JP4248181B2 - 自動変速機の制御装置及びその制御ロジック作成方法 - Google Patents
自動変速機の制御装置及びその制御ロジック作成方法 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御装置及びその制御ロジック作成方法に関し、特に変速指令信号を補償するための制御装置及び制御ロジック作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車等の変速機として、自動変速機が広く利用されている。この自動変速機では、エンジン等の原動機の駆動軸を入力としてトルクコンバータのタービンを回転させ、タービン軸に連結された遊星歯車装置により所定の変速比に変速して出力軸に伝達する。そして、この遊星歯車装置の運動を規定するためにタービン軸と出力軸の間には、複数のクラッチまたはブレーキの摩擦係合装置が設けられており、これらの摩擦係合装置のうち、どの摩擦係合装置を係合するかで変速比を切り換える。
【０００３】
さらに最近では、変速比を連続的に変更できる無段変速機も自動変速機として利用されてきている。この無段変速機では、ベルト式においては、原動機側のプライマリプーリと車輪側のセカンダリプーリとにＶベルトが掛け回され、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの溝幅を変更することで変速比を連続的に変更している。また、原動機側の入力ディスクと車輪側の出力ディスクとの間に挟持されたパワーローラの傾転角を変更することで変速比を連続的に変更するトロイダル式無段変速機も実用化されている。
【０００４】
これらの自動変速機の変速機構を駆動するための駆動力については、一般的に油圧アクチュエータからの油圧によって発生させる。そして、油圧アクチュエータを駆動するための電流については、変速指令信号が入力される駆動回路から供給される。したがって、変速指令信号によって変速比が制御されるまでの流れとしては以下のようになる。まず変速指令信号が駆動回路に入力され、駆動回路では変速指令信号値に応じた値の電流を出力する。次に、駆動回路からの電流が油圧アクチュエータに供給され、油圧アクチュエータではその電流値に応じた値の油圧を発生させる。次に、油圧アクチュエータからの油圧が変速機構に供給され、変速機構がその油圧によって駆動されることで変速動作を行い、変速比が制御される。
【０００５】
このように自動変速機の変速制御においては、変速指令信号が入力されてから変速比が制御されるまでに様々な制御要素が存在している。そして、これらの制御要素の入出力特性が、例えば温度特性等の様々な外乱が要因となって変動するので、同一の変速指令値を入力しても変速制御における実際の変速機構からの変速動作出力が変動し、目標値から外れる場合がある。したがって目標値通りに変速動作出力を制御するためには、その入出力特性の変動を考慮して変速指令信号を補償してやる必要がある。
【０００６】
従来の自動変速機の制御装置において変速指令信号を補償する場合は、すべての制御要素を１つにまとめた変速指令信号−変速動作出力特性を考え、この変速指令信号−変速動作出力特性が様々な外乱が要因となって変動した場合の変動量を補償することで、変速指令信号を補償している。これによって、変速制御時に実際の変速機構からの変速動作出力が目標値から外れるのを抑えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
先述したように自動変速機の変速制御においては、変速指令信号が入力されてから変速比が制御されるまでに様々な制御要素が存在している。そして、各制御要素ごとに入出力特性の変動を引き起こす要因も異なってくる。したがって、すべての制御要素を１つにまとめた変速指令信号−変速動作出力特性が変動する要因も様々であり、制御要素が増えるほど入出力特性の変動の要因も多岐に渡ってくる。従来の自動変速機の制御装置のように、すべての制御要素を１つにまとめて変速指令信号−変速動作出力の特性変動を補償する場合は、すべての入出力特性の変動要因を考慮して変速指令信号を補償するために、入出力特性の変動要因の数だけ次元を追加した制御マップをあらかじめ作成しておかなければならない。したがって、制御マップの作成工数が入出力特性の変動要因の数に対して指数的に増大してしまい、変速指令信号を補償するための制御マップの作成に多大な時間を要するという課題があった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、変速指令信号を補償するための制御マップの作成時間を大幅に短縮できる自動変速機の制御装置及びその制御ロジック作成方法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】
このような目的を達成するために、第１の本発明に係る自動変速機の制御装置は、入力される変速指令信号に応じた駆動電流を出力する回路制御要素と、前記回路制御要素からの駆動電流が入力され、該駆動電流に応じた駆動力を出力するアクチュエータ制御要素と、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力が入力され、該駆動力によって変速動作を行う機構制御要素と、変速指令信号−変速動作出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値に基づいて前記変速指令信号を補償する指令信号補償手段と、を有する自動変速機の制御装置において、前記指令信号補償手段は、変速指令信号−変速動作出力特性を前記制御要素の入出力間を境界とする複数の入出力特性に階層化した場合の各階層ごとに対応して設けられ、前記変速指令信号を補償する階層補償手段を有し、前記変速指令信号は、各階層補償手段により順次補償されてから前記回路制御要素に入力され、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値のみに基づいて前記変速指令信号を補償することを特徴とする。
【００１０】
このように、変速指令信号−変速動作出力特性を制御要素の入出力間を境界とする複数の入出力特性に階層化し、変速指令信号を補償する階層補償手段を各階層ごとに有し、階層補償手段の各々は、その階層補償手段に対応した階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値のみに基づいて前記変速指令信号を補償するので、各階層において変速指令信号を補償する際に、その階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータのみを考慮すればよく、補償量を求めるための変動要因パラメータの次元数を減らすことができる。したがって、制御マップの作成工数を指数的に減らすことができ、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。さらに、制御要素の変更、交換があった場合でも、変更、交換した制御要素のみの制御マップを入れ換えればよいので、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。
【００１１】
第２の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１の本発明に記載の装置において、前記階層補償手段は、前記変速指令信号をフィードフォワード補償するフィードフォワード補償手段であることを特徴とする。
【００１２】
第３の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１の本発明に記載の装置において、前記階層補償手段は、前記変速動作出力をフィードバックして前記変速指令信号を補償するフィードバック補償手段であることを特徴とする。
【００１３】
第４の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜３の本発明のいずれかに記載の装置において、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の非線型特性を補償することを特徴とする。
【００１４】
第５の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第４の本発明に記載の装置において、各階層の入出力間の非線型特性が補償された後の変速動作出力を線形フィードバックして前記変速指令信号を補償する線形フィードバック補償手段をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
このように、変速指令信号−変速動作出力特性の非線型特性が線形に補償されているので、フィードバック補償器は非線型補償器を用いる必要がなく線形補償器でよい。したがって、簡単な構成で精度のよいフィードバック制御を行うことができる。
【００１６】
第６の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜５の本発明のいずれかに記載の装置において、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の動特性を補償することを特徴とする。
【００１７】
第７の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜６の本発明のいずれかに記載の装置において、各階層についての階層補償手段は変速指令信号側の階層から変速動作出力側の階層へと順に作成され、変動要因パラメータのみを考慮した演算対象階層の入出力特性がこの変動要因パラメータを変化させた場合の変速指令信号−演算対象階層出力特性と演算対象階層より変速指令信号側の階層についての階層補償手段とに基づいて求められ、この演算対象階層の入出力特性に基づいて演算対象階層についての階層補償手段が作成されることを特徴とする。
【００１８】
このように、変速指令信号側の階層から順次変動要因パラメータを考慮した入出力特性を把握した上で、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求めているので、ある対象階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求める際に、その対象階層より変速指令信号側の階層の入出力特性の影響を考慮することができる。したがって、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を精度よく求めることができる。
【００１９】
第８の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜７の本発明のいずれかに記載の装置において、前記指令信号補償手段は、変速指令信号−変速動作出力特性を、前記回路制御要素の変速指令信号−駆動電流特性、前記アクチュエータ制御要素の駆動電流−駆動力特性及び前記機構制御要素の駆動力−変速動作出力特性に階層化した場合の各階層ごとに前記階層補償手段を有することを特徴とする。
【００２０】
第９の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜８の本発明のいずれかに記載の装置において、前記機構制御要素は、係合／解放／滑りの係合状態を選択可能な摩擦係合装置であり、前記変速動作出力は、前記摩擦係合装置の伝達トルクまたは滑り相対速度であることを特徴とする。
【００２１】
第１０の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜８の本発明のいずれかに記載の装置において、前記機構制御要素は、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力に基づいて自動変速機の変速比を連続的に変化させ、前記変速動作出力は、自動変速機の変速比であることを特徴とする。
【００２２】
第１１の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、入力される変速指令信号に応じた駆動電流を出力する回路制御要素と、前記回路制御要素からの駆動電流が入力され、該駆動電流に応じた駆動力を出力するアクチュエータ制御要素と、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力が入力され、該駆動力によって変速動作を行う機構制御要素と、を有し、変速指令信号−変速動作出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値に基づいて前記変速指令信号を補償する自動変速機の制御装置の制御ロジックを作成する方法において、 前記変速指令信号を補償する階層補償手段を、変速指令信号−変速動作出力特性を前記制御要素の入出力間を境界とする複数の入出力特性に階層化した場合の各階層ごとに作成し、前記変速指令信号は、各階層補償手段により順次補償されてから前記回路制御要素に入力され、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値のみに基づいて前記変速指令信号を補償するように作成されることを特徴とする。
