JP6218601B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ及びブレーキ等の係合要素により変速ギヤ機構の伝動経路を変更して多段の変速段を得る自動変速機の制御装置に関する。

従来、キャリヤを共通するシンプルプラネタリギヤ及びデュアルプラネタリギヤと、２個のシンプルプラネタリギヤとを組合せ、４個のクラッチ及び２個のブレーキにより伝動経路を変更して、前進１０速段及び後進１速段を達成した、多段式自動変速機が案出されている（特許文献１）。

該多段式自動変速機は、７速段が入・出力部が同一回転となる直結段となるが、該直結段は、３個のクラッチを係合することにより達成している。

米国特許第８，０９６，９１５号公報

上記多段式自動変速機は、直結段である７速段から隣接する変速段（６速段、８速段）に変速する場合、１個のクラッチを解放すると共に１個のブレーキを係合すればよいが、７速段から１つ以上の変速段を飛ばした変速（所謂、飛び変速）する際、多くの場合、多数の係合要素を同時に操作する必要があり、変速操作が複雑になって、変速時の応答性を損う虞がある。

例えば、７→５変速する場合、上記３個の内の２個のクラッチを解放すると共に、当該３個とは異なる他のクラッチを係合し、かつ１個のブレーキを係合する必要がある。

そこで、本発明は、直結段達成後に変速する場合に、多くの場合の変速の操作を容易にす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。

本発明は、少なくとも４個のクラッチ（例えばＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）及び２個のブレーキ（例えばＢ１，Ｂ２）と、これらクラッチ、ブレーキを係合又は解放することにより伝動経路を変更して多段に変速し得る変速ギヤ機構（４２，４３，４４）と、を備えた自動変速機（４）の制御装置（Ｕ）において、
前記自動変速機は、前記少なくとも４個の内の３個のクラッチ（例えばＣ１，Ｃ３，Ｃ４）を係合し、すべての前記ブレーキ（Ｂ１，Ｂ２）を解放することにより、前記変速ギヤ機構の入・出力部が同回転となる直結段（例えば７速段）を達成し、
該直結段を達成した後の該直結段の状態にて、前記少なくとも４個のクラッチの内の解放状態にある他のクラッチ（例えばＣ２）を係合して、前記少なくとも４個のクラッチ全てを係合する、
ことを特徴とする自動変速機の制御装置にある。

前記直結段を達成した後の該直結段の状態にて係合している前記４個のクラッチ（例えばＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）の内の２個のクラッチを解放すると共に、前記ブレーキ（例えばＢ１，Ｂ２）の１個を係合して、前記直結段（例えば７速段）から所定変速段に変速してなる。

前記直結段を達成した後に係合する前記他のクラッチ（例えばＣ２）を係合した状態で、前記直結段を達成するために係合した前記３個のクラッチの内の２個のクラッチ（例えばＣ１，Ｃ３）を解放すると共に、前記ブレーキの１個（例えばＢ１）を係合して、前記直結段から所定変速段（例えば１速段、５速段、１０速段）に飛び変速してなる。

前記所定変速段への変速は、前記４個のクラッチ（例えばＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）の内、前記所定変速段で解放する２個のクラッチの内、いずれか一方のクラッチを直ちに解放し、他方のクラッチを徐々に解放すると共に、前記所定変速段で係合する前記１個のブレーキ（例えばＢ１，Ｂ２）を徐々に係合する掴み換えを行う。

前記飛び変速した所定変速段（例えば５速段）を経由して、前記３個のクラッチの内の解放された前記２個のクラッチ以外のクラッチ（例えばＣ４）を徐々に解放すると共に、係合していない残りのブレーキを徐々に係合して、前記直結段から前記飛び変速した所定変速段より離れた変速段（例えば３速段）に飛び変速してなる。

