JP2699469B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、自動車等の車輛に用いられる自動変速機の
変速制御装置に係り、特に第四速段より第二速段へのダ
ウンシフトの如き二段飛び変速の変速制御装置に係る。

［従来の技術］ 自動車等の車輛に用いられる自動変速機は、一般に、
車速とアクセルペダルの踏込み量等より見出される機関
出力とに応じて予め定められた変速特性に従って少なく
とも三個の変速段、多くの場合、四個の変速段の間に切
換わるようになっている。

上述の如き自動変速機に於ては、機関出力が急激に増
大された時、エンジンブレーキを得るためにマニュアル
シフトチェンジが行われた時等に於て変速段が第四速段
より第二速段へダウンシフトを行う二段飛び変速が行わ
れることがある。このような場合、変速段が二段以上一
挙に変化すると、機関出力の増大に伴い変速制御用の摩
擦係合装置の摩擦要素に大きい摩擦力が作用してその耐
久性が低下し、また内燃機関がオーバランを生じる虞れ
があるので、第四速段より第二速段へは直接変速せず
に、まず第四速段より第三速段へダウンシフトし、次に
第三速段より第二速段へダウンシフトすることが既に提
案されており、これは例えば実開昭57−101156号、特公
昭61−58697号の各公報に示されている。

上述の如き二段飛び変速制御は、第一速段と第二速段
と第三速段とを達成するために係合する入力クラッチは
第一クラッチであり、第三速段と第四速段とを達成する
ために係合する入力クラッチは第二クラッチである如
く、変速に際して二つの入力クラッチにより遊星歯車式
変速装置の入力部材の切換が行われる型式の自動変速機
に於ては、入力クラッチの切換制御の容易化に有効に寄
与する。即ち、第四速段より第二速段へ直接変速する場
合には第二クラッチの解放と第一クラッチの係合とを互
いに関連付けて厳密な入力クラッチ切換制御を行わなけ
ればならないが、第三速段を経至することにより第二ク
ラッチの解放が第一クラッチの係合に対し同期して行わ
なくともよくなる。

［発明が解決しようとする課題］ 上述の如き二段飛び変速装置は所期の目的を達成する
が、しかし第四速段より第二速段へのダウンシフト時に
於て、一時的ではあるが、第三速段が達成されると、入
力回転数が第三速段に同期する回転数になった時と第二
速段に同期する回転数になった時とで二回続けて繰返し
変速ショックが生じ、乗員に不快感を与えるようにな
る。また入力回転数が第三速段に同期する回転数になっ
て第三速段状態である間、機関出力回転数の上昇が停止
され、所謂息付きが発生するようになる。

本発明は、上述の如き不具合に鑑み、二段飛び変速が
二回の変速ショックを生じることなく、また機関回転数
の上昇に息付きが生じることなく円滑に行われるように
する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。

［課題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、車速と機関出力
とに応じて予め定められた変速特性に従って低速、中
速、高速の少なくとも三つの変速段の間に切り換えられ
る自動変速機の変速制御装置にして、車速と機関出力と
が各々前記高速の変速段に適した第一の車速値と第一の
機関出力値にあって自動変速機が前記高速の変速段にて
運転されている状態から車速と機関出力とが各々前記中
速の変速段に適した値を瞬時に通過して前記低速の変速
段に適した第二の車速値と第二の機関出力値に変化した
時、自動変速機を前記高速の変速段より先ず前記中速の
変速段へ向けて切り換える変速制御を開始し、変速段切
り換えの途中で自動変速機の入力回転数が自動変速機の
前記中速の変速段の変速比と前記第二の変速値より逆算
される回転数値より所定量低い値まで増大したところ
で、自動変速機の変速制御を前記低速の変速段への切り
換えに変更する変速制御手段を有する自動変速機の変速
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、高速の変速段より低速の変
速段への切り換えが、中速の変速段を中途まで達成する
状態を経て行われるので、高速の変速段より低速の変速
段へ一挙に変速段が切り換えられる場合に比して、摩擦
係合装置の摩擦要素に作用する摩擦力を低減することが
でき、しかも中速の変速段は完全に達成するまでには至
らないので、高速の変速段より中速の変速段への切り換
え及び中速の変速段より低速の変速段への切り換えの場
合に生ずる如き二回の変速ショックやその間に機関回転
数の上昇に息付きが生ずることを回避し、また変速に要
する全体時間を短縮することができる。

