JP3792122B2

JP3792122B2 - 自動変速機の変速制御方法

Info

Publication number: JP3792122B2
Application number: JP2000369507A
Authority: JP
Inventors: 克行金中
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2000-12-05
Filing date: 2000-12-05
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2020-12-05
Also published as: JP2002174334A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機の変速制御方法、特にオンダウン中にスロットル開度をゆっくりと戻してゆく場合の摩擦係合要素の油圧制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動変速機は車速やスロットル開度などの運転条件に応じて、変速マップから自動的に変速段を決定し、係合要素に油圧を供給または排出して変速を行なう。このような自動変速機において、例えば３速で走行している時に、アクセルペダルを強く踏み込むと、その時の車速，スロットル開度で決定される動作点が変速マップのダウンシフト線を横切ることにより２速へ変速される、いわゆるキックダウンが行われる。この３速から２速へのキックダウンの途中にアクセルペダルをゆっくりと戻してゆくと、変速制御は３速→２速へのキックダウンから２速→３速へのオンアップ、さらに２速→３速へのオフアップへと順次切り換わる。ここで、オンアップとは、スロットル開度（アクセル開度）をある程度開いた状態でアップシフトを行うことであり、オフアップとはスロットル開度をほぼ全閉とした状態でアップシフトを行うことである。
【０００３】
図１０は、３速→２速へのキックダウンから２速→３速へのオンアップ、さらに２速→３速へのオフアップへと変化する時のスロットル開度、タービン回転数、係合要素を制御するソレノイドバルブへの指示電流、係合要素（Ｃ３）の油圧の時間変化を示す。なお、ここで用いるソレノイドバルブは常開型であり、指示電流がＯＦＦの時に係合要素に最大油圧を供給するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示されるように、３速→２速へのキックダウン制御が終了する前（タービン回転数が２速回転数に到達する前）にスロットル開度を戻し始めると、時刻ｔａで２速→３速へのオンアップを開始し、係合要素に対して係合初期圧を供給するための指示電流Ｉａがソレノイドバルブに与えられる。係合初期圧とは係合要素が係合を開始する時の初期油圧であり、係合初期圧の供給によりタービン回転数は低下しはじめる。その後、時刻ｔｂでスロットル開度がほぼ全閉となると、２速→３速へオフアップを開始する。
【０００５】
しかしながら、係合要素の油圧はソレノイドバルブへの指示電流に対して応答の遅れが生じるので、時刻ｔｂで指示電流がオフアップ時の電流Ｉｂになっても、油圧はオンアップ時の油圧のままとなる。そのため、オフアップ開始当初は、係合要素の油圧が高過ぎてタービン回転を急激に引き込むことになる。特に、オフアップ時はスロットル開度を閉じているため、パワーオフ状態であり、タービン回転は低下傾向にあるので、タービン回転の引込みショックが発生するという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、オンダウン（キックダウンを含む）制御中にスロットル開度を戻した時、オンアップからオフアップに移行する際に発生する変速ショックを軽減できる自動変速機の変速制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、摩擦係合要素へ係合油圧を給排