JP2002168331A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Abstract
の変化に応じて最適なヒルホールド制御を行なうことが
できる自動変速機の制御装置を提供すること。 【解決手段】 トルクコンバータ2と、係合によりトル
クコンバータ2と自動変速機10とを連結するとともに
自動変速機10の前進段を達成する第1摩擦係合要素C
1と、係合力に応じて出力軸12の逆転を阻止する力を
変化可能な第3摩擦係合要素B1と、走行レンジの選択
時に車両の停止状態を検出する車両停止検出手段(4
3、44、45、46、400)と、車両の重量を検出
する車両重量検出手段(47、400)と、走行レンジ
の選択時に車両の停止状態のときに第1摩擦係合要素C
1を非係合するとともに車両の重量に応じた係合力で第
3摩擦係合要素B1を係合する制御手段(300、40
0)と、を備える自動変速機の制御装置。
Description
装置に関するものであり、特にニュートラル制御とヒル
ホールド制御に関するものである。
の滑り損失を減少するために、走行レンジ且つ車両停止
時には自動変速機をニュートラル状態とする、所謂ニュ
ートラル制御が行なわれている。しかしながら、自動変
速機のニュートラル制御時には車両の駆動力が消滅して
しまうので、登坂路等では車両が後進してしまう、とい
う問題がある。そこで、自動変速機内部の出力軸逆転防
止機構を用いたヒルホールド制御を行ないながらニュー
トラル制御を行なって上記の問題を解決する技術が知ら
れている。このような技術として、特開平11−166
614号公報に開示される技術がある。この公報には、
エンジンと連結された流体伝動装置と、前進走行レンジ
が選択されたときに係合させられるクラッチと、係合時
に車両の後退を阻止して自動変速機にヒルホールド状態
を形成するブレーキと、前進走行レンジが選択され、ア
クセルペダルが解放され、かつ、ブレーキペダルが踏み
込まれているときに、車両停止状態を検出する停止状態
検出手段と、車両停止状態が検出されたときに、クラッ
チをほぼ解放された状態にしてニュートラル制御を行う
クラッチ解放手段と、クラッチ解放手段によってクラッ
チがほぼ解放された状態にされたときに、ブレーキを係
合させてヒルホールド制御を行うブレーキ係合手段とを
有することで、エンジンのマウント状態に負荷が加わら
ない状態でニュートラル制御を行うことができ、燃費を
十分に良くすることができ、エンジンに発生した振動が
運転席に伝達されるのを十分に防止することができる自
動変速機の制御装置を提供することができるものであ
る。
従来の技術では、ヒルホールド制御を行なう条件として
車両の重量が考慮されておらず、例えば商用車等の積載
重量が大きく変化するような車両にこの制御を採用する
場合には、積載重量が大きいときにヒルホールド制御を
行なう際に自動変速機のブレーキ係合圧が不足する場合
が考えられ、十分なヒルホールド制御が行なわれない可
能性がある、という問題がある。また、積載重量が大き
いときでも確実にヒルホールド制御できるようにブレー
キ係合圧を大きく設定しておくと、積載重量が少ないと
きに急勾配の登坂路でアクセルを解放しても車両が全く
後退することがなくなり、運転者が違和感を感じること
があり、これもまた好ましくない。
うとともに車両重量の変化に応じて最適なヒルホールド
制御を行なうことができる自動変速機の制御装置を提供
することを技術的課題とする。
に請求項1の発明は、流体を介してエンジンの回転を自
動変速機に伝達可能なトルクコンバータと、係合により
トルクコンバータと自動変速機とを連結する第1摩擦係
合要素と、係合により自動変速機の前進段を達成可能な
第2摩擦係合要素と、係合力に応じて自動変速機の出力
軸の逆転を阻止する力を変化可能な第3摩擦係合要素
と、走行レンジの選択時に車両の停止状態を検出する車
両停止検出手段と、車両の重量を検出する車両重量検出
手段と、車両停止検出手段により走行レンジの選択時に
車両の停止状態であることを検出すると、第1摩擦係合
要素及び第2摩擦係合要素を非係合するとともに車両重
量検出手段により検出される車両の重量に応じた係合力
で第3摩擦係合要素を係合する制御手段と、を備える自
動変速機の制御装置とした。
ジの選択時に車両の停止状態であるときには第1摩擦係
合要素と第2摩擦係合要素を非係合することでニュート
ラル制御を行なって、トルクコンバータ内の流体滑り損
