JPH07119815A - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変速機構における動力伝達経路を形成する摩
擦要素に供給する変速時の作動油圧を、当該変速機への
入力トルクと、変速前後における変速機構の入力回転数
の変化量とに基づいて制御するようにした自動変速機に
おいて、上記変速機構の入力回転数の変化量をより一層
正確に予測し、もって変速時における作動油圧を適切に
制御し得るようにすることを目的とする。 【構成】 出力回転数センサ３５によって検出される自
動変速機２０の出力回転数と変速後における変速段のギ
ヤ比とに基づいて変速終了回転数を予測する。そして、
その変速終了回転数とタービン回転数センサ３４によっ
て検出される変速前のタービン回転数とに基づいて変速
前後におけるタービン回転数の変化量を設定するように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動変速機の油圧制御
装置、特に変速時における摩擦要素締結用の作動油圧
を、変速機への入力トルクと、変速前後における変速機
の入力回転数の変化量とに基づいて制御するようにした
ものに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車などに搭載される自動変速機は、
トルクコンバータを介してエンジン出力トルクが入力さ
れる変速機構の動力伝達経路を複数の摩擦要素の選択的
締結によって切り換えることにより、変速段を運転状態
に応じて自動的に切り換えるように構成したもので、こ
の種の自動変速機には、上記摩擦要素を締結するための
ライン圧を生成する油圧制御回路が備えられる。その場
合に、この油圧制御回路によって生成されるライン圧が
摩擦要素への入力トルクに対して低過ぎると、該摩擦要
素のトルク容量が不足して、所要のトルクを確実に伝達
することができないことになる。逆に、上記ライン圧が
摩擦要素への入力トルクに対して高すぎると、該摩擦要
素の締結時に所謂変速ショックが発生すると共に、オイ
ルポンプを駆動するためのトルクが必要以上に大きくな
ってエンジン出力を徒に消費することになる。

【０００３】これに対しては、例えば特開平４−３３７
１５８号公報に開示されているように、通常時のライン
圧を自動変速機への入力トルクに応じて設定すると共
に、変速時においては、変速前後における変速機構の入
力回転数、即ちタービン回転数の変化量に基づいて上記
ライン圧を補正することが考えられている。

【０００４】これによれば、通常時におけるライン圧が
摩擦要素の入力トルクに適切に対応することになって、
該摩擦要素の所要のトルク容量を確保しつつエンジン出
力のポンプ駆動損失を効果的に低減することが可能とな
ると共に、変速時においては、変速機構の回転変化に起
因する慣性モーメントが適切に吸収されることになっ
て、良好な変速フィーリングが得られることが期待され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報記載の従来技術においても、次のように解決すべき課
題が残されている。

【０００６】つまり、上記公報記載の従来技術において
は、変速前後におけるタービン回転数Ｎｔの変化量ΔＮ
ｔを、次の関係式を用いて算出すると共に、この変化
量ΔＮｔに基づいて変速時におけるライン圧を補正制御
するようになっている。

【０００７】 ΔＮｔ＝Ｎｔｓ（Ｇｓ／Ｇｅ−１） … ここで、Ｎｔｓは変速判定時におけるタービン回転数、
Ｇｓは変速前のギヤ比、Ｇｅは変速後のギヤ比を示す。

【０００８】ところで、この種の自動変速機における変
速制御の形態として所謂トルクディマンド変速がある。
これはアクセルペダルの踏込時などにおいて、エンジン
負荷の増大に伴って運転状態が変速パターンを構成する
シフトダウンラインを通過したときに、変速段をダウン
シフトするように行われる。

【０００９】その場合に、当該自動車がエンジン出力に
よって駆動される正駆動状態におけるトルクディマンド
変速に際して、図１３の実線で示すように、タービン回
転数Ｎｔが変速開始回転数Ｎｔｓ１から変速終了回転数
Ｎｔｅに変化するものとすると、当該自動車が車体の慣
性で走行する惰性走行時におけるトルクディマンド変速
に際しては、タービン回転数Ｎｔは、図の破線で示すよ
うに例えばアイドル回転数Ｎｔｓ０（＜Ｎｔｓ１）から
上記変速終了回転数Ｎｔｅへと変化することになる。

