JP4933470B2

JP4933470B2 - 自動変速機の圧力制御方法及び自動変速機の圧力制御装置

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Publication number: JP4933470B2
Application number: JP2008082425A
Authority: JP
Inventors: 剛枝宮崎; 将人清水
Original assignee: Aisin AI Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AI Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: JP2009236203A

Description

本発明は、自動変速機の圧力制御方法及び自動変速機の圧力制御装置に関する。

従来からマニュアル・トランスミッション（ＭＴ）の自動化は取り組まれており、アクチュエータを用いて実現されている。例えば、変速段を切り替えるためにセレクト操作及びシフト操作を油圧機構を用いて実現する場合、図１に示されるように、ＥＣＵ（主制御手段）５５からの指示に従い、セレクト用流量制御弁４２及びシフト用流量制御弁４３に流す電流値を変えることでＤ、Ｃ、Ｐの３つのポートを切り替え、セレクトピストン２２及びシフトピストン３２を伸縮させている。セレクト用流量制御弁４２及びシフト用流量制御弁４３以外に圧力発生源である調圧機構５４に調圧油を流入等の制御を行うマスタ流量制御弁４１がある。各流量制御弁４１〜４３のＤポートと調圧油を貯留するリザーバ５２が繋がっており、調圧油を供給するアキュームレータ５１とマスタ流量制御弁４１のＰポートとが繋がっている。そして、マスタ流量制御弁４１のＣポート、セレクト用流量制御弁４２のＰポート、シフト用流量制御弁４３のＰポート、セレクトシリンダ２１の前室房２１１、シフトシリンダ３１の前室房３１１及び調圧機構５４が繋がっており、油圧回路６を形成している。セレクトピストン２２及びシフトピストン３２の駆動源となる油圧回路６の圧力は、マスタ流量制御弁４１に流す電流値を変えることでＤ、Ｃ、Ｐの３つのポートを切り替え、変化させている。この制御装置１では、油圧回路６が有する調圧機構５４に、アキュームレータ（高圧源）５１及びリザーバ（低圧源）５２に流出入される調圧油の量により油圧回路６の圧力が決定される。そして、ピストン２２及び３２が伸縮すると調圧機構５４内部の調圧油が消費（減少）し、油圧回路６の圧力が減圧する。

図９（ａ）は、通常のＭＴの変速段を切り替える様子を図示したもので、１速から５速までの変速段とリバースの６つの変速用ギヤが切り替えられるレバー（図示略）の行き先が設けられている。変速段は１速と２速、３速と４速、５速とリバースの３つの組み合わせを有し、各組み合わせ、例えば１速と２速との間を移動する方向（シフト方向）がシフト動作で、３つの組み合わせの１つの組み（列）を選ぶ方向（セレクト方向）移動するのがセレクト動作である。ＭＴを自動化した自動ＭＴでは、レバーが移動するのに相当する動きが車両内部で行われており、セレクト動作をセレクトピストン２２、シフト動作をシフトピストン３２の伸縮で実現される。そして、図９（ｂ）はセレクト動作及びシフト動作によりレバーが移動する量と油圧回路６の圧力との時間変位を表すグラフである。

図９（ａ）では、２速から３速に変速段を切り替えるレバーの動きを表しており、セレクトピストン２２及びシフトピストン３２は、セレクト動作及びシフト動作するために、セレクト・シフト動作圧力Ｐ０の圧力で移動を開始する。そして、レバーが３速の目標位置Ｓ_シフト（シフト目標位置）及びＳ_セレクト（セレクト目標位置）に到達したときに、圧力がシフト完了後目標圧力Ｐ１であることが望ましい。目標位置Ｓ_シフト及びＳ_セレクトにレバーが到達するとシンクロが始まり、シンクロが完了するとレバーが３速の位置に入り込み、３速への変速段の切り替えが完了する。レバーが目標位置Ｓ_シフトに到達したときに、油圧回路６の圧力がシフト完了後目標圧力Ｐ１より小さいとシンクロの完了が遅れ、大きいと大きな音が発生したりする。ところで、油圧回路６の圧力は調圧機構５４内の調圧油の量の増減により制御するため、油圧回路６の圧力調節を行うには一定の時間が必要である。そこで、目標位置Ｓ_シフト及びＳ_セレクトに到達したときにシフト完了後目標圧力Ｐ１になっているように、レバーがシフト方向において基準位置Ｋから一定距離ｄ_シフト程ストロークした位置Ｌを通過すると油圧回路６の圧力をシフト完了前目標圧力Ｐ０をシフト完了後目標圧力Ｐ１に調圧し始める。

しかし、従来の方法ではレバーが移動する道筋によって、目標位置Ｓ_シフト及びＳ_セレクトに到達時のシフト完了後目標圧力Ｐ１でない場合がある。例えば、レバー移動の軌跡として想定されている実線で表されるパターンＡと破線で表されるパターンＢとでは、基準位置Ｋからの一定距離ｄ_シフト離れた位置Ｌにおいて調圧を開始するが、セレクト方向でかなりズレ（ｄ_セレクト）がある。つまり、パターンＡはシフト方向で位置Ｌを通過しているがセレクト方向では目標位置Ｓ_セレクトまで距離があり、パターンＢはシフト方向で位置Ｌを通過している時点でセレクト方向でも目標位置Ｓ_セレクトに達している。そのため、パターンＢはシフト方向で目標位置Ｓ_シフトに到達するためだけに調圧油を使うが、パターンＡはシフト方向で目標位置Ｓ_シフトに到達するのに加え、セレクト方向で目標位置Ｓ_セレクトに到達するためにも調圧油を使う。結果、目標圧力Ｓ_シフト及びＳ_セレクトに到達した時点で、パターンＡとパターンＢとでは使用した調圧油の量が違うため、圧力の差が生じる。

