JPH05322027A - 車両用自動変速機の変速制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 セレクトレバーを、ＮポジションからＤある
いはＲポジションに切換操作した場合、エンジン回転速
度とは無関係にシフトチェンジに要する時間を略一定に
し、シフトフィーリングの向上を図る。 【構成】 自動変速機をニュートラル状態から、例えば
第１速にシフトチェンジして発進する場合、タービン回
転速度Ｎｔを第１速同期回転速度Ｎ₁(０rpm)に向けて減
少させる。この場合、コントローラは、第１速対応クラ
ッチに作動油圧を供給するソレノイド弁をフィードバッ
ク制御して（ｃ時点からｄ時点間）、タービン回転速度
ＮｔがＮtaのとき（図中破線）には、この回転速度Ｎｔ
を目標変化率（Ｎia）’に一致するように減少させ、ま
た、回転速度ＮｔがＮtbのとき（図中実線）には、この
回転速度Ｎｔを目標変化率（Ｎib）’に一致するように
減少させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用自動変速機の変
速制御方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載される自動変速機は、油圧
式多板クラッチや油圧式ブレーキ等の摩擦係合手段を多
数備えて構成され、これらのクラッチやブレーキのう
ち、各変速段に対応するクラッチやブレーキをコントロ
ーラが選択して係合させることで、所望の変速段を確立
している。

【０００３】例えば、自動車の停止中において、運転者
がシフトレバーをＮ（ニュートラル）ポジションからＤ
（ドライブ）ポジションに切換操作した場合には、コン
トローラは、第１速に対応するクラッチ（以下、第１速
対応クラッチと称す）を係合させて第１速を確立させ
る。この場合、コントローラは、第１速対応クラッチの
作動油圧をフィードバック制御し、自動変速機の入力軸
の回転速度Ｎｔを、その変化率（Ｎｔ）’を所定の目標
変化率（Ｎi0）’に一致させながら第１速同期回転速度
Ｎ₁ に向けて減少させる。この所定目標変化率（Ｎi
0）’は、変速ショックが生じることがなく、且つ、変
速操作をできる限り短時間で完了させることができる適
宜の所定値（一定値）に設定され、その値はコントロー
ラの記憶装置内に予め記憶されている。そして、入力軸
回転速度Ｎｔが第１速同期回転速度Ｎ₁ に同期したこと
を検出すると、コントローラは第１速対応クラッチを完
全に係合させて、第１速へのシフトチェンジを終了させ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車の停
止中におけるエンジンの回転速度は、アイドリング時に
はエンジン冷却水温やエアコンの作動状態等により増加
することがあり、また、アクセルペダルの踏込操作によ
っても増加する。エンジンの回転速度が高いレベルに保
持されている状態で、運転者がセレクトレバーをＮポジ
ションからＤポジションへと切り換え操作して車両を発
進させた場合、前記従来の自動変速機の変速制御方法に
おいては、シフトチェンジに要する時間が長くなってし
まう。

【０００５】つまり、上記従来の変速制御方法によれ
ば、変速開始時の入力軸回転速度Ｎｔの大小とは無関係
に、同一の目標変化率（Ｎi0）’に入力軸回転速度変化
率（Ｎｔ）’を一致させるようにして、入力軸回転速度
Ｎｔを減少させていた。従って、図９に示すように、入
力軸回転速度Ｎｔを、その変化率（Ｎｔ）’を所定変化
率（Ｎi0）’に一致させながら発進時の第１速同期回転
速度Ｎ₁(０rpm)にまで減少させる場合、入力軸回転速度
Ｎtaから減少させるとき（実線）には、第１速同期回転
速度Ｎ₁ に同期する時点がａ時点となるのに対し、入力
軸回転速度Ｎtb（＞Ｎta）から減少させるとき（破線）
には、第１速同期回転速度Ｎ₁ に同期する時点がｂ（＝
ａ＋ΔＴ）時点となり、変速開始時の入力軸回転速度Ｎ
ｔの大小に応じてシフトチェンジに要する時間が変化す
る。

