JP2009162249A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ダウンシフトに際して、第１及び第２変速解放要素を解放した後に、第１変速係合要素を係合させると共に、第２変速解放要素のトルク容量をフィードバック制御しつつ第２変速係合要素を係合させて低速段を形成することで、変速を速やかにすると共に中間段でのトルク変動を解消し得る自動変速機の変速制御装置を提供する。
【解決手段】変速制御手段が、ブレーキＢ−１及びクラッチＣ−２を解放した後、クラッチＣ−１を係合させてから、クラッチＣ−２のトルク容量をフィードバック制御しつつクラッチＣ−３を係合させて前進３速段を形成するように制御するため、クラッチＣ−１の係合に先立ってブレーキＢ−１及びクラッチＣ−２を解放することで、変速時間を短縮し得ると共に、トルク変動を軽減させ、不快な変速ショックの回避が可能になる。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動車等の車輌に搭載される自動変速機の変速制御装置に係り、詳しくは、いわゆるクラッチツークラッチ（掴み換え）による飛び変速時の変速ショックを改善し得る自動変速機の変速制御装置に関する。

従来、例えば車輌に搭載される有段式の自動変速機は、複数の摩擦係合要素（クラッチ、ブレーキ）の係合状態を油圧制御装置によって制御し、変速歯車機構における動力伝達経路を各変速段で形成することで変速を可能としている。また近年、車輌の燃費向上を図るために自動変速機の多段化が求められるようになり、このような自動変速機にあっては、ドライバの要求（即ちアクセルの踏込み量など）に応じて最適な変速段を選択するため、１回の変速で２段以上離れた変速段に変速する（例えば４−２変速、５−２変速、２−４変速、２−５変速など）飛び変速が行われるようになっている。

上述した多段化されたギヤトレインにあっては、車輌の走行状態に適合する変速段の選択幅が広がるため、摩擦係合要素の掴み換え操作も、２要素を用いる単純な掴み換えに留まらず、例えば４要素を用いて複雑な掴み換えをするような必要性も生じてくる。例えば２つの摩擦係合要素を解放して２つの摩擦係合要素を係合させる４要素の掴み換え（いわゆる二重掛け換え）において、例えば６−３変速に関して前進４速段を中間段として６→４→３変速を採用する際には、前進６速段でのハイクラッチ（Ｃ−２）のトルク分担比よりも中間段でのハイクラッチのトルク分担比が小さくなるため、４→３変速で自動的にハイクラッチが滑ることがなく、ハイクラッチの制御性が悪い。また、６→４変速ではギヤ比変化が速く、４→３変速の狭い範囲でギヤ比変化を抑えるため、制御性が困難でエンジンが空吹く可能性がある。更に、ショックの影響の大きい６→４変速における解放側のハイクラッチと係合側の３−５リバースクラッチ（Ｃ−３）のクラッチ分担比が小さく、油圧のバラツキに対して弱い。

そこで、上述のような問題を解消するため、以下のような自動変速機の変速制御装置が提案されている（特許文献１参照）。該変速制御装置では、係合する２個の摩擦係合要素と解放する２個の摩擦係合要素とを同時に掛け換える二重掛け換え変速に際して、変速時間を短縮して変速制御性を容易化させ、ショックに影響の大きい第２掛け換え変速での油圧制御を容易にし、それにより変速ショックを抑制し得るようにしている。

特開２００３−１０６４４０号公報

ところで、上記特許文献１に記載される変速制御装置では、２つずつの摩擦係合要素の掴み換え（４要素の掴み換え）による変速において、変速解放要素である摩擦係合要素（ブレーキ２６／Ｂ，クラッチＨ／Ｃ）を解放する第１掛け換え（第１変速）終了時に、変速係合要素である摩擦係合要素（クラッチ３５Ｒ／Ｃ）を係合させるなどの制御を行うため、中間段にてトルク変動が発生することで不快な変速ショックが発生する虞があり、またその際にタービン回転の吹け上がりも緩くなることにより、第２掛け換え（第２変速）終了までに時間を要して、変速時間が長くなる虞がある。

そこで本発明は、２つずつの摩擦係合要素をそれぞれ断・接作動させて中間段を経由して２段以上離れた変速段にダウンシフトする際に、第１及び第２変速解放要素を解放した後に第１変速係合要素を係合させると共に、第２変速解放要素のトルク容量をフィードバック制御しつつ第２変速係合要素を係合させて低速段を形成することで、変速を速やかにすると共に中間段でのトルク変動を解消し得るように構成した自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る本発明は、変速歯車機構（５）における複数の動力伝達経路を各係合状態により達成する複数の摩擦係合要素（Ｃ−１，Ｃ−２，Ｃ−３，Ｂ−１，Ｂ−２）を有し、それら摩擦係合要素同士の掴み換えにより変速を行う有段式の自動変速機（３）に用いられるものであって、１回の掴み換えにより、前記複数の摩擦係合要素における２つずつをそれぞれ断・接作動させて中間段を経由して２段以上離れた変速段にダウンシフトする制御を行い得る制御手段（３０）を備えた自動変速機の変速制御装置（１）において、
前記２つずつの摩擦係合要素は、
前記中間段より高速側の高速段では係合状態にあり該高速段から前記中間段への変速時に解放される第１変速解放要素（例えばＢ−１）、及び前記高速段と前記中間段では係合状態にあり該中間段より低速側の低速段への変速時には解放される第２変速解放要素（例えばＣ−２）と、前記高速段では解放状態にあり前記中間段にて係合されて前記低速段まで該係合を維持する第１変速係合要素（例えばＣ−１）、及び前記高速段と前記中間段では解放状態にあり前記低速段にて係合される第２変速係合要素（例えばＣ−３）と、であり、
前記制御手段（３０）は、
前記ダウンシフトに際して、前記第１及び第２変速解放要素（例えばＢ−１、Ｃ−２）を解放した後、前記第１変速係合要素（例えばＣ−１）を係合させてから、前記第２変速解放要素（例えばＣ−２）のトルク容量をフィードバック制御しつつ前記第２変速係合要素（例えばＣ−３）を係合させて前記低速段を形成してなる、
ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置（１）にある。

