JPH02245568A - 自動変速機の制御装置 - 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〕 この発明は、自動車の駆動系をニュートラル状態から走
行状態に切り替える際のシフトショックを低減する自動
変速機の制御装置に関するものである。

〔従来の技術］ 一般に知られている自動車用自動変速機の制御装置は、
運転者によって操作されるシフトレバ−と、車速検出セ
ンサとスロットル開度（エンジン負荷）センサを備え、
シフトレバ−位置に応じ、車速およびスロットル開度等
に関係して変速段を自動的に切り換えるようになってい
る。

従来、上記のような自動車用自動変速機の制御装置にお
いて、運転者によってシフトレバ−をニ二一トラルから
ドライブ位置に操作（Ｎ−Ｄシフト）されたときに、変
速機の遊星歯車変速機構を第１速の変速段にする前に、
−時的にギヤ比の小さい第１速以外の変速段を経由させ
、トルクの急激な伝達に伴なう衝撃の発生を防止したも
のが知られている。

また、このシフト制御をさらに改良し、円滑に第１速以
外の変速段が得られるようにシフトレバ−がニュートラ
ル位置にあるときから、予め一つの摩擦要素を結合させ
ておくようにしたもの等も特開昭５５−７８８４５号公
報等により既に知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の自動変速機の制御装置は以上のように構成されて
いるので、Ｎ−Ｄシフト時は第１速の変速段を達成する
前に第１速以外の変速段を経由しなければならず、シフ
ト時間が長くなり、発進時の応答性を損なうことがある
。

また、これを回避する目的でＮ−Ｄシフト時に直接第１
速の変速段を達成しようとすると、油圧式摩擦要素の結
合動作時の油圧を高精度に制御することが必要で、油圧
設定が不適性であると、異常ショックが発生するなどの
問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、自動車の発進に際してのＮ−Ｄシフト時は変
速機の変速段を直接第１速にすることができるとともに
、円滑なトルク伝達ができる自動変速機の制御装置を得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る自動変速機の制御装置は、駆動軸トルク
を検出するトルク検出手段と、このトルク検出手段の出
力に基づき油圧式摩擦要素の結合開始点を検出する結合
開始検出手段と、油圧式摩擦要素の結合開始点以前のエ
ンジン回転数から駆動軸トルクを設定する目標トルク設
定手段と、この目標トルクにトルクセンサで検出した駆
動軸トルクが一致するように油圧式摩擦要素の供給油圧
を電気油圧変換バルブで制御する油圧制御手段と、変速
機の入力軸回転速度の極小点または駆動軸トルクの極大
点を検出して油圧式摩擦要素の結合完了点を検出する結
合完了点検出手段と、この結合開始点から結合完了点ま
でに要した時間を計時したタイマ値が規定値に収束する
ように油圧式摩擦要素の結合完了点の実トルクから目標
トルクを修正して設定する目標トルク学習手段とを設け
たものである。

〔作　用〕

この発明におけるＮ−Ｄシフトは、トルク検出手段で油
圧式摩擦要素の結合開始時点とそれ以後の結合動作中の
駆動軸トルクを検出し、この駆動軸トルクに基づき結合
開始点検出手段により油圧式摩擦要素の結合開始点を検
出し、目標トルク設定手段により、油圧式摩擦要素の結
合開始点以前のエンジン回転数から、駆動軸トルクの目
標値を設定して、油圧制御手段により駆動軸トルクを目
標トルク、に−敗するように油圧式摩擦要素への供給油
圧でフィードバック制御することにより、円滑なトルク
伝達で１速段を達成するとともに、油圧式摩擦要素の結
合開始点から結合完了点までに要した時間が規定の範囲
に収束するように目標トルク学習手段により、油圧式摩
擦要素の結合完了点の実トルクから目標トルクを修正し
てエンジンとのマツチングを容易にする。