することにより、変速段を切り換えるとともに、上記摩擦係合要素への油圧をソレノイドバルブで調圧するようにした車両用自動変速機において、走行中にスロットル開度が第１の開度以上開かれた時、上記摩擦係合要素への油圧を排出し、低速段へダウンシフトする工程と、上記ダウンシフト途中で、スロットルを戻してその開度が第１の開度より小さく第２の開度以上となった時、上記摩擦係合要素へ油圧を供給し、高速段へアップシフトする工程とを備え、上記ダウンシフト途中でアップシフトを開始する時の上記摩擦係合要素へ供給する係合初期圧を、上記ダウンシフト途中ではない状態からアップシフトを開始する時の係合初期圧より低くし、上記アップシフト開始から所定時間後もスロットル開度が第２の開度以上を維持している場合には、上記係合初期圧を、上記ダウンシフト途中ではない状態からアップシフトを開始する時の係合初期圧に戻すことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御方法を提供する。
【０００８】
走行中にスロットル開度を第１の開度以上に開くと、その時の車速，スロットル開度で決定される動作点が変速マップのダウンシフト線を横切ることにより低速段へダウンシフトされ、いわゆるキックダウンが行われる。このキックダウンの途中にアクセルペダルをゆっくり戻してゆくと、変速制御はダウンシフトを完了せずに、高速段へのオンアップ、さらにオフアップへと順次切り換わる。
通常のオンアップ時、つまりダウンシフト途中ではない状態から高速段へアップシフトを行う時には、アップシフト開始時に摩擦係合要素へ供給する係合初期圧を比較的高くし、変速時間をできるだけ短くしてアップシフトを終了するようにしている。
ところが、ダウンシフト途中でオンアップを行う場合には、上記のような高い係合初期圧を供給すると、オンアップの後にオフアップへ移行した際に、油圧の応答遅れのためにタービン回転の引込みショックが発生する。そこで、ダウンシフト途中でオンアップを開始する時の摩擦係合要素へ供給する係合初期圧を、上記ダウンシフト途中ではない状態からオンアップを開始する時の係合初期圧より低くする。つまり、通常時の係合初期圧より低くしている。そのため、オンアップの後にオフアップへ移行した時、摩擦係合要素の油圧は低く保たれ、オフアップ開始当初のタービン回転の引込みショックを軽減できる。
【０００９】
本発明では、高速段へのアップシフト開始から所定時間後もスロットル開度が第２の開度以上を維持している場合には、上記係合初期圧を、上記ダウンシフト途中ではない状態からアップシフトを開始する時の係合初期圧に戻すように制御している。
すなわち、オンアップから直ぐにオフアップへ移行する場合には、係合初期圧を通常時より低くするのがショック軽減のため効果的であるが、スロットル開度を第２の開度以上に維持した状態が所定時間以上経過した場合、つまりオンアップ状態が継続した場合には、係合初期圧を低くしたままで維持すると、変速時間が長くなるという欠点がある。そこで、オンアップ状態が所定時間以上経過した場合には、上記のような係合初期圧を低くする制御を中止し、通常時の係合初期圧まで油圧を上昇させる。これにより、ショックを軽減しつつ変速時間が長引くのを防止できる。
【００１０】
係合初期圧は、摩擦係合要素が実際に係合を開始するための油圧であって、タービン回転を低下させるために供給される。オンアップ時には、このような係合初期圧を摩擦係合要素にかけ、変速時間を短縮するよう制御するが、オフアップ時には、このような高い係合初期圧をかけず、係合油圧を緩やかに立ち上げることで、係合ショックを軽減することに主眼をおいて制御を行う。
オンアップとオフアップの判別は、スロットル開度とエンジン回転数との関係によって行われる。一般に、エンジン回転数が高いほど、スロットル開度が開いた状態でもオフアップへ移行することができる。
ダウンシフト途中でオンアップを開始する時の係合初期圧を、通常時の係合初期圧より低くする方法として、例えば一定量だけ減圧してもよいし、減圧量を時間とともに徐々に少なくしてもよい。
