JP2751411B2 - 車両用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 本発明は車両用自動変速機、とりわけ、エンジンブレ
ーキ作動時に飛び変速によるダウンシフト機能を備えた
自動変速機の変速制御装置に関する。

従来の技術 従来の車両用自動変速機としては、例えば特開昭62−
62047号公報に開示されるように、２組の遊星歯車組を
備えたパワートレーンにクラッチとかブレーキ等の複数
の摩擦要素が組み込まれ、これら複数の摩擦要素を適宜
締結又は解放することにより、遊星歯車組の各構成要素
の結合組み合わせが変化され、もって複数の変速段が得
られるようになっている。

また、かかる自動変速機では最高速段としてオーバー
ドライブ（OD）が設定され、該OD段によってエンジン回
転が更に増速されるようになっている。

ところで、上記OD段からセレクトレバーをマニュアル
IIレンジに切り換えてエンジンブレーキを作動させたと
きに、４速から２速への飛び変速を行い、エンジンブレ
ーキの応答性を向上させるようになっている。

発明が解決しようとする課題 しかしながら、かかる従来の自動変速機の変速制御で
は、OD段からのエンジンブレーキ作動時には常に飛び変
速によるダウンシフトが行われるようになっており、か
かるエンジンブレーキの作動がエンジン回転が著しく高
い状態で行われた場合は、第６図に示すようにダウンシ
フトされたときのエンジン回転差が非常に大きくなり、
２速設定時に締結される摩擦要素に著しく大きな負荷が
作用して、大量の摩擦熱Ｑが発生されてしまう。

このため、第７図に示すようにエンジンブレーキが作
動される直前の作動液温が高いときは、上記大量の発熱
により摩擦要素のフェーシング表面が高温化されて、斜
線部領域Ｒで脱水化学反応が生じ、該摩擦要素の焼損が
来されてしまう恐れがあるという課題があった。

即ち、一般にクラッチのフェーシング表面温度は、締
結の直前に有していた温度に対して、変速によりクラッ
チに発生される熱量分だけ上昇した温度により、次の式
により表すことができる。

つまり、変速直前のフェーシング温度をt₀,変速で発
生される熱量をq,フェーシングと締結される相手面の比
熱比をh,作動液（潤滑油）で冷却される熱量をq₁とする
と、締結時のフェーシング温度ｔは、ｔ＝t₀＋q/h−q₁/
hとなることが知られている。

従って、フェーシングの表面温度は、変速直前の温
度が高いほど、変速時に発生される熱量が大きいほ
ど、かつ、その熱量が短時間に大量に発生されるほど
高くなってしまう。

一方、作動液温が高い場合に、２段以上の飛び変速動
作を禁止するようにした技術が一部で提案されている
が、この場合には摩擦要素の焼損の問題は解消するもの
の、エンジンブレーキの作動，非作動に無関係に一律に
飛び変速が禁止されてしまうため、特にエンジンブレー
キが作動しないときのダウンシフトの応答性が悪くな
る。

そこで、本発明はかかる従来の課題に鑑みて、エンジ
ンブレーキ作動時に作動液温が高温状態にあるときは、
ダウンシフト時の摩擦要素に作用される負荷を軽減させ
ることにより、エンジンブレーキ非作動時のダウンシフ
トの応答性の悪化を招くことなく、該摩擦要素で発生さ
れる熱量を低下させるようにした車両用自動変速機の変
速制御装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段 かかる目的を達成するために本発明は第１図に示すよ
うに、液圧作動される複数の摩擦要素ａを備え、これら
摩擦要素ａの締結および解放が変速切換手段ｂを介して
適宜切り換えられることにより複数の変速段が得られる
ようになっており、かつ該変速切換手段ｂには、最高速
段からのエンジンブレーキ作動時に飛び変速によるダウ
ンシフト機能が設けられた車両用自動変速機において、 上記摩擦要素ａの作動液温を検知する液温検出手段ｃ
と、 上記作動液温が所定温度以上の高温時に、エンジンブ
レーキが作動しない変速段への飛び変速によるダウンシ
フトを許容する一方、エンジンブレーキが作動する変速
段への飛び変速によるダウンシフトを禁止して、１段づ
つのダウンシフトを行わせる禁止手段ｄと、を設けるこ
とにより構成する。

