JPH11291794A

JPH11291794A - 自動変速機の制御装置及び制御方法

Info

Publication number: JPH11291794A
Application number: JP10100806A
Authority: JP
Inventors: Toshimichi Minowa; 利通箕輪; Tatsuya Ochi; 辰哉越智
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-04-13
Filing date: 1998-04-13
Publication date: 1999-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】前記エンジントルク上昇に伴う前記入力軸回転
数の変化と前記解放側クラッチ解放に伴う前記入力軸回
転数の変化とを識別し、前記解放側クラッチの作用油圧
を正確に制御して良好な変速特性を得る。【解決手段】変速信号が発生した後、変速機出力軸の回
転数と変速機入力軸の回転数とから求められる変速機の
出力軸回転比が出力軸回転比の目標値に追従するよう
に、係合装置に作用する油圧を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車の自動変速
機における変速の際の油圧および出力軸トルクを制御す
る装置に関し、特に自動変速機のクラッチ等の摩擦係合
装置の作用油圧を直接制御して、クラッチの解放，係合
を実行するとともに出力軸トルクを制御する自動変速機
の制御装置及び制御方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電気的にクラッチ作用油圧を制御しクラ
ッチの解放，係合を実行する公知例として特開昭63−26
3248号公報に記載されたものがある。この公報には、シ
フトアップ時の解放側クラッチの作用油圧を制御する
際、変速機の入力軸回転数（変速機の入力軸にトルクコ
ンバータが接続されている場合は、トルクコンバータの
タービン回転数と同じ値となる。）を用い、この入力軸
回転数が予め設定された前記入力軸回転数の目標値に追
従するよう制御する方式が記載されている。

【０００３】一方、自動変速機の小型，軽量化及び制御
性能向上の面からワンウェイクラッチを採用せずに電気
的にクラッチ作用油圧を直接制御して、クラッチの解
放，係合を実行する変速機制御システムの確立が重要と
なってきている。前記システムでは、変速開始の指令信
号が発生してから実際に変速するまでのクラッチ作用油
圧を精度良く制御することが不可欠である。しかし、実
際の車両では、大量生産に伴う変速機毎の機差，経年変
化によるクラッチの摩耗及び油温変化に伴うクラッチ作
用油圧の変化などに応じたマッチングが必要となり多く
の工数を要していた。よって、何らかのセンサ信号を用
いてクラッチ作用油圧の変化状態を検知し、この検知結
果に基づいてフィードバック制御することが不可欠とな
る。しかし、１つの回転数のみを用いて前記フィードバ
ック制御を実行した場合は、アクセルペダル踏み込によ
るエンジントルク上昇に伴う前記入力軸回転数の変化と
前記解放側クラッチ解放に伴う前記入力軸回転数の変化
との区別がつかず、前記作用油圧制御の制御性悪化によ
る変速ショック増大が避けられない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術によれ
ば、前記解放側クラッチの作用油圧を前記変速機入力軸
回転数のフィードバックによって制御するため、フィー
ドバック制御時にアクセルペダルの踏み込みによるエン
ジントルクの上昇に伴う前記入力軸回転数の変化と、前
記解放側クラッチ解放に伴う前記入力軸回転数の変化と
の区別がつかず、前記作用油圧制御の制御性が悪化する
といった問題点が生じる。よって、変速時の解放側クラ
ッチの解放タイミングのずれによる変速ショックの増大
が避けられない。

【０００５】本発明は、前記エンジントルク上昇に伴う
前記入力軸回転数の変化と前記解放側クラッチ解放に伴
う前記入力軸回転数の変化とを識別し、前記解放側クラ
ッチの作用油圧を正確に制御して良好な変速特性を得る
ことを目的とする。

