JP2805711B2 - 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） 本発明は自動変速機の変速制御装置に関するものであ
る。

（従来技術） 自動変速機にあっては、通常トルクコンバータと多段
変速歯車機構とを備えて、該多段変速歯車機構の変速
を、ブレーキ、クラッチ等の油圧作動式の摩擦要素の作
動状態を切換えることにより行なうようになっている。
したがって、各変速段においては、各摩擦要素に対する
油圧作用状態というものがあらかじめ対応づけられるこ
とになる。

ところで、ある２つの摩擦要素が一時的に共に締結さ
れて多段変速歯車機構が内部ロックを生じてしまうと、
変速ショックの原因となる。このため、特開昭61−1099
41号公報においては、変速を、摩擦要素への油圧作用状
態を変速前後の各変速段における油圧作用状態とは異な
る他の油圧作用状態を経由させて行なうことにより、上
記内部ロックを防止するようにしたものが開示されてい
る。

また、最近では、変速に際して締結される摩擦要素の
締結速度が早過ぎることに起因する変速ショックを防止
するため、摩擦要素への油圧作用状態を変速前後の各変
速段における油圧作用状態とは異なる他の油圧作用状態
を経由させて変速を行なうことも実用化されている。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前述のように、変速前後の各変速段に
おける油圧作用状態とは異なる他の油圧作用状態を経由
させて変速を行なうものにあっては、変速ショック防止
の点では有利な反面、変速の応答性が悪くなるという問
題がある。

したがって、本発明の目的は、変速ショック防止と変
速応答性とを共に高い次元で満足し得るようにした自動
変速機の変速制御装置を提供することにある。

（発明の構成、作用） 上記目的を達成するため、本発明にあっては次のよう
な構成としてある。すなわち、 油圧作動式の第１の摩擦要素の解放動作およびアプラ
イ室とリリース室とからなる油圧アクチュエータを備え
て該アプライ室にのみ作動圧が供給される状態でのみ締
結される第２の摩擦要素の前記アプライ室とリリース室
との両方に作動圧が供給された状態からの締結動作によ
り変速が行なわれる多段変速歯車機構を備え、 前記第１の摩擦要素に作動圧が供給され、かつ前記油
圧アクチュエータの前記リリース室のみに作動圧が供給
された所定の油圧作用状態を経由させて前記変速を行な
うようにした自動変速機の変速制御装置において、 エンジン負荷の変化率を検出する変化率検出手段と、 前記変化率検出手段で検出されるエンジン負荷の変化
率が所定値以上のとき、前記所定の油圧作用状態を経由
させることなく前記変速を行なわせる経由禁止手段と、 を備えているような構成としてある。

（発明の効果） このように本発明のよれば、変速ショック防止と変速
応答性との両方の要求を共に高い次元で満足させること
ができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

変速機構 第１図は前進４段、後退１段の自動変速機Ｚを示し、
１はエンジン出力軸、２は、該エンジン出力軸１に連結
されたポンプ2aと、ステータ2bと、タービン2cとを備え
たトルクコンバータであって、ステータ2bは、該ステー
タ2bをタービン2cと逆方向に回転させないためのワンウ
ェイクラッチ３を介してケース４に固定可能に設けられ
ている。また、５は該トルクコンバータ２のタービン2c
に連結したコンバータ出力軸2dに連結された多段変速歯
車機構である。

