JP2827344B2 - 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 この発明は複数段の変速段を設定可能な自動変速機に
おいていずれかの変速段を設定するための制御方法に関
し、特に所定の変速段を設定するためのクラッチ手段や
ブレーキ手段などの摩擦係合手段の係合・解放の組合せ
が複数組ある自動変速機における変速段を設定する際の
制御方法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
構を使用し、それぞれのサンギヤやリングギヤあるいは
キャリヤなどの回転部材のうちの所定の回転部材同士を
連結し、またいずれかの回転部材を入力軸にクラッチ手
段を介して選択的に連結し、さらに他のいずれかの回転
部材をブレーキ手段によって選択的に固定するとともに
更に他の回転部材に出力軸を連結する構成である。この
種の自動変速機では、使用する遊星歯車機構の数やそれ
ぞれの回転部材の連結の仕方、あるいはクラッチ手段や
ブレーキ手段などの摩擦係合手段の数や設置の仕方によ
って設定可能な変速段数やそれぞれの変速段での変速
比、あるいは回転部材の回転数や負荷トルクなどが様々
に変化し、そして原理的に構成可能なものは極めて多数
にのぼる。原理的に構成可能なものであっても全てが実
用できるものではなく、製造が容易であること、小型軽
量であること、変速制御性に富むこと、耐久性に優れて
いることなどの実用上の要求を充分満すものを創作する
ことは決して容易でない。例えば三組の遊星歯車機構を
使用して前進５段・後進１段の変速段を設定可能な自動
変速機であっても、クラッチなどの摩擦係合手段の配置
の仕方や各遊星歯車機構のギヤ比（サンギヤとリングギ
ヤとの歯数の比）の採り方によって後進段での変速比が
大きくなり過ぎる場合があり、このような自動変速機に
あっては摩擦係合手段の容量を大きくする必要があり、
またその摩擦係合手段や軸受などの耐久性が損なわれる
などの問題がある。このような問題点を解消するものと
して例えば特開昭60−57036号公報では、後進段での変
速比が前進第１速での変速比に近似するよう構成した自
動変速機が提案されている。

この提案にかかる自動変速機の構成を簡単に説明する
と、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、第１遊星歯車機構のサンギヤ
と第２遊星歯車機構のサンギヤとが常時もしくは選択的
に連結されるとともに、第１遊星歯車機構のサンギヤと
第２遊星歯車機構のキャリヤとが必要に応じてクラッチ
を介して連結され、また第２遊星歯車機構のリングギヤ
と第３遊星歯車機構のリングギヤとが連結されるととも
に、これらのリングギヤに第１遊星歯車機構のキャリヤ
が連結され、さらに第２遊星歯車機構のキャリヤと第３
遊星歯車機構のサンギヤとがクラッチを介して連結され
ている。入力軸は、互いに連結された前記第１遊星歯車
機構のサンギヤおよび第２遊星歯車機構のサンギヤにク
ラッチを介して連結される一方、第１遊星歯車機構のリ
ングギヤに他のクラッチを介して連結されるようになっ
ている。これに対して出力軸は第３遊星歯車機構のキャ
リヤに連結されている。そして回転を止めるブレーキ手
段としては、互いに連結された前記第１遊星歯車機構の
サンギヤおよび第２遊星歯車機構のサンギヤを固定する
ブレーキと、第３遊星歯車機構のサンギヤを固定するブ
レーキとが設けられている。この特開昭60−57036号に
かかる自動変速機では、前進第１速において、第３遊星
歯車機構のサンギヤを固定するためのブレーキを係合さ
せると同時にそのサンギヤに第２遊星歯車機構のキャリ
ヤを連結するクラッチを係合させることにより第２遊星
歯車機構のキャリヤの回転を阻止しており、また後進段
においても同様にして第２遊星歯車機構のキャリヤを固
定している。そしてこの前進第１速と後進段とでの変速
比が近似した値となっている。

なお、上記の特開昭60−57036号公報には、第２遊星
歯車機構のキャリヤとケースとの間に一方向クラッチを
介装した構成がスケルトン図で示されているが、これに
対応した作動表が示されていず、また設定可能な変速段
についての説明がないので、その一方向クラッチが追加
設置された構成では、その公報に示されている他の例と
同様に各変速段が設定されるものと考えられる。

