JP2006112536A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】前段に副変速機を備えた自動変速機の変速制御装置において、副変速機が高速段を選択した状態で急減速した場合でも、エンジンストップしてしまうことがない自動変速機の変速制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン１５の出力側に接続された複数の変速段を有する副変速機２０を備えた自動変速機の変速制御装置において、主変速機１４が搭載された車両の運転状態に関する情報ａの入力により、車両の運転状態に応じて副変速機２０の各変速段の何れかを選択制御する変速制御手段１１と、車両の減速度情報ｂの入力により、車両の急減速を判断する急減速判断手段１２と、車両の急減速時、車両の運転状態とは無関係に副変速機２０の変速段を低速側に移行させる急減速時変速手段１３とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、自動変速機の変速制御装置に関し、特に、原動機との間に複数段の変速機構を有する副変速機を備えた自動変速機の変速制御装置に関する。

従来、自動変速機の前段に、原動機からの回転を減速して自動変速機に入力する低速段、及び原動機からの回転をそのまま自動変速機に入力する直結段（高速段）を有する副変速機を備えた自動変速機の入力回転伝道機構が知られている（特許文献１参照）。

この入力回転伝道機構により、発進時には、副変速機を低速段に設定し、副変速機の後段に設置された前後進切替機構の前進クラッチ又は後進クラッチの締結進行制御を行う。これにより、副変速機の低速段の場合、ロックアップクラッチの締結を行わず流体を介して動力を伝達する伝達効率の悪いトルクコンバータを用いなくても、そのトルク増幅機能と同様な機能を果たすことが可能である。
特開２００３−０３５３５３号公報

しかしながら、副変速機の変速制御は、車速とアクセル開度によって判断される運転状態に基づき高低２段の変速段の何れか一方を選択して行うことから、副変速機が高速段を選択した状態で急減速した場合、エンジンストップしてしまうことがあった。つまり、副変速機が高速段を選択した状態での急減速時には、車速の低下に従い通常時の変速タイミングで高速段から低速段に切り替え指令しても、油圧の応答遅れ等により実際に低速段に切り替わるまでに遅れが生じてしまい、その間、高速段が維持されるため、エンジン回転数がエンジンストッブ限界回転数以下になってしまうからである。

この発明の目的は、前段に副変速機を備えた自動変速機の変速制御装置において、副変速機が高速段を選択した状態で急減速した場合でも、エンジンストップしてしまうことがない自動変速機の変速制御装置を提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る自動変速機の変速制御装置は、原動機の出力側に接続された複数の変速段を有する副変速機を備えた自動変速機の変速制御装置において、前記自動変速機が搭載された車両の運転状態に関する情報の入力により、前記車両の運転状態に応じて前記副変速機の各変速段の何れかを選択制御する変速制御手段と、前記車両の減速度情報の入力により、前記車両の急減速を判断する急減速判断手段と、前記車両の急減速時、前記車両の運転状態とは無関係に前記副変速機の変速段を低速側に移行させる急減速時変速手段とを有している。

上記構成を有することにより、原動機の出力側に接続された複数の変速段を有する副変速機を備えた自動変速機の変速制御装置は、変速制御手段が、自動変速機が搭載された車両の運転状態に関する情報の入力により、車両の運転状態に応じて副変速機の各変速段の何れかを選択制御し、急減速判断手段が、車両の減速度情報の入力により、車両の急減速を判断し、急減速時変速手段が、車両の急減速時、車両の運転状態とは無関係に副変速機の変速段を低速側に移行させる。

この発明によれば、車両の運転状態に関する情報の入力により、急減速判断手段が車両の運転状態に関する情報と車両減速度情報から急減速を判定すると、副変速機を最低速段に変速する。つまり、車両の急減速時、そのときの運転状態とは無関係に副変速機の変速段を低速側に変速するので、実際に低速段に切り替わるまでに遅れが生じて、その間、高速段が維持されるということが無く、副変速機が高速段を選択した状態で急減速した場合でも、変速遅れによるエンジン回転の低下に伴うエンジンストップを回避することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る自動変速機の変速制御装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、自動変速機の変速制御装置１０は、変速制御手段１１、急減速判断手段１２及び急減速時変速手段１３を有しており、変速制御手段１１からの制御信号を副変速機２０に出力し、前段に副変速機２０を備えた自動変速機（主変速機）１４の変速制御を行う。

