JPH03292451A - 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 この発明はクラッチやブレーキなどの係合手段の係合・
解放の組合せに応じて複数の変速段に設定することので
きる自動変速機における変速のための制御装置に関し、
特にいずれかの変速段を設定するための係合・解放の組
合せのパターンが複数種類ある自動変速機において変速
を制御するための制御装置に関するものである。

従来の技術 自動車などの車両に搭載される自動変速機には、小型で
軽量であること、変速のための制御が容易なこと、変速
ショックが少ないことなどの特性の他に、適当な値の変
速比の変速段を多数設定できることが望まれる。設定可
能な変速段の数を多くするには、歯車列を構成する遊星
歯車機構の数を多くシ、あるいはクラッチやブレーキな
どの摩擦係合手段の数を多くして歯車列を構成している
回転要素の連結関係や固定状態を多様に変えるよう構成
すればよい。本出願人はその一例として、三組の遊星歯
車機構を主体として歯車列を構成し、変速比が等比級数
に近い関係となる前進第１速ないし第５速と後進段とを
主要な変速段とし、その他に第２速と第３速との間の中
間段や、第３速と第４速との間の中間段を設定できる自
動変速機を既に提案した。その自動変速機では、歯車列
を構成している遊星歯車機構の要素同士の連結関係や固
定状態を多様に変えることができるため、設定可能な変
速段数が多くなることに加え、所定の変速段を設定する
ための摩擦係合手段の係合・解放の組合せのパターン（
すなわち係合・解放パターン）が複数種類ある。その係
合・解放パターンには、回転部材の回転数に変化がない
もの、およびいずれかの回転部材の回転数が変わるもの
があり、したがって所定の変速段を設定するための摩擦
係合手段の選択の仕方によっては、変速ショックや変速
制御性、さらには摩擦係合手段の耐久性に大きな影響が
出る。そこで本出願人は、所定の変速段を設定するため
に複数の係合・解放パターンを選択可能な自動変速機を
対象とした変速制御方法であって、複数種類ある係合・
解放パターンのうち変速に伴う回転部材の変動回転数が
所定値以下となるよう係合・解放パターンを選択して変
速を行なう方法を特願平１−２８０９５２号によって既
に提案した。

発明が解決しようとする課題 自動変速機における変速は、一般に、いずれかの係合手
段に油圧を供給してこれを係合させ、あるいはこれと併
せて他の係合手段から排圧してこれを解放させることに
より行なうが、エンジンを含めた回転部材の回転数が変
速の前後で異なるので、その回転変動に伴なう慣性エネ
ルギーを係合手段によって吸収するべく、供給油圧の上
昇がある程度緩慢になるよう調整している。このような
油圧の調整は一般にはアキュームレータによって行ない
、あるいはアキュームレータの特性を、その背圧制御に
より変えることによって行なっているが、回転変動が少
なければ、そのような油圧の調整も容易になって変速シ
ョックの低減に有利となるので、前述した方法では、変
速時の回転部材の回転変動が少なくなるよう制御してい
る。

他方、係合手段に供給される油圧に影響を及ぼす要因は
、前記のアキュームレータやその背圧のみではなく、遠
心力も油圧に影響を及ぼし、その度合は、回転数が多い
ほど、また半径が大きいほど、大きくなる。

しかるに前述した特願平１−２８０９５２号の方法では
、変速に伴なう回転部材の変動回転数のみに着目して係
合手段の係合・解放パターンを選択するから、大径のク
ラッチを係合させて変速を達成する係合・解放パターン
を選択する場合もある。このような場合、当該クラッチ
の係合のタイミングに遠心力が大きく影響し、その結果
、変速ショックが悪化するおそれがあった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、遠心油
圧の影響を少なくして変速ショックを低減することので
きる自動変速機の制御装置を提供することを目的とする
ものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、クラッチを
含む複数の係合手段と、これらの係合手段の係合・解放
の状態に応じて複数の変速段に設定されるとともに所定
の変速段を設定するための前記係合手段の係合・解放の
組合せパターンが複数パターンあるよう構成された歯車
列とを有する自動変速機において、設定すべき変速段を
走行条件に基づいて決定する変速段決定手段と、その変
速段決定手段で決定された変速段が、係合手段の係合・
解放の組合せのパターンが複数種類ある変速段か否かを
判断する変速段判断手段と、その変速段判断手段によっ
て係合手段の係合・解放の組合せのパターンが複数種類
ある変速段であると判断された場合に、それらの係合・
解放の組合せパターンのうち小径のクラッチを係合させ
て変速を達成することになる係合・解放の組合せパター
ンを出力する変速段設定部とを備えていることを特徴と
するものである。

