JP4464994B2 - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は自動変速機の油圧制御装置において、ソレノイドバルブの不感帯を検出する制御に関する。
自動変速機の油圧制御においてソレノイドバルブを用いるものが知られており、目標油圧に対応する電流指示をソレノイドバルブに与えることで出力圧が目標油圧となるように制御される。特許文献1には、ベルト式無段変速機の油圧制御においてソレノイドバルブから供給される制御圧に基づいてプライマリ圧及びセカンダリ圧を制御する構成が開示されている。
ソレノイドバルブは電流指示値に応答して変化するが、上限付近及び下限付近には不感帯を有している。従って、この不感帯を制御領域に含めると、不感帯付近ではソレノイドバルブへの電流指示値に対して実際の油圧が変化しないことから、制御ユニット側で余分に補正動作を行う必要があり、制御の安定性が損なわれる。
そこで、不感帯を制御領域から除外するためにソレノイドバルブの電流指示値の範囲に上限値及び下限値を設定するものが知られている。この上限値及び下限値は、不感帯が個々の製品によってバラツキを有するため、どの製品であっても制御領域に不感帯が含まれないように十分な余裕代を設けて設定されている。
特開平6−207662号公報
しかし、個々の製品バラツキを考慮した上下限値の設定では、個々のソレノイドバルブのバラツキに対して余裕代が過剰となる場合があり、その分油圧の下限値が必要以上に高くなることになる。油圧が高いほど余分なポンプ負荷によって燃費が悪化するので、油圧の下限値が必要以上に高くなると、その分燃費が悪化することになる。
本発明は、ソレノイドバルブが不感帯を制御領域に含まないようにしながら、製品バラツキにかかわらず油圧の下限値を最大限低下させることを目的とする。
本発明は、ソレノイドバルブに対する指示電流値であるソレノイド指令値を制御することで供給油圧を制御する自動変速機の油圧制御装置において、ソレノイド指令値を実油圧が低下する方向に第1所定値だけステップ状に変化させてから、第1所定時間内における実油圧のソレノイド指令値に対する追従特性に基づいてソレノイド指令値がソレノイドバルブの不感帯領域にあるか否かを判定する第1の判定手段と、ソレノイド指令値を実油圧が増加する方向に第1所定値より小さい第2所定値だけステップ状に変化させてから、第2所定時間内における実油圧のソレノイド指令値に対する応答特性に基づいてソレノイド指令値がソレノイドバルブの不感帯領域にあるか否かを判定する第2の判定手段と、第1の判定手段と第2の判定手段とを交互に実行し、第1の判定手段によってソレノイド指令値がソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定されたとき、又は第2の判定手段によってソレノイド指令値がソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定されたとき、直前の第1の判定手段によってソレノイド指令値がソレノイドバルブの不感帯領域にないと判定された回におけるソレノイド指令値をソレノイド指令値の限界値として設定する限界値設定手段とを備える。
本発明によれば、ソレノイド指令値の変化に対する実油圧の変化を、第1の判定手段と第2の判定手段を繰り返すことで油圧の低下方向と増加方向との両方で判定することができるので、制御領域に不感帯領域を含まないソレノイド指令値の限界値をより正確に検出することができる。よって、ソレノイドバルブの製品バラツキにかかわらず、油圧の下限値を最大限低下させることができるので、燃費を向上させることができる。
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態について詳しく説明する。図1は本実施形態における自動変速機の油圧制御装置を示す概略構成図である。本実施形態では自動変速機としてベルト式無段変速機を例に挙げて説明する。
ベルト式無段変速機10は、プライマリプーリ11と、セカンダリプーリ12とにそれぞれVベルト13を掛け回すことで構成され、プライマリプーリ11及びセカンダリプーリ12への供給圧に応じて各溝幅を変えることで変速比を変化させる。
プライマリプーリ11及びセカンダリプーリ12への供給圧は、CVTコントロールユニット20(以下「CVTCU」という)によって制御される油圧コントロールユニット30から供給される。
油圧コントロールユニット30は、レギュレータバルブ31と、変速制御弁32と、減圧弁33とを備え、油圧ポンプ34から供給される油圧を制御してプライマリプーリ11及びセカンダリプーリ12に供給する。
レギュレータバルブ31は、ソレノイド31aを有し、油圧ポンプ34から圧送された油の圧力を、CVTCU20からの指令(例えば、デューティ信号など)に応じて運転状態に応じて所定のライン圧に調圧する調圧弁である。