発明が解決しようとする課題 上記従来の自動変速機では、前進５段・後進１段を主
たる変速段とし、これに第2.5速および第3.5速を付加し
た全体として前進７段で後進１段を設定することができ
るものとされているが、それぞれの変速段を設定するた
めのクラッチおよびブレーキの係合・解放の組合せは、
それぞれ一種類であり、そのために上記従来の自動変速
機では、変速ショックが悪化したり、あるいは変速ショ
ックを悪化させないためには複雑な制御を余儀無くされ
たりするおそれがあった。すなわち変速制御性を向上さ
せる要件の一つとして、変速にあたって係合・解放の状
態を切換えるべき摩擦係合手段の数が可及的に少ないこ
とを挙げることができるが、上記の自動変速機では、前
進第３速で、入力軸と第１遊星歯車機構のサンギヤとを
連結するクラッチ（仮に第１クラッチとする）、入力軸
と第１遊星歯車機構のリングギヤとを連結するクラッチ
（仮に第２クラッチとする）、第３遊星歯車機構のサン
ギヤを固定するブレーキ（仮に第２ブレーキとする）の
三つの摩擦係合手段を係合させており、これに対して前
進第４速において、上記の第１クラッチと第２クラッチ
との他に、第１遊星歯車機構のサンギヤと第２遊星歯車
機構のキャリヤとを連結するクラッチ（仮に第４クラッ
チとする）と、第２遊星歯車機構のキャリヤと第３遊星
歯車機構のサンギヤとを連結するクラッチ（仮に第５ク
ラッチとする）との合計四つのクラッチを係合させてお
り、その結果、前進第３速と第４速との間での変速を行
なう場合には、第４クラッチ、第５クラッチ、第２ブレ
ーキの三つ係合手段の係合解放の状態を切換える必要が
ある。そのためこれらの摩擦係合手段の係合・解放のタ
イミングを常時適正に保つことが難しく、タイミングの
ずれによって変速ショックが大きくなったり、また係合
・解放のタイミングを適正化するために油圧サーボ機構
に給排する油圧を微妙に制御しなければならないなどの
問題がある。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、
変速ショックを悪化させずに、また容易に変速を実行す
ることのできる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 この発明の方法は、上記の目的を達成するために、複
数の摩擦係合手段の係合・解放の組合せにより、歯車変
速機構を構成している回転部材の連結状態が変更され、
変速比の互いに異なる複数の変速段が設定される自動変
速機の変速を制御し、少なくとも一つの変速比に対応す
る少なくとも一つの特定の変速段を設定するための前記
摩擦係合手段の係合・解放の組合せパターンが複数種類
ある自動変速機の変速制御方法において、前記少なくと
も一つの特定の変速段を設定する場合に、該特定の変速
段から変速比の異なる他の変速段に変速する際に係合・
解放の状態を切換えるべき摩擦係合手段の数が二つ以下
となるように、前記複数の摩擦係合手段の係合・解放の
組合せパターンを選択することを特徴とする方法であ
る。

作用 この発明で対象とする自動変速機は、少なくとも一つ
の特定の変速段を設定するための摩擦係合手段の係合・
解放の組合せパターンが複数種類あるものであり、この
発明では、少なくとも一つの特定の変速段を設定するた
めの摩擦係合手段の係合・解放の組合せパターンは、少
なくとも一つの特定の変速段から変速される他の変速段
における摩擦係合手段の係合・解放パターンに従って決
められる。すなわち当該少なくとも一つの特定の変速段
からこれに隣接する他の変速段もしくは二段以上離れた
他の変速段に変速する際に、例えば駆動手段を動作させ
て係合・解放の状態を変更する必要のある摩擦係合手段
の数が二つ以下となる組合せパターンを選択して当該所
定の変速段が設定される。したがって変速にあたっては
最大二つの摩擦係合手段の係合・解放の状態を切換えれ
ば良いので、その切換えのタイミングが取りやすく、変
速ショックが良好になると同時に制御が容易になる。

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。

この発明の方法は、前述したように、少なくとも一つ
の特定の変速段を設定するための摩擦係合手段の係合・
解放の組合せパターンが複数種類ある自動変速機に適用
されるのであり、そこで先ず、この発明の方法を適用で
きる自動変速機の例を示す。

第１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に
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５クラッチ手段K5
を介して第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。

上記の各クラッチ手段K1,K2,K3,K4,K5は、要は上述し
た各部材を選択的に連結し、またその連結を解除するも
のであって、例えば油圧サーボ機構などの従来一般に自
動変速機で採用されている機構によって係合・解放され
る湿式多板クラッチや、一方向クラッチ、あるいはこれ
らの湿式多板クラッチと一方向クラッチとを直列もしく
は並列に配置した構成などを必要に応じて採用すること
ができる。なお、実用にあたっては、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,K5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１ブレーキ主段B1が、そのサンギヤ3S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、また第２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cの回転
を選択的に阻止する第２ブレーキ手段B2が、そのキャリ
ヤ2Cとケース６との間に、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がそ
のサンギヤ2Sとケース６との間に、そして第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がそのサンギヤ1Sとケース６との間にそれぞ
れ設けられている。これらのブレーキ手段B1,B2,B3,B4
は、従来一般の自動変速機で採用されている油圧サーボ
機構などで駆動される湿式多板ブレーキやバンドブレー
キ、あるいは一方向クラッチ、さらにはこれらを組合せ
た構成などとすることができ、また実用にあたっては、
これらのブレーキ手段B1,B2,B3,B4とこれらのブレーキ
手段B1,B2,B3,B4によって固定すべき各要素との間もし
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。

また第２図に示す構成は、上述した第１図に示す構成
のうち第１遊星歯車機構１をダブルピニオン型の遊星歯
車機構に替えたものであり、それに伴って第１遊星歯車
機構１のリングギヤ1Rが第３遊星歯車機構３のリングギ
ヤ3Rに連結され、かつ第１遊星歯車機構１のキャリヤ1C
が第１クラッチ手段K1を介して入力軸４に連結されるよ
うになっており、その他の構成は第１図に示す構成と同
様である。

