JPS6280343A - 車輌用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動車等の車輌に用いられる自動変速機の変速
制御装置に係る。

従来の技術 新しい車輌用自動変速機の変速制御装置として、機関出
力と車速とに応じて前進Ｎ個の変速段の間で変速段の切
換え行う第一の変速パターンと、機関出力と車速とに応
じて前進（Ｎ−χ）、例えば（Ｎ−１＞個の変速段の間
で変速段の切換えを行う第二の変速パターンとを有して
いて前記第一の変速パターンと前記第二の変速パターン
のうちから運転者の意志等により選択された何れか一方
の変速パターンに従って変速制御を行うよう構成された
変速制御装置は本願出願人による先の出願である特願昭
５９−１７６２９９号及び特願昭６０−７０６６号の明
細書及び図面に示されている。

この先の出願によるものは、二つの変速パターンのうち
の一方を動力性能重視パターンとし、他方を燃料経済性
ｍ　７３１パターンとしており、この個々の変速パター
ンの特徴が顕著に現われるよう、前記第−の変速パター
ンが動力性能重視型とされ、前記第二の変速パターンが
燃料経済性重視型とされている場合には、前記第一の変
速パターンに於てはｉ番目の変速段領域、例えば第一速
段領域が前記第二の変速パターンに於ける第一速段領域
に比して高車速側へ拡大され且前記第二の変速パターン
に於ける（ｉ　＋２）番目の変速段領域、例えば第三速
段領域の一部が（ｉ＋１）番目の変速段、例えば第二速
段となるよう、前記第一の変速パターンに於てのみ成立
する（ｉ＋１）番目の変速段へのシフトアップ車速は同
一機関出力に於て前記第二の変速パターンに於ける（ｉ
　＋２）番目の変速段へのシフトアップ車速に比して高
車速になっており、また前記第一の変速パターンが燃料
経済性重視型とされ、前記第二の変速パターンが動力性
能重視型とされている場合には、前記第二の変速パター
ンに於てはｉ番目の変速段領域が前記第一の変速パター
ンに於ける場合に比して高車速側へ拡大され且前記第−
の変速パターンに於ける（ｉ　＋２）番目の変速段領域
の実質的に全てが＜ｉ＋１）番目の変速段となるよう前
記第一の変速パターンに於てのみ成立する（ｉ＋１）番
目の変速段へのシフトアップ車速は同一機関出力に於て
前記第二の変速パターンに於ける（ｉ　＋２）番目の変
速段へのシフトアップ車速と略同等になっている。

発明が解決しようとする問題点 ところで、ｉ番目の変速段の次に高い変速段が（ｉ＋１
）番目である時にｉ番目の変速段に於て得られる駆動力
が次に高い変速段に於て得られる駆動力より低くなる車
速は、ｉ番目の変速段の次に高い変速段が（ｉ　＋２）
番目である時にｉ番目の変速段に於て得られる駆動力が
次に高い変速段に於て１りらる駆動力より低くなる車速
に比して低く、このことからこれらの変速段領域に於て
大きい駆動力が得られるようにするためにはこの車速−
駆動力特性に基いてｉ番目の変速段から（ｉ＋１）番目
の変速段へのシフトアップ車速はｉ番目の変速段から（
ｉ　＋２）番目の変速段へのシフトアップ車速に比して
低車速であるべきである。

本発明は上述の如き観点に基いてシフトアップ車速を決
定された変速パターンに従って変速制御を行う車輌用自
動変速機の変速制御装置を提供することを目的としてい
る。

問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、機関出力と車速と
に応じて前進Ｎ個の変速段の間で変速段の切換えを行う
第一の変速パターンと、機関出力と車速とに応じて前進
（Ｎ−χ）の変速段の間で変速段の切換えを行う第二の
変速パターンとを有していて前記第一の変速パターンと
前記第二の変速パターンのうちから選択された何れか一
方の変速パターンに従って変速制御を行う車輌用自動変
速機の変速ｖ制御装置に於て、前記第二の変速パターン
に於ては成立せずに前記第一の変速パターンに於てのみ
成立する（ｉ＋１）番目の変速段へのシフトアップ車速
は同一機関出力に於て前記第二の変速パターンに於【ノ
る（ｉ　＋２）番目の変速段へのシフトアップ車速に比
して低重速であることを特徴とする車輌用自動変速機の
変速制御装置によって達成される。

