JP2748669B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

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での変速を制御する装置に関
し、特に通常の走行で使用する主変速段と変速比が主変
速段の中間の値の中間段とに設定可能な自動変速機での
変速を制御する装置に関するものである。

従来の技術 周知のように自動変速機における変速は、スロットル
開度などのエンジン負荷に関する情報と車速に関する情
報とに基づいて行ない、エンジン負荷が大きくなり、あ
るいは車速が遅くなればダウンシフトし、また反対にエ
ンジン負荷が小さくなり、あるいは車速が速くなればば
アップシフトする。その場合に設定される変速段の変速
比は、動力性能を良好にするために等比級数に近い関係
に設定しており、したがって各変速段で得られる駆動力
（トルク）にはある程度の幅の段差がある。そのため例
えば走行抵抗に対して駆動力が不足していれば、必要な
駆動力を得るべくアクセルペダルを踏み込むことによっ
てダウンシフトが生じ、また反対に駆動力が大きければ
アクセルペダルを戻してスロットル開度を小さくするこ
とによりアップシフトが生じる。

しかしながら所定の車速での走行抵抗に対していずれ
かの変速段では駆動力が不足し、またそれより一段低速
側の変速段では駆動力が大きすぎる場合がある。その一
例を走行性能線図に示せば第４図のＰ点であって、この
状態では、車速V1の状態の走行抵抗に対して第３速で得
られる駆動力では大きすぎ、また第４速で得られる駆動
力では不足することになる。このような場合、第３速で
走行して車速が速くなると、第４速にアップシフトする
ものの、第４速では駆動力が不足して車速が遅くなるこ
とにより、あるいはアクセルペダルを踏み込むことによ
り、第３速にダウンシフトすることになる。このような
変速が繰返し生じる所謂ビジーシフトは乗心地を損うの
で、特開昭61−103042号公報に記載された変速制御装置
では、変速頻度が予め定めた値を越えた場合にはアップ
シフトを禁止するよう構成している。

発明が解決しようとする課題 上述した従来の装置では、変速を禁止するからビジー
シフトは生じないが、変速段は低速段側に保持されてし
まうから、エンジン回転数が高くなり、その結果、燃費
が悪化したり、あるいは騒音が大きくなるなどの不都合
があった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、
ビジーシフトを防止し、しかもより適切な駆動力を得る
ことのできる自動変速機の制御装置を提供することを目
的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために以下の構成
としたことを特徴とするものである。すなわち第１図に
おいてＥはエンジン、Ｔはトルクコンバータ、Ａは自動
変速機、Ｃ油圧制御装置をそれぞれ示しており、その自
動変速機Ａは、スロットル開度や車速、タービン回転数
などの走行条件に基づいて選択される主変速段と、変速
比がこれらの主変速段の中間の値となる中間段とに設定
し得るよう構成されている。この自動変速機Ａに対して
変速頻度検出手段10と中間段設定手段11とが設けられて
おり、変速頻度検出手段10は、いずれかの中間段を挟ん
だ二つの主変速段の間での変速の繰返し頻度を検出する
よう構成され、また中間段設定手段11は、検出された変
速頻度が所定値以上であれば中間段を設定するよう油圧
制御装置Ｃに信号を出力するようになっている。

作用 自動変速機Ａは走行条件に応じた変速段に設定される
が、いずれかの主変速段で得られる駆動力が所定の車速
での走行抵抗に対して不足し、その主変速段より低速段
側の主変速段では駆動力が大きすぎる場合に、これらの
主変速段の間での変速が繰返し生じる。その変速頻度が
所定値以上であれば、中間段設定手段11は変速頻度検出
手段10からの出力信号に基づいて、上記二つの主変速段
の間の中間段に設定するよう油圧制御装置Ｃに指令信号
を出力し、自動変速機Ａはいずれかの主変速段から前記
中間段に変速される。その結果、より適切な駆動力が得
られることになる。

実 施 例 つぎにこの発明を実施例に基づいて説明する。

まずこの発明で対象とする自動変速機について説明す
ると、この発明で対象とする自動変速機は、スロットル
開度や車速などの走行条件に基づいて選択される主変速
段と走行条件以外の条件が満された場合に選択されかつ
変速比が主変速段の中間の値の中間段とに設定可能であ
り、その一例は第２図にスケルトンで示すとおりであ
る。

第２図に示す例は三組のシングルピニオン型遊星歯車
機構1,2,3を主体として歯車列を構成したものであっ
て、これらの各遊星歯車機構1,2,3における各要素が次
のように連結されて構成されている。すなわち第１遊星
歯車機構１のキャリヤ1Cと第３遊星歯車機構３のリング
ギヤ3Rとが一体となって回転するよう連結されるととも
に、第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rと第３遊星歯車
機構３のキャリヤ3Cとが一体となって回転するよう連結
されている。また第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sは第
２クラッチ手段K2を介して第２遊星歯車機構２のキャリ
ヤ2Cに連結される一方、第４クラッチ手段K4を介して第
２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sに連結され、さらに第２
遊星歯車機構２のキャリヤ2Cは第５クラッチ手段K5を介
して第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sに連結されてい
る。

