JPS6313954A

JPS6313954A - 変速機の制御方法

Info

Publication number: JPS6313954A
Application number: JP15895386A
Authority: JP
Inventors: Yoshio Asayama; 浅山　芳夫; Makio Tsubota; 坪田　槙雄; Yasunori Okura; 泰則大蔵; Hiroshi Miyata; 浩宮田
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1986-07-07
Filing date: 1986-07-07
Publication date: 1988-01-21
Anticipated expiration: 2012-03-26
Also published as: JP2593648B2

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）本発明は変Ｍ掘の制御方法に係り、特に速度段を選択す
る複数の変速用クラッチを備えた変速機におけるパワー
オンシフトダウン時の制御方法に関する。

〔従来の技術〕

従来のこの種の変速鵬によって、エンジンからの駆動力
が走行系に伝達されている状態（パワーオン）時に自動
的にシフトダウンする場合、車体加速度は第９図（ａ）
に示づように変動する。

すなわち、変速開始時点ｔ１から次段の速度段における
変速用クラッチのクラッチ圧（ｆＸＳＱ図（Ｃ））が上
昇開始する時点ｔ２までの時間（フィリングタイム）の
間はクラッチがオフとなり、エンジントルクが伝達され
ないため車体加速度は負となり、また次段の速度段にお
ける変速用クラッチのクラッチ押し付は力が上昇し始め
ると、当該クラッチの入出力軸間の回転数の不整合によ
り、更に負の加速度が生じる。

そして、上記クラッチの相対回転数が零になるとく第９
図（１））参照）、エンジントルクが伝達され、車両は
加速を開始する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の変速機では、第９図（Ｃ）に示すようにクラッチ
押し付は力を漸増させることによって車体加速度の急激
な変化を防止しているが、この防止範囲は第９図（ａ）
に示す範囲Ａのみで、この範囲ＡのＭｒｔ後では車体加
速度は急変し、これが変速ショックとして作用する。

また、クラッチオフ期間にエンジンの空吹かしを行ない
、次段の速度段におけるクラッチ相対回転数が零になる
ときに次段の速度段における変速用クラッチをオンにし
、変速ショックを低減する方法があるが、この方法の場
合でも、クラッチオフ期間は伝達トルクが零になるため
、特にクラッチをオフにした瞬間等において車体加速度
が急激に変化し、変速時のショックは完全に解決できな
い。

本発明は上記実情に鑑みてなされたもので、パワーオン
シフトダウン時における変速ショックを防止することが
できる変速機の制御方法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〕

本発明によれば、車両の走行状態に関連して自動的に速
度段を１段づつシフトアップまたはシフ［・ダウンする
変速機であって、各速度段を選択する複数の変速用クラ
ッチを備え、電気指令によって各変速用クラッチのクラ
ッチ圧を個別に制御して変速を行なう変速機において、
パワーオン状態を検出し、該パワーオン状態時に現在の
第１の速度段を次段の第２の速度段にシフトダウンする
際に、前記第１の速度段における変速用クラッチのクラ
ッチ圧を徐々に低下させるとともに、トランスミッショ
ン入力軸回転数およびトランスミッション出力軸回転数
を常時検出し、このトランスミッション出力軸回転数に
前記第２の速度段におけるギア比を乗じた積と前記トラ
ンスミッション入力軸回転数とがほぼ一致したとき、前
記第２の速度段における変速用クラッチのクラッチ圧を
上昇させることを特徴としている。

〔作用〕

すなわち、前記第１の速度段における変速用クラッチの
クラッチ圧を徐々に低下さけることにより、走行系への
伝達トルクを減少させる。このとき、走行系にはトルク
が伝達されているので、車体加速度が＠激に変化するこ
とがない。

一方、上記伝達トルクの減少により、軒負荷となりトラ
ンスミッション入力軸回転数は徐々に上昇する。そして
、このトランスミッション入力軸回転数と、トランスミ
ッション出力軸回転数と前記第２の速度段におけるギア
比との積とが【よぼ一致したとぎ前記第２の変速用クラ
ッチのクラッチ圧を上昇させることにより変速ショック
の小さいパワーオンシフトダウンが達成される。

