JPH03113162A - 車両用自動変速機の変速初期油圧設定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、変速中に摩擦係合要素に適正な油圧を送給す
る追従制御（フィードバック制御）機能を備えた車両用
自動変速機において、変速開始信号発信後に摩擦係合要
素に送給される初期油圧を自動的に補正して適切に設定
する方法に関する。

〈従来の技術〉 車両用自動変速機はクラッチ、ブレーキ等のｗ１擦係合
要素に油圧を送給して任意の回転ドラム、ギヤ等の回転
要素を選択することにより変速比切換（変速）を車両の
運転状態に応じて自動的に行うものであり、装置、機器
の保護や快適な乗心地維持のためにこの摩擦係合要素へ
の圧油の送給は変速開始信号発信後に送給される初期油
圧から成る所定の特性に沿って徐々に行なわれろ。

一般的な車両用自動変速機の一例をその概略構造を表す
第５図を参照して説明する。

車両の動力源となるエンジン２のクランク軸４はトルク
コンバータ６のポンプ８に直結されている。トルクコン
バータ６は、ポンプ８、タービン１０、ステータ１２、
ワンウェイクラッチ１４を有し、ステータ１２はワンウ
ェイクラッチ１４を介してケース１６に結合され、同ワ
ンウェイクラッチによりステータ１２はクランク軸４と
同方向へは回転するが、その逆方向の回転は許容されな
い構造となっている。

タービン１０に伝えられたトルクは入力軸２０によって
その後部に配設された前進４段後進１段の変速段を達成
する歯車変速装置２２に伝達されろ。

歯車変速装置２２は、三組のクラッチ２４゜２６．２８
、二組のブレーキ３０，３２、−組のワンウェイクラッ
チ３４および一組のラビニョ型遊星歯車機構３６で構成
されている。

遊星歯車機構３６は、リングギヤ３８、ロングピニオン
ギヤ４０、ショートピニオンギヤ４２、フロントサンギ
ヤ４４、リヤサンギヤ４６、両ピニオンギヤ４０，４２
を回転自在に支持し自身も回転可能なキャリア４８から
構成されており、リングギヤ３８は出力軸５０に連結さ
れ、フロントサンギヤ４４はキックダウンドラム５２、
フロントクラッチ２４を介して入力軸２０に連結され、
リヤサンギヤ４６はリヤクラッチ２６を介して入力軸２
０に連結され、キャリア４８は機能上並列となるように
配設されたローリバースブレーキ３２とワンウェイクラ
ッチ３４とを介してケース１６に連結されるとともに変
速装置２２の後端に配設された４速クラツチ２８を介し
て入力軸２０に連結されている。なお、上記キックダウ
ンドラム５２はキックダウンブレーキ３０によってケー
ス１６に固定的に連結可能となっている。遊星歯車機構
３６を通ったトルクは、出力軸５０に固着された出力ギ
ヤ６０よりアイドルギヤ６２を経て被駆動ギヤ６４に伝
達され、さらに被駆動ギヤ６４に固着されたトラ、ユ、
アシャフト６６、ヘリカルギヤ６８を介して駆動輪の駆
動軸７０が連結された差動歯車装置７２に伝達される。

摩擦係合要素である上記各クラッチ、ブレーキはそれぞ
れ係合用ピストン装置あるいはサーボ装置等を備えたｊ
＠擦係合装置で構成されており、トルクコンバータ６の
ポンプ８に連結されることにより、エンジン２により駆
動されるオイルポンプ（図示省略）で発生する油圧によ
って作動される。この油圧は、後述する油圧制御装置に
よって、種々の運転状態検出装置により検出された運転
状態に応じて各クラッチ、ブレーキに選択的に供給され
、同各クラッチ、ブレーキの作動の組み合わせによって
第６図に示すように、前進４段後進１段の変速段が達成
されろ。第６図においてＯ印は各クラッチまたはブレー
キの係合状態を示し、Ｏ印は変速時のローリバースブレ
ーキ３２が係合される直前においてワンウェイクラッチ
３４の作用でキャリア４８の回転が停止されていること
を示している。

