JP2748670B2 - 自動変速機の変速制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は自動変速機での変速を制御する方法に関
し、特に車速やスロットル開度などの走行条件に基づい
て選択される主変速段と、変速比が主変速段の中間の値
になる中間段とに設定することのできる自動変速機にお
いて変速を制御する方法に関するものである。

従来の技術 自動変速機における変速は、一般には、エンジン負荷
を示すスロットル開度と車速とに基づいて行われるか
ら、所定のスロットル開度の状態で車速が増せばアップ
シフトが生じ、アップシフトした結果、駆動力が不足す
れば車速が低下するためにダウンシフトが生じる。この
ようなアップシフトとダウンシフトとが頻繁に生じるこ
とをビジートフトと称しており、これは例えば走行抵抗
がある程度大きい状態での高負荷走行時に起き易く、乗
心地を損なう原因になる。従来、このビジーシフトを防
止する方法として、変速後の走行状態を求め、その結果
に基づいて変速の実行を決める方法が提案されている
（特開昭63−101549号）。この方法は、より具体的に
は、アップシフトが判断された場合に、アップシフト後
の加速状態を演算によって求め、加速状態を維持できる
ようであれば、アップシフトを実行し、加速状態を維持
できないようであれば現状の変速段を保持する方法であ
る。

発明が解決しようとする課題 アップシフト後に加速状態を維持できないのは、その
車速における走行抵抗がアップシフト後の駆動力に対し
て大きいことに起因しており、このような場合に変速を
行なわずに現状の変速段に保持すれば、車速の増大によ
ってアップシフトが判断されているころから明らかなよ
うに、現状の変速段によって必要十分な駆動力を得て加
速状態を維持することができる。しかしながらアップシ
フトが判断されるのは、駆動力に余裕があり、またエン
ジン回転数もある程度増大しているからであるが、上記
従来の方法では、このような状態においてもアップシフ
トを行なわない場合が生じ、その結果、エンジンの高回
転状態での走行を継続することになるため、燃費が悪化
する問題があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、
適切な変速を実行して優れた動力性能を得ることのでき
る変速制御方法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、走行条件
に基づいて選択される主変速段と変速比が主変速段の中
間の値である中間段とに設定可能な自動変速機におい
て、いずれかの主変速段から他の主変速段への変速を行
なうべき状態になったときに、他の主変速段に変速した
場合の加速状態が所定の範囲内になるか否かを算出し、
加速状態が所定の範囲内でない場合には、前記二つの主
変速段の間の中間段に変速した場合の加速状態が所定の
範囲内になるか否かを算出し、加速状態がその所定範囲
内であればその中間段に設定することを特徴とする方法
である。

作用 この発明の方法で対象とする自動変速機は、車速やエ
ンジン負荷などの走行条件に基づいて選択される主変速
段と、変速比が主変速段の中間の値である中間段とに設
定可能な自動変速機であり、アップシフトの場合は以下
のような制御する。例えば所定のスロットル開度の状態
で車則が増大して、いずれかの主変速段から他の主変速
段へアップシフトを行なうべき状態になると、当該他の
主変速段に設定した場合に加速状態（速度が低下するマ
イナス方向の加速を含む。以下同じ）が所定の範囲内に
入るかが算出される。これは例えば走行状態から走行抵
抗を演算するとともにその走行抵抗とアップシフト後の
変速比での車両の諸元とに基づいて求めることができ
る。アップシフト後の加速状態が所定の範囲に入らない
と判断される場合には、前記二つの主変速段の間にある
中間段について同様に判断し、加速状態が所定の範囲に
入ると判断されれば、その中間段に変速する。したがっ
て中間段を利用することにより、変速比の減少が少ない
ことに伴って充分な駆動力を維持でき、また変速比は少
なからず減少するから、エンジン回転数の高い状態での
走行が継続することを防止できる。