【実燕例〕

以下、本発明を添付図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明に係る変速別の制御方法が適用される′
ｇ置の概略図である。同図において、エンジン１０の出
力トルクは、トランスミッション１２、最終減３ｉｌＩ
ｉ装置及び差動装置１４を介してタイヤ１６に伝達され
る。

回転レンーリ゛１８および２０は、それぞれトランスミ
ッション１２の入力軸および出力軸の回転数を検出する
もので、これらの回転数を示すＴ／Ｍ入力軸回転数信号
およびＴ　／　Ｍ出力軸回転数信号をコントローラ３０
に出力づ゛る。

スロットル量検出器２４はスロットルペダル２２の踏込
量を検出しこの踏込量を示すスロットル信号をコントロ
ーラ３０に出力し、またシフトセレクタ２８はシフトレ
バ−２６によって選択されたシフトポジション（Ｒ，Ｎ
、Ｄ、２．１）を承りポジション信号をコントローラ３
０に出力する。

コントローラ３０は、シフトセレクタ２８から入力する
シフトポジション信号により自動変速する速度段領域を
決定し、回転センサ１８およびスロットル吊検出２４か
ら入力するＴ　／　Ｍ入力軸回転数信号およびスロット
ル信号に基づいて上記自動変速可能な速度段領域のうち
最適速ｕ段になるようにトランスミツシコン１２の速度
段に応じた変速用クラッチのクラッチ圧を制御するクラ
ッチ油圧供給装置３２を介してトランスミッション１２
の速度段を１段づつシフトアップまたはシフトダウンさ
せる。

このコントローラ３０は、特にパワーオンシフトダウン
する際に、回転センサ１８おＪ：び２０から入力するＴ
／Ｍ入力軸回転数信号およびＴ／Ｍ出力軸回転数信号に
基づいて本発明に係る変速ショックの少ないシフトダウ
ン制御を行なうが、この詳細については後述する。

いま、シフトレバ−２６によってシフトポジションＤが
選択された場合には、前進１速から前進３速までの速度
段領域において自動変速可能とすると、この速度段領域
における速度段のシフトアップまたはシフトダウンの変
速機、Ｔ／Ｍ入力軸回転数とスロットル信号に応じて第
２図に示すパターンで行なう。すなわち、スロットル信
号が８２　　（第３図参照）の場合にはＴ　／　Ｍ入力
軸回転数がｒ４以゛上になると１段シフトアップし、逆
にｒ２以下になると１段シフトダウンする。また本発明
が対象としているパワーオンシフトダウンは、走行系に
駆仙力が伝達されているときにおけるシフトダウンで、
例えば車両を加速させる場合に、Ｔ／Ｍ入力軸回転数が
ｒ３以下で走行中に、スロットルペダル２２を踏み込み
、スロットル信号が８３となる場合等において成立する
。

トランスミッション１２は、例えば４つの変速用クラッ
チを有し、クラッチ油圧供給装置３２からの油圧信号に
よってこれらのクラッチのうちの速度段に応じた適宜の
クラッチが選択係合され、これにより所望の速度段に変
速する。

ここで、クラッチ油圧供給装＠３２の詳細について第４
図を用いて説明する。

このクラッチ油圧供給装置３２は、４つの変速用クラッ
チのクラッチ圧発生部１３ａ、１３ｂ。

１３ｃ、１３ｄに油圧を作用させる各別な電子制御式の
圧力制御弁３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄおよびポン
プ３４、リリーフ弁３５などの上記各圧力制御弁に所定
の圧油を供給する手段等から構成されている。

第６図は、上記圧力ｆｆｊＪ　１０弁３３ａ〜３３ｄの
−構成例を示している。この圧力制御弁は第１ピストン
部３０１．第２ピストン部３０２および第３ピストン部
３０３を備えたスプール３０４を有し、このスプール３
０４の左喘は比例ソレノイド３０５のプランジｔ３０６
に、また該スプールの右端はバネ３０７で左方に付勢さ
れたりテープ−３０８に各々当接されている。

