(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の歯車要素から成る歯車ユニットを備えた変速装置と、エンジンからの回転を変速装置に伝達する入力軸と、前記変速装置の回転を駆動輪に出力する出力軸と、係脱自在に配設され、係脱に伴い前記入力軸から出力軸までの動力伝達系に配設された回転部材の回転数を変化させて変速を行う摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボと、該油圧サーボに供給される制御油圧を制御油圧パターンに従って発生させる油圧発生手段と、制御装置とを有するとともに、該制御装置は、前記回転部材の実際の回転数に対応する実回転変数を検出する実回転変数検出手段と、前記回転部材の目標の回転数に対応する目標回転変数を発生させる目標回転変数発生手段と、前記目標回転変数及び実回転変数に基づいてフィードバック制御を行い、制御値を出力するフィードバック制御手段と、制御油圧パターンを発生させ、前記制御値に基づいて制御油圧パターンを補正する変速ロジック設定手段とを備え、前記目標回転変数発生手段は、変速開始時及び変速終了時において、変化率を正負反転させることなく目標回転変数を変化させ、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時において、変化率を２回正負反転させて前記目標回転変数を変化させることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項２】
複数の歯車要素から成る歯車ユニットを備えた変速装置と、エンジンからの回転を変速装置に伝達する入力軸と、前記変速装置の回転を駆動輪に出力する出力軸と、係脱自在に配設され、係脱に伴い前記入力軸から出力軸までの動力伝達系に配設された回転部材の回転数を変化させて変速を行う摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボと、該油圧サーボに供給される制御油圧を制御油圧パターンに従って発生させる油圧発生手段と、変速開始時及び変速終了時において、前記回転部材の目標の回転数の変化率を正負反転させることなく、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時において、前記回転部材の目標の回転数の変化率を２回正負反転させる制御装置とを有することを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、自動変速機の変速制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機においては、エンジンによって発生させられた回転をトルクコンバータを介して変速装置に伝達し、該変速装置において変速して、駆動輪に伝達するようになっている。そして、前記変速装置には、複数の歯車要素から成るギヤユニットが配設され、各歯車要素をクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合要素によって選択的に係脱することにより、複数の変速段を達成する。
【０００３】
ところで、ある変速段から他の変速段に変速を行うに当たり、変速中に変速ショック、クラッチの焼付き等が発生するのを防止する必要がある。そこで、入力側の回転数（以下「入力側回転数」という。）を検出し、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時における目標の変速時間（以下「目標変速時間」という。）及び目標の入力側回転数（以下「目標入力側回転数」という。）を設定し、実際の入力側回転数（以下「実入力側回転数」という。）を前記目標入力側回転数に追随させて前記摩擦係合要素の係脱を制御している。
【０００４】
図２は従来の自動変速機の変速制御装置における入力側回転数の推移を示すタイムチャート、図３は従来の自動変速機の変速制御装置におけるフィードバック制御手段を示す図である。
