JP2695460B2

JP2695460B2 - 自動変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JP2695460B2
Application number: JP1039266A
Authority: JP
Inventors: 孝慈宗藤; 順一山本; 次孝菅原
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1989-02-21
Filing date: 1989-02-21
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPH02221759A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は自動変速機の変速制御装置に関し、詳しく
は、変速機内部に使われる摩擦要素の耐久性の向上と走
行フイーリングの確保の改良に関する。

［従来の技術］自動変速機は、その内部に複数の変速段選択用のクラ
ツチやブレーキ等の摩擦部材を内蔵しており、各変速段
選択用の摩擦部材の作動を適宜に制御することにより所
定の変速段が得られるようになつている。このような自
動変速機において、複数の変速段選択用の摩擦部材が同
時に逆作動することによつてシフトダウン若しくはシフ
トアツプが行われるようになつたものがある。例えば、
Ｄ（ドライブ）レンジ（１速〜４速）での３速から２速
へのシフト時の場合には、それまで３速においてフロン
トクラツチが締結してセカンドブレーキが解放されてい
たものが、フロントクラツチを解放しセカンドブレーキ
を締結することにより２速へシフトダウンされる。

このような電子式変速機では、変速ラインがマツプ化
されているために、スロツトルをオフにした場合等に、
変速段が、一度に２段以上変速する（例えば３速から１
速へ等）ことがある。このような２段以上の変速を、便
宜上以下『飛び越し変速』と呼ぶ。このような飛び越し
変速が起こると、変速ショツクが発生し易いので、この
変速ショツクを緩和するために、例えば、特開昭62−93
552号の技術等が提案されている。

この特開昭62−93552号の技術は、飛び越し変速が行
なわれようとするときは、即ち、変速レンジの変更に起
因した飛び越し変速がなされようとするときは、この飛
び越し変速を禁止して、変速段が一段づつ変化するよう
にして、変速ショツクを防止するというものである。そ
の一方、変速ショツクがさほど大きく生じることのない
変速時、即ち、スロツトル開度が所定値以下であつて変
速レンジの変更に起因しないシフトダウン時等には、飛
び越し変速を許容して変速回数の低減と変速の迅速化を
図るというものである。

（発明が解決しようとする課題）ところで、変速時の問題に、変速ショツクの他に、複
数の変速段選択用の摩擦部材が同時に逆作動することに
よつて発生する摩擦熱がある。この摩擦熱は放置してお
くと、摩擦部材そのものが高熱になり、その耐久性を低
下させるので、発生した摩擦熱を効率良く放熱させる
か、摩擦熱の発生を抑える必要がある。

上記特開昭では、飛び越し変速が禁止されて、一段づ
つの変速が行なわれるようになつているので、強いて言
えば、変速の前後におけるトルクコンバータ内のタービ
ンとポンプインペラとの回転差は時間をかけて少しづつ
発生するようにされているので、結果としては、単位時
間当りの発生熱量は抑えられるかもしれない。しかしな
がら、この発生熱の抑制は、単位時間当りの放熱量が十
分あつて始めて可能になるのであり、放熱が十分でなけ
れば、摩擦熱の発生を抑え、摩擦部材の耐久性を維持す
ることにはならない。

一方、本願の発明者達は、摩擦部材の温度は、この摩
擦部材の周辺に流入してくる流体（一般には、オイル）
の温度によつて決まることを見出した。この摩擦部材の
温度と流体温度との強い相関関係は次のことを意味す
る。即ち、上記特開昭では飛び越し変速が許容される条
件下でも、流体温度の如何によつては、飛び越し変速を
禁止しないと、摩擦部材の耐久性が低下する恐れのある
場合があるのである。

そこで、本発明の目的は、流体温度が摩擦要素の耐久
性に影響を与えるような温度にあるときは、走行フイー
リングを悪化させない範囲で、飛び越し変速を禁止する
ことのできるようにして、摩擦要素の耐久性と走行フイ
ーリングの確保の両立を実現する自動変速機の変速制御
装置を提案することにある。

（課題を達成するための手段及び作用）上記課題を達成するための本発明の構成は第１図に示
すように、摩擦要素の係合若しくは解除により変速を自
動的に行なうと共に、一度に２段以上の変速が可能な自
動変速機のための変速制御装置において、動力系の流れ
る流体の温度を検出する温度検出手段と、これらの検出
手段の出力を受けて、検出された流体温度が所定値以上
のときにのみ、前記の一度に２段以上の変速動作を禁止
する変速制御手段とを備えた事を特徴とする。

