JP6545066B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
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Description
この自動変速機の変速制御装置において、摩擦要素の現在の熱的負荷状態から摩擦要素の変速終了時の熱的負荷状態を予測する熱的負荷予測部と、予測された変速終了時の熱的負荷状態に応じて変速態様の変更を決定する変速制御部と、を有する。
熱的負荷予測部は、変速種毎に前回の実変速時間、または、変速種毎に前回の実変速時間に基づいて算出された発熱量を記憶しておき、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に、記憶しておいた変速種毎の前回の実変速時間、または、記憶しておいた変速種毎の前回の発熱量を用いて変速後の摩擦要素温度を推定する。
即ち、次変速による摩擦要素の予測発熱量は、摩擦要素トルクと摩擦要素相対回転数と変速時間を用いて演算される。そこで、次回変速時の予測発熱量により変速後の摩擦要素の温度上昇を推定する場合、同じ変速種での推測目標変速時間を用いて推定すると、推測目標変速時間と実変速時間の乖離を避けることができない。その原因は、推測目標変速時間には製品バラツキや経年変化が考慮されていないことによる。
これに対し、記憶しておいた変速種毎の前回の実変速時間を用いると、この実変速時間は前回までの変速経験により取得された時間であるため、変速時間の乖離原因である製品バラツキや経年変化による誤差が解消される。このため、次回変速時の予測発熱量により変速後の摩擦要素の温度上昇を推定する場合、単に推測目標変速時間を用いる場合に比べ、実変速時間との乖離幅が小さく抑えられる。なお、変速種毎に前回の実変速時間に基づいて算出された発熱量を記憶しておき、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に、記憶しておいた変速種毎の前回の発熱量を用いて変速後の摩擦要素温度を推定する場合も同様である。
この結果、変速時、摩擦要素の熱的負荷状態の推定精度を向上することができる。
実施例1における変速制御装置は、前進9速・後退1速の変速段を実現する自動変速機を搭載したエンジン車に適用したものである。以下、実施例1の自動変速機の変速制御装置の構成を、「全体システム構成」、「自動変速機の詳細構成」、「ATコントローラの変速制御構成」に分けて説明する。
図1は実施例1の変速制御装置が適用された自動変速機を搭載するエンジン車を示す。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
図2は実施例1の変速制御装置が適用された自動変速機3の一例を示すスケルトン図であり、図3は自動変速機3での締結表であり、図4は自動変速機3での変速マップの一例を示す。以下、図2〜図4に基づき、自動変速機3の詳細構成を説明する。
図5はATコントローラ3での変速制御構成を示す制御ブロック図を示す。以下、図5に基づき、ATコントローラ3の変速制御構成を説明する。
図6はATコントローラ3の現在温度演算部でのリアルタイムクラッチ発熱量演算処理を示し、図7はアップシフト締結過渡発熱演算処理を示し、図8はダウンシフト解放過渡発熱演算処理を示す。図9はATコントローラ3での発熱量演算に用いられる変速種毎に発熱量(温度)の前回値を記憶・格納しているマップの一例を示し、図10は同一摩擦要素の連続変速によるクラッチ温度上昇を想定したときのクラッチ温度特性の一例を示す。以下、図6〜図10に基づき、変速制御の詳細構成を説明する。
(a) 変速種毎に前回の発熱量(実変速時間に相当)を記憶しておき、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に、記憶しておいた変速種毎の前回の発熱量を用いて、変速後のクラッチ温度を推定する。
(b) 前回の実変速時間を、クラッチの相対回転数に基づく、変速開始タイミングと変速終了タイミングにより検知する。
(c) 変速種毎の発熱量(温度)の前回値を、回転数とトルクをパラメータとしてマップに記憶しておく。
(d) 次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合にマップに記憶データがないとき、マップに記録された記憶データに基づく補間処理により推定する。
