JP2827468B2 - 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、自動変速と手動変速とを行なうことがで
き、しかも所定の変速段を達成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におい
て変速を制御する装置に関するものである。

従来の技術 車両用の自動変換機には、小型軽量であること、耐久
性に優れていることなどのほかに、変速のための制御が
容易で、また変速ショックが少ないなどの要請があるこ
とは周知のとおりである。そこで従来一般には、歯車列
における回転部材同士を連結し、あるいは固定するため
の係合手段に一方向クラッチを使用し、トルクの作用す
る方向によってその係合・解放の状態を変えさせること
により、変速のための制御を容易にし、また変速ショッ
クの改善を図っている。

しかしながら歯車列の構成によっては、常時、一方向
クラッチを作用させて変速を実行することができず、多
板クラッチや多板ブレーキあるいはバンドブレーキなど
の二つの摩擦係合手段を、それぞれの係合あるいは解放
のタイミングを取りつつ動作させて変速を実行する場合
がある。また一つの変速段に対して摩擦係合手段の複数
の係合・解放の組合せ（係合・解放パターン）が可能な
自動変速機では、その変速段を設定している状態におい
て係合・解放パターンを変えることにより、一方向クラ
ッチを作用させる変速を可及的に多くする場合もある。

この後者の例としては本出願人は、特願平１−280953
号によって新たな変速制御方法を提案した。その方法
は、例えば第３速を設定する係合・解放パターンが複数
種類ある自動変速機を対象とするものであって、第２速
から第３速に変速する際には、いずれかの摩擦係合手段
を係合させるに伴っていずれかの一方向クラッチを解放
させ、このようにして第３速を設定した後に、第３速を
設定する係合・解放パターンを、前記一方向クラッチを
係合させる係合・解放パターンに変更し、その状態で他
の摩擦係合手段を係合させるに伴って一方向クラッチを
解放させて第４速への変速を実行する方法である。

一つの変速段を設定するための係合・解放パターンが
複数種類ある自動変速機においては、変速ショックの改
善のために上述のように係合・解放パターンを変更する
制御が可能であり、また係合・解放パターンによっては
いずれかの回転部材の回転数が増大し、また反対に減少
することがあるので、係合・解放パターンを切換えるこ
とにより変速に伴う変動回転数を抑制して変速ショック
を改善したり、摩擦係合手段の耐久性を向上させたりす
ることが可能である。

発明が解決しようとする課題 一つの変速段について複数の係合・解放パターンが可
能な自動変速機においては、前述した様々な要請を満す
ために、特定の変速段において係合・解放パターンの切
換えを行なうことが有効であるが、その場合には、当
然、変速の実行に要する時間が長くなる。

ところで、自動変速機での変速は、一般には、スロッ
トル開度や車速などの走行条件に基づいて摩擦係合手段
を係合させ、あるいは解放させて自動的に行なうが、こ
のような摩擦係合手段の係合・解放の切換えは、手動操
作による出力信号（電気的信号あるいは油圧信号）によ
っても生じさせることができ、このような機構を備えた
装置では、自動変速と手動変速とを行なうことができ
る。

この種の自動−手動切換え可能な自動変速機において
も、所定の変速段を達成するための摩擦係合手段の係合
・解放パターンが複数種類あれば、自動変速モードの際
には所定の変速段において係合・解放パターンの変更を
行なうことによって、例えば一方向クラッチを使用した
変速を可能にしたり、回転部材の変動回転数を小さく抑
えるなどの制御を行なうことが有効である。しかしなが
ら変速のタイミングを運転者が感覚的に測って変速を行
なう手動変速モードの際に自動変速モードにおける場合
のように同時変速を避ける等のために他の変速段を経由
する変速制御を行なったのでは、変速に要する時間が長
いために変速の応答性に劣る印象のものとなってしまう
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、
自動変速と手動変速とを切換え可能な自動変速機におい
て、自動変速モードでの変速ショックや摩擦係合手段の
耐久性などを良好にし、かつ手動変速モードでの応答性
を良好ならしめ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、走行条件
に基づいて変速を実行する自動変速とマニュアル走行条
件に基づいて変速を実行する自動変速とマニュアル変速
操作により選択された変速段への変速を実行する手動変
速とを選択可能でかつ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
速機の変速制御装置において、自動変速と手動変速との
いずれが選択されているかを検出する手段と、前記手動
変速が選択されていることが検出された場合には前記自
動変速が選択されている場合に前記所定の変速段を設定
する際の摩擦係合手段の係合・解放の組合せとは異なる
組合せを選択する手段とを備えていることを特徴とする
のである。