作用 以上の構成により本発明の車両用自動変速機の変速制
御装置にあっては、摩擦要素ａの作動液温が高温時に
は、禁止手段ｄによりエンジンブレーキが作動する変速
段への飛び変速によるダウンシフトが禁止されて、１段
づつのダウンシフトが行われるため、このダウンシフト
によって順次締結される摩擦要素ａに作用される負荷は
それぞれ減少される。

このため、エンジンブレーキ時に目的の変速段に到達
するまでに締結される複数の摩擦要素ａによって負荷が
分散されるため、各摩擦要素ａに発生される摩擦熱量が
大幅に低下されることになる。

ただし、摩擦要素ａの作動液温が高温であっても、エ
ンジンブレーキが作動しない変速段への飛び変速による
ダウンシフト時には発熱の問題が生じないために、上記
飛び変速によるダウンシフトが許容される。

実施例 以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明す
る。

即ち、第２図は本発明に係る車両用自動変速機の変速
制御装置の一実施例を示す概略構成図で、同図に示す自
動変速機10は、前進４段の変速切り換えが行われる主変
速機12と、減速，等速の２段切り換えが行われる副変速
機14とが直列に配置されることにより構成される。

従って、上記自動変速機10では主変速機12による４段
の切り換えと、副変速機14による２段の切り換えとの組
み合わせにより、次表に示すように前進段では合計５段
の変速が行われるように設定される。

ところで、上記主変速機12および副変速機12は一般の
自動変速機で行っているように、それぞれのパワートレ
ーンに組み込まれたクラッチ，ブレーキ等の複数の摩擦
要素が締結又は解放されることにより、各変速の切り換
えが行われるようになっており、該摩擦要素の締結，解
放の切り換えは、主，副変速機12,14に設けられた図外
のコントロールバルブから供給される制御液圧により行
われる。

上記コントロールバルブには主変速機12切換用の第１
シフトソレノイド16および第２シフトソレノイド18と、
副変速機14切換用の第３シフトソレノイド20が設けら
れ、これら第1,第2,第３シフトソレノイド16,18,20がA/
Tコントロールユニット22に内蔵された主変速機シフト
コントローラ24および副変速機シフトコントローラ26か
ら出力される制御信号によりON,OFF駆動されるようにな
っている。

そして、上記コントロールバルブには上記第1,第2,第
３シフトソレノイド16,18,20にそれぞれ対応して図外の
シフトバルブが設けられており、これら各シフトソレノ
イド16,18,20の駆動によって各シフトバルブが切り換え
られることにより、各摩擦要素の締結および解放が行わ
れ、上記第１表に示したような各変速段が得られるよう
になっている。

ところで、上記第１表に示した各変速段を得るため
に、上記第1,第2,第３シフトソレノイド16,18,20は次の
第２表に示すようにON,OFF制御される。

また、上記主変速機シフトコントローラ24および副変
速機シフトコントローラ26には、変速切換手段としての
変速判定＆指定コントローラ28から変速信号が出力され
るようになっており、該変速判定＆指令コントローラ28
はエンジン30のスロットル開度を検出するスロットルセ
ンサ32および上記自動変速機10の出力回転を検出する車
速センサ34からの検出信号を基に変速判断が行われるよ
うになっている。

また、上記変速判定＆指令コントローラ28には、セレ
クトレバー36のレンジ位置を検出するレンジスイッチ38
からの検出信号が入力され、エンジンブレーキの作動判
断が行われるようになっている。

尚、上記セレクトレバー36には前進走行レンジとして
Ｄレンジ，マニュアルIIIレンジ，マニュアルIIレンジ
およびマニュアルＩレンジが設けられ、マニュアルIII
レンジでは３速固定走行，マニュアルIIレンジでは２速
固定走行，マニュアルＩレンジでは１速固定走行が行わ
れるようになっている。

従って、Ｄレンジ５速状態での走行中にセレクトレバ
ー36がマニュアル３速レンジに切り換えられると、５速
から３速へのダウンシフトを伴ってエンジンブレーキが
作動されるが、このときに上記変速判定＆指令コントロ
ーラ28は、５速から３速への飛び変速によるダウンシフ
トを指令する機能を備えている。

即ち、５速から３速にダウンシフトされるには、上記
第２表から第１シフトソレノイド16がONからOFFに切り
換えられると共に、第３シフトソレノイド20がOFFからO
Nに切り換えられることにより達成される。