【００１１】
本発明では、摩擦係合要素への油圧をソレノイドバルブで調圧している。調圧方法としては、摩擦係合要素の油圧をコントロールバルブで制御し、このコントロールバルブをソレノイドバルブで調圧した油圧で制御する間接制御方式であってもよいし、摩擦係合要素の油圧をソレノイドバルブで直接制御する直接制御方式であってもよい。間接制御の方が直接制御より油圧の立ち上がりが遅れる傾向にあるので、本発明がより有効である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明にかかる車両用自動変速機を搭載した車両のシステムを示す。
エンジン１の出力は自動変速機２のトルクコンバータ３を経て変速機構４に伝達され、さらに変速機構４は出力軸５を介して車輪（図示せず）に連結されている。自動変速機２はエンジン１によりトルクコンバータ３を介して駆動されるオイルポンプ６を備え、このオイルポンプ６の吐出圧は油圧制御装置７へ送られる。油圧制御装置７は変速制御用の第１〜第３ソレノイドバルブ２１〜２３を備えており、これらソレノイドバルブ２１〜２３をＡＴコントローラ２０で制御することにより、変速機構４に内蔵されている各種摩擦係合要素の油圧を走行状態に応じて制御している。ここでは、ＡＴコントローラ２０にエンジン回転数，スロットル開度，タービン回転数，車速，シフトポジションなどの信号が入力されているが、この他の信号（ＡＴＦ油温など）を入力してもよい。
なお、油圧制御装置７に、変速制御用の３個のソレノイドバルブ２１〜２３の他に、ロックアップクラッチ制御用やライン圧制御用などのソレノイドバルブを設けてもよい。
【００１３】
図２は変速機構４の一例を示す。
変速機構４は、トルクコンバータ３を介してエンジン動力が伝達される入力軸１０、摩擦係合要素である３個のクラッチＣ１〜Ｃ３および２個のブレーキＢ１，Ｂ２、ワンウエイクラッチＦ、ラビニヨウ型遊星歯車機構１１、差動装置１４などを備えている。
【００１４】
遊星歯車機構１１のフォワードサンギヤ１１ａと入力軸１０とはＣ１クラッチを介して連結されており、リヤサンギヤ１１ｂと入力軸１０とはＣ２クラッチを介して連結されている。キャリヤ１１ｃはセンターシャフト１５と連結され、センターシャフト１５はＣ３クラッチを介して入力軸１０と連結されている。また、キャリヤ１１ｃはＢ２ブレーキとキャリヤ１１ｃの正転（エンジン回転方向）のみを許容するワンウェイクラッチＦとを介して変速機ケース１６に連結されている。キャリヤ１１ｃは２種類のピニオンギヤ１１ｄ，１１ｅを支持しており、フォワードサンギヤ１１ａは軸長の長いロングピニオン１１ｄと噛み合い、リヤサンギヤ１１ｂは軸長の短いショートピニオン１１ｅを介してロングピニオン１１ｄと噛み合っている。ロングピニオン１１ｄのみと噛み合うリングギヤ１１ｆは出力ギヤ１２に結合されている。出力ギヤ１２は中間軸１３を介して差動装置１４と接続されている。
【００１５】
変速機構４は、クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３、ブレーキＢ１，Ｂ２およびワンウェイクラッチＦの作動によって図３のように前進４段、後退１段の変速段を実現している。図３において、●は油圧の作用状態を示している。なお、Ｂ２ブレーキは後退時とＬレンジの第１速時に係合する。また、図３には第１〜第３ソレノイドバルブ（ＳＯＬ１〜ＳＯＬ３）２１〜２３の作動状態も示されている。○は通電状態、×は非通電状態を示す。なお、この作動表は定常状態の作動を示している。
【００１６】
第１ソレノイドバルブ２１はＢ１ブレーキ制御用であり、第２ソレノイドバルブ２２はＣ２クラッチ制御用であり、第３ソレノイドバルブ２３はＣ３クラッチ制御用とＢ２ブレーキ制御用とを兼ねている。第３ソレノイドバルブ２３がＣ３クラッチ制御用とＢ２ブレーキ制御用とを兼ねる理由は、Ｂ２ブレーキはＤレンジでは作動せず、Ｌレンジのエンジンブレーキ制御とＲレンジの過渡制御でのみ使用されるので、Ｄレンジで作動されるＣ３クラッチと干渉しないからである。
