JPH0579857B2

JPH0579857B2 -

Info

Publication number: JPH0579857B2
Application number: JP59102616A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Nishikawa; Kagenori Fukumura; Hideki Yasue
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1984-05-23
Filing date: 1984-05-23
Publication date: 1993-11-05
Also published as: JPS60249754A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、自動変速機の油圧制御装置に関し、
特に副変速機を手動操作により高速段から低速段
へ切換える際の油圧制御に関する。

従来技術運転性能を向上するために、高速段と低速段と
を手動操作により切換え可能な副変速機が付加さ
れている自動変速機がある。走行中における副変
速機の高速段から低速段への切換に伴う変速衝撃
および機関の過大な吹き上がりを回避して機関回
転速度の適当な上昇を得るために、アンダラツプ
期間、すなわち副変速機の高速段用摩擦係合装置
が解放状態になつてからも低速段用摩擦係合装置
をなお解放状態にとどめておく期間を制御する必
要がある。

また、副変速機が主変速機の出力側に設けられ
ている自動変速機では、主変速機の変速段に関係
して主変速機における慣性質量が異なつており、
したがつてアンダラツプ期間における機関回転速
度の上昇速度が異なるので、アンダラツプ期間は
車速（高車速の場合程、切換時に必要な機関回転
速度の上昇量は増大する。）だけでなく、主変速
機の変速段に応じても切換える必要がある。

特公昭58−25177号公報は、手動操作による副
変速機の高速段から低速段への切換の際の油圧制
御ではないが、高速段から低速段への自動変速の
際の車速に関係した油圧制御を開示している。す
なわち低速段用摩擦係合装置および高速段用摩擦
係合装置の油圧を制御圧として受けるスプール弁
形式の制御弁を複数個設け、これら複数個の制御
弁により、低速段用摩擦係合装置の油圧が低速段
用摩擦係合装置の滑り係合を生じさせる所定レベ
ルまで上昇した時、高速段用摩擦係合装置の油圧
を、高速段用摩擦係合装置に滑りを生じさせる値
に低下させ、この低下量は車速とスロツトル開度
とに応じた量とし、さらに高速段用摩擦係合装置
の油圧が高速段用摩擦係合装置を実質的に解放さ
せる所定レベルまで低下した時、低速段用摩擦係
合装置の油圧を、低速段用摩擦係合装置を実質的
に係合させる値に増大させている。

しかしながら特公昭58−25177号公報の油圧制
御は、自動変速によるダウンシフトであつて、手
動操作による副変速機の高速段から低速段への切
換には直ちに適用できず、またオーバラツプ期
間、すなわち低速段用摩擦係合装置と高速段用摩
擦係合装置とをともに滑り係合状態に保持してい
る期間の制御を開示している。さらにスプール弁
形式の制御弁は構成が複雑であり、制御弁への制
御圧の伝達に関する時間的なばらつき、制御弁の
ばね力などのばらつき、および油温からオーバラ
ツプ期間が影響を受け、制御精度が低くなつてい
る。

そこで本出願人は、別の出願（本出願人に係る
本代理人による昭和59年５月９日付け特許願(1)
号）において、副変速機の低速段用摩擦係合装置
への油圧媒体の供給を制御する電磁弁を設け、副
変速機の高速段用摩擦係合装置がドレンへ接続さ
れてから所定時間内はこの電磁弁により低速段用
摩擦係合装置への油圧媒体の供給を阻止してアン
ダラツプ期間を形成している油圧制御装置を示し
た。しかし機関および自動変速機は個々にばらつ
きを有するため、アンダラツプ期間の終了を時間
経過により制御する装置では、一定のアンダラツ
プ期間に上昇する機関回転速度の量が自動車ごと
にばらつき、アンダラツプ期間を適切に制御する
のが困難であつた。

発明の目的本発明の目的は、副変速機が主変速機の出力側
に付加されている自動変速機において、走行中の
副変速機の低速段から高速段への切換の際におけ
るアンダラツプ期間を、機関および自動変速機の
ばらつきに関係なく、あらゆる自動車において適
切かつ高精度で制御することができ、かつ構成が
簡単である油圧制御装置を提供することである。

