JP3687151B2 - 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、特にエンジンブレーキ用摩擦要素が締結される変速段への変速動作中にエンブレを解除する指令が出力された場合の制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に搭載される自動変速機は、エンジン出力が入力されるトルクコンバータと、該トルクコンバータの出力によって駆動される変速歯車機構とを組み合わせ、この変速歯車機構の動力伝達経路をクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素の選択的締結によって切り換えることにより、運転者の要求や運転状態に応じて所定の変速段へ自動的に変速させるように構成したものであるが、この種の自動変速機においては、上記の変速用の摩擦要素に加えて、エンジンブレーキ用の摩擦要素が備えられることがある。このエンジンブレーキ用摩擦要素は、通例、駆動時にのみ動力を伝達するワンウェイクラッチに並列に配置され、ＳレンジやＬレンジ等の所定の変速段で締結されることにより、これらの変速段での減速走行時にエンジンブレーキを作動させるように作用する。
【０００３】
ところで、例えば特開平２−９２７４７号公報に開示されているように、この種の自動変速機においては、運転者の操作により各レンジで変速段を所定の変速段に固定するマニュアルスイッチが備えられることがあり、例えば、Ｄレンジの４速の走行中にこのマニュアルスイッチがＯＮ操作されると、変速段が３速にシフトダウンされて固定され、また、Ｓレンジの３速での走行中にＯＮ操作されると、２速にシフトダウンされて固定されることになる。そして、このマニュアルスイッチの操作により、上記のような変速動作に併せて、エンジンブレーキ用摩擦要素を締結もしくは解放させて、エンジンブレーキの作動、解除の切換えを行うようにする場合がある。
【０００４】
また、この種の自動変速機においては、運転状態の急激な変化や上記マニュアルスイッチの操作等により、第１の変速指令に基づく所定の変速段への変速動作の途中に他の変速段への第２の変速指令が出力されて、所謂多重変速が行われることがある。この場合、１つの変速動作に他の変速動作が重合することによる制御の混乱を回避するために、第１の変速指令に基づく変速動作が完了してから第２の変速指令に基づく変速動作を行わせるようになっており、例えばＳレンジの３速での走行中に上記マニュアルスイッチのＯＮ操作により２速への変速指令が出力され、その変速動作が行われている途中で、マニュアルスイッチがＯＦＦ操作された場合、２速への変速が完了してから、改めて３速への変速が行われることになる。
【０００５】
その場合に、このマニュアルスイッチのＯＦＦ操作がエンジンブレーキを解除するための操作でもある場合には、該スイッチのＯＦＦ操作によるエンジンブレーキの解除動作は、その操作時に直ちに行われるのが通例である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のように、変速動作の途中でマニュアルスイッチがＯＦＦ操作されて、エンジンブレーキが直ちに解除される場合、次のような不具合の発生が考えられる。
【０００７】
つまり、図５に示すように、エンジンブレーキが作動するＳレンジ３速での走行中にマニュアルスイッチのＯＮ操作により第１の変速指令が出力され、その指令によるエンジンブレーキが作動する２速への変速動作の途中に、上記マニュアルスイッチがＯＦＦ操作されて、再びエンジンブレーキが作動する３速への変速指令が出力された場合、前述のような多重変速時の制御として、第２の変速指令による３速への変速動作は、第１の変速指令による２速への変速が終了した時点（もしくはバックアップタイマの設定時間Ｔが経過した時点）で開始されることになるが、上記マニュアルスイッチのＯＦＦ操作によるエンジンブレーキを解除する動作は、その操作による第２の変速指令の出力と同時に開始されることになる。
【０００８】
そのため、同図に示すように、３速用摩擦要素の解放動作及び２速用摩擦要素の締結動作の途中でエンジンブレーキ用摩擦要素が解放されることになり、このとき、このエンジンブレーキ用摩擦要素に並列のワンウェイクラッチが空転するため、変速歯車機構がニュートラル状態となる。その結果、符号アで示すように、タービン回転数がエンジンのアイドル回転数近くまで低下すると共に、これに伴って、符号イで示すように、ギヤ比（変速歯車機構入力回転数／同出力回転数）が０近くまで低下することになる。そして、この場合、ギヤ比の変化から２速への変速の終了を検知することができないから、上記バックアップタイマの設定時間Ｔが経過した時点で、２速への変速が終了したものと判定し、その時点で３速への変速動作を開始すると共に、エンジンブレーキ用摩擦要素を改めて締結させることになる。