請求項２に係る本発明は、前記制御手段（３０）は、前記第１及び第２変速解放要素（例えばＢ−１、Ｃ−２）の前記解放に際して、該第１変速解放要素（例えばＢ−１）を実質的に完全解放すると共に、前記第２変速解放要素（例えばＣ−２）を解放しそのトルク容量を係合開始圧（Ｐ_１）付近で待機させた後、前記第１変速係合要素（例えばＣ−１）を所定トルク容量（Ｐ_２）を確保するように係合させてから、前記係合開始圧付近に待機した前記第２変速解放要素（例えばＣ−２）のトルク容量をフィードバック制御しつつ前記第２変速係合要素（例えばＣ−３）を所定勾配にて一気に係合させて前記低速段を形成してなる、
請求項１記載の自動変速機の変速制御装置（１）にある。

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、これは発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の記載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、２つずつの摩擦係合要素をそれぞれ断・接作動させて中間段を経由して２段以上離れた変速段にダウンシフトする際に、制御手段が、第１及び第２変速解放要素を解放した後、第１変速係合要素を係合させてから、第２変速解放要素のトルク容量をフィードバック制御しつつ第２変速係合要素を係合させて低速段を形成するように制御するので、第１変速係合要素の係合に先立って第１及び第２変速解放要素を解放することで、自動変速機が接続されるエンジンの最大性能にて入力回転（タービン回転）を吹け上がらせることが可能になり、変速時間を短縮し得ると共に、第１変速係合要素の係合後に第２変速解放要素のトルク容量をフィードバック制御することにより中間段でのトルク変動を軽減させ、不快な変速ショックの発生を回避することが可能になる。

請求項２に係る本発明によると、制御手段が、第１及び第２変速解放要素の解放に際して、該第１変速解放要素を実質的に完全解放すると共に、第２変速解放要素を解放しそのトルク容量を係合開始圧付近で待機させた後、第１変速係合要素を所定トルク容量を確保するように係合させてから、係合開始圧付近に待機した第２変速解放要素のトルク容量をフィードバック制御しつつ第２変速係合要素を所定勾配にて一気に係合させて低速段を形成するように制御するので、第２変速解放要素を係合開始圧付近にすることで、第１変速係合要素が係合する際においても、自動変速機が接続されるエンジンの最大性能にて入力回転（タービン回転）を吹け上がらせることができ、従って、第２変速終了までに時間を要して変速時間が長くなるような不都合を回避することができる。

以下、本発明に係る実施の形態を図１ないし図１３に沿って説明する。

まず、本発明を適用し得る自動変速機３の概略構成について図２に沿って説明する。同図に示すように、例えばＦＦ（フロントエンジン・フロントドライブ）タイプの車輌に用いて好適な自動変速機３は、エンジン２（図１参照）に接続し得る該自動変速機３の入力軸８を有しており、該入力軸８の軸方向を中心としてトルクコンバータ４、及び自動変速機構５を備えている。なお、符号９は、自動変速機構５を収容する変速機ケースを示している。

本自動変速機３は、自動変速機構（変速歯車機構）における複数の動力伝達経路を各係合状態により達成する摩擦係合要素であるクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３及びブレーキＢ−１，Ｂ−２を有し、それら摩擦係合要素同士の掴み換えにより変速を行う有段式の自動変速機である。後述する変速制御手段３０は、１回の掴み換えにより、上記複数の摩擦係合要素における２つずつをそれぞれ断・接作動させて中間段を経由して２段以上離れた変速段にダウンシフトする制御を行う。

上記トルクコンバータ４は、自動変速機３の入力軸８に接続されたポンプインペラ４ａと、作動流体を介して該ポンプインペラ４ａの回転が伝達されるタービンランナ４ｂとを有しており、該タービンランナ４ｂは、上記入力軸８と同軸上に配設された上記自動変速機構５の入力軸１０に接続されている。また、該トルクコンバータ４には、ロックアップクラッチ７が備えられており、該ロックアップクラッチ７が油圧制御装置６（図１参照）の油圧制御によって係合されると、上記自動変速機３の入力軸８の回転が自動変速機構５の入力軸１０に直接伝達される。

上記自動変速機構５には、入力軸１０上において、プラネタリギヤＳＰと、プラネタリギヤユニットＰＵとが備えられている。上記プラネタリギヤＳＰは、サンギヤＳ１、キャリヤＣＲ１、及びリングギヤＲ１を備えており、該キャリヤＣＲ１に、サンギヤＳ１及びリングギヤＲ１に噛合するピニオンＰ１を有している、いわゆるシングルピニオンプラネタリギヤである。