目的を達成するための手段この目的を達成するために本発明によれば、複数の変速段を有する主変速機の出力側に接続
され高速段と低速段とを手動操作により切換え可
能な副変速機と、係合状態に保持されて副変速機
の高速段を達成する高速段用摩擦係合装置と、係
合状態に保持されて副変速機の低速段の達成する
低速段用摩擦係合装置と、高速段用摩擦係合装置
をドレンへ接続するとともに低速段用摩擦係合装
置を油圧媒体の供給油路へ接続して副変速機を高
速段から低速段へ切換える切換バルブとを備えて
いる自動変速機の油圧制御装置であつて、前記低
速段用摩擦係合装置への油圧媒体の供給を制限す
る電磁弁と、機関回転速度を検出する機関回転速
度検出手段と、前記主変速機の変速段を検出する
変速段検出手段と、車速を検出する車速検出手段
と、切換バルブが高速段位置から低速段位置へ切
換えられた時から機関回転速度が主変速機の変速
段および車速に関係して設定された所定値に達す
るまで低速段用摩擦係合装置への油圧媒体の供給
が制限されるように電磁弁を電気信号により制御
する制御手段とを備えている。

作用運転者の手動操作に伴つて切換バルブが高速段
位置から低速段位置へ切換わると、副変速機の高
速段用摩擦係合装置はドレンへ接続されてその油
圧は下降し始め、ついには高速段用摩擦係合装置
は解放状態となる。

これに対し、副変速機の低速段用摩擦係合装置
は、切換バルブの切換わり後も、機関回転速度が
主変速機の変速段および車速に関係して設定され
た所定値に達するまでは油圧媒体の供給を電磁弁
により制限されており、高速段用摩擦係合装置の
解放後も解放状態に保持され、アンダラツプ期間
が生じる。

機関回転速度がこの所定値に達した後は、電磁
弁による低速段用摩擦係合装置への油圧媒体の供
給の制限が解除され、低速段用摩擦係合装置は油
圧媒体を供給されて速やかに係合状態になり、副
変速機は低速段になる。

発明の効果本発明ではアンダラツプ期間の長さが実際の機
関回転速度に基づいて制御されるので、機関およ
び自動変速機のばらつきによる影響を受けること
なく、長さを適切に設定することができる。

アンダラツプ期間は主変速機の変速段に応じた
長さとなり、機関回転速度はこのアンダラツプ期
間において主変速機の変速段に応じた適切な量だ
け上昇するので、副変速機の高速段から低速段へ
の切換の際の衝撃を緩和し、かつ機関の過大な吹
上がりを回避することができる。

アンダラツプ期間は電磁弁を電気信号により制
御することにより制御されるので、スプール弁形
式の油圧制御装置に比べて構成が非常に簡単とな
る。

また本発明のアンダラツプ期間は制御油圧の伝
達に関する時間的なばらつき、および制御弁のば
ね力のばらつきなどの影響を受けないので、高い
制御精度を得ることができる。

好ましい実施態様によれば電磁弁は、切換バル
ブから低速段用摩擦係合装置への油圧媒体の油路
をドレンへ接続する油路を開閉する弁である。

好ましくは所定値Ｋを係数Ｋと車速Ｖとの積
Ｋ・Ｖとし、Ｋは主変速機の変速段の関数とす
る。

さらにＫは車速、吸気スロツトル開度、および
油圧媒体の温度の関数としても設定することがで
きる。油圧媒体が低温である場合には油圧媒体の
粘性が大きく、油路における油圧媒体の流れ速度
は低下して、摩擦係合装置の解放、係合時期はず
れるが、係数Ｋを油圧媒体の温度に関係させるこ
とにより、このようなずれを補償することができ
る。アンダラツプ期間において必要な機関回転速
度の上昇量は車速Ｖに関係して異なるが、係数Ｋ
を車速Ｖの関数とすることによりアンダラツプ期
間の長さを必要な機関回転速度の上昇量に合わせ
て制御することができる。吸気スロツトル開度θ
が増大するに連れて低速段用摩擦係合装置へ油圧
媒体の供給開始後に低速段用摩擦係合装置が実際
に係合開始するまでの時間、すなわち応答遅れが
短くなるので、Ｋを吸気スロツトル開度θの関数
として設定することによりこれを補償できる。