作用 この発明で対象とする自動変速機は走行条件に基づい
た変速を行なう自動変速と、マニュアル操作に基づく手
動変速とが可能であって、自動変速を行なう場合には、
所定の変速段に対して複数種類ある摩擦係合手段の係合
・解放パターンを有効に利用して変速ショックが少ない
などの変速性能の良い変速を行なう。これに対して手動
速度の場合には、前記所定の変速段を設定する摩擦係合
手段の係合・解放パターンとして自動変速の場合とは異
なる係合・解放パターンを選択する。ここで「異なる係
合・解放パターン」とは、自動変速の際に選択する複数
種類の係合・解放パターンのうちのいずれか一つあるい
はいずれか複数の係合・解放パターンを選択することも
含む。したがって手動変速の場合には、係合・解放パタ
ーンの変更がなく、もしくは少なくなるので、変速の応
答性が良好になる。

実 施 例 つぎにこの発明の装置を実施例に基づいて説明する。

まずこの発明の装置で対象とする自動変速機の一例に
ついて説明すると、第２図に示す自動変速機は三組のシ
ングルピニオン型遊星歯車機構1,2,3によって歯車列を
構成したものであって、第１ないし第３の遊星歯車機構
1,2,3が入力軸４と出力軸５との間に同一軸線上に配列
されており、各遊星歯車機構1,2,3の各回転要素および
入力軸４、出力軸５が以下に述べるように連結されてい
る。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とが一体的に連結され、また第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とが一体的に連結され、出力軸５はそのキャリ
ヤ3Cに連結されている。また各遊星歯車機構1,2,3の各
回転要素同士を選択的に連結する三組のクラッチ手段が
設けられており、具体的には、第１遊星歯車機構１のサ
ンギヤ1Sと第２遊星歯車機構２のキャリヤ2Cとを選択的
に連結する第２クラッチ手段K2と、第１遊星歯車機構１
のサンギヤ1Sと第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sとを選
択的に連結する第４クラッチ手段K4と、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
を選択的に連結する第５クラッチ手段K5とが設けられて
いる。これらのうち第４クラッチ手段K4は互いに並列の
関係にある一方向クラッチ20と多板クラッチ22とで構成
されている。

さらにこれらのクラッチ手段以外に、入力軸４と第１
遊星歯車機構１のリングギヤ1Rとを選択的に連結する第
１クラッチ手段K1と、入力軸４と第１遊星歯車機構１の
サンギヤ1Sとを選択的に連結する第３クラッチ手段K3と
が設けられている。

他方、ブレーキ手段として、第３遊星歯車機構３のサ
ンギヤ3Sを選択的に固定する第１ブレーキ手段B1、第２
遊星歯車機構２のキャリヤ2Cを選択的に固定する第２ブ
レーキ手段B2、第２遊星歯車機構２のサンギヤ2Sを選択
的に固定する第３ブレーキ手段B3が設けられている。こ
れらのうち第１ブレーキ手段B1は、互いに並列の関係に
ある一方向クラッチ40とバンドブレーキ42とで構成さ
れ、また第２ブレーキ手段B2は、互いに並列の関係にあ
る一方向クラッチ60と多板ブレーキ61とで構成され、さ
らに第３ブレーキ手段B3はバンドブレーキによって構成
されている。

