JPH0535780B2

JPH0535780B2 -

Info

Publication number: JPH0535780B2
Application number: JP18015785A
Authority: JP
Inventors: Shuzo Fukuzumi; Hitoshi Takeda; Osamu Isobe
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1985-08-16
Filing date: 1985-08-16
Publication date: 1993-05-27
Also published as: JPS6241455A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、車両用の自動変速機に利用され得
るもので、特に、その変速シヨツクの軽減を可能
とした自動変速機の変速シヨツク軽減装置に関す
る。

（従来の技術）従来の自動変速機の変速シヨツク軽減装置とし
ては、例えば、特開昭52−106064号や特開昭53−
85264号に記載されるものがある。

上記従来装置は、自動変速機の出力軸トルクを
トルクセンサで検出し、予め設定されたトルク変
化に沿つて出力軸トルクが変化するように、上記
出力軸トルクの検出信号をフイードバツクしなが
ら、変速用の流体圧式摩擦要素の流体圧を制御す
ることで、変速シヨツクを軽減しようとするもの
である。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、上記従来装置は、自動変速機の
出力軸トルクをトルクセンサで検出して、この検
出信号をフイードバツクしつつ、実際の出力軸ク
ルクの変化が、予め設定されたトルク変化に沿う
ようにリアタイム制御を行う構成であるため、当
該制御をマイクロコンピユータ等のデイジタル演
算回路を用いて行おうとすると、高速な演算が可
能な高価なものが必要となる。

また、上記のようなリアタイム制御のため、ト
ルクセンサ出力にノイズ等の誤差成分が混入する
と、即座に制御精度が低下することになり、これ
を防止するには、精度の良いトルクセンサ、すな
わち、高価なトルクセンサが必要になる。

また、変速シヨツクは、自動変速機の出力軸ト
ルクが急変することに起因するものであり、これ
は、主に、変速用の摩擦要素の締結が短時間で行
われるために生じることが多い。

そこで、変速時に、摩擦要素の締結速度を遅く
して変速に要する時間を長くすることで、上記問
題点を解決することが考えられるが、この場合、
必要以上に変速に要する時間を長くすると、摩擦
要素が半締結状態に在る時間（以下「すべり期
間」と言う）が長くなり、摩擦要素の摩耗が早く
なる虞れがある。

また、上記摩擦要素の摩耗を防止しようとし
て、変速に要する時間を短くすると、摩擦要素の
締結後に大きなトルク変動（これを「棚はずれ」
と称する）が生じる。

すなわち、第７図ａに示すように、比較的長い
すべり期間（時点t_aで締結動作が開始し、時点t_D
で完全締結状態になる）を選択すれば、出力軸ト
ルクは、滑らかに変化し、急激なトルク変動を生
じない。

しかし、上記すべり期間を短くすると、第７図
ｂ，ｃに示すように、図中のハツチングを施した
部分の残留エネルギーが摩擦要素の締結終了時
に、一度に出力軸へ伝達されるため、上記残留エ
ネルギー量に対応した大きさのトルク変動T_H1，
T_H2が発生し、変速シヨツクを生じてしまう。

（問題点を解決するための手段）上記問題点を解決するために、本発明は、第１
図に示す手段を備える。

波形認識手段１０２は、センサ１０１で検出さ
れる自動変速機１００の出力軸トルクの変動波形
を認識する。

変速動作良否判別手段１０３は、波形認識手段
１０２によつて認識される変速時の出力軸トルク
の変動波形に基づいて、変速動作の良否を評価す
る。

流体圧調整手段１０４は、前記変速動作良否判
別手段１０３による評価に対応して、自動変速機
１００を構成する変速用の流体圧式摩擦要素１０
５に供給される流体圧を調整する。

