JPH0492152A - 自動変速機の変速制御方法 - 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、自動変速機において変速を制御するための
方法に関し、特に所定の変速段を設定するための摩擦係
合手段の係合・解放の組合せパターンが複数種類ある自
動変速機での変速を制御する方法に関するものである。

従来の技術 周知のように車両用の自動変速機では、クラッチやブレ
ーキなどの摩擦係合手段を適宜に係合あるいは解放させ
ることにより、歯車列における駆動力の伝達経路を変え
て所定の変速段に設定している。これらの摩擦係合手段
は、一般には、油圧サーボ機構によって動作させるよう
構成しており、変速の際には、その油圧サーボ機構に供
給しあるいは油圧サーボ機構から排出する油圧を制御し
て滑かな変速を行なうようにしている。

これは、エンジンを含む回転部材の回転変動を滑かにし
、出力軸トルクの急激な変化に起因する変速ショックを
可及的に低減するためである。このような目的のために
ドレンコントロールバルブをエンジン負荷や車速に応じ
て制御する方法を本出願人は特開昭６１−９９７０号に
よって既に提案した。

発明が解決しようとする課題 上述した本出願人の提案にかかる方法は、変速時に解放
させる摩擦係合手段のドレン圧をドレンコントロールバ
ルブにより、エンジン負荷や車速に応じた一定時間保持
する方法であり、この種のコントロールバルブを変速の
際に解放動作させられることのある全ての摩擦係合手段
に付設すれば、変速ショックの少ない良好な変速を常時
行なうことができる。しかしながら」−述した排圧調整
用のコントロールバルブや供給圧を調整する調圧ノくル
ブなどを各摩擦係合手段の油圧サーホ機構に付設すると
すれば、油圧制御装置が大型化し、また重量やコストが
増大する不都合が生しる。

また上記の調圧のための手段を、限られた範囲で使用す
る場合、高精度の制御を必要とする摩擦係合手段にのみ
用いることになるから、その摩擦係合手段を切換え動作
させない変速については、変速ショックか悪化するおそ
れかある。

この発明は上記の事情を背景としてなさたれものて、変
速ショックを悪化させることなく、装置の小型化を図る
ことのできる制御方法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、複数の摩擦
係合手段とこれらの摩擦係合手段の係合・解放の状態に
応して変速比の互いに異なる複数の変速段に設定される
歯車列とを備え、かつ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が複数種類
ある自動変速機での変速を制御するにあたり、変速の際
に、前記所定の変速段を設定するだめの摩擦係合手段の
係合・解放の組合せのパターンを変更することにより、
いずれかの摩擦係合手段を完全係合状態から滑り状態に
変化させ、もしくは滑り状態から完全係合状態に変化さ
せて変速を開始あるいは終了させる方法である。

作　　　　　用 この発明の方法で対象とする自動変速機は、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（以下、係合・解放パターンと記す）が複数
種類あるよう構成されたものである。したがって所定の
変速段を設定している状態で係合・解放パターンを変え
れば、係合したままのいずれかの摩擦係合手段にかかる
負荷トルクが変化する。そこでこの発明では、変速の際
に解放される摩擦係合手段のトルク伝達容量を、変速前
において必要最小限としておき、例えば変速の前後で保
合状態を変える必要のない摩擦係合手段を係合もしくは
解放させて係合・解放パターンを変更してその摩擦係合
手段にかかる負荷トルクを増大させ、その結果、その摩
擦係合手段が完全係合状態から滑り状態になることによ
り変速を開始させる。あるいはこれとは反対に、変速途
中での摩擦係合手段の負荷ｌ・ルクが、変速完了時に必
要な最小トルク伝達容量より大きくなる係合◆解放パタ
ーンを使用して滑り状態としておき、その係合・解放パ
ターンを最終的には変更して前記摩擦係合手段にかかる
負荷トルクを下げてその摩擦係合手段を完全保合状態に
することにより変速を終了する。

