JP3757706B2 - 自動変速機のライン圧制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機を含む自動変速機の制御に必要なライン圧を、要求される最低限の値に制御するためのライン圧制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トロイダル型無段変速機やＶベルト式無段変速機などの無段変速機を含む自動変速機はライン圧を元圧として制御されるが、当該ライン圧は従来、例えば特開平８−３２４２９７号公報に記載のごとく、車両の運転状態に応じて異なるが自動変速機の制御に必要な必要圧に一定の安全率を掛けて求めた目標ライン圧になるよう制御するのが普通であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、今日の多くの自動変速機において行われているようにライン圧をデューティソレノイドにより制御する場合を例にとって説明すると、制御信号であるソレノイドの駆動デューティＤに対するライン圧Ｐ_L の変化特性が、製作当初は図５に実線αで示すようにリニヤなものであっても、時間が経つとライン圧制御システムの経時劣化により同図に破線βで例示するように変化し、当初のライン圧を発生させ得なくなる。
そして、製作当初のライン圧特性に対する経時劣化後のライン圧特性の乖離は、１点鎖線で囲まれたＡ領域（低ライン圧にすべき領域）において比較的小さく、それ以外のＢ領域において比較的大きくなる。
【０００４】
しかして従来のように安全率を一定値とするのでは、上記の乖離が最も大きくなる時を基準にして、この時でも所定のライン圧が発生するよう安全率を高く定める必要がある。
このため従来のライン圧制御装置にあっては、低ライン圧にすべきＡ領域において安全率が過大で常に不必要に高いライン圧を発生させ続けることとなり、当該領域でポンプ駆動負荷が大きくなってエンジンの燃費を悪化させたり、音や振動の面で不利になる懸念がある。
なお図５から明らかなように、Ｂ領域でもライン圧を最高値にするような領域では前記の乖離が小さいが、この領域で安全率が過大であってもライン圧がハードウエア限界である最高値を超えて高くされることはないから、上記の問題を生ずることはなく、問題となるのはＡ領域のみである。
【０００５】
本発明は、上記の安全率を一定にしないで車両の運転状態に応じ異ならせることにより上記問題の解決を実現することを目的とする。
【０００６】
請求項１乃至３に記載の第１発明乃至第３発明はそれぞれ、前記低ライン圧にすべき領域を車両の運転状態として明確に規定することを目的とする
【０００７】
請求項４に記載の第４発明は、上記車両運転状態の１つであるエンジン回転数に応じた安全率の急変を無くして、ライン圧の急変を生ずることのないようにすることを目的とする
【０００８】
請求項５に記載の第５発明は、車両の運転状態に応じた安全率を容易に定め得るようにすることを目的とする
【０００９】
【課題を解決するための手段】
これらの目的のため、先ず第１発明は、
車両の運転状態に応じた必要ライン圧に安全率を掛けて目標ライン圧を求めるようにした自動変速機のライン圧制御装置において、
前記安全率をエンジンの低負荷運転領域で低くしたことを特徴とするものである。
【００１０】
第２発明による自動変速機のライン圧制御装置は、
車両の運転状態に応じた必要ライン圧に安全率を掛けて目標ライン圧を求めるようにした自動変速機のライン圧制御装置において、
前記安全率を低車速域で低くしたことを特徴とするものである。
【００１１】
第３発明による自動変速機のライン圧制御装置は、第１発明または第２発明において、
前記安全率を低エンジン回転数域で低くしたことを特徴とするものである。
【００１２】
第４発明による自動変速機のライン圧制御装置は、第３発明において、
エンジン回転数の変化に応じて異なる安全率の境界部に安全率がエンジン回転数の変化につれて徐々に変化する遷移領域を設定したことを特徴とするものである。
【００１３】
第５発明による自動変速機のライン圧制御装置は、第３発明または第４発明において、
前記安全率をエンジン負荷、車速、エンジン回転数の３次元マップとして予め定めておくよう構成したことを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の効果】
