JP2701096B2

JP2701096B2 - 車両用自動変速装置

Info

Publication number: JP2701096B2
Application number: JP3183157A
Authority: JP
Inventors: 知郎松村; 英樹狩野; 敏小林; 豊村岡; 治桜井; 信章小林; 敦巳保科
Original assignee: 株式会社ユニシアジェックス
Priority date: 1991-06-27
Filing date: 1991-06-27
Publication date: 1998-01-21
Anticipated expiration: 2013-01-21
Also published as: JPH055434A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車等の車両
に搭載され、シフトレバーの操作により自動変速するの
に用いて好適な車両用自動変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両に搭載されるエンジンと、
該エンジンの駆動軸と連結され、該駆動軸から入力され
たトルクを変速して出力軸に伝達する自動変速機構と、
前記車両に設けられ、該車両を走行，停止させるべく走
行レンジ，停止レンジに切換操作されるシフトレバーと
からなる車両用自動変速装置は知られている。

【０００３】ここで、前記自動変速機構は、一般に、ポ
ンプ羽根車がエンジンの駆動軸と連結され、タービン羽
根車が入力軸に連結されたトルクコンバータと、該トル
クコンバータから入力軸を介して入力されたエンジント
ルク（エンジン回転数）を遊星歯車等の変速歯車によっ
て多段に変速する変速機と、クラッチ作動油圧の上昇に
より該変速機と入力軸とを連結する変速クラッチと、前
記クラッチ作動油圧を可変に制御する変速制御弁とから
構成されている。

【０００４】そして、運転者がシフトレバーを、ニュー
トラルレンジ（以下、Ｎレンジという）、パーキングレ
ンジ（以下、Ｐレンジという）等の停止レンジからドラ
イブレンジ（以下、Ｄレンジという）、リバースレンジ
（以下、Ｒレンジという）等の走行レンジへと操作する
と、クラッチ作動油を供給する油圧配管の途中に設けら
れたアキュムレータはクラッチ作動油圧を徐々に昇圧す
る。これにより、変速クラッチは衝撃を緩衝されつつ連
結し、入力軸のエンジントルクを変速歯車に伝達させ
る。そして、変速制御弁によってクラッチ作動油圧が可
変に制御されることにより、該変速歯車は入力軸から伝
達されたエンジントルクを複数段に変速して、出力軸
と、該出力軸と車両の駆動輪との間に配設されたプロペ
ラシャフトに伝達し、車両は前進，後進する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術によるものでは、例えば運転に不慣れな運転者が
誤操作等によって、アクセルペダルを強く踏込んだま
ま、シフトレバーをＮレンジからＤレンジに切換操作す
る場合があるが、この場合には、アキュムレータによる
油圧の緩衝作用が間に合わず、クラッチ作動油圧が急上
昇して変速クラッチが連結されるから、エンジンの高回
転数が回転停止状態の出力軸側に急激に伝達される。

【０００６】このため、上述した従来技術では、車両が
急発進して危険が増大するばかりか、変速機の変速歯
車、変速クラッチ、出力軸等に過大なトルク（トルク衝
撃）が加わって、これら変速歯車等の損傷を招き、耐久
性、寿命等が大幅に低下するという問題がある。また、
この異常操作時に生じる過大な変速衝撃に対処すべく、
正常操作状態で要求される強度よりも高い強度をもっ
て、変速歯車、出力軸、プロペラシャフト等の各部品を
形成しなくてはならないから、自動変速装置全体の重量
や出力軸等の慣性モーメントが大幅に増加してしまい、
車両の燃費、運動性能が大幅に低下するという問題があ
る。

【０００７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、異常操作によってシフトレバーが停止レ
ンジから走行レンジに切換えられたときに、自動変速機
構に加わるトルク衝撃を効果的に低減できるようにした
車両用自動変速装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明が採用する構成の特徴は、自動変速機構の
出力側に設けられ、出力トルクを検出するトルク検出器
と、シフトレバーが停止レンジから走行レンジに切換え
られたか否かを判定するレンジ切換判定手段と、車両の
速度が所定速度以下であるか否かを判定する車速判定手
段と、前記トルク検出器から出力された検出トルクと該
検出トルクの値から求めたトルク増分値とにより、前記
出力トルクが過大トルクであるか否かを判定するトルク
判定手段と、前記レンジ切換判定手段が走行レンジに切
換えられたと判定し、前記車速判定手段が所定速度以下
であると判定し、かつ該トルク判定手段が過大トルクで
あると判定したときに、エンジンから出力されるトルク
を低下させるエンジントルク低下手段とを備えたことに
ある。