変速制御弁32は、プライマリプーリへの供給圧(以下「プライマリ圧」という)を所望の目標圧となるよう制御する制御弁である。変速制御弁32は、メカニカルフィードバック機構を構成するサーボリンク50に連結され、サーボリンク50の一端に連結されたステップモータ40によって駆動されるとともに、サーボリンク50の他端に連結したプライマリプーリ11の可動円錐板から溝幅、つまり実変速比のフィードバックを受ける。変速制御弁32は、スプール32aの変位によってプライマリプーリシリンダ室11cへの油圧の吸排を行って、ステップモータ40の駆動位置で指令された目標変速比となるようにプライマリ圧を調整し、実際に変速が終了するとサーボリンク50からの変位を受けてスプール32aを閉弁位置に保持する。
減圧弁33は、ソレノイド33aを備え、セカンダリプーリシリンダ室12cへの供給圧(以下「セカンダリ圧」という)を所望の目標圧に制御する制御弁である。
油圧ポンプ34から供給され、レギュレータバルブ31によって調圧されたライン圧は、変速制御弁32と、減圧弁33にそれぞれ供給される。
プライマリプーリ11及びセカンダリプーリ12の変速比は、CVTCU20からの変速指令信号に応じて駆動されるステップモータ40によって制御され、ステップモータ40に応動するサーボリンク50の変位に応じて変速制御弁32のスプール32aが駆動され、変速制御弁32に供給されたライン圧が調整されてプライマリ圧をプライマリプーリ11へ供給し、溝幅が可変制御されて所定の変速比に設定される。
CVTCU20は、インヒビタスイッチ23からのレンジ信号、アクセルペダルストローク、油温、プライマリプーリ回転速度、セカンダリプーリ回転速度、入力トルク情報、油圧センサ28、29からの信号を読み込んでステップモータ40の駆動位置、並びに減圧弁33及びプレッシャレギュレータ弁31のソレノイドバルブ31a、33aを制御する。なお、油圧センサ28は、プライマリプーリシリンダ室11cにかかるプライマリ圧を検出するセンサである。油圧センサ29は、セカンダリプーリシリンダ室12cにかかるセカンダリ圧を検出するセンサである。
本実施形態の油圧制御装置は、CVTCU20による減圧弁33のソレノイドバルブ33aの制御についてのものである。ソレノイドバルブ33aは、CVTCU20からの電流指令値に応じて開度を変化させ、これによってセカンダリ圧が変化する。ソレノイドバルブ33aは、図2に示すようにソレノイド指示電流値が高いほどセカンダリ圧が低くなるように構成される。従来、セカンダリ圧が油圧下限値を下回ることで不感帯が制御領域に含まれてしまうので、指示電流値が油圧下限値に対応する電流上限値を超えないように制御している。しかし、ソレノイドバルブ33aには個体差があり、油圧下限値が一様に設定されると油圧下限値が不感帯領域に比して高くなりすぎる場合がある。この場合、油圧下限値より低い領域を使用することができないため、セカンダリ圧は必要以上に高くなり、その分燃費が悪化する。
そこで、本実施形態では不感帯となる油圧を検出することで不感帯の影響を受けない限りで、できるだけ低い油圧を油圧下限値に設定するために以下に示す不感帯学習制御を行う。不感帯学習制御は、ソレノイドバルブ33aの不感帯領域が存在する油圧を学習する制御であり、この油圧が学習されることで不感帯を制御領域に含まない範囲で極力油圧を低下させることができる。
以下、CVTCU20で行う制御について図3、図4のフローチャートを参照しながら説明する。図3は、不感帯学習制御の制御開始条件及び制御解除条件を示すフローチャートである。図4は、不感帯学習制御を示すフローチャートである。なお、図3に示す制御は微少時間(例えば10ms)ごとに繰り返し行われる。
初めに図3を参照しながら制御開始条件及び解除条件について説明する。
ステップS1では、レンジ信号が「P(パーキング)」であるか否かを判定する。レンジ信号が「P」であればステップS2へ進み、「P」以外であればステップS7へ進んで不感帯学習制御を解除する。ここで、レンジ信号が「P」以外のときはエンジンからのトルクが入力されるので、セカンダリ圧が必要であり、不感帯学習制御を解除する。
ステップS2では、車速がゼロであるか否かを判定する。車速がゼロであればステップS3へ進み、車速がゼロより大きい走行中であればステップS7へ進んで不感帯学習制御を解除する。車速がゼロでないとき、すなわち走行中はエンジンからの入力トルクがありセカンダリ圧が必要であるので、不感帯学習制御を解除する。
ステップS3では、アイドルスイッチがONであるか否かを判定する。アイドルスイッチがONであればステップS4へ進み、OFFであればステップS7へ進んで不感帯学習制御を解除する。アイドルスイッチは車両がアイドル状態のときONとなる。アイドル状態でなければセカンダリ圧が必要となるので、不感帯学習制御を解除する。
ステップS4では、油温が60℃以上で、かつ100℃以下であるか否かを判定する。油温が60℃以上、100℃以下である場合にはステップS5へ進み、60℃未満又は100℃より高ければステップS7へ進んで不感帯学習制御を解除する。油温が60℃以上、100℃以下であるとき、セカンダリ圧を最低圧に設定できるので、それ以外の温度条件では不感帯学習制御を解除する。
