JPH0478368A - 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 この発明は車両用の自動変速機を制御する装置に関し、
特に中速段でエンジンブレーキを効かせることのできる
変速段と中速段でエンジンブレーキを効かせることので
きない変速段とを選択することのできる自動変速機の制
御装置に関するものである。

従来の技術 車両用の自動変速機は、遊星歯車機構によって歯車列を
構成し、クラッチやブレーキによって駆動力の伝達経路
を変えることにより複数の変速段に設定するよう構成さ
れていることは広く知られている。したがって自動変速
機の歯車列を構成する遊星歯車機構の数を多くすれば、
設定することのできる変速段の数が多くなり、その−例
として特開昭６０−５７０３６号公報に記載された自動
変速機では、三組の遊星歯車機構を使用することにより
、前進段で最高７段に切換えて設定できるように構成し
ている。そしてその公報には、クラッチあるいはブレー
キに一方向クラッチを用いることにより、変速をスムー
スに行なうことのできる構成が示されている。

すなわち、一般に、自動変速機で変速を実行する場合、
出力軸トルクの急激かつ大きな変動を抑えることが望ま
しく、そのため歯車列における回転部材の回転数の変化
を滑らかに生じさせる必要があるが、変速にあたってい
ずれか一つのクラッチを係合し、かつ他のいずれかのク
ラ・ソチを解放させる所謂クラッチ−ツウ−クラッチ（
ｃｌｕｔａｈ−ｔｏ−ｃｌｕｔｃｈ）の変速を行うとす
れば、それらのクラッチの切換えタイミングを適正に制
御することが難しく、そこで一般には、上述したように
一方面クラッチを使用することにより、いずれかの原振
係合手段の切換えに伴うトルクの変化によって一方面ク
ラッチを自動的に係合あるいは解放させるようにしてい
る。

上述した前進７段を設定可能な自動変速機では、車両に
要求される動力性能や頻繁な変速を避けるために、前進
７段のうちいずれか複数の変速段を選択して設定するこ
とになるが、その場合にお０ても、変速性を良好にする
ために、直結段ある０は最高速段を除いた他の変速段は
、一方向クラッチを作用させて設定することのできる変
速段とすることが一般的である。

発明が解決しようとする課題 一方面クラッチは、トルクの作用する方向に応じて係合
および解放の切換えを生じさせることができ、そのため
所謂中速段などで一方面クラ・ソチを作用させれば、変
速ノヨツクがなく、また制御の容易な変速を行なうこと
ができるが、出力軸側からトルクか入力された場合、一
方向クラッチに作用するトルクの方向が反対となるため
一方面クラッチが解放し、エンジンブレーキが効かなく
なる。従来一般の自動変速機では、ンフトレｌく−によ
ってレンジを選択するようになっており、−船釣な走行
を行なうドライブ（Ｄ）レンジでは、変速性が良好にな
るようにしているために、直結段や最高速段以下の変速
段ではエンジンブレーキが効かず、“２”　レンジや“
Ｌ“　レンジなどの大きい駆動力を得るべく所定の変速
段以上の変速段への変速を制限するレンジでは、前述し
た一方面クラッチと並列に設けである原振係合手段を係
合させてエンジンブレーキを効かせるようにしている。

したがって走行状態に応じてシフトレバ−を切換え操作
すればエンジンブレーキを効かせることができるが、そ
のためには運転者がシフトレバ−を手動操作しなければ
ならない煩わしさがあった。

これを解消するために一方面クラッチを使用しない構成
とすれば、変速ショックが悪化したり変速制御性が悪化
したりすることは前述したとおりである。

この発明は上記の事情を鑑みてなされたもので、走行状
態に応じてエンジンブレーキを自動的に効かせることの
でる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 自動変速機において設定することのできる変速段の数は
、歯車列を構成する遊星歯車機構の数が多いほど多くな
ることは前述したとおりであり、またそれらの変速段の
うちには一方面クラッチなどの一方向性係合手段を係合
させて設定する変速段や多板クラッチなどの両方向性係
合手段のみを係合させて設定する変速段があり、この発
明は、これら二種類の変速段のうち両方向性係合手段を
係合させて設定する変速段と他の変速段とを選択可能な
自動変速機を対象としている。