【００１０】しかしながら、上記関係式のＮｔｓの値
にアイドル回転数Ｎｔｓ０を代入してタービン回転数変
化量ΔＮｔを予測すれば、その予測値ΔＮｔ（ｐ）が示
す変速終了回転数Ｎｔｅ’は図の鎖線で示すような値と
なる。つまり、上記変化量ΔＮｔの予測値ΔＮｔ（ｐ）
は実際値ΔＮｔ（ｒ）よりも小さな値に計算されること
になる。したがって、上記予測値ΔＮｔ（ｐ）に基づい
て補正した変速時のライン圧が要求油圧に対応しなくな
って、大きなショックが発生するなど変速フィーリング
が悪化することになるのである。

【００１１】この発明は、変速機構における動力伝達経
路を形成する摩擦要素に供給する変速時の作動油圧を、
当該変速機への入力トルクと、変速前後における変速機
構の入力回転数の変化量とに基づいて制御するようにし
た自動変速機における上記の問題に対処するもので、上
記変速機構の入力回転数の変化量をより一層正確に予測
し、もって変速時における作動油圧を適切に制御し得る
ようにすることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本願の発明は、変速機構
における動力伝達経路を形成する摩擦要素に供給する変
速時の作動油圧を、当該変速機への入力トルクと、変速
前後における変速機構の入力回転数の変化量とに基づい
て制御するようにした自動変速機において、当該変速機
の出力回転数と変速後における変速段のギヤ比とに基づ
いて変速終了回転数を予測する変速終了回転数予測手段
と、該予測手段で予測された変速終了回転数と変速前の
入力回転数とに基づいて上記入力回転数の変化量を設定
する入力回転数変化量設定手段とを設けたことを特徴と
する。

【００１３】

【作用】上記の構成によれば次のような作用が得られ
る。

【００１４】すなわち、当該変速機の出力回転数と変速
後における変速段のギヤ比とに基づいて変速終了回転数
を予測すると共に、予測した変速終了回転数と変速前の
入力回転数とに基づいて変速前後における変速機構の入
力回転数の変化量を設定するようにしているので、惰性
走行状態からの変速時においても上記入力回転数の変化
量が精度よく求められることになり、これによって要求
油圧に適切に対応した作動油圧が設定されることになっ
て、ショックの少ない良好な変速動作が行われることに
なる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。

【００１６】図１に示すように、この実施例に係るエン
ジン１０には、吸気通路１１に、上流側から吸入空気量
を検出するエアフローセンサ１２と、自動的に開閉制御
される第１スロットルバルブ１３と、運転者の操作によ
って開閉制御される第２スロットルバルブ１４とが配設
されていると共に、各気筒毎に燃料噴射弁１５…１５
と、点火プラグ１６…１６とが配設されている。また、
このエンジン１０と共にパワーユニットを構成する自動
変速機２０は、エンジン１０の出力軸１７に連結された
トルクコンバータ２１と、その出力トルク（タービント
ルク）が入力される変速機構２２と、複数の摩擦要素
（図示せず）に選択的にライン圧を供給することにより
上記変速機構２２の変速比（変速段）を切り換える油圧
制御回路２３とで構成されている。

【００１７】さらに、上記エンジン１０及び自動変速機
２０に対する各種の制御のためのコントロールユニット
３０が備えられ、該コントロールユニット３０に、上記
エンジン１０からは、吸気通路１１におけるエアフロー
センサ１２からの信号と、第２スロットルバルブ１４の
開度を検出するスロットル開度センサ３１からの信号
と、エンジン出力軸１７の回転数を検出するエンジン回
転数センサ３２からの信号と、冷却水の温度を検出する
水温センサ３３からの信号とが入力され、また、自動変
速機２０からは、トルクコンバータ２１の出力回転数
（タービン回転数）を検出するタービン回転数センサ３
４からの信号と、変速機構２２の出力回転数を検出する
出力回転数センサ３５からの信号と、作動油の温度を検
出する油温センサ３６からの信号とが入力される。