上記第１ピストン部３０１と第２ピストン部３０２は油
室３０９を画成し、第２ピストン部３０２と第３ピスト
ン部３０３は油室３１０を画成している。そして油室３
０９および油室３１０には、各々入カポ−ｊ−３１１お
よびタンクボート３１２が開口されている。

バネ３０７おＪ：びリデーナ３０８が配設された油室３
１３は、通路３１４を介して出力ポート３１５に連通き
れている。また出力ポート３１５のスプール３０４側の
間口端には、上記第２ピストン部３０２が位置しており
、図示する状態において上記間口端は第２ピストン部３
０２によって閉塞されている。

上記比例ソレノイド３０５は、上記スプール３０４を移
動させるアクチュエータとして設けたものであり、その
プランジャ３０６はスプール３０４の左端面に当接して
いる。この比例ソレノイドは、周知のようにそのプラン
ジｔ３０６の推力「が入力電ｔ、＋に比例する特性をち
っている。　。

このような構造を有する油圧制御弁３３ａ〜３３ｄの入
力ボート３１１には、第４図に示すようにポンプ３４よ
り吐出された油が供給される。

なお、この油の油圧はリリーフ弁３５の作用によって一
定（例えば３５Ｋｇ／ｉ＞に保持されている。

いま、比例ソレノイド３０５が作動されてスプール３０
４が右行覆ると、入力ボート３１１に供給されている油
が出力ポート３１５に流れ込み、その際出力ポート３１
５を通過づる油の一部が前記通路３１４を介して油室３
１３内に流入する。

そこで、第３ピストン部３０３の受圧面積をＡ１出力ボ
ート３１５における油圧つまり油室３１３内の油圧をＰ
　とすると、Ａ−Ｐａなる力がスプ−ル３０４を左行さ
せる方向に作用し、この結果油室３１３内の油圧の上昇
に伴ってスプール３０４が左行される。そして、スプー
ル３０４が左行されると、出力ポート３１５への油の流
入が断たれるとともに、出力ボート３１５側よりタンク
ボート３１２側に油がドレンされる。

かくして、スプール３０４はプランジャの推力Ｆと上記
力Ａ−Ｐａとがつり合うように、つまり下式に示すつり
合い関係が満たされるように作動する。

Ｆ＝Ａ−Ｐ、　　　　　　　　　　　・・・（１）なお
、前記バネ３０７はスプール３０４を左方向に付勢させ
る作用をなづが、このバネ３０７としてバネ常数の小さ
なものが使用されることから以上の説明ではこのバネの
作用を無視している。

前述したように、プランジーＰ３０６の■力Ｆとソレノ
イドの駆ＩＩＩＪ電流ｉとの間にはＦ＝に−ｉ　　　　
　　　　　　　　・・・（２）但し、Ｋ：比例定数なる関係があるので、（１）、（２）式からに−１−Ａ
−Ｐ、　　　　　　　　・・・（３）という関係が得ら
れ、これより出力ポート３１５の油圧ＰａはＰａ−Ｋ・（ｉ／Ａ）　　　　　　・・・（／１）と表
わされる。この（４）式から明らかなように、出力ポー
トの油圧Ｐａはソレノイドの駆動電流ｉに比例し、第５
図にはこの関係が示されている。

したがって、コントローラ３０は、変速段に応じた変速
用クラッチの圧力制ａ弁に駆ｆｌＪ＋雷流ｉを出力して
クラッチ圧を制御することにより所望の速度段に変速さ
せることができる。

次に、パワーオンシフトダウン時におけるコントローラ
３０の動作を第７図に示ずフローチ↑・−トを参照しな
がら詳説する。

まず、コントローラ３０は前述したようにシフトダウン
すべき状態を検知すると、現在パワーオン状態であるか
否かを判別する。この判別は、例えばスロットル信号が
ある基準値以上のとさ″、パワーオン状態として判別す
る。そして、パワーオンシフトダウンすべき状態を検出
すると、第７図に示す処理をスタートさせる。