図９（ｂ）は、横軸が時間を示しており、縦軸は上からシフトストロークの位置、セレクトストロークの位置、油圧回路６の圧力の変化を表している。時間Ｔ１あたりで変速のためのレバーの移動が開始され、時間Ｔ２でパターンＡもパターンＢもシフト方向において位置Ｋから一定距離ｄ_シフト程ストロークして位置Ｌに到達したとし、時間Ｔ３で目標位置Ｓ_シフト及びＳ_セレクトに到達したとしてそれぞれパターンＡが実線、パターンＢが破線で表されている。シフトストロークが位置Ｋから位置Ｌに至った時間Ｔ２を基準として、シフト完了後目標圧力Ｐ１に調圧を開始する際、パターンＡではセレクト方向への移動をする必要がありセレクトピストン２２が移動するために調圧油が使用されることにより減圧する。しかし、パターンＢではセレクト方向の移動は完了しており、それ以上の移動は必要ないため、調圧油の使用量は減少し減圧量が少なくなる。結果、レバーが目標位置Ｓ_シフト及びＳ_セレクトに到達した時点で、セレクト方向でｄ_セレクトの長さだけ移動するために調圧油を使用したパターンＡはシフト完了後目標圧力Ｐ１になり、調圧油を使用しなかったパターンＢはシフト完了後目標圧力Ｐ１より大きな圧力になる。よって、パターンＢの道筋でレバーをストロークするとシンクロする際、シフト完了後圧目標圧力Ｐ１より大きな圧力でシンクロするため、大きな音が発生する場合がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、セレクト動作及びシフト動作に影響されることなく、変速用ギヤのシンクロ開始時にシフト完了後目標圧力に調圧できる自動変速機の圧力制御方法及び自動変速機の圧力変速装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決するための請求項１に係る発明の構成上の特徴は、
並行に配置された２以上の回転シャフトの外周に配設された複数の変速用ギヤの間に配設されるシンクロメッシュ機構に係合したフォークをもつフォークシャフトの１つを選択するセレクト動作のために移動するセレクトピストンの伸縮位置を検出するセレクト位置検出ステップと、
前記変速用ギヤの１つに切り替えるために前記フォークを介して前記シンクロメッシュ機構をシフト動作させるシフトピストンの伸縮位置を検出するシフト位置検出ステップと、
調圧油を内部に貯留する量に応じて内部の前記調圧油に印加される圧力を調節できる調圧機構が接続され、前記セレクトピストン及び前記シフトピストンの駆動源となる油圧回路の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記調圧油を前記油圧回路に出力可能な高圧源及び前記油圧回路中の前記調圧油を排出可能な低圧源の何れかと前記油圧回路との間を断続するマスタ流量制御弁を制御することで、前記油圧回路に前記調圧油を流出入させて前記油圧回路の圧力をシフト完了前目標圧力に調節する油圧回路圧力制御ステップと、
前記セレクトピストンがセレクト目標位置に到達するまでに必要なセレクトストローク消費油量及び前記シフトピストンがシフト目標位置に到達するまでに必要なシフトストローク消費油量を計算する消費油量計算ステップと、
前記油圧回路の圧力がシフト完了後目標圧力になるために前記調圧機構から流出入する前記調圧油量を計算する調圧油量計算ステップと、
前記セレクトストローク消費油量と前記シフトストローク消費油量とを合計した消費油量と前記調圧油量とを比べる油量比較ステップと、
前記消費油量が前記調圧油量に等しい又は小さい場合に、前記油圧回路圧力制御ステップにおける前記シフト完了前目標圧力を前記シフト完了後目標圧力に置き換える調圧開始ステップとを有することを特徴とすることである。

また請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、前記消費量計算ステップは、前記セレクトピストンが前記目標位置に達するまでに必要な移動量に前記セレクトピストンの単位移動油量を乗じて前記セレクトストローク消費油量を計算し、前記シフトピストンが前記目標位置に達するまでに必要な移動量に前記シフトピストンの単位移動油量を乗じて前記シフトストローク消費油量を計算し、前記調圧油量計算ステップは、前記圧力検出ステップによって検出される現在の圧力から前記シフト完了後目標圧力を引いた差分圧力に前記調圧機構の圧力を変化させるのに必要な単位油量を乗じて前記調圧油量を計算することである。

また請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、更に、前記油圧回路の現在の理論圧力を算出する理論圧力計算ステップと、前記圧力検出ステップによって検出される現在の前記油圧回路の実圧力と前記理論圧力との差分圧力に応じて、入力される電流値によって断続を切り替える前記マスタ流量制御弁に入力する電流値を決定する電流値決定ステップとを有することである。