第１発明においては、目標ライン圧を求めるに際して車両運転状態に応じた必要ライン圧に掛けるべき安全率を車両の運転状態に応じて変化させるため、
ライン圧制御システムの経時劣化によるライン圧特性の変化が小さい低ライン圧領域に対応した車両運転状態では上記の安全率を低くし、システムの経時劣化によるライン圧特性の変化が大きいそれ以外の領域に対応した運転状態では安全率を高くするような操作が可能となり、
前者の領域で安全率が過大になって常に不必要に高いライン圧を発生させ続けるような弊害を回避することができ、当該領域でポンプ駆動負荷が大きくなってエンジンの燃費を悪化させたり、音や振動の面で不利になるといった懸念を払拭することができる。
【００１６】
特に第１発明においては、上記安全率をエンジンの低負荷運転領域で低くしたため、
そして当該低負荷運転領域が上記の低ライン圧領域に対応した車両運転領域であることにより、上記の作用効果を更に確実に達成することができる。
【００１７】
第２発明においては、ライン圧制御システムの経時劣化によるライン圧特性の変化が小さい低ライン圧領域に対応した車両運転状態では安全率を低くし、システムの経時劣化によるライン圧特性の変化が大きいそれ以外の領域に対応した運転状態では安全率を高くするような操作が可能となり、前者の領域で安全率が過大になって常に不必要に高いライン圧を発生させ続けるような弊害を回避することができ、当該領域でポンプ駆動負荷が大きくなってエンジンの燃費を悪化させたり、音や振動の面で不利になるといった懸念を払拭することができ、特に前記安全率を低車速域で低くしたため、
そして当該低車速域が前記の低ライン圧領域に対応した車両運転領域であることにより、上記の作用効果を更に確実に達成することができる。
【００１８】
第３発明においては、前記安全率を低エンジン回転数域で低くしたため、
そして当該低エンジン回転数域が前記の低ライン圧領域に対応した車両運転領域であることにより、第１発明および第２発明の作用効果を更に確実に達成することが可能となる。
【００１９】
第４発明においては、エンジン回転数の変化に応じて異なる安全率の境界部に安全率がエンジン回転数の変化につれて徐々に変化する遷移領域を設定したから、
エンジン回転数に応じた安全率の急変を回避することができ、これに伴うライン圧の急変をなくし得る。
【００２０】
第５発明においては、前記安全率をエンジン負荷、車速、エンジン回転数の３次元マップとして予め定めておくため、
安全率を決定するための車両運転状態としてエンジン負荷、車速、エンジン回転数の３つをモニタすると雖も、車両運転状態に応じた安全率の決定が比較的容易になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態になる自動変速機のライン圧制御装置を示すもので、このライン圧制御装置は、図示せざるエンジンにより駆動されるポンプ等の圧力源１１と、これからの作動油をライン圧Ｐ_L に調圧するプレッシャーレギュレータ弁１２と、このプレッシャーレギュレータ弁にライン圧制御用のモディファイア圧Ｐ_m を供給するためのプレッシャーモディファイア弁１３と、このプレッシャーモディファイア弁１３を制御するライン圧ソレノイド１４と、該ソレノイドに一定の圧力Ｐ_C を供給するパイロット弁１５とで構成する。
【００２２】
プレッシャーレギュレータ弁１２は、圧力源１１からの作動油を回路１６に漏洩させつつ、また必要に応じてドレンポート１２_a よりドレンしつつ、モディファイア圧Ｐ_m に応じたライン圧Ｐ_L に調圧する。
パイロット弁１５は回路１６から漏れ油を一定圧Ｐ_C にしてライン圧ソレノイド１４に供給し、ライン圧ソレノイド１４は当該一定圧Ｐ_C を駆動デューティＤに応じたデューティ圧Ｐ_D にしてモディファイア弁１３に印加する。
モディファイア弁１３は、回路１６から漏れ油をデューティ圧Ｐ_D 、従ってライン圧ソレノイド１４の駆動デューティＤに応じたモディファイア圧Ｐ_m にし、これをプレッシャーレギュレータ弁１２に印加してライン圧Ｐ_L の上記制御に資する。
よってライン圧Ｐ_L は、ライン圧ソレノイド１４の駆動デューティＤを加減することにより上昇、低下するよう制御することができ、ソレノイド駆動デューティＤはコントローラ１７により後述のごとくに決定することとする。
