JPH05164236A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スムースな変速を達成する。 【構成】 摩擦係合装置２０のトルク容量変化速度を制
御可能な自動変速機Ａの変速制御装置であって、変速前
の入力トルクを検出する入力トルク検出手段２１と、変
速後の入力トルクを予測する入力トルク予測手段２２
と、前記検出された入力トルクとその検出された入力ト
ルクおよび前記予測された入力トルクから決まる入力ト
ルクの変化量とに基づいて前記摩擦係合装置のトルク容
量の変化速度を制御するトルク容量変化速度制御手段２
３とを備え、変速前後での入力トルクの変動が急激かつ
大幅である場合には、変速実行速度を速めて変速ショッ
クを緩和する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両用の自動変速機に
おける変速を制御するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】周知のように車両用の自動変速機は、ク
ラッチやブレーキなどの摩擦係合装置の係合・解放の状
態を切換えることによって変速を行うよう構成されてい
る。変速を実行するためにその摩擦係合装置を切換え動
作させる場合、その摩擦係合装置のトルク容量の変化速
度が速いか遅いかによって出力トルクの変化の仕方が大
きく影響を受けて変速ショックが大きくなったり、ある
いは摩擦係合装置が過剰に滑ってその耐久性が低下した
りすることがある。そのため従来一般には、スロットル
開度に応じてライン油圧を変え、あるいはアキュームレ
ータを用いて摩擦係合装置のサーボ油圧を制御してい
る。例えば実開昭６１−５０８４５号公報に記載された
自動変速機の油圧制御装置では、シフトバルブとブレー
キとの間に、アキュームレータを有する油路と、アキュ
ームレータを有していない油路とを設けるとともに、ス
ロットル開度に応じて切換え動作する切換弁によってい
ずれかの油路を選択するように構成している。より具体
的には、キックダウン時のようにスロットル開度の大き
い状態でのダウンシフト時には、アキュームレータを介
さずにブレーキに油圧を供給してブレーキのサーボ油圧
を速やかに上昇させて制御精度を向上させ、また反対に
スロットル開度が全閉に近い状態でのダウンシフト時に
は、アキュームレータを介してブレーキに油圧を供給す
ることにより、ゆっくりダウンシフトを行って変速ショ
ックの低減を図っている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の油圧制
御装置は、一方摩擦係合装置を解放しかつ他方の摩擦係
合装置を係合させるキックダウン時に、これらの摩擦係
合装置のトルク容量が共に所定値以下となるアンダラッ
プ期間がばらつくことを防止するために、高スロットル
開度のときにはアキュームレータを介さずにブレーキに
油圧を供給してそのブレーキを速く係合させることによ
り制御精度を高めるものであるが、これは変速の実行速
度を変えるものではないため、変速時の入力トルクの状
況によっては変速ショックを充分に低減できないおそれ
がある。

【０００４】これを具体的に説明する。図９は、クラッ
チの解放に伴って一方向クラッチが係合することにより
ダウンシフトが実行される自動変速機の一例を示してお
り、この自動変速機は二組の遊星歯車機構１，２を使用
し、前進４段・後進１段の変速段を設定するよう構成さ
れている。すなわち第１遊星歯車機構１のキャリヤ３と
第２遊星歯車機構２のリングギヤ４とが連結され、また
第１遊星歯車機構１のリングギヤ５と第２遊星歯車機構
２のキャリヤ６とが連結されている。

