JP3039047B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両用の自動変速機に
おいて変速を制御する装置に関し、特に変速時に入力ト
ルクを低減する制御をも行う変速制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】周知のように車両用の自動変速機では、
クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置の係合・解放の
状態を変えることによって変速を実行しているが、変速
に関与する摩擦係合装置の係合・解放のタイミングが不
適切であれば、出力軸トルクの変動が大きくなって変速
ショックが悪化し、あるいは摩擦係合装置の過剰な滑り
によってその耐久性が低下し、もしくは変速時間が長く
なって変速フィーリングが悪化するなどの不都合が生じ
る。そのため従来、摩擦係合装置に油圧を供給する油路
にアキュームレータを配置し、またその背圧を制御し、
あるいはオリフィスを切換えるなどの手段によって摩擦
係合装置の係合・解放のタイミングの適正化を図ってお
り、さらに変速中にエンジントルクを下げて、切換え動
作する摩擦係合装置にかかるトルクを低減することによ
り、その動作タイミングを適正化することが行われてい
る。

【０００３】エンジントルクを下げるなどのことによっ
て自動変速機への入力トルクを低下させれば、出力トル
クも低下するので、走行性能を悪化させないためには、
入力トルクの低減制御（トルクダウン制御）は正確に変
速時に限定することが好ましく、したがって変速の終了
時点から大きく外れることなく入力トルクを本来のトル
クに復帰させることにが好ましい。すなわちトルクダウ
ン制御は変速と同調して行う必要があるから、変速の終
期に応じてトルクの復帰の制御を行えばよいのであり、
したがって例えば特開昭５６−３５８５７号公報に記載
された発明では、タービン回転数に基づいて変速の終期
の判定およびトルク復帰の制御を行っている。しかしな
がら歯車列の構成によっては、タービン回転数あるいは
タービンに連結してある入力軸の回転数を直接検出する
ことがスペース上の制約で行えない場合があり、そのた
め例えば特開昭６３−１７１３０号公報に記載された発
明では、入力軸とオーバードライブ用の変速部である副
変速部とを連結するクラッチの回転数に応じてトルク復
帰の制御を行うよう構成している。

【０００４】また従来、センサー類のフェイルを補完す
るためにタイマ（ガードタイマ）を用いることも行われ
ており、特開昭６１−１２９３４１号公報に記載された
発明では、そのガードタイマで設定した時間の経過によ
ってトルクの復帰制御を行うよう構成している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】前掲の特開昭６３−１
７１３０号公報に記載された副変速部のクラッチは、係
合して入力軸と共に回転する頻度が高いので、一般には
このクラッチの回転数に基づいて変速の終期およびトル
ク復帰のタイミングを判定することができる。しかしな
がら例えば特開昭６４−１５５６０号公報に記載された
主変速部と副変速部とを同時もしくは共に切換えて変速
するものにおいては、第２速においてそのクラッチが解
放されてそのクラッチドラムの回転が止められるから、
第４速から第３速への変速に続けて第３速から第２速へ
変速する所謂多重変速が生じると、回転数を検出すべき
前記クラッチドラムの回転数が第３速での回転数に至る
以前に低下してしまい、したがってそのクラッチの回転
数が変速終期およびトルク復帰のタイミングを決める第
３速の回転数にならないから、トルクダウン制御を継続
したままとなってしまう。このような場合、前述したガ
ードタイマによってトルク復帰の制御のタイミングを決
めることになるが、ガードタイマは各種センサーからの
出力による制御を行えないことを補完することを本来の
目的とするものであるから、その設定時間は、センサー
の出力による制御のタイミングより遅れて制御を開始す
る長さにするのが一般的であり、したがってガードタイ
マによってトルク復帰の判断を行うとすれば、トルク復
帰の遅れによって変速フィーリングが悪化する不都合が
生じる。