変速制御手段１１は、主変速機１４が搭載された車両の運転状態に関する情報ａの入力により、車両の運転状態に応じて副変速機２０の変速段を制御する。急減速判断手段１２は、車両の運転状態に関する情報ａ及び車両の減速度情報ｂの入力により、車両が急減速状態にあるか否かを判断する。車両が急減速状態にあると判断した場合、急減速時変速手段１３に対し急減速情報ｃを出力する。

急減速時変速手段１３は、急減速判断手段１２から急減速情報ｃが入力すると、変速制御手段１１に対し、副変速機２０の変速段を強制的に低速側に移行させるように変速制御手段１１の作動を制御する変速制御信号ｄを出力する。この変速制御信号ｄの入力により、変速制御手段１１は、副変速機２０に対し、変速段を強制的に低速側に移行させる変速指令ｅを出力し、副変速機２０の変速段を、車両の現在の運転状態とは無関係に低速側に変速する。

この変速制御装置１０により、例えば車両のアンチロックブレーキ装置（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ：ＡＢＳ）作動時、車両の運転状態に関する情報としてＡＢＳ作動信号ａが出力され、副変速機２０を最低速段に変速することができる。このＡＢＳ作動信号ａと共に車両の減速度情報ｂが、急減速判断手段１２に入力する。

図２は、図1の副変速機を備えた自動変速機の伝動経路を示す模式図である。図２に示すように、主変速機１４は、エンジン（原動機）１５の出力側に接続された副変速機２０を備えたトロイダル型無段変速機であり、エンジン１５からの回転は、副変速機２０、主変速機１４及び変速機入力軸１６を経て前後進切り換え機構１７に伝達される。

前後進切り換え機構１７の後段には、フロント側とリア側の２個のトロイダル伝動ユニット１８，１９が設置されている。これらトロイダル伝動ユニット１８，１９のそれぞれは、入力ディスク１８ａ，１９ａと、これに同軸に対向配置した出力ディスク１８ｂ，１９ｂを有している。各出力ディスク１８ｂ，１９ｂは、背中合わせになるように同軸に配置され、フロント側入出力ディスク１８ａ，１８ｂとリア側入出力ディスク１９ａ，１９ｂのそれぞれの間には、一対ずつのパワーローラ１８ｃ，１９ｃを介在させている。

両出力ディスク１８ｂ，１９ｂは、配置に際し、それぞれの入力ディスク１８ａ，１９ａを主軸３０に回転係合させて前後進切り換え機構１７からの回転が共通に入力するように、主軸３０上に回転自在に支持される。また、両出力ディスク１８ｂ，１９ｂは、中空出力軸３１を介して相互に一体結合されており、この中空出力軸３１上に出力歯車３２が固設される。出力歯車３２は、カウンターシャフト３３の前端に取り付けられたカウンターギヤ３４に噛合し、カウンターシャフト３３の後端は、出力歯車組３５を経て、主軸３０の後方に同軸配置した変速機出力軸３６に駆動結合する。

前後進切り換え機構１７からの回転は、各入力ディスク１８ａ，１９ａへ共通に伝達し、各入力ディスク１８ａ，１９ａの回転は、対応する各パワーローラ１８ｃ，１９ｃを介して各出力ディスク１８ｂ，１９ｂに達する。そして、各出力ディスク１８ｂ，１９ｂの回転に共通して回転する出力歯車３２、出力歯車３２に噛合するカウンターギヤ３４、カウンターシャフト３３、及び出力歯車組３５を順次経由して、変速機出力軸３６から、前後進切り換え機構１７からの回転が取り出される。

変速に際しては、各パワーローラ１８ｃ，１９ｃを、自己の回転軸線がフロント側入出力ディスク１８ａ，１８ｂとリア側入出力ディスク１９ａ，１９ｂのそれぞれの回転軸線と交差する中立位置から同期して同位相で（同じ変速方向に）オフセットさせると、各パワーローラ１８ｃ，１９ｃが、回転時の分力によりパワーローラ回転軸線と直交する首振り軸線周りに同期して同位相で傾転する。これにより、フロント側入出力ディスク１８ａ，１８ｂとリア側入出力ディスク１９ａ，１９ｂに対する各パワーローラ１８ｃ，１９ｃの接触軌跡円弧径が連続的に変化して、所定の無段変速を行うことができる。

なお、変速比が指令変速比になったところで、各パワーローラ１８ｃ，１９ｃをオフセットが０の初期ストローク位置に戻すことにより、各パワーローラ１８ｃ，１９ｃの自己傾転は行われなくなり指令変速比を保つことができる。

