WO2014050727A1 - 自動変速機及びその制御方法 - Google Patents

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WO2014050727A1
WO2014050727A1 PCT/JP2013/075439 JP2013075439W WO2014050727A1 WO 2014050727 A1 WO2014050727 A1 WO 2014050727A1 JP 2013075439 W JP2013075439 W JP 2013075439W WO 2014050727 A1 WO2014050727 A1 WO 2014050727A1
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pressure
supplied
side oil
oil chamber
forward clutch
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裕介 中野
小林 克也
考司 松本
知正 池田
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ジヤトコ株式会社
日産自動車株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an automatic transmission and its control method.
  • JP7-12221A connects two members that are arranged coaxially as clutches and brakes of an automatic transmission (both are rotating elements in the case of a clutch, one is a rotating element and the other is a non-rotating element in the case of a brake).
  • a friction element operated by hydraulic pressure is used.
  • a friction element for example, a plurality of friction plates are attached to two members so as to be slidable in the axial direction, and the friction plates of the two members are alternately arranged.
  • the friction plates of the two members are pressed against each other by the hydraulic piston, the two members are connected via the friction plate.
  • the friction element for example, the clutch is fastened in a short time and that the fastening shock generated at the time of fastening is small.
  • the present invention has been invented to solve such problems, and has an object to prevent sudden engagement of the clutch while suppressing the engagement shock while shortening the engagement time of the clutch.
  • An automatic transmission according to an aspect of the present invention is disposed in a power transmission path, and is fastened when an ON pressure is supplied to a fastening side oil chamber, and the lock mechanism is in a locked state, and when the lock mechanism is in a locked state, the fastening side oil Even if the oil pressure in the chamber is lowered, the engaged state is maintained, and when the lock mechanism is in the locked state, when the OFF pressure is supplied to the release-side oil chamber, the lock mechanism is unlocked and released, and the ON pressure is engaged.
  • An OFF pressure control unit that supplies an OFF pressure to the release-side oil chamber when the friction element is fastened by supplying to the side oil chamber.
  • An automatic transmission control method is arranged in a power transmission path, and when the ON pressure is supplied to the engagement side oil chamber, the lock mechanism is locked and the lock mechanism is locked. In this case, the engagement state is maintained even if the hydraulic pressure of the engagement side oil chamber is lowered, and the lock mechanism is unlocked and released when OFF pressure is supplied to the release side oil chamber when the lock mechanism is in the lock state.
  • this automatic transmission control method for controlling an automatic transmission when an ON pressure is supplied to a fastening side oil chamber and a friction element is fastened, an OFF pressure is supplied to the release side oil chamber.
  • the friction element when the friction element is fastened, for example, even when the rising gradient of the ON pressure is increased and the overshoot amount is increased, the friction element is suddenly supplied by supplying the OFF pressure to the release-side oil chamber.
  • the fastening can be prevented, and the fastening shock can be suppressed while shortening the fastening time of the friction element.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the forward clutch and the clutch operation pack according to the present embodiment.
  • FIG. 3 is a flowchart for explaining the fastening control of the present embodiment.
  • FIG. 1 shows a schematic configuration of a vehicle provided with an automatic transmission according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle includes an engine 1, a torque converter 2, and a transmission 3.
  • the output rotation of the engine 1 is transmitted to driving wheels (not shown) via the torque converter 2, the transmission 3, and a differential gear unit (not shown).
  • the transmission 3 is a stepped or continuously variable automatic transmission.
  • the transmission 3 includes a reverse brake 4 and a forward clutch 5.
  • the transmission 3 inverts and outputs the rotation of the engine 1 when the reverse brake 4 is engaged, and outputs the rotation of the engine 1 while maintaining the rotation direction when the forward clutch 5 is engaged.
  • the reverse brake 4 is a conventional friction element that is fastened by supplying a fastening pressure and needs to continue to be supplied in order to maintain a fastened state. In order to release the reverse brake 4, the supply of the fastening pressure may be stopped.
  • the forward clutch 5 is a friction element including a lock mechanism BL as will be described later. If ON pressure is supplied to the forward clutch 5 and the lock mechanism BL is in the locked state, the forward clutch 5 can maintain the engaged state even if the supply of the ON pressure is stopped. In order to release the forward clutch 5, it is only necessary to supply OFF pressure to the forward clutch 5 and to release the lock mechanism BL. Once the lock mechanism BL is released, the forward clutch 5 is forwarded even if the supply of OFF pressure is stopped. The clutch 5 can maintain the released state.
  • the configuration of the forward clutch 5 will be described in detail later.
  • the hydraulic control circuit 7 includes a regulator valve that regulates the hydraulic pressure from the hydraulic pump 8 driven by the engine 1 to the line pressure, and a friction element (the transmission 3 is a continuously variable transmission) including the forward clutch 5 using the line pressure as a source pressure.
  • a solenoid valve that regulates the hydraulic pressure supplied to the continuously variable transmission mechanism
  • an oil passage that connects the hydraulic pump 8, each valve, and each friction element are provided.
  • the transmission controller 9 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input / output interface, and the like.
  • the transmission controller 9 determines the traveling state of the vehicle based on various signals input from various sensors and the engine controller, and shift stages (shifts) suitable for the traveling state.
  • a command is output to the hydraulic control circuit 7 so that the gear ratio) is realized.
  • the transmission controller 9 includes a rotation speed sensor 101 that detects a rotation speed Ne of the engine 1, a rotation speed sensor 102 that detects an input rotation speed of the transmission 3, and a rotation speed sensor 103 that detects an output rotation speed of the transmission 3. , A mode detection switch 104 for detecting the mode of the transmission 3 selected by the select switch 11, an accelerator opening sensor 105 for detecting an operation amount of an accelerator pedal (hereinafter referred to as “accelerator opening APO”), a brake Signals from a brake switch 106 that detects ON / OFF, a hydraulic sensor 107 that detects the actual pressure of the ON pressure supplied to the ON pressure piston chamber 62, and the like are input.
  • the select switch 11 is a lever type or a button type, and by operating the lever or button, the mode of the transmission 3 includes a parking mode (hereinafter referred to as “P mode”), a reverse mode (hereinafter referred to as “R mode”). ), Neutral mode (hereinafter referred to as “N mode”), and drive mode (hereinafter referred to as “D mode”).