【０００５】これらの遊星歯車機構１，２の中心軸線に
沿って入力軸７が配置されており、この入力軸７と第１
遊星歯車機構１におけるサンギヤ８と間に第１クラッチ
Ｃ1が設けられ、また入力軸７と第２遊星歯車機構２に
おけるキャリヤ６との間に第２クラッチＣ2 が設けられ
ている。さらに入力軸７と第２遊星歯車機構２のサンギ
ヤ９との間に第３クラッチＣ3 が設けられている。また
一方、第２遊星歯車機構２におけるキャリヤ６とサンギ
ヤ９との間に互いに直列に配列された第４クラッチＣ4
および第１一方向クラッチＦ1 が設けられている。この
第１一方向クラッチＦ1 は、第４クラッチＣ4 のクラッ
チドラムの回転方向すなわち第４クラッチＣ4 が係合し
ている状態でのサンギヤ９の回転方向が、キャリヤ６に
対して正回転方向（入力軸７の回転方向と同一の回転方
向）である場合に係合するようになっている。この第４
クラッチＣ4 のクラッチドラムとケーシング１０との間
には、そのクラッチドラムが逆回転（入力軸７とは反対
方向の回転）しようとする際に係合する第２一方向クラ
ッチＦ2 が設けられている。

【０００６】そしてブレーキ手段として、第４クラッチ
Ｃ4 のクラッチドラムの外周にバンドブレーキである第
１ブレーキＢ1 が設けられ、また互いに連結された第１
遊星歯車機構１のリングギヤ５および第２遊星歯車機構
２のキャリヤ６の回転を止める第２ブレーキＢ2 が設け
られている。したがって第１ブレーキＢ1 は、第４クラ
ッチＣ4 あるいは第１一方向クラッチＦ1 を介して、第
２遊星歯車機構２におけるキャリヤ６の回転とサンギヤ
９の回転とを選択的に止めるようになっている。

【０００７】図９に示す歯車列では、各クラッチおよび
ブレーキなどの係合要素を、図１０に示すように係合さ
せることによって、前進４段・後進１段の各変速段が設
定される。なお、図１０で○印は係合、◎印はエンジン
ブレーキ時に係合、空欄は解放の状態をそれぞれ示す。

【０００８】上記の自動変速機では、第４速の状態でア
クセルペダルを踏み込み、それに伴うスロットル開度の
増大によって第３速へのダウンシフトが判断されると、
第１ブレーキＢ1 から排圧されてこれが解放し、かつ第
１一方向クラッチＦ1 が係合し、その結果、第２遊星歯
車機構２の全体が一体化して回転し、変速比が“１”の
第３速になる。その場合、実質的な変速の開始時点は、
第１ブレーキＢ1 から排圧されることによってそのトル
ク容量が低下し、そのトルク容量が負荷されるトルクよ
りも小さくなって第１ブレーキＢ1 に滑りが生じ始める
時点であるが、自動変速機への入力トルクが所定値以下
の低トルクから他の所定値以上の高トルクへ急激かつ大
幅に変化するのに伴う変速の場合には、この時点での入
力トルクが既に充分大きくなっていることがあり、その
場合には、出力トルクの一時的な増大と減少およびその
後の増大とが連続して生じて変速ショックが大きくな
る。また反対に、変速前後での自動変速機への入力トル
クの変化幅が小さい場合や、変速前の入力トルクがある
程度大きい場合に、第１ブレーキＢ1 から急激に排圧す
ると、出力トルクが一時的に急激に低下し、それにつづ
いて出力トルクが大きくなるからこの場合も変速ショッ
クが悪化する。

【０００９】これらいずれの場合も入力トルクの大小や
変速前後での入力トルクの変動幅に変速実行速度が合っ
ていないことに起因しており、したがって前述した従来
の油圧制御装置におけるように制御精度を向上するのみ
で変速実行速度を変えない制御では変速ショックの改善
を図ることは困難であった。

【００１０】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、入力トルクやその変化量に応じて摩擦係合装
置のトルク容量の変化速度を制御することによりスムー
スな変速を達成することのできる変速制御装置を提供す
ることを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、図１に示す
構成とすることにより上記の目的を達成するものであ
る。すなわちこの発明は、摩擦係合装置２０のトルク容
量変化速度を制御可能な自動変速機Ａの変速制御装置で
あって、変速前の入力トルクを検出する入力トルク検出
手段２１と、変速後の入力トルクを予測する入力トルク
予測手段２２と、前記検出された入力トルクと検出され
た入力トルクおよび前記予測された入力トルクから決ま
る入力トルクの変化量とに基づいて前記摩擦係合装置２
０のトルク容量の変化速度を制御するトルク容量変化速
度制御手段２３とを備えていることを特徴とするもので
ある。