【００２３】
第１２の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１の本発明に記載の方法において、前記階層補償手段は、前記変速指令信号をフィードフォワード補償するフィードフォワード補償手段であることを特徴とする。
【００２４】
第１３の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１の本発明に記載の方法において、前記階層補償手段は、前記変速動作出力をフィードバックして前記変速指令信号を補償するフィードバック補償手段であることを特徴とする。
【００２５】
第１４の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１３の本発明のいずれかに記載の方法において、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の非線型特性を補償することを特徴とする。
【００２６】
第１５の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１４の本発明に記載の方法において、各階層の入出力間の非線型特性が補償された後の変速動作出力を線形フィードバックして前記変速指令信号をさらに補償することを特徴とする。
【００２７】
第１６の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１５の本発明のいずれかに記載の方法において、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の動特性を補償することを特徴とする。
【００２８】
第１７の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１６の本発明のいずれかに記載の方法において、各階層についての階層補償手段を変速指令信号側の階層から変速動作出力側の階層へと順に作成し、変動要因パラメータのみを考慮した演算対象階層の入出力特性をこの変動要因パラメータを変化させた場合の変速指令信号−演算対象階層出力特性と演算対象階層より変速指令信号側の階層についての階層補償手段とに基づいて求め、この演算対象階層の入出力特性に基づいて演算対象階層についての階層補償手段を作成することを特徴とする。
【００２９】
第１８の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１７の本発明のいずれかに記載の方法において、変速指令信号−変速動作特性を、前記回路制御要素の変速指令信号−駆動電流特性、前記アクチュエータ制御要素の駆動電流−駆動力特性及び前記機構制御要素の駆動力−変速動作出力特性に階層化した場合の各階層ごとに前記階層補償手段を作成することを特徴とする。
【００３０】
第１９の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１８の本発明のいずれかに記載の方法において、前記機構制御要素は、係合／解放／滑りの係合状態を選択可能な摩擦係合装置であり、前記変速動作出力は、前記摩擦係合装置の伝達トルクまたは滑り相対速度であることを特徴とする。
【００３１】
第２０の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１８の本発明のいずれかに記載の方法において、前記機構制御要素は、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力に基づいて自動変速機の変速比を連続的に変化させ、前記変速動作出力は、自動変速機の変速比であることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００３３】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図であり、係合させるクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合装置を切り換えることで変速動作を行う自動変速機の変速動作を制御する場合に本発明を適用した図である。
【００３４】
コントロールユニット１０内で演算された変速指令信号が、回路制御要素としてのＥＣＵ駆動回路１２に入力される。ＥＣＵ駆動回路１２は、この変速指令信号値に応じた値の駆動電流を出力する。そして、ＥＣＵ駆動回路１２からの駆動電流がアクチュエータ制御要素としての油圧回路１４に入力され、油圧回路１４はこの駆動電流値に応じた値の駆動力としての油圧力を出力する。そして、油圧回路１４からの油圧力が機構制御要素としてのクラッチ系１６に入力され、クラッチ系１６ではこの圧力値に基づいて変速動作出力としてのクラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が制御される。
【００３５】
なお、図示していないがクラッチ系１６における摩擦係合装置としてのクラッチ、ブレーキは、係合／解放／滑りの係合状態を選択可能であり、係合させるクラッチ、ブレーキを切り換えることによって自動変速機の変速動作を行う。そして、変速動作の途中においてクラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が所定値に制御される。また、図示していないが油圧回路１４は、ソレノイド電流値に応じた値の圧力を出力する比例圧力制御弁を備えており、この比例圧力制御弁からの圧力によってクラッチ、ブレーキの締結力が制御される。
【００３６】
このように自動変速機の変速制御においては、変速指令信号が入力されてからクラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が制御されるまでに様々な制御要素が存在しており、これらの制御要素の入出力特性が、様々な変動要因パラメータの変動が原因となって変動する。本実施形態におけるそれぞれの制御要素についての変動要因パラメータの一例を以下に挙げる。ＥＣＵ駆動回路１２については、ソレノイドの発熱が原因でソレノイドの内部抵抗が変動するためにＥＣＵ駆動回路１２の入出力特性である変速指令信号−駆動電流特性が変動する。油圧回路１４については、油圧回路１４内における油温の変動が原因で油の粘性が変動するために油圧回路１４の入出力特性である駆動電流−圧力特性が変動する。クラッチ系１６については、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数の変動が原因でクラッチ系１６の入出力特性である圧力−伝達トルク特性が変動する。このように各制御要素の入出力特性が変動した場合は、同一の変速指令信号を入力してもクラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が目標値から外れる場合がある。
【００３７】
そこで、コントロールユニット１０内に設けられた指令信号補償手段１８によって制御要素の入出力特性の外乱による変動分をフィードフォワード補償する。変速指令信号は、指令信号補償手段１８によってフィードフォワード補償されてからＥＣＵ駆動回路１２に入力されることにより、クラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が目標値から外れるのを抑えている。
【００３８】
ここで、従来技術の課題について再度図１２を用いて詳細に説明する。従来技術における指令信号補償手段１８は、ＥＣＵ駆動回路１２、油圧回路１４及びクラッチ系１６の制御要素を１つにまとめた変速指令信号−伝達トルク特性の変動をフィードフォワード補償する。そのために、指令信号補償手段１８には変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える変動要因パラメータが入力される。図１２では説明の便宜上、変動要因パラメータの一例としてソレノイド温度、油圧回路１４内における油温度及びクラッチ、ブレーキの動摩擦係数を示す検出信号が指令信号補償手段１８に入力される場合について示している。このようにすべての制御要素を１つにまとめて変速指令信号−伝達トルク特性の変動を補償しようとすると、入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの数だけ次元を追加した制御マップをあらかじめ作成して指令信号補償手段１８内に記憶しておかなければならない。すなわち図１２の例では、ソレノイド温度、油圧回路１４内における油温度及びクラッチ、ブレーキの動摩擦係数の３次元を考慮して変速指令信号の補償量を求めるための制御マップをあらかじめ作成して指令信号補償手段１８内に記憶しておかなければならない。そして、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える他の変動要因パラメータも考慮するのならば、さらにその変動要因パラメータの次元を追加した制御マップを作成しなければならない。このように変速指令信号の補償量を求めるための制御マップの作成工数が、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える変動要因パラメータの数に対して指数的に増大してしまい、変速指令信号を補償するための制御マップの作成に多大な時間を要するという課題があった。
【００３９】
本実施形態においては、変速指令信号−伝達トルク特性を、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性及びクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性に階層化して考える。すなわち、指令信号補償手段１８内には、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の変動を補償するための階層補償手段としてのＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性の変動を補償するための階層補償手段としての油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性の変動を補償するための階層補償手段としてのクラッチ系補償モデル２４が直列して備えられている。そして本実施形態では、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える各変動要因パラメータの中のあるパラメータを考えた場合に、そのパラメータの変動によって入出力特性が変動する階層の補償モデルのみにそのパラメータを入力し、その補償モデル内ではそのパラメータ−補償量の制御マップをあらかじめ記憶させておく。その一例として図１を用いて説明すると、ソレノイド温度はＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性のみの変動要因となるので、ソレノイド温度を示す検出信号がＥＣＵ駆動回路補償モデル２０のみに入力され、ソレノイド温度−ＥＣＵ駆動回路補償量特性の制御マップがＥＣＵ駆動回路補償モデル２０内にあらかじめ記憶される。同様にして、油圧回路１４内における油温度は油圧回路１４の駆動電流−圧力特性のみの変動要因となるので、油圧回路１４内における油温度を示す検出信号が油圧回路補償モデル２２のみに入力され、油圧回路油温度−油圧回路補償量特性の制御マップが油圧回路補償モデル２２内にあらかじめ記憶される。そして、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数はクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性のみの変動要因となるので、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数を示す検出信号がクラッチ系補償モデル２４のみに入力され、動摩擦係数−クラッチ系補償量特性の制御マップがクラッチ系補償モデル２４内にあらかじめ記憶される。
【００４０】
図１において補償前の変速指令信号は、まずクラッチ系補償モデル２４に入力される。クラッチ系補償モデル２４においては、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数の変動によるクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性の変動を補償するために、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数からクラッチ系補償量を演算し、変速指令信号はその補償量だけフィードフォワード補償されて出力される。クラッチ系補償モデル２４から出力された変速指令信号は、次に油圧回路補償モデル２２に入力される。油圧回路補償モデル２２においては、油圧回路１４内における油温度の変動による油圧回路１４の駆動電流−圧力特性の変動を補償するために、油圧回路１４内における油温度から油圧回路補償量を演算し、変速指令信号はその補償量だけフィードフォワード補償されて出力される。油圧回路補償モデル２２から出力された変速指令信号は、次にＥＣＵ駆動回路補償モデル２０に入力される。ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０においては、ソレノイド温度によるＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の変動を補償するために、ソレノイド温度からＥＣＵ駆動回路補償量を演算し、変速指令信号はその補償量だけフィードフォワード補償されて出力される。以上のようにしてフィードフォワード補償された変速指令信号がＥＣＵ駆動回路１２に入力される。