【００１８】そして、コントロールユニット３０は、上
記各入力信号に基づいて、エンジン１０における燃料噴
射弁１５…１５による燃料噴射制御と、点火プラグ１６
…１６に対する点火制御と、第１スロットルバルブ１３
に対するスロットル制御とを行い、また、自動変速機２
０に対しては、上記油圧制御回路２３に備えられたソレ
ノイドバルブ２４…２４による変速制御と、同じく油圧
制御回路２３に備えられたデューティソレノイドバルブ
２５によるライン圧制御とを行うようになっている。

【００１９】ここで、上記油圧制御回路２３のうちライ
ン圧制御に関連する部分の構成を説明する。

【００２０】図２に示すように、油圧制御回路２３に
は、ライン圧制御用として、オイルポンプ４１から吐出
される作動油の圧力を所定のライン圧に調整するレギュ
レータバルブ４２と、該レギュレータバルブ４２に制御
圧を供給するスロットルモデュレータバルブ４３とが備
えられている。このスロットルモデュレータバルブ４３
には、上記オイルポンプ４１から作動油が吐出されるメ
インライン４４から該作動油を一定圧に減圧するレデュ
ーシングバルブ４５を介して導かれた一定圧ライン４６
が接続され、また、該スロットルモデュレータバルブ４
３から上記レギュレータバルブ４２の一端に設けられた
増圧ポート４２ａに増圧ライン４７が導かれていると共
に、上記一定圧ライン４６から分岐されたパイロットラ
イン４８がスロットルモデュレータバルブ４３の一端の
制御ポート４３ａに接続されている。

【００２１】そして、このパイロットライン４８に、図
１に示したライン圧制御用のデューティソレノイドバル
ブ２５が設置され、該デューティソレノイドバルブ２５
のデューティ率（１ＯＮ，ＯＦＦサイクル中のＯＮ時間
比率）に応じたパイロット圧が上記スロットルモデュレ
ータバルブ４３の制御ポート４３ａに導入されることに
より、上記ライン４６から供給された一定圧が該パイロ
ット圧ないし上記デューティ率に応じた圧力に調整さ
れ、この油圧がライン４７によりレギュレータバルブ４
２の増圧ポート４２ａに供給されるようになっている。
したがって、このレギュレータバルブ４２によって圧力
が調整されるライン圧は上記デューティ率に応じた圧力
となる。

【００２２】次に、上記コントロールユニット３０が行
うライン圧制御を図３に示すフローチャートを参照して
説明する。

【００２３】すなわち、コントロールユニット３０は、
ステップＳ１で図１に示す各センサ１２，３１〜３６か
らの信号がそれぞれ示す吸入空気量、第２スロットルバ
ルブ１４の開度、エンジン回転数、冷却水温、タービン
回転数、変速機構２２の出力回転数、作動油の油温を入
力する。次いで、ステップＳ２で、上記エンジン回転数
Ｎｅに対するタービン回転数Ｎｔの比、すなわちトルク
コンバータ２１の速度比ｅ（＝Ｎｔ／Ｎｅ）の値によっ
て現在の自動車の駆動状態が正駆動状態（ｅ＜１）であ
るか逆駆動状態（ｅ＞１）であるか、つまり当該自動車
がエンジン１０の出力によって駆動されている状態か、
慣性によって走行している状態かを判定する。

【００２４】そして、正駆動状態にある場合には、ステ
ップＳ３〜Ｓ６で、エンジン１０の出力トルクＴｅ及び
トルクコンバータ２１の出力トルク（タービントルク）
Ｔｔを順次算出し、また、逆駆動状態にある場合には、
ステップＳ７で自動変速機２０の変速機構２２に出力側
から入力される逆駆動トルクＴｒを算出する。

【００２５】その場合に、正駆動状態でのエンジントル
クＴｅは、図４に示すように点火時期Ｉｇについての２
次関数として近似することができ、これを式で示せば次
の近似式となる。

