JP4008683B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機において、走行中にあって、セレクト操作したとき、ショックが発生するのを抑えるようにした自動変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機の変速は、クラッチやブレーキ等の複数の摩擦締結要素のうち、所望の変速段に対応する締結要素を作動させることで実行する。この締結要素の作動・非作動は、締結要素への油圧の供給・排出により行うが、この油圧の供給速度や排出速度をソレノイドで調整して、摩擦クラッチの締結・解放作動を制御し、ショックの発生を低減させるようにしている。
このような例として、本出願人は、特願２００１−２１６５３号により、ソレノイドに入力する電流信号が段階状となるソレノイド弁を用いて調圧弁を制御し締結要素へ供給する作動圧を任意の値に設定可能とするに際して、その電流信号を各変速動作段階に応じてフィルタ処理することにより、油圧指令値の波形の急激な立ち上がりや立ち下がり、及び振動を緩和して、実油圧に生じる遅れやサージ等を抑制する技術を提案した。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記技術にあっては、上記メリットを有するものの、走行中に、ＤレンジからＮレンジにセレクトした後Ｄレンジに再セレクトすると、下記の理由によりショックが生じるのを避けることができなかった。
すなわち、走行中は、ＤレンジからＮレンジにセレクトしても、上記電流信号は不変で調圧弁を最大作動圧供給位置に保持するようになっている。
ところが、このＮレンジへのセレクトによりマニュアル弁が切り換えられ、それまで締結要素に供給されていた作動圧がマニュアル弁から排出されてしまうことになる。
【０００４】
この状態で再度Ｄレンジにセレクトすると、そのセレクトショックを低減する目的で、上記ＮレンジからＤレンジセレクト時と同様に、作動圧を低下させるべくソレノイドに入力する電流信号を低下させる指示が出されるが、この低下指示された電流信号もフィルタ処理される結果、ソレノイドに印加される実電流は、指令時から遅れを生じ緩慢な低下となる。
この結果、上記遅れにより調圧弁のスプールが最大作動圧供給位置からそれほど戻らない間に、セレクトにより切り換えられたマニュアル弁から直ちに元圧が出力されて、調圧弁で元圧が所望程度まで減圧されることなくそれより高い圧のまま締結要素へ供給され、締結ショックを生じてしまうことになる。
【０００５】
この状態を図７に示す。ＮレンジからＤレンジへのセレクト時ｔｏには、電流信号に相当する油圧指令値Ｐｉｏは、太い実線で示すように、急低下させられた後、直ちに緩やかな増加とさせられる。しかし、電流信号には、強いフィルタ処理が施される結果、実電流に相当する実油圧指令値Ｐｉは、破線で示すように緩やかに時間ｔｄまで油圧指令値Ｐｉｏより遅れて低下するので、上記時間ｔｏ〜Ｔｄ内に作動圧Ｐは細い実線で示すように油圧指令値Ｐｉｏを越えて立ち上がり締結要素に作用することでショックが生じてしまう。
【０００６】
したがって、本発明は、走行中に、ＤレンジからＮレンジへセレクトした後Ｄレンジへ再セレクトしたときに、発生するショックを抑制することが可能な制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、ドライバのセレクト操作に応じて元圧を出力可能なマニュアル弁と、Ｄレンジで締結される締結要素にマニュアル弁から供給される元圧を調圧した作動圧を供給可能な調圧弁と、可変の制御圧を調圧弁に供給して該調圧弁の出力する作動圧の大きさを制御するソレノイドと、該ソレノイドへフィルタ処理した電流を供給する制御手段とを有し、調圧弁は、走行中にＤレンジからＮレンジへセレクトしてもマニュアル弁と締結要素とを連通させた状態を保持している自動変速機の制御装置であって、制御手段は、走行中にＤレンジからＮレンジへセレクトした後Ｄレンジへ再セレクトしたときは、フィルタ処理を所定時間中弱めるように切り換えることで調圧弁をマニュアル弁と締結要素との連通を遮断するように急速に切り換え、所定時間経過後は該弱いフィルタ処理より強いフィルタ処理へ戻すものとした。