【００４１】
ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４には、具体的には入出力間の非線型特性及び動特性を補償するための逆特性モデルが記憶される。その一例としてＥＣＵ駆動回路補償モデル２０の場合について説明する。ソレノイド温度の変動によってＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の定常特性が図２の上図に示すように非線型になるため、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０内では図２の下図に示すように補償後の変速指令信号−駆動電流特性の定常特性が線形になるように、ソレノイド温度−ＥＣＵ駆動回路補償量特性の非線型特性補償用制御マップを作成する。図２において、例えば変速指令信号レベルｘ、ソレノイド温度Ｔ2のときは補償量はｙ0となる。さらに、ソレノイド温度の変動によってＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の動特性が図３の上図に示すように変動するため、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０内では図３の下図に示すように、ソレノイド温度−ＥＣＵ駆動回路補償量特性の動特性補償用制御マップを作成する。ただし図３においては、変速指令信号の振幅レベルがｘのときの特性を示し、周波数が０Ｈｚ（定常特性）のときの補償量がｙ0となっている。なお、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４の場合についてもＥＣＵ駆動回路補償モデル２０の場合と同様である。
【００４２】
次に、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性及びクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性を求め、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４を求める方法について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
まずステップ１においては、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の定常特性及び動特性を、特性把握用信号をＥＣＵ駆動回路１２に入力して実験的に求める。その際に、変速指令信号−駆動電流特性は、ソレノイド温度の変動によって変動するので、ソレノイド温度を変化させていった場合の特性把握用信号−駆動電流特性の定常特性及び動特性を求める。そして、この定常特性及び動特性を用いてソレノイド温度−ＥＣＵ駆動回路補償量特性の非線型特性補償用制御マップ及び動特性補償用制御マップを作成してＥＣＵ駆動回路補償モデル２０内に記憶させる。
【００４４】
次にステップ２においては、駆動電流−圧力特性の定常特性及び動特性を実験的に求める。その場合に特性把握用信号は、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０を介してＥＣＵ駆動回路１２に入力される。特性把握用信号−圧力特性は、油圧回路１４内における油温度の変動によって変動するので、油圧回路１４内における油温度を変化させていった場合の特性把握用信号−圧力特性の定常特性及び動特性を求める。そして、その際のソレノイド温度も同時に測定しＥＣＵ駆動回路補償モデル２０に入力する。ここで、特性把握用信号−圧力特性は油圧回路１４内における油温度だけでなくソレノイド温度の変動によっても変動するため、ステップ１において求めたＥＣＵ駆動回路補償モデル２０を用いてソレノイド温度の影響による変動分を補償する。このようにして油圧回路１４内における油温度の変動のみを考慮した特性把握用信号−圧力特性の定常特性及び動特性を求めることができる。そして、この定常特性及び動特性を用いて油圧回路油温度−油圧回路補償量特性の非線型特性補償用制御マップ及び動特性補償用制御マップを作成して油圧回路補償モデル２２内に記憶させる。
【００４５】
次にステップ３においては、変速指令信号−伝達トルク特性の定常特性及び動特性を実験的に求める。その場合に特性把握用信号は、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０及び油圧回路補償モデル２２を介してＥＣＵ駆動回路１２に入力される。特性把握用信号−伝達トルク特性は、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数の変動によって変動するので、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数を変化させていった場合の特性把握用信号−伝達トルク特性の定常特性及び動特性を求める。そして、その際のソレノイド温度及び油圧回路１４内における油温度も同時に測定しＥＣＵ駆動回路補償モデル２０及び油圧回路補償モデル２２にそれぞれ入力する。ここで、特性把握用信号−伝達トルク特性はクラッチ、ブレーキの動摩擦係数だけでなくソレノイド温度及び油圧回路１４内における油温度の変動によっても変動するため、ステップ１において求めたＥＣＵ駆動回路補償モデル２０及びステップ２において求めた油圧回路補償モデル２２を用いてソレノイド温度及び油圧回路１４内における油温度の影響による変動分をそれぞれ補償する。このようにしてクラッチ、ブレーキの動摩擦係数の変動のみを考慮した特性把握用信号−伝達トルク特性の定常特性及び動特性を求めることができる。そして、この定常特性及び動特性を用いて動摩擦係数−クラッチ系補償量特性の非線型特性補償用制御マップ及び動特性補償用制御マップを作成してクラッチ系補償モデル２４内に記憶させる。以上のようにして、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４が求められる。
【００４６】
本実施形態においては、変速指令信号−伝達トルク特性を、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性及びクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性に階層化し、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える各変動要因パラメータの中のあるパラメータを考えた場合に、そのパラメータの変動によって入出力特性が変動する階層の補償モデルのみにそのパラメータを入力し、その補償モデル内ではそのパラメータ−補償量の制御マップをあらかじめ記憶させておく。したがって、各階層の補償モデル内では、変速指令信号を補償する際にその階層における入出力特性に影響を与える変動要因パラメータのみを考慮すればよく、補償量を求めるための変動要因パラメータの次元数を減らすことができる。したがって、制御マップの作成工数を指数的に減らすことができ、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。特に自動変速機の制御装置においては、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える変動要因パラメータの数が非常に多いので、本実施形態の構成は非常に有効である。さらに、制御要素の変更、交換があった場合でも、変更、交換した制御要素のみの特性を把握して制御マップを入れ換えればよいので、制御マップの入れ換えが非常に容易となる。
【００４７】
そして本実施形態においては、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求める場合に、対象階層より変速指令信号側の階層の補償モデルを介して特性把握信号を入力し、対象階層より変速指令信号側の階層の入出力特性の変動要因パラメータによる影響を補償している。例えば油圧回路１４における油温度の変動を考慮した駆動電流−圧力特性を求める場合には、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０を介して特性把握用信号をＥＣＵ駆動回路１２に入力してＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性のソレノイド温度による影響をＥＣＵ駆動回路補償モデル２０によって補償している。ここで、ある対象階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求める際に、その対象階層への入力は、対象階層より変速指令信号側の階層の入出力特性の影響（例えば周波数減衰特性等）を受けるので、対象階層の入出力特性の把握を精度よく行えない場合がある。しかし本実施形態のように、変速指令信号側の階層から順次変動要因パラメータを考慮した入出力特性を把握した上で、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求めているので、ある対象階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求める際に、その対象階層より変速指令信号側の階層の入出力特性の影響を考慮することができる。したがって、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を精度よく求めることができる。
【００４８】
さらに本実施形態においては、図５または図６のブロック図に示すように伝達トルクまたは滑り相対速度を検出して変速指令信号にフィードバックするループを形成してもよい。図５または図６において、伝達トルクまたは滑り相対速度を示す検出信号は線形フィードバック補償器２６に入力され、線形フィードバック補償器２６からの出力信号が比較器２８に入力される。比較器２８は、変速指令信号と線形フィードバック補償器２６の出力信号との差を出力して、その出力信号がクラッチ系補償モデル２４に入力される。このように線形フィードバック補償器２６及び比較器２８で線形フィードバック補償手段３２を形成している。また、図６においては、変速指令信号が線形フィードバック補償器２６に入力される。
【００４９】
図５または図６の構成においては、変速指令信号−伝達トルク特性の非線型特性が、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４によって線形に補償されているので、フィードバック補償器として非線型補償器を用いる必要がなく線形補償器でよい。したがって、簡単な構成で精度のよいフィードバック制御を行うことができる。
【００５０】
本実施形態においては、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４によって変速指令信号をフィードフォワード補償する場合について説明したが、本発明の指令信号補償手段１８による補償はフィードフォワード補償に限られるものではなく、図７のブロック図に示すように、各階層ごとにフィードバック補償してもよい。
【００５１】
次に図７における指令信号補償手段１８の構成について説明する。クラッチ系１６の出力である伝達トルクまたは滑り速度を示す検出信号が階層補償手段としてのクラッチ系フィードバック補償器４２に入力され、クラッチ系フィードバック補償器４２からの出力信号が比較器４８に入力される。比較器４８は、変速指令信号とクラッチ系フィードバック補償器４２の出力信号との差を出力する。油圧回路１４の出力である圧力を示す検出信号が階層補償手段としての油圧回路フィードバック補償器４０に入力され、油圧回路フィードバック補償器４０からの出力信号が比較器４６に入力される。比較器４６は、比較器４８の出力信号と油圧回路フィードバック補償器４０の出力信号との差を出力する。ＥＣＵ駆動回路１２の出力である駆動電流を示す検出信号が階層補償手段としての駆動回路フィードバック補償器３８に入力され、駆動回路フィードバック補償器３８からの出力信号が比較器４４に入力される。比較器４４は、比較器４６の出力信号と駆動回路フィードバック補償器３８の出力信号との差を出力し、その出力信号がＥＣＵ駆動回路１２に入力される。
