JP2811889B2 - 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 この発明は車両用の自動変速機の変速を制御するため
の制御装置に関するものである。

従来の技術 車両用の自動変速機は、一般に、複数組の遊星歯車機
構を備えた歯車列を主体として構成されており、この遊
星歯車機構の数が多ければ設定可能な変速段数も多くな
る。また自動変速機で設定することのできる変速段数
は、各変速段の変速比の差がある程度確保されていれ
ば、多い方が有利である。しかしながらスペース上の制
約あるから、より少ない構成部材を用いて、より多くの
変速段を設定するよう構成することが必要となり、従
来、このような要請を背景として、三組の遊星歯車機構
を使用して前進５段もしくは７段で、かつ後進段を１段
設定することのできる歯車列を備えた自動変速機が特開
昭60−57036号によって提案されている。これは三組の
シングルピニオン型遊星歯車機構を主体とするものであ
って、入力軸が第１クラッチによって第１の遊星歯車機
構のサンギヤに連結される一方、第２クラッチによって
第１の遊星歯車機構のリングギヤに連結され、またこの
第１の遊星歯車機構におけるサンギヤが第３クラッチを
介して第２の遊星歯車機構のサンギヤに連結され、かつ
第４クラッチを介して第２の遊星歯車機構のキャリヤに
連結されている。この第２の遊星歯車機構のリングギヤ
と第３の遊星歯車機構のリングギヤとは互いに連結さ
れ、これらのリングギヤに第１の遊星歯車機構のキャリ
ヤが連結されており、さらに第２の遊星歯車機構のキャ
リヤが第５クラッチを介して第３の遊星歯車機構のサン
ギヤに連結されている。他方、ブレーキ手段としては、
第２の遊星歯車機構のサンギヤを固定する第１ブレーキ
と、第３の遊星歯車機構のサンギヤを固定する第２ブレ
ーキとが設けられている。そして出力軸は第３の遊星歯
車機構のキャリヤに連結されている。

この自動変速機においては、第２クラッチ、第３クラ
ッチ、第５クラッチ、第２ブレーキを係合させることに
よって前進第１速が設定され、この状態から第４クラッ
チに解放するとともに第１ブレーキを係合させることに
より第２速に変速され、またこの第２速の状態から第１
ブレーキを解放するとともに第１クラッチを係合させる
ことにより第３速に変速される。この第３速の状態から
第２ブレーキを解放するとともに第４および第５のクラ
ッチを係合させることにより、すなわち全てのブレーキ
を解放しかつ第１、第２、第４、第５の各クラッチを係
合させることにより変速比が“1"の第４速に設定され、
この状態から第２クラッチを解放するとともに第１ブレ
ーキを係合させることによりオーバードライブ段である
第５速に設定される。そして後進段は、第１、第３、第
５のクラッチと第２ブレーキとを係合させて設定され
る。なお、第２速と第３速との間の第２′速と、第３速
と第４速との間の第３′速とを設定可能であって、前者
の第２′速は、前記第２速の状態から第５クラッチを係
合させることにより、すなわち第２、第３、第５のクラ
ッチと第１、第２のブレーキとを係合させて設定され、
また後者の第３′速は前記第３速の状態から第２ブレー
キを解放するとともに第５クラッチおよび第１ブレーキ
を係合させることにより、すなわち第１、第２、第５の
クラッチと、第１ブレーキとを係合させることにより設
定される。

発明が解決しようとする課題 車両の走行状態での制動は、フートブレーキなどの制
動のためのみの装置以外にエンジンブレーキを併用する
ことは周知のとおりであり、そのエンジンブレーキの効
き具合は、変速機で設定してある変速比が大きいほど良
くなる。そこで例えば手動変速機においては、変速段を
人為的に選択できるために、必要に応じて低速段に切換
えてエンジンブレーキ性能を高くすることができる。し
かしながら一般の自動変速機では、車速とスロットル開
度とをパラメータとして各変速段を設定するから、制動
時と否とに拘らず車速とスロットル開度とが定まってい
ればその状態で設定される変速段は一つであり、したが
って例えば高速走行時に、より高いエンジンブレーキ性
能を得ようとしても設定される変速段が特に低速段とな
らないから、エンジンブレーキ性能が高くならない。