ステップS5では、学習完了フラグFが0であるか否かを判定する。学習完了フラグが0であればステップS6へ進んで不感帯学習制御を実行し、フラグFが1であればステップS7へ進んで不感帯学習制御を解除する。学習完了フラグFは不感帯学習制御が完了したとき1になるものであり、上記ステップS1〜S4までの条件を全て満たしていても、不感帯学習制御が既に完了している場合には不感帯学習制御を解除する。
次に、図4を参照しながら不感帯学習制御について説明する。
ステップS11では、基準下限値から所定値ΔP1だけ減算した値をソレノイド指令値として設定する。ソレノイド指令値はソレノイドバルブ33aへの指示電流値に対応する油圧である。基準下限値はソレノイドバルブ33aの制御領域に不感帯領域を含まないように予め設定されている油圧の下限値である。所定値ΔP1は不感帯領域を探るために必要なだけの値であり、予め実験などによって求めておく。
ステップS12では、タイマTをリセットする。
ステップS13では、タイマTが所定時間T1より大きいか否かを判定する。タイマTが所定時間T1より大きければステップS16へ進み、所定時間T1以下であればステップS14へ進んで、ソレノイド指令値から実油圧を減算した値の絶対値を積分値に加算して新たな積分値とする。すなわち、ソレノイド指令値と実油圧との差を積算する。実油圧はソレノイドバルブ33a下流側の実際の油圧である。
ステップS15では、タイマをインクリメントしてステップS13へ戻る。
一方、ステップS13においてタイマTが所定時間T1より大きくなると、ステップS16(第1の判定手段)へ進んで積分値が第1しきい値以上であるか否かを判定する。積分値が第1しきい値以上であればステップS17へ進み、積分値が第1しきい値未満であればステップS18へ進む。
ステップS17(限界値設定手段)では、基準下限値を限界値として設定し、ステップS31へ進んで学習完了フラグFを1に設定する。限界値は不感帯領域を考慮して学習されたソレノイドバルブ33aの油圧の下限値である。
一方、ステップS16において積分値が第1しきい値未満であれば、ステップS18へ進んでソレノイド指令値に所定値ΔP2(第2所定値)を加算した値を新たにソレノイド指令値として設定する。所定値ΔP2は不感帯領域を探るために必要なだけの値であり、予め実験などによって求めておく。
ステップS19では、タイマTをリセットする。
ステップS20では、タイマTが所定時間T2より大きいか否かを判定する。タイマTが所定時間T2より大きければステップS22へ進み、所定時間T2以下であればステップS21へ進んで、タイマをインクリメントしてステップS20へ戻る。
ステップS22(第2の判定手段)では、実油圧がソレノイド指令値から所定値αを減算した値以下であるか否かを判定する。実油圧がソレノイド指令値から所定値αを減算した値以下であればステップS23(限界値設定手段)へ進んで、ソレノイド指令値から所定値ΔP2を減算して、さらに所定値ΔP1を加算した値を限界値として設定し、ステップS31へ進んで学習完了フラグFを1に設定する。実油圧がソレノイド指令値から所定値αを減算した値より大きければステップS24へ進む。
ステップS24では、ソレノイド指令値からΔP1+ΔP2(第1所定値)だけ減算した値を新たにソレノイド指令値として設定する。
ステップS25では、タイマTをリセットする。
ステップS26では、タイマTが所定時間T1より大きいか否かを判定する。タイマTが所定時間T1より大きければステップS29へ進み、所定時間T1以下であればステップS27へ進んで、ソレノイド指令値から実油圧を減算した値の絶対値を積分値に加算して新たな積分値とする。すなわち、ソレノイド指令値と実油圧との差を積算する。
ステップS28では、タイマをインクリメントしてステップS26へ戻る。
一方、ステップS26においてタイマTが所定時間T1より大きくなると、ステップS29(第1の判定手段)へ進んで積分値が第1しきい値以上であるか否かを判定する。積分値が第1しきい値以上であればステップS30へ進み、積分値が第1しきい値未満であればステップS18へ戻る。
ステップS30(限界値設定手段)では、ソレノイド指令値に所定値ΔP1だけ加算した値を限界値として設定する。
ステップS31では、学習完了フラグFを1に設定して処理を終了する。
なお、第1の判定手段による判定と第2の判定手段による判定の連続成立を限界値設定の条件とする場合には、連続判定用のフラグを別途設けて、ステップS29(S16)、ステップS22がYESの場合に、この連続判定用フラグが未だセットされていなければセットして、その時点では限界値を設定せずに、これらのステップがNOの場合のフローに移行させる。一方、連続判定用フラグが既にセットされているときには、直前の第1の判定手段による判定で不感帯領域でないと判定されたときの指令値を限界値として設定するようにすればよい。
次に図5、図6を参照しながら本実施形態における作用を説明する。図5、図6は不感帯学習制御におけるソレノイド指令値及び実油圧の変化を示すタイムチャートである。図5は油圧をステップ状に増加させたときにソレノイド指令値に対する実油圧の追従性が低い場合(ステップS29でYESとなる場合)を示しており、図6は油圧をステップ状に低下させたときにソレノイド指令値に対する実油圧の応答性が低い場合(ステップS22でYESとなる場合)を示している。
