JP2000329223A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
自動変速機の変速制御装置Info
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- JP2000329223A JP2000329223A JP14165499A JP14165499A JP2000329223A JP 2000329223 A JP2000329223 A JP 2000329223A JP 14165499 A JP14165499 A JP 14165499A JP 14165499 A JP14165499 A JP 14165499A JP 2000329223 A JP2000329223 A JP 2000329223A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】初期油圧変動を推定する早い情報を得て変速シ
ョックを抑制する。 【解決手段】回転センサ52は、入力軸回転数Ntの変
化率の変化率(入力軸回転数Ntの2回差分値)Δ2N
tを演算する演算回路54に接続されている。外乱推定
部56は、2回差分値Δ2Ntと初期指令値のノミナル
値からの変動量との関係を示したマップに基づいて、入
力された2回差分値Δ2Ntから線形補間を用いて初期
指令値のノミナル値からの変動である一定値外乱を推定
する。外乱補償部58は、規定時間内に変速制御を終了
するための評価を行う評価項と入力軸回転数の変化率の
目標値への追従性を評価する評価項との和を含んで表さ
れた評価関数の値を最小にすると共に、外乱補償時に変
速ショックが発生しないように指令値の変化率を所定値
に制限した補償値を出力し、補償値によって補償した指
令値を出力する。
ョックを抑制する。 【解決手段】回転センサ52は、入力軸回転数Ntの変
化率の変化率(入力軸回転数Ntの2回差分値)Δ2N
tを演算する演算回路54に接続されている。外乱推定
部56は、2回差分値Δ2Ntと初期指令値のノミナル
値からの変動量との関係を示したマップに基づいて、入
力された2回差分値Δ2Ntから線形補間を用いて初期
指令値のノミナル値からの変動である一定値外乱を推定
する。外乱補償部58は、規定時間内に変速制御を終了
するための評価を行う評価項と入力軸回転数の変化率の
目標値への追従性を評価する評価項との和を含んで表さ
れた評価関数の値を最小にすると共に、外乱補償時に変
速ショックが発生しないように指令値の変化率を所定値
に制限した補償値を出力し、補償値によって補償した指
令値を出力する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動変速機の変速
制御装置に係り、特に、自動変速機の変速過渡(半クラ
ッチ状態)制御を行う自動変速機の変速制御装置に関す
る。
制御装置に係り、特に、自動変速機の変速過渡(半クラ
ッチ状態)制御を行う自動変速機の変速制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車両用
自動変速機は、エンジンからの回転力が入力される入力
軸、駆動輪側に駆動力を出力する出力軸、油圧に応じて
作動する摩擦係合要素であるクラッチによって動力伝達
径路が切り換えられる変速機構である複数個の遊星歯
車、及びクラッチの係合圧を制御する制御要素である電
磁弁を備えた制御装置を含んで構成されている。この自
動変速機では、変速過渡制御が行われれている。
自動変速機は、エンジンからの回転力が入力される入力
軸、駆動輪側に駆動力を出力する出力軸、油圧に応じて
作動する摩擦係合要素であるクラッチによって動力伝達
径路が切り換えられる変速機構である複数個の遊星歯
車、及びクラッチの係合圧を制御する制御要素である電
磁弁を備えた制御装置を含んで構成されている。この自
動変速機では、変速過渡制御が行われれている。
【0003】この変速過渡制御を行う従来の変速過渡制
御装置(特開平7―305763号公報)を図12に基
づいて説明する。比較器10には、回転数センサで遊星
歯車のサンギアの回転を検出することにより得られた入
力軸回転数及び目標入力軸回転数が入力される。比較器
10から出力された目標入力軸回転数に対する入力軸回
転数の偏差eは、PID補償器12を介して出力D2と
して比較器14に入力される。一方、入力軸回転数は、
伝達関数Q/Pnのローパスフィルタ16、及び比較器
18を介して出力D3として比較器14に入力される。
比較器14の出力D2−D3は、加算器20に入力され
ると共に、伝達関数Qのローパスフィルタ22を介して
比較器18に入力される。加算器20には、変速段種
類、スロットル開度、燃料噴射量、及び吸入空気量等に
基づいて演算された初期デューティD1が入力され、加
算器20から制御対象の電磁弁には、電磁弁駆動デュー
ディDが入力される。
御装置(特開平7―305763号公報)を図12に基
づいて説明する。比較器10には、回転数センサで遊星
歯車のサンギアの回転を検出することにより得られた入
力軸回転数及び目標入力軸回転数が入力される。比較器
10から出力された目標入力軸回転数に対する入力軸回
転数の偏差eは、PID補償器12を介して出力D2と
して比較器14に入力される。一方、入力軸回転数は、
伝達関数Q/Pnのローパスフィルタ16、及び比較器
18を介して出力D3として比較器14に入力される。
比較器14の出力D2−D3は、加算器20に入力され
ると共に、伝達関数Qのローパスフィルタ22を介して
比較器18に入力される。加算器20には、変速段種
類、スロットル開度、燃料噴射量、及び吸入空気量等に
基づいて演算された初期デューティD1が入力され、加
算器20から制御対象の電磁弁には、電磁弁駆動デュー
ディDが入力される。
【0004】こので、Pnは、電磁弁に対する電磁弁駆
動デューディDから入力軸回転数までの伝達関数、Qは