【００２３】
コントローラ１７は変速制御をも行うもので、この変速制御および上記ライン圧制御のためコントローラ１７には、エンジンスロットル開度ＴＶＯ（エンジン負荷を表す）を検出するスロットル開度センサ１８からの信号と、エンジン回転数Ｎ_e を検出するエンジン回転センサ１９からの信号と、車速ＶＳＰを検出する車速センサ２０からの信号と、エンジンおよび変速機間におけるトルクコンバータから自動変速機に向かう変速機入力回転数Ｎ_i を検出する変速機入力回転センサ２１からの信号とをそれぞれ入力する。
【００２４】
変速制御に際しコントローラ１７は、センサ１８，２０で検出したスロットル開度ＴＶＯおよび車速ＶＳＰから、予定の変速制御マップをもとに目標とすべき変速機入力回転数を求め、これに対応した変速比指令ｉをステップモータ２２に発する。
これによりステップモータ２２は指令通りの回転位置となり、変速制御弁体２３を変速比指令ｉに対応した位置にストロークさせて自動変速機（無段変速機）を当該指令ｉに対応した変速比に変速させるものとする。
【００２５】
一方で、ライン圧Ｐ_L の制御に際しコントローラ１７は、図２の制御プログラムを実行して目標ライン圧Ｐ_L ^* を決定し、これが達成されるようなデューティＤをライン圧ソレノイド１４に出力するものとする。
先ずステップ３１において、トロイダル型無段変速機を動力伝達不能な中立状態から動力伝達可能状態にするためのクラッチ（またはブレーキ）の締結に必要なクラッチ必要圧Ｐ_CLU 、無段変速機の変速を遂行させるのに必要な変速必要圧Ｐ_CVT 、無段変速機を所定通り潤滑するのに必要な潤滑必要圧Ｐ_LUB をそれぞれ算出する。
【００２６】
これら必要圧は、本明細書において「車両の運転状態に応じた必要ライン圧」と称するもので、それぞれ周知のごとくにして求めることができる。
例えばクラッチ必要圧Ｐ_CLU を求める場合、先ずエンジン回転数Ｎ_e および変速機入力回転数Ｎ_i をもとにエンジンおよび変速機間におけるトルクコンバータの速度比ｅをｅ＝Ｎ_e ／Ｎ_i により算出し、この速度比ｅをもとにトルクコンバータ性能線図からトルク比ｔを検索し、エンジン性能線図をもとにエンジン回転数Ｎ_e およびスロットル開度ＴＶＯから求めたエンジントルクＴ_e と上記トルク比ｔとの乗算により変速機入力トルクＴ_i （＝Ｔ_e ×ｔ）を求め、この変速機入力トルクＴ_i によっても上記のクラッチが滑ることのない最低限の圧力をクラッチ必要圧Ｐ_CLU とする。
また変速必要圧Ｐ_CVT を求める場合、変速機入力回転数Ｎ_i および車速ＶＳＰ（変速機出力回転数）から無段変速機の入出力回転比（変速比）を求め、上記変速機入力トルクＴ_i 毎に当該変速比ｉに対応した圧力を変速必要圧Ｐ_CVT とする。
【００２７】
次のステップ３２，３３においては、スロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰ、およびエンジン回転数Ｎ_e の３次元マップとして図３に示すように予め定めておいた領域マップをもとに、現在Ａ，Ｂ，Ｃのどこの領域における運転中かをチェックする。
【００２８】
ここでＡ領域は、図５につき前述した通りライン圧制御システムの製作当初のライン圧特性に対する経時劣化後のライン圧特性の乖離が小さな低ライン圧領域Ａに対応した車両運転状態を表す運転領域で、スロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰ、およびエンジン回転数Ｎ_e の三者がともに低い領域である。そして当該Ａ領域では、ライン圧制御システムの劣化に伴うライン圧特性の変化が小さい事実に鑑み、目標ライン圧の決定に当たって後述のごとくに用いる安全率Ｓを例えば１．３のような比較的小さな値とする。
【００２９】
また図３のＢ領域も、図５における高ライン圧領域Ｂに対応した車両運転状態を表す運転領域で、スロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰ、およびエンジン回転数Ｎ_e の三者がともにＡ領域よりも高い領域である。そして当該Ｂ領域では、ライン圧制御システムの劣化に伴うライン圧特性の変化が大きい事実に鑑み、目標ライン圧の決定に当たって用いる安全率Ｓを例えば１．５のような比較的大きな値とする。