失を減少する。それと同時に車両の重量に応じた係合力
で第3摩擦係合要素を係合するので、例えば積載量の変
化により車両の重量が大きくなったり小さくなったりす
る場合であっても、車両の重量に応じて出力軸の逆転を
阻止する力を変化させるヒルホールド制御を行なうこと
ができる。
すように、車両重量検出手段が検出する車両の重量が大
きくなるにつれて第3摩擦係合要素の係合力が大きくな
ると、車両の重量が大きいときほど自動変速機の出力軸
の逆転を阻止する力が大きくなるので、例えば車両の重
量が大きい場合であっても、確実なヒルホールド制御を
行なうことができる。更に、車両の重量が小さい場合に
は出力軸の逆転を阻止する力が大きくなりすぎることが
無いので、運転者に違和感のない最適なヒルホールド制
御を行なうことができる。
と第2摩擦係合要素とを共通の1つの摩擦係合要素から
構成すると、制御手段にてニュートラル制御時に制御さ
れる要素が少なくなって制御が簡素化され、好適であ
る。
状態において車速が略0でアクセルペダルが踏込まれて
おらず且つブレーキペダルが踏込まれているときに車両
停止検出手段が車両の停止状態として検出するものであ
り、車両停止検出手段が検出する車両の停止状態を具体
的に示すものである。
面に基づいて説明する。図1は自動変速機10をスケル
トン図で示した本実施の形態に係る全体構成を示す概略
図である。
0の出力軸(図示省略)に接続される自動変速機10
と、図1のスケルトン図で示す自動変速機10に組み込
んだ油圧駆動式の5つの摩擦係合要素への油圧の供給お
よび排出を制御する図2の油圧回路図で示した油圧制御
部300と、この油圧制御部300内の複数のソレノイ
ドバルブの作動を制御する制御部としての電子制御部4
00等によって構成されている。本実施の形態では、油
圧制御部300と電子制御部400とで請求の範囲で述
べた制御手段を構成するものとする。
の出力軸である入力軸11と、図示しない差動装置を介
して車軸に連結される出力軸12と、入力軸11と連結
するサンギアを有する第1列のダブルピニオンプラネタ
リギヤG1と、第2列のシングルピニオンプラネタリギ
ヤG2及び第3列のシングルピニオンプラネタリギヤG
3を備え、第1の摩擦クラッチC1と、第2の摩擦クラ
ッチC2と、第3の摩擦クラッチC3と、第1の摩擦ブ
レーキB1と、第2の摩擦ブレーキB2との5つの摩擦
係合要素と、ワンウェイクラッチF1とを備え、油圧制
御部300および電子制御部400により5つの摩擦係
合要素への油圧の供給を切換えて、前進6段後進1段の
変速段を達成する。本実施の形態では、第1の摩擦クラ
ッチC1が請求の範囲で述べた第1摩擦係合要素及び第
2摩擦係合要素を構成し、第1の摩擦ブレーキB1が請
求の範囲で述べた第3摩擦係合要素を構成している。
て、図2の油圧回路図を用いて説明する。油圧制御部3
00は、オイルポンプ20と、ライン圧を生成するレギ
ュレータバルブ30と、ライン圧を減圧するモジュレー
タバルブ40と、図示しない手動レバーの操作によって
走行レンジの切換えを行うマニュアルバルブ50と、レ
ギュレータバルブ30を介してオイルポンプ20からの
油圧を利用して、通電電流に応じた調整圧を出力する第
1のソレノイドバルブであるリニアソレノイドバルブ6
0、70、80と、リニアソレノイドバルブ60、7
0、80から出力される調整圧を導入するとともに導入
した油圧に応じて出力する制御圧を生成する制御バルブ
90、100、110と、各制御バルブ90、100、
110から出力された制御圧を導入して摩擦係合要素の
2重係合を防止するための3つのフェールバルブ12
0、130、140と、フェールバルブ120、13
0、140を介して制御バルブ90、100、110か
ら出力された制御圧を導入するとともに供給される油圧
に応じて各摩擦係合要素への制御圧の供給を切換える5
つのシフトバルブ150、160、170、180、1
90と、通電電流に応じて各シフトバルブ150、16
0、170、180、190の位置を切換える第2のソ
レノイドバルブであるON−OFFソレノイドバルブ2
00、210、220とを備える。
って軸方向に作動させられるスプール50Aを有するス
プールバルブであり、手動レバーに連動してP(パーキ
ング)レンジ、R(レバース)レンジ、N(ニュートラ
ル)レンジ、D(ドライブ)レンジ、3レンジ、2レン
ジ及びL(ロー)レンジの7つのレンジに切替えられ、