【０００９】
一方、上記各摩擦要素に対する作動圧の給排を制御する油圧制御回路においては、図６に示すように、変速用摩擦要素に対しては、油圧源から切換弁を介して該摩擦要素に至る油圧供給路にアキュムレータを備えて、該摩擦要素の締結を緩やかに行わせるのに対して、エンブレ用摩擦要素に対しては油圧源から切換弁を介して作動圧が直接供給されるように構成されるのが通例である。そのため、上記の場合、バックアップタイマの設定時間Ｔが経過したときに、符号ウで示すように、３速用摩擦要素の締結に先立ってエンジンブレーキ用摩擦要素が締結されることになり、このとき、符号エで示すように、出力トルクの引き込みが生じることになり、また、その後、符号オで示すように、３速用摩擦要素の締結によるシフトアップに伴って出力トルクの突き上げが発生し、その結果、トルク変動が著しくなって、大きな変速ショックが発生するのである。
【００１１】
そこで、本発明は、上記のようにエンジンブレーキが作動する変速段への変速動作中にエンジンブレーキ用摩擦要素を解放する指令が出力された際の制御を改善することにより、上記のような出力トルクの引き込みや、大きな変速ショックの発生を回避することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次のような手段を用いたことを特徴とする。
【００１５】
まず、本願の請求項１に係る発明（以下、第１発明という）は、第１の変速指令に基づく変速動作中に第２の変速指令が出力されたときに、第１の変速指令に基づく変速動作が終了してから第２の変速指令に基づく変速動作を開始させるように構成され、かつ、締結時にエンジンブレーキを作動させるエンジンブレーキ用摩擦要素と、該摩擦要素の締結、解放を指示するエンジンブレーキ指示手段とが備えられた自動変速機において、上記エンジンブレーキ用摩擦要素が締結される変速段への第１の変速指令に基づく変速動作中に、上記エンジンブレーキ指示手段によって該摩擦要素を解放させる指令が出力されると同時に、エンジンブレーキ用摩擦要素が締結される他の変速段への第２の変速指令が出力されたときに、第１の変速指令に基づく変速動作が終了してから第２の変速指令に基づく変速動作を開始させる一方、上記エンジンブレーキ指示手段によるエンジンブレーキ用摩擦要素の解放動作を禁止する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１６】
この第１発明によれば、多重変速の場合において、第１の変速指令に基づく変速動作の途中に、第２の変速指令と同時にエンジンブレーキの解除指令が出力されても、この指令によるエンジンブレーキの解除動作が行われないことになるので、第１の変速指令により締結され、或は当該多重変速の前から締結されていたエンジンブレーキ用摩擦要素がそのまま締結状態に保持されることになる。したがって、第１の変速指令に基づく変速動作の終了時に、一旦解放されたエンジンブレーキ用摩擦要素が改めて締結されることによる出力トルクの引き込み、及びその直後における第２の変速指令に基づく変速用摩擦要素の締結による出力トルクの変動が防止されることになる。
【００１７】
さらに、請求項２に係る発明（以下、第２発明という）は、上記第１発明において、第２の変速指令による変速がシフトアップ変速であることを特徴とする。
【００１８】
つまり、第１の変速指令に基づく変速動作の終了後に、まずエンジンブレーキ用の摩擦要素が締結され、その直後に第２の変速指令に基づくシフトアップ変速動作として変速用摩擦要素が締結されると、出力トルクは一旦引き込まれた後、突き上げられることになるので、トルク変動が著しく大きくなるのであるが、この第２発明によれば、第２の変速指令による変速がシフトアップ変速の場合でも、第１の変速指令に基づく変速動作中にエンジンブレーキ用摩擦要素が解放されることがなく、したがって、その変速動作の終了後に該摩擦要素が改めて締結されることもなくなるから、上記の出力トルクの引き込みが防止され、その結果、トルク変動ないし変速ショックが軽減されるのである。
【００１９】
そして、請求項３に係る発明（以下、第３発明という）は、上記第１発明または第２発明において、第１の変速指令はマニュアルスイッチのＯＮ操作により出力され、第２の変速指令とエンジンブレーキ用摩擦要素の解放指令とは該マニュアルスイッチのＯＦＦ操作によって出力されることを特徴とする。
【００２０】