【００１２】

【作用】この発明の変速制御装置においては、変速を実
行する場合に、入力トルク検出手段２１が変速前の入力
トルクを検出する一方、入力トルク予測手段２２が変速
後の入力トルクを予測する。ここで入力トルクとは、自
動変速機における歯車列への入力トルクであり、したが
って入力トルクの検出やその予測は、エンジンのスロッ
トル開度およびその変化量、トルクコンバータの速度比
等に基づいて行うことができる。そしてトルク容量変化
速度制御手段２３は、検出された入力トルクとその検出
値および予測値から決まる変化量とに基づいて摩擦係合
装置２０のトルク容量の変化速度すなわち変速実行速度
を速くし、あるいは遅くするなどの制御を行う。その一
例として、変速前の入力トルクが小さくかつ変速後の入
力トルクが大きいと予測された場合には、摩擦係合装置
のトルク容量の変化速度を速くし、それ以外では相対的
に遅くする。

【００１３】

【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明する。図２はこの発明の一実施例を示すブロック図で
あって、自動変速機ＡはトルコンバータＴを介してエン
ジンＥに連結されている。この自動変速機Ａは例えば図
９に示す歯車列を備えたものであって、そのクラッチや
ブレーキなどの摩擦係合装置の係合・解放を油圧制御装
置Ｃによって制御することにより前進４段・後進１段の
変速段を設定するようになっている。またこの油圧制御
装置Ｃは、一例としてソレノイドバルブによってシフト
バルブ（それぞれ図示せず）を動作させ、あるいはサー
ボ油圧の給排の特性を制御するよう構成されており、そ
のソレノイドバルブを制御するめたの手段として電子コ
ントロール装置（ＥＣＵ）２４が設けられている。この
電子コントロール装置２４は、中央演算処理装置（ＣＰ
Ｕ）および記憶装置（ＲＡＭ，ＲＯＭ）ならびに入出力
インターフェイスを主体とするものであって、エンジン
Ｅにおけるスロットル開度θ、エンジンＥの出力回転数
ＮE 、トルクコンバータＴにおけるタービン回転数ＮT
、車速Ｖ、自動変速機Ａの出力トルク検出器（図示せ
ず）で検出した出力トルクＴo 等の信号ならびにエンジ
ン水温などのその他の信号が入力されている。そしてこ
の電子コントロール装置２４は、入力された信号に基づ
いて設定すべき変速段を決定するとともにその変速段を
達成するための変速信号を油圧制御装置Ｃに出力し、ま
た摩擦係合装置のトルク容量の変化速度すなわち変速の
実行速度を変えるよう構成されている。

【００１４】なお、油圧制御装置Ｃにおいて摩擦係合装
置のトルク容量の変化速度を制御する手段としては、一
例として図３に示す構成のコントロールバルブ３０を採
用することができる。すなわちこのコントロールバルブ
３０は、スプリング３１にる弾性力と制御ポート３２に
作用する制御圧とを、スプール３３を挟んで選択的に対
抗させることにより、スプール３３を図３の左右の半分
づつに示すように位置するよう動作させるものであっ
て、その制御ポート３２には、電子コントロール装置２
４によってＯＮ・ＯＦＦ制御されるソレノイドバルブ３
４が接続され、ソレノイドバルブ３４がＯＦＦのときに
は制御ポート３２から排圧し、ＯＮのときには制御ポー
ト３２にライン圧ＰL を作用させるようになっている。
そしてコントロールバルブ３０は、スプール３３が図３
の右半分の状態に位置しているときには、シフトバルブ
３５に接続されているＤポート３６が、第１ブレーキＢ
1 を接続してあるブレーキポート３７とアキュームレー
タ３８を接続してあるアキュームレータポート３９とに
連通し、またスプール３３が図３の左半分の状態に位置
しているときには、ブレーキポート３７とアキュームレ
ータポート３９とが、それぞれドレンポート４０，４１
に連通するようになっている。すなわち、第１ブレーキ
Ｂ1 を解放させる際に、ソレノイドバルブ３４をＯＦＦ
にしてコントロールバルブ３０のスプール３３を図３の
右半分に示す位置に下げておけば、第１ブレーキＢ1 か
らの排圧と併せてアキュームレータ３８からも排圧さ
れ、しかもシフトバルブ３５を介して排圧されるから、
第１ブレーキＢ1 からはゆっくり油圧が抜ける。これと
は反対にソレノイドバルブ３４をＯＮにしてコントロー
ルバルブ３０のスプール３３を図３の左半分に示す位置
に押し上げておけば、第１ブレーキＢ1 からはコントロ
ールバルブ３０のドレンポート４０を介して直接排圧さ
れるので、第１ブレーキＢ1 の解放の速度が速くなる。