【０００６】そして、係合側クラッチの係合状態に応じ
て変化する前記入力軸回転数の変化に基づいて解放側ク
ラッチの作用油圧がフィードバック制御されるため、安
定した解放側クラッチ制御ができるようになる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンに連結された自動変速機の摩擦
係合装置を係合解放させることにより変速を実行する際
に、前記摩擦係合装置に作用する油圧を調圧しかつその
調圧特性を変化させる調圧指令発生手段を備えた自動変
速機の制御装置において、変速機出力軸の回転数を検出
する変速機出力軸回転数検出手段と、変速機入力軸の回
転数を検出する変速機入力軸回転数検出手段と、前記２
つの回転数検出手段により得られた回転数を用いて前記
自動変速機の実際の出力軸回転比を演算する出力軸回転
比演算手段と、前記出力軸回転比の目標値を設定する目
標出力軸回転比設定手段と、前記出力軸回転比の目標値
に前記出力軸回転比演算手段で演算された前記実際の出
力軸回転比が追従するように、前記自動変速機の出力軸
トルクを変更するトルク制御手段とから構成されるもの
である。

【０００８】

【発明の実施の形態】（実施例）以下、本発明の実施例
を図面に基づき詳細に説明する。

【０００９】図１は本発明の実施例の制御対象の構成
図、図２は本発明による制御の詳細ブロック図である。
図１において、エンジン１は、本実施例においては４気
筒エンジンである。このエンジン１には、点火装置２が
設けられている。点火装置２は、エンジン１の気筒数に
対応して４つの点火プラグ３を有している。エンジン１
に空気を取り込むための吸気管４には、ここを通る空気
の流量を調節する電子制御スロットル５，燃料を噴射す
る燃料噴射装置６および空気流量計７などの吸入空気量
検出手段が設けられている。燃料噴射装置６は、エンジ
ン１の気筒数に対応して４つの燃料噴射弁８を有してい
る。また、前記燃料噴射弁８はエンジン１内のシリンダ
（図示しない）に直接吹き込んでも良い。電子制御スロ
ットル５とは、アクチュエータ９でスロットルバルブ１
０を駆動し空気流量を制御するものである。また、通常
の自動車ではスロットルバルブ１０とアクセルペダル
（図示されていない）が機械式ワイヤ(図示されていな
い)で連結されており、一体一で動作する。

【００１０】エンジン１のクランク軸１１にはフライホ
イール１２が取り付けられている。フライホイール１２
には、クランク軸１１の回転数、すなわちエンジン回転
数Ｎｅを検出するエンジン回転数検出手段１３が取り付
けられている。このフライホイール１２と直結されてい
るトルクコンバータ１４は、ポンプ１５，タービン１６
及びステータ１７からなっている。タービン１６の出力
軸、つまり変速機入力軸１８は、有段式変速機１９と直
結されている。ここでは、２つの摩擦係合装置２２，２
３を係合，解放することにより変速が実行される、いわ
ゆるクラッチ・ツウ・クラッチの有段式変速機１９を例
として説明する。

【００１１】変速機入力軸１８には、変速機入力軸回転
数（タービン回転数）Ｎｔを測定する変速機入力軸回転
数検出手段２０が取り付けられている。有段式変速機１
９は、遊星歯車２１，摩擦係合装置２２，２３から構成
され、上記摩擦係合装置２２，２３を係合，解放するこ
とにより遊星歯車２１の歯車比が変化して変速が実行さ
れる。これら摩擦係合装置２２，２３は、それぞれスプ
ール弁２６，２７および調圧装置であるリニアソレノイ
ド２８，２９により制御される。また、有段式変速機１
９は出力軸２４と連結されており、出力軸２４の回転数
を検出する変速機出力軸回転数検出手段２５が取り付け
られている。これらの部品で自動変速機３０が構成され
ている。

【００１２】以上説明したエンジン１および自動変速機
３０の駆動のためのアクチュエータは、制御コントロー
ラ３１により制御される。制御コントローラ３１には、
スロットル開度θ，変速機入力軸回転数Ｎｔ，エンジン
回転数Ｎｅ，変速機出力軸回転数Ｎｏ，変速機油温Ｔoi
l ，アクセルペダル踏み込み量α，加速度センサ信号Ｇ
等が入力され制御に用いられる。制御コントローラ３１
内の目標エンジントルク演算手段３２は、電子制御スロ
ットル５，燃料噴射装置６および点火装置２への制御信
号が出力される。