上記課題を解決するための請求項４に係る発明の構成上の特徴は、
並行に配置された２以上の回転シャフトの外周に配設された複数の変速用ギヤの間に配設されるシンクロメッシュ機構に係合したフォークをもつフォークシャフトの１つを選択するセレクト動作のために移動するセレクトピストンと、
前記変速用ギヤの１つに切り替えるために前記フォークを介して前記シンクロメッシュ機構をシフト動作させるシフトピストンと、
前記セレクトピストンの位置を検出するセレクトストロークセンサと、
前記シフトピストンの位置を検出するシフトストロークセンサと、
調圧油を内部に貯留する量に応じて内部の前記調圧油に印加される圧力を調節できる調圧機構と、
前記調圧回路に接続し、前記セレクトピストン及び前記シフトピストンの駆動源となる油圧回路の圧力を検出する圧力センサと、
前記調圧油を前記油圧回路に出力可能な高圧源及び前記油圧回路中の前記調圧油を排出可能な低圧源の何れかと前記油圧回路との間を断続するマスタ流量制御弁と、
前記セレクトピストンを伸縮させるために、前記低圧源及び前記油圧回路の何れかと前記セレクトピストン側との間を断続するセレクト用流量制御弁と、
前記シフトピストンを伸縮させるために、前記低圧源及び前記油圧回路の何れかと前記シフトピストン側との間を断続するシフト用流量制御弁と、
前記マスタ流量制御弁、前記セレクト用流量制御弁及び前記シフト用流量制御弁は入力される電流値によって断続を切り替え、前記セレクトストロークセンサ、前記シフトストロークセンサ及び前記圧力センサからの検出値に基づいて、各前記流量制御弁の電流値を決定する主制御手段と、を有し、
前記主制御手段は、
マスタ流量制御弁を制御することで前記油圧回路に前記調圧油を流出入させて前記油圧回路の圧力をシフト完了前目標圧力に調節する油圧回路圧力制御手段と、
前記セレクトピストンがセレクト目標位置に到達するまでに必要なセレクトストローク消費油量及び前記シフトピストンがシフト目標位置に到達するまでに必要なシフトストローク消費油量を計算する消費量計算手段と、
前記油圧回路の圧力がシフト完了後目標圧力になるために前記調圧機構から流出入する前記調圧油量を計算する調圧油量計算手段と、
前記セレクトストローク消費油量と前記シフトストローク消費油量とを合計した消費油量と前記調圧油量とを比べる油量比較手段と、
前記消費油量が前記調圧油量に等しい又は小さい場合に、前記油圧回路圧力制御手段における前記シフト完了前目標圧力を前記シフト完了後目標圧力に置き換える調圧開始手段とを有することを特徴とすることである。

また請求項５に係る発明の構成上の特徴は、請求項４において、前記消費量計算手段は、
前記セレクトピストンが前記目標位置に達するまでに必要な移動量に前記セレクトピストンの単位移動油量を乗じて前記セレクトストローク消費油量を計算し、前記シフトピストンが前記目標位置に達するまでに必要な移動量に前記シフトピストンの単位移動油量を乗じて前記シフトストローク消費油量を計算し、前記調圧油量計算手段は、前記圧力検出手段によって検出される現在の圧力から前記シフト完了後目標圧力を引いた差分圧力に前記調圧機構の圧力を変化させるのに必要な単位油量を乗じて前記調圧油量を計算することである。

また請求項６に係る発明の構成上の特徴は、請求項４又は５において、更に、前記油圧回路の現在の理論圧力を算出する理論圧力計算手段と、前記圧力検出手段によって検出される現在の前記油圧回路の実圧力と前記理論圧力との差分圧力に応じて、入力される電流値によって断続を切り替える前記マスタ流量制御弁に入力する電流値を決定する電流値決定手段とを有することである。

請求項１に係る発明においては、油量比較ステップでセレクトピストンとシフトピストンが消費する消費油量の合計と油圧回路がシフト完了後目標圧力になるために必要な調圧油量とを比較し、消費油量が調圧油量以下の場合に、油圧回路の圧力をシフト完了前目標圧力からシフト完了後目標圧力に調圧開始する。つまり、セレクト動作とシフト動作との組み合わせが異なってもシフト完了後目標圧力に調圧するために調圧油量を用いて、シフト完了後目標圧力への調圧開始を判断するため、セレクト動作及びシフト動作に影響されず、セレクト目標位置且つシフト目標位置に到達時にシフト完了後目標圧力に調圧することができる。

請求項２に係る発明においては、調圧開始のタイミングを決定するために比較するセレクトストローク消費油量及びシフトストローク消費油量は、それぞれ目標位置に到達するまでのそれぞれのピストンが伸縮する量とその伸縮に必要な単位移動油量を乗じて計算する。そして、調圧油量は現在の圧力からシフト完了後目標圧力を引いた差分圧力に、圧力を変化させるのに必要な単位油量を乗じて計算される。このようにすることで、各ピストンが各目標位置まで到達するために必要な調圧油の量が計算され、また油圧回路の圧力も常に変化するため、現在の圧力からシフト完了後目標圧力に必要な調圧油量が計算できるため、適切な調圧のタイミングを決めることができる。

請求項３に係る発明においては、調圧を開始後、油圧回路の圧力をシフト完了後目標圧力にするために、現在、調圧できているであろう圧力値の理論圧力を導き出し、実際の圧力の実圧力との偏差に応じてマスタ流量制御弁の断続（電流値の決定）を行い、理想的な圧力の変化のモデルに沿うように調圧するため、シンクロ開始時における油圧回路の圧力をより確実にシフト完了後目標圧力にすることができる。理論圧力は、セレクトピストン及びシフトピストンが伸縮した長さを用いて計算できる。他には、油の慣性力による過渡期を考慮したり、各流量制御弁の制御遅れを考慮したりするなどで、より理論的な圧力を導き出すことが考えられる。

請求項４に係る発明においては、油量比較手段でセレクトピストンとシフトピストンが消費する消費油量の合計と油圧回路がシフト完了後目標圧力になるために必要な調圧油量とを比較し、消費油量が調圧油量以下の場合に、油圧回路の圧力をシフト完了前目標圧力からシフト完了後目標圧力に調圧開始する。つまり、セレクト動作とシフト動作との組み合わせが異なってもシフト完了後目標圧力に調圧するために調圧油量を用いて、シフト完了後目標圧力への調圧開始を判断するため、セレクト動作及びシフト動作に影響されず、セレクト目標位置且つシフト目標位置に到達時にシフト完了後目標圧力に調圧することができる。