次に、第５図に示す歯車変速装置２２において第６図に
示す変速段を達成するための電子油圧制御装置について
第７図に基づいて説明する。尚、第７図には、１速から
２速への変速時に非係合状態にあるキックダウンブレー
キ３０を係合状態に操作する部分のみを示したが、この
電子油圧制御装置の全体構成及び作用は、特願昭５６−
１４４２３７号（特開昭５８−４６２５８号）等により
既に公知となっているので、他の変速段での説明は省略
する。

キックダウンブレーキ３ｏの作動を制御するキックダウ
ンサーボ３１には１−２シフト弁３３が油路３５を介し
て接続しており、この１〜２シフト弁３３には変速制御
弁３７とシフト制御弁３９とがそれぞれ油路４１，４３
を介して接続している。

１速の変速段においてシフト制御弁３９の作動を制御す
る一対の電磁弁４５．４７は、共に油路４９，５１を開
放しているため、シフト制御弁３９の中央のスプール５
３が第７図中、左側へ変位して油路４３をシフト制御弁
３９の排油ポートＥＸへ連通させ、１−２シフト弁３３
のスプール５５が第７図中、左端へ変位した状態にある
。この結果、油路３５が１−２シフト弁３３の排油ポー
）ＥＸに連通してキックダウンサーボ３１の圧縮コイル
ばね５７のばね力によりピストン５９が第７図中、右側
へ戻されており、キックダウンドラム５２に対するキッ
クダウンブレーキ３０の保合が解除されている。又、変
速制御弁３７に接続する二本の油路６１，６３のうち、
方の油路６１に付設されて電子制御装置６５によりデユ
ーティ制御される電磁弁６７のデユーティ率が１００％
に設定されており、油＃Ｉ６１には油圧が作用していな
い。このため、変速制御弁３７のスプール６９が第７図
中、左側に変位して油路４１が変速制御弁３７の排油ポ
ートＥＸに連通している。

電子制御装置６５は、車両の運転状態を検出して電磁弁
４５，４７の開閉の組合わせを決定する運転状態決定装
置、変速の開始を検出する変速検出装置等を内蔵しデユ
ーティ制御が行なわれる電磁弁６７の作動、停止及びこ
ｆ）ｆ４ａ１６７に供給される５０Ｈｚのパルス電流の
単一パルス電流幅の制御による開弁時間の変更で油圧を
制御する。また電子制御装置［６５は、電磁弁４５，４
７の開閉制御をするもので、その入力要素としては、エ
ンジン２のスロットル弁開度または吸気マニホルド負圧
を検出するエンジン負荷検出装置、エンジン２の回転数
検出装置、キックダウンドラム５２の回転速度検出装置
１４２（第５図参照）、車速に対応する出力軸５０の回
転数検出を行なうために設けられた被駆動ギヤ６４の回
転数検出装置１４４（第５図参照）、潤滑油温を検出す
る油温検出装置、セレクトレバーの選定位置検出装置及
び補助スイッチの選定位置検出装置等から成っている。

２速へのアップシフトを行なう場合を以下に説明する。

車両の走行条件から電子＄１１１１１装［６５が一方の
電磁弁４５を操作して油路４９を閉塞するため、中央の
スプール５３が第７図中、右側へ変位して前記オイルポ
ンプからの圧油（以下、これをライン圧と呼称する）は
シフト制御弁３９に接続する油路７１から油路４３を通
って１−２シフト弁３３に送給される。このため、１−
２シフト弁３３のスプール５５は第７図中、右端へ変位
して油路３５．４１が１−２シフト弁３３を介して連通
ずる。一方、電磁弁６７のデユーティ率が電子制御装置
１１６５により減少するため、ライン圧が油路６１，６
３に作用して変速制御弁３７のスプール６９の受圧面積
差によりスプール６９は第７図中、右側へ変位し、油路
４１゜６３が変速制御弁３７を介して連通する。この結
果、油路６３からのライン圧は油路４１゜３５を通って
キックダウンサーボ３１に供給され、そのピストン５９
を第７図中、左側に変位させてキックダウンブレーキ３
０がキックダウンドラム５２を締め付けるようになって
いる。