したがって、この第３発明によれば、上記第１、第２発明の作用が、マニュアルスイッチのＯＮ操作とＯＦＦ操作とが連続的に行われた場合に得られ、このような場合におけるトルク変動ないし変速ショックが抑制されることになる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る自動変速機１０は、エンジン出力軸１に連結されたトルクコンバータ２０と、その出力トルクが入力される変速歯車機構３０と、該機構３０の動力伝達状態を切り換えるクラッチやブレーキ等の複数の摩擦要素５１〜５６及びワンウェイクラッチ５７，５８とを有し、これらにより、走行レンジとしてのＤ，Ｓ，Ｌ，Ｒの各レンジと、Ｄレンジでの１〜４速、Ｓレンジでの１〜３速、Ｌレンジでの１〜２速、及びＲレンジでの後退速とが得られるようになっている。
【００２３】
上記トルクコンバータ２０は、エンジン出力軸１に連結されたケース２１内に固設されたポンプ２２と、該ポンプ２２に対向状に配置されて、該ポンプ２２により作動油を介して駆動されるタービン２３と、該ポンプ２２とタービン２３との間でワンウェイクラッチ２４を介して変速機ケース１１に支持されて、トルク増大作用を行うステータ２５と、上記ケース２１とタービン２３との間に設けられて、該ケース２１を介してエンジン出力軸１とタービン２３とを直結するロックアップクラッチ２６とで構成されている。そして、上記タービン２３の回転がタービンシャフト２７を介して変速歯車機構３０側に出力されるようになっている。
【００２４】
一方、上記変速歯車機構３０は、いずれも、サンギヤ３２，４２と、該サンギヤ３２，４２に噛合された複数個のピニオンギヤ３３，４３と、これらのピニオンギヤ３３，４３を回転自在に支持するピニオンキャリヤ３４，４４と、上記ピニオンギヤ３３，４３に噛合されたリングギヤ３５，４５とを有するフロント遊星歯車機構３１とリヤ遊星歯車機構４１とで構成されている。
【００２５】
そして、上記タービンシャフト２７とリヤ遊星歯車機構４１のサンギヤ４２とが直接連結されていると共に、該タービンシャフト２７とフロント遊星歯車機構３１のサンギヤ３１及びピニオンキャリヤ３４とがリバースクラッチ５１及びハイクラッチ５２を介してそれぞれ連結されており、また、フロント遊星歯車機構３１のサンギヤ３２と変速機ケース１１との間には、該サンギヤ３２を固定する２−４ブレーキ５３が配置されている。
【００２６】
また、フロント遊星歯車機構３１のピニオンキャリヤ３４とリヤ遊星歯車機構４１のリングギヤ４５との間には、フォワードクラッチ５４とフォワードワンウェイクラッチ５７とが直列に配置されていると共に、これらに並列にオーバランクラッチ５５が配置されており、さらに、フロント遊星歯車機構３１のピニオンキャリヤ３４と変速機ケース１１との間には、該ピニオンキャリヤ３４を固定するローリバースブレーキ５６とローワンウェイクラッチ５８とが並列に配置されている。そして、フロント遊星歯車機構３１のリングギヤ３５とリヤ遊星歯車機構４１のピニオンキャリヤ４４とが接続されて、当該自動変速機１０の出力軸１２に連結されている。
【００２７】
なお、上記トルクコンバータ２０の反エンジン側には、エンジン出力軸１により該トルクコンバータ２０を介して駆動されるオイルポンプ１３が配設されており、また、変速歯車機構３０の反エンジン側には、Ｐレンジで上記出力軸１２を固定するパーキング機構１４が設けられている。
【００２８】
ここで、上記各クラッチやブレーキ等の摩擦要素５１〜５６及びワンウェイクラッチ５７，５８の作動状態と変速段との関係をまとめると、次の表１に示すようになる。なお、この表１中、（○）は締結されているが、動力伝達に寄与しない状態を示し、また、（●）は後述するマニュアルスイッチがＯＮ操作された場合にのみ締結されることを示す。さらに、ワンウェイクラッチ５７，５８は、いずれも、歯車変速機構３０が駆動方向に動力を伝達している場合にのみ作動する。
【００２９】
【表１】

一方、この自動変速機１０には、上記各摩擦要素５１〜５６を表１に従って各変速段で選択的に締結させるための油圧を制御する油圧制御回路６０が備えられていると共に、図３に示すように、この油圧制御回路６０には、変速用の複数のソレノイドバルブ６１…６１や、ロックアップクラッチ２６の制御用のソレノイドバルブ６２等が設けられている。
【００３０】
そして、これらのソレノイドバルブ６１…６１，６２の作動を制御するコントロールユニット７０が備えられ、該ユニット７０に、エンジンのスロットルバルブの開度を検出するスロットル開度センサ７１からの信号、当該自動車の車速として変速歯車機構３０の出力回転数を検出する車速センサ７２からの信号、変速歯車機構３０の入力回転数であるタービン回転数を検出するタービン回転センサ７３からの信号、シフトレバーの位置、即ち設定されているレンジを検出するインヒビタスイッチ７４からの信号、前述のマニュアルスイッチ７５からの信号等が入力され、これらの信号に基づいて上記各ソレノイドバルブ６１…６１，６２を作動させることにより、運転状態や運転者の操作にに応じた変速制御やロックアップ制御等を行うようになっている。
