JP3627276B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、自動変速機の変速制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、自動変速機においては、エンジンによって発生させられた回転をトルクコンバータを介して変速装置に伝達し、該変速装置において変速して、駆動輪に伝達するようになっている。そして、前記変速装置には、複数の歯車要素から成るギヤユニットが配設され、各歯車要素をクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合要素によって選択的に係脱することにより、複数の変速段を達成する。
【0003】
ところで、ある変速段から他の変速段に変速を行うに当たり、変速中に変速ショック、クラッチの焼付き等が発生するのを防止する必要がある。そこで、入力側の回転数(以下「入力側回転数」という。)を検出し、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時における目標の変速時間(以下「目標変速時間」という。)及び目標の入力側回転数(以下「目標入力側回転数」という。)を設定し、実際の入力側回転数(以下「実入力側回転数」という。)を前記目標入力側回転数に追随させて前記摩擦係合要素の係脱を制御している。
【0004】
図2は従来の自動変速機の変速制御装置における入力側回転数の推移を示すタイムチャート、図3は従来の自動変速機の変速制御装置におけるフィードバック制御手段を示す図である。
図において、NISは目標入力側回転数であり、この場合、加速中において、ある変速段から高速段側の変速段に変速が行われたときの設定パターンを示す。前記目標入力側回転数NISは、変速開始まではアクセルペダルの踏込みに伴って上昇させられ、変速開始のタイミングtA において減少させられ、変速終了のタイミングtB において再び上昇するようになっている。
【0005】
そして、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時における目標入力側回転数NISの変化率をΔNISとしたとき、該変化率ΔNISを指令値として減算器61に入力し、また、実入力側回転数の変化率ΔNIFを計算し、該変化率ΔNIFを前記減算器61に入力してフィードバック制御を行うようにしている。そして、前記変化率ΔNISと変化率ΔNIFとの誤差を制御要素62に入力し、該制御要素62において、例えば、積分ゲインKP等の制御ゲインを前記誤差に掛け、油圧設定値Pを制御要素62から出力するようにしている。
【0006】
なお、変速過渡時において、前記変化率ΔNISは一定にされ、目標入力側回転数NISは直線状に、すなわち、一次関数的に低くされる。したがって、変速開始前の目標入力側回転数NISの変化率ΔNISは正の値を採るのに対して変速開始後の目標入力側回転数NISの変化率ΔNISは負の値を採るので、変速開始時に目標入力側回転数NISの変化率ΔNISは正負反転することになる。また、変速終了前の目標入力側回転数NISの変化率ΔNISは負の値を採るのに対して変速終了後の目標入力側回転数NISの変化率ΔNISは正の値を採るので、変速終了時に目標入力側回転数NISの変化率ΔNISは再び正負反転することになる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の自動変速機の変速制御装置においては、時間の経過と共に油圧回路の摩擦係合要素等が古くなると、制御装置の追随性が低くなり、変速開始時から変速終了時までの実際の変速時間(以下「実変速時間」という。)にばらつきが生じ、実変速時間と目標変速時間との間に誤差が発生してしまう。
【0008】
そこで、前記制御要素62の制御ゲインを大きくすることが考えられるが、変速開始時及び変速終了時において目標入力側回転数NISの変化率ΔNISが正負反転するので、実入力側回転数が目標入力側回転数NISから離れやすく、振動、変速ショック等が発生してしまう。
本発明は、前記従来の自動変速機の変速制御装置の問題点を解決して、実変速時間を目標変速時間に近づけることができ、振動、変速ショック等が発生するのを防止することができる自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の自動変速機の変速制御装置においては、複数の歯車要素から成る歯車ユニットを備えた変速装置と、エンジンからの回転を変速装置に伝達する入力軸と、前記変速装置の回転を駆動輪に出力する出力軸と、係脱自在に配設され、係脱に伴い前記入力軸から出力軸までの動力伝達系に配設された回転部材の回転数を変化させて変速を行う摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボと、該油圧サーボに供給される制御油圧を制御油圧パターンに従って発生させる油圧発生手段と、制御装置とを有する。