  • P mode parking mode
  • R mode reverse mode
  • N mode Neutral mode
  • D mode drive mode
  • the transmission controller 9 engages or disengages the reverse brake 4 and the forward clutch 5 according to the mode selected by the select switch 11. Specifically, in the D mode, the reverse brake 4 is released and the forward clutch 5 is engaged. In the R mode, the reverse brake 4 is engaged and the forward clutch 5 is released. In the P mode and the N mode, the reverse brake 4 and the forward clutch 5 are released.
  • FIG. 2 shows a cross section of the forward clutch 5 and the clutch operation pack 6 for operating the forward clutch 5. Each configuration will be described below.
  • the forward clutch 5 includes a clutch drum 51, a clutch hub 52, a driven plate 53, a drive plate 54, and a retainer plate 55.
  • the clutch drum 51 and the clutch hub 52 are arranged coaxially.
  • the clutch drum 51 is connected to a rotating element (shaft, gear, etc.) not shown.
  • the clutch hub 52 is connected to another rotating element (shaft, gear, etc.) not shown.
  • the driven plate 53 is attached to the clutch drum 51 so as to be slidable in the axial direction by spline coupling.
  • a drive plate 54 is attached to the clutch hub 52 so as to be slidable in the axial direction by spline coupling.
  • the four driven plates 53 and the four drive plates 54 are alternately arranged, and clutch facings are attached to the friction surfaces on both sides of the drive plate 54.
  • the clutch drum 51 transmits the rotation input from the rotating element connected to the clutch drum 51 to the clutch hub 52 via the driven plate 53 and the drive plate 54.
  • the retainer plate 55 is interposed between a drive plate 54 disposed at the end opposite to the hydraulic piston 61 and a snap ring 64 fixed in a groove on the inner periphery of the clutch drum 51.
  • One surface of the retainer plate 55 is a friction surface.
  • the retainer plate 55 is thicker in the axial direction than the driven plate 53, and prevents the driven plate 53 and the drive plate 54 from falling over.
  • the clutch operation pack 6 includes a hydraulic piston 61, an ON pressure piston chamber 62, an OFF pressure piston chamber 63, a snap ring 64, a diaphragm spring 65, a partition plate 66, and a lock mechanism BL.
  • the hydraulic piston 61 is arranged so as to be axially displaceable with respect to the forward clutch 5.
  • One surface of the hydraulic piston 61 is an ON pressure receiving surface 61a, and the other surface is an OFF pressure receiving surface 61b.
  • the ON pressure piston chamber 62 is defined between the clutch drum 51 and the hydraulic piston 61 in order to apply an ON pressure to the ON pressure receiving surface 61 a of the hydraulic piston 61.
  • the OFF pressure piston chamber 63 is defined between the partition plate 66 fixed to the clutch drum 51 and the hydraulic piston 61 in order to apply an OFF pressure to the OFF pressure receiving surface 61 b of the hydraulic piston 61.
  • the snap ring 64 is disposed at a position opposite to the hydraulic piston 61 with the forward clutch 5 interposed therebetween, and supports the forward clutch 5 in the axial direction.
  • the diaphragm spring 65 is interposed between the clutch side end surface 61 c of the hydraulic piston 61 and the piston side end surface 5 a of the forward clutch 5.
  • Two diaphragm springs 65 are arranged in the axial direction so as to apply a fastening force to the forward clutch 5 when the hydraulic piston 61 is moved in the fastening direction toward the snap ring 64.
  • the lock mechanism BL is built in the clutch drum 51, and includes a hydraulic piston 61, a ball holding piston 67, and a ball 68.
  • the hydraulic piston 61 is arranged so as to be axially displaceable with respect to the forward clutch 5.
  • the hydraulic piston 61 is provided with a storage portion 61d and a tapered surface 61e.
  • the storage portion 61d stores the ball 68 when the movement of the hydraulic piston 61 in the release direction is restricted.
  • the tapered surface 61e is formed continuously with the storage portion 61d, and pushes the ball 68 inward when the hydraulic piston 61 strokes in the release direction.
  • the ball holding piston 67 is disposed in a cylindrical space defined by an inner peripheral cylindrical portion 51 a of the clutch drum 51 that covers the hydraulic piston 61 and a partition cylindrical wall portion 51 b that protrudes axially from the clutch drum 51.
  • the ball holding piston 67 moves in the axial direction when an ON pressure or an OFF pressure is applied.
  • a seal ring 84 seals between the outer peripheral surface of the ball holding piston 67 and the partition cylindrical wall portion 51b, and a seal ring 85 seals between the inner peripheral surface of the ball holding piston 67 and the inner peripheral cylindrical portion 51a.
  • a seal ring 86 seals between the inner peripheral surface of the piston 61 and the partition cylindrical wall 51b.
  • the ON pressure port 51d and the ON pressure piston chamber 62 opened in the clutch drum 51 are composed of an ON pressure communication groove 67a formed in the ball holding piston 67, and an ON pressure communication hole 51e opened in the partition cylindrical wall 51b. It is communicated via.
  • the OFF pressure port 51f and the OFF pressure piston chamber 63 opened in the clutch drum 51 are formed between the OFF pressure communication groove 67b formed in the ball holding piston 67, the end of the partition cylindrical wall 51b, and the partition plate 66. Are communicated with each other through an OFF pressure communication gap.
  • the ball holding piston 67 is provided with a storage portion 67c, a tapered surface 67d, and a lock surface 67e.
  • the storage portion 67c stores the ball 68 when the hydraulic piston 61 is allowed to move in the release direction.
  • the taper surface 67d and the lock surface 67e are formed continuously with the storage portion 67c.
  • the ball 68 is provided in a ball hole 51c opened in the partition cylindrical wall 51b.
  • the ball 68 receives force from the tapered surfaces 61e and 67d of the pistons 61 and 67 as the hydraulic piston 61 and the ball holding piston 67 are moved in the axial direction by the action of the ON pressure or the OFF pressure. Move in the radial direction.
  • the hydraulic piston 61 moves in the fastening direction approaching the forward clutch 5, and the forward clutch 5 is moved by the urging force of the diaphragm spring 65 that is compressed. It will be in a fastening state.
  • the hydraulic piston 61 moves in the fastening direction
  • the ball 68 moves in the outer diameter direction due to the centrifugal force and hydraulic pressure caused by the rotation, and the ball 68 is stored in the storage portion 61d.