発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、第一の変速パターンが選ばれ
ている時も第二の変速パターンが選ばれている時もｉ番
目乃至（＋　＋２）番目の各変速段に於て無駄なく大き
い動力が得られ、そして変速の頻度が多いことが嫌われ
る場合は第二の変速パターンが選択されれば良い。

実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明による制御方法を適用される車輌用自動
変速機の構成を前回的に示している。自動変速機１は、
ポンプ羽根車３とタービン羽根車４とステータ羽根車５
と直結クラッチ６とを有する三要素一段二相型の一般的
な直結クラッチ付流体式トルクコンバータ２と、補助変
速装置としての歯車変速装置７とを有し、流体式トルク
コンバータ２の入力部材であるポンプ羽根車３は内ｍｍ
１１１００の出力軸１０１に駆！７＋連結され、流体式
トルクコンバータ２の出力部材であるタービン羽根車４
は歯車変速装置７の入力軸９に駆動連結され、歯車変速
装置７の出力軸８は車輌の図示されていない駆動車輪に
差動歯車装置を経て駆動連結されている。

歯車変速装置７は副歯車変速装置１０と主歯車変速装置
１１とを互いに直列に有している。

副歯車変速装置１０は、従来の第４速型自動変速機に於
けるオーバドライブ用歯車変速装置であり、サンギア１
２と、サンギア１２と開広に設けられたリングギア１３
と、サンギア１２とリングギア１３との門にあって該両
者に噛合したプラネタリビニオン１４と、プラネタリビ
ニオン１４を回転可能に支持したキャリア１５と、サン
ギア１２に対するキャリア１５の左回転を阻止するワン
ウェイクラッチ（Ｆｏ）１６と、サンギア１２とキャリ
ア１５とを選択的に連結するＯＤクラッチ（Ｃｏ　）　
１７と、サンギア１２をトランスミッションケースに対
し選択的に固定する００ブレーキ（Ｂｏ）１８とを含ん
でおり、キャリア１５を入力軸９に駆動連結され、ＯＤ
クラッチ１７とＯＤブレーキ１８との選択的な係合によ
って二つの変速段の間に切換えられるようになっている
。

主歯車変速装＠１１は、中間軸１９によって互いに連結
されたフロントサンギア２０及びリアサンギア２１と、
フロントサンギア２０と同心に設けられたフロントリン
グギア２２と、リアサンギア２１と同心に設けられたリ
アリングギア２３と、フロントサンギア２０とフロント
リングギア２２との間にあって該両者に噛合したフロン
トプラネタリビニオン２４と、リアサンギア２１とリア
リングギア２３との間にあって該両者に噛合したリアプ
ラネタリビニオン２５と、フロントプラネタリビニオン
２４を回転可能に支持したフロントキャリア２６と、リ
アプラネタリビニオン２５を回転可能に支持したリアキ
ャリア２７と、主歯車変速装置１１の前進走行用入力部
材であるフロントリングギア２２を副歯車変速装置１０
の出力部材であるリングギア１３に選択的にトルク伝達
関係に接続するフォワードクラッチ（Ｃ＋）２８と、中
間軸１９とリングギア１３とを選択的にトルク伝達関係
に接続するダイレクトクラッチ（Ｃ２）２つと、中間軸
１９をトランスミッションケースに対し選択的に固定す
るシフト用ブレーキ（８重）３０と、リアキャリア２７
をトランスミッションケースに対し選択的に固定するも
う一つのシフト用ブレーキ（Ｂ２＞３１と、リアキャリ
ア２７の左回転をロックＪるワンウェイクラッチ（Ｆ＋
　）３２とを有しており、フロントキャリア２６及びリ
アリングギア２３を出力軸８に駆動連結され、前記複数
個のクラッチと前記複数個のブレーキとが所定の組合け
にて係合及び解放されることにより前進三段と後進一段
の複数個の変速段の間に切換えられるようになっている
。

