JPH0754976A - 自動変速機の変速時期検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速の開始時期を遅れを生じることなく正確
に検出する。 【構成】 変速指令の出力後に所定の回転部材１の回転
数の変化に基づいて変速の開始を検出する自動変速機Ａ
の変速時期検出装置であって、自動変速機Ａの出力回転
数の変化量を求める検出手段２と、その出力回転数の変
化量に係数の異なる数的処理を行って二つの処理値を求
める数的処理手段３と、これらの処理値を比較する比較
手段４と、その比較結果に基づいて変速の開始を判定す
る変速開始判定手段５とを備えている。変速の開始に伴
う出力トルクの変化およびそれに起因する出力回転数の
変化から変速状況を把握できるので、変速の開始を時間
的な遅れを特には生じずに、正確に検出することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、車両用の自動変速機
において変速の指令を出力した後の変速の開始時期を検
出するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように車両の自動変速機での変速
は、エンジンやその他の回転要素の回転変化を伴うの
で、摩擦係合装置によってイナーシャトルクを吸収して
変速ショックを緩和させている。また摩擦係合装置が吸
収するべき熱量を低減して変速ショックの緩和と併せて
摩擦係合装置の耐久性を図るために、変速中にエンジン
トルクを低下させる制御も従来、行われている。

【０００３】変速中のエンジントルクの低減制御などの
変速に関する制御は、自動変速機での変速の開始に伴っ
て行う制御であるから、その前提として変速の開始を正
確に検出する必要がある。自動変速機の変速は、出力ト
ルクの変動や回転数の変化を伴って行われ、そこで従来
一般には、出力回転数と変速比との積と入力回転数との
差が、所定の基準値を越えることにより、変速が開始し
たことを判定していたが、このような回転数の変化は、
イナーシャ相に入ってから生じるので、上記の判定方法
では、実際の変速の開始より遅れた時点を変速開始と判
定することになり、精度の良い変速の制御を行えない不
都合があった。

【０００４】そこで従来、イナーシャ相に先立つトルク
相においては、トルク変動に起因する動力伝達系統の捩
じり振動が生じるので、これに着目して変速の開始を判
定する装置が、例えば特開平４−５４号によって提案さ
れている。これは、所定の回転要素の回転変化の履歴に
基づいてその回転数を予測し、その予測値と実回転数と
の偏差から変速の開始を判定する装置である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した特開平４−５
４号に記載されている装置では、イナーシャ相に先立つ
トルク相での回転変動に基づいて変速の開始を検出する
から、変速時期の検出の遅れをある程度解消することが
できる。しかしながら変速の開始を判定する基準となる
前記回転要素の予測回転数は、車両の振動やトルク変動
などの外乱要因を含んでいるから、これを元にした変速
の開始判定では、判定精度が低下し、これを防止するた
めに、回転要素の回転数変化の履歴の検出を長い時間に
亘って行えば、変速開始の判定に遅れが生じ、いずれに
しても例えばエンジントルクの低減制御に遅れが生じる
などのおそれがあった。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、変速開始の検出を遅れを生じることなく、か
つ正確に行うことのできる変速時期検出装置を提供する
ことを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、図１に示す構成としたことを特徴と
するものである。すなわちこの発明は、変速指令の出力
後に所定の回転部材１の回転数の変化に基づいて変速の
開始を検出する自動変速機Ａの変速時期検出装置におい
て、前記自動変速機Ａの出力回転数の変化量を求める検
出手段２と、その出力回転数の変化量に係数の異なる数
的処理を行って二つの処理値を求める数的処理手段３
と、これらの処理値を比較する比較手段４と、その比較
結果に基づいて変速の開始を判定する変速開始判定手段
５とを備えていることを特徴とするものである。