  • the ball holding piston 67 moves in the axial direction (direction toward the forward clutch 5) with the ON pressure action on the ball holding piston 67, and the ball 68 held in the storage portion 67c is held by the lock surface 67e.
  • the ON pressure is supplied to the ON pressure piston chamber 62 only during the engagement operation, and the ON pressure supply for maintaining the engaged state of the forward clutch 5 is not necessary.
  • the lower limit value of the ON pressure that can bring the lock mechanism BL into the locked state is called a lock pressure, and is determined based on the spring constant of the diaphragm spring 65, the area of the ON pressure receiving surface 61a of the hydraulic piston 61, and the like.
  • the forward clutch 5 restricts the hydraulic pressure supplied to the hydraulic piston 61 to a hydraulic pressure lower than the ON pressure (hydraulic pressure lower than the lock pressure), so that the forward clutch 5 is not locked. Can be brought into a fastening state.
  • the lock mechanism BL since the movement of the hydraulic piston 61 in the releasing direction cannot be restricted by the lock mechanism BL, it is necessary to continue supplying the limited hydraulic pressure to the hydraulic piston 61 in order to maintain the forward clutch 5 in the engaged state. is there.
  • the control of the transmission controller 9 that places the lock mechanism BL in the locked state by supplying and discharging the ON pressure and thereby maintains the forward clutch 5 in the engaged state is referred to as normal engagement control.
  • the control of the transmission controller 9 that keeps supplying the limited hydraulic pressure lower than the ON pressure and maintains the forward clutch 5 in the engaged state without bringing the lock mechanism BL into the locked state is the garage shift engagement control. Call.
  • the transmission controller 9 selects the normal engagement control or the garage shift engagement control depending on whether the operation of the select switch 11 is a garage shift, and performs the selected control. Execute.
  • the ball holding piston 67 moves from the holding position of the ball 68 by the lock surface 67e to the holding release position in the axial direction ( Move in the direction away from the forward clutch 5).
  • a force obtained by combining the force of the OFF pressure and the reaction force of the fastening force of the diaphragm spring 65 acts on the hydraulic piston 61, and the hydraulic piston 61 strokes in the return direction and pushes the ball 68 back in the unlocking direction.
  • the lock mechanism BL is unlocked.
  • the control of the transmission controller 9 that realizes the supply and discharge of the OFF pressure is called release control, and the transmission controller 9 executes release control when a mode other than the D mode is selected by the select switch 11.
  • step S100 the transmission controller 9 determines whether the select switch 11 has been changed from the mode other than the D mode to the D mode based on the signal from the mode detection switch 104. The process proceeds to step S101 when the mode other than the D mode is changed to the D mode, and ends when the mode is not changed from the mode other than the D mode to the D mode.
  • step S101 the transmission controller 9 outputs the ON pressure command pressure to the hydraulic pressure control circuit 7 and supplies the ON pressure to the ON pressure piston chamber 62. Specifically, the transmission controller 9 first increases the command pressure of the ON pressure to the precharge hydraulic pressure and then decreases it to the initial hydraulic pressure. As a result, the piston stroke of the hydraulic piston 61 ends. Thereafter, the transmission controller 9 increases the ON pressure command pressure with a predetermined gradient. Increasing the predetermined gradient increases the amount of increase in ON pressure per unit time. The predetermined gradient is a preset value and a relatively large value. The transmission controller 9 performs feedback control based on the ON pressure command pressure and the ON pressure actual pressure when the ON pressure command pressure is increased by a predetermined gradient, and the ON pressure actual pressure with respect to the ON pressure command pressure. The follow-up performance is improved.
  • the fastening of the forward clutch 5 is generally performed in a short time and it is desirable that the fastening shock is small.
  • the predetermined gradient is increased to fasten the forward clutch 5 in a short time, an overshoot in which the actual pressure of the ON pressure becomes larger than the command pressure of the ON pressure occurs before the forward clutch 5 is engaged, and the overshoot amount ( The deviation between the actual pressure of the ON pressure and the command pressure of the ON pressure increases, the forward clutch 5 is suddenly engaged, and the engagement shock is increased.
  • the predetermined gradient is set large in order to shorten the time until the forward clutch 5 is engaged. Therefore, an overshoot occurs before the forward clutch 5 is engaged, and the overshoot amount is relatively large. However, as described later, an engagement shock is generated by supplying an OFF pressure to the OFF pressure piston chamber 63. Is suppressed.
  • step S102 the transmission controller 9 determines whether or not the OFF pressure correction value is stored as a learning value.
  • the OFF pressure correction value will be described later. The process proceeds to step S103 when the OFF pressure correction value is not stored as the learning value, and proceeds to step S107 when the OFF pressure correction value is stored as the learning value.
  • step S103 the transmission controller 9 outputs a nominal value as the OFF pressure command pressure to the hydraulic pressure control circuit 7, and supplies the OFF pressure to the OFF pressure piston chamber 63 based on the nominal value.
  • the nominal value is an initial value output when the OFF pressure correction value is not learned.
  • the transmission controller 9 sets the OFF pressure supply start time to the OFF pressure piston chamber 63 as a predetermined time, and sets a predetermined OFF pressure command pressure after a predetermined time has elapsed since the select switch 11 is changed to the D mode.
  • the command pressure is output and the OFF pressure is supplied to the OFF pressure piston chamber 63.
  • the predetermined time and the predetermined command pressure are set in advance by experiments or the like, and the ON pressure is supplied to the ON pressure piston chamber 62 in accordance with the above-described command pressure of the ON pressure.
  • the movement of the hydraulic piston 61 is limited by the supplied OFF pressure, so that the forward clutch 5 is prevented from being suddenly engaged and the engagement shock is suppressed. That is, the predetermined time and the predetermined command pressure are set so as to cancel the force of pushing the hydraulic piston 61 toward the forward clutch 5 by the ON pressure overshoot.
  • the hydraulic piston 61 is pushed excessively toward the forward clutch 5 by supplying the OFF pressure to the OFF pressure piston chamber 63.
  • the forward clutch 5 can be quickly engaged in a desired time, and the engagement shock can be further suppressed.