【００３０】
なお図３のＣ領域は、エンジン回転数Ｎ_e の変化方向において相互に隣り合うＡ，Ｂ領域間に設定した遷移領域で、このＣ領域ではエンジン回転数Ｎ_e の変化につれて安全率ＳがＡ領域の１．３とＢ領域の１．５との間で徐々に変化するよう、安全率Ｓをエンジン回転数Ｎ_e の変化に応じ１．３と１．５との間で補間させる。
【００３１】
図２のステップ３２でＡ領域と判定する時は、ステップ３４において安全率ＳをＡ領域用に定めた１．３にセットし、ステップ３３でＢ領域と判定する時は、ステップ３５において安全率ＳをＢ領域用に定めた１．５にセットし、ステップ３３でＢ領域でなくＣ領域と判定する時は、ステップ３６において安全率Ｓをエンジン回転数Ｎ_e の変化に応じた１．３と１．５との間の補間値とする。
【００３２】
ステップ３７では、ステップ３４または３５或いは３６で上記のごとくに定めた安全率Ｓを、前記クラッチ必要圧Ｐ_CLU 、変速必要圧Ｐ_CVT 、潤滑必要圧Ｐ_LUB にそれぞれ掛けて目標クラッチ圧Ｐ_CLU ^* 、目標変速圧Ｐ_CVT ^* 、目標潤滑圧Ｐ_LUB ^* を求める。
次のステップ３８においては、これら目標クラッチ圧Ｐ_CLU ^* 、目標変速圧Ｐ_CVT ^* 、目標潤滑圧Ｐ_LUB ^* のうちの最も高い圧力値を選択して目標ライン圧Ｐ_L ^* とし、
ステップ３９で、ライン圧Ｐ_L をこの目標ライン圧Ｐ_L ^* にするためのデューティＤを決定し、これをライン圧ソレノイド１４に出力する。
【００３３】
以上のような本実施の形態になるライン圧制御によれば、図４に示す車両の発進時につき説明すると、従来は安全率Ｓが前述したごとく要求される最大値（例えば１．５）に固定されていたためライン圧Ｐ_L が破線ｃで示すように制御されていたのに対し、このライン圧Ｐ_L を以下のごとくに制御することができる。
つまり、図４の瞬時ｔ₁ にアクセルペダルの踏み込み（アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳ）によりエンジン回転数Ｎ_e を上昇させて発進操作を行った時、音振対策などのためにライン圧ソレノイド１４をＯＦＦにしていたライン圧非制御状態（ライン圧Ｐ_L が最低値の状態）からライン圧制御が開始される。
当初は発進時の小さなアクセルペダル踏み込み量に呼応して、エンジン回転数Ｎ_e も未だ低く、車速ＶＳＰも低いために、運転状態が図３のＡ領域にあって、安全率ＳがＡ領域用に定めた小さな１．３にセットされることから（図２のステップ３４）、ライン圧Ｐ_L （目標ライン圧Ｐ_L ^* ）は図４の瞬時ｔ₁ 〜ｔ₂ 間における実線ａで示すような経時変化をもって上昇する。
【００３４】
瞬時ｔ₂ においてエンジン回転数Ｎ_e の上昇により運転状態が図３のＣ領域に入ると、エンジン回転数Ｎ_e の上昇につれ安全率ＳがＡ領域用の小さな１．３からＢ領域用の大きな１．５に向けて徐々に増大されることから（図２のステップ３６）、ライン圧Ｐ_L （目標ライン圧Ｐ_L ^* ）は図４の瞬時ｔ₂ 〜ｔ₃ 間における実線ｂで示すような経時変化をもって上昇する。
エンジン回転数Ｎ_e の更なる上昇により運転状態が図３のＢ領域に入る瞬時ｔ₃ に至った後は、安全率ＳがＢ領域用の大きな１．５にセットされることから（図２のステップ３５）、ライン圧Ｐ_L （目標ライン圧Ｐ_L ^* ）は図４の瞬時ｔ₃以後における実線で示すように従来の破線で示すライン圧に一致する。
【００３５】
結論として本実施の形態になるライン圧制御によれば、前記のごとく目標ライン圧Ｐ_L ^* を求めるに際して用いる安全率Ｓを固定値とせず、車両の運転状態を表すスロットル開度ＴＶＯ（エンジン負荷）、車速ＶＳＰ、およびエンジン回転数Ｎ_e に応じて変化させることとしたから、詳しくは、ライン圧制御システムの経時劣化によるライン圧特性の変化が小さい低ライン圧領域（図５のＡ領域）に対応した車両運転状態で（図３に同符号Ａで示す領域での運転中）安全率Ｓを低くし、システムの経時劣化によるライン圧特性の変化が大きいそれ以外の領域（図５のＢ領域）に対応した運転状態で（図３に同符号Ｂで示す領域での運転中）安全率Ｓを高くしたから、