例えば図１〜図３を参照して、前記変速ギヤ機構は、シングルピニオン式の第１遊星歯車（４２）及び第２遊星歯車（４３）と、ダブルピニオン式遊星歯車（４５）とシングルピニオン式遊星歯車（４６）とを組合せたラビニヨ式遊星歯車機構（４４）と、を備え、
前記第１遊星歯車（４２）の第１キャリヤ（４２ｃ）及び前記ラビニヨ式遊星歯車機構（４４）の第３キャリヤ（４５ｃ）が入力軸（４０）に連結され、前記第２遊星歯車（４３）の第２キャリヤ（４３ｃ）が出力軸（４１）に連結され、前記第１遊星歯車（４２）の第１サンギヤ（４２ｓ）と前記第２遊星歯車（４３）の第２サンギヤ（４３ｓ）とが一体に連結され、
前記一体に連結された第１サンギヤ（４２ｓ）及び第２サンギヤ（４３ｓ）と前記ラビニヨ式遊星歯車機構（４４）の第３リングギヤ（４５ｒ）との間に第１クラッチ（Ｃ１）を介在し、前記一体に連結された第１サンギヤ（４２ｓ）及び第２サンギヤ（４３ｓ）と前記ラビニヨ式遊星歯車機構（４４）のダブルピニオン式遊星歯車（４５）の第３サンギヤ（４５ｓ）との間に第２クラッチ（Ｃ２）を介在し、前記第２遊星歯車（４３）の第２リングギヤ（４３ｒ）と前記ラビニヨ式遊星歯車機構（４４）の第３リングギヤ（４５ｒ）との間に第３クラッチ（Ｃ３）を介在し、前記第１遊星歯車（４２）の第１リングギヤ（４２ｒ）と前記出力軸（４１）との間に第４クラッチ（Ｃ４）を介在し、
前記ラビニヨ式遊星歯車機構（４４）のシングルピニオン式遊星歯車（４６）の第４サンギヤ（４６ｓ）を第１ブレーキ（Ｂ１）に連結し、前記第２リングギヤ（４３ｒ）を第２ブレーキ（Ｂ２）に連結し、
前記第１クラッチ（Ｃ１）、前記第２クラッチ（Ｃ２）、前記第３クラッチ（Ｃ３）、前記第４クラッチ（Ｃ４）、前記第１ブレーキ（Ｂ１）及び前記第２ブレーキ（Ｂ２）を適宜係合又は解放することにより前進１０速段、後進１速段を達成し、
前記第１クラッチ（Ｃ１）、前記第３クラッチ（Ｃ３）及び前記第４クラッチ（Ｃ４）を係合し、かつ前記第１ブレーキ（Ｂ１）及び前記第２ブレーキ（Ｂ２）を解放して、前記直結段である前進７速段を達成し、該７速段を完了した後の該７速段の状態にて、前記第２クラッチ（Ｃ２）を係合してなる。

なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これにより特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。

請求項１に係る本発明によると、例えば前進１０速段等の多段式自動変速機において、直結段は、少なくとも４個のクラッチの内の３個のクラッチを係合することにより達成し得るが、該直結段への変速が完了した状態の該直結段において、解放状態にある他のクラッチも係合して、少なくとも４個のクラッチ全てを係合する。これにより、直結段（例えば７速段）から変速する場合、多くの変速段への変速に備えることができる。

直結段の状態で係合している４個のクラッチの内の２個のクラッチを解放すると共に、１個のブレーキを係合することにより多くの変速段に変速操作が可能となり、変速に際して係合するクラッチを無くすことができ、変速操作が容易となり、変速の自由度を向上し得ると共に、変速時の応答性を向上することができる。

直結段（例えば７速段）から所定変速段（例えば５速段又は１０速段）へ飛び変速する場合、他のクラッチ（Ｃ２）を係合した状態で、２個のクラッチを解放すると共に、１個のブレーキを係合し、容易かつ素早く飛び変速することができる。

請求項２に係る本発明によると、所定変速段への飛び変速に際して解放される２個のクラッチの１個を直ちに解放し、そして１個のクラッチを徐々に解放制御すると共に１個のブレーキを徐々に係合制御して、シフトショックの少ない滑らかな変速により容易にかつ素早く所定変速段へ変速し得る。

請求項３に係る本発明によると、前記飛び変速した所定変速段（例えば５速段）を経由して、他のクラッチを係合したままで、残りの１個のクラッチを徐々に解放制御すると共に、他のブレーキを徐々に係合制御することにより、直結段から、前記所定変速段より遠い変速段（例えば３速段）に容易かつ素早く変速することができる。

請求項４に係る本発明によると、前進１０速段を達成する自動変速機において、第１クラッチ、第３クラッチ、第４クラッチを係合して直結段である７速段を達成し、該７速段を完了した後の該７速段状態にて、第２クラッチＣ２を係合し、この状態から該第２クラッチを係合した状態で多くの飛び変速段に容易にかつ高い応答性で変速することが可能となる。

動力伝達装置全体を示す概略（スケルトン）図。 自動変速機の各係合要素の係合表。 その速度線図。 制御部、油圧制御装置を示す概略図。 本発明に要部を示すフローチャート。 直結段である７速段への変速（６−７）及び７−５変速を示す制御油圧のタイムチャート。 ７−３変速を示す制御油圧のタイムチャート。 ７−１０変速を示す制御油圧のタイムチャート。 ７−４変速を示す制御油圧のタイムチャート。

以下、本発明に係る実施の形態を、図面に沿って説明する。まず、本発明の多段式自動変速機を適用し得る動力伝達装置１０の概略構成について、図１乃至図４に沿って説明する。本実施の形態の動力伝達装置１０は、後輪駆動車両の前部に縦置きに搭載される駆動源としての図示しないエンジン（内燃機関）のクランクシャフトあるいは電気モータのロータに接続されると共に、エンジン等からの動力（トルク）を図示しない左右の後輪（駆動輪）に伝達可能としている。動力伝達装置１０は、発進装置（流体伝動装置）３と、オイルポンプ９と、エンジン等から入力軸４０に伝達された動力を変速して出力軸４１に伝達する自動変速機４と、これらを収容するトランスミッションケース５とを備えている。