【０００８】
請求項２の発明は、さらに車両停車時においてＮレンジからＤレンジへセレクト操作したときは、制御手段がフィルタ処理した電流をソレノイドへ供給するものとした。
【０００９】
請求項３の発明は、上記所定時間経過後に戻す強いフィルタ処理は、車両停車時におけるＮレンジからＤレンジへのセレクト操作時におけるフィルタ処理と同じ強さのフィルタ処理としたものである。
【００１０】
請求項４の発明は、上記所定時間中は、変速を禁止するようにしたものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本実施の形態にかかる自動変速機の全体構成を示す。
自動変速機のパワートレーンは、エンジン１にトルクコンバータ２を介して変速機構５が接続されて構成される。変速機構５は後述のクラッチやブレーキからなる締結要素により動力伝達経路が切り換えられる２組の遊星歯車３、４を含む。そして、締結要素の締結・解放等を実行するための油圧を制御する油圧制御装置６及び後述のソレノイド等を制御するマイクロコンピュータを主とする電子制御装置７を備えている。
【００１２】
変速機構５の遊星歯車３、４は、いずれもシングルピニオンタイプの遊星歯車で構成する。すなわち、上流側の第１遊星歯車３は、第１サンギヤＳ_Ｆ、このサンギヤに噛み合う複数の第１ピニオンＰ_Ｆを回転自在に支持する第１キャリアＣ_Ｆ、第１ピニオンＰ_Ｆに噛み合う第１リングギヤＲ_Ｆを有し、下流側の第２遊星歯車４は、第２サンギヤＳ_Ｒ、このサンギヤに噛み合う複数の第２ピニオンＰ_Ｒを回転自在に支持する第２キャリアＣ_Ｒ、第２ピニオンＰ_Ｒに噛み合う第２リングギヤＲ_Ｒを有する。
【００１３】
第１遊星歯車３にあっては、第１サンギヤＳ_Ｆがリバース・クラッチＲ／Ｃを介してトルクコンバータ２のタービンと一体回転するインプットシャフト９に接続可能、また第１キャリアＣ_ＦがハイクラッチＨ／Ｃを介してインプットシャフト９に接続可能、さらに第１インターナルギヤＲ_Ｆが第２キャリアＣ_Ｒ及びアウトプット・シャフト１０に常時連結されている。
【００１４】
一方、第２遊星歯車４にあっては、第２サンギヤＳ_Ｒがインプットシャフト９に常時連結、また第２キャリアＣ_Ｒがアウトプットシャフト１０及び第１キャリアＣ_Ｆに常時連結、さらに第２リングギヤＲ_Ｒがロウ・クラッチＬ／Ｃ及びロウワンウェイクラッチＬ／ＯＷＣを介し固定可能とされている。
また、第１サンギヤＳ_Ｆは２−４ブレーキ２−４／Ｂにより固定可能、また第１キャリアＣ_ＦはロウアンドリバースブレーキＬ＆Ｒ／ＢあるいはロウワンウェイクラッチＬ／ＯＷＣにより固定可能である。
【００１５】
上記各クラッチあるいはブレーキの締結要素を所定の組合わせで締結、解放することにより、図２に示すように、前進４段、後退１段の変速段が得られる。
図２中、実線の○が締結、点線の○がエンジンブレーキを必要とするときに締結、その他は解放状態を示す。
【００１６】
油圧制御装置６は、バルブ・ボディ内に形成された油路中に制御弁、調圧弁、切換弁等が配置されて構成され、これらのうちいくつかの弁類がソレノイド１１〜１５により作動可能とされている。
ソレノイド１１〜１５は、電子制御装置７により制御される。
