JP2784557B2 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、動力伝達系上で直列に
配置された第１、第２変速機部を備えた自動変速機の変
速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動変速機は、歯車変速機構と
複数の摩擦係合装置とを備え、油圧制御装置を作動させ
ることによって、この複数の摩擦係合装置の係合状態を
選択的に切換え、複数の変速段のうちの任意の１つが達
成されるように構成してある。

【０００３】近年、第１、第２変速機部を備え、この第
１、第２変速機部を同時又は交互に切換えることによっ
て多段変速を達成するようにした自動変速機が注目され
てきている。例えば、前進３段を切換えることのできる
第１変速機部と、前進２段を切換えることのできる第２
変速機部とを、図３（Ａ）の部分で示すように切換える
ことにより、前進６段の多段変速を実行することができ
るようになる。

【０００４】このような自動変速機においては、第１、
第２変速機部のそれぞれの摩擦係合装置を同時に係合、
又は解放させて変速を達成することが必然的に発生して
くる（図３の例では、例えば第２変速段及び第３変速段
間の変速、あるいは第４変速段及び第５変速段間の変速
等）。このような場合、それぞれの摩擦係合装置の作用
状態を適正に同期させないと、例えば自動変速機全体で
アップシフトをさせたいにも拘らず、ダウンシフトから
変速が開始したり、あるいはアップシフト後にダウンシ
フトが残存したり、逆にダウンシフト後にアップシフト
が残存したりするという不具合が発生し、変速フィーリ
ングが損なわれる。

【０００５】このような点に鑑み、特願平２−２５８０
６（未公知）号公報には、フィードバック制御によって
両変速部の変速終了を同期させる構成を採用すると共
に、変速の終期に至った段階で、第１変速機部の変速が
第２変速機部の変速に対して結果として遅れていたとき
にエンジントルクを低減する方法が提案されている。こ
れにより、速やかに変速を終了させることを可能としな
がら出力軸トルクが突出することを防止し、変速ショッ
クの向上を図ることができるようになる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た技術は、第１変速機部より第２変速機部の方が遅れた
場合にはこれに対応することができず、従って、前記公
報においては、全てのばらつきや条件等を考慮して、万
一同時に変速が終了できないとするならば、必ず第２変
速機部の方が先に終了するような各諸現値を設定してお
けばよいというような示唆がなされていた。

【０００７】しかしながら、このように設定した場合に
は、必然的に第２変速機部の変速が速くなりがちとな
り、第１、第２変速機部の変速終了を同期させるための
フィードバック制御がそれだけやりにくくなるという問
題が発生する。

【０００８】又、上記技術におけるエンジントルクの低
下は、応答性を考慮し、同時変速がある程度進行した
後、第２変速機部のローギヤシフト終了を予測して指令
を出す必要があり、その結果係合油圧、エンジントル
ク、上記応答性等の各種ばらつきにより、必ずしも予定
通りに２つの変速機部の変速が進行せず、その結果、第
１変速機部の変速終了時にもなお第２変速機部の変速が
残存するという事態が発生し、変速フィーリングが悪化
することがあるということもあった。

【０００９】即ち、エンジントルクを低減すると第２変
速機部の変速はそれだけ長びくことになるが、この「長
びく程度」が各種ばらつきの影響を受けてしまうという
問題があったものである。ところが、その結果第２変速
機部の方の終了が遅れると、自動変速機全体としてアッ
プシフトする変速でありながら、最後にダウンシフトが
残存することになり、変速フィーリングが著しく悪化し
た。

【００１０】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであって、各種ばらつきの如何に拘らず、少くと
も第１変速機部より第２変速機部が遅く変速終了すると
いう事態を回避させ、その結果、良好な変速フィーリン
グを得ることのできる自動変速機の変速制御装置を提供
することにより、上記課題を解決せんとしたものであ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその要
旨を示すように、動力伝達系上で直列に配置された第
１、第２変速機部を備え、前記第１変速機部がハイギヤ
シフトされると共に、第２変速機部がローギヤシフトさ
れることによって、自動変速機全体がアップシフトする
変速を実行する際に、何らかの油圧制御を行うことによ
り、第１変速機部のハイギヤシフト中に第２変速機部の
ローギヤシフトを開始・完了させるようにした自動変速
機の変速制御装置において、当該変速の終期以降におけ
る前記第２変速機部の変速が、予定より遅いか否かを判
定する手段を備え、前記第２変速機部の変速が予定より
遅いと判定されたときに、前記油圧制御を中止し、第２
変速機部の変速を強制的に促進させることにより、上記
課題を解決したものである。