【００１３】次に、図１，図２に記載した制御ブロック
図の内容について図３，図４を用いて説明する。図３
は、本発明を用いた場合の２速−３速変速特性のタイム
チャート、図４は解放側初期油圧指令値の特性図であ
る。

【００１４】ここでは、解放側クラッチの作用油圧の制
御方法について記述する。図１中の制御コントローラ３
１内では、まず、前記入力軸回転数Ｎｔと前記出力軸回
転数Ｎｏが回転比演算手段３３に入力され、有段式変速
機１９の回転比ｇｒ、いわゆるギア比が演算される。ま
た、前記入力軸回転数Ｎｔ，前記エンジン回転数Ｎｅ及
び制御コントローラ３１のトルクコンバータ特性記憶手
段３４に記憶されたトルクコンバータ特性，慣性モーメ
ント記憶手段３５に記憶されたエンジン側慣性モーメン
トが入力軸トルク演算手段３６に入力され、有段式変速
機１９の入力軸トルクＴｔが演算される。一般的にこの
入力軸トルクは（１）式により求まる。Ｔｔ＝ｔ(Ｎｔ／Ｎｅ)×{ｃ(Ｎｔ／Ｎｅ)×Ｎｅ−Ｉ×ｄＮｅ／ｄｔ}…(１) ｔ：トルクコンバータトルク比（Ｎｔ／Ｎｅの関数）ｃ：トルクコンバータポンプ容量係数（Ｎｔ／Ｎｅの関
数）Ｉ：エンジン慣性モーメント前記入力軸回転数Ｎｔ，前記回転比ｇｒ，前記入力軸ト
ルクＴｔ及び変速指令信号発生手段３７からの指令信号
Ｓｓが初期油圧指令値記憶手段３８に入力され、目標の
油圧指令値Ｐｔが演算される。このＰｔは図４に示す解
放側初期油圧指令値のテーブルにより求められる。ある
いは、関数式（２)，(３）を用いることもできる。

【００１５】Ｉｔ×ｄＮｔ／ｄｔ＋Ｃｄ×Ｎｔ＝Ｔｔ−Ｔｃ …(２) Ｔｃ＝μ×Ｒ×Ｎ×(Ａ×Ｐｔ−Ｆ) …(３) Ｉｔ：エンジン，トルクコンバータ慣性モーメントＣｄ：粘性抵抗係数Ｔｃ：クラッチトルク μ ：クラッチ摩擦係数Ｒ：クラッチ有効半径Ｎ：クラッチ枚数Ａ：クラッチピストン受圧面積Ｆ：クラッチ反力上記２つの式から変速前の目標油圧指令値Ｐｔは、前記
入力軸回転数Ｎｔ変化がほとんど発生しないため慣性項
が削除され、図４の横軸Ｔｔ−ｋ１×Ｎｔの関数で表す
ことができる。よって、上記２つの式の変速機特性（Ｉ
ｔ，Ｃｄなど）を予め取得し、記憶しておくことにより
テーブルを用いることなくＰｔが求まる。これが図３中
の油圧安定域の制御であり、図２に示した油圧安定時期
演算手段３９から一定のタイマ値が前記初期油圧指令値
記憶手段３８に入力され、前記タイマ値の期間、図４の
関数式に応じてＰｔが演算される。つまり、前記安定域
の解放側油圧指令値が初期油圧指令値である。これによ
り、前記安定域の期間にアクセルペダルが踏み込まれて
も入力軸トルクＴｔ及び入力軸回転数Ｎｔに応じて作用
油圧が制御されるため、安定したクラッチ作用油圧によ
るトルク特性が得られる。

