JPH01224552A - 多段自動変速機の変速制御装置 - 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） 本発明は多段自動変速機の変速シジック防止を目的とし
た変速制御装置に関するものである。

（従来の技術） 多段自動変速機としては従来、複数の歯車変速機構をタ
ンデムに具え、これら歯車変速機構のギヤ比の組合せに
より多数の変速段を設定したものがあり、本願出願人も
先に特願昭６２−２１５１４８号により主遊星歯車変速
機構及び創遊星歯車変速機構をタンデムに設け、創遊星
歯車変速機構の減速状態と主遊星歯車変速機構の第１速
乃至第３速とで第１速乃至第３速を選択し、創遊星歯車
変速機構の直結状態と主遊星歯車変速機構の第３速又は
第４速とで第４速及び第５速を選択するようにした５速
自動変速機を提案済である。

（発明が解決しようとする課題） しかしてこのような方式で多段化を達成する自動変速機
では、成る隣接変速段間で変速比の差が大きくなるのを
避けられず、本願出願人が先に提案した上記５速自動変
速機では第１速及び第２速間で変速比の差が大きくなる
。

この５速自動変速機が第５図中瞬時も、に実線の如く第
１速から第２速へ変速する場合について述べると、これ
ら隣接変速段間の変速比の差Δεが大きいために、変速
前後でエンジン回転数の変化や変速機出力トルクの段差
も大きく、大きな変速ショックを生ずる。

（課題を解決するための手段） 本発明変速制御装置はこの問題解決のため第１図に概念
を示す如く、複数の歯車変速機構をタンデムに具え、こ
れら歯車変速機構−のギヤ比の組合せにより多数の変速
段を設定した多段自動変速機゛において、変速比の差が
大きな隣接変速段間の変速を検知する変速検知手段と、
この変速に際し前記歯車変速機構の少なくとも１個をギ
ヤ比変更して前記隣接変速段間の変速比を持った変速シ
ョック防止用中間変速段を経由させる中間変速段設定手
段とを設けたものである。

（作　用） 多段自動変速機は、歯車変速機構のギヤ比の組合せによ
り設定した多数の変速段を順次選択し、これら変速段で
動力を伝達する。

そして、変速比の差が大きな隣接変速段間での変速に際
しては、これを検知する変速検知手段に応答し中間変速
段設定手段が、歯車変速機構の少なくとも１個をギヤ比
変更して上記隣接変速段間の変速比を持った変速シボツ
ク防止用中間変速段を経由し、当該変速を実行させる。

よって、変速比の差が大きな隣接変速段間での変速時と
難も、変速比が中間変速段の経由で段階的に最終変速比
に至ることとなり、大きな変速ショックが発生するのを
防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す多段自動変速機の変速
制御システムを、又第３図はこのシステムにより変速制
御すべき歯車変速機構を夫々示す。

先ず、第３図の歯車変速機構を説明するに、１は入力軸
、２は出力軸を夫々示す。これら入出力軸１，２を同軸
突合せ関係に設け、入力軸１上に同心に主遊星歯車変速
機構３を、又出力軸２上に同心に副遊星歯車変速機構４
を夫々配置する。

主遊星歯車変速機構３は、本願出願人が１９８７年に発
行した「オートマチックトランスミッションＲＥＪＲＯ
ＩＡ型整備要領書Ｊ　　（Ａ２６１ＧＯ？）中筒１−５
３頁に記載の変速機構と同じもので、２個の第１及び第
２遊星歯車組５．６をタンデムに具え、これらは夫々第
１及び第２サンギヤ５ｓ＋６ｓ、第１及び第２リングギ
ヤ５ＩＩ、６１１、これらサンギヤ及びリングギヤに噛
合するビニオン５ｐ　＋　　６Ｆ　、これらビニオンを
回転自在に支持する第１及び第２°キャリア５．．６ｃ
よりなる単純遊星歯車組とする。