【０００６】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、変速時のトルクダウン制御の終了すなわちト
ルク復帰制御を適切なタイミングで行うことのできる自
動変速機の変速制御装置を提供することを目的とするも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、図１に示す
ように構成することにより、上記の目的を達成するもの
である。すなわちこの発明は、第１の変速段から第２の
変速段への第１の変速の際に回転数が増大しかつ第２の
変速段から第３の変速段への第２の変速の際に回転数が
減少する第１の回転部材１と、前記第１の変速の際に回
転数が減少して第１の変速の終期に予め定めたられた所
定回転数になる第２の回転部材２とを有し、変速時に入
力トルクの低減制御を行う自動変速機Ａの変速制御装置
において、前記第１の回転部材１の回転数を検出する第
１センサー３と、前記第２の回転部材２の回転数を検出
する第２センサー４と、出力回転数に相当する回転数を
検出する第３センサー７と、前記第１の変速の終期を前
記第１センサー３の出力と第３センサー７の出力とに基
づいて判定し、かつ第１の変速の終期が判定される以前
に前記第２の変速が生じた場合に前記第２の回転部材２
が前記予め定めた所定回転数になったことを第２センサ
ー４が検出したことに基づいて第１の変速の終期を判定
する変速終期判定手段５と、この変速終期判定手段５が
第１の変速の終期を判定することに基づいて第１の変速
の入力トルクの低減制御を解除して入力トルクを復帰さ
せる入力トルク復帰手段６とを備えていることを特徴と
するものである。

【０００８】

【作用】この発明の自動変速機Ａでは、第１の変速段か
ら第２の変速段への第１の変速の際に第２の回転部材１
の回転数が増大し、かつ第２の回転部材２の回転数が減
少する。また第２の変速段から第３の変速段への第２の
変速の際には、第１の回転部材１の回転数が減少する。
そして少なくとも第１の変速の場合に入力トルクを低減
させる制御が行われる。またこれら第１の回転部材１と
第２の回転部材２との回転数は、それぞれ第１センサー
３あるいは第２センサー４によって検出されており、前
記第１の変速が生じた場合、第１の回転部材１の回転数
が増大して第１センサー３の出力および第３センサー７
の出力が所定値に達することにより変速終期判定手段５
が第１の変速の終期になったことを判断する。また第１
の変速が生じた後、変速終期判定手段５が第１の変速の
終期を判断する以前に第２の変速段から第３の変速段へ
の第２の変速が開始した場合、変速終期判定手段５は、
第２センサー４の出力に基づいて第１の変速の終期を判
断する。すなわち第２の回転部材２の回転数が予め定め
られた所定回転数になったことを第２のセンサー４が検
出することに基づいて第１の変速の終期が判断される。
そして変速終期判定手段５が第１の変速の終期を判断す
ると、入力トルク復帰手段６が、入力トルクの低減制御
を解除させて入力トルクを復帰させる。

【０００９】

【実施例】つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説
明すると、図２はこの発明の一実施例を示すブロック図
であり、エンジンＥに連結された自動変速機Ａには変速
機構として、ロックアップクラッチ２０を有するトルク
コンバータ２１と、一組の遊星歯車機構を有する第２変
速部３０と、二組の遊星歯車機構によって複数の前進段
および後進段を設定する第１変速部４０とが設けられて
いる。

【００１０】第２変速部３０は、ハイ（Ｈ）・ロー
（Ｌ）の二段の切換えを行うものであって、その遊星歯
車機構のキャリヤ３１がトルクコンバータ２１のタービ
ンランナ２２に連結されており、またこのキャリヤ３１
とサンギヤ３２との間にはクラッチＣo および一方向ク
ラッチＦo が相互に並列の関係となるよう設けられ、さ
らにサンギヤ３２とハウジングＨu との間にブレーキＢ
o が設けられている。