図において、ＮＩＳは目標入力側回転数であり、この場合、加速中において、ある変速段から高速段側の変速段に変速が行われたときの設定パターンを示す。前記目標入力側回転数ＮＩＳは、変速開始まではアクセルペダルの踏込みに伴って上昇させられ、変速開始のタイミングｔＡ  において減少させられ、変速終了のタイミングｔＢ  において再び上昇するようになっている。
【０００５】
そして、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時における目標入力側回転数ＮＩＳの変化率をΔＮＩＳとしたとき、該変化率ΔＮＩＳを指令値として減算器６１に入力し、また、実入力側回転数の変化率ΔＮＩＦを計算し、該変化率ΔＮＩＦを前記減算器６１に入力してフィードバック制御を行うようにしている。そして、前記変化率ΔＮＩＳと変化率ΔＮＩＦとの誤差を制御要素６２に入力し、該制御要素６２において、例えば、積分ゲインＫＰ等の制御ゲインを前記誤差に掛け、油圧設定値Ｐを制御要素６２から出力するようにしている。
【０００６】
なお、変速過渡時において、前記変化率ΔＮＩＳは一定にされ、目標入力側回転数ＮＩＳは直線状に、すなわち、一次関数的に低くされる。したがって、変速開始前の目標入力側回転数ＮＩＳの変化率ΔＮＩＳは正の値を採るのに対して変速開始後の目標入力側回転数ＮＩＳの変化率ΔＮＩＳは負の値を採るので、変速開始時に目標入力側回転数ＮＩＳの変化率ΔＮＩＳは正負反転することになる。また、変速終了前の目標入力側回転数ＮＩＳの変化率ΔＮＩＳは負の値を採るのに対して変速終了後の目標入力側回転数ＮＩＳの変化率ΔＮＩＳは正の値を採るので、変速終了時に目標入力側回転数ＮＩＳの変化率ΔＮＩＳは再び正負反転することになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の自動変速機の変速制御装置においては、時間の経過と共に油圧回路の摩擦係合要素等が古くなると、制御装置の追随性が低くなり、変速開始時から変速終了時までの実際の変速時間（以下「実変速時間」という。）にばらつきが生じ、実変速時間と目標変速時間との間に誤差が発生してしまう。
【０００８】
そこで、前記制御要素６２の制御ゲインを大きくすることが考えられるが、変速開始時及び変速終了時において目標入力側回転数ＮＩＳの変化率ΔＮＩＳが正負反転するので、実入力側回転数が目標入力側回転数ＮＩＳから離れやすく、振動、変速ショック等が発生してしまう。
本発明は、前記従来の自動変速機の変速制御装置の問題点を解決して、実変速時間を目標変速時間に近づけることができ、振動、変速ショック等が発生するのを防止することができる自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明の自動変速機の変速制御装置においては、複数の歯車要素から成る歯車ユニットを備えた変速装置と、エンジンからの回転を変速装置に伝達する入力軸と、前記変速装置の回転を駆動輪に出力する出力軸と、係脱自在に配設され、係脱に伴い前記入力軸から出力軸までの動力伝達系に配設された回転部材の回転数を変化させて変速を行う摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボと、該油圧サーボに供給される制御油圧を制御油圧パターンに従って発生させる油圧発生手段と、制御装置とを有する。
【００１０】
そして、該制御装置は、前記回転部材の実際の回転数に対応する実回転変数を検出する実回転変数検出手段と、前記回転部材の目標の回転数に対応する目標回転変数を発生させる目標回転変数発生手段と、前記目標回転変数及び実回転変数に基づいてフィードバック制御を行い、制御値を出力するフィードバック制御手段と、制御油圧パターンを発生させ、前記制御値に基づいて制御油圧パターンを補正する変速ロジック設定手段とを備える。
【００１１】