すなわち第１図においてエンジンＥにトルクコンバータ
Ｔを介して自動変速機Ａが連結されており、エンジンＥ
のスロットル開度θ、トルクコンバータＴのタービン回
転数Ｎ＋、自動変速機Ａの出力軸回転数Ｎｏなどに基づ
いて車両の走行条件を検出する走行条件検出手段１が設
けられている。

この走行条件検出手段１で得られた情報、例えばスロッ
トル開度θが一定値以下で出力軸回転数ＮＯ（すなわち
車速）が増大しているなどの情報によりエンジンブレー
キが必要であることを判定する判定手段２が設けられて
いる。さらに自動変速機へでの変速を実行させるための
油圧制御装ｆｆｉ？ｃには変速段変更手段３が接続され
ており、判定手段２から信号を受けることにより変速段
変更手段３は、設定すべき変速段の種類を変更するよう
構成されている。

作　　　　　用 この発明の装置では、所定の走行条件、例えばスロット
ル開度θが一定値以下であるにも拘らず自動変速機Ａの
出力軸回転数Ｎｏが増大していることを走行条件検出手
段１が検出すると、その出力信号に基づいて判定手段２
がエンジンブレーキを必要とする走行条件であることを
判定し、それに伴って変速段変更手段３は、少なくとも
中速段の変速段が、両方向性係合手段を係合させて設定
する変速段への変速を実行するよう油圧制御装置Ｃに変
速指令信号を出力する。その結果、自動変速機Ａはエン
ジンブレーキの効く変速段を選択して設定され、その場
合、運転者による手動操作は必要としない。

実　　施　　例 つぎにこの発明を実施例に基づいて説明する。

第２図はこの発明の一実施例を概略的に示すブロック図
であって、符号Ｅはエンジン、符号Ｔはトルクコンバー
タ、符号Ａは自動変速機、符号Ｃは油圧制御装置をそれ
ぞれ示し、中央演算装置（ＣＰ　Ｕ）および記憶手段（
ＲＯＭ）等を主体とする電子コントロールユニット（Ｅ
ＣＵ）１０から変速指令信号を油圧制御装置Ｃに出力す
ることにより変速を実行するようになっている。この電
子コントロールユニット１０には、スロットル開度θ、
車速Ｖ１冷却水温度Ｔマ、タービン回転数Ｎ＋、シフト
ポジションなどの各種の信号が人力され、これらの信号
から走行条件を求め、かつ必藍な変速段に設定するよう
構成されている。具体的な制御手順は後述する。

一方、自動変速機Ａは中速段がエンノンブレーキの効く
変速段である第１変速段列と、中速段がエンジンブレー
キの効かない第２変速段列とに切換えて各変速段を設定
することのできる歯車列を備えており、その−例を第３
図にスケルトン図で示しである。

ここに示す例は、シングルビニオン型の三組の遊星歯車
機構１１．１２．１３を用いた例であって、先ず各遊星
歯車機構１１，１２．１３における各回転部材同士の連
結関係について述べると、第１遊星歯車機構１１のキャ
リヤ１１Ｃと第３遊星歯車機構１３のリングギヤ１３に
とが連結され、また第２遊星歯車機構１２のキャリヤ１
２Ｃと第３遊星歯車機構１３のサンギヤ１３Ｓとが連結
され、さらに第２遊星歯車機構１２のリングギヤ１２Ｒ
と第３遊星歯車機構１３のキャリヤ１３Ｃとが連結され
ている。他方、入力軸１４と第１遊星歯車機構１１のリ
ングギヤＩＩＲとの間に第１クラツチＣＩが設けられる
とともに、互いに連結された第２遊星歯車機構１２のキ
ャリヤ１２Ｃおよび第３遊星歯車機構１３のサンギヤ１
３Ｓと第１遊星歯車機構１１のサンギヤＩＩｓとの間に
第２クラツチＣ２が設けられている。また入力軸１４と
第１遊星歯車機構１１のサンギヤｌｌＳとの間に第３ク
ラツチＣ３が設けられ、第１遊星歯車機構１１のサンギ
ヤ１１Ｓと第２遊星歯車機構１２のサンギヤ１２Ｓとの
間に第４クラツチＣ４が設けられている。そしてこの第
４クラツチＣ４と並列に第１一方向クラッチＦ１が設け
られている。