安全率Ｓを領域ごとに過不足のない必要最小限のものにすることができ、特に前者のＡ領域で安全率が過大になって常に不必要に高いライン圧を発生させ続けるような弊害を回避することができ、当該領域でポンプ駆動負荷が大きくなってエンジンの燃費を悪化させたり、音や振動の面で不利になるといった懸念を払拭することができる。
【００３６】
そして本実施の形態においては更に図３に示すごとく、エンジン回転数Ｎ_e の変化に応じて異なる安全率Ｓの境界部に、当該安全率をエンジン回転数Ｎ_e の変化につれて徐々に変化させる遷移領域Ｃを設定したから、エンジン回転数Ｎ_e に応じた安全率Ｓの小さい値１．３と大きい値１．５との間での急変を回避することができ、これに伴うライン圧の急変をなくしてショックの発生を回避することができる。
なお、かかる遷移領域をスロットル開度ＴＶＯの変化方向に設定しなかった理由は、スロットル開度ＴＶＯの変化が運転者自身の操作に直接的に起因することから、スロットル開度ＴＶＯの変化に伴うライン圧の急変（安全率Ｓの急変）ショックが生じても運転者がこれを違和感と感じないためである。
また上記の遷移領域を車速ＶＳＰの変化方向に設定しなかった理由は、車速変化がエンジン回転数Ｎ_e の変化の後に発生するから、エンジン回転数Ｎ_e の変化方向に遷移領域Ｃを設定しておけば十分であるためと、車速ＶＳＰの変化方向にも遷移領域を設定したのでは制御が煩雑になる弊害の方が大きいためである。
【００３７】
何れにしても本実施の形態においては、安全率Ｓを図３に例示するごとくスロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰ、エンジン回転数Ｎ_e の３次元マップとして予め定めておくこととする。
これがため本実施の形態においては、安全率Ｓを決定するために車両運転状態としてスロットル開度ＴＶＯ、車速ＶＳＰ、エンジン回転数Ｎ_e の３つをモニタすると雖も、また安全率Ｓがエンジン回転数Ｎ_e の変化につれて徐々に変化する遷移領域Ｃを設定すると雖も、車両運転状態に応じた安全率Ｓの決定が比較的容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態になる自動変速機のライン圧制御装置を示すシステム図である。
【図２】 同実施の形態においてコントローラが実行するライン圧制御プログラムのフローチャートである。
【図３】 同実施の形態におけるライン圧制御に際して用いる安全率の領域線図である。
【図４】 同実施の形態におけるライン圧制御を、車両が発進する場合につき説明する動作タイムチャートである。
【図５】 ライン圧ソレノイドの駆動デューティに対するライン圧の変化特性を、ライン圧制御システムの製作当初と経時劣化時とで比較して示すライン圧特性図である。
【符号の説明】
11 圧力源
12 プレッシャーレギュレータ弁
13 プレッシャーモディファイア弁
14 ライン圧ソレノイド
15 パイロット弁
17 コントローラ
18 スロットル開度センサ
19 エンジン回転センサ
20 車速センサ
21 変速機入力回転センサ
22 ステップモータ
23 変速制御弁体

Claims (5)

1. 車両の運転状態に応じた必要ライン圧に安全率を掛けて目標ライン圧を求めるようにした自動変速機のライン圧制御装置において、
   前記安全率をエンジンの低負荷運転領域で低くしたことを特徴とする自動変速機のライン圧制御装置。
2. 車両の運転状態に応じた必要ライン圧に安全率を掛けて目標ライン圧を求めるようにした自動変速機のライン圧制御装置において、
   前記安全率を低車速域で低くしたことを特徴とする自動変速機のライン圧制御装置。
3. 請求項１または２において、前記安全率を低エンジン回転数域で低くしたことを特徴とする自動変速機のライン圧制御装置。
4. 請求項３において、エンジン回転数の変化に応じて異なる安全率の境界部に安全率がエンジン回転数の変化につれて徐々に変化する遷移領域を設定したことを特徴とする自動変速機のライン圧制御装置。
5. 請求項３または４において、前記安全率をエンジン負荷、車速、エンジン回転数の３次元マップとして予め定めておくよう構成したことを特徴とする自動変速機のライン圧制御装置。

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