特定パターン検出手段１０６は、前記波形認識
手段１０２によつて認識される変速時の出力軸ト
ルクの変動波形中の特定パターンを検出する。

変速所要時間調整手段１０７は、前記特定パタ
ーンの有無あるいはその状態に応じて、変速に要
する時間を調整する。

（作用）この発明は、波形認識手段１０２と変速動作良
否判別手段１０３によつて、変速時の出力軸トル
クの変動波形に基づいて、変速動作の良否を評価
することで、従来装置のようなリアタイムで出力
軸トルクの検出値をフイードバツクして予め設定
されたトルク変化と比較するものに比べて、演算
処理時間が遅いデイジタル回路で実現可能であ
る。

また、流体圧調整手段１０４は、変速動作良否
判別手段１０３による変速動作の良否の評価に対
応して、流体圧式摩擦要素１０５の流体圧を調整
するため、センサ１０１の検出信号中にノイズ等
の誤差成分が混入していても、変速動作の良否の
評価基準を適当に選定することで、上記誤差成分
に左右されずに、評価ができることになり、この
ため、高精度のトルクセンサを用いる必要が無く
なり、コスト低減が図れる。

さらに、特定パターン検出手段１０６と変速所
要時間調整手段１０７により、変速に要する時間
を適正値に調整することで、液体圧式摩擦要素１
０５の摩耗が低減でき、かつ前述した「棚はず
れ」現象が生じないように変速動作を行うことが
可能となる。

（実施例）本発明の一実施例の構成を第２図に示す。

制御回路２０は、マイクロコンピユータあるい
は他のデイジタル回路を用いて構成されるデイジ
タル演算回路を中心に構成されている。図中で
は、制御機能を分り易くするため、一部機能ブロ
ツクにて図示してある。

制御回路２０へ入力される情報は、トルクセン
サ１０で検出される自動変速機（図示略）の出力
軸トルクT_OUTと、スロツトル開度センサ１１で
検出されるスロツトル開度S_TH、および出力軸回
転数センサ１２で検出される自動変速機の出力軸
の回転数N_OUTである。

トルクセンサ１０は、周知の磁歪形トルクセン
サ（前述した従来例公報に記されているものと同
様のもの）であり、出力信号がアナログ信号であ
るため、制御回路２０内でＡ／Ｄ変換器３０によ
りデイジタル信号に変換される。スロツトル開度
センサ１１および出力軸回転数センサ１２は、出
力信号がデイジタル信号である。

制御回路２０から出力される出力信号は、自動
変速機の補助変速機構を構成する変速用の流体圧
式摩擦要素の流体圧を制御する圧力制御弁４０の
駆動信号である。

圧力制御弁４０は、第３図に示すように、スプ
ールバルブ５１とソレノイドバルブ５２とで構成
されており、入力油路５５へ供給される供給圧
P_L（オイルポンプからの出力圧である）を固定オ
リフイス５３とソレノイドバルブ５２によつて開
度調節される可変オリフイス５４により、制御圧
P_Cとしてスプールバルブ５１に与えることで、
スプール５１Ｓの変位量が調整されて、結果とし
て出力油路５６からの出力圧P_Sが調整される。出
力油路５６は、前記流体圧式摩擦要素の作動油供
給路に接続されている。

そして、上記制御回路２０から、圧力制御弁４
０に与えられる駆動信号Ｉは、上記ソレノイドバ
ルブ５２の励磁電流であり、この駆動信号Ｉは、
制御回路２０内のPWM回路（パルス幅変調回
路）３１から出力されるパルス幅変調された電流
信号である。

すなわち上記駆動信号ＩのON・OFFデユーテ
イ比をPWM回路３１により変化させることで、
ソレノイドバルブ５２のスプール５２Ｓの変位量
が調整され、可変オリフイス５４の開度調整が行
われる。これにより、出力圧P_Sの調整がなされる
ことになる。

制御回路２０は、上記各入力情報T_OUT，S_TH，
N_OUTに基づいて、前記変速用の流体圧式摩擦要
素に与える油圧を決定し、変速シヨツクを軽減さ
せる制御を行うもので、その構成を機能的に示す
と、第２図に示すような機能部２１〜２９で構成
されるものになる。

