JP3625105B2

JP3625105B2 - 自動変速機のダウンシフト制御装置

Info

Publication number: JP3625105B2
Application number: JP18490296A
Authority: JP
Inventors: 雅也久保田
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 1996-07-15
Filing date: 1996-07-15
Publication date: 2005-03-02
Anticipated expiration: 2016-07-15
Also published as: JPH1030716A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、動力伝達機構にダウンシフトショック向上のために出力軸トルクが正となったときに働くワンウェイクラッチとエンジンブレーキ作用確保のための油圧クラッチとが並列に設けられた自動変速機のダウンシフト制御装置の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、アクセル足離し（コースト）でのダウンシフト時に駆動系のワンウェイクラッチガタ打ち音を低減する自動変速機のダウンシフト制御装置としては、例えば、特開昭５７−１７９４６０号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
この公報には、エンジンブレーキが作用する変速段からエンジンブレーキが作用する他の変速段へのダウンシフト時、エンジンブレーキが作用しないさらに一つ下の変速段へダウンシフトし、ある時間経過後（ディレータイマを持つ）、アップシフトして駆動系のガタ打ち音を低減する技術が示されている。
【０００４】
すなわち、コーストでの３−２ダウンシフト時には、３−１−２というシフトを行なうようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の自動変速機のダウンシフト制御装置にあっては、下記に列挙する問題がある。
【０００６】
（１）車両減速時のガタ打ち音の発生原因は、ダウンシフト後に締結されるワンウェイクラッチの締結ショックによるもので、ワンウェイクラッチ締結トルクを小さくするのが対策となるのに対し、ディレーにより時間を遅らせているため、ワンウェイクラッチ締結トルク（出力軸トルクに比例）を増大させる方向となり、ショックを悪化させることになる。
【０００７】
つまり、図８に示すように、３−１ダウンシフト後、ディレー時間を待って１−２アップシフトを行なうと、ディレー時間が長いほどワンウェイクラッチ締結トルクが高トルクとなってしまう。
【０００８】
（２）ダウンシフト制御においてディレー時間を設定するものであるため、変速制御として電子制御が必要となり、変速制御がガバナ圧（車速対応圧）とスロットル圧（スロットル開度対応圧）により行なわれる油圧自動変速機の場合には、対応不可能である。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題を下記に列挙する。
【００１０】
課題１は、動力伝達機構にダウンシフトショック向上のために出力軸トルクが正となったときに働くワンウェイクラッチとエンジンブレーキ作用確保のための油圧クラッチとが並列に設けられた自動変速機のダウンシフト制御装置において、油圧制御型自動変速機にも電子制御型自動変速機にも対応可能でありながら、アクセル足離し状態での減速時にダウンシフトに伴うショックやワンウェイクラッチガタ打ち音を防止することにある。
【００１１】
課題２は、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきにかかわらず、課題１を達成することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（解決手段１）
上記課題１の解決手段１（請求項１）は、スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、車両の速度を計測する車速計測手段が設けられ、自動変速機の動力伝達機構に、ダウンシフト時のショック向上のために出力軸トルクが正となったときに働くワンウェイクラッチと、エンジンブレーキの作用を確保するために締結される油圧クラッチとが並列に設けられ、スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時、車速がダウンシフト線を横切る車速となったらダウンシフトを実行する自動変速機のダウンシフト制御装置において、前記油圧クラッチ解放状態におけるアクセル足離し状態での減速時、前記ダウンシフト線を、ダウンシフト後の変速位置での出力軸トルクが正となる車速よりも高速側に設定したことを特徴とする。
【００１３】
作用を説明する。
【００１４】
スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時、車速が次第に低下し、ダウンシフト後の変速位置での出力軸トルクが正となる車速よりも高速側に設定されたダウンシフト線を横切る車速となったら油圧クラッチを解放した状態のままダウンシフトが実行される。
