| 【発明の名称】 |
ロックアップクラッチの締結力制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】西山 安磨
【氏名】上野 隆司
|
| 【要約】 |
【課題】トルクコンバータのスリップ制御の学習補正の簡素化と、該学習結果を取り入れたスリップ制御自体の簡素化とを図ることを課題とする。
【解決手段】ニューラルネットワークを用いて学習補正量Ｈを算出する。この補正量Ｈは制御開始時デューティ率Ｄ１を補正する学習量の変化分である。今回算出した学習補正量Ｈを今回用いた学習量に加算して運転状態毎にメモリに格納する。次回の同じ運転状態のスリップ制御時に学習量をメモリから読み出して制御開始時デューティ率Ｄ１を補正する。ニューラルネットワークは、制御開始時差回転Ｓ１及びデューティ率Ｄ１、ピストンストローク開始時差回転Ｓ２及びデューティ率Ｄ２、定常状態移行時差回転Ｓ３及びデューティ率Ｄ３、並びに制御開始からピストンストローク開始までの時間Ｔ１を入力情報とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 トルクコンバータの入力部材と出力部材とを完全に締結するロックアップ状態、相対回転可能に締結するスリップ状態、又は完全に解放するコンバータ状態のいずれかに選択的に作動するロックアップクラッチと、該クラッチの締結力を、印加されたデューティ率に応じた大きさの作動圧を該クラッチに供給することにより調整する締結力調整手段と、車両の運転状態に基づいてトルクコンバータを上記のどの状態にすべきかを判定する判定手段と、該判定手段によりスリップ状態にすべきことが判定されたときに所定のデューティ率を制御開始時デューティ率として設定する制御開始時デューティ率設定手段と、該設定手段で設定された制御開始時デューティ率と所定のフィードフォワード制御量とから設定されたフィードフォワードデューティ率を締結力調整手段に印加していくフィードフォワード制御手段と、該制御手段により上記両部材間の差回転と所定の目標差回転との偏差が所定値まで小さくなったときに該時点でのデューティ率をフィードバック制御開始時デューティ率として設定するフィードバック制御開始時デューティ率設定手段と、該設定手段で設定されたフィードバック制御開始時デューティ率と、差回転と目標差回転との偏差に応じて設定されたフィードバック制御量とから設定されたフィードバックデューティ率を締結力調整手段に印加していくフィードバック制御手段とを備えるロックアップクラッチの締結力制御装置であって、上記制御開始時デューティ率設定手段で設定された制御開始時デューティ率を上記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段による締結力調整手段の制御の結果に基づいて学習補正する学習補正手段が備えられていることを特徴とするロックアップクラッチの締結力制御装置。
【請求項２】 学習補正手段は、差回転、デューティ率、又は制御開始時から差回転偏差が所定値まで小さくなったときまでの時間の少なくともいずれかの状態量を入力情報とするニューラルネットワーク演算を用いてデューティ率の学習量を設定し、該学習量を制御開始時デューティ率に加算することを特徴とする請求項１に記載のロックアップクラッチの締結力制御装置。
【請求項３】 学習補正手段は、差回転又はデューティ率として、制御開始時の差回転又はデューティ率と、差回転偏差が所定値まで小さくなったときの差回転又はデューティ率との偏差、及び、差回転偏差が所定値まで小さくなったときの差回転又はデューティ率と、フィードバック制御手段により差回転が安定したときの差回転又はデューティ率との偏差をニューラルネットワーク演算の入力情報とすることを特徴とする請求項２に記載のロックアップクラッチの締結力制御装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータに備えられるロックアップクラッチの締結力制御装置に関し、より詳しくは、トルクコンバータの入力部材と出力部材とのスリップ量を目標スリップ量に収束させるスリップ制御の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、車両に搭載される自動変速機は、トルクコンバータと変速歯車機構とを組み合わせ、この変速歯車機構の動力伝達経路をクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素の選択的作動により切り換えて、所定の変速段に自動的に変速するように構成したものであるが、その場合に、上記トルクコンバータに、そのエンジン側の入力部材と変速歯車機構側の出力部材とを締結したり解放したりするロックアップクラッチが備えられることがある。
【０００３】このロックアップクラッチは、一般に、車速やエンジンのスロットル開度等の車両の運転状態に基いて制御される。例えば、トルク増大作用が要求される高負荷低速領域では、トルクコンバータの入力部材と出力部材とを完全に解放するように（コンバータ状態）、また、燃費性能が重視される低負荷高速領域では、上記両部材を完全に締結するように（ロックアップ状態）、そして、低負荷低速領域や変速時等には、良好な燃費性能を確保しながらショックや振動等を吸収するために上記両部材を相対回転可能に締結するように（スリップ状態）制御される。