電子制御装置７は、各種センサ、たとえばスロットルセンサ１６、タービン回転センサ１７、出力軸回転センサ１８、インヒビタスイッチ１９、油圧スイッチ群２０（対応する締結要素の作動圧がピストンのストロークを終了させ締結容量を発生させ始める圧になったときオンするもの）、油温センサ２１等からの信号を受けてマイクロコンピュータで変速の種類とそのタイミング、油圧の大きさ等を演算し、上記ソレノイド１１〜１５へ駆動電流を供給可能である。
【００１７】
図３は、油圧制御装置６のうち、所定の前進段で締結される締結要素の油圧回路を示す図である。
マニュアル弁３０は、そのスプール３１がリンケージやコントロールケーブル等の連結具３２を介してセレクトレバー３３に連動して移動可能にされる。
スプール３１は、第１ランド３１ａ、第２ランド３１ｂ、及びこれらの両ランド間にグルーブ３１ｃを備える。スプール３１を内蔵するバルブボディには、図中左側へ向かうに従って元圧が供給される入口ポート３４ａ、調圧弁３５に接続した出口ポート３４ｂ、及びドレインポート３４ｃが形成されているが、図ではその他のポート群を省略してある。
【００１８】
セレクトレバーをＤレンジ位置にすると、マニュアル弁３０はスプール３１が図示の位置にきて、グルーブ３１ｃを介して入口ポート３４ａと出口ポート３４ｂとを連通し、入口ポート３４ａへ導かれている元圧を調圧弁３６へ供給するとともに、ドレインポート３４ｃを第２のランド３１ｂで出口ポート３４ｂ、入口ポート３４ａから遮断する。
Ｎレンジ位置では、スプール３１の第２のランド３１ｂが出口ポート３４ｂより右側へ移動して、出口ポート３４ｂとドレイン・ポート３４ｃとを連通して調圧弁３５側の油圧を排出するとともに、第２ランド３１ｂが出口ポート３４ｂと入口ポート３４ａとの連通を遮断する。
【００１９】
調圧弁３５は、スプール３７に第１のランド３７ａ、第２のランド３７ｂ、及びこれら両ランド間にグルーブ３７ｃを備え、第１のランド３７ａがスプリング３９により図中左方向に向け付勢されるとともに、第２のランド３７ｂ側に電子制御装置７により制御されるソレノイド３８により調整された制御圧が作用し、スプリング３９の付勢力に対抗可能とされる。
スプール３７が内蔵されるバルブボディには、図中左方向に向かうに従ってマニュアル弁３０の出口ポート３４ｂに接続した入口ポート４０ａ、締結要素（たとえば、ロウクラッチＬ／Ｃ等）３６に接続した出口ポート４０ｂ、及びドレインポート４０ｃが形成されている。
【００２０】
調圧弁３５は、スプリング３９の図中左方向への付勢力とソレノイド３８で作り出された制御圧による図中右方向への押圧力との力関係に応じてスプール３７が移動する。
制御圧が最大値とされたときは、スプール３７は図中最も右側に移動された図示位置にあり、ドレインポート４０ｃを第２のランド３７ｂにてブロックするとともに、グルーブ３７ｃを介して入口ポート４０ａを出口ポート４０ｂとを連通し、入口ポート４０ａへ供給された元圧をそのまま減圧することなく締結要素３６へ供給可能である。
【００２１】
一方、制御圧が最低値（ゼロ）のときは、スプール３７は図中最左側にあって出口ポート４０ｂをドレインポート４０ｃへ連通して締結要素３６内の油を排出するとともに、第１のランド３７ａにより入口ポート４０ａをブロックする。
また、制御圧が上記両者の間の値にあるときは、第２のランド３７ｂが一部ドレインポート４０ｃを開いて入口ポート４０ａから供給される油圧の一部を抜きながら、減圧された残りを出口ポート４０ｂから締結要素３６へ供給する。この制御圧が大きいほど、ドレインポート４０ｃから抜かれる油圧が少なくなり、締結要素３６へ供給される油圧は高くなる。
【００２２】
