WO1994018024A1 - Regulateur de transmission automatique - Google Patents

Description

明細書

自動変速機の制御装置

技術分野

本発明は、 主変速部と副変速部とを有する自動変速機において後進段 を達成する際の制御装置に関する。

背景技術

従来、 歯車変速機構と複数の摩擦係合装置とを備え、 油圧制御装置の 作動により摩擦係合装置の係合を選択的に切換え、 後進段を含む複数の 変速段のうちのいずれかが達成されるように構成した自動変速機は既に 広く知られている。

このような自動変速機では、 特に、 変速比の大きなリバース （後進） 時に、 摩擦係合装置に大きな負荷トルクがかかることから、 その対策が 種々提案されている。

特開平 3 - 1 2 9 1 6 2号公報には、 後進段達成時に、 エンジン トル クをダウンさせ、 摩擦係合装置の耐久性の向上や摩擦係合装置の小型化 を達成するようにした装置が記載されている。

又、 特開平 4 - 1 6 6 4 2 8号公報には、 後進段達成時に、 副変速部 を高速段側に設定することにより後進段達成時及び後進段維持時の負荷 トルクを低減させる装置が記載されている。

ところで、 後進段達成時に行うェンジン トルクダウンを、 例えば点火 時期の遅角制御により実行した場合は、 オーバーヒー ト防止の観点から、 その時間に自ずと制限が生まれる。 従って、 後進段達成後の長い時間に わたつて負荷トルクを低減させ続けることはできない。

又、 副変速部を高速段側に設定するようにした場合は、 .後進段への変 速に際して係合させる摩擦係合装置の数が増え、 その結果、 係合のため のライ ン圧が低下して係合完了 （後進段達成） までに時間がかかる上に、 係合時間が長くなることから、 摩擦係合装置の耐久性は必ずしも改善さ れない。

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って、 ェ ンジンの トルクダウンを実行する場合の問題と、 副変速部を高速段に設 定する場合の問題とを共に解消し、 それぞれの利点を有効に引き出すこ とで、 リバース時の摩擦係合装置の負荷トルクの低減を図り得る自動変 速機の制御装置を提供することにより、 上記課題を解決せんと したもの である。

発明の開示

本発明は、 図 1 にその要旨を示すように、 複数の摩擦係合装置を選択 的に係合することにより所定の変速段を形成する歯車変速装置を有し、 該歯車変速装置が、 少なく とも後進段を形成可能な主変速部と、 高速段 と低速段との切り換えが可能な副変速部とから構成され、 後進段への変 速時に前記副変速部を高速段側へ設定する自動変速機の制御装置におい て、 後進段への変速指令の発生を検出する手段と、 後進段への変速指令 が発生した際に前記主変速部の所定の摩擦係合装置を係合制御し後進段 を達成させる後進段達成制御手段と、 後進段達成のための前記摩擦係合 装置の係合制御の際にェンジンの トルクダウンを実行するェンジン トル ク制御手段と、 前記主変速部における後進段の達成を検出する手段と、 該手段の検出出力に応答して前記副変速部の所定の摩擦係合装置を係合 制御して副変速部を高速段側に設定する手段と、 副変速部における高速 段への移行を検出する手段と、 該手段の検出出力に応答して前記ェンジ ン トルク制御手段にェンジン トルクダウンを終了させる指令信号を送る 手段と、 を備えたことにより、 上記課題を解決したものである。

本発明の自動変速機の制御装置によれば、 後進段への変速時は、 トル クダウンが実行され、 その状態で主変速部の摩擦係合装置が係合されて、 後進段が達成される。 この段階では、 副変速部の摩擦係合装置は高速段 側に設定されない。 従って、 変速に際しては、 副変速部の摩擦係合装置 に係合のための油圧を供給しなくてよい分だけライ ン圧に余裕ができ、 摩擦係合装置の係合に時間がかかるようなことがな くなる。 同時に、 変 速時には、 エンジンの トルクダウンが実行されるので、 負荷トルクが低 減される。

