JP4545465B2 - クラッチパック詰り検出方法、装置、及びクラッチパックの油圧制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチパック詰り検出方法、クラッチパック詰り検出装置、及びクラッチパックの油圧制御装置に係り、特に、自動変速機のクラッチパックの詰りを検出するクラッチパック詰り検出方法、クラッチパック詰り検出装置、及びクラッチパックの油圧制御装置に関する。

自動変速機のクラッチパック（油圧クラッチの作動油室）には、リニアソレノイドバブルを備えた油供給路を介して作動油が直接充填され、作動油の充填に伴ってクラッチプレートが摩擦材に当接し（詰まる）、クラッチプレートが結合される。クラッチパックに作動油を充填する際には、フィードバックコントローラによりリニアソレノイドバルブのソレノイドコイルに流れる電流値を目標電流値に制御するためのフィードバックコントローラ出力値を生成し、このフィードバックコントローラ出力値、すなわちフィードバック制御信号をパルス幅変調（ＰＷＭ）してソレノイドコイルに接続されたトランジスタ等の駆動回路に供給する電流制御が行なわれている。

自動変速機のクラッチ制御系では、クラッチプレートが摩擦材に当接する（詰まる）前後で特性が大きく変化するため、クラッチパック詰りの前後でクラッチ制御の指令値の設定を大きく変更する必要がある。このため、クラッチパックの詰りを検出する必要があるが、ストロークセンサを用いてクラッチプレートの位置を検出する方法では、ストロークセンサを新たに取り付ける必要があるため、コストが増加する。

また、移動体の位置検出方法として、ハウジング内に収納されかつソレノイドコイルの電磁力で軸方向にスライドする移動体を有する油圧式の駆動力伝達装置において移動体の移動に応じてソレノイドコイルに発生する逆起電力を検出し、逆起電力の変化から移動体の位置を検出する位置検出方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この位置検出方法では、ソレノイドコイルに流れる電流値が極小値を持つ場合に、所定時間間隔（例えば、４０ｍｓｅｃ間隔）で極大値Ｉ₀及び極小値Ｉ_Pを抽出し、Ｉ₀−Ｉ_P＞０．２[Ａ]ならばスプールは正常に作動していると判定し、また、Ｉ₀−Ｉ_P≦０．２[Ａ]ならばフェールと判定している。
特開平６−２１３２５７号公報

しかしながら、上記の位置検出方法を適用して自動変速機のクラッチパック詰りを検出しようとする場合、クラッチパックではリニアソレノイドバルブのソレノイドコイルに流れる電流値がフィードバック制御されているため、ソレノイドコイルに発生した逆起電力を外乱として捉え、この逆起電力を打ち消すようにフィードバック制御される。このため、従来技術のようにソレノイドコイルの発生する逆起電力の極大値及び極小値を用いてクラッチパック詰りを検出しようとしても、極大値と極小値との差は極僅かであり検出は困難である。さらに、初期にファーストフィル（急速充填）制御を行なうと、すなわちデユーティ指令値を大きく変更すると、電流値の変化がスプール変位を起因として生じるのか、デユーティ指令値を大きく変更したことを原因として生じるのかを区別するのが困難となり、クラッチパック詰りを検出することが困難になる、という問題がある。

本発明は、上記問題点を解消するためになされたもので、新たにセンサを追加することなく、ソレノイドコイルに流れる電流値を検出する既存の電流センサを用いてクラッチパックの詰りを検出することができるクラッチパック詰り検出方法、この方法を利用したクラッチパック詰り検出装置、及びクラッチパック詰り検出機能を備えたクラッチパックの油圧制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のクラッチパック詰り検出方法は、電磁アクチュエータを備えたバルブにより流れる油量が制御される油供給路を介して作動油が充填されると共に、該電磁アクチュエータのソレノイドコイルに流れる電流値がフィードバックコントローラ出力値により目標電流値になるように制御されるクラッチパックのクラッチパック詰りを検出するクラッチパック詰り検出方法であって、前記フィードバックコントローラ出力値を検出し、検出されたフィードバックコントローラ出力値からノイズを除去し、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値を用いて、フィードバックコントローラ出力値の逆起電力を打ち消すように変化した部分を検出することにより、クラッチパックのクラッチパック詰りを検出するものである。

