JP3637649B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は自動変速機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機、特に自動車用自動変速機においては、ロックアップクラッチ付きのトルクコンバ−タと、例えば遊星歯車機構からなる多段変速歯車機構とを有して、ブレーキ、クラッチ等の複数の摩擦締結要素の作動状態を切換える、つまり締結と締結解除との組み合わせを変更することにより、多段変速歯車機構の動力伝達系路を切換えて、変速を行うようになっている（例えば特公昭６３−１８０５３号公報参照）。そして、あらかじめ設定された変速特性に基づいて変速制御が行われる。
【０００３】
遊星歯車式の多段変速歯車機構では、２つの摩擦締結要素をそれぞれ、締結解除状態から締結状態へと切換えるようにしたものが開示されている（特公平５−１７４３１号公報参照）。より具体的には、前進時に常時締結されてエンジン側から多段変速歯車機構側へトルク伝達するフォワ−ドクラッチと、エンジンブレーキ必要時に締結されてエンジン側からも多段変速歯車機構側からもトルク伝達可能なコ−ストクラッチとを備えて、発進のために例えばニュ−トラル状態から１速へ変速する際に、フォワ−ドクラッチとコ−ストクラッチとをそれぞれ締結するようにしたものが開示されている。
【０００４】
前記フォワ−ドクラッチの締結に加えて、コ−ストクラッチを締結するのは、フォワ−ドクラッチの締結油圧の応答遅れに起因して締結力が不足するのを、コ−ストクラッチの締結によって補うためである。したがって、フォワ−ドクラッチへの締結油圧の作動遅れが解消された後は、コ−ストクラッチは締結解除されて、エンジンブレーキが必要なときのみコ−ストクラッチが締結されることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
コ−ストクラッチの放熱能力（締結容量で、締結能力と考えてもよい）は、フォワ−ドクラッチの放熱能力に比してかなり小さいものとなる。したがって、前述のように、フォワ−ドクラッチとコ−ストクラッチとをそれぞれ締結解除状態から締結状態へと切換える場合、コ−ストクラッチが先に締結されてしまって、フォワ−ドクラッチの締結が遅れると、コ−ストクラッチの負担が過大となり、コ−ストクラッチの焼き付きが生じ易いものとなる。
【０００６】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、放熱能力の異なる２つの摩擦締結要素をそれぞれ締結解除状態から締結状態へと切換える場合に、放熱能力の小さい摩擦締結要素の焼き付きを防止するようにした自動変速機の制御装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明はその構成として次のようにしてある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように，
トルクコンバ−タと摩擦締結要素の作動状態を切換えて動力伝達系路を切換えることにより変速を行う多段変速歯車機構とを備え、
前記摩擦締結要素として、前進時にエンジン側から駆動輪側へトルク伝達するための第１摩擦締結要素と、該第１摩擦締結要素よりも小さい放熱能力とされてエンジン側からも多段変速歯車機構側からもトルク伝達可能な状態とする第２摩擦締結要素とを備えた自動変速機の制御装置において、
前記トルクコンバ−タがスト−ル状態で前記第１摩擦締結要素を締結するとき、前記第２摩擦締結要素も締結されるように設定され、
前記第１摩擦締結要素と第２摩擦締結要素とをそれぞれ、締結解除状態から締結状態へと切換えるとき、該第２摩擦締結要素が第１摩擦締結要素よりも先に締結されるのを規制する規制手段を備えている、
ような構成としてある。
【０００８】
【発明の効果】