副変速機２０は、ハウジング２１内に以下の部品を組み込んで構成されており、ハウジング２１は、ドライブプレート２２を介してエンジン１５のクランクシャフトに結着している。つまり、トロイダル伝動ユニット１８，１９と共に自動変速機を構成する前後進切り換え機構１７の入力軸（自動変速機の入力軸）１６をハウジング２１内に挿入し、入力軸１６の挿入端部上に単純遊星歯車組２３を装着する。単純遊星歯車組２３は、サンギヤ２３ｓと、リングギヤ２３ｒと、これら両ギヤ２３ｓ，２３ｒに噛合する複数のピニオン２３ｐと、該ピニオン２３ｐをピニオンシャフト２３ｔを介して回転自在に支持するキャリア２３ｃとから成る通常のものである。

単純遊星歯車組２３のキャリア２３ｃを、入力軸１６に駆動結合すると共に高速段選択クラッチ２４のクラッチハブ２４ｈにも駆動結合する。単純遊星歯車組２３のリングギヤ２３ｒは、ワンウェイクラッチ２５を介し中空の固定軸２６上に乗せてエンジン１５の回転と逆方向に回転し得ないようにする。そして、ワンウェイクラッチ２５は、インナレースを中空固定軸２６（変速機ケース）に固定すると共にアウタレースをリングギヤ２３ｒに接続し、中空固定軸２６とリングギヤ２３ｒの間に位置する。

高速段選択クラッチ２４は、クラッチハブ２４ｈの他に、ハウジング２１内に回転自在に収納したクラッチドラム２４ｄを備え、このクラッチドラム２４ｄを、高速段用ダンパー２７を介してハウジング２１に駆動結合する。クラッチドラム２４ｄは、更に、低速段用ダンパー２８を介して単純遊星歯車組２３のサンギヤ２３ｓに駆動結合する。

また、高速段選択クラッチ２４は、クラッチドラム２４ｄ内に軸線方向摺動可能に嵌合したクラッチピストン（図示しない）を備え、このピストンを、油圧で単純遊星歯車組２３側へストロークさせると、締結によりクラッチドラム２４ｄとクラッチハブ２４ｈを結合する。このとき、高速段用ダンパー２７からの回転が、低速段用ダンパー２８を経由することなくキャリア２３ｃを経て入力軸１６にそのまま（高速：直結段選択状態で）伝達される。

一方、クラッチピストンに油圧が加わらず高速段選択クラッチ２４が解放されているとき（図２参照）は、高速段用ダンパー２７からの回転が低速段用ダンパー２８を経由して単純遊星歯車組２３のサンギヤ２３ｓに達する。ここで、サンギヤ２３ｓは、高速段選択クラッチ２４が解放されており、また、ワンウェイクラッチ２５がリングギヤ２３ｒのエンジン１５と逆方向の回転を阻止しているため、キャリア２３ｃを減速下に同方向へ回転駆動し、これにより、動力は低速段選択状態で入力軸１６に伝達される。

なお、高速段用ダンパー２７のダンパー特性は、高速段選択状態（直結段選択状態）で要求される特性に設定し、低速段用ダンパー２８は、低速段選択状態で要求される特性に設定しておく。

ここで、前後進切り換え機構１７の実態構成を補足説明する。前後進切り換え機構１７は、前進クラッチ１７ａ及び後進ブレーキ１７ｂの他に、単純遊星歯車組１７ｃを備える。そして、前進クラッチ１７ａを油圧により締結するときは、単純遊星歯車組１７ｃのサンギヤ１７ｄとリングギヤ１７ｅが結合されて、単純遊星歯車組１７ｃを、全ての回転メンバが一体的に回転するインターロック状態とし、入力軸１６からの回転をそのまま後段のトロイダル伝動ユニット１８，１９に伝達することにより、Ｄレンジでの前進走行を可能にする。

また、後進ブレーキ１７ｂを油圧により締結するときは、単純遊星歯車組１７ｃのキャリア１７ｆが固定されて、入力軸１６からの回転を減速、逆転下にサンギヤ１７ｄより後段のトロイダル伝動ユニット１８，１９へ伝達することにより、Ｒレンジでの後進走行を可能にする。

このため、Ｐ，Ｎレンジでの駐停車時においては、前進クラッチ１７ａ及び後進ブレーキ１７ｂの双方を解放して入力軸１６からの回転を後段のトロイダル伝動ユニット１８，１９へ伝達しないことで、駐停車を可能にする。