本発明のクラッチパック詰り検出装置は、電磁アクチュエータを備えたバルブにより流れる油量が制御される油供給路を介して作動油が充填されると共に、該電磁アクチュエータのソレノイドコイルに流れる電流値がフィードバックコントローラ出力値により目標電流値になるように制御されるクラッチパックのクラッチパック詰りを検出するクラッチパック詰り検出装置であって、前記フィードバックコントローラ出力値を検出する信号検出手段と、検出されたフィードバックコントローラ出力値からノイズを除去する除去手段と、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値を用いて、フィードバックコントローラ出力値の逆起電力を打ち消すように変化した部分を検出することにより、クラッチパックのクラッチパック詰りを検出する詰り検出手段と、を含んで構成されている。

また、本発明のクラッチパックの油圧制御装置は、クラッチパックに連通されかつ該クラッチパックに作動油を供給する油供給路に設けられて該油供給路に流れる油量を制御するバルブと、前記バルブを駆動するソレノイドコイルを備えた電磁アクチュエータと、前記ソレノイドコイルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、前記電流検出手段で検出された電流値及び目標電流値に基づいて、前記ソレノイドコイルに流れる電流値が前記目標電流値になるように制御するためのフィードバックコントローラ出力値を出力するフィードバックコントローラと、前記フィードバックコントローラ出力値からノイズを除去する除去手段と、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値を用いて、フィードバックコントローラ出力値の逆起電力を打ち消すように変化した部分を検出することにより、クラッチパックのクラッチパック詰りを検出する詰り検出手段と、を含んで構成されている。

上記の各発明において、クラッチパックが詰まったことによりソレノイドコイルに発生した逆起電力は外乱となるため、フィードバックコントローラ出力値は逆起電力を打ち消すように生成される。したがって、フィードバックコントローラ出力値を検出し、検出したフィードバックコントローラ出力値からノイズを除去し、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値を用いて、フィードバックコントローラ出力値の逆起電力を打ち消すように変化した部分を検出することによりクラッチパックのクラッチパック詰りを検出することができる。

以上説明したように、本発明によれば、フィードバックコントローラ出力値を検出し、検出されたフィードバックコントローラ出力値からノイズを除去し、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値を用いてクラッチパックのクラッチパック詰りを検出しているため、新たにセンサを追加することなく、クラッチパックの詰りを検出することができる、という効果が得られる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。

図１に示すように、複数のクラッチプレート１２、１４が収納された車両用自動変速機のクラッチパック１０には、作動油をクラッチパック１０内に充填するための油供給路１６が連通されている。油供給路１６の途中には、アキュムレータ１８が取り付けられ、アキュムレータ１８の取り付け位置より上流側には、油供給路１６に流れる油量を制御するクラッチパックの油圧制御装置を構成するリニアソレノイドバルブ２０が取り付けられている。

リニアソレノイドバルブ２０は、ソレノイドコイル２２を備えた電磁アクチュエータ、及び先端側にスプール２４が形成されると共に、ソレノイドコイル２２の電磁力によって軸方向に移動可能に設けられたプランジャ２６から構成されている。

図２に示すように、ソレノイドコイル２２の一端は車載バッテリに接続され、ソレノイドコイル２２の他端は電流制御回路に接続されている。電流制御回路は、電界効果トランジスタＴｒ、保護用のツェナーダイオードＤ、パルス幅変調器（ＰＷＭ）２６、フィードバックコントローラ２８、減算器３０、及びソレノイドコイル２２に流れる実電流を検出するための電流センサとしての電流検出抵抗Ｒｓを含んで構成されている。

ＰＷＭ２６の出力端は電界効果トランジスタＴｒのゲートに接続されている。電界効果トランジスタＴｒドレインはソレノイドコイル２２の他端に接続されている。ツエナーダイオードＤのカソードは電界効果トランジスタＴｒのドレインに接続され、ツエナーダイオードＤのアノードは電界効果トランジスタＴｒのソースに接続されている。

電流検出抵抗Ｒｓの一端は、電界効果トランジスタＴｒのソースに接続され、他端は減算器３０の−端子に接続されている。減算器３０の＋端子には、指令油圧を得るための電流指令としての目標電流値が入力されており、減算器３０の出力端は、フィードバックコントローラ２８の入力端に接続されている。

フィードバックコントローラ２８の出力端は、ＰＷＭ２６の入力端に接続されると共に、マイクロコンピュータで構成されたパック詰り判定器３２に接続されている。フィードバックコントローラ２８は、比例積分微分器で構成することができる。