本発明によれば、規制手段によって、放熱能力の小さい第２摩擦締結要素が放熱能力の大きい第１摩擦締結要素よりも先に締結されてしまう事態が防止されて、放熱能力の小さい第２摩擦締結要素に焼き付きが生じてしまう事態を防止することができる。特に、トルクコンバ−タがスト−ル状態というように、多段変速歯車機構への入力トルクが大きいときに、放熱能力の小さい第２摩擦締結要素の焼き付きを防止する上で好ましいものとなる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施例を添付した図面に基づいて説明する。図１において、ＥＧはスロットル開度を調整することによりエンジン負荷の調整が行われるエンジンで、このエンジンＥＧの発生トルクが、自動変速機ＡＴを介して駆動輪へと伝達される。
【００１０】
自動変速機ＡＴは、トルクコンバ−タ２と遊星歯車式の多段変速歯車機構１０とから構成され、以下この自動変速機ＡＴについて、図２を参照しつつ説明する。先ずエンジンＥＧのクランク軸１と同軸にトルクコンバ−タ２および多段変速歯車装置１０がエンジン側から順次配置されている。上記トルクコンバ−タ２は、ポンプ３、タ−ビン４およびステ−タ５を備えており、ポンプ３は、クランク軸１に固定されている。ステ−タ５は、一方向クラッチ６を介して上記多段変速歯車装置１０のケ−シングＣと一体の固定軸７上で回転する。上記一方向クラッチ６は、ステ−タ５をポンプ３と同方向の回転は許すが、逆転は許さない作用をなすものである。
【００１１】
多段変速歯車装置１０は、基端が上記クランク軸１に固定され、先端が該多段変速歯車装置の中央を貫通して延び、該装置の側壁に配置されたオイルポンプＰを駆動するため、該ポンプに連結された中央軸１２を備えている。この中央軸１２の外方には、基端が上記トルクコンバ−タ２のタ−ビン４に連結され、先端が上記多段変速歯車装置１０の上記側壁まで延び、この側壁に回転自在に支持された中空のタ−ビンシャフト１３が設けられている。このタ−ビンシャフト１３上には、ラビニヨ型プラネタリギヤユニット１４が設けられており、このプラネタリギヤユニット１４は、小径サンギヤ１５、この小径サンギヤ１５のエンジンから遠い側の側方に配置された大径サンギヤ１６、ロングピニオンギヤ１７、ショ−トピニオンギヤ１８およびリングギヤ１９からなっている。
【００１２】
プラネタリギヤユニット１４のエンジンから遠い側の側方には、フォワ−ドおよびコ−ストのクラッチ２０、２１が並列して配置されている。上記フォワ−ドクラッチ２０は、前進走行用のクラッチであり、第１のワンウェイクラッチ２２を介して上記小径サンギヤ１５とタ−ビンシャフト１３の間の動力伝達を断続するものである。上記コ−ストクラッチ２１は、上記フォワ−ドクラッチ２０と並列で上記小径サンギヤ１５とタ−ビンシャフト１３の間の動力伝達を断続するものである。上記コ−ストクラッチ２１の半径方向外方には、２−４ブレ−キ２３が配置されている。この２−４ブレ−キ２３は、バンドブレ−キであり、上記大径サンギヤ１６に連結されたブレ−キドラム２３−１とこのブレ−キドラムに掛けられたブレ−キバンド２３−２を有する。上記フォワ−ドクラッチ２０の半径方向外方であって、かつ上記２−４ブレ−キ２３の側方には、リバ−スクラッチ２４が配置されている。このリバ−スクラッチ２４は、後進走行用のクラッチであり、上記２−４ブレ−キ２３のブレ−キドラム２３−１を介して上記大径サンギヤ１６とタ−ビンシャフト１３の間の動力伝達の断続を行うものである。
【００１３】
上記プラネタリギヤユニット１４の半径方向外方には、該プラネタリギヤユニット１４のキャリヤ１４ａと多段変速歯車装置１０のケ−シングＣとを係脱するロ−・リバ−スブレ−キ２５が配置されている。上記２−４とロ−・リバ−スとのブレ−キ２３および２５の間には、該ロ−・リバ−スブレ−キ２５と並列で上記キャリヤ１４ａとケ−ス１０ａとを係脱する第２のワンウェイクラッチ２６が配置されている。上記プラネタリギヤユニット１４のエンジン側の側方には、該プラネタリギヤユニットのキャリヤ１４ａと上記タ−ビンシャフト１３の間の動力伝達を断続する３−４クラッチ２７が配置されている。この３−４クラッチ２７のエンジン側の側方には、リングギヤ１９に連結されたアウトプットギヤ２８が配置されており、このギヤ２８はアウトプットシャフト２８ａに取付けられている。なお、図中符号２９は、タ−ビンシャフト１３とクランクシャフト１をトルクコンバ−タ２を介さずに直結するためのロックアップクラッチを示す。
【００１４】
