(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンに連結された自動変速機における所定の摩擦係合装置を締結・解放させることにより変速を実行すると共に、前記摩擦係合装置に作用する油圧を調圧指令に基づいて調圧する自動変速機の制御方法において、
エンジン回転数が変化するイナーシャ相を検出し、
前記イナーシャ相における前後方向の加速度の差分値または微分値を求め、
その求められた加速度の差分値または微分値と、所定の定数とを比較することにより、前記摩擦係合装置が経年変化状態にあるか否かを判定し、
経年変化状態にあると判定された場合には、前記調圧指令を補正する自動変速機の制御方法。
【請求項２】
エンジンに連結された自動変速機における所定の摩擦係合装置を締結・解放させることにより変速を実行すると共に、前記摩擦係合装置に作用する油圧を調圧指令に基づいて調圧する自動変速機の制御装置において、
エンジン回転数が変化するイナーシャ相を検出し、
前記イナーシャ相における前後方向の加速度の差分値または微分値を求め、
その求められた加速度の差分値または微分値と、所定の定数とを比較することにより、前記摩擦係合装置が経年変化状態にあるか否かを判定し、
経年変化状態にあると判定された場合には、前記調圧指令を補正する自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の自動変速機における変速動作に用いられる油圧を制御するための変速制御装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の制御方法は、例えば、特開平6−341527 号公報に記載のように、シフトアップ時におけるトルク相開始からイナーシャ相までの時間を検出し、その時間が設定の値より変化した場合は摩擦係合装置の経時変化と判断して解放側摩擦係合装置と係合側摩擦係合装置の受け持ちトルクの重なり方を補正するように上記２つの摩擦係合装置への供給油圧を制御する装置および方法が知られている。ここで、トルク相とは、例えば図２中のＧｆ信号（後述する）の時間的変化に着目すると、２速から３速への変速（以下２−３変速と呼ぶ）の開始時にエンジン回転数が変化せずにトルクのみ変化する期間のことである。また、トルク相の後、変速機内のクラッチが係合し始め、エンジン回転数が低下する期間をイナーシャ相と呼ぶ。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平6−341527 号公報に記載のもののように、シフトアップ時において、トルク相開始からイナーシャ相までの時間を検出し、摩擦係合装置の経時変化を検出しようとした場合、１−２変速，２−３変速などのような変速毎、さらにスロットル開度毎に経時変化検出のための該時間データを記憶しておく必要があり、マイクロコンピュータのＲＯＭ（Read Only Memory）容量が増大するといった課題が生じる。
【０００４】
本発明の目的は、摩擦係合装置の経時変化を簡易な方法で検出し、マイクロコンピュータのＲＯＭ容量の増大を防止するとともに、摩擦係合装置が経時変化した場合でもトルク変動を抑制することができ、心地よい加速フィーリングが持続する変速制御装置及び制御方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、変速の期間のうちイナーシャ相を検出するイナーシャ相検出手段と、前記検出されたイナーシャ相のトルク変動を検出するトルク変動検出手段と、前記トルク変動検出手段で検出されたトルク変動の変化割合を演算するトルク変動率演算手段と、予め定められた定数を記憶する定数記憶手段と、前記トルク変動率検出手段で得られた変動率の値と前記定数記憶手段の値とを比較し、前記摩擦係合装置が経時変化状態にあるか否かを判断する比較手段と、もし経時変化状態にある場合は、調圧指令発生手段が前記摩擦係合装置に供給され油圧を変化させる調圧指令値を出力することにより達成される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