サンギヤ５．をバンドブレーキＢ／Ｂにより固定可能と
する他、リバースクラッチＲ／Ｃにより入力軸１に結合
可能とする。キャリア５．はハイクラッチＨ／Ｃにより
入力軸１に結合可能とする他、ローワンウェイクラッチ
Ｌ１０ＷＣにより入力軸１と逆の方向へ回転不能とする
と共に、ローリバースブレーキＬＲ／Ｂにより固定可能
とする。キャリア５ｃは更にフォワードクラッチＦ／Ｃ
により、ローワンウェイクラッチＬ１０ＷＣと同方向に
配置したフォワードワンウェイクラッチＦ１０ＷＣのア
ウタレースに結合可能とし、フォワードワンウェイクラ
ッチのインナレースをリングギヤ６＝に結合する。又リ
ングギヤ６ＲはオーバーランクラッチＯＲ／Ｃによりキ
ャリア５．に結合可能とし、サンギヤ６３を入力軸１に
結合する。

副遊星歯車変速機構４は第３遊星歯車組７を具え、これ
を第３サンギヤ７３、第３リングギヤ７Ｒ１これらに噛
合するビニオン７７、及びビニオン７゜を回転自在に支
持する第３キヤリア７ｃよりなる単純遊星歯車組とする
。主遊星歯車変速機構３の出力要素であるキャリア６ｃ
にリングギヤ７１１を結合し、キャリア７ｃを出力軸２
に結合する。リングギヤ７、は更にダイレクトクラッチ
Ｄ／Ｃにより適宜サンギヤ７３に結合可能とする。そし
て、サンギヤ７、をリダクシツンツンウエイクラッチＲ
Ｄ１０ＷＣにより入力軸ｌと逆の方向の回転を阻止する
他、リダクシッンブレーキＲＤ／Ｂにより適宜固定可能
とする。

上記実施例の歯車変速装置は、前記クラッチやブレーキ
を次表に示す組合せで作動させる（Ｏ印で示す）ことに
より前進第１速乃至第５速及び後退の変速段を得ること
ができる。

先ず、主遊星歯車変速機構３の作用を説明するに、フォ
ワードクラッチＦ／Ｃを作動させると、これによりフォ
ワードワンウェイクラッチＦ１０ＷＣ及びローワンウェ
イクラッチＬ１０ＷＣを介してリングギヤ７、が入力軸
１と逆方向の回転を阻止される。

このため入力軸１からサンギヤ６、への回転はピニオン
６Ｆをリングギヤ６、ｌ内で転勤させ、キャリア６ｃを
入力軸ｌと同方向に減速して正転させる１速状態となる
。この時の変速比はサンギヤ６３とリングギヤ６Ｒのギ
ヤ比をα２とすると、アロｃが入力軸１と同方向へ高速
で逆駆動される時、ワンウェイクラッチＦ１０ＷＣ，Ｌ
ｌｏＷＣの開放により入力軸１に逆駆動力が伝わらず、
エンジンブレーキは得られない。エンジンブレーキの希
望時は、前記表中Δ印で示すようにオーバーランクラッ
チＯＲ／Ｃ及びローリバースブレーキしＲ／Ｂを作動さ
せてワンウェイクラッチＦ１０ＷＣ及びＬｌｏＷＣの解
放をころす必要がある。

フォワードクラッチＦ／Ｃ及びバンドブレーキＢ／Ｂを
作動させると、バンドブレーキＢ／Ｂにより　。

サンギヤ５．が固定されて反力受けの用をなし、フォワ
ードクラッチＦ／Ｃ及びフォワードワンウェイクラッチ
Ｆ１０ＷＣの作動と相俟って入力軸１からサンギヤ６、
への動力はキャリア６ｃを１速状態より高速で正転させ
、２速状態が得られる。この時の変速比はサンギヤ５３
とリングギヤ５Ｒとのある。しかして、逆駆動力はフォ
ワードワンウェイクラッチＦ１０ＷＣの解放により入力
軸１に至らず、エンジンブレーキが得られない。エンジ
ンブレーキの希望時は、前記表中Δ印で示すようにオー
バーランクラッチＯＲ／Ｃを作動させてフォワードワン
ウェイクラッチＦ１０ＷＣの解放をころす必要がある。