【００１５】上述した電子コントロール装置２４は、摩
擦係合装置のトルク容量の変化速度を制御することによ
る変速の実行速度を変速前後の入力トルクに基づいて制
御する。その制御ルーチンの一例を図４のフローチャー
トに示す。ここに示す例は、スロットル開度θから入力
トルクを求めて第４速から第３速へのパワーオン・ダウ
ンシフトの変速実行速度を制御する例であって、先ずス
テップ１で第４速から第３速へのパワーオン・ダウンシ
フトの判断があったか否かを判断し、その判断結果が
“ノー”であれば、この制御ルーチンは終了し、また
“イエス”であればステップ２に進んで変速判断直前の
スロットル開度θ1 が予め定めた基準値αより小さいか
否かを判断する。その判断結果が“イエス”であればス
テップ３に進んでアクセルペダルを踏み込んだ結果のス
ロットル開度θ2が他の基準値βより大きいか否かを判
断する。このスロットル開度に応じたトルクが所定の遅
れ時間後に自動変速機Ａに入力されるから、このステッ
プ３は実質上、変速判断後の入力トルクを予測すること
になる。このステップ３の判断結果が“イエス”であれ
ばステップ４において迅速変速制御を実行する。これは
具体的には、図３に示すソレノイドバルブ３４をＯＮに
してコントロールバルブ３０のスプール３３を図３の左
半分に示す状態に位置させる制御である。その結果、第
１ブレーキＢ1 からはコントロールバルブ３０のドレン
ポート４０を介して直接排圧されるので、第１ブレーキ
Ｂ1 の伝達トルク容量が急激に下がり、第３速へのダウ
ンシフトが迅速に行われる。

【００１６】また入力トルクについて上記の条件が満さ
れなかった場合、すなわちステップ２もしくはステップ
３の判断結果が“ノー”であった場合には、ステップ５
に進んで緩速変速制御を実行する。これは具体的には、
図３に示すソレノイドバルブ３４をＯＦＦにしてコント
ロールバルブ３０のスプール３３を図３の右半分に示す
状態に位置させる制御である。その結果、第１ブレーキ
Ｂ1 はアキュームレータ３８に連通されるとともに、コ
ントロールバルブ３０およびシフトバルブ３５を介して
排圧されるので、第１ブレーキＢ1 の伝達トルク容量が
ゆっくり低下し、第３速へのダウンシフトがゆっくり行
われる。