［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図は本発明による変速制御装置の一つの実施例を
示している。第１図に於て、10は第一サンギヤを、12は
第一サンギヤ10と同心の第一リングギヤを、14は第一サ
ンギヤ10と第一リングギヤ12とに噛合する第一プラネタ
リピニオンを、16は第一プラネタリピニオン14を回転可
能に担持する第一キャリヤを、20は第二サンギヤを、22
は第二サンギヤ20と同心の第二リングギヤを、24は第二
サンギヤ20と第二リングギヤ22とに噛合する第二プラネ
タリピニオンを、26は第二プラネタリピニオン24を回転
自在に担持する第二キャリヤを各々示している。第一リ
ングギヤ12は連結要素30によって第二キャリヤ26と連結
され、第一キャリヤ16は連結要素32によって第二リング
ギヤ22と連結されている。

尚、ここで第一サンギヤ10と第一リングギヤ12と第一
プラネタリピニオン14と第一キャリヤ16とにより構成さ
れた単純遊星歯車機構を第一列目の遊星歯車機構と称
し、第二サンギヤ20と第二リングギヤ22と第二プラネタ
リピニオン24と第二キャリヤ26とにより構成された単純
遊星歯車機構を第二列目の遊星歯車機構と称する。

第一キャリヤ16及び連結要素32によって第一キャリヤ
16と連結された第二リングギヤ22とハウジング50との間
には第一ワンウェイクラッチ34と第二ワンウェイクラッ
チ36とが互いに直列に設けられている。この場合、第一
ワンウェイクラッチ34が第一キャリヤ16の側に設けら
れ、第二ワンウェイクラッチ36がハウジング50の側に設
けられている。更に詳細には第一ワンウェイクラッチ34
はそのインナレース34aにて第一キャリヤ16と接続され
てアウタレース34bを連結部材31により第二ワンウェイ
クラッチ36のインナレース36aに接続され、第二ワンウ
ェイクラッチ36のアウタレース36bがハウジング50に接
続されている。

第二キャリヤ26は、出力歯車54と接続され、常に出力
部材として作用するようになっている。

第一ワンウェイクラッチ34は、エンジンドライブ時に
於てアウタレース34bがインナレース34aの回転速度を越
えて回転しようとする時には係合状態になり、これとは
逆の時には滑り状態となり、また第二ワンウェイクラッ
チ36は、エンジンドライブ時に於てインナレース36aが
アウタレース36bに対し逆転とする時には係合状態にな
り、これとは逆の時には滑り状態になるようになってい
る。

第二サンギヤ20と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第一クラッチ38が設けられている。

第一キャリヤ16と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第二クラッチ40が設けられている。

第一サンギヤ10と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第三クラッチ42が設けられている。

第一サンギヤ10と連結部材31との間には該両者を互い
に選択的に接続する第四クラッチ44が設けられている。

連結部材31とハウジング50との間には連結部材31をハ
ウジング50に対し選択的に固定する第一ブレーキ46が設
けられている。

第二リングギヤ22とハウジング50との間には第二リン
グギヤ22をハウジング50に対し選択的に固定する第二ブ
レーキ48が設けられている。

上述の如き構成よりなる遊星歯車式変速装置によって
第一速段、第二速段、第三速段（直結段）、第四速段
（増速段）及び後進段が達成される要領は第１表及び第
２図に示す通りである。第１表及び第２図に於て、○印
は当該クラッチ、ブレーキ又はワンウェイクラッチがエ
ンジンドライブ状態に於て係合されていることを示し、
また第１表にて（○）は当該クラッチ或いはブレーキが
係合されれば、その変速段に於てエンジンブレーキが作
用し得ることを示している。