デューティ値の急変を押さえ、出力軸の振動的な挙動を
押さえるための伝達関数である。
動デューディDから入力軸回転数までの伝達関数、Qは
デューティ値の急変を押さえ、出力軸の振動的な挙動を
押さえるための伝達関数である。
【0005】上記従来の変速制御装置によれば、ローパ
スフィルタ16、22と比較器18とにより、自動変速
機系に加わる外乱を補償するための出力デューティD3
が計算され、これによってフィードバック制御により変
速過渡制御を行うことができる。
スフィルタ16、22と比較器18とにより、自動変速
機系に加わる外乱を補償するための出力デューティD3
が計算され、これによってフィードバック制御により変
速過渡制御を行うことができる。
【0006】ところで、自動変速機の変速過渡制御にお
いて変速ショックが発生する主な原因は、クラッチの初
期油圧変動(一定値外乱)である。したがって、変速シ
ョックを抑制するためには、最初に初期油圧変動量を推
定し、推定値に基づいて変速過渡制御を行う必要があ
る。
いて変速ショックが発生する主な原因は、クラッチの初
期油圧変動(一定値外乱)である。したがって、変速シ
ョックを抑制するためには、最初に初期油圧変動量を推
定し、推定値に基づいて変速過渡制御を行う必要があ
る。
【0007】また、変速ショックを可能な限り小さくす
るためには、素早く初期油圧変動を押さえる必要がある
が、上記従来技術では遅れた情報しか得られず、補償も
遅れるため、充分に変速ショックを抑制することができ
ない、という問題があった。
るためには、素早く初期油圧変動を押さえる必要がある
が、上記従来技術では遅れた情報しか得られず、補償も
遅れるため、充分に変速ショックを抑制することができ
ない、という問題があった。
【0008】また、自動変速機の変速過渡制御系では、
外乱に対する補償の目的でフイートバック制御が行われ
ているが、運転条件の違いや経時的な変化に対してフィ
ートバックゲインや検索マップを切り替える必要がある
ため、適合時間の増大、制御ソフトの複雑化等の問題が
あった。
外乱に対する補償の目的でフイートバック制御が行われ
ているが、運転条件の違いや経時的な変化に対してフィ
ートバックゲインや検索マップを切り替える必要がある
ため、適合時間の増大、制御ソフトの複雑化等の問題が
あった。
【0009】本発明は上記問題点を解消するためになさ
れたもので、初期油圧変動を推定するための早い情報を
得て変速ショックを抑制するることができる自動変速機
の変速過渡制御装置を提供することを目的とする。
れたもので、初期油圧変動を推定するための早い情報を
得て変速ショックを抑制するることができる自動変速機
の変速過渡制御装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に記載の本発明は、エンジンからの回転力
が入力される入力軸、駆動輪側に駆動力を出力する出力
軸、油圧に応じて作動する摩擦係合要素によって動力伝
達径路が切り換えられる変速機構、及び摩擦係合要素の
係合圧を油圧により制御する制御要素を備えた自動変速
機の変速過渡制御を行う自動変速機の変速制御装置であ
って、変速制御開始後の一定時間、入力軸回転数の変化
率の変化率を検出する検出手段と、入力軸回転数の変化
率の変化率と初期指令値の適正値からの変動量との関係
を示すデータを記憶すると共に、前記検出手段で検出さ
れた入力軸回転数の変化率の変化率及び前記データに基
づいて初期指令値の適正値からの変動量を推定する推定
手段と、を含んで構成したものである。
に、請求項1に記載の本発明は、エンジンからの回転力
が入力される入力軸、駆動輪側に駆動力を出力する出力
軸、油圧に応じて作動する摩擦係合要素によって動力伝
達径路が切り換えられる変速機構、及び摩擦係合要素の
係合圧を油圧により制御する制御要素を備えた自動変速
機の変速過渡制御を行う自動変速機の変速制御装置であ
って、変速制御開始後の一定時間、入力軸回転数の変化
率の変化率を検出する検出手段と、入力軸回転数の変化
率の変化率と初期指令値の適正値からの変動量との関係
を示すデータを記憶すると共に、前記検出手段で検出さ
れた入力軸回転数の変化率の変化率及び前記データに基
づいて初期指令値の適正値からの変動量を推定する推定
手段と、を含んで構成したものである。
【0011】本発明の検出手段は、外乱推定のための入
力情報として、変速制御開始後の一定時間、例えば、約
50msec間の入力軸回転数の変化率の変化率(入力
軸回転数の2回差分値)を検出する。50msecは本
発明の制御系のむだ時間に相当し、この間であれば入力
情報である入力回転の2回差分値は他の制御系(例え
ば、PID制御等)から影響受けず、以下で説明するよ
うに一定値外乱である初期油圧変動量のみを検出するこ
とが可能である。また、入力回転の2回差分値は、初期
油圧変動による入力軸回転数の初期の落ち込み(吹きあ
がり)を捉えているため、初期油圧変動推定のための早
い情報が得られる。
力情報として、変速制御開始後の一定時間、例えば、約
50msec間の入力軸回転数の変化率の変化率(入力
軸回転数の2回差分値)を検出する。50msecは本
発明の制御系のむだ時間に相当し、この間であれば入力
情報である入力回転の2回差分値は他の制御系(例え
ば、PID制御等)から影響受けず、以下で説明するよ
うに一定値外乱である初期油圧変動量のみを検出するこ
とが可能である。また、入力回転の2回差分値は、初期
油圧変動による入力軸回転数の初期の落ち込み(吹きあ
がり)を捉えているため、初期油圧変動推定のための早
い情報が得られる。
【0012】推定手段には、入力軸回転数の変化率の変
化率と初期指令値の適正値からの変動量との関係を示す
データが、例えばマップで記憶されており、推定手段
は、検出手段で検出された入力軸回転数の変化率の変化
率及び記憶されているデータに基づいて初期指令値の適
正値からの変動量を推定する。ここで、初期指令値の適
正値からの変動量によって、一定値外乱である初期油圧