また一方、従来の自動変速機では、エンジンブレーキ
を効かせるべく、シフトレバーによってロー（Ｌ）レン
ジなどの低速側の走行レンジを選択することも行なわれ
ているが、これは低速側の変速段を設定する走行条件
を、高速側に広げることによって高い駆動力を得ると同
時にエンジンブレーキを効かせるものである。しかしな
がらそのためには手動操作を必要とするので操作性が悪
く、またエンジンのオーバーランを避けるために、ある
程度以上の車速では低速側にダウンシフトさせないよう
にしているので、その場合にはエンジンブレーキ性能が
劣ることになる。

さらに前述した特開昭60−57036号公報に記載された
自動変速機では、第４速より変速比の大きい第３′速、
第３速より変速比の大きい第２′速を設定することがで
きるが、これらの所謂中間段をどのように使用して変速
を行なうか、については何ら記載されていず、したがっ
て特開昭60−57036号の自動変速機においても、従来一
般の自動変速機と同様に、エンジンブレーキ性能が特に
向上するものではない。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、
エンジンブレーキによる制動性能を向上させることので
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、第１図に
示す構成を基本構成とするものである。すなわち複数の
変速段に設定可能な自動変速機Ａを対象とする油圧制御
装置10に変速指令信号を出力するものであって、減圧状
態または制動状態を検出する走行状態検出器11と、その
走行状態検出器11が減速状態を検出していない場合また
は制動状態を検出していない場合に、前記設定可能な変
速段のうち車速やスロットル開度などの走行条件を表わ
すデータ12に基づいて所定の変速段を選択し、かつ前記
走行状態検出器11が減速状態または制動状態を検出して
いる場合に、走行条件に基づいて選択される変速段より
も変速比の大きいとともに、アップシフト時には設定さ
れない変速段を選択して出力する変速段選択手段13と、
その選択された変速段を設定するべく出力する変速段設
定手段14とを備えていることを特徴とするものである。

作用 この発明の装置は、基本的には、各変速段を例えば車
速やスロットル開度などの走行条件データ12に基づいて
選択して出力するが、減速状態や制動状態を検出する走
行状態検出器11が減速状態や制動状態を出力している場
合と、出力していない場合とでは、選択して出力する変
速段が異なる。すなわち減速状態が検出されていない
か、または制動状態が検出されていなければ、変速段選
択手段13は走行条件に基づいて所定の変速段を選択して
出力し、これに対し走行状態検出器11が減速状態または
制動状態を検出していれば、非減速時もしくは非制動時
に選択される変速段よりも変速比の大きいとともに、ア
ップシフト時には設定されない変速段を選択し、変速段
設定手段14はその選択された変速段を設定するべく出力
する。その結果、減速時または制動時には通常の走行時
よりも変速比が大きくなるから、エンジンブレーキの効
き具合が良くなる。

実 施 例 つぎにこの発明を実施例に基づいて説明する。

第２図はこの発明を実施するためのシステムの一例を
示すブロック図であって、自動変速機Ａは後述する複数
組の遊星歯車機構を主体とし、複数の摩擦係合手段の係
合・解放の組合せによって複数の変速段に設定するよう
構成された歯車列を備えている。また各変速段を設定す
るべく各摩擦係合手段に油圧を供給し、あるいは排出す
る油圧制御装置10が設けられており、この油圧制御装置
10としては、油圧ポンプ、調圧弁、シフトバルブ、電磁
弁等を含む従来一般の自動変速機で採用されている構成
のものを使用することができる。この油圧制御装置10に
は、各変速段を設定させるべく信号を出力する電子コン
トロールユニット20が接続されている。この電子コント
ロールユニット20の入出力装置21には、走行状態を表わ
すデータとして車速Ｖを入力する車速センサー30とスロ
ットル開度θを入力するスロットル開度センサー31とが
接続され、さらに制動状態であることを検出するための
ストップランプスイッチ32が接続されている。なお、制
動状態に変えて減速状態を制御データとして使用する場
合には、車速センサー30で得られた車速データを演算し
て減速状態を求め、その信号を前記入出力装置21から電
子コントロールユニット20に入力してもよい。この入出
力装置21から入力された各データは一旦メモリー22に記
憶された後に、車速Ｖやスロットル開度θなどをパラメ
ーターとして定めた車速データなどの他のデータと共に
演算装置23に入力され、ここで設定すべき変速段が求め
られるとともに、その変速段を設定するために必要な係
合手段が求められ、前記入出力装置21から前記油圧制御
装置10に出力される。その場合、変速段の選択は、基本
的には、歯車列の構成から予め定まる複数の変速段のう
ち車速Ｖやスロットル開度θなどの走行条件に基づいて
定めるが、前記ストップランプスイッチ32から信号が入
力されている場合と、入力されていない場合とでは、設
定すべく選択される変速段が異なるようになっている。
具体的には後述する。