以上説明した構造の多段変速歯車装置１０は、それ自体で前進４段、後進１段の変速段を有し、摩擦締結要素としての各クラッチ２０、２１、２４および２７と、各ブレ−キ２３および２５を適宜作動させることにより所要の変速段を得ることができる。以上の構成において、各変速段とクラッチ、ブレ−キの作動関係が、図３に示される。なお、各クラッチ、ブレ−キのうち、２−４ブレ−キ２３（用のアクチュエ−タ）のみが、後述するようにアプライ側とレリ−ズ側との２つの油室を有して、アプライ側に油圧供給すると共にレリ−ズ側の油圧を開放したときにのみ２−４ブレ−キ２３が締結され、その他の油圧供給態様では２−４ブレ−キ２３が開放される。そして、残る他のクラッチ、ブレ−キ（の各アクチュエ−タ）は、それぞれ１つの油室のみを有して、この油室に油圧が供給されたときに締結され、この油室の油圧が開放されたときに開放される。
【００１５】
ここで、フォワ−ドクラッチ２０は、エンジンＥＧ側から多段変速歯車機構１０つまり駆動輪へのトルク伝達を行うものの、ワンウエィクラッチ２２によって、多段変速歯車機構１０側つまり駆動輪側からエンジンＥＧへはトルク伝達できないようになっている。これに対して、コ−ストクラッチ２１は、エンジン側からも多段変速歯車機構１０つまり駆動輪側からも双方向にトルク伝達できるようになっている。そして、コ−ストクラッチ２１は、エンジンブレーキを得るような運転状態のときに締結されるが、２速、３速で締結されるようになっており、多段変速歯車機構１０の内部ロックを生じる４速では締結しないようにされている。
【００１６】
また、コ−ストクラッチ２１は、図３では示されないが、前進走行レンジ以外のレンジ位置、つまりＰレンジ、ＲレンジあるいはＮレンジの状態から、Ｄレンジやその他の前進走行レンジへ切換えられたときに、一時的に締結がおこなわれるようになっている。このとき、後述するように、フォワ−ドクラッチ２０も合わせて締結されるが、コ−ストクラッチ２１が先に締結されることのないように、フォワ−ドクラッチ２０の締結開始から所定時間遅延した後に、コ−ストクラッチ２１が締結されるようになっている。
【００１７】
図４には、フォワ−ドクラッチ２０とコ−ストクラッチ２１とに対する油圧回路が要約的に示される。この図４中、５１は運転者によりマニュアル操作されるレンジ位置切換用のマニュアルバルブである。フォワ−ドクラッチ２０には、所定圧に調圧されたライン圧が、マニュアルバルブ５１から、通路５２を介して供給され、通路５２にはアキュムレ−タ５３が接続されている。
【００１８】
コ−ストクラッチ２１に対しては、マニュアルバルブ５１からの油圧が、シフトバルブ５４が接続された通路５５を介して締結油圧が供給される。また、シフトバルブ５４をバイパスすると共にコントロ−ルバルブ５６が接続された通路５７を介してもコ−ストクラッチ２１の締結油圧が供給可能とされている。そして、前進走行レンジへ切換えられたときにコ−ストクラッチ２１を一時的に締結する際に、通路５７を介して締結油圧がコ−ストクラッチ２１に供給される。
【００１９】
コ−ストクラッチ２１への締結油圧供給通路には、アキュムレ−タが接続されておらず、コ−ストクラッチ２１への油圧の供給応答性に優れたものとなっている。したがって、フォワ−ドクラッチ２０とコ−ストクラッチ２１とに同時に締結油圧を供給したときは、コ−ストクラッチ２１がフォワ−ドクラッチ２０よりも先に締結されてしまうことになる。
【００２０】
図５は、フォワ−ドクラッチ２０とコ−ストクラッチ２１との締結容量つまり放熱能力の特性を、定常状態のときを前提に示すものであり、それぞれエンジン発生トルクの増大と共に締結容量が増大される。ただし、フォワ−ドクラッチ２０は、広い範囲の運転状態に対応すべく、トルク増大に対する締結容量の増大率が、コ−ストクラッチ２１の場合よりも大きいものとなっている。トルクが、所定トルクＴＲ１よりも小さい領域では、コ−ストクラッチ２１の締結容量の方が、フォワ−ドクラッチ２０の締容量よりも大きくされている。トルクが所定トルクＴＲ１よりも大きい領域では、フォワ−ドクラッチ２０の締結容量の方がコ−ストクラッチ２１の締結容量よりも大きくされる。
【００２１】