【0010】
そして、該制御装置は、前記回転部材の実際の回転数に対応する実回転変数を検出する実回転変数検出手段と、前記回転部材の目標の回転数に対応する目標回転変数を発生させる目標回転変数発生手段と、前記目標回転変数及び実回転変数に基づいてフィードバック制御を行い、制御値を出力するフィードバック制御手段と、制御油圧パターンを発生させ、前記制御値に基づいて制御油圧パターンを補正する変速ロジック設定手段とを備える。
【0011】
また、前記目標回転変数発生手段は、変速開始時及び変速終了時において、変化率を正負反転させることなく目標回転変数を変化させ、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時において、変化率を2回正負反転させて前記目標回転変数を変化させる。
【0012】
【作用及び発明の効果】
本発明によれば、前記のように自動変速機の変速制御装置においては、複数の歯車要素から成る歯車ユニットを備えた変速装置と、エンジンからの回転を変速装置に伝達する入力軸と、前記変速装置の回転を駆動輪に出力する出力軸と、係脱自在に配設され、係脱に伴い前記入力軸から出力軸までの動力伝達系に配設された回転部材の回転数を変化させて変速を行う摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボと、該油圧サーボに供給される制御油圧を制御油圧パターンに従って発生させる油圧発生手段と、制御装置とを有する。
【0013】
そして、該制御装置は、前記回転部材の実際の回転数に対応する実回転変数を検出する実回転変数検出手段と、前記回転部材の目標の回転数に対応する目標回転変数を発生させる目標回転変数発生手段と、前記目標回転変数及び実回転変数に基づいてフィードバック制御を行い、制御値を出力するフィードバック制御手段と、制御油圧パターンを発生させ、前記制御値に基づいて制御油圧パターンを補正する変速ロジック設定手段とを備える。
また、前記目標回転変数発生手段は、変速開始時及び変速終了時において、変化率を正負反転させることなく目標回転変数を変化させ、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時において、変化率を2回正負反転させて前記目標回転変数を変化させる。
【0014】
この場合、前記油圧発生手段によって制御油圧パターンに従って発生させられた制御油圧が油圧サーボに供給され、摩擦係合要素が係脱させられる。その結果、前記回転部材の回転数を変化させながら、変速が行われる。
また、前記目標回転変数及び実回転変数に基づいてフィードバック制御が行われて制御値が出力され、該制御値に基づいて制御油圧パターンが補正され、該制御油圧パターンに従って摩擦係合要素が係脱させられる。
【0015】
そして、変速開始時及び変速終了時において変化率が正負反転することなく目標回転変数が変化するので、変速開始時において目標回転変数を徐々に低下させることができ、変速終了時において目標回転変数を徐々に上昇させることができる。
したがって、フィードバック制御手段において制御ゲインを大きくしても、変速開始時及び変速終了時における実回転変数を目標回転変数に近づけることができるので、変速開始時及び変速終了時において振動、変速ショック等が発生するのを防止することができる。
【0017】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の第1の実施例における自動変速機の変速制御装置の概念図、図4は本発明の第1の実施例における入力側回転数の推移を示すタイムチャートである。
【0018】
図に示すように、エンジン10によって発生させられた回転は、出力軸11を介して流体伝動装置としてのトルクコンバータ12に伝達される。該トルクコンバータ12に伝達された回転は、入力軸14を介して変速装置16に伝達され、該変速装置16において変速が行われ、増速されたり減速されたりする。そして、変速装置16から出力軸17を介して伝達された回転は、ディファレンシャル装置18において回転数差が吸収され、図示しない駆動輪に伝達される。
【0019】
前記変速装置16は、複数の変速段を達成するために、プラネタリギヤユニット等の図示しない歯車ユニットと、クラッチ、ブレーキ等の複数の摩擦係合要素とを備える。そして、該摩擦係合要素を選択的に係脱することによって、前記歯車ユニットの各歯車要素を選択的に組み合わせ、各変速段に対応させたギヤ比を形成することができるようになっている。