第１〜第３ソレノイドバルブ２１〜２３は微妙な油圧制御を行なう必要があるため、デューティソレノイドバルブまたはリニアソレノイドバルブが用いられる。また、この実施例では、第１ソレノイドバルブ２１は常閉型、第２，第３ソレノイドバルブ２２，２３は常開型が用いられている。
【００１７】
図４は本発明にかかる摩擦係合要素であるＣ３クラッチの油圧制御装置の一例を示す。
Ｃ３圧制御バルブ３０は、Ｃ３クラッチの油圧Ｐ_C3を制御するためのバルブであり、スプリング３２によって左方へ付勢されたスプール３１を備えている。左端ポート３３は第３ソレノイドバルブ２３と接続されており、ソレノイド圧Ｐ_s3が入力される。Ｄレンジの１，２速時は、ソレノイドバルブ２３がＯＮであるため、ソレノイド圧Ｐ_s3がドレーンされ、スプール３１は図４の上側位置にある。また、３，４速時にはソレノイドバルブ２３がＯＦＦするため、ソレノイド圧Ｐ_s3が発生し、スプール３１は図４の下側位置となる。ポート３４はドレーンポート、ポート３５はＣ３クラッチと接続された出力ポート、ポート３６はライン圧が入力される入力ポートである。スプリング３２を配置した右端ポート３７には出力圧Ｐ_C3がスプール３１の内部を通ってフィードバックされている。そのため、出力圧Ｐ_C3はソレノイド圧Ｐ_s3によって比例的に制御される。
【００１８】
図５はＡＴコントローラ２０のメモリに格納されたＤレンジの変速マップの一例を示す。
図５において、実線はアップシフト線、破線はダウンシフト線を表す。
【００１９】
図６は同じくＡＴコントローラ２０のメモリに格納されたアップシフト時のオンアップ領域とオフアップ領域とを示す図である。
図６から明らかなように、オフアップ領域はエンジン回転数が高くなるほど、スロットル開度の領域が広くなっている。つまり、高エンジン回転数の状態では、スロットル開度がある程度開いた状態でもオフアップになることがある。
【００２０】
次に、２速から３速へアップシフトを行う場合のＣ３クラッチ（摩擦係合要素）の一般的な油圧制御を図７を参照して説明する。図７において、実線はオンアップ時、破線はオフアップ時である。
オンアップ時には、まず時刻ｔ₁ で３速へのアップシフト指令が出されると、時刻ｔ₂ でＣ３クラッチのがた詰めのため、一定期間だけソレノイド電流がＯＦＦされる。このがた詰めは、Ｃ３クラッチのピストンとクラッチ板との隙間（無効ストローク）を早期に解消するため、一定期間だけ高い油圧を供給し、ピストンをクラッチ板方向へ急速移動させるものであり、必要に応じて実施される。がた詰めの後、ソレノイド電流を最大値よりやや低めの電流Ｉｏに制御し、Ｃ３クラッチに低い油圧Ｐｏを供給する。この油圧Ｐｏは、Ｃ３クラッチを係合直前の状態にするための油圧であり、この油圧によりピストンは最初のクラッチ板と接触する状態まで移動する。時刻ｔ₃ でタービン回転数が一定量だけ吹き上がると、Ｃ３クラッチに係合初期圧Ｐｉを供給するため、ソレノイド電流を一定値Ｉｉとする。その後、時刻ｔ₄ でタービン回転数が２速時の回転数より所定量だけ降下すると、係合初期圧Ｐｉの期間を終了し、Ｃ３クラッチ圧を所定の勾配で上昇させるべくソレノイド電流をフィードバック制御する。時刻ｔ₅ でタービン回転数と３速時の回転数との差が一定値以下になったことを検出すると（同期検出）、ソレノイド電流を一定勾配で降下させ、時刻ｔ₆ でＣ３クラッチを完全締結し、変速を終了する。
【００２１】
一方、オフアップ時には、時刻ｔ₃ で係合初期圧Ｐｉを供給せず、ソレノイド電流を高い値Ｉｏに維持する。つまり、Ｃ３クラッチの油圧を低い油圧Ｐｏに維持する。オフアップはパワーオフ状態であるため、タービン回転数は自然に降下しはじめる。そして、時刻ｔ₄ でタービン回転数が２速時の回転数より所定量だけ降下すると、一定圧Ｐｏ期間を終了し、Ｃ３クラッチ圧を徐々に上昇させる。時刻ｔ₅ でタービン回転数と３速時の回転数との差が一定値以下になったことを検出すると（同期検出）、ソレノイド電流をさらに急勾配で降下させ、時刻ｔ₆ でＣ３クラッチを完全締結し、変速を終了する。
