JPH07109230B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、車両用自動変速機の変速制御装置に係り、特
に、２以上の変速段を切換え得る変速機部を少なくとも
２個備え、これらの変速機部の２以上を同時に変速する
態様を含んだ各変速機部のシフト組合せにより自動変速
機全体の多段変速を達成するようにした車両用自動変速
機の変速制御装置の改良に関する。

【従来の技術】

車両用自動変速機において、達成される変速段の数を多
くすると、変速時のエンジン回転速度の変動量が少なく
なるため、摩擦係合装置の吸収すべきエネルギー量が低
下し、該摩擦係合装置の耐久性を向上させることができ
ると共に、変速時のトリク変動（変速シヨツク）を低減
させることができる。 従来、達成さる変速段の数を多くする目的の下に、既存
の自動変速機に対する設計変更を少なくして製造上有利
とするために、少なくともエンジン負荷に関係して変速
段を自動的に切換える得る既存の自動変速機を基礎とし
てこれを第１変速機部とし、この第１変速機部に該第１
変則機部と独立して低速側及び高速側を自動的に切換え
得る第２変速機部を動力伝達系上で直列的に配置するこ
とによつて多数の変速段を達成するようにした自動変速
機がある。 例えば、高速段としてのオーバードライブと低速段とし
ての非オーバードライブ（非オーバードライブは例えば
減速比１）とが自動的に切換えられオーバードライブ装
置（O/D）が、第２変速機部として第１変速機部の入力
側、あるいは出力側に直列に接続された自動変速機にあ
つては、該第１変速機及び第２変速機部を第３図Ａ部分
に示すように同時又は交互に変速させることによつて前
進６段の多段変速を達成することができる（例えば特開
昭57−37140）。 このように達成される変速段数を多くすることにより、
前述の如く摩擦係合装置の耐久性の向上、変速時の変速
シヨツクの低減を図ることができるようになると共に、
エンジンに過大な負荷がかからなくなるため、燃費、あ
るいは動力性能についても良好な結果を得ることができ
るようになる。

【発明が解決しようとする問題点】

しかしながら、こうした第１変機部第２変速機部とを同
時に又は交互にシフトさせることにより多段変速を達成
するようにした自動変速機にあつては、各変速機部の摩
擦係合装置に作用させる油圧を、一般的に行われている
ように、例えばスロツトル開度等に応じて変化させるだ
けでは、全ての変速について良好な変速特性を得ること
が困難であるという問題があつた。 この原因としては次のようなものが考えられる。 それは、例えば第１変速機部がハイギヤシフトし、第２
変速機部がローギヤシフトすることによつて自動変速機
全体としてアツプシフトとなる場合と、第１変速機部単
独で自動変速機全体がアツプシフトする場合とでは、た
とえその際係合される第１変速機部の摩擦係合装置が同
一であり、且つそのときのエンジン負荷（スロツトル開
度）等が同一であつたとしても、この摩擦係合装置の係
合力の最適値が異なるためである。その理由は、例えば
第２速→第３速と、第１速→第３速の各シフト時に係合
されるブレーキB₂（第３図参照）の係合力を比較してみ
ると、まず変速前の自動変速機の入力トルクは第２速よ
り第１速の方が大きく、又前後のギヤ比の比（変速比）
については第１速→第３速の方が第２速→第３速よりも
大きい。更に、第２速→第３速では係合中に第２変速機
部がローギヤシフトするため、エンジン系イナーシヤを
低下させるためのブレーキB₂の仕事量が少ない等の種々
の条件の差異が存在するためである。その結果、当然係
合力の最適値が異なり、従つて作用すべき油圧の最適値
も異つてくるものである。 こうした問題を自動変速機の油圧制御系で解決しようと
すると、構成が極めて複雑となり、コスト性、信頼性に
問題が生じる。又、トルク特性の違う各種エンジンに適
合させるのが困難となり、汎用性に欠けるようにもな
る。

【発明の目的】

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもの
であつて、油圧制御系の構成をほとんど変更することな
く、こうした複数の変速機部を有するような自動変速機
にあつても、その全ての変速時において、良好な変速特
性と良好な耐久性とを両立させることのできる車両用自
動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。