【００１２】

【作用】例えばフィードバック制御を実行したとして
も、系の安定性の関係でフィードバックゲインを無制限
に高められるものではなく、その結果、必ずしも完全に
同期して変速を終了できないことがある。勿論ここでフ
ィードバック制御による油圧調整能力を飛躍的に高めれ
ば、完全同期も不可能ではなくなるが、コストや重量と
の関係で現実的ではない。

【００１３】そこで本発明においては、変速の終期（以
降）における第２変速機部の実際の変速の進行状態を検
出し、その結果、予定より遅いと判断されたときには、
その時点で該第２変速機部の変速を強制的に促進させる
ようにしている。具体的にはそれまで行っていた油圧制
御を中止し、例えばシフトバルブを完全に切換えるなど
して最速（又は最速に近い速度）で第２変速機部の変速
を進行させる。その結果、第２変速機部の変速が予定通
りに進行しない場合が生じても（特に前述した従来例の
ように、エンジントルクを低減したりする場合には、こ
のエンジントルクの低減によって第２変速機部のダウン
シフトの進行が阻害される）、当該第２変速機部の変速
が強制的に進行するように制御される。従って製品間の
ばらつきや、エンジントルクその他の経時変化があった
としても、少なくとも、第２変速機部の方が遅く終了す
るという事態は回避できるようになる。

【００１４】第２変速機部が遅く終了すると、自動変速
機全体がアップシフトする際に最後にダウンシフトが残
存することになるため、著しく変速フィーリングが阻害
されるが、本発明ではこれが確実に回避できる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００１６】図２に、この実施例が適用される車両用自
動変速機の全体概要を示す。

【００１７】この自動変速機は、トランスミッション部
としてトルクコンバータ２０と、第２変速機部４０と、
前進３段、後進１段の第１変速機部６０とを備える。

【００１８】前記トルクコンバータ２０は、ポンプ２
１、タービン２２、ステータ２３、及びロックアップク
ラッチ２４を備える。ポンプ２１は、エンジン１のクラ
ンク軸１０と連結され、タービン２２は第２変速機部４
０における遊星歯車装置のキャリア４１に連結されてい
る。

【００１９】前記第２変速機部４０においては、このキ
ャリア４１によって回転可能に支持されたプラネタリピ
ニオン４２がサンギヤ４３及びリングギヤ４４と噛合し
ている。又、サンギヤ４３とキャリア４１との間には、
クラッチＣ0 及び一方向クラッチＦ0 が設けられてお
り、サンギヤ４３とハウジングＨu との間には、ブレー
キＢ0 が設けられている。

【００２０】前記第１変速機部６０には、遊星歯車装置
としてフロント側及びリヤ側の２列が備えられている。
この遊星歯車装置は、それぞれ共通のサンギヤ６１、リ
ングギヤ６２、６３、プラネタリピニオン６４、６５、
及びキャリア６６、６７からなる。

【００２１】第２変速機部４０のリングギヤ４４は、ク
ラッチＣ1 を介して前記リングギヤ６２に連結されてい
る。又、前記リングギヤ４４とサンギヤ６１との間に
は、クラッチＣ2 が設けられている。更に、前記キャリ
ア６６は、前記リングギヤ６３と連結されており、これ
らキャリア６６及びリングギヤ６３は出力軸７０と連結
されている。一方、前記キャリア６７とハウジングＨu
との間には、ブレーキＢ3 及び一方向クラッチＦ2 が設
けられており、更に、サンギヤ６１とハウジングＨu と
の間には、一方向クラッチＦ1 を介してブレーキＢ2 が
設けられ、又、サンギヤ６１とハウジングＨu との間に
は、ブレーキＢ1 が設けられている。

【００２２】この自動変速機は、上述の如きトランスミ
ッション部を備え、エンジン１の負荷状態を反映してい
るスロットル開度を検出するスロットルセンサ１００、
及び車速を検出する車速センサ１０２等の信号を入力さ
れた自動変速機コントロールコンピュータ１０４Ａによ
って、予め設定された変速パターンに従って、油圧制御
回路１０６内の電磁ソレノイドバルブＳ1 〜Ｓ4 、電磁
比例弁ＳＬＮ、及びＳＬＵが駆動・制御され、図３に示
されるような、各クラッチ、ブレーキ等の係合の組合せ
が行われて変速制御がなされる。