発進装置３は、トルクコンバータ２０と、エンジンのクランクシャフト等に連結されたフロントカバーと自動変速機４の入力軸４０とを接続及び切断可能なロックアップクラッチ２１と、フロントカバーと自動変速機４の入力軸４０との間で振動を減衰するダンパ機構２２とを備えている。トルクコンバータ２０は、フロントカバーに連結される入力側のポンプインペラ２３と、自動変速機４の入力軸４０に連結される出力側のタービンランナ２４と、ポンプインペラ２３及びタービンランナ２４の内側に配置されてタービンランナ２４からポンプインペラ２３への作動油の流れを整流するステータ２５と、図示しないステータシャフトにより支持されると共にステータ２５の回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ２６とを備えている。尚、トルクコンバータ２０は、ステータ２５を有さない流体継手であってもよい。

オイルポンプ９は、ポンプボディとポンプカバーとを含むポンプアッセンブリ、チェーンまたはギヤ列を介してトルクコンバータ２０のポンプインペラ２３に連結された外歯ギヤ（インナーロータ）、当該外歯ギヤに噛合する内歯ギヤ（アウターロータ）等を有するギヤポンプとして構成されている。オイルポンプ９は、エンジン等からの動力により駆動され、図示しないオイルパンに貯留されている作動油（ＡＴＦ）を吸引して油圧制御装置５１（図４参照）へと圧送するようになっている。

自動変速機４は、１０段変速式の変速機として構成されており、入力軸４０と、図示しないデファレンシャルギヤ及びドライブシャフトを介して左右の後輪に連結される出力軸４１と、入力軸４０及び出力軸４１の軸方向に並べて配設されるシングルピニオン式の第１遊星歯車４２及び第２遊星歯車４３と、ダブルピニオン式遊星歯車４５とシングルピニオン式遊星歯車４６とを組み合わせて構成される複合遊星歯車機構としてのラビニヨ式遊星歯車機構４４とからなる変速ギヤ機構を備えている。また、自動変速機４は、入力軸４０から出力軸４１までの動力伝達経路を変更するための６個の摩擦係合要素として、第１クラッチＣ１と、第２クラッチＣ２と、第３クラッチＣ３と、第４クラッチＣ４と、第１ブレーキＢ１と、第２ブレーキＢ２とを備えている。

本実施の形態では、第１及び第２遊星歯車４２，４３、並びにラビニヨ式遊星歯車機構４４は、発進装置３即ちエンジン側（図１における左側）から、ラビニヨ式遊星歯車機構４４、第２遊星歯車４３、第１遊星歯車４２という順番で並ぶようにトランスミッションケース５内に配置されている。これにより、ラビニヨ式遊星歯車機構４４は、発進装置３に近接するように車両の前部側に配置され、第１遊星歯車４２は、出力軸４１に近接するように車両の後部側に配置され、第２遊星歯車４３は、ラビニヨ式遊星歯車機構４４と第１遊星歯車４２との間に配置されている。

第１遊星歯車４２は、外歯歯車である第１サンギヤ４２ｓと、第１サンギヤ４２ｓと同心円上に配置される内歯歯車である第１リングギヤ４２ｒと、それぞれ第１サンギヤ４２ｓ及び第１リングギヤ４２ｒに噛合する複数の第１ピニオンギヤ４２ｐと、複数の第１ピニオンギヤ４２ｐを自転（回転）自在に保持する第１キャリヤ４２ｃとを備えている。本実施の形態では、第１遊星歯車４２のギヤ比λ１（第１サンギヤ４２ｓの歯数／第１リングギヤ４２ｒの歯数）は、例えば、λ１＝０．２７７と定められている。

第１遊星歯車４２の第１キャリヤ４２ｃは、入力軸４０に常時連結（固定）されている。これにより、エンジン等から入力軸４０に動力が伝達されている際、第１キャリヤ４２ｃには、エンジン等からの動力が入力軸４０を介して常時伝達されることになる。第１キャリヤ４２ｃは、第１遊星歯車４２の入力要素として機能し、また第１リングギヤ４２ｒは、第４クラッチＣ４の係合時に当該第１遊星歯車４２の出力要素として機能する。

第２遊星歯車４３は、外歯歯車である第２サンギヤ４３ｓと、第２サンギヤ４３ｓと同心円上に配置される内歯歯車である第２リングギヤ４３ｒと、それぞれ第２サンギヤ４３ｓ及び第２リングギヤ４３ｒに噛合する複数の第２ピニオンギヤ４３ｐと、複数の第２ピニオンギヤ４３ｐを自転（回転）自在に保持する第２キャリヤ４３ｃとを備えている。本実施の形態では、第２遊星歯車４３のギヤ比λ２（第２サンギヤ４３ｓの歯数／第２リングギヤ４３ｒの歯数）は、例えば、λ２＝０．２４４と定められている。

