JP4584156B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
運転者が駆動力を必要としていないコースト時のダウンシフト(パワーオフダウンシフト)においては出力軸トルクの変化が最小限になるよう制御することが好ましい。
第1に、締結側の摩擦締結要素にワンウェイクラッチ(以下、OWC)を用いたコースト時ダウンシフト、例えばスロットル開度ゼロで車両が減速し停止する際の2速から1速へのシフトを考える。この場合、Ntがエンジンアイドル回転速度(以下、Ne-idle)付近にある状態で解放側の摩擦締結要素を解放し、NtをNe-idle付近で待機させたまま、車両が減速し変速後の同期Nt(以下、Ntj)が小さくなることで自動的にOWCがロックしてダウンシフトさせることが好ましい。
第2に、締結側の摩擦締結要素にOWCでなく通常のクラッチやブレーキを用いた場合でも、解放側の摩擦締結要素を解放した後、締結側の摩擦締結要素を締結する際にNeとNtの関係に起因する同様の問題を有する。すなわち解放が早すぎた場合(NtがNe-idleより大きな状態で解放した場合)は、摩擦締結要素を締結してNtをNtjまで引き上げるため過度のエンジンブレーキ感が生じ、解放が遅すぎた場合は、締結した摩擦締結要素により上昇するNtを押さえ込むため、出力軸トルクが発生して突き出し感が生じる。
よって、以上述べたような突き出し感の発生を防止するため、ダウンシフト開始のタイミングを制御することが考えられる。すなわち、解放側の摩擦締結要素を解放した後にNtとNe-idleとの偏差が所定回転速度以内になる第1時間と、NtjがNe-idleに達するまでの第2時間とを常時予測し、第1時間が第2時間未満である状態から第1時間が第2時間以上である状態に切り替った時点でダウンシフト開始を判断すればよい。こうすれば、NtがNtjと同期する際にNtjがNe-idleと略等しくなるため、上記突き出し感の発生が防止される。この際、第1時間の予測においてNeや自動変速機作動油(以下、ATF)温度等の変動を考慮し、第2時間の予測において車両減速度の変動を考慮すれば、これら諸変動要因に左右されない確実な変速タイミングを予測できる。
しかし、ファーストアイドル時やエンジンアイドル学習未収束状態ではアイドルアップが生じ、このように通常時Ne-idleに対してNe-idleが増加している場合には、エンジントルクも増加している。この場合において、上記のようにNtがNe-idleと同期する際にNtjがNe-idleと略等しくなるようなタイミングで変速を開始してしまうと、変速中の出力軸トルク(以下、To)の段差が大きくなり、運転者にとっては逆に変速ショックとして感じるおそれがある。すなわち、エンジントルクが増加していると、それに応じて変速開始時のToの量も増大しており、このように正の大きな駆動力が発生している状態で解放側の摩擦締結要素が解放されると、いきなりニュートラルの状態となるため、運転者が違和感(トルク抜け感)を感じるおそれがある。
図1は実施例1に係る自動変速機の制御装置の概略構成を示す。本制御装置は、各種センサ40〜44、コントローラ1、および自動変速機3の油圧回路31に設けられた図示しないアクチュエータ(複数のソレノイドバルブ)を有する。
Dレンジ及びエンジンブレーキレンジを含む各走行レンジには、自動変速モードと手動変速モードの2つの変速モードが設定されている。自動変速モードが選択された場合には、スロットル開度θTHと車速Vとに基づき予め設定された変速マップ16に従って自動的に変速される。変速マップ16はコントローラ1に記憶されている。一方、手動変速モードが選択された場合には、変速マップ16にかかわらず、切換レバーにより選択された変速段に変速され、切換レバーが操作されない限りその変速段に固定される。
自動変速モード時には、走行状態が図2に示すような変速マップ16の変速線を横切ると自動的に変速が判断される。変速判断後、即時に摩擦締結要素34〜38の締結・解放が指令され実行される制御を、通常変速制御と定義する。一方、変速判断後、車両がコースト走行状態にある場合に、変速開始タイミングを調整した上で摩擦締結要素34〜38の締結・解放を指令し実行するダウンシフト制御を、コースト時ダウンシフト制御と定義する。
各変速段における摩擦締結要素34〜38の締結・解放の組合せを図3に示す。図3の○印は摩擦締結要素34〜38の締結を示し、無印は解放を示す。