請求項５に係る発明においては、調圧開始のタイミングを決定するために比較するセレクトストローク消費油量及びシフトストローク消費油量は、それぞれ目標位置に到達するまでのそれぞれのピストンが伸縮する量とその伸縮に必要な単位移動油量を乗じて計算する。そして、調圧油量は現在の圧力からシフト完了後目標圧力を引いた差分圧力に、圧力を変化させるのに必要な単位油量を乗じて計算される。このようにすることで、各ピストンが各目標位置まで到達するために必要な調圧油の量が計算され、また油圧回路の圧力も常に変化するため、現在の圧力からシフト完了後目標圧力に必要な調圧油量が計算できるため、適切な調圧のタイミングを決めることができる。

請求項６に係る発明においては、油圧回路の圧力をシフト完了後目標圧力にするために、現在、調圧できているであろう圧力値の理論圧力を導き出し、実際の圧力の実圧力との偏差に応じてマスタ流量制御弁の断続（電流値の決定）を行い、理想的な圧力の変化のモデルに沿うように調圧するため、シンクロ開始時に油圧回路の圧力をより確実にシフト完了後目標圧力にすることができる。理論圧力は、セレクトピストン及びシフトピストンが伸縮した長さを用いて計算できる。他には、油の慣性力による過渡期を考慮したり、各流量制御弁の制御遅れを考慮したりするなどで、より理論的な圧力を導き出すことが考えられる。

以下、実施形態を用いて本発明を具体的に説明する。
（実施形態）
本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１０は、図１に示されるように、アキュームレータ（高圧源）５１、リザーバ（低圧源）５２、セレクトストローク装置２、シフトストローク装置３、マスタ流量制御弁４１、セレクト用流量制御弁４２、シフト用流量制御弁４３、圧力センサ５３、調圧機構５４、及びＥＣＵ（主制御手段）５５を有する。

アキュームレータ５１は、非常に高い圧力源で、後述するマスタ流量制御弁４１のＰポートに接続されている。

リザーバ５２は、非常に低い圧力源で、後述する各流量制御弁４１〜４３のＤポート（ドレインポート）に繋がっている。

セレクトストローク装置２は、セレクトシリンダ２１とセレクトピストン２２とセレクトストロークセンサ２３とを有する。セレクトシリンダ２１にセレクトピストン２２が嵌挿されている。そして、セレクトストロークセンサ２３は、セレクトピストン２２が伸縮し移動した位置を検出する。セレクトピストン２２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、並行に配置された２つの回転シャフト８１、８２の外周に配設された複数の変速用ギヤ８３の間に配設されるシンクロメッシュ機構８４に係合したフォーク８５をもつフォークシャフト８６の１つを選択するためにセレクトシリンダ２１内を移動する。図１に戻って、セレクトシリンダ２１内は、セレクトピストン２２を移動させるための調圧油で満たされており、前室房２１１と後室房２１２とにセレクトピストン２２によって区切られる。セレクトピストン２２は、前室房２１１側から圧力を受ける面積が後室房２１２側から圧力を受ける面積より狭い。

シフトストローク装置３は、シフトシリンダ３１とシフトピストン３２とシフトストロークセンサ３３とを有する。シフトシリンダ３１にシフトピストン３２が嵌挿されている。そして、シフトストロークセンサ３３は、シフトピストン３２が伸縮し移動した位置を検出する。シフトピストン３２は、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるように、複数の変速用ギヤ８３のうち１つに切り替えるためにフォーク８５を介してシンクロメッシュ機構８４をシフト動作せるためにシフトシリンダ３１内を移動する。図１に戻って、シフトシリンダ３１内は、シフトピストン３２を移動させるための調圧油で満たされており、前室房３１１と後室房３１２とにシフトピストン３２によって区切られる。シフトピストン３２は、前室房３１１側から圧力を受ける面積が後室房３１２側から圧力を受ける面積より狭い。

マスタ流量制御弁４１、セレクト用流量制御弁４２及びシフト用流量制御弁４３は、それぞれＤ、Ｃ、Ｐの３ポートを有しており、セレクトピストン２２及びシフトピストン３２を移動させるために、各ポートなどと繋がれており、セレクトシリンダ２１及びシフトシリンダ３１内、またアキュームレータ５１、リザーバ５２にも繋がっている。

各流量制御弁４１〜４３のＤポートと調圧油を貯留するリザーバ５２とが繋がっており、調圧油を供給するアキュームレータ５１とマスタ流量制御弁のＰポートとが繋がっている。そして、マスタ流量制御弁４１のＣポート、セレクト用流量制御弁４２のＰポート、シフト用流量制御弁４３のＰポート、セレクトシリンダ２１の前室房２１１、シフトシリンダ３１の前室房３１１及び調圧機構５４が繋がっており、油圧回路６を形成している。

各流量制御弁４１〜４３の各ポートの接続切り替え（断続）は、図３に示されるように、通電割合を調節することで行われている。通電をしないと、ＣポートとＤポートとが繋がる。通電割合が５０％の場合、Ｃポートが封鎖され、調圧油の流れが止まる。通電割合が１００％の場合、ＣポートとＰポートとが繋がる。このように通電割合を０〜１００％間で制御することで、各ポートの接続の切り替えを行う。