【0020】
本実施例において、前記変速装置16は、変速を行うための図示しない第1のクラッチ及び第2のクラッチを有し、第1のクラッチを係脱するために油圧サーボC−1が、第2のクラッチを係脱するために油圧サーボC−2が配設される。すなわち、前記油圧サーボC−1、C−2にそれぞれ油圧を供給すると、前記第1のクラッチ及び第2のクラッチが係合させられ、油圧サーボC−1、C−2からそれぞれ油圧をドレーンすると、前記第1のクラッチ及び第2のクラッチが解放させられる。
【0021】
なお、前記油圧サーボC−1、C−2は、変速段を達成するための図示しない油圧回路に配設される。該油圧回路は、前記油圧サーボC−1、C−2等の油圧サーボのほか、ライン圧を発生させるためのプライマリレギュレータバルブ、選択されたレンジに対応させて各レンジ圧を発生させるマニュアルバルブ、各変速段に対応させてオン・オフさせられる複数のシフトソレノイドバルブ、各ソレノイドバルブのオン・オフによって切り換えられる1−2シフトバルブ、2−3シフトバルブ、3−4シフトバルブ、リニアソレノイドバルブ21等を有する。
【0022】
該リニアソレノイドバルブ21は、油圧発生手段として配設され、電流の値に比例した油圧(以下「制御油圧」という。)を発生させ、前記第1のクラッチ及び第2のクラッチの係合力を独立して制御する。
ところで、本実施例においては、前記第1のクラッチを解放するとともに、第2のクラッチを係合させて変速を行うようになっている。したがって、第1のクラッチの油圧サーボC−1に供給される制御油圧Pc1及び第2のクラッチの油圧サーボC−2に供給される制御油圧Pc2が前記リニアソレノイドバルブ21によって発生させられる。
【0023】
そして、第1のクラッチを解放するとともに、第2のクラッチを係合させて変速を行う場合、油圧サーボC−1に供給される制御油圧Pc1は徐々に低下させられ、一方、油圧サーボC−2に供給される制御油圧Pc2は徐々に上昇させられる。
そのために、入力回転数センサ31、出力回転数センサ32、及び制御装置22が配設される。該制御装置22は、実回転変数検出手段33、目標回転変数発生手段34、フィードバック制御手段35、変速ロジック設定手段36及び電流制御手段37から成る。
【0024】
前記制御装置22は、車速、スロットル開度等の走行条件に基づいて変速段を決定し、変速出力を発生させる。そして、該変速出力に対応するソレノイド信号が前記油圧回路の各シフトソレノイドに送られ、シフトソレノイドバルブがオン・オフさせられるとともに、前記制御油圧Pc1、Pc2が油圧サーボC−1、C−2に供給される。
【0025】
また、前記入力回転数センサ31は、変速装置16の入力側における入力軸14の実入力側回転数NIFを検出し、出力回転数センサ32は変速装置16の出力側における出力軸17の実際の回転数(以下「実出力側回転数」という。)NOFを検出する。なお、本実施例において、実入力側回転数NIFについては入力軸14の回転数を、実出力側回転数NOFについては出力軸17の回転数を検出するようにしているが、前記入力軸14から出力軸17までの動力伝達系に配設された回転部材のうち、変速を達成することによって回転数が変化するものの回転数を実入力側回転数NIFとして、変速を達成しても回転数が変化しないものの回転数を実出力側回転数NOFとして検出することができる。
【0026】
そして、実回転変数検出手段33は前記実入力側回転数NIF及び実出力側回転数NOFに基づいて変速装置16の実回転変数としての実際のギヤ比(以下「実ギヤ比」という。)rIF
rIF=NIF/NOF
を計算する。該実ギヤ比rIFは変速開始時から変速終了時までの変速過渡期においてサンプリングタイムごとに計算される。そして、計算された実ギヤ比rIFは、フィードバック制御手段35に対して出力される。
【0027】
前記実入力側回転数NIF及び実出力側回転数NOFは変速過渡時において変化し、車両の加速時において、ある変速段から高速段側の変速段に変速を行う場合、実入力側回転数NIFは低下し、一方、実出力側回転数NOFは車両の慣性によって一定の傾きで上昇する。したがって、実ギヤ比rIFは実入力側回転数NIFの低下と共に小さくなり、変速終了後は一定の値になる。
【0028】
そして、前記目標回転変数発生手段34は、目標回転変数としての目標ギヤ比rITを発生させる。該目標ギヤ比rITは、変速開始時及び変速終了時において振動、変速ショック等が発生するのを防止することができるように設定される。
この場合、変速過渡時の目標入力側回転数NITが、例えば、図4に示すような正弦波になるように目標ギヤ比rITが設定される。
【0029】