作　　　　　用 この発明においては、設定すべき変速段は変速段決定手
段により走行条件に基づいて決定される。

またこの発明の制御装置は、所定の変速段を設定するた
めの係合手段の係合・解放の組合せのパターン（係合・
解放バタ一二ｌ）が複数種類ある自動変速機を対象とし
ており、そこで、決定された変速段が、複数種類の係合
・解放パターンによって設定できる変速段か否かを変速
判断手段が判断する。そして決定された変速段が、複数
種類の係合・解放パターンによって設定することのでき
る変速段であれば、変速段設定部は、それらの係合・解
放パターンを出力する。その結果、当該クラッチを係合
させる油圧は、その半径が小さいために遠心力の作用が
小さくなり、それに伴ないクラッチの係合のタイミング
が適正化されるので変速ショックが良好となる。

実　　施　　例 つぎにこの発明を実施例に基づいて説明する。

第１図はこの発明の基本構成の一例を示すブロック図で
あって、自動変速機Ａは後述する複数組の遊星歯車機構
を主体とし、複数の摩擦係合手段の係合・解放の組合せ
によって複数の変速段に設定するよう構成された歯車列
を備えている。また各変速段を設定するべく各摩擦係合
手段に油圧を供給し、あるいは排出する油圧制御装置１
０が設けられており、この油圧制御装置１０としては、
油圧ポンプ、調圧弁、シフトバルブ、電磁弁等を含む従
来一般の自動変速機で採用されている構成のものを使用
することができる。この油圧制御装置１０には、各変速
段を設定させるべく信号を出力する電子コントロールユ
ニット１１が接続されており、この電子コントロールユ
ニット１１には、変速段決定部１２と変速段判断部１３
と変速段設定部１４とが設けられている。変速段決定部
ｆｆ−２は、設定すべき変速段を走行条件に基づいて決
定するものであって、より具体的には、スロットル開度
やエンジン（図示せず）の出力トルクなどのエンジン負
荷に相関関係のある信号θと出力軸回転数などの車速に
相関関係のある信号Ｖとをパラメータとした変速線図に
従って変速段を決定するようになっており、この点に関
しては従来の一般の自動変速機と変わるところはない。

また変速段判断部１３は、変速段決定部１２で決定され
た変速段が、複数の係合・解放パターンによって設定で
きる変速段か否かを判断するものである。さらに変速段
設定部１４は、決定された変速段を設定するための係合
手段の係合・解放パターンを出力するものであり、その
出力する係合・解放パターンのうち、複数種類の係合・
解放パターンがある変速段については、小径のクラッチ
を係合させることになる。具体的には後述する。

上記の制御装置で対象とする自動変速機Ａにおける歯車
列の一例を第２図に示す。ここに示す例は、三組のシン
グルビニオン型遊星歯車機構１゜２．３を主体として構
成され、それらの遊星歯車機構１，２．３における各要
素が次のように連結されている。すなわち第１遊星歯車
機構１のキャリヤＩＣと第３遊星歯車機構３のリングギ
ヤ３Ｒとが一体となって回転するよう連結されるととも
に、第２遊星歯車機構２のリングギヤ２Ｒと第３遊星歯
車機構３のキャリヤ３Ｃとが一体となって回転するよう
連結されている。また第１遊星歯車機構１のサンギヤＩ
Ｓは第２クラッチ手段に２を介して第２遊星歯車機構２
のキャリヤ２Ｃに連結される一方、第４クラッチ手段に
４を介して第２遊星歯車機構２のサンギヤ２Ｓに連結さ
れ、さらに第２遊星歯車機構２のキャリヤ２Ｃは第５ク
ラッチ手段に５を介して第３遊星歯車機構３のサンギヤ
３Ｓに連結されている。