【０００６】このシフトチェンジに要する時間は、ニュ
ートラル状態から第１速にシフトチェンジする場合のみ
ならず、ニュートラル状態から後退にシフトチェンジす
る場合にも同様に変化する。このため、セレクトレバー
を、ＮポジションからＤポジションあるいはＲ（リバー
ス）ポジションに切換操作をした場合、エンジンの回転
速度に影響されて変速時間が変化し、シフトフィーリン
グが悪化するとの問題があった。

【０００７】本発明は、上述の問題点を解決するために
なされたもので、セレクトレバーを、Ｎポジションから
ＤあるいはＲポジションに切換操作した場合のシフトフ
ィーリングの向上が図られた車両用自動変速機の変速制
御方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明によれば、ニュートラル状態から前進段又は後
進段への変速時に、摩擦係合手段の作動油圧をフィード
バック制御して、入力軸の回転速度を、その変化率が目
標変化率に一致するように変化させる車両用自動変速機
の変速制御方法において、前記目標変化率を、変速開始
時のエンジンの回転速度に応じて設定するものである。

【０００９】

【作用】自動変速機をニュートラル状態から、例えば第
１速にシフトチェンジして発進する場合、入力軸の回転
速度は、ニュートラル状態ではエンジンの回転速度に影
響されて様々に変化する。一方、第１速同期回転速度
は、常に一定（０rpm)である。そこで、変速開始時のエ
ンジン回転速度に応じて目標変化率を設定することによ
り、入力軸回転速度の第１速同期回転速度への収束速度
が変化し、前記フィードバック制御を開始してからシフ
トチェンジが完了するまでに要する時間を、エンジン回
転速度とは無関係に略一定にすることができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て詳述する。図１は、本発明に係る油圧制御方法を実施
する自動車の自動変速機の概略構成を示している。図中
符号１は、内燃エンジンを示し、このエンジン１の出力
は、自動変速機２を介して駆動輪（図示せず）に伝達さ
れる。

【００１１】自動変速機２は、トルクコンバータ４、歯
車変速装置３、油圧回路５及びコントローラ４０等より
構成されている。歯車変速装置３は、例えば、前進４段
後進１段のギヤトレインと、当該ギヤトレインのギヤ比
を切り換えて変速操作を行う多数の変速摩擦係合手段を
備えている。この変速摩擦係合手段は、例えば、油圧ク
ラッチや油圧ブレーキである。

【００１２】図２は、歯車変速装置３の部分構成図であ
り、入力軸３ａ周りには、第１駆動ギヤ３１及び第２駆
動ギヤ３２が回転自在に配置されている。また、第１駆
動ギヤ３１及び第２駆動ギヤ３２間の入力軸３ａには、
変速摩擦係合手段として油圧クラッチ３３及び３４が固
設されている。各駆動ギヤ３１及び３２は、それぞれク
ラッチ３３及び３４に係合することにより入力軸３ａと
一体に回転する。

【００１３】また、入力軸３ａと平行に配置された中間
伝達軸３５は、図示しない最終減速歯車装置を介して駆
動車軸に接続されている。この中間伝達軸３５には、第
１被駆動ギヤ３６と第２被駆動ギヤ３７が固設されてお
り、これらの被駆動ギヤ３６及び３７は、前記駆動ギヤ
３１及び３２とそれぞれ噛み合っている。従って、クラ
ッチ３３と第１駆動ギヤ３１が係合している場合には、
入力軸３ａの回転は、クラッチ３３、第１駆動ギヤ３
１、第１被駆動ギヤ３６、中間伝達軸３５に伝達され、
これにより、例えば第１速が確立される。また、クラッ
チ３４と第２駆動ギヤ３２が係合している場合には、入
力軸３ａの回転は、クラッチ３４、第２駆動ギヤ３２、
第２被駆動ギヤ３７、中間伝達軸３５に伝達され、これ
により、例えば第２速が確立される。

