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JP5771699B2 - 自動変速機及びその発進時制御方法 - Google Patents
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JP5771699B2 - 自動変速機及びその発進時制御方法 - Google Patents

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Description

本発明は、自動変速機に関し、特に発進時の制御に関する。
自動変速機の発進摩擦締結要素は、互い違いに配置された複数の入力側摩擦締結板及び出力側摩擦締結板と、これらを重ね合わせ方向に変位させる油圧ピストンとで構成される。油圧ピストンによって入力側摩擦締結板及び出力側摩擦締結板を重ね合わせ方向に変位させると、入力側摩擦締結板と出力側摩擦締結板とが押し付けられ、発進用摩擦用締結要素が締結する。
セレクトレバーがニュートラルレンジからドライブレンジに操作され、発進摩擦締結要素を締結する場合には、まず、油圧ピストンに作用させる油圧を増大させて油圧ピストンをストロークさせ、入力側摩擦締結板と出力側摩擦締結板との間の隙間を詰めるプリチャージが行われる。入力側摩擦締結板と出力側摩擦締結板との間の隙間がゼロになってはじめて発進摩擦締結要素の伝達容量(伝達可能なトルク)がゼロよりも大きくなり、動力の伝達が開始される。
セレクトレバーがニュートラルレンジからドライブレンジに操作されてから発進摩擦締結要素の伝達容量がゼロよりも大きくなるまでの時間(以下、「発進ラグ」という。)は一定であることが好ましい。このため、プリチャージを行う自動変速機においては、発進ラグが一定になるように、油圧ピストンに作用させる油圧(以下、「プリチャージ圧」という。)の学習制御が行われることが多い(JP2003−139235A)。
学習制御では、発進ラグが計測され、計測された発進ラグが所定の目標時間よりも短い場合はプリチャージ圧が不足しているのでプリチャージ圧の増大補正が行われ、逆の場合はプリチャージ圧の減少補正が行われる。
発進ラグの間は車両を発進させることができないので、発進ラグは短い方がよく、発進ラグを短くするにはプリチャージ圧を高めればよい。
しかしながら、プリチャージ圧を高めすぎると、油圧ピストンが急速にストロークすることによる油圧回路の流路体積の増大によって、プリチャージ圧の元圧となるライン圧の低下を招く。ライン圧が必要とされるプリチャージ圧よりも低下すると必要とされるプリチャージ圧を確保できず、上記学習制御を正しく行えなくなるので、従来はプリチャージ圧をライン圧の過度の低下を招かない範囲でしか高めることができず、発進ラグの短縮には限界があった。
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたもので、プリチャージ圧の学習制御を行う自動変速機において、学習制御の機会を確保しつつ、運転者に発進意図がある場合はプリチャージ圧を高めて発進ラグを短縮することを目的とする。
本発明のある態様によれば、自動変速機であって、複数の摩擦板とこれらを押し付けるための油圧ピストンとで構成され、ニュートラルレンジで解放されドライブレンジで締結される発進摩擦締結要素と、レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられた場合に、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を通常油圧まで高めて前記油圧ピストンをストロークさせるプリチャージ油圧制御手段と、前記レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられてから前記発進摩擦締結要素が伝達容量を発生し始めるまでの時間が目標時間になるように前記指示油圧を学習制御する学習制御手段と、運転者の発進意図を検出する発進意図検出手段と、を備え、前記発進摩擦締結要素が伝達容量を発生し始める前に前記発進意図が検出された場合、前記プリチャージ油圧制御手段は、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を前記通常油圧よりも高い発進時油圧まで高めるとともに、前記学習制御手段は、前記学習制御を禁止する、ことを特徴とする自動変速機が提供される。
自動変速機の発進時制御方法。
本発明の別の態様によれば、複数の摩擦板とこれらを押し付けるための油圧ピストンとで構成され、ニュートラルレンジで解放されドライブレンジで締結される発進摩擦締結要素を備えた自動変速機の発進時制御方法であって、レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられた場合に、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を通常油圧まで高めて前記油圧ピストンをストロークさせるプリチャージ油圧制御手順と、前記レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられてから前記発進摩擦締結要素が伝達容量を発生し始めるまでの時間が目標時間になるように前記指示油圧を学習制御する学習制御手順と、運転者の発進意図を検出する発進意図検出手順と、を含み、前記発進摩擦締結要素が伝達容量を発生し始める前に前記発進意図が検出された場合、前記プリチャージ油圧制御手順は、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を前記通常油圧よりも高い発進時油圧まで高めるとともに、前記学習制御手順は、前記学習制御を禁止する、ことを特徴とする自動変速機の発進時制御方法が提供される。