これら第１図および第２図にそれぞれ示す構成の自動
変速機では前進５段・後進１段を主たる変速段とし、こ
れに前進第２速と第３速との間に所謂第2.2速、第2.5
速、第2.7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速とを付加した複数の変
速段を設定することができる。また第2.2速、第2.7速、
第3.2速および第3.5速を除いた他の変速段では、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
もよいことを示し、さらにこの＊印には第１速の第５ク
ラッチ手段K5や第１ブレーキ手段B1などのように解放し
ても変速比や回転状態に変化が生じないもの、第４速の
ｂ欄のパターンにおける第１ブレーキ手段B1のように解
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、第２速のｂ欄のパターンにおける第４クラッチ手段
K4や第３ブレーキ手段B3のような他の＊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
生じないものを含む。また第２速、第３速、第４速、第
５速および後進段での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し、さらに，，…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表に示す摩擦係合手段の係合・解放のパターンに
よって設定される変速段のうち、変速比が等比級数に近
い関係になる前進段と後進段との主要変速段、すなわち
前進第１速、第２速、第３速、第４速、第５速ならびに
後進段を設定する場合、第１表に示すいずれの係合・解
放のパターンを選択してもよいのであるが、変速の際に
重要なことの一つは変速ショックが少ないことであり、
そのために先ず、変速に伴う各遊星歯車機構の要素の回
転変動が少なくなるよう係合・解放パターンを選択す
る。これは上述した第１図および第２図に示す構成の自
動変速機にあっては、前進第１速は第１表の三つのパタ
ーンのいずれか、第２速は第１表のｂ欄に示すパターン
のいずれか、第３速は第１表のｃ欄に示す二つのパター
ンのいずれか、第４速はａ欄に示すパターンのいずれ
か、第５速も同様にそのａ欄に示す係合・解放パター
ン、後進段もａ欄のいずれかのパターンである。

そしてこの発明の変速制御方法では、以上のようにし
て選択された係合・解放パターンのうち、主要変速段を
設定するにあたっては、アップシフトやダウンシフトの
際に係合・解放の状態を切換えるべき摩擦係合手段の数
が二つ以下となるよう係合・解放パターンを選択する。
その例を第２表ないし第９表に示してある。なお以下の
表で◎印は解放させてもよいが制御上は係合させた方が
良いことを、また△印は係合させてもよいが制御上は解
放させた方がよいことを示す。

ここで第２表に示す例について説明すると、前進第１
速はのパターンすなわち第１クラッチ手段K1、第４ク
ラッチ手段K4、第１ブレーキ手段B1、第２ブレーキ手段
B2を係合させて設定する。この場合、第５クラッチ手段
K5は係合させてもよいが、変速を実行する以前に解放さ
せておく。前進第２速は、ｂ欄ののパターンを選択
し、すなわち第１クラッチ手段K1、第４クラッチ手段K
4、第１ブレーキ手段B1、第３ブレーキ手段B3を係合さ
せて設定する。したがって第１速の状態から、第２ブレ
ーキ手段B2を解放するとともに、第３ブレーキ手段B3を
係合させ、これら二つの摩擦係合手段の係合・解放の状
態を切換えることによって第２速への変速が行われる。
この場合、第４ブレーキ手段B4を係合させることもでき
るが、これは変速を実行する以前に解放させておく。な
お、前進第２速を設定するにあたって、第１速からの変
速の際に二つの摩擦係合手段の係合・解放の状態を切換
えればよいパターンは、上記のｂ欄ののパターン以外
にａ欄ののパターンおよびｂ欄ののパターンがある
が、ａ欄ののパターンでは、後述する第３速への変速
の際に三つ以上の摩擦係合手段の係合解放の状態を切換
える必要が生じ、そのためにこのパターンは選択しない
こととなる。以下、同様にして各変速段の係合・解放パ
ターンが選択される。

前進第３速は、ｃ欄のパターンを選択し、すなわち第
１クラッチ手段K1、第３クラッチ手段K3、第４クラッチ
手段K4、第１ブレーキ手段B1を係合させて設定する。し
たがって第２速の状態から、第３クラッチ手段K3を係合
させるとともに、第３ブレーキ手段B3を解放させ、これ
ら二つの摩擦係合手段の係合・解放の状態を切換えるこ
とによって設定することになる。なおこの場合、第４ク
ラッチ手段K4は解放させることもできるが、第２速との
間の変速および第４速との間の変速の際のいずれの変速
を実行する場合でもそれ以前に係合させておく。前進第
４速は、ａ欄ののパターンを選択し、第２ないし第４
のクラッチ手段K2,K3,K4の他に第１クラッチ手段K1もし
くは第５クラッチ手段K5を係合させて設定する。したが
って第３速からのアップシフトの場合および第３速への
ダウンシフトの場合には、第１クラッチ手段K1を係合さ
せかつ第５クラッチ手段K5を解放させたパターンとし、
第２クラッチ手段K2と第１ブレーキ手段B1との二つの摩
擦係合手段の係合・解放状態の切換えによって変速を実
行し、また第５速へのアップシフトおよび第５速からの
ダウンシフトの場合には第１クラッチ手段K1を解放しか
つ第５クラッチ手段K5を係合させたパターンとし、第４
クラッチ手段K4と第３ブレーキ手段B3との二つの摩擦係
合手段の係合・解放状態の切換えによって変速を実行す
る。前進第５速は、ａ欄のパターンを選択し、第２およ
び第３クラッチ手段K2,K3と第５クラッチ手段K5ならび
に第３ブレーキ手段B3を係合させて設定する。この係合
・解放パターンであれば、第４速との間の変速を二つの
摩擦係合手段の係合・解放状態の切換えによって実行で
きることは上述したとおりである。なお、この前進第５
速では、第５クラッチ手段K5を解放させることもできる
が、このようにすると、第１遊星歯車機構１および第３
遊星歯車機構３が入力回転に対して機構上、所謂限定連
鎖とならず、規制を受けないので問題があり、同時に、
変速時の回転変動も不定となって制御上も好ましくな
い。そこで第５クラッチ手段K5は少なくとも変速を実行
する以前には係合させておく。そして後進段はａ欄の
のパターンを選択し、第３および第４クラッチ手段K3,K
4と第１および第２ブレーキ手段B1,B2とを係合させて設
定する。これは前進段を設定するドライブレンジ（Ｄレ
ンジ）と後進段を設定するリバースレンジ（Ｒレンジ）
との間のシフトがマニュアル操作によって比較的迅速に
行なわれる場合があることを考慮したものであって、後
進段を第１表のａ欄のパターンを選択して設定するこ
とにより前進第１速と後進段との間の変速を、第１クラ
ッチ手段K1と第３クラッチ手段K3との二つの摩擦係合手
段の係合・解放状態を切換えることによって達成するこ
とができる。なお後進段において第１ブレーキ手段B1を
解放させてもよいが、変速の実行に先立って係合させて
おく。また第５クラッチ手段K5は係合させておくことも
可能である。