【０００４】その場合に、上記コンバータ状態又はロックアップ状態からスリップ状態への移行時には、トルクコンバータの入力部材と出力部材との間の差回転、すなわちスリップ量を所定の目標スリップ量とするために、油圧制御回路に配設したデューティソレノイドバルブ等の締結力調整手段に印加するデューティ率を制御することが一般に行なわれる（スリップ制御）。この制御は、例えばフィードバック制御によって遂行される。すなわち、上記両部材間の実スリップ量と目標スリップ量との偏差に応じてフィードバック制御量を設定し、このフィードバック制御量と、例えばタービントルク等に応じて設定された制御開始時のデューティ率とからフィードバックデューティ率を設定して、このフィードバックデューティ率を上記デューティソレノイドバルブに印加していくのである。
【０００５】デューティ率が印加されたデューティソレノイドバルブは、該デューティ率に応じた大きさの作動圧を生成し、その作動圧をロックアップクラッチの油圧室に供給する。ロックアップクラッチはその作動圧を受けて目標スリップ量が実現するように作動する。このとき、制御開始時は、実スリップ量と目標スリップ量との偏差が大きいから、大きい値のフィードバック制御量が設定される。しかも、デューティ率が印加されてから、作動圧がロックアップクラッチに作用し、それがスリップ量に反映されるまで、どうしても油圧の応答遅れが生じるから、制御にオーバーシュートが発生する可能性がある。
【０００６】例えばコンバータ状態からのスリップ制御時にオーバーシュートが発生すれば、ロックアップクラッチが目標スリップ量を実現させる締結状態を超えて締結方向に作動し過ぎ、不測にロックアップ状態となるショックや、振動、騒音等が発生する。また、ロックアップ状態からのスリップ制御時にオーバーシュートが発生すれば、ロックアップクラッチが目標スリップ量を実現させる締結状態を超えて解放方向に作動し過ぎ、不測にコンバータ状態となるショックが発生する。これらは、いずれも、ユーザの違和感、不快感となって現れる。
【０００７】この問題に対処するためには、フィードバック制御を行う前に、フィードフォワード制御を実行することが考えられる。すなわち、実スリップ量と目標スリップ量との偏差の如何に拘らず予め定められた所定のフィードフォワード制御量と、制御開始時のデューティ率とからフィードフォワードデューティ率を設定して、このフィードフォワードデューティ率を上記デューティソレノイドバルブに印加していくのである。フィードフォワード制御によって実スリップ量と目標スリップ量との偏差が安定、且つ、確実、早期に所定値まで小さくなり、その時点でフィードバック制御に切り換えることによって該フィードバック制御の開始当初からフィードバック制御量が低く抑えられ、オーバーシュートの抑制が図られる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、トルクコンバータやロックアップクラッチあるいはデューティソレノイドバルブ等には個体差や経年変化が生じ、同一内容のスリップ制御を実行しても、あるものは応答特性が敏感でオーバーシュートし、またあるものは応答特性が鈍感で定常状態に落ち着くまでに時間がかかる。これを解消するものとしては、制御の成り行きや結果を理想形と比較してその差に応じた学習量（補正量）を算出しておき、次に同じ制御を同じ条件で実行するときに、該学習量を基本量に加算するいわゆる学習補正制御が知られている。
【０００９】しかしながら、制御開始当初はフィードフォワード制御を行い、そののち所定のタイミングでフィードバック制御に切り換えるという上述のようなスリップ制御では、形態の異なる二つの制御の各々に対して学習補正量を設定する必要が生じる。その結果、例えばフィードフォワード制御で用いるフィードフォワード制御量に補正を加えたり、フィードバック制御で用いるフィードバック制御ゲインを変更したり、あるいはパラメータ検索用の種々のマップやテーブル等を修正したりして、学習補正制御自体が複雑化する。のみならず、そのようにして設定された学習量を用いてスリップ制御を実行する際においても、時々刻々状況が変化する制御中に用いる演算式や演算法、検索用マップやテーブル、ないしは制御則そのものが、それぞれ学習補正の結果に伴って変更され、スリップ制御自体が煩雑化する。
【００１０】例えば、特開平８−２８６８４号公報に開示されているロックアップクラッチの学習補正にあっては、フィードフォワード制御とフィードバック制御とを組み合わせて用いるスリップ制御において、スリップ制御出力値を決定する際に用いる、積分項を含むスリップ制御式、又は、制御偏差を解消するように設定するフィードバック制御出力値のうち、フィードバック制御出力値を学習補正して更新している。
【００１１】本発明は、トルクコンバータのスリップ制御の学習補正における上記のような不具合に対処するもので、学習補正制御自体の複雑化、及び学習を取り入れたときのスリップ制御自体の煩雑化を回避することを課題とする。以下、その他の課題を含め、本発明を詳しく説明する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明者らは、上記課題を解決するべく鋭意研究、検討を重ねた結果、スリップ制御開始時にデューティソレノイドバルブに印可する制御開始時デューティ率が、その後の制御の成り行きに大きく影響することを見出し、該制御開始時デューティ率さえ学習補正の対象とすれば、その後のスリップ制御の成り行き全体を理想形に近づけることができることに着目して、本発明を完成するに至ったものである。