【００２３】図３において、○印は当該クラッチあるい
はブレーキが係合されていることを示し、Ｘ印は当該ブ
レーキが車輪側よりエンジンが駆動されるときにエンジ
ンブレーキを効かせるために係合されることを示してい
る。

【００２４】前記電磁ソレノイドバルブＳ1 、Ｓ2 は、
図４に示されるように、第１変速機部６０の第１速状態
〜第３速状態の制御を行う第１、第２シフトバルブの制
御を行い、前記電磁ソレノイドバルブＳ3 は、第２変速
機部４０の高速側及び低速側を切換える第３シフトバル
ブの制御を行い、前記電磁ソレノイドバルブＳ4 は、ト
ルクンバータ２０のロックアップクラッチ２４の制御を
それぞれ行うようになっている。

【００２５】前述の図３から明らかなように、この実施
例に係る自動変速機においては、例えば第２速段及び第
３速段間の変速が、第１変速機部６０及び第２変速機部
４０が同時に且つ逆方向に作動される変速となってお
り、同期制御が適正に実行されないと変速ショックが大
きくなる恐れがある。従って、電磁比例弁ＳＬＵ及びＳ
ＬＮにより、第２速段及び第３速段間の変速時に、第１
変速機部６０及び第２変速機部４０のそれぞれの該当摩
擦係合要素（ブレーキＢ2 、ブレーキＢ0 ）の係合力を
調節・制御する。

【００２６】そのため電磁比例弁ＳＬＵは、中央処理装
置１０４によって制御された負荷電流の大きさに応じて
ブレーキＢ0 の過度的な係合圧（ドレン圧）をＢ0 コン
トロールバルブとの組合せにより調節・制御する。又、
電磁比例弁ＳＬＮはアキュムレータコントロールバルブ
との組合せにより、ブレーキＢ2 の係合圧を調整・制御
する。

【００２７】なお、各電磁比例弁ＳＬＵ、ＳＬＮによる
係合圧調整・制御自体のハード構造は、従来と同様であ
るため説明を省略する。

【００２８】なお、図２において、符号１１０はシフト
ポジションセンサで、運転者によって操作されるＮ、
Ｄ、Ｒ等の位置を検出するもの、１１２はパターンセレ
クトスイッチで、Ｅ（経済走行）、Ｐ（パワー走行）等
を選択するものであり、又、１１４はエンジンの冷却水
温度を検出する水温センサを示し、１１６はフットブレ
ーキ、１１８はサイドブレーキの作動を検出するブレー
キスイッチをそれぞれ示している。

【００２９】ここにおいて、この実施例では、図２及び
図４に示されるように、前記中央処理装置１０４にこれ
らの入力信号の他に、クラッチＣ2 のドラム回転速度
（第１変速機部６０の変速進行状態）を検出するための
Ｃ2 センサ１２０の信号、及びクラッチＣ0 のドラム回
転速度（第２変速機部４０の変速進行状態）を検出する
ためのＣ0 センサ１２１の信号が併せて入力されてい
る。

【００３０】又、エンジン１は、エンジンコントロール
コンピュータ１０４Ｂによって、その燃料噴射量及び点
火時期等が制御されているが、このエンジンコントロー
ルコンピュータ１０４Ｂには自動変速機コントロールコ
ンピュータ１０４Ａからエンジントルクを低減すべき旨
の信号ＳＧ1 が入力されるようになっている。エンジン
コントロールコンピュータ１０４Ｂは、自動変速機コン
トロールコンピュータ１０４Ａからのこの信号ＳＧ1 に
よる指令に基づいて、エンジントルクが低減されるよう
にエンジン１を制御する。

【００３１】なお、エンジントルクを低減する構成自体
については周知のものが採用できる。例えば、点火時期
を遅らせる方法を採用してもよいし、あるいはスロット
ル弁を閉じるような構成を採用してもよいし、更にはこ
れらの併用による構成を採用してもよい。

【００３２】次に、図５のフローチャートを用いて、上
記実施例装置における作用を説明する。

【００３３】この制御フローは、第１変速機部６０がハ
イギヤシフトすると共に第２変速機部４０がローギヤシ
フトし、自動変速機全体としてアップシフトする「第２
速段から第３速段への変速」を実行すべきとの判断がな
されたときに開始される。

