(57)【要約】【課題】  高精度かつ、頑健なプリチャージ時間の設定方法を提供する。【解決手段】  制御部は、所定のプリチャージ圧で、摩擦係合要素を係合させるとともに、入力値として、タービン回転数Ｎｔを、所定の判定サイクルで監視する。現判定サイクルにおいて、（１）前記記憶保持した各入力値が、所定回数連続して減少し、（２）現入力値と前入力値との差分値、及び、前入力値と前前入力値との差分値が予め定めるしきい値未満である場合に、ピストンが接触したと判定し、該時点を、当該摩擦係合要素に係るプリチャージ時間として設定する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
係合・非係合の組合せにより複数の変速段を構成する複数の摩擦係合要素と、供給する油圧の制御によって該摩擦係合要素の係合・非係合を制御する制御部と、を有する自動変速機であって、
予め定められたプリチャージ圧によるプリチャージ時間を学習するための学習モードへの切替え手段と、
前記学習モードへの切替によって起動される、少なくともタービン回転数よりなる入力値に基いてプリチャージ時間を決定するプリチャージ時間決定手段と、を有し、
車両停止状態において、前記学習モードに切替えられた場合に、前記プリチャージ時間決定手段は、
前記自動変速機の入力軸回転数を維持した状態で、制御部をして、プリチャージ時間を設定する摩擦係合要素に係る油圧を、予め定められたプリチャージ圧に保持した状態で、該摩擦係合要素を係合側に推移させ、
更に、所定の判定サイクルで、入力値を測定するとともに、所定サイクル分記憶保持し、
現判定サイクルにおいて、
タービン回転数の減少に起因する入力値の変化が、所定のノイズ除去条件を充足し、かつ、
現入力値と前入力値との差分値、及び、前入力値と前前入力値との差分値が、いずれも予め定めるしきい値を超える場合に、
該時点を、プリチャージ時間として学習設定すること、
を特徴とする自動変速機。
【請求項２】
請求項１に記載の自動変速機において、
エンジン回転数の入力手段を有し、
前記プリチャージ時間決定手段は、入力値として、タービン回転数とエンジン回転数との差分値を用いること、
を特徴とする自動変速機。
【請求項３】
係合・非係合の組合せにより複数の変速段を構成する複数の摩擦係合要素と、供給する油圧の制御によって該摩擦係合要素の係合・非係合を制御する制御部と、少なくともタービン回転数よりなる入力値に基いてプリチャージ時間を決定するプリチャージ時間決定手段と、を有する自動変速機のプリチャージ時間設定方法において、
車両停止状態において、前記自動変速機の入力軸回転数を維持した状態で、
前記制御部が、プリチャージ時間を設定する摩擦係合要素に係る油圧を、予め定められたプリチャージ圧に保持した状態で、該摩擦係合要素を係合側に推移させ、
前記プリチャージ時間決定手段が、
更に、所定の判定サイクルで、入力値を測定するとともに、所定サイクル分記憶保持し、
現判定サイクルにおいて、
タービン回転数の減少に起因する入力値の変化が、所定のノイズ除去条件を充足し、かつ、
現入力値と前入力値との差分値、及び、前入力値と前前入力値との差分値が、いずれも予め定めるしきい値を超える場合に、
該時点を、プリチャージ時間として学習設定すること、
を特徴とするプリチャージ時間設定方法。
【請求項４】
請求項３に記載のプリチャージ時間設定方法において、
前記プリチャージ時間決定手段は、入力値として、タービン回転数とエンジン回転数との差分値を用いること、
を特徴とするプリチャージ時間設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動変速機及び自動変速機のプリチャージ時間設定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動変速機の油圧制御において、油圧源からの油圧を電磁弁によって直接制御して、摩擦係合要素（摩擦クラッチ、摩擦ブレーキ）への供給油圧を制御し、各摩擦係合要素の係合・非係合を行う方式が知られている。
【０００３】
変速動作の短縮と、変速ショックの防止とを両立させる要請から、クラッチがつながり始めるまでの遊び領域はクラッチを急接し、クラッチがつながり始めたら接続速度を切り換えてゆっくりつなぐことが行われている。一般に、図１１に示されるように、クラッチピストン（以下、単にピストンという）のピストンストロークの前半部の遊び領域では、流体を該摩擦係合要素に急速充填するいわゆるプリチャージを行なってピストン動作を増速することが行われている。そして、所定のプリチャージ時間の経過後は、摩擦係合要素の係合開始寸前でピストン速度を０近くに減速させるとともに、低い油圧（待機油圧）に保持し、ピストンを待機させて、応答性、追随性を向上させている。