【００５２】
駆動回路フィードバック補償器３８は、駆動電流の目標値と検出値の偏差ｄｚをフィードバック補償する。その場合に、図８に示すようにＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の非線型特性及び動特性を考慮して補償量を設定する。ここで、ソレノイド温度は変速指令信号−駆動電流特性の変動要因パラメータとなるので、ソレノイド温度を示す検出信号が駆動回路フィードバック補償器３８に入力される。ソレノイド温度Ｔ2のときの非線型特性を考慮した補償量ｄｙ0は、図８の上図に示すように偏差ｄｚ及びソレノイド温度を考慮した変速指令信号−駆動電流特性の定常特性から求められる。さらに動特性も考慮した補償量は図８の下図に示す図３の下図と同様の特性から求められる。
【００５３】
油圧回路フィードバック補償器４０は、圧力の目標値と検出値との偏差をフィードバック補償する。その場合に、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性の非線型特性及び動特性を駆動回路フィードバック補償器３８と同様の方法で補償する。ここで、油圧回路１４における油温度は駆動電流−圧力特性の変動要因パラメータとなるので、油圧回路１４における油温度を示す検出信号が油圧回路フィードバック補償器４０に入力される。そして、クラッチ系フィードバック補償器４２は、伝達トルクの目標値と検出値との偏差をフィードバック補償する。その場合に、クラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性の非線型特性及び動特性を駆動回路フィードバック補償器３８と同様の方法で補償する。ここで、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数は圧力−伝達トルク特性の変動要因パラメータとなるので、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数を示す検出信号がクラッチ系フィードバック補償器４２に入力される。
【００５４】
図７に示す各階層ごとにフィードバック補償する構成においても、図１に示すフィードフォワード補償する構成と同様の効果が得られる。また、各階層ごとにフィードバック補償する構成は、図７に示す構成に限るものではなく、例えば図９に示すように、クラッチ系フィードバック補償器４２が比較器４８の出力に設けられ、油圧回路フィードバック補償器４０が比較器４６の出力に設けられ、駆動回路フィードバック補償器３８が比較器４４の出力に設けられる構成であってもよい。さらに、例えば図１０に示す構成のように、フィードフォワード補償とフィードバック補償の両方を組み合わせて用いてもよく、フィードフォワード補償とフィードバック補償の両方を用いることで、より精度よく非線型特性及び動特性を補償することができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては説明の便宜上、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０にソレノイド温度、油圧回路補償モデル２２に油圧回路１４内における油温度及びクラッチ系補償モデル２４にクラッチ、ブレーキの動摩擦係数が入力される場合について説明したが、各制御要素の入出力特性の変動要因パラメータはこれに限るものではなく、実際には、入出力特性の複数の変動要因パラメータが各制御要素補償モデルのそれぞれに入力される。そして、本実施形態では変速指令信号−伝達トルク特性を変速指令信号−駆動電流特性、駆動電流−圧力特性及び圧力−伝達トルク特性に階層化した場合について説明したが、例えば変速指令信号−駆動電流特性及び駆動電流−伝達トルク特性に階層化する等、変速指令信号−伝達トルク特性を複数の入出力特性に階層化さえすれば従来と比較して制御マップの作成工数を削減できる。さらに、本発明の適用範囲は本実施形態のような直列に接続された制御要素に限るものではなく、並列に接続された制御要素を有していても適用可能である。また、指令信号補償手段１８内の各補償モデル及び各フィードバック補償器による変速指令信号の最終的な補償順序についてはいかなる順序であってもよい。
【００５６】
（２）第２実施形態
図１１は、本発明の第２実施形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図であり、油圧回路からの油圧に基づいて変速比を連続的に変化させる無段変速機の変速動作を制御する場合に本発明を適用した図である。本実施形態においては油圧回路１４からの圧力は、プーリ系３４に入力される。プーリ系３４では油圧回路１４からの圧力値に基づいて変速比が制御される。そして、クラッチ系補償モデル２４の代わりにプーリ系補償モデル３６が設けられ、入力トルクがプーリ系補償モデル３６のみに入力され、入力トルク−プーリ系補償量特性の制御マップがプーリ系補償モデル３６内にあらかじめ記憶される。なお、図示していないがプーリ系３４は、プライマリプーリとセカンダリプーリとにＶベルトが掛け回され、油圧回路１４からの圧力によってプライマリプーリ及びセカンダリプーリの溝幅を変化させることで変速比を連続的に変化させる。他の構成は第１実施形態と同様のため省略する。
【００５７】
無段変速機の変速比を制御する場合においてもクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合装置の滑り相対速度を制御する場合と同様に、各階層の補償モデル内では、変速指令信号を補償する際にその階層における入出力特性の変動要因パラメータのみを考慮でき、補償量を求めるための変動要因パラメータの次元数を減らすことができる。したがって、制御マップの作成工数を指数的に減らすことができ、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。さらに、制御要素の変更、交換があった場合でも、変更、交換した制御要素のみの制御マップを入れ換えればよいので、制御マップの入れ換えが非常に容易である。
【００５８】
本実施形態においても図５または図６に示す構成と同様に変速比を検出して変速指令信号に線形フィードバックするループを形成してもよいし、図７または図９に示す構成と同様に各階層ごとにフィードバック補償してもよいし、フィードフォワード補償とフィードバック補償の両方を組み合わせてもよい。また、本実施形態においては、無段変速機をベルト式の場合について説明したが、ベルト式無段変速機をトロイダル式無段変速機に置き換えても制御可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各階層において変速指令信号を補償する際に、その階層の入出力特性の変動要因パラメータのみを考慮すればよく、補償量を求めるための変動要因パラメータの次元数を減らすことができる。したがって、制御マップの作成工数を指数的に減らすことができ、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。さらに、制御要素の変更、交換があった場合でも、変更、交換した制御要素のみの制御マップを入れ換えればよいので、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第１実施形態におけるＥＣＵ駆動回路の非線型特性の補償を説明する図である。
【図３】 本発明の第１実施形態におけるＥＣＵ駆動回路の動特性の補償を説明する図である。
【図４】 本発明の第１実施形態におけるＥＣＵ駆動回路、油圧回路及びクラッチ系の入出力特性を求める方法を説明するフローチャートである。
【図５】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図８】 本発明の第１実施形態の別の構成におけるＥＣＵ駆動回路のフィードバック補償を説明する図である。
【図９】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１０】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の第２実施形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】 従来の自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ コントロールユニット、１２ ＥＣＵ駆動回路、１４ 油圧回路、１６クラッチ系、１８ 指令信号補償手段、２０ ＥＣＵ駆動回路補償モデル、２２ 油圧回路補償モデル、２４ クラッチ系補償モデル、２６ 線形フィードバック補償器、２８ 比較器、３２ 線形フィードバック補償手段、３４ プーリ系、３６ プーリ系補償モデル、３８ 駆動回路フィードバック補償器、４０ 油圧回路フィードバック補償器、４２ クラッチ系フィードバック補償器。
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御装置及びその制御ロジック作成方法に関し、特に変速指令信号を補償するための制御装置及び制御ロジック作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より自動車等の変速機として、自動変速機が広く利用されている。この自動変速機では、エンジン等の原動機の駆動軸を入力としてトルクコンバータのタービンを回転させ、タービン軸に連結された遊星歯車装置により所定の変速比に変速して出力軸に伝達する。そして、この遊星歯車装置の運動を規定するためにタービン軸と出力軸の間には、複数のクラッチまたはブレーキの摩擦係合装置が設けられており、これらの摩擦係合装置のうち、どの摩擦係合装置を係合するかで変速比を切り換える。
【０００３】
さらに最近では、変速比を連続的に変更できる無段変速機も自動変速機として利用されてきている。この無段変速機では、ベルト式においては、原動機側のプライマリプーリと車輪側のセカンダリプーリとにＶベルトが掛け回され、プライマリプーリ及びセカンダリプーリの溝幅を変更することで変速比を連続的に変更している。また、原動機側の入力ディスクと車輪側の出力ディスクとの間に挟持されたパワーローラの傾転角を変更することで変速比を連続的に変更するトロイダル式無段変速機も実用化されている。
【０００４】
これらの自動変速機の変速機構を駆動するための駆動力については、一般的に油圧アクチュエータからの油圧によって発生させる。そして、油圧アクチュエータを駆動するための電流については、変速指令信号が入力される駆動回路から供給される。したがって、変速指令信号によって変速比が制御されるまでの流れとしては以下のようになる。まず変速指令信号が駆動回路に入力され、駆動回路では変速指令信号値に応じた値の電流を出力する。次に、駆動回路からの電流が油圧アクチュエータに供給され、油圧アクチュエータではその電流値に応じた値の油圧を発生させる。次に、油圧アクチュエータからの油圧が変速機構に供給され、変速機構がその油圧によって駆動されることで変速動作を行い、変速比が制御される。
【０００５】
このように自動変速機の変速制御においては、変速指令信号が入力されてから変速比が制御されるまでに様々な制御要素が存在している。そして、これらの制御要素の入出力特性が、例えば温度特性等の様々な外乱が要因となって変動するので、同一の変速指令値を入力しても変速制御における実際の変速機構からの変速動作出力が変動し、目標値から外れる場合がある。したがって目標値通りに変速動作出力を制御するためには、その入出力特性の変動を考慮して変速指令信号を補償してやる必要がある。
【０００６】
従来の自動変速機の制御装置において変速指令信号を補償する場合は、すべての制御要素を１つにまとめた変速指令信号−変速動作出力特性を考え、この変速指令信号−変速動作出力特性が様々な外乱が要因となって変動した場合の変動量を補償することで、変速指令信号を補償している。これによって、変速制御時に実際の変速機構からの変速動作出力が目標値から外れるのを抑えている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
先述したように自動変速機の変速制御においては、変速指令信号が入力されてから変速比が制御されるまでに様々な制御要素が存在している。そして、各制御要素ごとに入出力特性の変動を引き起こす要因も異なってくる。したがって、すべての制御要素を１つにまとめた変速指令信号−変速動作出力特性が変動する要因も様々であり、制御要素が増えるほど入出力特性の変動の要因も多岐に渡ってくる。従来の自動変速機の制御装置のように、すべての制御要素を１つにまとめて変速指令信号−変速動作出力の特性変動を補償する場合は、すべての入出力特性の変動要因を考慮して変速指令信号を補償するために、入出力特性の変動要因の数だけ次元を追加した制御マップをあらかじめ作成しておかなければならない。したがって、制御マップの作成工数が入出力特性の変動要因の数に対して指数的に増大してしまい、変速指令信号を補償するための制御マップの作成に多大な時間を要するという課題があった。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、変速指令信号を補償するための制御マップの作成時間を大幅に短縮できる自動変速機の制御装置及びその制御ロジック作成方法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】
