JPH0492153A - 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 この発明は自動変速機において変速を制御する方法に関
するものである。

従来の技術 走行条件に基づいて変速が自動的に行なわれる自動変速
機は、流体継手（具体的にはトルクコンバータ）を介し
てエンジンに連結されていることは周知のとおりである
。流体継手は、ポンプインペラによって発生させたオイ
ルなどの流体の流れをタービンランチに与えてタービン
ランチを回転駆動するものであるから、それ自体に緩衝
作用があり、エンジンからの振動の伝達を遮断する機能
を果す。

一方、流体継手は駆動側のポンプインペラと従動側のタ
ービンランナとを直接連結するものではないから、トル
クの伝達効率が１００％になることはない。そのため従
来では、車両の燃費を改善することを目的として、駆動
側の部材と従動側の部材とを機械的に連結するロックア
ツプクラッチを設けている。

しかしながらロックアツプクラッチは、駆動側の部材と
従動側の部材を機械的に直接連結するものであるから、
エンジンの振動をも伝達してしまい、その結果、乗心地
を損ったり、こもり音が増大したりする。そのため、従
来一般には、ロックアツプクラッチを係合させる速度領
域を高速側に設定しておき、エンジントルクの変動が比
較的大きい低速域ではロックアツプクラッチを解放し、
流体継手の緩衝作用を生かすようにしている。

また特開昭６３−２５１６６１号公報には、タービンラ
ンチに遠心クラッチを介して環状ウェイトを取付けたト
ルクコンバータが記載されている。

これはロックアツプクラッチが係合される高速域におい
てタービンランチの慣性モーメントを大きくすることに
より振動を防止するものである。

発明が解決しようとする課題 上記の公報に記載された構成によれば、環状ウェイトを
付加することにより割振効果が増すが、トルク伝達を本
来の機能とするトルクコンバータに新たにウェイトを設
けることになるから、そのためのスペースを確保する必
要があるのでトルクコンバータが大型化し、ひいては自
動変速機が大型化し、また重量やコストが増大するなど
の不都合がある。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、新
たな質量体を付加することなく優れた制振効果を得るこ
とのできる自動変速機の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 この発明の方法は、上記の目的を達成するために、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
組合せか複数種類ある歯車列を備えた自動変速機におい
て、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・解放の組合せとして、歯車列における慣性モーメ
ントか大きくなる組合せを選択することを特徴とする方
法である。

作　　　　　用 この発明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・解放の組合せが複数
種類ある歯車列を備えている。その変速段に設定する場
合、各組合せごとに、回転部材の変動回転数が少なくな
り、あるいは係合・解放状態を切換えるべき摩擦係合手
段の数が三つ以上になる所謂同時変速を避けることがて
きるなど、作用の上での相違があるが、この発明の方法
では、前記所定の変速段を設定する場合、変速指令信号
により、歯車列における慣性モーメントが大きくなる組
合せでその変速段が設定される。ここで、慣性モーメン
トは質量と回転中心からの半径によって決まるので、少
なくともいずれか一方が大きいことになり慣性モーメン
トが太き（なる組合せが選択される。その結果、歯車列
による制振効果が大きくなる。

実　　施　　例 つぎにこの発明を実施例に基づいて説明する。

この発明の方法を実施することのできる装置の基本的な
構成は、第１図のブロック図のとおりである。機械的な
直結状態が可能な継手Ｔを介してエンジンＥに連結され
た自動変速機Ａ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よう構成
されている。

それらの変速段は、車速Ｖやスロットル開度θなどの所
定の走行条件に基づ（変速段設定手段１０からの指令信
号により、油圧制御装置Ｃのバルブ類が切替わり、これ
により摩擦係合手段が適宜に係合あるいは解放されて設
定される。そしてその変速段設定手段１０は、前記所定
の変速段を設定する場合、歯車列の慣性モーメントが大
きくなる組合せを油圧制御装置Ｃに出力するようになっ
ている。