変動が発生するため、初期指令値の適正値からの変動量
は、初期油圧変動量と等価である。
化率と初期指令値の適正値からの変動量との関係を示す
データが、例えばマップで記憶されており、推定手段
は、検出手段で検出された入力軸回転数の変化率の変化
率及び記憶されているデータに基づいて初期指令値の適
正値からの変動量を推定する。ここで、初期指令値の適
正値からの変動量によって、一定値外乱である初期油圧
変動が発生するため、初期指令値の適正値からの変動量
は、初期油圧変動量と等価である。
【0013】本発明では、初期指令値の適正値からの変
動量、すなわち一定値外乱(初期油圧変動)を推定して
いるため、入力情報である入力軸回転数の2回差分値に
基づいてマップ等の簡単な手段により、一定値外乱の推
定が可能である。
動量、すなわち一定値外乱(初期油圧変動)を推定して
いるため、入力情報である入力軸回転数の2回差分値に
基づいてマップ等の簡単な手段により、一定値外乱の推
定が可能である。
【0014】また、本発明は請求項1の構成に更に以下
の構成を加えることもできる。つまり、前記推定手段で
推定された初期指令値の適正値からの変動量に基づい
て、変速終了時の入力軸回転数の目標値からの偏差を評
価する評価項と変速中の入力軸回転数の変化率の目標値
からの偏差を評価する評価項との和を含む評価関数の値
を最小とし、かつ指令値の変化率が所定値を越えないよ
うに制限された補償値を演算し、演算した補償値を用い
て前記変動量を補償する指令値を出力する指令値演算手
段と、を含んで構成することができる。
の構成を加えることもできる。つまり、前記推定手段で
推定された初期指令値の適正値からの変動量に基づい
て、変速終了時の入力軸回転数の目標値からの偏差を評
価する評価項と変速中の入力軸回転数の変化率の目標値
からの偏差を評価する評価項との和を含む評価関数の値
を最小とし、かつ指令値の変化率が所定値を越えないよ
うに制限された補償値を演算し、演算した補償値を用い
て前記変動量を補償する指令値を出力する指令値演算手
段と、を含んで構成することができる。
【0015】指令値演算手段は、推定手段で推定された
初期油圧変動に基づいて、変速終了時の入力軸回転数の
目標値からの偏差を評価する評価項と変速中の入力軸回
転数の変化率の目標値からの偏差を評価する評価項との
和を含む評価関数の値を最小とする補償値をフィードフ
ォワード制御入力として演算する。同時に、変速ショッ
クが生じないように指令値の変化率が所定値を超えない
ように補償値を制限する。そして、演算した補償値を用
いて初期油圧変動量を補償する指令値を出力する。これ
により、本発明の一定値外乱の補償では、入力軸回転数
の目標値からのずれ及び入力軸回転数の変化率の目標値
からのずれを、変速終了までに最小とするように、一定
値外乱の大きさに応じて最適なフィードフォワード制御
入力である補償値が計算される。すなわち、入力軸回転
数と入力軸回転数の変化率とは同時に最小化できないの
で、変速終了時の入力軸回転数の目標値からの偏差を評
価する評価項と変速中の入力軸回転数の変化率の目標値
からの偏差を評価する評価項との和を含む評価関数の値
が最小となるように補償値を求めている。
初期油圧変動に基づいて、変速終了時の入力軸回転数の
目標値からの偏差を評価する評価項と変速中の入力軸回
転数の変化率の目標値からの偏差を評価する評価項との
和を含む評価関数の値を最小とする補償値をフィードフ
ォワード制御入力として演算する。同時に、変速ショッ
クが生じないように指令値の変化率が所定値を超えない
ように補償値を制限する。そして、演算した補償値を用
いて初期油圧変動量を補償する指令値を出力する。これ
により、本発明の一定値外乱の補償では、入力軸回転数
の目標値からのずれ及び入力軸回転数の変化率の目標値
からのずれを、変速終了までに最小とするように、一定
値外乱の大きさに応じて最適なフィードフォワード制御
入力である補償値が計算される。すなわち、入力軸回転
数と入力軸回転数の変化率とは同時に最小化できないの
で、変速終了時の入力軸回転数の目標値からの偏差を評
価する評価項と変速中の入力軸回転数の変化率の目標値
からの偏差を評価する評価項との和を含む評価関数の値
が最小となるように補償値を求めている。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の自
動変速機の変速過渡制御装置の実施の形態について詳細
に説明する。
動変速機の変速過渡制御装置の実施の形態について詳細
に説明する。
【0017】図1に示すように、本実施の形態の自動変
速機のクラッチ制御系50には、従来と同様に、遊星歯
車のサンギアの回転を検出することにより入力軸回転数
Ntを検出する回転センサ52が設けられている。回転
センサ52は、入力軸回転数Ntの変化率の変化率(入
力軸回転数Ntの2回差分値)Δ2Ntを演算する演算
回路54に接続されている。演算回路54は、今回サン
プリングした入力軸回転数から前回サンプリングした入
力軸回転数を減算して入力軸回転数の変化率を演算する
と共に、今回サンプリングした入力軸回転数の変化率か
ら前回演算した入力軸回転数の変化率を減算することに
より、入力軸回転数の2回差分値Δ2Ntを演算する。
速機のクラッチ制御系50には、従来と同様に、遊星歯
車のサンギアの回転を検出することにより入力軸回転数
Ntを検出する回転センサ52が設けられている。回転
センサ52は、入力軸回転数Ntの変化率の変化率(入
力軸回転数Ntの2回差分値)Δ2Ntを演算する演算
回路54に接続されている。演算回路54は、今回サン
プリングした入力軸回転数から前回サンプリングした入
力軸回転数を減算して入力軸回転数の変化率を演算する
と共に、今回サンプリングした入力軸回転数の変化率か
ら前回演算した入力軸回転数の変化率を減算することに
より、入力軸回転数の2回差分値Δ2Ntを演算する。
【0018】演算回路54には、外乱推定部56が接続