上記ソレノイド３８は、リニアソレノイド弁で電子制御装置７で制御され、所定の電流信号が段階状または矩形状の波形の電流信号をフィルタ処理して得た電流として印加される。フィルタ処理としては、たとえば、次式のような伝達関数（一時遅れ要素）がＧ＝Ｋ／（１＋ｓＴ）を用いる。ここで、Ｋはゲイン、Ｔは時定数、ｓはラプラス演算子（ラプラス変数ともいう）である。
フィルタの強弱は、時定数Ｔの大小で設定され、Ｔの値が大きい場合には強いフィルタ処理となり、Ｔの値が小さい場合には弱いフィルタとなる。図４にフィルタに実線で示す単位ステップ関数を入力したときの出力応答の例を示す。強いフィルタの場合は波線で示すように、また弱いフィルタの場合は一点鎖線で示すようになる。
【００２３】
電子制御装置７では、図５に示す制御フローチャートに従ってその制御が実行される。
ステップ１０１で、出力軸回転センサ１８で検出したアウトプットシャフト１０の回転数をもとに演算して得た車速を読み込む。
次いで、ステップ１０２でインヒビタスイッチ１９からの信号からセレクト操作を検出し、それがＮレンジからＤレンジへのセレクト操作であるか否かを判断する。ＮレンジからＤレンジへのセレクト操作でなければステップ１０１に戻り、ＮレンジからＤレンジへのセレクト操作であればステップ１０３へ進むとともに、タイマによる計時を開始する。
【００２４】
ステップ１０３では、ステップ１０１で読み込んだ車速が所定値より大きいか否かを判断する。所定値以下であればステップ１０４へ、所定値より大きければステップ１０５へ進む。
車速が所定値以下であれば、車両が実質的に停車しているとみなし、通常のセレクト制御を実行し、電流フィルタを強に設定する。
【００２５】
一方、車速が所定値より大きければ走行中であると見なし、電流フィルタを弱へ切り換える。次いで、ステップ１０６へ進み、ＮレンジからＤレンジへのセレクト操作検出時から計時してきたタイマの経過時間が所定時間に達したか否かを判断する。
所定時間に達しない間はステップ１０５に戻り、弱フィルタ処理を継続可能とするが、所定時間に達したらステップ１０７に進み、電流フィルタを弱から強に切り換える。
なお、上記所定時間が経過するまでは、電子制御装置７で自動変速機が変速開始の条件になったと判断しても、変速させないようにして変速ショックの悪化を防止する。
【００２６】
上記構成の自動変速機の制御装置にあっては、たとえば車両を発進させようとしてＮレンジからＤレンジへセレクト・レバー３３をセレクト操作すると、マニュアル弁３０が図３の位置に移動し、入口ポート３４ａを出口ポート３４ｂに連通し、直ちに元圧（たとえばライン圧）を調圧弁３５の入口ポート４０ａへ供給する。
【００２７】
一方、上記セレクト操作以前には、電子制御装置７からソレノイド３８に電流が印加されていないので、調圧弁３５は、そのスプール３７がスプリング３９により図示位置より左側へ移動されており、入口ポート４０ａを出口ポート４０ｂから遮断し、出口ポート４０ｂをドレインポート４０へ連通することで、締結要素３６の油を排出しており、これを解放している。
【００２８】
また、この場合、検出した車速が所定値以下で停車中であると判断されることから、強いフィルタ処理がなされる通常のセレクト制御が実行される。
この結果、上記セレクト操作により、電子制御装置７からソレノイド３８へ電流信号が小から大の値となるように増加させながら供給され始めるが、このとき電流信号に強いフィルタ処理がなされ、ソレノイド３８からは緩慢に立ち上がっていく制御圧が調圧弁３５の第２ランド３７ｂに作用する。
【００２９】
したがって、制御圧の緩慢な立ち上がりに応じてスプール３７が図中右側に向けて徐々に移動していく。これにより、締結要素３６へ供給される作動油の圧力が、当初小さい値から徐々に大きくなっていき最終的に元圧の大きさとなる。この結果、急激な締結が回避され、ＮレンジからＤレンジセレクト時のショックの発生が抑制される。