【００１４】各クラッチ３３，３４は、油圧式多板クラ
ッチである。図３は、クラッチ３３の断面を示し、この
クラッチ３３は、多数の摩擦係合板５０を有している。
そして、後述する油路１４からポート５１を介してこの
クラッチ３３内に作動油が供給されると、ピストン５２
が往動して各摩擦係合板５０を摩擦係合させる。一方、
リターンスプリング５３により押圧されて、ポート５１
を介して油路１４内に作動油を排出させながら、ピスト
ン５２が復動すると、各摩擦係合板５０同士の摩擦係合
は解除される。

【００１５】クラッチ３３の係合を完全に解除するに
は、各摩擦係合板５０を待機位置で待機させれば良い。
待機位置では、各摩擦係合板５０間には、構造上必要と
される所定のクリアランスが設けられている。このた
め、クラッチ３３を係合させる場合には、先ず、上述の
クリアランスを略０にする位置、即ち、摩擦係合が生じ
る直前位置にまで各摩擦係合板５０を無効ストロークだ
け移動させる、所謂がた詰め操作を行う必要がある。こ
のため、がた詰め操作には、がた詰め時間を要する。

【００１６】なお、クラッチ３４も、このクラッチ３３
と同様に構成されており、所定のがた詰め時間を要す
る。また、図示しない第３速、第４速及び後退の各々
も、第１速及び第２速と同様に、駆動ギヤや摩擦係合手
段等をそれぞれ備えて構成されており、対応する摩擦係
合手段を係合させることにより、第３速、第４速及び後
退がそれぞれ確立される。そして、第１速乃至第４速及
び後退に対応する全ての摩擦係合手段の係合が解除され
ている状態から、例えば、第１速に対応するクラッチ
（以下、第１速対応クラッチと称す）３３を係合させる
と、自動変速機２がニュートラル状態から第１速にシフ
トチェンジする。

【００１７】油圧回路５は、前述した各変速摩擦係合手
段の各々に対応するデューティソレノイド弁（以下、単
にソレノイド弁と記す）を有しており、各変速摩擦係合
手段、即ち、各クラッチやブレーキを互いに独立して操
作する。なお、各ソレノイド弁は、各クラッチやブレー
キを同様にして操作するので、第１速対応クラッチ３３
を操作するソレノイド弁（以下、第１速対応ソレノイド
弁と称す）１１について図４に基づきながら説明し、他
のソレノイド弁についての説明は省略する。

【００１８】図４は、油圧回路５の一部を示し、第１速
対応クラッチ３３に油圧を供給できる第１速対応ソレノ
イド弁１１を備えている。このソレノイド弁１１は、常
閉型の２位置切換弁で、３箇所にポート１１ａ〜１１ｃ
を有している。第１ポート１１ａには、オイルポンプ
（図示せず）に延びる第１油路１３が接続されている。
この第１油路１３の途中には、図示しない調圧弁等が介
在されており、所定圧に調圧された作動油圧（ライン
圧）が供給されている。

【００１９】また、第２ポート１１ｂには、第１速対応
クラッチ３３に延びる第２油路１４が、第３ポート１１
ｃには、図示しないオイルタンクへ延びる第３油路１５
がそれぞれ接続されている。これら第２及び第３油路１
４，１５の途中には、それぞれ絞り１６，１７が設けら
れている。さらに、第１速対応クラッチ３３と絞り１６
間の第２油路１４の途中には、アキュームレータ１８が
接続されている。