変速点決定部２１は、スロツトル開度S_THと出
力軸回転数N_OUTに基づいて、自動変速機のギヤ
位置を決定する。

圧力決定部２２は、変速点決定部２１によつて
ギヤ位置が決定されたとき、そのギヤ位置の変
化、すなわち変速がなされた時を知認して、この
変速時における変速用の流体圧式摩擦要素の油圧
の時間変化を予め設定する（この設定された油圧
の時間変化を「基準油圧変化」とする）。

波形認識部２４は、出力軸トルクT_OUTを入力
して、変速時における出力軸トルクT_OUTの大き
さ、および変速の開始点を検出する。

良否判定部２５は、波形認識部２４で測定され
た出力軸トルクT_OUTの大きさに基づいて、１回
の変速が行われたときに、その変速動作が、運転
者に不快感を与えるような急加速度変化を生じる
ような大きなピークトルクを生じていないかを判
別する。

記憶部２６は、メモリであり、変速の種類およ
び運転条件と、前記良否判定部２５の判別結果と
に応じて摩擦要素の圧力の修正量および摩擦要素
の耐摩耗性を考慮した許容変速所要時間が求まる
ように、予め設定されたデータがデータテーブル
として格納されている。

圧力変化修正部２３は、圧力決定部２２で設定
された基準圧力変化と、上記圧力修正量から、変
速時に作用させる摩擦要素の圧力変化を決定す
る。

変速時間計測部２８は、波形認識部２４で検出
された変速の開始点から計時動作を開始し、変速
に要する時間（以下「変速所要時間」とする）を
計測する。

変速終了判定部２９は、記憶部２６に格納され
ているデータテーブルから求めた許容変速所要時
間と上記計測された変速所要時間との比較によ
り、変速終了を判別する。

圧力制御部２７は、変速終了まで、圧力変化修
正部２３で決定された圧力変化に基づいて、圧力
制御弁４０へ与える駆動信号Ｉを形成するための
出力を発生する。

次に、第４図〜第６図は、上記制御回路２０を
マイクロコンピユータを用いて構成した場合に、
この制御回路２０で実行される処理を示すフロー
チヤートである。第４図〜第６図に示す処理は、
一連の処理であり、所定時間毎に繰返し実行され
る。

第４図のステツプ61の処理では、スロツトル開
度S_THと出力軸回転数N_OUTの各入力データが読込
まれる。

ステツプ60では、制御モード判別用のフラグＦ
の内容を判別して、以後どのルーチンへ進むかを
決定する。このフラグＦは２ビツトデータで設定
され、「00」のときには「変速せず」、「01」のと
きには「変速中」、「10」のときには「変速動作良
否判定中」であることを示す。なお、イグニツシ
ヨンスイツチが投入されたこときには、フラグＦ
は「00」にリセツトされる。

ステツプ60の判別の結果、フラグＦ＝00であつ
たとすると、次に、ステツプ63の処理により、運
転条件の判定が行われ、ステツプ64の処理によ
り、予めメモリに記憶されている変速線図に基づ
いて、上記運転条件（スロツトル開度S_THと出力
軸回転数N_OUTで決定される）が、変速を必要と
する変速点を越えているか否かを判別する。

ここで、運転条件が変速を必要とする状態にな
ければ、何も制御をすることなくルーチンを終了
する。他方、変速を必要とする場合には、ステツ
プ66〜69の摩擦要素の供給圧制御処理を行う。

ステツプ66では、メモリに格納されている圧力
データのデータテーブルのルツクアツプ処理によ
り、変速時に、変速用の流体圧式摩擦要素へ与え
る流体圧を求める。

上記圧力データのデータテーブル（以下「圧力
データテーブル」と言う）は、変速の種類（例え
ば、「１速→２速のシフト」や「２速→３速のシ
フト」等）と運転条件（スロツトル開度S_THと出
力軸回転数N_OUTや車速等）に応じて複数の場合
分けが行われており、各々の条件下での要求圧力
データが格納されている。

次のステツプ67では、メモリに格納されている
補正量データのデータテーブルのルツクアツプ処
理により、上記ステツプ66で求めた圧力データの
補正量（１回の補正量である）を求め、この補正
量によつて上記圧力データを補正する。