このような目的を達成するために、第１の本発明に係る自動変速機の制御装置は、入力される変速指令信号に応じた駆動電流を出力する回路制御要素と、前記回路制御要素からの駆動電流が入力され、該駆動電流に応じた駆動力を出力するアクチュエータ制御要素と、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力が入力され、該駆動力によって変速動作を行う機構制御要素と、変速指令信号−変速動作出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値に基づいて前記変速指令信号を補償する指令信号補償手段と、を有する自動変速機の制御装置において、前記指令信号補償手段は、変速指令信号−変速動作出力特性を前記制御要素の入出力間を境界とする複数の入出力特性に階層化した場合の各階層ごとに対応して設けられ、前記変速指令信号を補償する階層補償手段を有し、前記変速指令信号は、各階層補償手段により順次補償されてから前記回路制御要素に入力され、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値のみに基づいて前記変速指令信号を補償することを特徴とする。
【００１０】
このように、変速指令信号−変速動作出力特性を制御要素の入出力間を境界とする複数の入出力特性に階層化し、変速指令信号を補償する階層補償手段を各階層ごとに有し、階層補償手段の各々は、その階層補償手段に対応した階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値のみに基づいて前記変速指令信号を補償するので、各階層において変速指令信号を補償する際に、その階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータのみを考慮すればよく、補償量を求めるための変動要因パラメータの次元数を減らすことができる。したがって、制御マップの作成工数を指数的に減らすことができ、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。さらに、制御要素の変更、交換があった場合でも、変更、交換した制御要素のみの制御マップを入れ換えればよいので、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。
【００１１】
第２の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１の本発明に記載の装置において、前記階層補償手段は、前記変速指令信号をフィードフォワード補償するフィードフォワード補償手段であることを特徴とする。
【００１２】
第３の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１の本発明に記載の装置において、前記階層補償手段は、前記変速動作出力をフィードバックして前記変速指令信号を補償するフィードバック補償手段であることを特徴とする。
【００１３】
第４の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜３の本発明のいずれかに記載の装置において、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の非線型特性を補償することを特徴とする。
【００１４】
第５の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第４の本発明に記載の装置において、各階層の入出力間の非線型特性が補償された後の変速動作出力を線形フィードバックして前記変速指令信号を補償する線形フィードバック補償手段をさらに有することを特徴とする。
【００１５】
このように、変速指令信号−変速動作出力特性の非線型特性が線形に補償されているので、フィードバック補償器は非線型補償器を用いる必要がなく線形補償器でよい。したがって、簡単な構成で精度のよいフィードバック制御を行うことができる。
【００１６】
第６の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜５の本発明のいずれかに記載の装置において、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の動特性を補償することを特徴とする。
【００１７】
第７の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜６の本発明のいずれかに記載の装置において、各階層についての階層補償手段は変速指令信号側の階層から変速動作出力側の階層へと順に作成され、変動要因パラメータのみを考慮した演算対象階層の入出力特性がこの変動要因パラメータを変化させた場合の変速指令信号−演算対象階層出力特性と演算対象階層より変速指令信号側の階層についての階層補償手段とに基づいて求められ、この演算対象階層の入出力特性に基づいて演算対象階層についての階層補償手段が作成されることを特徴とする。
【００１８】
このように、変速指令信号側の階層から順次変動要因パラメータを考慮した入出力特性を把握した上で、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求めているので、ある対象階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求める際に、その対象階層より変速指令信号側の階層の入出力特性の影響を考慮することができる。したがって、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を精度よく求めることができる。
【００１９】
第８の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜７の本発明のいずれかに記載の装置において、前記指令信号補償手段は、変速指令信号−変速動作出力特性を、前記回路制御要素の変速指令信号−駆動電流特性、前記アクチュエータ制御要素の駆動電流−駆動力特性及び前記機構制御要素の駆動力−変速動作出力特性に階層化した場合の各階層ごとに前記階層補償手段を有することを特徴とする。
【００２０】
第９の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜８の本発明のいずれかに記載の装置において、前記機構制御要素は、係合／解放／滑りの係合状態を選択可能な摩擦係合装置であり、前記変速動作出力は、前記摩擦係合装置の伝達トルクまたは滑り相対速度であることを特徴とする。
【００２１】
第１０の本発明に係る自動変速機の制御装置は、第１〜８の本発明のいずれかに記載の装置において、前記機構制御要素は、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力に基づいて自動変速機の変速比を連続的に変化させ、前記変速動作出力は、自動変速機の変速比であることを特徴とする。
【００２２】
第１１の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、入力される変速指令信号に応じた駆動電流を出力する回路制御要素と、前記回路制御要素からの駆動電流が入力され、該駆動電流に応じた駆動力を出力するアクチュエータ制御要素と、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力が入力され、該駆動力によって変速動作を行う機構制御要素と、を有し、変速指令信号−変速動作出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値に基づいて前記変速指令信号を補償する自動変速機の制御装置の制御ロジックを作成する方法において、 前記変速指令信号を補償する階層補償手段を、変速指令信号−変速動作出力特性を前記制御要素の入出力間を境界とする複数の入出力特性に階層化した場合の各階層ごとに作成し、前記変速指令信号は、各階層補償手段により順次補償されてから前記回路制御要素に入力され、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値のみに基づいて前記変速指令信号を補償するように作成されることを特徴とする。
【００２３】
第１２の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１の本発明に記載の方法において、前記階層補償手段は、前記変速指令信号をフィードフォワード補償するフィードフォワード補償手段であることを特徴とする。
【００２４】
第１３の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１の本発明に記載の方法において、前記階層補償手段は、前記変速動作出力をフィードバックして前記変速指令信号を補償するフィードバック補償手段であることを特徴とする。
【００２５】
第１４の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１３の本発明のいずれかに記載の方法において、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の非線型特性を補償することを特徴とする。
【００２６】
第１５の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１４の本発明に記載の方法において、各階層の入出力間の非線型特性が補償された後の変速動作出力を線形フィードバックして前記変速指令信号をさらに補償することを特徴とする。
【００２７】
第１６の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１５の本発明のいずれかに記載の方法において、前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の動特性を補償することを特徴とする。
【００２８】
第１７の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１６の本発明のいずれかに記載の方法において、各階層についての階層補償手段を変速指令信号側の階層から変速動作出力側の階層へと順に作成し、変動要因パラメータのみを考慮した演算対象階層の入出力特性をこの変動要因パラメータを変化させた場合の変速指令信号−演算対象階層出力特性と演算対象階層より変速指令信号側の階層についての階層補償手段とに基づいて求め、この演算対象階層の入出力特性に基づいて演算対象階層についての階層補償手段を作成することを特徴とする。
【００２９】
第１８の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１７の本発明のいずれかに記載の方法において、変速指令信号−変速動作特性を、前記回路制御要素の変速指令信号−駆動電流特性、前記アクチュエータ制御要素の駆動電流−駆動力特性及び前記機構制御要素の駆動力−変速動作出力特性に階層化した場合の各階層ごとに前記階層補償手段を作成することを特徴とする。
【００３０】
第１９の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１８の本発明のいずれかに記載の方法において、前記機構制御要素は、係合／解放／滑りの係合状態を選択可能な摩擦係合装置であり、前記変速動作出力は、前記摩擦係合装置の伝達トルクまたは滑り相対速度であることを特徴とする。
【００３１】
第２０の本発明に係る自動変速機の制御ロジック作成方法は、第１１〜１８の本発明のいずれかに記載の方法において、前記機構制御要素は、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力に基づいて自動変速機の変速比を連続的に変化させ、前記変速動作出力は、自動変速機の変速比であることを特徴とする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態（以下実施形態という）を、図面に従って説明する。
【００３３】
（１）第１実施形態
図１は、本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図であり、係合させるクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合装置を切り換えることで変速動作を行う自動変速機の変速動作を制御する場合に本発明を適用した図である。
【００３４】