ところで、電磁弁６７のデユーティ率を変化させること
によるキックダウンサーボ３１への供給油圧の変化特性
は、変速シ冒ツク等の乗り心地を左右するものであり、
他の変速段におけろ他の摩擦係合要素に対する供給油圧
の変化特性についても同様で、特に変速初期の油圧の適
否が重要な要件となっている。

例えば、比較的大排気量用の自動変速機を比較的小排気
量のエンジンに組合せた場合には、この小排気量のエン
ジン用の自動変速機に較べて大排気量用のものの作動油
圧（ライン圧）が元々太き（、このエンジンの出力トル
クに較べて摩擦係合要素の係合力が過大となってしまい
、変速開始信号が発信されるやいなや初期油圧によすｊ
＠擦係合要素が係合状態となってしまい、多大な変速シ
ョックを来たしてしまうという問題を生ずる。また、こ
れと逆の場合にはライン圧が低すぎて変速が開始しなか
ったり、変速までに長時間かかったりという問題を生じ
てしまう。また、変速初期の油圧が最適に設定されてい
ても、ｇ擦保合要素や油の耐久劣化、及び経時変化に起
因する摩擦特性の変化等によって最適な油圧値は変化し
てしまう。また、部品間の摩擦係数のばらつきによって
も最適な油圧値は変化してしまう。

そこで、変速中の回転要素（キックダウンドラム５２等
）が予め設定された変速後期の回転速度となった時点に
摩擦係合要素（キックダウンブレーキ３０）に送給され
ている油圧のデユーティ率に基づいて、変速開始信号発
信後に摩擦係合要素へ送給されるべき初期油圧のデユー
ティ率を演算し、次回変速時の初期油圧をこの演算され
たデユーティ率に基づいて送給される油圧とする学習制
御による変速方法が提案されている（特願昭５９−６９
９２６号、特願昭５９−８２８６４号）。

この方法によって変速初期油圧を制御することにより、
エンジンの出力トルクや部品、油の耐久劣化等に係らず
、ｇＬ擦係合要素に対する供給油圧の理想的な変化特性
が得られる。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述した従来の変速方法では、前回の変速時に供給され
た油圧のデユーティ率に基づいて次回の初期デユーティ
率を演算し、このデユーティ率によって制御装置を作動
させて初期油圧を得ている。このため、−回一回の変速
のばらつきの影響が大きく、演算される初期デユーティ
率が一定の理想値に収束しない虞があった（第４図中の
一点鎖線）。また、設定されたデユーティ率となる電気
信号に対して実際に生じろ油圧には環境条件等により差
があるため、この電気信号と実油圧の差も演算される初
期デユーティ率が一定の理想値に収束しない一因となっ
ていた。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、変速開始信
号発信後にＷ１１擦係係合素に送給されるべき初期油圧
が少ない変速試行回数で一定の理想値に収束して設定さ
れる車両用自動変速機の変速初期油圧設定方法を提供し
、もってショックの無い変速制御が安定して行なえるよ
うにすることを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の車両用自動変速機の
変速初期油圧設定方法は、エンジンの回転動力が入力さ
れる入力軸と、駆動輪へ回転動力を出力する出力軸と、
油圧により作動して任意の回転要素を選択することによ
り前記入力軸と前記出力軸との間の変速比を切換えるＷ
ＩＬｔａ係合要素と、変速中に回転速度が変化する前記
入力軸の回転速度を検出する検出装置と、該検出装置に
より検出された回転速度の変化率が予め設定された目標
変化率に追従するよう前記摩擦係合要素への油圧を追従
制御する制御装置とを備えた車両用自動変速機において
、予め設定された目標変速時間及び実際の変速時間と、
前記制御装置による追従制御中に前記摩擦係合要素に送
給された油圧とから、変速開始信号発信後に前記摩擦係
合要素へ送給されて前記目標変速時間で変速を行なうよ
うにする初期油圧を演算し、該初期油圧を次回の変速の
初期油圧としたことを特徴とする。