また、前記目標回転変数発生手段は、変速開始時及び変速終了時において、変化率を正負反転させることなく目標回転変数を変化させ、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時において、変化率を２回正負反転させて前記目標回転変数を変化させる。
【００１２】
【作用及び発明の効果】
本発明によれば、前記のように自動変速機の変速制御装置においては、複数の歯車要素から成る歯車ユニットを備えた変速装置と、エンジンからの回転を変速装置に伝達する入力軸と、前記変速装置の回転を駆動輪に出力する出力軸と、係脱自在に配設され、係脱に伴い前記入力軸から出力軸までの動力伝達系に配設された回転部材の回転数を変化させて変速を行う摩擦係合要素と、該摩擦係合要素を係脱させる油圧サーボと、該油圧サーボに供給される制御油圧を制御油圧パターンに従って発生させる油圧発生手段と、制御装置とを有する。
【００１３】
そして、該制御装置は、前記回転部材の実際の回転数に対応する実回転変数を検出する実回転変数検出手段と、前記回転部材の目標の回転数に対応する目標回転変数を発生させる目標回転変数発生手段と、前記目標回転変数及び実回転変数に基づいてフィードバック制御を行い、制御値を出力するフィードバック制御手段と、制御油圧パターンを発生させ、前記制御値に基づいて制御油圧パターンを補正する変速ロジック設定手段とを備える。
また、前記目標回転変数発生手段は、変速開始時及び変速終了時において、変化率を正負反転させることなく目標回転変数を変化させ、変速開始時から変速終了時までの変速過渡時において、変化率を２回正負反転させて前記目標回転変数を変化させる。
【００１４】
この場合、前記油圧発生手段によって制御油圧パターンに従って発生させられた制御油圧が油圧サーボに供給され、摩擦係合要素が係脱させられる。その結果、前記回転部材の回転数を変化させながら、変速が行われる。
また、前記目標回転変数及び実回転変数に基づいてフィードバック制御が行われて制御値が出力され、該制御値に基づいて制御油圧パターンが補正され、該制御油圧パターンに従って摩擦係合要素が係脱させられる。
【００１５】
そして、変速開始時及び変速終了時において変化率が正負反転することなく目標回転変数が変化するので、変速開始時において目標回転変数を徐々に低下させることができ、変速終了時において目標回転変数を徐々に上昇させることができる。
したがって、フィードバック制御手段において制御ゲインを大きくしても、変速開始時及び変速終了時における実回転変数を目標回転変数に近づけることができるので、変速開始時及び変速終了時において振動、変速ショック等が発生するのを防止することができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の第１の実施例における自動変速機の変速制御装置の概念図、図４は本発明の第１の実施例における入力側回転数の推移を示すタイムチャートである。
【００１８】
図に示すように、エンジン１０によって発生させられた回転は、出力軸１１を介して流体伝動装置としてのトルクコンバータ１２に伝達される。該トルクコンバータ１２に伝達された回転は、入力軸１４を介して変速装置１６に伝達され、該変速装置１６において変速が行われ、増速されたり減速されたりする。そして、変速装置１６から出力軸１７を介して伝達された回転は、ディファレンシャル装置１８において回転数差が吸収され、図示しない駆動輪に伝達される。
【００１９】
前記変速装置１６は、複数の変速段を達成するために、プラネタリギヤユニット等の図示しない歯車ユニットと、クラッチ、ブレーキ等の複数の摩擦係合要素とを備える。そして、該摩擦係合要素を選択的に係脱することによって、前記歯車ユニットの各歯車要素を選択的に組み合わせ、各変速段に対応させたギヤ比を形成することができるようになっている。
【００２０】