【００２６】 Ｔｅ＝−Ａ・（Ｉｇ−Ｂ）² ＋Ｃ … ここで、Ａ，Ｂ，Ｃはエンジン１０の運転状態に応じて
変化する係数であって、図５（ａ），（ｂ），（ｃ）に
示すように、それぞれエンジン回転数Ｎｅと空気充填効
率Ｃｅとをパラメータとするマップとして予め設定され
ている。そこで、上記ステップＳ３においては、まず、
エンジン回転数Ｎｅと吸入空気量Ｑとから現時点の空気
充填効率Ｃｅ１を求めると共に、この空気充填効率Ｃｅ
１と現時点のエンジン回転数Ｎｅ１とを用いて上記各マ
ップから現時点のエンジン１０の運転状態に対応した係
数Ａ１，Ｂ１，Ｃ１を求める。そして、これらの係数Ａ
１，Ｂ１，Ｃ１と現時点の点火時期Ｉｇとを上記式に
代入することによりエンジントルクＴｅを算出する。こ
れにより、実際のエンジントルクが精度よく推定される
ことになる。

【００２７】次に、ステップＳ４においては、シフトダ
ウン変速か否かを判定して、シフトダウン変速ではない
と判定したときにはステップＳ５に進んで、トルクコン
バータ２１の現時点での速度比ｅに基づいて、図６のト
ルク増大特性を示すマップからトルク増大比ｔ（＝Ｔｔ
／Ｔｅ）を求め、このトルク増大比ｔと上記ステップＳ
３で求めたエンジントルクＴｅとを、次の関係式に代
入することによりタービントルクＴｔを求める。

【００２８】 Ｔｔ＝Ｔｅ・ｔ … 一方、上記ステップＳ４においてシフトダウン変速であ
ると判定したときには、上記トルク増大比ｔとエンジン
トルクＴｅとを、次の関係式に代入することによりタ
ービントルクＴｔを求める。

【００２９】 Ｔｔ＝（Ｔｅ−Ｉｄω／ｄｔ）・ｔ … ここで、Ｉは慣性モーメント、ωは角速度を示し、した
がって上記式の右辺の第２項は回転変化によるトルク
の変化を示すことになる。

【００３０】また、ステップＳ７においては、車速に対
応する変速機構２２の出力回転数Ｎｏと、変速段とから
自動変速機２０の変速機構２２に出力側から入力される
逆駆動トルクＴｒを算出する。

【００３１】このようにして、ライン圧の設定の基礎と
なるタービントルクＴｔ及び逆駆動トルクＴｒが正しく
算出されることになる。

【００３２】次に、コントロールユニット３０は、ステ
ップＳ８で、変速段と上記のようにして求めたタービン
トルクＴｔもしくは逆駆動トルクＴｒとから必要ライン
圧Ｐｎを算出する。この必要ライン圧Ｐｎは、各変速段
毎に、一定のタービントルクＴｔもしくは逆駆動トルク
Ｔｒに対して最も高いライン圧が必要とされる摩擦要素
について、図７に示すように、そのライン圧と、タービ
ントルクＴｔもしくは逆駆動トルクＴｒとの間の比例定
数Ｋ１〜Ｋ４，Ｋｒを予め算出しておき、現在の変速段
についての比例定数を上記タービントルクＴｔに乗算す
ることにより求められる。

【００３３】そして、コントロールユニット３０は、ス
テップＳ９で、上記の必要ライン圧Ｐｎをエンジン回転
数Ｎｅに応じて修正し、ベースライン圧Ｐｂを求める。
このライン圧の修正は、エンジン回転数Ｎｅが低い場合
には、オイルポンプの吐出量が不足するため、所定の目
標ライン圧に対応する制御量を出力してもその目標ライ
ン圧が得られないという実情に対して、予めエンジン回
転数Ｎｅが低い場合には、必要ライン圧Ｐｎを高めに修
正し、この修正したライン圧をベースライン圧Ｐｂとす
るものである。具体的には、図８に示すエンジン回転数
Ｎｅと必要ライン圧Ｐｎとをパラメータとするマップに
現時点のエンジン回転数Ｎｅ１及び必要ライン圧Ｐｎ１
を当てはめ、現時点でのベースライン圧Ｐｂ１を求め
る。

