JP2897239B2

JP2897239B2 - 自動変速機の変速制御方法

Info

Publication number: JP2897239B2
Application number: JP1024965A
Authority: JP
Inventors: 充高田; 寛伊藤; 徳行高橋; 眞舟橋
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1999-05-31
Anticipated expiration: 2014-05-31
Also published as: JPH02209660A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、自動車等の車輌に用いられる自動変速機の
変速制御方法に係り、特に第四速段より第二速段へのダ
ウンシフト或いは第二速段より第四速段へのアップシフ
トの如き二段飛び変速を行う変速制御方法に係る。

［従来の技術］自動車等の車輌に用いられる自動変速機は、一般に、
車速とアクセルペダルの踏込み量等より見出される機関
出力とに応じて予め定められた変速特性に従って少なく
とも三個の変速段、多くの場合、四個の変速段の間に切
換わるようになっている。

上述の如き自動変速機に於ては、機関出力、車速が急
激に変化した時或いはマニュアルシフトチェンジが行わ
れた時等に於て、第四速段より第二速段へのダウンシフ
ト或いは第二速段より第四速段へのアップシフトの如き
二段飛び変速が行われることがある。このような場合、
制御上、第四速段より第二速段或いは第二速段より第四
速段へは直接変速せずに、第三速段を経由して変速する
ことが既に提案されており、これは例えば実開昭57−10
1156号、特公昭61−58697号の各公報に示されている。

上述の如き二段飛び変速制御は、第一速段と第二速段
と第三速段とを達成するために係合する入力クラッチは
第一クラッチであり、第三速段と第四速段とを達成する
ために係合する入力クラッチは第二クラッチである如
く、変速に際して二つの入力クラッチにより遊星歯車式
変速装置の入力部材の切換が行われる型式の自動変速機
に於ては、入力クラッチの切換制御を容易化に有効に寄
与する。即ち、第四速段より第二速段へ直接変速する場
合には第二クラッチの解放と第一クラッチの係合とを互
いに関連付けて厳密な入力クラッチ切換制御を行わなけ
ればならないが、第三速段を経至することにより第二ク
ラッチの解放が第一クラッチの係合に対し同期して行わ
なくともよくなる。また、第二速段より第四速段へ直接
変速する場合には第二クラッチの係合と第一クラッチの
解放とを互いに関連付けて厳密な入力クラッチ切換制御
を行わなければならないが、第三速段を経至することに
より第一クラッチの解放が第二クラッチの係合に対し同
期して行われなくともよくなる。

［発明が解決しようとする課題］上述の如き二段飛び変速制御は所期の目的を達成する
が、しかし第四速段より第二速段へのダウンシフト時に
於て、一時的ではあるが、第三速段が達成されると、入
力回転数が第三速段に同期する回転数になった時と第二
速段に同期する回転数になった時とで二回続けて繰返し
変速ショックが生じ、乗員に不快感を与えるようにな
る。また入力回転数が第三変速に同期する回転数になっ
て第三速段状態である間、機関出力回転数の上昇が停止
され、所謂息付きが発生するようになる。

本発明は、上述の如き不具合に鑑み、二段飛び変速が
二回の変速ショックを生じることなく、また機関回転数
の上昇に息付きが生じることなく円滑に行われるように
し、しかもその制御のために必要な回転数センサが故障
してフェイル状態になっても所定の変速が行われること
を保証する自動変速機の変速制御方法を提供することを
目的としている。

［課題を解決するための手段］上述の如き目的は、本発明によれば、車速と機関出力
との対比に基づく変速判断に従って変速段を少なくとも
三つの変速段の間に切換える自動変速機の変速制御方法
にして、第（Ｎ＋１）速段より第（Ｎ−１）速段への一
挙二段変速を行うべきことが判断されたとき、回転数検
出手段により検出される変速機入力回転数を監視しつ
つ、先ず第（Ｎ＋１）速段より第Ｎ速段への変速制御を
開始し、変速機入力回転数が第Ｎ速段同期回転数より所
定量低い回転数まで上昇したところで、変速制御を第
（Ｎ−１）速段への変速制御に切換えることを特徴とす
る自動変速機の変速制御方法、又は車速と機関出力との
対比に基づく変速判断に従って変速段を少なくとも三つ
の変速段の間に切換える自動変速機の変速制御方法にし
て、第（Ｎ−１）速段より第（Ｎ＋１）速段への一挙二
段変速を行うべきことが判断されたとき、回転数検出手
段により検出される変速機入力回転数を監視しつつ、先
ず第（Ｎ−１）速段より第Ｎ速段への変速制御を開始
し、変速機入力回転数が第Ｎ速段同期回転数より所定量
高い回転数まで下降したところで、変速制御を第（Ｎ＋
１）速段への変速制御に切換えることを特徴とする自動
変速機の変速制御方法によって達成される。