【００３４】まず、ステップ２０１において、当該変速
判断に基づき第１変速機部６０のハイギヤシフト指令
（ブレーキＢ2 の供給指令）を出力する。

【００３５】ステップ２０２では、クラッチＣ2 の回転
速度Ｎc2及び出力軸回転速度Ｎo をモニタし、Ｎo ／ρ
1 −Ｎc2≦ΔＮ1 が成立するか否かを判断することによ
り、実質的なアップシフトの開始を検出する。ここで、
ρ1 はリヤ側（図２で右側）の遊星歯車装置のプラネタ
リ歯数比、ΔＮ1 は制御定数である。

【００３６】やがて、実質的なハイギヤシフト（自動変
速機全体としてのアップシフト）の開始が検出されると
ステップ２０３に移り、第２変速機部４０のローギヤシ
フト指令（電磁比例弁ＳＬＵにより、所定レベルまでブ
レーキＢ0 のドレン）を出力する。このようにしたのは
自動変速機全体をダウンシフトから開始させないためで
ある。

【００３７】次に、クラッチＣ0 の回転速度Ｎc0からＮ
c0＞ΔＮ2 を判断することにより実質的なローギヤシフ
ト開始を検出する（ΔＮ2 は定数）。検出したらステッ
プ２０５に進む。

【００３８】ステップ２０５では、第１、第２変速機部
６０、４０の変速がほぼ同時に終了するように、両変速
機部６０、４０の係合油圧レベルをフィードバック制御
する。このフィードバック制御は、前述したように、図
示せぬＢ0 コントロールバルブと電磁比例弁ＳＬＵの組
合せ、及びブレーキＢ2 のアキュムレータ背圧をコント
ロールするためのアキュムレータコントロールバルブと
電磁比例弁ＳＬＮとの組合せにより実現する。

【００３９】ステップ２０６では、クラッチＣ0 の回転
速度Ｎc0、クラッチＣ2 の回転速度Ｎc2、及び出力軸回
転速度Ｎo をモニタすることにより、第２変速機部のロ
ーギヤシフト終了付近を検出する。この検出は、ＩＮＴ
〔Ｎc0e （k ）／｛Ｎc0e （k −１）−Ｎc0e （k
）｝〕＜αが成立するか否かによって行う。この式
は、Ｎc0e ＝i ×Ｎ0 （k ）＋ρ2 ×Ｎc2（k ）−Ｎc0
（k ）に基づいている。なお、ρ2 はフロント側の遊星
歯車装置のプラネタリ歯数比であり、αは定数である。
又、（k ）、（k −１）はサンプリングのタイミング
（順序）を示している。

【００４０】この判定条件が不成立のうちはステップ２
０５に戻り、成立すると２０７へと進む。

【００４１】ステップ２０７では第１変速機部６０のハ
イギヤシフトのための係合油圧の低下指令を出力する。
この出力は、具体的にはアキュムレータコントロールバ
ルブと電磁比例弁ＳＬＮの組合せによって行う。

【００４２】次いで、ステップ２０８においてエンジン
トルクのダウン指令を出力する。

【００４３】ステップ２０９では、ダウンシフトの進行
が予定より遅れているか否かを判断する。この判断は、
クラッチＣ0 の回転速度Ｎc0をモニタし、前回の制御周
期で検出されたＮc0（k ）≦今回の制御周期で検出され
たＮc0（k ＋１）が成立するか否かを判定することによ
って行う。

【００４４】この判定が成立したときは、ローギヤシフ
トが予定通りの速度で進行していないと判定し、ステッ
プ２１０に移る。ステップ２１０では、ダウンシフトを
強制的に進行させるために、シフトバルブを切換える。
即ち、通常はＢ0 コントロールバルブと電磁比例弁ＳＬ
Ｕの組合せにより、ローギヤシフトの進行を当該ローギ
ヤシフトの終了まで制御するが、ステップ２０９の条件
が成立したときには、この制御を打切り、即座にブレー
キＢ0 の係合油圧を完全解放するものである。

【００４５】ステップ２１１では、エンジントルクダウ
ンを中止し、通常レベルに復帰させる。これは、エンジ
ントルクダウン制御はダウンシフト進行の妨げとなるた
めである。

【００４６】一方、ステップ２０９においてダウンシフ
トが予定通り進行していると判断した場合には、ステッ
プ２１２に進み、実質的なローギヤシフトの終了を検出
する。この検出は、Ｎc0e ＜ΔＮ3 が成立し、且つ、Ｎ
c0−i ×Ｎo ＜ΔＮ4 が成立したときとされる（ΔＮ3
、ΔＮ4 は定数）。

