JP3652650B2

JP3652650B2 - 自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP3652650B2
Application number: JP2001586345A
Authority: JP
Inventors: 信行米山
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2000-05-22
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2021-05-18
Also published as: EP1201970B1; KR100491569B1; US6572510B1; EP1201970A4; EP1201970A1; US20030119631A1; WO2001090606A1; DE60133167T2; KR20020019531A; DE60133167D1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用の自動変速機における制御装置に関し、とくに学習制御により変速を設定時間に完了させるように制御する自動変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機は変速歯車機構の複数のクラッチやブレーキなどの摩擦締結要素を選択的に油圧作動させることにより、変速段を切り替える。この際、変速指令があっても選択された摩擦締結要素への油圧供給その他に時間がかかり、摩擦締結要素が作動し始める実際の変速は変速指令の時刻から遅れて開始する。
【０００３】
自動変速機の制御においては、変速段の切替えを滑らかでかつ迅速なものとするため、例えば特開平１−１９３４４５号公報に開示されるように、実際の変速時間が所定の設定時間となるように、学習制御により今回の変速時間に基づいて次回変速時の油圧を補正するようにしている。
この変速時間の測定については、従来、変速前の変速段のギヤ比Ｇｘと変速後の変速段のギヤ比Ｇｙの間に変速開始判断ギヤ比Ｇ１を設定しておき、逐次検出されるギヤ比がこの変速開始判断ギヤ比Ｇ１を横切った時点を変速の開始として、同様に設定された変速終了判断ギヤ比Ｇ３に到達するまでの時間を変速時間としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、実際の変速はギヤ比が少しでも変化し始めたときから開始するので、上記の変速開始判断ギヤ比Ｇ１は変速前の変速段のギヤ比Ｇｘに極力近づけて設定するのが望ましいが、検出のばらつきを考慮して変速前の変速段のギヤ比より所定値だけ低い値に設定されているのが実状である。
しかしながら、上記のように変速前の変速段のギヤ比Ｇｘよりある程度低く変速開始判断ギヤ比Ｇ１が設定されると、当該ギヤ比Ｇ１までの時間分だけ計測時間に影響を与えることとなる。
【０００５】
そして、例えば、図６に示すａのように、変速時の油圧が低く変速開始時のギヤ比の変化が極く緩やかな場合には、実際の変速時間と計測された変速時間の間に大きなずれが生じて、これを学習しても次回の変速において適正な油圧補正が行なわれない。
すなわち、実際の変速時間は設定時間より長いにもかかわらず計測された変速時間が設定時間より短いと判断されると、次回は油圧を下げる方向に補正が行なわれて、変速ショックを招くこととなり得る。
また逆に、摩擦締結要素の解放と締結のマッチングが合わず、図６のｂのように、空吹きを伴う変速となった場合も、変速開始判断ギヤ比を横切るまでの時間が長くなり同様の現象を生じる。
【０００６】
このように、従来の変速時間計測では、学習制御に重要な実際の変速時間に関して必要な計測精度が得られないという問題がある。
