JP2822634B2 - 自動変速機の変速制御方法 - 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方法に関
し、特に所定の変速段を設定するための摩擦係合手段の
係合・解放の組合せが複数種類ある自動変速機での変速
を制御する方法に関するものである。

従来の技術 車両用の有段自動変速機においては、歯車列を構成す
る遊星歯車機構の数や回転部材同士を連結し、あるいは
固定する摩擦係合手段の数が多いほど設定可能な変速段
数が多くなり、また変速段を設定するための摩擦係合手
段の係合・解放の組合せパターン（係合・解放パター
ン）が多くなる。

本出願人はこの種の自動変速機において複数種類ある
係合・解放パターンを有効に利用して変速を行なう方法
を特願平１−287691号によって既に提案した。

すなわち変速の際のショックを低減するには、摩擦係
合手段の係合あるいは解放のタイミングを適正に制御す
る必要があるから、変速を実行するために切換え制御す
べき摩擦係合手段の数は、可及的に少ないほうが好まし
い。そこで上記の出願に係る方法では、係合・解放パタ
ーンが複数種類ある変速段については、その変速段から
アップシフトする際およびダウンシフトする際に係合・
解放状態を切換えるべき摩擦係合手段の数が二つ以下に
なる係合・解放パターンを選択するようにしている。こ
のような方法によれば、同時に三つ以上の摩擦係合手段
を切換え動作させる所謂同時変速を避け、摩擦係合手段
の係合・解放の切換えタイミングが適正化されて変速シ
ョックを低減することができる。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記の方法は、アップシフトおよびダウ
ンシフトのいずれに対しても同時変速とならない係合・
解放パターンのある変速段については適用することがで
きるが、歯車列の構成によっては、係合・解放パターン
が複数種類あってもアップシフトおよびダウンシフトの
両方に対して同時変速とならない係合・解放パターンが
存在しない場合があり、このような自動変速機には上記
の方法を適用することができない。

そのためこの種の自動変速機では、変速を行なうにあ
たって、同時変速を避けるよう係合・解放パターンを変
更し、しかる後変速を実行することになるが、変速指令
信号の出力あるいは変速を行なうべきとの判断がなされ
た後に係合・解放パターンの変更を行なうのでは、変速
の遅れが大きくなるおそれがあった。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、
変速制御の応答遅れを解消することのできる制御方法を
提供す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、複数の摩
擦係合手段とこれらの摩擦係合手段の係合・解放の状態
に応じて変速比の互いに異なる複数の変速段に設定さ
れ、かつ所定の変速段を設定するための前記摩擦係合手
段の係合・解放の組合せのパターンが複数種類ある歯車
列とを備えた自動変速機での変速を制御するにあたり、
前記所定の変速段を設定している状態で次に行なわれる
変速がアップシフトかまたはダウンシフトかの予測を行
なうとともに、その予測の結果に基づいて前記所定の変
速段を設定するための摩擦係合手段の係合・解放の組合
せのパターンを選択することを特徴とする方法である。
また、請求項２の発明は、前記予測の結果に基づいて所
定の変速段を設定するために選択される摩擦係合手段の
係合・解放の組合せのパターンが、同時に二つ以下の摩
擦係合手段を係合・解放させるものであることを特徴と
する請求項１に記載の自動変速機の変速制御方法。

作用 この発明の方法では、係合・解放パターンが複数種類
ある変速段に設定してある状態において、次に行なわれ
る変速がアップシフトかまたはダウンシフトかを予測す
る。この予測は、スロットル開度やその変化率、加減速
度、車両の傾斜などのデータに基づいて行ない、あるい
はこれらのデータに基づく学習制御などによって行なう
ことができる。そしてこの予測結果に基づいて前記変速
段を設定するための係合・解放パターンが選択され、現
状の係合・解放パターンが予測結果に基づく係合・解放
パターンと異なる場合には、係合・解放パターンの変更
が行なわれる。

したがって予測どおりの変速を行なう場合には、その
変速に有利な係合・解放パターンとなっているので、遅
れを生じることがなく変速を実行することができる。ま
た、請求項２の発明によれば、請求項１と同様の作用を
得られる他、予測通りの変速を行う場合は、三つ以上の
摩擦係合手段が係合・解放される同時変速が回避され
る。

実 施 例 つぎにこの発明の方法を実施例に基づいて説明する。
この発明の方法の一例を第１図に示してあるが、先ずそ
の方法を適用することのできる自動変速機の一例を説明
する。

第２図において三組のシングルピニオン型遊星歯車機
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に一体的に連結されている。

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,K2,K3,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およびこれと一体に連結された第３遊星歯
車機構３のサンギヤ3Sの回転を選択的に阻止する第２ブ
レーキ手段B2と、第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sの回
転を選択的に阻止する第３ブレーキ手段B3と、第１遊星
歯車機構１のサンギヤ1Sの回転を選択的に阻止する第４
ブレーキ手段B4とが設けられている。これらのブレーキ
手段B2,〜B4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わせた構成な
どを採用することができ、またこれらのブレーキ手段B
2,〜B4とこれらのブレーキ手段B2,〜B4によって固定す
べき各要素との間もしくは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。