上述のように主要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が複数種類ある中で、
第２表に示すように係合・解放パターンを選択すれば、
アップシフトあるいはダウンシフトのいずれの変速の場
合であっても二つの摩擦係合手段の係合・解放の状態を
切換えることによって変速を実行でき、したがってその
タイミングの設定が容易であるうえにタイミングのずれ
が生じ難く、その結果、変速ショックの少ない変速制御
が容易で、また構成の簡単な制御装置によって変速操作
を行なうことができる。

第３表に示す例は、前進第２速を第１表のｂ欄のの
パターンを選択して設定することとし、他の変速段の設
定は上記の第２表に示すパターンと同様としたものであ
る。すなわち第２速のｂ欄のパターンは、第１クラッ
チ手段K1、第１ブレーキ手段B1、第４ブレーキ手段B4に
加え、第４クラッチ手段K4および第３ブレーキ手段B3を
必要に応じて係合させることのできるパターンであるか
ら、第４クラッチ手段K4をも係合させることとすれば、
のパターンとの相違は第３ブレーキ手段B3と第４ブレ
ーキ手段B4との係合・解放の状態が互いに反対となって
いるのみであり、したがってこれらの第３のブレーキ手
段B3と第４ブレーキ手段B4とは前進第１速および第３速
のいずれにおいても解放されるので、前進第２速をｂ欄
ののパターンで設定することとしても上記の例と同様
に、変速の際に切換えるべき摩擦係合手段の数が二つ以
下で、変速ショックの少ない変速操作の容易な変速を行
なうことができる。

第４表に示す例は、前進第４速を上述したａ欄のの
パターンに加え、第１表のａ欄ののパターンによって
も設定することとしたものである。こののパターンは
五つのクラッチ手段のうち第４クラッチ手段K4を解放さ
せてもよいパターンであり、したがってこの第４クラッ
チ手段K4は第５速において解放されるのであるから、第
４速と第５速との間の変速を、第１クラッチ手段K1と第
３ブレーキ手段B3との二つの摩擦係合手段の係合・解放
状態を切換えることにより達成することができる。な
お、この場合、ａ欄ののパターンであって第１クラッ
チ手段K1をも係合させたパターンとのパターンとを比
較すると、第４クラッチ手段K4と第５クラッチ手段K5と
の係合・解放状態が互いに反対になっているので、前進
第４速での変速の予定されていない定常状態を全てのク
ラッチ手段を係合させるパターンで設定することが好ま
しい。

第５表に示す例は、上述した第３表に示す例において
第４速にａ欄ののパターンを追加したものであり、こ
のような例であっても上述した各例と同様に、変速にあ
たっての切換えるべき摩擦係合手段の数が少なく、した
がって変速ショックの低減および制御の容易性の点で有
利な変速制御を行なうことができる。

第６表に示す例は、前述した第４表に示す例のうち前
進第４速のａ欄ののパターンをのパターンに替えた
ものである。この前進第４速のａ欄ののパターンは五
つのクラッチ手段のうち第２クラッチ手段K2を解放して
もよいパターンであり、しかもこの第２クラッチ手段K2
は第３速で解放されるものであるから、第６表に従って
変速制御を行なっても上述した例と同様に制御性の良好
な変速を行なうことができる。

第７表に示す例は、前述した第５表に示す例のうち前
進第４速におけるａ欄ののパターンをのパターンに
替えたものである。

第８表に示す例は、第６表に示す例のうち前進第４速
におけるａ欄ののパターンをのパターンに替えたも
のである。

第９表に示す例は、第７表に示す例における前進第４
速のａ欄ののパターンをのパターンに替えたもので
ある。

前進第４速においてａ欄ののパターンとのパター
ンとを相互に入れ替え得ることは前述したとおりであ
り、したがって第７表ないし第９表に示すいずれの例で
あっても前述した各例と同様に、変色ショックの少ない
制御性の良好な変速を行なうことができる。

ところで第１表から知られるように、第４ブレーキ手
段B4は前進第２速と第2.5速とで係合させることがある
のみで他の変速段では解放しており、また第２速および
第2.5速は第４ブレーキ手段B4を解放しても設定するこ
とができ、したがって第１図に示す構成や第２図に示す
構成から第４ブレーキ手段B4を廃止した構成の自動変速
機であっても上述した変速制御と同様な制御を行なうこ
とができ、参考までにその自動変速機の例をスケルトン
で示せば第３図および第４図のとおりである。すなわち
第３図に示す例は第１図に示す構成から第４ブレーキ手
段B4を廃止した例であり、また第４図に示す例は第２図
に示す構成から第４ブレーキ手段B4を廃止した例であ
る。そしてこのような構成の自動変速機を対象としてこ
の発明の方法を実施しても、変速ショックの少ない制御
性の良好な主要変速段の変速を行なうことができる。な
お、第３図もしくは第４図に示す自動変速機を対象とす
る場合には、これらの自動変速機が第４ブレーキ手段を
有していないので、第２表ないし第９表に示す例のうち
第４ブレーキ手段B4をいずれの変速段でも係合させるこ
とのない例、具体的には、第２表、第４表、第６表、第
８表に従った変速を行なうことになる。

