JPH0495656A - 車両用自動変速機の制御方法 - 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 この発明は車両用の自動変速機において変速を制御する
方法に関し、特に旋回時の変速を制御する方法に関する
ものである。

従来の技術 車両用の有段自動変速機は、一般に、遊星歯車機構を主
体とする歯車列における動力の伝達経路を、クラッチや
ブレーキなどの係合手段を適宜に係合・解放させて複数
の変速段に設定するよう構成されている。したがってこ
の種の自動変速機では、使用する遊星歯車機構の数や係
合手段の数が多ければ、設定可能な変速段の数が多くな
る。−例として、特開昭６０−５７０３６号公報には、
三組のシングルピニオン型遊星歯車機構を使用した自動
変速機の歯車列が記載されており、この歯車列によれば
、前進段で主要５段に加え、第２速と第３速との間の第
２′速、および第３速と第４速との間の第３′速を設定
でき、全体として前進７段・後進１段の変速段を設定す
ることができる。

発明が解決しようとする課題 ところで車両の旋回特性（回頭性）は、前輪駆動あるい
は後輪駆動等の駆動形式、四輪駆動車の場合には駆動力
の分配率、あるいはサスペンション機構やステアリング
機構の構成、さらにはホイールアライメントなどによっ
て自由に設定することができるが、所定のステアリング
特性をもった車両であっても、走行中に駆動輪に加える
トルクによって特性が所期の特性に対して変化する。例
えばＦＲ車（前置きエンジン後輪駆動車）においては、
旋回中に後輪に大きいトルクが加わると、後輪のコーナ
リングパワーが減少するため、アンダーステア特性の度
合が小さくなり、あるいはオーバーステア特性の度合が
大きくなり、また後輪に加えるトルクが小さい場合には
、これとは反対の傾向が現われる。

また一方、旋回中でのダウンシフトに伴う駆動力の急激
かつ大幅な増大は、車両の挙動安定性を損うおそれがあ
るので、このような変速を禁止する制御も従来では行な
われている。

しかるに設定可能な変速段数が多い所謂多段自動変速機
においては、変速段の選択の仕方によっては、駆動力が
大小様々に変化し、それに伴うステアリング特性の変化
も多様であると考えられるが、前掲の公報にはその第２
′速等の所謂中間段を含めた各変速段の旋回時での使用
の仕方については何ら記載されていない。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、旋
回走行安定性を向上させるよう自動変速機の変速を制御
することのできる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、ヨーイング
を含む走行条件に基づいて変速段を選択可能な自動変速
機において、旋回時のヨーイング状態を求めるとともに
求められたヨーイング状態と基準となるヨーイング状態
とを比較し、その比較結果に基づいて旋回中の変速段を
選択することを特徴とする方法である。

作　　　　　用 この発明の方法で対象とする自動変速機は、旋回時のヨ
ーイングを含む各種の走行条件に基づいて変速段を選択
し、かつ設定できる自動変速機である。旋回時に検出さ
れたヨーイング状態と基準となるヨーイング状態とを比
較することにより、ステアリング特性が予め定めた特性
か、あるいはこれに対してアンダーステア傾向となって
いるか、オーバーステア傾向になっているかが知られる
。

ここでヨーイング状態とは、ヨー角、ヨー角速度、ヨー
角加速度のいずれか、あるいはそれらのいずれかを組合
せ、もしくはそれらから演算して求められるデータで示
される状態である。またそれらのうち例えばヨー角速度
（ヨーレイト）は、車速、舵角、ホイールベース等に基
づいて演算できる。

モしてヨーイング状態の比較結果が、オーバーステア傾
向を示し、あるいはアンダーステア傾向を示すものであ
れば、これを減じるよう変速を行なう。例えばＦＲ車に
ついていえば、オーバーステア傾向であれば、アップシ
フトして駆動力を減じて後輪のコーナリングパワーを増
し、また反対にアンダーステア傾向であれば、ダウンシ
フトして駆動力を増すことにより、後輪のコーナリング
パワーを減少させる。