(e) アップ変速とダウン変速が連続して行われる連続変速のとき、連続変速発熱量を、次変速予測発熱量とリアルタイムクラッチ発熱量を加算することで取得する。そして、次変速予測発熱量を演算するとき、アップシフト時に締結側クラッチでありダウンシフト時に解放側クラッチである同一クラッチの温度を用いる。
発熱量演算部105では、図6に示すように、クラッチ油圧(B10)によるクラッチトルク(B11)と、スケルトン(B12、図2)による相対回転数(B13)と、を掛け合わせる(B14)。そして、変速中のみ掛け合わせた値を積算することで、変速中におけるクラッチ発熱量を演算する。なお、クラッチ発熱量には、締結過渡時発熱量と解放過渡時発熱量を含む。放熱量演算部106では、図6に示すように、クラッチ温度Tc(B20)とATF温度(B15)の差温(B16)からの放熱温度を実験に基づき計算する(B17)。なお、ATF温度は、ATF温度センサ15から取得する。そして、変速中におけるクラッチ発熱量(B14)を温度に換算した発熱温度から放熱温度(B17)を差し引いて、ATF温度ベースによる上昇温度を計算する(B18)。最後に、上昇温度(B18)にATF温度(B15)を加え(B19)、クラッチ温度Tc(B20)を計算する。この演算処理を繰り返すことによって、現在のクラッチ温度Tc(=リアルタイムクラッチ発熱量)を取得する。そして、リアルタイムクラッチ発熱量を取得する1つの変速種を経験する毎に、図9に示す変速種毎の発熱量(温度)マップの回転数No,Nt及びトルクTe,Ttにより決まる発熱量データを書き替えにより記憶する。即ち、上記(b)に記載したように、前回の変速時間が、クラッチの相対回転数に基づく、変速開始タイミングと変速終了タイミングにより検知される。
アップシフト締結過渡発熱量=TP平均トルク×TP相対回転数+IPトルク×IP平均相対回転数 …(1)
ダウンシフト解放過渡発熱量は、図8に示すように、ダウンシフト時に解放される摩擦要素のイナーシャフェーズ時間(IP時間)での発熱量により下記の式(2)により変速判断時に予測される。
ダウンシフト解放過渡発熱量=IPトルク×IP相対回転数 …(2)
この(1),(2)の式を用いた演算によりアップシフト締結過渡発熱量及びダウンシフト解放過渡発熱量を変速判断時に予測しようとする場合、発熱演算使用パラメータは、クラッチトルク、クラッチ相対回転数、変速時間になる。
このうち、変速時間については、同じ変速種での推測目標変速時間(推測目標トルクフェーズ時間、推測目標イナーシャフェーズ時間)を用いることになる。この場合、推測目標変速時間は、例えば、ノミナルな自動変速機を想定して得られたものであるため、推測目標変速時間と実際の変速時間の乖離を避けることができない。
連続変速発熱量=次変速予測発熱量(SP)+リアルタイムクラッチ発熱量(IO) …(3)
の式により、上記(e)に記載したように、取得する。
上記式(3)において、リアルタイムクラッチ発熱量(IO)については、現在温度演算部101において、上記図6による演算処理により取得する。一方、次変速予測発熱量(SP)については、予測上昇温度演算部102において、上記(d)に記載したように、アップシフト時に締結側クラッチでありダウンシフト時に解放側クラッチである同一クラッチの温度を用いる。例えば、3−2−3−2…の連続変速の場合は、2→3アップシフト時に締結側クラッチであり3→2ダウンシフト時に解放側クラッチである第1クラッチK1の温度を用いる。
実施例1の自動変速機3の変速制御装置の作用を、「変速制御処理作用」、「変速制御での特徴作用」に分けて説明する。
図11及び図12に示すフローチャートを参照しながら、ATコントローラ10(予測上昇温度演算部102、予測温度演算部103、焼損温度設定部110、連続チェンジマインド変速許可回数演算部115、比較部109、変速禁止切替部104)での変速制御処理作用を説明する。
実施例1では、クラッチの熱的負荷状態を予測するとき、変速種毎に前回の実変速時間に基づいて算出された発熱量を記憶しておく(図9)。そして、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に、記憶しておいた変速種毎の前回の発熱量を用いて変速後のクラッチ温度を推定する構成とした。
即ち、次変速によるクラッチの予測発熱量は、クラッチトルクとクラッチ相対回転数と変速時間を用いて演算される。そこで、次回変速時の予測発熱量により変速後のクラッチの温度上昇を推定する場合、同じ変速種での推測目標変速時間を用いて推定すると、推測目標変速時間と実変速時間の乖離を避けることができない。その原因は、推測目標変速時間には製品バラツキや経年変化が考慮されていないことによる。