〔実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の概略要部構成を示すブロック図であり、
図において、１はエンジン、２はエンジンｌにより駆動
される入力要素（以下、ポンプインペラという）２１で
内部の作動油を回し、この作動油により図示しないステ
ータにょる反力下で出力要素（以下タービンランナとい
う）２２をトルク増大させつつ、回転させるトルクコン
バータである。

３はトルクコンバータ２のタービンランナ２２に連結し
た軸を変速機入力軸３１とし、タイヤに動力を伝達する
軸を変速機出力軸３２として、車両の走行状態に応じた
変速比を与える補助変速機である。

４は補助変速機３内に図示しない液圧式摩擦要素への供
給油圧を制御するための油圧制御部である。

５は入力信号として、トルクコンバータ２のポンプイン
ペラ回転パルス５１．タービンランナ回転パルス５２お
よび補助変速機出力軸回転パルス５３の信号を図示しな
い歯車と電磁ピックアップから検出したものとシフトレ
バ−の選択位置で閉じるスイッチを複数個有し、スイッ
チの開閉状態でその位置を検出するためのシフトレンジ
信号５４と、アクセルペダルに連結し、その踏込量に対
応して変化するエンジンのスロットル開度量をポテンシ
ヨメータで電圧値に変換し、検出するスロットル開度信
号５５と、変速機入力軸３１の軸上に設けられ同軸に加
わるねじり応力を例えば磁歪効果を利用して検出する磁
歪式トルクセンサ５７（特願昭６２−１８２７１３号明
細書に記ｉｆ）から検出し、トルク値に応じた電圧値に
変換して出力される変速機入力軸トルク信号５Ｂとを入
力し、これらの情報に基づいて車両の走行状態に適した
変速段を決定し、変速段の移行に必要な油圧制御信号５
６を出力信号として、油圧制御装置４内の図示しないソ
レノイドバルブへ出力するマイクロコンピュータを主な
構成要素とする制御ユニシトである。

第２図はダブルとニオン方式のプラネタリギヤセット１
組を用いた前進３段の補助変速機３の模式図である。

この第２図において、２０はエンジンにより駆動され、
トルクコンバータ２のポンプインペラ２１と一体で回転
するエンジンクランク軸、３１はトルクコンバータ２の
タービンランナ２２と一体で回転し、補助変速機３に駆
動力を伝えるトルクコンバータの出力軸でもあり、補助
変速機の人力軸である。

３３はダブルピニオン方式のプラネタリギヤセットで、
このプラネタリギヤセント３３はフォワードサンギヤ３
４、リバースサンギヤ３５、リングギヤ３６、シッート
ピニオン３７、ロングピニオン３Ｂ、キャリヤ３９から
なるものである。

上記フォワードサンギヤ３４はリヤクラッチＣ２を介し
て、またリバースサンギヤ３５はフロントクラッチＣＩ
を介してそれぞれトルクコンバータ２の出力軸３１に連
結している。

また、Ｂｌはロー・リバースブレーキ、Ｂ２はセカンド
ブレーキ、３Ｃはトランスミツシランケースで、ロー・
リバースブレーキＢｌはキャリヤ３９のケース３Ｃへの
固定・解放を行ない、セカンドブレーキＢ２はリバース
サンギヤ３５のケース３Ｃへの固定、解放を行なう、リ
ングギヤ３６は補助変速機３の出力軸３２に結合してい
る。

第３図は、この自動変速機の油圧制御回路のブロック図
であり、図中の４０はエンジン１のクランク軸２０上に
設けられたオイルポンプである。

４１はオイルポンプ４０で発生した油圧をライン圧とし
て一定に調圧するためのプレッシャレギュレータバルブ
、４２はシフトレバ−に直結して動作するシフトコント
ロールバルブ、４３〜４５はロー・リバースブレーキＢ
ｌ、セカンドブレーキＢ２、フロントクラッチＣＩへの
供給油圧をたとえば、デユーティ制御婦よってコントロ
ールするためのデユーティソレノイドバルブである。