第２遊星歯車４３の第２サンギヤ４３ｓは、第１遊星歯車４２の第１サンギヤ４２ｓと一体化（常時連結）されており、当該第１サンギヤ４２ｓと常時一体（かつ同軸）に回転または停止するようになっている。但し、第１サンギヤ４２ｓと第２サンギヤ４３ｓとは、別体に構成されると共に図示しない連結部材を介して常時連結されてもよい。また、第２遊星歯車４３の第２キャリヤ４３ｃは、出力軸４１に常時連結されており、当該出力軸４１と常時一体（かつ同軸）に回転または停止するようになっている。これにより、第２キャリヤ４３ｃは、第２遊星歯車４３の出力要素として機能する。更に、第２遊星歯車４３の第２リングギヤ４３ｒは、第２ブレーキＢ２により固定可能で当該第２遊星歯車４３の固定可能要素として機能する。

ラビニヨ式遊星歯車機構４４は、ダブルピニオン式遊星歯車である第３遊星歯車４５と、シングルピニオン式遊星歯車である第４遊星歯車４６とを組み合わせて構成される複合遊星歯車機構である。尚、各遊星歯車は、エンジン側から、第４遊星歯車４６、第３遊星歯車４５、第２遊星歯車４３、第１遊星歯車４２という順番で並ぶようにトランスミッションケース５内に配置されている。

ラビニヨ式遊星歯車機構４４は、外歯歯車である第３サンギヤ４５ｓ及び第４サンギヤ４６ｓと、第３及び第４サンギヤ４５ｓ，４６ｓと同心円上に配置される内歯歯車である第３リングギヤ４５ｒと、第３サンギヤ４５ｓに噛合する複数の第３ピニオンギヤ（ショートピニオンギヤ）４５ｐと、第４サンギヤ４６ｓ及び複数の第３ピニオンギヤ４５ｐに噛合すると共に第３リングギヤ４５ｒに噛合する複数の第４ピニオンギヤ（ロングピニオンギヤ）４６ｐと、複数の第３ピニオンギヤ４５ｐ及び複数の第４ピニオンギヤ４６ｐを自転自在（回転自在）に保持する第３キャリヤ４５ｃとを備えている。

第３遊星歯車４５は、第３サンギヤ４５ｓと、第３キャリヤ４５ｃと、第３ピニオンギヤ４５ｐと、第４ピニオンギヤ４６ｐと、第３リングギヤ４５ｒとにより構成されている。第４遊星歯車４６は、第４サンギヤ４６ｓと、第３キャリヤ４５ｃと、第４ピニオンギヤ４６ｐと、第３リングギヤ４５ｒとにより構成されている。本実施の形態では、ラビニヨ式遊星歯車機構４４は、第３遊星歯車４５のギヤ比λ３（第３サンギヤ４５ｓの歯数／第３リングギヤ４５ｒの歯数）が、例えば、λ３＝０．４８８となり、かつ第４遊星歯車４６のギヤ比λ４（第４サンギヤ４６ｓの歯数／第３リングギヤ４５ｒの歯数）が、例えば、λ４＝０．５８１となるように構成されている。

また、ラビニヨ式遊星歯車機構４４を構成する回転要素のうち、第４サンギヤ４６ｓは、第１ブレーキＢ１により固定可能でラビニヨ式遊星歯車機構４４の固定可能要素として機能する。更に、第３キャリヤ４５ｃは、入力軸４０に常時連結（固定）されると共に、第１遊星歯車４２の第１キャリヤ４２ｃに常時連結される。これにより、エンジン等から入力軸４０に動力が伝達されている際、第３キャリヤ４５ｃには、エンジン等からの動力が入力軸４０を介して常時伝達されることになる。従って、第３キャリヤ４５ｃは、ラビニヨ式遊星歯車機構４４の入力要素として機能する。また、第３リングギヤ４５ｒは、第１クラッチＣ２及び中間軸４７を介して第２遊星歯車４３のサンギヤ４３ｓ及び第１遊星歯車４２のサンギヤ４２ｓに連結可能であると共に、第３クラッチＣ３を介して第２遊星歯車４３のリングギヤ４３ｒに連結可能であり、当該ラビニヨ式遊星歯車機構４４の第１出力要素として機能する。第３サンギヤ４５ｓは、第２クラッチＣ２及び中間軸４７を介して第２遊星歯車４３のサンギヤ４３ｓ及び第１遊星歯車４２のサンギヤ４２ｓに連結可能であり、当該ラビニヨ式遊星歯車機構４４の第２出力要素として機能する。