またさらにブレーキ手段として、第２遊星歯車機構１２
のサンギヤ１２Ｓの回転を止めるバンドブレーキである
第１ブレーキＢ１と、第２遊星歯車機構１２のキャリヤ
１２Ｃの回転を止める第２ブレーキＢ２とが設けられ、
この第２ブレーキＢ２と並列に第２一方向クラッチＦ２
が設けられている。

出力軸１５は第２遊星歯車機構１２のリングギヤ１２Ｒ
および第３遊星歯車機構１３のキャリヤ１３ｃに対して
連結され、その回転を阻止するパーキングロック機構１
６が設けられている。

なお、符号１７は入力軸１４用の回転数センサ、符号１
８は出力軸１５用の回転数センサーを示す。

第３図に示す歯車列を備えた自動変速機Ａは、前進段で
９段の変速段を設定することができ、またそれらの変速
段を設定するにあたって係合させる係合手段は、一般の
自動変速機と同様にンフトレハー（図示せず）で選択し
た走行レンジによって異なり、ドライブ（Ｄ）レンジを
選択した場合の各変速段の係合・解放状態を前進段につ
いて示せば第４図のとおりである。なお、第４図中○印
が保合状態を示し、空欄が解放状態を示す。

第３図および第４図から知られるように、直結段である
第４速以外の変速段のうち、正逆両方向にトルクを伝達
できる両方向性係合手段である第１ブレーキＢｌを係合
させる変速段がエンジンブレーキの効く変速段であり、
この変速段を中速段に含む前進５段の変速段列（以下、
仮に第１変速段列とする）は、「２．５速ヰ３．２速キ
３５速キ４速ヰ５速」である。また直結段より低速の変
速段にこの種の変速段を含まない前進５段の変速段列（
以下、仮に第２変速段列とする）は、「１速コ２速＝３
速キ４速ヰ５速」である。

第２図に示す装置は、基本的にはスロットル開度θで示
されるエンジン負荷および車速Ｖに基づいて変速を行な
うが、ドライブレンジを選択している状態でエンジンブ
レーキを必要とする走行条件になると、電子コントロー
ルユニット１０は上記の第１変速段列における各変速段
を選択して設定し、それ以外では第２変速段列における
各変速段を選択して設定する。

その制御の具体例を第５図に示すフローチャートに基づ
いて説明する。

第５図において先ずステップ１では、第１変速段列を選
択することにより“１″に設定されるフラグＦについて
判断を行なう。フラグＦは制御の開始当初はゼロリセッ
トされているから、最初の判断結果は“ノー°であり、
この場合ステップ２に進んでスロットル開度θが所定の
基準値θａより小さいか否かを判断する。その判断結果
が“ノ”てあればリターンし、また“イエス”であれば
車速が増大しているか否かを判断する。すなわち直前に
検出した車速Ｖ　ｎ−１に対して今回検出した車速Ｖｎ
が速いか否かを判断し、その判断結果が“ノー”であれ
ば、すなわち定速走行あるいは減速走行状態であればリ
ターンし、また“イエス。

てあれば、すなわちスロットル開度θが小さいにも拘ら
ず加速している場合には、エンジンブレーキを必要とす
る走行状態なので、変速段列として第１変速段列（２，
５速＃３．２速＃３．５速ヰ４速μ５速）を選択する（
ステップ４）。そしてフラグＦを°ｌ”にセット（ステ
ップ５）した後、ステップ６において１段低速段側の変
速段に変速する。