【００４７】ローギヤシフトの終了が検出されなけれ
ば、ステップ２０９に移って、再度ダウンシフトの遅れ
状態を再度チェックする。

【００４８】やがて、ローギヤシフトが終了したと判定
されると、ステップ２１３に進んでエンジントルクが復
帰され、ステップ２１４でハイギヤシフトの終了を検出
する。この検出はＮc2＜ΔＮ5 が成立するか否かを判断
することによって行う（ΔＮ5 は定数）。このハイギヤ
シフトの終了が検出された場合には、ステップ２１５に
移る。

【００４９】ステップ２１５では、シフトバルブを切換
え、変速後のギヤ状態を固定する。又、ステップ２１６
では、係合油圧低下の指令が解除され、全てのシーケン
スが終了する。

【００５０】次に、図６に本実施例の効果を示す。実線
は本実施例による変速過渡特性であり、破線は従来技術
の問題点が示されている。

【００５１】e 点で第２変速機部４０のローギヤシフト
終了付近を検出した後、前記各種ばらつきにより、この
ローギヤシフトの進行が予定より遅れた場合（例えばエ
ンジントルク低下量大による第２変速機部４０の引上力
低下）、従来は、最終的なローギヤシフトの終了判定が
できず、h 点におけるハイギヤシフトの終了判定により
シフトバルブが切換わり、ローギヤシフトが再び進行す
ることになる。この結果、自動変速機全体ではアップシ
フト後にダウンシフトが残存することとなり、著しく変
速フィーリングが悪化する。

【００５２】この実施例では、ローギヤシフトが進行が
予定より遅れていると判定されたときには、この判定さ
れた時点（f 点）にて、即座にシフトバルブの切換えを
行うと共にエンジントルクを復帰させるため、ハイギヤ
シフト終了以前にローギヤシフトをほぼ終了させること
ができ、上記ばらつきに対して良好な変速フィーリング
を得ることができる。

【００５３】なお、本実施例の制御が作動した実績をロ
ーギヤシフト開始時の油圧設定に反映させる（学習制
御）ことにより、より安定した変速特性を得ることがで
きるようになる。

【００５４】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、製
品間のばらつきや係合油圧レベル、エンジントルク、応
答性等のばらつき、あるいは経時変化の如何に拘らず、
変速終了タイミングをほぼ同期させることができ、良好
な変速フィーリングを確保でき、更に各種アクチュエー
タも比較的安価なものにできるという優れた効果が得ら
れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の要旨を示すブロック図であ
る。

【図２】図２は、本発明の実施例が適用される車両用自
動変速機及びエンジンの全体概略図である。

【図３】図３は、上記自動変速機の各摩擦係合装置の係
合状態を示す線図である。

【図４】図４は、上記自動変速機の自動変速機コントロ
ールコンピュータ及び油圧制御装置の付近の入出力関係
を示すブロック図である。

【図５】図５は、上記実施例装置において実行される制
御フローを示す流れ図である。

【図６】図６は、上記実施例装置によって得られる変速
過渡特性線図である。

【符号の説明】

１…エンジン、 ４０…第２変速機部、 ６０…第１変速機部、 Ｎc0…クラッチＣ0 （第２変速機部）の回転メンバの回
転速度、 Ｎc2…クラッチＣ2 （第１変速機部）の回転メンバの回
転速度。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 明 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 石川 和典 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−99745（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−149656（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−112846（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 59/00 - 63/48

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動力伝達系上で直列に配置された第１、第
   ２変速機部を備え、前記第１変速機部がハイギヤシフト
   されると共に、第２変速機部がローギヤシフトされるこ
   とによって、自動変速機全体がアップシフトする変速を
   実行する際に、何らかの油圧制御を行うことにより、第
   １変速機部のハイギヤシフト中に第２変速機部のローギ
   ヤシフトを開始・完了させるようにした自動変速機の変
   速制御装置において、 当該変速の終期以降における前記第２変速機部の変速
   が、予定より遅いか否かを判定する手段を備え、 前記第２変速機部の変速が予定より遅いと判定されたと
   きに、前記油圧制御を中止し、第２変速機部の変速を強
   制的に促進させることを特徴とする自動変速機の変速制
   御装置。