これらの態様によれば、運転者の発進要求がある時にはプリチャージ圧を増大補正して発進応答性を高めることができる。プリチャージ圧を増大補正するとプリチャージ圧の学習制御を正しく行えなくなる可能性があるが、かかる場合には学習制御が禁止されるので、プリチャージ圧の誤学習を防止することができる。
また、プリチャージ圧の増大補正が行われない場合にはプリチャージ圧の学習制御が行われるので、学習制御の機会も確保される。
本発明の実施形態及び本発明の利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る自動変速機の概略構成図である。 図2は、変速機コントローラが行う発進時制御の内容を示したフローチャートである。 図3は、実施形態の作用効果を説明するためのタイムチャートである。
図1は、本発明の実施形態に係る自動変速機を搭載し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り、発進時に締結される発進摩擦締結要素31を備える。
変速機3が複数の遊星歯車で構成される遊星歯車式の有段変速機の場合は、発進摩擦締結要素31は遊星歯車を構成する回転要素に設けられる多板式のクラッチ又はブレーキである。変速機3がベルト式等の無段変速機の場合は、発進摩擦締結要素31は、バリエータ(無段変速機構)の前段に設けられる前後進進切換機構を構成する多板式のクラッチ又はブレーキである。いずれの場合であっても、発進摩擦締結要素31は油圧制御回路4から供給される油圧によって締結又は解放される。
油圧制御回路4は、エンジン1によって駆動される油圧ポンプ7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発進摩擦締結要素31を含む摩擦締結要素(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7、各バルブ及び各摩擦締結要素の間を接続する油路を備える。
油圧制御回路4の各バルブは、変速機コントローラ5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5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4に変速指令信号を出力する。
変速機コントローラ5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51、トルクコンバータ2のタービン回転速度Nt(変速機3の入力回転速度)を検出する回転速度センサ52、変速機3の油温TMPを検出する油温センサ53、セレクトレバー6の位置を検出するインヒビタスイッチ54、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55、及び、ブレーキのON/OFFを検出するブレーキスイッチ56からの信号が入力される。なお、ここに示したセンサは変速機コントローラ5に接続されるセンサの一部である。
セレクトレバー6は、パーキングレンジ(以下、「Pレンジ」という。)、リバースレンジ(以下、「Rレンジ」という。)、ニュートラルレンジ(以下、「Nレンジ」という。)及びドライブレンジ(以下、「Dレンジ」という。)の間を接続するゲートに配置され、各ゲート間を移動可能に構成される。各レンジにはセレクトレバー6が当該レンジにあるときにON、ないときにOFFになるスイッチが設けられており、インヒビタスイッチ54はこれら複数のスイッチで構成される。
発進摩擦締結要素31は、互い違いに配置された複数の入力側摩擦締結板及び出力側摩擦締結板と、これらを重ね合わせ方向に変位させる油圧ピストンとで構成され、セレクトレバー6によって選択されたレンジに応じて締結又は解放される。具体的には、Pレンジ、Rレンジ、Nレンジで油圧ピストンに供給される油圧がドレンされて解放され、Dレンジで油圧ピストンに油圧が供給されて締結される。
セレクトレバー6がDレンジに操作されて発進摩擦締結要素31が締結される場合は、変速機コントローラ5は、まず、油圧ピストンに油圧を供給し、油圧ピストンをストロークさせて入力側摩擦締結板と出力側摩擦締結板との間の隙間を詰めるプリチャージを行う。このプリチャージによって入力側摩擦締結板と出力側摩擦締結板とが接触し、発進摩擦締結要素31の伝達容量(伝達可能なトルク)がゼロよりも大きくなり、発進摩擦締結要素31は伝達容量を直ちに増大させることのできる状態になる。