【００１３】すなわち、本発明者らは、ある単一のロックアップクラッチ付きトルクコンバータを被検体とし、フィードフォワード制御及びフィードバック制御の内容を同一にして、スリップ制御開始時のデューティ率のみをいろいろに変化させ、詳細な実験を繰り返し行なったところ、表１及び図１１に示すような結果を得た。
【００１４】なお、この実験は、コンバータ状態からスリップ状態へのスリップ制御について行い、被検体は、デューティ率が高くなるほどロックアップクラッチ解放用の作動油圧が低くなって該クラッチの締結力が上昇し、スリップ量が減少するように構成されたものを用いた。
【００１５】
【表１】
【００１６】ここで、時間Ｔ１は、制御開始時刻ｔ１から、フィードフォワード制御によりロックアップクラッチのピストンがストロークを開始し、その結果、差回転Ｓが目標差回転Ｓｏに所定の範囲まで近づいた時刻ｔ２までの時間である。差回転Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３は、それぞれ、制御開始時刻ｔ１における差回転、上記ピストンストローク開始時刻ｔ２における差回転、上記時刻ｔ２から所定時間ＣＴが経過し、フィードフォワード制御により差回転Ｓが定常状態に落ち着いた時刻ｔ３における差回転である。デューティ率Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、それぞれ、制御開始時刻ｔ１におけるデューティ率、上記ピストンストローク開始時刻ｔ２におけるデューティ率、上記定常状態移行時刻ｔ３におけるデューティ率である。
【００１７】明らかに、制御開始時デューティ率Ｄ１が高い場合は、該デューティ率Ｄ１が適正で理想的なスリップ制御が実現する場合と比べて、オーバーシュートを生じ、且つ、時間Ｔ１が短く、デューティ率Ｄ１とデューティ率Ｄ２との偏差が小さく、差回転Ｓ２と差回転Ｓ３との偏差が大きく、デューティ率Ｄ２とデューティ率Ｄ３との偏差が大きい。そして、この現象は、応答特性が敏感なロックアップクラッチで得られる現象と同じ傾向である。
【００１８】一方、制御開始時デューティ率Ｄ１が低い場合は、該デューティ率Ｄ１が適正で理想的なスリップ制御が実現する場合と比べて、差回転Ｓが目標差回転Ｓｏに収束するまでの時間が長く、且つ、時間Ｔ１が長く、デューティ率Ｄ１とデューティ率Ｄ２との偏差が大きく、差回転Ｓ２と差回転Ｓ３との偏差が小さく、デューティ率Ｄ２とデューティ率Ｄ３との偏差が小さい。そして、この現象は、応答特性が鈍感なロックアップクラッチで得られる現象と同じ傾向である。
【００１９】このことから、トルクコンバータないしロックアップクラッチの個体差は、特に、デューティ率の変化に対する差回転の変化に端的に表われ、しかも、たとえスリップ制御の途中で制御形態がフィードフォワード制御からフィードバック制御に切り換わっても、スリップ制御開始時のデューティ率を補正することで、該スリップ制御全体のその後の成り行きを理想形に近づけることができることがわかった。
【００２０】すなわち、本願の特許請求の範囲における請求項１に記載の発明は、トルクコンバータの入力部材と出力部材とを完全に締結するロックアップ状態、相対回転可能に締結するスリップ状態、又は完全に解放するコンバータ状態のいずれかに選択的に作動するロックアップクラッチと、該クラッチの締結力を、印加されたデューティ率に応じた大きさの作動圧を該クラッチに供給することにより調整する締結力調整手段と、車両の運転状態に基づいてトルクコンバータを上記のどの状態にすべきかを判定する判定手段と、該判定手段によりスリップ状態にすべきことが判定されたときに所定のデューティ率を制御開始時デューティ率として設定する制御開始時デューティ率設定手段と、該設定手段で設定された制御開始時デューティ率と所定のフィードフォワード制御量とから設定されたフィードフォワードデューティ率を締結力調整手段に印加していくフィードフォワード制御手段と、該制御手段により上記両部材間の差回転と所定の目標差回転との偏差が所定値まで小さくなったときに該時点でのデューティ率をフィードバック制御開始時デューティ率として設定するフィードバック制御開始時デューティ率設定手段と、該設定手段で設定されたフィードバック制御開始時デューティ率と、差回転と目標差回転との偏差に応じて設定されたフィードバック制御量とから設定されたフィードバックデューティ率を締結力調整手段に印加していくフィードバック制御手段とを備えるロックアップクラッチの締結力制御装置であって、上記制御開始時デューティ率設定手段で設定された制御開始時デューティ率を上記フィードフォワード制御手段及びフィードバック制御手段による締結力調整手段の制御の結果に基づいて学習補正する学習補正手段が備えられていることを特徴とする。
【００２１】この発明によれば、学習補正を加える対象が制御開始時デューティ率だけであり、その後に行なうフィードフォワード制御及びフィードバック制御の内容については、一切、補正する必要がない。したがって、学習補正制御自体において、例えば、フィードフォワード制御で用いるフィードフォワード制御量に補正を加えたり、フィードバック制御で用いるフィードバック制御ゲインを変更したり、あるいはパラメータ検索用の種々のマップやテーブル等を修正したりすることがなく、学習補正制御の複雑化が回避される。一方、該補正を考慮してスリップ制御を実行する場合においても、例えば、制御中に時々刻々用いる演算式や演算法、検索用マップやテーブル、ないしは制御則そのものが変更されることがなく、スリップ制御自体の煩雑化が回避される。