各レンジでオイルポンプ20と制御バルブ90、オイル
ポンプ20とシフトバルブとの連通が切替えられる。
係合要素の係合・非係合及び変速段の関係を図3に示
す。
ノイドバルブとは、オイルポンプ20から出力される油
圧(オイルポンプ20から直接供給される油圧だけでな
く、オイルポンプ20から別のバルブを介して出力され
る油圧も含む)を利用して、通電電流に応じた連続的な
調整圧を出力することが可能なソレノイドバルブであ
り、ON−OFFソレノイドバルブとは、通電・非通電
に応じて出力する圧力を断続的に切換えることが可能な
ソレノイドバルブである。
イドバルブ200、210、220の通電状態を切換え
ることなくリニアソレノイドバルブ60、70、80の
通電制御のみにより摩擦係合要素に供給される制御圧を
制御して所定の変速段を達成する複数のシフトパターン
を設定している。本実施の形態では、各ON−OFFソ
レノイドバルブ200、210、220の通電・非通電
の組合せによってシフトパターン1〜シフトパターン7
の7つのシフトパターンを設定している。
ブ60、70、80の非通電状態では調整圧が最大とな
り、通電状態においては、通電電流が大きくなるにつれ
て調整圧が小さくなり、通電電流の最大値では調整圧が
制御バルブ90、100、110に供給されないように
構成されている。すなわち、リニアソレノイドバルブ6
0、70、80が非通電状態では制御バルブから出力さ
れる制御圧が最大で、通電状態では、リニアソレノイド
バルブ60、70、80への通電電流が小から大になる
につれて制御圧が小さくなり、通電電流の最大値では制
御圧が生成されないようになっている。また、ON−O
FFソレノイドバルブ200は、非通電状態で油圧をシ
フトバルブに供給し、通電状態ではシフトバルブには油
圧が供給されないように構成される常開弁であり、ON
−OFFソレノイドバルブ210、220は、通電状態
で油圧をシフトバルブに供給し、非通電状態ではシフト
バルブには油圧が供給されないように構成される常閉弁
である。尚、3つのリニアソレノイドバルブ60、7
0、80の他にリニアソレノイドバルブ230を備える
が、このリニアソレノイドバルブ230はトルクコンバ
ータ2のロックアップを制御するためのロックアップ制
御バルブ240への調整圧を生成するものである。
タを備えていて、エンジン500の出力軸の回転数を検
出するエンジン回転数センサ41、自動変速機10の入
力軸11の回転数を検出する入力軸回転数センサ42、
自動変速機10の出力軸12の回転数(当該車両の車速
に対応する)を検出する出力軸回転数センサ43、エン
ジン500のスロットル開度と連動するアクセルペダル
51の踏込み量を検出するアクセル開度センサ44、運
転者の操作による手動レバー(図示せず)のレンジを検
出するポジションセンサ45、運転者によるブレーキペ
ダル52の踏込みを検出するブレーキセンサ46、車軸
から車体までの距離を検出する車高センサ47にそれぞ
れ接続されている。そして、これらセンサの出力に基づ
いて所望の変速段となるように各リニアソレノイド6
0、70、80およびON−OFFソレノイド200、
210、220への通電を制御する。本実施の形態で
は、電子制御部400と車高センサ47とで請求の範囲
で述べた車両重量検出手段を構成しており、電子制御部
400内で車高センサ47が検出した車高と積載重量が
0のときの車高との差を求め、この差に係数を積した値
に積載重量が0のときの車両の重量を加えることにより
実際の車両の重量Aを検出している。また、出力軸回転
数センサ43、アクセル開度センサ44、ポジションセ
ンサ45、ブレーキセンサ46及び電子制御部400と
で請求の範囲で述べた車両停止検出手段を構成してい
る。
るシフトパターンと各構成の状態との関係を図4に示
す。
は各シフトパターンにおけるON−OFFソレノイドバ
ルブ200、210、220への通電状態を示してお
り、摩擦係合要素の欄は各シフトパターンにおける各制
御バルブ90、100、110からの制御圧を供給可能
な摩擦係合要素を示しており、出力可能変速段の欄は各
シフトパターンにおいて出力が可能な変速段(定常走行
時の変速段、変速時に移行可能な変速段)を示してい
る。各シフトパターンにおける定常走行時の変速段は、
ダウンシフト時における応答性の観点から出力可能な変
速段の高速段側に設定されている。
ュートラル制御及びヒルホールド制御について、図5の