【００２２】
図７の実線および破線は、２速から３速へのアップシフト時のＣ３クラッチの通常の油圧制御を示している。つまり、アップシフト直前にキックダウンなどのオンダウンを行わない時の制御である。これに対し、３速から２速へのオンダウンを行っている途中でアクセルペダルを徐々に戻すことにより、再び３速へ戻る場合には、上記のようなオンアップを行うと、係合初期圧Ｐｉが高過ぎ、その後にオフアップへ移行した時にタービン回転の引込みショックを生じる。
本発明では、オンアップ時の係合初期圧を２種類持ち、オンダウン直後のオンアップ時には、図７に一点鎖線で示すように、係合初期圧Ｐｉ’を通常時の係合初期圧Ｐｉより低くしたものである。
そのため、オンアップの後にオフアップへ移行した時、Ｃ３クラッチの油圧が低く保たれ、タービン回転の引込みショックを軽減あるいは解消できる。
【００２３】
なお、低い係合初期圧Ｐｉ’が供給されたオンアップ状態（ｔ₃ 〜ｔ₄ ）が一定時間以上継続した場合には、タービン回転数が低下せず、変速時間が長くなる。そこで、スロットル開度がオンアップ領域である時間が一定時間（例えば３００ｍｓｅｃ）以上継続した場合には、係合初期圧Ｐｉ’を低くするのを中止し、通常の係合初期圧Ｐｉへ戻す制御を行う。戻し方はステップ的に上昇させてもよいし、一挙に上昇させてもよい。これにより、変速時間を長引かせずに、オフアップ移行時のショックを軽減できる。
【００２４】
図８は本発明の変速制御の一例を示し、３速→２速へのキックダウンから２速→３速へのオンアップ、さらに２速→３速へのオフアップへと変化する時のスロットル開度、タービン回転数、係合要素を制御するソレノイドバルブへの指示電流、Ｃ３クラッチ油圧の時間変化を示す。
３速→２速へのキックダウン制御、および２速→３速へのオフアップ制御は図１０に示す従来の方法と同様であるため、重複説明を省略する。なお、図８の実線は本発明の方法、破線は従来の方法における変化を示す。
本発明では、２速→３速へのオンアップ時に係合初期圧として出力する指示電流Ｉｃを、従来の指示電流Ｉａに比べて所定量ΔＩだけ高くしている。そのため、Ｃ３クラッチ油圧は低くなり、オフアップへ移行した時の油圧が低く、タービン回転の引込みショックがない。
なお、図８では、図７で示したようながた詰めを省略してある。
【００２５】
図９は本発明の変速制御の流れを示すフローチャート図である。
まず、制御がスタートすると、２速→３速へのオンアップ変速を開始するか否かを判定する（ステップＳ１）。ここでは、パワーオン状態で、２速→３速のアップシフト線を横切ったか否かで判断する。
オンアップ変速を開始すると判断された場合には、オンアップ前に３速→２速のオンダウン制御中であるか否かを判定する（ステップＳ２）。すなわち、３速→２速のオンダウン制御中で、かつタービン回転数が２速時の回転数に到達したか否かを判定する。
【００２６】
もし、ステップＳ２でオンダウン制御中であると判定された場合、つまりオンダウン制御が終了する前にオンアップ変速が開始された場合には、オンアップ係合初期圧Ｐｉを一定量ΔＰだけ減圧して出力する（ステップＳ３）。
続いて、オンアップ制御が一定時間（例えば３００ｍｓｅｃ）以上継続しているか否かを判別する（ステップＳ４）。すなわち、オンアップからオフアップへ即座に移行したか否かを判定する。もし、オンアップ制御が一定時間以上継続した場合には、タービン回転の引込みショックは発生しないので、減圧中のオンアップ係合初期圧Ｐｉを通常時の係合初期圧に戻し、出力する。（ステップＳ５）。そして、オンアップ制御を継続する（ステップＳ６）。
【００２７】
一方、ステップＳ４の判定において、一定時間内にスロットル開度がほぼ全閉となり、オフアップ条件を満足した場合には、オフアップ制御へ移行する（ステップＳ７）。このとき、オンアップ時に予め係合初期圧Ｐｉを低めに制御しているので、オフアップへ移行した時、変速ショックは発生しない。