【００１６】次に、前記変速機が大量生産などにより機
差が生じた場合の対処方法を説明する。これは、図３に
示す解放確認域から油圧保持書換域までの期間である。
つまり、前記初期油圧指令値は、あくまでも１つの変速
機について求めた特性であり、生産ばらつきなどによる
油圧ばらつきのある変速機では変速特性が合わなくな
る。例えば、図３に記載したように前記初期油圧指令値
に対し実際の油圧が低下していた場合、解放側クラッチ
が早期に解放されるため、１速側に変速しエンジン側回
転数上昇に伴うトルク低下のショックが発生（破線で表
示）する。

【００１７】また、前記初期油圧指令値に対し実際の油
圧が大きい場合、解放側油圧の解放指令発生（図３中の
黒丸で示した時期で発生）に対し、実際の油圧変化遅れ
に伴うクラッチ解放遅れが生じ、４速側変速に伴うイナ
ーシャ相初期のトルク低下ショックが発生（破線で表
示）する。よって、車両が作られた後の初期走行時に何
らかの信号を用いて解放側クラッチの解放ぎりぎりの油
圧を決定する必要がある。

【００１８】まず、前記確認域は、意図的に前記クラッ
チを解放する期間であり、図２に記載した所定値記憶手
段４０に記憶された所定値を図１及び図２に記載した補
正油圧指令値演算手段４１に入力し、前記初期油圧指令
値記憶手段３８で求まった目標油圧指令値の補正量を演
算する。ここでは、基本的に前記目標油圧指令値を徐々
に減少させ、前記解放側クラッチを解放するように制御
する。

【００１９】しかし、前記所定値が大き過ぎると前記ク
ラッチの解放が急激に実行され、後述のフィードバック
制御に悪影響を及ぼす。よって、なるべく短い時間、且
つフィードバック制御開始時のトルク変動の少ない前記
所定値を予めマッチングにより求め、前記所定値記憶手
段４０に記憶しておく。

【００２０】次に、フィードバック域では、図１及び図
２に示した目標回転比設定手段４２に記憶された前記有
段式変速機１９の目標回転比と前記回転比演算手段３３
で求めた実際の回転比とに偏差が生じた場合に、クラッ
チ作用油圧のフィードバック制御が開始される。前記目
標回転比は、前記変速指令信号発生手段３７で得られた
変速の種類毎に選択され、且つ前記変速指令信号が発生
した時期に設定され、前記補正油圧指令値演算手段４１
に入力される。そして、前記フィードバック制御での前
記偏差がゼロあるいは所定値になった時に前記フィード
バック制御を終了し、その時の目標油圧指令値（Ｐｔ＋
ΔＰ）を書換可能なメモリに記憶しておく。そして、次
回の演算のときの目標油圧指令値には、今回、前記書換
可能なメモリに記憶された（Ｐｔ＋ΔＰ）を用いる。

【００２１】また、油圧応答遅れが懸念される自動変速
機では、前記応答遅れに伴うトルク変動を防止するた
め、フェールセイフとしてトルク制御応答性の高い点火
時期のフィードバック制御を併用する必要がある。これ
は、図２の前記目標エンジントルク演算手段３２の説明
で記載したとおりである。点火時期制御の方法に関して
は、一般的に用いられているものであり、基本燃料噴射
幅演算手段４３から駆動回路の処理４７については説明
を省略する。但し、空燃比が大きい、いわゆるリーンバ
ーンエンジンで点火時期リタード制御を実行すると失火
が生じ、目的とする前記トルク変動抑制が困難であるの
で、燃料量制御，空燃比制御、あるいは空気量制御によ
る前記フェールセイフを実行する必要がある。

【００２２】次に、図３に記載した油圧保持書換域で、
上記フィードバック域終了時に前記メモリに記憶された
前記目標油圧指令値を保持する。この値が解放側クラッ
チが解放しないぎりぎりの油圧指令値であり、この値に
応じて図２に示した初期油圧書換手段４８により前記初
期油圧指令値記憶手段３８の初期油圧指令値を書き換え
る。この場合、前記補正油圧指令値演算手段４１で求め
られた補正油圧指令値を前記メモリに記憶しておき、前
記メモリ内の前記補正油圧指令値のみを書き換えること
も可能である。