圧力センサ５３は、油圧回路６の圧力を測定するためのセンサである。

調圧機構５４は、図４に示されるように、調圧油が貯留される貯油室５４１と、調圧油が流出入する開口部５４２と、貯油室５４１内部に位置し高圧で調圧油が流入すると圧力を蓄圧する圧力発生源５４３とを有する。圧力発生源５４３は、例えばバネであり、貯油室５４１に調圧油が流入すると縮んでバネ力が発生することで圧力が保持され、調圧油が流出するとバネが伸びて圧力が減圧する。調圧機構５４は、無圧状態（図４（１））から、マスタ流量制御弁４１のＣ、Ｐポートが接続されて調圧油が開口部５４２より流入し、圧力が発生する（図４（２））。そして、マスタ流量制御弁４１のＣポートを封鎖し、調圧機構５４が圧力を保持する（図４（３））。ここで、セレクト流量制御弁４２やシフト流量制御弁４３のポート接続の切り替えを行うことで、セレクトピストン２２、シフトピストン３２を移動させることができる。セレクトピストン２２やシフトピストン３２が移動すると貯油室５４１の調圧油が流出し、調圧機構５４内の調圧油は減少し、油圧回路６が減圧する（図４（４））。また、マスタ流量制御弁４２のＣポートをＤポートに接続することでも調圧機構５４内の調圧油は減少し、油圧回路６が減圧する。結果、油圧回路６は調圧機構５４の貯油室５４１への調圧油の流出入により圧力が変化する。

ＥＣＵ（電子制御ユニット）５５は、消費量計算手段と調圧油量計算手段と油量比較手段と調圧開始手段とを有する。ＥＣＵ５５が、セレクトストロークセンサ２３、シフトストロークセンサ３３及び圧力センサ５３によって検出された値を受け取ると、消費量計算手段でセレクトストローク消費油量ｆ（Ｘ）とシフトストローク消費油量ｆ（Ｙ）が計算され、調圧油量計算手段で調圧油量ｆ（Ｚ）が計算される。そして、油量比較手段で消費油量（ｆ（Ｘ）＋ｆ（Ｙ））と調圧油量ｆ（Ｚ）が比較されて、調圧油量ｆ（Ｚ）が少ないと調圧開始手段で油圧回路６の圧力をシフト完了前圧力Ｐ０からシフト完了後圧力Ｐ１に調圧開始される。調圧開始手段は理論圧力計算手段と電流値決定手段とを有し、理論圧力計算手段で算出された一定時間後の油圧回路６の理論圧力と実際の実圧力との偏差に応じてマスタ流量制御弁４１に入力する電流値を電流値決定手段で決定する。

本実施形態の自動変速機制御装置１０では、マスタ流量制御弁４１のＣポートとＤポートとが繋がると、Ｄポートが低圧源であるリザーバ５２と接続されているため、ＣポートからＤポートに調圧油が流れ、リザーバ５２に調圧油が流入し、油圧回路６が減圧する。ＣポートとＰポートとが繋がると、Ｐポートが高圧源であるアキュームレータ５１と接続されているため、ＰポートからＣポートに調圧油が流れ、調圧機構５４の圧力が増加する。

そして、セレクト用流量制御弁４２及びシフト用流量制御弁４３のＣポートとＤポートとが繋がると、Ｄポートが低圧源であるリザーバ５２と接続されているため、Ｃポートに接続されている後室房２１２、３１２の圧力が低下する。減圧した結果、ピストン２２、２３の前室房２１１、３１１側から受ける力が後室房２１２、３１２側から受ける力より大きくなると、ピストン２２、２３は後室房２１２、３１２の体積を小さく、前室房２１１、３１１の体積を大きくするように移動する。

また、セレクト用流量制御弁４２及びシフト用流量制御弁４３のＣポートとＰポートとが繋がるように弁が開放されると、ＰポートからＣポートに調圧油が流れる。前室房２１１、３１１と後室房２１２、３１２との圧力は、調圧機構５４によって加えられる圧力で、油圧回路６と同じ圧力となる。そのため、ピストン２２、３２とが、前室房２１１、３１１側から圧力を受ける面積は後室房２１２、３１２側から圧力を受ける面積より狭い。よって、ピストン２２、２３は前室房２１１、３１１の体積を小さく、後室房２１２の体積を大きくするように移動する。

本実施形態の自動変速機の制御装置１０の作用・動作について、例えば２速から３速に変速用ギヤを切り替える場合で説明する。図５は、本実施形態の自動変速機の制御装置１０によって変速段が切り替わる様子を分かりやすく表すため、通常のＭＴのレバー（図示略）が操動くことで変速が行われる様子として比喩的に表したイメージ図である。本実施形態に係る自動変速機も、セレクトピストン２２及びシフトピストン３２の移動により、図５に示されるのに相当するセレクト動作及びシフト動作が車両内部で行われる。変速段は１速から５速までと、リバースを含む６つあり、変速操作により、そのうちの１つに切り替えられる。変速段１速と２速、３速と４速、５速とリバースの組み合わせでそれぞれの組み合わせ毎に１つのフォークシャフト８５が対応し、計３つのフォークシャフトのうちの１つを選択するのがセレクト動作である。図５において、左右方向にレバーを動かすのがセレクト動作を示す。変速列を選択後、選択した列の一方、本実施例では３速（図５において上方）にレバーを動かす動作がシフト動作を示す。実際のセレクト動作及びシフト動作は、セレクト動作と同時にシフト動作が行われることもある。レバーをセレクト動作させるのがセレクトピストン２２であり、シフト動作させるのがシフトピストン３２である。そこで、変速段を２速から３速に変速用ギヤを切り替えるとした場合、セレクトピストン２２及びシフトピストン３２はそれぞれの流量制御弁４２及び４３によってシフト完了前目標圧力Ｐ０で移動し、その移動によりレバーが２速の位置から３速へ移動する。そして、レバーがセレクト目標位置Ｓ_セレクト及びシフト目標位置Ｓ_シフトに到達したとき、フォークシャフト９５に係合しているフォーク９４がシフト動作によりシフトして変速用ギヤ８３がシンクロし始め、シンクロ完了後に変速段が３速となる。図５では、２速から３速に変速段が切り替えられるレバーの道筋がパターンＡとＢの２つが示されている。

