JPH0587218A

JPH0587218A - 自動変速機の変速時油圧制御装置

Info

Publication number: JPH0587218A
Application number: JP3252438A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Sakota; 雅治迫田; Daisaku Moriki; 大策森木; Tamiji Sakaki; 民司坂木; Kiyousuke Mori; 匡輔森
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1991-09-30
Filing date: 1991-09-30
Publication date: 1993-04-06

Abstract

(57)【要約】【目的】実際の変速トルクに対応した適切な油圧設定
を行なうことのできる自動変速機の変速時油圧制御装置
を提案するものである。【構成】自動変速機の入力軸に設けられ、該自動変速
機に入力するトルクを表わす信号Ｔ_t を拾うトルクセン
サ（４，５）を具備する。このトルクセンサからのトル
ク信号Ｔ_t に基づいて変速機の基本作動圧を設定する。
そして、変速時にスロットル開度ＴＨの変化率を演算し
て、負荷の変化率の符号の正負に応じて、前記作動圧を
増減補正する（Ｓ１４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の変速時に
おける油圧制御装置に関し、特に、エンジン負荷の変化
率の変動にも適正に追従した油圧を確保する油圧制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の自動変速装置では、変速指令が制
御装置から出てからというものは、変速装置内でどのよ
うに変速されていくかの制御は、即ち、変速装置内の摩
擦要素等の動作を支配するライン圧の制御は、タービン
トルクＴ_tとタービン回転数Ｎ _t に応じて制御したり、
あるいは、車速とスロットル開度に応じて制御したり
（特開昭６３−６２９４５号）するのがせいぜいであ
る。

【０００３】前者の例では、ライン圧は、例えば、ＰＬ＝Ａ・Ｔ_t ＋Ｂ・Ｎ_t ＋Ｃ（Ａ，Ｂ，Ｃは定数） ‥‥‥（１）に従って設定されている。ライン圧は、トルクコンバー
タの作動圧や、ブレーキやクラッチ等の作動圧として働
くのであるから、ライン圧を（１）式のように、タービ
ントルクＴ_t とタービン回転数Ｎ_t に応じて制御すると
いうのは一応妥当なところである。

【０００４】一方、後者の特開昭６３−６２９４５号の
例では、スロットル開度の変化率に応じてライン圧を低
下率を変化させる、即ち、スロットルを早く踏み込んだ
時にはライン圧の低下率を大きくし、遅い踏み込み時に
は低下率を小さくして、変速ショックを防止するという
ものである。これは、アクセルの踏み込み量が異なる
と、エンジンの過渡特性のためにエンジントルクに相違
がでて、即ち、アクセルを早く踏み込んだ場合には、遅
く踏み込んだ場合に比してエンジントルクが小さくな
り、このために、ライン圧の低下率をアクセルの遅い踏
み込みに合せて設定してしまうと、アクセルの早い踏み
込み時にはエンジントルクが足らずに、クラッチがエン
ジン側にブレーキ作用をなして、変速ショックが発生す
るという問題に鑑みてなされたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、種
々の運転条件のなかには、上記の制御によっても対応で
きなくて変速ショックが発生する場合がある。例えば、
スロットル操作の途中（アクセル操作の途中）で変速ラ
インが越えられたために変速指令が出たような場合を想
定する。この場合に、上記２つの従来技術のうち、前者
によれば、油圧制御の応答遅れにより、発生されるライ
ン圧はスロットルの踏み込み速度に追随できないから、
スロットルを早く踏み込むほど、変速時に必要なライン
圧と発生されるライン圧との間に不一致が増大する結果
となり、これが変速ショックを生む原因となる。この事
情を図１に示す。図１では、Ａ点，Ｂ点は夫々、緩加速
時の変速指令発生点、クラッチの締結点であり、Ａ'
点，Ｂ' 点は夫々、急加速時の変速指令発生点、クラッ
チの締結点である。急加速時には、緩い加速に比べて、
タービン回転数の上昇が早く、しかも、変速指令後にタ
ービントルクが増減しても、変速動作中の油圧を変速指
令時点で決めているために、図１のように、要求ライン
圧（破線）と実際のライン圧との不一致量が急加速時ほ
ど大きくなるのである。