上記多段変速歯車機構５は、内部にラビニョオ型遊星
歯車機構７を備え、該遊星歯車機構７は、前後に配置し
た小径サンギヤ８および大径サンギヤ９と、該小径サン
ギヤ８に噛合するショートピニオンギヤ10と、上記大径
サンギヤ９およびショートピニオンギヤ10に噛合するロ
ングピニオンギヤ11と、該ロングピニオンギヤ11に噛合
するリングギヤ12とから成る。上記小径サンギヤ８は、
その後方に配置したフォワードクラッチ15及び該クラッ
チ15に直列に接続された上記コンバータ出力軸2dの逆駆
動を阻止する第１ワンウェイクラッチ16を介して上記ト
ルクコンバータ２の出力軸2dに連結されている。そし
て、上記フォワードクラッチ15と第１ワンウェイクラッ
チ16とを直列に接続した系路には、コーストクラッチ17
が並列に接続配置されている。また、上記大径サンギヤ
９は、その斜め後方に配置した２−４ブレーキ18および
該２−４ブレーキ18の後方に配置したリバースクラッチ
19を介して上記トルクコンバータ２の出力軸2dに連結さ
れている。また、上記ロングピニオンギヤ11には、その
後部側キャリア20を介して該ロングピニオンギヤ11を固
定するロー＆リバースブレーキ21と、ロングピニオンギ
ヤ11のエンジン出力軸１と同方向の回転を許容する第２
ワンウェイクラッチ22とが並列に接続されていると共
に、その前部側キャリア23は、３−４クラッチ24を介し
て上記トルクコンバータ２の出力軸2dに連結されてい
る。さらに、リングギヤ12は、その前方に配置したアウ
トプットギヤ25に連結されている。尚、図中、27はエン
ジン出力軸１とコンバータ出力軸2dとを直結するロック
アップクラッチ、28は中間軸29を介してエンジン出力軸
１により駆動されるオイルポンプである。

以上の構成において各変速段のクラッチ、ブレーキの
作動状態を第１表に示す。

油圧回路 次に、第２図により上記２−４ブレーキ18等の各摩擦
要素に対して作動油を給排する油圧回路について説明す
る。

この油圧回路60には、先ず、第１図に示すオイルポン
プ28からメインライン100に吐出された作動油の圧力を
所定のライン圧に調整するプレッシャ・レギュレータバ
ルブ61が設けられている。また、該プレッシャ・レギュ
レータバルブ61の近傍には、エンジンのスロットル弁開
度に応じたスロットル圧を発生させるスロットルバルブ
62と、このスロットル圧を調整するスロットルモデュレ
ータバルブ63と、上記プレッシャ・レギュレータバルブ
61で生成するライン圧をＳ及びＬレンジの選択時に増圧
させるバックアップ圧を発生するバクアップバルブ93と
が設けられている。

また、油圧回路60には、プレッシャ・レギュレータバ
ルブ61で生成したライン圧を、セレクトされたレンジに
応じて各油圧ラインに選択的に送り出すマニュアルバル
ブ64と、変速段に応じて作動してライン圧を上記各摩擦
要素に選択的に供給する１−２、２−３、３−４の各シ
フトバルブ71、72、73が備えられている。

上記マニュアルバルブ64は、メインライン100からラ
イン圧が導入される入力ポートｆと、第１〜第５出力ポ
ートａ〜ｅとを有し、スプール64aの移動により、上記
入力ポートｆが、Ｄレンジでは第１、第２、第３出力ポ
ートa,b,cに、またＲレンジでは第５出力ポートｅにそ
れぞれ連通されるようになっている。そして、各出力ポ
ートａ〜ｅには、それぞれ第１〜第５出力ライン101〜1
05が接続されている。

また、上記１−２、２−３、３−４シフトバルブ71、
72、73は、それぞれスプール71a,72,73aをスプリングに
より図面上、右側に付勢すると共に、これらのスプール
の右側に制御ポート71b,72b,73bを設けた構成である。
そして、１−２シフトバルブ71の制御ポート71bには上
記メインライン100から分岐された第１制御ライン106
が、２−３、３−４シフトバルブ72、73の制御ポート72
b,73bには上記第１出力ライン101から分岐された第２、
第３制御ライン107、108がそれぞれ接続されていると共
に、これらの制御ライン106、107、108には、それぞれ
第１、第２、第３ソレノイドバルブ76、77、78が設けら
れている。これらのソレノイドバルブ76〜78は、それぞ
れOFFの時に当該シフトバルブの制御ポート71B〜73b内
に制御圧を導入させて、スプール71a〜73aを図面上、左
側に位置させ、またONの時に上記制御ポート71b〜73b内
の制御圧をドレンさせて、スプール71a〜73aを右側に位
置させるようになっている。

ここで、これらのソレノイドバルブ76〜78は、当該自
動車の車速とエンジンのスロットル弁開度とにより、設
定すべき変速段に応じてON、OFF制御されるようになっ
ているが、走行レンジの各変速段における各ソレノイド
バルブ76〜78のON、OFFの組合せパターンは上記表の通
りに設定されている。