実施例図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は自動変速機の全体の構成図を示してお
り、機関の動力伝達経路において上流から順番に
機関１０、流体トルクコンバータ１２、複数の変
速段を有する主変速機１４、および副変速機１６
を備えている。副変速機１６は、主変速機１４の
出力要素に結合している入力軸１８、入力軸１８
に結合しているサンギヤを含む遊星歯車装置２
０、遊星歯車装置２０のキヤリヤに結合している
出力軸２２、入力軸１８と遊星歯車装置２０のキ
ヤリヤとの接続を制御する高速段用クラツチ２
４、および遊星歯車装置２０のリングギヤの固定
を制御する低速段用ブレーキ２６を有している。
高速段用クラツチ２４の係合により入力軸１８の
回転は減速比１で出力軸２２へ伝達され、低速段
用ブレーキ２６の係合により入力軸１８の回転は
減速されて出力軸２２へ伝達される。スロツトル
開度センサ２８は吸気通路のスロツトル開度を検
出し、パターンセレクトスイツチ３０は運転者に
より選択されたエコノミ（経済走行）、パワ（出
力走行）などの運転パターンを検出し、シフトポ
ジシヨンセンサ３２は運転者により選択されたＤ
（ドライブ）、Ｒ（リバース）などのシフトポジシ
ヨンを検出し、Ｌ・Ｈポジシヨンスイツチ３４は
運転者により選択された副変速機１６のＬ（低速
段）およびＨ（高速段）位置を検出し、油温セン
サ４０は油圧制御装置４２において用いられる油
圧媒体としてのオイルの温度を検出し、機関回転
速度センサ４４は機関１０の出力軸の回転速度、
すなわち機関回転速度を検出し、車速センサ４６
は車速に比例する出力軸２２の回転速度を検出す
る。CPU４８はこれらセンサおよびスイツチか
らの信号を入力として受け、これらの信号に基づ
いて油圧制御装置４２を制御する。

第２図は第１図の油圧制御装置４２を詳細に示
しており、オイルポンプ５０は、オイルパン５２
内のオイルを吸込み、加圧して吐出している。主
変速制御回路５４は主変速機１４の変速段を切換
えるシフトバルブおよびプライマリレギユレータ
バルブなどの周知の要素を含み、プライマリレギ
ユレータバルブは供給圧油路としてのライン圧油
路５６にスロツトル開度θに関係したライン圧Pl
を発生する。Ｌ・Ｈ切換バルブ６０は、ライン圧
油路５６へ接続されているポート６２，６４、ド
レン６６，７２、およびその他のポート６８，７
０を有し、Ｌ・Ｈポジシヨンに関係してポートあ
るいはドレン６２，６４，６６，６８，７０，７
２間の接続を制御する。Ｌ・Ｈ切換バルブ６０
は、Ｌ・Ｈポジシヨンに関係して制御圧を供給さ
れ、この制御圧に関係して移動するスプールを有
する形式であつてもよい。高速段用クラツチ２４
は、Ｈ位置において係合状態に保持され、油路７
６を介してポート６８へ接続されている。アキユ
ムレータ７８は油路７６へ接続され、油路７６の
途中にはオリフイス８０と逆止め弁８２とが互い
に並列に設けられている。逆止め弁８２は高速段
用クラツチ２４のオイルをポート６８の方へ流す
際に開く。低速段用ブレーキ２６は、Ｌ位置にお
いて係合状態に保持され、油路８６を介してポー
ト７０へ接続されている。アキユムレータ８８は
油路８６へ接続され、油路８６の途中にはオリフ
イス９０と逆止め弁９２とが互いに並列に設けら
れている。逆止め弁９２は低速段用ブレーキ２６
のオイルをポート７０の方へ流す際に開く。排出
油路１００は、ポート７０とオリフイス９０との
間において油路８６から分岐し、分岐個所のオイ
ルをドレンへ導く。電磁弁としてのソレノイド弁
１０２は、ソレノイド１０４、およびソレノイド
１０４に関係して排出油路１００を開閉する弁体
１０６を有しており、主変速制御回路５４と同様
にCPU４８からの電気信号により制御される。

第３図を参照してCPU４８によつて行なわれ
る制御を説明する。なお第３図においてPcは高
速段用クラツチ２４のサーボ油圧、Pbは低速段
用ブレーキ２６のサーボ油圧である。

時刻t1以前ではＬ・ＨポジシヨンはＨ（高速段）
にあり、Ｌ・Ｈ切換バルブ６０においてポート６
８はポート６２へ、ポート７０はドレン７２へ、
それぞれ接続されている。これにより高速段用ク
ラツチ２４はライン圧油路５６からオイルを供給
されて係合状態に保持されているのに対し、低速
段用ブレーキ２６のオイルは排出されていて低速
段用ブレーキ２６は解放状態に保持されている。
したがつて副変速機１６は高速段にある。

