JP2748636B2 - 車両用自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、クラッチやブレーキなどの複数の係合手
段の係合・解放の状態に応じて複数の変速段に設定され
る車両用の自動変速機、特に変速中にエンジントルクを
低減させる自動変速機における制御装置に関するもので
ある。

従来の技術 周知のように自動車などに搭載されている自動変速機
は、複数組の遊星歯車機構によって歯車列を構成し、そ
れらの遊星歯車機構における回転要素同士の連結状態や
固定状態をクラッチやブレーキなどの係合手段によって
適宜に変えることによって複数の変速段に設定するよう
構成されている。この種の自動変速機では、クラッチや
ブレーキに摩擦クラッチや摩擦ブレーキを使用し、変速
の際の回転部材の慣性エネルギーを、クラッチやブレー
キの滑りによって吸収して変速ショックを低減させてい
るが、変速に伴ってエンジンの回転数も変化させるか
ら、エンジン出力が大きい場合には、変速に伴うクラッ
チやブレーキの負荷が大きくなってしまう。そこで従
来、変速中にエンジンの点火時期を遅らせたり、燃料を
カットすることによってエンジントルクを低減させ、こ
れにより摩擦係合手段の負荷を少なくすると同時に変速
ショックを低減することが行なわれている。また一方、
この種の所謂エンジントルク低減制御は、排気系統に設
けてある触媒コンバータの保護のためなどの理由で一時
的に禁止される場合もあり、このような場合には、変速
時間が延びてクラッチやブレーキが長い時間滑ることに
なるので、これらが焼損するおそれがある。このような
不都合を解消するために、従来、エンジントルク低減制
御が行なわれない場合には、変速が比較的低速状態で生
じるよう変速パターンを変更する制御装置が特開昭62−
184935号公報によって提案されている。

発明が解決しようとする課題 一般に自動変速機では、各変速段での駆動力が最大近
くになる車速（エンジン回転数）で変速を生じさせるこ
とが好ましいが、上記の提案にかかる装置では、変速の
生じるタイミングを幾分早くするために、エンジンの出
力を充分生かした走行を行ない得なくなり、ひいては応
答性や円滑性などに欠け、所謂ドライバビリティーが悪
化するおそれがあった。

この発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、変速
時のエンジントルク低減制御が行なわれない場合であっ
ても摩擦係合手段の焼損や走行性能の低下などを生じさ
せることなく変速を行なうことのできる自動変速機の制
御装置を提供することを目的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、複数の係
合手段の係合・解放の組合せに応じて複数の変速段に設
定される歯車列を備えるとともに、変速中にエンジント
ルクを低減させる車両自動変速機において、走行状態に
基づいて変速段を選択する変速段選択手段と、前記エン
ジントルクを低減させる制御の禁止を検出するエンジン
トルク制御禁止検出手段と、前記エンジントルク制御禁
止検出手段がエンジントルク制御の禁止を検出している
ことに基づいて、前記変速段選択手段によって選択した
変速段より変速比の変化量の少ない他の変速段を選択し
て変速を実行させる変速段変更手段とを備えていること
を特徴とするものである。

作用 この発明は、変速時にエンジントルクを制御し、また
各変速段を、複数の係合手段の係合・解放の組合せによ
って設定する自動変速機を対象としており、各変速段
は、基本的には、変速段選択手段によって走行状態に基
づいて選択される。その選択された変速段の設定操作す
なわち変速が実行させている状態で、エンジンの出力ト
ルクは、点火時期を遅らせるなどの操作によって低減さ
せられ、この所謂エンジントルクダウン制御が禁止され
た場合には、エンジントルク制御禁止検出手段によって
検出される。またこの発明では、上記の変速段選択手段
で選択した変速段を変更させる変速段変更手段を備えて
おり、変速中にエンジントルク制御を実行していない場
合、すなわち前記エンジントルク制御禁止検出手段がエ
ンジントルク制御の禁止を検出した状態では、前記変速
段選択手段が選択した変速段を、これより変速比の変化
量の少ない他の変速段に変更する。その結果、変速前後
での回転数差が少なくなるので、エンジントルクが低減
されなくてもクラッチなどの摩擦係合手段が吸収するべ
きエネルギー量が特に増大せず、摩擦による発熱や変速
ショックが抑制され、また駆動力の不足が防止される。