本実施形態１の自動変速機の圧力制御装置１０は、本発明の自動変速機の圧力制御方法（以下、圧力制御方法とする。）に基づき、ＥＣＵ５５によって制御される。圧力制御方法の代表的なフローチャートが図６及び図８に示す。図６及び図８は、ＥＣＵ５５で実行されるロジックの一例を示すフローチャートであり、これに限定されるものではない。

まず、油圧回路圧力制御手段によって、マスタ流量制御弁４１を制御して油圧回路６の圧力をシフト完了前目標圧力Ｐ０に調節する（油圧回路圧力制御ステップＳ１１０）。ピストン２２、３２は、シフト完了前目標圧力Ｐ０でセレクト動作・シフト動作を行う。そして、伸縮しているセレクトピストン２２の位置をセレクトストロークセンサ２３で検出する（セレクト位置検出ステップＳ１２０）。伸縮しているシフトピストン２２の位置をシフトストロークセンサ３３で検出する（シフト位置検出ステップＳ１３０）。油圧回路６の圧力を圧力センサ５３で検出する（圧力検出ステップＳ１４０）。各検出結果はＥＣＵ５５に入力（送信）される。

そして、セレクトストローク消費油量（ｆ（Ｘ））とシフトストローク消費油量（ｆ（Ｙ））とを消費量計算手段で計算する（ストローク消費量計算ステップＳ１５０）。ｆ（Ｘ）は、セレクトピストン２２がセレクト目標位置Ｓ_セレクトに到達するまでに必要な調圧油の量である。ｆ（Ｙ）は、シフトピストン３２がシフト目標位置Ｓ_シフトに到達するまでに必要な調圧油の量である。

そして、調圧油量計算手段で調圧油量（ｆ（Ｚ））を計算する（調圧油量計算ステップＳ１６０）。ｆ（Ｚ）は、油圧回路６がシフト完了後目標圧力Ｐ１になるために必要な調圧油の量である。ｆ（Ｚ）は、現在の圧力から目標圧力Ｐ１を引いた差分圧力に、油圧回路６の圧力を変化させるのに必要な単位油量を乗じて計算される。単位油量は、調圧機構５４の圧力発生源が一定距離移動するのに消費される調圧油の量である。

図７に示されるグラフは、横軸が時間を示しており、縦軸は上からシフトストロークの位置、セレクトストロークの位置、油圧回路６の圧力を表している。例えば、パターンＡでは、時間Ｔ１あたりで変速のためのレバーの移動が開始され、時間Ｔ２でパターンＡが調圧を開始している。調圧を開始した時点からセレクトストロークでセレクト目標位置Ｓ_セレクトに到達するまでの移動量がＸで、シフトストロークでシフト目標位置Ｓ_シフトに到達するまでの移動量がＹである。よって、ｆ（Ｘ）は、シフトピストン３２の移動量にシフトピストン３２の単位移動油量を乗じて求められる。ｆ（Ｙ）は、セレクトピストン２１の移動量にセレクトピストン２２の単位移動油量を乗じて求められる。ここで、単位移動油量は、ピストンが一定距離を移動するのに消費される調圧油の量である。

次に、ｆ（Ｘ）とｆ（Ｙ）とを合計した消費油量とｆ（Ｚ）とを油量比較手段で比較する（油量比較ステップＳ１７０）。消費油量が調圧油量と等しいあるいは小さい場合、調圧開始手段で油圧回路圧力制御手段におけるシフト完了前目標圧力Ｐ０をシフト完了後目標圧力Ｐ１に置き換える。そして、マスタ流量制御弁４１の各ポートを切り替え、油圧回路６の圧力をシフト完了後目標圧力Ｐ１に調圧開始する（調圧ステップＳ１８０）。消費油量が調圧流量ｆ（Ｚ）より大きい場合、シフト完了前目標圧力Ｐ０を維持する。そして、セレクト動作及びシフト動作を行うためにピストンストローク制御ステップＳ１００に戻る。図７に示されるパターンＢの変速段切り替えのためのストロークでは、パターンＡが調圧を開始した時間Ｔ２より若干早い時間Ｔ２’で調圧が開始される。

調圧開始ステップＳ１８０では、図８に示されるように、まず現在の油圧回路６の圧力である実圧力を圧力センサ５３で検出（圧力検出ステップＳ１８１）する。実圧力がシフト完了後目標圧力Ｐ１であれば調圧開始ステップＳ１８０を終了し、実圧力がシフト完了後目標圧力Ｐ１でなければ次のステップに進む（調圧終了判定ステップＳ１８２）。ここで、実圧力がシフト完了後目標圧力Ｐ１と等しい（＝）とすることもできるし、所定の幅をもたせてシフト完了後目標圧力Ｐ１に近い値（≒）で調圧を終了する条件としても良い。実圧力がシフト完了後目標圧力Ｐ１でなければ、現在の油圧回路６の予想される理論圧力Ｐ２を理論圧力計算手段で計算（理論圧力計算ステップＳ１８３）する。次に、理論圧力Ｐ１２と現在の実際の実圧力との差に応じて、電流値決定手段でマスタ流量制御弁４１の電流値を決定する（電流値決定ステップＳ１８４）。そして、決定された電流値に基づきマスタ流量制御弁４１を制御する（電流値出力ステップＳ１８５）。図７に示されるように、変速段を切り替えるための道筋がパターンＡとパターンＢのように異なっても、セレクト目標位置Ｓ_セレクト及びシフト目標位置Ｓ_シフトに到達した際、シンクロを開始するためのシフト完了後目標圧力Ｐ１に到達する。