セレクトレバー6がDレンジに操作されてから発進摩擦締結要素31の伝達容量がゼロよりも大きくなるまでの時間(以下、「発進ラグ」という。)は、一定であることが好ましいので、変速機コントローラ5は、発進ラグを計測し、プリチャージで油圧ピストンに供給する油圧(以下、「プリチャージ圧」という。)の学習制御を行う。
ところで、発進ラグは車両の発進遅れの原因になることから、発進ラグは短い方が好ましい。発進ラグを短くするにはプリチャージ圧を高くすればよい。
しかしながら、プリチャージ圧を上げすぎると、油圧ピストンが急速にストロークして油圧回路の流路体積が増大し、プリチャージ圧の元圧となるライン圧の低下を招く。そして、ライン圧が必要とされるプリチャージ圧よりも低くなると、プリチャージ圧も低下する(∵プリチャージ圧は元圧であるライン圧以上に高めることができない。)。変速機コントローラ5は、このプリチャージ圧の低下が個体差によるものなのかライン圧の低下によるものなのかを変速機コントローラ5は判断することができないので、このような状況では、変速機コントローラ5は学習制御を正しく行えない。
そこで、変速機コントローラ5は以下に説明する発進時制御を行うことにより、学習制御の機会を確保しつつ、運転者の発進意図がある場合にはプリチャージ圧を増大補正し、発進ラグを短縮させる。
図2は変速機コントローラ5が行う発進時制御の内容を示したフローチャートである。これを参照しながら変速機コントローラ5が行う発進時制御について説明する。
まず、S1では、変速機コントローラ5は、セレクトレバー6がNレンジからDレンジに操作されたか判断する。NレンジからDレンジに操作されたと判断された場合は処理がS2に進み、そうでない場合は処理が終了する。
S2では、変速機コントローラ5は、発進摩擦締結要素31がピストンストロークフェーズ中であるか判断する。ピストンストロークフェーズとは、入力側摩擦締結要素と出力側摩擦締結板との間の隙間を詰めるプリチャージを行うフェーズのことで、セレクトレバー6がNレンジからDレンジに操作されてから発進摩擦締結要素31の伝達容量がゼロよりも大きくなるまでの期間である。
ピストンストロークフェーズの終了は、発進摩擦締結要素31の伝達容量がゼロよりも大きくなるとトルクコンバータ2のタービン回転速度Ntが低下し始めるので、タービン回転速度Ntに基づき判断することができる。
発進摩擦締結要素31がピストンストロークフェーズ中であると判断された場合は処理がS3に進み、そうでない場合は処理がS10に進む。
S3では、変速機コントローラ5は、運転者に発進意図があるか判断する。発進意図は、アクセル開度APO及びブレーキのON/OFFに基づき判断され、アクセル開度APOが0よりも大きい、又は、ブレーキがOFFである場合に、発進意図ありと判断される。
発進意図ありと判断された場合は処理がS4に進み、そうでない場合は処理がS6に進む。
S4では、変速機コントローラ5は、プリチャージ圧の増大補正が禁止されているか判断する。プリチャージ圧の増大補正は以下の条件(a)〜(c)のいずれか一つが成立した場合に禁止される。
(a) エンジン1が始動直後である(エンジン1の始動からの経過時間がエンジン1の吹け上がりが落ち着くまでの所定時間以下)。
(b) 発進摩擦締結要素31が完全に解放されていない(Dレンジが選択される前に選択されていたNレンジの選択時間が発進摩擦締結要素31を解放するのに要する所定時間以下で、かつ、Nレンジが選択される前のレンジがDレンジ)。
(c) エンジン1の回転速度Neが所定回転速度以上である。
エンジン1の始動直後、及び、エンジン1の回転速度Neが所定回転速度以上の場合は、油圧ポンプ7からの油の吐出量が多く、プリチャージ圧の増大補正を行うと油圧ピストンが想定以上に速く移動して発進摩擦締結要素31が急締結し、車両の飛び出し感が強くなってしまうので、かかる場合はプリチャージ圧の増大補正が禁止される。
また、発進摩擦締結要素31が完全に解放されていない場合も、プリチャージ圧の増大補正を行うと発進摩擦締結要素31が急締結し、車両の飛び出し感が強くなってしまうので、プリチャージ圧の増大補正が禁止される。
プリチャージ圧の増大補正が禁止されていない場合は処理がS5に進み、禁止されている場合は処理がS6に進む。
S5では、変速機コントローラ5は、プリチャージ圧を増大補正するとともに、プリチャージ圧の学習制御を禁止する。
プリチャージ圧の増大補正を行わない場合、発進摩擦締結要素31への指示油圧は、まず、所定時間の間、所定の高油圧(以下、「通常油圧」という。)に設定され、その後、通常油圧よりも低い所定の低油圧に保持される。これに対し、S5において、プリチャージ圧の増大補正を行う場合は、発進摩擦締結要素31への指示油圧を通常油圧よりも高い発進時油圧に設定し、これをピストンストロークフェーズが終了するまで保持する。
なお、発進時油圧は、エンジン1の回転速度Neが高いほど低く設定される。これは、エンジン1の回転速度Neが高いと、ピストンストロークフェーズが終了した時の車両の加速度が大きくなり、車両の飛び出し感が強くなってしまうので、これを抑えるためである。
また、発進時油圧は、変速機3の油温TMPが低いほど高く設定される。これは、変速機3の油温TMPが低いと油の粘度が高く、ピストンストロークフェーズが終了するまでの時間(発進ラグ)が長くなるので、発進時油圧を高めることによって発進ラグを短縮するためである。これにより、変速機3の油温TMPに関係なく、運転者の発進要求に合致した発進応答性を得ることができる。