実 施 例 つぎにこの発明を実施例に基づいて詳細に説明する。

第１図はこの発明の基本構成を示すブロック図であっ
て、エンジンＥの出力側に連結された自動変速機Ａは、
後述する複数組の遊星歯車機構を主体とし、複数の摩擦
係合手段の係合・解放の組合せによって複数の変速段に
設定するよう構成された歯車列を備えている。その変速
段を選択しかつ設定するための制御装置10は、摩擦係合
手段を係合あるいは解放させるよう油圧を制御する油圧
制御装置11と入力されるスロットル開度θや車速Ｖなど
のデータに基づいて演算して所定の変速段に設定するよ
う油圧制御装置11に信号を出力する電子コントロールユ
ニット12とを含んでいる。またエンジンＥにはその出力
トルクを制御するエンジン制御装置13が接続されてお
り、このエンジン制御装置13は、例えば前記制御装置10
から信号を受けて点火時期を遅らせて出力トルクを低減
させる構成であり、またこのようなエンジントルク制御
を行なわない場合、あるいは行ない得ない場合には、そ
の信号を前記制御装置10に出力するようになっている。
したがってこのエンジン制御装置13がエンジントルク制
御禁止検出手段にもなっている。

前記自動変速機Ａにおける歯車列の一例を第２図に示
す。ここに示す例は、三組のシングルピニオン型遊星歯
車機構1,2,3を主体として歯車列を構成した例を示すも
のであって、それらの遊星歯車機構1,2,3における各要
素が次のように連結されている。すなわち第１遊星歯車
機構１のキャリヤ1Cと第３遊星歯車機構３のリングギヤ
3Rとが一体となって回転するよう連結されるとともに、
第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rと第３遊星歯車機構
３のキャリヤ3Cとが一体となって回転するよう連結され
ている。また第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sは第２ク
ラッチ手段K2を介して第２遊星歯車機構２のキャリヤ2C
に連結される一方、第４クラッチ手段K4を介して第２遊
星歯車機構２のサンギヤ2Sに連結され、さらに第２遊星
歯車機構２のキャリヤ2Cは第３遊星歯車機構３のサンギ
ヤ3Sに連結されている。

なお、上記の各要素の連結構造としては、中空軸や中
実軸もしくは適宜のコネクティングドラムなどの一般の
自動変速機で採用されている連結構造などを採用するこ
とができる。

入力軸４は、トルクコンバータや流体継手などの動力
伝達手段（図示せず）を介してエンジンＥに連結されて
おり、この入力軸４と第１遊星歯車機構１のリングギヤ
1Rとの間には、両者を選択的に連結する第１クラッチ手
段K1が設けられ、また入力軸４と第１遊星歯車機構１の
サンギヤ1Sとの間には、両者を選択的に連結する第３ク
ラッチ手段K3が設けられている。

なお、実用にあたっては、上記の各クラッチ手段K1,
〜K4を多板クラッチや一方向クラッチあるいはこれらの
組合せた構成とすることができ、また各構成部材の配置
上の制約があるから、各クラッチ手段K1,〜K4に対する
連結部材としてコネクティングドラムなどの適宜の中間
部材を介在させ得ることは勿論である。

また上記の遊星歯車機構1,2,3における回転部材の回
転を阻止するブレーキ手段として、第２遊星歯車機構２
のキャリヤ2Cとトランスミッションケース（以下、単に
ケースと記す）６との間に配置した第２ブレーキ手段B2
と、第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sとケース６との間
に配置した第３ブレーキ手段B3とが設けられている。こ
れらのブレーキ手段B2,B3としては、多板ブレーキやバ
ンドブレーキあるいはこれらと一方向クラッチとを組合
せた構成などを採用することができ、またこれらのブレ
ーキ手段B2,B3とそのブレーキ手段B2,B3によって固定す
べき部材との間もしくはケース６との間に適宜の連結部
材を介在させ得ることは勿論である。

そしてプロペラシャフトやカウンタギヤ（それぞれ図
示せず）に回転を伝達する出力軸５が、互いに連結され
た第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rと第３遊星歯車機
構３のキャリヤ3Cとに対して連結されている。