又、 主変速部において後進段が達成されると、 その後で副変速部の摩 擦係合装置が係合されて、 副変速部が高速段側に設定される。 この段階 では、 既に主変速部側の摩擦係合装置が係合状態にあるから、 ライ ン圧 低下の問題は生じない。 そして、 副変速部が高速段側に移行すると共に、 エンジン トルクダウン制御が停止され、 通常の トルクを発生するように エンジンが駆動される。 この段階では、 副変速部が高速段側に設定され ているので、 変速比が小さ くなり、 後進段を逢成している摩擦係合装置 の負荷トルクが小さ くなる。 従って、 摩擦係合装置を小型化しても十分 後進段を維持可能であり、 又耐久性の向上も図られる。

以上説明したように、 本発明の自動変速機の制御装置によれば、 後進 段への変速時に トルクダウンを実行しながら主変速部の摩擦係合装置の み係合させ、 主変速部で後進段が達成された段階で副変速部を高速段に 設定して トルクダウンを終了するように構成しているので、 変速時にラ ィ ン圧が低下して摩擦係合装置の係合に時間がかかるようなことがなく なる。 又、 変速段階から変速終了までの間において摩擦係合装置の負荷 トルクを常に低減することができる。 その結果、 摩擦係合装置の耐久性 の向上を図ることができる。

図面の簡単な説明

第 1図は、 本発明の要旨を示すブロック図である。

第 2図は、 本発明が適用された車両用自動変速システムの概略プロッ ク図である。

第 3図は、 前記自動変速システムの中の自動変速機の概略を示すプロ ック図である。 第 4図は、 前記自動変速機における各摩擦係合装置の作動表である。 第 5図は、 同実施例の制御ルーチンの一例を示すフローチャー トであ な。

第 6図は、 同実施例の制御の説明に供する特性図である。

第 7図は、 同実施例の制御に用いる OZD判定図である。

第 8図は、 同実施例の制御と併せて実行するのに有効なス トール時対 策用の制御フローチヤ一 トである。

発明を実施するための最良の形態

以下、 図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。

まず、 本発明が適用される車両用自動変速システムの具体的な一例を 図 2〜図 4を用いて説明する。

図 2に示す自動変速システムは、 エンジン （EZG) 1、 自動変速機 (A/T) 2、 エンジン （EZG) コ ン ト ロールコ ンピュータ 1 0、 自 動変速機の油圧制御装置 2 0、 自動変速機 （A/T) コ ン ト ロールコ ン ピュー夕 3 0、 各種センサ群 4 0を有する。 E/Gコ ン ト ロールコ ンビ ユ ータ 1 0、 AZTコン トロールコンピュータ 30は、 各種センサ群 4 0 からの入力データに基づいて、 それぞれエンジン 1、 自動変速機 2を制 御する。

エンジン 1の吸気管 3には、 メ イ ンスロ ッ トル弁 4とサブスロ ッ トル 弁 5が設けられ、 メイ ンスロッ トル弁 4はアクセルペダル 6に連動して 開度制御され、 サブスロ ッ トル弁 5はァクチユエ一夕 （モータ） 7によ り開度制御されるようになつている。

又、 エンジン 1には、 燃料噴射量を調節する機構 8と、 点火時期を調 節する機構 9とが設けられており、 E Gコン トロールコンピュータ 1 0 が、 前記サブスロ ッ トル弁 5、 燃料噴射量制御機構 8、 点火時期制御機 構 9を制御することにより、 例えばエンジン出力を公知の方法で調節す 図 3は、 自動変速機 2のスケル ト ンを示す。 この自動変速機 2は、 卜 ルクコンバータ 1 1 1、 副変速部 （オーバー ドライブ部） 1 1 2及び主 変速部 （アンダー ドライブ部） 1 1 3を備える。

前記トルクコンバータ 1 1 1は、 ロックアップクラ ッチ 1 2 4を備え る。 このロ ックアップクラ ッチ 1 2 4は、 ポンプイ ンペラ 1 2 6に一体 ィ匕させてあるフロ ン トカバー 1 2 7とタービンランナ 1 2 8を一体に取 付けた部材 （ハブ） 1 2 9との間に設けられている。

エンジン 1のクランクシャ フ ト （図示せず） はフロン トカバ一 1 2 7 に連結されている。 タービンラ ンナ 1 2 8に連結された入力軸 1 3 0は、 副変速部 1 1 2を構成するオーバー ドライブ用遊星歯車機構 1 3 1のキ ャ リ ャ 1 3 2に連結されている。