図1に示すように、コントローラ1は、コースト時ダウンシフト制御処理部10(以下、制御処理部10)およびコースト走行判定処理部17を有している。制御処理部10は、第1演算部11、第2演算部12、補正部13、比較部14、および摩擦締結要素制御部15を有し、コースト走行時のダウンシフトを制御する。
制御処理部10は、常時適切なダウンシフト開始時を判断することでコースト時ダウンシフトにおける変速ショックを少なくし、変速フィーリングを安定させる。
図4〜図6は、コースト走行判定処理部17と制御処理部10による制御の流れを示すフローチャートである。図4に示すように、まず、走行状態が図2に示す変速マップ16のダウンシフト線を横切ったかどうかをコントローラ1が判断する(S0)。変速判断後、コースト走行判定処理部17が、例えばスロットル開度に基づいて(図2のコースト領域であるか否かに基づいて)、コースト走行状態であるか否かを判定する(S1)。コースト走行状態であると判定した場合、制御処理部10がコースト時ダウンシフト制御を行う(S30〜S35、及びS4)。なお、コースト走行状態でないと判定した場合は通常変速制御を実行する(S5)。
コースト時ダウンシフト制御では、制御処理部10がダウンシフト開始時を判断(S30〜S35)した後、ダウンシフトを実行する(S4)。
ステップS30では、制御処理部10が現在のNe-idleを読み込み、読み込んだNe-idleを本制御に用いるNe-idleの値として設定する。
図5は、ステップS33におけるT1算出のフローチャートである。T1は、ダウンシフト開始後、Ntと(上記補正後の)Ne-idleとの偏差が所定回転速度以内になる時間であり、詳細には、第1演算部11が、Δt1を算出(S331)し、Δt2を算出(S332)した後、Δt1、Δt2等を足し合せてT1を算出(S333)する。Δt1、Δt2算出に際してはATF温度(以下、Toil)や現在のNt、現在のNe等のエンジン制御内容を考慮することで、正確な値を算出する。
ステップS331では、第1演算部11が図7に示すマップ1を読み込み、Δt1を算出する。ダウンシフト開始時点、すなわち摩擦締結要素制御部15が第2ブレーキ38の解放を指令する時点を仮定し、これをt1とする。t1後、第2ブレーキ38を締結させていた供給油圧が抜けて、実際に第2ブレーキ38が解放され、Ntが変化し始める実変速開始時点をt2とする。t1からt2までの時間がΔt1である。
ステップS332では、第1演算部11が図8に示すマップ2を読み込み、Δt2を算出する。t2後、速度比Nt/Ne≒1となる時点、すなわちNtがNe-idleと略等しくなる時点をt3とする。t2からt3までの時間がΔt2である。
第2演算部12は、補正部13が算出した仮想Neに基づいてΔt2を算出する。すなわち、マップ2におけるNe-idleの値として仮想Neを用い、仮想Neと現在のNt、現在のNeとの関係に基づいてΔt2を算出する。Ne-idleに補正量ΔNeが加算されることで、補正後のNe-idle(仮想Ne)と現在のNt、Neとの偏差に対するΔt2の増分は大きくなるため、算出されるΔt2は、Ne-idle補正前よりも大きくなる。Ne-idleが大きいほど、マップ3により読み込まれる補正量ΔNeは大きくなるため、マップ2に基づいて算出されるΔt2はより大きくなる。
ステップS34では、第2演算部12がT2を算出する。T2は、現在を起点として、車両がそのまま減速を続けた場合にNtjがNe-idleまで下がってきてNe-idleと略等しくなるまでの時間である。
ステップS34で、第2演算部12は、補正部13が算出した仮想Neに基づいてT2を算出する。まず現在のNoおよび1速段のギア比G1(Ntj/No)から現在のNtjを推定する。そして現在のNoの変化率dNo/dtに基づき、Ntjが補正後のNe-idle、すなわち仮想Neに達するまでの時間T2を算出する。具体的には、T2={G1×No−(Ne-idle+ΔNe)}/(G1×dNo/dt)で算出する。
ステップS35では、比較部13がT1とT2を比較する。T1がT2より小さければステップS30に戻り、T1がT2以上となればダウンシフト開始を判断してステップS4へ移る。