［発明の作用及び効果］上述の如き変速制御方法によれば、第（Ｎ＋１）変速
段、例えば第四速段より第（Ｎ−１）速段、例えば第二
速段へのダウンシフト時には、先ず第Ｎ速段、例えば第
三速段を達成するための変速制御が行われるが、しかし
入力回転数がその第Ｎ速段に同期する回転数に達する以
前に第（Ｎ−１）速段を達成するための変速制御が開始
されるので、第Ｎ速段成立時の変速ショックが生じるこ
とが未然に回避される。また第（Ｎ−１）変速段、例え
ば第二速段より第（Ｎ＋１）速段、例べば第四速段への
アップシフト時には、先ず第Ｎ速段、例えば第三速段を
達成するための変速制御が行われるが、しかし入力回転
数がその第Ｎ速段に同期する回転数にまで低下する以前
に第（Ｎ＋１）速段を達成するための変速制御が開始さ
れるので、第Ｎ速段成立時の変速ショックが生じること
が未然に回避される。これにより二回続けて変速ショッ
クが生じることが回避され、また機関回転数の上昇或い
は降下に息付きが生じることが回避されるようになる。

尚、上述の変速制御は入力回転数検出手段が正常に作
動していて入力回転数が正常に検出される状態下に於て
は正常に行われるが、入力回転数検出手段の配線に断線
が生じる等によってこれが入力回転数を正常に検出しな
い状態になると、第Ｎ速段にて変速が中断し、最終目標
変速段である第（Ｎ−１）速段或いは第（Ｎ＋１）速段
に変速されない状態が生じるようになる。かかる万一の
故障の問題に対しては、例えば最終目標変速段が成立し
ないことに対して時間制限が与えられ、この制限時間、
即ち変速開始時より所定時間が経過すれば、その時の入
力回転数の如何に拘らず最終目標変速段が強制的に達成
されるようにすればよい。この時は変速ショックのこと
は考慮されないが、最終目標変速段が達成される所要の
変速が行われることが保証される。

この所定時間の起算時点となる変速開始時は、変速判
断がなされた時点、或いはＮ速度段の変速制御が実行さ
れる時点であってよい。

［実施例］以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明する。

第１図は本発明による変速制御方法の実施に使用され
る自動変速機の一つの実施例を示している。第１図に於
て、10は第一サンギヤを、12は第一サンギヤ10と同心の
第一リングギヤを、14は第一サンギヤ10と第一リングギ
ヤ12とに噛合する第一プラネタリピニオンを、16は第一
プラネタリピニオン14を回転可能に担持する第一キャリ
ヤを、20は第二サンギヤを、22は第二サンギヤ20と同心
の第二リングギヤを、24は第二サンギヤ20と第二リング
ギヤ22とに噛合する第二プラネタリピニオンを、26は第
二プラネタリピニオン24を回転自在に担持する第二キャ
リヤを各々示している。第一リングギヤ12は連結要素30
によって第二キャリヤ26と連結され、第一キャリヤ16は
連結要素32によって第二リングギヤ22と連結されてい
る。

尚、ここで第一サンギヤ10と第一リングギヤ12と第一
プラネタリピニオン14と第一キャリヤ16とにより構成さ
れた単純遊星歯車機構を第一列目の遊星歯車機構と称
し、第二サンギヤ20と第二リングギヤ22と第二プラネタ
リピニオン24と第二キャリヤ26とにより構成された単純
遊星歯車機構を第二列目の遊星歯車機構と称する。

第一キャリヤ16及び連結要素32によって第一キャリヤ
16と連結された第二リングギヤ22とハウジング50との間
には第一ワンウェイクラッチ34と第二ワンウェイクラッ
チ36とが互いに直列に設けられている。この場合、第一
ワンウェイクラッチ34が第一キャリヤ16の側に設けら
れ、第二ワンウェイクラッチ36がハウジング50の側に設
けられている。更に詳細には第一ワンウェイクラッチ34
はそのインナレース34aにて第一キャリヤ16と接続され
てアウタレース34bを連結部材31により第二ワンウェイ
クラッチ36のインナレース36aに接続され、第二ワンウ
ェイクラッチ36のアウタレース36bがハウジング50に接
続されている。