【問題点を解決するための手段】

本発明は、少なくとも２以上の変速段を切換え得る第１
の変速機部と、少なくとも高速段及び低速段を切換え得
る第２の変速機部とを備え、前記第１の変速機部と前記
第２の変速機部とを同時に且つ逆方向方向に変速する態
様を含んだ第１及び第２の変速機部のシフト組合せによ
り、自動変速機全体の多段変速を達成するようにした車
両用自動変速機の変速制御装置において、前記第１の変
速機部と第２の変速機部とを同時に且つ逆方向に変速す
るか変速か否かに関する変速の種類を検出する手段と、
少なくとも前記変速の種類に依存してエンジントルクの
変更量を決定する手段と、決定した変更量だけ、変速中
にエンジントルクを変更する手段と、を備えたことによ
り上記目的を達成したものである。 なお、特許請求の範囲の欄の記載を含めて、前記「変更
量」には、変速の種類によつてはこれを「零」とする概
念を含むものである。

【作用】

本発明においては、変速時にエンジントルクを変更する
ようにし、且つ、そのエンジントルクの変更量少なくと
も第１の変速機部と第２の変速機部とを同時に且つ逆方
向に変速する変速か否かに関する変速の種類に応じて変
更するようにしたため、油性制御系をほとんど変更する
ことなく、変速シヨツクが小さく、且つ摩擦係合装置に
過度の負担がかからないような特性を得ることができる
ようになる。 又、エンジントルクの異なる種々のエンジンに対しても
容易に適用できるようになる。 なお、エンジントルクの変更に当つては、公知の例えば
点火時期の遅角、燃料供給のカツト等の手段を採用する
ことができる。