されている。外乱推定部56には、図8に示すように入
力軸回転数の2回差分値Δ2Ntと初期指令値の適正値
(ノミナル値)からの変動量との関係をマップ点で表し
たマップが記憶されている。ここで、初期指令値のノミ
ナル値からの変動量によって、一定値外乱である初期油
圧変動が発生するため、初期指令値のノミナル値からの
変動量は、初期油圧変動量と等価である。
されている。外乱推定部56には、図8に示すように入
力軸回転数の2回差分値Δ2Ntと初期指令値の適正値
(ノミナル値)からの変動量との関係をマップ点で表し
たマップが記憶されている。ここで、初期指令値のノミ
ナル値からの変動量によって、一定値外乱である初期油
圧変動が発生するため、初期指令値のノミナル値からの
変動量は、初期油圧変動量と等価である。
【0019】外乱推定部56は、図8に示すマップに基
づいて、入力された入力軸回転数の2回差分値に対応す
る初期指令値のノミナル値からの変動量、すなわち初期
油圧変動量を推定し、外乱補償部58に出力する。
づいて、入力された入力軸回転数の2回差分値に対応す
る初期指令値のノミナル値からの変動量、すなわち初期
油圧変動量を推定し、外乱補償部58に出力する。
【0020】外乱補償部58には、変速終了時の入力軸
回転数の目標値からの偏差を評価する評価項と変速終了
時の入力軸回転数の変化率の目標値からの偏差を評価す
る評価項との和を含む後述する評価関数が記憶されてい
る。外乱補償部58は、入力された初期指令値のノミナ
ル値からの変動量(初期油圧変動量)及び予め記憶され
たマップに基づいて、この評価関数の値を最小にすると
共に、外乱補償時に変速ショックが発生しないように指
令値uの変化率が所定値を超えないように制限された補
償値をフィードフォワード制御入力として演算する。こ
の評価関数により、変速終了までの規定時間内の入力軸
回転数の目標値からのずれ及び入力軸回転数の変化率の
目標値からのずれが評価され、この評価関数の値を最小
とすることによりこれらのずれが最小になるように制御
される。
回転数の目標値からの偏差を評価する評価項と変速終了
時の入力軸回転数の変化率の目標値からの偏差を評価す
る評価項との和を含む後述する評価関数が記憶されてい
る。外乱補償部58は、入力された初期指令値のノミナ
ル値からの変動量(初期油圧変動量)及び予め記憶され
たマップに基づいて、この評価関数の値を最小にすると
共に、外乱補償時に変速ショックが発生しないように指
令値uの変化率が所定値を超えないように制限された補
償値をフィードフォワード制御入力として演算する。こ
の評価関数により、変速終了までの規定時間内の入力軸
回転数の目標値からのずれ及び入力軸回転数の変化率の
目標値からのずれが評価され、この評価関数の値を最小
とすることによりこれらのずれが最小になるように制御
される。
【0021】外乱補償部58は、初期指令値と外乱補償
部58演算された補償値とを加算して指令値uを出力す
る加算器60に接続されている。この初期指令値は、入
力軸回転数ΔNt、スロットル開度、及び油温度で定め
られた指令値マップに基づいて演算される。
部58演算された補償値とを加算して指令値uを出力す
る加算器60に接続されている。この初期指令値は、入
力軸回転数ΔNt、スロットル開度、及び油温度で定め
られた指令値マップに基づいて演算される。
【0022】本実施の形態によれば、演算回路54によ
って入力軸回転数の2回差分値Δ2Ntが演算され、外
乱推定部56により入力軸回転数の2回差分値Δ2Nt
とマップに基づいて初期油圧変動量が推定され、外乱補
償部58により上記の評価関数を最小にすると共に指令
値の変化率が所定値を越えないように制限された補償値
がフィードフォワード制御入力として演算される。そし
て、加算器60によって初期指令値と補償値とが加算さ
れて指令値uが求められ、クラッチ制御系の電磁弁に電
磁弁駆動デューディとして入力され、変速過渡制御が行
われ、初期指令値のノミナル値からの変動が補償され
る。
って入力軸回転数の2回差分値Δ2Ntが演算され、外
乱推定部56により入力軸回転数の2回差分値Δ2Nt
とマップに基づいて初期油圧変動量が推定され、外乱補
償部58により上記の評価関数を最小にすると共に指令
値の変化率が所定値を越えないように制限された補償値
がフィードフォワード制御入力として演算される。そし
て、加算器60によって初期指令値と補償値とが加算さ
れて指令値uが求められ、クラッチ制御系の電磁弁に電
磁弁駆動デューディとして入力され、変速過渡制御が行
われ、初期指令値のノミナル値からの変動が補償され
る。
【0023】次に、本実施の形態において入力軸回転数
の2回差分値Δ2Ntを用いる利点について説明する。
初期油圧変動がある場合とない場合とについて、ローパ
スフィルタを使用して求めた入力軸回転数の2回差分
値、ローパスフィルタを使用して求めた入力軸回転数の
変化率(入力軸回転数の差分値)、及び入力軸回転数各
々の時系列波形について図2を参照して説明する。図2
の初期油圧変動がある場合については、初期油圧変動に
相当する変動として、−10%の指令値変動を自動変速
機に与えたものである。時刻t=0で変速を開始し、初
期油圧変動がある場合とない場合との2つの時系列波形
に差が発生する時刻を検出可能時刻として、入力軸回転
数の2回差分値、入力軸回転数の差分値、及び入力軸回
転数を比較した。図2から理解されるように、入力軸回
転数の2回差分値の場合は、検出可能時刻において初期
油圧変動がある場合とない場合とで差が生じているが、
入力軸回転数の差分及び入力軸回転数の場合には差が生
じていない。
の2回差分値Δ2Ntを用いる利点について説明する。
初期油圧変動がある場合とない場合とについて、ローパ
スフィルタを使用して求めた入力軸回転数の2回差分
値、ローパスフィルタを使用して求めた入力軸回転数の
変化率(入力軸回転数の差分値)、及び入力軸回転数各
々の時系列波形について図2を参照して説明する。図2