【００３４】以上のようにして、摩擦要素が所定の入力
トルクを伝達するのに必要なベースライン圧Ｐｂが、過
不足のない必要最小限の値として求められることにな
る。

【００３５】次に、コントロールユニット３０は、ステ
ップＳ１０で、自動変速機２０の変速段を切り換えるシ
フトフラグＦｓがセットされたか否かを判定し、シフト
フラグＦｓがセットされていないときには、上記ステッ
プＳ１０からステップＳ１１を直ちに実行し、上記ベー
スライン圧Ｐｂをそのまま目標ライン圧Ｐｏとすると共
に、ステップＳ１２で、この目標ライン圧Ｐｏに対応す
るデューティソレノイドバルブ２５のデューティ率Ｄを
演算する。その場合に、同一デューティ率Ｄに対して得
られるライン圧は作動油の油温によって異なるので、図
９に示すように、油温をパラメータとして予め設定され
たマップから、そのときの油温に応じて目標ライン圧Ｐ
ｏに対応するデューティ率Ｄを求める。

【００３６】そして、コントロールユニット３０は、ス
テップＳ１３で、上記のようにして設定されたデューテ
ィ率Ｄのデューティ信号を上記デューティソレノイドバ
ルブ２５に出力する。これにより、図２に示す油圧制御
回路２３のレギュレータバルブ４２により、そのときの
摩擦要素の入力トルクに対して精度よく対応したライン
圧が生成されることになる。

【００３７】一方、コントロールユニット３０は、上記
ステップＳ１０においてシフトフラグＦｓがセットされ
たと判定したときには、ステップＳ１４に移って変速前
後におけるタービン回転数Ｎｔの変化量ΔＮｔを演算す
る。

【００３８】つまり、コントロールユニット３０は、現
時点のタービン回転数Ｎｔｓと出力回転数Ｎｏｓとを取
り込み、これを次の関係式に代入して、その計算結果
をタービン回転数変化量ΔＮｔとするのである。

【００３９】 ΔＮｔ＝Ｎｏｓ・Ｇｅ−Ｎｔｓ … ここで、Ｇｅは変速後の変速段のギヤ比を示す。

【００４０】したがって、当該自動車の惰性走行時にエ
ンジン回転数Ｎｅないしタービン回転数Ｎｔがアイドル
回転数に低下していたとしても、出力回転数Ｎｏは当該
自動車の車速を反映することから、変速時におけるター
ビン回転数Ｎｔの変化が精度よく予測されることにな
る。

【００４１】次に、コントロールユニット３０はステッ
プＳ１５を実行し、変速信号がシフトアップ信号である
かシフトダウン信号であるかを判定する。そして、シフ
トアップ信号であるときにはステップＳ１６で、シフト
ダウン信号であるときにはステップＳ１７で、それぞれ
変速時の増加ライン圧ΔＰを算出する。

【００４２】つまり、シフトアップ時には、上記タービ
ン回転数変化量ΔＮｔに基づいて図１０のマップから変
速時増加ライン圧ΔＰが設定される一方において、シフ
トダウン時には、上記タービン回転数変化量ΔＮｔに基
づいて図１１のマップから変速時増加ライン圧ΔＰが設
定されることになる。その場合に、シフトアップ時のマ
ップでは、上記タービン回転数変化量ΔＮが大きくなる
ほど増加ライン圧ΔＰも大きくなり、シフトダウン時の
マップでは、タービン回転数変化量ΔＮが小さくなるほ
ど増加ライン圧ΔＰが大きくなるように設定されてい
る。これは、シフトアップ時には、タービン回転数変化
量ΔＮｔが大きくなると、摩擦要素が吸収しなければな
らない慣性モーメントが大きくなるため、一定の時間で
変速動作を完了させるためには、ライン圧を高くしてそ
の摩擦要素のトルク容量を大きくしなければならないか
らである。また、シフトダウン時には、上記慣性モーメ
ントはエンジンと摩擦要素とで分担して吸収されるが、
タービン回転数変化量ΔＮｔが小さいときは、エンジン
回転数の上昇量も少ないため、上記慣性モーメントの摩
擦要素で受け持つ割合が大きくなるからである。