本実施例において、前記変速装置１６は、変速を行うための図示しない第１のクラッチ及び第２のクラッチを有し、第１のクラッチを係脱するために油圧サーボＣ−１が、第２のクラッチを係脱するために油圧サーボＣ−２が配設される。すなわち、前記油圧サーボＣ−１、Ｃ−２にそれぞれ油圧を供給すると、前記第１のクラッチ及び第２のクラッチが係合させられ、油圧サーボＣ−１、Ｃ−２からそれぞれ油圧をドレーンすると、前記第１のクラッチ及び第２のクラッチが解放させられる。
【００２１】
なお、前記油圧サーボＣ−１、Ｃ−２は、変速段を達成するための図示しない油圧回路に配設される。該油圧回路は、前記油圧サーボＣ−１、Ｃ−２等の油圧サーボのほか、ライン圧を発生させるためのプライマリレギュレータバルブ、選択されたレンジに対応させて各レンジ圧を発生させるマニュアルバルブ、各変速段に対応させてオン・オフさせられる複数のシフトソレノイドバルブ、各ソレノイドバルブのオン・オフによって切り換えられる１−２シフトバルブ、２−３シフトバルブ、３−４シフトバルブ、リニアソレノイドバルブ２１等を有する。
【００２２】
該リニアソレノイドバルブ２１は、油圧発生手段として配設され、電流の値に比例した油圧（以下「制御油圧」という。）を発生させ、前記第１のクラッチ及び第２のクラッチの係合力を独立して制御する。
ところで、本実施例においては、前記第１のクラッチを解放するとともに、第２のクラッチを係合させて変速を行うようになっている。したがって、第１のクラッチの油圧サーボＣ−１に供給される制御油圧Ｐｃ１及び第２のクラッチの油圧サーボＣ−２に供給される制御油圧Ｐｃ２が前記リニアソレノイドバルブ２１によって発生させられる。
【００２３】
そして、第１のクラッチを解放するとともに、第２のクラッチを係合させて変速を行う場合、油圧サーボＣ−１に供給される制御油圧Ｐｃ１は徐々に低下させられ、一方、油圧サーボＣ−２に供給される制御油圧Ｐｃ２は徐々に上昇させられる。
そのために、入力回転数センサ３１、出力回転数センサ３２、及び制御装置２２が配設される。該制御装置２２は、実回転変数検出手段３３、目標回転変数発生手段３４、フィードバック制御手段３５、変速ロジック設定手段３６及び電流制御手段３７から成る。
【００２４】
前記制御装置２２は、車速、スロットル開度等の走行条件に基づいて変速段を決定し、変速出力を発生させる。そして、該変速出力に対応するソレノイド信号が前記油圧回路の各シフトソレノイドに送られ、シフトソレノイドバルブがオン・オフさせられるとともに、前記制御油圧Ｐｃ１、Ｐｃ２が油圧サーボＣ−１、Ｃ−２に供給される。
【００２５】
また、前記入力回転数センサ３１は、変速装置１６の入力側における入力軸１４の実入力側回転数ＮＩＦを検出し、出力回転数センサ３２は変速装置１６の出力側における出力軸１７の実際の回転数（以下「実出力側回転数」という。）ＮＯＦを検出する。なお、本実施例において、実入力側回転数ＮＩＦについては入力軸１４の回転数を、実出力側回転数ＮＯＦについては出力軸１７の回転数を検出するようにしているが、前記入力軸１４から出力軸１７までの動力伝達系に配設された回転部材のうち、変速を達成することによって回転数が変化するものの回転数を実入力側回転数ＮＩＦとして、変速を達成しても回転数が変化しないものの回転数を実出力側回転数ＮＯＦとして検出することができる。
【００２６】
そして、実回転変数検出手段３３は前記実入力側回転数ＮＩＦ及び実出力側回転数ＮＯＦに基づいて変速装置１６の実回転変数としての実際のギヤ比（以下「実ギヤ比」という。）ｒＩＦ
ｒＩＦ＝ＮＩＦ／ＮＯＦ
を計算する。該実ギヤ比ｒＩＦは変速開始時から変速終了時までの変速過渡期においてサンプリングタイムごとに計算される。そして、計算された実ギヤ比ｒＩＦは、フィードバック制御手段３５に対して出力される。
【００２７】
前記実入力側回転数ＮＩＦ及び実出力側回転数ＮＯＦは変速過渡時において変化し、車両の加速時において、ある変速段から高速段側の変速段に変速を行う場合、実入力側回転数ＮＩＦは低下し、一方、実出力側回転数ＮＯＦは車両の慣性によって一定の傾きで上昇する。したがって、実ギヤ比ｒＩＦは実入力側回転数ＮＩＦの低下と共に小さくなり、変速終了後は一定の値になる。
【００２８】