第１クラッチＣ１は、常時連結された第１遊星歯車４２の第１サンギヤ４２ｓ及び第２遊星歯車４３の第２サンギヤ４３ｓとラビニヨ式遊星歯車機構４４の第３リングギヤ４５ｒとを互いに接続すると共に、両者の接続を解除するものである。第２クラッチＣ２は、常時連結された第１遊星歯車４２の第１サンギヤ４２ｓ及び第２遊星歯車４３の第２サンギヤ４３ｓとラビニヨ式遊星歯車機構４４の第３サンギヤ４５ｓとを互いに接続すると共に、両者の接続を解除するものである。第３クラッチＣ３は、第２遊星歯車４３の第２リングギヤ４３ｒとラビニヨ式遊星歯車機構４４の第３リングギヤ４５ｒとを互いに接続すると共に、両者の接続を解除するものである。第４クラッチＣ４は、第１遊星歯車４２の第１リングギヤ４２ｒと出力軸４１とを互いに接続すると共に、両者の接続を解除するものである。

第１ブレーキＢ１は、ラビニヨ式遊星歯車機構４４の第４サンギヤ４６ｓをトランスミッションケース５に対して回転不能に固定（接続）すると共に、当該第４サンギヤ４６ｓをトランスミッションケースに対して回転自在に解放するものである。第２ブレーキＢ２は、第２遊星歯車４３の第２リングギヤ４３ｒをトランスミッションケース５に対して回転不能に固定（接続）すると共に、当該第２リングギヤ４３ｒをトランスミッションケースに対して回転自在に解放するものである。

本実施の形態では、第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４として、ピストン、複数の摩擦係合プレート（例えば、環状部材の両面に摩擦材を貼着することにより構成された摩擦プレート及び両面が平滑に形成された環状部材であるセパレータプレート）、それぞれ作動油が供給される係合油室及び遠心油圧キャンセル室等により構成される油圧サーボを有する多板摩擦式油圧クラッチが採用されている。また、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２としては、ピストン、複数の摩擦係合プレート（摩擦プレート及びセパレータプレート）、作動油が供給される係合油室等により構成される油圧サーボを有する多板摩擦式油圧ブレーキが採用されている。

図２は、自動変速機４の各変速段と第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の作動状態との関係を示す係合表である。また、図３は、自動変速機４における入力軸４０の回転速度に対する各回転要素の回転速度の比を示す速度線図である（ただし、入力軸４０、即ち第１キャリヤ４２ｃ及び第３キャリヤ４５ｃの回転速度を値１とする）。

図３に示すように、シングルピニオン式の第１遊星歯車４２を構成する３つの回転要素、即ち第１サンギヤ４２ｓ、第１リングギヤ４２ｒ、第１キャリヤ４２ｃは、当該第１遊星歯車４２の速度線図（図３における左側の速度線図）上でギヤ比λ１に応じた間隔をおいて図中左側から第１サンギヤ４２ｓ、第１キャリヤ４２ｃ、第１リングギヤ４２ｒという順番で並んでいる。このような速度線図での並び順に従い、本実施の形態では、第１サンギヤ４２ｓを自動変速機４の第１回転要素とし、第１キャリヤ４２ｃを自動変速機４の第２回転要素とし、第１リングギヤ４２ｒを自動変速機４の第３回転要素とする。従って、第１遊星歯車４２は、速度線図上でギヤ比λ１に応じた間隔をおいて順番に並ぶ自動変速機４の第１回転要素、第２回転要素及び第３回転要素を有する。

また、シングルピニオン式の第２遊星歯車４３を構成する３つの回転要素、即ち第２サンギヤ４３ｓ、第２リングギヤ４３ｒ、第２キャリヤ４３ｃは、当該第２遊星歯車４３の速度線図（図３における中央の速度線図）上でギヤ比λ２に応じた間隔をおいて図中左側から第２サンギヤ４３ｓ、第２キャリヤ４３ｃ、第２リングギヤ４３ｒという順番で並ぶ。このような速度線図での並び順に従い、本実施の形態では、第２サンギヤ４３ｓを自動変速機４の第４回転要素とし、第２キャリヤ４３ｃを自動変速機４の第５回転要素とし、第２リングギヤ４３ｒを自動変速機４の第６回転要素とする。従って、第２遊星歯車４３は、速度線図上でギヤ比λ２に応じた間隔をおいて順番に並ぶ自動変速機４の第４回転要素、第５回転要素及び第６回転要素を有する。