初めに図5を参照しながら不感帯学習制御の作用について説明する。時刻t1において、ソレノイド指令値を基準下限値から所定値ΔP1だけ低下させる。その後所定時間T1経過するまでの間、ソレノイド指令値と実油圧との偏差を積算する。
所定時間T1経過した時刻t2において、積算された積分値は第1しきい値未満であるので、実油圧の追従性は高いと判断し、ソレノイド指令値を所定値ΔP2だけ上昇させる。
その後所定時間T2経過した時刻t3において、ソレノイド指令値から所定値αだけ減算した値は実油圧より小さいので、実油圧の応答性は高いと判断し、ソレノイド指令値を所定値ΔP2だけ低下させ、さらに所定値ΔP1だけ低下させて同様の制御を繰り返す。
時刻t5において、ソレノイド指令値を所定値ΔP1だけ低下させた後、所定時間T1経過後の時刻t6において、積分値が第1しきい値を上回るので、このときのソレノイド指令値に対する油圧の追従性が低いと判断して、ソレノイド指令値を所定値ΔP1だけ低下させる前の時刻t4におけるソレノイド指令値を油圧の下限値である限界値とする。
次に図6を参照しながら不感帯学習制御の作用について説明する。図5と同様に、時刻t1において、ソレノイド指令値を基準下限値から所定値ΔP1だけ低下させる。その後所定時間T1経過するまでの間、ソレノイド指令値と実油圧との偏差を積算する。
所定時間T1経過した時刻t2において、積算された積分値は第1しきい値未満であるので、実油圧の追従性は高いと判断し、ソレノイド指令値を所定値ΔP2だけ上昇させる。
その後所定時間T2経過した時刻t3において、ソレノイド指令値から所定値αだけ減算した値は実油圧より小さいので、実油圧の応答性は高いと判断し、ソレノイド指令値を所定値ΔP2だけ低下させ、さらに所定値ΔP1だけ低下させて同様の制御を繰り返す。
時刻t5において、ソレノイド指令値を所定値ΔP2だけ上昇させた後、所定時間T2経過後の時刻t6において、ソレノイド指令値から所定値αだけ減算した値が実油圧を上回るので、このときのソレノイド指令値に対する油圧の応答性が低いと判断して、ソレノイド指令値を所定値ΔP1だけ低下させる前の時刻t4におけるソレノイド指令値を油圧の下限値である限界値とする。
以上のように本実施形態では、第1の判定手段と第2の判定手段とを繰り返すことで、ソレノイド指令値を低下させたり増加させたりしながら、油圧の低下方向及び増加方向における追従性及び応答性を判定して不感帯領域を探るので、制御領域に不感帯領域を含まないソレノイド指令値の限界値をより正確に検出することができる。よって、ソレノイドバルブ33aの製品バラツキにかかわらず、油圧の下限値を最大限低下させることができるので、燃費を向上させることができる。
また、第1判定手段と第2判定手段とでは、ソレノイド指令値がソレノイドバルブ33aの不感帯領域にあると判定する方法が異なるので、より正確な判定を行うことができる。さらに、積分項を有する油圧フィードバック系を有する場合には、その積分項の値を用いて判定することができるので、既存の制御への組み込みが容易となる。
さらに、第1判定手段及び第2判定手段は、車両が停止中で、かつ自動変速機が非動力伝達状態であるときに実行されるので、油圧系が確実に安定状態のときに判定が実行されることで誤判定を防止でき、より確実にソレノイド指令値の限界値を検出することができる。
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
本実施形態では、ベルト式無段変速機を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その他の自動変速機についても適用可能である。
本実施形態における自動変速機の油圧制御装置を示す概略構成図である。 ソレノイド指示電流値と油圧との関係を示す特性図である。 不感帯学習制御の制御開始条件及び制御解除条件を示すフローチャートである。 不感帯学習制御を示すフローチャートである。 不感帯学習制御におけるソレノイド指令値及び実油圧の変化を示すタイムチャートである。 不感帯学習制御におけるソレノイド指令値及び実油圧の変化を示すタイムチャートである。
符号の説明
10 ベルト式無段変速機
11 プライマリプーリ
11c プライマリプーリシリンダ室
12 セカンダリプーリ
12c セカンダリプーリシリンダ室
13 ベルト
20 CVTコントロールユニット
23 インヒビタスイッチ
30 油圧コントロールユニット
31 レギュレータバルブ
31a ソレノイドバルブ
32 変速制御弁
32a スプール
33 減圧弁
33a ソレノイドバルブ
34 油圧ポンプ
35 ブレーキスイッチ
40 ステップモータ
50 サーボリンク

Claims (6)

  1. ソレノイドバルブに対する指示電流値であるソレノイド指令値を制御することで供給油圧を制御する自動変速機の油圧制御装置において、
    ソレノイド指令値を実油圧が低下する方向に第1所定値だけステップ状に変化させてから、第1所定時間内における実油圧のソレノイド指令値に対する追従特性に基づいてソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあるか否かを判定する第1の判定手段と、