【０００６】一方、後者の従来技術は、急加速時にはラ
イン圧の低下率を更に大きくしようとするものであるか
ら、上記のスロットル操作の途中（アクセル操作の途
中）で変速ラインが越えられたために変速指令が出たよ
うな場合には、変速ショックは更に大きくなることが予
想される。そこで、本発明はこのような従来技術の欠点
を改善するためになされたもので、その目的は、実際の
変速トルクに対応した適切な油圧設定を行なうことので
きる自動変速機の変速時油圧制御装置を提案するもので
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を達成
するための本発明の自動変速機の変速時油圧制御装置
は、自動変速機の入力軸に設けられ、該自動変速機に入
力するトルクを表わす信号を拾うトルクセンサと、この
トルクセンサからのトルク信号に基づいて変速機の作動
圧を設定する作動圧設定手段と、変速時にエンジンの負
荷の変化率を演算する手段と、負荷の変化率の符号の正
負に応じて、前記作動圧を増減補正する補正手段とを具
備することを特徴とする。

【０００８】即ち、作動圧設定手段は、通常時の必要最
小限の油圧を設定する。エンジン負荷が変動したとき
は、その変動率に応じて、補正手段が必要最小限の油圧
を補正するので、実変速時のトルクに応じた適切な油圧
設定が行なえる。

【０００９】

【実施例】以下添付図面を参照しながら、本発明の自動
変速機の変速時油圧制御装置の好適な実施例を説明す
る。この実施例の特徴は、基本ライン圧をタービントル
クＴ _t とタービン回転数Ｎ_t により決め、更に、スロッ
トル開度（ＴＨ）の変化率に一次比例した補正項を付加
しているものである。

【００１０】先ず、本実施例に用いられているトルクセ
ンサについて説明し、次に、実施例の自動変速機につい
て説明し、その後、そのコントローラの制御手順につい
て説明する。図２は、本実施例の自動変速機に用いるト
ルクセンサの構成を示す。同図において、１は鉄系材料
により形成されたタービン軸（回転軸）であり、このタ
ービン軸１にはその軸方向に間隔をおいて第１及び第２
の磁気記録部２，３が設けられている。そして、この第
１及び第２の磁気記録部２，３に対向するように第１及
び第２の磁気ヘッド４，５が配設され、この磁気ヘッド
４，５より得られる信号を信号処理回路６で処理し、自
動変速機のコントローラ１００に与えるようにしてい
る。

【００１１】上記磁気記録部２，３は、図３に示すよう
に、非磁性皮膜８の上に磁性皮膜９が設けられてなり、
タービン軸１の全周にわたってリング状に形成されてい
る。上記非磁性皮膜８は、上記磁気ヘッド４，５によっ
て磁性皮膜９に信号を記録するときのタービン軸１への
磁束の洩れを防止するためのものであり、本例の場合は
アルミニウム系金属の溶射により形成されている。一
方、上記磁性皮膜９は、上記磁気ヘッド４，５によって
信号、すなわち、タービン軸周方向の位置信号が記録さ
れるものであり、Ｆｅ₃ Ｏ₄ （四三酸化鉄）を主として
含有する酸化鉄の溶射により形成されている。

【００１２】第１及び第２の磁気ヘッド４，５は、上記
磁気記録部２，３に上記位置信号をタービン軸周方向に
所定周波数で記録するとともに、この記録された位置信
号を再生する記録再生兼用型ヘッドである。また、信号
処理回路６は、上記磁気ヘッド４，５で得られる位置信
号の再生周波数に基いてタービン軸１から出力されるト
ルクＴ_t を演算するトルク演算部と、上記再生周波数に
基いてタービン軸１の回転数Ｎ_t を演算する回転数演算
部とを備えてなる。さらに、コントローラ１００は、検
出されたトルクＴ_t と回転数Ｎ_t とに基いて、自動変速
機の変速制御，ライン圧制御，変速ショック緩和制御等
を実行するものである。

【００１３】図４はエンジン１１及び自動変速機１２を
示す。同図において、１３はエアクリーナ１４から吸気
マニホールド１５に延びる吸気通路に介設されたスロッ
トルバルブ、１６は前記スロットルバルブ１３の開度Ｔ
Ｈを検出するスロットル開度センサである。また、１７
はエンジン１１のクランク軸の回転を自動変速機１２の
タービン軸１に伝達するトルクコンバータである。

【００１４】自動変速機１２は、上記トルクコンバータ
１７と、多板クラッチやバンドブレーキ等の摩擦締結要
素を有する遊星歯車式変速機構による補助変速装置と、
上記トルクコンバータ１７のロックアップクラッチや上
記摩擦締結機構を作動せしめる複数の油圧シリンダと、
コントロールバルブユニット１８とを備えてなる。コン
トロールバルブユニット１８は、上記各油圧シリンダへ
供給するライン圧を制御するデューティソレノイドバル
ブ１９を有するライン圧制御機構と、各油圧シリンダへ
のライン圧の給排制御を行なう複数の変速用ソレノイド
バルブ２０とを有するものであり、上記自動変速機１２
の内部に組み込まれている。