前記自動変速機Ａにおける歯車列の一例を第３図に示
す。ここに示す例は、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例を示すも
のであって、それらの遊星歯車機構1,2,3における各要
素が次のように連結されている。すなわち第１遊星歯車
機構１のキャリア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に連結されるととも
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物体継手などの動力
伝達手段（図示せず）を介してエンジンＥ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
上の製約があるから、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）に回転を達成する出力軸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とに対して連結されている。

上記の歯車列を備えた自動変速機Ａで設定することの
できる変速段およびそれぞれの変速段での変速比は第１
表のとおりである。これらの変速段は、第１表で○印を
付した摩擦係合手段を係合させるとともに空欄の摩擦係
合手段を解放させることによって設定され、これらの変
速段への変速は、前述した電子コントロールユニット20
からの指令信号に基づいて油圧制御装置10が所定の摩擦
係合手段に油圧を送ってこれを係合させ、あるいは排圧
して解放させることによって達成される。なお、第１表
に示す各変速比は、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
り、また＊印は係合させてもよいことを示す。さらに
，…の符号を付した欄は、当該変速段を設定するた
めのそれぞれ異なる係合・解放パターンを示すものであ
る。

第３図に示す歯車列を備えた自動変速機Ａは、原理的
には第１表に掲げる全ての変速段を設定することができ
るが、制御状態ではない通常の走行状態では、電子コン
トロールユニット20はそれらのうちから変速比が等比級
数に近い関係となる第１速、第２速、第３速、第４速、
第５速を走行条件すなわち前記二つの信号θ、Ｖに基づ
いて選択し、出力する。また前記ストップランプスイッ
チ32から信号が入力されていて制動状態であれば、電子
コントロールユニット20は、非制動時に第２速を選択す
る走行条件で第１速を選択し、また非制動時に第３速を
選択する走行条件で第2.5速を選択し、以下同様に、第
４速に変えて第3.5速を選択して出力する。したがって
制動時に選択される変速段は、 第１速第2.5速第3.5速第５速 となり、それぞれ通常の走行時に選択される変速段より
も変速比が大きいとともに、アップシフト時には設定さ
れない変速段である。

第４図は上述した制御ルーチンを説明するためのフロ
ーチャートであって、ステップ１で制動状態か否かが判
断される。これは前述した例においては、ストップラン
プスイッチ32がオンか否かによって判断することがで
き、その判断結果が“ノー”の場合は、前記演算装置23
は、制動を行なっていない通常の走行時に設定される変
速段から走行条件に応じた所定の変速段を選択する（ス
テップ２）。したがってこの場合の変速段列は、第１
速、第２速、第３速、第４速、第５速の通常の変速段か
らなる変速段列となる。これに対してフートブレーキが
踏み込まれていてストップランプスイッチ32がオンであ
るなど、ステップ１の判断結果が“イエス”である場合
は、通常の走行時に選択する変速より変速比が大きい変
速段が走行条件に応じて選択される（ステップ３）。し
たがってこの場合の変速段列は、第１速、第2.5速、第
3.5速、第５速の制動時用変速段列となる。

上記の電子コントロールユニット20によっていずれか
の変速段が選択されて出力されると、前記油圧制御装置
10は、当該変速段を設定するべく所定の係合手段に油圧
を供給してこれを係合させ、また他の係合手段から排圧
してこれを解放させる。このようにして係合させられ、
あるいは解放させられる係合手段は前掲の第１表に示す
とおりである。