フォワードクラッチＦ／Ｃ及びハイクラッチｌ（／Ｃを
作動させると、これらによりリングギヤ６Ｒが入力軸１
と共に回転するようになり、入力軸１に結合されている
サンギヤ６、とリングギヤ６Ｒの一体回転によりキャリ
ア６゜が入力軸１と同一の回転を行う３速（直結）選択
状態が得られる。この状態でもフォワードワンウェイク
ラッチＦ１０ＷＣは逆駆動時解放されてエンジンブレー
キを得られなくするため、エンジンブレーキの要求時は
オーバーランクラッチＯＲ／Ｃを作動させてフォワード
ワンウェイクラッチＦ１０ＷＣの解放をころす必要があ
る。

ハイクラッチＨ／Ｃ及びバンドブレーキＢ／Ｂを作動さ
せると、ハイクラッチ１１／Ｃの作動でキャリア５ｃが
入力軸１と共に回転し、バンドブレーキＢ／Ｂの作動で
サンギヤ５ｃが固定されるため、サンギヤ５．上でのピ
ニオン５．の転動を介し、リングギヤ５Ｒ１従ってキャ
リア６、は増速下に正転し、ことができる。

リバースクラッチＲ／Ｃ及びローリバースブレーキＬＲ
／Ｂを作動させると、リバースクラッチＲ／Ｃの作動で
サンギヤ５．が入力軸１と共に回転し、ローリバースブ
レーキＬＲ／Ｂの作動でキャリア５ｃが固定されるため
、リングギヤ５ｊｌ　％従ってキャリアれは入力軸１と
逆方向に逆転され、変速比が−一の後退選択状態を得る
ことができる。

αｌ ・次に、創遊星歯車変速機構４の作用を説明するに、リ
ダクションブレーキＲＤ／Ｂを作動させると、サンギヤ
７、が固定され、キャリア６、からリングギヤ７Ｒへの
回転動力はビニオン７ｐをサンギヤ７、の周りに転勤さ
せつつキャリア７６、従って出力軸２へ減速下に伝達さ
れ、減速状態が得られる。この時の変速比は、サンギヤ
７ｓとリングギヤ７Ｒのギヤ比をα３とすると１＋α３
になる。

ダイレクトクラッチＤ／Ｃを作動させると、サンギヤ７
ｓがリングギヤ７Ｒに結合されてキャリア６、の回転動
力がそのままキャリア７、より出力軸２へ伝達される直
結状態を得ることができる。

なお、リダクションブレーキＲＤ／Ｂを作動状態から非
作動状態に切換える時、ダイレクトクラッチ口／Ｃの作
動前にサンギヤ７、がキャリア６ｃ及びリングギヤ７え
と逆の方向へ回転すると、ダイレクトクラッチＤ／Ｃの
摩耗を早めるだけでなく、これを作動した時のショック
が大きくなり、変速ショックの原因となる。しかして、
ワンウェイクラッチＲＤ１０ＷＣはリングギヤ７Ｒの上
記の回転を防止し、上述の問題を解消するのに有用であ
る。

変速装置全体としては前記の表から明らかなように、主
変速機構３の１速と副変速機構４の減速ｌ速（超低速段
）を得ることができ、副変速機構４はこのままに保持し
て主変速機構３を第２速、第３速（直結）状態にするこ
とで夫々、変速比かの第２速及び第３速を得ることがで
きる。そして、主変速機構３を第３速（直結）状態のま
まに保持し、副変速機構４を直結状態にすることで、変
速比が１の第４速（直結変速段）を得ることができ、副
変速機構４を直結状態のままに保持して主変速機構３を
４速（増速）状態にすることで、変速比又、後退の変速
段は副変速機構４の減速状態で主変速機構３を後退状態
にすることにより得るこαｌ る。

更に前記の表に示した変速比の例は、ギヤ比α、。

α２．α３を夫々遊星歯車組５〜７の強度上及び耐久上
好ましいとされる０、４〜０．６の範囲内において、０
．４４．０．６．０．４１と定めた場合の値であるが、
この変速比の例からも明らかなように適切な変速比を得
ることができると共に、最低速段（第１速）と最高速段
（第５速）との間の変速比幅が大きくなるような態様で
歯車変速装置の５速化を達成することができる。