【００１５】
よって、アクセル足離し状態での減速時に油圧クラッチを解放した状態のままダウンシフトが行なわれても、ダウンシフト線を高速側に設定しているため、ダウンシフトに伴うショックやワンウェイクラッチガタ打ち音が防止される。
【００１６】
なぜなら、ダウンシフト後の変速位置でのワンウェイクラッチ締結トルクが大きいほどダウンシフトショックやワンウェイクラッチガタ打ち音が大きく発生するが、ダウンシフト線を高速側に設定することで、ワンウェイクラッチ締結トルクに比例する出力軸トルクがダウンシフト後の変速位置で低く抑えられることによる。
【００１７】
また、ショックやワンウェイクラッチガタ打ち音対策を、ダウンシフト線を車速方向にスライドすることにより行なっているため、車速センサからの検出車速が高速側でシフトソレノイドを切り換える電子制御型自動変速機のみならず、車速対応圧であるガバナ圧が高圧側でシフトバルブを切り換える油圧制御型自動変速機にも対応可能である。
【００１８】
（解決手段２）
上記課題２の解決手段２（請求項２）は、請求項１記載の自動変速機のダウンシフト制御装置において、
前記ダウンシフト線を、ダウンシフトによるショックが許容ショックレベル以下となる出力軸トルクを設定出力軸トルクとし、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきを考慮し、各ばらつきにかかわらず実出力軸トルクが設定出力軸トルク以下となる車速をダウンシフト車速とする手法により設定したことを特徴とする。
【００１９】
作用を説明すると、ダウンシフト線を設定するにあたって、ダウンシフトによるショックが許容ショックレベル以下となる出力軸トルクが設定出力軸トルクとされ、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきが実験データ等により求められ、各ばらつきを考慮し、ばらつきによる変動量にかかわらず実出力軸トルクが設定出力軸トルク以下となる車速がダウンシフト車速とされる。
【００２０】
よって、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきにかかわらず、スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時にダウンシフトに伴うショックやワンウェイクラッチガタ打ち音が防止される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
実施の形態１は、解決手段１及び解決手段２に対応する自動変速機のダウンシフト制御装置である。
【００２２】
まず、構成を説明する。
【００２３】
図１は実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機の制御系統図である。
【００２４】
この自動変速機は、マイクロンピュータを内蔵したＡ／Ｔコントロールユニットからの指令により変速制御，オーバランクラッチ制御，ロックアップ制御，ライン圧制御を行なう電子制御型の自動変速機である。
【００２５】
Ａ／Ｔコントロールユニットには、入力情報として、車速センサ２信号，Ａ／ＴモードＳＷ信号，キックダウンＳＷ信号，ＯＤ．ＳＷ信号，クルーズ信号，ＯＤ解除信号，アイドルＳＷ信号，フルスロットルＳＷ信号，スロットルセンサ信号，エンジン回転信号，インヒビターＳＷ信号，温度センサ信号，車速センサ１信号が入力される。そして、シフトソレノイドＡ，シフトソレノイドＢ，オーバーランクラッチソレノイド，ロックアップソレノイド，ライン圧ソレノイドに対してソレノイド駆動指令，ドロッピングレジスタに対してレジスタ指令，Ａ／Ｔモードインジケータランプに対してランプ点灯指令が出力される。
【００２６】
図２は実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機の動力伝達機構を示す図、図３は実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機の動力伝達機構に用いられた変速要素とその作動状態を示す図である。
【００２７】
図２において、１はトルクコンバータ、２はオイルポンプ、３はインプットシャフト、４はフロントサンギヤ、５はフロントピニオン、６はフロントリングギヤ、７はフロントピニオンキャリヤ、８はリヤサンギヤ、９はリヤピニオン、１０はリヤリングギヤ、１１はリヤピニオンキャリヤ、１２はアウトプットシャフト、１３はパーキングポール、１４はパーキングギヤである。
【００２８】
２組の遊星歯車により前進４速，後退１速のギヤ位置を得る変速要素として、バンドブレーキＢ／Ｂ、リバースクラッチＲ／Ｃ、ハイクラッチＨ／Ｃ、フォワードクラッチＦ／Ｃ、フォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣ、オーバランクラッチＯ／Ｃ、ロー＆リバースブレーキＬ＆Ｒ／Ｂ、ローワンウェイクラッチＬ／ＯＷＣが設けられている。
【００２９】
これらの変速要素は、図３に示す通り、各レンジ位置及びＤレンジ，２レンジ，１レンジの各シフト位置で作動する。