く実　施　例〉 以下、本発明方法の一実施例を第１図に示したフローチ
ャートに基づいて説明する。本実施例は第５図及び第７
図に示した車両用自動変速機について１速から２速への
変速段を例にとって説明するが、他の変速段についても
同様に実施されるので他の変速段についての説明は省略
する。

第５図に示すように、歯車変速装置２２のケース１６に
は入力軸２０の回転速度を検出する検出装置１０１が取
付けられ、第７図に示すように、電子制御装置６５には
検出装置１０１、回転数検出装置１４４及びエンジン２
のスロットル弁開度を検出するスロットル弁開度検出装
Ｍ１０３の信号が入力される。

第１図に示すように、電子制御装置６５により変速開始
信号が発信されて電磁弁４５゜４７が切換えられると、
スロットル弁開度検出装置７１０３により検出されたス
ロットル弁開度及び検出装置１４４により検出された車
速から電磁弁６７の初期デユーティ率が決定されろ。こ
の時の初期デユーティ率は、第２図に示したマツプに基
づいて決定され、第２図に示したマツプは、第３図に示
すように全スロットル弁開度をＡ、Ｂ、Ｃの三つの領域
に区分けして予め各スロットル弁開度の領域毎に実験的
に設定されている。マツプにより決定される初期デユー
ティ率（よ、各領域Ａ。

Ｂ、Ｃでの製造初回の変速時もしくはバッテリを結合し
た直後の変速時に適用される。

初期デユーティ率が決定されると、電磁弁６７がデユー
ティ制御されて油路６１下流の制御油圧を調整し、油路
６３から油路４１．１−２速シフト弁３３、油路３５を
介してキックダウンサーボ３１の油圧室への変速初期油
圧Ｐを制御することとなる。尚、元元この自動変速機と
エンジン２の排気量、出力トルク量等とは完全に適合し
ていないため、車両製造直後、例えば製造後初回の変速
においては初期油圧Ｐ、はこの自動変速機に送給される
べき所定の初期油圧と適合しておらず、後述のようにし
て次回以後の変速において所定の油圧となるよう補正設
定される。

上記のようにキックダウンサーボ３１の油圧室に油圧が
送給されると、１速の変速段の同期が外れたか否かを歯
車変速製蓋２２の入力軸２０の回転速度と車速とにより
判断する。

尚、この同期外れが達成されていない場合には、前記初
期油圧Ｐが低すぎるものとして、デユーティ率を演算し
直して初期油圧ＰＬを上昇させ、同期外れを達成する。

上記のように同期外れが達成されると、タイマをスター
トさせると共に走行状態に応じて予め定められた入力軸
２０の回転速度の目標変化率、すなわち、キックダウン
サーボ３１の油圧室に送給される油圧が最適な度合（キ
ックダウンブレーキ３０の係合シミツクや過大な滑り等
が発生しない状態）で上昇している場合に入力軸２０が
示す回転速度変化率を本変速段の走行状態に応じて決定
する。そして、実際の入力軸２０の回転速度からその変
化率を演算して上記目標変化率とのずれを演算し、この
ずれに対応するデユーティ率の補正量を演算して電磁弁
６７のデユーティ制御を補正し、キックダウンサーボ３
１の油圧室の油圧を変化させる。