上記の歯車列を備えた自動変速機Ａで設定することの
できる変速段およびそれぞれの変速段での変速比は第１
表のとおりである。これらの変送段は、第１表で○印を
付した摩擦係合手段を係合させるとともに空欄の摩擦係
合手段を解放させることによって設定され、これらの変
速段への変速は、前述した電子コントロールユニット12
からの指令信号に基づいて油圧制御装置11が所定の摩擦
係合手段に油圧を送ってこれを係合させ、あるいは排圧
して解放させることによって達成される。なお、第１表
に示す各変速比は、各遊星歯車機構1,2,3のギヤ比（サ
ンギヤの歯数とリングギヤの歯数との比）を、ρ１＝0.
450、ρ２＝0.405、ρ３＝0.405とした場合の値であ
り、また＊印は係合させてもよいことを示す。さらに
，…の符号を付した欄は、当該変速段を設定するた
めのそれぞれ異なる係合・解放パターンを示すものであ
る。

第１表に示す変速段のうち通常の走行で使用される変
速段は、変速比が等比級数に近い関係となる第１速、第
２速、第３速、第４速、第５速の主要前進段と後進段で
あって、これらの主要前進段は、主としてスロットル開
度θと車速Ｖとに基づいて選択され、その方法として
は、例えば従来一般の自動変速機におけると同様に、ス
ロットル開度θと車速Ｖとをパラメータとした変速線図
を電子コントロールユニット12内に記憶させておき、ス
ロットル開度センサーや車速センサー（それぞれ図示せ
ず）から入力されるデータに基づき変速線図に従って各
変速段を選択する方法を採用することができる。そして
これらの主要前進段への変速の際には、前記エンジン制
御装置13が点火時期を遅らせるなどのことによって、エ
ンジン出力トルクを一時的に低下させる。これに対して
第2.5速、第3.2速、第3.5速の所謂中間段は、変速の際
のエンジントルクを低減させる制御が行なわれない場合
に制御装置10によって選択されて設定される。

第３図はこの発明の装置による制御ルーチンを示すフ
ローチャートであって、いずれかの主要前進段（例えば
第３速）で走行している状態においてスロットル開度θ
や車速Ｖが変化すると、制御装置10はそれらの値に基づ
いて変速の指令を行なう（ステップ１）。すなわちスロ
ットル開度θが減少しあるいは車速Ｖが増大すればアッ
プシフトと判断し、これとは反対にスロットル開度θが
増加し、あるいは車速Ｖが低下すればダウンシフトと判
断する。ついでエンジントルク制御が禁止されているか
否かを判断する（ステップ２）。すなわち通常は、制御
装置10での変速指令に基づいて前記エンジン制御装置13
が、変速中でのエンジン出力トルクを低減させるようエ
ンジンＥを制御するが、エンジントルク制御系統の故障
やエンジンの暖機が不十分であるなどの場合には、エン
ジン制御装置13が変速時のトルクダウン制御を行なわな
いことがある。このような場合、エンジン制御装置13か
らの出力信号に基づいて制御装置10はエンジントルク制
御禁止と判断する。すなわち第３図にフローチャートに
おいてステップ２の判断結果が“イエス”であれば、ス
テップ１の変速指令によって選択されるいずれかの主要
前進段よりも変速比の変化量の少ない変速段、すなわち
より近接した変速段に変更されてその変速段への変速が
行なわれる。具体的には第３速の状態でアップシフトが
判断され、その際にエンジン出力トルクの低減制御が禁
止されていると、制御装置10は、第３速から第４速への
変速を行なう替りに、中間段である第3.2速あるいは第
3.5速を選択し、その変速段への変速を実行する。

他方、エンジン制御装置13が正常に機能していて、ス
テップ２の判断結果が“ノー”であれば、ステップ４に
進んで、制御装置10は初期に設定された変速段への変
速、すなわちいずれかの主要前進段への変速を行なう。
具体的には第３速の状態でアップシフト指令があると第
４速が選択されて第４速への変速が実行される。