【０００９】また、前記トルク判定手段は、前記トルク
検出器から出力された検出トルクと該検出トルクを微分
して求めたトルク増分値とからなる制御領域判定マップ
に基づき、前記出力トルクが過大であるか否かを判定す
るのが好ましい。

【００１０】

【作用】上記構成により、トルク判定手段では、トルク
検出器による検出トルクと該検出トルクの値から求めた
トルク増分値とから、出力トルクが過大トルクになって
いるか否かを判定することができる。そして、レンジ切
換判定手段が走行レンジに切換えられたと判定し、車速
判定手段が所定速度以下であると判定し、かつトルク判
定手段が過大トルクであると判定すると、エンジントル
ク低下手段は、エンジンから出力されるトルクを低下さ
せ、過大なエンジントルクが自動変速機構に加わるのを
防止する。

【００１１】また、前記トルク判定手段は、トルク検出
器から出力された検出トルクと該検出トルクを微分して
求めたトルク増分値とからなる制御領域判定マップに基
づき、出力トルクが過大であるか否かを判定することが
できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１ないし図５に基
づき説明する。

【００１３】図において、１は車両に搭載されるエンジ
ン、２は該エンジン１の出力側に設けられた自動変速機
構を示し、該自動変速機構２は、エンジン１の駆動軸
（図示せず）と連結して設けられたトルクコンバータ３
と、該トルクコンバータ３から入力軸を介して入力され
たエンジントルクを遊星歯車等の変速歯車（いずれも図
示せず）によって多段に変速し、出力軸４に伝達する変
速機５と、該変速機５に設けられ、クラッチ作動油圧の
上昇により該変速機５と入力軸とを連結する変速クラッ
チ（図示せず）と、後述のコントロールユニット１３か
らの制御信号によりクラッチ作動油圧を可変に制御する
変速制御弁６とから構成されている。そして、該自動変
速機構２は、エンジン１からトルクコンバータ３を介し
て伝達されたエンジントルクを変速機５によって多段に
変速し、この変速した回転数（トルク）を出力軸４に伝
達し、プロペラシャフト（図示せず）を回転させるもの
である。

【００１４】７は出力軸４に近接して設けられたトルク
検出器としてのトルクセンサを示し、該トルクセンサ７
は例えば４コイル型の磁歪式トルクセンサから構成され
ている。そして、該トルクセンサ７は出力軸４のトルク
を検出し、これを検出トルクＶｔとしてコントロールユ
ニット１３に出力するものである。

【００１５】８はエンジン１のシリンダヘッドに設けら
れた複数の燃料噴射弁（１個のみ図示）を示し、該燃料
噴射弁８は燃料配管等を介して燃料ポンプ（いずれも図
示せず）と接続されている。そして、該燃料噴射弁８は
コントロールユニット１３からの燃料噴射信号により、
燃料ポンプから供給された燃料をエンジン１のシリンダ
（図示せず）内に噴射するものである。

【００１６】９は車両に搭載されたシフトレバー（図示
せず）に付設され、インヒビタスイッチ等からなるシフ
トレバーセンサを示し、該シフトレバーセンサ９は、シ
フトレバーがＮレンジ，Ｐレンジ，Ｄレンジ，Ｒレンジ
等の各レンジのうち、いずれのレンジに切換操作されて
いるかを検出し、この検出信号をシフト位置信号として
後述のコントロールユニット１３に出力するものであ
る。

【００１７】１０は車速センサを示し、該車速センサ１
０は車両の速度を検出し、これを車速信号Ｖとしてコン
トロールユニット１３に出力するものである。１１はイ
グニッションコイルを示し、該イグニッションコイル１
１はコントロールユニット１３からの制御信号により、
点火用高電圧を点火プラグ（図示せず）に印加し、該点
火プラグを点火させるものである。

【００１８】１２は吸気マニホールドの途中に設けられ
たサブスロットル弁を示し、該サブスロットル弁１２は
コントロールユニット１３から制御信号が出力される
と、その弁開度を可変に調整し、吸入空気量を制御する
ものである。