  • step S104 the transmission controller 9 compares the actual pressure of the ON pressure with the indicated pressure of the ON pressure, and determines whether or not the generated overshoot is deviated from the preset overshoot. Specifically, the transmission controller 9 detects a change in the actual pressure of the ON pressure from when the select switch 11 is changed to the D mode until the lock mechanism BL is locked, and an overshoot occurs. Time and overshoot amount are calculated. Then, the transmission controller 9 determines whether or not the overshoot occurs at a preset time and the overshoot amount is the same as the preset overshoot amount.
  • the preset time and preset overshoot are values obtained by experiments and the like, and the ON pressure overshoot occurs when the actual ON pressure is supplied as set, And the amount of overshoot.
  • the process ends when the overshoot occurs at a preset time and the overshoot amount is the preset overshoot amount, otherwise the process proceeds to step S105.
  • step S105 the transmission controller 9 calculates an OFF pressure correction value based on the calculated overshooting time and the calculated overshoot amount. Specifically, the transmission controller 9 prevents the forward clutch 5 from being suddenly engaged even if the ON pressure overshoots, and suppresses the increase of the engagement shock, and the OFF pressure supply start time and the OFF pressure
  • the command pressure is calculated based on the calculated time when the overshoot occurs and the calculated overshoot amount. That is, the OFF pressure supply start time and the OFF pressure command pressure are forwarded by the hydraulic piston 61 by the ON pressure overshoot even when the generated overshoot deviates from the preset overshoot. It is set so as to cancel the force pushing toward the clutch 5 side.
  • step S106 the transmission controller 9 stores the calculated OFF pressure correction value as a learning value. Thereby, in the next process, the transmission controller 9 outputs the stored OFF pressure correction value as the OFF pressure command pressure to the hydraulic pressure control circuit 7 in step S107, and the OFF pressure piston is based on the OFF pressure correction value.
  • An OFF pressure is supplied to the chamber 63. Therefore, the OFF pressure can be appropriately supplied to the OFF pressure piston chamber 63 with respect to the overshoot of the ON pressure, the forward clutch 5 can be engaged in a desired time, and the forward clutch 5 is suddenly engaged. It is possible to prevent the fastening shock.
  • the OFF pressure correction value is stored and the OFF pressure is supplied to the OFF pressure piston chamber 63 based on the OFF pressure correction value, the generated overshoot deviates from the preset overshoot. Then, the OFF pressure correction value is learned again.
  • an OFF pressure is supplied to the OFF pressure piston chamber 63. Even if an ON pressure overshoot occurs before the lock mechanism BL is locked, the OFF pressure is supplied to the OFF pressure piston chamber 63 to push the hydraulic piston 61 toward the forward clutch 5 by the overshoot. And the forward clutch 5 can be prevented from suddenly engaging. Therefore, the predetermined gradient of the ON pressure can be increased, the forward clutch 5 can be quickly engaged and the forward clutch 5 can be prevented from being suddenly engaged, and the engagement shock can be suppressed.