この発明の方法は、いずれか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が
複数あり、それらの係合・解放のパターンのうち当該変
速段から他の変速段に変換する際に係合・解放状態を切
換える摩擦係合手段の数が二つ以下となるよう係合・解
放のパターンを選択することを主たる内容とした方法で
あり、したがってこの発明の方法を適用することのでき
る自動変速機は前述した第１図ないし第４図に示す構成
のものに限定されないのであって、その数例を以下に示
す。

第５図に示す例は、前述した第１図に示す構成のうち
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との間の第５クラッチ手段K5を廃止してこ
れらのキャリヤ2Cとサンギヤ3sとを常時連結し、それに
伴い第１ブレーキ手段B1を廃止し、他の基本的な構成
（すなわち連結関係）は第１図に示す構成と同様とした
ものである。

また第６図に示す例は、前述した第２図に示す構成の
うち第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との間の第５クラッチ手段K5を廃止し
てこれらのキャリヤ2Cとサンギヤ3Sとを常時連結し、そ
れに伴い第１ブレーキ手段B1を廃止し、他の基本的な構
成（すなわち連結関係）は第２図に示す構成と同様とし
たものである。

第７図に示す例は、上記の第５図に示す構成における
第３遊星歯車機構３をダブルピニオン型遊星歯車機構に
変更し、それに伴って第３遊星歯車機構３のリングギヤ
3Rを第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rおよび出力軸５
に連結し、かつその第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cに
第１遊星歯車機構１のキャリヤ1Cを連結し、他の基本的
な構成（すなわち連結関係）は第５図に示す構成と同様
としたものである。

第８図に示す例は、前述した第３図に示す構成のうち
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との間の第５クラッチ手段K5を廃止してこ
れらのキャリヤ2Cとサンギヤ3Sとを常時連結し、それに
伴い第１ブレーキ手段B1を廃止し、他の基本的な構成
（すなわち連結関係）は第３図に示す構成と同様とした
ものである。

また第９図に示す例は、前述した第４図に示す構成の
うち第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との間の第５クラッチ手段K5を廃止し
てこれらのキャリヤ2Cとサンギヤ3Sとを常時連結し、そ
れに伴い第１ブレーキ手段B1を廃止し、他の基本的な構
成（すなわち連結関係）は第４図に示す構成と同様とし
たものである。

第10図に示す例は、上記の第８図に示す構成における
第３遊星歯車機構３をダブルピニオン型遊星歯車機構に
変更し、それに伴って第３遊星歯車機構３のリングギヤ
3Rを第２遊星歯車機構２のリングギヤ2Rおよび出力軸５
に連結し、かつその第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cに
第１遊星歯車機構１のキャリヤ1Cを連結し、他の基本的
な構成（すなわち連結関係）は第８図に示す構成と同様
としたものである。

これら第５図ないし第10図に示す構成の自動変速機で
は、第10表に示す変速段およびそれぞれの変速段を設定
するための摩擦係合手段の係合・解放のパターンが可能
である。

これらのうち前進５段・後進１段の主たる変速段を設
定するための変速を実行するにあたって、係合・解放の
状態を変えるべき摩擦係合手段の数が二つ以下で、また
回転部材の回転数の変動が可及的に少ないことを主眼に
して係合・解放パターンを選択すれば第11表もしくは第
12表のとおりとなる。なお、第４ブレーキ手段B4を備え
ていない自動変速機（第８図ないし第10図に示す構成の
自動変速機）には第11表に従う変速制御が適用され、第
４ブレーキ手段B4を備えている自動変速機（第５図ない
し第７図に示す構成の自動変速機）には第11表および第
12表のいずれに従った変速制御も適用可能である。

ここで第11表および第12表に示す変速制御方法におい
て前進第４速をａ欄ののパターンを選択した理由を特
に説明すると、前進第３速と第４速との間の間の変速を
行なうにあたって、係合・解放の状態を切換える摩擦係
合手段の数が二つ以下になるパターンは、第４速のａ欄
ののパターンとのパターンとの二つあるが、第４速
と第５速の間の変速について切換え動作させる摩擦係合
手段が二つ以下となるパターンは前進第４速のａ欄の
のパターンとのパターンとの二つであり、したがって
アップシフトおよびダウンシフトに共通して使用するこ
とができる、との利点を考えると、のパターンが好ま
しいためである。なお、第４速をａ速ののパターンで
設定することは何ら差し支えがなく、また前述した実施
例で説明したように、前進第４速で全てのクラッチ手段
を係合させるパターンをも併用することができ、したが
ってこのようなパターンを使用した場合には、前進第４
速のａ欄ののパターン以外の係合・解放のパターンを
経由させて変速を実行することもできる。

第11図ないし第16図はこの発明の方法を適用すること
のできる更に他の自動変速機の構成を示すもので、第11
図に示す例は、前述した第１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に連結せずに第３遊星歯車機構３のリングギヤ
3Rに連結し、したがって第１遊星歯車機構１のキャリヤ
1Cを第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のリングギヤ3Rとに連結し、他の構成は第１図に
示す構成と同様としたものである。