なお、上記の各要素の連結構造としては、中空軸や中
実軸もしくは適宜のコネクティングドラムなどの一般の
自動変速機で採用されている連結構造などを採用するこ
とができる。

入力軸４は、トルクコンバータや流体継手などの動力
伝達手段（図示せず）を介してエンジン（図示せず）に
連結されており、この入力軸４と第１遊星歯車機構１の
リングギヤ1Rとの間には、両者を選択的に連結する第１
クラッチ手段K1が設けられ、また入力軸４と第１遊星歯
車機構１のサンギヤ1Sとの間には、両者を選択的に連結
する第３クラッチ手段K3が設けられている。

なお、実用にあたっては、各構成部材の配置上の制約
があるから、各クラッチ手段K1,K2,K3,K4,K5に対する連
結部材としてコネクティングドラムなどの適宜の中間部
材を介在させ得ることは勿論である。

また上記の遊星歯車機構1,2,3における回転部材の回
転を阻止するブレーキ手段として、第３遊星歯車機構３
のサンギヤ3Sの回転を選択的に阻止する第１ブレーキ手
段B1と、第２遊星歯車機構２のキャリヤ3Cの回転を選択
的に阻止する第２ブレーキ手段B2と、第２遊星歯車機構
２のサンギヤ2Sの回転を選択的に阻止する第３ブレーキ
手段B3と、第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sの回転を選
択的に阻止する第４ブレーキ手段B4とが設けられてい
る。なお、実用にあたっては、これらのブレーキ手段B
1,B2,B3,B4とこれらのブレーキ手段B1,B2,B3,B4によっ
て固定すべき各要素との間もしくはケース６との間に適
宜の連結部材を介在させ得ることは勿論である。

そしてプロペラシャフトやカウンタギヤ（それぞれ図
示せず）に回転を伝達する出力軸５が、互いに連結され
た第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rと第３遊星歯車機
構３のキャリヤ3Cに対して連結されている。

この第２図に示す構成の自動変速機では、前進５段・
後進１段を主たる変速段とし、これに前進第２速と第３
速との間に所謂第2.2速、第2.5速、第2.7速の変速段を
付加し、かつ前進第３速と第４速との間に所謂第3.2速
と第3.5速とを付加した前進10段・後進１段の変速段を
設定することが原理的には可能であり、また第2.2速、
第2.7速、第3.2速および第3.5速を除いた他の変速段で
は、当該変速段を設定するためのクラッチ手段およびブ
レーキ手段の係合・解放の組合せ（所謂係合・解放パタ
ーン）は複数組あり、これを作動表として示せば第１表
のとおりであり、また第１表に各変速段での変速比を併
せて示す。なお、第１表において、○印は係合すること
を示し、空欄は解放することを示し、また＊印は係合さ
せてもよいことを示し、さらにこの＊印には第１速の第
５クラッチ手段K5や第１ブレーキ手段B1などのように解
放しても変速比や回転状態に変化が生じないもの、第４
速のｂ欄のパターンにおける第１ブレーキ手段B1のよう
に解放すれば変速比は変化しないが回転状態が変化する
もの、第２速のｂ欄のパータンにおける第４クラッチ手
段K4や第３ブレーキ手段B3のように他の＊印の手段を係
合させていれば解放しても変速比および回転状態に変化
が生じないものを含む。また第１表において第２速、第
３速、第４速、第５速および後進段でのa,b,c…の符号
を付した欄は、当該変速段を設定するための係合・解放
パターンのうち遊星歯車機構の回転要素の回転数が異な
るものの係合・解放パターンであることを示し、さらに
，，…の符号は遊星歯車機構の回転要素の回転数
が異ならないものの係合・解放パターン同士の種別を表
わす。そして第１表に示すか変速比は、各遊星歯車機構
1,2,3のギヤ比（サンギヤの歯数とリングギヤの歯数と
の比）を、ρ１＝0.450、ρ２＝0.405、ρ３＝0.405と
した場合の値である。

そして第１図に示す自動変速機には、第１表に示すい
ずれかの変速段を設定するための変速制御およびその変
速段を設定する係合・解放パターンの決定などの制御を
行なう制御装置として、前記クラッチ手段やブレーキ手
段に対してこれらを係合・解放させるための油圧を給排
する油圧制御装置Ｃと、各種の入力データに基づいて油
圧制御装置Ｃに対して電気的な指示信号を出力する電子
コントロールユニット（ECU）12とが設けられている。
その油圧制御装置Ｃは、調圧バルブ、変速制御バルブ、
その変速制御バルブを動作させるための電磁弁等を設け
たものであって、従来知られているものを採用でき、し
たがって電子コントロールユニット12による直接的な制
御対象は、一例として油圧制御装置Ｃにおける電磁弁で
ある。また電子コントロールユニット12はマイクロコン
ピュータを主体とする演算機能を備えたものであって、
車速Ｖやスロットル開度θ、冷却水温度、走行モードの
セレクト信号、ブレーキ信号などの信号が入力されてい
る。