【００３０】
この変速要素のうち前記フォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣ（請求項のワンウェイクラッチに相当）は、ダウンシフト時に回転同期タイミングで締結させることで変速ショックを向上させるために設けられている。
【００３１】
このフォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣは、エンジンからの駆動力を車輪へ伝達する加速時には作動するが、車輪からの逆駆動力が伝わる減速時には空転するためにエンジンへ逆駆動力を伝えることができず、エンジンブレーキが作用しなくなる。そこで、エンジンブレーキ必要時（ＯＤスイッチＯＦＦのＤレンジ，２レンジ，１レンジ）には、フォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣと並列に設けられているオーバランクラッチＯ／Ｃ（請求項の油圧クラッチに相当）を油圧供給により締結し、エンジンブレーキの作用を確保している。
【００３２】
次に、作用を説明する。
【００３３】
［変速制御作用］
図４は実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機の変速制御での各ギヤ位置とシフトソレノイドの関係を示す図であり、図５は実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機のＡ／Ｔコントロールユニット内に記憶設定されている変速点特性モデル図である。
【００３４】
変速制御は、アクセル開度に相当するスロットルセンサからの信号及び車速に相当する車速センサ２からの信号により、Ａ／Ｔコントロールユニットからコントロールバルブユニットに設けられたシフトソレノイドＡ及びシフトソレノイドＢに信号を送り、設定された変速点特性のアップシフト線及びダウンシフト線に従い最適なギヤ位置に自動的に切り換えることで行なわれる。
【００３５】
前記シフトソレノイドＡは、図外のシフトバルブＡ（変速切換バルブ）の作動を制御し、シフトソレノイドＢは、図外のシフトバルブＢ（変速切換バルブ）の作動を制御する。シフトバルブは、シフトソレノイドＯＮ信号によりバルブスプールの端面にパイロット圧が作用し、反対方向からのスプリング力に打ち勝ってバルブスプールをストロークさせ、油路を切り換える。
【００３６】
そして、各ギヤ位置と２つのシフトソレノイドの作動・非作動関係は、図４に示す通りであり、２つのシフトソレノイドに対するＯＮ・ＯＦＦの組み合わせにより１速〜４速のギヤ位置を得るようにしている。
【００３７】
ギヤ位置は、図５に示す変速点特性モデル上において、検出される走行状態点（検出スロットル開度と検出車速により決まる点）が属する領域に従って決定され、そして、車速上昇等により検出される走行状態点の移動でアップシフト線を横切ると変速指令が出され、この変速指令に基づいてシフトソレノイドへ信号が送られアップシフトが実行される。また、車速低下等により検出される走行状態点の移動でダウンシフト線を横切ると変速指令が出され、この変速指令に基づいてシフトソレノイドへ信号が送られダウンシフトが実行される。
【００３８】
［変速点特性モデルの３−２ダウンシフト線設定作用］
上記変速制御で用いられる変速点特性モデルの３−２ダウンシフト線の設定について説明する。
【００３９】
まず、本発明者は、３−２実変速車速を変え、各車速での２速時出力軸トルクＴＱと前後Ｇ（ショックを評価する前後加速度）とを測定した。
【００４０】
この測定結果が図６に示すグラフであり、トルク特性線上にＧ変化によるショック評価を書き込んだ。この測定結果により、変速後の２速時出力軸トルクＴＱが小さいほど３−２ショックが発生しにくい（Ｇ変動量が小さい）ということが判明した。
【００４１】
同時に、前後Ｇの実車波形を測定した結果、一発目は突き上げ方向であり、これは３−２ダウンシフト時のフォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣの締結ショックと思われる。よって、２速時出力軸トルクＴＱとフォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣの締結トルクとは比例関係にあるため、２速時に出力軸トルクＴＱが小さいほどショックが発生しにくいことの裏付けとなった。
【００４２】
この図６の測定結果により、３−２ダウンシフトによるショックが許容ショックレベル以下、つまり、２速時出力軸トルクＴＱがＴＱＡ以下のトルク領域となるのは、３−２実変速車速Ｖ３−２がＶ３−２Ａ以上の車速領域であると分かった。
【００４３】
以上により、ショックが抑えられたアクセル足離し３−２ダウンシフトを得るには、３−２実変速車速Ｖ３−２がＶ３−２Ａ以上となるように変速点特性モデルの３−２ダウンシフト線設定する必要がある。
【００４４】
この場合、車速が低下している車両減速状態で、変速指令が出力されてから３−２ダウンシフトが終了するまでには所定の時間を要することで、少なくとも変速時間の間に車両がどの程度減速するかを考慮する必要がある。
【００４５】