【００２２】次に、請求項２に記載の発明は、上記請求項１に記載の発明において、学習補正手段は、差回転、デューティ率、又は制御開始時から差回転偏差が所定値まで小さくなったときまでの時間の少なくともいずれかの状態量を入力情報とするニューラルネットワーク演算を用いてデューティ率の学習量を設定し、該学習量を制御開始時デューティ率に加算することを特徴とする。
【００２３】この発明によれば、前述の差回転Ｓ、デューティ率Ｄ、又は制御開始時からピストンストローク開始時までの時間Ｔ１という、個体差の特徴が顕著に現われる車両状態量の少なくとも一つを、ニューラルネットワーク演算の入力情報とするので、精度に優れた学習補正が可能となる。また、ニューラルネットワーク演算を用いることで、学習量の算出、設定が容易化する。
【００２４】次に、請求項３に記載の発明は、上記請求項２に記載の発明において、学習補正手段は、差回転又はデューティ率として、制御開始時の差回転又はデューティ率と、差回転偏差が所定値まで小さくなったときの差回転又はデューティ率との偏差、及び、差回転偏差が所定値まで小さくなったときの差回転又はデューティ率と、フィードバック制御手段により差回転が安定したときの差回転又はデューティ率との偏差をニューラルネットワーク演算の入力情報とすることを特徴とする。
【００２５】この発明によれば、上記差回転Ｓとして、時刻ｔ１における差回転Ｓ１と時刻ｔ２における差回転Ｓ２との偏差、及び、時刻ｔ２における差回転Ｓ２と時刻ｔ３における差回転Ｓ３との偏差、並びに、デューティ率Ｄとして、時刻ｔ１におけるデューティ率Ｄ１と時刻ｔ２におけるデューティ率Ｄ２との偏差、及び、時刻ｔ２におけるデューティ率Ｄ２と時刻ｔ３におけるデューティ率Ｄ３との偏差という、個体差の特徴がより具体的に顕著に現われる車両状態量を、ニューラルネットワーク演算の入力情報とするので、なお一層精度に優れた学習補正が可能となる。以下、実施の形態を通して本発明をさらに詳しく説明する。
【００２６】
【発明の実施の形態】図１に示すように、本実施の形態に係る自動変速機１０は、主たる構成要素として、エンジンの出力がエンジン出力軸１を介して入力されるトルクコンバータ２０と、該コンバータ２０の出力により駆動される変速歯車機構としての第１、第２の遊星歯車機構３０，４０と、これらの遊星歯車機構３０，４０の動力伝達経路を切り換えるクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素５１〜５５及びワンウェイクラッチ５６とを有し、Ｄレンジの１〜４速、Ｓレンジの１〜３速、Ｌレンジの１〜２速、及びＲレンジの後退速が達成される。トルクコンバータ２０の反エンジン側には、コンバータケース２１を介してエンジン出力軸１により駆動されるオイルポンプ１２が配置されている。
【００２７】遊星歯車機構３０，４０は、サンギヤ３１，４１と、サンギヤ３１，４１と噛み合う複数のピニオン３２…３２，４２…４２と、ピニオン３２…３２，４２…４２を支持するピニオンキャリヤ３３，４３と、ピニオン３２…３２，４２…４２と噛み合うインターナルギヤ３４，４４とを有する。
【００２８】トルクコンバータ２０のタービンシャフト２７と第１遊星歯車機構３０のサンギヤ３１との間にフォワードクラッチ５１が、タービンシャフト２７と第２遊星歯車機構４０のサンギヤ４１との間にリバースクラッチ５２が、タービンシャフト２７と第２遊星歯車機構４０のピニオンキャリヤ４３との間に３−４クラッチ５３がそれぞれ介設されている。また、第２遊星歯車機構４０のサンギヤ４１を固定する２−４ブレーキ５４が備えられている。
【００２９】第１遊星歯車機構３０のインターナルギヤ３４と第２遊星歯車機構４０のピニオンキャリヤ４３とが連結され、これらと変速機ケース１１との間にローリバースブレーキ５５とワンウエイクラッチ５６とが並列に配置されている。また、第１遊星歯車機構３０のピニオンキャリヤ３３と第２遊星歯車機構４０のインターナルギヤ４４とが連結され、これらに出力ギヤ１３が接続されている。
【００３０】この出力ギヤ１３と中間伝動機構６０を構成するアイドルシャフト６１上の第１中間ギヤ６２とが噛み合い、また、アイドルシャフト６１上の第２中間ギヤ６３と差動装置７０の入力ギヤ７１とが噛み合って、出力ギヤ１３の回転が差動装置７０のデフケース７２を介して左右の車軸７３，７４に伝達される。
【００３１】表２に上記各摩擦要素５１〜５５及びワンウェイクラッチ５６の作動状態と変速段との関係を示す。
【００３２】
【表２】
【００３３】図２に示すように、トルクコンバータ２０は、エンジン出力軸１に連結されたコンバータケース２１に固設されたポンプ２２と、該ポンプ２２に対向するように配置されて該ポンプ２２により作動油を介して駆動されるタービン２３と、該タービン２３と上記ポンプ２２との間で変速機ケース１１にワンウェイクラッチ２４を介して支持されてトルク増大機能を果たすステータ２５と、コンバータケース２１とタービン２３との間に設けられて該ケース２１を介してエンジン出力軸１とタービン２３とを直結するロックアップクラッチ２６とを有し、上記タービン２３のボス２３ａがタービンシャフト２７にスプライン結合されて、タービン２３の回転がタービンシャフト２７を介して遊星歯車機構３０，４０側に出力される。