また、該プラネタリギヤユニットＰＵは、４つの回転要素としてサンギヤＳ２、サンギヤＳ３、キャリヤＣＲ２、及びリングギヤＲ２を有し、該キャリヤＣＲ２に、サンギヤＳ２及びリングギヤＲ２に噛合するロングピニオンＰＬと、サンギヤＳ３に噛合するショートピニオンＰＳとを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。

上記プラネタリギヤＳＰのサンギヤＳ１は、変速機ケース９に一体的に固定されている不図示のボス部に接続されて回転が固定されている。また、上記リングギヤＲ１は、上記入力軸１０の回転と同回転（以下、「入力回転」という。）になっている。更に上記キャリヤＣＲ１は、該固定されたサンギヤＳ１と該入力回転するリングギヤＲ１とにより、入力回転が減速された減速回転になると共に、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−３に接続されている。

上記プラネタリギヤユニットＰＵのサンギヤＳ２は、バンドブレーキからなるブレーキＢ−１に接続されて変速機ケース９に対して固定自在となっていると共に、上記クラッチＣ−３に接続され、該クラッチＣ−３を介して上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。また、上記サンギヤＳ３は、クラッチＣ−１に接続されており、上記キャリヤＣＲ１の減速回転が入力自在となっている。

更に、上記キャリヤＣＲ２は、入力軸１０の回転が入力されるクラッチＣ−２に接続され、該クラッチＣ−２を介して入力回転が入力自在となっており、また、ワンウェイクラッチＦ−１及びブレーキＢ−２に接続されて、該ワンウェイクラッチＦ−１を介して変速機ケース９に対して一方向の回転が規制されると共に、該ブレーキＢ−２を介して回転が固定自在となっている。そして、上記リングギヤＲ２は、カウンタギヤ１１に接続されており、該カウンタギヤ１１は、不図示のカウンタシャフト、ディファレンシャル装置を介して駆動車輪に接続されている。

つづいて、上記構成に基づき、自動変速機構５の作用について図２、図３及び図４に沿って説明する。なお、図４に示す速度線図において、縦軸方向はそれぞれの回転要素（各ギヤ）の回転数を示しており、横軸方向はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図のプラネタリギヤＳＰの部分において、縦軸は、図４中左方側から順に、サンギヤＳ１、キャリヤＣＲ１、リングギヤＲ１に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤユニットＰＵの部分において、縦軸は、図４中右方側から順に、サンギヤＳ３、リングギヤＲ２、キャリヤＣＲ２、サンギヤＳ２に対応している。

例えばＤ（ドライブ）レンジにおける前進１速段（１ＳＴ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びワンウェイクラッチＦ−１が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、キャリヤＣＲ２の回転が一方向（正転回転方向）に規制されて、つまりキャリヤＣＲ２の逆転回転が防止されて固定された状態になる。すると、サンギヤＳ３に入力された減速回転が、固定されたキャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、前進１速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

なお、エンジンブレーキ時（コースト時）には、ブレーキＢ−２を係止してキャリヤＣＲ２を固定し、該キャリヤＣＲ２の正転回転を防止する形で、上記前進１速段の状態を維持する。また、該前進１速段では、ワンウェイクラッチＦ−１によりキャリヤＣＲ２の逆転回転を防止し、かつ正転回転を可能にするので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進１速段の達成を、ワンウェイクラッチＦ−１の自動係合により滑らかに行うことができる。

前進２速段（２ＮＤ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１が係合され、ブレーキＢ−１が係止される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、ブレーキＢ−１の係止によりサンギヤＳ２の回転が固定される。すると、キャリヤＣＲ２がサンギヤＳ３よりも低回転の減速回転となり、該サンギヤＳ３に入力された減速回転が該キャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、前進２速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

なお、この前進２速段の状態から詳しくは後述するニュートラル制御によってクラッチＣ−１が解放（スリップ状態に）された場合は、キャリヤＣＲ２の逆転回転を阻止するワンウェイクラッチＦ−１によって、リングギヤＲ２の正転回転が許容されると共に逆転回転が阻止され、車輌の後退（駆動車輪の逆転回転）が防止される、いわゆるヒルホールドの状態となる。

前進３速段（３ＲＤ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−３が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、クラッチＣ−３の係合によりキャリヤＣＲ１の減速回転がサンギヤＳ２に入力される。つまり、サンギヤＳ２及びサンギヤＳ３にキャリヤＣＲ１の減速回転が入力されるため、プラネタリギヤユニットＰＵが減速回転の直結状態となり、そのまま減速回転がリングギヤＲ２に出力され、前進３速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

前進４速段（４ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−１及びクラッチＣ−２が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−１を介してサンギヤＳ３に入力される。また、クラッチＣ−２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。すると、該サンギヤＳ３に入力された減速回転とキャリヤＣＲ２に入力された入力回転とにより、上記前進３速段より高い減速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進４速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

前進５速段（５ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−２及びクラッチＣ−３が係合される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−３を介してサンギヤＳ２に入力される。また、クラッチＣ−２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。すると、該サンギヤＳ２に入力された減速回転とキャリヤＣＲ２に入力された入力回転とにより、入力回転より僅かに高い増速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進５速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

前進６速段（６ＴＨ）では、図３に示すように、クラッチＣ−２が係合され、ブレーキＢ−１が係止される。すると、図２及び図４に示すように、クラッチＣ−２の係合によりキャリヤＣＲ２に入力回転が入力される。また、ブレーキＢ−１の係止によりサンギヤＳ２の回転が固定される。すると、固定されたサンギヤＳ２によりキャリヤＣＲ２の入力回転が上記前進５速段より高い増速回転となってリングギヤＲ２に出力され、前進６速段としての正転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