なお、第２図中符号６はトッランスミッションケース
（以下、単にケースと記す）である。

第２図に示す歯車列を備えた自動変速機では、原理的
には前進10段・後進１段の変速段を設定することがで
き、またそのうちのいくつかの変速段についてはその変
速段を設定するための係合・解放パターンが複数種類あ
るが、変速比は基本的には等比級数に近い関係にあるこ
とが好ましいこと、頻繁な変速を避けることが好ましい
こと、変速の際の回転部材の変動回転数は可及的に少な
いことが好ましいことなどの理由で、前進10段・後進１
段の変速段および各係合・解放パターンのうち第１表に
示す前進５段・後進１段を、それぞれ第１表に併せて示
す係合・解放パターンで設定する。なお、第１表で○印
は係合状態を、◎印はエンジンブレーキ時に係合状態
を、空欄は解放状態をそれぞれ示す。

第１表に示す変速段を設定するための制御装置とし
て、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油圧制御装置Ｃ
と、各種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。その油圧制御装置Ｃ
は、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設けたものであって、従
来知られているものを採用でき、したがって電子コント
ロールユニットＥによる直接的な制御対象は、一例とし
て油圧制御装置Ｃにおける電磁弁である。また電子コン
トロールユニットＥはマイクロコンピュータを主体とす
る演算機能を備えたものであって、車速Ｖやスロットル
開度θ、冷却水温度、走行モードのセレクト信号、ブレ
ーキ信号などの信号が入力されている。

さらに第２図に示す自動変速機、スロットル開度θや
車速Ｖなどの走行条件に基づいて変速を行なう自動変速
モードと、手動操作によって１段づつ変速を行なう手動
速度モードとを選択することができ、これらのモードの
切換えを行なうためのシフト装置10が設けられている。
これはシフトレバー11によって各モードの選択を行なう
とともに、自動変速モードではそのシフトレバー11によ
ってパーキング、ニュートラル、リバース、ドライブな
どの各レンジの選択を行ない、また手動変速モードでは
シフトレバー11をプラス側に１回倒すごとに１段アップ
シフトする信号を出力し、反対にマイナス側に一回倒す
ごとに１段ダウンシフトする信号を出力するようになっ
ており、このシフト装置10は電気的に電子コントロール
ユニットＥに接続され、また油圧制御装置Ｃにはリンク
やケーブルなどによって機械的に接続されている。

なお、第１表に示すように第３速と第４速との変速段
について二種類の係合・解放パターンを用意してあるの
は、二つ以上の多板クラッチあるいは多板ブレーキもし
くはバンドブレーキ等の両方向性係合手段の係合・解放
の状態を同時に切換えることによる変速（所謂同時変
速）を避けるためである。すなわち第２速から第３速へ
変速する場合、第３速を先ず欄のパターン（３−パ
ターン）で設定することとし、したがって第２速の状態
で第３クラッチ手段K3を係合させれば、第４クラッチ手
段K4の一方向クラッチ20が自動的に解放して第３速に設
定され、この状態で第４クラッチ手段K4の多板クラッチ
22を係合させかつ第３ブレーキ手段B3を解放して欄の
パターン（３−パターン）に変更し、ついで第２クラ
ッチ手段K2を係合させれば、第１ブレーキ手段B1の一方
向クラッチ40が自動的に解放状態となって第４速が欄
のパターン（４−パターン）で設定され、さらにこの
状態で第５クラッチ手段K5を係合させかつ第１クラッチ
手段K1を解放することにより第４クラッチ手段K4におけ
る一方向クラッチ20を係合させてのパターン（４−
パターン）に変更し、この状態で第３ブレーキ手段B3を
係合させれば、第４クラッチ手段K4における一方向クラ
ッチ20が自動的に解放して第５速に設定される。

この発明の制御装置は、上述した係合・解放パターン
の変更を、自動速度モードにおいて実行し、手動速度モ
ードでは、これとは異なる係合・解放パターンの選択を
行なうものである。