なお、上記の各要素の連結構造としては、中空軸や中実
軸もしくは適宜のコネクティングドラムなどの一般の自
動変速機で採用されている連結構造などを採用すること
ができる。

入力軸４は、トルクコンバータや流体継手などの動力伝
達手段（図示せず）を介してエンジン（図示せず）に連
結されており、この入力軸４と第１遊星歯車機構１のリ
ングギヤＩＲとの間には、両者を選択的に連結する第１
クラッチ手段に１が設けられ、また入力軸４と第１ｉｎ
星歯車機構１のサンギヤＩＳとの開には、両者を選択的
に連結する第３クラッチ手段に３が設けられている。

上記の第１ないし第５のクラッチ手段Ｋｌ、〜に５のう
ち第４クラッチ手段に４は、互いに並列の関係にある一
方向クラッチ２０と多板クラッチ２２とによって構成さ
れており、他のクラッチ手段は多板クラッチによって構
成されている。そして第２クラッチ手段に２である多板
クラッチは、図に示すように、第４クラッチ手段に４に
おける多板クラッチ２２より小径であって、半径方向で
内側に配置されている。なお、実用にあたっては、各構
成部材の配置上の制約があるから、各クラッチ手段Ｋｌ
、に２．に３．に４．に５に対する連結部材としてコネ
クティングドラムなどの適宜の中間部材を介在させ得る
ことは勿論である。

また上記の遊星歯車機構１．２．３における回転部材の
回転を阻止するブレーキ手段として、第３遊星歯車機構
３のサンギヤ３Ｓの回転を選択的に阻止する第１ブレー
キ手段Ｂｌと、第２遊星歯車機構２のキャリヤ２Ｃの回
転を選択的に阻止する第２ブレーキ手段Ｂ２と、第２遊
星歯車機構２のサンギヤ２Ｓの回転を選択的に阻止する
第３ブレーキ手段Ｂ３とが設けられている。これらのブ
レーキ手段のうち第１ブレーキ手段Ｂ１は、第３遊星歯
車機構３のサンギヤ３Ｓとトランスミッションケース（
以下、単にケースと記す）６との間に設けられた一方向
クラッチ４０とこの一方向クラッチ４０と並列の関係に
あるバンドブレーキ４２とによって構成されており、ま
た第２ブレーキ手段Ｂ２は第２遊星歯車機構２のキャリ
ヤ２Ｃとケース６もしくはこれと一体の部分との間に設
けた一方向クラッチ６０とこの一方向クラッチ６０に対
して並列の関係に配置された多板ブレーキ６１とで構成
され、さらに第３ブレーキ手段Ｂ３はバンドブレーキに
よって構成されている。なお、実用にあたっては、これ
らのブレーキ手段Ｂｌ。

Ｂ２．Ｂ３とこれらのブレーキ手段Ｂｌ、Ｂ２゜Ｂ３に
よって固定すべき各要素との間もしくはケース６との間
に適宜の連結部材を介在させ得ることは勿論である。

そしてプロペラシャフトやカウンタギヤ（それぞれ図示
せず）に回転を伝達する出力軸５が、互いに連結された
第２遊星歯車機構２のリングギヤ２Ｒと第３遊星歯車機
構３のキャリヤ３Ｃに対して連結されている。