次に、本実施の形態の動作及びパック詰り判定器で実行されるパック詰り判定ルーチンについて説明する。

ソレノイドコイル２２に流れる電流値は、電流検出抵抗Ｒｓで検出され、減算器３０に入力される。減算器３０には、電流目標値が入力されているので、電流目標値から検出された電流値を減算した偏差がフィードバックコントローラ２８に入力される。フィードバックコントローラ２８では、偏差を０にするフィードバックコントローラ出力値、すなわちソレノイドコイル２２に流れる電流値を電流目標値に制御するためのフィードバックコントローラ出力値が生成される。生成されたフィードバックコントローラ出力値、すなわちフィードバック制御信号は、ＰＷＭ２６に入力され、ＰＷＭ２６から所定デューティ比の駆動信号が出力される。この駆動信号は、電界効果トランジスタＴｒのゲートに入力され、電界効果トランジスタＴｒは、この駆動信号によりオンオフ制御される。これによってソレノイドコイルに流れる電流がフィードバック制御され、この結果油供給路に流れる油量が制御される。これによって、クラッチパック内の油圧は、図４に示すように時間の経過と共に上昇し、クラッチパックの詰りが発生した後所定時間後に油圧が静定することになる。

クラッチパックが詰まると油流量が低下して油圧が急上昇するため、スプールにフィードバック圧が作用し、スプールが変位する。また、クラッチパックが詰まった後、指令油圧と実油圧とが等しくなって油圧が静定した場合にも油流量が低下するためスプールが変位する。

スプールの変位により、リニアソレノイドのプランジャが変位し、ソレノイドコイルに逆起電力が発生する。

クラッチパックが詰まったことにより発生した逆起電力、及び油圧が静定したことにより発生した逆起電力は、フィードバックコントローラ２８に外乱として入力されるため、フィードバックコントローラ２８から出力されるフィードバック制御信号、すなわちフィードバックコントローラ出力値は、図５に示すように１．８秒から２．８秒の時間帯において低下し、逆起電力を打ち消すように作用する。

パック詰り判定器３２では、図３のステップ１００においてフィードバックコントローラ出力値を取り込んでデジタル変換することでフィードバックコントローラ出力値（Ｉａ）を計測する。次のステップ１０２では、ソフトウエアによるローパスフィルタ処理により所定周波数帯域（例えば、２Ｈｚ以下）のフィードバックコントローラ出力値のみを抽出し、他の成分を除去することで、ノイズ除去を行ない、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値（Ｉｂ）を求める。

次のステップ１０４では、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値（Ｉｂ）のレベルと予め定められた閾値（Ｉｃ−２Δ）とを比較し、フィードバックコントローラ出力値のレベルが閾値未満となったときにクラッチパック詰り発生と判定し、ステップ１０６において、クラッチパック詰り発生を記憶するためのフラグ（図示せず）をセットする。

この閾値（Ｉｃ−２Δ）は、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値の定常状態でのレベル（Ｉｃ）から定常状態におけるノイズレベルΔを余裕を持たせて２倍して定めた値２Δを減算した値で定められている。

一方、ステップ１０４で否定判断されたときは、ステップ１０８においてフィードバックコントローラ出力値（Ｉｂ）のレベルと予め定められた閾値（Ｉｃ−Δ）とを比較し、フィードバックコントローラ出力値のレベルが閾値未満となったときに油圧が静定したと判定し、ステップ１１０において油圧静定判定フラグ（図示せず）をセットする。

上記のようにクラッチパック詰りを検出することができるので、クラッチパック詰りのタイミングを所定期間毎に記憶し、クラッチパック詰りのタイミングが所定時間以上遅延したか否かを判定することで、クラッチプレートが磨耗したか否かを判定することができる。この場合、クラッチパック詰りのタイミングが所定時間以上遅延したときにクラッチプレートが磨耗したと判定する。

また、クラッチパック詰りを検出することができるので、クラッチパックを油で充填した後スイープアップ制御（油圧制御）に移るタイミングを早くすることができ、これによって変速動作を速やかに完了することができる。また、スイープアップ制御に移るタイミングを適切に制御することができるので、スイープアップ制御に移るタイミングを決定するための適合工数を低減することができると共に、変速ショックを防止することができる。

さらに、指令油圧と実油圧とが等しくなったことを検知することにより、スイープアップ制御に移るタイミングを早くすることができ、変速を早く完了することができる。

なお、上記では、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値が、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値の定常状態での値から定常状態におけるノイズレベルによって定めた値を減算した値より小さくなった時点をクラッチパック詰りとして検出する例について説明したが、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値が、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値の定常状態での値から定常状態におけるノイズレベルによって定めた値を減算した値より小さくなり、かつノイズが除去されたフィードバックコントローラ出力値の傾きが所定値以上になった時点をクラッチパック詰りとして検出してもよい。