プリチャージ圧の増大補正を行う場合にプリチャージ圧の学習制御を禁止するのは、プリチャージ圧を増大補正するとライン圧が低下し、プリチャージ圧の学習制御を正しく行えない可能性があるからである。
一方、発進意図なし、又は、禁止条件が成立しているとして進むS6では、変速機コントローラ5は、S1でNレンジからDレンジへの操作が判断された時以降、学習制御禁止判定がなされたことがあるか、すなわち、S5に進んで学習制御の禁止がなされたことがあるか判断する。
一度でも学習制御禁止がなされているということは、過去にプリチャージ圧の増大補正が行われ、ライン圧の低下が生じているので、もはや学習制御を正しく行えなくなっている可能性がある。このため、学習制御禁止判定経験がある場合は処理がS7に進み、変速機コントローラ5は、学習制御を禁止する。また、変速機コントローラ5は、プリチャージ圧の増圧補正を行わないようにし、指示油圧を通常油圧→所定の低油圧と変化させる。
学習制御禁止判定経験がない場合は処理がS8に進み、変速機コントローラ5は、プリチャージ圧の増大補正を行わないようにし、指示油圧を通常油圧→所定の低油圧と変化させる。また、この場合はライン圧の低下が起こらず、プリチャージ圧の学習制御が可能なので、変速機コントローラ5は、学習制御を許可する。
ピストンストロークフェーズが終了すると処理がS2からS10に進み、変速機コントローラ5は、学習制御が禁止されているか判断する。学習制御が禁止されている場合は処理が終了し、禁止されていない場合は処理がS11に進む。
S11では、変速機コントローラ5は、プリチャージ圧の学習制御を行う。
学習制御では、S1でNレンジからDレンジへのセレクトレバーの操作が判断されてからS2でピストンストロークフェーズが終了するまでの時間(発進ラグ、タイマを用いて計測される)が所定の目標時間よりも長い場合は、プリチャージ圧が不足していると判断して通常油圧の増大、及び/又は、通常油圧の供給時間の延長が行われ、目標時間よりも短い場合はプリチャージ圧が過大であると判断して通常油圧の減少、及び/又は、通常油圧の供給時間の短縮が行われる。
続いて上記発進時制御を行うことによる作用効果について説明する。
図3は、セレクトレバーがNレンジからDレンジに操作され、ピストンストロークフェーズ中にアクセルペダルが踏み込まれる、又は、ブレーキペダルから足が離されることによって運転者の発進意図が検出された場合の指示油圧の変化を示している。
時刻t1でセレクトレバーがNレンジからDレンジから操作されると、発進摩擦締結要素31の制御フェーズがピストンストロークフェーズに移行し、指示油圧が通常油圧まで高められる。
発進摩擦締結要素31への指示油圧は、運転者の発進意図が検出されなければ、図中破線で示すように、通常油圧→所定の低油圧と変化し、これによって発進摩擦締結要素31を構成する入力側摩擦締結板と出力側摩擦締結板との間の隙間が詰められる。
これに対し、図示の例のように、時刻t2で発進意図が検出されると、そのタイミングで、発進摩擦締結要素31への指示油圧は通常油圧よりも高い発進時油圧まで高められ、指示油圧はピストンストロークフェーズが終了する時刻t3まで保持される。
これにより、発進摩擦締結要素31の締結が早められ、運転者の発進意図に合致した発進応答性を実現することができる。
そして、指示油圧が増大されてプリチャージ圧が増大補正されると、ライン圧の低下を招き、学習制御を正しく行えなくなることから、この場合は学習制御が禁止され(時刻t2)、学習制御が行われることはない。
なお、このようにピストンストロークフェーズ中に運転者の発進意図が検出されると学習制御が禁止されるが、ピストンストロークフェーズ中に運転者の発進意図が検出されない場合は学習制御が行われるので、プリチャージ圧の学習制御の機会は確保される。
したがって、本実施形態によれば、プリチャージ圧の学習制御の機会を確保しつつ、運転者の発進要求がある時にはプリチャージ圧を増大補正して発進応答性を高めることができる。
また、発進時油圧を、エンジン1の回転速度Neが高いほど低く設定するようにしたことにより、車両の飛び出し感が強くなってしまうのを防止することができ、発進時油圧を、変速機3の油温TMPが低いほど高く設定するようにしたことにより、変速機3の油温TMPに関係なく、運転者の発進要求に合致した発進応答性を得ることができる。
また、エンジン1の回転速度Neが所定の高回転速度よりも高い場合、エンジン1の始動直後、及び、発進摩擦締結要素31が解放されていない場合は、発進摩擦締結要素31への指示油圧を発進時油圧まで高めることは行わず、通常油圧に留める。これにより、発進摩擦締結要素31が急締結し、車両の飛び出し感が強くなってしまうのを防止することができる。
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つを示したものに過ぎず、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。