寸なわら、現在の変速用クラッチの伝達トルクを篩用す
る（ステップ１００）。この伝達トルクは、■トルコン
特性と軸回転数からｎ出する方法、■エンジン出力特性
・軸回転数から篩出する方法、■トルク計により直接測
定する方法等によって求められる。

次に、現在（変速前）の変速用クラッチの伝達トルクを
上記篩出したトルク以下にする（ステップ１０１）。こ
こで、変速用クラッチの伝達トルりＴは、次式、Ｔ＝Ｋ・μ（Ｖ）　　・Ｐ　　　　　　　・・・（５）
で表ねずことができる。したがって、（５）式の等式が
成立するクラッチ圧を求め、このクラッチ圧以下にする
。なお、クラッチは、クラッチが負荷変動等によって容
易に外れないように伝達トルク発生時のクラッチ圧より
も高いクラッチ圧で係合している。

続いて、第８図（ｄ）の一点鎖線のように上記クラッチ
圧から現在の変速用クラッチの油圧を徐々に低下さＬる
（ステップ１０２）。

これにより、クラッチ伝達トルクが徐々に減少し、車体
加速度も漸減しく第８図（ａ））、一方、エンジン回転
数、すなわちＴ／Ｍ入力軸回転数は上昇し始める（第８
図（Ｃ））。

このときのＴ／Ｍ入力軸回転数およびＴ／Ｍ出力軸回転
数を計測し、シフトダウンしようとする次段（変速後）
の変速用クラッチを接続した場合に生じるクラッチ人出
軸間の回転を差（相対回転数）をσ出する（ステップ１
０３）。この相対回転数は、Ｔ’　／　Ｍ出力軸回転数
に次段の変速段におけるギア比を乗じてＴ　／　Ｍ入力
軸回転数に換算した値と、実際のＴ／Ｍ入力軸回転数と
の差をとることによって求める。この相対回転数は、上
記Ｔ／Ｍ入力軸回転数の上昇に伴って徐々に零に近づい
てくる（第８図（ｂ）参照）。

そして、相対回転数がステップ１０４で零になったこと
が確認されると、徐々にクラッチ圧を減少させてきた現
在の変速用クラッチの伝達トルクを口出し、この伝達ト
ルクと現速度段のギア比との積からトランスミッシミン
出力トルクを求める（ステップ１０５〉。なお、上記伝
達トルクは前。

述した第（５）式などによって求めることがてきる。

次に、次段の速度段における変速用クラッチのクラッチ
圧を上記トランスミッション出力トルクと同じトランス
ミッション出力トルクを発生する値にする（ステップ１
０６）とともに、現在の変速用クラッチのクラッチ圧を
零にする（ステップ１０７）。なお、ステップ１０６に
おけるクラッチ圧は、まず変速用クラッチの伝達トルク
を、上記トランスミッション出力トルクを次段の変速段
のギア比で除等して求め、この伝達トルクを第（５）式
に代入覆ることによって求めることができる。

続いて、第８図（ｄ）に示すように上記クラッチ圧から
次段の変速用クラッチのクラッチ圧を漸増させる（ステ
ップ１０８）。

なお、クラッチ圧は、クラッチパック内に作動油が供給
されてから充満するまでの時間（フィリングタイム）内
では制御できないため、上記次段の変速段における変速
用クラッチには、上記シフトダウン制御の開始時に作動
油の供給を開始し、該変速用クラッチの制御１時点まで
にはクラッチバック内に作動油を充満させておく。

また、本実施例では、現在の変速段における変速用クラ
ッチのクラッチ圧をその伝達トルクを発生Ｊる値まで直
ちに下げ、その後徐々に下げるようにしたが、上記値に
下げずに徐々に低下させてもよい。この場合、実質的な
シフトダウン副部の開始時点が遅れるという欠点がある
。