ステップS4では、摩擦締結要素制御部15がソレノイドバルブを制御してダウンシフトを実行する。図6に示すように、摩擦締結要素制御部15が第2ブレーキ38に対応するソレノイドバルブのデューティ率Drを0%に設定して出力する。これにより第2ブレーキ38の解放を指令すると、ダウンシフトの実行が終了する。なお、締結側の締結はOWC37aにより自動的に行われる。
図10、図12および図13は、コースト時ダウンシフト制御におけるNtおよび出力軸トルクToの時間変化を示す。
図10は、Ne-idleが小さい場合、具体的には、通常時Ne-idle(図9参照)である場合の、NtおよびToの時間変化を示す。
コースト時に車両が減速する場合、Noは時間に比例して減少し、その直線の傾きdNo/dtは車両減速度dV/dtに対応している。任意の時点tにおいて、変速前の同期Nt(以下、Nti)及びNtjは、t時点のNoとギア比G2(Nti/No)、G1(Ntj/No)とに基づきそれぞれ算出される。したがってNtiとNtjも時間に比例して減少し、その直線の傾きdNi/dt、dNtj/Noは車両減速度dV/dtに対応している。なお、変速の前後を通じてNe-idleは一定である。
図11は、図10中のt2'、t3''、t4における速度線図を示す。1速および2速では、第1クラッチ34が締結されているため(図3参照)、Ntは前列サンギアFSの回転速度となり、Noは前列キャリアFCおよび後列リングギアRRの回転速度となる。1速ではOWC37aを用いて前列リングギアFRを固定し、このとき後列キャリアRCも固定される。一方、2速では第2ブレーキ38を用いて後列サンギアRSを固定する。
図12は、通常時Ne-idleに比べてNe-idleが大きい場合の、NtおよびToの時間変化を示す。ファーストアイドル時やエンジンアイドル学習未収束状態で生じるアイドルアップ等、通常時Ne-idleに対してNe-idleが増加しているような場合には、エンジントルク(以下、Te)は増加し、ToはTeに比例するため、Teの増加に応じて実変速開始時点であるt2直前のToも増加する。
この場合において、図12に示すように、ΔNeによる補正なしに変速開始時t1を決定してしまうと、T1およびT2は補正されないため、変速開始時t1がt1'に早まることはない。この結果、実変速開始時点t2も早まることはなく、t2におけるNe-idleとNtとの差が小さくなることはない。したがって、t2におけるトルクコンバータ32でのスリップ量が減少することはなく、変速中の実変速時t2におけるToの段差ΔToが大きくなり、運転者がこれを変速ショックとして感じるおそれがある。すなわち、Toが増大し正の大きな駆動力が発生している状態で第2ブレーキ38が解放されると、いきなりニュートラルの状態となりToがゼロとなるため、Toの段差ΔToが大きくなる。よって、変速中、t2において運転者が、この段差ΔToをトルク抜け感として感じるおそれがある。
図13は、Ne-idleが大きいが補正量ΔNeが小さい場合、例えば通常時Ne-idleと同じ補正量ΔNeである場合の、コースト時ダウンシフト制御におけるNtおよびToの時間変化を示す。Ne-idleが大きいため、Toは大きい。一方、T1およびT2は補正されるが、その補正量が小さいため、Δt3が大きく延長されることはなく、変速開始時t1が大きく早まることはない(|t1−t1'|は小さい)。この結果、実変速開始時点t2'におけるNe-idleとNtとの差が補正前の時点t2より減少することはあっても、その減少分は小さい。したがって、t2'におけるトルクコンバータ32でのスリップ量の減少分は小さく、出力軸トルクの段差ΔToも大きいままである。よって、変速中、t2'において運転者が、この段差ΔToを変速ショック(トルク抜け感)として感じるおそれがある。
図12に示すように、本制御においては、Ne-idleが増大するほど、マップ3により算出される補正量ΔNeは大きくなるように設定されている(図9参照)。このように大きく算出されたΔNeをNe-idleに加えることにより、T1およびT2が補正される。Ne-idleが大きいため、Toは大きいが、T1とT2の補正量も大きいため、Δt3が大きく延長され変速開始時t1が大きく早まる(|t1−t1'|は図13におけるよりも大きい)。この結果、実変速開始時点t2'におけるNe-idleとNtとの差が補正前のt2よりも大きく減少する。したがって、t2'におけるトルクコンバータ32でのスリップ量の減少分は大きく、出力軸トルクの段差ΔToは大きく減少する。よって、変速中、t2'において変速ショック(トルク抜け感)の発生が抑制される。