一方、上記マニュアルバルブ64における各出力ポート
ａ〜ｅに接続された第１〜第５出力ライン101〜105のう
ち、Ｄ、Ｓ、Ｌの各前進レンジでメインライン100に連
通される第１出力ライン101は、ワンウェイオリフィス8
0を介してフォワードクラッチ15に導かれている。従っ
て、上記Ｄ、Ｓ、Ｌレンジで、フォワードクラッチ15が
常時締結されることになる。尚、上記第１出力ライン10
1には、フォワードクラッチ締結時の緩衝用のＮ−Ｄア
キュムレータ81が設けられている。

また、この第１出力ライン101からはライン111が分岐
されて上記１−２シフトバルブ71に導かれていると共
に、この分岐ライン111は、上記第１ソレノイドバルブ7
6がONになってスプール71aが右側へ移動した時に、２−
４ブレーキ18のサーボ機構35（後述）の油圧アプライ室
35bに至るサーボアプライライン150に連通される。従っ
て、Ｄ、Ｓ、Ｌレンジで第１ソレノイドバルブ76がONの
時、即ち、Ｄレンジでの２、３、４速、Ｓレンジの２、
３速、及びＬレンジの２速で、上記アプライ室35bにサ
ーボアプライ圧が導入される。

次に、上記２−４ブレーキ18（摩擦要素）を作動させ
るサーボ機構35の内部構成を説明する。このサーボ機構
35は、２−４ブレーキ18に連携するピストン35aと、該
ピストン35aにより図中左右に区画された締結側油室と
しての油圧アプライ室35b及び解放側油室としての油圧
リリース室35cと、該油圧リリース室35cに縮装されてピ
ストン35aをアプライ室35b側に付勢するスプリング35d
とを有する。そして、上記ピストン35aは、その受圧面
積が、リリース室35cの方で大きく、アプライ室35bで小
さくなるよう形成されていて、その受圧面積の差によ
り、アプライ室35bの締結圧（ライン圧）の作用、不作
用に拘らず、リリース室35bに解除圧（ライン圧）が作
用すれば、その解除圧でもってピストン35aを図中左方
に移動させて、２−４ブレーキ18を開放側に動作させる
構成としている。一方、２−４ブレーキ18の締結要求時
には、アプライ室35bに締結圧を導入し且つリリース室3
5cの解除圧を排圧することにより、ピストン35aを図中
右方に移動させて、２−４ブレーキ18を締結する構成と
なっている。

また、上記サーボ機構35のアプライ室35bに連通する
締結通路してのライン150には、ワンウェイオリフィス3
6が設けられている。該ワンウェイオリフィス36は、ラ
イン150の開口面積よりも少ない面積の開口部36aを有す
る絞り部36bと、該絞り部36bを下流側（サーボ機構35へ
の方向）に付勢するスプリング36cとを備えている。従
って、該ワンウェイオリフィス36は、サーボ機構35のア
プライ室35bへの油の供給に対しては絞り作用を発揮
し、アプライ室35bの油の排出時には、通常、その油圧
でスプリング36cが縮小し絞り部36aが離座するので、絞
り作用は無くなる。而して、上記スプリング36cは、そ
の付勢力が比較的強く、エンジンの減速運転時には、ス
ロットル弁開度の減少に伴いライン圧（サーボ機構35に
供給する締結圧）も低下し、この締結圧が低開度の設定
スロットル弁開度値に相当する値以下の時に付勢力がそ
の締結圧に打勝って絞り部36aを着座させる付勢力値に
設定されていて、この構成により締結力が設定値以下の
時にライン150を絞った状態で締結圧を排圧するように
している。

そして、上記ワンウェイオリフィス36の下流側のライ
ン150bには、サーボ機構35のアプライ室35bへの締結圧
の急上昇を抑えるピストン側のアキュムレータ83が配置
される。該アキュムレータ83は、ピストン83aと、ライ
ン150の油が流入してピストン83aを図中左方向に移動さ
せる油室83bと、該油室83bに縮装されたバネ83cとを備
え、上記ピストン83aにはライン151を介してライン圧が
背圧として作用している。而して、上記バネ83cの付勢
力は大きな値に設定されていて、その力の分だけライン
150の油圧が小値の段階からピストン83aを移動させるこ
とにより、サーボ機構35のピストン35aを徐々に移動さ
せて、２−４ブレーキ18を緩やかに締結動作させるよう
に構成している。