【０００８】

【作用】変速指令を出力すると、出力トルクの変動およ
びそれに基づく捩じり振動によって出力回転数が変化
し、その変化量が検出手段２によって検出される。出力
回転の変化量の検出値は、数的処理手段３によって係数
の異なる二つの数的処理を施され、その結果、二つの処
理値が求められる。この数的処理は、例えば所定の期間
に亘る変化量を平準化するなまし処理であり、このよう
にして得られた処理値が比較手段４によって比較され
る。各処理値は、異なる係数をもって前記変化量を数的
処理したものであるから、出力回転数の変化量が大きい
ほどこれらの処理値の相違が大きくなり、したがって比
較手段４で各処理値の差を求め、あるいは除算するなど
のことにより、両者を比較し、その比較結果が所定の値
になることにより、変速開始判定手段５が変速開始を判
定する。したがってこの発明の装置では、出力回転数の
微小時間の間での回転変動を反映させて変速の開始を判
定することになり、トルク相での変速の開始を遅れを生
じることなく、また正確に判定することができる。

【０００９】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいて詳細に説
明する。図２はこの発明の一実施例を示す全体的な制御
系統図であって、自動変速機Ａを連結してあるエンジン
Ｅは、その吸気管路１２にメインスロットルバルブ１３
とその上流側に位置するサブスロットルバルブ１４とを
有している。そのメインスロットルバルブ１３はアクセ
ルペダル１５に連結されていて、アクセルペダル１５の
踏み込み量に応じて開閉される。またサブスロットルバ
ルブ１４は、モータ１６によって開閉されるようになっ
ている。このサブスロットルバルブ１４の開度を調整す
るためにモータ１６を制御し、またエンジンＥの燃料噴
射量および点火時期などを制御するためのエンジン用電
子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１７が設けられている。この
電子制御装置１７は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およ
び記憶装置（ＲＡＭ、ＲＯＭ）ならびに入出力インター
フェースを主体とするものであって、この電子制御装置
１７には、制御のためのデータとして、エンジン（Ｅ／
Ｇ）回転数Ｎ、吸入空気量Ｑ、吸入空気温度、スロット
ル開度、車速、エンジン水温、ブレーキスイッチからの
信号などの各種の信号が入力されている。

【００１０】自動変速機Ａは、例えば前掲の特開平４−
５４号公報に記載されている歯車列を備えたものであ
り、油圧制御装置１８によって変速およびロックアップ
クラッチやライン圧あるいは所定の摩擦係合装置の係合
圧が制御される。その油圧制御装置１８は、電気的に制
御されるように構成されており、また変速を実行するた
めの第１ないし第３のシフトソレノイドバルブＳ1 ，〜
Ｓ3 、エンジンブレーキ状態を制御するための第４ソレ
ノイドバルブＳ4 、ライン圧を制御するためのリニアソ
レノイドバルブＳLT、アキュームレータ背圧を制御する
ためのリニアソレノイドバルブＳLN、ロックアップクラ
ッチや所定の摩擦係合装置の係合圧を制御するためのリ
ニアソレノイドバルブＳLUが設けられている。

【００１１】これらのソレノイドバルブに信号を出力し
て変速やライン圧あるいはアキュームレータ背圧などを
制御する自動変速機用電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）１９
が設けられている。この自動変速機用電子制御装置１９
は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）および記憶装置（ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ）ならびに入出力インターフェースを主体と
するものであって、この電子制御装置１９には、制御の
ためのデータとしてスロットル開度、車速、エンジン水
温、ブレーキスイッチからの信号、シフトポジション、
パターンセレクトスイッチからの信号、オーバドライブ
スイッチからの信号、入力回転数に相当するクラッチＣ
0 の回転速度を検出するＣ0 センサからの信号、出力回
転数を検出するＮ0 センサからの信号、自動変速機の油
温、マニュアルシフトスイッチからの信号などが入力さ
れている。

【００１２】またこの自動変速機用電子制御装置１９と
エンジン用電子制御装置１７とは、相互にデータ通信可
能に接続されており、エンジン用電子制御装置１７から
自動変速機用電子制御装置１９に対しては、１回転当た
りの吸入空気量（Ｑ／Ｎ）などの信号が送信され、また
自動変速機用電子制御装置１９からエンジン用電子制御
装置１７に対しては、各ソレノイドバルブに対する指示
信号と同等の信号および変速段を指示する信号などが送
信されている。