このように、副変速機２０は、エンジン１５からの回転を減速して自動変速機１４に入力する低速段、及びエンジン１５からの回転をそのまま自動変速機１４に入力する直結段（高速段）を有している。この副変速機２０を備えた自動変速機１４においてＡＢＳ作動時に最低速段に変速する際の、変速制御装置１０による変速制御を説明する。この変速制御装置１０は、マイクロコンピュータを主体として構成され、記憶媒体（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ：ＲＯＭ）に記憶された変速制御プログラム（図示しない）を実行することで、車両の運転状態に関する情報ａ及び車両の減速度情報ｂの入力に応じた変速制御を行う。

図３は、図１の変速制御装置によるＡＢＳ作動時の変速制御動作の流れを示す制御フローチャートである。図３に示すように、先ず、急減速判断部１２において、ＡＢＳ作動を示すＡＢＳ作動信号ａの入力の有無を検出し、ＡＢＳ作動信号ａがオン（ＯＮ）か否かを判断する（ステップＳ１０１）。ＡＢＳ作動信号ａの入力を検出した、ＡＢＳ作動信号ａがオンである（ｙｅｓ）場合、急減速フラグを立て急減速フラグオンとする（ステップＳ１０２）。この急減速フラグの初期値はオフ（ＯＦＦ）とする。

一方、ＡＢＳ作動信号ａの入力を検出しない（ｎｏ）場合、減速度情報ｂから、減速度が予め設定された一定値より大きい（減速度＞一定値）か否かを判断する（ステップＳ１０３）。即ち、ステップＳ１０２とステップＳ１０３を経ることで、ＡＢＳ作動信号ａと減速度情報ｂのオア（ＯＲ）判定を行う。ここで、減速度が一定値より大きい（ｙｅｓ）場合、急減速フラグオンとする（ステップＳ１０２）。

急減速フラグオンの後、現在の変速段が最低速段以外か否かを判断する（ステップＳ１０４）。現在の変速段が最低速段以外である（ｙｅｓ）場合、最低速段への変速を実行する（ステップＳ１０５）。これにより、ＡＢＳ作動による急減速時に最低速段を選択することができる。その後、処理開始（ＳＴＡＲＴ）に戻る。一方、現在の変速段が最低速段以外でない（ｎｏ）、即ち、現在の変速段が最低速段である場合、既に最低速段であるので、最低速段への変速を実行せず（ステップＳ１０６）、その後、処理開始（ＳＴＡＲＴ）に戻る。

また、減速度が予め設定された一定値より大きい（減速度＞一定値）か否かを判断した（ステップＳ１０３）際に、減速度が一定値より大きくない（ｎｏ）場合、急減速フラグオンか否かを判断する（ステップＳ１０７）。ここで、急減速フラグオンである（ｙｅｓ）場合、急減速フラグオンになってからの時間が予め設定された一定値より小さい（急減速フラグオンの時間＜一定値）か否かを判断する（ステップＳ１０８）。急減速フラグオンになってからの時間が一定値より小さい（ｙｅｓ）場合、最低速段への変速を実行せず（ステップＳ１０６）、その後、処理開始（ＳＴＡＲＴ）に戻る。つまり、減速度が一定値より大きくない場合は、急減速フラグオンであっても、急減速フラグオンから一定時間は変速を禁止している。

一方、急減速フラグオンか否かを判断した（ステップＳ１０７）際に、急減速フラグオンでない（ｎｏ）場合は、通常時制御を行った（ステップＳ１０９）後に、処理開始（ＳＴＡＲＴ）に戻る。また、急減速フラグオンになってからの時間が予め設定された一定値より小さいか否かを判断した（ステップＳ１０８）際に、急減速フラグオンになってからの時間が一定値より小さくない（ｎｏ）場合は、急減速フラグオフとして通常制御を行った（ステップＳ１１０）後に、処理開始（ＳＴＡＲＴ）に戻る。

このように、この発明に係る自動変速機の変速制御装置１０は、ＡＢＳ作動時、急減速判断手段１２がＡＢＳ作動信号ａと車両減速度情報ｂから急減速を判定すると、副変速機２０を最低速段に変速する。つまり、急減速時、そのときの運転状態とは無関係に副変速機２０の変速段を低速側に変速するので、実際に低速段に切り替わるまでに遅れが生じて、その間、高速段が維持されるということが無く、変速遅れによるエンジン回転の低下に伴うエンジンストップを回避することができる。

また、この変速制御装置１０においては、急減速時、副変速機２０の複数の変速段の内から最低速段が選択されるように設定されており、最低速段への選択は、エンジン１５から変速機出力軸３６を介して駆動輪（図示しない）へと向かって動力が伝達されるときに、ワンウェイクラッチ２５の締結により行われる。つまり、急減速時に選択される最低速段をワンウェイクラッチ化することにより、変速応答性が向上する。