    ソレノイド指令値を実油圧が増加する方向に前記第1所定値より小さい第2所定値だけステップ状に変化させてから、第2所定時間内における実油圧のソレノイド指令値に対する応答特性に基づいてソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあるか否かを判定する第2の判定手段と、
    前記第1の判定手段と前記第2の判定手段とを交互に実行し、前記第1の判定手段によってソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定されたとき、又は前記第2の判定手段によってソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定されたとき、直前の前記第1の判定手段によってソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にないと判定された回におけるソレノイド指令値をソレノイド指令値の限界値として設定する限界値設定手段と、
    を備えることを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
  2. 前記限界値設定手段は、前記第1の判定手段と前記第2の判定手段により連続してソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定されたときに、直前の前記第1の判定手段によってソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にないと判定された回におけるソレノイド指令値をソレノイド指令値の限界値として設定することを特徴とする請求項1に記載の自動変速機の油圧制御装置。
  3. 前記追従特性は、第1所定時間内におけるソレノイド指令値と実油圧との偏差の積分値であり、前記第1の判定手段は、前記積分値が第1しきい値より大きいとき、ソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定し、
    前記応答特性は、第2所定時間経過時点における実油圧であり、前記第2の判定手段は、第2所定時間経過時点において実油圧がソレノイド指令値に対して所定量低い値である第2しきい値より小さいとき、ソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定することを特徴とする請求項1又は2に記載の自動変速機の油圧制御装置。
  4. 前記第1の判定手段及び前記第2の判定手段は、車両が停止中で、かつ自動変速機が非動力伝達状態であるときに実行されることを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の自動変速機の油圧制御装置。
  5. ソレノイドバルブに対する指示電流値であるソレノイド指令値を制御することで供給油圧を制御する自動変速機の油圧制御方法において、
    ソレノイド指令値を実油圧が低下する方向に第1所定値だけステップ状に変化させてから、第1所定時間内における実油圧のソレノイド指令値に対する追従特性に基づいて、ソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあるか否かを判定する第1の判定を実行することと、
    ソレノイド指令値を実油圧が増加する方向に前記第1所定値より小さい第2所定値だけステップ状に変化させてから第2所定時間内における実油圧のソレノイド指令値に対する応答特性に基づいて、ソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあるか否かを判定する第2の判定を実行することと、
    前記第1の判定と前記第2の判定とを交互に実行し、前記第1の判定によってソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定されたとき、又は前記第2の判定によってソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定されたとき、直前の前記第1の判定によってソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にないと判定された回におけるソレノイド指令値をソレノイド指令値の限界値として設定することと、
    を含むことを特徴とする自動変速機の油圧制御方法。
  6. 前記第1の判定と前記第2の判定により連続してソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にあると判定されたときに、直前の前記第1の判定によってソレノイド指令値が前記ソレノイドバルブの不感帯領域にないと判定された回におけるソレノイド指令値をソレノイド指令値の限界値として設定することを含むことを特徴とする請求項5に記載の自動変速機の油圧制御方法。
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