そして、入力軸２０の回転速度と車速とを検出し、１速
の同期が外れてからのデユーティ率を累積する演算を行
なうと共にデユーティサイクル数を累積する演算を行な
う。上記タイマをスタートさせる処理以降が追従制御（
フィードバック制御）であり、デユーティサイクル数の
累積演算の後２速段の同期が完了（変速終了）したか否
かを判断し、同期完了していない場合には上記フィード
バック制御を繰り返して行なう。

フィードバック制御によって制御された入力軸２０の回
転速度変化率は、この自動変速機において最適な変速状
態を示す目標変化率に一致もしくは近似するため、フィ
ードバック制御中にキックダウンサーボ３１の油圧室に
送給されている油圧を基に、この自動変速機で本来変速
信号発信後にキックダウンサーボ３１に送給されるべき
変速初期油圧Ｐ２の初期デユーティ率り、を演算し、求
まった初期デユーティ率Ｄｕに対応する油圧を次回の変
速初期油圧とする。

即ち、２速段の同期が完了したと判断した場合、タイマ
をストップして１速の同期外れから２速の同期完了まで
の実際の変速時間ｔの演算を行なう。そして、累積した
デューティ率を、累積したデユーティサイクル数で除す
ことにより変速中の平均デユーティ率ＤＡＶｌ！を演算
し、前回の初期デユーティ率り、０（初回変速時は第２
図で示したマツプで決定される値）の補正量βを演算し
て次回の初期デユーティ率仄を下式（１）により設定す
る。

Ｄ　＝Ｄ　　＋β　　　　　・・・（１）ここで、初期
デユーティ率りの設定方法を詳細に説明する。

変速時間の演算と平均デユーティ率Ｄ　を演算した後、
前回の初期デユーティ率Ｄ　の補正量βを下記（２）式
で演算する。

β；β。＋α　　　　　　　・・・（２）ただし、ａは
補正係数、β。はデユーティ率の前回の補正量であり、
補正係数αは下記（３）式で演算される。

ただし、αは係数（固定値）、 ｔｏは目標変速時間であり、この目標 変速時間ｔは下記（４）式で演算される。

ｔ＝ｃ−Ｎ＋ｄ　　　　　　・・・（４）ただし、ｃ、
ｄは各変速毎に設定された係数、Ｎは回転数検出装置１
４４で検出さ れろ出力軸５０の回転数（−車速） である。

変速時間と平均デユーティ率（供給された油圧）に基づ
いて補正量βが演算されると、前回の初期デユーティ率
り。。に補正量βを加えて次回の変速初期油圧の初期デ
ユーティ率りとする。

即ち、第１回目の変速終了後に第２回目の変速時の初期
油圧を設定するための補正係数α（２）を（３）式によ
り算出し、α（２）を基に（２）式により第２回目の変
速時の補正量β（２）を算出する。第１回目の変速時の
初期デユーティ率Ｄ（１）は第２図に示したマツプによ
り設定されているために、（２）式におけるβ。はＯと
なり、第２回目の変速時の補正量β（２）は（２）式に
よりβ（２］＝　Ｏ＋　ａ　（２）＝α（２）となる。