Ｃ２はりャクラッチで、前進時にシフトコントロールバ
ルブを介して油圧が供給され、結合状態となる。

各変速段における摩擦要素の結合動作の組み合せは、前
進時にはりャクラッチｃ２が結合していて、１速ではロ
ー・リバースブレーキＢｉ２速ではセカンドブレーキＢ
２．３速ではフロントクラッチＣ１が結合状態となる。

後退時には、フロントクラッチＣ１とロー・リバースブ
レーキＢ１が結合状態となる。

次に、Ｎ−Ｄシフトの実施例の作用を第４図。

第５図のフローチャートと第６図のタイムチャートに沿
って説明する。

第４図はメインフローチャートで、ステップ３１では、
運転者によって操作されるシフトレバ−位置を、シフト
レンジ信号５４の例えばビットパターンで検出し、ステ
ップＳ２では、スロットル開度量を読み取り、ステップ
ｓ３では、トルクコンバータ２の入力軸２０．出力軸３
１および補助変速機３の出力軸３２に設けられた図示し
ない歯車と電磁ピックアップとの構成から検出した各軸
回転パルス５１〜５３を制御ユニット５で一定サンプリ
ング周期ごとの平均パルス周期を計測し、エンジン回転
速度（トルクコンバータ２のポンプ回転速度）Ｋ９、補
助変速機３の入力・出力軸回転速度Ｎ１とＮ、（車速相
当）を演算する。

ステップＳ４では、トルクセンサ５７から電圧値として
出力されるトルク信号５８をＡ／Ｄ変換し、変速機入力
軸トルクＴ、として検出する。

ステップＳ５では、シフトレバ−位置によって駆動軸が
ニュートラル状態か、走行状態のどちらに選択されてい
るかを判定し、例えば車を停止してシフトレバ−をＮレ
ンジにしているときは、ステップＳ６へ進み、このステ
ップＳ６では、ソレノイドバルブ４３〜４５を全閉状態
に保つ。

シフトレバ−がＮレンジにある場合は、シフトレバ−に
１１して動作するシフトコントロールバルブ４２によっ
て、各摩擦要素への油圧の供給が断たれるため、駆動軸
はニュートラル状態となる。

一方、運転者が車を発進しようとしてシフトレバ−をＮ
、Ｐ（パーキング）レンジ以外に操作した場合は、ステ
ップＳ７に進み、このステップｓ７では、シフトの種類
がＮ−Ｄシフトかどうか判定し、Ｎ−Ｄシフトでなけれ
ば、ステップＳ８でその他のシフトに関する処理を行な
う、Ｎ−Ｄシフトが選択されれば、ステップＳ９へ進み
、Ｎ−Ｄシフトが実行される。

Ｎ−Ｄシフトの実行フローチャートを第５図に示す、こ
の第５図において、ステップＳ１０では、シフト過程を
フェーズの値で判定し、各フェーズ別に処理を行なう、
Ｎ−Ｄシフト指令時はフェーズ−０であり、ステシブＳ
ｌｌ、Ｓ１２の処理を１回だけ行なう。

ステップＳ１では、ローリバースブレーキＢ１の結合開
始に備えてピストンシリンダ内へ油を充填するため、ソ
レノイドバルブ４３の予め規定したデユーティ率ＤＢＩ
Ｉを出力する。ステップＳ１２では、シフト過程をフェ
ーズ−１にしてメインルーチンへ戻る。

次にシフト過程がフェーズｌに移ると、ステップＳ１３
に進み、ステップ３１３では、変速機入力軸トルクＴ１
のレベルが予め定められたトルク値ＴＩに達したかどう
かで、ローリバースブレーキＢｌの結合開始点を検出し
、Ｔ　Ｌ　＜　Ｔ　ｔの場合は、メインルーチンへ戻り
、ローリバースブレーキＢｌの結合を待つ。

