JP3801791B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機の変速制御装置、特に、如何なる車速や作動液温のもとでも常に同じ変速の追従性が補償されるようにした変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機は、例えば日産自動車（株）発行「ＲＥ４Ｒ０１Ａ型オートマチックトランスミッション整備要領書」に記載されているように、複数のクラッチや、ブレーキ等の変速用摩擦要素を、選択的に液圧作動（締結）させることにより歯車伝動系の動力伝達経路（変速段）を決定し、作動する摩擦要素を切り換えることにより他の変速段への変速を行うよう構成する。
【０００３】
この変速に際し作動液圧の変更により行う摩擦要素の解放状態と締結状態との間での状態変化は、変速機入出力回転比で表されるギヤ比が変速前ギヤ比から変速後ギヤ比に向けて滑らかに変化するよう進行させる必要があり、さもなくば変速比の急変で大きな変速ショックが発生して自動変速機の商品価値を損なうことになる。
この問題解決のためだけなら摩擦要素の状態変化をできるだけゆっくりと進行させることで簡単に問題解決を実現することができるが、この場合、変速に要する変速時間が長くなって変速の間延び感を伴い、これも自動変速機の商品価値を低下させる。
【０００４】
そこで従来、例えば特開平７−７１５８５号公報に記載されているように、変速に際し状態変化させるべき摩擦要素の作動液圧を、ギヤ比が変速前ギヤ比から変速後ギヤ比に向けて変化しているイナーシャフェーズ中、実ギヤ比と上記滑らかなギヤ比変化を実現するための時々刻々の目標ギヤ比との間のギヤ比偏差に応じたフィードバック制御により、実ギヤ比が目標ギヤ比に所定のフィードバックゲインで追従するよう変化させる変速制御装置が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで従来は、上記所定のフィードバックゲインが変速の種類ごとに異なるものの、車速や変速機作動液温に応じては変化しないものであったため以下の問題を生ずる。
先ず車速に関しては、変速の種類で決まるギヤ比変化量Δｇ_r が変速機入力回転変化量ΔＮ_i を変速機出力回転数Ｎ_O で除算した値であることから、Δｇ_r ＝ΔＮ_i ／Ｎ_O で表され、この式においてギヤ比変化量Δｇ_r が決まっているとき変速機出力回転数Ｎ_O （車速）が高くなると変速機入力回転変化量ΔＮ_i が大きくなることから、同じ変速の種類なら高車速ほど大きく変速機入力回転数を変化させなければならないことになる。
従って、車速の如何にかかわらず上記所定のフィードバックゲインとして同じものを用いる従来の技術では、大きく変速機入力回転数を変化させなければならない高車速において変速に長い時間を要することとなり、高車速ほど変速の追従性が悪くなるという問題の発生を免れない。
【０００６】
また変速機作動液温については、低温時ほど作動液の粘度が高くなって変速に長い時間を要することとなり、低温時ほど変速の追従性が悪くなるという問題を生ずる。
【０００７】
請求項１に記載の第１発明は、車速の上昇時も決して変速の追従性が悪くならないようにした変速制御装置を提案して前者の問題解決を実現することを目的とする。
【０００８】
請求項２に記載の第２発明は、車速の上昇時に変速の追従性を補償するだけでなく、変速機作動液温が低温である時の変速の追従性も補償し得るようにした変速制御装置を提案して後者の問題解決をも実現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発明による自動変速機の変速制御装置は、
或る摩擦要素を作動液圧の変更により解放状態と締結状態との間で状態変化させて行う変速中のイナーシャフェーズで前記作動液圧を、実ギヤ比と時々刻々の目標ギヤ比との間のギヤ比偏差に応じたフィードバック制御により、実ギヤ比が目標ギヤ比に所定のフィードバックゲインで追従するよう変化させる自動変速機において、
高車速ほど変速の過渡応答が高められるよう車速の上昇につれて前記所定のフィードバックゲインを大きくするよう構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また第２発明による自動変速機の変速制御装置は、上記第１発明において、