ステツプ68では、上記ステツプ67で補正された
圧力データを、摩擦要素の供給圧の指令値（これ
を「圧力指令値P₁」とする）として出力する。
この圧力指令値P₁は、前記変速の種類に対応し
て決定された圧力制御を行う必要のある摩擦要素
に対して出力される。そして、圧力指令値P₁は、
PWM回路３１へ供給されて、圧力制御弁４０の
駆動信号Ｉに変換される。これにより、摩擦要素
へ供給される流体圧は上記圧力指令値P₁に等し
くなる。

以上のステツプ66〜68の処理が実行されること
により、実際の変速動作が開始される。従つて、
次のステツプ69により、フラグＦを「01」として
「変速中」であることを記憶する。

上記の如く変速動作が開始されると、第５図の
ステツプ70で行われるフラグＦの内容の判別結果
により、次に、ステツプ71の処理が実行され、前
記Ａ／Ｄ変換器３０を起動させて、出力軸トルク
T_OUTのデータの読込みを行う。

そして、次のステツプ72では、変速動作の開始
後、摩擦要素の締結が開始される時点を検出する
処理が行われる。

これは、第７図における時点t_aを判別する処理
であり、この時点t_aは、摩擦要素の締結が開始さ
れて、そのクラツチプレートの圧接が開始された
ために、出力軸トルクT_OUTが変動（イナーシヤ
成分等による負荷の変化によるもの）して、急速
に出力軸トルクT_OUTが低下し始めた点である。

従つて、ステツプ72の処理では、前記ステツプ
71で読込まれた出力軸トルクT_OUTを前回の処理
で読込んだ出力軸トルクと比較して、所定回数連
続して出力軸クルクT_OUTが減少し、かつこの間
の出力軸トルクの減少量が所定値以上であるとき
に、上記摩擦要素の締結開始時点t_aであると判定
する。

上記締結開始時点t_aが検出されると、次に、ス
テツプ73、74の処理が行われる。これら、ステツ
プ73、74の処理は、変速動作に伴う出力軸トルク
T_OUTの変動波形の認識を行う処理である。

この出力軸トルクT_OUTの変動波形の認識は、
変速期間中の出力軸トルクT_OUTのピークトルク
T_Pと変速所要時間J_Hを求めることによつて行わ
れる。

すなわち、ステツプ73では、上記締結開始時点
t_aが検出されたときからタイマカウンタを始動さ
せて、時点t_aからの経過時間J_Kを計測する。

ピークトルクT_Pの計測は、ステツプ71で読込
まれる出力軸トルクT_OUTを前回の処理で読込ん
だ出力軸トルクと比較することを、ルーチン処理
が行われる毎に繰り返し行い、これらの比較結果
とその大小関係から変速期間中で最も大きい値を
求めて、これをピークトルクT_Pとすることによ
り行われる。

上記ステツプ73と74の処理は、ステツプ75の処
理で、変速終了が検出されるまで繰返される。

ステツプ75の変速終了の判別処理は、予め、メ
モリに格納されている許容変速所要時間データの
データテーブルから、前記運転条件に対応する許
容変速所要時間J_Cを求め、このJ_Cと前記経過時間
J_Kとを比較し、J_K≧J_Cとなつたか否かにより変速
終了を判別する。

上記許容変速所要時間J_Cは、摩耗要素のすべり
期間が必要以上に長いと、摩擦要素の摩耗が早ま
るため、摩擦要素の耐摩耗性を考慮して各運転条
件毎に設定されたものである。

上記J_K≧J_Cが成立して、変速終了が検出される
と、ステツプ76の処理により、圧力指令値P₁に
代わつて、摩擦要素が完全締結または全解放の状
態となる供給圧を生じるような指令値信号を出力
する。すなわち、完全締結の場合には、駆動信号
Ｉのデユーテイ比が100％（ON時間のデユーテ
イ比で表わす）、完全解放の場合にはデユーテイ
比が０％となるような指令値信号を発生する。こ
れにより、実際の変速動作も終了する。