【０００４】
プリチャージ圧や時間が過剰であると、いわゆる変速ショックを来たし、その一方で、プリチャージ圧や時間が不足する場合には、応答性、追随性が損なわれることになるため、最適なプリチャージ圧と、プリチャージ時間を設定する必要が生じる。とりわけ、車両の出荷初期時において、所定のプリチャージ圧に応じた最適なプリチャージ時間を設定することによって、適切なピストンの加速時間を設定できれば、環境や自動変速機、エンジン、電磁弁等のばらつきに起因する車両の個体差を吸収でき、安定した品質を提供できると考えられる。
【０００５】
上記理想的な制御を実現すべく、プリチャージによるピストンが接触する時間を精度良く検出する方法の提案が望まれている。図１１に示したように、ガレージ変速（Ｎ→Ｄ、Ｎ→Ｒ）を除く通常変速では、自動変速機内部の回転変化が生じるイナーシャ相まで、入力軸回転の変化はないため、出力軸トルクをトルクセンサーで検出することが考えられる。しかしながら、トルクセンサーの精度、及び、出力軸トルクの変動等の観点から、実際にはトルクセンサーを使うに至っていないのが実情である。
【０００６】
ところで、特開平６−１１０２６号公報、特開平１１−３５１３６５号公報、特開平９−２８７６５７号公報には、入力軸回転の変極点を検出する手法が紹介されている。特開平６−１１０２６号公報には、タービン回転数の減速量で、発進時摩擦要素の締結開始点を判定する手法が、特開平１１−３５１３６５号公報には、最大回転数より小さい検出値を２回連続検出したことで変速開始点を判定する手法が、特開平９−２８７６５７号公報には、これらを組合わせて、所定の時間（ある回数でも同様）に所定の量減速した場合、すなわち回転数変化率にてイナーシャ相の開始点を判定する手法が紹介されている。
【０００７】
しかしながら、上記した従来の方法をピストンの接触点の判定の一般的手法として用いる場合、各摩擦係合要素毎、温度毎にそれぞれしきい値を設定する必要があり、製品段階での個体差を吸収しにくいという問題点がある。例えば、製品出荷設定の際は、各摩擦係合要素、温度、プリチャージ圧に応じた、適切なプリチャージ時間が未知であり、ピストンは、通常の変速中では考えられない速度で接触する。この場合、入力軸回転の変化は急激であるうえ、その変化は、各変速要素毎に異なっているため、上記しきい値を、それぞれに設定しなければならないという煩わしさがある。
【０００８】
図１２は、所定のプリチャージ圧にてピストンを作動させて、摩擦係合要素を急係合させた際の波形である。作動原理から明らかなように、ピストンが油圧で押されて移動し、摩擦係合要素を係合させることで、ピストンストロークが止まり、油圧が急上昇するとともにトルクの伝達が発生する。図１２の波形からも明確であるが、例えばタービン回転数の減少勾配は、摩擦係合要素の構造からくる要因で定まるといえ、上記した従来の方法では、必ずしも、出力トルクの伝達開始点を一義的に求められるものではない。このように、従来の方法は、個別の入力軸の変極点を検出するのには、適しているとしても、ピストンの接触点の判定の一般的手法としては、実用上限界があるといえる。
【０００９】
また、図１２に見られる油圧の変極点を、ピストンの接触ポイント、即ち、トルクの発生ポイントとして、用いることも考えられるが、温度等の条件や、摩擦係合要素が異なる場合、油圧の変極点とトルクの発生ポイントは、必ずしも一致しないのが実情である。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１１０２６号公報
【特許文献２】特開平１１−３５１３６５号公報
【００１１】