これに対し、記憶しておいた変速種毎の前回の実変速時間を用いると、この実変速時間は前回までの変速経験により取得された時間であるため、変速時間の乖離原因である製品バラツキや経年変化による誤差が解消される。このため、次回変速時の予測発熱量により変速後のクラッチの温度上昇を推定する場合、単に推測目標変速時間を用いる場合に比べ、実変速時間との乖離幅が小さく抑えられる。よって、実施例1のように、変速種毎に前回の実変速時間に基づいて算出された発熱量を記憶しておき、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に、記憶しておいた変速種毎の前回の発熱量を用いて変速後の摩擦要素温度を推定する場合も同様である。
この結果、変速時、クラッチの熱的負荷状態の推定精度が向上される。
即ち、変速中のクラッチは、クラッチ滑り締結状態で相対回転するときは摩擦熱により発熱し、クラッチ完全締結状態やクラッチ完全解放状態であって相対回転しないときは発熱しない。
従って、クラッチの相対回転数に基づいて変速開始タイミングと変速終了タイミングを検知することで、クラッチの熱的負荷状態を左右する実変速時間の検知精度が向上する。
即ち、連続変速発熱量は、次変速予測発熱量(SP)とリアルタイムクラッチ発熱量(IO)の和により予測される。このうち、次変速予測発熱量(SP)の情報については、クラッチトルクとクラッチ相対回転数と実変速時間を用いて演算することなく、マップ(図9)を検索するだけで取得できる。
従って、連続変速時、次変速予測発熱量(SP)の情報が、マップ検索という簡単な手法にて精度良く取得される。
即ち、次変速予測発熱量(SP)をマップ検索したとき、次回要求される変速に対応する記憶データが無いと、複雑な演算により次変速予測発熱量(SP)の情報を得る必要がある。しかし、次回要求される変速に対応する記憶データが無いとき、マップに記録された記憶データに基づく補間処理により推定される。
従って、連続変速時、次回要求される変速に対応する記憶データが無いとき、簡単な補間演算により精度の良い次変速予測発熱量(SP)の情報が得られる。
即ち、アップ変速とダウン変速が連続して行われる連続変速のとき、架け替え変速に2つのクラッチが関与するが、アップシフト時に締結側クラッチでありダウンシフト時に解放側クラッチである同一クラッチの発熱量が多い。そこで、2つのクラッチのうち、発熱量が多い一つのクラッチについて連続変速発熱量を取得する。
従って、連続変速時、発熱量が多い一つのクラッチについて連続変速発熱量を取得することで、変速禁止等の変速態様の切り替えタイミングが精度よく得られる。
実施例1における自動変速機3の変速制御装置(ATコントローラ10)にあっては、下記に列挙する効果が得られる。
摩擦要素(K1,K2,K3,B1,B2,B3)の現在の熱的負荷状態から摩擦要素(K1,K2,K3,B1,B2,B3)の変速終了時の熱的負荷状態を予測する熱的負荷予測部(現在温度演算部101、予測上昇温度演算部102、予測温度演算部103)と、予測された変速終了時の熱的負荷状態に応じて変速態様の変更を決定する変速制御部(焼損温度設定部110、比較部109、変速禁止切替部104)と、を有し、
熱的負荷予測部(現在温度演算部101、予測上昇温度演算部102、予測温度演算部103)は、変速種毎に前回の実変速時間、または、変速種毎に前回の実変速時間に基づいて算出された発熱量を記憶しておき、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に、記憶しておいた変速種毎の前回の実変速時間、または、記憶しておいた変速種毎の前回の発熱量を用いて、変速後の摩擦要素温度(クラッチ温度)を推定する。
このため、変速時、摩擦要素(クラッチ)の熱的負荷状態の推定精度を向上することができる。
このため、(1)の効果に加え、摩擦要素(クラッチ)の相対回転数に基づいて変速開始タイミングと変速終了タイミングを検知することで、摩擦要素(クラッチ)の熱的負荷状態を左右する実変速時間の検知精度を向上することができる。
このため、(1)又は(2)の効果に加え、連続変速時、次変速予測発熱量(SP)の情報を、マップ検索という簡単な手法にて精度良く取得することができる。
このため、(3)の効果に加え、連続変速時、次回要求される変速に対応する記憶データが無いとき、簡単な補間演算により精度の良い次変速予測発熱量(SP)の情報を得ることができる。