また、第２図において、Ｄ、Ｓレンジでメインライン
100に連通する上記第２出力ライン102は、２−３シフト
バルブ72に導かれている。そして、該ライン102は、第
２ソレノイドバルブ77がOFFでスプール72aが左側に位置
する時にワンウェイオリフィス84を介して３−４クラッ
チ43のアクチュエータ43aに至る３−４クラッチライン1
13に連通される。従って、Ｄ、Ｓレンジで第２ソレノイ
ドバルブ77がOFFの時、即ちＤレンジの３、４速、及び
Ｓレンジの３速で３−４クラッチ24が締結されることに
なる。尚、上記３−４クラッチライン113には、ワンウ
ェイオリフィス84に並列にバイパスバルブ85と２−３タ
イミングバルブ86とが設けられ、３−４クラッチ24の締
結タイミングを調整するようになっていると共に、該３
−４クラッチライン113にも３−４クラッチ締結時の緩
衝用の２−３アキュムレータ87が備えられている。

更に、上記３−４クラッチ113から分岐されたライン1
14と、上記第１出力ライン101から分岐されたライン115
とが３−４シフトバルブ73に導かれている。そして、第
３ソレノイドバルブ78がOFFでスプール73aが左側に位置
する時に３−４クラッチライン113から分岐されたライ
ン114が、ワンウェイオリフィス88を介してサーボ機構3
5のリリース室35cに至るサーボリリースライン116に、
また第１出力ライン101から分岐されたライン115が、ワ
ンウェイオリフィス89を介してコーストクラッチ17に至
るコーストクラッチライン117にそれぞれ連通される。
従って、Ｄ、Ｓレンジで第２、第３ソレノイドバルブ7
7、78がともにOFFの時、即ちＤレンジの３速及びＳレン
ジの３速で、サーボ機構35のリリース室35cにサーボリ
リース圧が導入されて２−４ブレーキ18が解放され、ま
たＤ、Ｓ、Ｌ、レンジで第３ソレノイドバルブ78がOFF
の時、即ちＤレンジの３速、Ｓレンジの３速、及びＬレ
ンジの２速、並びにＳレンジのホールドスイッチ操作時
における２速及び３速、Ｌレンジのホールドスイッチ操
作時における１速及び２速においてコーストクラッチ17
が締結されることになる。

ここで、上記３−４クラッチライン113と、該ライン1
13から分岐された上記ライン114との間には、それぞれ
の分岐ライン118、119を介して３−４クラッチ圧及びサ
ーボリリース圧の排出タイミングを調整する３−２タイ
ミングバルブ90と３−２キャパシティバルブ91とが備え
られている。また、上記コーストクラッチライン117に
はワンウェイオリフィス89をバイパスするバイパスライ
ン120が設けられ、該ライン120を開通、遮断する３−４
キャパシティバルブ92が備えられている。このバルブ92
は、上記３−４クラッチ圧が発生している時、及び上記
マニュアルバルブ64がＳレンジ又はＬレンジにセレクト
されて第３出力ライン103がメインライン100に連通され
ている時に上記バイパスライン120を開通させ、コース
トクラッチ圧排出タイミングを調整するようになってい
る。

また、マニュアルバルブ64によりＬレンジでメインラ
イン100に連通される第４出力ライン104は、ローレデュ
ースバルブ94及びライン122を介して１−２シフトバル
ブ71に導かれている。そして、該ライン122は、第１ソ
レノイイドバルブ76がOFFでスプール71aが左側に位置す
る時に、ワンウェイオリフィス95及びシャトルバルブ96
を介してロー＆リバースブレーキ21に至るロー＆リバー
スブレーキライン123に連通される。したがって、Ｌレ
ンジで第１ソレノイドバルブ76がOFFの時、即ちＬレン
ジの１速でロー＆リバースブレーキ21が締結される。