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、変速開始時のギヤ比の変化が極く緩やかな場合や空吹きを伴う場合にも、変速時間を高い精度で求めて、適正な学習制御に用いることができるようにした自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このため、請求項１の本発明は、複数の摩擦締結要素に選択的に作動油圧を供給して、摩擦締結要素の締結・解放の組合せにより複数の変速段を切換える自動変速機の制御装置において、作動油圧を調整する油圧調整アクチュエータと、目標変速時間と実変速時間を比較して変速時間学習制御により油圧調整アクチュエータを制御する変速時間学習制御手段を有し、該変速時間学習制御手段は、現在のギヤ比を求めるギヤ比演算手段と、現在のギヤ比が連続してあらかじめ定められた単位ギヤ比以上で所定回数低下したときを変速開始として実変速時間を計測する変速時間計測手段を備えるものとした。
【０００８】
請求項２の発明は、変速時間学習制御手段の変速時間計測手段が、現在のギヤ比が連続してあらかじめ定められた単位ギヤ比以上で所定回数低下したとき、または現在のギヤ比が変速前の変速段のギヤ比よりも所定値だけ低く設定した第１のギヤ比に達したときのいずれか早い方を変速開始として実変速時間を計測するものとした。
【０００９】
そして、請求項３の発明は、変速時間学習制御手段の変速時間計測手段が、現在のギヤ比が連続してあらかじめ定められた単位ギヤ比以上で所定回数低下したとき、現在のギヤ比が変速前の変速段のギヤ比よりも所定値だけ低く設定した第１のギヤ比に達したとき、または現在のギヤ比が変速前の変速段のギヤ比よりも所定値だけ高く設定した第２のギヤ比に達したときのいずれか早い方を変速開始として実変速時間を計測するものとした。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明では、自動変速機の作動油圧を制御するための変速時間学習制御において、変速時間計測手段が現在のギヤ比が連続してあらかじめ定められた単位ギヤ比以上で所定回数低下したときを変速開始として実変速時間を計測するものとしたので、作動油圧が低くて変速がなかなか進行しないような場合にも、誤まりなく確実に変速開始を検出することができ、とくに単位ギヤ比を小さく設定するほど実際の変速開始に近づいて早期に検出できる。これにより、変速時間計測の精度が向上するので適切な変速時間学習制御が行なわれ、変速ショックのない制御ができるという効果を有する。
【００１１】
請求項２の発明では、単位ギヤ比以上で所定回数連続低下に加えて、第１のギヤ比への到達も監視することにより、変速がなかなか進行しない場合には単位ギヤ比以上の連続低下により第１のギヤ比に達するより前に変速開始を検出でき、変速の進行が速い場合には現在のギヤ比が一挙に第１のギヤ比に達することにより直ちに変速開始を検出できる。
【００１２】
請求項３の発明では、単位ギヤ比以上の連続低下、第１のギヤ比到達ならびに第２のギヤ比到達のいずれかで変速開始が検出されるので、変速の進行態様の如何にかかわらず実際の変速開始に近い時点でその変速開始を検出できる。
なお、上記の単位ギヤ比は、変速前の変速段のギヤ比と第１のギヤ比の差よりも小さい値に設定するのが好ましい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例により説明する。
図１は実施例の制御装置を組み込んだ車両のパワートレーン制御システムを示す図である。ここでは、エンジン１０の出力が自動変速機１５を介してホイール３０に伝達されるよう構成されている。
エンジン１０は図示しないアクセルペダルに連結されて開閉されるスロットルバルブ１１を備え、スロットルセンサ１２により検出されるスロットルバルブの開度（以下、スロットル開度という）ＴＶを入力の１つとするエンジンコントロールユニット１３により所定の出力トルクを得るよう制御される。
【００１４】
自動変速機１５はトルクコンバータ１６と、複数の摩擦締結要素１８を含む変速機構部１７、および摩擦締結要素１８への油圧給排を行うコントロールバルブ２０を備えている。
コントロールバルブ２０は、図示しないオイルポンプを油圧源として、作動油圧の供給を選択する変速アクチュエータ２１と、作動油圧の油圧値を調整する油圧調整アクチュエータ２２を備え、変速機コントロールユニット２４により制御される。
【００１５】