【００２３】その後、図３の変速機出力軸トルクが低下
する黒丸で示した時期、つまり締結側クラッチの締結開
始時期を認識して解放側クラッチの目標油圧指令値をス
テップ的に低下させ、前記解放側クラッチの解放を実行
する。

【００２４】上記の目標油圧指令値は、それぞれ図１及
び図２に記載した調圧指令発生手段４９に入力され、前
記リニアソレノイド２８，２９を駆動する信号に変換さ
れ出力される。

【００２５】図５はトルク変動抑制制御のタイムチャー
トである。ここでは、前記変速機大量生産時の機差によ
りクラッチ解放が早期に発生した場合の対処法について
説明する。

【００２６】図５において、変速指令信号の変化と同時
に解放側油圧指令値が前記初期油圧指令値が予め記憶さ
れた値に設定され、解放しないぎりぎりの油圧に設定さ
れる。ところが、クラッチの摩擦係数が機差により異な
り前記予め記憶された油圧指令値では油圧が低過ぎる場
合は、解放側クラッチが解放され変速機入出力軸回転比
が大きくなるといった問題が発生する。これにより、エ
ンジン回転数が上昇しエンジンイナーシャ分のトルク変
動が発生する。これは、運転者に不快感を与えるばかり
でなく、クラッチの破損にもつながる。

【００２７】そこで、前記変速指令信号発生後は、回転
比フィードバックによる点火時期制御を実行し前記トル
ク変動を抑制するようにした。ここでは、制御応答性の
点から点火時期制御を実行したが応答性が確保できれ
ば、変速機のクラッチ油圧制御，エンジンの空気量制御
及び燃料量制御（含む気筒燃料カット制御）などを適用
することもできる。これらの全て制御手段は変速機の出
力軸トルクに関与するものであり、要求（応答性，排気
への影響など）に応じて選択される。これらの制御は、
図２の前記回転比演算手段３３、前記目標回転比設定手
段４２，前記補正点火時期演算手段４５により達成でき
る。

【００２８】図６は図４と同じく解放側油圧指令値の特
性図であり、点火時期制御による油圧学習制御の概要を
示す。ここでは、図５で説明した点火時期制御を用いて
解放側初期油圧指令値を学習する手法について説明す
る。図５において、クラッチの機差が大きい場合は、前
記回転比の変化状態が大きくなる。よって、点火時期の
制御量も大きくなる。そこで、この補正点火時期の量を
用いて前記油圧指令値を補正することが可能になる。つ
まり、点火時期制御が実行された場合は、図６に示した
予め記憶した前記初期油圧指令値Ｐｔに、補正点火時期
Δａｄｖの関数ｆから求まる補正油圧を加えることによ
り、前記油圧指令値の学習制御が実現できる。

【００２９】すなわち、フィードバック制御での前記偏
差がゼロあるいは所定値になった時に前記フィードバッ
ク制御を終了し、その時の目標油圧指令値（Ｐｔ＋ｆ
(Δａｄｖ)）を書換可能なメモリに記憶しておく。そし
て、次回の演算のときの目標油圧指令値には、今回、前
記書換可能なメモリに記憶された（Ｐｔ＋ｆ(Δａｄ
ｖ)）を用いる。

【００３０】これらの制御は、図２に示した前記補正点
火時期演算手段４５，前記初期油圧書き換え手段４８及
び前記初期油圧指令値記憶手段３８により達成できる。

【００３１】以上の結果、電気的にクラッチ作用油圧を
直接制御しクラッチの解放，係合を実行する変速機制御
装置において、解放側クラッチの初期作用油圧をアクセ
ルペダル踏み込みによるエンジントルク上昇が発生した
場合でも解放しないぎりぎりの油圧に設定することがで
きるため、変速初期の変速特性を良好にすることができ
る。