【００３４】ロックアップクラッチ２６はコンバータケース２１の平面部２１ａに対向して配置されたクラッチピストン２６ｐを有し、該ピストン２６ｐの反エンジン側のリヤ室２６ｒ内に供給される作動油圧によって上記平面部２１ａに締結される。このときエンジン出力軸１とタービンシャフト２７とが直結する。また、ロックアップクラッチ２６は、上記ピストン２６ｐのエンジン側のフロント室２６ｆ内に供給される作動油圧によって解放される。そして、ロックアップクラッチ２６は、フロント室２６ｆ内に供給される作動油圧を調整することによってスリップ状態に制御される。
【００３５】油圧制御回路８０には、上記リヤ室２６ｒ及びフロント室２６ｆへの作動油圧の給排を制御するロックアップコントロールバルブ８１が備えられている。このバルブ８１には、図示しない油圧源から一定圧に調整されたコンバータ圧を供給するライン８２と、パイロット圧を供給するライン８３と、デューティソレノイドバルブ８４で生成された制御油圧を供給するライン８５とが接続されている。
【００３６】パイロット圧供給ライン８３からパイロット圧が供給されていないときは、スプール８１ａがスプリング８１ｂの付勢力により図面上右側に位置し、コンバータ圧供給ライン８２からのコンバータ圧が解放ライン８６を介してフロント室２６ｆに供給される。これにより、ロックアップクラッチ２６が解放されてコンバータ状態が実現する。
【００３７】一方、パイロット圧供給ライン８３からパイロット圧が供給されると、スプール８１ａがスプリング８１ｂの付勢力に抗して図面上左側に位置し、コンバータ圧供給ライン８２からのコンバータ圧が締結ライン８７を介してリヤ室２６ｒに供給される。これにより、ロックアップクラッチ２６が締結されてロックアップ状態が実現する。
【００３８】そして、このロックアップ状態において、デューティソレノイドバルブ８４で生成された制御油圧が、制御圧供給ライン８５、ロックアップコントロールバルブ８１、及び解放ライン８６を介してフロント室２６ｆに供給されると、ロックアップクラッチ２６の締結力が該制御油圧に応じて制御され、トルクコンバータ２０のポンプ２２とタービン２３との間のスリップ量が制御されてスリップ状態が実現する。
【００３９】この自動変速機１０は、図３に示すように、上記ロックアップクラッチ２６の制御と変速制御とを併せて行うコントロールユニット１００を備える。このコントロールユニット１００は、車速を検出する車速センサ１０１からの信号、エンジンのスロットル開度を検出するスロットル開度センサ１０２からの信号、トルクコンバータ２０の入力回転数であるエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１０３からの信号、トルクコンバータ２０の出力回転数であるタービン回転数を検出するタービン回転数センサ１０４からの信号、及び運転者により選択されているシフト位置（レンジ）を検出するシフト位置センサ１０５からの信号等を入力する。
【００４０】コントロールユニット１００は、これらの各信号が示す車両の運転状態と予め設定された変速マップとから変速段を設定し、その変速段が達成されるように、油圧制御回路８０に備えられた複数の変速用ソレノイドバルブあるいはデューティソレノイドバルブ１０６…１０６に制御信号を出力する。
【００４１】また、コントロールユニット１００は、これらの各信号が示す車両の運転状態と予め設定されたロックアップマップとからトルクコンバータ２０をコンバータ状態、ロックアップ状態、又はスリップ状態のどの状態にすべきかを判定し、その判定した状態が得られるように、上記ロックアップクラッチ用デューティソレノイドバルブ８４に制御信号を出力する。
【００４２】ロックアップマップは車速やエンジンのスロットル開度等の車両の運転状態に応じて設定されている。例えば、図４に示すように、高負荷低速領域はコンバータ状態を実現すべきコンバータ領域とされ、トルクの増大が図られる。低負荷高速領域はロックアップ状態を実現すべきロックアップ領域とされ、燃費の向上が図られる。低負荷低速領域はスリップ状態を実現すべきスリップ領域とされ、燃費の向上とショックの吸収との両立が図られる。
【００４３】次に、上記ロックアップクラッチ２６の具体的制御動作の一例を、コンバータ状態からスリップ状態へ移行する場合のスリップ制御を例にとり説明する。なお、ロックアップクラッチ用デューティソレノイドバルブ（以下単に「ＤＳＶ」と記す）８４は、入力される制御信号のデューティ率（１ＯＮ−ＯＦＦ周期におけるＯＮ時間の比率）が大きいほど低い制御油圧を生成し、ロックアップクラッチ２６の締結力が増大する。したがって、コンバータ状態からスリップ状態へのスリップ制御時は、基本的にＤＳＶ８４に印可するデューティ率が増大する。
【００４４】図５に示すように、コンバータ状態からスリップ状態へのスリップ制御は、運転状態がコンバータ領域からスリップ領域に移行してスリップ制御を開始すべきことが判定された時刻（制御開始時刻）ｔ１からロックアップクラッチ２６のピストン２６ｐがストロークを開始した時刻ｔ２までの時間Ｔ１と、時刻ｔ２から安定したスリップ状態に収束した時刻ｔ３までの時間Ｔ２とに区分され、これらを過渡領域とし、時刻ｔ３以降を定常領域とする。そして、過渡領域では、時刻ｔ２までフィードフォワード制御を実行し、該時刻ｔ２で制御形態を切り換え、時刻ｔ３までフィードバック制御を実行する。また、定常領域では、引き続き、フィードバック制御を実行する。