【００１７】このようにして変速時の入力トルクに応じ
て変速の実行速度を変えることによってスムースな変速
が達成される。以下、この点について説明すると、図５
は一般的なパワーオン・ダウンシフトにおける変速特性
を示すタイムチャートであって、この例では、入力トル
クはほぼ一定としている。ｔ1 時点で変速信号が出力さ
れると、この変速を実行するために解放される摩擦係合
装置の油圧がほぼ同時に低下し始める。アキュームレー
タの作用によりその摩擦係合装置の伝達トルク容量は次
第に低下し、負荷されるトルク以下になるｔ2 時点でそ
の摩擦係合装置がスリップし始めて実質的な変速が開始
され、これによって出力トルクが低下し始めるとともに
入力回転数が増大し始める（イナーシャ相Ｉ）。ｔ3 時
点にてアキュームレータの作用が終了すると、摩擦係合
装置が完全に解放され、自動変速機の各回転要素のイナ
ーシャを入力トルクにより回されるだけの空転状態とな
る（イナーシャ相ＩＩ）。ｔ4 時点には、入力回転数が
変速後の変速比に応じた回転数まで上昇すると、第１一
方向クラッチＦ1 が同期することにより変速が完了し、
出力トルクはダウンシフト後の変速比に応じた大きさに
増大する。

【００１８】このような変速過程のうち、入力トルクの
増大が急激かつ大幅であるために変速信号の出力から実
質的な変速の開始までの間に入力トルクがある程度以上
に増大すると、出力トルクは、実質的な変速の開始以前
に大きく増大した後、実質的な変速によって低下し、さ
らに変速の終了によって再度増大することになるから、
変速ショックが大きくなってしまう。しかしながら上述
した図４に示す制御を行えば、第１ブレーキＢ1 からの
排圧が迅速に行われて入力トルクが大きく増大する以前
に実質的な変速が開始されるので、変速開始前後での出
力トルクの増減が緩和もしくは解消され、その結果、変
速ショックが低減される。

【００１９】図６は、そのような状況を示す図であっ
て、入力トルクの変動が急激かつ大幅である場合に前述
した制御を行って変速の開始を早めると、出力トルクは
実線で示すように変化して変速ショックが低減される。
これに対して第１ブレーキＢ1の解放が相対的に遅い場
合には、出力トルクは破線で示すように変化し、変速シ
ョックが大きくなる。

【００２０】他方、変速前後での入力トルクの変化幅が
小さい場合に、第１ブレーキＢ1 のトルク容量低下速度
を速めると、図７に示すようにイナーシャ相Ｉによる緩
やかな出力トルクの低下が得られずいきなりイナーシャ
相ＩＩを開始するため、変速開始時に急激な出力トルク
の低下が生じする（図７中ΔＴ1）。また特に低車速時
におけるように、変速前後の入力回転数差が小さいため
に変速が比較的短時間で行われる場合については、イナ
ーシャ相Ｉが終了する以前に第１一方向クラッチＦ1 の
同期を終えてしまい、変速終了後も第１ブレーキＢ1 が
引き摺る領域（図７中トルク相）が発生する場合があ
る。このような場合は、変速終了時の出力トルク変化幅
が小さくなり（図７中ΔＴ2）、良好な変速ショックと
なりうるが、従来の装置ではこのような効果が得られな
い。そこで図４に示す制御を行うことにより第１ブレー
キＢ1 のトルク容量低下速度を緩やかにし、その結果、
出力トルクは図７に実線で示すように変化する。すなわ
ち変速ショックが低減される。