更にまた、本実施例では次段の変速段における変速用ク
ラッチのクラッチ圧を現在のトランスミッション出力ト
ルクと同じトランスミッション出力トルクを発生する値
まで直らに上げるようにしたが、クラッチ圧Ｏから徐々
に上昇させるようにしてもよい。

（光明の効果〕以上説明したように本発明によれば、パワーオンシフト
ダウン時に、伝達トルクを徐々に減少させ、変速期間中
にもトルク伝達を行なうことにより車体加速度の変動を
小さくすることができ、また次段の速度段における変速
用クラッチのクラッチ圧を該クラッチの相対回転数がほ
ぼ零になった時点より漸増することにより、円滑にトル
ク伝達がでさ゛変速ショックを最小限にすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法が適用される装置の概略図、第２図
４３よび第３図【よ自動変速ずべさ時期判断を説明する
ために用いた図、第４図は第１図に示したクラッチ油圧
供給装置の詳細を示す油圧回路図、第５図は第４図に示
した圧力制御弁の制叩電流と出力圧との関係を示づ一グ
ラフ、第６図は第４図に示した圧力制御弁の詳細を示ず
断面図、第７図は第１図に示したコントローラの本発明
に係る制御動作を説明するために用いたフローチャート
、第８図（ａ）〜（ｄ＞は本発明に係るパワーオンシフ
トダウン時における各部の挙動の一例を承りタイミング
チャート、第９図（ａ）〜（Ｃ）は従来のパワーオンシ
フトダウン時における各部の挙動の一例ｊを示すタイミ
ングチャートである。１０・・・エンジン、１２・・・トランスミッション、
１８．２０・・・回転センサ、２２・・・スロットルペ
ダル、２６・・・シフトレバ−１３０・・・コントロー
ラ、３２・・・クラッチ油圧供給装置、３３ａ〜３３ｄ
・・・圧力制御弁。第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）車両の走行状態に関連して自動的に速度段を１段
づつシフトアップまたはシフトダウンする変速機であつ
て、各速度段を選択する複数の変速用クラッチを備え、
電気指令によって各変速用クラッチのクラッチ圧を個別
に制御して変速を行なう変速機において、パワーオン状態を検出し、該パワーオン状態時に現在の
第１の速度段を次段の第２の速度段にシフトダウンする
際に、前記第１の速度段における変速用クラッチのクラ
ッチ圧を徐々に低下させるとともに、トランスミッショ
ン入力軸回転数およびトランスミッション出力軸回転数
を常時検出し、この検出したトランスミッション入力軸
回転数と、トランスミッション出力軸回転数に、前記第
２の速度段におけるギア比を乗じた積とがほぼ一致した
とき、前記第２の速度段における変速用クラッチのクラ
ッチ圧を上昇させることを特徴とする変速機の制御方法
。
（２）前記第１の速度段における変速用クラッチの伝達
トルクを検出し、前記シフトダウンする際に、当該変速
用クラッチのクラッチ圧を、前記検出した伝達トルク近
傍のトルクを伝達するクラッチ圧まで直ちに下げ、その
後該クラッチ圧を徐々に低下させる特許請求の範囲第（
１）項記載の変速機の制御方法。
（３）前記検出したトランスミッション入力軸回転数と
、トランスミッション出力軸回転数に前記第２の速度段
におけるギア比を乗じた積とがほぼ一致すると、前記第
１の速度段における変速用クラッチのクラッチ圧を直ち
に零にする特許請求の範囲第（１）項記載の変速機の制
御方法。
（４）前記検出したトランスミッション入力軸回転数と
、トランスミッション出力軸回転数に前記第２の速度段
におけるギア比を乗じた値とがほぼ一致するとき、前記
第１の速度段における変速用クラッチによるトランスミ
ッション出力トルクと、前記第２の速度段における変速
用クラッチによるトランスミッション出力トルクとが一
致する値まで当該第２の変速段における変速用クラッチ
のクラッチ圧を直ちに上げ、その後該クラッチ圧を徐々
に上昇させる特許請求の範囲第（１）項記載の変速機の
制御方法。