Ｔ１≧Ｔ、からローリバースブレーキＢ１の結合開始点
を検出すると、ステップ３１４〜ステツプＳ１６までの
処理を１回だけ行なう。

ステップＳ１４では、ローリバースブレーキＢ２の結合
開始点以前のエンジン回転速度Ｎ、から結合完了点であ
るｌ速達成時の変速機入力軸トルクＴ、を Ｔ、悶Ｋ　、、　Ｎ　、　　（ｋｇｆ−ｍ）　　　　　
・・・（１）として算出し、最終目標トルクＴ、□１を
設定する。

この（１）式において、 Ｋ１は、ストール時のトルク容量係数であり、トルク比
から求まる定数である。

また、ステップ５１５では、ローリバースブレーキＢ１
の結合動作所要時間を計時するため、タイマをクリア（
ｔ−０）して、スタートさせている。

ステップ３１６では、シフト過程をフェーズ＝２にして
、シフト過程の移行を設定し、メインルーチンへ戻る。

続いて、シフト過程がフェーズ−２に移ると、ステップ
Ｓ１７へ進み、ステップＳ１７では、変速機入力軸回転
速度Ｎ１の極小点の検出か、前記変速機入力軸トルクＴ
、が極大点に達したかどうかで、ローリバースブレーキ
Ｂｌの結合完了点を判定する。

判定結果が結合完了点に達していない場合は、ステップ
Ｓ１８へ進み、ステップ５１Ｂでは、変速機入力軸トル
クの目標値Ｔｔ□を Ｔ＆ｍｔｔｚ＋−’ｒ＋＋（Ｔ＆ｍｉ＋　　’ｒ＋）／
、ａ・ｔ　・・・（２）として、制御周期毎に算出し、
規定時間ｔ＋ｓに最終目標トルクＴｔＨ□に到達するよ
う、ランプ状に目標トルクＴ。徹を設定し、実際のトル
クＴ、が前記目標トルクＴ。１に追従するように、ソレ
ノイドバルブ４３のデユーティ率ＤＢ、、を例えばよく
知られているＰ、１．Ｄ＠ｉ１式に基づいて算出し、油
圧制御信号５６として出力する。

ステップＳ１７での判定結果が、ローリバースブレーキ
Ｂ１の結合完了点を検出した場合は、ステップ３１９〜
ステツプ３２２の処理をして、Ｎ−Ｄシフトを終了する
。

ステップ３１９では、タイマをストップして、シフト過
程フェーズ−２の所要時間ｔ１を計測する。

ステップＳ２０では、ステップＳ１４で設定した目標ト
ルクＴい、が適正であったかどうかを、前記シフト所要
時間ｔ１が予め定められたシフト所要時間ｔ、の所定の
範囲にない場合に、前記（１）式のトルクコンバータ性
能のストール時のトルク容量係数およびトルク比から定
まる定数に１を結合完了点の実軸トルクＴ、と最終目標
トルクＴＬＮＩＩの比（Ｔ、、／Ｔ％、１．）で補正演
算して、新たな定数に、として学習により設定していき
、次回のＮ−Ｄシフトに備える。

ステップＳ２１では、ローリバースブレーキＢ１の油圧
をライン圧にするため、ソレノイドバルブ４３のデユー
ティ率を１００％で出力し、ソレノイドバルブを全開状
態に保ち、１速を達成し、ステップＳ２２でフェーズを
クリアして、Ｎ−Ｄシフト動作を終了する。

第６図はＮ−Ｄシフト過程のタイムチャートを示したも
ので、第６図（ａ）はりャクラッチＣ２の供給油圧、第
６図℃）はローリバースブレーキＢｌの制御油圧、第６
図（Ｃ）はエンジン回転速度Ｎｚ　と変速機入力軸回転
速度Ｎ１、第６図（ロ）は変速機入力軸トルクＴ、と目
標トルクＴ１□、第６図（ｅ）はシフト過程の制御フェ
ーズを示したものである。