この遊星歯車機構 1 3 1におけるキヤ リャ 1 3 2とサンギヤ 1 3 3 と の間には、 クラッチ CO と一方向クラッチ F0 とが設けられている。 こ の一方向クラ ッチ F0 はサンギヤ 1 3 3がキヤ リャ 1 3 2に対して相対 的に正回転 （入力軸 1 3 0の回転方向の回転） する場合に係合するよう になっている。

一方、 サンギヤ 1 3 3の回転を選択的に止めるブレーキ B 0 が設けら れている。 又、 この副変速部 1 1 2の出力要素である リ ングギヤ 1 3 4 が、 主変速部 1 1 3の入力要素である中間軸 1 3 5に接続されている。 副変速部 1 1 2は、 ク ラ ッチ C 0 も しく は一方向クラッチ F0 が係合 した状態では遊星歯車機構 1 3 1の全体が一体となって回転するため、 中間軸 1 3 5が入力軸 1 3 0と同速度で回転する。 又ブレーキ B0 を係 合させてサンギヤ 1 3 3の回転を止めた状態では、 リ ングギヤ 1 3 4が 入力軸 1 3 0に対して増速されて正回転する。 即ち、 副変速部 1 1 2は ハイ · ロー （高速段 ·低速段） の 2段の切換えを設定することができる。 前記主変速部 1 1 3は三組の遊星歯車機構 1 4 0、 1 5 0、 1 6 0を 備えており、 これらの歯車機構 1 4 0、 1 5 0、 1 6 0が以下のように 連結されている。

即ち、 第 1遊星歯車機構 1 4 0のサンギヤ 1 4 1 と第 2遊星歯車機構 1 5 0のサンギヤ 1 5 1 とが互いに一体的に連結され、 第 1遊星歯車機 構 1 4 0のリ ングギヤ 1 4 3と第 2遊星歯車機構 1 5 0のキヤリャ 1 5 2 と第 3遊星歯車機構 1 6 0のキヤ リャ 1 6 2との三者が連結されている。 又、 第 3遊星歯車機構 1 6 0のキヤ リャ 1 6 2に出力軸 1 7 0が連結さ れている。 更に第 2遊星歯車機構 1 5 0の リ ングギヤ 1 5 3が第 3遊星 歯車機構 1 6 0のサンギヤ 1 6 1に連結されている。

この主変速部 1 1 3の歯車列では後進 1段と前進 4段とを設定するこ とができ、 そのためのクラッチ及びブレーキが以下のように設けられて いる。

即ち、 第 2遊星歯車機構 1 5 0のリ ングギヤ 1 5 3及び第 3遊星歯車 機構 1 6 0のサンギヤ 1 6 1 と中間軸 1 3 5との間にクラッチ C 1 が設 けられ、 又第 1遊星歯車機構 1 4 0のサンギヤ 1 4 1及び第 2遊星歯車 機構 1 5 0のサンギヤ 1 5 1 と中間軸 1 3 5との間にクラッチ C 2 が設 けられている。

第 1遊星歯車機構 1 40及び第 2遊星歯車機構 1 50のサンギヤ 1 4 1、 1 5 1の回転を止めるブレーキ B 1 が配置されている。 又、 これらのサ ンギヤ 1 4 1、 1 5 1 とケーシング 1 7 1 との間には、 一方向クラッチ F 1 とブレーキ B 2 とが直列に配列されている。 一方向クラッチ F1 は サンギヤ 1 4 1、 1 5 1が逆回転 （入力軸 1 3 5の回転方向とは反対方 向の回転） しょう とする際に係合するようになつている。

第 1遊星歯車機構 1 4 0のキヤ リ ャ 1 4 2とケ一シング 1 7 1 との間 にはブレーキ B 3 が設けられている。 又、 第 3遊星歯車機構 1 6 0の リ ングギヤ 1 6 3の回転をとめる要素と してブレーキ B4 と、 一方向クラ ツチ F 2 とがケ一シング 1 1 1 との間に並列に配置されている。 なお、 この一方向クラ ッチ F2 はリ ングギヤ 1 6 3が逆回転しよう とする際に 係合するよう になっている。

上記の自動変速機 2では、 全体で後進 1段と前進 5段の変速を行うよ うになつている。

この 5つの変速段を設定するための各クラ ッチ及びブレーキ （摩擦係 合装置） の係合作動表を図 4に示す。 なお、 図 4において、 〇印は係合 状態、 參印はエンジンブレーキ時に係合状態、 空欄は解放状態をそれぞ れ示す。