【００１１】第１変速部４０の各遊星歯車機構における
サンギヤ４１，４２は、共通のサンギヤ軸４３に設けら
れており、この第１変速部４０の図における左側（フロ
ント側）の遊星歯車機構におけるリングギヤ４４と第２
変速部３０におけるリングギヤ３３との間に第１クラッ
チＣ1 が設けられ、また前記サンギヤ軸４３と第２変速
部３０のリングギヤ３３との間に第２クラッチＣ2 が設
けられている。第１変速部４０における図の左側の遊星
歯車機構のキャリヤ４５と右側（リヤ側）の遊星歯車機
構のリングギヤ４６とが一体的に連結されるとともに、
これらのキャリヤ４５とリングギヤ４６とに出力軸４７
が連結されている。

【００１２】そしてバンドブレーキである第１ブレーキ
Ｂ1 がサンギヤ軸４３の回転を止めるように、より具体
的には第２クラッチＣ2 のクラッチドラムの外周側に設
けられており、またサンギヤ軸４３とハウジングＨu と
の間に、第１一方向クラッチＦ1 と第２ブレーキＢ2 と
が直列に配置されており、またリヤ側の遊星歯車機構に
おけるキャリヤ４８とハウジングＨu との間に第２一方
向クラッチＦ2 と第３ブレーキＢ3 とが並列に配置され
ている。

【００１３】上記の各クラッチＣo ，Ｃ1 ，Ｃ2 および
前記各ブレーキＢo ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，Ｂ3 に油圧を給排す
る油圧回路５０が設けられている。この油圧回路５０
は、第１速ないし第５速の変速を実行するための第１な
いし第３のソレノイドバルブＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 と、ロッ
クアップクラッチ２０のオン・オフ（係合・解放）を実
行するためのロックアップソレノイドバルブＳL と、ア
キュームレータ（図示せず）の背圧を制御するための背
圧用ソレノイドバルブＳN とを備えている。

【００１４】これらのソレノイドバルブＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ
3 ，ＳL ，ＳN を制御し、またエンジントルクを制御す
るために電子制御装置（ＥＣＵ）５１が設けられてい
る。この電子制御装置５１は、中央演算素子および記憶
素子ならびに入出力インターフェースを主体とするもの
であり、各ソレノイドバルブＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 ，ＳL ，
ＳN およびエンジンＥの制御のためのデータとして、車
速センサー５２で検出した車速信号、エンジンＥに取付
けてあるスロットル開度センサー５３で検出したスロッ
トル開度信号、シフトレバーポジションセンサー５４か
ら出力されるシフトポジション信号、パワーモードやエ
コノミーモードなどのシフトパターン選択スイッチ５５
から出力されるパターンセレクト信号、水温センサー５
６で検出されるエンジン水温信号、フットブレーキスイ
ッチ５７やサイドブレーキスイッチ５８から出力される
ブレーキ信号、第２変速部３０のクラッチＣo の回転数
Ｎcoを検出するＣo センサー５９からの信号、第１変速
部４０の第２クラッチＣ2 の回転数Ｎc2を検出するＣ2
センサー６０からの信号等が入力されている。

【００１５】図３は上記の自動変速機Ａにおけるクラッ
チＣo ，Ｃ1 ，Ｃ2 およびブレーキＢo ，Ｂ1 ，Ｂ2 ，
Ｂ3 の係合作動表であって、○印は係合、空欄は解放、
△印はエンジンブレーキ時に係合をそれぞれ示す。

【００１６】上記の電子制御装置５１は、前記シフトパ
ターン選択スイッチ５５で選択されたシフトパターンに
応じた変速マップおよび車速ならびにスロットル開度に
主に基づいて設定すべき変速段を判断し、その判断結果
に基づいてソレノイドバルブＳ1 ，Ｓ2 ，Ｓ3 を適宜に
ＯＮ・ＯＦＦ制御して図３に示す各変速段を設定する。
そしてその変速時に電子制御装置５１からエンジンＥに
信号が出力されてトルクの低減制御が行われる。これは
具体的には、エンジンＥでの点火時期を遅らせ、あるい
は燃料噴射量を減じるなどのことによって行われる。こ
のエンジントルクの低減制御（トルクダウン制御）の終
了（トルク復帰制御）を行うべきことの判定は、通常は
Ｃo センサー５９の出力に基づいて行うが、第２変速部
３０におけるクラッチＣo の回転数が増加から減少に反
転してしまう所謂多重変速が生じた場合には、Ｃ2 セン
サー６０の出力に基づいてトルク復帰制御を判定する。

