JP4008683B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【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SF、このサンギヤに噛み合う複数の第1ピニオンPFを回転自在に支持する第1キャリアCF、第1ピニオンPFに噛み合う第1リングギヤRFを有し、下流側の第2遊星歯車4は、第2サンギヤSR、このサンギヤに噛み合う複数の第2ピニオンPRを回転自在に支持する第2キャリアCR、第2ピニオンPRに噛み合う第2リングギヤRRを有する。
【0013】
第1遊星歯車3にあっては、第1サンギヤSF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CF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RFが第2キャリアCR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SRがインプットシャフト9に常時連結、また第2キャリアCRがアウトプットシャフト10及び第1キャリアCFに常時連結、さらに第2リングギヤRR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SF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CF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t1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t2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t3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t3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t4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)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
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