【００２０】第１速対応ソレノイド弁１１は、コントロ
ーラ４０に電気的に接続されており、このコントローラ
４０により所定の周期、例えば、５０ヘルツの制御周期
でデューティ比制御される。そして、第１速対応ソレノ
イド弁１１のソレノイド１１ｅが消勢されている場合に
は、弁体１１ｆはリターンスプリング１１ｇに押圧され
て第１のポート１１ａと第２ポート１１ｂを遮断すると
共に、第２のポート１１ｂと第３のポート１１ｃを連通
させる。一方、ソレノイド１１ｅが付勢されている場合
には、弁体１１ｆは、リターンスプリング１１ｇのばね
力に抗してリフトし、第１のポート１１ａと第２のポー
ト１１ｂを連通させると共に、第２のポート１１ｂと第
３のポート１１ｃを遮断する。

【００２１】コントローラ４０は、図示しないＲＯＭ，
ＲＡＭ等の記憶装置、中央演算装置、入出力装置、タイ
マとして使用するカウンタ等を内蔵している。このコン
トローラ４０の入力側には、種々のセンサ、例えば、Ｎ
ｔセンサ２１，Ｎｏセンサ２２，θｔセンサ２３，セレ
クトレバー（図示せず）のポジションセンサ２４，Ｎｅ
センサ２５等が電気的に接続されている。

【００２２】前記Ｎｔセンサ２１は、トルクコンバータ
４のタービン（即ち、歯車変速装置３の入力軸）の回転
速度Ｎｔを検出するタービン回転速度センサである。ま
た、前記Ｎｏセンサ２２は、図示しないトランスファド
ライブギヤの回転速度Ｎｏを検出するトランスファドラ
イブギヤ回転速度センサである。コントローラ４０は、
この回転速度Ｎｏに基づいて車速Ｖを演算することがで
きる。そして、前記θｔセンサ２３は、エンジン１の図
示しない吸気通路途中に配設されたスロットル弁の弁開
度θｔを検出するスロットル弁開度センサである。さら
に、ポジションセンサ２４は、運転席に配設されたセレ
クトレバー（図示せず）が選択している自動変速機２の
走行モードのポジションを検出するセンサである。ま
た、Ｎｅセンサ２５は、エンジン１の回転速度Ｎｅを検
出できるクランク角センサである。これら各センサ２１
〜２５は、所定の時間周期毎に検出信号をコントローラ
４０に供給している。

【００２３】このコントローラ４０は、記憶装置に記憶
された制御手順に従って、自動変速機２のシフトチェン
ジを行う。つまり、コントローラ４０は、各センサ２１
〜２５等からの信号を監視し続けると共に、これらの信
号に基づき自動変速機２の変速段を判断する。そして、
例えば、停車中の自動車を発進させるために、運転者が
セレクトレバーをＮポジションからＤポジションに切り
換えた場合、コントローラ４０は自動変速機２をニュー
トラル状態から第１速へとシフトチェンジさせる。

【００２４】図５及び図６は、セレクトレバーをＮポジ
ションからＤポジションへと切り換え操作した場合にお
ける、自動変速機２のニュートラル状態から第１速への
シフトチェンジの制御ルーチンを示し、コントローラ４
０は、このシフトチェンジの必要性を認識した場合にこ
のルーチンを実行する。図５のステップＳ７０におい
て、コントローラ４０は先ず、Ｎｅセンサ２５からエン
ジン回転速度Ｎｅを読み込んだ後、ステップＳ７２に進
む。ステップＳ７２では、記憶装置に記憶しているマッ
プに基づいて検出したエンジン回転速度Ｎｅに応じた目
標タービン回転速度変化率（Ｎｉ）’を決定する。

【００２５】図７は、目標タービン回転速度変化率（Ｎ
ｉ）’とエンジン回転速度Ｎｅとの関係を概略的に示し
ている。エンジン回転速度Ｎｅが増加すると、目標ター
ビン回転速度変化率（Ｎｉ）’は減少する。つまり、エ
ンジン回転速度ＮｅがＮeaである場合には、目標タービ
ン回転速度変化率（Ｎｉ）’は（Ｎia）’に設定され、
エンジン回転速度ＮｅがＮeb（＞Ｎea）である場合に
は、目標タービン回転速度変化率（Ｎｉ）’は（Ｎi
b）’（＜（Ｎia）’）に設定される。なお、エンジン
回転速度ＮｅがＮeaの場合には、タービン回転速度Ｎｔ
はＮtaに、エンジン回転速度ＮｅがＮebの場合には、タ
ービン回転速度ＮｔはＮtbになる。