  • the OFF pressure correction value is calculated based on the overshoot time and the amount of overshoot, and the OFF pressure correction value is turned off based on the OFF pressure correction value.
  • Pressure is supplied to the OFF pressure piston chamber 63.
  • the OFF pressure correction value is calculated based on the hydraulic pressure detected by the hydraulic sensor 107, but the OFF pressure may be corrected based on the time until the lock mechanism BL is in the locked state. For example, the time from when the select switch 11 is changed to the D mode until the lock mechanism BL is locked is calculated, the calculated time is compared with a preset time, and the OFF pressure is determined according to the time difference. A correction value may be calculated. Whether or not the lock mechanism BL is locked can be determined by detecting a shock generated when the lock mechanism BL is locked by, for example, a G sensor.
  • the present invention is not limited to this, and if the overshoot occurs in the ON pressure before the forward clutch 5 is engaged, the above-described case is described. Thus, the effect by supplying the OFF pressure can be obtained.
  • the normal engagement control has been described.
  • the OFF pressure may be supplied to the OFF pressure piston chamber 63 also in the garage shift engagement control.

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Abstract

 動力伝達経路に配置され、ON圧を締結側油室に供給すると締結するとともにロック機構がロック状態になり、ロック機構がロック状態になると締結側油室の油圧を下げても締結状態を維持し、ロック機構がロック状態のときに解放側油室にOFF圧を供給するとロック機構がアンロック状態となって解放する摩擦要素を有する自動変速機であって、ON圧を締結側油室に供給して摩擦要素を締結する場合に、解放側油室にOFF圧を供給するOFF圧制御部を備える。

Description

自動変速機及びその制御方法
 本発明は自動変速機及びその制御方法に関するものである。
 JP7-12221Aには、自動変速機のクラッチ・ブレーキとして、同軸に配置される2つの部材(クラッチの場合は双方が回転要素、ブレーキの場合は一方が回転要素で他方が非回転要素)を連結するために、油圧によって動作する摩擦要素が用いられている。
 かかる摩擦要素においては、例えば、複数の摩擦プレートが2つの部材それぞれに軸方向に摺動自在に取り付けられ、かつ、2つの部材の摩擦プレートが交互に配置される。そして、油圧ピストンによって2つの部材の摩擦プレートを互いに押し付けると、2つの部材が摩擦プレートを介して連結される。
 上記摩擦要素、例えばクラッチの締結は、短い時間で行われ、かつ締結時に発生する締結ショックが小さいことが望ましい。
 しかし、クラッチが締結するまでの時間を短くするためにクラッチに供給する油圧の上昇勾配を大きくすると、指示圧に対して実圧が大きくなるオーバーシュートの発生量が大きくなり、クラッチが急締結し、締結ショックが大きくなる。
 一方、締結ショックを小さくするためにクラッチに供給される油圧の上昇勾配を小さくすると締結までの時間が長くなる。
 このように、クラッチを締結させる場合に、クラッチの締結を短時間で行い、かつ締結ショックを小さくすることは困難である。
 本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、クラッチの締結時間を短くしつつ、クラッチの急締結を防止し、締結ショックを抑制することを目的とする。
 本発明のある態様に係る自動変速機は、動力伝達経路に配置され、ON圧を締結側油室に供給すると締結するとともにロック機構がロック状態になり、ロック機構がロック状態になると締結側油室の油圧を下げても締結状態を維持し、ロック機構がロック状態のときに解放側油室にOFF圧を供給するとロック機構がアンロック状態となって解放する摩擦要素と、ON圧を締結側油室に供給して摩擦要素を締結する場合に、解放側油室にOFF圧を供給するOFF圧制御部とを備える。
 本発明の別の態様に係る自動変速機の制御方法は、動力伝達経路に配置され、ON圧を締結側油室に供給すると締結するとともにロック機構がロック状態になり、ロック機構がロック状態になると締結側油室の油圧を下げても締結状態を維持し、ロック機構がロック状態のときに解放側油室にOFF圧を供給するとロック機構がアンロック状態となって解放する摩擦要素を有する自動変速機を制御する自動変速機の制御方法であって、ON圧を締結側油室に供給して摩擦要素を締結する場合に、解放側油室にOFF圧を供給する。
 これらの態様によると、摩擦要素を締結する際に、例えばON圧の上昇勾配を大きくし、オーバーシュート量が大きくなる場合でも、OFF圧を解放側油室に供給することで、摩擦要素が急締結することを防止することができ、摩擦要素の締結時間を短くしつつ、締結ショックを抑制することができる。
図1は本実施形態の車両の概略構成図である。 図2は本実施形態のフォワードクラッチ、クラッチ動作パックの概略構成図である。 図3は本実施形態の締結制御を説明するフローチャートである。
 以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
 図1は、本発明の実施形態に係る自動変速機を備えた車両の概略構成を示している。車両は、エンジン1、トルクコンバータ2、変速機3を備え、エンジン1の出力回転は、トルクコンバータ2、変速機3、図示しないデファレンシャルギヤユニットを介して図示しない駆動輪へと伝達される。
 変速機3は、有段又は無段の自動変速機である。変速機3は、リバースブレーキ4と、フォワードクラッチ5とを備える。変速機3は、リバースブレーキ4が締結されている状態ではエンジン1の回転を反転して出力し、フォワードクラッチ5が締結されている状態ではエンジン1の回転を回転方向を維持したまま出力する。