上記所定のフィードバックゲインを変速機作動液温の低下につれ大きくするよう構成したことを特徴とするものである。
【００１１】
【発明の効果】
或る摩擦要素を作動液圧の変更により解放状態と締結状態との間で状態変化させると自動変速機は対応する変速を行う。
この変速に際し上記の作動液圧をイナーシャフェーズ中、実ギヤ比と時々刻々の目標ギヤ比との間のギヤ比偏差に応じたフィードバック制御により、実ギヤ比が目標ギヤ比に所定のフィードバックゲインで追従するよう変化させることで、当該所定のフィードバックゲインにより狙った変速の追従性を達成することができる。
【００１２】
ところで第１発明においては特に、高車速ほど変速の過渡応答が高められるよう車速の上昇につれて前記所定のフィードバックゲインを大きくすることから、
高車速ほど前記したごとく変速機入力回転数を大きく変化させなければならないために変速の追従性が悪化するところながら、当該追従性の悪化を相殺して車速の如何にかかわらず変速の追従性を補償することができる。
【００１３】
また第２発明はにおいては更に、上記所定のフィードバックゲインを変速機作動液温の低下につれ大きくすることから、低温時ほど変速の過渡応答が高められることとなり、
低温時ほど変速機作動液の粘度が高くなって変速の追従性が悪化するところながら、当該追従性の悪化を相殺して温度の如何にかかわらず変速の追従性を補償することができる。
【００１４】
【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は本発明一実施の形態になる自動変速機の変速制御装置を具えた車両のパワートレーンを示し、１はエンジン、２は自動変速機で、これらのタンデム結合により車両のパワートレーンを構成する。
エンジン１は、運転者が操作するアクセルペダル３に連動してその踏み込みにつれ全閉から全開に向け開度増大するスロットルバルブ４により出力を加減され、エンジン出力はトルクコンバータＴ／Ｃを経て自動変速機２に入力されるものとする。
【００１５】
自動変速機２は、歯車伝動系の動力伝達経路（変速段）を決定する液圧作動クラッチや液圧作動ブレーキ等の摩擦要素へ供給すべき作動液圧を直接的に制御する直動式とし、これがため変速制御用のコントロールバルブ５に上記摩擦要素の数だけ作動液圧デューティソレノイド６，７，８を挿置して設ける。
これら作動液圧デューティソレノイド６，７，８は、対応する摩擦要素の作動液圧を個々にデューティ制御して当該摩擦要素を選択的に締結作動させることにより自動変速機２を所定の変速段が選択された状態にし得るようにする。
そして自動変速機は、選択変速段に応じたギヤ比でエンジン動力を変速して出力する。
【００１６】
デューティソレノイド６，７，８の駆動デューティはコントローラ１１により決定し、このコントローラには、スロットルバルブ４の開度ＴＶＯを検出するスロットル開度センサ１２からの信号と、自動変速機２の出力回転数Ｎ_o を検出する出力回転センサ１３からの信号と、変速機作動液温ＴＥＭＰを検出する液温センサ１４からの信号と、変速機入力回転数Ｎ_i を検出する入力回転センサ１５からの信号とをそれぞれ入力する。
【００１７】
コントローラ１１は、上記した入力情報を基に図２の制御プログラムを実行して自動変速機２を以下のように変速制御するものとする。
先ずステップ２１において、スロットル開度ＴＶＯおよび変速機出力回転数Ｎ_o を読み込み、更に変速機出力回転数Ｎ_o から車速ＶＳＰを演算する。
【００１８】
次のステップ２２においては、以下のようにして変速判断を行う。
即ち、車速ＶＳＰおよびスロットル開度ＴＶＯを基に、図示せざる予定の変速パターンから、現在の運転状態に好適な変速段を求め、このようにして求めた好適変速段と、現在の選択変速段とが一致していれば、当然変速を行わないこととして制御をそのまま終了する。
しかして、現在の選択変速段が好適変速段と異なれば、制御をステップ２３に進めて変速指令を発し、ここでデューティソレノイド６，７，８の駆動デューティを変更することにより、選択変速段から好適変速段への変速が行われるよう摩擦要素の解放、締結を実行する。
【００１９】