かかる歯車変速機構においては、前記の表における変速
比の例からも明らかなように第１速と第２速との間で変
速比の差が大きく、これら変速段間での変速時前記した
変速ショックの問題を生ずる。ところで、この変速は創
遊星歯車変速機構４を減速状態に保ったまま、主遊星歯
車変速機構３を１速と２速との間で変速させで行うが、
主遊星歯車変速機構３の１速と創遊星歯車変速機構の直
＝２．６６７であり、第１速及び第２速の中間の変速比
が得られることから、本例ではかかる変速比の中間変速
段を経由して１→２変速を行うことにより当該変速時の
変速ショックを軽減するようになす。

これがため、上記歯車変速機構の変速制御システムを第
２図の如くに構成する。このシステムは主遊星歯車変速
機構３用の主変速制御油圧回路２０と、それ以外の副変
速制御油圧回路３０とで構成し、後者の回路３０により
創遊星歯車変速機構４を選択的に減速状態又は直結状態
となし有るようにする。

なお、主変速制御油圧回路２０は当然、前記文献「オー
トマチックトランスミッションＲＥＪＲＯＩＡ型整備要
領書」に記載のものと同じものとし、５１で示すシフト
ソレノイドＡ及び５２で示すシフトソレノイドＢのＯＮ
で主遊星歯車変速機構３を１速選択状態に、シフトソレ
ノイドＡのＯＦＦで変速機構３を２速選択状態に、シフ
トソレノイドＢもＯＦＦすることで変速機構３を３速選
択状態に、又シフトソレノイドＡを再びＯＮすることで
変速機構３を４速選沢状態にすることができる。そして
主変速制御油圧回路２０の内部におけるライン圧ＰＬ、
パイロット圧Ｐ、及びアキュムレータ圧ＰＡを副変速制
御油圧回路３０に導く。

副変速制御油圧回路３０はシフト弁３１を有し、この弁
はスプール３１ａをばね３１ｂにより左半部図示の位置
に弾支して具える。ばね３１ｂがら遠いスプール３１ａ
の端面が臨む室３１ｃに回路３２を接続し、この回路中
に設けた小径オリフィス３３及び大径オリフィス３４間
を３５で示す・シフトソレノイドＣのドレンボート３５
ａに通じさせる。シフトソレノイドＣは常態で、ばね３
５ｂのばね力を受けるプランジャ３５ｃがドレンボート
３５ａを開くため、室３１ｃにパイロット圧ＰＰを供給
せず、シフト弁スプール３１ａを図中左半部位置にする
ものとする。従ってシフトソレノイドＣはコイル３５ｄ
のＯＮ時、プランジャ３５ｃをばね３５ｂに抗して進出
させることによりドレンボート３５ａを塞ぎ、室３１ｃ
にパイロット圧ｐｐを供給してシフト弁スプール３１ａ
を図中右半部位置にする。

シフト弁３１は、左半部状態で出力ポート３１ｄをライ
ン圧（ＰＬ）導入回路３６に、又出力ポート３１ｅをド
レンボート３！ｆに夫々通じ、右半部状態で出力ボート
３１ｄ、　３１ｅを夫々ドレンボート３１ｇ及び回路３
６に通じるものとする。

シフト弁出力ポート３１ｄ、　３１ｅは夫々ワンウェイ
オリフィス３７．３８を介して創遊星歯車変速機構４（
第２図参照）のダイレクトクラッチＤ／Ｃ及びリダクシ
ョンブレーキＲＤ／Ｈに接続する。

ダイレクトクラッチＤ／Ｃには更にアキュムレータ３９
を接続し、このアキュムレータは段付ピストン３９ａ及
びばね３９ｂよりなり、主変速制御油圧回路２０内にお
けるアキュムレータと同様に機能するようアキュムレー
タ圧Ｐ＾を供給する。

上記実施例の変速制御油圧回路は以下の如くに作用する
。

即ち、シフトソレノイドＣをＯＦＦ　してドレンボート
３５ａを開き、シフト弁３１を左半部状態にすると、出
力ボート３１ｄ、　３１ｅが夫々回路３６及びドレンボ
ート３１ｆに通じ、ダイレクトクラッチＤ／Ｃを油圧Ｐ
Ｏ／Ｃにより作動させると共にリダクションブレーキＲ
Ｄ／Ｂを非作動にして創遊星歯車変速機構４を減速状態
にする。この減速状態で、主変速＠御油圧回路２０内に
おけるシフトソレノイドＡ、ＨのＯＮ、　ＯＦＦにより
前記した通り主遊星歯車変速機構３を１速、２速又は３
速選択状態にすると、多段自動変速機は前記の表に示す
如く第１速、第２速又は第３速を得ることができる。