実　　施　　例 つぎにこの発明の方法を実施例に基づいて説明する。

先ずこの発明の方法で対象とする自動変速機について述
べると、第２図にその一例をスケルトン図で示してあり
、ここに挙げた歯車列は、三組のシングルビニオン型の
遊星歯車機構１．２．３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゜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Ｂ１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）に動力を伝達する出力軸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２．２速、第２５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、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３．５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しないものを含む。

また第１表において第２速、第３速ての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。また参考までに、各遊星歯車機構１．２゜
３のギヤ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比
）をρ１　＝０．４５０　、ρ２　＝０．５６９　、ρ
３＝０．４０５とした場合の各変速段の変速比を示すと
以下のとおりである。

第１速：３．１４９、第２速＋２．０３７、第２．２速
：１゜６３４、第２５速：１．６１９、第３速：１．４
０５、第３２速、：　１．２９９　、第３．５速　１，
１１７、第４速、１０００　、第４．５速二〇、８９５
、第５速：０．７１２、後進段：　−２，４６９ （この頁、以下余白） 第　　１ 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ト（ＥＣＵ）
Ｅ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Ｅによる直接的な制御対象は、−例として油圧制御
袋ＭＣにおける電磁弁である。

そして電子コントロールユニットＥには、車速■、スロ
ットル開度θ、舵角ψ（１）、路面の摩擦係数μ、ヨー
角、前輪回転数ＮＦ、後輪回転数ＮＲ等のデータが入力
されている。

ＦＲ車に搭載した自動変速機を対象とするこの発明の方
法の一例が、第１図にフローチャートとして示しである
。

先ずステップ１において車速■、スロットル開度θ、舵
角ψ（Ｉ）等の各種の車両走行条件を入力する。ついで
ステップ２において実ヨー角速度（実ヨーレイト）ＹＲ
および判断基準となるべき目標ヨー角速度（目標ヨーレ
イト）ＹＴを算出する。これは、例えば特開昭６２−１
９８５２２号公報に記載されているように車速Ｖ１舵角
ψ（１）ホイールベース、ヨーセンサーからの入力値等
に基づいて行なうことができる。

これら実ヨー角速度ＹＲと目標ヨー角速度ＹＴとを比較
する（ステップ３）。すなわち実ヨー角速度ＹＲが目標
ヨー角速度ＹＴ以上か否かを判断し、その判断結果が“
イエス”の場合には、その差の絶対値が基準値α以上か
否かを判断する（ステップ４）。その判断結果が“イエ
ス”であれば、車両が目標以上に旋回していること、す
なわちオーバーステアの傾向が大きすぎ、もしくはアン
ダーステアの傾向が小さくなりすぎていることを示して
いるから、変速段を３段アップシフトする（ステップ５
）。例えば第３速で旋回していた場合には、第３．２速
および第３５速を越して第４速にアップシフトする。

またステップ４の判断結果が“ノー”であった場合、実
ヨー角速度ＹＲと目標ヨー角速度ＹＴとの差の絶対値が
、前記の基準値αより小さい他の基準値β以上か否かを
判断する（ステップ６）。

その判断結果が“イエス”であれば、車両の旋回の度合
が目標とする旋回の度合より大きいものの前述した場合
はどは大きくないことになるので、すなわち中程度のオ
ーバーステアの傾向であること、もしくはアンダーステ
アの減少度合が中程度であることを示しているから、変
速段を２段アップシフトする（ステップ７）。例えば第
３速で旋回している場合には、第３２速を越して第３．
５速にアップシフトする。

さらにステップ６の判断結果が“ノー”であれば、実ヨ
ー角速度ＹＲの目標ヨー角速度ＹＴからのズレが特には
大きくないことになるから、この場合は変速を行なわず
に現状の変速段を維持する（ステップ８）。

したがってＦＲ車において旋回中にオーバーステアの係
合が強くなった場合、もしくはアンダーステアの減少の
傾向が強くなった場合には、後輪にかかる駆動力を低下
させてそのコーナリングパワーを高め、オーバーステア
の度合を小さくし、あるいはアンダーステアの度合を高
める。