【００３１】
ここで、上記マニュアルスイッチ７５は、ＯＮ操作時に、Ｄレンジでは３速に、Ｓレンジでは２速に、Ｌレンジでは１速にそれぞれ変速段を固定すると共に、これらの変速段で、表１に（●）で示すように、オーバーランクラッチ５５を締結させて、フォワードワンウェイクラッチ５７が作動しない減速時にエンジンブレーキを作動させるように作用する。
【００３２】
次に、上記コントロールユニット７０の制御動作のうち、本案の特徴部である変速制御とエンジンブレーキ制御との競合時の制御について、図３のフローチャートを用いて説明する。
【００３３】
まず、コントロールユニット７０は、ステップＳ１で、前述の各センサ及びスイッチ７１〜７５からの信号を読み取り、次にステップＳ２で、これらの信号に基づいて、現在ダウンシフトの変速動作中であるか否かを判定すると共に、この変速動作中である場合には、ステップＳ３で、スロットル開度や車速等で示される運転領域の変化やマニュアルスイッチ７５の操作等によりアップシフトの変速を行うべき条件が成立して、アップシフトの変速指令が出力されたか否かを判定する。
【００３４】
そして、ダウンシフト変速動作中でない場合、もしくはその変速動作中であってもアップシフトの変速指令が出力されていない場合には直ちにステップＳ４を実行し、上記マニュアルスイッチ７５の操作等によってエンジンブレーキ作動の指令が出力されているか否かを判定する。そして、この指令が出力されている場合には、ステップＳ５でエンジンブレーキ用摩擦要素、即ちオーバーランクラッチ５５を締結させ、成立していない場合には、ステップＳ６で該オーバーランクラッチ５５を解放する。これにより、エンジンブレーキの作動指令に応じて直ちにエンジンブレーキが作動し或いは解除されることになる。
【００３５】
一方、ダウンシフトの変速動作中にアップシフトの変速指令が出力された場合、即ち多重変速が行われる場合には、コントロールユニット７０は、ステップＳ２，Ｓ３からステップＳ７を実行し、現在変速動作中のダウンシフトが終了したか否かを判定する。そして、このダウンシフトの変速動作が終了した後、次にステップＳ８で上記変速指令に基づくアップシフトの変速動作を開始する。これにより、１つの変速動作の途中に他の変速指令が出力される多重変速の場合に、最初の変速動作が終了してから次の変速動作が開始されて、２つの変速動作が重合することによる制御の混乱が回避されることになる。
【００３６】
そして、ステップＳ９で、このアップシフトの変速動作が終了したことを判定した上で、上記ステップＳ４を実行して、エンジンブレーキの作動指令が出力されているか否かを判定し、出力されている場合には、ステップＳ５で上記オーバーランクラッチ５５を締結させ、出力されていない場合には、ステップＳ６で該オーバーランクラッチ５５を解放する。
【００３７】
これにより、例えばマニュアルスイッチ７５のＯＮ操作に伴う第１の変速指令に基づくエンジンブレーキが作動する変速段へのダウンシフトの変速動作中に、該マニュアルスイッチ７５のＯＦＦ操作により、第２の変速指令としてのアップシフトの変速指令とエンジンブレーキの解除指令とが同時に出力された場合に、第２の変速指令に基づくアップシフト変速の変速動作が第１の変速指令に基づくダウンシフトの変速動作の終了後に開始されると共に、その間、上記エンジンブレーキ解除指令によるオーバーランクラッチ５５の解放動作が行われないことになる。そして、第２の変速指令がエンジンブレーキが作動する変速段への変速指令である場合には、オーバーランクラッチ５５はそのまま締結状態に保持されることになる。
【００３８】
ここで、以上の制御動作を、Ｓレンジ３速での走行時にマニュアルスイッチ７５のＯＮ操作及びＯＦＦ操作が行われた場合について、図４のタイムチャートを用いてさらに詳しく説明する。
【００３９】
今、エンジンブレーキが作動するＳレンジの３速での走行中にマニュアルスイッチ７５がＯＮ操作されて、第１の変速指令として、同じくエンジンブレーキが作動する２速へのダウンシフトの変速指令が出力され、その指令に基づく変速動作、即ち３速用摩擦要素であるハイクラッチ５２の解放動作、及び２速用摩擦要素である２−４ブレーキ５３の締結動作が行われているものとする。そして、この変速動作の途中で、上記マニュアルスイッチ７５がＯＦＦ操作されたものとする。
【００４０】