実施例1の自動変速機の制御装置は、以下に列挙する効果を有する。
実施例2に係る自動変速機の制御装置の構成は実施例1と同様である。
(制御フローチャート)
実施例2の制御の流れは、実施例1(図4、図5)と同様である。しかし、図4のステップS34において、補正後のNe-idle(仮想Ne)の値を用いず、補正前のNe-idleの値を用いてT2を算出する点が、実施例1と異なる。具体的には、T2=(G1×No−Ne-idle) /(G1×dNo/dt)で算出する。
図14は、実施例2の制御装置のコースト時ダウンシフト制御におけるNtおよびToの時間変化を示す。Δt2の算出においてマップ2を読み込む際、仮想Neに基づいて算出するため、補正後のΔt2は大きくなる。それによってΔt3が実質的に延長されるとともに実変速時点がt2からt2'に早まる。よって、t2'におけるToの段差ΔToが減少する。
実施例2の自動変速機の制御装置は、Ne-idleが大きくなるほど摩擦締結要素制御部15の指令時t1が早くなるように、T1を補正することとした。具体的には、Ne-idleが大きくなるほどT1が大きくなるようにT1を補正することとした。
実施例3に係る自動変速機の制御装置の構成は実施例1と同様である。
(制御フローチャート)
実施例3の制御の流れは、実施例1(図4、図5)と同様である。しかし、図4のステップS33において、補正後のNe-idle(仮想Ne)の値を用いず、補正前のNe-idleの値を用いてT1を算出する点が、実施例1と異なる。具体的には、図5のステップS332において、マップ2に基づきΔt2を算出する際、補正前のNe-idleの値を用いてΔt2を算出する。
図15は、実施例3の制御装置のコースト時ダウンシフト制御におけるNtおよびToの時間変化を示す。T2は、仮想Neの値を用いて、T2={G1×No−(Ne-idle+ΔNe)}/(G1×dNo/dt)で算出される。よって、補正後のT2は小さく(短く)なり、それによってΔt3が延長されるとともに実変速時点がt2からt2'に早まる。よって、t2'におけるToの段差ΔToが減少する。
実施例3の自動変速機の制御装置は、Ne-idleが大きくなるほど摩擦締結要素制御部15の指令時t1が早くなるように、T2を補正することとした。具体的には、Ne-idleが大きくなるほどT2が小さく(短く)なるようにT2を補正することとした。
実施例4に係る自動変速機の制御装置の構成は実施例1と同様である。
(制御フローチャート)
実施例4の制御の流れは、実施例1(図4、図5)と同様である。しかし、実施例1と異なり、図5のステップS333において、一定の余裕時間Δt3を加算せずにT1を算出する。また、余裕時間Δt3を設ける代わりに、図4のソレノイドバルブ制御(S4)において、第1ブレーキ37を締結する際の変速ショック発生を避けるための手段を有している点が、実施例1と異なる。
解放制御(S40)は実施例1と同様である。図6に示すように、第2ブレーキ38のソレノイドバルブデューティ率Drを0%に設定して出力する。
締結制御(S41)の詳細を図17に示す。ステップS410では、締結側第1ブレーキ37ピストンのいわゆるがた詰め操作の時間tfだけ、第1ブレーキ37のソレノイドバルブデューティ率Dcを100%に設定して出力する。これにより引きずりトルク防止用の隙間分だけ上記ピストンが無効ストロークして第1ブレーキ37の締結が準備される。この後ステップS411に移る。
図18は、デューティ率Dr、Dcの時間変化とNtの時間変化との対応を示す制御タイムチャートである。変速開始時t1ではDrを0%出力して第2ブレーキ38を解放する一方、Dcを100%出力して第1ブレーキ37ピストンをがた詰めする。t1からtf経過後の時点で、DcをDa%出力して第1ブレーキ37のピストン位置を保持する。t2で、第2ブレーキ38への供給油圧が抜けて第2ブレーキ38プレート間の滑りが発生し、Ntが変化し始める。
実施例4の自動変速機の制御装置は、T1とT2との大小関係が逆転したと比較部14が判断したときに第1ブレーキ37の締結を指令する摩擦締結要素制御部15を有することとした。
以上、本発明を実施するための最良の形態を、実施例1〜4に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は実施例1〜4に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