【実施例】

以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。 第２図は、本発明が適用される、吸入空気量感知式の自
動車用電子燃料噴射エンジンと組合わされた自動変速機
の全体概要図である。 エアクリーナ10から吸入された空気は、エアフローメー
タ12、スロツトル弁14、サージタンク16、吸気マニホル
ド18へと順次送られる。この空気は吸気ポート20付近で
インジエクタ22から噴射される燃料と混合され、吸気弁
24を介して更にエンジン本体26の燃焼室26Aへと送られ
る。燃焼室26A内において混合気が燃焼した結果生成さ
れる排気ガスは、排気弁28、排気ポート30、排気マニホ
ルド32及び排気管34を介して大気に放出される。 前記エアフローメータ12には、吸気温を検出するための
吸気温センサ100が設けられている。前記スロツトル弁1
4は、運転席に設けられた図示せぬアクセルペダルと連
動して回動する。このスロツトル弁14には、その開度を
検出するためのスロツトルセンサ102が設けられてい
る。又、前記エンジン本体26のシリンダブロツク26Bに
は、エンジン冷却水温を検出するための水温センサ104
が配設されており、排気マニホルド32の集合部分には、
該集合部分における酸素濃度を検出するためのO₂センサ
106が設けられている。更に、エンジン本体26のクラン
ク軸によつて回転される軸を有するデストリビユータ38
には、前記軸の回転からクランク角を検出するためのク
ランク角センサ108が設けられている。又、自動変速機
には、その出力軸の回転速度から車速を検出するための
車速センサ110、及び、シフトポジシヨンを検出するた
めのシフトポジシヨンセンサ112が設けられている。 これらの各センサ100、102、104、106、108、110、112
の出力は、エンジンコンピユータ（以下ECUと称する）4
0に入力される。ECU40では各センサからの入力信号をパ
ラメータとして燃料噴射量を計算し、該燃料噴射量に対
応する所定時間だけ燃料を噴射するように前記インジエ
クタ22を制御する。 なお、スロツトル弁14の上流とサージタンク16とを連通
させる回路にはアイドル回転制御バルブ（ISCV）42が設
けられており、ECU40からの信号によつてアイドル回転
数が制御されるようになつている。 一方、この実施例における自動変速機のトランスミツシ
ヨン部は、トルクコンバータ910と、第２変速機部912
と、前進３段、後進１段の第１変速機部914とを備え
る。 前記トルクコンバータ910は、ポンプ916、タービン91
8、ステータ920及びロツクアツプクラツチ921を含む周
知のものである。ポンプ916は、機関クランク軸922と連
結され、タービン918は、タービン軸924に連結されてい
る。該タービン軸924は、トルクコンバータ910の出力軸
であると共に、第２変速機部912の入力軸となつてお
り、該第２変速機部912における遊星歯車装置のキヤリ
ア926に連結されている。 第２変速機部912においては、このキヤリア926によつて
回転可能に支持されたプラネタリピニオン928が、サン
ギヤ930及びリングギヤ934と噛合している。又、サンギ
ヤ930とキヤリア926との間には、クラツチC₀及び一方向
クラツチF₀が設けられており、更に、サンギヤ930と第
２変速機部912を囲撓するハウジングHuとの間には、ブ
レーキB₀が設けられている。 第２変速機部912のリングギヤ934は、第１変速機部914
の入力軸936に連結されており、該入力軸936と中間軸93
8との間には、クラツチC₁が設けられている。 第１変速機部914には遊星歯車装置としてフロント側及
びリヤ側の２列が備えられている。フロント側の遊星歯
車装置は、フロント側、リヤ側共通のサンギヤ軸940に
設けられたサンギヤ942と、該サンギヤ942と噛合するプ
ラネタリピニオン944と、該プラネタリピニオン244を回
転可能に支持するキヤリア946と、前記プラネタリピニ
オン944と噛合するリングギヤ948とによつて構成されて
いる。又、リヤ側の遊星歯車装置は、前記サンギヤ942
と噛合するプラネタリピニオン950と、該プラネタリピ
ニオン950を回転可能に支持するキヤリア952と、前記プ
ラネタリピニオン950と噛合するリングギヤ954とによつ
て構成されている。 入力軸936と前記サンギヤ軸940との間にはクラツチC₂が
設けられている。又、フロント側遊星歯車装置における
リングギヤ948は、中間軸938と連結されている。更に、
フロント側遊星歯車装置におけるキヤリア946は、リア
側の遊星歯車装置におけるリングギヤ954と連結されて
おり、これらキヤリア946及びリングギヤ954は出力軸95
6と連結されている。又、リア側の遊星歯車装置におけ
るキヤリア952とハウジングHuとの間にはブレーキB₃及
び一方向クラツチF₂が設けられている。 更に、サンギヤ軸940とハウジングHuとの間には、一方
向クラツチF₁を介してブレーキB₂が設けられ、また、サ
ンギヤ軸940とハウジングHuとの間には、ブレーキB₁が
設けられている。 この自動変速機は、上述のごときトランスミツシヨン部
を備え、エンジン本体26の負荷状態を反映しているスロ