また第12図に示す例は、上記の第11図に示す構成にお
ける第１遊星歯車機構１をダブルピニオン型遊星歯車機
構に変更し、それに伴って第１遊星歯車機構１のリング
ギヤ1Rを第２遊星歯車機構２および第３遊星歯車機構３
のリングギヤ2R,3Rを連結し、かつ第１遊星歯車機構１
のキャリヤ1Cを第１クラッチ手段K1を介して入力軸４に
選択的に連結するように構成し、他の構成は、第11図に
示す構成と同様としたものである。

第13図に示す例は、第11図に示す構成のうち第３遊星
歯車機構３をダブルピニオン型遊星歯車機構に変更し、
それに伴って第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cを第２遊
星歯車機構２のリングギヤ2Rに連結し、かつ第３遊星歯
車機構３のリングギヤ3Rに出力軸５を連結し、他の構成
は第11図に示す構成と同様としたものである。

さらに第14図に示す例は、第11図に示す構成から第４
ブレーキ手段B4を廃止し、同様に、第15図に示す例は第
12図に示す構成から第４ブレーキ手段B4を廃止し、第16
図に示す例は第13図に示す構成から第４ブレーキ手段B4
を廃止して構成したものである。

これら第11図ないし第16図に示す構成の自動変速機で
は、第13表に示す変速段およびそれぞれの変速段を設定
するための摩擦係合手段の係合・解放のパターンが可能
である。

これらのうち前進５段・後進１段の主たる変速段を設
定するための変速を実行するにあたって、係合・解放の
状態を変えるべき摩擦係合手段の数が二つ以下で、また
回転部材の回転数の変動が可及的に少ないことを主眼に
して係合・解放パターンを選択すれば第14表ないし第23
表のとおりとなる。なお、第４ブレーキ手段B4を備えて
いない自動変速機（第14図ないし第16図に示す構成の自
動変速機）には第14表、第16表、第18表、第20表、第22
表に従う変速制御が適用され、第４ブレーキ手段B4を備
えている自動変速機（第11図ないし第13図に示す構成の
自動変速機）には第14表から第23表のいずれに従った変
速制御も適用可能である。

すなわち第14表に従う変速制御では、前進第１速は、
第１クラッチ手段K1、第４クラッチ手段K4、第１ブレー
キ手段B1、第２ブレーキ手段B2を係合（のパターン）
させて設定する。この場合、第５クラッチ手段K5は係合
させることも可能であるが、変速を実行する以前には解
放させておく。前進第２速は、第１クラッチ手段K1、第
４クラッチ手段K4、第１ブレーキ手段B1、第２ブレーキ
手段B2、第３ブレーキ手段B3を係合（ｂ欄ののパター
ン）させて設定する。この場合、第４ブレーキ手段B4は
係合させることも可能であるが、変速を実行する以前に
は解放させておく。したがって第１速と第２速との間の
変速は、第２ブレーキ手段B2と第３ブレーキ手段B3との
二つの摩擦係合手段の係合・解放の状態を切換えること
により達成することができる。第３速は、第１クラッチ
手段K1、第３クラッチ手段K3、第１ブレーキ手段B1を係
合（ｃ欄ののパターン）させて設定する。この場合、
第２クラッチ手段K2は係合させてもよいが、変速を実行
する以前に解放させておき、また第４クラッチ手段K4は
解放させてもよいが、変速を実行する以前に係合させて
おく。したがって第２速と第３速との間の変速は第３ク
ラッチ手段K3と第３ブレーキ手段B3との二つの摩擦係合
手段の係合・解放の状態を切換えることにより達成する
ことができる。前進第４速、のパターンとのパター
ンとによって設定する。すなわち第３速との間で変換を
行なう場合には、第２クラッチ手段K2以外のクラッチ手
段を係合させるパターンを選択し、これにより第５クラ
ッチ手段K5と第１ブレーキ手段B1との二つの摩擦係合手
段の係合・解放状態の切換えによって変速を達成し、ま
たアップシフトの場合には、第２クラッチ手段K2を変速
に先立って係合させておき、この状態から第１クラッチ
手段K1を解放したのパターンとする。そして前進第５
速は、第２および第３ならびに第５のクラッチ手段K2,K
3,K5の第３ブレーキ手段B3とを係合させて設定する。し
たがって第４速と第５速との間の変速は、第４クラッチ
手段K4と第３ブレーキ手段B3との係合・解放の状態を切
換えることにより達成することができる。さらにまた後
進段は第３および第４のクラッチ手段K3,K4と第１およ
び第２のブレーキ手段B1,B2とを係合（のパターン）
させて設定する。この場合、第５クラッチ手段K5は係合
させてもよいが、変速に先立って解放させておく。した
がって第１速と後進段との間の変速は第１クラッチ手段
K1と第３クラッチ手段K3と二つの摩擦係合手段の係合・
解放状態を切換えることにより達成することができる。

以上のようにして変速を行なうことにより変速ショッ
クの少ない制御性の良好な変速を行なうことができる。

第15表に示す例は、第14表に示す例における前進第２
速をｂ欄ののパターンを選択して設定することとした
ものである。この場合、第４クラッチ手段K4は解放させ
てもよいが、変速の際には係合させておき、このように
すれば、第２速のｂ欄ののパターンとのパターンと
の相違は、前進第１速および第３速のいずれにおいても
解放される第３ブレーキ手段B3と第４ブレーキ手段B4と
の係合・解放の状態が反対となっていることのみであ
り、したがって第14表に従う場合と同様に制御性の良い
変速を行なうことができる。

第16表に示す例は、上記の第14表に示す例における前
進第４速ののパターンをのパターンに替えたもので
ある。これらののパターンとのパターンとの相違
は、第１クラッチ手段K1と第４クラッチ手段K4との係合
・解放状態が互いに反対である点であるが、これらのク
ラッチ手段は第５速において共に解放されるのであるか
ら、第16表による変速制御であっても上記の第14表に従
う場合と同様な変速制御を行なうことができる。