ところで、本実施の形態においては当該変速に際し解放状態から締結状態へと切り換えるべき摩擦要素（締結側摩擦要素）のイナーシャフェーズ中における作動液圧指令値Ｐ_C を、図３に示す制御プログラムの実行により図５に示すごとくに決定する。
なお図５は、上記締結側摩擦要素を作動液圧（以下、締結側作動液圧指令値Ｐ_C と言う）の上昇により締結させると同時に、締結状態から解放状態へと切り換えるべき摩擦要素（解放側摩擦要素）を作動液圧（以下、解放側作動液圧指令値Ｐ_O と言う）の低下により解放させる掛け換えアップシフト変速を示す。
【００２０】
ここで同図において、変速指令瞬時からトルクフェーズ開始瞬時までのスタンバイフェーズ、およびトルクフェーズ開始瞬時からイナーシャフェーズ開始瞬時までのトルクフェーズ中における両摩擦要素の作動液圧指令値Ｐ_C ，Ｐ_O はそれぞれ、例えば特開平９−１９６１５８号公報などで周知の方法により決定することとするが、これらスタンバイフェーズおよびトルクフェーズフェーズでの作動液圧制御は、本発明によるイナーシャフェーズでの制御と関係ないため説明を省略した。
【００２１】
図３は、図５のイナーシャフェーズ開始瞬時から変速終了までの間におけるイナーシャフェーズ中の締結側作動液圧指令値Ｐ_C および解放側作動液圧指令値Ｐ_O の制御形態で、
変速機入出力回転比（Ｎ_i ／Ｎ_O ）で表されるギヤ比ｇ_r が図５に示すイナーシャフェーズ開始判断ギヤ比ｇ₁ になったと判定するイナーシャフェーズ開始時に図３の制御プログラムは開始されるものとする。
【００２２】
ステップ３１において、イナーシャフェーズ中における時々刻々の目標ギヤ比ｇ_r0を演算する。
ここで目標ギヤ比ｇ_r0は図５に例示するように、イナーシャフェーズ開始判断ギヤ比ｇ₁ から変速後ギヤ比ｇ₂ に向けて、変速ショック防止上および変速の間延び感の防止上最適な時間変化勾配で低下する時々刻々のギヤ比とする。
【００２３】
次いでステップ３２において、時々刻々の目標ギヤ比ｇ_r0に対応する締結側作動液圧指令値Ｐ_C のフィードフォワード制御値Ｐ_CFを検索し、
ステップ３３においては実ギヤ比ｇ_r ＝Ｎ_i ／Ｎ_O を算出し、
ステップ３４においては、上記の目標ギヤ比ｇ_r0と当該実ギヤ比ｇ_r との間におけるギヤ比偏差Δｇ_r （＝ｇ_r0−ｇ_r ）を求める。
【００２４】
次のステップ３５では、図４に対応したマップをもとに変速機出力回転数Ｎ_O および作動液温ＴＥＭＰから、締結側作動液圧指令値Ｐ_C のフィードバック補正量を求める時に用いる比例定数Ｋ_P 、積分定数Ｋ_i および微分定数Ｋ_d を検索する。
これらフィードバック制御定数Ｋ_P ，Ｋ_i ，Ｋ_d をそれぞれ、図４では便宜上同じ値として示したが個々に異なり、そして変速機出力回転数Ｎ_O （車速ＶＳＰ）の上昇につれて大きくなり、作動液温ＴＥＭＰの低下につれて大きくなるものとする。
【００２５】
ステップ３６においては、比例定数Ｋ_P 、積分定数Ｋ_i および微分定数Ｋ_d と、ギヤ比偏差Δｇ_r と、定数Ｚとを用い、当該ギヤ比偏差Δｇ_r に応じた締結側作動液圧指令値Ｐ_C のフィードバック補正量ΔＰ_CBをΔＰ_CB＝Ｚ〔Ｋ_P ・Δｇ_r ＋Ｋ_i ・∫Δｇ_r ・ｄｔ＋Ｋ_d ・（d/dt）Δｇ_r 〕により求め、
ステップ３７においては、前記締結側作動液圧指令値Ｐ_C のフィードフォワード制御値Ｐ_CFと当該フィードバック補正量ΔＰ_CBとを加算して締結側作動液圧指令値Ｐ_C （＝Ｐ_CF＋ΔＰ_CB）を求め、これを対応するデューティソレノイド６、または７、或いは８に指令する。
【００２６】
同時にステップ３８において、解放側作動液圧指令値Ｐ_O を０にしてこれを対応するデューティソレノイド６、または７、或いは８に指令する。
以上の締結側作動液圧指令値Ｐ_C および解放側作動液圧指令値Ｐ_O の制御は、ステップ３９で実ギヤ比ｇ_r が変速後ギヤ比ｇ₂ に達したと判定する変速終了瞬時まで継続し、
ステップ３９で変速が終了したと判定した後は、ステップ４０において締結側作動液圧指令値Ｐ_C を元圧であるライン圧Ｐ_L にするよう指令して締結側摩擦要素を完全締結させると同時に、ステップ４１において解放側作動液圧指令値Ｐ_O を引き続き０にして解放側摩擦要素を解放させておく。
【００２７】