【００１５】次に、上記信号処理回路６によるタービン
軸１に加わるトルクＴ_t の演算及びタービン軸１の回転
数Ｎ_t の演算について説明する。まず、上記第１及び第
２の磁気ヘッド４，５は、タービン軸１の磁気記録部
２，３への位置信号の記録周波数が互いに異なり、図５
に示すように、第１磁気ヘッド４は記録周波数が低く、
第２磁気ヘッド５は記録周波数が高い。そして、この両
磁気ヘッド４，５は、タービン軸１に負荷トルクが作用
していない状態で互いに位相を一致せしめて位置信号を
記録する（図５参照）。従って、上記タービン軸１に負
荷トルクが作用すると、タービン軸１に実感の捩れを生
ずる結果、上記両磁気ヘッド４，５による上記位置信号
の再生周波数は、図６に示すように互いの位相がずれ
る。このずれ量Δｔは、上記タービン軸１の捩れ角度に
対応し、従って、タービン軸１に作用する負荷トルクに
対応する。

【００１６】そうして、上記トルク演算は、上記両磁気
ヘッド４，５よる再生周波数に基いて上記ずれ量Δｔを
演算し、次式に基いてタービン軸１に加わっているトル
クＴ _t を求めるものである。Ｔ_t ＝π² ・Ｇ。・ｄ⁴ ・Δｔ・Ｎ_t ／１６Ｌなお、πは円周率、Ｇはタービン軸１の横弾性係数、ｄ
はタービン軸１の直径、Ｎ_t はタービン軸の回転数、Ｌ
は上記磁気記録部２，３の間隔である。

【００１７】また、信号処理回路６は、上記磁気ヘッド
４，５のいずれか一方により得られる再生周波数に基い
て次式によりタービン軸１の回転数Ｎ_t を求めるもので
ある。Ｎ_t ＝Ｎ₀ ・ｆ／ｆ₀ なお、Ｎ₀ は位置信号記録時のタービン軸１の回転数、
ｆ₀ はそのときの記録周波数、ｆは再生周波数である。

【００１８】次に上記自動変速機１２のライン圧制御機
構について図７に基いて説明する。同図において、２１
はエンジン１１により駆動されるポンプＰで発生した油
圧を油路２２から受け所定圧に減圧する減圧バルブ、２
３は前記減圧バルブ２１により減圧された油圧を油路２
４を介して受ける一方、上記油圧をデューティソレノイ
ドバルブ１９が設けられたデューティ圧通路２５を介し
てパイロット圧として受けるスロットルモジュレータバ
ルブである。スロットルモジュレータバルブ２３は、デ
ューティソレノイドバルブ１９のデューティ比に応じた
スロットルモジュレータ圧を発生する。この場合、デュ
ーティソレノイドバルブ１９におけるオン・オフ作動１
周期当りのオン時間比率（デューティ比）を制御するこ
とによって、デューティ圧通路２５内の作動油圧（デュ
ーティ圧）が調整されることになる（デューティ比が高
くなるほどデューティ圧は低くなる）。

【００１９】２６は上記スロットルモジュレータ圧をパ
イロット圧通路２７を介して受け、ポンプＰで発生した
油圧を各変速段において上記摩擦締結機構の油圧シリン
ダを作動させるに最適な圧力に調整するライン圧制御バ
ルブである。上記パイロット圧通路２７には、この通路
内で油圧の脈動が発生したときにそれを吸収し上記ライ
ン圧制御バルブ２６に供給されるパイロット圧を安定化
させるアキユムレータ２８が設けられている。このアキ
ユムレータ２８は、ドレンポート２９と排圧ポート３０
とを有し、リリーフバルブとしても機能するようになっ
ている。