従って、第２回目の変速時の初期デユーティ率り、　（
２）は（１）式によりり、、（２１＝　Ｄｕ（１）＋　
Ｏ＋α（２）＝　Ｄ、（１）＋β（２）となる。

第２回目の変速は、初期デユーティ率り、　（２１に基
づいて供給される初期油圧によって行なわれる。同様に
、第２回目の変速終了後に第３回目の変速時の初期油圧
を設定するための補正係数α（３）を（３）式により算
出し、α（３）を基に（２）式により第３回目の変速時
の補正量β（３）を算出する。この時、（２）式におけ
、るβ。はβ（２）となり、第３回目の変速時の補正量
β（３）は（２）式によりβ（３）＝βにｌ＋　ａ　（
３１となる。従って、第３回目の変速時の初期デユーテ
ィ率り、　（３１は（１）式％式％（３） 第３回目の変速は、初期デユーティ率Ｄｕ（３）に基づ
いて供給される初期油圧によって行なわれ、以下、第４
回目、第５回目・・・の変速は、Ｄ、（４１＝　Ｄｕ（
３）＋β（４）、Ｄｕ（５）＝Ｄ、、（４）＋β（５）
・・・で算出される初期デユーティ率り、（４１，Ｄ、
（５１・・・に基づいて供給される初期油圧によって行
なわれる。

従って、前回の変速時間及び前回の変速時に送給された
油圧（デユーティ率）を補正量に加味した状態で次回変
速時の初期デユーティ率Ｄｕを設定しているので、第４
図に実線で示すように、変速回数を重ねるにつれて本来
送給されるべき油圧に一致又は近似した初期油圧に対応
した初期デユーティ率の理想値に、設定した初期デユー
ティ率りを収束させることができると共に、理想値に収
束するまでの初期デユーティ率化の値のバラツキ量も小
さくすることができろ。この結果、変速開始信号発信後
にキックダウンサーボ３１に送給されるべき初期油圧が
少ない変速試行（学習）回数で一定の理想値に収束して
設定されることになる。

上記一実施例では、１速から２速への変速段について説
明したが、その他の変速段についても同様にフィードバ
ック制御がなされると共にその変速段で油圧が送給され
るキックダウンブレーキや他の摩擦係合要素を適宜設定
して初期圧の学習制御を行なうことができる。

〈発明の効果〉 本発明の変速初期油圧設定方法は、目標変速時間及び前
回の変速時間と、前回の変速時に送給された油圧とから
、目標変速時間で変速を行なう初期油圧を演算し、この
油圧を次回変速時の初期油圧とするようにしたので、変
速開始信号発信後に摩擦係合要素に送給されるべき初期
油圧が、少ない変速試行回数でしかもバラツキ量を小さ
くして一定の理想値に収束して設定される。この結果、
ショックの無い変速制御が安定して行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の一実施例に係るフローチャート、
第２図はスロットル弁開度に対するデユーティ率を示す
グラフ、第３図はスロットル弁開度とエンジン出力との
関係の領域説明図、第４図は初期デユーティ率の収束状
況を示すグラフ、第５図は車両用自動変速機の概略構成
図、第６図はその摩擦係合要素の作動スケルトン図、第
７図はその主要部の油圧回路図である。 図　面　中、 ２はエンジン、 ２０は入力軸、 ３０はキックダウンブレーキ、 ３１はキックダウンサーボ、 ３７は変速制御弁、 ３９はシフト制御弁、 ４５．４７．６７は電磁弁、 ６５は電子制御装置、 １０１は検出装置、 １０３はスロットル弁開度検出装置、 １４４は回転数検出装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転動力が入力される入力軸と、駆動輪へ回
   転動力を出力する出力軸と、油圧により作動して任意の
   回転要素を選択することにより前記入力軸と前記出力軸
   との間の変速比を切換える摩擦係合要素と、変速中に回
   転速度が変化する前記入力軸の回転速度を検出する検出
   装置と、該検出装置により検出された回転速度の変化率
   が予め設定された目標変化率に追従するよう前記摩擦係
   合要素への油圧を追従制御する制御装置とを備えた車両
   用自動変速機において、予め設定された目標変速時間及
   び実際の変速時間と、前記制御装置による追従制御中に
   前記摩擦係合要素に送給された油圧とから、変速開始信
   号発信後に前記摩擦係合要素へ送給されて前記目標変速
   時間で変速を行なうようにする初期油圧を演算し、該初
   期油圧を次回の変速の初期油圧としたことを特徴とする
   車両用自動変速機の変速初期油圧設定方法。