（実施例）
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
【０００７】
図１から図４に本発明の第一実施例を示す。図１はシステムの構成図である。
図１において、エンジン１０１は、本実施例においては４気筒エンジンである。このエンジン１０１には、点火装置１０２が設けられている。点火装置１０２は、エンジン１０１の気筒数に対応して４つの点火プラグ１０３を有している。エンジン１０１に空気を取り込むための吸気管１０４には、ここを通る空気の流量を調節する電子制御スロットル１０５，燃料を噴射する燃料噴射装置１０６および空気流量計１０７が設けられている。燃料噴射装置１０６は、エンジン101の気筒数に対応して４つの燃料噴射弁１０８を有している。電子制御スロットル１０５とは、アクチュエータ１０９でスロットルバルブ１１０を駆動し空気流量を制御するものである。また、通常の自動車ではスロットルバルブ１１０とアクセルペダル（図示されていない）が機械式ワイヤ（図示されていない）で連結されており、一体一で動作する。
【０００８】
エンジン１０１のクランク軸１１１にはフライホイール１１２が取り付けられている。フライホイール１１２には、クランク軸１１１の回転数、すなわちエンジン回転数Ｎｅを検出するエンジン回転数センサ１１３が取り付けられている。このフライホイール１１２と直結されているトルクコンバータ１１４は、ポンプ１１５，タービン１１６及びステータ１１７から成っている。タービン１１６の出力軸、つまりトルクコンバータ出力軸１１８は、有段式変速機構１１９と直結されている。トルクコンバータ出力軸１１８には、タービン回転数Ｎｔを測定するタービン回転センサ１２０が取り付けられている。変速機構１１９は、遊星歯車１２１，摩擦係合装置１２２，１２３から構成され、上記装置１２２，１２３を係合，解放することにより歯車１２１の歯車比が変化して変速が実行される。これら装置１２２，１２３は、それぞれスプール弁１２６，１２７およびリニアソレノイド１２８，１２９(調圧装置)により制御される。また、変速機構１１９は駆動軸１２４と連結されている。車両あるいは自動変速機１３０に加速度センサ１２５が取り付けられている。これらの部品で自動変速機１３０が構成されている。本実施例では加速度センサ１２５を用いて加速度を検出しているが、変速機の駆動軸１２４に取り付けられたトルクセンサ（図示されていない）を用いて駆動軸トルクＴｏを検出してもよい。
【０００９】
以上説明したエンジン１０１および自動変速機１３０駆動のためのアクチュエータは、制御コントローラ１３１により制御される。制御コントローラ１３１には、スロットル開度θ，変速機出力軸回転数Ｎｏ，タービン回転数Ｎｔ，エンジン回転数Ｎｅ，変速機油温Ｔoil ，アクセルペダル踏み込み量α等が入力され制御に用いられる。
【００１０】
なお、変速機出力軸回転数Ｎｏはこの差分信号により加速度が求められるので、加速度センサ１２５の代替が可能である。
【００１１】
また、変速機の駆動軸１２４にトルクセンサ（図示せず）を取り付け、このトルクセンサで検出された変速機の駆動軸トルクＴｏが制御コントローラ１３１に取り込まれる。このトルク信号は、加速度センサ１２５の信号と同等の波形を示すため、加速度センサ１２５の代わりにこのトルクセンサを用いてもよい。
【００１２】
制御コントローラ１３１内のエンジントルク制御手段１３２は、電子制御スロットル１０５，燃料噴射装置１０６および点火装置１０２への制御信号が出力される。これらの制御信号は、変速時のトルク変動抑制のためにも用いられる。
【００１３】