【００１３】すなわち自動変速機用電子制御装置１９
は、入力されたデータおよび予め記憶しているマップに
基づいて変速段やロックアップクラッチのＯＮ／ＯＦ
Ｆ、あるいはライン圧や係合圧の調圧レベルなどを判断
し、その判断結果に基づいて所定のソレノイドバルブに
指示信号を出力し、さらにフェールの判断やそれに基づ
く制御を行うようになっている。またエンジン用電子制
御装置１７は、入力されたデータに基づいて燃料噴射量
や点火時期あるいはサブスロットルバルブ１４の開度な
どを制御することに加え、自動変速機Ａでの変速時に燃
料噴射量を削減し、あるいは点火時期を変え、もしくは
サブスロットルバルブ１４の開度を絞ることにより、出
力トルクを一時的に低下させるようになっている。

【００１４】エンジントルクを低下させる制御は変速の
開始に伴って行われ、そのための変速の開始の判定は、
以下に説明するようにして実行される。図３はそのため
の制御ルーチンを示すフローチャートであり、スロット
ル開度および車速ならびに変速線図（変速マップ）に基
づいて変速が判断されると（ステップ１）、その変速を
実行するべく変速指令が出力される（ステップ２）。そ
してその変速がオンアップ（アクセルペダルを踏み込ん
で生じるアップシフト）か否かが判断され（ステップ
３）、その判断結果が“イエス”の場合には、ステップ
４に進んで出力回転数の変化量を算出する。

【００１５】具体的な一例として、サンプリング間隔を
１６msec（ミリ秒）で１２８msecの間の出力回転数の変
化量ΔＮo を１６msec毎に求める。そしてその値を異な
るなまし係数をもってなまし処理する。その式は、 Ｘi ＝Ｘi-1 ＋（ΔＮoi−Ｘi-1 ）／１６ Ｙi ＝Ｙi-1 ＋（ΔＮoi−Ｙi-1 ）／４ である。ここで、Ｘi ，Ｙi は、ｉ時点でなまし処理し
て得られる値、Ｘi-1 ，Ｙi-1 は前回のなまし処理して
得られた値、ΔＮoiはｉ時点の出力回転数変化量であっ
て図示しない他のルーチンで常時算出されている値であ
る。

【００１６】このようにして得られる値Ｘi ，Ｙi は、
出力回転数に変化がなければ等しい値になるが、出力回
転数に変化が生じれば、なまし係数が異なっていること
により異なる値になる。そこでステップ５では、これら
の値Ｘi ，Ｙi の差Ｚi を算出し、その差Ｚi が予め定
めた基準値αより大きいか否かを判断する（ステップ
６）。差Ｚi が基準値α以下であればステップ４に戻
り、基準値αを越えていれば、トルク相の開始を判定す
る（ステップ７）。ここで基準値αは、定数もしくは走
行状態を示すパラメータによって変えられる変数であ
り、したがって前記差Ｚi がこの基準値αを越えれば、
変速時の出力トルクの変動に基づく捩じり振動に起因し
て出力回転数が変化し、変速が開始したと判定すること
ができる。

【００１７】上記のようにして行われる変速開始の判定
のタイミングを図４のタイムチャートに示してある。こ
の図４において、Ｎe はエンジン回転数を示し、Ｎo は
出力回転数を示し、さらにＴo は出力トルクを示してい
る。スロットル開度の増大に伴う車速の増加によってア
ップシフトの変速指令が出力されると、変速に関与する
摩擦係合装置のトルク容量の変化によって出力トルクが
低下し始め（ｔ1 時点）、所定の摩擦係合装置が係合し
始めるとともに他の摩擦係合装置が滑り始めることによ
り出力トルクが増大し始める（ｔ2 時点）。このｔ1 時
点からｔ2 時点までがトルク相であり、またｔ2 時点以
降がイナーシャ相であって、イナーシャ相ではエンジン
回転数Ｎe が低下し始める。

【００１８】トルク相が開始すると、動力伝達系統の弾
性により動力伝達系統に捩じり振動が生じ、出力回転数
が変化する。そのために出力回転数の微小変化量をなま
し処理した前記の各値Ｘi ，Ｙi に相違が生じ、その差
Ｚi は、時間の経過とともに正負が反転するように変化
する。したがってこの差Ｚi についての判断を行う基準
値αの絶対値を微小値としておけば、実際にトルク相が
開始するとほぼ同時にこれを検出することができる。な
おエンジン回転数に基づいて変速を開始する従来の方式
では、イナーシャ相の開始した後のｔ3 時点を変速開始
と判定することになり、判定の遅れが顕著である。