実 施 例 つぎにこの発明の方法を実施例に基づいて説明する。

この発明の方法の一例は第１図にフローチャートで示
しており、この方法を適用できる自動変速機の構成は以
下のとおりである。すなわち第２図において、自動変速
機ＡはトルクコンバータＴを介してエンジンＥに連結さ
れており、この自動変速機Ａは車速Ｖやスロットル開度
θ、冷却水温度、ブレーキ信号、走行パターンセレクト
信号などの入力信号に基づいて電子コントロールユニッ
ト10から出力される変速信号によって油圧制御装置Ｃの
ソレノイドバルブ（図示せず）を制御することにより所
定の変速段に設定されるようになっている。さらに自動
変速機Ａは車速Ｖやスロットル開度θなどの走行条件に
基づいて選択される主変速段と、その走行条件に基づか
ずに選択される中間段とに設定することができ、そのた
めの歯車列の一例を示せば、第３図のとおりである。

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を主体として構成され、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に一体となって回転するよう
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、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,K2,K3,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の回転を選択的に阻止する第２ブレーキ手
段B2と、第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sの回転を選択
的に阻止する第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は多板構造のもの以外に、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
間に設けた一方向クラッチやこの一方向クラッチと並列
の関係に配置したバンドブレーキなどを単独で、もしく
は組合せて構成することができる。また、実用にあたっ
ては、これらのブレーキ手段B2,B3とこれらのブレーキ
手段B2,B3によって固定すべき各要素との間もしくはケ
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では、前進５段・
後進１段を主たる変速段とし、これに前進第２速と第３
速との間に所謂第2.5速の中間変速段を付加し、かつ前
進第３速と第４速との間に所謂第3.2速と第3.5速との二
つの中間変速段を付加した前進８段・後進１段の変速段
を設定することが可能であり、これを作動表として示せ
ば第１表のとおりである。なお、第１表において、○印
は係合することを示し、空欄は解放することを示し、ま
た＊印は係合させてもよいことを示す。また第１表に示
す変速段の変速比は、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＝ρ３＝0.405とした場合の値である。

上記の歯車列を備えた自動変速機Ａでは、通常の走行
は、変速比が等比級数に近い関係となる主変速段、すな
わち第１表に示す第１速、第２速、第３速、第４速、第
５速を前進段の変速段として変速を行い、これら主変速
段の設定は、車速Ｖやストットル開度θなどの走行条件
に基づいて所定の変速段を選択して行なう。これら主変
速段以外の変速段すなわち中間段の設定は、以下に述べ
るように走行条件以外の条件に基づいて選択されて行な
われる。

すなわち第１図に示すフローチャートにおいて、まず
ステップ１において車速Ｖやスロットル開度θなどの走
行条件に基づいて所定の主変速段から他の主変速段への
アップシフトか否かを判断し、その判断結果が“ノー”
であれば制御を特に行なうことなくリターンし、また判
断結果が“イエス”であれば、ステップ２に進んで、走
行状態から走行抵抗を算出する。またこれに続くステッ
プ３では、ステップ２で算出された走行抵抗とアップシ
フト後の主変速段での変速比における車両諸元とに基づ
いてアップシフト後の加速状態を算出する。そしてステ
ップ４においては、ステップ３で算出された状態が「加
速」となっているか否かを判断する。その判断結果が
“イエス”であれば、前記他の主変速段にアップシフト
した後も駆動力に余裕があることになり、したがってこ
の場合はその主変速段にアップシフトする（ステップ
５）。これとは反対にステップ４の判断結果が“ノー”
であれば、選択された主変速段にアップシフトすると駆
動力が不足して車速が低下することになるので、この場
合はステップ６に進んで、アップシフトの判断がされた
主変速段より低速段側の中間段について、その中間段に
アップシフトした場合の加速状態を、前記走行抵抗とア
ップシフト後の車両の諸元から算出し、その加速状態が
「加速」となっているか否かを判断する（ステップ
７）。その判断結果が“イエス”であれば、ステップ８
に進んでその中間段への変速を実行する。その場合、中
間段を介在させることにより歯車列の変速比が等比級数
に近い関係とならなくなるので、上記の主変速段以外の
主変速段を他の中間段に変更し、歯車列の全体として変
速比が等比級数に可及的に近い関係となるように制御し
てもよい。そしてステップ７の判断結果が“ノー”であ
れば、アップシフトを行なわず、現状の変速段を維持す
る（ステップ９）。