時刻t1においてＬ・Ｈポジシヨンが運転者によ
りＨからＬ（低速段）へ切換えられる。この切換
によりＬ・Ｈ切換バルブ６０の制御圧がCPU４
８により変化させられ、Ｌ・Ｈ切換バルブ６０の
スプールは高速段側の位置から低速段側の位置へ
切換えられる。こうしてポート６８はドレン６６
へ、ポート７０はポート６４へ、それぞれ接続さ
れ、サーボ油圧Pcは下降し始める。これに対し、
ポート７０はライン圧油路５６からオイルを導か
れるが、ソレノイド弁１０２が時刻t1後も機関回
転速度Neが所定値Ｋ・Ｖに達するまでは排出油
路１００をなお開いているので、サーボ油圧Pb
は零に保持され、低速段用ブレーキ２６の係合は
阻止される。なおＫは主変速機１４の変速段から
決まる係数であり、後述の第４図で説明するよう
にさらに車速Ｖおよびオイル温度T₀の関数とす
ることもできる。

NeがＫ・Ｖに達した時刻t2においてソレノイ
ド弁１０２は排出油路１００を閉じる。これによ
りサーボ油圧Pbは、時刻t2から上昇し始め、所
定時間Taの経過後の時刻t3において所定油圧に
達し、低速段用ブレーキは半係合状態となる。

サーボ油圧Pcが適当に低下してから時刻t3ま
では高速段用クラツチ２４および低速段用ブレー
キ２６がともに解放状態にあるアンダラツプ期間
であり、機関回転速度はこのアンダラツプ期間に
おいて円滑に上昇する。

第４図は係数Ｋと車速Ｖとの関係を示してい
る。車速Ｖが高い場合程、副変速機を高速段から
低速段へ切換える際に必要な機関回転速度の上昇
量は増大するので、ＫはＶの増大関数として設定
し、高車速の場合程、アンダラツプ期間を長くす
る。また第３図に示しているように応答遅れTa
が存在するが、応答遅れTaの分だけＫを小さい
値に設定して時刻t2を早めることにより、応答遅
れTaを補償できる。この応答遅れTaは吸気スロ
ツトル開度θが大きい場合程、短くなるので、第
５図に示すように、吸気スロツトル開度θの増大
に連れてＫを増大してスロツトル開度θに因る応
答遅れを補償することもできる。さらにオイル温
度T₀が低くなるに連れ、オイルの粘性が大きく
なり、低速段用ブレーキ２６へのオイルの供給速
度が低くなるので、補正係数Ｋはオイル温度T₀
が小さくなるに連れて小さい値に設定して時刻t2
を早め、オイル温度T₀に因るアンダラツプ期間
のずれを補償することができる。

第６図は第３図で説明した制御を実行する変速
制御ルーチンのフローチヤートである。点火スイ
ツチがオンになると（ステツプ110）、副変速機１
６の操作位置がＨ（ハイギヤ：高速段）からＬ（ロ
ーギヤ：低速段）へ変化したことを表わすフラグ
Ｆが初期化としてリセツトされる（ステツプ
112）。メインルーチンでは（ステツプ114）、主変
速機１４の指示変速段を吸気スロツトル開度θお
よび車速Ｖなどに基づいて計算する。副変速機１
６の操作位置がＨからＬへ変化していない場合に
は（ステツプ116の判定がＦ＝０、ステツプ118の
判定がNO）、直ちに副変速機制御用ソレノイド
弁および主変速機制御用ソレノイド弁の駆動制御
が副変速機１６の操作位置Ｈ、Ｌに従つておよび
メインルーチンで計算した指示変速段に従つて制
御される（ステツプ142、144）。操作位置がＨか
らＬへ切換わつた場合には（ステツプ118の判定
がYES）、フラグＦがセツトされる（ステツプ
120）。Ｆ＝１になると（ステツプ116の判定がＦ
＝１）、車速Ｖ、機関回転速度Ne、吸気スロツト
ル開度θ、および油温T₀が読込まれ（ステツプ
124、126、128、130）、係数Ｋが指示変速段Sx、
さらにθ、T₀に基づいて計算される（ステツプ
132）。次にNeとＫ・Ｖとを比較し（ステツプ
134）、Ne＜Ｋ・Ｖ、すなわち機関回転速度Neが
まだＫ・Ｖまで上昇していなかつたならば、アン
ダラツプ制御用ソレノイド弁１０２をオンとして
排出油路１００を開いておき（ステツプ136）、
NeＫ・Ｖ、すなわち機関回転速度NeがＫ・Ｖ
に上昇した後であればアンダラツプ制御用ソレノ
イド弁１０２をオフとして排出油路１００を閉じ
（ステツプ138）、さらにＦをリセツトする（ステ
ツプ140）。