 リバースブレーキ4は、締結圧を供給することで締結し、締結状態を維持するには締結圧を供給し続ける必要のある従来の摩擦要素である。リバースブレーキ4を解放するには締結圧の供給を停止すればよい。
 フォワードクラッチ5は、後述するように、ロック機構BLを備えた摩擦要素である。フォワードクラッチ5にON圧を供給し、ロック機構BLがロック状態になれば、ON圧の供給を停止してもフォワードクラッチ5は締結状態を維持することができる。フォワードクラッチ5を解放するには、フォワードクラッチ5にOFF圧を供給し、ロック機構BLを解除状態にすればよく、一旦ロック機構BLが解除状態になればOFF圧の供給を停止してもフォワードクラッチ5は解放状態を維持することができる。フォワードクラッチ5の構成については後で詳しく説明する。
 なお、リバースブレーキ4及びフォワードクラッチ5は、両者が同時に締結されると変速機3の入出力軸が回転不能なインターロック状態になるので、これらの締結は択一的に行われる。
 油圧制御回路7は、エンジン1によって駆動される油圧ポンプ8からの油圧をライン圧に調圧するレギュレータバルブと、ライン圧を元圧としてフォワードクラッチ5を含む摩擦要素(変速機3が無段変速機の場合は加えて無段変速機構の構成要素)に供給する油圧を調圧するソレノイドバルブと、油圧ポンプ8、各バルブ及び各摩擦要素の間を接続する油路を備える。
 油圧制御回路7の各バルブは、変速機コントローラ9からの制御信号に基づき制御される。変速機コントローラ9は、CPU、ROM、RAM、入出力インターフェース等で構成され、各種センサ及びエンジンコントローラから入力される各種信号に基づき車両の走行状態を判断し、走行状態に適した変速段(変速機3が無段変速機の場合は変速比)が実現されるよう、油圧制御回路7に指令を出力する。
 変速機コントローラ9には、エンジン1の回転速度Neを検出する回転速度センサ101、変速機3の入力回転速度を検出する回転速度センサ102、変速機3の出力回転速度を検出す回転速度センサ103、セレクトスイッチ11によって選択されている変速機3のモードを検出するモード検出スイッチ104、アクセルペダルの操作量(以下、「アクセル開度APO」という。)を検出するアクセル開度センサ105、ブレーキのON/OFFを検出するブレーキスイッチ106、ON圧ピストン室62に供給されるON圧の実圧を検出する油圧センサ107等からの信号等が入力される。
 セレクトスイッチ11は、レバー式又はボタン式であり、レバー又はボタンを操作することによって、変速機3のモードとして、パーキングモード(以下、「Pモード」という。)、リバースモード(以下、「Rモード」という。)、ニュートラルモード(以下、「Nモード」という。)及びドライブモード(以下、「Dモード」という。)のいずれかのモードを選択することができる。
 変速機コントローラ9は、セレクトスイッチ11によって選択されたモードに応じて、リバースブレーキ4及びフォワードクラッチ5をそれぞれ締結又は解放する。具体的には、Dモードでは、リバースブレーキ4が解放され、フォワードクラッチ5が締結される。Rモードでは、リバースブレーキ4が締結され、フォワードクラッチ5が解放される。Pモード及びNモードでは、リバースブレーキ4及びフォワードクラッチ5が解放される。
 次に、フォワードクラッチ5の詳細な構成について説明する。
 図2は、フォワードクラッチ5、及び、これを動作させるクラッチ動作パック6の断面を示している。以下、各構成について説明する。
 フォワードクラッチ5は、クラッチドラム51と、クラッチハブ52と、ドリブンプレート53と、ドライブプレート54と、リテーナプレート55とを備える。
 クラッチドラム51及びクラッチハブ52は同軸に配置される。クラッチドラム51には、図示しない回転要素(軸、ギヤ等)が連結される。クラッチハブ52には、図示しない別の回転要素(軸、ギヤ等)が連結される。
 クラッチドラム51には、スプライン結合によって軸方向に摺動自在にドリブンプレート53が取り付けられる。クラッチハブ52には、スプライン結合によって軸方向に摺動自在にドライブプレート54が取り付けられる。4枚のドリブンプレート53と4枚のドライブプレート54は、交互に配置され、ドライブプレート54の両側の摩擦面には、クラッチフェーシングが貼り付けられる。
 クラッチドラム51は、ドリブンプレート53及びドライブプレート54を介して、クラッチドラム51に連結された回転要素から入力される回転をクラッチハブ52に伝達する。
 リテーナプレート55は、油圧ピストン61とは反対側の端部に配置されたドライブプレート54と、クラッチドラム51内周の溝に固定されたスナップリング64との間に介装される。リテーナプレート55は片面が摩擦面である。また、リテーナプレート55は、軸方向の厚みがドリブンプレート53より厚く、ドリブンプレート53及びドライブプレート54の倒れを防止する。
 クラッチ動作パック6は、油圧ピストン61と、ON圧ピストン室62と、OFF圧ピストン室63と、スナップリング64と、ダイヤフラムスプリング65と、仕切りプレート66と、ロック機構BLとを備える。
 油圧ピストン61は、フォワードクラッチ5に対して軸方向に変位可能に配置される。油圧ピストン61の一方の面がON圧受圧面61aであり、他方の面がOFF圧受圧面61bである。
 ON圧ピストン室62は、油圧ピストン61のON圧受圧面61aにON圧を作用させるために、クラッチドラム51と油圧ピストン61との間に画成される。
 OFF圧ピストン室63は、油圧ピストン61のOFF圧受圧面61bにOFF圧を作用させるために、クラッチドラム51に固定された仕切りプレート66と、油圧ピストン61との間に画成される。
 スナップリング64は、フォワードクラッチ5を挟んで油圧ピストン61の反対側の位置に配置され、フォワードクラッチ5を軸方向に支持する。
 ダイヤフラムスプリング65は、油圧ピストン61のクラッチ側端面61cとフォワードクラッチ5のピストン側端面5aとの間に介装される。ダイヤフラムスプリング65は、軸方向に2枚重ねで配置され、油圧ピストン61をスナップリング64に向かう締結方向に移動させると、フォワードクラッチ5に締結力を作用させる。
 ロック機構BLは、クラッチドラム51に内蔵されていて、油圧ピストン61と、ボール保持ピストン67と、ボール68とで構成される。
 油圧ピストン61は、フォワードクラッチ5に対して軸方向に変位可能に配置される。油圧ピストン61には、収納部61dと、テーパー面61eとが設けられる。収納部61dは、油圧ピストン61の解放方向への移動を規制するときにボール68を収納する。テーパー面61eは、収納部61dに連続して形成され、油圧ピストン61が解放方向にストロークすると、ボール68を内側に押し込む。
 ボール保持ピストン67は、油圧ピストン61を覆うクラッチドラム51の内周円筒部51aと、クラッチドラム51から軸方向に突出する仕切り円筒壁部51bとによって画成される円筒空間に配置される。ボール保持ピストン67は、ON圧又はOFF圧が作用すると軸方向に移動する。ボール保持ピストン67の外周面と仕切り円筒壁部51bとの間はシールリング84によってシールされ、ボール保持ピストン67の内周面と内周円筒部51aとの間はシールリング85によってシールされ、油圧ピストン61の内周面と仕切り円筒壁部51bとの間はシールリング86によってシールされる。これにより、油圧ピストン61の両側にON圧ピストン室62とOFF圧ピストン室63とが画成される。
 クラッチドラム51に開口されたON圧ポート51dとON圧ピストン室62とは、ボール保持ピストン67に形成されたON圧連通溝67aと、仕切り円筒壁部51bに開口されたON圧連通穴51eとを介して連通される。クラッチドラム51に開口されたOFF圧ポート51fとOFF圧ピストン室63とは、ボール保持ピストン67に形成されたOFF圧連通溝67bと、仕切り円筒壁部51bの端部と仕切りプレート66との間に確保されたOFF圧連通隙間とを介して連通される。
