JP2803341B2 - 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 この発明は自動変速機の変速を制御する装置に関する
ものである。

従来の技術 周知のように一般の有段自動変速機は、クラッチやブ
レーキなどの摩擦係合手段を適宜に係合および解放する
ことにより所定の変速段に設定するよう構成されてお
り、またその設定可能な変速段の数は、歯車列を構成し
ている遊星歯車機構の数や摩擦係合手段の数が多いほど
多くなる。その一例として特開昭60−57036号公報に
は、三組の遊星歯車機構を使用して前進７段・後進１段
を設定することのできる自動変速機が記載されている。

発明が解決しようとする課題 上記の公報には、前進段として、第１速ないし第５速
のほかに、第２′速や第３′速が記載されているが、一
般に、変速比は等比級数を基本にして車両の特性等に応
じて変更を加えたものが好ましいとされているので、上
記の公報に記載された自動変速機を実際に使用する場
合、前進段において第１速ないし第５速を通常使用する
変速段とし、第２′速および第３′速は予備的な変速段
とし、何らかの特殊事情に基づいて使用することが好ま
しいと考えられる。例えばいずれかのクラッチあるいは
ブレーキを切換え動作させるためのソレノイドバルブや
シフトバルブに異常が生じたり、あるいは油路の閉塞が
生じたりしていずれかのクラッチやブレーキを切換え動
作させ得なくなった場合に、設定不能な変速段に最も近
い変速段として第２′速あるいは第３′速を使用するこ
とが考えられる。しかしながら第２′速や第３′速は、
通常使用される他の変速段との関係では変速比が等比級
数に近い関係とならないものであるから、この予備的な
変速段の一つを主たる変速段の一つとして置換して使用
した場合には、全体としての変速比の配列が等比級数と
は大きくはずれたものとなってしまう。換言すれば上記
の予備的な変速段の一つを主たる変速段の一つとし置換
して使用した場合には、変速比の幅が部分的に大きく異
なり、所望の駆動力を得られなくなる不都合が生じる。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、
いずれかの係合手段を係合させ、あるいは解放させ得な
くなった場合にも優れた走行性能を得ることを目的とす
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、走行状態
に基づいて複数の係合手段を係合あるいは解放させるこ
とにより、予め定めた複数の変速段の各々に、順次設定
する自動変速機の変速制御装置において、いずれかの係
合手段を係合もしくは解放させることに関して異常が生
じることにより所定の変速段が設定できなくなったこと
を検出する手段と、前記所定の変速段が設定できなくな
ったことが検出された場合に、該所定の変速段に替え
て、前記複数の変速段には属さずかつ前記異常の生じた
いずれかの係合手段を係合もしくは解放させたまま設定
できる変速段を選択するとともに、前記所定の変速段に
隣接する他の変速段を、前記選択された変速段の変速比
との関係が等比級数に近い関係となる変速段に変更する
手段とを備えていることを特徴とする変速制御装置であ
る。

作用 この発明で対象とする自動変速機は、設定可能な複数
の変速段のうちからいずれか複数の変速段を選択して設
定するものであり、またそれらの各変速段は複数ある係
合手段の係合および解放の組合せによって設定される。
これら選択された複数の変速段のうちからいずれかが、
係合手段を係合もしくは解放させることに関する異常、
すなわち係合手段のフェールや油路の閉塞あるいはバル
ブ類や電気系統のフェールによっていずれかの係合手段
を係合もしくは解放させ得なくなって設定できない場合
には、その係合手段を係合させたまま、あるいは解放さ
せたまま設定できる変速段のうちから変速比が等比級数
に近い関係となる変速段が選択され、走行条件に応じて
設定される。すなわち上記のような異常が生じた場合に
は、それに伴う設定可能な変速段を他の変速段に変える
とともに、更に他の変速段を加え、あるいは設定可能な
変速段をも他の変速段に変更する。その結果、上記の異
常の発生の後においても等比級数に近い関係の変速比を
得ることができるので、所望の駆動力を確保して走行性
能が良好になる。