第７図は本発明の機能ブロツク図である。指示
変速段検出手段１５０は主変速機１４の指示変速
段Sxを検出する。係数計算手段１５２は指示変
速段Sx、スロツトル開度θ、および油温T₀に基
づいて係数Ｋを計算し、掛算器１５４は係数Ｋと
車速Ｖとの積Ｋ・Ｖを計算し、比較手段１５６は
Ｋ・Ｖと機関回転速度Neとを比較する。駆動手
段１５８は、NeがなおＫ・Ｖに達していない期
間ではアンダラツプ制御用ソレノイド弁１０２を
オンにして排出油路１００を開いておき、Neが
Ｋ・Ｖに達してからはアンダラツプ制御用ソレノ
イド弁１０２をオフにして排出油路１００を閉
じ、低速段用ブレーキ２６へライン圧Plのオイル
を導く。

実施例ではソレノイドバルブ１０２は排出油路
１００に設けられているが、油路８６を開閉する
ことにより低速段用ブレーキ２６へのオイルの供
給を制限する形式でもよい。

本発明を実施例について説明したが、本発明の
精神を逸脱しない範囲において種々に修正して本
発明を実施できることは当業者にとつて明らかだ
ろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動変速機の全体の構成図、第２図は
第１図の油圧制御装置の主要部を示す図、第３図
はCPUによつて実施される制御を説明する図、
第４図は車速と係数との関係を示すグラフ、第５
図は吸気スロツトル開度と係数との関係を示すグ
ラフ、第６図は第３図の制御に従つた変速制御ル
ーチンのフローチヤート、第７図は本発明の機能
ブロツク図である。１４……主変速機、１６……副変速機、２４…
…高速段用クラツチ、２６……低速段用ブレー
キ、３４……Ｌ・Ｈポジシヨンセンサ、４４……
機関回転速度センサ、４６……車速センサ、４８
……CPU、５６……ライン圧油路、６０……
Ｌ・Ｈ切換バルブ、６６……ドレン、１０２……
ソレノイド弁、１５０……指示変速段検出手段、
１５２……係数計算手段、１５４……掛算器、１
５６……比較手段、１５８……駆動手段。

Claims

【特許請求の範囲】１複数の変速段を有する主変速機出力側に接続
され高速段と低速段とを手動操作により切換え可
能な副変速機と、係合状態に保持されて副変速機
の高速段を達成する高速段用摩擦係合装置と、係
合状態に保持されて副変速機の低速段の達成する
低速段用摩擦係合装置と、高速段用摩擦係合装置
をドレンへ接続するとともに低速段用摩擦係合装
置を油圧媒体の供給油路へ接続して副変速機を高
速段から低速段へ切換える切換バルブとを備えて
いる自動変速機の油圧制御装置において、前記低速段用摩擦係合装置への油圧媒体の供給
を制限する電磁弁と、機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段
と、前記主変速機の変速段を検出する変速段検出手
段と、車速を検出する車速検出手段と、切換バルブが高速段位置から低速段位置へ切換
えられた時から機関回転速度が主変速機の変速段
および車速に関係して設定された所定値に達する
まで低速段用摩擦係合装置への油圧媒体の供給が
制限されるように電磁弁を電気信号により制御す
る制御手段と、を備えていることを特徴とする自動変速機の油圧
制御装置。２電磁弁が切換バルブから低速段用摩擦係合装
置への油圧媒体の油路をドレンへ接続する油路を
開閉する弁であることを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の油圧制御装置。３前記所定値を係数Ｋと車速Ｖとの積Ｋ・Ｖと
し、Ｋは主変速機の変速段の関数とすることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の油圧制御装
置。４係数Ｋは車速、吸気スロツトル開度、あるい
は油圧媒体の温度の関数としても設定することを
特徴とする特許請求の範囲第３項記載の油圧制御
装置。