本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１及び圧力制御方法によれば、油量比較ステップＳ１７０でセレクトピストン２２とシフトピストン３２が消費する消費油量と油圧回路６がシフト完了後目標圧力Ｐ１になるために必要な調圧油量とを比較し、調圧開始ステップＳ１８０で消費油量が調圧油量以下の場合に調圧を開始している。つまり、セレクトストロークとシフトストロークとの組み合わせが異なってもシフト完了後目標圧力Ｐ１に調圧するために使用する調圧油量を比較するため、セレクト動作及びシフト動作に影響されず、セレクト目標位置Ｓ_セレクト且つシフト目標位置Ｓ_シフトに到達時にシフト完了後目標圧力Ｐ１に調圧することができる。

そして、調圧開始のタイミングを決定するために比較するセレクトストローク消費油量及びシフトストローク消費油量は、それぞれの目標位置Ｓ_セレクト、Ｓ_シフトに到達するまでのそれぞれのピストン２２、２３が移動する量とその移動に必要な単位移動油量を乗じて計算する。そして、調圧油量は現在の圧力からシフト完了後目標圧力Ｐ１を引いた差分圧力に、圧力を変化させるのに必要な単位油量を乗じて計算される。よって、目標位置Ｓ_セレクト、Ｓ_シフトまでに各ピストン２２、２３が到達するために必要な調圧油量が計算される。また油圧回路６の圧力も常に変化するため、現在の圧力からシフト完了後目標圧力Ｐ１に変圧するために必要な調圧油量が計算できるため、適切な調圧のタイミングを決めることができる。結果、パターンＡとパターンＢのように異なる道筋のストロークで変速段が切り替えられる場合でも、時間Ｔ３でもシフト完了後目標圧力Ｐ１に調圧することが可能となる。

そして、調圧ステップＳ１８０では、調圧機構の圧力をシフト完了後目標圧力Ｐ１にするために、所定時間後の油圧回路６の理論圧力Ｐ２を計算し、実圧力との偏差に応じてマスタ流量制御弁４１のポートの開閉（電流値の決定）を行い、理想的な理論圧力の変圧モデルに沿うように調圧させることができる。よって、シンクロ開始時により確実にシフト完了後目標圧力Ｐ１に調圧することができる。

本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１０の構成図である。本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１０で用いられる変速機の構成断面図である。本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１０で用いられる流量制御弁の電流値によるポート切り替えを示す図である。本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１０で用いられる調圧機構５４の調圧油の量による圧力の変化を示す図である。本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１０で変速段が切り替えられる様子をイメージ図である。本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１０で用いられる制御方法のフローチャート図である。図５での調圧開始タイミングとシフト完了後目標圧力Ｐ１に到達する様子を示すグラフ図である。本実施形態の自動変速機の圧力制御装置１０で用いられる制御方法の調圧開始後のフローチャート図である。（ａ）は従来の自動変速機の圧力制御装置における変速段が切り替えられる様子を表したイメージ図であり、（ｂ）は（ａ）での調圧開始タイミングとシフト完了後目標圧力Ｐ１に到達する様子を示すグラフ図である。

符号の説明

１０：自動変装機の圧力制御装置、
２：セレクトストローク装置、２１：セレクトシリンダ、２１１：前室房、２１２：後室房、２２：セレクトピストン、２３：セレクトストロークセンサ、
３：シフトストローク装置、３１：シフトシリンダ、３１１：前室房、３１２：後室房、３２：シフトピストン、３３：シフトストロークセンサ、
４１：マスタ流量制御弁、４２：セレクト用流量制御弁、４３：シフト用流量制御弁、
５１：アキュームレータ（高圧源）、５２：リザーバ（低圧源）、５３：圧力センサ、５４：調圧機構、５４１：貯油室、５４２：開口部、５４３：圧力発生源、５５：ＥＣＵ（主制御手段）、
６：油圧回路、
８１、８２：回転シャフト、８３：変速用ギヤ、８４：シンクロメッシュ機構、８５：フォーク、８６：フォークシャフト。