【００１７】図４は第４速から第３速へのダウンシフト
および第３速から第２速へのダウンシフトの場合のトル
ク制御のルーチンを示すフローチャートであって、第４
速から第３速への変速を指令する信号の出力があったか
否かをステップ１で判断し、その判断結果が“ノー”で
あればこの制御ルーチンから抜け出し、また“イエス”
であればステップ２に進んで第４速から第３速へのダウ
ンシフト時のトルクダウン制御を行うか否かを判断す
る。これは一例としてクラッチＣoの回転数Ｎcoが次式
を満すか否かによって行われる。

【００１８】Ｎco≧Ｎo ×ｉ−α1 ここでＮo は出力軸４７の回転数、ｉは第３速での変速
比、α1 は定数である。すなわち第４速から第３速への
ダウンシフトは、図３の作動表に示すように、第２変速
部３０をロー（Ｌ）に維持したまま、第１変速部４０を
第３段から第２段に切換えて実行されるから、クラッチ
Ｃo の回転数Ｎcoは、出力軸４７の回転数Ｎo に第３速
での変速比ｉを掛けた値の回転数にまで増大しようとす
る。したがってステップ２は、その第３速の回転数にな
る時点すなわち第３速に同期する時点よりも、所定の定
数α1 だけ低い回転数に到達した時点を判断するプロセ
スであり、その判断結果が“イエス”になるまでその制
御プロセスを継続して行い、判断結果が“イエス”とな
った時点で第４速から第３速へのダウンシフト時のトル
クダウン制御を開始する（ステップ３）。これは前述し
たように、電子制御装置５１からの出力信号に基づいて
エンジンＥの点火時期を遅らせ、あるいは燃料噴射量を
減じるなどのことによって行われる。これと同時に、タ
イマ（ガードタイマ）Ｔをスタートさせ、時間をカウン
トさせる（ステップ４）。さらにステップ５では、第３
速に同期したか否かを判断する。これは一例として、ク
ラッチＣo の回転数Ｎcoが次式を満すか否かによって行
われる。

【００１９】Ｎco≧Ｎo ×ｉ−α2 ここでα2 は定数であって、前記の定数α1 より小さい
値である。すなわちこのステップ５の判断は、クラッチ
Ｃo の回転数Ｎcoが、第３速での回転数に極めて近付い
たか否かを判断することによって行われる。その判断結
果が“イエス”であれば、ステップ６に進んでトルク復
帰制御を行う。これは例えば、点火時期の進角値を元に
戻し、あるいは燃料噴射量を本来の量に増大させること
によって行われる。なお、上述した第３速への同期判断
は、クラッチＣo の回転数を検出して行うが、その回転
数が高回転数であるから、同期判断およびそれに伴うト
ルク復帰制御を正確なタイミングで行うことができる。

【００２０】一方、ステップ５の判断結果が“ノー”で
あれば、すなわち第３速へのダウンシフト中であれば、
タイマＴのカウント値が予め定めた値Ｔ0 になったか否
かを判断する（ステップ７）。このタイマＴはガードタ
イマであって、センサー類のフェイル等に起因して同期
判断が不能な場合のバックアップとなるものであるか
ら、その設定値Ｔ0 は変速が終了するのに要する時間よ
り充分長い時間であり、したがってその判断結果が“イ
エス”であれば、ステップ６に進んでトルク復帰制御を
行う。