【００２１】なお、変速前後の入力トルクは、スロット
ル開度θ以外のパラメータによっても求めることができ
るのであり、例えばトルクコンバータＴにおける速度比
ｅによって入力トルクを求め、あるいは推定できるの
で、入力トルクとして速度比ｅを代用して迅速変速制御
と緩速変速制御との切換えを行うこともできる。図８は
その一例を示すフローチャートであって、ステップ１０
ではパワーオン状態での第４速から第３速へのダウンシ
フトの判断があったか否かの判断を行い、その判断結果
が“ノー”であればこの制御ルーチンから抜け、また
“イエス”であれば、ステップ１１に進んで変速直前の
トルクコンバータＴにおける速度比ｅ1 が予め定めた基
準値ｅ0 より大きいか否かを判断し、その判断結果が
“イエス”であれば、トルコンバータＴでのトルク比が
小さくて自動変速機への入力トルクが小さいと判断され
たことになるので、この場合はステップ１２に進んで変
速判断時の速度比ｅ2 が前記基準値ｅ0 より小さいか否
かを判断する。その判断結果が“イエス”であれば、ト
ルクコンバータＴでのトルク比が大きくなって自動変速
機への入力トルクが、小トルクから大トルクに大きく変
動することになるから、この場合はステップ１３に進ん
で迅速変速制御を実行する。一方、ステップ１１もしく
はステップ１２の判断結果が“ノー”であれば、ステッ
プ１４に進んでその時点での速度比ｅが基準値ｅ0 より
小さいか否かを判断し、その判断結果か“ノー”であれ
ばステップ１５において予め定めた時間Ｔm が経過した
か否かを判断するとともに、その判断結果が“ノー”で
あればステップ１４の前に戻る。すなわちこれらステッ
プ１４およびステップ１５においては、予め定めた時間
Ｔm のうちに速度比ｅが基準値ｅ0 より小さくなったか
否かの判断を行うことになり、Ｔm 時間内に速度比ｅが
基準値ｅ0 より小さくなれば、すなちステップ１４の判
断結果が“イエス”となればステップ１３に進んで迅速
変速制御を実行する。またＴm 時間内に速度比ｅが基準
値ｅ0 より小さくならないことによりステップ１５の判
断結果が“イエス”となれば、ステップ１６において緩
速変速制御を実行する。

【００２２】この発明の変速制御装置は、入力トルクに
基づいて変速の実行速度を制御するものであるが、上述
した各例から明らかなように、この発明における入力ト
ルクは、他のデータに置き換えたもの、あるいは演算し
て求めたものであってもよく、直接検出した入力トルク
に限定されない。またこの発明で対象とする自動変速機
は図９に示す歯車列を備えたもの限定されず、したがっ
て対象とする変速は、前述した所謂クラッチ・ツー・ワ
ンウェイクラッチの第４速から第３速へのダウンシフト
に限定されない。さらに迅速変速制御と緩速変速制御と
の切換えの手段は、図３に示す構成のものに限られない
のであって、従来知られているオリフィスコントロール
バルブなどの他の手段であってもよい。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の変速制御装置によれば、入力トルクに基づいて変速実
行速度を制御するから、変速過程での出力トルクの過剰
な増減を防止して変速ショックの少ないスムースな変速
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本的な構成を示すブロック図であ
る。

【図２】この発明の一実施例の基本構成を示すブロック
図である。

【図３】第１ブレーキの解放の速度を変えるための油路
構成の一例を示す部分油圧回路図である。

【図４】この発明の装置で実施される制御の一例を示す
フローチャートである。

【図５】一般的なパワーオン・ダウンシフト時の変速特
性を示すタイムチャートである。

【図６】変速の前後に亘って入力トルクが急激かつ大幅
に変化する場合にこの発明の装置による制御を行った結
果の出力トルク特性を比較例と共に示す線図である。

【図７】変速の前後に亘っての入力トルクの変動が少な
い場合にこの発明の装置による制御を行った結果の出力
トルク特性を比較例と共に示す線図である。

【図８】速度比をパラメータとした制御例を示すフロー
チャートである。

【図９】歯車列の一例を示すスケルトン図である。

【図１０】その作動表である。

【符号の説明】

２０ 摩擦係合装置 ２１ 入力トルク検出手段 ２２ 入力トルク予測手段 ２３ トルク容量変化速度制御手段 Ａ 自動変速機

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 摩擦係合装置のトルク容量変化速度を制
   御可能な自動変速機の変速制御装置において、 変速前の入力トルクを検出する入力トルク検出手段と、
   変速後の入力トルクを予測する入力トルク予測手段と、
   前記検出された入力トルクと前記検出された入力トルク
   および前記予測された入力トルクから決まる入力トルク
   変化量とに基づいて前記摩擦係合装置のトルク容量の変
   化速度を制御するトルク容量変化速度制御手段とを備え
   ていることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。