（実施例）以下添付図面を参照して、本発明を、FF式自動車の前
進４段、後進１段、そしてロツクアツプ機構を備えた変
速機に適用した実施例を詳細に説明する。

第２図に実施例に係る変速システムの全体を示す。図
中、100は電子式自動変速機（以下、AT）であり、101は
AT100内を流れ、トルクコンバータから流出するオイル
を冷却するクーラである。クーラ101で冷却されたオイ
ルはAT100内を通り、また、トルクコンバータを通つて
再びクーラ101にリターンする。102はAT100内の各種ブ
レーキ，クラツチを作動させる油圧回路、103は油圧回
路内の各種制御弁のパイロツト圧等を制御するためのソ
レノイド群である。120はAT100の制御回路（以下ATCP
U）である。このCPU120は後述の変速パターン（第５
図）を内蔵し、主に、スロツトルセンサ111から得るス
ロツトル開度信号TVO、車速センサ112から得る車速信号
Ｖ等に基づいて、ギア位置を現在の位置から変更する必
要があるかを判断する。ギア位置はCPU120からソレノイ
ド群103に出力される信号SOLによつて決まる。即ち、周
知のようにある変速位置にあるためには、所定のブレー
キとクラツチが作動しなければならないが、これらのブ
レーキとクラツチを駆動するための油圧回路102内の制
御弁（この制御弁は上記クラツチ、ブレーキに対応す
る）のパイロツト圧等を制御するために上記信号SOLが
所定のソレノイドのデユーテイ比を変えるようにソレノ
イド群103に入力される。

また、CPU120は、油温度センサ110が検知した温度T_o
を入力し、この温度T_oが高いか低いかで、飛び越し変速
が行なわれようとしているときは、それを許可したり、
禁止したりするように制御する。

第３図は、AT100の動力伝達機構のスケルトン図であ
る。第３図に示されたAT100の伝達機構はFF式エンジン
のための周知のものであり、その説明は省略する。

次の表は、ギア位置（GP）やレンジとの関連において
各種クラツチやブレーキの作動状態を表わしたものであ
る。尚、表中、○はその摩擦要素が『作動状態』にある
ことを示し、は作動状態にあるが、動力伝達には関与
していないことを示す。また、表中、摩擦要素として表
わした記号と第３図との対応を示すと、 C₁：フォワードクラツチ11、 C₂：コーステイングクラツチ12、 C₃:3−４クラツチ13、 C₄：リバースクラツチ14、 B₁:2−４ブレーキ15、 B₂：ロー＆リバースブレーキ16、 OWC:ワンウエイクラツチ1,18 第３図は実施例に係る変速制御の手順である。ステツ
プS2では現在の変速段を読み込む。ステツプS3では、現
在のスロツトル開度TVO及び車速Ｖ、並びに油温T_oを読
み込む。ステツプS4では、スロツトル開度TVO及び（又
は）車速Ｖが基準値を超えているかを判断する。ステツ
プS4において、車速Ｖが大ということは、変速前後にお
ける摩擦部材同士の回転差が大であることを意味し、ス
ロツトル開度TVOが大ということは、摩擦自体が大であ
ることを意味する。そして、いずれの場合も、摩擦熱量
が大となるので、飛び越し変速が行なわれれば、更に発
生摩擦が多くなり、摩擦要素の耐久性に影響が出る可能
性がでてくるからである。従つて、ステツプS4でNOと判
断されたときは、ステツプS25→ステツプS26→ステツプ
S28〜ステツプS32で、シフトパターンに従つた目標変速
段に向けて変速動作を行なう。

逆に、ステツプS4でYESと判断されたときは、ステツ
プS6,S8で読取つたシフトパターンから変速が必要かを
判断し、変速が必要と判断されれば、ステツプS10に進
む。ステツプS6で読取るシフトパターンは第５図に示し
たようなものであり、この第５図のパターンはＤレンジ
におけるシフトアツプ時の変速パターンである。ステツ
プS8では、もしこの変速パターンに従つて現在の変速段
から目標変速段にシフトアツプを行なえば、飛び越し変
速となるか否かを判断する。この飛び越し変速は、第５
図のパターンでのシフトアツプの場合には、１→3,1→4,2→４等である。もし飛び越し変速でない場合には、ステツプ
S12→ステツプS14に進み、一段だけのシフトアツプを行
なう。このような１段のシフトアツプの例を第５図の
の２→３変速として示す。