コントロールユニット１０内で演算された変速指令信号が、回路制御要素としてのＥＣＵ駆動回路１２に入力される。ＥＣＵ駆動回路１２は、この変速指令信号値に応じた値の駆動電流を出力する。そして、ＥＣＵ駆動回路１２からの駆動電流がアクチュエータ制御要素としての油圧回路１４に入力され、油圧回路１４はこの駆動電流値に応じた値の駆動力としての油圧力を出力する。そして、油圧回路１４からの油圧力が機構制御要素としてのクラッチ系１６に入力され、クラッチ系１６ではこの圧力値に基づいて変速動作出力としてのクラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が制御される。
【００３５】
なお、図示していないがクラッチ系１６における摩擦係合装置としてのクラッチ、ブレーキは、係合／解放／滑りの係合状態を選択可能であり、係合させるクラッチ、ブレーキを切り換えることによって自動変速機の変速動作を行う。そして、変速動作の途中においてクラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が所定値に制御される。また、図示していないが油圧回路１４は、ソレノイド電流値に応じた値の圧力を出力する比例圧力制御弁を備えており、この比例圧力制御弁からの圧力によってクラッチ、ブレーキの締結力が制御される。
【００３６】
このように自動変速機の変速制御においては、変速指令信号が入力されてからクラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が制御されるまでに様々な制御要素が存在しており、これらの制御要素の入出力特性が、様々な変動要因パラメータの変動が原因となって変動する。本実施形態におけるそれぞれの制御要素についての変動要因パラメータの一例を以下に挙げる。ＥＣＵ駆動回路１２については、ソレノイドの発熱が原因でソレノイドの内部抵抗が変動するためにＥＣＵ駆動回路１２の入出力特性である変速指令信号−駆動電流特性が変動する。油圧回路１４については、油圧回路１４内における油温の変動が原因で油の粘性が変動するために油圧回路１４の入出力特性である駆動電流−圧力特性が変動する。クラッチ系１６については、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数の変動が原因でクラッチ系１６の入出力特性である圧力−伝達トルク特性が変動する。このように各制御要素の入出力特性が変動した場合は、同一の変速指令信号を入力してもクラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が目標値から外れる場合がある。
【００３７】
そこで、コントロールユニット１０内に設けられた指令信号補償手段１８によって制御要素の入出力特性の外乱による変動分をフィードフォワード補償する。変速指令信号は、指令信号補償手段１８によってフィードフォワード補償されてからＥＣＵ駆動回路１２に入力されることにより、クラッチ、ブレーキ伝達トルクまたは滑り相対速度が目標値から外れるのを抑えている。
【００３８】
ここで、従来技術の課題について再度図１２を用いて詳細に説明する。従来技術における指令信号補償手段１８は、ＥＣＵ駆動回路１２、油圧回路１４及びクラッチ系１６の制御要素を１つにまとめた変速指令信号−伝達トルク特性の変動をフィードフォワード補償する。そのために、指令信号補償手段１８には変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える変動要因パラメータが入力される。図１２では説明の便宜上、変動要因パラメータの一例としてソレノイド温度、油圧回路１４内における油温度及びクラッチ、ブレーキの動摩擦係数を示す検出信号が指令信号補償手段１８に入力される場合について示している。このようにすべての制御要素を１つにまとめて変速指令信号−伝達トルク特性の変動を補償しようとすると、入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの数だけ次元を追加した制御マップをあらかじめ作成して指令信号補償手段１８内に記憶しておかなければならない。すなわち図１２の例では、ソレノイド温度、油圧回路１４内における油温度及びクラッチ、ブレーキの動摩擦係数の３次元を考慮して変速指令信号の補償量を求めるための制御マップをあらかじめ作成して指令信号補償手段１８内に記憶しておかなければならない。そして、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える他の変動要因パラメータも考慮するのならば、さらにその変動要因パラメータの次元を追加した制御マップを作成しなければならない。このように変速指令信号の補償量を求めるための制御マップの作成工数が、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える変動要因パラメータの数に対して指数的に増大してしまい、変速指令信号を補償するための制御マップの作成に多大な時間を要するという課題があった。
【００３９】
本実施形態においては、変速指令信号−伝達トルク特性を、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性及びクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性に階層化して考える。すなわち、指令信号補償手段１８内には、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の変動を補償するための階層補償手段としてのＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性の変動を補償するための階層補償手段としての油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性の変動を補償するための階層補償手段としてのクラッチ系補償モデル２４が直列して備えられている。そして本実施形態では、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える各変動要因パラメータの中のあるパラメータを考えた場合に、そのパラメータの変動によって入出力特性が変動する階層の補償モデルのみにそのパラメータを入力し、その補償モデル内ではそのパラメータ−補償量の制御マップをあらかじめ記憶させておく。その一例として図１を用いて説明すると、ソレノイド温度はＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性のみの変動要因となるので、ソレノイド温度を示す検出信号がＥＣＵ駆動回路補償モデル２０のみに入力され、ソレノイド温度−ＥＣＵ駆動回路補償量特性の制御マップがＥＣＵ駆動回路補償モデル２０内にあらかじめ記憶される。同様にして、油圧回路１４内における油温度は油圧回路１４の駆動電流−圧力特性のみの変動要因となるので、油圧回路１４内における油温度を示す検出信号が油圧回路補償モデル２２のみに入力され、油圧回路油温度−油圧回路補償量特性の制御マップが油圧回路補償モデル２２内にあらかじめ記憶される。そして、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数はクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性のみの変動要因となるので、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数を示す検出信号がクラッチ系補償モデル２４のみに入力され、動摩擦係数−クラッチ系補償量特性の制御マップがクラッチ系補償モデル２４内にあらかじめ記憶される。
【００４０】
図１において補償前の変速指令信号は、まずクラッチ系補償モデル２４に入力される。クラッチ系補償モデル２４においては、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数の変動によるクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性の変動を補償するために、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数からクラッチ系補償量を演算し、変速指令信号はその補償量だけフィードフォワード補償されて出力される。クラッチ系補償モデル２４から出力された変速指令信号は、次に油圧回路補償モデル２２に入力される。油圧回路補償モデル２２においては、油圧回路１４内における油温度の変動による油圧回路１４の駆動電流−圧力特性の変動を補償するために、油圧回路１４内における油温度から油圧回路補償量を演算し、変速指令信号はその補償量だけフィードフォワード補償されて出力される。油圧回路補償モデル２２から出力された変速指令信号は、次にＥＣＵ駆動回路補償モデル２０に入力される。ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０においては、ソレノイド温度によるＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の変動を補償するために、ソレノイド温度からＥＣＵ駆動回路補償量を演算し、変速指令信号はその補償量だけフィードフォワード補償されて出力される。以上のようにしてフィードフォワード補償された変速指令信号がＥＣＵ駆動回路１２に入力される。
【００４１】
ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４には、具体的には入出力間の非線型特性及び動特性を補償するための逆特性モデルが記憶される。その一例としてＥＣＵ駆動回路補償モデル２０の場合について説明する。ソレノイド温度の変動によってＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の定常特性が図２の上図に示すように非線型になるため、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０内では図２の下図に示すように補償後の変速指令信号−駆動電流特性の定常特性が線形になるように、ソレノイド温度−ＥＣＵ駆動回路補償量特性の非線型特性補償用制御マップを作成する。図２において、例えば変速指令信号レベルｘ、ソレノイド温度Ｔ2のときは補償量はｙ0となる。さらに、ソレノイド温度の変動によってＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の動特性が図３の上図に示すように変動するため、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０内では図３の下図に示すように、ソレノイド温度−ＥＣＵ駆動回路補償量特性の動特性補償用制御マップを作成する。ただし図３においては、変速指令信号の振幅レベルがｘのときの特性を示し、周波数が０Ｈｚ（定常特性）のときの補償量がｙ0となっている。なお、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４の場合についてもＥＣＵ駆動回路補償モデル２０の場合と同様である。
【００４２】
次に、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性及びクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性を求め、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４を求める方法について図４に示すフローチャートを用いて説明する。
【００４３】
まずステップ１においては、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の定常特性及び動特性を、特性把握用信号をＥＣＵ駆動回路１２に入力して実験的に求める。その際に、変速指令信号−駆動電流特性は、ソレノイド温度の変動によって変動するので、ソレノイド温度を変化させていった場合の特性把握用信号−駆動電流特性の定常特性及び動特性を求める。そして、この定常特性及び動特性を用いてソレノイド温度−ＥＣＵ駆動回路補償量特性の非線型特性補償用制御マップ及び動特性補償用制御マップを作成してＥＣＵ駆動回路補償モデル２０内に記憶させる。
【００４４】
次にステップ２においては、駆動電流−圧力特性の定常特性及び動特性を実験的に求める。その場合に特性把握用信号は、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０を介してＥＣＵ駆動回路１２に入力される。特性把握用信号−圧力特性は、油圧回路１４内における油温度の変動によって変動するので、油圧回路１４内における油温度を変化させていった場合の特性把握用信号−圧力特性の定常特性及び動特性を求める。そして、その際のソレノイド温度も同時に測定しＥＣＵ駆動回路補償モデル２０に入力する。ここで、特性把握用信号−圧力特性は油圧回路１４内における油温度だけでなくソレノイド温度の変動によっても変動するため、ステップ１において求めたＥＣＵ駆動回路補償モデル２０を用いてソレノイド温度の影響による変動分を補償する。このようにして油圧回路１４内における油温度の変動のみを考慮した特性把握用信号−圧力特性の定常特性及び動特性を求めることができる。そして、この定常特性及び動特性を用いて油圧回路油温度−油圧回路補償量特性の非線型特性補償用制御マップ及び動特性補償用制御マップを作成して油圧回路補償モデル２２内に記憶させる。