歯車変速装置７は副歯車変速装＠１０と主歯車変速装置
１１の複数個のクラッチと複数個のブレーキとが次に示
された表に従って係合及び解放されることにより副歯車
変速装置１０と主歯車変速装置１１との共動作用によっ
てオーバドライブ段を含む前進三段と後進一段の複数個
の変速段を選択的に達成する。

第−速　　　　　ＯｘＯ×××Δ△ Ｄ　第二速　　　　　ＱＸＸＸＸ○△×し　第三速　　
　　　○×ＯＯ×××△ン　第四速　　　　　ｏｏｏｘ
ｘｘｘ△ジ　第五速％　　　　Ｑ　Ｑ　ｘ　ｘ　ｘ　Ｑ
　ｘ　ｘ第−速　　　　　ＯｘＯ×××ΔΔ Ｓ　第二速　　　　　Ｏ×××Ｏ○Δ×′つ　第三速　
　　　　□ｘ００ｘｘｘ△し　第−速　　　　　Ｏ×○
×Ｏ×Δ△１今　第二速　　　　　Ｏ×××○Ｏ△×こ
の表に於て、Ｏ印は当該クラッチ或いはブレーキが係合
されていることを示し、Ｘ印は当該クラッチ又はブレー
キが解放されていることを示し、Δ印は当該ワンウェイ
クラッチが内燃機関側より駆動車輪を駆動するエンジン
ドライブ時には係合〈ロック）され、駆動車輪側より内
燃機関が駆動されるエンジンブレーキ時には解放（フリ
ー）されることを示している。

尚、ｌ−レンジに於ては、第二速段へのアップシフトは
行われず、第二速段より第一速段へのダウンシフ１〜の
みが行われる。

副歯車変速装置１０は、ＯＤブレーキ１８が解放されて
ＯＤクラッヂ１７が係合してサンギア１２とキャリア１
５とが接続されている時には直結段を達成し、これに対
しＯＤクラッチ１７が解放されてＯＤブレーキ１８が係
合してサンギア１２がトランスミッションケースに対し
固定されている時には増速段を達成する。副歯車変速装
置１０は上述の表からも明らかな如く、フォワードクラ
ッチ２８とダイレクトクラッチ２９とが共に係合して主
＃Ａ！！変速装置１１の変速段が最高速変速段（直結段
）である時とフォワードクラッチ２８が係合して主歯車
変速装置１１の変速段が最低速変速段（第一速段）であ
る時に直結段との増速段との間に切換えられ、主歯車変
速装置１１の変速段が第二速段である時には前記直結段
に固定され、これにより第五速段であるオーバドライブ
段に加えて主歯車変速装置１１の最低速変速段とそれよ
りもう一つ高速側の変速段（従来の第二速段）との間に
もう一つの変速段が新に成立し、これによって全体とし
て前進石段が成立するようになる。

流体式トルクコンバータ２に組込まれた直結クラップ−
６と副歯車変速装置１０と主歯車変速装置１のクラッチ
１７．２８．２９と、ブレーキ１８．３ｏ、３１は各々
油圧サーボ装置により駆動されて選択的に係合作動する
油圧作動式のものであり、前記油圧サーボ装置に対する
油圧の給排を制御する油圧制御装置と該油圧制御装置の
油路の切換を指示するマイクロコンピュータを含んだ電
子制御装置による制御によって各マニュアルシフトレン
ジ毎に車速とスロットル開度とに応じて予め定められた
変速パターンに従って前記クラッチと前記ブレーキの係
合と解放が上述の如き組合せにて行われることにより歯
車変速装置７の変速段が切換設定され、また直結クラッ
チ６の係合と解放が行われる。