上述した制御の具体例を示すと、主変速段である第２
速（変速比:2.037）で走行しているときに第３速（変速
比:1.405）へのアップシフトが判断され、変速比が1.40
5で走行しても駆動力に余裕がある場合には第３速への
変速が実行され、また反対に駆動力が不足する場合に
は、第2.5速（変速比:2.037）について加速状態となる
か否かが判断され、加速状態を得られれば中間段である
第2.5速への変速が実行される。また第３速から第４速
へのアップシフトの場合は、第４速での駆動力の不足が
判断されれば、第４速より低速側の中間段である第3.5
速について同様に判断され、第3.5速で加速状態を得ら
れれば中間段である第3.5速への変速を実行する。なお
第3.5速でも加速状態を得られない場合には現状の変速
段を維持してもよく、あるいはそれより低速段側の第3.
2速についてアップシフト後の加速状態を求めてもよ
い。

したがって上記の変速制御方法においては、通常の走
行では使用しない中間段を利用して、より多様な変速比
についてアップシフト後に加速状態を得られか否かが検
討されてわずかな変速比の減少を伴う変速も可能になる
ので、変速比が車速に大して相対的に大きいままの走行
状態が回避され、換言すればエンジン回転数を高くした
ままの走行が回避されるので、燃費が向上する。

なお、上記の実施例では、変速後でも車速が増大する
「加速」を行ない得る場合について説明したが、判断基
準となる加速状態は若干のマイナス方向の加速（すなわ
ち減速）であってもよい。また上記の例では、アップシ
フトする場合を例に採って説明したが、この発明の方法
はダウンシフトする場合にも同様に適用することができ
る。さらに上記の実施例では、第３図に示す歯車列を備
えた自動変速機を例に採って説明したが、この発明の制
御方法は、中間段を設定することのできる自動変速機を
対象として実施できるであり、この種の歯車列を備えた
自動変速機の例としては、第３図に示す摩擦係合手段の
いずれかを一方向クラッチを含む構成にしたものや、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１−205478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 以上の説明から明らかなようにこの発明の方法によれ
ば、主変速段を使用した変速ではその変速比の幅が広い
ことにより変速後に所定の走行状態が得られない場合
に、変速比の幅が細かくなる中間段を使用した変速を実
行することになるので、変速を実行することのできる可
能性が高くなり、換言すれば、走行抵抗に対してより適
切な駆動力の変速段に設定できるので、動力性能が向上
し、また例えばアップシフトの場合にはエンジン回転数
が高いままでの走行やそれに伴う燃費の悪化を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の方法の一例を説明するためのフロー
チャート、第２図はこの発明で対象とする自動変速機の
基本構成を示すブロック図、第３図はその歯車列の一例
を示すスケルトン図である。 1,2,3……遊星歯車機構、４……入力軸、５……出力
軸、10……電子コントロールユニット、Ａ……自動変速
機、Ｃ……油圧制御装置、Ｅ……エンジン。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行条件に基づいて選択される主変速段と
   変速比が主変速段の中間の値である中間段とに設定可能
   な自動変速機において、 いずれかの主変速段から他の主変速段への変速を行なう
   べき状態になったときに、他の主変速段に変速した場合
   の加速状態が所定の範囲内になるか否かを算出し、加速
   状態が所定の範囲内でない場合には、前記二つの主変速
   段の間の中間段に変速した場合の加速状態が所定の範囲
   内になるか否かを算出し、加速状態がその所定範囲内で
   あればその中間段に設定することを特徴とする自動変速
   機の変速制御方法。