後進１速段（ＲＥＶ）では、図３に示すように、クラッチＣ−３が係合され、ブレーキＢ−２が係止される。すると、図２及び図４に示すように、固定されたサンギヤＳ１と入力回転であるリングギヤＲ１によって減速回転するキャリヤＣＲ１の回転が、クラッチＣ−３を介してサンギヤＳ２に入力される。また、ブレーキＢ−２の係止によりキャリヤＣＲ２の回転が固定される。すると、サンギヤＳ２に入力された減速回転が、固定されたキャリヤＣＲ２を介してリングギヤＲ２に出力され、後進１速段としての逆転回転がカウンタギヤ１１から出力される。

なお、例えばＰ（パーキング）レンジ及びＮ（ニュートラル）レンジでは、クラッチＣ−１、クラッチＣ−２、及びクラッチＣ−３、が解放される。すると、キャリヤＣＲ１とサンギヤＳ２及びサンギヤＳ３との間、即ちプラネタリギヤＳＰとプラネタリギヤユニットＰＵとの間が切断状態となり、かつ、入力軸１０とキャリヤＣＲ２との間が切断状態となる。これにより、入力軸１０とプラネタリギヤユニットＰＵとの間の動力伝達が切断状態となり、つまり入力軸１０とカウンタギヤ１１との動力伝達が切断状態となる。

つづいて、本発明に係る自動変速機３の変速制御装置１について、図１、図５ないし図１３に沿って説明する。なお、図１は、本実施の形態における自動変速機３の変速制御装置１に係る電気制御系等を示すブロック図である。

すなわち、同図に示すように、本変速制御装置１は、マイクロコンピュータ（マイコン）からなる制御部（ＥＣＵ）２０を有しており、該制御部２０には、変速制御手段３０と、変速マップｍａｐとが設けられている。図９に示されるグラフは、運転者によるアクセルの踏み量に応じて変速マップｍａｐから決まるものである。なお、図９における油圧［Ｐａ］は、実際には油圧指令値を示すものであるが、以後、油圧として用いる。

上記制御部２０には、本自動変速機３及び変速制御装置１が搭載される車輌のアクセルペダル（図示せず）の角度（即ち、ドライバのアクセルペダル踏み量）を検出するアクセル開度センサ４１と、自動変速機構５の入力軸１０の回転数（＝タービン回転数）を検出する入力軸回転数センサ４２と、不図示の駆動車輪に連動するカウンタギヤ１１の回転数を検出することで車輌の車速を検出する出力軸回転数（車速）センサ４３と、シフトレバー（図示せず）の選択位置を検出するシフトポジションセンサ４５と、が接続されて各種の信号が入力される。

上記変速制御手段３０は、アクセル開度センサ４１により検出されるアクセル開度と、出力軸回転数センサ４３により検出する車速とに基づき変速マップｍａｐを参照し、上述の前進１速段〜前進６速段を選択判断すると共に、油圧制御装置６におけるシフトバルブ（図示せず）等を電子制御して、その選択された変速段となるように上記クラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３，ブレーキＢ−１，Ｂ−２の係合・解放状態を制御する。上記油圧制御装置６は、各油圧サーボ（図示せず）を自動変速機構５に対応して多数備えると共に、これら油圧サーボへの油圧を切換えるシフトバルブも多数備えている。

そして、上記変速制御手段３０は、変速解放側制御手段３１、変速係合側制御手段３２、及び変速進行判断手段３３を有している。

変速解放側制御手段３１は、第１変速解放要素であるブレーキＢ−１と第２変速解放要素であるクラッチＣ−２の解放側油圧を制御する。変速係合側制御手段３２は、第１変速係合要素であるクラッチＣ−１と第２変速係合要素であるクラッチＣ−３の係合側油圧を制御する。変速進行判断手段３３は、ダウンシフト（パワーオンダウンシフト）に際して変更するギヤ比に基づく回転変化によりダウンシフトの進行状況を検出し、該検出値と、予め設定された所定閾値とを比較して変速の進行状況を判断する。

すなわち、変速制御手段（制御手段）３０は、ダウンシフトに際して、第１変速解放要素であるブレーキＢ−１及び第２変速解放要素であるクラッチＣ−２を解放した後、第１変速係合要素であるクラッチＣ−１を係合させてから、クラッチＣ−２のトルク容量をフィードバック制御（以下、ＦＢ制御ともいう。）しつつ、第２変速係合要素であるクラッチＣ−３を係合させて低速段（本実施の形態では前進３速段）を形成するように制御する。つまり、変速制御手段３０は、ブレーキＢ−１及びクラッチＣ−２の上記解放に際して、該ブレーキＢ−１を実質的に完全解放すると共に、クラッチＣ−２を解放しそのトルク容量を係合開始圧（図９のＰ_１）付近で待機させた後、クラッチＣ−１を所定トルク容量（予め設定されたトルク容量（図９のＰ_２））を確保するように係合させてから、上記係合開始圧付近に待機したクラッチＣ−２のトルク容量をフィードバック制御しつつクラッチＣ−３を所定勾配にて一気に係合させて前進３速段を形成する。上記係合開始圧は、不図示の油圧サーボのピストンとクラッチＣ−２の摩擦板とが隙間なく当接して該クラッチＣ−２のトルク伝達（動力伝達）が開始されるストロークエンド圧を意味している。

