JP4716743B2 - 自動変速機の変速制御方法および装置 - Google Patents

Description

本発明は自動変速機の変速制御方法および装置、特にパワーオフアップ時の変速制御に関するものである。

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、変速線図から自動的に変速段を決定し、変速を行なう。このような自動変速機において、アクセルペダルを踏み込みながら走行を行っている最中に、アクセルペダルを急に緩めると、車速が高い状態でスロットル開度がほぼ全閉となるので、変速線図における動作点が変速点を越え、高速段側へ変速されてしまう。これをオフアップ変速と呼ぶ。

このようなオフアップ変速では、スロットルをほぼ閉じていることから、パワーオフ状態であり、タービン回転数は自然に降下してくる。一般に、摩擦係合要素の油圧を制御しているソレノイドバルブの入力電流値の動きに対し、油圧の応答が遅れるため、予め遅れを考慮して摩擦係合要素の係合タイミングを判定する同期判定を、高速段のタービン回転数まで降下する手前で行う必要がある。つまり、タービン入力回転数が高速段のタービン回転数より所定値だけ高い回転数で同期判定を行うのが通例である。

しかしながら、タービン回転数の降下速度が一定でないため、同期判定時に係合側の摩擦係合要素が係合直前の状態になっているかどうかが予測できない。例えば、タービン回転数の降下速度が大きく、同期判定時に摩擦係合要素が係合直前の状態にまで至らない場合、タービン回転数が高速段のタービン回転数よりも降下してしまう。これをアンダーシュートと呼ぶ。アンダーシュート後に摩擦係合要素を完全係合させるために急に油圧を立ち上げると、タービン回転の持ち上げショックが発生する。

このようなアンダーシュートによる問題を解消するため、特許文献１では、オフアップ時にアンダーシュートが発生したとき、摩擦係合要素の油圧の上昇勾配が緩やかになるようスイープ制御し、タービン回転の持ち上げショックを改善する方法が開示されている。また、自動変速機の個体ばらつきによるアンダーシュートを改善するため、オフアップ時のアンダーシュート量が設定範囲内となるように、摩擦係合要素の初期油圧を学習制御する方法が開示されている。

上記の学習制御方法では、学習を行うかどうかをオフアップか否かで判断している。しかし、オフアップであっても僅かな逆負荷状態では、タービン回転の降下速度がゆるやかであり、本来であればアンダーシュート量がほぼ零となる。ここで、本来とは自動変速機の個体ばらつきが既に補正されている場合をさす。しかし、オフアップで逆負荷傾向が強くなると、タービン回転の降下が早まるので、アンダーシュートが発生しやすくなる。このため、僅かな逆負荷状態も含めてオフアップ領域を同一の学習領域として初期油圧を学習補正すると、以後のオフアップ変速でショックが発生するなど、不安定な変速制御になる可能性がある。
特開２００２−３９３４６号公報

そこで、本発明の目的は、オフアップ変速時のアンダーシュートを適正に学習制御でき、かつ安定した変速制御が可能な自動変速機の変速制御方法および装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、摩擦係合要素を係合または解放することにより所定の変速段を構成する自動変速機であって、エンジン回転数と負荷情報とに基づく閾値によってパワーオンアップ領域とパワーオフアップ領域とを設定し、各領域に応じて変速制御を実施すると共に、パワーオフアップ時の入力回転のアンダーシュートを学習制御により適正量に制御する変速制御方法において、エンジン回転数と負荷情報とが、上記閾値よりパワーオフアップ側にあるかどうかを判定するステップと、上記エンジン回転数と負荷情報とが閾値よりパワーオフアップ側にあるとき、上記閾値よりもパワーオフアップ側に設けられた学習実施判定値よりさらにパワーオフアップ側にあるかどうかを判定するステップと、上記エンジン回転数と負荷情報とが上記学習実施判定値よりさらにパワーオフアップ側にあるとき、上記学習制御を実施するステップと、上記エンジン回転数と負荷情報とが上記閾値と学習実施判定値との間の領域にあるとき、上記学習制御を禁止するステップと、を有する変速制御方法を提供する。

請求項２に係る発明は、摩擦係合要素を係合または解放することにより所定の変速段を構成する自動変速機であって、エンジン回転数と負荷情報とに基づく閾値によってパワーオンアップ領域とパワーオフアップ領域とを設定し、各領域に応じて変速制御を実施すると共に、パワーオフアップ時の入力回転のアンダーシュートを学習制御により適正量に制御する変速制御装置において、上記閾値よりもパワーオフアップ側に学習実施判定値を設け、上記閾値と上記学習実施判定値との間の領域を上記学習制御の禁止領域としたことを特徴とする変速制御装置を提供する。