すなわち、変速機コントロールユニット２４には、スロットルセンサ１２、変速機構部１７の入力軸回転数Ｖｉｎを検出する入力回転センサ２５、および変速機構部の出力軸回転数Ｖｏｕｔを検出する出力回転センサ２６が接続され、これらからの入力情報に基づいてコントロールバルブ２０を制御し、これにより、車両の走行状態に応じて摩擦締結要素１８を選択的に締結解放して複数の変速段の切換えを行なう。
なお、変速機構部１７の出力軸回転数Ｖｏｕｔは、これに所定の係数を乗ずることにより車速Ｖｓが得られる。
【００１６】
なお、とくに図示しないが、変速アクチュエータ２１は複数のソレノイドとシフトバルブを有して、ソレノイドのオン／オフによってシフトバルブを切換え、作動油圧の供給を選択する。また油圧調整アクチュエータ２２はデューティ比制御されるソレノイドとレギュレータバルブを有して、オリフィスの開閉時間割合をソレノイドで制御して得たパイロット圧をレギュレータバルブに作用させて油圧を調整する。これら変速アクチュエータ２１および油圧調整アクチュエータ２２の構成は従来の自動変速機におけるコントロールバルブを構成するものと同じである。
【００１７】
変速機コントロールユニット２４は、変速段の切換えに際して、予め定めた所定範囲の変速時間（基準変速時間）Ｔｏ内で摩擦締結要素１８の締結あるいは開放過程を制御して滑らかな変速を確保するよう、変速時間Ｔを学習制御しながら、変速アクチュエータ２１および油圧調整アクチュエータ２２を作動させる。
本実施例では、上記学習制御する変速時間Ｔの検出を実際の変速開始点の近傍に近づけるため、所定の変速開始判断ギヤ比に達したかどうかだけでなく、さらにギヤ比の他の変化状態をも判断条件として変速開始を検出する。
【００１８】
図２は、変速機コントロールユニット２４による変速制御の流れを示すメインフローチャートである。
まず、ステップ１０１でスロットルセンサ１２からスロットル開度ＴＶを読み込み、ステップ１０２で車速Ｖｓを読込む。なお、この車速は前述のように出力回転センサ２６から出力軸回転数Ｖｏｕｔを読込むことにより行う。
ステップ１０３において、予め設定されている変速パターンから、上記スロットル開度ＴＶと車速Ｖｓとに基づいて目標変速段を決定する。
【００１９】
ステップ１０４では、前ステップで決定した目標変速段と現在の変速段を比較して、変速が必要かどうかをチェックする。現在の変速段と一致していれば、そのまま現在の変速段を維持するものとして、ステップ１０１へ戻る。
変速が必要である場合は、ステップ１０５において変速の種類、すなわちどの変速段からどの変速段への変速であるかを識別するとともに、ステップ１０６で、学習で記憶してある当該変速の種類における前回の変速時間Ｔｂと予め設定してある基準変速時間Ｔｏとを比較する。
【００２０】
基準変速時間Ｔｏは所定の時間幅を有し、前回の変速時間Ｔｂがこの時間幅内にあった場合はステップ１０７へ進んで、後述する油圧の補正係数Ｋを現在と同じＫとする。また前回の変速時間Ｔｂが基準変速時間Ｔｏよりも長かった場合はステップ１０８で補正係数をＫ＝Ｋ＋αとし、基準変速時間Ｔｏよりも短かった場合はステップ１０９で補正係数をＫ＝Ｋ−αとする。
補正係数を定めた後は、ステップ１１０において、スロットル開度ＴＶと車速Ｖｏｕｔに基づいて変速時の基本ライン圧Ｐを算出し、ステップ１１１で基本ライン圧Ｐに補正係数Ｋを加えて最適油圧ＰＢを求める。
【００２１】
そして、ステップ１１２で最適油圧ＰＢを形成するための油圧指令を油圧調整アクチュエータ２２へ出力するとともに、ステップ１１３で変速指令Ｓを変速アクチュエータ２１へ出力する。
その後、ステップ１１４において、今回の変速時間Ｔを計測し、ステップ１１５でこの計測した変速時間を次回変速のため前回の変速時間Ｔｂとして記憶する。
このあと、ステップ１０１へ戻り、上記のフローを繰り返す。
【００２２】
図３は、ステップ１１４における変速時間計測の詳細を示すフローチャートである。
まず、ステップ２０１で、後述するギヤ比低下の連続数カウントｎを０にセットする。
ステップ２０２において、変速機構部１７の入力軸回転数Ｖｉｎと出力軸回転数Ｖｏｕｔを読み込んで、現在のギヤ比Ｇ（＝Ｖｏｕｔ／Ｖｉｎ）を算出する。
次のステップ２０３で、現在のギヤ比Ｇが、図４に示すように変速前の変速段のギヤ比Ｇｘより所定値だけ低い値に設定した変速開始判断ギヤ比（第１のギヤ比）Ｇ１に達したかどうかをチェックする。