なお、上述した前進１速段から前進６速段までにおいて変速を行う際には、それら各リニアソレノイドバルブ（図示せず）の役目が変速動作によって入れ替わり、つまり変速によって１つのリニアソレノイドバルブが、係合側の摩擦係合要素の油圧サーボに供給する油圧を調圧するリニアソレノイドバルブ（係合側油圧制御バルブ）になったり、解放側の摩擦係合要素の油圧サーボに供給する油圧を調圧するリニアソレノイドバルブ（解放側油圧制御バルブ）になったりする。

ついで、本発明に係る変速制御装置１による変速制御を、４要素の掴み換えによるダウンシフト、例えば６−３変速（６→４→３変速）に適用した例を挙げ、図５〜図９を参照して説明する。

なお、図５は第１変速解放要素であるブレーキＢ−１の油圧制御に係るフローチャート、図６は第２変速解放要素であるクラッチＣ−２の油圧制御に係るフローチャート、図７は第１変速係合要素であるクラッチＣ−１の油圧制御に係るフローチャート、図８は第２変速係合要素であるクラッチＣ−３の油圧制御に係るフローチャートである。また図９は本発明に係る変速制御を示すタイムチャートであり、上から順に、自動変速機構５の入力軸１０の回転数（入力軸回転数）の変化、掴み換えの４要素であるクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３及びブレーキＢ−１の各油圧（油圧指令値）の変化をそれぞれ示す。図９において、符号Ａは第１変速終了時を示し、符号Ｂは第２変速開始時を示し、符号Ｃは第２変速終了時を示し、また入力軸回転数における実線は本発明に係るものを示し、入力軸回転数における破線は図１３の基礎技術に係るものを示している。また、図９及び後述の図１３における符号ＰＢ１はブレーキＢ−１の油圧、符号ＰＣ１，ＰＣ２，ＰＣ３はクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３の各油圧をそれぞれ示している。

本実施の形態において、４要素の掴み換えによるダウンシフトに用いる２つずつの摩擦係合要素は、前進４速段（中間段）より高速側の前進６速段（高速段）では係合状態にあり該前進６速段から前進４速段への変速時に解放されるブレーキＢ−１、及び前進６速段と前進４速段では係合状態にあり該前進４速段より低速側の前進３速段（低速段）への変速時には解放されるクラッチＣ−２と、前進６速段では解放状態にあり前進４速段にて係合されて前進３速段まで該係合を維持するクラッチＣ−１、及び前進６速段と前進４速段では解放状態にあり前進３速段にて係合されるクラッチＣ−３と、である。

すなわち、例えば前進６速段での走行中にダウンシフト（パワーダウンシフト）がなされると、変速制御手段３０から変速指令が出力され、変速解放側制御手段３１により、図５に示す第１変速解放要素であるブレーキＢ−１の油圧制御が開始される。この時点では、図３に示すように、クラッチＣ−２及びブレーキＢ−１は完全係合状態で、６速ギヤが成立している。

まず、変速解放側制御手段３１は、ステップＳ１（図９の時点ｔ_１〜ｔ_２）において初期変速制御を開始し、ブレーキＢ−１の油圧サーボ（図示せず）の油圧を一定勾配にて下降させる。ステップＳ２では、変速進行判断手段３３にて検出される、ギヤ比に基づく回転変化により、変速解放側制御手段３１が、自動変速機構５での回転変化が開始されたか否かを判断し、回転変化が開始された場合（Ｓ２；ＹＥＳ）はステップＳ３に進み、回転変化が開始されない場合（Ｓ２；ＮＯ）は、ステップＳ１を繰り返す。

そして、ステップＳ３（図９の時点ｔ_３〜ｔ_４）では、イナーシャ相制御を開始し、ブレーキＢ−１の油圧サーボの油圧を一定勾配で下降させ、ステップＳ４に進む。ステップＳ４（図９の時点ｔ_４〜ｔ_６）では、第１変速の終了判断が成立したか否かを判断し、成立していないと判断した場合（Ｓ４；ＮＯ）はステップＳ３を繰り返し、成立したと判断した場合（Ｓ４；ＹＥＳ）はステップＳ５に進む。

ステップＳ５（図９の時点ｔ_６〜ｔ_７）では、完了制御を開始し、ブレーキＢ−１の油圧サーボの油圧を一定勾配で下降させ、ステップＳ６に進む。該ステップＳ６では、ブレーキＢ−１の油圧サーボに対する油圧指令値が０になったか否かを判断し、０になっていなければステップＳ５を繰り返し（Ｓ６；ＮＯ）、０になったと判断した時点（Ｓ６；ＹＥＳ）で制御を終了する。

一方、図６に示す第２変速解放要素であるクラッチＣ−２の油圧制御では、ステップＳ１１において、変速指令に基づく変速解放側制御手段３１が、第１変速が所定の変速割合に到達した後、ステップＳ１２に進む（図９の時点ｔ_１〜ｔ_５）。ステップＳ１２では、係合保持待機制御を開始して、トルク容量以下（ストロークエンド圧付近）のコントロール圧（Ｐ_１）を出力し、ステップＳ１３に進む。