の初期油圧変動がある場合については、初期油圧変動に
相当する変動として、−10%の指令値変動を自動変速
機に与えたものである。時刻t=0で変速を開始し、初
期油圧変動がある場合とない場合との2つの時系列波形
に差が発生する時刻を検出可能時刻として、入力軸回転
数の2回差分値、入力軸回転数の差分値、及び入力軸回
転数を比較した。図2から理解されるように、入力軸回
転数の2回差分値の場合は、検出可能時刻において初期
油圧変動がある場合とない場合とで差が生じているが、
入力軸回転数の差分及び入力軸回転数の場合には差が生
じていない。
【0024】したがって、入力軸回転数の2回差分値を
用いれば最も早く初期油圧変動を検出することができ
る。
用いれば最も早く初期油圧変動を検出することができ
る。
【0025】次に、制御対象を自動変速機のギヤトレイ
ン系のみと仮定した場合の入力軸回転数の変化率、ギヤ
トレイン系及び油圧系(一次遅れ系)と仮定した場合の
入力軸回転数の変化率及び入力軸回転数の2回差分値に
ついて、初期油圧変動の検出について考察する。 (1)制御対象をギャトレーン系のみと仮定した場合 この場合の初期油圧変動を制御するための制御系は、図
3に示すように、指令値uと初期油圧変動に相当する一
定外乱dとを加算し電磁弁駆動デューティを制御対象の
電磁弁に入力する加算器30と、回転センサで検出され
た制御対象の入力軸回転数Ntの変化率(微分値)ΔN
tを演算する微分回路32とから構成されている。この
場合のギヤトレーンモデルの伝達関数は、ラプラス演算
子sを用いて次のように表される、
ン系のみと仮定した場合の入力軸回転数の変化率、ギヤ
トレイン系及び油圧系(一次遅れ系)と仮定した場合の
入力軸回転数の変化率及び入力軸回転数の2回差分値に
ついて、初期油圧変動の検出について考察する。 (1)制御対象をギャトレーン系のみと仮定した場合 この場合の初期油圧変動を制御するための制御系は、図
3に示すように、指令値uと初期油圧変動に相当する一
定外乱dとを加算し電磁弁駆動デューティを制御対象の
電磁弁に入力する加算器30と、回転センサで検出され
た制御対象の入力軸回転数Ntの変化率(微分値)ΔN
tを演算する微分回路32とから構成されている。この
場合のギヤトレーンモデルの伝達関数は、ラプラス演算
子sを用いて次のように表される、
【数1】 ここで、一定値外乱dのみが、制御系に入力された場合
の伝達関数は、u=0として以下のように表される。
の伝達関数は、u=0として以下のように表される。
【0026】
【数2】 一定値外乱d入力時の入力軸回転数Nt及び入力軸回転
数の変化率ΔNtの時系列波形は、図4に示すようにな
る。上記(2)式及び図4から理解されるように、変速
開始時刻であるt=0において一定値外乱dの情報は入
力軸回転数の変化率ΔNtに現れている。
数の変化率ΔNtの時系列波形は、図4に示すようにな
る。上記(2)式及び図4から理解されるように、変速
開始時刻であるt=0において一定値外乱dの情報は入
力軸回転数の変化率ΔNtに現れている。
【0027】したがって、制御対象をギャトレーン系の
みと仮定した場合には、入力軸回転数の変化率ΔNtを
用いても早い初期油圧の変動情報が得られる。 (2)制御対象をキャトレーン系及び油圧系と仮定した
場合 この場合の初期油圧変動を制御するための制御系は、図
5に示すように、図3の加算器30及び微分回路32
に、微分回路32の出力の変化率から入力軸回転数の2
回差分値Δ2Ntを演算する微分回路34を更に加えて
構成されている。この場合のギヤトレーンモデルの伝達
関数は、次のように表される。
みと仮定した場合には、入力軸回転数の変化率ΔNtを
用いても早い初期油圧の変動情報が得られる。 (2)制御対象をキャトレーン系及び油圧系と仮定した
場合 この場合の初期油圧変動を制御するための制御系は、図
5に示すように、図3の加算器30及び微分回路32
に、微分回路32の出力の変化率から入力軸回転数の2
回差分値Δ2Ntを演算する微分回路34を更に加えて
構成されている。この場合のギヤトレーンモデルの伝達
関数は、次のように表される。
【数3】 ここで、Hydrは、油圧力である。
【0028】一定値外乱dのみが、制御系に入力された
場合の伝達関数は以下のように表される。
場合の伝達関数は以下のように表される。
【0029】
【数4】 変速開始時刻であるt=0(立ち上がり)における伝達
関数は、s→∞であるので次のようになる。
関数は、s→∞であるので次のようになる。
【0030】
【数5】 一定値外乱d入力時の入力軸回転数Nt、入力軸回転数
の変化率ΔNt、及び入力軸回転数の2回差分値Δ2N
tの時系列波形は、図6に示すようになる。上記(5)
式及び図6に示すように、変速開始時刻であるt=0
で、一定値外乱dの情報は入力軸回転数の2回差分値Δ
2Ntに現れている。
の変化率ΔNt、及び入力軸回転数の2回差分値Δ2N
tの時系列波形は、図6に示すようになる。上記(5)
式及び図6に示すように、変速開始時刻であるt=0
で、一定値外乱dの情報は入力軸回転数の2回差分値Δ
2Ntに現れている。
【0031】したがって、制御対象をギャトレーン系及
び油圧系と仮定した場合には、入力軸回転数の2回差分
値Δ2Ntを用いることにより早い初期油圧の変動情撮
が得られる。
び油圧系と仮定した場合には、入力軸回転数の2回差分
値Δ2Ntを用いることにより早い初期油圧の変動情撮
が得られる。
【0032】以上のことから、油圧系のダイナミクスが
存在する場合には、入力軸回転数の2回差分値(2回微
分値)を用いることにより、一定値外乱を検出するため
の早い情報が得られる。実際の油圧系ではより高次遅れ
が存在するので、入力軸回転数の2回差分値を用いても
時刻t=0で一定値外乱を検出するための情報を得るこ
とはできないが、入力軸回転数もしくは入力軸回転数の
差分より早く、一定値外乱を検出するための変動情報を
得ることができる。
存在する場合には、入力軸回転数の2回差分値(2回微