フローチャートを用いて説明する。先ず、ステップ10
1で前述したように車高センサ47及び電子制御部40
0から車両の重量Aを検出する。ステップ102に進ん
で、ニュートラル制御及びヒルホールド制御の開始条件
が成立しているか否かを判断する。ニュートラル制御及
びヒルホールド制御の開始条件は、ポジションセンサ4
5の検出値がDレンジであり、出力軸回転数センサ43
の検出値が0、アクセル開度センサ44の検出値が0、
ブレーキセンサによりブレーキペダル52の踏込みが検
出、の全ての条件が同時に満たされたことを電子制御部
400が判断すると成立する。開始条件成立直前では車
両は低車速で走行しているので、自動変速機は図5のシ
フトパターン2で1速を画成している。ステップ102
で開始条件が成立すると、ステップ103に進み、ニュ
ートラル状態を作るべくON−OFFソレノイドバルブ
220を通電から非通電に切換えてシフトパターン2か
らシフトパターン1へ移行する。これにより、摩擦クラ
ッチC1へ供給される油圧PC1がライン圧からリニア
ソレノイド80により生成される油圧に切換えられる。
尚、シフトパターン2からシフトパターン1への移行に
よって油圧PC1が急激に変化しないように、シフトパ
ターン2ではリニアソレノイド80はライン圧と同等の
油圧を生成するように通電制御されている。ステップ1
04にて、ヒルホールド状態を作るべく、ステップ10
1で検出した車両の重量に応じた摩擦ブレーキB1への
目標油圧TPB1を図6のマップに従って決定する。そ
して、ステップ105でリニアソレノイド80を通電制
御して摩擦クラッチC1に供給される油圧PC1を一定
勾配で減圧し、ステップ106にてトルクコンバータ2
の速度比eが所定速度比e1以上か否かを判断する。こ
れは、ニュートラル制御が完了したか否かを判断するス
テップであり、摩擦クラッチC1への油圧PC1が十分
に減圧されてトルクコンバータ2と自動変速機10との
連結が解放されたか否かを判断している。速度比eが所
定速度比e1より小さいと判断されたときにはステップ
105に戻り油圧PC1を一定勾配で減圧する。速度比
eが所定速度比e1以上と判断されると、ステップ10
7に進んで速度比eを所定速度比e1を維持するように
油圧PC1をフィードバック制御する。次に、ステップ
108に進んでリニアソレノイド60を通電制御して摩
擦ブレーキB1へ供給される油圧PB1を一定勾配で増
圧し、ステップ109にて摩擦ブレーキB1へ供給され
る油圧PB1が目標油圧TPB1に達したか否かを判断
する。油圧PB1が目標油圧TPB1より小さいと判断
されたときにはステップ108に戻り油圧PB1を一定
勾配で増圧する。油圧PB1が目標油圧TPB1に達し
たと判断されると、ステップ110に進んで油圧PB1
が目標油圧TPB1を維持するように供給圧を制御す
る。これらのステップ102からステップ110までの
制御によって自動変速機10のニュートラル制御及びヒ
ルホールド制御が行なわれる。ステップ111はニュー
トラル制御及びヒルホールド制御の終了条件が成立して
いるか否かを判断している。これは、ステップ102の
開始条件のうちの少なくとも1つが開始条件から外れる
と成立する。終了条件が成立するとステップ112に進
み、リニアソレノイド60への通電制御により油圧PB
1を減圧させ、更にステップ113にてリニアソレノイ
ド80への通電制御により油圧PC1を増圧させる。ス
テップ112の減圧及びステップ113の増圧は、ステ
ップ114にて前進1速への変速が完了したと判断され
るまで繰り返し行なわれる。前進1速への変速が完了し
たと判断されたときには摩擦ブレーキB1が非係合とな
ってヒルホールド制御状態が解除され、摩擦クラッチC
1が係合してニュートラル制御状態が解除されている。
そして、ステップ115に進んでシフトパターン1から
シフトパターン2へ移行してON−OFFソレノイドバ
ルブ220を非通電から通電に切換えて摩擦クラッチC
1にライン圧を供給する。以上のステップが行なわれ
て、ニュートラル制御及びヒルホールド制御が終了す
る。
びヒルホールド制御に係る自動変速機10の作動につい
て更に説明する。ニュートラル制御が行なわれる前のD
レンジで前進1速の状態では摩擦クラッチC1にライン
圧が供給されて摩擦クラッチC1のみが係合し、それ以
外の摩擦係合要素は非係合である。このときには、エン
ジン500の回転がトルクコンバータ2を介して入力軸