実 施 例 つぎにこの発明の装置を実施例を参照して具体的に説
明する。

この発明の装置の一例を第１図にフローチャートで示
してあり、先ずその装置を適用することのできる自動変
速機の一例を示せば第２図のとおりである。この第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、上記の各クラッチ手段K1,
〜K4を多板クラッチや一方向クラッチあるいはこれらを
組合せた構成とすることができ、また各構成部材の配置
上の制約があるから、各クラッチ手段K1,〜K4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２遊星歯車機構２
のキャリヤ2Cとトランスミッションケース（以下、単に
ケースと記す）６との間に配置した第２ブレーキ手段B2
と、第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sとケース６との間
に配置した第３ブレーキ手段B3とが設けられている。こ
れらのブレーキ手段B2,B3としては、多板ブレーキやバ
ンドブレーキあるいはこれらと一方向クラッチとを組合
せた構成などを採用することができ、またこれらのブレ
ーキ手段B2,B3とそのブレーキ手段B2,B3によって固定す
べき部材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。

第２図に示す構成の自動変速機においても、各クラッ
チ手段K1,〜K4およびブレーキ手段B2,B3を適宜に係合・
解放させることによって複数の変速段に設定することが
でき、その制御を行なう制御装置として、油圧制御装置
Ｃおよび電子コントロールユニット（ECU）Ｅが設けら
れている。電子コントロールユニットＥは、車速Ｖ、ス
ロットル開度θ、走行モードセレクト信号、冷却水温度
などの入力データに基づいて設定すべき変速段を演算し
て油圧制御装置Ｃに信号を出力するものであり、マイク
ロコンピュータを主体とした従来の構成のものを採用す
ることができる。また油圧制御装置Ｃは前記クラッチ手
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ものであって、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
弁等を有する従来から知られているものを採用すること
ができる。

上記の制御装置の出力に基づいて設定される変速段
は、変速比が等比級数に近い関係となる主要前進５段と
後進段とに、2.5速、3.2速、3.5速とを加えた全体とし
て前進８段・後進１段であり、これらを設定するための
作動表を示せば第１表のとおりである。なお、第１表お
よび以下に示す表において○印は係合させることを示
し、空欄は解放させることを示し、また＊印は係合させ
てもよいことを示し、この＊印には解放しても変速比や
回転状態に変化が生じないもの、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、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
化が生しないもの含む。また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す。また第１表には各
変速段の変速比の一例を示してあり、これは各遊星歯車
機構1,2,3のギヤ比をρ１＝0.450、ρ２＝0.405、ρ３
＝0.405とした場合の値である。

第２図に示す自動変速機では、電子コントロールーユ
ニットＥによって油圧制御装置Ｃを制御することにより
第１表に示す適宜の変速段に設定することができ、通常
使用する基本的な変速段列は、第１速、第２速、第３
速、第４速、第５速および後進段である。これらの変速
段での変速比の幅（変速比同士の比率）は“1.43"前後
の値であって、等比級数に近い関係となっている。また
これらの変速段は全てのクラッチ手段およびブレーキ手
段が正常に機能していることにより設定することができ
る。

したがっていずれかの係合手段を係合もしくは解放さ
せることに関して異常が生じた場合には、上述した基本
的な変速段列に従った変速は行なえなくなり、そこでこ
の発明の装置では、前記の基本的な変速段列以外の変速
段を使用して通常時とは異なる変速段列に従った変速を
行なう。

第１図はその制御ルーチンを示すフローチャートであ
って、ステップ１においてクラッチ手段やブレーキ手段
などの摩擦係合手段のフェールの検出を行ない、フェー
ルがなければ（ステップ２で“ノー”）、上述した基本
的な変速段列を選択し、これに従った変速を行なう（ス
テップ３）。またフェールがあった場合（ステップ２で
“イエス”）には、フェールのある摩擦係合手段を係合
させたまま、もしくは解放させたままで設定できる変速
段からなる変速段列（仮にフェール時用変速段列とす
る）に従った変速を行う（ステップ４）。