【００１９】１３はマイクロコンピュータ等から構成さ
れたコントロールユニットを示し、該コントロールユニ
ット１３の記憶エリア１３Ａ内には、図２，図３に示す
トルク制御処理プログラムと、図４に示す制御領域判定
マップ１４とが記憶されている。また、該コントロール
ユニット１３は、その入力側にトルクセンサ７、シフト
レバーセンサ９、車速センサ１０、クランク角センサ、
スロットルセンサ（いずれも図示せず）等が接続され、
出力側には変速制御弁６、燃料噴射弁８、イグニッショ
ンコイル１１、サブスロットル弁１２が接続されてい
る。

【００２０】ここで、前記制御領域判定マップ１４は、
図４に示す如くトルクセンサ７からの検出トルクＶｔ
と、該検出トルクＶｔを微分して求めたトルク増分値Ｖ
ｔ′との関係がマップとして記憶され、該制御領域判定
マップ１４は、所定のスレッシュホールドレベルＶｔ0
をトルク増分値Ｖｔ′の大小によって補正した折れ線状
の境界線１４Ａと、該境界線１４Ａの上側に形成され、
エンジントルクの低下処理を行う制御領域１４Ｂと、境
界線１４Ａの下側に形成され、エンジントルクの低下処
理を行わない非制御領域１４Ｃとから構成されている。
そして、該制御領域判定マップ１４は、検出トルクＶｔ
がスレッシュホールドレベルＶｔ0 を上回っても、トル
ク増分値Ｖｔ′が小さいときには、エンジントルクの低
下処理を行わず、また検出トルクＶｔがスレッシュホー
ルドレベルＶｔ0 を下回っていても、トルク増分値Ｖ
ｔ′が大きいときには、エンジン低下処理を行うよう
に、その境界線１４Ａが定められ、これにより効率的に
エンジントルクの低下処理を行わしめるものである。

【００２１】本実施例による車両用自動変速装置は上述
の如き構成を有するもので、次にトルク制御処理につい
て図２ないし図４を参照しつつ説明する。

【００２２】まず、エンジン１が始動して処理動作がス
タートすると、ステップ１では、シフトレバーセンサ９
から出力されたシフト位置信号を読込み、ステップ２で
は、このシフト位置信号に基づき、シフトレバーが停止
レンジとしてのＮレンジ，Ｐレンジから走行レンジとし
てのＤレンジ，Ｒレンジに切換えられたか否かを判定す
る。ここで、自動変速装置を搭載した車両では、一般に
シフトレバーがＮレンジに入っていないとエンジン１を
始動できないように安全回路が組込まれているから、処
理動作のスタート時ではシフトレバーはＮレンジに入っ
ている。

【００２３】そして、前記ステップ２で「ＹＥＳ」と判
定したときは、シフトレバーがＮレンジ等の停止レンジ
からＤレンジ等の走行レンジに入った場合だから、ステ
ップ３に移り、前記ステップ２で「ＮＯ」と判定したと
きは、メインルーチンにリターンして通常の自動変速処
理を行う。次に、ステップ３ではタイマＴをスタートさ
せ、ステップ４では、このタイマＴが予め記憶エリア１
３Ａ内に記憶された所定時間Ｔ1 に達したか否かを判定
する。ここで、この所定時間Ｔ1 は、変速クラッチが連
結される時間、即ち変速時のトルク衝撃が生じる時間だ
け後述のエンジントルク低下処理を行なうべく、例えば
０．０〜１．５秒の範囲で、好ましくは０．３〜０．７
秒の範囲で設定されている。

【００２４】そして、前記ステップ４で「ＹＥＳ」と判
定したときは、タイマＴが未だ所定時間Ｔ1 に達してい
ない場合だから、ステップ５に移って車速センサ１０か
らの車速信号Ｖを読込み、また前記ステップ４で「Ｎ
Ｏ」と判定したときは、タイマＴが所定時間Ｔ１を上回
った場合だから、リターンして通常の自動変速処理を行
う。

【００２５】次のステップ６では、前記ステップ５で読
込んだ車速信号Ｖが予め記憶エリア１３Ａ内に記憶され
た所定速度Ｖ1 以下であるか否かを判定する。ここで、
前記所定速度Ｖ1 は、車両が実質的に停止している間だ
けエンジントルク低下処理を行うべく、例えば０〜１０
ｋｍ／ｈの範囲で設定されている。そして、このステッ
プ６で「ＹＥＳ」と判定したときは、車速信号Ｖが所定
速度Ｖ1 以下の場合だから、図３に示すステップ７に移
る。また、前記ステップ６で「ＮＯ」と判定したとき
は、車速信号Ｖが所定速度Ｖ1 を上回っている場合、例
えば走行中にシフトレバーをＤレンジからＮレンジに切
換えた後、再びＤレンジに切換えた場合等、エンジント
ルクを低下させる必要がない場合であるから、リターン
して通常の自動変速処理を行う。