【００１９】ところで図３に示すステップ３の判断結果
が“ノー”の場合には、ステップ８に進んでオンダウン
（アクセルペダルを踏み込んで生じるダウンシフト）か
否かが判断される。その判断結果が“ノー”の場合には
リターンし、“イエス”の場合には、ステップ９に進ん
で、前記ステップ４と同様な処理を行う。またステップ
１０では、ステップ５と同様に、それらの値Ｘi ，Ｙi
の差Ｚi を算出する。そしてステップ１１では、その差
Ｚi が零以上（≧０）か否かを判断する。その判断結果
が“ノー”の場合には、ステップ９に戻り、また“イエ
ス”の場合にはステップ１２に進んで一方向クラッチが
係合して変速が開始したと判定する。

【００２０】すなわち図５にオンダウン時のタイムチャ
ートを示すように、変速指令の出力の後、所定の摩擦係
合装置の解放もしくは係合に伴って出力回転数が変化す
ると、その微小変化量を異なるなまし係数をもって処理
した値Ｘi ，Ｙi の差Ｚi が正負が反転するように変化
する。この差Ｚi が負から正に変化する時点ｔ1 は、一
方向クラッチが係合することにより出力トルクが増大し
始めてなまし処理した値Ｘi ，Ｙi が等しい値になる時
点であり、したがってこの時点をもって変速開始と判定
すれば、実際の変速開始との遅れを殆ど生じることな
く、変速開始を判定することができる。

【００２１】なお、オンダウン時のＸi の値あるいはＺ
i の値は、図５に示すように、一方向クラッチの係合に
先立って極小値を示す。すなわち勾配が変化する。この
勾配の変化する時点ｔ0 は、変速指令の後でかつ一方向
クラッチが係合する以前の時点であるから、このＸi も
しくはＺi の勾配の変化の時点ｔ0 を変速開始と判定し
てもよい。このようにすれば、より早い時点で変速の開
始を検出することができる。

【００２２】またこの発明は上記の実施例に限定されな
いのであって、出力回転数の微小変化量の数的処理は、
上記の実施例で示したなまし係数以外の係数を使用した
なまし処理、あるいはそれ以外の数的な処理であっても
よい。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の変速時期検出装置によれば、変速指令後の出力トルク
の変動に起因する出力回転数の微小変化量を、異なる係
数で処理し、得られた二つの値を比較して変速の開始を
判定するから、オンアップ時のトルク相の開始やオンダ
ウン時の一方向クラッチの係合に伴う変速の開始など、
実際の変速の開始を時間的な遅れを生じることなく極め
て正確に検出することができる。したがってこの発明の
装置によれば、例えば変速時のエンジントルクの低減制
御をタイミングよく実行し、変速ショックの低減や摩擦
係合装置の耐久性の向上をより効果的に図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を機能的手段で概念的に示す図
である。

【図２】この発明の一実施例を示す制御系統図である。

【図３】この発明の装置により変速開始を判定するルー
チンを示すフローチャートである。

【図４】オンアップ時の各値の時間的変化を示すタイム
チャートである。

【図５】オンダウン時の各値の時間的変化を示すタイム
チャートである。

【符号の説明】

１ 回転部材 ２ 検出手段 ３ 数的処理手段 ４ 比較手段 ５ 変速開始判定手段 Ａ 自動変速機

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野崎 芳信 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 濱島 徹郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速指令の出力後に所定の回転部材の回
   転数の変化に基づいて変速の開始を検出する自動変速機
   の変速時期検出装置において、 前記自動変速機の出力回転数の変化量を求める検出手段
   と、その出力回転数の変化量に係数の異なる数的処理を
   行って二つの処理値を求める数的処理手段と、これらの
   処理値を比較する比較手段と、その比較結果に基づいて
   変速の開始を判定する変速開始判定手段とを備えている
   ことを特徴とする自動変速機の変速時期検出装置。