次に、シフトソレノイドＣをＯＮＬ、てドレンボート３
５ａを塞ぎ、室３１ｃへのパイロット圧Ｐ２によりシフ
ト弁３１を右半部状態にすると、出力ポート３１ｄ、　
３１ｅが夫々ドレンボート３１ｇ及び回路３６に通じ、
リダクションブレーキＲＤ／Ｂを油圧ｐＨ１１／１１に
より作動させると共にダイレクトクラッチＤ／Ｃを非作
動にして創遊星歯車変速機構４を直結状態にする。この
直結状態で、主変速制御油圧回路２０内におけるシフト
ソレノイドＡ、ＢのＯＮ、　ＯＦＦにより主遊星歯車変
速機構３を３速又は４速選択状態にすると、多段自動変
速機は前記の表に示す如く第４速（直結）又は第５速（
オーバードライブ）を得ることができる。

なお、上記の作用により得られる第１速乃至第５速と、
シフトソレノイドＡ、Ｂ、ＣのＯＮ、　ＯＦＦの組合せ
とを表により示すと次表の如くである。

又、シフトソレノイドＣのＯＮによりシフト弁３１を右
半部状態にして創遊星歯車変速機構４を減速状態にして
おき、主変速制御油圧回路２０により主遊星歯車変速機
構３を後退選択状態にすると、多段自動変速機は前記の
第１表に示す如く後退変速段を得ることができる。

次に、主変速制御油圧回路２０内のシフトソレノイドＡ
、Ｂ及び副変速制御油圧回路３０内のシフトソレノイド
Ｃを電子制御するシステムを説明する。

このシステムはマイクロコンピュータを可とするコント
ローラ４０を具え、これにエンジンスロットル開度ＴＨ
を検出するスロットルセンサ４１からの信号と、車速■
を検出する車速センサ４２からの信号とを入力する。コ
ントローラ４０はこれら入力情報を基に第４図の制御プ
ログラムを実行して主変速制御油圧回路２０内のシフト
ソレノイドＡ、Ｂ及び副変速制御油圧回路３０内のシフ
トソレノイドＣをＯＮ、　ＯＦＦ　Ｌ、以下の如くに多
段自動変速機の変速制御を行う（但し第４図では本発明
にかかわる前進自動変速制御の１部のみを示す）。

即ち、先ずステップ６０で車速Ｖ及びスロットル開度Ｔ
Ｈを読込み、次のステップ６１でこれら車速Ｖ及びスロ
ットル開度から判る現在の運転状態に最適な目標変速段
を決定する。次のステップ６２では、この目標変速段と
現在の変速段との対比から変速すべきか否か、又変速す
べきなら変速の種類を判断する。

変速不要なら制御をステラフ６０に戻し、シフトソレノ
イドＡ、Ｂ、ＣのＯＮ、　ＯＦＦを現在のままに保って
現在の変速段を維持する。

１→２変速が必要なら、つまり現在第１速で第２速への
アップシフト変速が必要なら、制御をステップ６３〜６
８に進めて以下の如くに本発明が目的とする変速ショッ
ク防止を行いつつ当該変速を遂行する。

ステップ６３では、ｌ→２変速のため本来前記第２表の
通すシフトソレノイドＣをＯＮのままに保つところなが
ら、これを−旦ＯＦＦする。このＯＦＦは創遊星歯車変
速機構４を前記した通り減速状態から直結状態に切換え
る。

一部ステップ６４．６５で、当該シフトソレノイドＣＯ
ＯＦＦ後における経過時間をタイマ律により計測すると
共に、このタイマＴＭの計測時間が上記創遊星歯車変速
機構４の切換えに要する時間に対応した設定時間Ｔ１以
上を示しているか否かをチエツクする。ＴＭ＜Ｔ、の間
はステップ６６〜６８をスキップするため、主遊星歯車
変速機構３は１速選択状態に保たれ、創遊星歯車変速機
構４が上記減速状態から直結状態への切換えを終了する
時、多段自動変速機は第１速と第＝２．６６７）を持っ
た中間変速段となる。