【００２６】次に、図３において、ステップ７ではトル
クセンサ７からの検出トルクＶｔを読込み、ステップ８
ではこの検出トルクＶｔを微分演算して、単位時間あた
りのトルクの変化量であるトルク増分値Ｖｔ′を求め、
次のステップ９では、記憶エリア１３Ａから図４に示す
制御領域判定マップ１４を読出す。

【００２７】そして、ステップ１０では、トルクセンサ
７からの検出トルクＶｔと、前記ステップ８で求めたト
ルク増分値Ｖｔ′とから、制御領域判定マップ１４の制
御領域１４Ｂ内にあるか否かを判定する。このステップ
１０で「ＹＥＳ」と判定したときは、出力軸４に過大な
トルクが加わった場合だから、後述のステップ１１〜１
３に示すエンジントルク低下処理を行う。また、前記ス
テップ１０で「ＮＯ」と判定したときは、非制御領域１
４Ｃにある場合だから、前記ステップ２，４，６と同様
に、リターンして通常の自動変速処理を行う。

【００２８】次に、ステップ１１では、サブスロットル
弁１２に制御信号を出力して、該サブスロットル弁１２
を閉弁させ、吸入空気量を低下させることによりエンジ
ントルクを低下させる。また、次のステップ１２では、
燃料噴射弁８に出力する燃料噴射信号のパルス幅等を調
節し、該燃料噴射弁８からエンジン１内に噴射する燃料
噴射量を少なくして、エンジントルクを低下させる。そ
して、ステップ１３では、イグニッションコイル１１に
出力する制御信号を調節し、点火プラグの点火時期を遅
角させることにより、エンジントルクを低下させ、前記
ステップ２に戻る。そして、前記ステップ４，６，１０
のいずれかで「ＮＯ」と判定されるまで、ステップ１１
〜１３のエンジン低下処理を繰り返し行う。

【００２９】かくして、本実施例によれば、車両の車速
Ｖが所定速度Ｖ1 以下であるときに、シフトレバーがＮ
レンジ等の停止レンジからＤレンジ等の走行レンジに切
換操作されると、コントロールユニット１３は、トルク
センサ７から出力された検出トルクＶｔと、トルク増分
値Ｖｔ′とから、実際に出力軸４に加わっているトルク
値に基づいて制御領域判定マップ１４の制御領域１４Ｂ
内にあるか否かを判定でき、該制御領域１４Ｂ内にある
ときは、所定時間Ｔ1 だけエンジントルクの低下処理を
行うことができる。

【００３０】この結果、図５に実線で示す特性線１５の
如く、時刻ｔ0 において前記異常操作があった場合に、
エンジン１のトルクを速やかに低減して、出力軸４のト
ルクが従来技術による一点鎖線で示す特性線１６の如
く、急上昇するのを確実に防止することができ、車両が
急発進するのを防止して安全性を向上できる。

【００３１】また、出力軸４、変速機５、プロペラシャ
フト等に過大なトルクが加わるのを確実に防止して、こ
れら変速機５等が損傷するのを防止でき、耐久性、寿
命、信頼性等を大幅に向上することができる。さらに、
正常操作状態で要求される通常の機械的強度をもって変
速機５等を形成することができ、自動変速機構２全体を
大幅に軽量化して出力軸４等の慣性モーメントを低減で
き、これにより車両の燃費、運動性能を大幅に向上でき
る。

【００３２】また、図４に示す制御領域判定マップ１４
に基づいて出力トルクが過大であるか否かを判定する構
成としたから、実際に出力軸４に加わるトルク値に基づ
いて、必要な場合だけ効率的にエンジントルクを低下さ
せることができ、当該車両用自動変速装置の信頼性を向
上することができる。

【００３３】なお、前記実施例では、図２、図３に示す
プログラムのうち、ステップ１，２が本発明の構成要件
であるレンジ切換判定手段の具体例を示し、ステップ
５，６が車速判定手段の具体例を示し、ステップ７〜１
０がトルク判定手段の具体例を示し、ステップ１１〜１
３がエンジントルク低下手段の具体例である。