第17表に示す例は、上記の第15表に示す例における前
進第４速ののパターンをのパターンに替えたもので
あり、このような変更が可能なことは上述したとおりで
ある。

第18表に示す例は、前述した第14表に示す例のうち、
前進第３速を設定するパターンとして第13表のｃ欄の
のパターンを二種類に切換えて設定し、かつ前進第４速
をのパターンによって設定するものである。すなわち
第３速のｃ欄ののパターンは、第１クラッチ手段K1と
第３クラッチ手段K3と第１ブレーキ手段B1とを係合さ
せ、かつ必要に応じて第２クラッチ手段K2と第４クラッ
チ手段K4とを係合させるものであるから、第２速との間
の変速に際しては第１クラッチ手段K1、第３クラッチ手
段K3、第４クラッチ手段K4、第１ブレーキ手段B1を係合
させるパターンを採用し、第４速との間の変速の際には
第１ないし第３のクラッチ手段K1,K2,K3と第１ブレーキ
手段B1とを係合させたパターンを選択する。そして前進
第４速はのパターンを採用する。このような変速制御
の方法であっても第18表から知られるように二つの摩擦
係合手段の係合・解放の状態を切換えることによって変
換を行なうことができる。

第19表に示す例は、上記の第18表に示す例のうち前進
第２速をｂ欄ののパターンを選択して設定し、他の変
速段は第18表と同様としたものである。

第20表に示す例は、前述した第16表に示す例のうち前
進第３速を設定するパターンとしてｃ欄ののパターン
を選択したものである。この係合・解放パターンは、第
１クラッチ手段K1、第２クラッチ手段K2、第４クラッチ
手段K4、第１ブレーキ手段B1を係合させるパターンであ
り、第２速のｂ欄ののパターンとの相違は、第２クラ
ッチ手段K2と第３ブレーキ手段B3との係合・解放の状態
が反対となっていることであり、したがって、これら二
つの摩擦係合手段を切換え動作させることにより変速を
行なうことができる。また全てのクラッチ手段を係合さ
せる前進第４速との相違は、第３クラッチ手段K3と第１
ブレーキ手段B1との係合・解放の状態が反対となってい
ることであり、したがってこれらの二つの摩擦係合手段
を切換え動作させることにより第３速と第４速との間の
変速を行なうことができる。

第21表に示す例は、上記の第20表に示す例のうち前進
第２速を設定するパターンをのパターンからのパタ
ーンに替えたものである。

第22表に示す例は、第20表に示す例のうち第５速への
変速に先立って設定する第４速の状態をのパターンで
設定することとしたものである。

そして、第23表に示す例は、第21表に示す例のうち第
５速を設定するに先立って設定する第４速の状態をの
パターンで設定することとしたものである。

第４速においてのパターンを選択し得ることは前述
したとおりである。

さらにこの発明を適用することのできる自動変速機の
例およびその自動変速機を対象としたこの発明の方法の
数例を示すと、第17図に示す自動変速機は第１および第
３の遊星歯車機構1,3としてシングルピニオン型の遊星
歯車機構を使用しかつ第２遊星歯車機構２としてダブル
ピニオン型の遊星歯車機構を使用したものであって、各
リングギヤ1R,2R,3Rが互いに一体となって回転するよう
連結され、また第１遊星歯車機構１のキャリヤ1Cと第２
遊星歯車機構２のキャリヤ2Cとが連結されるとともにこ
れらが第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sに第４クラッチ
手段K4を介して連結されている。入力軸４と第２遊星歯
車機構２のサンギヤ2Sとの間に第１クラッチ手段K1が設
けられ、また入力軸４と第２遊星歯車機構２のキャリヤ
2Cとの間に第２クラッチ手段K2が設けられ、さらに入力
軸４と第１遊星歯車機構１のサンギヤ1Sとの間に第３ク
ラッチ手段K3が設けられている。一方、ブレーキ手段と
しては、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１ブレーキ手段B1と、互いに連結された
第１遊星歯車機構１および第２遊星歯車機構２のキャリ
ヤ1C,2Cの回転を阻止する第２ブレーキ手段B2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
３ブレーキ手段B3とが設けられている。そして出力軸５
は第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cに連結されている。

第18図に示す構成のものは、上述した第17図に示す構
成のうち第１遊星歯車機構１と第２遊星歯車機構２と
を、リビニョオ型遊星歯車機構８に変えたものである。
すなわちラビニョオ型遊星歯車機構８は、リングギヤＲ
と、第１サンギヤ1Sと、第２サンギヤ2Sと、リングギヤ
Ｒおよび第１サンギヤ1Sに噛合するピニオンギヤおよび
そのピニオンギヤと第２サンギヤ2Sとに噛合する他のピ
ニオンギヤを保持したキャリヤＣとを有しており、リン
グギヤＲが第３遊星歯車機構３のリングギヤ3Rに連結さ
れるとともに、キャリヤＣが第４クラッチ手段K4を介し
て第３遊星歯車機構３のサンギヤ3Sに連結され、また第
１サンギヤ1Sが第３クラッチ手段K3を介して入力軸４に
連結され、さらに第２サンギヤ2Sが第２クラッチ手段K2
を介して入力軸４に連結され、キャリヤＣが第１クラッ
チ手段K1を介して入力軸４に連結されている。そして出
力軸５は第３遊星歯車機構３のキャリヤ3Cに連結されて
いる。またブレーキ手段としては、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１ブレーキ手
段B1、ラビニョオ型遊星歯車機構８のキャリヤＣの回転
を選択的に阻止する第２ブレーキ手段B2、前記第１サン
ギヤ1Sの回転を選択的に阻止する第３ブレーキ手段B3が
それぞれ設けられている。