Claims

並行に配置された２以上の回転シャフトの外周に配設された複数の変速用ギヤの間に配設されるシンクロメッシュ機構に係合したフォークをもつフォークシャフトの１つを選択するセレクト動作のために移動するセレクトピストンの伸縮位置を検出するセレクト位置検出ステップと、
前記変速用ギヤの１つに切り替えるために前記フォークを介して前記シンクロメッシュ機構をシフト動作させるシフトピストンの伸縮位置を検出するシフト位置検出ステップと、
調圧油を内部に貯留する量に応じて内部の前記調圧油に印加される圧力を調節できる調圧機構が接続され、前記セレクトピストン及び前記シフトピストンの駆動源となる油圧回路の圧力を検出する圧力検出ステップと、
前記調圧油を前記油圧回路に出力可能な高圧源及び前記油圧回路中の前記調圧油を排出可能な低圧源の何れかと前記油圧回路との間を断続するマスタ流量制御弁を制御することで、前記油圧回路に前記調圧油を流出入させて前記油圧回路の圧力をシフト完了前目標圧力に調節する油圧回路圧力制御ステップと、
前記セレクトピストンがセレクト目標位置に到達するまでに必要なセレクトストローク消費油量及び前記シフトピストンがシフト目標位置に到達するまでに必要なシフトストローク消費油量を計算する消費油量計算ステップと、
前記油圧回路の圧力がシフト完了後目標圧力になるために前記調圧機構から流出入する前記調圧油量を計算する調圧油量計算ステップと、
前記セレクトストローク消費油量と前記シフトストローク消費油量とを合計した消費油量と前記調圧油量とを比べる油量比較ステップと、
前記消費油量が前記調圧油量に等しい又は小さい場合に、前記油圧回路圧力制御ステップにおける前記シフト完了前目標圧力を前記シフト完了後目標圧力に置き換える調圧開始ステップとを有することを特徴とする自動変速機の圧力制御方法。
前記消費量計算ステップは、
前記セレクトピストンが前記目標位置に達するまでに必要な移動量に前記セレクトピストンの単位移動油量を乗じて前記セレクトストローク消費油量を計算し、
前記シフトピストンが前記目標位置に達するまでに必要な移動量に前記シフトピストンの単位移動油量を乗じて前記シフトストローク消費油量を計算し、
前記調圧油量計算ステップは、前記圧力検出ステップによって検出される現在の圧力から前記シフト完了後目標圧力を引いた差分圧力に前記調圧機構の圧力を変化させるのに必要な単位油量を乗じて前記調圧油量を計算する請求項１に記載の自動変速機の圧力制御方法。
更に、
前記油圧回路の現在の理論圧力を算出する理論圧力計算ステップと、
前記圧力検出ステップによって検出される現在の前記油圧回路の実圧力と前記理論圧力との差分圧力に応じて、入力される電流値によって断続を切り替える前記マスタ流量制御弁に入力する電流値を決定する電流値決定ステップとを有する請求項１又は２に記載の自動変速機の圧力制御方法。
並行に配置された２以上の回転シャフトの外周に配設された複数の変速用ギヤの間に配設されるシンクロメッシュ機構に係合したフォークをもつフォークシャフトの１つを選択するセレクト動作のために移動するセレクトピストンと、
前記変速用ギヤの１つに切り替えるために前記フォークを介して前記シンクロメッシュ機構をシフト動作させるシフトピストンと、
前記セレクトピストンの位置を検出するセレクトストロークセンサと、
前記シフトピストンの位置を検出するシフトストロークセンサと、
調圧油を内部に貯留する量に応じて内部の前記調圧油に印加される圧力を調節できる調圧機構と、
前記調圧回路に接続し、前記セレクトピストン及び前記シフトピストンの駆動源となる油圧回路の圧力を検出する圧力センサと、
前記調圧油を前記油圧回路に出力可能な高圧源及び前記油圧回路中の前記調圧油を排出可能な低圧源の何れかと前記油圧回路との間を断続するマスタ流量制御弁と、
前記セレクトピストンを伸縮させるために、前記低圧源及び前記油圧回路の何れかと前記セレクトピストン側との間を断続するセレクト用流量制御弁と、
前記シフトピストンを伸縮させるために、前記低圧源及び前記油圧回路の何れかと前記シフトピストン側との間を断続するシフト用流量制御弁と、
前記マスタ流量制御弁、前記セレクト用流量制御弁及び前記シフト用流量制御弁は入力される電流値によって断続を切り替え、前記セレクトストロークセンサ、前記シフトストロークセンサ及び前記圧力センサからの検出値に基づいて、各前記流量制御弁の電流値を決定する主制御手段と、を有し、
前記主制御手段は、
マスタ流量制御弁を制御することで前記油圧回路に前記調圧油を流出入させて前記油圧回路の圧力をシフト完了前目標圧力に調整する油圧回路圧力制御手段と、
前記セレクトピストンがセレクト目標位置に到達するまでに必要なセレクトストローク消費油量及び前記シフトピストンがシフト目標位置に到達するまでに必要なシフトストローク消費油量を計算する消費量計算手段と、
前記油圧回路の圧力がシフト完了後目標圧力になるために前記調圧機構から流出入する前記調圧油量を計算する調圧油量計算手段と、
前記セレクトストローク消費油量と前記シフトストローク消費油量とを合計した消費油量と前記調圧油量とを比べる油量比較手段と、
前記消費油量が前記調圧油量に等しい又は小さい場合に、前記油圧回路圧力制御手段における前記シフト完了前目標圧力を前記シフト完了後目標圧力に置き換える調圧開始手段とを有することを特徴とする自動変速機の圧力制御装置。
前記消費量計算手段は、
前記セレクトピストンが前記目標位置に達するまでに必要な移動量に前記セレクトピストンの単位移動油量を乗じて前記セレクトストローク消費油量を計算し、
前記シフトピストンが前記目標位置に達するまでに必要な移動量に前記シフトピストンの単位移動油量を乗じて前記シフトストローク消費油量を計算し、
前記調圧油量計算手段は、前記圧力検出手段によって検出される現在の圧力から前記シフト完了後目標圧力を引いた差分圧力に前記調圧機構の圧力を変化させるのに必要な単位油量を乗じて前記調圧油量を計算する請求項４に記載の自動変速機の圧力制御装置。
更に、
前記油圧回路の現在の理論圧力を算出する理論圧力計算手段と、
前記圧力検出手段によって検出される現在の前記油圧回路の実圧力と前記理論圧力との差分圧力に応じて、入力される電流値によって断続を切り替える前記マスタ流量制御弁に入力する電流値を決定する電流値決定手段とを有する請求項４又は５に記載の自動変速機の圧力制御装置。