この第１図に示す構成の自動変速機では、前進５段・後
進１段を主たる変速段とし、これに前進第２速と第３速
との間に所謂第２．２速、第２，５速、第２７速の変速
段を付加し、かつ前進第３速と第４速との間に所謂第３
．２速と第３．５速とを付加した前進１０段・後進１段
の変速段を設定することが原理的には可能であり、また
第２．２速、第２．７速、第３２速および第３．５速を
除いた他の変速段では、当該変速段を設定するためのク
ラッチ手段およびブレーキ手段の係合・解放の組合せ（
所謂係合・解放パターン）は複数組あり、これを作動表
として示せば第１表のとおりである。なお、第１表にお
いて、○印は係合することを示し、空欄は解放すること
を示し、また＊印は係合させてもよいことを示し、さら
にこの＊印には第１速の第５クラッチ手段に５や第１ブ
レーキ手段Ｂｌなどのように解放しても変速比や回転状
態に変化が生じないもの、第４速のｂ欄のパターンにお
ける第１ブレーキ手段Ｂｌのように解放すれば変速比は
変化しないが回転状態が変化するもの、第２速のｂ欄の
パータンにおける第４クラッチ手段に４や第３ブレーキ
手段Ｂ３のように他の＊印の手段を係合させていれば解
放しても変速比および回転状態に変化が生じないものを
含む。また第１表および第２表において第２速、第３速
、第４速、第５速および後進段でのａ、ｂ、ｃ・・・の
符号を付した欄は、当該変速段を設定するための係合・
解放パターンのうち遊星歯車機構の回転要素の回転数が
異なるものの係合・解放パターンであることを示し、さ
らに■、■、■・・・の符号は遊星歯車機構の回転要素
の回転数が異ならないものの係合・解放パターン同士の
種別を表わす。

（この頁、以下余白） 第　　１ 表 第２図に示す歯車列を備えた自動変速機Ａを対象とする
制御装置では、エンジン負荷に関連する信号θおよび車
速に関連する信号Ｖに基づいて変速段決定部１２が、第
１表に示す変速段のいずれかを決定する。その場合、主
要変速段である第１速、第２速、第３速、第４速、第５
速のうちいずれかを選択して決定し、第２．２速などの
主要変速段の中間にある中間段は選択しないようにして
もよく、またその変速段の決定方法としては、エンジン
負荷に関連する信号θと車速に関連する信号Ｖをパラメ
ータとして変速点を決めた変速線図をデータ化して記憶
しておき、その変速線図に従って変速段を決定する方法
を採用することができる。

変速段決定部１２で決定された変速段は変速段判断部１
３に入力され、その変速段が複数種類の係合・解放パタ
ーンによって設定できる変速段であるか否かが判断され
る。その場合、前述した主要変速段のいずれかに設定す
るよう予め決めてあれば、判断される変速段の全てが複
数種類の係合・解放パターンで設定できるものとなる。

この変速段判断部１３での判断結果が変速段設定部１４
に入力されると、変速段判断部１４は前記の決定された
変速段を設定する複数の係合・解放パターンのうちから
小径のクラッチを係合させることになる係合・解放パタ
ーンを出力する。具体的には、第２図の歯車列において
、二つのクラッチ手段のうちいずれを係合させても設定
することのできる変速段は、第１表から知られるように
、第２速と第４速である。したがって走行条件に基づい
て第２速を設定するよう決定されている場合には、第２
速を設定するにあたって係合することのできる第２クラ
ッチ手段に２および第４クラッチ手段に４のうち、第２
クラッチ手段に２が小径で内側にあるから、変速段設定
部１４は第２速のａ欄およびｂ欄の係合・解放パターン
のうち第２クラッチ手段に２を係合させることになるａ
欄の係合・解放パターンのいずれかを出力する。また第
４速については、その隣接段である第３速において少な
くとも第１クラッチ手段Ｋｌ　と第３クラッチ手段に３
とを係合させているので、第４速を設定するにあたって
は、変速制御を容易にするために、ａ欄の■の係合争解
放パターンあるいは■の係合・解放パターンのいずれか
を選択することになるが、■の係合・解放パターンは第
２クラッチ手段に２と第４クラッチ手段に４とのうち小
径の第２クラッチ手段に２を係合させる係合・解放パタ
ーンであるので、変速段判断部１４は、第４速を設定す
るためにａ欄の■の係合・解放パターンを出力する。　
なお、第１速などの他の変速段については、変速制御が
容易であり、また回転変動が少ないなど変速制御性が良
好となるよう予め定めた係合・解放パターンが出力され
る。