そして、前記目標回転変数発生手段３４は、目標回転変数としての目標ギヤ比ｒＩＴを発生させる。該目標ギヤ比ｒＩＴは、変速開始時及び変速終了時において振動、変速ショック等が発生するのを防止することができるように設定される。
この場合、変速過渡時の目標入力側回転数ＮＩＴが、例えば、図４に示すような正弦波になるように目標ギヤ比ｒＩＴが設定される。
【００２９】
すなわち、変速開始時のタイミングｔＡ  において目標入力側回転数ＮＩＴは低くされるが、このときの目標入力側回転数ＮＩＴの変化率は徐々に小さくされる。したがって、変速開始前の目標入力側回転数ＮＩＴの変化率及び変速開始後の目標入力側回転数ＮＩＴの変化率はいずれも正の値を採り、変速開始時において正負反転しない。
【００３０】
なお、変速過渡時における目標入力側回転数ＮＩＴの変化率は、正の値から負の値に、続いて、負の値から正の値に変わり、２度正負反転する。
一方、変速終了時のタイミングｔＢ  において目標入力側回転数ＮＩＴは上昇させられるが、このときの目標入力側回転数ＮＩＴの変化率は徐々に大きくされる。したがって、変速終了前の目標入力側回転数ＮＩＴの変化率及び変速終了後の目標入力側回転数ＮＩＴの変化率はいずれも正の値を採り、変速終了時において正負反転しない。
【００３１】
なお、本実施例においては、実回転変数検出手段３３において実回転変数として実ギヤ比ｒＩＦを計算するようになっているので、目標回転変数発生手段３４においては前記目標入力側回転数ＮＩＴに基づいて目標ギヤ比ｒＩＴが目標回転変数として計算され、発生させられる。
そして、フィードバック制御手段３５は、前記目標ギヤ比ｒＩＴを指令値とし、実ギヤ比ｒＩＦを入力としてフィードバック制御を行い、制御値Ｐを変速ロジック設定手段３６に対して出力する。本実施例においては、フィードバック制御手段３５は減算器５１及び制御要素５２から成り、前記目標ギヤ比ｒＩＴが指令値として、実ギヤ比ｒＩＦが入力として減算器５１に送られ、前記目標ギヤ比ｒＩＴから実ギヤ比ｒＩＦを減算して得られた偏差Δｒが制御要素５２に入力される。そして、該制御要素５２は入力された偏差Δｒに比例ゲイン、積分ゲイン等の制御ゲインを掛け、制御値Ｐを出力する。
【００３２】
また、前記変速ロジック設定手段３６は、前記制御油圧Ｐｃ１、Ｐｃ２の設定パターン（以下「制御油圧パターン」という。）を発生させるとともに、前記制御値Ｐに従って補正し、補正された制御油圧パターンを制御油圧信号ＳＧ１として電流制御手段３７に対して出力する。
該電流制御手段３７は前記制御油圧信号ＳＧ１を受けて油圧サーボＣ−１用の電流指令値Ｉ１  と油圧サーボＣ−２用の電流指令値Ｉ２  とをリニアソレノイドバルブ２１に対して出力する。
【００３３】
このように、変速開始時及び変速終了時における目標入力側回転数ＮＩＴの変化率を大きく変化させないようにしたので、前記制御ゲインを大きくしても実入力側回転数ＮＩＦが目標入力側回転数ＮＩＴから離れることがない。したがって、振動、変速ショック等が発生するのを防止することができる。
また、制御ゲインを大きくすることができるので、実変速時間を目標変速時間に近づけることができる。
【００３４】
次に、前記構成の自動変速機の変速制御装置の動作についてフローチャートに基づいて説明する。
図６は本発明の第１の実施例における変速制御装置の動作を示すフローチャートである。
ステップＳ１  サンプリングタイムｔをインクリメントする。本実施例においては、サンプリングタイムｔは１０〔ｍｓ〕ごとにインクリメントする。
ステップＳ２  実入力側回転数ＮＩＦ及び実出力側回転数ＮＯＦを検出するとともに、実ギヤ比ｒＩＦを計算することによって実回転変数を検出する。
ステップＳ３  現在のサンプリングタイムｔにおいて変速装置１６（図１）は変速を開始したかどうかを判断する。変速を開始した場合はステップＳ４に、変速を開始していない場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ４  目標ギヤ比ｒＩＴ