ここで、本実施例では上記自動変速機10の変速用作動
液の液温を検出する液温検出手段としての液温センサ50
が設けられると共に、上記変速判定＆指令コントローラ
28と上記副変速機シフトコントローラ26との間に、禁止
手段としてのディレイ回路52が設けられる。

尚、上記液温センサ50は従来既に設けられている場合
はこれを使用することができる。

そして、上記ディレイ回路52に上記液温センサ50の検
出信号を入力すると共に、上記車速センサ34および上記
レンジスイッチ38の検出信号が入力される。

上記ディレイ回路52は最高速段での走行時にエンジン
ブレーキが作動された時に、変速判定＆指令コントロー
ラ28から副変速機シフトコントローラ26に出力されるダ
ウンシフト信号（OFF→ON）を所定時間遅延させる機能
を有している。

以上の構成により本実施例の変速制御装置の作用を、
第３図のフローチャートを用いて説明する。

即ち、このフローチャートは上記A/Tコントロールユ
ニット22で実行されるプログラムの一処理例を示し、ま
ず、ステップ100ではレンジスイッチ38から出力される
レンジ信号により、セレクタレバー36がＤレンジからマ
ニュアルIIIレンジに切り換えられたかどうかが判断さ
れ、切り換えられていない場合「NO」は再度リターンさ
れ、切り換えられた場合「YES」はステップ101に進ん
で、液温センサ50からの信号を基に作動液温を読み込
む。

そして、次のステップ102では上記ステップ101で読み
込まれた作動液温が予め設定されている所定値より高い
かどうかが判断され、「NO」のときは液温が低い場合で
あるためステップ103に進み、変速判定＆指令コントロ
ーラ28が通常の機能として備えている５速から３速への
飛び変速によるダウンシフト信号が出力される。

このため、上記第２表に示したように第１シフトバル
ブ16は主変速機シフトコントローラ24を介してONからOF
Fに切り換えられ、かつ、第３シフトバルブ20は副変速
機シフトコントローラ26を介してOFFからONに切り換え
られる。

尚、第２シフトバルブ18はいずれもOFFであるため、
切り換えは行われない。

一方、上記ステップ102で「YES」と判断されたときは
液温が高い場合であるため、ディレイ回路52が作動さ
れ、ステップ104によって車速センサ34からの信号を基
に現在の車速を読み込み、次のステップ105ではステッ
プ104で読み込まれた車速が予め設定された所定値より
高いかどうかが判断され、「NO」の場合はエンジンブレ
ーキ作動後のエンジン回転差が然程大きくならないた
め、摩擦要素に作用する付加も比較的小さくなり、従っ
て、この場合は上記ステップ103に進んで飛び変速によ
りダウンシフトが行われる。

また、上記ステップ105で「YES」と判断された場合
は、エンジンブレーキ作動後のエンジン回転差が大きく
なるため、まず、ステップ106により５速から４速への
ダウンシフトが行われ、次にステップ107により所定時
間が経過したかどうかが判断され、所定時間経過後はス
テップ108に進んで４速から３速にダウンシフトする。

上記ステップ106では変速判定＆指令コントローラ28
から副変速機シフトコントローラ26に出力されるON指令
信号を、上記ディレイ回路52で遅延し、所定時間経過後
に該ON指令信号を副変速機シフトコントローラ26に出力
することにより、ステップ108の処理が行われる。

従って、本実施例では作動液温が高い場合および車速
が高い場合に、Ｄレンジ５速状態からマニュアルIIIレ
ンジに切り換えてエンジンブレーキを作動させる場合
は、まず４速にダウンシフトされた後、目的の３速にダ
ウンシフトされることになり、１段づつのダウンシフト
が行われる。

このため、エンジンブレーキ時に摩擦要素に作用され
る負荷は、４速で締結される摩擦要素と、３速で締結さ
れる摩擦要素とに分散され、これによって、第４図に示
すように５→４変速時の発熱量Q₁は、図中破線で示す飛
び変速による５→３変速時のの発熱量Ｑよりも大幅に低
減され、摩擦要素のフェーシング表面の温度は然程上昇
されない。