第３図は上記の第２速および第４速への変速についての
制御ルーチンを示すフローチャートであって、先ずステ
ップｌにおいてエンジン負荷に関連する信号θや車速に
関連する信号Ｖなどの各種のデータを読み込み、それら
のデータで表わされる走行条件に基づいて変速段決定部
１２が、設定すべき変速段を決定する（ステップ２）。

つぎに、決定された変速段についての判断が行なわれ、
第４速であれば（ステップ３でイエス）、第１表におけ
る第４速のａ欄の■の係合・解放パターン（４−ａ−■
）が出力される（ステップ４）また第２速であれば（ス
テップ３でノーで、かつステップ５でイエス）、第１表
における第２速のａ欄の■の係合・解放パターン（２−
ａ−■）が出力される（ステップ６）。

上記のようにして変速段設定部１４から所定の係合・解
放パターンが出力されると、前記油圧制御装置１０は、
当該係合・解放パターンを達成するよう所定の係合手段
に油圧を供給してこれを係合させ、かつ他の係合手段か
ら排圧してこれを解放させる。

したがって上述した制御装置は、小径のクラッチを係合
させて変速を実行するので、そのクラッチを係合させる
油圧に対する遠心力の影響が少なく、その結果、その油
圧が適正に制御されるので変速ショックが低減される。

なお、上述の説明では、第２図に示す歯車列を備えた自
動変速機を対象としたので、第２速と第４速とで、第２
クラッチ手段に２を係合させる係合・解放パターンを選
択することとしたが、クラッチを係合させて達成する変
速段や小径とし得るクラッチは、歯車列の構成によって
種々異なるから、この発明を実施するにあたっては、そ
れらの歯車列に応じて適宜に係合・解放パターンを選択
すればよい。

またこの発明は、複数の係合・解放パターンで所定の変
速段を設定することができる自動変速機であって、しか
もそれらの係合・解放パターンに互いに異なるクラッチ
を係合させることのできる係合・解放パターンが含まれ
ている自動変速機を対象とすることができるのであり、
この種の自動変速機としては、例えば本出願人が既に提
案した特願平１−１８５１５１号、特願平１−１８５１
５２号、特願平１−１８６９９１号、特願平１−１８６
９９２号、特願平１−２０５４７８号、特願平１−２８
０９５７号などの明細書および図面に記載した各構成の
ものを挙げることができる。

発明の詳細 な説明したようにこの発明によれば、遠心力の影響の少
ない小径のクラッチを係合させて変速を達成することに
なるので、係合させるべきクラッチに対する油圧の制御
が適正に行なわれ、その結果、変速ショックを低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成を示すブロック図、第２図
はその自動変速機における歯車列の一例を示すスケルト
ン図、第３図は制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。 １．２．３・・・遊星歯車機構、　ＩＳ、２Ｓ。 ３Ｓ・・・サンギヤ、　　ＩＣ，２Ｃ，３Ｃ・・・キャ
リヤ、ＩＲ，２Ｒ，３Ｒ・・・リングギヤ、　４・・・
入力軸、５・・・出力軸、　１ｏ・・・油圧制御装置、
　１１川電子コントロールユニツト、１２・・・変速段
決定部、１３・・・変速段判断部、　１４・・・変速段
設定部、八−・・自動変速機。 第１図 １ 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 クラッチを含む複数の係合手段と、これらの係合手段の
   係合・解放の状態に応じて複数の変速段に設定されると
   ともに所定の変速段を設定するための前記係合手段の係
   合・解放の組合せパターンが複数パターンあるよう構成
   された歯車列とを有する自動変速機において、 設定すべき変速段を走行条件に基づいて決定する変速段
   決定手段と、その変速段決定手段で決定された変速段が
   、係合手段の係合・解放の組合せのパターンが複数種類
   ある変速段か否かを判断する変速段判断手段と、その変
   速段判断手段によって係合手段の係合・解放の組合せの
   パターンが複数種類ある変速段であると判断された場合
   に、それらの係合・解放の組合せパターンのうち小径の
   クラッチを係合させて変速を達成することになる係合・
   解放の組合せパターンを出力する変速段設定部とを備え
   ていることを特徴とする自動変速機の制御装置。