【００４５】図６のフローチャートにおいて、まずステップＳ１で、スリップ制御フラグＦａが０か否かを判定する。このフラグＦａは運転状態がスリップ領域にないうちは０にリセットされている。したがって、このスリップ制御の１回目のサイクルでは０であるから、ステップＳ２を実行して、上記スリップ制御フラグＦａを１にセットする。
【００４６】次に、ステップＳ３で、学習量Ｇを読み込む。すなわち、図９に示すように、このスリップ制御開始時ｔ１におけるスロットル開度θ１、差回転（＝エンジン回転数センサ１０３で検出されるエンジン回転数Ｎｅ−タービン回転数センサ１０４で検出されるタービン回転数Ｎｔ、又はその絶対値）Ｓ１、及び油温Ｔｐ１に基づいて検索テーブルから学習量Ｇを読み込む。図示したように、学習量Ｇは、スロットル開度（ａ）、差回転（ｂ）、及び油温（ｃ）の各領域毎に区分して検索テーブルに格納されている。
【００４７】例えば、スロットル開度（ａ）は、１０％未満、１０％以上２０％未満、２０％以上３０％未満、３０％以上４０％未満、及び４０％以上の五つの領域に分けられている。また、差回転（ｂ）は、４００ｒｐｍ未満、４００ｒｐｍ以上５００ｒｐｍ未満、５００ｒｐｍ以上６００ｒｐｍ未満、及び６００ｒｐｍ以上の四つの領域に分けられている。そして、油温（ｃ）は、４０℃以上５０℃未満、５０℃以上６０℃未満、及び６０℃以上の三つの領域に分けられている。
【００４８】次に、ステップＳ４で、例えばタービントルク等に応じて別途設定される所定のデューティ率Ｄａに上記学習量Ｇを加算したデューティ率をスリップ制御開始時ｔ１のデューティ率Ｄｆとしてセットする。
【００４９】これにより、フロント室２６ｆ内の制御油圧がコンバータ圧の一定圧から一気に所定の油圧にまで低下し、クラッチピストン２６ｐがストロークを開始するまでの時間Ｔ１、ひいては過渡領域時間（Ｔ１＋Ｔ２）全体が適正に短縮される。
【００５０】然る後、ステップＳ５で、このスリップ制御開始時ｔ１における状態量を計測する。ここで計測された状態量は、後にステップＳ２２で実行する学習制御量Ｈの算出及び学習量Ｇの更新に用いられる。ここで計測される状態量には、差回転（Ｓ＝Ｓ１）、デューティ率（Ｄ＝Ｄｆ＝Ｄ１）、作動油の温度（Ｔｐ＝Ｔｐ１）、スロットル開度（θ＝θ１）、及びタービントルク（Ｔｔ＝Ｔｔ１）等が含まれる。
【００５１】一方、２回目のサイクル以降は、ステップＳ１からステップＳ２〜Ｓ５をスキップして直接ステップＳ６に進む。
【００５２】次に、ステップＳ６で、定常領域フラグＦｂが０か否かを判定する。このフラグＦｂはスリップ制御が定常領域にないうちは０にリセットされている。したがって、過渡領域にあるうちは０であるから、ステップＳ７，Ｓ８を実行して、第１カウンタの値Ｔを１づつインクリメントしたうえで、該カウンタ値Ｔが所定値Ｔｏより大きいか否かを判定する。
【００５３】その結果、カウンタ値Ｔが所定値Ｔｏより大きい場合は、ステップＳ９を実行して、上記定常領域フラグＦｂを１にセットする。つまり、過渡領域時間（Ｔ１＋Ｔ２）を上記所定時間Ｔｏに設定しているのである。
【００５４】一方、カウンタ値Ｔが所定値Ｔｏより大きくない場合は、ステップＳ９をスキップして直接ステップＳ１０に進む。また、定常領域に入った以降は、ステップＳ６からステップＳ７〜Ｓ９をスキップして直接ステップＳ１０に進む。
【００５５】次に、ステップＳ１０で、フィードバック制御フラグＦｃが０か否かを判定する。このフラグＦｃはクラッチピストン２６ｐがストロークを開始していないうちは０にリセットされている。したがって、時刻ｔ２までは０であるから、ステップＳ１１で、第２カウンタの値Ｔ１を１づつインクリメントしたうえで、ステップＳ１２で、デューティ率Ｄのフィードフォワード制御を実行する。このフィードフォワード制御は、例えば、上記の制御開始時のデューティ率Ｄｆに、所定のフィードフォワード制御量（デューティ率の増分）ｄｆを順次加算していき、得られたデューティ率（フィードフォワードデューティ率：Ｄｆ＝Ｄｆ＋ｄｆ）をＤＳＶ８４に印加することにより行なわれる。
【００５６】これにより、フロント室２６ｆ内の制御油圧が段階的に低下し、クラッチピストン２６ｐがストロークを開始する状態に、安定、且つ、確実、早期に近づいていく。
【００５７】次に、ステップＳ１３を実行して、実差回転Ｓが所定の差回転Ｓａ以下か否かを判定する。その結果、実差回転Ｓが所定差回転Ｓａ以下である場合は、ステップＳ１４を実行して、上記フィードバック制御フラグＦｃを１にセットする。つまり、クラッチピストン２６ｐがストロークを開始したことを実差回転Ｓが所定差回転Ｓａ以下まで低下したことで判定しているのである。
【００５８】そして、ステップＳ１５で、このクラッチピストン２６ｐがストロークを開始した時点ｔ２のデューティ率Ｄｆをフィードバック制御開始時ｔ２のデューティ率Ｄｂとしてセットする。
【００５９】然る後、ステップＳ１６で、このピストンストローク開始時ｔ２における状態量を計測する。ここで計測された状態量もまた後のステップＳ２２で実行する学習制御量Ｈの算出及び学習量Ｇの更新に用いられ、ステップＳ５のスリップ制御開始時ｔ１の場合と同様に、差回転（Ｓ２）、デューティ率（Ｄｂ＝Ｄ２）、油温（Ｔｐ２）、スロットル開度（θ２）、及びタービントルク（Ｔｔ２）等が含まれると共に、さらに、スリップ制御開始時ｔ１からこのピストンストローク開始時ｔ２までの時間、すなわち、ステップＳ１１でインクリメントした第２カウンタの最終値Ｔ１が含まれる。