【００２６】図５のステップＳ７２を実行して目標ター
ビン回転速度変化率（Ｎｉ）’を決定した後、コントロ
ーラ４０はステップＳ７４に進み、第１速対応ソレノイ
ド弁１１を所定時間にわたりデューティ率１００％で駆
動して第１速対応クラッチ３３をがた詰め操作する（図
８中ｃ時点以前）。そして、図８中ｃ時点において、第
１速対応クラッチ３３のがた詰め操作が完了すると、コ
ントローラ４０は、図６のステップＳ８０に進んでＮｔ
センサ２１からタービン回転速度Ｎｔを読み込む。

【００２７】次に、コントローラ４０はステップＳ８２
に進み、タービン回転速度Ｎｔの変化率（Ｎｔ）’を演
算する。具体的には、コントローラ４０は、前回のステ
ップＳ８０の実行で検出した回転速度Ｎｔと今回のステ
ップＳ８０の実行で検出した回転速度Ｎｔに基づき、回
転速度Ｎｔの時間微分値である回転速度変化率（Ｎ
ｔ）’を求める。なお、記号（Ｎｔ）’は、回転速度Ｎ
ｔの時間微分値を表すものとし、その他の時間微分値も
同様に表すものとする。

【００２８】次に、コントローラ４０はステップＳ８４
に進み、タービン回転速度変化率（Ｎｔ）’と目標ター
ビン回転速度変化率（Ｎｉ）’に基づき、第１速対応ソ
レノイド弁１１のデューティ率Ｄｕを決定する。このデ
ューティ率Ｄｕの求め方は、種々の方法が適用でき、特
に限定されないが、従来公知のＰＩＤ制御における演算
方法が適用できる。

【００２９】この後、コントローラ４０は、ステップＳ
８６に進んで第１速対応ソレノイド弁１１をデューティ
率Ｄｕで駆動し、第１速対応クラッチ３３に供給する作
動油圧をフィードバック制御する。これにより、タービ
ン回転速度Ｎｔは、その変化率（Ｎｔ）’を目標タービ
ン回転速度変化率（Ｎｉ）’に一致させながら、第１速
同期回転速度Ｎ₁(０rpm)に向けて減少を開始する。

【００３０】次に、コントローラ４０はステップＳ８８
に進み、タービン回転速度Ｎｔが第１速同期回転速度Ｎ
₁ に同期したか否かを判別する。具体的に説明すると、
タービン回転速度Ｎｔと第１速同期回転速度Ｎ₁ との差
が所定回転速度（例えば、５０rpm ）よりも小さくなる
と、コントローラ４０はタービン回転速度Ｎｔと第１速
同期回転速度Ｎ₁ との同期が完了したことを検出する。

【００３１】前記フィードバック制御を開始した直後で
は、ステップＳ８８の判別条件は否定となり、コントロ
ーラ４０はステップＳ８０に戻る。つまり、ステップＳ
８８において同期完了を検出するまで、コントローラ４
０はステップＳ８０からＳ８６を繰り返し実行し、第１
速対応クラッチ３３をフィードバック制御する（図８中
ｃ時点からｄ時点間）。