第２図は本発明による制御方法の実施に使用される車輌
用自動変速機の制御装置の一つの実施例を示している。

第２図に於て、４０は油圧制御装置を、６０は電子制御
装置を各々示している。

油圧制御装置４０は、流体式トルクコンバータ２のポン
プ羽根１３に駆動連結された内燃機関１００により駆動
されるオイルポンプ４１と、オイルポンプ４１より油圧
を供給され、デユーティ比制御によって内燃機関１００
の出力状態に応じて定められたライン油圧を発生するラ
イン油圧用ソレノイド弁４２と、マニュアルシフトレバ
−４３によって手動操作されマニュアルシフトレンジを
設定するマニュアルシフト弁４４と、直結クラッチ６の
係合と解放を行う直結クラッチ制御弁４５及び直結クラ
ッチ制御弁４５の切換を制’ｄＤする直結クラッチ用ソ
レノイド弁４６と、副歯車変速装置Ｈ１０（７）ＯＤク
ラッチ１７とＯＤブレーキ１８の何れか一方に選択的に
油圧を供給して副歯車変速装置１０の変速段を切換える
副変速機用変速弁４７及び副変速機用変速弁４７の切換
制御を行う副変速機用ソレノイド弁４８と、主歯巾変速
装置１１のフォワードクラッチ２８とダイレクトクラッ
チ２９とシフト用ブレーキ３０及び３１に対する油圧の
給排を制御する第一変速弁４９及び第二変速弁５０と、
第一変速弁４９及び第二変速弁６０の切換制御を行う主
変速装置用ソレノイド弁５１とを含んでいる。

副変速機用変速弁４７は、スプール弁により構成され、
その制御ボートに所定の制御油圧を供給されているか否
かにより切換ねるようになっており、その制御ボートに
対する前記制御油圧の供給が副変速装置用ソレノイド弁
４８によりオン−オフ式に行われるようになっている。

例えばソレノイド弁４８に通電が行われている時には副
変速機用変速弁４７の前記制御ボートに前記制御油圧が
供給されて該変速弁が増速段達成位置に切換ねり、これ
により副歯車変速装置１０の変速段が増速段になり、こ
れに対しソレノイド弁４８に通電が行われていない時に
は副変速機用制御弁４７の前記制御ボートの前記制御油
圧が排出され該変速弁が直結段達成位置に切換ねり、こ
の時には副歯車変速装置１０が直結段を達成するように
なっている。

第一変速弁４９と第二変速弁５０は各々制御ボートに供
給される制御油圧の高さに応じて各々個別に切換ねるよ
う構成されており、例えば第一の変速弁４９はその制御
ボートに第一所定値の制御油圧を供給されているか否か
によって切１負わり、第二変速弁５０はその制御ボート
に前記第一の所定値より高い第二の所定値の制御油圧が
供給されてるか百かによって切換ねるようになっている
。

主変速装置用ソレノイド弁５１はデユーティ比制御によ
って第一変速弁４９及び第二変速弁５０の制御ボートに
供給する制御油圧を発生するものであり、該ソレノイド
弁は、第一の値にょるデユーティ比のパルス信号によっ
て駆動されている時には第一の所定値の油圧を発生し、
第二の値のデユーディ比のパルス信号によって駆動され
る時には前記第二の所定値の油圧を発生するようになっ
ている。

尚、−ヒ述の如き変速弁及びその制御装置は実願昭５５
−２６５９６号（実公昭５８−３８１８６号）及び特願
昭５５−１０７２６０号（特開昭５６−２４２４６号）
に於て既に提案されており、このことについてより詳細
な説明が必要であるならば、これら出願の公報を参照さ
れたい。