簡単な３−２ダウンシフト車速の設定は、通常の３−２ダウンシフトに要する変速時間の間での車速低下量Ｖ０を決め、３−２実変速車速Ｖ３−２Ａにこの車速低下量Ｖ０を加えて３−２ダウンシフト車速Ｖ３−２Ｄ（＝Ｖ３−２Ａ＋Ｖ０）とする手法がある。
【００４６】
しかし、この場合、トルクコンバータ性能のばらつきやエンジンアイドル回転のばらつきに対しＧ変動がないことを保証することはできない。
【００４７】
そこで、本発明者は、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきを実験データにより求め、各ばらつきを考慮してばらつきによる車速変動量Ｖ０Ａを決め、３−２実変速車速Ｖ３−２Ａにこの車速変動量Ｖ０Ａを加えて３−２ダウンシフト車速Ｖ３−２Ｄ（＝Ｖ３−２Ａ＋Ｖ０Ａ）とする手法により設定した。尚、２速時出力軸トルクＴＱがＴＱ＝０となる車速をＶ３−２０とした場合、Ｖ３−２Ａ＜Ｖ３−２０＜Ｖ３−２Ｄという関係になり、３−２ダウンシフト車速Ｖ３−２Ｄは、ダウンシフト後の２速ギヤ位置での２速時出力軸トルクＴＱがＴＱ＞０となる車速よりも高速側に設定される。
【００４８】
さらに、３−２ダウンシフト車速Ｖ３−２Ｄは大きな車速に設定すれば応答時間遅れ等に影響されず必ず３−２実変速車速Ｖ３−２Ａより大きな車速にて３−２ダウンシフトを実行することができるが、この場合、燃費，排気，運転性，変速頻度等に対する影響が大きくなるため、車両に対する成立性を失う。
【００４９】
この結果、３−２ダウンシフト車速Ｖ３−２Ｄは、各ばらつきによる影響排除と車両に対する成立性とを両立する値に設定されるもので、具体的には、図５に示すように、３−２ダウンシフト線（点線）が従来の３−２ダウンシフト線（１点鎖線）に比べてΔＶだけ高速側に移動して設定されることになる。
【００５０】
［３−２ダウンシフト作用］
ＯＤスイッチをＯＮにしたＤレンジで、スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時、車速が次第に低下し、ダウンシフト後の２速ギヤ位置での２速時出力軸トルクＴＱが正となる車速よりも高速側に設定された３−２ダウンシフト線を横切る車速となったら（図７のＡ点）、オーバランクラッチＯ／Ｃを解放した状態のまま３−２ダウンシフトが実行される。
【００５１】
よって、スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時にオーバランクラッチＯ／Ｃを解放した状態のまま３−２ダウンシフトが行なわれても、３−２ダウンシフト線を高速側に設定しているため、フォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣの締結は図７のＢ点で行なわれ、この時の２速時出力軸トルクＴＱはほぼゼロであり、３−２ダウンシフトに伴うショックやワンウェイクラッチガタ打ち音が防止される。
【００５２】
なぜなら、３−２ダウンシフトが図７のＣ点で行なわれた場合には、２速時出力軸トルクＴＱが大きく、３−２ダウンシフトショックやワンウェイクラッチガタ打ち音が大きく発生する。これに対し、３−２ダウンシフト線を高速側に設定することで、フォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣの締結トルクに比例する２速時出力軸トルクＴＱが３−２ダウンシフト後の２速ギヤ位置で低く抑えられることによる。
【００５３】
次に、効果を説明する。
【００５４】
（１）動力伝達機構にダウンシフトショック向上のためのフォワードワンウェイクラッチＦ／ＯＷＣとエンジンブレーキ作用確保のためのオーバランクラッチＯ／Ｃとが並列に設けられた自動変速機のダウンシフト制御装置において、スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時、車速が３−２ダウンシフト線を横切る車速となったらオーバランクラッチＯ／Ｃを解放した状態のまま３−２ダウンシフトを実行するに際し、３−２ダウンシフト線を、３−２ダウンシフト後の２速ギヤ位置での２速時出力軸トルクＴＱが正となる車速よりも高速側に設定したため、実施の形態１で示した電子制御型自動変速機以外に油圧制御型自動変速機にも対応可能でありながら、スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時に３−２ダウンシフトに伴うショックやワンウェイクラッチガタ打ち音を防止することができる。
【００５５】
尚、油圧制御型自動変速機に対応する時は、車速対応圧であるガバナ圧が高圧側でシフトバルブのバルブスプールがストロークして油路を切り換えるように、ガバナ圧受圧面積やスプリングを設定する。
【００５６】
（２）３−２ダウンシフト線を、３−２ダウンシフトによるショックが許容ショックレベル以下となる２速時出力軸トルクＴＱＡを設定出力軸トルクとし、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきを考慮し、各ばらつきにかかわらず実２速時出力軸トルクＴＱが設定２速時出力軸トルクＴＱＡ以下となる車速をダウンシフト車速Ｖ３−２Ｄとする手法により設定したため、トルクコンバータ性能，３−２ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきにかかわらず、スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時に３−２ダウンシフトに伴うショックやワンウェイクラッチガタ打ち音を防止することができる。