図２は図１中の制御コントローラ１３１のハードウェア構成図である。各種センサからの信号が入力するフィルタ８０１及び波形整形回路８０２とシングルチップマイクロコンピュータ８０３と各種バルブ等のアクチュエータに駆動制御信号を出力する駆動回路８０４を有して構成されている。前記コンピュータ８０３は、各種演算を実行するCPU805と前記CPU805が実行するためのプログラム及びデータが記憶されているROM806と各種データ等が一時的に記憶されるRAM807とタイマ８０８とＳＣＩ（Serial Communication Interface）回路８０９とＩ／Ｏ回路８１０とＡ／Ｄ変換器８１１を有して構成されている。すなわち、制御コントローラ１３１の諸機能は、CPU805がROM806やRAM807に記憶されているプログラムやデータ等で所定の演算を実行することにより達成される。
【００１４】
また、前記制御コントローラ１３１のハードウェア構成として、シングルチップ構成、複数個のシングルチップマイコンをデュアルポートＲＡＭを介して通信する構成及び複数個のシングルチップマイコンをＬＡＮ（Local Area Network）を介して通信する構成等が挙げられる。
【００１５】
図１において、制御コントローラ１３１内のイナーシャ相検出手段１３３では、加速度信号（以下Ｇ信号とよぶ）のディジタル処理，フィルタリング処理を実行し、トルク変動検出手段１３４でのトルク変動検出をし易くする。トルク変動検出手段１３４では、Ｇ信号のフィルタリング値Ｇｆを用いて、変速動作の際のイナーシャ相を検出する。これ以外の方法として、駆動軸回転数Ｎｏの差分である駆動軸トルクＴｏ信号を用いることも可能である。
【００１６】
次に、トルク変動率演算手段１３５では、前記フィルタリング処理された信号Ｇｆをさらに差分することにより加速度の変化割合が演算される。前記検出したイナーシャ相の開始付近でこの変化割合が摩擦係合装置の経時変化により変動するため、摩擦係合装置の経時変化が判断可能となる。経時変化判定手段１３６には、予め実験により経時変化を判定するための判定レベル定数が記憶されており、この定数と前記変動率演算手段１３５で得られたトルク変動率を比較手段137で比較して経時変化の有無を判断する。例えば、２−３変速等の変速比が小さくなる方向の変速であるシフトアップ時に、手段１３７で経時変化と判定した場合は、解放側摩擦係合装置（ここでは２−３変速時と仮定する）に供給する油圧を制御する事前保持油圧指令値(後述する)を低下させ、解放側摩擦係合装置１２３を解放し易くする必要がある。そして、調圧指令発生手段１３８が上記低下させた調圧指令値をリニアソレノイド１２８に出力する。
【００１７】
３−２変速等の変速比が大きくなる方向の変速であるシフトダウンの場合も同様の手法で経時変化を検出することができる。但し、シフトダウンの場合は係合，解放の摩擦係合装置がシフトアップの場合と反対になる。
【００１８】
図３はシフトアップ時の経時変化対応制御のタイムチャートである。ここでは、２−３変速を例にとって説明する。変速指令信号が２速から３速へ変化した時、車両前後加速度信号のフィルタリング処理を施した信号Ｇｆ（以下、Ｇｆと略す）を変速動作前加速度信号Ｇｓ（以下、Ｇｓと略す）として記憶する。また、トルク相開始を検出するためのＧｆの変化定数Ｇshift（以下、Ｇshiftと略す）と設定する。このＧshift はトルク相検出精度の点からスロットル開度θ（以下、θと略す）の変化、つまりエンジン負荷の大きさにより変化させる必要がある。
【００１９】
これと同時に係合側油圧指令値ＨＣ（以下、ＨＣと略す）を立ち上げ、解放側油圧指令値ＢＢ（以下、ＢＢと略す）を立ち下げる。この立ち下げ値は、解放側係合装置の解放時間を早めるため解放ぎりぎりの油圧となるようなＢＢを事前に求めておく必要がある。この値をここでは、事前保持油圧指令値と称する。
【００２０】
トルク相が始まるとＧｆの図中白丸の時期でＧｆがＧｓからＧshift を差し引いた値と一致する。このとき、解放側係合装置の解放を実施するためＢＢがステップ的に立ち下げられる。これにより、実際の解放ＢＢ油圧をトルク相終了時の白丸付近と一致させることができ良好な変速特性を得ることができる。