例えば、プリチャージ圧の増大補正を行う場合に、上記実施形態では発進摩擦締結要素31への指示油圧を通常油圧よりも高い発進時油圧に設定し、これをピストンストロークフェーズが終了するまで保持するようにしているが、発進時油圧を所定時間保持し、その後は所定の低油圧に保持するようにしてもよい。
本願は日本国特許庁に2011年11月18日に出願された特願2011−252861号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 (7)

  1. 自動変速機であって、
    複数の摩擦板とこれらを押し付けるための油圧ピストンとで構成され、ニュートラルレンジで解放されドライブレンジで締結される発進摩擦締結要素と、
    レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられた場合に、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を通常油圧まで高めて前記油圧ピストンをストロークさせるプリチャージ油圧制御手段と、
    前記レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられてから前記発進摩擦締結要素が伝達容量を発生し始めるまでの時間が目標時間になるように前記指示油圧を学習制御する学習制御手段と、
    運転者の発進意図を検出する発進意図検出手段と、
    を備え、
    前記発進摩擦締結要素が伝達容量を発生し始める前に前記発進意図が検出された場合、前記プリチャージ油圧制御手段は、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を前記通常油圧よりも高い発進時油圧まで高めるとともに、前記学習制御手段は、前記学習制御を禁止する、
    自動変速機。
  2. 請求項1に記載の自動変速機であって、
    前記発進摩擦締結要素に供給される油圧はエンジンによって駆動される油圧ポンプによって生成され、
    前記プリチャージ油圧制御手段は、前記エンジンの回転速度が高いほど前記発進時油圧を低くする、
    自動変速機。
  3. 請求項1又は2に記載の自動変速機であって、
    前記プリチャージ油圧制御手段は、前記自動変速機の油温が低いほど前記発進時油圧を高くする、
    自動変速機。
  4. 請求項1から3のいずれか一つに記載の自動変速機であって、
    前記発進摩擦締結要素に供給される油圧はエンジンによって駆動される油圧ポンプによって生成され、
    前記プリチャージ油圧制御手段は、前記エンジンの回転速度が所定の高回転速度よりも高い場合は、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を前記発進時油圧まで高めることは行わず、前記通常油圧に留める、
    自動変速機。
  5. 請求項1から4のいずれか一つに記載の自動変速機であって、
    前記発進摩擦締結要素に供給される油圧はエンジンによって駆動される油圧ポンプによって生成され、
    前記プリチャージ油圧制御手段は、前記エンジンの始動直後は、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を前記発進時油圧まで高めることは行わず、前記通常油圧に留める、
    自動変速機。
  6. 請求項1から5のいずれか一つに記載の自動変速機であって、
    前記プリチャージ油圧制御手段は、前記レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられた時に前記発進摩擦締結要素が完全に解放されていない場合は、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を前記発進時油圧まで高めることは行わず、前記通常油圧に留める、
    自動変速機。
  7. 複数の摩擦板とこれらを押し付けるための油圧ピストンとで構成され、ニュートラルレンジで解放されドライブレンジで締結される発進摩擦締結要素を備えた自動変速機の発進時制御方法であって、
    レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられた場合に、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を通常油圧まで高めて前記油圧ピストンをストロークさせるプリチャージ油圧制御手順と、
    前記レンジが前記ニュートラルレンジから前記ドライブレンジに切り換えられてから前記発進摩擦締結要素が伝達容量を発生し始めるまでの時間が目標時間になるように前記指示油圧を学習制御する学習制御手順と、
    運転者の発進意図を検出する発進意図検出手順と、
    を含み、
    前記発進摩擦締結要素が伝達容量を発生し始める前に前記発進意図が検出された場合、前記プリチャージ油圧制御手順は、前記発進摩擦締結要素への指示油圧を前記通常油圧よりも高い発進時油圧まで高めるとともに、前記学習制御手順は、前記学習制御を禁止する、
    自動変速機の発進時制御方法。
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