もし、ステップＳ２の判定でオンダウン制御途中でない場合、つまりオンダウン制御を行わずにオンアップ変速を開始する場合や、オンダウン制御が終了した後でオンアップ変速を開始する場合には、通常のオンアップ係合初期圧Ｐｉを出力し（ステップＳ８）、オンアップ制御を継続すればよい（ステップＳ６）。
上記オンアップ制御（ステップ６）およびオフアップ制御（ステップ７）の方法は、図７で説明した通りである。
【００２８】
上記実施例では、２速から３速へのオンアップ変速、つまりＣ３クラッチの油圧制御について説明したが、その他のオンアップ変速（例えば１速から２速、３速から４速）における摩擦係合要素の油圧制御にも同様に適用できる。
なお、本発明の自動変速機は、図２に示すような３個のクラッチＣ１〜Ｃ３と２個のブレーキＢ１，Ｂ２を有する自動変速機に限るものではない。
【００２９】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、オンダウン制御中にスロットル開度を戻してオンアップを開始する時、摩擦係合要素へ供給する係合初期圧を、オンダウン途中ではない状態からオンアップを開始する時の係合初期圧より低くしたので、オンアップからオフアップに移行する際に発生するタービン回転の引込み現象を和らげることができ、変速ショックを軽減することができる。
また、オンアップ状態が所定時間以上経過した場合には、上記のような係合初期圧を低くする制御を中止し、通常時の係合初期圧まで油圧を上昇させるようにしたので、ショックを軽減しつつ変速時間が長引くのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における車両用自動変速機を搭載したシステム図である。
【図２】図１の自動変速機の変速機構のスケルトン図である。
【図３】図２に示す変速機構の各摩擦係合要素およびソレノイドバルブの作動表である。
【図４】Ｃ３クラッチの油圧制御装置の回路図である。
【図５】図１の自動変速機の変速線図の一例である。
【図６】アップシフト時のオンアップ領域およびオフアップ領域を示す図である。
【図７】２速から３速へアップシフトを行う場合のＣ３クラッチの油圧制御方法を示す図である。
【図８】本発明にかかる変速制御方法の一例のスロットル開度、タービン回転数、ソレノイド電流、およびＣ３クラッチ油圧の時間変化図である。
【図９】本発明にかかる変速制御方法の一例のフローチャート図である。
【図１０】従来のキックダウン〜オンアップ〜オフアップ時におけるスロットル開度，タービン回転数、ソレノイド電流および係合油圧の時間変化図である。
【符号の説明】
Ｃ３摩擦係合要素
２０ＡＴコントローラ
２３（ＳＯＬ３）Ｃ３クラッチ制御用ソレノイドバルブ
３０Ｃ３圧制御バルブ

Claims

摩擦係合要素へ係合油圧を給排することにより、変速段を切り換えるとともに、上記摩擦係合要素への油圧をソレノイドバルブで調圧するようにした車両用自動変速機において、
走行中にスロットル開度が第１の開度以上開かれた時、上記摩擦係合要素への油圧を排出し、低速段へダウンシフトする工程と、
上記ダウンシフト途中で、スロットルを戻してその開度が第１の開度より小さく第２の開度以上となった時、上記摩擦係合要素へ油圧を供給し、高速段へアップシフトする工程とを備え、
上記ダウンシフト途中でアップシフトを開始する時の上記摩擦係合要素へ供給する係合初期圧を、上記ダウンシフト途中ではない状態からアップシフトを開始する時の係合初期圧より低くし、
上記アップシフト開始から所定時間後もスロットル開度が第２の開度以上を維持している場合には、上記係合初期圧を、上記ダウンシフト途中ではない状態からアップシフトを開始する時の係合初期圧に戻すことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御方法。