【００２１】
次に、イナーシャ相開始時には、Ｇｆは急激に立ち上がり、その後係合側摩擦係合装置に供給される油圧および前記係合装置容量で決まる値で緩やかに上昇する。ここで、前記係合装置に経時変化が生じた場合は、破線で示すようにイナーシャ相初期において、Ｇｆは緩やかに上昇しその後急激に立ち上がる現象が発生する。よって、イナーシャ相初期のＧｆの差分値ｄＧｆ／ｄｔを用いることにより前記係合装置の経時変化が検出可能となる。つまり、図３に示すイナーシャ相初期のｄＧｆ／ｄｔが予め記憶してある経時変化判定レベルより小さくなった場合に、前記係合装置の経時変化と判定する。
【００２２】
図４はシフトダウン時の経時変化対応制御のタイムチャートである。ここでは、３−２変速を例にとって説明する。変速指令信号が３速から２速へ変化する前にＧｆをＧｓとして記憶する。また、イナーシャ相開始前を検出するための    Ｇshiftを設定する。このＧshiftはθの変化、つまりエンジン負荷の大きさにより変化させる必要がある。その後、変速指令信号が発生したかどうかを判断し、発生した場合は解放側油圧指令値ＨＤ（以下、ＨＤと略す）を立ち下げる。この立ち下げ値は、事前にマッチングにより求めておく。また、係合側油圧指令値
ＢＣ（以下、ＢＣと略す）を立ち上げる。この立ち上げ値は、係合側係合装置の係合時間を早めるため係合ぎりぎりの油圧となるようなＢＣを事前に求めておく必要がある。この値もまたＴoil ，θにより変化する。
【００２３】
イナーシャ相開始前が近づくとＧｆがＧｓにＧshift を加えた値と一致し、係合側係合装置の係合を実施するためＢＣがステップ的に立ち上げられる。これにより、実際の係合ＢＣ油圧をイナーシャ相開始初期の白丸付近と一致させることができ良好な変速特性を得ることができる。イナーシャ相開始後のＧｆの下降変化率を小さくするようイナーシャ相でのＨＤを一定に保持する。
【００２４】
イナーシャ相開始時、Ｇｆは緩やかに低下し、その後トルク相開始時期から急激に立ち上がり変速が終了する。ここで、前記係合装置に経時変化が生じた場合は、破線で示すようにイナーシャ相発生初期において、Ｇｆが急激に低下する現象が生じる。よって、イナーシャ相発生時のＧｆの差分値ｄＧｆ／ｄｔを用いることにより前記係合装置の経時変化が検出可能となる。つまり、図４に示すイナーシャ相発生時のｄＧｆ／ｄｔが予め記憶してある経時変化判定定数より小さくなった場合、前記係合装置の経時変化と判定する。
【００２５】
図５は上記実施例の制御フローチャートである。まず、処理４０１では前述の加速度信号Ｇを用いて、変速状態がイナーシャ相開始かどうかの判定を行う。  yes の場合には処理４０２に進み車両前後加速度の差分ｄＧｆ（以下ｄＧｆと略す）を演算する。次に処理４０３では前記変速指令信号がアップシフトかダウンシフトかの判定を行う。もし、前記指令信号がアップシフトの場合には処理404へ進む。処理４０４ではｄＧｆが経時変化判定定数ｋupより小さいか否かを判定し、yes の場合には経時変化と判定し処理４０５に進む。処理４０５では前記解放側油圧指令値ＢＢの事前保持油圧指令値を減少するよう補正され、次回の変速時にはこの補正量が用いられる。
【００２６】
同様に処理４０３にて前記指令信号がダウンシフトの場合には処理４０６へ進む。処理４０６ではｄＧｆが経時変化判定定数ｋdwより小さいか否かを判定し、yes の場合には経時変化と判定し処理４０７に進む。処理４０７では前記解放側油圧指令値ＨＤの事前保持油圧指令値を減少するよう補正され、次回の変速時にはこの補正量が用いられる。
【００２７】
図６から図９に本発明の第二実施例を示す。図６は図１と同様、システムの構成図であるが、図１中のエンジン１０１および自動変速機１３０の図は省略してある。
【００２８】