その一例として第３クラッチ手段K3を係合させること
ができなくなった場合について説明する。なお、第３ク
ラッチ手段K3を係合させ得ない原因としては、第３クラ
ッチ手段K3自体のフェール以外に、第３クラッチ手段K3
を係合させるための油圧を供給する油路やシフトバルブ
などの油圧系統の異常、あるいは電磁弁の異常、さらに
はその電子弁を制御する電気系統の異常などがある。前
記基本的な変速段列における前進段のうち第３クラッチ
手段K3を必ず係合させる変速段は第１表から明らかなよ
うに第３速、第５速の二つの変速段であり、したがって
第３クラッチ手段K3を係合させ得ない自体が生じた場合
には、これら二つの変速段を除きかつ変速比が等比級数
に可及的に近くなる変速段列を使って変速を行なう。そ
のフェール時用変速段列は、具体的には、第２速、第2.
5速、第3.2速、第４速であり、これらの変速段での変速
比の幅は“1.25"程度となる。なお、基本的な変速段列
および第３クラッチ手段K3を常時解放させるフェール時
用変速段列のそれぞれの変速比および変速比の幅を第２
表にまとめて示してある。

すなわち上記の制御装置では、摩擦係合手段のフェー
ルによって設定し得なくなった変速段を他の変速段に置
換するだけでなく、変速段列の全体の整合性が採れるよ
う複数の変速段の入れ換えを行なって変速比が等比級数
に可及的に近い関係となるようにするので、フェールが
発生した後においても各変速段において所望の駆動力を
得ることができる。

なお、上記の実施例では第３クラッチ手段K3を係合さ
せ得なくなった場合を例に採って説明したが、この発明
は上記の実施例に限定されるものではなく、第３クラッ
チ手段K3のトルク伝達容量が充分に高くならない場合
や、これとは反対に解放し得なくなった場合、さらには
他の摩擦係合手段がこのような異常事態に陥った場合な
どのフェール時にも、適宜の変速段を選択することによ
り上記の実施例と同様な制御を行なうことができる。

またこの発明で対象とする自動変速機は、第2.5速や
第3.2速等の所謂中間段をも選択可能な構成の歯車列を
備えたものであって、第２図に示すものに限定されず、
他の例を参考までに示せば第３図および第４図のとおり
である。なお、これらの図における参照符号は第２図に
おけるものと同様のものを示し、さらにB1はブレーキ手
段を示している。またこれらの図に示す歯車列を備えた
自動変速機の作動表は第３表のとおりであり、基本的な
変速段列およびフェール時用歯車列はこの第３表に示す
変速段から適宜に選択する。なおまた第３表の変速比は
参考値である。

そしてこの発明を適用できる自動変速機は上に示した
もの以外に、例えば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各構成のも
の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制御装置に
よれば、いずれかの係合手段を係合させ得なくなり、あ
るいは解放させ得なくなるなどのフェール時において
も、各変速段の変速比が等比級数に近い関係となってエ
ンジン出力が高い領域を全車速域で使用でき、したがっ
てフェール時の走行性能が従来になく向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の制御装置による制御例を説明するた
めのフローチャート、第２図はこの発明で対象とする自
動変速機の基本構成を示すスケルトン図、第３図および
第４図はこの発明を適用できる自動変速機の他の歯車列
の例をそれぞれ示すスケルトン図である。 1,2,3……遊星歯車機構、４……入力軸、５……出力
軸、Ｅ……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】走行状態に基づいて複数の係合手段を係合
   あるいは解放させることにより、予め定めた複数の変速
   段の各々に、順次設定する自動変速機の変速制御装置に
   おいて、 いずれかの係合手段を係合もしくは解放させることに関
   して異常が生じることにより所定の変速段が設定できな
   くなったことを検出する手段と、 前記所定の変速段が設定できなくなったことが検出され
   た場合に、該所定の変速段に替えて、前記複数の変速段
   には属さずかつ前記異常の生じたいずれかの係合手段を
   係合もしくは解放させたまま設定できる変速段を選択す
   るとともに、前記所定の変速段に隣接する他の変速段
   を、前記選択された変速段の変速比との関係が等比級数
   に近い関係となる変速段に変更する手段と を備えていることを特徴とする自動変速機の変速制御装
   置。