次のステツプ77では、変速終了後の一定時間
Δtの間だけ、さらにピークトルクT_Pの計測を行
うように、ステツプ73と74の処理を、さらにΔt
の間だけ実行させる。これは、J_K≧（J_C＋Δt）の
判別により行われる。

すなわち、この変速終了後の一定時間だけ、ピ
ークトルクT_Pの計測を行うことにより、出力軸
トルクT_OUTの変動波形中の特定パターンを検出
する処理が行われるのである。本実施例では、前
述した「棚はずれ」現象によつて生じるトルク変
動パターンを検出することを狙いとしている。

そして、ステツプ77の判定がYESとなつた後
は、ステツプ78でフラグＦが「10」に設定される
ことにより、第６図に示すステツプ80〜91の処理
が実行される。

ステツプ80、81の処理では、前記ステツプ74で
計測されたピークトルクT_Pが所定の基準値T_R以
下であるか否かを判別し、T_P≦T_Rのときに、変
速動作が良好に行われたものと判定する。必要以
上に大きなピークトルクが発生することは、すな
わち、変速シヨツクの発生原因になるからであ
る。

ここで、変速動作が良好に行われたものと判定
された場合には、別段、摩擦要素の供給圧を調整
する必要がないため、ステツプ91でフラグＦをリ
セツトして処理を終了する。

他方、変速動作が良好に行われなかつたと判定
された場合には、ステツプ82の処理により、基準
値T_Rより大きなピークトルクT_Pが棚ずれによる
ものであるか否かを判別する。すなわち、ステツ
プ77で、変速動作終了後の一定時間の計測が行わ
れる間に、ピークトルクT_Pが計測された場合に、
棚はずれによるものと判定する。

ここで、前記基準値T_Rより大きなピークトル
クT_Pが、棚はずれによるものではないと判定さ
れた場合には、ステツプ88、89の処理が行われ
る。

ステツプ88では、摩擦要素へ与える圧力が大き
過ぎたために、大きなピークトルクT_Pが生じた
ことから、これを回避するため、摩擦要素への供
給圧を低下させるような圧力補正量ΔPを算出す
る。この圧力補正量ΔPはピークトルクT_Pの大き
さに応じて設定される。

ステツプ89では、許容変速所要時間J_Cを所定量
ΔJだけ短縮させる処理を行う。これは、変速動
作を早く完了させるためである。

上記圧力補正量ΔPと修正後の許容変速所要時
間J_cは、ステツプ90において前記ステツプ67ある
いはステツプ75で用いられるデータテーブルの中
の、今回行われた変速動作時における運転条件お
よび変速の種類と同じ条件および種類に対応する
位置の補正量データあるいは許容変速所要時間と
入替えられる。

他方、上記基準値T_Rより大きなピークトルク
T_Pが、棚はずれによるものであるときには、ス
テツプ83〜87の処理が行われる。

ステツプ83では、棚はずれによるピークトルク
の大きさに基づいて、棚はずれ現象の起因となつ
た。未吸収エネルギー（第７図中のハツチングを
施した部分のエネルギー）を求め、この未吸収エ
ネルギー量に応じて、許容変速所要時間J_cの延長
時間t_dを算出する。

そして、ステツプ84では、上記ステツプ83で求
めた延長時間t_dが、制限値t_sを越えたか否かを判
別する。制限値t_sは変速所要時間が、これ以上に
長くなると摩擦要素のすべり期間が長過ぎて摩耗
度が著しく高くなる虞れがあると思われる限界の
値に設定される。

ここで、t_d＞t_sであれば、ステツプ85で、延長
時間t_dを制限値t_sに抑え、この延長時間t_dを抑え
た分だけ、次のステツプ86で、摩擦要素の供給圧
を上昇させて、未吸収エネルギーの吸収を早める
方向へ供給圧を補正するための圧力補正量ΔPを
算出する。

そして、ステツプ87で、許容変速所要時間J_Cを
上記延長時間t_d、すなわち、制限値t_sだけ増加さ
せる。

他方、ステツプ84の判定がNO、すなわち、t_d
≦t_sならば、ステツプ87では、許容変速所要時間
J_Cにステツプ83で求めた延長時間t_dをそのまま加
える。