両クラッチ２０と２１を締結するとき、締結油圧の供給遅れによってフォワ−ドクラッチ２１の締結容量が十分大きくならない状態で、所定トルクＴＲ１よりも大きいトルク領域になると、コ−ストクラッチ２１の締結容量が不足して、当該コ−ストクラッチ２１に焼き付けを生じる原因となってしまう。したがって、フォワ−ドクラッチ２０の締結を先に行って、コ−ストクラッチ２１の締結を後に行うことにより、上記容量不足によるコ−ストクラッチ２１の焼き付けが防止されることになる。
【００２２】
再び図１において、Ｕはマイクロコンピュ−タを利用して構成された制御ユニットで、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えている。この制御ユニットＵにより、変速制御、ロックアップ制御が行われる。制御ユニットＵは、車速とエンジン負荷としての例えばスロットル開度とをパラメ−タとして設定された変速特性を記憶しており、この変速特性に基づいて、シフトアップ信号あるいはシフトダウン信号を自動変速機ＡＴの油圧回路中に設けた変速用ソレノイドＳＬ１に出力する。また、制御ユニットＵは、車速とエンジン負荷としての例えばスロットル開度とをパラメ−タとして設定されたロックアップ特性を記憶しており、このロックアップ特性に基づいて、ロックアップ信号あるいはロックアップ解除信号を、自動変速機ＡＴの油圧回路中に設けたロックアップ用ソレノイドＳＬ２に出力する。なお、ロックアップクラッチ２９は、変速時には締結解除されるようになっている。
【００２３】
制御ユニットＵには、センサＳ１〜Ｓ３からの信号が入力される。センサＳ１は、スロットル開度を検出するもので、エンジン負荷検出手段を構成する。センサＳ２は車速を検出するものであり、車速検出手段を構成する。センサＳ３は運転者により操作されるマニュアルバルブ５１の操作位置つまり現在のレンジ位置を検出するもので、レンジ位置検出手段を構成する。
【００２４】
フォワ−ドクラッチ２０とコ−ストクラッチ２１とをそれぞれ締結解除状態から締結状態に切換えるときに、コ−ストクラッチ２１の締結を遅延させるための制御ユニットＵによる制御の一例が、図６、図７のフロ−チャ−トに示される。以下、このフロ−チャ−トについて説明するが、以下の説明でＱはステップを示す。
【００２５】
まず、Ｑ１において、車速ＶＳＰと、スロットル開度ＴＶＯと、レンジ位置とが読み込まれる。次いで、Ｑ２において、今回前進走行用レンジ位置であるか否かが判別される。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、前回のレンジ位置が、前進走行用レンジ位置以外のＰレンジ、ＲレンジあるいはＮレンジであるか否かが判別される。
【００２６】
Ｑ４の判別でＹＥＳのときは、フォワ−ドクラッチ２０を締結し、またコ−ストクラッチ２１をも締結するときである。このときは、フォワ−ドクラッチ２０は即座に締結実行されるが（フォワ−ドクラッチ２０への締結油圧供給開始）、コ−ストクラッチ２１の締結制御については、Ｑ４以下の処理が行われることになる、すなわち、まずＱ４において、現在の車速ＶＳＰが第１所定車速ＶＳＰ１（例えば５ｋｍ／ｈ）よりも小さい低車速であるか否かが判別される。このＱ４の判別でＹＥＳのときは、Ｑ５において、現在のスロットル開度ＴＶＯが第１所定スロットル開度ＴＶＯ１（例えば１／８開度）よりも大きいか否かが判別される。
【００２７】
Ｑ５の判別でＹＥＳのときは、トルクコンバ−タ２がスト−ル状態のときであり、このときは、Ｑ６において、タイマ値が第１タイマ値Ｔ１として設定される。Ｑ４の判別でＮＯのとき、あるいはＱ５の判別でＮＯのときは、スト−ル状態でないときであり、このときは、Ｑ７において、タイマ値Ｔが第２タイマ値Ｔ２として設定される。スト−ル状態のときのタイマ値Ｔ１は、スト−ル状態でないときのタイマ値Ｔ２よりも大きいものとされる。このように、Ｑ４、Ｑ５がスト−ル検出手段を構成するものとなる。
【００２８】
前記Ｑ６あるいはＱ７の後は、それぞれ図７のＱ１１に移行して、現在の車速ＶＳＰが第２所定車速ＶＳＰ２よりも小さいか否かが判別される。このＱ１１の判別でＹＥＳときは、Ｑ１２において、現在のスロットル開度ＴＶＯが第２所定スロットル開度ＴＶＯ２よりも大きいか否かが判別される。このＱ１１、Ｑ１２は、スト−ル状態であるか否かの確認を行うためであり、第２所定車速ＶＳＰ２は、第１所定車速よりも若干大きい車速とされ、第２所定スロットル開度ＴＶＯ２は、第１所定スロットル開度ＴＶＯ１よりもかなり大きい値とされる（例えばＴＶＯ２＝３／８開度）。また、Ｑ１２の処理は、スロットル開度増大つまりエンジン発生トルクが増大していることを確認する処理ともなっている。