その後はステップ６４が１≧Ｔ、を判別することから制
御をステップ６６に進めてタイマ翔をクリアし、ステッ
プ６７でシフトソレノイドＣを本来のＯＮに切換えると
共に、ＯＮ状態のシフトソレノイドＡをＯＦＦする。

これにより創遊星歯車変速機構４が本来の減速状態に復
帰し、主遊星歯車変速機構３が１速選択状態から２速選
択状態へ切換ねり、多段自動変速機を上記中間変速段か
ら第２速へ変速させることができる。

次のステップ６８ではシフトソレノイドＡ、Ｂ、ＣのＯ
Ｎ、　ＯＦＦから現在の変速段（今の場合第２速）をメ
モリし、ステップ６２での変速判断に資する。

よって、当該■→２変速は第５図中点線で示す如く、中
間変速段を経由して実行され、瞬時１＋から設定時間Ｔ
１が経過した瞬時ｔ２に第２速への変速を終了すること
となる。これがため、変速比の差が大きな第１速から第
２速への変速時と難も、変速比が中間変速段経由で段階
的に最終変速比に達し、大きな変速ショックが発生する
のを防止することができる。

なお、２→１ダウンシフト変速についても同様の処理に
より変速ショックが大きくなるのを防止し得る。

又、変速比の差が大きくないとその他の変速については
、ステップ６９．７０により２→３変速処理につき例示
する如く通常通りにシフトソレノイドＡ、Ｂ。

ＣをＯＮ、　ＯＦＦ切換えして変速判断結果に応じた変
速を遂行することができる。

（発明の効果） かくして本発明変速制御装置は上述の如く、変速比の差
が大きな隣接変速段間（図示例では第１速及び第２速間
）の変速時、複数の歯車変速機構のうち少なくとも１個
を（図示例では創遊星歯車変速機構４を）ギヤ比変更し
、隣接変速段間の変速比を持った中間変速断を経由して
、当該変速を行う構成としたから、変速比の変化が段階
的となって大きな変速ショックが生ずるのを確実に防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明変速制御装置の概念図、第２図は本発明
装置の一実施例を示す多段自動変速機の変速制御システ
ム図、 第３図はこのシステムにより変速制御する歯車変速機構
の半部スケルトン図、 第４図は同システムにおけるコントローラの制御プログ
ラムを示すフローチャート、 第５図は同システムによる１→２変速時の変速比経時変
化を従来の変速制御による変速比経時変化と比較して示
すタイムチャートである。 １・・・入力軸　　　　　　２・・・出力軸３・・・主
遊星歯車変速機構 ４・・・創遊星歯車変速機構 ５・・・第１遊星歯車組　　６・・・第２遊星歯車組７
・・・第３遊星歯車組 ＲＤ／ト・・リダクションブレーキ Ｄ／Ｃ・・・ダイレクトクラッチ ２０・・・主変速制御油圧回路 ３０・・・副変速制御油圧回路 ３１・・・シフト弁 ３５、５１．５２・・・シフトソレノイド３７、３８・
・・ワンウェイオリフィス３９・・・アキュムレータ　
　４０・・・コントローラ４１・・・スロットルセンサ ４２・・・車速センサ 特許出願人　　日産自動車株式会社 代理人弁理士　　杉　　村　　暁　　秀同弁理士　杉　
村　興　作

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、複数の歯車変速機構をタンデムに具え、これら歯車
   変速機構のギヤ比の組合せにより多数の変速段を設定し
   た多段自動変速機において、変速比の差が大きな隣接変
   速段間の変速を検知する変速検知手段と、 この変速に際し、前記歯車変速機構の少なくとも１個を
   ギヤ比変更して前記隣接変速段間の変速比を持った変速
   ショック防止用中間変速段を経由させる中間変速段設定
   手段とを設けたことを特徴とする多段自動変速機の変速
   制御装置。