ｒＩＴ＝ＮＩＴ／ＮＯＦ＝ｒＯ  ・ｃｏｓ（ｔ／Ｔ）πを計算する。この場合、ｒＯ  は変速開始時のギヤ比、Ｔは目標変速時間である。ステップＳ５  現在のサンプリングタイムｔにおいて変速装置１６が変速中であるかどうかを判断する。変速中である場合はステップＳ６に、変速中でない場合はリターンする。
ステップＳ６  前記実ギヤ比ｒＩＦ及び目標ギヤ比ｒＩＴをセットする。
ステップＳ７  フィードバック制御手段３５によってフィードバック制御を行い、制御値Ｐを発生させる。
ステップＳ８  制御値Ｐに基づいて制御油圧パターンを補正する。
【００３５】
ところで、本実施例においては、実回転変数検出手段３３は実回転変数として実ギヤ比ｒＩＦを計算し、目標回転変数発生手段３４は目標回転変数として目標ギヤ比ｒＩＴを発生させるようにしているが、実回転変数検出手段３３において実回転変数として実入力側回転数ＮＩＦを検出し、目標回転変数発生手段３４において目標回転変数として目標入力側回転数ＮＩＴを発生させることもできる。
【００３６】
次に、本発明の第２の実施例について説明する。
図５は本発明の第２の実施例におけるフィードバック制御手段を示す図である。
この場合、フィードバック制御手段３５は減算器５１及び制御要素５２から成り、前記目標入力側回転数ＮＩＴが指令値として、実入力側回転数ＮＩＦが入力として減算器５１に送られ、前記目標入力側回転数ＮＩＴから実入力側回転数ＮＩＦを減算して得られた偏差ΔＮが制御要素５２に入力される。そして、該制御要素５２は入力された偏差ΔＮに比例ゲイン、積分ゲイン等の制御ゲインを掛け、制御値Ｐを出力する。
【００３７】
そして、目標回転変数発生手段３４（図１）は、目標入力側回転数ＮＩＴ
ＮＩＴ    ＝ｒＯ  ・ＮＯＦ・ｃｏｓ（ｔ／Ｔ）π
を計算する。
このように、実回転変数として実入力側回転数ＮＩＦを検出し、フィードバック制御手段３５において実入力側回転数ＮＩＦが目標入力側回転数ＮＩＴになるようにフィードバック制御を行うと、実入力側回転数ＮＩＦの偏差ΔＮが大きくなる高回転数領域と実入力側回転数ＮＩＦの偏差ΔＮが小さくなる低回転数領域とで、それぞれの偏差ΔＮに対応させたフィードバック制御を行うことができる。
【００３８】
したがって、フィードバック制御手段３５の追従性を向上させることができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例における自動変速機の変速制御装置の概念図である。
【図２】従来の自動変速機の変速制御装置における入力側回転数の推移を示すタイムチャートである。
【図３】従来の自動変速機の変速制御装置におけるフィードバック制御手段を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施例における入力側回転数の推移を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例におけるフィードバック制御手段を示す図である。
【図６】本発明の第１の実施例における変速制御装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０    エンジン
１４    入力軸
１６    変速装置
１１、１７    出力軸
２１    リニアソレノイドバルブ
２２    制御装置
３３    実回転変数検出手段
３４    目標回転変数発生手段
３５    フィードバック制御手段
３６    変速ロジック設定手段
Ｃ−１、Ｃ−２    油圧サーボ
Ｐｃ１、Ｐｃ２    制御油圧
ｒＩＦ    実ギヤ比
ｒＩＴ    目標ギヤ比
Ｐ    制御値
【図１】
0003627276.tif 000002
【図２】
0003627276.tif 000003
【図３】
0003627276.tif 000004
【図４】
0003627276.tif 000005
【図５】
0003627276.tif 000006
【図６】
0003627276.tif 000007