分値)を用いることにより、一定値外乱を検出するため
の早い情報が得られる。実際の油圧系ではより高次遅れ
が存在するので、入力軸回転数の2回差分値を用いても
時刻t=0で一定値外乱を検出するための情報を得るこ
とはできないが、入力軸回転数もしくは入力軸回転数の
差分より早く、一定値外乱を検出するための変動情報を
得ることができる。
【0033】次に、外乱推定部56に記憶されている入
力軸回転数の2回差分値と初期指令値のノミナル値から
の変動量との関係を示すマップについて説明する。初期
油圧変動に相当する量として初期指令値をノミナル値か
ら意図的に−10、−5、5、10%ずつずらした指令
値を自動変速機の電磁弁に入力し、図5の制御系を用い
て入力軸回転数の2回差分値を実車試験データとして得
た。この実車試験データと初期指令値のノミナル値から
の変動量(初期油圧変動量)との相関を図7に示す。図
では、フィードバック制御を併用した場合の結果を○、
しない場合を×で表示した。
力軸回転数の2回差分値と初期指令値のノミナル値から
の変動量との関係を示すマップについて説明する。初期
油圧変動に相当する量として初期指令値をノミナル値か
ら意図的に−10、−5、5、10%ずつずらした指令
値を自動変速機の電磁弁に入力し、図5の制御系を用い
て入力軸回転数の2回差分値を実車試験データとして得
た。この実車試験データと初期指令値のノミナル値から
の変動量(初期油圧変動量)との相関を図7に示す。図
では、フィードバック制御を併用した場合の結果を○、
しない場合を×で表示した。
【0034】図7から理解されるように、入力軸回転数
の2回差分値と初期指令値のノミナル値からの変動量で
ある初期油圧変動量との間には高い相関があり、初期油
圧変動は、フイートバックの有無に拘わらず入力軸回転
数の2回差分値を用いて推定可能であることが理解でき
る。
の2回差分値と初期指令値のノミナル値からの変動量で
ある初期油圧変動量との間には高い相関があり、初期油
圧変動は、フイートバックの有無に拘わらず入力軸回転
数の2回差分値を用いて推定可能であることが理解でき
る。
【0035】したがって、外乱推定部56に記憶されて
いるマップは、図8に示すように入力軸回転数の2回差
分値と初期指令値のノミナル値からの変動量(初期油圧
変動)との関係をマップ点で表したマップとなる。な
お、マップはモデルに基づいて作成することも可能であ
る。
いるマップは、図8に示すように入力軸回転数の2回差
分値と初期指令値のノミナル値からの変動量(初期油圧
変動)との関係をマップ点で表したマップとなる。な
お、マップはモデルに基づいて作成することも可能であ
る。
【0036】次に、外乱補償部58で行われる推定した
初期指令値のノミナル値からの変動量(初期油圧変動
量)に基づき、入力軸回転数の目標値からのずれ、及び
入力軸回転数の変化率の目標値とのずれを評価関数に従
って、最適に補償することについて説明する。
初期指令値のノミナル値からの変動量(初期油圧変動
量)に基づき、入力軸回転数の目標値からのずれ、及び
入力軸回転数の変化率の目標値とのずれを評価関数に従
って、最適に補償することについて説明する。
【0037】以下、この変動補償については、次の
(6)式の伝達関数で表される、シミュレーションモデ
ルにより説明する。
(6)式の伝達関数で表される、シミュレーションモデ
ルにより説明する。
【数6】 ここで、Ntは入力軸回転数、Hydrは油圧力、uは
指令値である。
指令値である。
【0038】本実施の形態での最適フィードフォワード
制御の目的は、以下の評価関数を最小とする補償値を求
めることにある。
制御の目的は、以下の評価関数を最小とする補償値を求
めることにある。
【数7】 ここで、tfは、フィードフォワード制御終了時刻(=
変速時間より短い時間)、 γは定数、α、βは重み、
δは以下に示すようにノミナル値からのずれを表す。
変速時間より短い時間)、 γは定数、α、βは重み、
δは以下に示すようにノミナル値からのずれを表す。
【0039】δ(Nt(tf)):変速終了時における
入力軸回転数のノミナル値からのずれ δ(ΔNt):入力軸回転数の変化率のノミナル値から
のずれ δ(u):指令値のノミナル値からのずれ δ(Δu):指令値の変化率のノミナル値からのずれ この評価関数は、変速終了時の入力軸回転数の目標値か
らの偏差を評価する評価項β・δNt(tf)2と変速中
の入力軸回転数の変化率の目標値からの偏差を評価する
評価項∫0 tfα・δ(ΔNt)2dtとの和を含んで表さ
れている。したがって、この評価関数を最小にすること
により、入力軸回転数の目標値からの偏差を小さくして
規定時間内に変速制御を終了することができると共に、
変速中の入力軸回転数の変化率ΔNtの目標値への追従
性を良好にすることができる。また、指令値の差分のノ
ミナル値からのずれδ(Δu)は、補償時に変速ショッ
クが発生しないように所定の定数γ未満となるように制
限されている。
入力軸回転数のノミナル値からのずれ δ(ΔNt):入力軸回転数の変化率のノミナル値から
のずれ δ(u):指令値のノミナル値からのずれ δ(Δu):指令値の変化率のノミナル値からのずれ この評価関数は、変速終了時の入力軸回転数の目標値か
らの偏差を評価する評価項β・δNt(tf)2と変速中
の入力軸回転数の変化率の目標値からの偏差を評価する
評価項∫0 tfα・δ(ΔNt)2dtとの和を含んで表さ
れている。したがって、この評価関数を最小にすること
により、入力軸回転数の目標値からの偏差を小さくして
規定時間内に変速制御を終了することができると共に、
変速中の入力軸回転数の変化率ΔNtの目標値への追従
性を良好にすることができる。また、指令値の差分のノ
ミナル値からのずれδ(Δu)は、補償時に変速ショッ
クが発生しないように所定の定数γ未満となるように制
限されている。
【0040】上記評価関数を最小にするフィードフォワ
ード制御入力の計算には、フィードフォワード制御開始