【００４５】
次にステップ３においては、変速指令信号−伝達トルク特性の定常特性及び動特性を実験的に求める。その場合に特性把握用信号は、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０及び油圧回路補償モデル２２を介してＥＣＵ駆動回路１２に入力される。特性把握用信号−伝達トルク特性は、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数の変動によって変動するので、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数を変化させていった場合の特性把握用信号−伝達トルク特性の定常特性及び動特性を求める。そして、その際のソレノイド温度及び油圧回路１４内における油温度も同時に測定しＥＣＵ駆動回路補償モデル２０及び油圧回路補償モデル２２にそれぞれ入力する。ここで、特性把握用信号−伝達トルク特性はクラッチ、ブレーキの動摩擦係数だけでなくソレノイド温度及び油圧回路１４内における油温度の変動によっても変動するため、ステップ１において求めたＥＣＵ駆動回路補償モデル２０及びステップ２において求めた油圧回路補償モデル２２を用いてソレノイド温度及び油圧回路１４内における油温度の影響による変動分をそれぞれ補償する。このようにしてクラッチ、ブレーキの動摩擦係数の変動のみを考慮した特性把握用信号−伝達トルク特性の定常特性及び動特性を求めることができる。そして、この定常特性及び動特性を用いて動摩擦係数−クラッチ系補償量特性の非線型特性補償用制御マップ及び動特性補償用制御マップを作成してクラッチ系補償モデル２４内に記憶させる。以上のようにして、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４が求められる。
【００４６】
本実施形態においては、変速指令信号−伝達トルク特性を、ＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性及びクラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性に階層化し、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える各変動要因パラメータの中のあるパラメータを考えた場合に、そのパラメータの変動によって入出力特性が変動する階層の補償モデルのみにそのパラメータを入力し、その補償モデル内ではそのパラメータ−補償量の制御マップをあらかじめ記憶させておく。したがって、各階層の補償モデル内では、変速指令信号を補償する際にその階層における入出力特性に影響を与える変動要因パラメータのみを考慮すればよく、補償量を求めるための変動要因パラメータの次元数を減らすことができる。したがって、制御マップの作成工数を指数的に減らすことができ、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。特に自動変速機の制御装置においては、変速指令信号−伝達トルク特性に影響を与える変動要因パラメータの数が非常に多いので、本実施形態の構成は非常に有効である。さらに、制御要素の変更、交換があった場合でも、変更、交換した制御要素のみの特性を把握して制御マップを入れ換えればよいので、制御マップの入れ換えが非常に容易となる。
【００４７】
そして本実施形態においては、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求める場合に、対象階層より変速指令信号側の階層の補償モデルを介して特性把握信号を入力し、対象階層より変速指令信号側の階層の入出力特性の変動要因パラメータによる影響を補償している。例えば油圧回路１４における油温度の変動を考慮した駆動電流−圧力特性を求める場合には、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０を介して特性把握用信号をＥＣＵ駆動回路１２に入力してＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性のソレノイド温度による影響をＥＣＵ駆動回路補償モデル２０によって補償している。ここで、ある対象階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求める際に、その対象階層への入力は、対象階層より変速指令信号側の階層の入出力特性の影響（例えば周波数減衰特性等）を受けるので、対象階層の入出力特性の把握を精度よく行えない場合がある。しかし本実施形態のように、変速指令信号側の階層から順次変動要因パラメータを考慮した入出力特性を把握した上で、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求めているので、ある対象階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を求める際に、その対象階層より変速指令信号側の階層の入出力特性の影響を考慮することができる。したがって、各階層の変動要因パラメータを考慮した入出力特性を精度よく求めることができる。
【００４８】
さらに本実施形態においては、図５または図６のブロック図に示すように伝達トルクまたは滑り相対速度を検出して変速指令信号にフィードバックするループを形成してもよい。図５または図６において、伝達トルクまたは滑り相対速度を示す検出信号は線形フィードバック補償器２６に入力され、線形フィードバック補償器２６からの出力信号が比較器２８に入力される。比較器２８は、変速指令信号と線形フィードバック補償器２６の出力信号との差を出力して、その出力信号がクラッチ系補償モデル２４に入力される。このように線形フィードバック補償器２６及び比較器２８で線形フィードバック補償手段３２を形成している。また、図６においては、変速指令信号が線形フィードバック補償器２６に入力される。
【００４９】
図５または図６の構成においては、変速指令信号−伝達トルク特性の非線型特性が、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４によって線形に補償されているので、フィードバック補償器として非線型補償器を用いる必要がなく線形補償器でよい。したがって、簡単な構成で精度のよいフィードバック制御を行うことができる。
【００５０】
本実施形態においては、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０、油圧回路補償モデル２２及びクラッチ系補償モデル２４によって変速指令信号をフィードフォワード補償する場合について説明したが、本発明の指令信号補償手段１８による補償はフィードフォワード補償に限られるものではなく、図７のブロック図に示すように、各階層ごとにフィードバック補償してもよい。
【００５１】
次に図７における指令信号補償手段１８の構成について説明する。クラッチ系１６の出力である伝達トルクまたは滑り速度を示す検出信号が階層補償手段としてのクラッチ系フィードバック補償器４２に入力され、クラッチ系フィードバック補償器４２からの出力信号が比較器４８に入力される。比較器４８は、変速指令信号とクラッチ系フィードバック補償器４２の出力信号との差を出力する。油圧回路１４の出力である圧力を示す検出信号が階層補償手段としての油圧回路フィードバック補償器４０に入力され、油圧回路フィードバック補償器４０からの出力信号が比較器４６に入力される。比較器４６は、比較器４８の出力信号と油圧回路フィードバック補償器４０の出力信号との差を出力する。ＥＣＵ駆動回路１２の出力である駆動電流を示す検出信号が階層補償手段としての駆動回路フィードバック補償器３８に入力され、駆動回路フィードバック補償器３８からの出力信号が比較器４４に入力される。比較器４４は、比較器４６の出力信号と駆動回路フィードバック補償器３８の出力信号との差を出力し、その出力信号がＥＣＵ駆動回路１２に入力される。
【００５２】
駆動回路フィードバック補償器３８は、駆動電流の目標値と検出値の偏差ｄｚをフィードバック補償する。その場合に、図８に示すようにＥＣＵ駆動回路１２の変速指令信号−駆動電流特性の非線型特性及び動特性を考慮して補償量を設定する。ここで、ソレノイド温度は変速指令信号−駆動電流特性の変動要因パラメータとなるので、ソレノイド温度を示す検出信号が駆動回路フィードバック補償器３８に入力される。ソレノイド温度Ｔ2のときの非線型特性を考慮した補償量ｄｙ0は、図８の上図に示すように偏差ｄｚ及びソレノイド温度を考慮した変速指令信号−駆動電流特性の定常特性から求められる。さらに動特性も考慮した補償量は図８の下図に示す図３の下図と同様の特性から求められる。
【００５３】
油圧回路フィードバック補償器４０は、圧力の目標値と検出値との偏差をフィードバック補償する。その場合に、油圧回路１４の駆動電流−圧力特性の非線型特性及び動特性を駆動回路フィードバック補償器３８と同様の方法で補償する。ここで、油圧回路１４における油温度は駆動電流−圧力特性の変動要因パラメータとなるので、油圧回路１４における油温度を示す検出信号が油圧回路フィードバック補償器４０に入力される。そして、クラッチ系フィードバック補償器４２は、伝達トルクの目標値と検出値との偏差をフィードバック補償する。その場合に、クラッチ系１６の圧力−伝達トルク特性の非線型特性及び動特性を駆動回路フィードバック補償器３８と同様の方法で補償する。ここで、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数は圧力−伝達トルク特性の変動要因パラメータとなるので、クラッチ、ブレーキの動摩擦係数を示す検出信号がクラッチ系フィードバック補償器４２に入力される。
【００５４】
図７に示す各階層ごとにフィードバック補償する構成においても、図１に示すフィードフォワード補償する構成と同様の効果が得られる。また、各階層ごとにフィードバック補償する構成は、図７に示す構成に限るものではなく、例えば図９に示すように、クラッチ系フィードバック補償器４２が比較器４８の出力に設けられ、油圧回路フィードバック補償器４０が比較器４６の出力に設けられ、駆動回路フィードバック補償器３８が比較器４４の出力に設けられる構成であってもよい。さらに、例えば図１０に示す構成のように、フィードフォワード補償とフィードバック補償の両方を組み合わせて用いてもよく、フィードフォワード補償とフィードバック補償の両方を用いることで、より精度よく非線型特性及び動特性を補償することができる。
【００５５】
なお、本実施形態においては説明の便宜上、ＥＣＵ駆動回路補償モデル２０にソレノイド温度、油圧回路補償モデル２２に油圧回路１４内における油温度及びクラッチ系補償モデル２４にクラッチ、ブレーキの動摩擦係数が入力される場合について説明したが、各制御要素の入出力特性の変動要因パラメータはこれに限るものではなく、実際には、入出力特性の複数の変動要因パラメータが各制御要素補償モデルのそれぞれに入力される。そして、本実施形態では変速指令信号−伝達トルク特性を変速指令信号−駆動電流特性、駆動電流−圧力特性及び圧力−伝達トルク特性に階層化した場合について説明したが、例えば変速指令信号−駆動電流特性及び駆動電流−伝達トルク特性に階層化する等、変速指令信号−伝達トルク特性を複数の入出力特性に階層化さえすれば従来と比較して制御マップの作成工数を削減できる。さらに、本発明の適用範囲は本実施形態のような直列に接続された制御要素に限るものではなく、並列に接続された制御要素を有していても適用可能である。また、指令信号補償手段１８内の各補償モデル及び各フィードバック補償器による変速指令信号の最終的な補償順序についてはいかなる順序であってもよい。
【００５６】
（２）第２実施形態
図１１は、本発明の第２実施形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図であり、油圧回路からの油圧に基づいて変速比を連続的に変化させる無段変速機の変速動作を制御する場合に本発明を適用した図である。本実施形態においては油圧回路１４からの圧力は、プーリ系３４に入力される。プーリ系３４では油圧回路１４からの圧力値に基づいて変速比が制御される。そして、クラッチ系補償モデル２４の代わりにプーリ系補償モデル３６が設けられ、入力トルクがプーリ系補償モデル３６のみに入力され、入力トルク−プーリ系補償量特性の制御マップがプーリ系補償モデル３６内にあらかじめ記憶される。なお、図示していないがプーリ系３４は、プライマリプーリとセカンダリプーリとにＶベルトが掛け回され、油圧回路１４からの圧力によってプライマリプーリ及びセカンダリプーリの溝幅を変化させることで変速比を連続的に変化させる。他の構成は第１実施形態と同様のため省略する。