上記の自動変速機の一例の概略を第２図にスケルトン図
で示してあり、ここに挙げた歯車列は、三組のシングル
ピニオン型の遊星歯車機構１．２３を主体に構成されて
いる。すなわち第１遊星歯車機構１のキャリヤＩＣと第
２遊星歯車機構２のリングギヤ２Ｒおよび第３遊星歯車
機構３のリングギヤ３Ｒとの三者が一体となって回転す
るよう連結されており、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
連結されている。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、ロックアツプクラッチなどの機械的な直結
状態が可能な機構を含むトルクコンバータや流体継手な
どの動力伝達手段を介してエンジン（それぞれ図示せず
）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
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、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Ｂｌ、
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、第３遊星歯車機構
３のキャリヤ３Ｃに連結されている。

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２．５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、さらに第４速と第５速との間に第４．５
速を付加した前進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３．
２速、第３５速、第４５速および第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
は解放しても変速比や回転状態に変化が生じないもの、
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、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。また第２表
には歯車列における各回転部材の回転数の一例を、入力
軸回転数を“１”とした場合の比率で示しである。

（この頁、以下余白） 第　　１ 表 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
性などの点で優れたものとなる変速段を選択して設定す
ることになる。

そして第１表に示すいずれかの変速段を設定するための
変速制御およびその変速段を設定する係合・解放パター
ンの決定などの制御を行なう制御装置として、前記クラ
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、各種の入
力データに基づいて油圧制御装置Ｃに対して電気的な指
示信号を出力する電子コントロールユニッｌ−（ＥＣＵ
）１１とが設けられている。その油圧制御装置Ｃは、調
圧バルブ、変速制御バルブ、その変速制御バルブを動作
させるための電磁弁等を設けたものであって、従来知ら
れているものを採用でき、したがって電子コントロール
ユニット１１による直接的な制御対象は、−例として油
圧制御装置Ｃにおける電磁弁である。

上記の自動変速機を対象としたこの発明の方法による変
速の制御は、車速Ｖやスロットル開度θなどの走行条件
に基づいて設定するべく変速段が判断され、前述した電
子コントロールユニット１１から油圧制御装置Ｃに変速
指令信号が出力されることにより行なわれる。その場合
、係合・解放パターンが複数種類ある変速段にいては、
変速の際に切換え動作させるべき摩擦係合手段の数が可
及的に少ないこと、回転部材の変動回転数が少ないこと
などを考慮して係合・解放パターンが選択される。また
係合・解放パターンによって歯車列全体としての慣性モ
ーメントが異なる場合には、慣性モーメントが大きくな
る係合・解放パターンが変速時、あるいは変速の完了後
に選択される。

その−例を第３図のフローチャートに従って説明する。

第２図に示す歯車列を備えた自動変速機では、第３速を
設定する係合・解放パターンのうち回転部材の回転数が
異なるものとして、ａ欄に示すパターン（３−ａパター
ンとする）、ｂ欄に示すパターン（３−ｂパターンとす
る）およびＣ欄に示すパターン（３−Ｃパターンとする
）の三種類がある（第１表および第２表参照）。これら
の係合・解放パターンは第３速に変速する直前の変速段
の係合・解放パターンに従って選択される。

また第３速では、実質的には第３遊星歯車機構３によっ
て入力軸４の回転数が減じられて出力軸５に伝達され、
したがって第１遊星歯車機構１はその全体が一体となっ
て回転し、また第２遊星歯車機構２はトルク伝達に関与
しないのでそのサンギヤ２Ｓもしくはキャリヤ２Ｃを固
定しておくことができる。

そこで第３図のフローチャートに示すように、先ずステ
ップ１において第３速への変速が判断されると、これに
つづくステップ２において３−Ｃパターンが選択されて
いるか否かを判断する。３Ｃパターンが選択されている
場合は、３−Ｃパターンのうち第１クラツチ手段Ｋｌ、
第３クラッチ手段に３および第１ブレーキ手段Ｂ１を係
合させる■のパターンを選択して第３速を設定する（ス
テップ３）。これと同時にスタートさせたカウンターＴ
Ｉの値が所定の基準値αを越えてステップ４の判断結果
が“イエス”になった時点で第２クラッチ手段に２もし
くは第４クラッチ手段に４を係合させる。その結果、第
２表から知られるように、第２遊星歯車機構２はその全
体が一体となって回転するので、歯車列の全体としての
慣性モーメントが大きくなる。