【００３４】また、前記実施例では、エンジントルク低
下手段の具体例として、ステップ１１〜１３に示す如
く、スロットル制御、噴射量制御、点火時期制御の３つ
の制御を行うものとして述べたが、本発明はこれに限ら
ず、例えばステップ１１〜１３のうちいずれか１つ、あ
るいは２つだけ実行してもよい。

【００３５】さらに、前記実施例では、トルク検出器と
してのトルクセンサ７は、出力軸４に近接して設けるも
のとして述べたが、これに替えて、例えばトルクコンバ
ータ３と変速機５との間に設けてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上詳述した通り本発明によれば、トル
ク検出器による検出トルクと該検出トルクの値から求め
たトルク増分値とにより、出力トルクが過大トルクにな
っているか否かをトルク判定手段で高い精度をもって判
定できる。そして、レンジ切換判定手段が走行レンジに
切換えられたと判定し、車速判定手段が所定速度以下で
あると判定し、かつトルク判定手段が過大トルクである
と判定したときには、エンジントルク低下手段によって
エンジンから出力されるトルクを低下させ、過大なエン
ジントルクが自動変速機構に加わるのを防止することが
できる。この結果、出力トルクが急上昇するのを確実に
防止でき、車両が急発進するのを防止して安全性を向上
できる。また、出力軸、自動変速機構等が過大トルクに
よって損傷するのを防止でき、耐久性、寿命、信頼性等
を向上することができる。さらに、正常操作状態での通
常の機械的強度をもって自動変速機構等を形成できるか
ら、当該車両用自動変速装置を軽量化でき、車両の燃費
や運動性能を向上できる。

【００３７】また、前記トルク判定手段は、トルク検出
器から出力された検出トルクと該検出トルクを微分して
求めたトルク増分値とからなる制御領域判定マップに基
づき、出力トルクが過大であるか否かを判定することが
できるから、実際に自動変速機構に作用する出力トルク
に基づいて、エンジントルク低下を必要とする場合だけ
効率的にエンジントルクを低下させることができ、信頼
性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例による車両用自動変速装置を示
すブロック図である。

【図２】トルク制御処理を示す流れ図である。

【図３】図２に続くトルク制御処理を示す流れ図であ
る。

【図４】制御領域判定マップを示す説明図である。

【図５】トルク衝撃が生じた場合の出力軸トルクの変化
を示す特性線図である。

【符号の説明】

１エンジン２自動変速機構４出力軸７トルクセンサ（トルク検出器）９シフトレバーセンサ１０車速センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村岡豊群馬県伊勢崎市粕川町1671番地１日本電子機器株式会社内 (72)発明者桜井治群馬県伊勢崎市粕川町1671番地１日本電子機器株式会社内 (72)発明者小林信章群馬県伊勢崎市粕川町1671番地１日本電子機器株式会社内 (72)発明者保科敦巳群馬県伊勢崎市粕川町1671番地１日本電子機器株式会社内 (56)参考文献特開昭61−105228（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−282135（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−119434（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車両に搭載されるエンジンと、該エンジ
ンの駆動軸と連結され、該駆動軸から入力されたトルク
を変速して出力軸に伝達する自動変速機構と、前記車両
に設けられ、該車両を走行，停止させるべく走行レン
ジ，停止レンジに切換操作されるシフトレバーとからな
る車両用自動変速装置において、前記自動変速機構の出
力側に設けられ、出力トルクを検出するトルク検出器
と、前記シフトレバーが停止レンジから走行レンジに切
換えられたか否かを判定するレンジ切換判定手段と、前
記車両の速度が所定速度以下であるか否かを判定する車
速判定手段と、前記トルク検出器から出力された検出ト
ルクと該検出トルクの値から求めたトルク増分値とによ
り、前記出力トルクが過大トルクであるか否かを判定す
るトルク判定手段と、前記レンジ切換判定手段が走行レ
ンジに切換えられたと判定し、前記車速判定手段が所定
速度以下であると判定し、かつ該トルク判定手段が過大
トルクであると判定したときに、前記エンジンから出力
されるトルクを低下させるエンジントルク低下手段とを
備えたことを特徴とする車両用自動変速装置。
【請求項２】前記トルク判定手段は、前記トルク検出
器から出力された検出トルクと該検出トルクを微分して
求めたトルク増分値とからなる制御領域判定マップに基
づき、前記出力トルクが過大であるか否かを判定するこ
とを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速装置。