更に、Ｒレンジでメインライン100に連通する第５出
力ライン105は、ワンウェイオリフィス97及び上記シャ
トルバルブ96を介して上記ロー＆リバースブレーキライ
ン123に連通すると共に、該第５出力ライン105からはワ
ンウェイオリフィス98を介してリバースクラッチ19に至
るリバースクラッチライン124が分岐されている。従っ
て、Ｒレンジでは、常にロー＆リバースブレーキ21とリ
バースクラッチ19とが締結される。尚、上記リバースク
ラッチライン124にもリバースクラッチ締結時の緩衝用
のＮ−Ｒアキュムレータバルブ99が備えられている。ま
た、上記第５出力ライン105から分岐されたライン125が
レギュレータバルブ61の増圧側に導かれ、Ｒレンジでラ
イン圧を増圧させるようになっている。

尚、以上の構成に加えて、この油圧回路60には第１図
に示すトルクコンバータ２内のロックアップクラッチ26
を作動させるためのロックアップバルブ201が備えられ
ている。このバルブ201には、プレッシャ・レギュレー
タバルブ61からトルクコンバータライン202が導かれて
いると共に、一端の制御ライン203として接続されてい
る。そして、該制御ライン203に設けられたロックアッ
プ用ソレノイドバルブ204がONされている時に、制御ポ
ート201b内の制御圧がドレンされてスプール201aが右側
に位置することにより、上記トルクコンバータライン20
2がトルクコンバータ２内に通じるライン205に連通し、
これにより該トルクコンバータ２の内圧が高まってロッ
クアップクラッチ27が締結される。また、上記ソレノイ
ドバルブ204がOFFとなって制御ポート201b内に制御圧が
導入されることによりスプール201aが左側へ移動する
と、上記トルクコンバータライン202がロックアップ解
放ライン206に連通し、トルクコンバータ２内にロック
アップ解放圧が導入されて、ロックアップクラッチ27が
解放されるように構成されている。

第２表には、１速、２速、３速の各変速段と、３−４
クラッチ24、２−４ブレーキ35、第１〜第３ソレノイド
76〜78の作動状態の関係をまとめて示してある。この第
２表中、中間位置として示すものが、「他の油圧作用状
態」となるものであるが、この点については後述する。

変速制御 １速と２速と３速との間の変速に際しては、第１〜第
３ソレノイド76〜78の作動状態を第２表に示すような態
様で切換えることによって行なわれる。ただし、３速か
ら２速への変速に際しては、通常は、変速ショック防止
の観点から、第２表に示す中間位置の状態を経由して行
なわれ、加速要求時にはこの中間位置を経由することな
く２速の作動状態へと直接に切換えられる。

上記中間位置を経由することによる意味合いを説明す
ると次の通りである。

先ず、３速から２速への変速に際しては、３−４クラ
ッチ24を解放すると共に、２−４ブレーキ35を締結する
ことにより行なわれる。このとき、２−４ブレーキ35の
締結、すなわちそのピストン35aの第２図右側への変位
が急激に行なわれるため、大きな変速ショックを生じる
ものとなる。この点を詳述すると、変速前の３速の状態
では、２−４ブレーキ35のアプライ室35bおよびレリー
ズ室35cには共に油圧が供給されており、ピストン35aの
受圧面積差とリターンスプリング35dの付勢力とによっ
て、当該ピストン35aは第２図左側の位置すなわち２−
４ブレーキ35が解放されている状態となる。一方、２速
時には、レリーズ室35cの油圧が解放されることになる
が、このときアプライ室35bには油圧が供給されたまま
となる。これにより、ピストン35aが急激に第２図右側
へ変位して、２−４ブレーキ35が急激に締結されて、変
速ショック発生となる。このように、３速から２速への
切換えを前記中間位置の状態を経由することなく行なっ
たときの油圧変化状態を第３図に示す。

３速から２速への変速に際して、前記中間位置の状態
を経由したときは、次のようになる。先ず、ソレノイド
76〜78を中間位置の状態とすることによって、アプライ
室35bの油圧が解放されて、ピストン35aは第２図左側の
位置へ戻る。この後、ソレノイド76〜78を２速の状態へ
と切換えると、再びアプライ室35bに油圧が供給され、
これと同時にレリーズ室35cおよび３−４クラッチ24の
油圧が解放される。このときのアプライ室35bに供給さ
れる油圧は、アキュムレータ83の作用によって低いもの
となり、２−４ブレーキの締結がゆっくりと行なわれ
て、変速ショックが防止されることになる。