ステツプS10で、飛び越し変速と判断されたときは、
ステツプS16に進み、ここで、油温T_oが所定値αを超え
ているかを判断する。αを超えていない場合、即ち、 T_o≦α であるときは、ステツプS28以下に進み、変速マツプに
従つた目標変速段にシフトアツプする。即ち、低油温時
には、第５図のに示すように、直接に目標変速段にア
ツプ（第５図の例では、２速→４速）して飛び越し変速
が行なわれる。

さて、油温T_oが所定値αを超えている場合、即ち、 T_o＞α のときは、ステツプS18,S20に進み、一段のシフトアツ
プ変速指令を出す。ステツプS22では、この一段のシフ
トアツプが終了するまで待つ。尚、この終了判断は、変
速機からの終了信号に基づいて判断してもよいし、また
は、ステツプS18の変速指令後の時間をカウントし、一
定時間が経過したらシフトが終了したとみなして、次の
ステツプに進むようにしてもよい。

ステツプS24では、目標変速段に最終的に達したかを
判断し、この目標に未だ達していないのであれば、ステ
ツプS18以下を繰り返す。即ち、ステツプS10で飛び越し
変速と判断され、ステツプS16で油温が高いと判断され
たならば、ステツプS18〜ステツプS24のループで、１段
づつのシフトアツプ動作が行なわれる。第５図の例で
は、に示すように、２段→３段→４段と変速する。

このようにして、油温が高いときの飛び越し変速であ
れば、強制的に一段づつの変速に変えられるので、変速
ショツクは少なくなり、また、変速前後における摩擦要
素間の回転数差も小さいものとなるので、発生摩擦量も
少ない。また、必ず中間段を経由して変速するので、こ
の中間段を経由していく過程での時間経過により発生熱
は十分放熱される。

尚、第５図には、シフトアツプのラインが示されてい
るが、シフトダウンについても同じように、高油温時に
は飛び越し変速を禁止するようにする。

次の表は、上述の変速ラインの飛び越し変速の禁止制
御を実験して得た結果をまとめたものである。ここで、
実験は、高油温（T_o＝120℃）時のスロツトル全開時に
おいて、２速から４速へ変速するときに、２→３変速、
２→４変速に関与する摩擦クラツチ（第３図の３−４ク
ラツチ13）のセパレートプレートに測温素子を埋め込
み、クラツチ板温度T_cを測定する形で行なわれた。尚、
T_oはオイルクーラ101からの出口での循環回路中の油温
であり、T_cmaxはクラツチ板温度の最高値である。表中
の「制御無し」例とは、高油温時（T_o＝120℃）に２→
４変速という飛び越し変速を行なわせた場合の、即ち、
従来例の場合の実験結果であり、「本実施例」とは、２
→３速、３速で略２秒ほど留まり（変速時間も含め
る）、３→４速にシフトアツプする動作、即ち、第５図
のの動作パターンである。また、比較例とは、単純な
２速→３速への一段アツプの場合である。

この実験結果からも分るように、油温が高温時に、飛
び越し変速を禁止すると、大きな温度上昇はみられな
い。尚、「制御無し」例では、クラツチ板にヒートスポ
ツトの発生が認められた。

この結果は次のように考察することができる。実験に
使われたペーパ摩擦材（この材料は現在汎用されてい
る）からなる摩擦クラツチの係合時には、内部に浸透し
ているオイルがにじみ出て失われたオイルを補給するか
たちとなり、摩擦要素のオイルによる冷却効果は余り望
めない。しかしながら、摩擦要素の係合時の部材の最高
温度T_cmaxは、係合前のオイル温度T_oと温度上昇代の和
△Ｔと T_cmax＝T_o＋△Ｔという関係にあるから、温度上昇代△Ｔを低く抑えるこ
とが肝要であり、高油温時の飛び越し変速の禁止は、こ
の温度上昇代△Ｔの低下に大きく寄与するのである。そ
して、この温度上昇防止が、摩擦要素の耐久性向上に大
きく寄与するのである。

ステツプS4の判断にもあるように、上記実施例の制御
では、車速が低く、且つ（または）、スロツトル開度も
低い場合は、発生摩擦熱は少ないと考えられるので、飛
び越し変速を許容している。即ち、このような場合は、
T_cmax自体が低いために、△Ｔが多少大きくなつても、
摩擦要素の耐久性に影響を与えるほどの温度上昇はない
と考えられるので、動力性能、運転フイーリングの確保
を重視して、飛び越し変速を許容するのである。