すなわち、変速開始時のタイミングtA において目標入力側回転数NITは低くされるが、このときの目標入力側回転数NITの変化率は徐々に小さくされる。したがって、変速開始前の目標入力側回転数NITの変化率及び変速開始後の目標入力側回転数NITの変化率はいずれも正の値を採り、変速開始時において正負反転しない。
【0030】
なお、変速過渡時における目標入力側回転数NITの変化率は、正の値から負の値に、続いて、負の値から正の値に変わり、2度正負反転する。
一方、変速終了時のタイミングtB において目標入力側回転数NITは上昇させられるが、このときの目標入力側回転数NITの変化率は徐々に大きくされる。したがって、変速終了前の目標入力側回転数NITの変化率及び変速終了後の目標入力側回転数NITの変化率はいずれも正の値を採り、変速終了時において正負反転しない。
【0031】
なお、本実施例においては、実回転変数検出手段33において実回転変数として実ギヤ比rIFを計算するようになっているので、目標回転変数発生手段34においては前記目標入力側回転数NITに基づいて目標ギヤ比rITが目標回転変数として計算され、発生させられる。
そして、フィードバック制御手段35は、前記目標ギヤ比rITを指令値とし、実ギヤ比rIFを入力としてフィードバック制御を行い、制御値Pを変速ロジック設定手段36に対して出力する。本実施例においては、フィードバック制御手段35は減算器51及び制御要素52から成り、前記目標ギヤ比rITが指令値として、実ギヤ比rIFが入力として減算器51に送られ、前記目標ギヤ比rITから実ギヤ比rIFを減算して得られた偏差Δrが制御要素52に入力される。そして、該制御要素52は入力された偏差Δrに比例ゲイン、積分ゲイン等の制御ゲインを掛け、制御値Pを出力する。
【0032】
また、前記変速ロジック設定手段36は、前記制御油圧Pc1、Pc2の設定パターン(以下「制御油圧パターン」という。)を発生させるとともに、前記制御値Pに従って補正し、補正された制御油圧パターンを制御油圧信号SG1として電流制御手段37に対して出力する。
該電流制御手段37は前記制御油圧信号SG1を受けて油圧サーボC−1用の電流指令値I1 と油圧サーボC−2用の電流指令値I2 とをリニアソレノイドバルブ21に対して出力する。
【0033】
このように、変速開始時及び変速終了時における目標入力側回転数NITの変化率を大きく変化させないようにしたので、前記制御ゲインを大きくしても実入力側回転数NIFが目標入力側回転数NITから離れることがない。したがって、振動、変速ショック等が発生するのを防止することができる。
また、制御ゲインを大きくすることができるので、実変速時間を目標変速時間に近づけることができる。
【0034】
次に、前記構成の自動変速機の変速制御装置の動作についてフローチャートに基づいて説明する。
図6は本発明の第1の実施例における変速制御装置の動作を示すフローチャートである。
ステップS1 サンプリングタイムtをインクリメントする。本実施例においては、サンプリングタイムtは10〔ms〕ごとにインクリメントする。
ステップS2 実入力側回転数NIF及び実出力側回転数NOFを検出するとともに、実ギヤ比rIFを計算することによって実回転変数を検出する。
ステップS3 現在のサンプリングタイムtにおいて変速装置16(図1)は変速を開始したかどうかを判断する。変速を開始した場合はステップS4に、変速を開始していない場合はステップS5に進む。
ステップS4 目標ギヤ比rIT
rIT=NIT/NOF=rO ・cos(t/T)πを計算する。この場合、rO は変速開始時のギヤ比、Tは目標変速時間である。ステップS5 現在のサンプリングタイムtにおいて変速装置16が変速中であるかどうかを判断する。変速中である場合はステップS6に、変速中でない場合はリターンする。
ステップS6 前記実ギヤ比rIF及び目標ギヤ比rITをセットする。
ステップS7 フィードバック制御手段35によってフィードバック制御を行い、制御値Pを発生させる。
ステップS8 制御値Pに基づいて制御油圧パターンを補正する。
【0035】
ところで、本実施例においては、実回転変数検出手段33は実回転変数として実ギヤ比rIFを計算し、目標回転変数発生手段34は目標回転変数として目標ギヤ比rITを発生させるようにしているが、実回転変数検出手段33において実回転変数として実入力側回転数NIFを検出し、目標回転変数発生手段34において目標回転変数として目標入力側回転数NITを発生させることもできる。
【0036】
次に、本発明の第2の実施例について説明する。
図5は本発明の第2の実施例におけるフィードバック制御手段を示す図である。