したかって完全係合状態と滑り状態とに変化させられる
摩擦係合手段は他の摩擦係合手段を係合あるいは解放さ
せて係合・解放パターンを変えることによりその状態が
変化させられるから、その摩擦係合手段自体には油圧の
調整手段が無くてもよ（、また調圧手段を設けてあって
も特に作用させる必要がない。

実　　施　　例 つきにこの発明の方法を実施例に基づいて説明する。

この発明の方法の一例は第１図のフローチャトのとおり
であるが、先すその方法を適用する自動変速機について
説明する。

第２図はその自動変速機の一例を示すものであって、三
組のシングルピニオン型遊星歯車機構１２．３を主体と
した歯車列は、各遊星歯車機構１゜２．３における各要
素を次のように連結して構成されている。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ＩＳ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クラソ
千手段に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ト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
かできる。

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）を介してエンジノ（図示せず）に連
結されており、この人力軸４と第１遊星歯車機構１のリ
ンクギヤ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か設けられ、また入力軸４と第１遊星
歯車機構１のサンギヤＩＳとの間には、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。

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゜Ｋ３．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との
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Ｂ１と、第２遊屋歯軍機構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、第１遊星歯車機構１のサンギ
ヤＩＳの回転を選択的に阻止する第４ブレーキ手段Ｂ４
とが設けられている。

なお、実用にあたっては、これらのブレーキ手段Ｂ１．
Ｂ２．Ｂ３．Ｂ４とこれらのブレーキ手段Ｂｌ、Ｂ２．
Ｂ３．Ｂ４によって固定すべき各要素上の間もしくはケ
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か、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２２速、第２５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３２速
と第３５速とを付加した前進１０段・後進１段の変速段
を設定することか原理的には可能であり、また第２２速
、第２７速、第３２速および第３５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。またそれぞれの係合・解放パター
ンにおける摩擦係合手段の負荷トルクを、入力トルクを
“１”とした場合の比率で第２表に示す。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Ｂ１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しないも
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速および後進段ての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 表 第１表は原理的に設定可能な変速段を示すものであり、
実用の際にはこれらの変速段のうちから動力性能や加速
性なとの点て優れたものとなる変速段を選択して設定す
ることになり、具体的には変速比が等比級数に近い関係
となる変速段を主要変速段として選択することになり、
またそれぞれの変速段を設定するための係合・解放パタ
ー７として第１表に掲げるもののうちから変速制御性や
耐久性などの点て有利なものを選択することになる。

第２図に示す自動変速機においても、第１表に示す各変
速段の設定は従来の自動変速機吉同様に、スロットル開
度に代表されるエノノン負荷と車速とに応して行なわれ
、そのための制御手段として、前記各クラッチ手段やブ
レーキ手段に対してこれらを係合・解放させるための油
圧を給排する油圧制御装置Ｃと、車速Ｖやスロットル開
度θあるいはンフトポジンヨン、走行モートセレク］・
信号、油温などの入力データに基ついて油圧制御装置Ｃ
に対して電気的な指示信号を出力する電子コン［・ロー
ルユニット（ＥＣＵ）Ｅとが設けられている。

これらの油圧制御装置Ｃおよび電子コントロールユニッ
トＥとからなる制御手段は、係合・解放パターンが複数
種類ある変速段については、変速の際に係合・解放パタ
ーンを変更する制御を行なうようになっている。

これを具体的な例につき第１図のフローチャートに沿っ
て説明すると以下のとおりである。

第２図に示す自動変速機では第４速は第１表のａ欄の係
合・解放パターンで設定され、また第５速はそのａ欄の
係合・解放パターンで設定される。

したがって第４速から第５速へのアップシフトの場合に
ついてみると、第５速は第２クラッチ手段に２、第３ク
ラッチ手段に３、第５クラッチ手段に５および第３ブレ
ーキ手段Ｂ３の四つの摩擦係合手段を係合させて設定さ
れるので、第４速は第１クラッチ手段に１と第４クラッ
チ手段に４との少なくともいずれか一方を係合させる係
合・解放パターンで設定しておき、その係合させである
いずれか一方のクラッチ手段を解放するとともに第３ブ
レーキ手段Ｂ３を係合させることにより、第５速へのア
ップシフトが達成される。