また、４→３変速時には負荷が低減されているため、
このときの発熱量Q₂も小さくなる。

更に、５→４変速から４→３変速されるまでに時間が
あるため、その間に５→４変速による発熱量Q₁は作動液
で冷却されてフェーシング温度は下降されるため、次の
４→３変速時に発生される発熱量Q₂による影響は殆どな
くなる。

従って、第５図中特性Ｔに示すように作動液温が高温
時にある場合、摩擦要素のフェーシング表面温度は上記
発熱量Q₁,Q₂に対応して２つのピークP₁,P₂が現れるが、
これらいずれのピークP₁,P₂にあっても化学反応限界Ｘ
を越えることはなく、摩擦要素の焼損を防止することが
できる。

また、本実施例では、５→３変速以外の場合には飛び
変速によるダウンシフトが行われるほか、作動液温の低
温時には５→３変速が行われるようになっており、上記
摩擦要素の焼損が問題となる作動液温の高温時はそれほ
ど頻繁に発生しないため、通常のエンジンブレーキは該
５→３変速による飛び変速が行われるようになってい
る。

つまり、通常のエンジンブレーキ作動は、飛び変速に
よるダウンシフトにより応答性のよいブレーキ効果を得
ることができるようになっており、このエンジンブレー
キ時に作動液温が異常に高温化されている場合にも摩擦
要素の焼損を確実に防止することができる。

尚、上記実施例にあっては主変速機12と副変速機14と
を備えて、前進５速の変速段が得られるようになった自
動変速機10に本発明を適用した場合を開示したが、これ
に限ることなく他の自動変速機、例えば、従来例として
示した前進４速の変速段を備え、セレクトレバーの切り
換えによるエンジンブレーキ時に、４→２変速される自
動変速機にあっても本発明を適用することができること
はいうまでもない。

発明の効果 以上説明したように本発明の車両用自動変速機の変速
制御装置にあっては、最高速段からのエンジンブレーキ
作動時に飛び変速によるダウンシフト機能を有してお
り、かつ、該エンジンブレーキ作動時に摩擦要素を締結
するための作動液が高温であるときは、かかる飛び変速
によるダウンシフトを禁止して１段づつのダウンシフト
を行う構成となっているため、該作動液の高温時には摩
擦要素に作用する負荷を各変速段で分散させて、それぞ
れの変速段で締結される摩擦要素の発熱量を減少させる
ことができる。

従って、上記作動液が高温状態にあってエンジンブレ
ーキを作動させた場合でも、摩擦要素のフェーシングが
危険温度に達するのが防止されるため、該摩擦要素の焼
損を確実に防止することができるという優れた効果を奏
する。

また、作動液温が高温であっても、エンジンブレーキ
が作動しない変速段への飛び変速によるダウンシフトは
許容されることになるために、エンジンブレーキが作動
しない時のダウンシフトの応答性も良好なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概念を示す概略構成図、第２図は本発
明の一実施例を示す概略構成図、第３図は本発明で実行
されるプログラムの一処理例を示すフローチャート、第
４図は本発明におけるダウンシフト時の発熱量を示す説
明図、第５図は本発明における摩擦要素のフェーシング
表面温度の特性図、第６図は従来の変速制御装置におけ
るダウンシフト時の発熱量を示す説明図、第７図は従来
の変速制御装置におけるフェーシング表面温度の特性図
である。 10……自動変速機、12……主変速機、14……副変速機、
22……A/Tコントロールユニット、24……主変速機シフ
トコントローラ、26……副変速機シフトコントローラ、
28……変速判定＆指令コントローラ（変速切換手段）、
30……エンジン、50……液温センサ（液温検出手段）、
52……ディレイ回路（禁止手段）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液圧作動される複数の摩擦要素を備え、こ
   れら摩擦要素の締結および解放が変速切換手段を介して
   適宜切り換えられることにより複数の変速段が得られる
   ようになっており、かつ該変速切換手段には、最高速段
   からのエンジンブレーキ作動時に飛び変速によるダウン
   シフト機能が設けられた車両用自動変速機において、 上記摩擦要素の作動液温を検知する液温検出手段と、 上記作動液温が所定温度以上の高温時に、エンジンブレ
   ーキが作動しない変速段への飛び変速によるダウンシフ
   トを許容する一方、エンジンブレーキが作動する変速段
   への飛び変速によるダウンシフトを禁止して、１段づつ
   のダウンシフトを行わせる禁止手段と、 を設けたことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御
   装置。