制御コントローラ５０１内のトルク相検出手段５０２では、加速度センサ125のディジタル処理，フィルタリング処理を実行し、このフィルタリング値Ｇｆを用いて、変速動作の際のトルク相を検出する。変速指令信号検出手段５０３では、前記自動変速機１３０の変速指令信号を判別し、変速パターン（例えば２速から３速へのシフトアップ）を検出する。
【００２９】
トルク相開始時間演算手段５０４では、前記変速指令信号検出手段で変速指令が変化した時間から、前記トルク相検出手段でトルク相が開始されたと検出されるまでの時間をトルク相開始時間Ｔtq（以下Ｔtqと称す）を演算する。前記検出したトルク相開始時間が、締結側摩擦係合装置の経時変化により変動する、具体的に言えば時間が長くなるため、前記トルク相開始時間の値を用いて摩擦係合装置の経時変化が判断可能となる。
【００３０】
経時変化判定手段５０５には、予め実験により経時変化を判定するための判定レベル定数が記憶されており、この定数と前記トルク相開始時間演算手段５０４で得られた時間を比較手段５０６で比較して経時変化の有無を判断する。例えば、アップシフト時に前記比較手段５０６で経時変化と判定した場合は、締結側摩擦係合装置（ここでは２−３変速時と仮定する）に供給する油圧を制御する事前保持油圧指令値（後述する）を上昇させ、前記締結側摩擦係合装置１２３を締結し易くする必要がある。そして、調圧指令発生手段５０７が前記上昇させた調圧指令値を前記リニアソレノイド１２８に出力する。
【００３１】
シフトダウンの場合も同様の手法で経時変化を検出することができる。但し、シフトダウンの場合は係合，解放の摩擦係合装置がシフトアップの場合と反対になる。
【００３２】
図７はシフトアップ時の締結側摩擦係合装置の経時変化対応制御のタイムチャートである。ここでは、２−３変速を例にとって説明する。
【００３３】
Ｓｓが２速から３速へ変化すると、Ｇｆを変速動作前加速度信号Ｇｓ（以下、Ｇｓと略す）として記憶し、トルク相開始を検出するためのＧｆの変化定数    Ｇshift（以下、Ｇshiftと略す）を設定し、ＨＣ及びＢＢを事前保持待機油圧指令値に設定する。このときの時刻を０とする。トルク相が始まるとＧｆの図中白丸の時期で、ＧｆはＧｓにＧshift を加えた値に達し、解放側係合装置の解放を実施するためＢＢがステップ的に立ち下げられる。このときの時刻をトルク相開始時間Ｔtq（以下、Ｔtqと略す）として記憶する。これにより、実際の解放ＢＢ油圧をトルク相終了時の白丸付近と一致させることができ良好な変速特性を得ることができる。
【００３４】
ここで、前記締結側摩擦係合装置に経時変化が生じた場合は、ＨＣ油圧が上昇しないために、破線で示すようにトルク相開始が遅れ、Ｔtqが大きくなる。よって、トルク相開始時間を用いることにより前記係合装置の経時変化が検出可能となる。つまり、図７に示すＴtqが予め記憶してある経時変化判定レベルより大きくなった場合に、前記摩擦係合装置の経時変化と判定する。
【００３５】
判定結果が経時変化の場合には、次回の２−３変速の際に、ＨＣの事前保持油圧指令値を一定量大きくするよう補正する。
【００３６】
図８はシフトダウン時の経時変化対応制御のタイムチャートである。ここでは、３−２変速を例にとって説明する。変速指令信号が３速から２速へ変化する前にＧｆをＧｓとして記憶する。その後、変速指令信号が発生したかどうかを判断し、発生した場合はＨＤを立ち下げ、ＢＣを立ち上げる。このときの時刻を０とする。
【００３７】
イナーシャ相開始前が近づくとＧｆの図中白丸の時期でＧｆとＧｓにＧshiftを加えた値が一致し、係合側係合装置の係合を実施するためＢＣがステップ的に立ち上げられる。これにより、実際のＢＣ油圧をイナーシャ相開始初期の白丸付近と一致させることができ良好な変速特性を得ることができる。そして、イナーシャ相開始後のＧｆの下降変化率を小さくするようイナーシャ相でのＨＤを一定に保持する。イナーシャ相開始時、Ｇｆは緩やかに低下し、その後トルク相開始時期となり、車両前後加速度の差分ｄＧｆ／ｄｔ（以下ｄＧｆ／ｄｔと略す）が負から正の値へ変化し、トルクフェーズ開始時期が検出される。このときの時刻をＴqfとして記憶する。