そこで第４速はａ欄の■の係合・解放パターンによって
設定しておく。その場合、第２表に示すにように、第４
クラッチ手段に４にかる負荷ｌ・ルクは“０．１０”で
あるから、第４クラッチ手段に４のトルク伝達容量がそ
の負荷トルクと等しくか若干大きくなるよう油圧を調圧
しておく。

第５速への変速指令があった場合（第］−図のステップ
ｌ）、先ず第４速を設定している係合・解放パターンを
ａｍの■のパターンに変更する。すなわち全てのクラッ
チ手段Ｋｌ、〜に５を係合させである状態で第１クラッ
チ手段に１を解放させる（ステップ２）。なおこの場合
、第３ブレーキ手段Ｂ３に対する油圧の供給を介して第
２遊星歯車機構２のサンギヤ２Ｓの制動を開始し、その
回転数が第１遊星歯車機構１のサンギヤＩＳの回転数よ
り大きくならないようにする。第１クラッチ手段に１が
完全に解放した状態では、第２表に記載しであるように
第４クラッチ手段に４の負荷トルクが“０４ビに増大す
るので、第４クラッチ手段に４は“０１０”程度のトル
ク伝達容量しかもっていないため、第１クラッチ手段Ｋ
ｌを解放する過程で滑り状態となる。このような状態変
化は、第１図のフローチャートではステップ３において
第１遊星歯車機構１のサンギヤＩＳの回転数ＮＩ＋と第
２遊星歯車機構２のサンギヤ２Ｓの回転数Ｎ２Ｓとを比
較することによって判断される。すなわちこれらのサン
ギヤＩＳ、２Ｓの回転数Ｎｌｓ、Ｎ２！が等しいか否か
を判断し、その判断結果が“ノとなるまで第１クラッチ
手段Ｋｌの解放のステップを継続し、併せて第３ブレー
キ手段Ｂ３による第２遊星歯車機構２のサンギヤ２Ｓの
制動を継続する。

第４クラッチ手段に４に滑りが生じることは、第２遊星
歯車機構２におけるサンギヤ２Ｓの回転が遅くなり始め
ることてあり、これは第５速への変速の開始を意味して
いる。そこで第１図におけるステップ３の判断結果か“
ノー”になった時点で第４クラッチ手段に４を完全に解
放するべくその油圧を低下させ、また第３ブレーキ手段
Ｂ３の油圧を更に上昇させる（ステップ４）。

そして第３ブレーキ手段Ｂ３の油圧がある程度高くなっ
て第２遊星歯車機構２のサンギヤ２Ｓか固定される（ス
テップ５）ことによって変速か完了する。

すなわち上記の変速制御では、実質上、第１クラッチ手
段に１によって変速の開始のタイミングを取り、またそ
れζ併せて第３ブレーキ手段Ｂ３を係合させるよう油圧
の調整を行なうことになる。

そのため第４クラッチ手段に４についての油圧は、その
滑りが生しることによって排圧すればよく、精度の高い
制御は要求されない。

上述したような制御は、第２速から第４速に変速する場
合にも行なうことができるので、その例について次に説
明する。

第２速を第２表に示すａ欄の係合・解放パターンで設定
する場合、第１クラッチ手段Ｋｌ、第２クラッチ手段に
２、第５クラッチ手段に５、第１ブレーキ手段Ｂ１およ
び第２ブレーキ手段Ｂ２を係合させる。その場合、第２
ブレーキ手段Ｂ２にかかる負荷トルクは“０．４５”で
あり、したがって第２ブレーキ手段Ｂ２にはその負荷ト
ルクに見合う程度の油圧を供給して完全係合状態として
おく。