更に、ラビニヨ式遊星歯車機構４４を構成する４つの回転要素、即ち第４サンギヤ４６ｓ、第３キャリヤ４５ｃ、第３リングギヤ４５ｒ、第３サンギヤ４５ｓは、この順番で図中左側からシングルピニオン式の第４遊星歯車４６のギヤ比λ３及びダブルピニオン式の第３遊星歯車４５のギヤ比λ４に応じた間隔をおいて当該ラビニヨ式遊星歯車機構４４の速度線図（図３における右側の速度線図）上に並ぶ。このような速度線図での並び順に従い、本実施の形態では、第４サンギヤ４６ｓを自動変速機４の第７回転要素とし、第３キャリヤ４５ｃを自動変速機４の第８回転要素とし、第３リングギヤ４５ｒを自動変速機４の第９回転要素とし、第３サンギヤ４５ｓを自動変速機４の第１０回転要素とする。従って、ラビニヨ式遊星歯車機構４４は、速度線図上でギヤ比λ３，λ４に応じた間隔をおいて順番に並ぶ自動変速機４の第７回転要素、第８回転要素、第９回転要素、第１０回転要素を有する。

自動変速機の制御装置Ｕは、図４に示すように、運転者のレンジ操作信号、車速及び運転者のトルク要求であるアクセル開度等の各信号を入力して、制御信号を出力する（電子）制御部（ＥＣＵ）５０と、多数のリニアソレノイドバルブ等のバルブを有する油圧制御装置５１とを備える。制御部５０は、上記各信号により変速段を判断し、油圧制御装置５１の各リニアソレノイドバルブに各制御油圧ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３，ＰＣ４，ＰＢ１，ＰＢ２の信号を出力し、該油圧制御装置５１は、各制御油圧信号により調圧された油圧を、自動変速機４の各クラッチ及びブレーキの油圧サーボＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，Ｂ１，Ｂ２に出力する。

以上のように構成された自動変速機４では、図１のスケルトン図に示す各第１クラッチＣ１〜第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２が、図２の係合表に示す組み合わせで係脱されることにより、図３の速度線図のような回転数比で、前進１速段（１ｓｔ）〜前進１０速段（１０ｔｈ）、及び後進１速段（Ｒｅｖ）が達成される。

ここで、前進第７速段は、基本的には第１クラッチＣ１、第３クラッチＣ３、第４クラッチＣ４を係合させると共に、残余の第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２を解放させることにより形成される。即ち、前進第７速段の形成に際しては、第１クラッチＣ１により第１遊星歯車４２の第１サンギヤ４２ｓ及び第２遊星歯車４３の第２サンギヤ４３ｓとラビニヨ式遊星歯車機構４４の第３リングギヤ４５ｒとが互いに接続されると共に、第３クラッチＣ３により第２遊星歯車４３の第２リングギヤ４３ｒとラビニヨ式遊星歯車機構４４の第３リングギヤ４５ｒとが互いに接続され、更に第４クラッチＣ４により第１遊星歯車４２の第１リングギヤ４２ｒと出力軸４１及び第２遊星歯車４３の第２キャリヤ４３ｃとが互いに接続される。本実施の形態において、前進第７速段におけるギヤ比γ７は、γ７＝１．０００となる。

ついで、本発明の要部となる自動変速機の制御装置に係る実施の形態について説明する。図５に示すように、直結段である前進７速段へ変速操作され（Ｓ２）、該７速段の変速が完了する（Ｓ３）。例えば前進６速段から前進７速段へアップシフトする場合、図６に示すように、制御部の６→７速段への変速判断により、該制御部は、６速段状態であるＰＣ１，ＰＣ４，ＰＢ１の各制御油圧の供給状態から、ＰＢ１制御油圧が解放制御されると共に、ＰＣ３制御油圧が供給制御される。なお、図６において、ＰＬはライン油圧、ＴＨはスロットル（アクセル）開度を示す。これにより、第１クラッチＣ１、第４クラッチＣ４及び第１ブレーキＢ１が係合状態にある６速段から、第１ブレーキＢ１が解放されると共に第３クラッチＣ３が係合して、直結段である７速段が完了して直結段が達成される。

７速段への変速作動が完了して該７速段にある状態で、４個のクラッチの内の係合している３個のクラッチ以外の残り（他）の１個のクラッチを係合する（Ｓ４）。具体的には、制御部は、図６に示すように、ＰＣ１，ＰＣ３，ＰＣ４の各制御油圧が供給状態にある状態で、残り（他）のＰＣ２制御油圧の供給信号を出力する。これにより、第１、第３及び第４クラッチＣ１，Ｃ３，Ｃ４に加えて、第２クラッチＣ２が係合状態になる。該７速段は、直結段であるため第２クラッチＣ２が係合しても、直結段自体に何等影響を及ぼさない。なお、上記第２クラッチＣ２（残りの１つのクラッチ）の係合は、７速段状態であればいつでもよく、７速段完了直後（即ち、入力軸及び出力軸の回転数から演算されるギヤ比が１．０００となった時）でも、７速段で定常走行になった後（例えば、ギヤ比が１．０００となって所定時間以上経過した時）でもよい。