入力回転のアンダーシュート量は、摩擦係合要素の初期油圧、つまり摩擦係合要素のピストンが最初のクラッチ板に接触し始める状態とするための油圧によって可変できる。従来では、オフアップ時に常にアンダーシュートの学習制御を実施していたため、初期油圧が不必要に学習補正され、以後のオフアップ時に変速ショックが発生する可能性があった。
オフアップ時でもわずかな逆負荷状態であれば、エンジントルクと車輪側からのトルク入力との差が小さいので、タービン回転数の降下速度が低い。つまり、タービン回転がゆっくりと降下するため、高速段の回転数に到達した際に殆どアンダーシュートは発生しない。このような状況であるかどうかは、エンジン回転数と負荷情報（例えばアクセル開度）によって推定できる。そこで、請求項１では、オンアップ・オフアップの閾値よりもオフアップ側に学習実施判定値を設け、オフアップ時にエンジン回転数と負荷情報とが閾値と学習実施判定値との間の領域にあるのか、それとも学習実施判定値よりオフアップ側にあるのかを判定し、これによって学習制御を実施するか否かを判別している。
つまり、オフアップでも僅かな逆負荷状態（アンダーシュートが小さいと予想される状態）では、学習制御を禁止することで、初期油圧が不必要に学習補正されるのを防止している。また、大きな逆負荷状態（アンダーシュートが発生しそうな状態）では、学習制御を実施することで、アンダーシュートが適正値に調整される。

学習制御では、従来と同様にアンダーシュート量を検出し、その大きさに応じて制御量を更新すればよい。アンダーシュート量は、入力回転数（例えばタービン回転数）が高速段の入力回転数より低くなった時の最大降下量で判断してもよいし、入力回転数が高速段の入力回転数より低くなってから上昇に転じるまでの降下量の時間積分値で判断してもよい。
パワーオンアップ・パワーオフアップの閾値をエンジン回転数と負荷情報とに基づいて設定したが、エンジン回転数に代替する情報として入力回転数（タービン回転数）を用いてもよい。また、負荷情報としてはアクセル開度や吸気管負圧などを用いることができる。
また、アンダーシュートを学習制御するために、制御量として摩擦係合要素の初期油圧を用いたが、初期油圧に相当する摩擦係合要素を制御する電磁弁の入力電流を用いてもよいし、デューティ比を用いてもよい。

以上のように、請求項１によれば、パワーオンアップ・パワーオフアップの閾値よりパワーオフアップ側に学習制御禁止領域を設けたので、エンジン回転数と負荷情報とから簡単に学習禁止領域か否かを判定できる。そのため、オフアップでもわずかな逆負荷状態であれば、本来アンダーシュートが小さい状況であるから、学習による補正を禁止し、不必要な制御量の変動を抑制できる。その結果、ショックの少ない安定した変速制御が可能になる。

以下に、本発明の実施の形態を、実施例を参照して説明する。

図１は本発明にかかる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。

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。

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。

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。

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。

ＡＴコントローラ２０には、図４に示すような変速線図のほかに、図５に示すアップシフト時のパワーオンオフ判定マップも格納されている。
図４に示す変速線図は、Ｄレンジの変速線図であり、実線はアップシフト線、破線はダウンシフト線を示す。
図５に示す判定マップは、エンジン回転数とスロットル開度（アクセル開度）とによって設定されており、閾値Ａより上側（高アクセル開度側）がパワーオンアップ領域であり、閾値Ａより下側（低アクセル開度側）がパワーオフアップ領域である。閾値Ａより下側には別の閾値Ｂが設定されており、この閾値Ｂは学習実施判定値である。閾値Ａと学習実施判定値Ｂとの間の領域は、オフアップであるがアンダーシュート学習制御の禁止領域であり、学習実施判定値Ｂより下側がオフアップであってかつアンダーシュート学習制御の実施領域である。
なお、図４，図５に示す図は典型的な一例を示したものであり、この図に限定されるものではない。

本発明におけるオフアップ変速の方法は、学習制御を除いて特許文献１に記載の方法と同様であるため、図６に１速から２速へのオフアップ変速制御の一例を図示し、詳しい説明を省略する。
ここでは、アンダーシュートが発生した場合のタービン回転数、Ｂ１ブレーキ制御用ソレノイドバルブ２１の入力電流、Ｂ１ブレーキ圧の時間変化を示してある。
図６において、Ｂ１ブレーキの初期油圧Ｐｉ、または初期油圧を出力するためのソレノイドバルブ２１の入力電流Ｉａが後述するアンダーシュート学習制御で補正される。

図７，図８は本発明におけるアンダーシュート学習制御の一例を示す。図７は、学習制御の実施可否を判定するフロー図であり、図８は実際の学習制御方法を示すフロー図である。
図７において、スタートすると、まずオフアップの変速指令が出力されたか否かを判別する（ステップＳ１）。この判別は、車速およびスロットル開度が図４に示す変速線図のアップシフト線を越えたこと、およびエンジン回転数およびスロットル開度（アクセル開度）が図５に示す判定マップの閾値Ａより下側にあることで判定する。
オフアップの変速指令が出力された時には、図５に示す判定マップからエンジン回転数に対する学習実施判定値（アクセル開度）を検索し（ステップＳ２）、変速指令時のアクセル開度と学習実施判定値とを比較する（ステップＳ３）。アクセル開度が学習実施判定値以上であれば、図５における学習制御の禁止領域にあるので、学習実施フラグをＯＦＦとし（ステップＳ４）、アクセル開度が学習実施判定値未満であれば、図５における学習制御の実施領域にあるので、学習実施フラグをＯＮとし（ステップＳ５）、終了する。
つまり、オフアップであっても僅かな逆負荷状態であれば、本来はアンダーシュートが殆ど発生しない領域であるから、不必要な学習補正がなされないように、学習を禁止している。