この状態で第１ブレーキ手段Ｂｌを次第に解放すると、
第２ブレーキ手段Ｂ２の負荷トルクか次第に増大し、最
終的には“１０じまで増大する。したかってその過程で
第２ブレーキ手段Ｂ２は滑り始め、これが実質的な変速
の開始となる。この時点て第２ブレーキ手段Ｂ２を解放
するとともに、第３クラッチ手段に３もしくは第４クラ
ッチ手段に４の油圧を上昇させ、その結果、第２遊星歯
車機構２の全体が入力軸４と同速度で回転し始めること
により変速が完了する。

この場合には第２ブレーキ手段Ｂ２を高精度に制御する
必要がなく、実質的な変速は、第１ブレキ手段Ｂｉ　と
第３もしくは第４クラッチ手段に３、に４を制御するこ
とにより行なうことかできる。

ｔｊお、この発明の方法は、」二に述べた二種類の変速
以外にも適用できるのであり、例えば第２図に示す自動
変速機を対象とする場合には、第１速、第２速、第３速
、第４速等が関係する変速にも適用することができる。

またこの発明の方法は、アップシフトを行なう場合の制
御のみならず、ダウンンフトを行なう場合の制御にも適
用することができる。その場合、上述した例とは反対に
、係合当初はトルク伝達容量が不足して摩擦係合手段か
滑り状態となり、他の摩擦係合手段が係合もしくは解放
することにより負荷トルクが低下して完全係合状態とな
る。

さらにこの発明は、第２図に示す自動変速機以外の自動
変速機にも適用することかできるのであり、その例を第
３図に示す。ここに示す例は、第２図に示す構成のうち
第２遊星歯車機構２のりングギャ２Ｒを第３遊星歯車機
構３のキャリヤ３Ｃに連結する替りに第３遊星歯車機構
３のリングギヤ３Ｒに連結し、他の構成は第２図に示す
構成と同様としたものである。

この第３図に示す自動変速機の作動衣を第３表に示し、
また各摩擦係合手段にかかる負荷トルクの一例を第４表
に比率で示す。

（この頁、以下余白） 第　　３ 表 第 表 これらの表から知られるように、第３図に示す自動変速
機を対象とした場合には第１速、第２速、第３速、第４
速に関係する変速にこの発明の方法を適用することかで
きる。

そしてこの発明の方法は、要は、所定の変速段を設定す
るための摩擦係合手段の係合・解放の組合せが複数種類
ある自動変速機を対象光して実施することができるので
あり、この種の自動変速機の更に他の例を挙げれば、本
出願人か既に提案した特願平１−１８５１５１号、特願
平１−１．８５１５２号、特願平１−１８６９９１号、
特願平１−１８６９９２号、特願平１−２０５４７８号
、特願平１−２８０９５７号なと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かできる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の方法によれば
、いずれかの摩擦係合手段の完全係合状態から滑り状態
を経て解放状態への制御、もしくはその反対の制御を他
の摩擦係合手段を係合もしくは解放させることにより行
なうことかできるので、そのいずれかの摩擦係合手段に
ついては高精度な油圧の制御か特には必要がなく、した
かってこの発明の方法では、調圧手段の少ない自動変速
機において変速ショックの少ない変速制御を行なうこと
ができ、換言すれば自動変速機の小型化を図ることかで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の一例を説明するためのフロー
チャート、第２図はその方法で対象とする自動変速機の
一例を示すスケルトン図、第３図は他の自動変速機の歯
車列の例を示すスケルトン図である。 １．２．３・・・遊星歯車機構、　４・・入力軸、５・
・出力軸、　Ｅ・・電子コントロールユニソｈ、Ａ・・
自動変速機、　Ｃ・・油圧制御装置。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　渡　辺　丈　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の摩擦係合手段とこれらの摩擦係合手段の係合・解
   放の状態に応じて変速比の互いに異なる複数の変速段に
   設定される歯車列とを備え、かつ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
   が複数種類ある自動変速機での変速を制御するにあたり
   、 変速の際に、前記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を変更すること
   により、いずれかの摩擦係合手段を完全係合状態から滑
   り状態に変化させ、もしくは滑り状態から完全係合状態
   に変化させて変速を開始あるいは終了させることを特徴
   とする自動変速機の変速制御方法。