７速段以外の変速段（他のギヤ段）への変速判断がなされると（Ｓ５）、上記４つのクラッチの内の該変速段では不要なクラッチが解放され（Ｓ６）、更に該変速段への変速が実行される（Ｓ７）。例えば、図６に示すように、運転者がアクセルペダルを踏込んでダウンシフトを要求し、制御部が７−５速段への飛び変速を判断すると、５速段での不要なクラッチである第１クラッチＣ１用のＰＣ１制御油圧の解放信号を直ちに出力する。そして、第３クラッチＣ３用のＰＣ３制御油圧が徐々に解放制御されると共に、５速段で必要となるブレーキＢ１用のＰＢ１制御油圧が徐々に供給制御される。これにより、７速段完了後に加えて係合状態となっている第２クラッチＣ２をそのまま係合に保持した状態で、第３クラッチＣ３を解放すると共に第１ブレーキＢ１を係合するだけで、５速段が完了する。この際、従来の７−５変速段では、第１及び第３クラッチＣ１，Ｃ３の解放作動と第２クラッチＣ２の係合作動を同時にする必要があるが、本実施の形態では第１クラッチＣ１を直ちに解放して、第３クラッチＣ３を徐々に解放制御すると共に、第１ブレーキＢ１を徐々に係合制御する掴み換えを行うだけでよく、変速の自由度及び応答性の向上が期待できる。

図７は、直結段である７速段から３速段への変速を示す図である。７速段にあっては、上述したように、第１、第３及び第４クラッチＣ１，Ｃ３，Ｃ４が係合状態にあるのに加えて、第２クラッチＣ２も係合状態にある。制御部が７−３変速を判断すると、ＰＣ１制御油圧、ＰＣ３制御油圧の解放信号が直ちに出力される。更に、ＰＢ１制御油圧が係合制御されると共に、ＰＣ４制御油圧が解放制御される。これにより、第１クラッチＣ１及び第３クラッチＣ３が解放され、かつ解放制御中で係合状態にある第４クラッチＣ４及び第１ブレーキＢ１の係合制御により、上述した第２クラッチＣ２、第４クラッチＣ４及び第１ブレーキＢ１が係合する５速段に一時的になる。

そして、ＰＣ４制御油圧が徐々に解放されると共にＰＢ２制御油圧が徐々に供給制御されて、係合状態を継続している第２クラッチＣ２に加えて、第４クラッチＣ４が解放されると共に第２ブレーキＢ２が係合して、３速段が完了する。従って、該７−３変速に際して、５速段を一時的に経由して滑らかに変速が進行すると共に、第２クラッチＣ２の係合が保持されている状態で、第４クラッチＣ４の解放及び第２ブレーキＢ２の係合の２要素の掴み換えで、容易かつ滑らかに飛び変速が可能となる。

図８は、直結段である７速段から１０変速段への飛び変速を示す図である。７速段では、前述した通り、第１、第３及び第４クラッチＣ１，Ｃ３，Ｃ４に加えて第２クラッチＣ２が係合状態にある。制御部が７−１０飛び変速を判断すると、ＰＣ４制御油圧の解放信号が直ちに出力され、ＰＣ１制御油圧が徐々に解放制御されると共に、ＰＢ１制御油圧が徐々に上昇制御される。これにより、第２クラッチＣ２及び第３クラッチＣ３の係合を保持した状態で、第１クラッチＣ１を解放すると共に第１ブレーキＢ１を係合することにより、容易かつ滑らかに７−１０飛び変速が完了する。

図９は、直結段である７速段から４速段への飛び変速を示す図である。７速段は、前述した通り、第１、第２、第３及び第４クラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４が係合状態にある。制御部が７−４変速を判断すると、ＰＣ２，ＰＣ３の各制御油圧の解放信号が直ちに出力され、かつＰＣ１制御油圧が徐々に解放制御されると共に、ＰＢ１制御油圧が供給され、そしてＰＢ２制御油圧が徐々に供給制御される。これにより、第４クラッチＣ４、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２が係合される４速段が完了する。該７速段から４速段の飛び変速、隣接段である６速段及び８速段、並びに、９速段及び２速段への変速は、第２クラッチＣ２が解放されるため、上述した直結段である７速段における第２クラッチＣ２の係合は無駄になるが、該第２クラッチＣ２の解放作動は、素早く行うことができ、変速動作の支障となることはない。即ち、直結段である７速段になると、次の変速段に拘りなく、第２クラッチＣ２を係合して、次の所定変速段への変速に備える。なお、直結段（７速段）から隣接する変速段（６速段又は８速段）への変速信号が出力されているか又はその可能性が高いことが予測される場合、上記第２クラッチＣ２の係合制御を省くようにしてもよい。また、７−１飛び変速は、第１クラッチＣ１及び第２クラッチＣ２が係合していることにより、直ちに第３クラッチＣ３と第４クラッチＣ４を解放した状態で、第２ブレーキＢ２を係合制御することにより、素早く行うことができる。