前述の説明および第３図、第４図の比較によっても理
解されるように、上記中間位置を経由することは経由し
ない場合に比して、３速から２速への変速に時間的遅れ
をきたすことになる。そこで、本発明では、３速から２
速への変速に際して、通常は上記中間位置を経由して変
速ショックを防止する一方、エンジン負荷の変化率例え
ばアクセルの踏込み速度が大きくなる加速要求時には、
上記中間位置を経由させないようにしてすみやかな変速
を得るようにしてある。

第６図において、Ｕはマイクロコンピュータを利用し
て構成された制御ユニットで、該制御ユニットＵによっ
て第１〜第３ソレノイド76〜78が制御される。この制御
ユニットＵには、センサ310からのスロットル開度信号
およびセンサ321からのアクセル開度信号が入力され
る。この他、制御ユニットＵには、変速判定等のために
車速信号等が入力されるが、本発明と直接関係のない点
については図示を略してある。

第５図のフローチャートは、制御ユニットＵによる３
速から２速への変速制御を示してあり、以下このフロー
チャートについて説明する。なお、以下の説明でＰはス
テップを示す。

先ず、P1において、スロットル開度が所定値以上であ
るか否かが判別される。このP1の判別でYESのときは、P
2において、アクセルの踏込み速度が所定値以上である
か否かが判別される。なお、アクセルの踏込み速度は、
アクセル開度を微分することにより算出される。このP2
の判別でNOのときは、P3において、第１〜第３ソレノイ
ドを全てOFFして、前記中間位置の状態とする。この後P
4において、中間位置としてから所定時間（0.数秒）経
過したか否かが判別される。このP4の判別でNOのときは
P3へ戻って中間位置の状態が維持され続ける。P4の判別
でYESとなったときは、P5において、第１〜第３ソレノ
イド76〜78を全てONして（２速の作動状態）終了する。

前記P1の判別でNOのとき、あるいはP2の判別でYESの
ときは、P3、P4を経由することなく。そのままP5へ移行
する。

このように、本実施例では、スロットル開度が小さい
ときは、変速ショックが問題とならないときであるとし
て、このときも中間位置を経由させないようにしてあ
る。

上記実施例では、他の油圧作用状態として変速前後の
一方の変速段における油圧作用状態を変化させるものに
ついても説明したが、変速途中に変速前後の各変速段と
は別の他の変速段を経由するものについても同様に適用
できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は変速機構の一例を示すスケルトン図。 第２図は油圧回路の一例を示す図。 第３図は他の油圧作用状態を経由しないときの油圧変化
を示す図。 第４図は他の油圧作用状態を由したときの油圧変化を示
す図。 第５図は本発明の制御例を示すフローチャート。 第６図は変速用ソレノイドの制御系統を示す図。 U:制御ユニット 5:多段変速歯車機構 24:3−４クラッチ 35:2−４ブレーキ 35a:ピストン 35b:アプライ室 35c:レリーズ室 76〜78:変速用ソレノイド 310:センサ（スロットル開度） 320:センサ（アクセル開度）

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧作動式の第１の摩擦要素の解放動作お
   よびアプライ室とリリース室とからなる油圧アクチュエ
   ータを備えて該アプライ室にのみ作動圧が供給される状
   態でのみ締結される第２の摩擦要素の前記アプライ室と
   リリース室との両方に作動圧が供給された状態からの締
   結動作により変速が行なわれる多段変速歯車機構を備
   え、 前記第１の摩擦要素に作動圧が供給され、かつ前記油圧
   アクチュエータの前記リリース室のみに作動圧が供給さ
   れた所定の油圧作用状態を経由させて前記変速を行なう
   ようにした自動変速機の変速制御装置において、 エンジン負荷の変化率を検出する変化率検出手段と、 前記変化率検出手段で検出されるエンジン負荷の変化率
   が所定値以上のとき、前記所定の油圧作用状態を経由さ
   せることなく前記変速を行なわせる経由禁止手段と、 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。