また、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値が、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値の定常状態での値から定常状態におけるノイズレベルによって定めた値を減算した値より小さくなり、かつノイズが除去されたフィードバックコントローラ出力値の時間変化と予め定められた近似曲線との一致度が高くなった時点をクラッチパック詰りとして検出してもよい。

本発明が適用可能なクラッチパック及び油圧制御装置の一部分を示す図である。 本発明の実施の形態のソレノイドコイルに流れる電流を制御する電流制御装置を示すブロック図である。 本発明の実施の形態のパック詰り判定器で実行されるパック詰り判定ルーチンを示す流れ図である。 本実施の形態のクラッチパック内の油圧の時間変化を示すグラフである。 本実施の形態のコントローラ出力の時間変化を示すグラフである。

符号の説明

１０ クラッチパック
２０ リニアソレノイドバルブ
２２ ソレノイドコイル

Claims (9)

1. 電磁アクチュエータを備えたバルブにより流れる油量が制御される油供給路を介して作動油が充填されると共に、該電磁アクチュエータのソレノイドコイルに流れる電流値がフィードバックコントローラ出力値により目標電流値になるように制御されるクラッチパックのクラッチパック詰りを検出するクラッチパック詰り検出方法であって、
   前記フィードバックコントローラ出力値を検出し、
   検出されたフィードバックコントローラ出力値からノイズを除去し、
   ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値を用いて、フィードバックコントローラ出力値の逆起電力を打ち消すように変化した部分を検出することにより、クラッチパックのクラッチパック詰りを検出するクラッチパック詰り検出方法。
2. ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値が、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値の定常状態での値から定常状態におけるノイズレベルによって定めた値を減算した値より小さくなった時点をクラッチパック詰りとして検出する請求項１記載のクラッチパック詰り検出方法。
3. ローパスフィルタ処理により前記ノイズを除去する請求項１または請求項２記載のクラッチパック詰り検出方法。
4. 電磁アクチュエータを備えたバルブにより流れる油量が制御される油供給路を介して作動油が充填されると共に、該電磁アクチュエータのソレノイドコイルに流れる電流値がフィードバックコントローラ出力値により目標電流値になるように制御されるクラッチパックのクラッチパック詰りを検出するクラッチパック詰り検出装置であって、
   前記フィードバックコントローラ出力値を検出する信号検出手段と、
   検出されたフィードバックコントローラ出力値からノイズを除去する除去手段と、
   ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値を用いて、フィードバックコントローラ出力値の逆起電力を打ち消すように変化した部分を検出することにより、クラッチパックのクラッチパック詰りを検出する詰り検出手段と、
   を含むクラッチパック詰り検出装置。
5. 前記詰り検出手段は、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値が、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値の定常状態での値から定常状態におけるノイズレベルによって定めた値を減算した値より小さくなった時点をクラッチパック詰りとして検出する請求項４記載のクラッチパック詰り検出装置。
6. 前記除去手段は、ローパスフィルタ処理により前記ノイズを除去する請求項４または請求項５記載のクラッチパック詰り検出装置。
7. クラッチパックに連通されかつ該クラッチパックに作動油を供給する油供給路に設けられて該油供給路に流れる油量を制御するバルブと、
   前記バルブを駆動するソレノイドコイルを備えた電磁アクチュエータと、
   前記ソレノイドコイルに流れる電流値を検出する電流検出手段と、
   前記電流検出手段で検出された電流値及び目標電流値に基づいて、前記ソレノイドコイルに流れる電流値が前記目標電流値になるように制御するためのフィードバックコントローラ出力値を出力するフィードバックコントローラと、
   前記フィードバックコントローラ出力値からノイズを除去する除去手段と、
   ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値を用いて、フィードバックコントローラ出力値の逆起電力を打ち消すように変化した部分を検出することにより、クラッチパックのクラッチパック詰りを検出する詰り検出手段と、
   を含むクラッチパックの油圧制御装置。
8. 前記詰り検出手段は、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値が、ノイズ除去後のフィードバックコントローラ出力値の定常状態での値から定常状態におけるノイズレベルによって定めた値を減算した値より小さくなった時点をクラッチパック詰りとして検出する請求項７記載のクラッチパックの油圧制御装置。
9. 前記除去手段は、ローパスフィルタ処理により前記ノイズを除去する請求項７または請求項８記載のクラッチパックの油圧制御装置。

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