ツトル開度を検出するスロツトルセンサ102、及び車速
を検出する車速センサ110等の信号を入力された中央処
理装置（ECU）40によつて、予め設定された変速パター
ンに従つて油圧制御回路60内の電磁ソレノイドバルブS₁
〜S₄及びS_Lが駆動・制御され、第３図Ｂ部分に示される
ような、各クラツチ、ブレーキ等の継合の組合せが行わ
れて変速制御がなされる。 なお、第３図において○印は作用状態を示し、又、△印
は駆動時のみ、×印はエンジンブレーキ使用時のみ作用
状態となることを示している。 前記電磁ソレノイドバルブS₁、S₂は、第４図に示される
ように、第１、第２シフトバルブを介して第１変速部91
4の変速制御を行い、前記電磁ソレノイドバルブS₃は、
第３シフトバルブを介して第２変速機部912の高速側及
び低速側の制御を行い、又、前記電磁ソレノイドバルブ
S₄は、B₀レリーズコントロールバルブを介してブレーキ
B₀ドレン油圧の制御を行い、前記電磁ソレノイドバルブ
S_Lは、ロツクアツプリレーバルブを介してトルクコンバ
ータ910のロツクアツプクラツチ921の制御をそれぞれ行
うようになつている。 このような装置において、前記ECU40は、前記ECTコンピ
ユータ50の変速情報（変速判断、変速指令、ロツクアツ
プクラツチ係合許可等）を受け、エンジンのトルクダウ
ンを該エンジンの点火時期の遅角制御を実行することに
よつて行うと共に、制御情報をECTコンピユータ50に出
力する。ECTコンピユータ50では、この情報に基づき、
ロツクアツプクラツチ開放指令を行つたり、上記制御が
確実に行われているか否かを検査する。 なお、この実施例ではECU40とECTコンピユータ50とを別
体とし、且つエンジントルダウンの量とタイミングをEC
U40が決定・実行するようにしているが、本発明では制
御機器の個数あるいはその制御分担領域を限定するもの
ではない。 次に、第５図を用いて本実施例の作用を説明する。 図において、Ｔはフロー制御用のフラグである。 ステツプ202において車速及びスロツトル開度等に応じ
て変速判断がなされると、ステツプ204に進み、その変
速の種類が確認される。第１速→第２速であつた場合は
ステツプ206に進む。 ステツプ206においてはブレーキB₂に油圧を供給するた
めに前記電磁ソレノイドバルブS₃をONとする変速指令が
出される。次いで、ステツプ208においてエンジン回転
速度Neをモニターし、ステツプ210において今回モニタ
されたエンジン回転速度Neiが前回モニタされたエンジ
ン回転速度Ne_i-1よりも小さいか否かが判断される。こ
れは、ステツプ206における変速指令によつて実際の変
速が開始されたか否かを判断するためのものである。 ステツプ210における条件が成立したときには、ステツ
プ212に進んでエンジントルクの低下指令、即ち点火時
期の遅角指令を行う。この場合の遅角量（変更量）は、
スロツトル開度に依存して予め設定される。 ステツプ212においてエンジンのトルク低下指令を行つ
た後は、ステツプ214においてNe′＝N₀×i_h＋N₁を計算
する。ここでN₀は自動変速機の出力軸回転速度、i_hはハ
イギヤ側のギヤ比、N₁は定数である。この計算を行つた
後ステツプ216に進み、エンジン回転速度Neがステツプ2
14によつて計算されたNe′よりも小さくなつた時点にお
いて変速の終了を判別する。又、ステツプ218において
変速の終了の検出と共にエンジントルクの復帰指令が行
われ、フラグＴを零にリセツトする（ステツプ306）。 一方、ステツプ204において変速の種類が第２速→第３
速であつたと判断されたときには、ステツプ250に進
む。ステツプ250、252、254についてはステツプ206、20
8、210と同様である。 ステツプ254において変速開始を検出したときには、こ
の変速の種類にあつては、エンジンのルク低下指令を行
うことなく（変更量が零）、ブレーキB₀の調圧開始指令
を出す（ステツプ256）。このブレーキB₀の調圧は、該
ブレーキB₀が急速にドレンされることによつて第２変速
機部912が瞬間的にニユートラルの状態となり、出力ト
ルクが変動（低下）するのを防止するために行うもので
あり、前記電磁ソレノイドバルブS₄とこれによつて制御
されるレリーズコントロールバルブ（第４図参照）にて
制御が行われる。なお、このブレーキB₀の調圧について
は、特願昭59−219452に詳しい開示がなされている。 ステツプ258、260は、第１変速機部914の変速終了後検
出するためのステツプであり、前述のステツプ214、216
と同様である。この変速終了の検出と共にステツプ262
においてブレーキB₀のクイツクドレン指令が出される。
第１変速機部914の変速終了時においてブレーキB₀のク
イツクドレン指令を出すのは、この第２速→第３速の変
速が第１変速機部914をハイギヤシフトし第２変速機部9
12をローギヤシフトすることによつて全体としてアツプ
シフトの変速を達成するものであり、従つて、第１変速
機部914の変速終了の後に第２変速機部912の変速が残存
すると、変速終了付近でダウンシフト感覚が発生するた
めである。 ステツプ204においてその他の変速と判断されたときに
は、その変速の種類に見合つたルーチンが実行される