ステップＳ１３では、第１変速の終了判断が成立したか否かを判断し、終了判断が成立していないと判断した場合（Ｓ１３；ＮＯ）はステップＳ１２を繰り返し、終了判断が成立している判断した時点（Ｓ１３；ＹＥＳ）でステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、初期変速制御を開始し（図９の時点ｔ_５〜ｔ_６）、クラッチＣ−２の油圧サーボへの油圧を一定勾配にて下降させ、ステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、回転変化が開始したか否かを判断し、回転変化が開始していないと判断した場合（Ｓ１５；ＮＯ）はステップＳ１４を繰り返し、回転変化が開始したと判断した場合（Ｓ１５；ＹＥＳ）はステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、イナーシャ相制御を開始し、クラッチＣ−２の油圧サーボへの油圧を一定勾配にて下降させ、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７（図９の時点ｔ_６）では、第１変速係合要素であるクラッチＣ−１が所定トルク容量（図９のＰ_２）を確保したか否かを判断し、所定トルク容量を確保していないと判断した場合（Ｓ１７；ＮＯ）は、ステップＳ１６を繰り返し、所定のトルク容量を確保したと判断した場合（Ｓ１７；ＹＥＳ）は、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８では、回転変化率制御、つまり目標の回転加速度に近づくようにＦＢ制御を実施する制御を開始し、ステップＳ１９に進む。ステップＳ１９では、第２変速の終了判断が成立したか否かを判断し、成立していないと判断した場合（Ｓ１９；ＮＯ）は、ステップＳ１８を繰り返し、成立したと判断した場合（Ｓ１９；ＹＥＳ）は、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０では、クラッチＣ−２の油圧サーボへの油圧を一定勾配にて下降させる完了制御を開始して、ステップＳ２１に進み、クラッチＣ−２の油圧サーボに対する油圧指令値が０になったか否かを判断し、０になっていなければステップＳ２０を繰り返し（Ｓ２１；ＮＯ）、０になったと判断した時点（Ｓ２１；ＹＥＳ）で制御を終了する（図９の時点ｔ_６〜ｔ_７）。

また、図７に示す第１変速係合要素であるクラッチＣ−１の油圧制御では、ステップＳ３１において、変速指令に基づく変速係合側制御手段３２がサーボ起動制御を開始し、ステップＳ３２において、非常に緩い一定勾配にて油圧を上昇させる係合制御を開始し、ステップＳ３３に進む（図９の時点ｔ_３〜ｔ_６）。

ステップＳ３３では、第１変速の終了判断が成立したか否かを判断し（図９の時点ｔ_６〜ｔ_７）、成立していないと判断した場合（Ｓ３３；ＮＯ）は、ステップＳ３２を繰り返し、成立したと判断した場合（Ｓ３３；ＹＥＳ）は、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４では、クラッチＣ−１の油圧サーボへの油圧を緩い一定勾配にて上昇させる係合保持完了制御Ａを開始し（図９の時点ｔ_７）、ステップＳ３５にて、所定トルク容量（図９のＰ_２）を確保したか否かを判断する。その結果、所定トルク容量を確保していないと判断した場合（Ｓ３５；ＮＯ）は、ステップＳ３４を繰り返し、所定のトルク容量を確保したと判断した場合（Ｓ３５；ＹＥＳ）は、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、クラッチＣ−１の油圧サーボへの油圧を速やかに上げて該クラッチＣ−１を係合させる係合保持完了制御Ｂを開始する（図９の時点ｔ_９）。引き続き、ステップＳ３７において、第２変速の変速終了判断が成立したか否かを判断し、第２変速の変速終了判断が成立していないと判断した場合（Ｓ３７；ＮＯ）は、ステップＳ３６を繰り返し、第２変速の変速終了判断が成立したと判断した場合（Ｓ３７；ＹＥＳ）は、制御を終了する（図９の時点ｔ_９〜ｔ_１２）。

また、図８に示す第２変速係合要素であるクラッチＣ−３の油圧制御では、ステップＳ４１において、変速指令に基づく変速係合側制御手段３２が、第１変速が所定の変速割合に到達した時点で、ステップＳ４２にてサーボ起動制御を開始し（図９の時点ｔ_６〜ｔ_８）、ステップＳ４３にて、クラッチＣ−３の油圧サーボへの油圧を非常に緩い一定勾配にて上昇させる係合制御を開始する（図９の時点ｔ_８〜ｔ_１０）。

そして、ステップＳ４４において、第２変速が所定の変速割合に到達したか否かを判断し、所定の変速割合に到達していないと判断した場合（Ｓ４４；ＮＯ）は、ステップＳ４３を繰り返し、所定の変速割合に到達したと判断した場合（Ｓ４４；ＹＥＳ）は、ステップＳ４５に進む。

ステップＳ４５では、入力トルクの所定割合分を係合（締結）させる油圧を、クラッチＣ−３の油圧サーボに出力する終期制御を開始し（図９の時点ｔ_１０〜ｔ_１２）、ステップＳ４６にて、第２変速解放要素であるクラッチＣ−２が解放を終了したか否かを判断し、解放を終了していなければ（Ｓ４６；ＮＯ）、ステップＳ４５を繰り返し、解放を終了していれば（Ｓ４６；ＹＥＳ）、ステップＳ４７に進んで完了制御を開始した後、制御を終了する。