時、すなわち図9の時刻t=0の初期値(δNt
(0)、δ(ΔNt(0)))が必要である。この初期
値は、外乱推定部56で推定した初期指令値のノミナル
値からの変動量(初期指令値のずれ)の大きさから一意
に決まる。変動量と初期状態の関係は、(6)式のシミ
ュレーションモデルより計算するか、実車の試験により
検出した値をマップに記憶して使用する。
ード制御入力の計算には、フィードフォワード制御開始
時、すなわち図9の時刻t=0の初期値(δNt
(0)、δ(ΔNt(0)))が必要である。この初期
値は、外乱推定部56で推定した初期指令値のノミナル
値からの変動量(初期指令値のずれ)の大きさから一意
に決まる。変動量と初期状態の関係は、(6)式のシミ
ュレーションモデルより計算するか、実車の試験により
検出した値をマップに記憶して使用する。
【0041】次に、最適フィードフォワード制御入力の
計算について説明する。フィードフォワード制御入力
は、上記(7)式の評価関数と初期状態(δNt
(0)、δ(△Nt(0)))とから、変分法により求
めることができる。変分法については、例えば文献「工
学的最適制御論」加藤寛一郎著、東京大学出版会に記載
がある。フィードフォワード制御指令値は、初期油圧変
動量に基づきオンラインで計算することも可能である
が、計算負荷やロジックの簡潔性を考慮し、マップ化し
外乱推定部56に実装するのが効果的である。
計算について説明する。フィードフォワード制御入力
は、上記(7)式の評価関数と初期状態(δNt
(0)、δ(△Nt(0)))とから、変分法により求
めることができる。変分法については、例えば文献「工
学的最適制御論」加藤寛一郎著、東京大学出版会に記載
がある。フィードフォワード制御指令値は、初期油圧変
動量に基づきオンラインで計算することも可能である
が、計算負荷やロジックの簡潔性を考慮し、マップ化し
外乱推定部56に実装するのが効果的である。
【0042】次に、最適フィードフォワード制御結果に
ついて説明する。図10は、初期指令値のノミナル値か
らのずれを−10、0、10%と想定し、図に示すフィ
ードフォワード制御開始時刻からフィードフォワード制
御を開始し、終了時刻でフィードフォワード制御を終了
したときのフィードフォワード制御補償のシミュレーシ
ョン結果を示すものである。このシミュレーションは、
(7)式の評価関数で重みβの値を大きくし、変速終了
時のδN(tf)を優先して小さくすることにより、入
力軸回転数Ntの追従性を重視したものである。
ついて説明する。図10は、初期指令値のノミナル値か
らのずれを−10、0、10%と想定し、図に示すフィ
ードフォワード制御開始時刻からフィードフォワード制
御を開始し、終了時刻でフィードフォワード制御を終了
したときのフィードフォワード制御補償のシミュレーシ
ョン結果を示すものである。このシミュレーションは、
(7)式の評価関数で重みβの値を大きくし、変速終了
時のδN(tf)を優先して小さくすることにより、入
力軸回転数Ntの追従性を重視したものである。
【0043】図11は、図10と同様に、初期指令値の
ノミナル値からのずれを−10、0、10%と想定し、
図に示すフィードフォワード制御開始時刻からフィード
フォワード制御を開始し、終了時刻でフィードフォワー
ド制御を終了したときのフィードフォワード制御補償の
シミュレーション結果を示すものである。このシミュレ
ーションは、(7)式の評価関数で重みαの値を大きく
し、変速中のΔN(t)を優先して小さくすることによ
り、入力軸回転数の変化率ΔN(t)の追従性を重視し
たものである。
ノミナル値からのずれを−10、0、10%と想定し、
図に示すフィードフォワード制御開始時刻からフィード
フォワード制御を開始し、終了時刻でフィードフォワー
ド制御を終了したときのフィードフォワード制御補償の
シミュレーション結果を示すものである。このシミュレ
ーションは、(7)式の評価関数で重みαの値を大きく
し、変速中のΔN(t)を優先して小さくすることによ
り、入力軸回転数の変化率ΔN(t)の追従性を重視し
たものである。
【0044】図10、図11より理解されるように、初
期指令値のノミナル値からの変動(初期油圧変動)に対
して、有効に補償可能である。
期指令値のノミナル値からの変動(初期油圧変動)に対
して、有効に補償可能である。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
指令値から入力軸回転数までの伝達関数を用い、モデル
からのずれを外乱として推定し、この推定値に基づいて
指令値を補正することにより、ソフトの簡略化、適合時
間の短縮化を図ることが可能となる、という効果が得ら
れる。
指令値から入力軸回転数までの伝達関数を用い、モデル
からのずれを外乱として推定し、この推定値に基づいて
指令値を補正することにより、ソフトの簡略化、適合時
間の短縮化を図ることが可能となる、という効果が得ら
れる。
【図1】本発明の実施の形態の制御系のブロック図であ
る。
る。
【図2】初期油圧変動がある場合とない場合とについ
て、入力軸回転数の2回差分値、入力軸回転数の変化
率、及び入力軸回転数各々の時系列波形を示す線図であ
る。
て、入力軸回転数の2回差分値、入力軸回転数の変化
率、及び入力軸回転数各々の時系列波形を示す線図であ
る。
【図3】制御対象をギャトレーン系のみと仮定した場合
の初期油圧変動を制御するための制御系のブロック図で
ある。
の初期油圧変動を制御するための制御系のブロック図で
ある。
【図4】図3の場合の一定値外乱d入力時の入力軸回転
数Nt及び入力軸回転数の変化率ΔNtの時系列波形を
示す線図である。
数Nt及び入力軸回転数の変化率ΔNtの時系列波形を
示す線図である。
【図5】制御対象をギャトレーン系及び油圧系と仮定し
た場合の初期油圧変動を制御するための制御系のブロッ
ク図である。
た場合の初期油圧変動を制御するための制御系のブロッ
ク図である。
【図6】図5の場合の一定値外乱d入力時の入力軸回転