この第２図に示す構成の自動変速機では、前進５段・
後進１段のほかに、前進第２速と第３速との間に所謂第
2.5速の変速段を付加し、かつ前進第３速と第４速との
間に所謂第3.2速と第3.5速とを付加した前進８段・後進
１段の変速段を設定することが原理的には可能であり、
また第２速、第2.5速、第４速の各変速段では、当該変
速段を設定するためのクラッチ手段およびブレーキ手段
の係合・解放の組合せ（所謂係合・解放パターン）は複
数組あり、これを作動表として示せば第１表のとおりで
ある。なお、第１表において、○印は係合することを示
し、空欄は解放することを示し、また＊印は係合させて
もよいことを示す。また，，…の符号は遊星歯車
機構の回転要素の回転数が異ならないものの係合・解放
パターン同士の種別を表わす。

第１表は原理的に設定可能な変速段を示すものであ
り、実用の際にはこれらの変速段のうちから車両に要求
される特性などに応じて適宜の変速段を選択して設定す
ることになり、その一例を第２表に示してある。またそ
のための制御手段として、前記各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
給排する油圧制御装置Ｃと、車速Ｖやスロットル開度θ
あるいはシフトポジション、走行モードセレクト信号、
油温などの入力データに基づいて油圧制御装置Ｃに対し
て電気的な指示信号を出力する電子コントロールユニッ
ト（ECU）Ｅとが設けられている。

第２表に示す変速段列に従って変速を行なう場合にお
いても、例えば同時変速を避けることが好ましいから、
第４速を設定する際にはの係合・解放パターン（４−
パターン）あるいはの係合・解放パターン（４−
パターン）を状況に応じて選択する。すなわち第４速よ
り１段低速側の第2.5速においては、第１クラッチ手段K
1と第４クラッチ手段K4とを必ず係合させるから、第４
速から第2.5速に変速する際には、第４速は４−パタ
ーンで設定しておき、第２クラッチ手段K2を解放すると
ともに、第３ブレーキ手段B3もしくは第４ブレーキ手段
B4を係合させることによって第2.5速へのダウンシフト
を実行することが好ましい。

また第４速より１段高速側の第５速においては、第２
クラッチ手段K2と第３クラッチ手段K3とを必ず係合させ
るから、第４速から第５速に変速する際には、第４速は
４−パターンで設定しておき、第１クラッチ手段K1を
解放するとともに第３ブレーキ手段B3を係合させること
によって第５速へのアップシフトを実行することが好ま
しい。

このように第２表に従う変速を行なう場合には、第４
速を設定する係合・解放パターンを、ダウンシフトおよ
びアップシフトの少なくとも直前で異ならせることにな
る。そこでこの発明の方法では、変速の実行に有利な係
合・解放パターンへの事前の切換えを第１図のフローチ
ャートに示すように行なう。

第１図のフローチャートは、上記の第２表に従う変速
を行なうにあたって第４速を設定する係合・解放パター
ンを選択する制御ルーチンを示すものであって、ステッ
プ１において第４速を設定するとの判断が行なわれる
と、ステップ２においてスロットル開度θが予め定めら
れた値αより大きいか否かが判断され、その判断結果が
“ノー”の場合には、スロットル開度θが小さいことに
よりアップシフトが行なわれる可能性が高いと予測さ
れ、前述したアップシフトに有利な４−パターンを選
択して第４速を設定する（ステップ３）。これとは反対
にステップ２の判断結果が“イエス”であれば、さらに
スロットル開度θの変化率θが予め定めた値βより大き
いか否かを判断し（ステップ４）、その判断結果が“イ
エス”であれば、スロットル開度θが大きくかつその変
化率θすなわちアクセルペダルの踏込み速度が大きいこ
とになるから、ダウンシフトが行なわれる可能性が高い
と予測され、したがってこの場合は前述したようにダウ
ンシフトに有利な４−パターンを選択して第４速を設
定する（ステップ５）。

なお、ステップ４の判断結果が“ノー”であれば、ス
ロットル開度θがある程度大きいものの、アクセルペダ
ルの踏込み速度が特に大きくはないので、ダウンシフト
が行なわれる可能性は少なく、この場合はステップ３に
進んで４−パターンを選択して第４速を設定する。

なおまた、ステップ２での判断の基準となる値αおよ
びステップ４での判断の基準となる値βは、それぞれ一
定値でもよいが、車速等の車両条件や変速条件に応じて
変化する値であってもよい。