【００６０】一方、フィードバック制御に入った以降は、ステップＳ１０からＳ１１〜Ｓ１６をスキップして直接ステップＳ１７に進む。
【００６１】次に、ステップＳ１７で、デューティ率Ｄのフィードバック制御を実行する。このフィードバック制御は、例えば、上記のフィードバック制御開始時のデューティ率Ｄｂに、目標スリップ量Ｓｏと実スリップ量Ｓとの偏差に応じて算出したフィードバック制御量（制御デューティ率）ｄｂを加算し、得られたデューティ率（フィードバックデューティ率：Ｄｂ＝Ｄｂ＋ｄｂ）をＤＳＶ８４に印加することにより行なわれる。
【００６２】これにより、過渡領域においては、実スリップ量Ｓが目標スリップ量Ｓｏに向けて収束し、また、安定したスリップ状態に収束した定常領域においては、実スリップ量Ｓが目標スリップ量Ｓｏに維持されるように、ロックアップクラッチ２６の締結力がフィードバック制御される。
【００６３】次に、ステップＳ１８で、定常領域フラグＦｂが０か否かを判定する。そして、まだ過渡領域が続いており、０であるときは、そのままリターンする。一方、過渡領域が終了しており、１であるときは、ステップＳ１９で、第４のフラグＦｄが０か否かを判定する。このフラグＦｄもまた過渡領域が続いているうちは０にリセットされている。したがって、過渡領域終了後の最初の一回目は０であるから、そのときのみステップＳ２０を実行して、この第４のフラグＦｄを１にセットする。
【００６４】そして、ステップＳ２１で、この定常領域移行時ｔ３における状態量を計測する。ここで計測された状態量もまた次のステップＳ２２で実行する学習制御量Ｈの算出及び学習量Ｇの更新に用いられ、ステップＳ５のスリップ制御開始時ｔ１及びステップＳ１６のピストンストローク開始時ｔ２の場合と同様に、差回転（Ｓ３）、デューティ率（Ｄ３）、油温（Ｔｐ３）、スロットル開度（θ３）、及びタービントルク（Ｔｔ３）等が含まれる。そして、次に、ステップＳ２２で、学習補正量Ｈの算出と、該補正量Ｈの学習量Ｇへの反映、すなわち学習量Ｇの更新とを実行する。
【００６５】一方、過渡領域終了後の２回目のサイクル以降は、ステップＳ１９からステップＳ２０〜Ｓ２２をスキップしてそのままリターンする。また、ステップＳ１３において、実差回転Ｓが所定差回転Ｓａ以下でないと判定した場合もまたステップＳ１４〜Ｓ２２をスキップしてそのままリターンする。
【００６６】次に、ステップＳ２２の学習補正量Ｈの算出及び学習量Ｇの更新を、図７のフローチャート、及び図８、図９のブロック線図に従って説明する。
【００６７】すなわち、図示するように、学習補正量Ｈは、中間層、伝達関数、出力層を具備するニューラルネットワークを用いて演算する。ニューラルネットワークの出力層からは、今回ステップＳ３でテーブル検索して用いた学習量Ｇ（ｎ−１）を補正するための学習制御量Ｈが出力される。つまり、この学習制御量Ｈは、今回の学習量Ｇ（ｎ−１）からの変化分である。
【００６８】そして、この出力値である学習制御量Ｈは、次回の同じ条件、すなわち同じスロットル開度（ａ）の領域、同じ差回転（ｂ）の領域、及び同じ油温（ｃ）の領域でのスリップ制御のために、学習量Ｇに反映される（学習量Ｇの更新）。すなわち、今回の学習量Ｇ（ｎ−１）にこの学習制御量Ｈを加算して得られた値で、検索テーブルの該当する区域内に格納されている値を書き換えるのである。
【００６９】これにより、条件（ａ），（ｂ），（ｃ）の略全領域に亘って学習量Ｇが更新されていき、いずれの運転状態においても、適正な学習補正が担保される。
【００７０】図７のフローチャートにおいて、まずステップＳ３１で、今回ステップＳ５，Ｓ１６，Ｓ２１で計測した状態量のうち、スリップ制御開始時ｔ１、ピストンストローク開始時ｔ２、及び定常状態移行時ｔ３における各差回転Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３、デューティ率Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３、及びスリップ制御開始時ｔ１からピストンストローク開始時ｔ２までの時間Ｔ１を正規化する。
【００７１】次に、ステップＳ３２で、これらの状態量を入力信号（入力情報）とし、一方、理想とする差回転Ｓ１とＳ２との偏差ΔＳｏ１２、差回転Ｓ２とＳ３との偏差ΔＳｏ２３、デューティ率Ｄ１とＤ２との偏差ΔＤｏ１２、デューティ率Ｄ２とＤ３との偏差ΔＤｏ２３、及び時間Ｔｏ１を教師入力として、実差回転偏差ΔＳ１２（＝│Ｓ１−Ｓ２│），ΔＳ２３（＝│Ｓ２−Ｓ３│）、実デューティ率偏差ΔＤ１２（＝│Ｄ１−Ｄ２│），ΔＤ２３（＝│Ｄ２−Ｄ３│）、及び時間Ｔ１がそれぞれ上記理想値をとるときのスリップ制御開始時ｔ１のデューティ率Ｄ１に関する学習制御量Ｈをニューラルネットネットワーク演算により演算する。
【００７２】なお、図７のステップＳ３２において、「Ｗ１」、「Ｋ１」、「Ｗ２」、「Ｋ２」と表記したのは、それぞれ、定数で、マトリックスである。また、「ＩＮ」と表記したのは、入力情報、「Ｘ」と表記したのは、その他の状態量、すなわち、油温Ｔｐ１，Ｔｐ２，Ｔｐ３、スロットル開度θ１，θ２，θ３、タービントルクＴｔ１，Ｔｔ２，Ｔｔ３等の状態量、を含む複数の状態量である。さらに、「ｔａｎｈ」との表記はハイパボリックタンジェントである。