図８では、まず学習実施フラグがＯＮかどうかを判定する（ステップＳ６）。学習実施フラグがＯＦＦであれば、以下の学習制御を行わない。つまり、閾値Ｂより下側の領域に学習値の更新を促すこともなく、また閾値Ｂより下側の学習領域の学習結果が学習禁止領域に反映されることもない。学習実施フラグがＯＮであれば、次にアンダーシュートが発生したかどうかを判定する（ステップＳ７）。例えば、アンダーシュート量としてタービン回転数の最大降下量ΔＴが０か否かを判定する。
アンダーシュートが発生していない場合は、学習更新量を所定値（負の値）とし（ステップＳ８）、前回値にこの学習更新量を加算した値を学習値とする（ステップＳ９）。具体的には、前回出力した初期油圧から一定値を引算した値を初期油圧として用いる。したがって、アンダーシュートが発生していない場合は、初期油圧が高過ぎると判定され、初期油圧は徐々に低く補正される。
一方、アンダーシュートが発生している場合は、学習更新量を次式で演算する（ステップＳ１０）。
学習更新量＝ゲイン×（アンダーシュート量−アンダーシュート目標値）
アンダーシュート量が目標値より大きいときには、学習更新量が正の値となるので、ステップＳ９で学習値である初期油圧は高目に補正される。逆に、アンダーシュート量が目標値より小さいときには、学習更新量が負の値となるので、ステップＳ９で学習値である初期油圧は低目に補正される。このように補正された初期油圧を用いて以後のオフアップ制御が実施される。
上記のような学習を経験することで、何回かのオフアップを経験した後では、初期油圧が最適値に更新され、アンダーシュート量が所定範囲内に制御される。そのため、ショックのない安定した変速を実現することができる。

図８のステップＳ７〜Ｓ１０は、学習補正方法の一例を示したに過ぎず、アンダーシュートを抑制する方法はステップＳ７〜Ｓ１０に限るものではない。例えば、特許文献１の図９に記載した方法を用いてもよい。また、アンダーシュートの発生量に応じて不感帯を設けることもできる。
上記実施例では、１速から２速へのオフアップ変速、つまりＢ１ブレーキの油圧制御について説明したが、その他のオフアップ変速（例えば２速から３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３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。

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１の自動変速機の変速機構のスケルトン図である。 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１の自動変速機の変速線図の一例である。 アップシフト時のパワーオン・オフ判定マップである。 １速から２速へのオフアップ変速制御の一例を示す図である。 アンダーシュート学習制御の実施可否を判定する一例のフローチャート図である。 アンダーシュート学習制御の一例を示すフローチャート図である。

符号の説明

Ｂ１ ブレーキ（摩擦係合要素）
２０ ＡＴコントローラ
２１ Ｂ１ブレーキ制御用ソレノイドバルブ

Claims (2)

1. 摩擦係合要素を係合または解放することにより所定の変速段を構成する自動変速機であって、
   エンジン回転数と負荷情報とに基づく閾値によってパワーオンアップ領域とパワーオフアップ領域とを設定し、各領域に応じて変速制御を実施すると共に、パワーオフアップ時の入力回転のアンダーシュートを学習制御により適正量に制御する変速制御方法において、
   エンジン回転数と負荷情報とが、上記閾値よりパワーオフアップ側にあるかどうかを判定するステップと、
   上記エンジン回転数と負荷情報とが閾値よりパワーオフアップ側にあるとき、上記閾値よりもパワーオフアップ側に設けられた学習実施判定値よりさらにパワーオフアップ側にあるかどうかを判定するステップと、
   上記エンジン回転数と負荷情報とが上記学習実施判定値よりさらにパワーオフアップ側にあるとき、上記学習制御を実施するステップと、
   上記エンジン回転数と負荷情報とが上記閾値と学習実施判定値との間の領域にあるとき、上記学習制御を禁止するステップと、を有する変速制御方法。
2. 摩擦係合要素を係合または解放することにより所定の変速段を構成する自動変速機であって、
   エンジン回転数と負荷情報とに基づく閾値によってパワーオンアップ領域とパワーオフアップ領域とを設定し、各領域に応じて変速制御を実施すると共に、パワーオフアップ時の入力回転のアンダーシュートを学習制御により適正量に制御する変速制御装置において、
   上記閾値よりもパワーオフアップ側に学習実施判定値を設け、
   上記閾値と上記学習実施判定値との間の領域を上記学習制御の禁止領域としたことを特徴とする変速制御装置。

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