【００２０】また、上記ライン圧制御バルブ２６におい
て、３１はマニュアルバルブのリバースポートに通ずる
リバース油路、３２及び３３は上記摩擦締結機構の油圧
シリンダに通ずる第１及び第２のライン油路、３４はト
ルクコンバータ１７に通ずるコンバータ油路、３５はド
レン油路である。上記ライン圧制御バルブ２６等の作動
を説明すると、エンジン１１が停止しライン圧が作用し
ていない状態ではスプリング３６によるスプール３７の
付勢によりコンバータ油路３４は閉鎖されている。エン
ジン１１が始動され、オイルポンプＰからのライン圧が
第１ライン油路３２から作用すると、パイロット圧と上
記スプリング３６との付勢力に抗してスプール３７が左
方へ移動し、コンバータ油路３４が開通し、コンバータ
油圧がトルクコンバータ１７に作用する。アクセル開度
の拡大に伴い、エンジン回転数が上昇してライン圧が高
くなると、スプール３７はさらに左方へ移動し、第１ラ
イン油路３２及びドレン油路３５を介してドレンが行な
われ、ライン圧はパイロット圧とスプリング３６とによ
る付勢力に釣り合った位置で一定油圧に安定した状態に
なる。

【００２１】従って、コントローラ１００によってデュ
ーティソレノイドバルブ１９のデューティ比を制御して
デューティ圧ひいてはパイロット圧を調節することによ
り、上記パイロット圧とスプリング３６とによる付勢力
を制御し、この付勢力に釣り合うためのライン圧を制御
できることになる。上記コントローラ１００について説
明すると、これは、不図示のＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと
を含むマイクロコンピュータと、入出力インターフェイ
スと、Ａ／Ｄ変換器及び波形整形回路と、変速用ソレノ
イドバルブ２０のための駆動回路及びデューティソレノ
イドバルブ１９のための駆動回路等を備えている。そう
して、上記マイクロコンピュータのＲＯＭには、変速制
御のためのプログラムと、ライン圧制御のためのプログ
ラムと、変速ショック緩和制御プログラムとが予め入力
格納されている。

【００２２】上記変速制御は、上記信号処理回路６から
の回転数信号Ｎ_tと、スロットル開度センサ１６からの
スロットル開度信号とにより例えば図８に示す変速特性
に基いて変速段を決定し、その変速段となるように変速
用ソレノイドバルブ２０を制御することを内容とするも
のである。上記ライン圧制御は、上記信号処理回路６か
らのトルク信号Ｔ_t と上記回転数信号Ｎ_t とを読み込
み、摩擦締結機構の複数の油圧シリンダへ供給されるラ
イン圧ＰL を次式により決定し、デューティソレノイド
バルブ１９を介してライン圧制御することを内容するも
のである。

【００２３】ＰＬ＝Ｋ₁・Ｔ_t ＋Ｋ₂・Ｎ_t＋補正項なお、Ｋ₁ ，Ｋ₂ は定数、Ｔ_t 及びＮ_tはタービン軸１
のトルク及び回転数である。尚、上記式では、最初の２
項が基本ライン圧であり、第３項が補正項で、後述する
ように、補正項＝Ｃ₁・χ である。ここで、χはスロットル開度ＴＨの微分χ＝ｄ
Ｔ_t/ｄｔである。

【００２４】図９は、本実施例におけるトルクセンサの
取り付け位置を示す。このセンサは、トルクコンバータ
１７のタービン軸１に設けられている。タービン軸１は
変速歯車機構に入力するのは周知の通りである。尚、ト
ルクセンサは、図９のような歯車機構の前段位置ではな
く、後段につけてもよい。しかし、センサを後段につけ
ると、そのセンサは、出力軸のトルク信号Ｔ_P を検出す
ることになる。そして、Ｔ_P は、実質的な変速動作の開
始時点を示すＢ点で緩慢な変化を示すので、変曲点の検
出のためには検出精度の悪い信号と考えられる。この理
由で、本実施例では、トルクセンサはタービン軸１に取
り付けた。

【００２５】図１０は、制御回路１００における、トル
クショック緩和を目的としたライン圧設定のための制御
手順を示すフローチヤートである。図１０のステップＳ
２においては、タービントルクＴ_t ，タービン回転数Ｎ
_t，スロットル開度ＴＨを夫々のセンサから読み取る。
ステップＳ４では変速指令が来るのを待つ。変速指令が
ない場合には、ステップＳ４→ステップＳ８→ステップ
Ｓ２のループを形成する。フラグＦは変速動作が実行中
であることを示すフラグである。

【００２６】変速指令を受け取ると、ステップＳ６でフ
ラグＦをセットし、ステップＳ１２で、トルクＴ_t の時
間微分を計算する。そして、ステップＳ１４で下記の式
に基づいてライン圧を設定する。ＰＬ＝Ｋ₁・Ｔ_t ＋Ｋ₂・Ｎ_t ＋Ｃ₁・χ （Ｃ₁ は定数）図１３に、補正項Ｃ₁・χのグラフを示す。即ち、この補
正項は、スロットル開度の変化が大きいほどに大きな補
正量の寄与をライン圧に付与する。換言すれば、スロッ
トルが急速に増大すればライン圧もより大きく増大さ
れ、スロットルが急速に減少すればライン圧もより大き
く減少する。かくして、スロットルの変化率に対応した
要求ライン圧を満たすことができる。