【００２３】
変速開始判断ギヤ比Ｇ１に達したときはステップ２０９へ進み、達していないときはステップ２０４へ進む。
ステップ２０４では、現在のギヤ比Ｇが、図４に示す変速前の変速段のギヤ比Ｇｘより所定値だけ高い値に設定した空吹きギヤ比（第２のギヤ比）Ｇ２に達したかどうかをチェックする。空吹きギヤ比Ｇ２に達したときはステップ２０９へ進み、達していないときはステップ２０５へ進む。
【００２４】
ステップ２０５では、変速指令Ｓを出力してから予め定めた設定時間Ｔｍが経過したかどうかをチェックする。設定時間Ｔｍが経過したときはステップ２０９へ進み、経過していないときはステップ２０６へ進む。
ステップ２０６では、現在のギヤ比Ｇが予め定めた単位ギヤ比ΔＧ以上で前回より低下したかどうかをチェックし、低下していればステップ２０７で連続数カウントｎを１だけ増加させる。
【００２５】
図５は、変速指令Ｓから変速開始判断ギヤ比Ｇ１時点の間を拡大して示す図で、単位ギヤ比ΔＧは変速前の変速段のギヤ比Ｇｘと変速開始判断ギヤ比Ｇ１の差に対して概略１桁小さいレベルの大きさに設定されている。
そして、ステップ２０８において、連続数カウントｎが所定値Ｎになったかどうかをチェックする。連続数カウントｎが所定値Ｎになった場合は、変速が開始されたものとして、ステップ２０９へ進む。
ステップ２０９では変速時間の計測を開始する。
【００２６】
一方、ステップ２０６のチェックで現在のギヤ比Ｇが増大したり、あるいは低下しても単位ギヤ比ΔＧより小さい低下のときは、ステップ２１２で連続数カウントｎを０にリセットしたあと、ステップ２０２へ戻る。
ステップ２０９で変速時間の計測を開始したあと、ステップ２１０では、現在のギヤ比Ｇが、図４に示すように変速後の変速段（目標変速段）のギヤ比Ｇｙより所定値だけ高い値に設定した変速終了判断ギヤ比（第３のギヤ比）Ｇ３に達したかどうかを繰り返しチェックする。
そして変速終了判断ギヤ比Ｇ３に達すると、ステップ２１１において、変速時間の計測を終了する。ここで計測された変速時間Ｔが、前述のように、メインフローのステップ１１５においてＴｂとして記憶される。
【００２７】
上記ステップのうち、ステップ１０５からステップ１１５が発明における変速時間学習制御手段を構成している。そして、ステップ２０２がギヤ比演算手段を、ステップ２０３からステップ２１１が変速時間計測手段を構成している。
なお、上記のステップ２０３、２０４、２０５および２０６〜２０８はそれぞれを単位としてフローにおける互いの順番を適宜変更してよい。
【００２８】
上記のフローにより、図４のように、まず、変速指令Ｓが出力されたあと、現在のギヤ比Ｇが変速開始判断ギヤ比Ｇ１に到達すれば、従来と同様にこの時点ｔｓ１をもって変速開始とすることができる。その後ギヤ比Ｇが変速終了判断ギヤ比Ｇ３を時刻ｔｅ１で横切ると、時刻ｔｓ１からｔｅ１が変速時間Ｔとなる。
つぎに、変速開始判断ギヤ比Ｇ１に達しなくても、現在のギヤ比Ｇが増大して空吹きギヤ比Ｇ２に達したときには、変速前の変速段のギヤ比Ｇｘから変化しているわけであるから、この時点ｔｓ２をもって変速開始とする。その後ギヤ比Ｇが変速終了判断ギヤ比Ｇ３を時刻ｔｅ２で横切ると、時刻ｔｓ２からｔｅ２が変速時間Ｔとなる。
【００２９】
さらに、図５のように、単位ギヤ比ΔＧ以上でギヤ比の低下が所定回数連続したときにはその時点ｔｓ４で変速開始とする。そしてギヤ比Ｇが変速終了判断ギヤ比Ｇ３を横切る時刻をｔｅ４（図示省略）とすれば、時刻ｔｓ４からｔｅ４が変速時間Ｔとなる。
一方、上記のいずれによっても変速開始が検出されないときは、図４のように、変速指令Ｓの出力から所定時間Ｔｍが経過した時点ｔｓ３を変速開始とみなし、その後ギヤ比Ｇが変速終了判断ギヤ比Ｇ３を時刻ｔｅ３で横切ると、時刻ｔｓ３からｔｅ３を変速時間Ｔとする。
【００３０】