3 自動変速機
10 コースト時ダウンシフト制御処理部
11 第1演算部
12 第2演算部
13 補正部
14 比較部
15 摩擦締結要素制御部
16 変速マップ
17 コースト走行判定処理部
31 油圧回路
32 トルクコンバータ
37 第1ブレーキ
37a ワンウェイクラッチ
38 第2ブレーキ
40 入力軸回転速度センサ
41 出力軸回転速度センサ
42 油温センサ
43 エンジン回転速度センサ
44 スロットル開度センサ
45 インヒビタスイッチ
Claims (10)
- 少なくとも第1摩擦締結要素を締結して達成される第1の変速段と、
前記第1摩擦締結要素を非締結とし、前記第1の変速段では締結していない第2摩擦締結要素を締結して達成される第2の変速段と、
アクセル開度又はこれに相当するパラメータに基づいてコースト走行状態か否かを判定するコースト走行判定手段と、
前記第2の変速段から前記第1の変速段へのコースト走行状態でのダウンシフトを制御する制御手段と、
を備えた自動変速機の制御装置において、
前記制御手段は、
現在の変速機入力軸回転速度及び現在のエンジン回転速度に基づいて、変速開始後、変速機入力軸回転速度と所定エンジン回転速度との偏差が所定回転速度以内になる第1時間を予測する第1演算部と、
現在の車速又はこれに相当するパラメータから前記第1の変速段での変速機入力軸回転速度を推定し、現在の車両減速度又はこれに相当するパラメータに基づいて、前記推定した変速機入力軸回転速度が前記所定エンジン回転速度に達するまでの第2時間を予測する第2演算部と、
前記所定エンジン回転速度に基づいて前記第1時間又は前記第2時間を補正する補正部と、
前記補正後において、前記第1時間と前記第2時間とを比較する比較部と、
前記第1時間と前記第2時間との大小関係が逆転したと前記比較部が判断したときに前記第2摩擦締結要素の解放を指令して変速を開始する第1摩擦締結要素制御部と、を有し、
前記補正部は、前記所定エンジン回転速度が大きくなるほど、前記補正前において前記第1時間と前記第2時間との大小関係が逆転するときに対して前記第1摩擦締結要素制御部の前記指令時が早くなるように、前記第1時間又は前記第2時間を補正すること
を特徴とする自動変速機の制御装置。 - 前記補正部は、前記所定エンジン回転速度が大きくなるほど前記第1時間が大きくなるように前記第1時間を補正し、又は前記所定エンジン回転速度が大きくなるほど前記第2時間が小さくなるように前記第2時間を補正すること
を特徴とする請求項1に記載の自動変速機の制御装置。 - 前記補正部は、前記所定エンジン回転速度が大きくなるほど、前記所定エンジン回転速度に大きな補正値を加算することにより、前記第1時間又は前記第2時間を補正すること
を特徴とする請求項2に記載の自動変速機の制御装置。 - 前記第1摩擦締結要素はワンウェイクラッチであること
を特徴とする請求項1記載の自動変速機の制御装置。 - 前記制御手段は、前記第1時間と前記第2時間との大小関係が逆転したと前記比較部が判断したときに前記第1摩擦締結要素の締結を指令する第2摩擦締結要素制御部を有すること
を特徴とする請求項1記載の自動変速機の制御装置。 - 前記第1演算部は、自動変速機作動油の温度が低いほど前記第1時間を大きく予測すること
を特徴とする請求項1記載の自動変速機の制御装置。 - 前記第1演算部は、現在の変速機入力軸回転速度または現在のエンジン回転速度が前記所定エンジン回転速度に対して乖離しているほど前記第1時間を大きく予測すること
を特徴とする請求項1記載の自動変速機の制御装置。 - 前記第1時間は少なくとも第1フェーズと第2フェーズを有し、
前記第1フェーズは自動変速機作動油の温度に基づいて設定され、
前記第2フェーズは現在の変速機入力軸回転速度及び現在のエンジン回転速度に基づいて設定されること
を特徴とする請求項1記載の自動変速機の制御装置。 - 前記所定エンジン回転速度はエンジンアイドル回転速度であること
を特徴とする請求項1記載の自動変速機の制御装置。 - 前記所定エンジン回転速度は、補機の作動状態又はエンジンの冷却状態に基づいて補正される値であること
を特徴とする請求項9記載の自動変速機の制御装置。
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