この場合、フィードバック制御手段35は減算器51及び制御要素52から成り、前記目標入力側回転数NITが指令値として、実入力側回転数NIFが入力として減算器51に送られ、前記目標入力側回転数NITから実入力側回転数NIFを減算して得られた偏差ΔNが制御要素52に入力される。そして、該制御要素52は入力された偏差ΔNに比例ゲイン、積分ゲイン等の制御ゲインを掛け、制御値Pを出力する。
【0037】
そして、目標回転変数発生手段34(図1)は、目標入力側回転数NIT
NIT =rO ・NOF・cos(t/T)π
を計算する。
このように、実回転変数として実入力側回転数NIFを検出し、フィードバック制御手段35において実入力側回転数NIFが目標入力側回転数NITになるようにフィードバック制御を行うと、実入力側回転数NIFの偏差ΔNが大きくなる高回転数領域と実入力側回転数NIFの偏差ΔNが小さくなる低回転数領域とで、それぞれの偏差ΔNに対応させたフィードバック制御を行うことができる。
【0038】
したがって、フィードバック制御手段35の追従性を向上させることができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例における自動変速機の変速制御装置の概念図である。
【図2】従来の自動変速機の変速制御装置における入力側回転数の推移を示すタイムチャートである。
【図3】従来の自動変速機の変速制御装置におけるフィードバック制御手段を示す図である。
【図4】本発明の第1の実施例における入力側回転数の推移を示すタイムチャートである。
【図5】本発明の第2の実施例におけるフィードバック制御手段を示す図である。
【図6】本発明の第1の実施例における変速制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
10 エンジン
14 入力軸
16 変速装置
11、17 出力軸
21 リニアソレノイドバルブ
22 制御装置
33 実回転変数検出手段
34 目標回転変数発生手段
35 フィードバック制御手段
36 変速ロジック設定手段
C−1、C−2 油圧サーボ
Pc1、Pc2 制御油圧
rIF 実ギヤ比
rIT 目標ギヤ比
P 制御値
Claims (2)
- 複数の歯車要素から成る歯車ユニットを備えた変速装置と、エンジンからの回転を変速装置に伝達する入力軸と、前記変速装置の回転を駆動輪に出力する出力軸と、係脱自在に配設され、係脱に伴い前記入力軸から出力軸までの動力伝達系に配設された回転部材の回転数を変化させて変速を行う摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボと、該油圧サーボに供給される制御油圧を制御油圧パターンに従って発生させる油圧発生手段と、制御装置とを有するとともに、該制御装置は、前記回転部材の実際の回転数に対応する実回転変数を検出する実回転変数検出手段と、前記回転部材の目標の回転数に対応する目標回転変数を発生させる目標回転変数発生手段と、前記目標回転変数及び実回転変数に基づいてフィードバック制御を行い、制御値を出力するフィードバック制御手段と、制御油圧パターンを発生させ、前記制御値に基づいて制御油圧パターンを補正する変速ロジック設定手段とを備え、前記目標回転変数発生手段は、変速開始時及び変速終了時において、変化率を正負反転させることなく目標回転変数を変化させ、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時において、変化率を2回正負反転させて前記目標回転変数を変化させることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
- 複数の歯車要素から成る歯車ユニットを備えた変速装置と、エンジンからの回転を変速装置に伝達する入力軸と、前記変速装置の回転を駆動輪に出力する出力軸と、係脱自在に配設され、係脱に伴い前記入力軸から出力軸までの動力伝達系に配設された回転部材の回転数を変化させて変速を行う摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボと、該油圧サーボに供給される制御油圧を制御油圧パターンに従って発生させる油圧発生手段と、変速開始時及び変速終了時において、前記回転部材の目標の回転数の変化率を正負反転させることなく、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時において、前記回転部材の目標の回転数の変化率を2回正負反転させる制御装置とを有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
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