電子制御装置６０は、スロットル開度と車速とに応じて
決められた第一の変速パターンと第二の変速パターンを
含む複数個の変速パターンを予め記憶しており、スロッ
トル開度センサ６１より内燃機関１００のスロットル開
度に関する情報を、車速センサ６２より車速に関する情
報を、パターンセレクトスイッヂ６３より選択された変
速パターンに関する情報を、シフトポジションセンサ６
４よりマニュアルシフトレンジに関する情報を各々与え
られ、これら情報と選択された前記変速パターンとに応
じて直結クラッチ用ソレノイド弁４６と副変速機用ソレ
ノイド弁４８へオン−オフ信号を出力し、またライン油
圧用ソレノイド弁４２と主変速機用ソレノイド弁５１と
へ所定のデユーティ比のパルス信号を出力して直結クラ
ッチ６の係合制御と歯車変速装置７の変速段制御とを行
うようになっている。尚、スロットル開度は機関出力を
代表する情報として用いられ、これはアクセルペダルの
踏込量、機関出力軸の１−ルクであっても良い。

前記第一の変速パターンは、第３図に示されている如く
、第一速段と第二速段と第三速段と第四速段と第五速段
の五個の変速段の間で変速段の切換えを行うようになっ
ていて、１→２シフトアツプ線と２→３シフトアツプ線
と３→４シフトアツプ線と４→５シフトアツプ線と５→
４シフトダウン線と４→３シフトダウン線と３→２シフ
トダウン線と２→１シフトダウン線とを各々備えている
。

これに対し前記第二の変速パターンは、第４図に示され
ている如く、第一速段と第三速段と第四速段と第五速段
の四個の変速段の間で変速段の切換えを行うようになっ
ていて第二速段を成立せず、１→３シフトアツプ線と３
→４シフトアツプ線と４→５シフトアツプ線と５→４シ
フトダウン線と４→３シフトダウン線と３→１シフトダ
ウン線とを備えている。前記第一の変速パターンに於け
る２−１段から第二速段へのシフトアップ車速は同一ス
ロットル開度に於て前記第二の変速パターンに於ける第
一速段から第三速段へのシフトアップ車速に比して低車
速に設定されており、また前記第二の変速パターンに於
ける第一速段より第三速段へのシフトアップ車速は同一
ス［１ットル開度に於て前記第一の変速パターンに於け
る第二速段より第三速段へのシフトアップ車速に比して
低車速に設定されている。

第５図は第一速段と第二速段と第三速段の各々の変速段
に於ける駆動力と車速との関係を示している。第５図に
示された駆動カー車速特性からして、駆動力の低下をｔ
ａ　＜ことなく第一速段から第三速段ヘシフトアップを
行うべき車速は第一速段の特性線と第三速段の特性線と
が交差する車速■４より少し低い車速ｖ３である。これ
に対し第一速段より第二速段へのシフトアップ車速が車
速■３であると、この車速ｖ３は第一速段の特性線と第
二速段の特性線とが交差する車速Ｖ２より高車速である
ことにより車速■２より高車速の領域に於ては第一速段
に於て１ｎられる駆動力は第二速段に於て駆動力より小
さくなってしまい、この駆動力特性からして第一速段よ
り第二速段へのシフトアップ車速がｖ３であることは不
適当であり、第一速段から第二速段ヘシフトアップを行
うべき車速は第一速段の特性線と第二速段の特性線とが
互いに交差する車速ｖ２より少し低い車速ｖＩである。

この様に駆動力と車速との関連特性から見れば、第一速
段より第二速段へのシフトアップ車速は同一機関出力に
於て第一速段より第三速段へのシフトアップ車速に比し
て低車速ぐあり、この性能特性からして本発明に於ける
変速制御装置に於ては、第３図及び第４図に示されてい
る変速パターンの如く、第一の変速パターンに於ける１
→２シフトアツプ線は第二の変速パターンに於ける１→
３シフトアツプ線より図にて左側の低車速側に設けられ
ている。