以上の制御により、摩擦要素の耐久性の向上と走行フ
イーリングの確保が両立する。

本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変形可能で
ある。

例えば、ステツプS4を省くことも可能である。即ち、
高油温時の飛び越し変速は原則的に禁止し、低油温時の
みに、飛び越し変速を許すのである。このようにして
も、摩擦要素の高寿命化と動力性能の確保は両立する。

また、上記２つの実施例では、流体を自動変速機内の
油として説明してきたが、エンジン及び自動変速機を含
む動力系の温度に影響を与える流体であれば、全ての流
体を含む。例えば、エンジン冷却水等である。何故なら
ば、これらの流体の高温化は、結果的に変速機内の流体
温度に影響し、ひいては、摩擦要素の高温化に影響する
からである。

また、上記２つの実施例では、領域判定に、車速Ｖを
検出していたが、エンジン回転数であつてもよい。

また、本発明の適用範囲は、第３図に示された形式の
変速機に限定されるものではないことは言うまでもな
い。

［発明の効果］以上説明したように本発明の自動変速機の制御装置
は、摩擦要素の係合若しくは解除により変速を自動的に
行なうと共に、一度に２段以上の変速が可能な自動変速
機のための変速制御装置において、動力系に流れる流体
の温度を検出する温度検出手段と、これらの検出手段の
出力を受けて、検出された流体温度が所定値以上のとき
にのみ、前記の一度に２段以上の変速動作を禁止する変
速制御手段とを備えた事を特徴とする。

従つて、流体温度が所定値以上の場合は、飛び越し変
速が禁止されるので、摩擦熱の大量発生が防止され、そ
の結果、摩擦要素の耐久性が確保される。同時に、流体
温度が所定値以下の場合は発生熱量が大きくても、摩擦
要素の温度自体が耐久性に影響を与えるほどにはならな
いので、寧ろ、飛び越し変速を許容して、走行フイーリ
ングの確保を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を示す図、第２図は第１実施例に係る制御システムの全体ブロツク
図、第３図は実施例に用いられたATのスケルトン図、第４図は実施例の制御に係る手順のフローチヤート、第５図は実施例に用いられる変速パターンを示した図で
ある。図中、１……クランク・シヤフト、２……ドライブ・プレー
ト、３……ポンプ・インペラ、４……タービン・ラン
ナ、５……ステータ、６……ワンウエイ・クラツチ、７
……ダンパ・ピストン、８……タービン・シヤフト、９
……オイル・ポンプ・シヤフト、10……オイル・ポン
プ、11……フオワード・クラツチ、12……コーステイン
グ・クラツチ、13……３−４クラツチ、14……リバース
・クラツチ、15……２−４ブレーキ、16……ロー＆リバ
ース・ブレーキ、17……ワンウエイ・クラツチ、１、18
……ワンウエイ・クラツチ、２、19……ラージ・サン・
ギヤ、20……スモール・サン・ギヤ、21……ロング・ピ
ニオン、22……シヨート・ピニオン、23……インターナ
ル・ギヤ、24……パーキング・ギヤ、25……アウトプツ
ト・ギヤ、26……アイドル・ギヤ、27……リング・ギ
ヤ、100……自動変速機、01……オイルクーラ、102……
油圧回路、103……ソレノイド群、120……油温センサ、
111……スロツトルセンサ、112……車速センサ、120…
…変速制御回路（ATCPU）、121……エンジンCPU、122…
…点火時期信号発生回路、200……エンジン、201……デ
イストリビュータである。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】摩擦要素の係合若しくは解除により変速を
自動的に行なうと共に、一度に２段以上の変速が可能な
自動変速機のための変速制御装置において、動力系に流れる流体の温度を検出する温度検出手段と、前記温度検出手段により検出された流体温度が、所定値
以上のときは前記の一度に２段以上の変速動作を禁止
し、前記所定値以下の時は前記変速動作を許容するよう
に制御する変速制御手段とを備えた事を特徴とする自動
変速機の変速制御装置。
【請求項２】さらに車速を検出する手段を有し、前記変
速制御手段は、車速が低いときは、検出された流体温度
に拘わらず、前記一度に２段以上の変速動作を許容する
ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制
御装置。
【請求項３】さらにスロットル開度を検出する手段を有
し、前記変速制御手段は、スロットル開度が小さいとき
は、検出された流体温度に拘わらず、前記一度に２段以
上の変速動作を許容することを特徴とする請求項１に記
載の自動変速機の変速制御装置。