なお、上記実施例では、トルクセンサを変速機入力軸上
に設けたが、駆動軸上であれば、どこに設けてもよい。

また、エンジンの回転速度をトルクコンバータ２の入力
軸上に設けられた歯車と電磁ピックアップの構成から検
出した回転パルスから算出したが、これをエンジンの点
火パルスから算出してもよい。

さらに、トルクコンバータ２の出力軸トルクをトルクセ
ンサで検出したが、これをトルクコンバータ２の入力軸
と出力軸回転速度から、トルクコンバータ性能曲線をも
とに演算して求めたトルクを用いてもよい。

また、変速機人力軸トルクの目標値をエンジン回転速度
の関数として求めたが、これをスロットル開度量や吸気
管負圧の関係から求めても同様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、車の発進に伴なうシ
フト動作時において、油圧式摩擦要素の結合開始点直前
のエンジン回転数から第１速達成時の目標トルクを演算
推定し、これを最終目標トルクとしたランプ状の目標ト
ルク波形を設定してトルク検出手段の出力で油圧式摩擦
要素の結合開始点を検出し、それ以後の駆動トルクが目
標値に一敗するように、油圧式摩擦要素の油圧を制御し
て、直接第１速を達成するように構成したので、駆動軸
トルク変化を滑らかに制御することができ、シフトショ
ックが小さく、Ｎ−Ｄシフト時は直接ｌ速の変速段が得
られ、発進の応答性が改善される。

また、学習機能により目標トルクの設定を適性に行なう
ことにより、安定した精度の高いシフト特性が得られ、
エンジンとのマツチングを容易にするなどの効果がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による自動変速機の制御装
置の要部構成を示すブロック図、第２図は同上実施例に
適用されるダブルピニオン方式のプラネタリギヤセット
１＆ｌＩを用いた前進３段の補助変速機の模式図、第３
図は同上実施例に適用される自動変速機の油圧制御回路
のブロック図、第４図は同上実施例のメインフローを示
すフローチャート、第５図は同上実施例のＮ−Ｄシフト
実行フローを示すフローチャート、第６図はＮ−Ｄシフ
ト実行時のタイムチャート図である。 ｌ・・・エンジン、２・・・トルクコンバータ、３・・
・補助変速機、４・・・油圧制御部、５・・・制御ユニ
ット、４０・・・オイルポンプ、４３〜４５・・・デエ
ーティソレノイドバルブ、Ｂｌ・・・ロー・リバースブ
レーキ、２・・・七カ ントブレーキ、 ！・・・フロ トク チ、 ２・・・リヤク ラッチ、 ・・・トルクセンサ。 なお、 図中、 同一符号は同一、 または相当部分 を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 運転者の意図をシフトレバー位置によって判定し、駆動
   軸をニュートラル状態から走行状態に制御する流体式の
   自動変速機の制御装置において、上記駆動軸トルクを検
   出するトルク検出手段と、このトルク検出手段の出力に
   基づき油圧式摩擦要素の結合開始点を検出する結合開始
   点検出手段と、上記油圧式摩擦要素の結合開始点前のエ
   ンジン回転適度から結合開始点後の駆動軸の目標トルク
   を設定する目標トルク設定手段と、上記目標トルクに上
   記トルク検出手段で検出した上記駆動軸トルクが一致す
   るように上記油圧式摩擦要素の供給油圧を電気油圧バル
   ブにより制御する油圧制御手段と、変速機の入力軸回転
   速度の極小点または駆動輪トルクの極大点を検出して上
   記油圧式摩擦要素の結合完了点を検出する結合完了点検
   出手段と、上記油圧式摩擦要素の結合開始点から結合完
   了点までを計時するタイマ手段と、このタイマ手段によ
   り計時されたタイマ値が規定値内に収束するよう上記結
   合完了点の実トルクから目標トルクを修正して設定する
   目標トルク学習手段とを設けたことを特徴とする自動変
   速機の制御装置。