【００５７】
（その他の実施の形態）
実施の形態１では、３−２ダウンシフトの例を示したが、２−１ダウンシフトや３−１ダウンシフトでも同様の考え方により適用することができる。
【００５８】
実施の形態１では、電子制御型自動変速機への適用例を示したが、上記のガバナ圧受圧面積の設定やスプリングの設定を行なうことで、油圧制御型自動変速機にも適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
請求項１記載の発明にあっては、動力伝達機構にダウンシフトショック向上のために出力軸トルクが正となったときに働くワンウェイクラッチとエンジンブレーキ作用確保のための油圧クラッチとが並列に設けられた自動変速機のダウンシフト制御装置において、スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時、車速がダウンシフト線を横切る車速となったらダウンシフトを実行するに際し、油圧クラッチ解放状態では、ダウンシフト線を、ダウンシフト後の変速位置での出力軸トルクが正となる車速よりも高速側に設定したため、油圧制御型自動変速機にも電子制御型自動変速機にも対応可能でありながら、アクセル足離し状態での減速時にダウンシフトに伴うショックやワンウェイクラッチガタ打ち音を防止することができるという効果が得られる。
【００６０】
請求項２記載の発明にあっては、請求項１記載の自動変速機のダウンシフト制御装置において、ダウンシフト線を、ダウンシフトによるショックが許容ショックレベル以下となる出力軸トルクを設定出力軸トルクとし、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきを考慮し、各ばらつきにかかわらず実出力軸トルクが設定出力軸トルク以下となる車速をダウンシフト車速とする手法により設定したため、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきにかかわらず、上記効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機の制御系統図である。
【図２】実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機の動力伝達機構を示す図である。
【図３】実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機の動力伝達機構に用いられた変速要素とその作動状態を示す図である。
【図４】実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機の変速制御での各ギヤ位置とシフトソレノイドの関係を示す図である。
【図５】実施の形態１のダウンシフト制御装置が適用された自動変速機のＡ／Ｔコントロールユニット内に記憶設定されている変速点特性モデル図である。
【図６】３−２実変速車速を変え、各車速での２速時出力軸トルクＴＱとショックを評価する前後Ｇとの測定結果を示すグラフである。
【図７】３−２ダウンシフト時にダウンシフト車速を高速側とするか低速側とするかの違いにより２速時出力軸トルクが大きく異なることを示す車速−出力軸トルク特性図である。
【図８】３−２ダウンシフトを３−１ダウンシフト→１−２アップシフトにより行なう場合のフォワードワンウェイクラッチの締結トルクを示す車速−締結トルク特性図である。
【符号の説明】
１トルクコンバータ
１２アウトプットシャフト（出力軸）
Ｆ／ＯＷＣフォワードワンウェイクラッチ（ワンウェイクラッチ）
Ｏ／Ｃオーバランクラッチ（油圧クラッチ）

Claims

スロットル開度を検出するスロットル開度検出手段と、車両の速度を計測する車速計測手段が設けられ、
自動変速機の動力伝達機構に、ダウンシフト時のショック向上のために出力軸トルクが正となったときに働くワンウェイクラッチと、エンジンブレーキの作用を確保するために締結される油圧クラッチとが並列に設けられ、
スロットル開度検出によるアクセル足離し状態での減速時、車速がダウンシフト線を横切る車速となったらダウンシフトを実行する自動変速機のダウンシフト制御装置において、
前記油圧クラッチ解放状態におけるアクセル足離し状態での減速時、前記ダウンシフト線を、ダウンシフト後の変速位置での出力軸トルクが正となる車速よりも高速側に設定したことを特徴とする自動変速機のダウンシフト制御装置。
請求項１記載の自動変速機のダウンシフト制御装置において、
前記ダウンシフト線を、ダウンシフトによるショックが許容ショックレベル以下となる出力軸トルクを設定出力軸トルクとし、トルクコンバータ性能，ダウンシフトの応答時間遅れ，エンジン回転数，車両減速度の各ばらつきを考慮し、各ばらつきにかかわらず実出力軸トルクが設定出力軸トルク以下となる車速をダウンシフト車速とする手法により設定したことを特徴とする自動変速機のダウンシフト制御装置。