【特許文献３】特開平９−２８７６５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、上記した各事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、摩擦係合要素の特性や車両の個体差や温度等の諸条件に変化に拘わらず適用できる、高精度かつ、頑健なプリチャージ時間の設定方法、及び、このようなプリチャージ時間の設定機能を具備した自動変速機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記課題を解決するための手段を提供する本発明の第１の視点によれば、係合・非係合の組合せにより複数の変速段を構成する複数の摩擦係合要素と、供給する油圧の制御によって該摩擦係合要素の係合・非係合を制御する制御部と、を有する自動変速機であって、予め定められたプリチャージ圧によるプリチャージ時間を学習するための学習モードへの切替え手段と、前記学習モードへの切替によって起動される、少なくともタービン回転数よりなる入力値に基いてプリチャージ時間を決定するプリチャージ時間決定手段と、を有し、車両停止状態において、前記学習モードに切替えられた場合に、前記プリチャージ時間決定手段は、前記自動変速機の入力軸回転数を維持した状態で、制御部をして、プリチャージ時間を設定する摩擦係合要素に係る油圧を、予め定められたプリチャージ圧に保持した状態で、該摩擦係合要素を係合側に推移させ、更に、所定の判定サイクルで、入力値を測定するとともに、所定サイクル分記憶保持し、現判定サイクルにおいて、タービン回転数の減少に起因する入力値の変化が、所定のノイズ除去条件を充足し、かつ、現入力値と前入力値との差分値、及び、前入力値と前前入力値との差分値が、いずれも予め定めるしきい値を超える場合に、該時点を、プリチャージ時間として学習設定すること、を特徴とする自動変速機が提供される。
【００１４】
また、本発明の第２の視点によれば、係合・非係合の組合せにより複数の変速段を構成する複数の摩擦係合要素と、供給する油圧の制御によって該摩擦係合要素の係合・非係合を制御する制御部と、少なくともタービン回転数よりなる入力値に基いてプリチャージ時間を決定するプリチャージ時間決定手段と、を有する自動変速機のプリチャージ時間設定方法において、車両停止状態において、前記自動変速機の入力軸回転数を維持した状態で、前記制御部が、プリチャージ時間を設定する摩擦係合要素に係る油圧を、予め定められたプリチャージ圧に保持した状態で、該摩擦係合要素を係合側に推移させ、前記プリチャージ時間決定手段が、更に、所定の判定サイクルで、入力値を測定するとともに、所定サイクル分記憶保持し、現判定サイクルにおいて、タービン回転数の減少に起因する入力値の変化が、所定のノイズ除去条件を充足し、かつ、現入力値と前入力値との差分値、及び、前入力値と前前入力値との差分値が、いずれも予め定めるしきい値を超える場合に、該時点を、プリチャージ時間として学習設定すること、を特徴とするプリチャージ時間設定方法が提供される。
【００１５】
また、自動変速機にエンジン回転数の入力手段を備える場合には、前記プリチャージ時間決定手段が、入力値として、タービン回転数とエンジン回転数との差分値を用いることも好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、車両の個体差を吸収し、所定のプリチャージ圧に応じた、好ましいプリチャージ時間を設定することが可能となる。また、本発明は、車両、自動変速機、温度等の諸条件の変化に影響を受けにくいという利点をも有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
続いて、本発明の一実施の形態について、図面を参照して、詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態の自動変速機の全体構成を示す図である。図１を参照すると、自動変速機１は、変速機本体２と、油圧制御部３と、電子制御部４と、からなっている。
【００１８】
変速機本体２は、トルクコンバーター１０のタービン１０ａに連結された入力軸１１と、車輪側に連結された出力軸１２と、入力軸１１に連結されたダブルピニオンプラネタリギアＧ１、シングルピニオンプラネタリギアＧ２、Ｇ３と、入力軸１１とダブルピニオンプラネタリギアＧ１、シングルピニオンプラネタリギアＧ２、Ｇ３との間に配された摩擦クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３と、摩擦ブレーキＢ１、Ｂ２と、を備えている。上記構成によって、摩擦係合要素である、摩擦クラッチＣ１、Ｃ２、Ｃ３及び摩擦ブレーキＢ１、Ｂ２の係合・非係合の組が、油圧制御部３及び電子制御部４によって選択され、図２に例示される任意の変速段が構成される。
【００１９】