したがって上記の装置によれば、変速の際に摩擦係合
手段が負担すべきエンジントルクおよびイナーシャトル
クのうち、エンジントルクが低減されなければ、変速比
の差の小さい変速を行なうので、イナーシャトルクが低
減され、そのためエンジントルクダウン制御が行なわれ
なくても、摩擦係合手段の負担が増大することはないの
で、摩擦による発熱や変速ショックの悪化が防止され
る。

なお、上記の説明から明らかなように、この発明は所
謂中間段を設定できる自動変速機を対象としてより有効
に作用させることができるのであり、その中間段を設定
できる他の歯車列の例を示せば以下のとおりである。

第４図に示す例は、第２図に示す構成のうち第２遊星
歯車機構２のキャリヤ2Cと第３遊星歯車機構３のサンギ
ヤ3Cとの間に両者を選択的に連結する第５クラッチ手段
K5を配置し、また第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sを単
独で固定できる第１ブレーキ手段B1と、第１遊星歯車機
構１のサンギヤ1Sを単独で固定できる第４ブレーキ手段
B4とを更に設けたものである。その作動表を第２表に示
す。

また第５図に示す例は、第４図に示す構成のうち第２
遊星歯車機構２のリングギヤ2Rを第３遊星歯車機構３の
キャリヤ3Cに替えてリングギヤ3Rに連結し、かつ第４ブ
レーキ手段B4を廃止し、他の構成は第４図に示す構成と
同様としたものである。その作動表を第３表に示す。

上記の第４図あるいは第５図に示す歯車列を備えた自
動変速機にあっても、変速比が等比級数に近い関係にな
る主要前進５段に加えて、変速比の値がそれらの変速段
の変速比の間の値となる所謂中間段を設定できるので、
上述した第１の実施例におけると同様にエンジン出力ト
ルクの制御が行なわれない場合に、中間段を利用して変
速比の変化量の少ない変速を行なうことができる。

なお、上述した説明はアップシフトを例に採ったもの
であるが、この発明はダウンシフトの場合にも適用でき
る。

さらに上述したように所謂中間段を利用した変速の可
能な歯車列の他の例としては、例えば本出願人が既に提
案した特願平１−185151号、特願平１−185152号、特願
平１−186991号、特願平１−186992号、特願平１−2054
78号、特願平１−280957号などの明細書および図面に記
載した各構成のものを挙げることができる。

発明の効果 以上説明したようにこの発明の自動変速機では、エン
ジン出力トルクを低減させる制御が行なわれない場合に
は、変速比の差の小さい変速制御、すなわち変速の前後
での回転数差の少ない変速を行なうよう構成したから、
摩擦係合手段が負担すべきトルクのうちエンジントルク
が変わらないもののイナーシャトルクが小さくなり、そ
の結果、摩擦係合手段の焼損が変速ショックの悪化を防
止でき、また変速のタイミングは通常と同様であるか
ら、ドライバビリティーが低下することを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成を示すブロック図、第２図
は歯車列の一例を示すスケルトン図、第３図は制御ルー
チンを示すフローチャート、第４図および第５図は歯車
列の他の例を示すスケルトン図である。 1,2,3……遊星歯車機構、1S,2S,3S……サンギヤ、1C,2
C,3C……キャリヤ、1R,2R,3R……リングギヤ、４……入
力軸、５……出力軸、10……制御装置、11……油圧制御
装置、12……電子コントロールユニット、13……エンジ
ン制御装置、Ａ……自動変速機、Ｅ……エンジン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−11452（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−290932（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−200540（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−149524（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−188844（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の係合手段の係合・解放の組合せに応
   じて複数の変速段に設定される歯車列を備えるととも
   に、変速中にエンジントルクを低減させる車両自動変速
   機において、 走行状態に基づいて変速段を選択する変速段選択手段
   と、前記エンジントルクを低減させる制御の禁止を検出
   するエンジントルク制御禁止検出手段と、前記エンジン
   トルク制御禁止検出手段がエンジントルク制御の禁止を
   検出していることに基づいて、前記変速段選択手段によ
   って選択した変速段より変速比の変化量の少ない他の変
   速段を選択して変速を実行させる変速段変更手段とを備
   えていることを特徴とする車両用自動変速機の制御装
   置。