こうして、棚はずれが生じたときには、棚はず
れの原因となる未吸収エネルギーを吸収するよう
に、許容変速所要時間J_Cの延長補正が行われる。

なお、上記実施例では、自動変速機の出力軸ト
ルクの変化を検出するセンサとして、トルクセン
サ１０を用いた例を示したが、この他に、車体の
前後方向の加速度変化を検出する加速度センサを
用いても検出可能である。但し、トルクセンサを
用いた方が、実際の摩擦要素の締結開始時点t_aを
検出することができるので、許容変速所要時間の
調整を正確に行うことができる利点がある。

（発明の効果）以上詳細に説明したように、本発明は、自動変
速機の変速時における出力軸トルクの変動波形を
認識して、変速動作の良否を評価するようにした
ことで、従来装置のような、リアルタイムで出力
軸トルクの検出値をフイードバツクして、予め設
定されたトルク変化と比較するものに比べて、演
算処理時間が遅いデイジタル回路で実現可能とな
り、コストの低減を図ることができる。

また、上記変速動作の良否の評価に対応して、
流体圧式摩擦要素の流体圧を調整することによ
り、出力軸トルクを検出するトルクセンサの検出
信号中に、ノイズ等の誤差成分が混入していて
も、変速動作の良否の評価基準を適当に選定すれ
ば、上記誤差成分に左右されずに評価ができるよ
うになり、このため、高精度のトルクセンサを用
いる必要が無くなり、さらにコスト低減を図るこ
とができる。

さらに、棚はずれ現象等の変速シヨツクに関係
するトルク変動を、出力軸トルクの変動波形中の
特定パターンを検出することによつて検知し、変
速所要時間を調整することで、上記トルク変動の
発生を防止するようにしたことにより、変速シヨ
ツクの軽減効果とともに、流体圧式摩擦要素の摩
耗の度合を考慮した変速動作の制御を行うことが
可能となる。

このとき、例えば、変速時の摩擦要素の締結開
始時点を検出して、この時点を基準として、変速
所要時間を調整すれば、未吸収エネルギーによる
棚はずれ現象の防止を効果的に行うことが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成図、第２図は本発明の一
実施例の構成を示すブロツク図、第３図は第２図
中の圧力制御弁の具体的構成を示す断面図、第４
図〜第６図は第２図中の制御回路で実行される処
理を示すフローチヤート、第７図ａ〜ｃはすべり
期間の長短によつて生じる棚はずれ現象を説明す
るための波形図である。１００……自動変速機、１０１……センサ、１
０２……波形認識手段、１０３……変速動作良否
判別手段、１０４……流体圧調整手段、１０５…
…流体圧式摩擦要素、１０６……特定パターン検
出手段、１０７……変速所要時間調整手段、１０
……トルクセンサ、１１……スロツトル開度セン
サ、１２……出力軸回転数センサ、２０……制御
回路、４０……圧力制御弁、T_P……ピークトル
ク、T_OUT……出力軸トルク、J_H……変速所要時
間、J_C……許容変速所要時間、t_a……摩擦要素の
締結開始時点。

Claims

【特許請求の範囲】１自動変速機の出力軸クルクの変化を検出する
センサと、該センサにより検出される出力軸トルクの変動
波形を認識する波形認識手段と、該波形認識手段によつて認識される変速時の出
力軸トルクの変動波形に基づいて、変速動作の良
否を評価する変速動作良否判別手段と、該変速動作良否判別手段による評価に対応し
て、自動変速機を構成する変速用の流体圧式摩擦
要素に供給される流体圧を調整する流体圧調整手
段と、前記波形認識手段によつて認識される変速時の
出力軸トルクの変動波形中の特定パターンを検出
する特定パターン検出手段と、前記特定パターンの有無あるいはその状態に応
じて、変速に要する時間を調整する変速所要時間
調整手段とを具備することを特徴とする自動変速
機の変速シヨツク軽減装置。