第一リングギヤ12の歯数に対する第一サンギヤ10の歯
数の比をρ_１とし、第二リングギヤ22の歯数に対する第
二サンギヤ20の歯数の比をρ_２とした場合、各変速段の
変速比は第２表に示す通りである。

第一クラッチ38、第二クラッチ40、第三クラッチ42、
第四クラッチ44及び第一ブレーキ46、第二ブレーキ48
は、各々油圧作動式のクラッチ或いはブレーキであり、
その各々の油室に油圧を供給されることにより係合し、
これら油室の油圧を排出されることにより解放するよう
になっている。これら油室に対する油圧の給排は油圧制
御装置60により行われるようになっている。

油圧制御装置60は、図には示されていないが、ライン
油圧制御弁、各種シフト弁と、三つのソレノイド弁、即
ち第一ソレノイド弁62と、第二ソレノイド弁64と、第三
ソレノイド弁66とを有している。第一ソレノイド弁62と
第二ソレノイド弁64と第三ソレノイド弁66とは、各々選
択的に通電されることにより、開弁或いは閉弁し、シフ
ト弁の切換と図示されていない流体式トルクコンバータ
のロックアップクラッチ制御用のロックアップリレー弁
の切換と変速段禁止制御用のリバースインヒビット弁の
切換とを行うようになっており、第２図にて○印で示さ
れている組合せにて通電されることにより、第一速段乃
至第四速段の変速とロックアップクラッチの係合制御と
後進段禁止制御とを行うようになっている。

尚、油圧制御装置60について詳細な説明が必要である
ならば、本願出願人と同一の出願人による特願昭63−19
2965号の明細書及び図面を参照されたい。

第一ソレノイド弁62と第二ソレノイド弁64と第三ソレ
ノイド弁66に対する通電制御は電子制御装置70により行
われるようになっている。電子制御装置70は、一般的な
マイクロコンピュータを含んでおり、車速センサ72より
車速に関する情報を、スロットル開度センサ74より機関
出力情報としてスロットル開度に関する情報を、マニュ
アルシフトポジションセンサ76よりマニュアルシフトポ
ジションに関する情報を、回転数センサ78より変速装置
の入力軸回転数に関する情報を各々与えられ、マニュア
ルシフトポジションと車速とスロットル開度とに応じて
予め定められた変速特性に従って所定の変速段が達成さ
れるよう第一ソレノイド弁62と第二ソレノイド弁64と第
三ソレノイド弁66に対する通電を制御するようになって
いる。

電子制御装置70は、第四速段より第二速段へのダウン
シフト時に於ては、第３図に示されている如きフローチ
ャートに従って先ず第三速段を達成する変速制御を行
い、回転数センサ78により検出される入力軸回転数Ntが
第三速段に同期する回転数Nt₃即ち第三速段の変速比と
車速値より逆算される入力軸回転数Ntの値）より所定量
低い所定回転数Ntsetに達したか否かを判別し、入力軸
回転数Ntがその所定値Ntsetに達した時には第二速段を
達成する変速制御を行う二段飛び変速制御手段を含んで
いる。

上述の如き構成により、第４図に示されている如く、
第四速段より第二速段への変速判断がなされると、先ず
第三速段を達成すべく、第二ソレノイド弁64に対する通
電を停止し、第一ブレーキ46を解放し、第一クラッチ38
を係合させることが行われる。尚、第４図に於て、符号
Pb₁は第一ブレーキ46の油圧特性を、符号Pc₁は第一クラ
ッチ38の油圧特性を各々示している。第四速段より第三
速段への変速が開始されると、入力軸回転数Ntが上昇す
るようになる。この入力軸回転数Ntが第三速段に同期す
る回転数Nt₃より所定量低い所定値Ntsetに達すると、第
二速段を達成すべく第一ソレノイド弁62に対する通電が
開始される。これにより第二クラッチ40の解放が開始さ
れる。この第二クラッチ40の解放によって第二速段が達
成される。