本実施例は以上のように構成され、従来変速開始判断のため設定していた変速開始判断ギヤ比Ｇ１と変速前の変速段のギヤ比Ｇｘの差に対して十分小さなレベルの単位ギヤ比ΔＧを設定して、ΔＧ以上のギヤ比低下の連続をチェックするものとしたので、ギヤ比Ｇが緩やかに変化するような場合には、図５から明らかなように、変速開始判断ギヤ比Ｇ１まで低下する時刻ｔｓ１よりずっと実際の変速開始ｔｓに近い早期の時刻ｔｓ４に検出することができる。もちろん、変速開始判断ギヤ比によるチェックも行なうので、ギヤ比が急速に低下する場合は、単位ギヤ比ΔＧ以上の所定回数低下を待たず、変速開始判断ギヤ比Ｇ１到達によって変速開始が検出される。
【００３１】
また、エンジンが空吹いた場合はギヤ比Ｇが変速開始判断ギヤ比Ｇ１に到達するまでに長時間を要するが、実施例では空吹きギヤ比Ｇ２によるチェックも行なうので、これによっても変速開始判断ギヤ比のみによって変速開始を検出する従来に比較して、変速開始を早期の時刻ｔｓ２に検出することができる。
【００３２】
以上のように、本発明は、実際の変速時間を高い精度で求めて学習制御に用いるので、摩擦締結要素の解放と締結を適正に行うことができ、変速開始時のギヤ比の変化が極く緩やかな場合や空吹きを伴う場合にも変速ショックを生じさせないから、とくに有用な車両用の自動変速機を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例を示す車両のパワートレーン制御システム図である。
【図２】実施例における変速制御の流れを示すメインフローチャートである。
【図３】変速時間計測の詳細を示すフローチャートである。
【図４】変速開始判断の要領を示す説明図である。
【図５】ギヤ比連続低下に基づく変速開始判断例を示す説明図である。
【図６】従来の変速開始判断の問題点を示す説明図である。

Claims

複数の摩擦締結要素に選択的に作動油圧を供給して、摩擦締結要素の締結・解放の組合せにより複数の変速段を切換える自動変速機の制御装置において、
作動油圧を調整する油圧調整アクチュエータと、
目標変速時間と実変速時間を比較して変速時間学習制御により前記油圧調整アクチュエータを制御する変速時間学習制御手段を有し、
該変速時間学習制御手段は、現在のギヤ比を求めるギヤ比演算手段と、現在のギヤ比が連続してあらかじめ定められた単位ギヤ比以上で所定回数低下したときを変速開始として実変速時間を計測する変速時間計測手段を備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
複数の摩擦締結要素に選択的に作動油圧を供給して、摩擦締結要素の締結・解放の組合せにより複数の変速段を切換える自動変速機の制御装置において、
作動油圧を調整する油圧調整アクチュエータと、
目標変速時間と実変速時間を比較して変速時間学習制御により前記油圧調整アクチュエータを制御する変速時間学習制御手段を有し、
該変速時間学習制御手段は、現在のギヤ比を求めるギヤ比演算手段と、現在のギヤ比が連続してあらかじめ定められた単位ギヤ比以上で所定回数低下したとき、または現在のギヤ比が変速前の変速段のギヤ比よりも所定値だけ低く設定した第１のギヤ比に達したときのいずれか早い方を変速開始として実変速時間を計測する変速時間計測手段を備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
複数の摩擦締結要素に選択的に作動油圧を供給して、摩擦締結要素の締結・解放の組合せにより複数の変速段を切換える自動変速機の制御装置において、
作動油圧を調整する油圧調整アクチュエータと、
目標変速時間と実変速時間を比較して変速時間学習制御により前記油圧調整アクチュエータを制御する変速時間学習制御手段を有し、
該変速時間学習制御手段は、現在のギヤ比を求めるギヤ比演算手段と、現在のギヤ比が連続してあらかじめ定められた単位ギヤ比以上で所定回数低下したとき、現在のギヤ比が変速前の変速段のギヤ比よりも所定値だけ低く設定した第１のギヤ比に達したとき、または現在のギヤ比が変速前の変速段のギヤ比よりも所定値だけ高く設定した第２のギヤ比に達したときのいずれか早い方を変速開始として実変速時間を計測する変速時間計測手段を備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
前記単位ギヤ比は、前記変速前の変速段のギヤ比と第１のギヤ比の差よりも小さい値に設定されていることを特徴とする請求項２または３記載の自動変速機の制御装置。