【００２９】
Ｑ１２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ１３において、タイマ値が０よりも大きいか否か、つまりＱ６あるいはＱ７で設定したタイマ時間Ｔを経過しているか否かが判別される。Ｑ６あるいはＱ７を経過した当初は、Ｑ１３の判別でＹＥＳとなり、このときはＱ１７に移行して、コ−ストクラッチ２１の締結は、図３に従う基本通りに行われる。つまり、フォワ−ドクラッチ２０の締結を行うときのコ−ストクラッチ２１の特別な締結が禁止されることになる。
【００３０】
前記Ｑ３の判別でＮＯのときは、Ｑ８においてタイマ値が０よりも大きいことが確認されると、Ｑ９においてタイマ値がカウントダウンされ、これによりやがてＱ１３の判別でＹＥＳとなる。このときは、まずＱ１４において、車速センサＳ２が故障していないこと、およびＱ１５においてスロットル開度センサＳ１が故障していないことが確認された状態で、Ｑ１６においてコ−ストクラッチ２１の締結が開始される。このＱ１５、Ｑ１６の処理は、車速センサＳ２やスロットル開度センサＳ１が故障していて、多段変速歯車機構１０の内部ロックを生じてしまう可能性のあるときにコ−ストクラッチ２１を締結してしまうことを回避するためのものとなる。前記Ｑ２の判別でＮＯのときは、Ｑ８へ移行する。
【００３１】
以上実施例について説明したが、本発明はこれに限らず、例えば次のような場合をも含むものである。
【００３２】
本発明は、放熱能力の異なる２つの摩擦締結要素をそれぞれ締結解除状態から締結状態へと切換えることが行われる適宜の形式の自動変速機に適用できるものであり、多段変速歯車機構としては遊星歯車式のものに限らないものである。
【００３３】
本発明の目的は、明記されたものに限らず、発明の効果に対応したものあるいは利点、好ましいとされた内容に対応した目的を暗黙的に含むものである。勿論、本発明は、装置としてのみならず、制御方法として表現することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す全体系統図。
【図２】自動変速機の一例を示すスケルトン図。
【図３】図２に示す自動変速機の変速段と摩擦締結要素の作動状態との関係を示す図。
【図４】２つの摩擦締結要素に対する油圧供給系路の一例を示す図。
【図５】２つの摩擦締結要素の締結容量の一例を示す図。
【図６】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【図７】本発明の制御例を示すフロ−チャ−ト。
【符号の説明】
ＥＧ：エンジン
ＡＴ：自動変速機
２：トルクコンバ−タ
１０：多段変速歯車機構
２０：フォワ−ドクラッチ（第１摩擦締結要素）
２１：コ−ストクラッチ（第２摩擦締結要素）
５１：マニュアルバルブ（レンジ位置切換用）
Ｓ１：スロットル開度センサ
Ｓ２：車速センサ
Ｓ３：温度センサ
Ｕ：制御ユニット

Claims (1)

1. トルクコンバ−タと摩擦締結要素の作動状態を切換えて動力伝達系路を切換えることにより変速を行う多段変速歯車機構とを備え、
   前記摩擦締結要素として、前進時にエンジン側から駆動輪側へトルク伝達するための第１摩擦締結要素と、該第１摩擦締結要素よりも小さい放熱能力とされてエンジン側からも多段変速歯車機構側からもトルク伝達可能な状態とする第２摩擦締結要素とを備えた自動変速機の制御装置において、
   前記トルクコンバ−タがスト−ル状態で前記第１摩擦締結要素を締結するとき、前記第２摩擦締結要素も締結されるように設定され、
   前記第１摩擦締結要素と第２摩擦締結要素とをそれぞれ、締結解除状態から締結状態へと切換えるとき、該第２摩擦締結要素が第１摩擦締結要素よりも先に締結されるのを規制する規制手段を備えている、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。

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