図３は、上記摩擦係合要素として例示する湿式多板クラッチの模式図である。図３を参照すると、ピストン３１と、ピストン３１の反力要素となるリターンスプリング３２と、クラッチドラム３３側に嵌合されたドリブンプレート３３１と、クラッチハブ３４側に嵌合されたドライブプレート３４１と、を備えている。油圧制御部３により、油圧でピストン３１が前記各プレート部分に押し付けられると、ドリブンプレート３３１、ドライブプレート３４１とに摩擦が生じ、係合状態に遷移し、タービン回転数Ｎｔが減少する。一方、油圧制御部３により、油圧が低減されると、リターンスプリング３２がピストン３１を押し戻し、非係合状態に遷移する。
【００２０】
油圧制御部３は、電子制御部４の指示に基いて、内部の油圧回路を切り替え、摩擦係合要素を選択するとともに、供給する油圧の制御を行って、該摩擦係合要素の係合・非係合の制御を行う。
【００２１】
電子制御部４は、入力軸１１（タービン１０ａ）のタービン回転数をＮｔを検出するタービン回転センサ１３と、運転者の操作によるセレクターレバーのポジションを検出するポジションセンサ１４と、を含む各種センサからの入力値に基いて、油圧制御部３を駆動制御するコンピュータである。また、電子制御部４は、コンピュータプログラムによって構成された、プリチャージ時間を学習するため動作モードへの移行を行う学習モード切替手段４１と、プリチャージ時間の設定処理を行うプリチャージ時間決定手段４２と、を備えている。電子制御部４を構成するコンピュータが検知可能な所定の操作が行われると、学習モード切替手段４１によって、後に述べるプリチャージ時間の設定処理が開始される。
【００２２】
具体例として、摩擦クラッチＣ３に対するプリチャージ時間の設定を説明する。エンジンが起動され、車両停止状態（出力軸１２が固定）で、上記設定用のプログラムが起動されている状態で、例えば、セレクトレバーがＮレンジ（摩擦ブレーキＢ２が係合）からＲレンジ（摩擦クラッチＣ３と摩擦ブレーキＢ２が係合）に切り替えられると、電子制御部４は、油圧制御部３を介して、摩擦ブレーキＢ２を先行して係合させる。上記の通り、Ｎレンジにおいては、摩擦ブレーキＢ２を係合させたニュートラルであるから、電子制御部４は、この状態を保持する。
【００２３】
続いて、電子制御部４は、油圧制御部３を介して、摩擦クラッチＣ３の油圧が、所定のプリチャージ圧になるよう駆動信号を出力する。
【００２４】
図４は、上記制御によって形成される係合油圧の波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を表わした図である。図４に示されるとおり、電子制御部４は、上記駆動制御を行うとともに、タービン回転数Ｎｔを、所定の、十分に短い判定サイクル、例えば５ｍｓｅｃ間隔で監視し、以下に示す方法で、ピストンが接触したか否かを検出し（図４の判定）、該時点を、摩擦クラッチＣ３に係るプリチャージ時間として設定する。
【００２５】
続いて、図５を参照して、上記判定処理の詳細について説明する。まず、電子制御部４は、所定の初期化処理を行った後（ステップＳ１）、所定のプリチャージ圧による制御を開始し（ステップＳ２）、タービン回転センサ１３から受信した入力値Ｎｔを所定のｎサイクル分記憶保持すべく、前サイクルのＮｔ，Ｎｔ１，・・・Ｎｔｎ−１の内容を、Ｎｔ１，Ｎｔ２・・・Ｎｔｎとするとともに、現サイクルの入力値Ｎｔを記憶保持する（ステップＳ３）。続いて、電子制御部４は、前サイクルで算出した差分値ΔＮｔをΔＮｔ１とするとともに、現サイクルの入力値Ｎｔと、前回のサイクルの入力値Ｎｔ１との差を算出し、現サイクルの差分値ΔＮｔを記憶保持する（ステップＳ４）。そして、上記の結果、以下（１）乃至（３）の各条件がすべて成立したか否かによって、ピストンの接触が成立したか否かを判定する（ステップＳ５）。
（１）ΔＮｔ＜しきい値Ｎｔ＿ｔｈ（例えば、−５ｒｐｍ）
（２）ΔＮｔ１＜しきい値Ｎｔ＿ｔｈ（例えば、−５ｒｐｍ）
（３）所定のｍ回数以上（例えば、ｍ＝５）、Ｎｔが連続して減少。
（Ｎｔ＜Ｎｔ１＜Ｎｔ２・・・＜Ｎｔｍ）
なお、上記（３）の条件は、ノイズ等による誤判定を防止するためのものである。そして、ピストンが接触したことを示す上記条件（１）乃至（３）が成立した場合は、プリチャージ制御開始から当該時点までの時間をプリチャージ時間の最大値として学習設定する（ステップＳ６）。
【００２６】
一方、上記条件（１）乃至（３）が成立していない場合は、上記ステップＳ３乃至ステップＳ５の処理を繰返す。
【００２７】