他方、第３速を設定するにあたって、３−Ｃパターンが
選択されていない場合、すなわちステップ２の判断結果
が“ノー”の場合は、ステップ６に進んで３−ａパター
ンもしくは３−ｂパターンを選択して第３速を設定する
。そしてこれと同時にスタートしたカウンターＴ２の値
が所定の基準値βを越えてステップ７の判断結果が“イ
エス”となった時点でステップ３に進み、これにつづく
ステップ４およびステップ５の制御を行なう。その結果
、最終的には第２遊星歯車機構２の全体が一体となって
回転し、歯車列の全体としての慣性モーメントが大きく
なる。

なお、第３速を設定する係合・解放パターンとして、例
えば第４速からのダウンシフトであることによって３−
Ｃパターンのうち■もしくは■の欄のパターンが選択さ
れた場合には、変速の際に第２クラッチ手段に２もしく
は第４クラッチ手段に４が既に係合されているので、第
３図のフローチャートのうちステップ４ないしステップ
５の制御は行なわないことになる。

したがって上述した装置によれば、上記の歯車列とエン
ジンとの間の流体継手におけるロックアツプクラッチな
どの機械的に直結する機構を第３速において係合させた
としても、それより出力軸側での慣性モーメントが大き
くなって制振効果が優れるから、エンジンから伝達され
る振動を抑制し、またこもり音などを低減することがで
きる。

なお、上述した例は、第３速において必ず第２クラッチ
手段に２もしくは第４クラッチ手段に４を係合させる例
であるが、これらのクラッチ手段に２．に４を係合させ
るのは、制振効果を高めるためであるから、例えば第４
図に示すように、エンジンの振動が大きいことを予測も
しくは検出した場合に（ステップ１０）、上記の少なく
ともいずれか一方のクラッチ手段に２．に４を係合させ
（ステップ１１）、あるいは第５図に示すようにこもり
音が大きいことを予測もしくは検出した場合に（ステッ
プ２Ｇ）、上記の少なくともいずれか一方のクラッチ手
段に２．に４を係合させ（ステップ２１）でもよい。

また慣性モーメントを大きくする方法として、トルク伝
達に関与しない遊星歯車機構の全体を回転させる以外に
、いずれかの回転部材の回転数が大きくなるパターン、
あるいは径の大きい回転部材を回転させるパターンを選
択する方法を採ってもよい。したがって上記の実施例で
示した第３速以外の変速段において慣性モーメントを増
大させる制御を行なうことも可能である。

さらにこの発明は第２図に示す構成の自動変速機以外に
、例えば本出願人が既に提案した特願平１−１８５１５
１号、特願平１−１８５１５２号、特願平１−１８６９
９１号、特願平１−１８６９９２号、特願平１−２０５
４７８号、特願平１−２８０９５７号などの明細書およ
び図面に記載した各構成のものにも適用することができ
る。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の制御方法によれば、自動変
速機をエンジンに対して連結する継手機構より出力軸側
での慣性モーメントが大きくなり、しかもそれは歯車列
のみによって達成されるので、特別な付加部材を使用す
ることなく優れた制振効果を得ることができ、したがっ
てこの発明によれば、自動変速機の全体を小型化するこ
とができるうえに、低速時でのロックアツプクラッチの
使用が可能になって燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する装置の基本構成を説明する
ためのブロック図、第２図はその自動変速機を示すスケ
ルトン図、第３図は実施例での制御ルーチンを示すフロ
ーチャート、第４図および第５図のそれぞれは第２クラ
ッチ手段もしくは第４クラッチ手段を制御するための他
のサブルーチンを説明するためのフローチャートである
。 １．２．３・・・遊星歯車機構、　４・・入力軸、５・
・出力軸、　　１０・・変速段設定手段、　１１−１゜
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。 出願人　　トヨタ自動車株式会社 代理人　　弁理士　渡　辺　丈　失 策１図 第３図 第２図 −３４，７−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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歯車列を備えた自動変速機に
   おいて、 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
   ・解放の組合せとして、歯車列における慣性モーメント
   が大きくなる組合せを選択することを特徴とする自動変
   速機の変速制御方法。