【００２１】このタイマＴによるステップ７の判断結果
が“ノー”であれば、ステップ８に進んで第３速から第
２速へのダウンシフトの指令信号が出力されたか否かを
判断する。その判断結果が“ノー”であれば、第４速か
ら第３速へのダウンシフトを継続することになるから、
制御プロセスはステップ５に戻る。またステップ８の判
断結果が“イエス”であれば、ステップ９に進んで第３
速から第２速へのダウンシフトが開始されたか否かを判
断する。第２速では図３の作動表に示すように第２変速
部３０のクラッチＣo を解放するとともにブレーキＢo
を係合させるから、第３速から第２速への変速が開始さ
れるとクラッチＣo の回転数が低下し始める。したがっ
てステップ９の判断は、前回検出したクラッチＣo の回
転数に対して今回検出したクラッチＣo の回転数が低
く、かつその差が予め定めた値を越えたことによって行
うことができる。また第３速では第２変速部３０の全体
が一体となって回転し、そのリングギヤ３３とサンギヤ
３２との回転数は同一であるが、第２速ではクラッチＣ
o を解放してブレーキＢo を係合させることにより、サ
ンギヤ３２の回転数がリングギヤ３３の回転数より低く
なるから、Ｃ2 センサー６０で検出される第２クラッチ
Ｃ2 の回転数と出力軸４７の回転数Ｎo とに基づいて第
１クラッチＣ1 の回転数すなわちリングギヤ３３の回転
数を求めるとともに、その値をＣo センサー５９で検出
されるクラッチＣo の回転数Ｎcoと比較することにより
ステップ９の判断を行うこともできる。このステップ９
の判断結果が“ノー”であれば、第３速から第２速への
ダウンシフトの指令信号が出力されたものの、未だ第２
速へのダウンシフトが行われていないことになるので、
ステップ５に戻り、またステップ９の判断結果が“イエ
ス”であればステップ１０に進んでＣ2 センサー６０で
検出した第２クラッチＣ2 の回転数（すなわちサンギヤ
軸４３の回転数）Ｎc2に基づいて第３速への同期の判断
を行う。第３速の状態では第２クラッチＣ2 （すなわち
サンギヤ軸４３）は第２ブレーキＢ2 によって回転が止
められるから、ステップ１０の判断結果は、Ｃ2 センサ
ー６０で検出した回転数Ｎc2が予め定めた小さい値β以
下になったか否か（Ｎc2≦β？）を判断することによっ
て行うことができる。その判断結果が“ノー”であれば
ステップ５に戻り、また“イエス”であれば、第４速か
ら第３速への変速が終了したことになるので、ステップ
６に進んでトルク復帰制御を行う。

【００２２】上述した変速時におけるクラッチＣo およ
び第２クラッチＣ2 ならびに出力軸４７の回転数Ｎco，
Ｎc2，Ｎo の変化、エンジントルクの変化、出力軸トル
クの変化をタイムチャートで示せば図５のとおりであ
る。すなわち第４速から第３速へのダウンシフトの指令
信号の出力に伴ってｔ1 時点でこのダウンシフトのイナ
ートャ相が始まり、クラッチＣo の回転数Ｎcoが次第に
増大するとともに第２クラッチＣ2 の回転数Ｎc2が次第
に低下する。また出力軸トルクも低下し始める。クラッ
チＣo の回転数Ｎcoが、出力軸回転数Ｎo に第３速の変
速比ｉを掛けた値より予め定めた定数α1 だけ低い回転
数になったｔ2時点でトルクダウン制御が開始される。
第３速へのダウンシフトがそのまま継続する場合には、
クラッチＣo の回転数Ｎcoは一点鎖線で示すように増大
し、第３速の同期回転数（Ｎo ×ｉ）より定数α2 だけ
低い回転数に達したｔ3 時点で同期判断が行われるとと
もにトルク復帰制御が行われ、エンジントルクが一点鎖
線で示すように元のトルクに次第に復帰する。