数Nt、入力軸回転数の変化率ΔNt、及び入力軸回転
数の2回差分値Δ2Ntの時系列波形を示す線図であ
る。
数Nt、入力軸回転数の変化率ΔNt、及び入力軸回転
数の2回差分値Δ2Ntの時系列波形を示す線図であ
る。
【図7】初期指令値の変動と入力軸回転数の2回差分値
Δ2Ntとの関係を示す線図である。
Δ2Ntとの関係を示す線図である。
【図8】入力軸回転数の2回差分値Δ2Ntに対する初
期指令値の変動量のマップを示す線図である。
期指令値の変動量のマップを示す線図である。
【図9】最適フィードフォワード制御の考え方を示す線
図である。
図である。
【図10】入力軸回転数の追従性を重視した場合のフィ
ードフォワード制御補償のシミュレーション結果を示す
線図である。
ードフォワード制御補償のシミュレーション結果を示す
線図である。
【図11】入力軸回転数の変化率の追従性を重視した場
合のフィードフォワード制御補償のシミュレーション結
果を示す線図である。
合のフィードフォワード制御補償のシミュレーション結
果を示す線図である。
【図12】従来例の制御系のブロック図である。
50 クラッチ制御系 52 回転センサ 54 演算回路 56 外乱推定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村岸 裕治 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 大澤 正敬 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の1 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 鈴木 俊成 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 河野 克己 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 Fターム(参考) 3J052 AA01 CA01 FA01 FB35 GC13 GC23 GC36 GC44 HA02 KA01 LA01
Claims (1)
- 【請求項1】エンジンからの回転力が入力される入力
軸、駆動輪側に駆動力を出力する出力軸、油圧に応じて
作動する摩擦係合要素によって動力伝達径路が切り換え
られる変速機構、及び摩擦係合要素の係合圧を油圧によ
り制御する制御要素を備えた自動変速機の変速過渡制御
を行う自動変速機の変速制御装置であって、 変速制御開始後の一定時間、入力軸回転数の変化率の変
化率を検出する検出手段と、 入力軸回転数の変化率の変化率と初期指令値の適正値か
らの変動量との関係を示すデータを記憶すると共に、前
記検出手段で検出された入力軸回転数の変化率の変化率
及び前記データに基づいて初期指令値の適正値からの変
動量を推定する推定手段と、 を含む自動変速機の変速制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14165499A JP2000329223A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 自動変速機の変速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14165499A JP2000329223A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 自動変速機の変速制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000329223A true JP2000329223A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15297081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14165499A Pending JP2000329223A (ja) | 1999-05-21 | 1999-05-21 | 自動変速機の変速制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000329223A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340175A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Aisin Seiki Co Ltd | 自動変速機の変速制御装置 |
| CN111288043A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种离合器执行活塞卡滞检测方法及装置 |
-
1999
- 1999-05-21 JP JP14165499A patent/JP2000329223A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002340175A (ja) * | 2001-05-21 | 2002-11-27 | Aisin Seiki Co Ltd | 自動変速機の変速制御装置 |
| CN111288043A (zh) * | 2020-02-19 | 2020-06-16 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种离合器执行活塞卡滞检测方法及装置 |
| CN111288043B (zh) * | 2020-02-19 | 2022-09-30 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种离合器执行活塞卡滞检测方法及装置 |
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