他方、ステップ３の判断結果が“ノー”であって、アン
ダーステアの傾向が強まり、もしくはオバーステアの傾
向が減少している場合には、実ヨー角速度ＹＲと目標ヨ
ー角速度ＹＴとの差の絶対値が基準値Ｍ以上か否かの判
断（ステップ９）を行ない、その判断結果が“イエス”
であれば、ステップ１０に進んで変速段を２段ダウンシ
フトする。例えば第３速て旋回していた場合には、第２
５速を越えて第２．２速にダウンシフトする。

またステップ９の判断結果が“ノー”である場合には、
実ヨー角速度ＹＲと目標ヨー角速度ＹＴとの差の絶対値
が、前記基準値Ｍより小さい他の基準値Ｎ以上か否かを
判断する（ステップ１１）。

その判断結果が“イエス”であれば、車両の旋回の度合
が目標とする旋回の度合より小さいものの前述した場合
はど小さくないことになるので、すなわち中程度のアン
ダーステアの傾向であること、もしくはオーバーステア
の減少傾向が中程度であることを示しているから、変速
段を１段ダウンシフトする（ステップ１２）。例えば第
３速で旋回していた場合には第２５速にダウンシフトす
る。

そしてステップ１１の判断結果が“ノー°であれば、実
ヨー角速度ＹＲの目標ヨー角速度ＹＴからのズレが特に
は大きくないことになるから、この場合は変速を行なわ
ずに現状の変速段を維持する（ステップ１３）。

したがってＦＲ車において旋回中にアンダーステア特性
が強くなった場合、あるいはオーバーステアの減少傾向
が強くなり場合には、後輪にかかる駆動力を増大させて
そのコーナリングパワーを低下させることにより、アン
ダーステアの度合を小さくシ、あるいはオーバーステア
の度合を高める。

上述の方法では、変速を実行することにより駆動輪にか
かるトルクを変え、目標ヨー角速度に近いヨー角速度で
の旋回を行なうことになるので、旋回走行安定性が良好
になる。

なお、上述した制御を行なう場合、路面の摩擦係数μに
より車両の回頭性が影響を受けるので、前述した各基準
値α、β、Ｍ、Ｎを路面摩擦係数μに応して変化させて
もよい。

また旋回中の駆動力の増大は好ましくない場合もあるの
で、舵角やスロットル開度が所定の値を越えているなど
の場合には、ダウンシフトを禁止し、あるいは２段以上
のダウンシフトを禁止することとしてもよい。

さらに前述した実施例はＦＲ車の自動変速機を対象とす
るものであるが、この発明の方法は前輪駆動車の自動変
速機にも適用できることは勿論であり、その場合の変速
は前述した実施例とは反対になる。

そしてこの発明の方法は、変速段を任意に設定できる一
般の自動変速機を対象として実施でき、また特に第２図
に示すように変速比が等比級数に近い関係となる主要変
速段に対して所謂中間段となる変速段を設定できる自動
変速機を対象とした場合に特に有効であり、この種の自
動変速機では、ダウンシフトに伴う駆動力の増大を小さ
く抑えることができるので、旋回中てのダウンシフトが
可能になる場合が多い。この種の自動変速機の他の例と
して本出願人が既に提案した特願平１−１８５１５１号
、特願平１−１８５１５２号、特願平１−１８６９９１
号、特願平１−１８６９９２号、特願平１−２０５４７
８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を挙げることができる。

またそしてこの発明では、旋回中の変速を行なうか否か
の判断を、ヨー角速度によらずにヨー角加速度によって
判断することとしてもよい。

発明の詳細 な説明したようにこの発明の方法によれば、回頭性が所
期の状態からある程度相違した場合には、これを是正す
るよう変速を行なって駆動輪にかかる駆動力を変えるか
ら、駆動輪でのコーナリングパワーの変更に伴って所期
の回頭性に近い旋回が可能になり、その結果、旋回走行
安定性を向上させることができる。

【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図はその方法を適用する自動変速機の一
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　夫 第２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ヨーイングを含む走行条件に基づいて変速段を選択可能
   な自動変速機において、 旋回時のヨーイング状態を求めるとともに求められたヨ
   ーイング状態と基準となるヨーイング状態とを比較し、
   その比較結果に基づいて旋回中の変速段を選択すること
   を特徴とする車両用自動変速機の制御方法。