各クラッチ及びブレーキ （摩擦係合装置） の係合あるいは解放は、 油 圧制御装置 2 0内のソ レノイ ドバルブ S 1、 S 2、 S 3、 S 4、 S L N、S L T、 S L Uが、 コ ンピュータ 3 0からの指令に基づいて駆動制御さ れる こ とによって実行される。

こ こで、 S 1、 S 2、 S 3 はシフ ト用ソ レノ イ ドバルブ、 S 4 はェン ジンブレーキ作動用ソ レノ ィ ドバルブ、 S L Nはアキュム レータ背圧制 御用のソレノィ ドバルブ、 S L Tはライ ン圧制御用のソ レノ ィ ドバルブ、 S L Uはロ ッ クア ツ プ用ソ レノ ィ ドバルブを示す。

A / Tコ ン ト ロールコ ンピュータ 3 0 には、 各種センサ群 4 0からの 信号、 例えば車速センサ 4 1 からの車速信号 （出力軸回転速度 N O の信 号） 、 スロ ッ トルセンサ 4 2からのスロ ッ トル開度信号 （ァクセル開度 信号） 、 ノ、 °ターンセレク トスイ ッチ 4 3からのパターンセレク ト信号 （運 転者の選択した動力重視走行、 燃費重視走行等の選択信号） 、 シフ トポ ジシ ヨ ンスィ ッチ 4 4からのシフ トポジシ ョ ン信号、 ブレーキスィ ツチ 4 5からのフ ッ トブレーキ信号等の基本的な信号の他、 C O センサ 4 6 からのクラッチ C O の回転速度信号が入力されている。

次に、 A Z Tコ ン ト ロールコ ンピュータ 3 0によつて実行される制御 の一例を図 5のフローチヤ一トを参照しながら説明する。

この制御例においては、 処理がスタ― トすると、 最初のステップ 3 0 1 でシフ トポジシ ョ ンが R レンジ （後進レンジ） にシフ 卜されたか否かを 判断する。 R レンジへのシフ トでない場合は、 別の制御ルーチン （メ イ ンルーチン） ヘリ ターンする。

Rレンジへのシフ 卜の場合は、 ステップ 3 0 3に進んでエンジン トル クダウ ンを開始し、 ステッ プ 3 0 5でリバースを実行するための信号を 出力し、 後進段を形成するクラ ッチ C 2 とブレーキ B 4へ油圧の供給を 開始する。 次いで、 ステップ 3 0 7で後進段達成を判定するためタイマ一 をスター トする。 その後、 スロ ッ トル開度 0と 卜ノレクコンバー夕の速度 比 e (タービン回転速度とエンジン回転速度の比） をモニター し、 ステ ップ 3 1 1 でタイマーの終了を待つ。

このタイマーは、 図 6 に示すよう にク ラ ッチ C 1 とブレーキ B 4 に油 圧を供給し始めてからクラッチ C 1、 ブレーキ B 4が係合するまでの時 間 （あるいはばらつき等を考慮して若干短い時間） にカウ ン トアップ値 が設定されており、 このタイマーがカウント終了の時点で、 主変速部 1 1 0 が後進段を達成したと判断する。

後進段を達成したと判定してからは、 ステップ 3 1 3に進み、 副変速 部 1 1 1を高速段側、 つまりオーバー ドライブ （ 0 / D ) 側へ変速する 必要があるか否かを判断する。 この判断は、 図 7に示すスロ ッ トル開度 と速度比 e との関係に基づいて行われる。 図 7の斜線部が 「0 / D必 要」 の領域であり、 この領域内にある場合は、 「O Z D必要」 と判断し、 ステッ プ 3 1 5 に進む。 そ して、 このステップ 3 1 5で副変速部 1 1 1 のブレーキ B 0への油圧の供給を開始し、 次のステップ 3 1 7でブレー キ B 0への油圧の供給が終了するのを待ち （これもタイマーで判断すれ ばよい） 、 終了したらステップ 3 1 9に進んでェンジンの トルクダウン 制御を終了し、 通常のエンジン駆動制御に復帰して、 別ルーチンヘリ ター ンする。