 ボール保持ピストン67には、収納部67cと、テーパー面67dと、ロック面67eとが設けられる。収納部67cは、油圧ピストン61の解放方向への移動を許容するときにボール68を収納する。テーパー面67d及びロック面67eは、収納部67cに連続して形成され、ボール保持ピストン67がフォワードクラッチ5に向かう方向にストロークすると、テーパー面67dがボール68を外側に押し出し、ロック面67eが押し出されたボール68をその位置にロックする。
 ボール68は、仕切り円筒壁部51bに開口したボール穴51cに設けられる。ボール68は、ON圧又はOFF圧の作用による油圧ピストン61及びボール保持ピストン67の軸方向移動に伴ってピストン61、67のテーパー面61e、67dから力を受け、ロック位置とロック解除位置との間を径方向に移動する。
 以上説明した構成によれば、ON圧ピストン室62にON圧を供給すると、油圧ピストン61がフォワードクラッチ5に近づく締結方向に移動し、押し縮められたダイヤフラムスプリング65の付勢力によってフォワードクラッチ5が締結状態となる。油圧ピストン61が締結方向に移動すると、回転による遠心力と油圧によってボール68が外径方向に移動し、収納部61dにボール68が収納される。そして、ボール保持ピストン67へのON圧作用に伴ってボール保持ピストン67が軸方向(フォワードクラッチ5に向かう方向)に移動し、収納部67cに保持されるボール68を、ロック面67eにより保持する。
 これによりロック機構BLがロック状態となって油圧ピストン61の解放方向の移動が規制され、ON圧をドレーンしてもフォワードクラッチ5の締結状態が維持される。ON圧ピストン室62へのON圧の供給は締結動作中のみであり、フォワードクラッチ5の締結状態を維持するためのON圧の供給は不要である。
 本実施形態では、フォワードクラッチ5を締結する場合に、OFF圧ピストン室63にOFF圧を供給する。これについて詳しくは後述する。
 なお、ロック機構BLをロック状態にすることのできるON圧の下限値はロック圧と呼ばれ、ダイヤフラムスプリング65のばね定数、油圧ピストン61のON圧受圧面61aの面積等に基づき決定される。
 また、フォワードクラッチ5は、油圧ピストン61に供給される油圧を上記ON圧よりも低い油圧(ロック圧よりも低い油圧)に制限することで、ロック機構BLをロック状態にすることなくフォワードクラッチ5を締結状態にすることもできる。この場合は、ロック機構BLによって油圧ピストン61の解放方向の移動を規制することができないので、フォワードクラッチ5を締結状態に維持するには、制限された油圧を油圧ピストン61に供給し続ける必要がある。
 上記ON圧の給排によってロック機構BLをロック状態にし、これによってフォワードクラッチ5を締結状態に維持する変速機コントローラ9の制御を通常締結制御と呼ぶ。これに対し、上記ON圧よりも低い制限された油圧を供給し続け、ロック機構BLをロック状態にすることなくフォワードクラッチ5を締結状態に維持する変速機コントローラ9の制御をガレージシフト締結制御と呼ぶ。変速機コントローラ9は、セレクトスイッチ11によってDモードが選択された場合は、セレクトスイッチ11の操作がガレージシフトか否かに応じて通常締結制御又はガレージシフト締結制御を選択し、選択された制御を実行する。
 また、ロック機構BLがロック状態となっている場合に、OFF圧ピストン室63にOFF圧を供給すると、ボール保持ピストン67がロック面67eによるボール68の保持位置から保持解除位置まで、軸方向(フォワードクラッチ5から離れる方向)に移動する。OFF圧による力とダイヤフラムスプリング65による締結力の反力を合わせた力が油圧ピストン61に作用し、油圧ピストン61がリターン方向にストロークするとともにボール68をロック解除方向に押し返す。ボール68がロック解除位置まで移動すると、ロック機構BLがアンロック状態となる。
 フォワードクラッチ5を解放するときON圧はゼロの状態なので、OFF圧をドレーンしてもボール68をボール保持ピストン67の収納部67cに収納した状態が維持される。OFF圧ピストン室63へのOFF圧の供給は解放動作中のみであり、フォワードクラッチ5のアンロック状態を維持するためのOFF圧の供給は不要である。
 上記OFF圧の給排を実現する変速機コントローラ9の制御を解放制御と呼び、変速機コントローラ9は、セレクトスイッチ11によってDモード以外が選択された場合に解放制御を実行する。
 次に本実施形態の通常締結制御について図3のフローチャートを用いて説明する。
 ステップS100では、変速機コントローラ9は、モード検出スイッチ104の信号に基づいてセレクトスイッチ11がDモード以外のモードからDモードに変更されたかどうか判定する。処理は、Dモード以外のモードからDモードに変更された場合にはステップS101に進み、Dモード以外のモードからDモードに変更されていない場合には終了する。
 ステップS101では、変速機コントローラ9は、油圧制御回路7にON圧の指示圧を出力し、ON圧ピストン室62にON圧を供給する。具体的には、変速機コントローラ9は、まずON圧の指示圧をプリチャージ油圧まで上昇させた後に初期油圧まで低下させる。これによって油圧ピストン61のピストンストロークが終了する。その後変速機コントローラ9は、ON圧の指示圧を所定勾配で高くする。所定勾配を大きくすると、単位時間あたりのON圧の増加量が大きくなる。所定勾配は、予め設定された値であり、比較的大きい値である。変速機コントローラ9は、ON圧の指示圧を所定勾配で高くする場合にON圧の指示圧とON圧の実圧とに基づいてフィードバック制御を行い、ON圧の指示圧に対するON圧の実圧の追従性を向上させている。
 フォワードクラッチ5の締結は、一般的に短い時間で行われ、締結ショックが小さいことが望ましい。しかし、短い時間でフォワードクラッチ5を締結させるために所定勾配を大きくすると、ON圧の指示圧よりもON圧の実圧が大きくなるオーバーシュートがフォワードクラッチ5の締結前に生じ、オーバーシュート量(ON圧の実圧とON圧の指示圧との偏差)が大きくなり、フォワードクラッチ5が急締結し、締結ショックが大きくなる。
 一方、締結ショックを小さくするために、所定勾配を小さくすると、フォワードクラッチ5の締結が遅くなり、運転性が悪化する。
 本実施形態では、フォワードクラッチ5が締結するまでの時間を短くするために所定勾配は大きく設定されている。そのため、フォワードクラッチ5の締結前にオーバーシュートが発生し、オーバーシュート量が比較的大きくなるが、これに対しては後述するように、OFF圧ピストン室63にOFF圧を供給することで締結ショックを抑制している。
 ステップS102では、変速機コントローラ9は、OFF圧補正値が学習値として記憶されているかどうか判定する。OFF圧補正値については後述する。処理は、OFF圧補正値が学習値として記憶されていない場合にはステップS103に進み、OFF圧補正値が学習値として記憶されている場合にはステップS107に進む。
 ステップS103では、変速機コントローラ9は、油圧制御回路7にOFF圧の指示圧としてノミナル値を出力し、ノミナル値に基づいてOFF圧ピストン室63にOFF圧を供給する。ノミナル値は、OFF圧補正値が学習されていない場合に出力される初期値である。具体的には、変速機コントローラ9は、OFF圧ピストン室63へのOFF圧供給開始時間を所定時間とし、セレクトスイッチ11がDモードに変更されてから所定時間経過後にOFF圧の指示圧として所定指示圧を出力し、OFF圧ピストン室63にOFF圧を供給する。所定時間、及び所定指示圧は、予め実験などによって設定され、上記するON圧の指示圧に従ってON圧ピストン室62にON圧を供給し、ON圧がオーバーシュートしてもOFF圧ピストン室63に供給されるOFF圧によって油圧ピストン61の移動を制限し、フォワードクラッチ5が急締結することを防止し、締結ショックを抑制するように設定される。つまり、所定時間、及び所定指示圧は、ON圧のオーバーシュート分によって油圧ピストン61をフォワードクラッチ5側に押す力を相殺するように設定される。