第二キャリヤ26は、出力歯車54と接続され、常に出力
部材として作用するようになっている。

第一ワンウェイクラッチ34は、エンジンドライブ時に
於てアウタレース34bがインナレース34aの回転速度を越
えて回転しようとする時には係合状態になり、これとは
逆の時には滑り状態となり、また第二ワンウェイクラッ
チ36は、エンジンドライブ時に於てインナレース36aが
アウタレース36bに対し逆転とする時には係合状態にな
り、これとは逆の時には滑り状態になるようになってい
る。

第二サンギヤ20と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第一クラッチ38が設けられている。

第一キャリヤ16と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第二クラッチ40が設けられている。

第一サンギヤ10と入力軸52との間には該両者を互いに
選択的に接続する第三クラッチ42が設けられている。

第一サンギヤ10と連結部材31との間には該両者を互い
に選択的に接続する第四クラッチ44が設けられている。

連結部材31とハウジング50との間には連結部材31をハ
ウジング50に対し選択的に固定する第一ブレーキ46が設
けられている。

第二リングギヤ22とハウジング50との間には第二リン
グギヤ22をハウジング50に対し選択的に固定する第二ブ
レーキ48が設けられている。

上述の如き構成よりなる遊星歯車式変速装置によって
第一速段、第二速段、第三速段（直結段）、第四速段
（増速段）及び後退段が達成される要領は第１表及び第
２図に示す通りである。第１表及び第２図に於て、○印
は当該クラッチ、ブレーキ又はワンウェイクラッチがエ
ンジンドライブ状態に於て係合されていることを示し、
また第１表にて（○）は当該クラッチ或いはブレーキが
係合されれば、その変速段に於てエンジンブレーキが作
用し得ることを示している。

第一リングギヤ12の歯数に対する第一サンギヤ10の歯
数の比をρ_１とし、第二リングギヤ22の歯数に対する第
二サンギヤ20の歯数の比をρ_２とした場合、各変速段の
変速比は第２表に示す通りである。

第一クラッチ38、第二クラッチ40、第三クラッチ42、
第四クラッチ44及び第一ブレーキ46、第二ブレーキ48
は、各々油圧作動式のクラッチ或はブレーキであり、そ
の各々の油室に油圧を供給されることにより係合し、こ
れら油室の油圧を排出されることにより解放するように
なっている。これら油室に対する油圧の給排は油圧制御
装置60により行われるようになっている。

油圧制御装置60は、図には示されていないが、ライン
油圧制御弁、各種シフト弁と、三つのソレノイド弁、即
ち第一ソレノイド弁62と、第二ソレノイド弁64と、第三
ソレノイド弁66とを有している。第一ソレノイド弁62と
第二ソレノイド弁64と第三ソレノイド弁66とは、各々選
択的に通電されることにより、開弁或いは閉弁し、シフ
ト弁の切換と図示されていない流体式トルクコンバータ
のロックアップクラッチ制御用のロックアップリレー弁
の切換と変速段禁止制御用のリバースインヒビット弁の
切換とを行うようになっており、第２図にて○印で示さ
れている組合せにて通電されることにより、第一速段乃
至第四速段の変速とロックアップクラッチの係合制御と
後退段禁止制御とを行うようになっている。

尚、油圧制御装置60について詳細な説明が必要である
ならば、本願出願人と同一の出願人による特願昭63−19
2965号の明細書及び図面を参照されたい。

第一ソレノイド弁62と第二ソレノイド弁64と第三ソレ
ノイド弁66に対する通電制御は電子制御装置70により行
われるようになっている。電子制御装置70は、一般的な
マイクロコンピュータを含んでおり、車速センサ72より
車速に関する情報を、スロットル開度センサ74より機関
出力情報としてのスロットル開度に関する情報を、マニ
ュアルシフトポジションセンサ76よりマニュアルシフト
ポジションに関する情報を、回転数センサ78より変速装
置の入力軸回転数に関する情報を各々与えられ、マニュ
アルシフトポジションと車速とスロットル開度とに応じ
て予め定められた変速特性に従って所定の変速段が達成
されるよう第一ソレノイド弁62と第二ソレノイド弁64と
第三ソレノイド弁66に対する通電を制御するようになっ
ている。

電子制御装置70は、第四速段より第二速段へのダウン
シフト時に於ては、第３図に示されている如きフローチ
ャートに従って変速制御を行うようになっている。

次に第３図を用いて本発明による変速制御方法の一実
施例として、第四速段より第二速段へのダウンシフト制
御について説明する。

この制御は第四速段より第二速段への変速判断が電子
制御装置70にて行われた時点にて所定時間毎の割込ルー
チンとして実行され、最初のステップ10に於ては、第四
速段より第二速段への変速判断がなされた時点にてセッ
トされる第一のタイマのタイマ値T₁が予め定められた所
定値T₁ set以上であるか否かの判別が行われる。T₁≧T₁
setである時はステップ12へ進む。