このとき、第２の変速指令としての３速への変速指令とエンジンブレーキを解除する指令とが出力され、そのうち、第２の変速指令に基づく３速への変速動作は、２速への変速動作が終了してから所定時間Ｔ′が経過した時点から開始されることになり、これにより、２つの変速動作が重合することによる制御の混乱が回避される。
【００４１】
一方、上記のエンジンブレーキ解除指令に基づくオーバーランクラッチ５５を解放する動作は禁止され、符号カで示すように、該解除指令の出力後もオーバーランクラッチ５５は締結状態に保持される。
【００４２】
そして、この場合、第２の変速指令はエンジンブレーキが作動する３速への変速指令であるから、上記時間Ｔ′が経過したときに、オーバーランクラッチ５５が解放されていると、まず、これを締結させる動作が行われることになるが、上記のように該クラッチ５５は締結状態に保持されているから、改めてこれを締結させる制御は行われないことになり、３速への変速動作のみが行われる。したがって、符号キで示すように、第２の変速指令に基づく変速動作が行われる際のエンジンブレーキ用摩擦要素の係合による出力トルクの引き込みが解消され、この引き込みと、その後の３速へのアップシフト変速動作による出力トルクの突き上げとが競合することによる大きな出力トルクの変動が抑制されることになる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、エンジンブレーキが作動する変速段への変速動作の途中に、多重変速指令としてエンジンブレーキが作動する他の変速段への変速指令が出力されると同時に、エンジンブレーキの解除指令が出力されたときに、この解除指令に拘わらず、エンジンブレーキが作動する状態、即ちエンジンブレーキ用摩擦要素が締結された状態が保持されることになる。
【００４４】
したがって、変速動作の途中で一旦解放されたエンジンブレーキ用摩擦要素が第２の変速動作の開始時に改めて締結されることによる出力トルクの引き込みが防止されることになり、特に第２の変速がアップシフト変速である多重変速の場合に、この出力トルクの引き込みとアップシフトに伴う出力トルクの突き上げとが連続的に生じることによる大きなトルク変動が回避され、変速ショックが軽減されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態に係る自動変速機の骨子図である。
【図２】 同変速機の制御システム図である。
【図３】 同変速機の多重変速時の動作を示すフローチャートである。
【図４】 同多重変速時の動作を示すタイムチャートである。
【図５】 従来における多重変速時の動作を示すフローチャートである。
【図６】 油圧制御回路の要部の一般的構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
５５ エンジンブレーキ用摩擦要素（オーバーランクラッチ）
７０ 制御手段（コントロールユニット）
７５ エンジンブレーキ指示手段（マニュアルスイッチ）

Claims (3)

1. 第１の変速指令に基づく変速動作中に第２の変速指令が出力されたときに、第１の変速指令に基づく変速動作が終了してから第２の変速指令に基づく変速動作を開始させるように構成され、かつ、締結時にエンジンブレーキを作動させるエンジンブレーキ用摩擦要素と、該摩擦要素の締結、解放を指示するエンジンブレーキ指示手段とが備えられた自動変速機において、上記エンジンブレーキ用摩擦要素が締結される変速段への第１の変速指令に基づく変速動作中に、上記エンジンブレーキ指示手段によって該摩擦要素を解放させる指令が出力されると同時に、エンジンブレーキ用摩擦要素が締結される他の変速段への第２の変速指令が出力されたときに、第１の変速指令に基づく変速動作が終了してから第２の変速指令に基づく変速動作を開始させる一方、上記エンジンブレーキ指示手段によるエンジンブレーキ用摩擦要素の解放動作を禁止する制御手段を設けたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 第２の変速指令による変速はシフトアップ変速であることを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 第１の変速指令はマニュアルスイッチのＯＮ操作により出力され、第２の変速指令とエンジンブレーキ用摩擦要素の解放指令とは該マニュアルスイッチのＯＦＦ操作によって出力されることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の自動変速機の制御装置。

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