 このように、フォワードクラッチ5を締結する場合にON圧がオーバーシュートする場合であっても、OFF圧ピストン室63にOFF圧を供給することで、油圧ピストン61がフォワードクラッチ5側に余計に押されることを抑制し、フォワードクラッチ5を所望する時間で素早く締結することができ、さらに締結ショックを抑制することができる。
 ステップS104では、変速機コントローラ9は、ON圧の実圧とON圧の指示圧とを比較して、発生したオーバーシュートが予め設定されたオーバーシュートに対してずれているかどうか判定する。具体的には、変速機コントローラ9は、セレクトスイッチ11がDモードに変更されてからロック機構BLがロックするまでのON圧の実圧の変化を油圧センサ107によって検出し、オーバーシュートが発生する時間、及びオーバーシュート量を算出する。そして、変速機コントローラ9は、オーバーシュートが予め設定された時間で発生し、かつオーバーシュート量が予め設定されたオーバーシュート量と同じであるかどうか判定する。予め設定された時間、及び予め設定されたオーバーシュートは、実験などによって求められた値であり、ON圧の実圧が設定通りに供給されている場合にON圧のオーバーシュートが発生する時間、及びオーバーシュート量である。処理はオーバーシュートが予め設定された時間で発生し、かつオーバーシュート量が予め設定されているオーバーシュート量である場合には本制御を終了し、それ以外の場合にはステップS105に進む。
 ステップS105では、変速機コントローラ9は、算出したオーバーシュートが発生する時間と算出したオーバーシュート量とに基づいて、OFF圧補正値を算出する。具体的には、変速機コントローラ9は、ON圧がオーバーシュートしてもフォワードクラッチ5が急締結することを防止し、締結ショックが大きくなることを抑制するOFF圧供給開始時間、及びOFF圧の指示圧を、算出したオーバーシュートが発生する時間と算出したオーバーシュート量とに基づいて算出する。つまり、OFF圧供給開始時間、及びOFF圧の指示圧は、発生したオーバーシュートが予め設定されたオーバーシュートに対してずれた場合であっても、ON圧のオーバーシュート分によって油圧ピストン61をフォワードクラッチ5側に押す力を相殺するように設定される。
 ステップS106では、変速機コントローラ9は、算出したOFF圧補正値を学習値として記憶する。これにより、次回の処理では、ステップS107において変速機コントローラ9は、油圧制御回路7にOFF圧の指示圧として、記憶されたOFF圧補正値を出力し、OFF圧補正値に基づいてOFF圧ピストン室63にOFF圧を供給する。そのため、ON圧のオーバーシュートに対してOFF圧ピストン室63にOFF圧を適切に供給することができ、フォワードクラッチ5を所望する時間で締結させることができ、かつフォワードクラッチ5が急締結することを防止し、締結ショックを抑制することができる。
 なお、OFF圧補正値を記憶し、OFF圧補正値に基づいてOFF圧ピストン室63にOFF圧を供給しても、発生したオーバーシュートが予め設定されたオーバーシュートに対してずれた場合には、再度OFF圧補正値を学習する。
 本発明の実施形態の効果について説明する。
 ON圧を供給してロック機構BLをロック状態にしてフォワードクラッチ5を締結し、OFF圧を供給してロック機構BLをアンロック状態にしてフォワードクラッチ5を解放する変速機3であって、フォワードクラッチ5を締結する場合にOFF圧ピストン室63にOFF圧を供給する。ロック機構BLがロック状態となる前にON圧のオーバーシュートが発生しても、OFF圧をOFF圧ピストン室63に供給することで、オーバーシュート分によって油圧ピストン61をフォワードクラッチ5側へ押す力を相殺し、フォワードクラッチ5が急締結することを防止することができる。そのため、ON圧の所定勾配を大きくし、フォワードクラッチ5を素早く締結しつつ、フォワードクラッチ5が急締結することを防止し、締結ショックを抑制することができる。
 ON圧のオーバーシュートが予め設定されたオーバーシュートに対してずれた場合に、オーバーシュートが発生する時間とオーバーシュート量とに基づいてOFF圧補正値を算出し、OFF圧補正値に基づいてOFF圧をOFF圧ピストン室63に供給する。これにより、実際に発生したオーバーシュートが予め設定されたオーバーシュートに対してずれた場合でも、実際に発生するオーバーシュートに合わせてOFF圧をOFF圧ピストン室63に供給することができ、フォワードクラッチ5が急締結することを防止し、締結ショックを抑制することができる。
 以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
 上記実施形態では、OFF圧補正値を油圧センサ107によって検出される油圧に基づいて算出したが、ロック機構BLがロック状態となるまでの時間に基づいてOFF圧を補正してもよい。例えばセレクトスイッチ11がDモードに変更されてから、ロック機構BLがロック状態となるまでの時間を算出し、算出した時間と予め設定された時間とを比較し、時間の差分に応じてOFF圧補正値を算出してもよい。ロック機構BLがロックしたかどうかは、例えばGセンサによってロック機構BLのロック時に発生するショックを検出することで判定可能である。
 なお、上記実施形態では、ON圧の指示圧の所定勾配が大きい場合について説明したが、これに限られることはなく、フォワードクラッチ5の締結前にON圧でオーバーシュートが生じれば、上記したようにOFF圧を供給することによる効果を得ることができる。
 なお、上記実施形態では、通常締結制御について説明したが、ガレージシフト締結制御においてもOFF圧ピストン室63にOFF圧を供給してもよい。
 本願は2012年9月26日に日本国特許庁に出願された特願2012-212565に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。

Claims (3)

  1.  動力伝達経路に配置され、ON圧を締結側油室に供給すると締結するとともにロック機構がロック状態になり、前記ロック機構がロック状態になると前記締結側油室の油圧を下げても締結状態を維持し、前記ロック機構がロック状態のときに解放側油室にOFF圧を供給すると前記ロック機構がアンロック状態となって解放する摩擦要素と、
     前記ON圧を前記締結側油室に供給して前記摩擦要素を締結する場合に、前記解放側油室に前記OFF圧を供給するOFF圧制御手段とを備える自動変速機。
  2.  請求項1に記載の自動変速機であって、
     前記ON圧を前記締結側油室に供給して前記摩擦要素を締結させる場合に、前記ON圧の指示圧と前記ON圧の実圧とのずれを検出するずれ検出手段を備え、
     前記OFF圧制御手段は、前記ON圧の指示圧と前記ON圧の実圧とのずれに基づいて前記OFF圧を制御する自動変速機。
  3.  動力伝達経路に配置され、ON圧を締結側油室に供給すると締結するとともにロック機構がロック状態になり、前記ロック機構がロック状態になると前記締結側油室の油圧を下げても締結状態を維持し、前記ロック機構がロック状態のときに解放側油室にOFF圧を供給すると前記ロック機構がアンロック状態となって解放する摩擦要素を有する自動変速機を制御する自動変速機の制御方法であって、
     前記ON圧を前記締結側油室に供給して前記摩擦要素を締結する場合に、前記解放側油室に前記OFF圧を供給する自動変速機の制御方法。
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