なお、本実施の形態は、図１〜図４に示す前進１０速段の自動変速機に適用したが、これに限らず、他の変速ギヤ機構による１０速段変速機にも適用可能であり、更に１０速段ではない、１０速段より少ない変速段又は１０速段より多い変速段の自動変速機にも適用可能である。

本発明に係る自動変速機の制御装置は、自動車に搭載されて、産業上利用される。

４ 自動変速機
４０ 入力軸
４１ 出力軸
４２ 第１遊星歯車
４２ｓ 第１サンギヤ
４２ｃ 第１キャリヤ
４２ｒ 第１リングギヤ
４３ 第２遊星歯車
４３ｓ 第２サンギヤ
４３ｃ 第２キャリヤ
４３ｒ 第２リングギヤ
４４ ラビニヨ遊星歯車機構
４５ ダブルピニオン式遊星歯車
４５ｓ 第３サンギヤ
４５ｃ 第３キャリヤ
４５ｒ 第３リングギヤ
４６ シングルピニオン式遊星歯車
４６ｓ 第４サンギヤ
Ｃ１ 第１クラッチ
Ｃ２ 第２クラッチ（他のクラッチ）
Ｃ３ 第３クラッチ
Ｃ４ 第４クラッチ
Ｂ１ 第１ブレーキ
Ｂ２ 第２ブレーキ
Ｕ 制御装置

Claims (4)

1. 少なくとも４個のクラッチ及び２個のブレーキと、これらクラッチ、ブレーキを係合又は解放することにより伝動経路を変更して多段に変速し得る変速ギヤ機構と、を備えた自動変速機の制御装置において、
   前記自動変速機は、前記少なくとも４個の内の３個のクラッチを係合し、すべての前記ブレーキを解放することにより、前記変速ギヤ機構の入・出力部が同回転となる直結段を達成し、
   該直結段を達成した後の該直結段の状態にて、前記少なくとも４個のクラッチの内の解放状態にある他のクラッチを係合して、前記少なくとも４個のクラッチ全てを係合し、
   前記直結段を達成した後に係合する前記他のクラッチを係合した状態で、前記直結段を達成するために係合した前記３個のクラッチの内の２個のクラッチを解放すると共に、前記ブレーキの１個を係合して、前記直結段から１つ以上の変速段を飛ばした前進段における所定変速段に飛び変速してなる、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記所定変速段への飛び変速は、前記４個のクラッチの内、前記所定変速段で解放する２個のクラッチの内、いずれか一方のクラッチを直ちに解放し、他方のクラッチを徐々に解放すると共に、前記所定変速段で係合する前記１個のブレーキを徐々に係合する掴み換えを行う、
   請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記飛び変速した所定変速段を経由して、前記３個のクラッチの内の解放された前記２個のクラッチ以外のクラッチを徐々に解放すると共に、係合していない残りのブレーキを徐々に係合して、前記直結段から前記飛び変速した所定変速段より離れた変速段に飛び変速してなる、
   請求項１記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記変速ギヤ機構は、シングルピニオン式の第１遊星歯車及び第２遊星歯車と、ダブルピニオン式遊星歯車とシングルピニオン式遊星歯車とを組合せたラビニヨ式遊星歯車機構と、を備え、
   前記第１遊星歯車の第１キャリヤ及び前記ラビニヨ式遊星歯車機構の第３キャリヤが入力軸に連結され、前記第２遊星歯車の第２キャリヤが出力軸に連結され、前記第１遊星歯車の第１サンギヤと前記第２遊星歯車の第２サンギヤとが一体に連結され、
   前記一体に連結された第１サンギヤ及び第２サンギヤと前記ラビニヨ式遊星歯車機構の第３リングギヤとの間に第１クラッチを介在し、前記一体に連結された第１サンギヤ及び第２サンギヤと前記ラビニヨ式遊星歯車機構のダブルピニオン式遊星歯車の第３サンギヤとの間に第２クラッチを介在し、前記第２遊星歯車の第２リングギヤと前記ラビニヨ式遊星歯車機構の第３リングギヤとの間に第３クラッチを介在し、前記第１遊星歯車の第１リングギヤと前記出力軸との間に第４クラッチを介在し、
   前記ラビニヨ式遊星歯車機構のシングルピニオン式遊星歯車の第４サンギヤを第１ブレーキに連結し、前記第２リングギヤを第２ブレーキに連結し、
   前記第１クラッチ、前記第２クラッチ、前記第３クラッチ、前記第４クラッチ、前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキを適宜係合又は解放することにより前進１０速段、後進１速段を達成し、
   前記第１クラッチ、前記第３クラッチ及び前記第４クラッチを係合し、かつ前記第１ブレーキ及び前記第２ブレーキを解放して、前記直結段である前進７速段を達成し、該７速段を完了した後の該７速段の状態にて、前記第２クラッチを係合してなる、
   請求項１記載の自動変速機の制御装置。

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