【００３０】
次に走行中にセレクト操作をするケースを説明する。Ｄレンジでの走行中、Ｎレンジにセレクトしても、ソレノイド３８へ印加される電流がＤレンジのまま最高値を保っており、調圧弁３５はドレインポート４０ｃがブロックされ、出口ポート４０ｂが入口ポート４０ａに連通した状態を保持している。
一方、このセレクト操作により、マニュアル弁３４が、入口ポート３４ａを出口ポート３４ｂから遮断し、出口ポート３４ｂをドレインポート３４ｃに連通するので、締結要素３６はその内部の作動油が調圧弁３５を介してマニュアル弁３０のドレインポート３４ｃから急速に排出され、解放される。
【００３１】
上記の状態を図６に示す。ＤレンジからＮレンジにセレクトした時刻ｔ_１前後でも電流信号（これに相当する油圧指令値Ｐｉｏを太い実線で示す）及び実電流（これに相当する実油圧値Ｐｉを破線で示す）が最大値で供給されたままであるのに対し、締結要素３６へ供給される実油圧Ｐ（細い実線）が急速に最大圧（元圧に等しい）からゼロまで低下することが分かる。
【００３２】
上記Ｎレンジに引き続いてＤレンジにセレクトすると、この場合走行中であるから、車速が所定値より高いので、電子制御装置７が弱いフィルタ処理に切り換えて電気信号を処理するようになる。この結果、ＮレンジからＤレンジへのセレクト時点ｔ_２にそれまでの電流信号相当の油圧指令値Ｐｉｏを、太い実線で示すように即時に低下させてからその後増加させていくが、実電流（Ｐｉに対応）は弱いフィルタ処理により破線で示すようにわずかな遅れで急速に低下する。これにより、調圧弁３５は、スプール３７が作動油最大供給位置から作動油全排出位置側へ急速に戻され、ドレインポート４０ｃを大きく開く。
【００３３】
上記セレクト操作によりマニュアル弁３０からは直ちに元圧が調圧弁に供給されるが、調圧弁３５がドレインポート４０ｃを全開しているため、締結要素３６に元圧が作用することはない。すなわち、図６に示すように、電流信号相当の油圧指令値Ｐｉｏが増加させられていっても、所定時間経過となる時刻ｔ_３までは、弱フィルタ処理による若干の遅れのため電流相当の実油圧指令値Ｐｉが十分低下しており、作動油圧Ｐはゼロのままである。
【００３４】
セレクト操作検出後、所定時間経過した時刻ｔ_３を過ぎたら、フィルタ処理を弱から強に切り換える。これにより、電流信号相当の油圧指令値Ｐｉｏの増加に伴って、実電流相当の実油圧指令値Ｐｉ、したがってソレノイド３８で作られた調圧弁３５への制御圧も徐々に立ち上がっていく。この結果、締結要素３６への作動圧の立ち上がりも緩慢となり、締結ショックを回避できる。
その後時刻ｔ_４で、電流信号相当の油圧指令値Ｐｉｏを立ち上げ、作動圧を元圧の大きさとし、締結要素３６を滑りなしの締結状態に保つ。
【００３５】
本実施の形態は以上のように構成され、調圧弁を制御する制御圧を作り出すソレノイドに印加する元の電流信号に強いフィルタ処理を施すことでＮレンジからＤレンジのセレクト・ショックを締結できる上、走行中にＤレンジからＮレンジへセレクトした後Ｄレンジへ再セレクトした場合には、上記フィルタ処理を一時弱いフィルタ処理に切り換えることでセレクトショックを低減できる。
【００３６】
なお、上記実施の形態では、タイマをＮレンジからＤレンジへのセレクト操作時からの計時専用のものを用いたが、制御システム全体の計時を司るタイマを利用してもよいことは言うまでもない。
また、ソレノイドに印加する電流と制御圧の関係を逆として電流が大きくなるほど、制御圧が小さくなるようにしてもよい。この場合、電流の制御方向は上記実施の形態の場合とは逆になる。
【００３７】
【発明の効果】