したがって上述した制御装置を備えた自動変速機にお
いては、制動時に設定される変速比が非制動時より大き
くなるから、エンジンブレーキの効きが良くなる。

なお、上記の説明では、制動時の変速段列のうち中間
の二つの変速段が通常時の変速段列とは異なる列を採っ
たが、制動時用変速段列と通常時用変速段列とはいずれ
か一つの変速段のみが相違するものであってよい。また
それらの各変速段列は、対象とする歯車列の構成によっ
て異なるのであって、上述した例に限定されないが、変
速比が等比級数に近い関係となる変速段に対して第2.5
速や第3.5速等の所謂中間段を設定できる歯車列では、
その中間段を制動時に使用することによって変速前後の
変速比の差が特に大きくならないなどの利点を得ること
ができる。この種の中間段を利用して制動時の変速段列
を構成することのできる歯車列として他の例を示せば第
５図のとおりである。

これは第３図に示す構成のうち第２遊星歯車機構２の
リングギヤ2Rを第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cに替え
てリングギヤ3Rに連結し、また第２遊星歯車機構２のキ
ャリヤ2Cと第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sとの間に、
両者を選択的に連結する第５クラッチ手段K5を設けると
ともに第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sを単独で固定で
きる第１ブレーキ手段B1を設け、さらに第１遊星歯車機
構１のサンギヤ1Sを単独で固定することのできる第４ブ
レーキ手段B4を設け、他の構成は第３図に示すと同様と
したものである。

この第５図に示す歯車列を備えた自動変速機の作動表
を第２表に示す。この第２表から明らかなように、第５
図の歯車列では、第2.5速や第3.5速あるいは第3.2速以
外に、第4.5速、第2.2速などの中間段を設定することが
できるから、前述した例以上に多様な制動時用変速段列
を構成することができる。

また中間段を設定できる更に他の例としては、本出願
人が既に提案した特願平１−185151号、特願平１−1851
52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。

さらに上記の実施例では、フートブレーキを踏み込む
などの制動時に変速比の大きい変速段を通常の走行時の
変速段に替えて設定する場合を例に採って説明したが、
特に制動操作を行なわない場合であってもエンジンブレ
ーキを必要とする場合もあるので、上述した制御は制動
操作を行なわない減速時に行なってもよく、その場合に
は、前述したストップランプスイッチ32からの信号に変
えて車速から求めた減速信号を電子コントロールユニッ
ト20に入力するようにすればよい。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明によれば、制
動時もしくは減速時と非制動時もしくは非減速時とで選
択する変速段が変化し、しかも制動時もしくは減速時に
選択される変速段は変速比の大きいものとなるので、エ
ンジンブレーキ性能が向上する。また、減速状態または
制動状態が検出された場合に選択される変速段は、アッ
プシフト時には設定されない固有の変速段であり、その
変速比が減速状態または制動状態に適合したものにな
る。従って、減速状態または制動状態で生じるエンジン
ブレーキ性能の違和感が抑制され、ドライバビリティを
向上させることができる。さらに、変速段の変更は自動
的に行なわれるから、操作性も良好となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の基本構成を概略的に示すブロック
図、第２図は一実施例を示すブロック図、第３図はその
歯車列の一例を示すスケルトン図、第４図は制御ルーチ
ンを示すフローチャート、第５図は歯車列の他の例を示
すスケルトン図である。 1,2,3……遊星歯車機構、1S,2S,3S……サンギヤ、1C,2
C,3C……キャリヤ、1R,2R,3R……リングギヤ、４……入
力軸、５……出力軸、10……油圧制御装置、11……走行
状態検出器、12……走行条件データ、13……変速段選択
手段、14……変速段設定手段、20……電子コントロール
ユニット、21……入出力装置、22……メモリー、23……
演算装置、30……車速センサー、31……スロットル開度
センサー、32……ストップランプスイッチ、Ａ……自動
変速機。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の変速段に設定可能な自動変速機にお
   いて、減速状態または制動状態を検出する走行状態検出
   器と、その走行状態検出器が減速状態を検出していない
   場合または制動状態を検出していない場合に、前記設定
   可能な変速段のうち走行条件に基づいて所定の変速段を
   選択し、かつ前記走行状態検出器が減速状態または制動
   状態を検出している場合に、走行条件に基づいて選択さ
   れる変速段よりも変速比の大きいとともに、アップシフ
   ト時には設定されない変速段を選択して出力する変速段
   選択手段と、その選択された変速段を設定するべく出力
   する変速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。