ここで設定される変速段は、直結段もしくは前記第２ブ
レーキＢ２を係合させてエンジンブレーキが効く変速段
なので、より大きい変速比の状態でエンジンブレーキを
効かせることになる。この第１変速段列に従う１段づつ
のダウンシフトを加速状態が終了するまで、すなわち今
回検出した車速Ｖｌが直前に検出した車速Ｖ　ｎ−１以
下になってステップ７の判断結果が“イエス”になるま
で繰返し行ない、加速状態が終了した後は、スロットル
開度θが第２の基準値θｂ（＞　θａ）より大きいか否
かを判断しくステップ８）、その判断結果が“ノー”で
あればリターンし、また“イエス”であれば、車両を人
為的に加速させる状態になってエンジンブレーキを必要
としないことになるので、変速段列を前述した第２変速
段列に変更しくステップ９）、ついでフラグＦをゼロリ
セットした後、リターンする。

他方、エンジンブレーキを必要とする走行状態にあって
フラグＦが“１”にセットされていることによりステッ
プ１の判断結果が“イエス“となった場合には、これに
続くステップ１１において加速状態にあるか否か、すな
わち直前に検出した車速ｖＯ−１より今回検出した車速
Ｖｎが速いか否かを判断し、その判断結果が“イエス“
であれば、ステップ６に進んで上述した場合と同様な手
順の制御を行なう。またステップ１１の判断結果が“ノ
”であれば、前述したステップ８以降の制御を行なう。

したがって上記の装置によれば、通常の走行時には一方
向クラッチを作用させたスムースな変速を行ない、変速
ショックの少ない、かつ制御の容易な変速を行なうこと
ができ、その状態からエンジンブレーキを必要とする状
態になると、一方向クラッチによって反力を受けない変
速段に変速するから、運転者による操作を必要とせずに
エンジンブレーキを効かせることができる。なお、この
ような変速は、油圧制御装置Ｃにおけるバルブの切換え
や係合させるべき係合手段の切換えを伴うが、これらは
一般の走行のための第２変速段列の変速段を設定する際
に使用するものであって、エンジンブレーキを効かせる
ためのみに用いるものではないから、油路構成が複雑化
したり、係合手段の必要数が多くなったりすることはな
い。

ところで上記の実施例は変速段列の全体を変える例であ
るが、この発明では、中速段のいずれか一つの変速段を
変えることとしてもよい。またこの発明は、少なくとも
中速段の変速段がエンジンブレーキの効く第１変速段と
、中速段がエンジンブレーキの効かない第２変速段とを
選択可能な自動変速機を対象とするものであり、そのた
めの歯車列は第３図に示す構成のものに限定されるもの
ではない。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の制御装置によ
れば、走行条件に応じてエンジンブレーキの効く変速段
に変速されるから、自動的に必要な制動力を得ることが
でき、また通常の走行時はエンジンブレーキの効かない
変速段に設定するので、クラッチ−ツウ−クラッチの変
速を避けて変速ショックが少なくかつ制御の容易な変速
を行なうことができる。

【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
はこの発明の一実施例を示すブロック図、第３図はその
歯車列の一例を示すスケル［・ン図、第４図はドライブ
レンジでの前進段についての係合手段の係合・解放状態
を示す作動表、第５図はその制御ルーチンを説明するた
めのフローチャートである。 １　・走行条件検出手段、　２・・・判定手段、　　３
・変速段変更手段、　　１０・・・電子コントロールユ
ニット、　Ａ・・・自動変速機、　Ｃ・・・油圧制御装
置、Ｅ・・・エノンン、　　Ｔ・・・トルクコンバータ
。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　渡　辺　丈　夫 第１図 第３図 第４図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 少なくとも中速段が、正逆両方向にトルク伝達可能な両
   方向性係合手段を係合させることによりエンジンブレー
   キを効かせることのできる第１の変速段と、一方向のみ
   にトルク伝達可能な一方向性係合手段を係合させて設定
   することによりエンジンブレーキの効かない第２の変速
   段列とを選択可能な自動変速機において、 走行条件を検出する走行条件検出手段と、この走行条件
   検出手段によって得られた情報からエンジンブレーキの
   必要な状態を判定する判定手段と、この判定手段によっ
   てエンジンブレーキが必要であると判定された場合に前
   記第１の変速段に設定する変速段選択手段とを備えてい
   ることを特徴とする自動変速機の制御装置。