上述の如く第一の変速パターンと第二の変速パターンと
が各々設定されていることにより、何れの変速パターン
が選ばれても第一速段乃至第三速段の低乃至中速運転域
に於ては大きい駆動力が１ｑられ、浸れた走行性能が得
られる。

以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による変速制御装置と組合せられて用い
られる車輌用自動変速機の一つの実施例を示づ概略構成
図、第２図は本発明による変速制御装置の一つの実施例
を示す概略構成図、第３図は本発明による変速制御′Ｊ
Ａ置に用いられる第一の変速パターンの一例を示す変速
線図、第４図は本発明による変速制御装置に用いられる
第二の変速パターンの一例を示す変速線図、第５図は各
変速段に於ける駆動力と車速との関係を小寸グラフであ
る。 １・・・車輌用自動変速機、２・・・流体式トルクコン
バータ、３・・・ポンプ羽根車、４・・・タービン羽根
車。 ５・・・ステータ羽根車、６・・・直結クラッチ、７・
・・歯車変速装置、８・・・出力軸、９・・・入力軸、
１０・・・副歯車変速装置、１１・・・主歯車変速装置
、１２・・・サンギア、１３・・・リングギア、１４・
・・プラネタリビニオン、１５・・・キャリア、１６・
・・ワンウェイクラッチ、１７・・・ＯＤクラッチ、１
８・・・ＯＤブレーキ。 １９・・・中間軸、２０・・・フロントキャリア、２１
・・・リアサンギア、２２・・・フロントリングギア、
２３・・・リアリングギア、２４・・・フロントプラネ
タリビニオン、２５・・・リアプラネタリビニオン、２
６・・・フロントキャリア、２７・・・リアキ↑Ｉリア
、２８・・・フォワードクラッチ、２つ・・・ダイレク
トクラッチ。 ３０．３１・・・シフト用ブレーキ、３２・・・ワンウ
ェイクラッチ、４０・・・油圧制御装置、４１・・・オ
イルポンプ、４２・・・ライン油圧用ソレノイド弁、４
３・・・マニュアルシフトレバ−１４４・・・マニュア
ルシフト弁、４５・・・直結クラッチ制御弁、４６・・
・直結クラッチ用ソレノイド弁、４７・・・副変速機用
変速弁、４８・・・副変速機用ソレノイド弁、４つ・・
・第一変速弁、５０・・・第二変速弁、５１・・・主変
速装置用ソレノイド弁、６０・・・電子制御装置、６１
・・・スロットル開度セン）す、６２・・・車速センナ
、６３・・・パターンセレクトスイッチ、６４・・・シ
フトポジションセンサ、１００・・・内燃機関、１０１
・・・出力軸持　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式
会社代　　　理　　　人　　弁理士　　明石　昌毅第２
図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 機関出力と車速とに応じて前進Ｎ個の変速段の間で変速
   段の切換えを行う第一の変速パターンと、機関出力と車
   速とに応じて前進（Ｎ−χ）の変速段の間で変速段の切
   換えを行う第二の変速パターンとを有していて前記第一
   の変速パターンと前記第二の変速パターンのうちから選
   択された何れか一方の変速パターンに従って変速制御を
   行う車輌用自動変速機の変速制御装置に於て、前記第二
   の変速パターンに於ては成立せずに前記第一の変速パタ
   ーンに於てのみ成立する（ｉ＋１）番目の変速段へのシ
   フトアップ車速は同一機関出力に於て前記第二の変速パ
   ターンに於ける（ｉ＋２）番目の変速段へのシフトアッ
   プ車速に比して低車速であることを特徴とする車輌用自
   動変速機の変速制御装置。