以上説明した本実施の形態によれば、変速に際して、変速機入出力回転比で表されるギヤ比ｇ_r が変速前ギヤ比から変速後ギヤ比へ変化しているイナーシャフェーズ中、締結側摩擦要素の作動液圧（指令値Ｐ_C ）を実ギヤ比ｇ_r と時々刻々の目標ギヤ比ｇ_r0との間のギヤ比偏差Δｇ_r に応じたフィードバック制御により、実ギヤ比が目標ギヤ比に所定のフィードバックゲイン（フィードバック制御定数Ｋ_P ，Ｋ_i ，Ｋ_d ）で追従するよう変化させることとなり、当該所定のフィードバックゲインにより狙った変速の追従性を達成することができる。
【００２８】
ところで本実施の形態においては特に、上記フィードバックゲイン（フィードバック制御定数Ｋ_P ，Ｋ_i ，Ｋ_d ）を図４に示すごとく変速機出力回転数Ｎ_O の上昇につれて大きくすることから、高車速ほど変速の過渡応答が高められることとなり、
高車速ほど前記したごとく変速機入力回転数を大きく変化させなければならないために変速の追従性が悪化するところながら、当該追従性の悪化を相殺して車速の如何にかかわらず変速の追従性を、上記狙い通りのものに維持して補償することができる。
【００２９】
また本実施の形態においては更に、上記フィードバックゲイン（フィードバック制御定数Ｋ_P ，Ｋ_i ，Ｋ_d ）を図４に示すごとく変速機作動液温ＴＥＭＰの低下につれ大きくすることから、低温時ほど変速の過渡応答が高められることとなり、
低温時ほど変速機作動液の粘度が高くなって変速の追従性が悪化するところながら、当該追従性の悪化を相殺して温度の如何にかかわらず変速の追従性を、上記狙い通りのものに維持して補償することができる。
【００３０】
なお上記実施の形態においては、摩擦要素の掛け換え変速について説明したが、１個の摩擦要素を単独で締結したり、解放させることにより行う変速についても、またアップシフト変速に限らずダウンシフト変速についても本発明は同様に適用して同様な作用効果を達成し得ること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明一実施の形態になる自動変速機の変速制御装置を具えた車両のパワートレーンおよびその制御系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べき変速制御プログラムのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図３】同変速制御で解放状態から締結状態に切り換えるべき締結側摩擦要素の作動液圧指令値のイナーシャフェーズ中における制御プログラムを示すフローチャートである。
【図４】同締結側摩擦要素の作動液圧指令値をフィードバック制御する時に用いる制御定数の変化特性を示す線図である。
【図５】同締結側摩擦要素の作動液圧指令値に関する時系列変化を、この時解放すべき解放側摩擦要素の作動液圧指令値に関する時系列変化と共に示すタイムチャートである。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 自動変速機
３ アクセルペダル
４ スロットルバルブ
５ コントロールバルブ
６ デューティソレノイド
７ デューティソレノイド
８ デューティソレノイド
11 コントローラ
12 スロットル開度センサ
13 変速機出力回転センサ
14 変速機作動液温センサ
15 変速機入力回転センサ

Claims (2)

1. 或る摩擦要素を作動液圧の変更により解放状態と締結状態との間で状態変化させて行う変速中のイナーシャフェーズで前記作動液圧を、実ギヤ比と時々刻々の目標ギヤ比との間のギヤ比偏差に応じたフィードバック制御により、実ギヤ比が目標ギヤ比に所定のフィードバックゲインで追従するよう変化させる自動変速機において、
   高車速ほど変速の過渡応答が高められるよう車速の上昇につれて前記所定のフィードバックゲインを大きくするよう構成したことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 請求項１において、前記所定のフィードバックゲインを変速機作動液温の低下につれ大きくするよう構成したことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。

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