以上のとおり、本発明は、走行中にＤレンジからＮレンジにセレクトし、続いてＤレンジへセレクトしたときに、ＮレンジからＤレンジへのセレクト時にフィルタ処理を弱い方へ一旦切り換え得た電流をソレノイドに印加するものとしたので、調圧弁がマニュアル弁と締結要素との連通を遮断するように急速に切り換わり、マニュアル弁からの高い油圧が締結要素に作用しないため、走行中におけるセレクト操作時のセレクトショックが防止される。
【００３８】
さらに、停車中におけるＮレンジからＤレンジへのセレクト操作時にも、電流信号を強いフィルタ処理してソレノイドに印加することにより、緩やかな勾配の制御圧で調圧弁が制御され、これにより締結要素が緩慢に締結され、セレクトショックが低減される。
またこの場合、所定時間経過後に戻す強いフィルタ処理を、車両停車時におけるフィルタ処理と同じ強さのフィルタ処理とすることにより、フィルタ処理が２種類で済み、簡単な構成とすることができる。
【００３９】
また、所定時間中は弱フィルタ処理に切り換えられるため、変速のための締結要素に対し供給・排除する作動油圧の滑らかな制御ができなくなるので、とくにこの間変速を禁止することにより、変速ショックが悪化するのを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の全体構成を示す図である。
【図２】変速機構における締結要素の締結、解放の組合せを示す図である。
【図３】油圧回路を示す図である。
【図４】フィルタの特性を示す説明図である。
【図５】制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】ソレノイドへの電流と油圧との関係を示す図である。
【図７】発明の課題を示す図である。
【符号の説明】
２ トルクコンバータ
５ 変速機構
６ 油圧制御装置
７ 電子制御装置
３０ マニュアル弁
３５ 調圧弁
３６ 締結要素
３８ ソレノイド

Claims (4)

1. ドライバのセレクト操作に応じて元圧を出力可能なマニュアル弁と、
   Ｄレンジで締結される締結要素に前記マニュアル弁から供給される元圧を調圧した作動圧を供給可能な調圧弁と、
   可変の制御圧を前記調圧弁に供給して前記調圧弁の出力する作動圧の大きさを制御するソレノイドと、
   該ソレノイドへフィルタ処理した電流を供給する制御手段とを有し、
   前記調圧弁は、走行中にＤレンジからＮレンジへセレクトしても前記マニュアル弁と前記締結要素とを連通させた状態を保持している自動変速機の制御装置であって、
   前記制御手段は、走行中にＤレンジからＮレンジへセレクトした後Ｄレンジへ再セレクトしたときは、前記フィルタ処理を所定時間中弱めるように切り換えることで前記調圧弁を前記マニュアル弁と前記締結要素との連通を遮断するように急速に切り換え、所定時間経過後は該弱いフィルタ処理より強いフィルタ処理へ戻すようにすることを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記制御手段は、車両停車時においてＮレンジからＤレンジへセレクト操作したときは、フィルタ処理した電流を前記ソレノイドへ供給することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記所定時間経過後に戻す強いフィルタ処理は、車両停車時におけるＮレンジからＤレンジへのセレクト操作時におけるフィルタ処理と同じ強さのフィルタ処理としたことを特徴とする請求項２記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記所定時間中は、変速を禁止するようにしたことを特徴とする請求項１、２または３のいずれかに記載の自動変速機の制御装置。

Images