（フローは省略）。この場合エンジントルクを低下させ
る際の遅角量（変更量）が各ルーチンで個別に定められ
る。 この実施例においては、第１速→第３速の変速と第２速
→第３速の変速とにおいて作用すべき油圧の最適値が異
なる問題に対し、第１速→第３速の変速のときにのみエ
ンジントルクを低下させ、結果として同一の作用油圧で
ブレーキB₂を係合させても変速シヨツク、及び耐久性の
いずれの点においても不都合が生じないように配慮して
いる。 同様な観点においても変速の種類がこれら以外の場合で
あつても、エンジントルクの変異量を別個に設定するこ
とにより、各摩擦係合装置に供給される作用油圧が同一
であつても不都合が生じないようにすることが可能であ
る。 この場合、どの変速の種類の場合にどの程度のトルク変
更を行うかについては、自動変速機の油圧制御回路の構
成、歯車変速機構の構成、組合わせるエンジンの特性等
によつて異なるため、各車種毎に個別的に設定されるの
が望ましい。 第６図に上記実施例における変速特性を示す。 自動変速機の入力トルクは第１速→第３速の変速時T₀′
と第２速→第３速の変速時のT₀とで異なる（T₀＜
T₀′）。従つて、第２速→第３速の変速時に最適特性が
得られる同図（Ａ）のようなブレーキB₂油圧特性で第１
速→第３速の変速を行わせると、同図（Ｂ）の実線で示
すように変速時間が大となり（t₁）、ブレーキB₂の耐久
性が問題となる。 これを回避するため、同図破線のようにブレーキB₂の作
用油圧を増大させようとした場合、変速シヨツクが大き
くなると同時に、変速の種類で油圧レベルを換えなけれ
ばならず（P_B2とB_B2′）、自動変速機の油圧回路が極め
て複雑になりコストアツプ、信頼性の低下を招く。 この実施例においては、同図（Ｂ）の一点鎖線で示すよ
うにエンジントルクを低下させるため、第２速→第３速
の変速時と同一油圧（P_B）でも変速シヨツクの小さな、
且つブレーキB₂の仕事量が過大とならない変速を達成す
ることができる。 なお、同図においてａ、ａ′は変速指令時、ｂ、ｂ′は
実際の変速開始時、ｃ、ｃ′はコンピユータの変速開始
の認識時を示している。このｃ、ｃ′は、同図（Ａ）で
はB₀調圧開始時、同図（Ｂ）ではエンジントルク低下指
令時に相当する。又、ｄ、ｄ′はコンピユータの変速終
了認識時であり、同図（Ａ）ではB₀クイツクドレン指令
時、同図（Ｂ）ではエンジントルク復帰指令時に相当す
る。ｅ′、ｆ′、ｇ′はそれぞれ変速終了時刻を示して
いる。 なお、上記実施例においては、変速指令後実質的な変速
が開始される時点を検出するためにエンジン回転速度Ne
をモニタするようにしていたが、本発明においてはエン
ジントルクの開始条件成立の検出方法を限定するもので
はない。又、同様にエンジントルクの復帰条件成立の検
出方法を限定するものでもない。 又、本発明にあつては、変速中にエンジントルクの変更
を行うこと、又はその際にエンジントルク変更量が、少
なくとも変速の種類（第１の変速機部と第２の変速機部
とを同時に且つ逆方向に変速する変速か否か）に依存し
て設定されることをその要旨とするものであり変更量を
決定する際に、該変速の種類の他に例えばスロツトル開
度、車速、自動変速機の油温、パターンセレクトスイツ
チのセレクト位置等を更に考慮して微調整することを妨
げるものではない。 更に、上記実施例においては、３又は２の変速段を有す
る第１変速機部及び第２変速機部を備えた自動変速機が
示されていたが、本発明においては、各変速機部の変速
段数を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示す流れ図、第２図は、本発
明に係る車両用自動用変速機の変速制御方法が適用され
た吸入空気量感知式の自動車用電子燃料噴射制御エンジ
ンと組合わされた自動変速機の全体スケルトン図、第３
図は、上記装置における摩擦係合装置の係合・組合わせ
状態を示す線図、第４図は、同じく入出力系及び電磁ソ
レノイドバルブの制御系を示すためのブロツク図、第５
図は本発明の実施例を示す要部流れ図、第６図は、上記
実施例における変速過渡特性線図である。 26……エンジン本体、 912……第２変速機部、 914……第１変速機部、 40……エンジンコンピユータ、 50……ECTコンピユータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも２以上の変速段を切換え得る第
   １の変速機部と、少なくとも高速段及び低速段を切換え
   得る第２の変速機部とを備え、前記第１の変速機部を前
   記第２の変速機部とを同時に且つ逆方向方向に変速する
   態様を含んど第１及び第２の変速機部のシフト組合せに
   より、自動変速機全体の多段変速を達成するようにした
   車両用自動変速機の変速制御装置において、 前記第１の変速機部と第２の変速機部とを同時に且つ逆
   方向に変速するか変速か否かに関する変速の種類を検出
   する手段と、 少なくとも前記変速の種類に依存してエンジントルクの
   変更量を決定する手段と、 決定した変更量だけ、変速中にエンジントルクを変更す
   る手段と、 を備えたことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御
   装置。