11に伝達される。入力軸11の回転は摩擦クラッチC
1を介して第3列のシングルピニオンプラネタリギヤG
3のサンギアS3に伝達され、出力軸12に伝達され
る。この状態でブレーキペダル52が踏込まれて車両が
停止すると、出力軸12の回転が0となって出力軸12
に伝達されていた入力軸11の回転はトルクコンバータ
2内で滑り損失となる。ステップ102の開始条件が成
立すると摩擦クラッチC1が非係合となって入力軸11
から出力軸12への回転が伝達されなくなり、トルクコ
ンバータ2と自動変速機10とが連結されなくなる。こ
れによって、ニュートラル状態が達成され、トルクコン
バータ2内の滑り損失が低減する。また、ニュートラル
制御中に摩擦ブレーキB1に油圧が供給されて車両の重
量Aに応じた係合圧で摩擦ブレーキB1が係合すること
により、登坂路でのニュートラル制御中に車両が後退し
ようとして出力軸12が前進方向と逆方向に回転した場
合にはワンウェイクラッチF1及び摩擦ブレーキB1の
係合によって第2シングルプラネタリギアG2と第3シ
ングルプラネタリギアG3とが回転不能になり、車両の
重量Aに応じて出力軸12の逆転を阻止する力が変化す
るヒルホールド制御が行なわれる。
たが、本発明は上述した実施の形態に限定されるもので
はなく、例えば車両の重量Aを検出する車両重量検出手
段として、積載量を直接検出する重量センサから車両の
重量を検出したり、また、エンジン500の回転数、入
力軸11の回転数、出力軸12の回転数及び変速段から
車両の推定駆動力を演算し、この推定駆動力と車両の加
速度から重量を推定してもよい。更に、自動変速機の構
造(ギアトレーン)についても、本実施の形態に示す構
造以外にも、請求の範囲の第1摩擦係合要素、第2摩擦
係合要素及び第3摩擦係合要素に相当する摩擦係合要素
を備える形式のものであれば、どのような自動変速機で
あってもよい。
車両の停止状態であるときには第1摩擦係合要素と第2
摩擦係合要素を非係合することでニュートラル制御を行
なって、トルクコンバータ内の流体滑り損失を減少する
とともに、車両の重量に応じた係合力で第3摩擦係合要
素を係合するので、例えば積載量の変化により車両の重
量が大きくなったり小さくなったりする場合であって
も、車両の重量に応じて出力軸の逆転を阻止する力を変
化させるヒルホールド制御を行なうことができる。
る。
る。
変速段の関係を示す図である。
フローチャートである。
る。
バルブ 200、210、220・・・ON−OFFソレノイド
バルブ 300・・・油圧制御部(制御手段) 400・・・電子制御部(制御手段) C1、C2、C3、B1、B2・・・摩擦係合要素
Claims (4)
- 【請求項1】 流体を介してエンジンの回転を自動変速
機に伝達可能なトルクコンバータと、 係合により前記トルクコンバータと前記自動変速機とを
連結する第1摩擦係合要素と、 係合により前記自動変速機の前進段を達成可能な第2摩
擦係合要素と、 係合力の大きさに応じて前記自動変速機の出力軸の逆転
を阻止する力を変化可能な第3摩擦係合要素と、 走行レンジの選択時に車両の停止状態を検出する車両停
止検出手段と、 車両の重量を検出する車両重量検出手段と、 前記車両停止検出手段により走行レンジの選択時に車両
の停止状態であることを検出すると、前記第1摩擦係合
要素及び前記第2摩擦係合要素を解放するとともに前記
車両重量検出手段により検出される車両の重量に応じた
係合力で前記第3摩擦係合要素を係合する制御手段と、
を備える自動変速機の制御装置。 - 【請求項2】 前記制御手段は、前記車両重量検出手段
が検出する車両の重量が大きくなるにつれて前記第3摩
擦係合要素の係合力を大きくす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。 - 【請求項3】 前記第1摩擦係合要素と前記第2摩擦係
合要素とは共通の1つの摩擦係合要素から構成されるこ
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。 - 【請求項4】 前記車両停止検出手段は、走行レンジが
選択されている状態において車速が略0でアクセルペダ
ルが踏込まれておらず且つブレーキペダルが踏込まれて
いるときを車両の停止状態として検出することを特徴と
する、請求項1に記載の自動変速機の制御装置。
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