一方、 ステップ 3 1 3で、 0 / D必要なしと判断された場合は、 ステ ップ 3 2 1へ進み トルクダウン制御を終了して通常制御に復帰する。 そ して、 再度ステ ッ プ 3 2 3 で R レンジであるか否かを判断し、 R レンジ である間は常に、 「O Z D必要」 となるかもしれないので、 ステップ 3 2 5、 3 2 7でスロ ッ トル開度 Θ と変速比 eをモニタ して 「 O Z D必要」 かど うかを監視する。 そして、 も し 「O Z D必要」 の条件に入ったら、 トル クダウンを開始してステップ 3 1 5に進み、 副変速部を高速段側へ切換 える。

このよう に、 R レンジにシフ ト操作が行われた場合、 まず トルクダゥ ンが実行されて、 その状態で、 主変速部 1 1 0の後進段を形成するため、 摩擦係合装置であるクラッチ C O とブレーキ B 4へ油圧が供給される。 そ して、 主変速部 1 1 0で後進段が形成された時点で、 副変速部 1 1 1 の摩擦係合装置であるブレーキ B 0に油圧が供給されて、 副変速部 1 1 1 が高速段 （オーバー ドライブ） に設定される。 又、 それに合わせて トル クダウン制御が終了する。

従って、 後進段への変速時点ではクラ ッチ C O とブレーキ B 4の 2つ の摩擦係合装置に油圧を供給するだけであり、 ライ ン圧に余裕が出る。 又、 この時点では トルクダウンが行われるので、 負荷卜ルクが低減され る。 そして、 一旦、 後進段が達成された後は、 トルクダウンは行われな いものの、 副変速部 1 1 1が高速段に設定されるので、 負荷トルクが低 減される。 その結果、 摩擦係合装置を小型化でき、 又耐久性も向上する。 次に、 図 8のフ ローチャー トを参照して上述した実施例の制御と併せ て実行する別の トルクダウ ンの方法を説明する。 この トルクダウ ンの方 法は、 ス トール時に有効なものであり、 前述の変速制御と併せて実行す る こ とができる。

この制御がスタ一卜する と、 ステ ップ 5 0 1 で入力信号処理を行う。 次いで、 ステップ 5 0 3〜 5 0 9でス トールか否かの条件判定を行う。 ス ト一ルの条件と しては、

① R レンジ、 ②ブレーキ 0 N、

③スロッ 卜ル開度 0≥ 7 0 %、

④タービン回転速度 N T とエンジン回転速度 N eの比≤ 0 . 3、 がある。 これらが全部 Y E Sの場合にス トールと判定する。 どれか一つ 条件不成立の場合は、 ス トールと判定しない。 但し、 場合によっては、 いずれかの条件 （例えば②） を削除しても構わないし、 条件中の数値を 変更しても構わない。

ス 卜ールと判定した場合はステップ 5 1 1 に進み、 ェンジンの出力を 他へ分配し自動変速機に入力する トルクを減らすために、 外部補機負荷 としてのェアコンを強制 0 Nする。 勿論、 ェアコン以外の他の負荷を 0 N してもよい。

一方、 ス トールと判定しない場合、 あるいは前記の条件のいずれかが 不成立となり、 ス トールでなくなったら、 ステップ 5 1 3に進みエアコ ンの強制 0 Nを中止する。

Claims

請求の範囲

複数の摩擦係合装置を選択的に係合するこ とにより所定の変速段を形 成する歯車変速装置を有し、 該歯車変速装置が、 少なく とも後進段を形 成可能な主変速部と、 高速段と低速段との切り換えが可能な副変速部と から構成され、 後進段への変速時に前記副変速部を高速段側へ設定する 自動変速機の制御装置において、

後進段への変速指令の発生を検出する手段と、

後進段への変速指令が発生した際に前記主変速部の所定の摩擦係合装 置を係合制御し後進段を達成させる後進段達成制御手段と、

後進段達成のための前記摩擦係合装置の係合制御の際にェンジンの ト ルクダウンを実行するエンジン トルク制御手段と、

. 前記主変速部における後進段の達成を検出する手段と、

該手段の検出出力に応答して前記副変速部の所定の摩擦係合装置を係 合制御して副変速部を高速段側に設定する手段と、

副変速部における高速段への移行を検出する手段と、

該手段の検出出力に応答して前記ェンジン トルク制御手段にェンジン トルクダウンを終了させる指令信号を送る手段と、

を備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。