以上説明した本実施の形態では、２つずつの摩擦係合要素をそれぞれ断・接作動させて前進４速段（中間段）を経由して２段以上離れた変速段にダウンシフトする際に、変速制御手段３０が、ブレーキＢ−１及びクラッチＣ−２を解放した後、クラッチＣ−１を係合させてから、クラッチＣ−２のトルク容量をフィードバック制御しつつクラッチＣ−３を係合させて前進３速段（低速段）を形成するように制御する。このため、クラッチＣ−１の係合に先立ってブレーキＢ−１及びクラッチＣ−２を解放することで、自動変速機３が接続されるエンジン２の最大性能にて入力回転（タービン回転）を吹け上がらせることができ、変速時間を短縮できると共に、クラッチＣ−１の係合後にクラッチＣ−２のトルク容量をフィードバック制御することにより前進４速段（中間段）でのトルク変動を軽減させ、不快な変速ショックの発生を回避することができる。

すなわち、変速制御手段３０が、ブレーキＢ−１及びクラッチＣ−２の解放に際して、該ブレーキＢ−１を実質的に完全解放すると共に、クラッチＣ−２を解放しそのトルク容量を係合開始圧（図９のＰ_１）付近で待機させた後、クラッチＣ−１を所定トルク容量（図９のＰ_２）を確保するように係合させてから、係合開始圧付近に待機したクラッチＣ−２のトルク容量をフィードバック制御しつつクラッチＣ−３を所定勾配にて一気に係合させて前進３速段（低速段）を形成するように制御するので、クラッチＣ−２を係合開始圧付近にすることで、クラッチＣ−１が係合する際においても、エンジン２の最大性能にて入力回転を吹け上がらせることができ、従って、第２変速終了までに時間を要して変速時間が長くなるような不都合を回避することができる。

なお、図５のフローチャートを参照して説明した第１変速解放要素であるブレーキＢ−１の油圧制御は、本発明の基礎となる技術においては図１０のフローチャートに示すようになる。本発明の基礎となる技術では、図１０におけるステップＳ５１〜Ｓ５３が、本実施の形態における図５のステップＳ１〜Ｓ３の処理と同じであるが、ステップＳ５４以降の処理が本実施の形態とは異なる。

つまり、本発明の基礎となる技術では、本実施の形態における図５のステップＳ１〜Ｓ３と同様の処理を行い（図１３の時点ｔ_２１〜ｔ_２４）、ステップＳ５４にて、所定の変速割合に到達したか否かを判断し（図１３の時点ｔ_２４〜ｔ_２６）、到達していないと判断した場合（Ｓ５４；ＮＯ）は、ステップＳ５３のイナーシャ相制御を繰り返し、到達していると判断した場合（Ｓ５４；ＹＥＳ）は、ステップＳ５５に進む。なお、図１３において、符号Ａは第１変速終了時を示し、符号Ｂは第２変速開始時を示し、符号Ｃは第２変速終了時を示している。

ステップＳ５５では、目標の回転加速度に近づくようにＦＢ制御を実施する回転変化率制御を開始し、ステップＳ５６にて、第１変速の終了判断が成立したか否かを判断し、成立していなければ（Ｓ５６；ＮＯ）、ステップＳ５５の回転変化率制御を繰り返し、成立していれば（Ｓ５６；ＹＥＳ）、ステップＳ５７にて完了制御を開始した後、ステップＳ５８に進む（図１３の時点ｔ_２６〜ｔ_２８）。

ステップＳ５８では、ブレーキＢ−１の油圧サーボに対する油圧指令値が０になったか否かを判断し、０になっていなければステップＳ５７を繰り返し（Ｓ５８；ＮＯ）、０になったと判断した時点（Ｓ５８；ＹＥＳ）で制御を終了する（図１３の時点ｔ_２８）。

また、図６のフローチャートを参照して説明した第２変速解放要素であるクラッチＣ−２の油圧制御は、本発明の基礎となる技術においては図１１のフローチャートに示すようになる。本発明の基礎となる技術では、図１１におけるステップＳ６２、Ｓ６７は、本実施の形態における図６のステップＳ１２〜Ｓ１７の処理と異なるが、他の処理は本実施の形態と同じである。

また、図６のフローチャートを参照して説明した第２変速解放要素であるクラッチＣ−２の制御は、本発明の基礎となる技術においては図１１のフローチャートに示すようになる。本発明の基礎となる技術では、ステップＳ６２にて、トルク容量を確保したコントロール圧を出力する係合保持待機制御を開始するが、本実施の形態における図６のステップＳ１２では、トルク容量以下（ストロークエンド圧付近）のコントロール圧を出力する点で異なっていた。また、本発明の基礎となる技術では、ステップＳ６７にて、第２変速が所定の変速割合に到達したか否かを判断しているが、本実施の形態における図６のステップＳ１７では、第１変速係合要素であるクラッチＣ−１が所定のトルク容量を確保したか否かを判断する点で異なっていた。

また、図７のフローチャートを参照して説明した第１変速係合要素であるクラッチＣ−１の油圧制御は、本発明の基礎となる技術においては図１２のフローチャートに示すようになる。本発明の基礎となる技術では、図１２におけるステップＳ８３、Ｓ８４は、本実施の形態における図７のステップＳ３３、Ｓ３４、Ｓ３５の処理と異なるが、他の処理は本実施の形態と同じである。