ステップ12に於ては、第三速段への変速制御が実行さ
れたことを示すフラッグF₃が１であるか否かの判別が行
われる。F₃＝１である時は第三速段への変速制御が既に
実行されている時であり、この時はステップ20へ進み、
そうでない時、即ちまだ第三速段への変速制御が実行さ
れていない時はステップ14へ進む。

ステップ14に於ては、第三速段への変速制御を実行す
ること、即ち第一ソレノイド弁62と第二ソレノイド弁64
を共にオフ状態にすることが行われる。これにより第四
速段より第三速段への変速が行われる。またステップ14
に於ては、フラッグF₃を１にすることが行われる。ステ
ップ14の次はステップ16へ進む。

ステップ16に於ては、回転数センサ78がフェイルして
いるか否かの判別が行われる。このフェイル判定は回転
数センサ78より回転数を示すパルス信号が電子制御装置
70に与えられているか否か等により行われてよく、フェ
イル時はステップ18へ進む。

ステップ18に於ては、回転数センサ78がフェイルして
いることを示すフラッグFfを１にすることが行われる。
またステップ18に於ては、第三速段への変速制御が実行
された時点を起算点として第二のタイマをセットするこ
とが行われる。

ステップ20は第三速度段への変速制御が実行された後
に実行され、このステップ20に於ては、フラッグFfが１
であるか否かの判別が行われる。Ff＝１でない時は回転
数センサ78がフェイルしていなくて正常に作動している
時であり、この時はステップ22へ進み、そうでない時、
即ち回転数センサ78がフェイルしている時はステップ24
へ進む。

ステップ22に於ては、回転数センサ78により検出され
る入力軸回転数Ntが第三速段同期回転数（車速が第四速
段時と実質的に同じとして変速段が第三速段になった時
の入力軸回転数）Nt₃より所定量αだけ低い所定量Ntset
に達したか否かの判別が行われる。Nt≧Ntsetである時
は第二速段への変速が開始されるべくステップ26へ進
む。

ステップ20にて回転数センサ78がフェイルしていると
判定された時にはステップ24へ進み、ステップ24に於て
は、第二のタイマのタイマ値T₂が予め定められた所定値
T₂ set以上であるか否かの判別が行われる。T₂≧T₂ set
である時は第三速段への変速制御が実行された時点より
変速の制御時点に達したとしてステップ26へ進むことが
行われる。

ステップ26に於ては、第二速段への変速制御が実行さ
れたことを示すフラッグF₂が１であるか否かの判別が行
われる。F₂＝１でない時はまだ第二速段への変速制御が
実行されていない時であり、この時にはステップ28へ進
む。

ステップ28に於ては、第二速段の変速制御を実行する
ことが行われる。即ち第一ソレノイド弁62をオン状態に
し、第二ソレノイド弁64をオフ状態にすることが行われ
る。これにより第二速段が達成される。またステップ28
に於ては、フラッグF₂を１にすることが行われる。

上述の如く、回転数センサ78がフェイルしていなくて
これが入力軸回転数Ntを正常に検出している時は、入力
回転数Ntが第三速段同期回転数Nt₃に達する以前に第二
速段への変速が開始され、これにより入力軸回転数Ntが
少したりとも第三速段同期回転数を維持することがなく
なり、これに応じて第四速段より第二速段への変速時に
その入力軸回転数が段階的に変化することが回避され、
二回続けて変速ショックが繰返し生じることが回避され
るようになる。

これに対し回転数センサ78がフェイルしている時には
第三速段への変速制御が実行されても回転数センサ78に
より検出される入力軸回転数Ntは所定値Ntsteになるこ
とがないので、このままであれば、第三速段にて変速が
終了する結果になるが、しかし本発明による変速制御方
法に於ては、第三速段への変速制御が実行された時点よ
り第二のタイマにより計測される所定値T₂ setにより決
まる所定時間が経過すれば、その時の回転数センサ78よ
りの信号に拘らず第二速段への変速制御が実行され、第
二速段が達成されるようになり、フェイルセーフが図ら
れる。