また、主変速機１４が例えば故障等により変速不能になると、副変速機２０が最低速段を選択するように設定した場合、急減速時に最低速段が選択された後、車両停止前にアクセル踏み込み等で急減速判定を終了した状態では、急減速判定を終了した後の一定時間、最低速段から高速段への移行を禁止している。これにより、急減速判定を終了した後の一定時間は、最低速段が保持されるので、急減速判定の解除終了後、直ぐに高速段に変速した場合に生じる、変速による駆動力の低下や変速ショック等の発生を回避することができる。

また、主変速機１４が例えば故障等により変速不能になると、副変速機２０が最低速段を選択するように設定した場合、急減速判断手段１２による急減速の判断を、ＡＢＳ作動信号ａと車両速度から算出される減速度情報ｂの何れか一方が予め設定された各々の閾値を超えたときに行うようにしている。これにより、急減速であることをより早く確実に判断することができる。

この発明の一実施の形態に係る自動変速機の変速制御装置の概略構成を示すブロック図である。 図1の副変速機を備えた自動変速機の伝動経路を示す模式図である。 図１の自動変速機によるＡＢＳ作動時の変速制御動作の流れを示す制御フローチャートである。

符号の説明

１０ 自動変速機の変速制御装置
１１ 変速制御手段
１２ 急減速判断手段
１３ 急減速時変速手段
１４ 自動変速機
１５ エンジン
１６ 変速機入力軸
１７ 前後進切り換え機構
１７ａ 前進クラッチ
１７ｂ 後進ブレーキ
１７ｃ 単純遊星歯車組
１７ｄ サンギヤ
１７ｅ リングギヤ
１７ｆ キャリア
１８，１９ トロイダル伝動ユニット
１８ａ，１９ａ 入力ディスク
１８ｂ，１９ｂ 出力ディスク
１８ｃ，１９ｃ パワーローラ
２０ 副変速機
２１ ハウジング
２２ ドライブプレート
２３ 単純遊星歯車組
２３ｃ キャリア
２３ｐ ピニオン
２３ｒ リングギヤ
２３ｓ サンギヤ
２３ｔ ピニオンシャフト
２４ 高速段選択クラッチ
２４ｄ クラッチドラム
２４ｈ クラッチハブ
２５ ワンウェイクラッチ
２６ 中空固定軸
２７ 高速段用ダンパー
２８ 低速段用ダンパー
３０ 主軸
３１ 中空出力軸
３２ 出力歯車
３３ カウンターシャフト
３４ カウンターギヤ
３５ 出力歯車組
３６ 変速機出力軸
ａ 車両の運転状態に関する情報
ｂ 減速度情報
ｃ 急減速情報
ｄ 変速制御信号
ｅ 変速指令

Claims (4)

1. 原動機の出力側に接続された複数の変速段を有する副変速機を備えた自動変速機の変速制御装置において、
   前記自動変速機が搭載された車両の運転状態に関する情報の入力により、前記車両の運転状態に応じて前記副変速機の各変速段の何れかを選択制御する変速制御手段と、
   前記車両の減速度情報の入力により、前記車両の急減速を判断する急減速判断手段と、
   前記車両の急減速時、前記車両の運転状態とは無関係に前記副変速機の変速段を低速側に移行させる急減速時変速手段と
   を有する自動変速機の変速制御装置。
2. 前記急減速時変速手段は、前記車両の急減速時、前記複数の変速段の内の最低速段を選択するように設定され、前記最低速段の選択は、前記原動機から駆動輪へと動力が伝達されるときにワンウェイクラッチの締結により行われる請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
3. 前記急減速時変速手段は、前記自動変速機の変速不能時、前記複数の変速段の内の最低速段を選択するように設定され、前記車両の急減速時に最低速段が選択された後、前記車両の停止前に急減速判断を終了した場合、急減速判断を終了した後の一定時間は最低速段から高速段への移行を禁止する請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
4. 前記急減速時変速手段は、前記自動変速機の変速不能時、前記複数の変速段の内の最低速段を選択するように設定され、
   前記急減速判断手段は、入力するＡＢＳ（Ａｎｔｉｌｏｃｋ Ｂｒａｋｅ Ｓｙｓｔｅｍ）作動信号と車両速度情報から算出される減速度の何れか一つが各々の閾値を超えた場合、急減速と判断する請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。

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