これら第17図および第18図に示す構成の自動変速機で
は、第24表に示す変速段およびそれぞれの変速段を設定
するための摩擦係合手段の係合・解放のパターンが可能
であり、この発明の方法によれば、それらのうち第25表
ないし第28表に示すように選択されたパターンによって
前進５段・後進１段の主要変速段が設定される。

これら第25表ないし第28表から知られるようにアップ
シフトおよびダウンシフトのいずれの変速の場合であっ
ても、二つの摩擦係合手段の係合・解放の状態を切換え
ればよく、したがって変速ショックの少ない制御性の良
好な変速を行なうことができる。

ところで上述した各作動表に従う変速制御は、各変速
段を設定する摩擦係合手段の係合・解放パターンを予め
データとして記憶しておき、変速指令に基いてそれらの
データを呼出して各変速段を設定するよう制御する方法
や、例えば第１表や第13表もしくは第24表に示すような
各変速段ごとの全ての係合・解放パターンを記憶してお
き、変速指令に基づく目標変速段での係合・解放パター
ンとの比較で、変速を実行するに必要な係合・解放状態
を切換えるべき摩擦係合手段の数が二つ以下となるよう
現行の変速を設定する係合・解放パターンを適宜に選択
して設定する方法などによって実行できる。この後者の
方法を簡単に説明すれば、第19図のブロック図におい
て、自動変速機Ａを制御するための制御装置Ｅに車速Ｖ
およびスロットル開度θを入力し、これらのデータをパ
ラメータとした変速線図に従って変速指令を出力し、設
定すべき変速段を決定する。そして第20図のフローチャ
ートにおいて、車速Ｖおよびスロットル開度θならびに
現行の変速段Gsを読み込み（ステップ１）、ついで車速
Ｖおよびスロットル開度θに基づいて決定される目標変
速段Gaが現行変速段Gsと同じか否かの判断を行ない（ス
テップ２）、その結果が“イエス”であればステップ２
の前に戻り、また“ノー”であれば、ステップ３に進ん
で隣接段への変速か否かを判断する。その結果が“ノ
ー”であれば、中間に他の変速段が介在する飛び越し変
速を実行するルーチンに進み、また判断結果が“イエ
ス”であれば、変速を実行するにあたって結合・解放状
態を切換えるべき摩擦係合手段の数が二つ以下となる結
合・解放パターンを選択する（ステップ４）。そしてそ
のパターンを設定するための変速指令を自動変速機Ａに
出力する（ステップ５）。

なお、上述した各実施例では、隣接段へと変速を行う
場合を例に採って説明したが、この発明の方法は、上記
の実施例に限られず、二段階以上の飛越し変速を行う場
合にも適用することができる。また上記の実施例では、
制御対象とする自動変速機をスケルトンで示したので、
それぞれのクラッチ手段やブレーキ手段は多板構造のも
ののシンボルで図示したが、この発明で対象とする自動
変速機における摩擦係合手段は、具体的には多板構造の
ものと一方向クラッチを組合せたものやバンドブレーキ
など、本出願人が例えば特願昭63−176270号や特願昭63
−221670号などで示した構造のものを採用することがで
きる。

またこの発明で対象とする自動変速機の構造は、上述
した各実施例で示した構造に限定されないのであり、し
たがって各変速段を設定するために選択する摩擦係合手
段の係合・解放の組合せのパターンは上述した実施例で
示したパターンに限定されず、それぞれの自動変速機の
構造に応じて変化させることになる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の変速制御方
法では、少なくとも一つの特定の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
せが複数ある自動変速機の変速を行なうにあたって、少
なくとも一つの特定の変速段から他の変速段への変速の
ために係合・解放の状態を切換えるべき摩擦係合手段の
数が二つ以下となるよう摩擦係合手段の係合・解放のパ
ターンを選択したので、摩擦係合手段の切換えのタイミ
ングにずれが生じ難く、またそのための制御が容易であ
り、したがってこの発明の方法によれば、変速ショック
が少なく制御性が良好な変速を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第18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例をそれぞれ示すスケルトン図、第
19図は自動変速機の一般的な制御系統を示すブロック
図、第20図はこの発明の方法の一例を説明するためのフ
ローチャートである。 1,2,3,8……遊星歯車機構、1S,2S,3S……サンギヤ、1C,
2C,3C,C……キャリヤ、1R,2R,3R,R……リングギヤ、K1,
K2,K3,K4,K5……クラッチ手段、B1,B2,B3,B4……ブレー
キ手段、Ａ……自動変速機、Ｅ……制御装置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の摩擦係合手段の係合・解放の組合せ
   により、歯車変速機構を構成している回転部材の連結状
   態が変更され、変速比の互いに異なる複数の変速段が設
   定される自動変速機の変速を制御し、少なくとも一つの
   変速比に対応する少なくとも一つの特定の変速段を設定
   するための前記摩擦係合手段の係合・解放の組合せパタ
   ーンが複数種類ある自動変速機の変速制御方法におい
   て、 前記少なくとも一つの特定の変速段を設定する場合に、
   該特定の変速段から変速比の異なる他の変速段に変速す
   る際に係合・解放の状態を切換えるべき摩擦係合手段の
   数が二つ以下となるように、前記複数の摩擦係合手段の
   係合・解放の組合せ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。