【００７３】そして、ステップＳ３３で、このようにして演算され、出力層から出力された学習制御量Ｈを学習量へ反映させて、今回テーブルから読み出した学習量Ｇ（ｎ−１）の更新を行なう。更新された学習量Ｇは、次回、同条件でスリップ制御が行なわれるときに、この検索テーブルから読み出され、制御開始デューティ率Ｄｆの設定に用いられる。
【００７４】このように、トルクコンバータ２０、ロックアップクラッチ２６、ないしはＤＳＶ８４の個体差や経年変化等により、スリップ制御中に同じデューティ率ＤをＤＳＶ８４に印加しても、オーバーシュートしたり、定常状態になるまでに長い時間がかかったりする不具合を是正するための学習補正において、補正する対象が制御開始時デューティ率Ｄｆだけであり、その後に行なう、例えばフィードフォワードデューティ率やフィードバックデューティ率の算出法等の制御の内容については、一切、補正しない。
【００７５】したがって、学習補正制御自体において、例えば、フィードフォワード制御で用いるフィードフォワード制御量ｄｆに補正を加えたり、フィードバック制御で用いるフィードバック制御ゲインを変更したり、あるいは学習量Ｇの検索用テーブル等の種々のマップやテーブル等を修正したりすることがないから、学習補正制御自体の複雑化が回避される。
【００７６】また、学習補正を考慮してスリップ制御を実行する際においても、例えば、制御中に時々刻々用いる制御量の演算式や演算法、検索用マップやテーブル、ないしは制御則そのものが変更されることがないから、スリップ制御自体の煩雑化もまた回避される。
【００７７】その場合に、差回転Ｓ、デューティ率Ｄ、あるいは制御開始時からピストンストローク開始時までの時間Ｔ１という、個体差の特徴が顕著によく現われる状態量を入力情報とするニューラルネットワークで上記学習量Ｇを演算するから、該学習量Ｇが簡単に算出され、また、精度に優れた学習補正が可能となる。
【００７８】特に、制御開始時ｔ１の差回転Ｓ１とストローク開始時ｔ２の差回転Ｓ２との偏差ΔＳ１２、ストローク開始時ｔ２の差回転Ｓ２と定常領域移行時ｔ３の差回転Ｓ３との偏差Δ２３、及び、これらの各時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３に対応するデューティ率間の偏差ΔＤ１２，ΔＤ２３という、個体差の特徴がよりよく具体的に顕著に現われる状態量を入力情報とするから、なお一層精度に優れた学習補正が可能となる。
【００７９】以上のように構築した、制御開始時デューティ率学習補正付きのスリップ制御システムを実機に適用してスリップ制御を実行した。すなわち、図１０に示すように、最適な定常スリップ状態が実現するときの制御開始時デューティ率（実線）よりも５％高い制御開始時デューティ率（鎖線）からスタートして、同じ開始時差回転、同じ制御内容、及び同じその他の条件でスリップ制御を繰り返し行なった。
【００８０】その結果、スリップ制御の実行回数が増えるに伴って、図中矢印アで示すように、ピストンストローク開始時刻ｔ２が遅くなり、また、矢印イで示すように、差回転の変化が緩やかとなり、そして、矢印ウで示すように、制御開始時デューティ率が低下していった。
【００８１】符号ａで示す１回目のスリップ制御では、目標差回転を超えてオーバーシュートを起こしていたものが、符号ｂで示すように略５回目で最適な過渡領域時間で目標値に収束して定常スリップ状態に移行した。そして、符号ｃで示すように１０回目で、最適な制御開始時のデューティ率に収束した。
【００８２】この場合の過渡領域時間、つまりスリップ制御開始指令の出力から定常スリップ状態に落ち着くまでの時間は、およそ２．０〜２．５秒とした。これにより、図４に例示したロックアップマップのスリップ領域の略全域において、車種毎や、ロックアップクラッチの応答特性の違い毎に、制御開始時デューティ率の設定をやり直す必要がなくなることがわかった。
【００８３】
【発明の効果】以上のように、本発明は、ロックアップクラッチのスリップ制御において、スリップ制御開始時にデューティソレノイドバルブに印可する制御開始時デューティ率が、その後のスリップ制御の成り行き全体を大きく支配することを見出し、したがって、スリップ制御開始時のデューティ率さえ学習補正すれば、その他の制御変数や制御内容等は、一切、補正、変更、修正する必要がないことに着目して完成されたものであるから、学習補正制御自体の複雑化が回避でき、学習を取り入れたときのスリップ制御自体の煩雑化が回避できる。本発明は、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバータを搭載した自動変速機等一般に広く好ましく適用可能である。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３１３７
【氏名又は名称】マツダ株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１１年１１月１７日（１９９９．１１．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３０１３
【弁理士】
【氏名又は名称】福岡 正明
|
| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１０５１（Ｐ２００１−１４１０５１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２７０５０ |
|