【００３２】この場合、図中破線で示すように、タービ
ン回転速度ＮｔがＮtaであるとき、このタービン回転速
度Ｎｔ（＝Ｎta）は、その変化率（Ｎｔ）’を目標ター
ビン回転速度変化率（Ｎia）’に一致させるようにして
減少し、ｄ時点において第１速同期回転速度Ｎ₁ に同期
する。一方、図中実線で示すように、タービン回転速度
ＮｔがＮtbであるとき、このタービン回転速度Ｎｔ（＝
Ｎtb）は、その変化率（Ｎｔ）’を目標タービン回転速
度変化率（Ｎib）’に一致させるようにして減少し、ｄ
時点において第１速同期回転速度Ｎ₁ に同期する。つま
り、タービン回転速度Ｎｔは、その大小とは無関係にｄ
時点において第１速同期回転速度Ｎ₁ に同期し、ｃ時点
からｄ時点までに要する時間は常に略一定になる。

【００３３】そして、図６のステップＳ８８において、
タービン回転速度Ｎｔと第１速同期回転速度Ｎ₁ との同
期を検出すると（図８中ｄ時点）、コントローラ４０は
ステップＳ９０に進んで第１速対応ソレノイド弁１１を
デューティ率１００％で駆動させ、第１速対応クラッチ
３３を完全に係合せる。これにより、ニュートラル状態
から第１速へのチェンジシフトが終了し、コントローラ
４０はこのルーチンの実行を終了する。

【００３４】なお、本実施例においては、セレクトレバ
ーをＮポジションからＤポジションに切り換え操作し、
自動変速機２をニュートラル状態から第１速にシフトチ
ェンジする場合の変速制御方法について説明したが、こ
れに限るものではなく、セレクトレバーをＮポジション
からＲポジションあるいは第１速ホールドポジションに
切り換え操作し、自動変速機２をニュートラル状態から
後退あるいは第１速にシフトチェンジする場合の変速制
御方法に適用しても良い。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ニ
ュートラル状態から前進段又は後進段への変速時に、摩
擦係合手段の作動油圧をフィードバック制御して、入力
軸の回転速度を、その変化率が目標変化率に一致するよ
うに変化させる場合、前記目標変化率を、変速開始時の
エンジンの回転速度に応じて設定するので、フィードバ
ック制御を開始してからシフトチェンジが完了するまで
に要する時間を、エンジン回転速度とは無関係に略一定
にすることができる。この結果、セレクトレバーを、Ｎ
ポジションからＤポジション等に切換操作した場合のシ
フトフィーリングの向上を図ることができるという優れ
た効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る変速制御方法が実施される車両用
自動変速機の概略構成図である。

【図２】図１の歯車変速装置内のギヤトレインの一部を
示す概略構成図である。

【図３】図２のクラッチを示す断面図である。

【図４】図２及び図３のクラッチを操作する油圧回路の
一部を示す概略構成図である。

【図５】図１及び図４に示すコントローラにより実行さ
れる、セレクトレバーがＮポジションからＤポジション
に切り換え操作された場合のニュートラル状態から第１
速へのシフトチェンジルーチンの制御手順の一部を示す
流れ図である。

【図６】図５に続く流れ図である。

【図７】エンジン回転速度Ｎｅと目標タービン回転速度
変化率（Ｎｉ）’との関係を示す概念図である。

【図８】図５及び図６の制御手順を実施した場合の、タ
ービン回転速度Ｎｔと第１速対応ソレノイド弁のデュー
ティ率の関係を示す図である。

【図９】従来の変速制御方法による入力軸回転速度と変
速時間との関係を示す図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 自動変速機 ３ 歯車変速装置 ５ 油圧回路 １１ 第１速対応ソレノイド弁 ２５ Ｎｅ（エンジン回転速度）センサ ３３ 第１速対応クラッチ ４０ コントローラ

フロントページの続き (72)発明者 吉田 茂幸 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ニュートラル状態から前進段又は後進段
   への変速時に、摩擦係合手段の作動油圧をフィードバッ
   ク制御して、入力軸の回転速度を、その変化率が目標変
   化率に一致するように変化させる車両用自動変速機の変
   速制御方法において、前記目標変化率を、変速開始時の
   エンジンの回転速度に応じて設定することを特徴とする
   車両用自動変速機の変速制御方法。