その一例として第２速から第３速への変速を行なう場
合の制御ルーチンが第１図にフローチャートで示されて
おり、ステップ１において第２速から第３速へのアップ
シフトが判断されると（ステップ１で“イエス”）、つ
ぎに自動変速モードか否かの判断（ステップ２）が行な
われる。これらのうちステップ１の判断は、電子コント
ロールユニットＥにおいてスロットル開度θや車速Ｖな
どの走行条件、あるいはシフト装置10から入力されるア
ップシフト信号に基づいて行なわれる。またステップ２
の判断はシフト装置10からの出力信号に基づいて電子コ
ントロールユニットＥで判断される。自動変速モードで
ある場合、すなわちステップ２の判断結果が“イエス”
であれば、第３速を設定するための係合・解放パターン
として３−パターンを選択し、この係合・解放パター
ンで第３速を設定する（ステップ３）。しかる後、ステ
ップ４において３−パターンを選択し、第３速を設定
するための係合・解放パターンの変更を行なう。しかる
後、走査過程はリターンする。

したがってこの場合は、第４クラッチ手段K4における
一方向クラッチ20を作用させてスムースな変速を行なう
ことができる。

これに対して手動変速が選択されている場合、すなわ
ちステップ２の判断結果が“ノー”の場合には、直にス
テップ４に進み、第３速を設定するための係合・解放パ
ターンとして３−パターンを選択し、この係合・解放
パターンで第３速を設定する。すなわち第２速の状態か
ら第３クラッチ手段K3および第４クラッチ手段K4の多板
クラッチ22を係合させるとともに第３ブレーキ手段B3を
解放させて第３速への変速を実行する。

なお、ステップ１の判断結果が“ノー”の場合に直に
リターンする。

したがって第２速→第３速→第４速の変速を連続して
行なう場合、自動変速モードでは、変速ショックの発生
を避けるために第３速において３−パターンに一旦設
定するが、手動変速モードの場合には、３−パターン
を経由することがないので、上記の連続した変速を迅速
に行なうことができる。すなわち手動変速の場合には応
答遅れが殆んどないので、運転者にとって違和感のない
変速を行なうことができる。なお、手動変速モードの場
合には、二つ以上の両方向性係合手段を同時に切換える
所謂同時変速となるので、変速ショックが幾分大きくな
るが、これは運転者が変速の実行を意識している状態で
生じるので、乗心地を特に損なうものではない。

上述した例は、手動変速モードの場合に第３速を３−
パターンで設定する方法であるが、この発明では第３
速を３−パターンで設定し、ついで第４速へアップシ
フトしてもよく、その場合には第４速へのアップシフト
が同時変速となる。またこの発明の装置は、係合・解放
パターンが複数種類ある変速段との間で変速を行なう場
合に適用することができるのであって、第２図に示す自
動変速機について言えば、第２速から第３速へのアップ
シフトに限らず第３速から第４速へのアップシフトある
いはこれらの変速段の間でのダウンシフトの場合にも適
用することができる。さらにこの発明の装置は、第２図
に示す自動変速機以外に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構成の
自動変速機にも適用することができる。

発明の効果 以上の説明から明らかなようにこの発明の装置によれ
ば、自動変速と手動変速とを選択可能な自動変速機にお
いて、手動変速の際には自動変速を行なう場合の要請に
拘束されずに変速を実行できるので、応答性の良い変速
が可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図この発明の制御装置による制御例を説明するため
にフローチャート、第２図はこの発明の制御装置で制御
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
である。 1,2,3……遊星歯車機構、４……入力軸、５……出力
軸、10……シフト装置、11……シフトレバー、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】走行条件に基づいて変速を実行する自動変
   速とマニュアル変速操作により選択された変速段への変
   速を実行する手動変速とを選択可能でかつ所定の変速段
   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の変速制御装置において、 自動変速と手動変速とのいずれが選択されているかを検
   出する手段と、前記手動変速が選択されていることが検
   出された場合には前記自動変速が選択されている場合に
   前記所定の変速段を設定する際の摩擦係合手段の係合・
   解放の組合せとは異なる組合せを選択する手段とを備え
   ていることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。