このため、(1)〜(4)の効果に加え、連続変速時、発熱量が多い一つの摩擦要素(クラッチ)について連続変速発熱量を取得することで、変速禁止等の変速態様の切り替えタイミングを精度よく得ることができる。
2 トルクコンバータ
3 自動変速機
B1 第1ブレーキ(摩擦要素)
B2 第2ブレーキ(摩擦要素)
B3 第3ブレーキ(摩擦要素)
K1 第1クラッチ(摩擦要素)
K2 第2クラッチ(摩擦要素)
K3 第3クラッチ(摩擦要素)
4 プロペラシャフト
5 駆動輪
6 コントロールバルブユニット
10 ATコントローラ(変速制御装置)
101 現在温度演算部(熱的負荷予測部)
102 予測上昇温度演算部(熱的負荷予測部)
103 予測温度演算部(熱的負荷予測部)
104 変速禁止切替部(変速制御部)
109 比較部(変速制御部)
110 焼損温度設定部(変速制御部)
11 エンジンコントローラ
12 CAN通信線
13 タービン軸回転数センサ
14 出力軸回転数センサ
15 ATF油温センサ
16 アクセル開度センサ
17 エンジン回転数センサ
18 勾配センサ
Claims (6)
- 複数の摩擦要素を選択的に締結又は解放することにより現在の変速段から目標変速段への変速を実行する自動変速機の変速制御装置において、
前記摩擦要素の現在の熱的負荷状態から前記摩擦要素の変速終了時の熱的負荷状態を予測する熱的負荷予測部と、予測された変速終了時の熱的負荷状態に応じて変速態様の変更を決定する変速制御部と、を有し、
前記熱的負荷予測部は、変速種毎に前回の実変速時間を記憶しておき、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に、記憶しておいた変速種毎の前回の実変速時間を用いて、変速後の摩擦要素温度を推定する
ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 - 複数の摩擦要素を選択的に締結又は解放することにより現在の変速段から目標変速段への変速を実行する自動変速機の変速制御装置において、
前記摩擦要素の現在の熱的負荷状態から前記摩擦要素の変速終了時の熱的負荷状態を予測する熱的負荷予測部と、予測された変速終了時の熱的負荷状態に応じて変速態様の変更を決定する変速制御部と、を有し、
前記熱的負荷予測部は、変速種毎に、前回の実変速時間に基づいて算出された発熱量を記憶しておき、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に、記憶しておいた変速種毎の前回の発熱量を用いて、変速後の摩擦要素温度を推定する
ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された自動変速機の変速制御装置において、
前記熱的負荷予測部は、前回の実変速時間を、前記摩擦要素の相対回転数に基づく、変速開始タイミングと変速終了タイミングにより検知する
ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 - 請求項2又は請求項3に記載された自動変速機の変速制御装置において、
前記熱的負荷予測部は、変速種毎の発熱量の前回値を、回転数とトルクをパラメータとしてマップにより記憶しておく
ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 - 請求項4に記載された自動変速機の変速制御装置において、
前記熱的負荷予測部は、次回要求される変速を実行したときの温度上昇を予測する場合に前記マップに記憶データがないとき、前記マップに記録された記憶データに基づく補間処理により推定する
ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。 - 請求項1から請求項5までの何れか一項に記載された自動変速機の変速制御装置において、
前記熱的負荷予測部は、アップ変速とダウン変速が連続して行われる連続変速のとき、連続変速発熱量を、次変速予測発熱量とリアルタイム摩擦要素発熱量を加算することで取得し、前記次変速予測発熱量を演算するとき、アップシフト時に締結側摩擦要素でありダウンシフト時に解放側摩擦要素である同一要素の発熱量を用いる
ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
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