【００３２】そして、変速機クラッチの生産時ばらつき
によるトルク変動抑制と適切な前記解放側クラッチの初
期油圧設定が可能になり、ワンウェイクラッチを用いな
い自動変速機で良好な変速特性が得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、前
記エンジントルク上昇に伴う前記入力軸回転数の変化と
前記解放側クラッチ解放に伴う前記入力軸回転数の変化
とを識別し、前記解放側クラッチの作用油圧を正確に制
御して良好な変速特性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の制御対象の構成図。

【図２】本発明による制御の詳細ブロック図。

【図３】２速−３速変速特性のタイムチャート。

【図４】解放側油圧指令値の特性図。

【図５】トルク変動抑制制御のタイムチャート。

【図６】解放側油圧指令値の特性図。

【符号の説明】

１…エンジン、１９…有段式変速機、２２，２３…摩擦
係合装置、２８…リニアソレノイド、３０…自動変速
機、３１…制御コントローラ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｈ 61/02 Ｆ１６Ｈ 61/04 61/04 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ // Ｆ１６Ｈ 59:40 59:42 63:40

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンに連結された自動変速機の摩擦係
合装置を係合解放させることにより変速を実行する際
に、前記摩擦係合装置に作用する油圧を調圧しかつその
調圧特性を変化させる調圧指令発生手段を備えた自動変
速機の制御装置において、変速機出力軸の回転数を検出する変速機出力軸回転数検
出手段と、変速機入力軸の回転数を検出する変速機入力軸回転数検
出手段と、前記２つの回転数検出手段により得られた回転数を用い
て前記自動変速機の実際の出力軸回転比を演算する出力
軸回転比演算手段と、前記出力軸回転比の目標値を設定する目標出力軸回転比
設定手段と、前記出力軸回転比の目標値に前記出力軸回転比演算手段
で演算された前記実際の出力軸回転比が追従するよう
に、前記自動変速機の出力軸トルクを変更するトルク制
御手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装
置。
【請求項２】請求項１の記載において、前記トルク制御
手段は、前記変速を実行させる指令信号が発生した後
に、前記自動変速機の出力軸トルクを変更することを特
徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】請求項１の記載において、前記調圧指令発
生手段は、前記トルク制御手段で実行される前記自動変
速機の出力軸トルクの変更の変更前の値と変更後の値と
の偏差に応じて、調圧される前記油圧の調圧目標値を変
更することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項４】請求項１の記載において、前記トルク制御
手段は前記エンジンの点火時期制御装置，吸入空気量制
御装置，燃料供給量制御装置の少なくともいずれかであ
ることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項５】エンジンに連結された自動変速機の摩擦係
合装置を係合解放させることにより変速を実行する際
に、前記摩擦係合装置に作用する油圧を調圧しかつその
調圧特性を変化させる調圧指令発生装置を備えた自動変
速機の制御方法において、変速機出力軸の回転数を検出し、変速機入力軸の回転数を検出し、前記２つの回転数を用いて前記自動変速機の実際の出力
軸回転比を演算し、前記出力軸回転比の目標値を記憶し、記憶された前記出力軸回転比の目標値に演算された前記
実際の出力軸回転比が追従するよう前記自動変速機の出
力軸トルクを変更することを特徴とする自動変速機の制
御方法。
【請求項６】請求項５の記載において、前記変速を実行
させる指令信号が発生した後に、前記自動変速機の出力
軸トルクを変更することを特徴とする自動変速機の制御
方法。
【請求項７】請求項５の記載において、前記調圧指令発
生手段は、前記自動変速機の出力軸トルクの変更の変更
前の値と変更後の値との偏差に応じて、調圧される前記
油圧の調圧目標値を変更することを特徴とする自動変速
機の制御方法。
【請求項８】請求項５の記載において、前記エンジンの
点火時期の変更，吸入空気量の変更，燃料供給量の変更
の少なくともいずれかによって前記自動変速機の出力軸
トルクを変更することを特徴とする自動変速機の制御方
法。