第１図に示す装置では、前進段において第１速、第２
速、第３速、第４速および第５速を主変速段とし、その
他の前進段を中間段としたものであって、主変速段はス
ロットル開度θや車速Ｖなどの走行条件に基づいて選択
されて設定され、また中間段は主変速段の間での変速の
繰返し頻度などの他の条件が生じた場合に選択かつ設定
されるようになっている。

そのための制御を具体的に説明すると、前掲の第４図
におけるＰ点の走行状態にある場合、変速段を第３速に
設定したのでは駆動力が大きすぎ、また第４速では駆動
力が不足するので、その車速V1を維持しようとすると第
３速と第４速との間での変速が繰返し生じることにな
る。その所定時間内の変速回数は電子コントロールユニ
ット12でカウントされ、その値が予め定めた値以上であ
ればビジーシフトと判断され、第３速と第４速との間の
変速比である第3.2速が選択されて設定される。この第
3.2速の走行性能戦は第４図の破線のようになり、した
がってＰ点で現わされる走行状態に適切な駆動力を得る
ことができるため、変速が繰返し生じることがなくな
る。

なお、主変速段同士の間での変速が繰返し生じてもそ
の頻度が低ければビジーシフトとはならず、この場合は
主変速段のみに設定することになる。

上述した制御をフローチャートで示せば第３図のとお
りであり、ステップ１で所定時間内での変速回数を検出
し、それに基づいてビジーシフトか否かを判断し（ステ
ップ２）、判断結果が“ノー”であれば、主変速段（第
１速、第２速、第３速、第４速、第５速）からなる変速
段列に従った変速を行ない（ステップ３）、これとは反
対にステップ２の判断結果が“イエス”であれば、中間
段を加えた変速段列（第１速、第２速、第３速、第3.2
速、第４速、第５速）に従った変速を行なう（ステップ
４）。

ところで設定可能な変速段の数が多いほど、多様な走
行状態に適した駆動力を得ることができるから、例えば
第２図に示す自動変速機にあっては第１表に示す全ての
変速段を走行条件に基づいて常時設定するよう構成する
ことが考えられる。しかしながらこのような構成では走
行条件が僅か変わる都度、変速が生じることになるの
で、変速が頻繁に生じ、それに伴い変速ショックが悪化
したり、摩擦係合手段の耐久性が低下する。これに対し
て上述したこの発明に係る装置では、変速段の数が特に
多くなることはないから、変速ショックが悪化したり、
摩擦係合手段の耐久性が低下したりすることはない。

なお、中間段に設定した場合、これに隣接する主変速
段との変速比の差が小さくなって変速比が全体として等
比級数に近い関係ではなくなってしまうので、いずれか
の中間段に設定した場合には、他の主変速段もそれぞれ
に近い中間段に置き換え、変速比が全体として等比級数
に可及的に近い関係になるようにしてもよい。この種の
変速段列の一例は、第１速第２速第2.7速第3.2速
第４速第５速である。

また変速段列を上記のように変更した後、これを元の
主変速段列に戻す制御は、車両が停止したこと、主変速
段での走行が一定時間継続したことなどの適宜の条件に
満すことによって行なえばよい。

さらにこの発明は中間段を設定できる自動変速機を対
象に適用でき、第２図に示す構成の自動変速機に限定さ
れるものではないのであって、この発明の装置を適用で
きる自動変速機の例としては、本出願人が既に提案した
特願平１−185151号、特願平１−185152号、特願平１−
186991号、特願平１−186992号、特願平１−205478号、
特願平１−280957号などの明細書および図面に記載した
構成の自動変速機を挙げることができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の装置によれ
ば、走行状態に適した中間段に設定するので、駆動力が
走行状態に、より適切なものとなるためビジーシフトが
生じることを防止でき、また駆動力性能を向上させるこ
とができるなど従来にない効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成を示すブロック図、第２図
はこの発明の一実施例を示すスケルトン図、第３図はそ
の制御ルーチンを説明するためのフローチャート、第４
図は自動変速機付き車両の走行性能線図である。 1,2,3……遊星歯車機構、４……入力軸、５……出力
軸、10……変速頻度検出手段、11……中間段設定手段、
12……電子コントロールユニット、Ａ……自動変速機、
Ｃ……油圧制御装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走行条件に基づいて選択される主変速段と
   変速比が主変速段の中間の値の中間段とに設定可能な自
   動変速機において、 いずれかの中間段を挟んだ二つの主変速段の間での変速
   の頻度を検出する変速頻度検出手段と、検出された変速
   頻度が予め定めた値以上の場合にこれら二つの変速段の
   間の中間段に設定する中間段設定手段とを備えているこ
   とを特徴とする自動変速機の制御装置。