【００２７】変速指令が出た後は、ステップＳ２→ステ
ップＳ４→ステップＳ８→ステップＳ１０→ステップＳ
１２…と進んで、そのときの、トルクＴ_t，回転数Ｎ
_t ，スロットル開度変化率χに応じたライン圧が設定さ
れる。変速の終了は、ステップＳ１０において、タービ
ン回転数Ｎ_t と出力軸回転数Ｎ_P との比から判断する。
変速終了が検出されると、ステップＳ１６でフラグＦを
リセットする。

【００２８】本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で種々
変形が可能である。以下に変形例を図１１，図１２に基
づいて説明する。前記実施例の制御（図１０）は、補正
項がχに一次比例するものであった。これから説明する
変形例は、補正項が階段状に変化するもの（図１１）
と、χが所定値αを越さないときは補正を加えないとい
うものである。

【００２９】図１１のフローチヤートは、図１０のステ
ップＳ１４の代りである。即ち、図１０のステップＳ１
２が実行された後に図１１のステップＳ２０に進んで、ＰＬ＝Ｋ₁・Ｔ_t ＋Ｋ₂・Ｎ_t ＋ｆ（χ）を演算する。ここで、ｆ（χ）は図１３の破線のグラフ
で示すような階段上に変化する関数である。この第１の
変形例の方が上記実施例よりは演算制御が容易である。

【００３０】図１２は第２の変形例を示す。この図１２
のフローチヤートも、図１１と同じく図１０のステップ
Ｓ１４の代りで、図１０のステップＳ１２が実行された
後に図１２のステップＳ３０に進んでくる。即ち、ステ
ップＳ３０では、スロットル変化率χが所定値αを越え
たか否かをチェックする。αを越えない緩加速時には、
前述したように、基本ライン圧のみで十分であるから補
正は加えない。一方、αを越える場合は、ステップＳ３
４で、補正項として、Ｃ₃ ・χを加える。この第２変形
例の特性を図１３に一点鎖線のグラフで示す。

【００３１】また、本発明はさらに変形が可能である。
例えば、図１０のステップＳ１２においては、スロット
ル開度の微分を演算する代りに、トルクＴ_t の微分を演
算しても類似の効果を得ることができる。スロットル開
度変化はタービントルク変化に反映されるからである。
またステップＳ１４，Ｓ２０，Ｓ３２，Ｓ３４等におけ
る演算は全てマップによって求めることもできる。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動変速
機の変速時油圧制御装置によれば、作動圧設定手段は、
通常時の必要最小限の油圧（基本圧力）を設定する。そ
して、エンジン負荷が変動したときは、その変動率に応
じて、補正手段が必要最小限の油圧を補正する。かくし
て、実変速時のトルクに応じた適切な油圧設定が行なえ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来技術の問題点を説明するための従来の制
御装置の動作を説明するタイミングチヤート。

【図２】

【図３】本実施例に用いられているトルクセンサの構
成を示す図。

【図４】本実施例の自動変速機の制御システムの構成
を示すブロック図。

【図５】

【図６】図２のセンサの出力信号を説明する図。

【図７】図４のシステムにおける油圧回路の回路図。

【図８】実施例に用いられる変速ラインを説明する
図。

【図９】図２のセンサの取り付け位置を説明する図。

【図１０】実施例の制御の手順を示すフローチヤー
ト。

【図１１】

【図１２】夫々変形例の制御手順を示すフローチヤー
ト。

【図１３】実施例、変形例の補正項の特性を示すグラ
フ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者森匡輔広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】自動変速機の入力軸に設けられ、該自動
変速機に入力するトルクを表わす信号を拾うトルクセン
サと、このトルクセンサからのトルク信号に基づいて変速機の
作動圧を設定する作動圧設定手段と、変速時にエンジンの負荷の変化率を演算する手段と、負荷の変化率の符号の正負に応じて、前記作動圧を増減
補正する補正手段とを具備することを特徴とする自動変
速機の変速時油圧制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の自動変速機の変速時油
圧制御装置において、前記補正手段は、エンジンの負荷
の変化率が所定値よりも大きいときに補正する。
【請求項３】請求項１または２に記載の自動変速機の
変速時油圧制御装置において、前記補正手段は、前記負
荷の変化率の略比例して、補正量を増減する。