図６は、判定ポイント近傍におけるタービン回転数Ｎｔの減少の変化を示して上記判定条件を説明するための図である。図６に示すとおり、黒丸を結んだ実線（Ｎｔ，Ｎｔ１，Ｎｔ２，・・・Ｎｔｎ）が判定限界点であり、ピストンの接触を示すタービン回転数の急落を検知できるものとなっている。即ち、斜線領域内でＮｔが連続して降下していればピストンが接触したと判定する。図６の例では、現在点において、Ｎｔ＿ｔｈ（ｒｐｍ）／判定サイクルｔ（ｓｅｃ）未満の変化（降下）が発生すれば、ピストンが接触したと判定することになる。
【００２８】
図７乃至図１０は、電子制御部４の判定サイクルを５ｍｓｅｃ、しきい値を−５ｒｐｍ、上記（３）のＮｔの連続ダウン回数を５回として、実際にピストンを急係合させた場合の、タービン回転数Ｎｔと、サーボ圧（油圧）と、をプロットしたものである。図７は、油温８０℃、入力回転数８００ｒｐｍとして、摩擦ブレーキＢ１のピストン接触点を判定した結果である。図７に示された上記条件による判定ポイントは、油圧の変極点とほぼ一致している。同様に、図８は、同一の摩擦ブレーキＢ１について異なるプリチャージ圧で判定を行った結果である。図９は、摩擦クラッチＣ１についての結果であり、図１０は、摩擦係合要素Ｃ３についての結果である。このように、摩擦係合要素や、プリチャージ圧が異なっても、同一のしきい値及び判定サイクルで、判定できるという頑健性が示されている。更に、本発明によるピストンの接触判定ポイントはいずれも、実際のトルク発生ポイントにより近いものとなっている。
【００２９】
なお、本実施の形態においては、入力値として、タービン回転数Ｎｔのみを用いているが、プリチャージ圧が低く、入力軸回転数変化が緩やかな場合や、エンジン回転変動が大きい車両の場合は、エンジンの回転数Ｎｅを検出するセンサ等を設け、入力値として、│Ｎｔ−Ｎｅ│を採用して、エンジン回転の変動も考慮に入れることも好ましい。この場合は、上記（１）乃至（３）の条件式の不等号を逆にするとともに、しきい値を正の数とすることになる。
【００３０】
なお、本実施の形態の一実験結果を示す図７乃至図１０においては、コンピュータの判定サイクルを５ｍｓｅｃ、しきい値を−５ｒｐｍとしたが、上記例は、用意した自動変速機における、その好ましい一実験結果を示したものであって、特に限定するものではないことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の一実施の形態の自動変速機の全体構成を示す図である。
【図２】摩擦係合要素の係合・非係合と変速段との関係を示す図である。
【図３】摩擦係合要素として例示する湿式多板クラッチの断面模式図である。
【図４】本発明で用いる油圧波形と、タービン回転数Ｎｔの変化を表わした図である。
【図５】本発明の一実施の形態のプリチャージ時間の設定処理の流れを表わしたフローチャートである。
【図６】判定ポイント近傍における入力値の変化を示して、判定条件を説明するための図である。
【図７】本発明の一実施の形態の実験結果を示した図である。
【図８】本発明の一実施の形態の実験結果を示した図である。
【図９】本発明の一実施の形態の実験結果を示した図である。
【図１０】本発明の一実施の形態の実験結果を示した図である。
【図１１】自動変速機のアップシフト変速の際の波形を表わした図である。
【図１２】所定のプリチャージ圧によって、摩擦係合要素を急係合させた際の波形を示した図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  自動変速機
２  変速機本体
３  油圧制御部
４  電子制御部
１０  トルクコンバーター
１０ａ  タービン
１１  入力軸
１２  出力軸
１３  タービン回転センサ
１４  ポジションセンサ
３１  ピストン
３２  リターンスプリング
３３  クラッチドラム
３４  クラッチハブ
４１  学習モード切替手段
４２  プリチャージ時間決定手段
３３１  ドリブンプレート
３４１  ドライブプレート
Ｂ１、Ｂ２  摩擦ブレーキ
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  摩擦クラッチ
Ｇ１  ダブルピニオンプラネタリギア
Ｇ２、Ｇ３  シングルピニオンプラネタリギア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2008064318.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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