上述の如き変速制御に於ける変速タイミングは第４図
のタイムチャートに示されている。このタイムチャート
に於いて破線にて示されている部分は、上記の如く車速
Ntが第三速段同期回転数Nt₃よりαだけ小さいNtsetに達
した時点で第三速段への変速を中止することが行われ
ず、第三速段が一旦達成された後第二速段への変速が行
われる場合の例を示す。回転数センサ78の故障により入
力軸回転数Ntが検出されなくなった時、時間T₂ setによ
り第二速段への変速を行うバックアップ制御に於ては、
T₂ setの大きさが、本発明による変速制御の実行に干渉
することがないよう、第４図に示されている如く十分大
きく取られている時には、入力軸回転数Ntは図示の破線
部を含む経過を経て変化し、この時には勿論本発明によ
るショック回数低減効果は得られない。

第５図は本発明による変速制御方法を第二速段より第
四速段へのアップシフト時について示している。第二速
段より第四速段へのアップシフト時に於ては回転数セン
サ78により検出される入力回転数Ntが第三速段に同期す
る同期回転数（車速が第二速段時と実質的に同じとして
変速段が第三速段になった時の入力軸回転数）Nt₃より
所定量高い所定回転数Ntestにまで低下したか或いは第
三速段への変速制御の実行時より第二タイマの所定値T₂
setにより決まる制限時間に達すれば第四速段への変速
制御が実行される。従ってこの場合にも上述の第二速段
より第四速段へのダウンシフト時と同等の作用効果が得
られる。

第６図は第二速段より第四速段へのアップシフト時に
於ける変速タイミングを示している。図にて破線にて示
されている部分は、第４図に於ける破線部と同様のこと
を示す。

尚、所定値Ntestは第三速段同期回転数に対し所定量
αだけ低い或いは高い値或いはこれに或る係数ｋを掛け
たものであってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による変速制御方法の実施に用いられる
自動変速機を示す概略構成図、第２図は各変速段に於け
るソレノイド弁の通電組合せとクラッチ及びブレーキの
係合の組合せとを示す線図、第３図は本発明による変速
制御方法に於ける第四速段より第二速段へのダウンシフ
ト制御を示すフローチャート、第４図は本発明による変
速制御方法に於ける第四速段より第二速段へのダウンシ
フト時に於ける入力軸回転数特性と変速タイミングとを
示すタイムチャート、第５図は本発明による変速制御方
法に於ける第二速段より第四速段へのアップシフト制御
を示すフローチャート、第６図は本発明による変速制御
方法に於ける第二速段より第四速段へのアップシフト時
に於ける入力軸回転数特性と変速タイミングとを示すタ
イムチャートである。 10……第一サンギヤ,12……第一リングギヤ,14……第一
プラネタリピニオン,16……第一キャリヤ,20……第二サ
ンギヤ,22……第二リングギヤ,24……第二プラネタリピ
ニオン,26……第二キャリヤ,30、32……連結要素,34…
…第一ワンウェイクラッチ,36……第二ワンウェイクラ
ッチ,38……第一クラッチ,40……第二クラッチ,42……
第三クラッチ,44……第四クラッチ,46……第一ブレー
キ,48……第二ブレーキ,50……ハウジング,52……入力
軸,54……出力歯車,60……油圧制御装置,62……第一ソ
レノイド弁,64……第二ソレノイド弁,66……第三ソレノ
イド弁,70……電子制御装置,72……車速センサ,74……
スロットル開度,76……マニュアルシフトポジションセ
ンサ,78……回転数センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者舟橋眞愛知県豊田市トヨタ町１番地トヨタ自動車株式会社内 (56)参考文献特開昭57−146944（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F16H 61/04

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】車速と機関出力との対比に基づく変速判断
に従って変速段を少なくとも三つの変速段の間に切換え
る自動変速機の変速制御方法にして、第（Ｎ＋１）速段
より第（Ｎ−１）速段への一挙二段変速を行うべきこと
が判断されたとき、回転数検出手段により検出される変
速機入力回転数を監視しつつ、先ず第（Ｎ＋１）速段よ
り第Ｎ速段への変速制御を開始し、変速機入力回転数が
第Ｎ速段同期回転数より所定量低い回転数まで上昇した
ところで、変速制御を第（Ｎ−１）速段への変速制御に
切換えることを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
【請求項２】車速と機関出力との対比に基づく変速判断
に従って変速段を少なくとも三つの変速段の間に切換え
る自動変速機の変速制御方法にして、第（Ｎ−１）速段
より第（Ｎ＋１）速段への一挙二段変速を行うべきこと
が判断されたとき、回転数検出手段により検出される変
速機入力回転数を監視しつつ、先ず第（Ｎ−１）速段よ
り第Ｎ速段への変速制御を開始し、変速機入力回転数が
第Ｎ速段同期回転数より所定量高い回転数まで下降した
ところで、変速制御を第（Ｎ＋１）速段への変速制御に
切換えることを特徴とする自動変速機の変速制御方法。