したがって上記の方法によれば、第４速からのダウン
シフトあるいはアップシフトを行なう直前には、それぞ
れの変速に有利な係合・解放パターン、すなわち同時変
速とならない係合・解放パターンに切換えられているか
ら、同時変速とならないダウンシフトあるいはアップシ
フトを、応答の遅れを生じさせずに迅速に行なうことが
できる。

ところで上に述べた実施例では、スロットル開度θお
よびその変化率θに基づいてダウンシフトかアップシフ
トかを予測する例について説明したが、このような予測
は他のデータあるいは方法によっても行なうことがで
き、例えば加速度、車両の傾斜角度、車速、あるいはこ
れらの変化率などを単独で、もしくは適宜に組合わせて
予測することができ、さらには一定の時間の範囲で実行
された変速に基づいて学習制御することにより予測する
ことができる。またダウンシフトとアップシフトとのい
ずれか一方のみを予測することとしてもよい。

これら様々な手法による予測が当る確率は、通常の走
行の場合にはかなり高い確率になるので、実用上、変速
の応答遅れが生じるおそれは殆どない。

なお、参考までに予測が外れた場合の制御ルーチンを
説明すると、第３図のフローチャートにおいて、走行条
件等のデータの入力（ステップ10）が行なわれた後、変
速を実行すべきとの判断（ステップ11で“イエス”）が
あると、現変速段が第４速か否かを判断し（ステップ1
2）、その結果が“ノー”であれば、通常の変速制御を
行ない（ステップ13）、また反対に“イエス”であれば
アップシフトか否かを判断する（ステップ14）。その判
断結果が“イエス”であれば、第４速を設定している係
合・解放パターンが４−パターンか否かを判断し（ス
テップ15）、前述した予測が当っていてその判断結果が
“イエス”であれば、直に第５速への変速を実行する
（ステップ16）。また予測が外れて４−パターンにな
っていなければステップ15の判断結果が“ノー”とな
り、この場合は４−パターンに切換えた後（ステップ
17）、ステップ16に進んで第５速へのアップシフトを実
行する。

さらに第４速からの変速がダウンシフトであってステ
ップ14の判断結果“ノー”であった場合には、第４速を
設定している係合・解放パターンが４−パターンか否
かを判断する（ステップ18）。前述した予測が当ってそ
の判断結果が“イエス”であれば直に第2.5速へのダウ
ンシフトを実行する（ステップ19）。また予測が外れて
４−パターンとなっていなければ、ステップ18の判断
結果が“ノー”となり、この場合は４−パターンへの
変更を行なった後（ステップ20）、第2.5速への変速を
実行する（ステップ19）。

なお、ステップ11の判断結果が“ノー”であれば、特
に制御を行なわずにリターンする。

ところでこの発明の方法は、上記の説明から明らかな
ように、次に行なわれる変速を予測してその変速に有利
な係合・解放パターンに事前に変更する方法であるが、
「変速に有利」とは、上記の説明で述べたような同時変
速を避けることに限られるものではなく、例えば回転部
材の変動回転数が少なくなる点で有利であること等、変
速を行なうにあたって一般に要求される各種の事項のう
えで有利であることをも含む。

そしてまたこの発明の方法を適用することのできる自
動変速機は、第２図に示す歯車列を備えたものに限られ
ず、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にも
適用することができる。

発明の効果 以上説明したようにこの発明の方法によれば、変速に
適した係合・解放パターンを事前に選択して設定するか
ら、変速に際してはその変速を実行するための摩擦係合
手段の切換え以外の切換え制御を必要とせず、したがっ
て応答の遅れなどを生じることなく迅速に変速を行なう
ことができる。また、請求項２の発明によれば、請求項
１と同様の効果を得られる他、予測通りの変速を行う場
合は、三つ以上の摩擦係合手段が係合・解放される同時
変速が回避される。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一例を説明するためのフローチャー
ト、第２図はこの発明の方法を適用することのできる自
動変速機の一例を示すスケルトン図、第３図は予測が外
れた場合の制御を含むフローチャートである。 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 (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の摩擦係合手段とこれらの摩擦係合手
   段の係合・解放の状態に応じて変速比の互いに異なる複
   数の変速段に設定され、かつ所定の変速段を設定するた
   めの前記摩擦係合手段の係合・解放の組合せのパターン
   が複数種類ある歯車列とを備えた自動変速機での変速を
   制御するにあたり、 前記所定の変速段を設定している状態で次に行なわれる
   変速がアップシフトかまたはダウンシフトかの予測を行
   なうとともに、その予測の結果に基づいて前記所定の変
   速段を設定するための摩擦係合手段の係合・解放の組合
   せのパターンを選択することを特徴とする自動変速機の
   変速制御方法。
2. 【請求項２】前記予測の結果に基づいて所定の変速段を
   設定するために選択される摩擦係合手段の係合・解放の
   組合せのパターンが、同時に二つ以下の摩擦係合手段を
   係合・解放させるものであることを特徴とする請求項１
   に記載の自動変速機の変速制御方法。