上述の如く、入力軸回転数Ntが第三速段同期回転数Nt
₃に達する以前に第二速段への変速が開始され、これに
より入力軸回転数Ntが少したりとも第三速段同期回転数
を維持することがなくなり、これに応じて第四速段より
第二速段への変速時にその入力軸回転数Ntが段階的に変
化することがなくなり、二回続けて変速ショックが繰返
し生じることが回避される。また第三速段同期状態が維
持されることによる機関回転数の上昇の息付が発生する
ことが未然に回避されるようになる。

尚、第５図は、従来に於ける如く、第四速段より第二
速段へのダウンシフトが完全な第三速段の達成状態を経
て行われる場合の変速油圧特性及び入力回転数変化と出
力トルク変化とを示している。

上述の如く、第四速段より第二速段へのダウンシフト
時に於て第二速段の変速を開始する目安となる所定回転
数Ntsetは、第三速段同期回転数Nt₃より所定量低い回転
数であり、この度合αは一定値であってもよいが、これ
は入力軸回転数変化速度を考慮して機関出力が大きい時
ほど大きい値に設定されてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による自動変速機の変速制御装置の一つ
の実施例を示す概略構成図、第２図は各変速段に於ける
ソレノイド弁の通電組合せとクラッチ及びブレーキの係
合の組合せとを示す線図、第３図は本発明による変速制
御装置に於ける第四速段より第二速段へのダウンシフト
制御を示すフローチャート、第４図は本発明による変速
制御装置に於ける第四速段より第二速段へのダウンシフ
ト時に於ける変速油圧特性と入力軸回転数特性と出力ト
ルク特性とを示すタイムチャート、第５図は従来の変速
装置に於ける第四速段より第二速段へのダウンシフト時
に於ける変速油圧特性と入力軸回転数特性と出力トルク
特性とを示すタイムチャートである。 10……第一サンギヤ,12……第一リングギヤ,14……第一
プラネタリピニオン,16……第一キャリヤ,20……第二サ
ンギヤ,22……第二リングギヤ,24……第二プラネタリピ
ニオン,26……第二キャリヤ,30、32……連結要素,34…
…第一ワンウェイクラッチ,36……第二ワンウェイクラ
ッチ,38……第一クラッチ,40……第二クラッチ,42……
第三クラッチ,44……第四クラッチ,46……第一ブレー
キ,48……第二ブレーキ,50……ハウジング,52……入力
軸,54……出力歯車,60……油圧制御装置,62……第一ソ
レノイド弁,64……第二ソレノイド弁,66……第三ソレノ
イド弁,70……電子制御装置,72……車速センサ,74……
スロットル開度,76……マニュアルシフトポジションセ
ンサ,78……回転数センサ

フロントページの続き (72)発明者 舟橋 眞 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−50262（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−137457（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車速と機関出力とに応じて予め定められた
   変速特性に従って低速、中速、高速の少なくとも三つの
   変速段の間に切り換えられる自動変速機の変速制御装置
   にして、車速と機関出力とが各々前記高速の変速段に適
   した第一の車速値と第一の機関出力値にあって自動変速
   機が前記高速の変速段にて運転されている状態から車速
   と機関出力とが各々前記中速の変速段に適した値を瞬時
   に通過して前記低速の変速段に適した第二の車速値と第
   二の機関出力値に変化した時、自動変速機を前記高速の
   変速段より先ず前記中速の変速段へ向けて切り換える変
   速制御を開始し、変速段切り換えの途中で自動変速機の
   入力回転数が自動変速機の前記中速の変速段の変速比と
   前記第二の変速値より逆算される回転数値より所定量低
   い値まで増大したところで、自動変速機の変速制御を前
   記低速の変速段への切り換えに変更する変速制御手段を
   有する自動変速機の変速制御装置。