【００４３】そして、シフトアップ時においては、コン
トロールユニット３０は、ステップＳ１１で、この変速
時増加ライン圧ΔＰを上記ステップＳ９で求めたベース
ライン圧Ｐｂに加算することにより目標ライン圧Ｐｏを
求めると共に、前述の非変速時の場合と同様に、ステッ
プＳ１２，Ｓ１３に従って、デューティ率Ｄの算出及び
デューティ信号の出力の各動作を行う。

【００４４】また、シフトダウン時においては、コント
ロールユニット３０は、ステップＳ１１で、上記変速時
増加ライン圧ΔＰを上記ステップＳ９で求めたベースラ
イン圧Ｐｂに加算することにより目標ライン圧Ｐｏを求
めると共に、この場合においても、ステップＳ１２，Ｓ
１３に従って、デューティ率Ｄの算出及びデューティ信
号の出力の各動作を行う。

【００４５】その場合において、惰性走行状態からのシ
フトダウン変速時においては、従来においては図１１に
示すようにタービン回転数変化量ΔＮｔの計算値ΔＮｔ
１が実際値ΔＮｔ（ｒ）よりも小さな値となり、それに
伴って変速時増加ライン圧ΔＰの設定値ΔＰ１が大きな
値に設定されることから、図１２の矢印（ア）で示すよ
うに変速時のライン圧も要求油圧に対して高めに制御さ
れることになるのである。

【００４６】しかし、この実施例においては、タービン
回転数変化量ΔＮｔの計算値ΔＮｔ２が実際値ΔＮｔ
（ｒ）とほぼ一致することになる。したがって、変速時
増加ライン圧ΔＰの設定値ΔＰ２が要求値にほぼ等しい
値に設定されることになって、図１２の矢印（イ）で示
すように変速時のライン圧も要求油圧を適切に反映した
適正な値に制御されることになる。これにより、変速時
にライン圧が高すぎることによる変速ショックが回避さ
れることになる。

【００４７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、変速機構
における動力伝達経路を形成する摩擦要素に供給する変
速時の作動油圧を、当該変速機への入力トルクと、変速
前後における変速機構の入力回転数の変化量とに基づい
て制御するようにした自動変速機において、当該変速機
の出力回転数と変速後における変速段のギヤ比とに基づ
いて変速終了回転数を予測すると共に、予測した変速終
了回転数と変速前の入力回転数とに基づいて上記入力回
転数の変化量を設定するようにしているので、惰性走行
状態からの変速時においても上記入力回転数の変化量が
精度よく求められることになり、これによって要求油圧
に適切に対応した作動油圧が設定されることになって、
ショックの少ない良好な変速動作が行われることにな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例の制御システムを示すシステム図であ
る。

【図２】 油圧制御回路の要部を示す回路図である。

【図３】 ライン圧制御の動作を示すフローチャート図
である。

【図４】 エンジントルクの点火時期に対する特性図で
ある。

【図５】 エンジントルクの近似式における各係数を求
めるマップである。

【図６】 トルクコンバータのトルク増大比特性のマッ
プである。

【図７】 ライン圧補正係数のマップである。

【図８】 ベースライン圧を求めるマップである。

【図９】 デューティ率を求めるマップである。

【図１０】 シフトアップ時における変速時増加ライン
圧を求めるマップである。

【図１１】 シフトダウン時における変速時増加ライン
圧を求めるマップである。

【図１２】 実施例の作用を示すタイムチャート図であ
る。

【図１３】 従来の問題点を示すタイムチャート図であ
る。

【符号の説明】

２０ 自動変速機 ２２ 変速機構 ３０ コントロールユニット ３４ タービン回転数センサ ３５ 出力回転数センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 変速機構における動力伝達経路を形成す
   る摩擦要素に供給する変速時の作動油圧を、当該変速機
   への入力トルクと、変速前後における変速機構の入力回
   転数の変化量とに基づいて制御するようにした自動変速
   機の油圧制御装置であって、当該変速機の出力回転数と
   変速後における変速段のギヤ比とに基づいて変速終了回
   転数を予測する変速終了回転数予測手段と、該予測手段
   で予測された変速終了回転数と変速前の入力回転数とに
   基づいて上記入力回転数の変化量を設定する入力回転数
   変化量設定手段とが設けられていることを特徴とする自
   動変速機の油圧制御装置。