【００３８】
ここで、前記係合装置に経時変化が生じた場合は、破線で示すようにＢＣ油圧が上昇しないために、破線で示すようにトルク相開始が遅れ、Ｔtqが大きくなる。よって、シフトダウンの際も上記シフトアップ時と同様に、トルク相開始時間を用いることにより、係合側摩擦係合装置の経時変化が検出可能となる。つまり、図８に示すＴtqが予め記憶してある経時変化判定レベルより大きくなった場合に、前記摩擦係合装置の経時変化と判定する。
【００３９】
判定結果が経時変化の場合には、次回の３−２変速の際に、ＢＣの事前保持油圧指令値を一定量大きくするよう補正する。
【００４０】
図９は本第二実施例の制御フローチャートである。まず、処理８０１では前述の変速指令信号が変化したか否かの判定を行う。yes の場合には処理８０２に進みトルク相開始時間Ｔtqをリセットする。また、noの場合には処理８０３に進みＴtqをカウントする。
【００４１】
次に、処理８０４では前記車両前後加速度の値を用いて、トルク相が開始したか否かの判定を行う。判定結果がyes の場合には処理８０５へ進む。処理８０５では前記変速指令信号がシフトアップかシフトダウンかの判定を行う。もし、前記指令信号がシフトアップの場合には処理８０６へ進む。処理８０６ではＴtqが経時変化判定レベルｋupより大きいか否かを判定し、yes の場合には経時変化と判定し処理８０７に進む。
【００４２】
処理８０７では前記解放側油圧指令値ＨＣの事前保持油圧指令値を増加するよう補正され、次回の変速時にはこの補正量が用いられる。
【００４３】
同様に処理８０５にて前記指令信号がシフトダウンの場合には処理８０８へ進む。処理８０８ではＴtqが経時変化判定レベルｋdwより大きいか否かを判定し、yes の場合には経時変化と判定し処理８０９に進む。処理８０９では前記解放側油圧指令値ＢＣの事前保持油圧指令値を増加するよう補正され、次回の３−２変速時にはこの補正量が用いられる。
【００４４】
以上の構成によって、摩擦係合装置の経時変化を簡易な方法で検出できるので、マイクロコンピュータのＲＯＭ容量の増大を防止できる。そして、摩擦係合装置が経時変化した場合でもトルク変動を抑制することができるので、心地よい加速フィーリングが持続する変速制御装置および制御方法を提供することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば、自動変速機の摩擦係合装置が経時変化した場合でも、マイクロコンピュータのＲＯＭ容量を増大することなくトルク変動を抑制することができ、心地よい加速フィーリングが持続する変速制御装置および制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一実施例のシステム構成図。
【図２】制御コントローラのハードウェア構成図。
【図３】シフトアップ制御時の経時変化対応制御のタイムチャート。
【図４】シフトダウン制御時の経時変化対応制御のタイムチャート。
【図５】経時変化判定制御のフローチャート。
【図６】本発明の第二実施例のシステム構成図。
【図７】シフトアップ制御時の経時変化対応制御のタイムチャート。
【図８】シフトダウン制御時の経時変化対応制御のタイムチャート。
【図９】経時変化判定制御のフローチャート。
【符号の説明】
１２３…摩擦係合装置、１２８…リニアソレノイド、１３１…制御コントローラ、１３３…イナーシャ相検出手段、１３４…トルク変動検出手段、１３５…トルク変動率演算手段、１３６…経時変化判定手段、１３７…比較手段、１３８…調圧指令発生手段。
【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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