【００２３】これに対して第３速への同期判断が行われ
るｔ3 時点より以前のｔ4 時点で第３速から第２速への
変速が開始すると、クラッチＣoの回転数Ｎcoはその時
点から低下し始め、したがってこの回転数Ｎcoによって
は第３速への同期を判定できず、トルク復帰の制御を行
えなくなる。この場合、第２クラッチＣ2 の回転数Ｎc2
がトルク復帰制御の判断データとして採用され、その値
が予め定めた小さい値β以下となったｔ5 時点で第３速
への同期が判断され、それに伴ってトルク復帰制御が行
われる。また第２速への変速を行っているために、第２
クラッチＣ2 の回転数Ｎc2は逆回転方向に増大する。な
お、図５では絶対値で示してある。

【００２４】図５にはガードタイマによるトルク復帰制
御を行った場合の各変化を破線で示してある。前述した
ようにガードタイマで設定する時間は、変速に要する時
間より充分長い時間であるから、トルク復帰制御は前記
ｔ5 時点より大幅に遅れたｔ6 時点で行うことになり、
その結果、第２クラッチＣ2 の回転数Ｎc2の変化および
出力軸トルクの増大に時間的な遅れが生じ、これが所謂
もたつき感となり、変速フィーリングを悪化させる。こ
れに対し図４に示す制御では、Ｃo センサー５９の出力
に替えてＣ2 センサー６０で検出した第２クラッチＣ2
の回転数Ｎc2に基づいて第３速への同期判断およびそれ
に伴うトルク復帰制御を行うから、エンジントルクの復
帰タイミングが適切になって、変速フィーリングが良好
に維持される。

【００２５】なお、この発明は上記の実施例に限定され
ないのであって、この発明は、エンジントルクを低下さ
せること以外の手段で自動変速機の入力トルクを低減す
るよう構成してもよく、また図２に示す歯車列以外の歯
車列を備えた自動変速機を対象とする変速制御装置にも
適用でき、さらに第４速から第３速への変速以外の変速
にも適用することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなようにこの発明
の変速制御装置によれば、変速の終期の判断を、高回転
数の第１の回転部材の回転数に基づいて行い、その第１
の回転部材の回転数が変速途中で低下する変速が生じた
場合には、この変速の際にも従前と同様に回転数が変化
する第２の回転部材の回転数が予め定められた所定回転
数になったことに基づいて変速の終期の判断を行うよう
構成したから、変速の終期の判断を正確に行い、それに
伴ってトルク復帰の制御を適切なタイミングで行うこと
ができ、したがってこの発明によれば変速フィーリング
の良好な変速を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例を模式的に示すブロック図
である。

【図３】その作動表である。

【図４】変速時のトルク制御ルーチンを示すフローチャ
ートである。

【図５】第２変速部のクラッチおよび第２クラッチの回
転数およびエンジントルクならびに出力軸トルクの変化
を示すタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 第１の回転部材 ２ 第２の回転部材 ３ 第１センサー ４ 第２センサー ５ 変速終期判断手段 ６ 入力トルク復帰手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−45628（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−243428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−260749（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/24

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の変速段から第２の変速段への第１
   の変速の際に回転数が増大しかつ第２の変速段から第３
   の変速段への第２の変速の際に回転数が減少する第１の
   回転部材と、前記第１の変速の際に回転数が減少して第
   １の変速の終期に予め定めたられた所定回転数になる第
   ２の回転部材とを有し、変速時に入力トルクの低減制御
   を行う自動変速機の変速制御装置において、 前記第１の回転部材の回転数を検出する第１センサー
   と、前記第２の回転部材の回転数を検出する第２センサ
   ーと、出力回転数に相当する回転数を検出する第３セン
   サーと、前記第１の変速の終期を前記第１センサーの出
   力と第３センサーの出力とに基づいて判定し、かつ第１
   の変速の終期が判定される以前に前記第２の変速が生じ
   た場合に前記第２の回転部材が前記予め定めた所定回転
   数になったことを第２センサーが検出したことに基づい
   て第１の変速の終期を判定する変速終期判定手段と、こ
   の変速終期判定手段が第１の変速の終期を判定すること
   に基づいて第１の変速の入力トルクの低減制御を解除し
   て入力トルクを復帰させる入力トルク復帰手段とを備え
   ていることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。