つまり、本発明の基礎となる技術では、ステップＳ８２にて、本実施の形態と同様の係合制御を開始した後、ステップＳ８３にて、第１変速の終了判断が成立したか否かを判断し（図１３の時点ｔ_２８）、成立していないと判断した場合（Ｓ８３；ＮＯ）は、ステップＳ８２を繰り返し、成立したと判断した場合（Ｓ８３；ＹＥＳ）は、ステップＳ８４に進んで係合保持完了制御を開始する。ステップＳ８５では、本実施の形態と同様の第２変速の変速終了判断が成立したか否かを判断し（図１３の時点ｔ_３４）、成立していないと判断した場合（Ｓ８５；ＮＯ）は、ステップＳ８４を繰り返し、成立していると判断した場合（Ｓ８５；ＹＥＳ）は、制御を終了する。

なお、第２変速係合要素であるクラッチＣ−３の油圧制御については、本発明の基礎となる技術は、本実施の形態における図８の制御と同じである。

このような基礎技術における油圧制御は、本実施の形態における制御とは異なり、ブレーキＢ−１及びクラッチＣ−２を解放する第１変速終了時にクラッチＣ−１及びクラッチＣ−３を係合させるように制御するため、前述した本実施の形態に比して、不快な変速ショックを軽減させることが難しく、変速時間の短縮にも寄与することが難しい。

なお、前述した本実施の形態では、本発明を６−３変速（６→４→３変速）に適用した例を挙げたが、本発明はこれに限らず、例えば５−２変速（５→３→２変速）に適用することもできる。

その場合、本実施の形態においてブレーキＢ−１であった第１変速解放要素はクラッチＣ−２となり、本実施の形態ではクラッチＣ−２であった第２変速解放要素はクラッチＣ−３となり、本実施の形態ではクラッチＣ−１であった第１変速係合要素はそのままクラッチＣ−１であり、本実施の形態ではクラッチＣ−３であった第２変速係合要素はブレーキＢ−１となる。これにより、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、以上説明した本実施の形態では、自動変速機３として、ＦＦタイプの車輌に用いて好適な前進６速及び後進１速を達成するものを例に挙げて説明したが、これに限らず、ＦＲタイプ（フロントエンジン・リアドライブ）やその他のタイプの車輌に用いて好適な自動変速機であっても本発明を適用することが可能である。

本発明に係る自動変速機の変速制御装置に係る電気制御系等を示すブロック図。 本発明を適用し得る自動変速機構を示すスケルトン図。 本自動変速機構の係合表。 本自動変速機構の速度線図。 第１変速解放要素であるブレーキＢ−１の油圧制御に係るフローチャート。 第２変速解放要素であるクラッチＣ−２の油圧制御に係るフローチャート。 第１変速係合要素であるクラッチＣ−１の油圧制御に係るフローチャート。 第２変速係合要素であるクラッチＣ−３の油圧制御に係るフローチャート。 本発明に係る変速制御を示すタイムチャート。 本発明の基礎となる技術における第１変速解放要素の油圧制御に係るフローチャート。 本発明の基礎となる技術における第２変速解放要素の油圧制御に係るフローチャート。 本発明の基礎となる技術における第１変速係合要素の油圧制御に係るフローチャート。 本発明の基礎となる技術の変速制御を示すタイムチャート。

符号の説明

１ 自動変速機の変速制御装置
３ 自動変速機
５ 変速歯車機構（自動変速機構）
３０ 制御手段（変速制御手段）
Ｂ−１ 摩擦係合要素、第１変速解放要素（ブレーキ）
Ｂ−２ 摩擦係合要素（ブレーキ）
Ｃ−１ 摩擦係合要素、第１変速係合要素（クラッチ）
Ｃ−２ 摩擦係合要素、第２変速解放要素（クラッチ）
Ｃ−３ 摩擦係合要素、第２変速係合要素（クラッチ）
Ｐ_１ 係合開始圧
Ｐ_２ 所定トルク容量

Claims (2)

1. 変速歯車機構における複数の動力伝達経路を各係合状態により達成する複数の摩擦係合要素を有し、それら摩擦係合要素同士の掴み換えにより変速を行う有段式の自動変速機に用いられるものであって、１回の掴み換えにより、前記複数の摩擦係合要素における２つずつをそれぞれ断・接作動させて中間段を経由して２段以上離れた変速段にダウンシフトする制御を行い得る制御手段を備えた自動変速機の変速制御装置において、
   前記２つずつの摩擦係合要素は、
   前記中間段より高速側の高速段では係合状態にあり該高速段から前記中間段への変速時に解放される第１変速解放要素、及び前記高速段と前記中間段では係合状態にあり該中間段より低速側の低速段への変速時には解放される第２変速解放要素と、前記高速段では解放状態にあり前記中間段にて係合されて前記低速段まで該係合を維持する第１変速係合要素、及び前記高速段と前記中間段では解放状態にあり前記低速段にて係合される第２変速係合要素と、であり、
   前記制御手段は、
   前記ダウンシフトに際して、前記第１及び第２変速解放要素を解放した後、前記第１変速係合要素を係合させてから、前記第２変速解放要素のトルク容量をフィードバック制御しつつ前記第２変速係合要素を係合させて前記低速段を形成してなる、
   ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 前記制御手段は、前記第１及び第２変速解放要素の前記解放に際して、該第１変速解放要素を実質的に完全解放すると共に、前記第２変速解放要素を解放しそのトルク容量を係合開始圧付近で待機させた後、前記第１変速係合要素を所定トルク容量を確保するように係合させてから、前記係合開始圧付近に待機した前記第２変速解放要素のトルク容量をフィードバック制御しつつ前記第２変速係合要素を所定勾配にて一気に係合させて前記低速段を形成してなる、
   請求項１記載の自動変速機の変速制御装置。

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