【００５７】
無段変速機の変速比を制御する場合においてもクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合装置の滑り相対速度を制御する場合と同様に、各階層の補償モデル内では、変速指令信号を補償する際にその階層における入出力特性の変動要因パラメータのみを考慮でき、補償量を求めるための変動要因パラメータの次元数を減らすことができる。したがって、制御マップの作成工数を指数的に減らすことができ、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。さらに、制御要素の変更、交換があった場合でも、変更、交換した制御要素のみの制御マップを入れ換えればよいので、制御マップの入れ換えが非常に容易である。
【００５８】
本実施形態においても図５または図６に示す構成と同様に変速比を検出して変速指令信号に線形フィードバックするループを形成してもよいし、図７または図９に示す構成と同様に各階層ごとにフィードバック補償してもよいし、フィードフォワード補償とフィードバック補償の両方を組み合わせてもよい。また、本実施形態においては、無段変速機をベルト式の場合について説明したが、ベルト式無段変速機をトロイダル式無段変速機に置き換えても制御可能である。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各階層において変速指令信号を補償する際に、その階層の入出力特性の変動要因パラメータのみを考慮すればよく、補償量を求めるための変動要因パラメータの次元数を減らすことができる。したがって、制御マップの作成工数を指数的に減らすことができ、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。さらに、制御要素の変更、交換があった場合でも、変更、交換した制御要素のみの制御マップを入れ換えればよいので、制御マップの作成時間を大幅に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 本発明の第１実施形態におけるＥＣＵ駆動回路の非線型特性の補償を説明する図である。
【図３】 本発明の第１実施形態におけるＥＣＵ駆動回路の動特性の補償を説明する図である。
【図４】 本発明の第１実施形態におけるＥＣＵ駆動回路、油圧回路及びクラッチ系の入出力特性を求める方法を説明するフローチャートである。
【図５】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図６】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図７】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図８】 本発明の第１実施形態の別の構成におけるＥＣＵ駆動回路のフィードバック補償を説明する図である。
【図９】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１０】 本発明の第１実施形態に係る自動変速機の制御装置の別の構成を示すブロック図である。
【図１１】 本発明の第２実施形態に係る自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】 従来の自動変速機の制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１０ コントロールユニット、１２ ＥＣＵ駆動回路、１４ 油圧回路、１６クラッチ系、１８ 指令信号補償手段、２０ ＥＣＵ駆動回路補償モデル、２２ 油圧回路補償モデル、２４ クラッチ系補償モデル、２６ 線形フィードバック補償器、２８ 比較器、３２ 線形フィードバック補償手段、３４ プーリ系、３６ プーリ系補償モデル、３８ 駆動回路フィードバック補償器、４０ 油圧回路フィードバック補償器、４２ クラッチ系フィードバック補償器。
Claims (20)
- 入力される変速指令信号に応じた駆動電流を出力する回路制御要素と、
前記回路制御要素からの駆動電流が入力され、該駆動電流に応じた駆動力を出力するアクチュエータ制御要素と、
前記アクチュエータ制御要素からの駆動力が入力され、該駆動力によって変速動作を行う機構制御要素と、
変速指令信号−変速動作出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値に基づいて前記変速指令信号を補償する指令信号補償手段と、
を有する自動変速機の制御装置において、
前記指令信号補償手段は、変速指令信号−変速動作出力特性を前記制御要素の入出力間を境界とする複数の入出力特性に階層化した場合の各階層ごとに対応して設けられ、前記変速指令信号を補償する階層補償手段を有し、
前記変速指令信号は、各階層補償手段により順次補償されてから前記回路制御要素に入力され、
前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値のみに基づいて前記変速指令信号を補償することを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項１に記載の装置において、
前記階層補償手段は、前記変速指令信号をフィードフォワード補償するフィードフォワード補償手段であることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項１に記載の装置において、
前記階層補償手段は、前記変速動作出力をフィードバックして前記変速指令信号を補償するフィードバック補償手段であることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項１〜３のいずれかに記載の装置において、
前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の非線型特性を補償することを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項４に記載の装置において、
各階層の入出力間の非線型特性が補償された後の変速動作出力を線形フィードバックして前記変速指令信号を補償する線形フィードバック補償手段をさらに有することを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項１〜５のいずれかに記載の装置において、
前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の動特性を補償することを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項１〜６のいずれかに記載の装置において、
各階層についての階層補償手段は変速指令信号側の階層から変速動作出力側の階層へと順に作成され、
変動要因パラメータのみを考慮した演算対象階層の入出力特性がこの変動要因パラメータを変化させた場合の変速指令信号−演算対象階層出力特性と演算対象階層より変速指令信号側の階層についての階層補償手段とに基づいて求められ、
この演算対象階層の入出力特性に基づいて演算対象階層についての階層補償手段が作成されることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項１〜７のいずれかに記載の装置において、
前記指令信号補償手段は、変速指令信号−変速動作出力特性を、前記回路制御要素の変速指令信号−駆動電流特性、前記アクチュエータ制御要素の駆動電流−駆動力特性及び前記機構制御要素の駆動力−変速動作出力特性に階層化した場合の各階層ごとに前記階層補償手段を有することを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項１〜８のいずれかに記載の装置において、
前記機構制御要素は、係合／解放／滑りの係合状態を選択可能な摩擦係合装置であり、
前記変速動作出力は、前記摩擦係合装置の伝達トルクまたは滑り相対速度であることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項１〜８のいずれかに記載の装置において、
前記機構制御要素は、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力に基づいて自動変速機の変速比を連続的に変化させ、
前記変速動作出力は、自動変速機の変速比であることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 入力される変速指令信号に応じた駆動電流を出力する回路制御要素と、
前記回路制御要素からの駆動電流が入力され、該駆動電流に応じた駆動力を出力するアクチュエータ制御要素と、
前記アクチュエータ制御要素からの駆動力が入力され、該駆動力によって変速動作を行う機構制御要素と、
を有し、
変速指令信号−変速動作出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値に基づいて前記変速指令信号を補償する自動変速機の制御装置の制御ロジックを作成する方法において、
前記変速指令信号を補償する階層補償手段を、変速指令信号−変速動作出力特性を前記制御要素の入出力間を境界とする複数の入出力特性に階層化した場合の各階層ごとに作成し、
前記変速指令信号は、各階層補償手段により順次補償されてから前記回路制御要素に入力され、
前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力特性に影響を与える変動要因パラメータの値のみに基づいて前記変速指令信号を補償するように作成されることを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１１に記載の方法において、
前記階層補償手段は、前記変速指令信号をフィードフォワード補償するフィードフォワード補償手段であることを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１１に記載の方法において、
前記階層補償手段は、前記変速動作出力をフィードバックして前記変速指令信号を補償するフィードバック補償手段であることを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１１〜１３のいずれかに記載の方法において、
前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の非線型特性を補償することを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１４に記載の方法において、
各階層の入出力間の非線型特性が補償された後の変速動作出力を線形フィードバックして前記変速指令信号をさらに補償することを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１１〜１５のいずれかに記載の方法において、
前記階層補償手段の各々は、該階層補償手段に対応した階層の入出力間の動特性を補償することを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１１〜１６のいずれかに記載の方法において、
各階層についての階層補償手段を変速指令信号側の階層から変速動作出力側の階層へと順に作成し、
変動要因パラメータのみを考慮した演算対象階層の入出力特性をこの変動要因パラメータを変化させた場合の変速指令信号−演算対象階層出力特性と演算対象階層より変速指令信号側の階層についての階層補償手段とに基づいて求め、
この演算対象階層の入出力特性に基づいて演算対象階層についての階層補償手段を作成することを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１１〜１７のいずれかに記載の方法において、
変速指令信号−変速動作特性を、前記回路制御要素の変速指令信号−駆動電流特性、前記アクチュエータ制御要素の駆動電流−駆動力特性及び前記機構制御要素の駆動力−変速動作出力特性に階層化した場合の各階層ごとに前記階層補償手段を作成することを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１１〜１８のいずれかに記載の方法において、
前記機構制御要素は、係合／解放／滑りの係合状態を選択可能な摩擦係合装置であり、
前記変速動作出力は、前記摩擦係合装置の伝達トルクまたは滑り相対速度であることを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。 - 請求項１１〜１８のいずれかに記載の方法において、
前記機構制御要素は、前記アクチュエータ制御要素からの駆動力に基づいて自動変速機の変速比を連続的に変化させ、
前記変速動作出力は、自動変速機の変速比であることを特徴とする自動変速機の制御ロジック作成方法。
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