JP4325654B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両用自動変速機の制御装置、特に、複数の係合要素とワンウェイクラッチとを有する自動変速機において、該ワンウェイクラッチが解放状態から締結される変速時において変速ショックを低減する車両用自動変速機の制御装置に関するものである。
回転の一方向のみトルクの伝達を許容し、反対方向にはトルクの伝達を行わないワンウェイクラッチと摩擦係合要素(以下、単に「係合要素」ともいう。)を備える自動変速機が知られている。たとえば、特許文献1に記載された自動変速機がそれである。かかる自動変速機において、前記係合要素が解放されるとともに、前記ワンウェイクラッチが解放状態から締結される変速が行われると、前記ワンウェイクラッチが係合状態とされることにともなって、変速ショックが生ずることとなる。
特開平11−159603号公報 特開平10− 68334号公報
そこで、かかる問題を解決するため、特許文献1においては、解放側係合要素が締結状態から解放し、かつワンウェイクラッチが解放状態から締結する方向に作動する変速時において、前記解放側係合要素の状態の変化速度を小さくする技術が開示されている。また、特許文献2においては、ダウンシフト変速の実行時に、エンジンの点火時期を遅角側に制御することにより、エンジントルク、ひいては自動変速機の入力トルクを減少させ、ワンウェイクラッチの同期時に発生する変速ショックを緩和する技術が開示されている。
しかしながら、前記特許文献1に記載の技術によっては、クラッチの入力側の回転速度の勾配を制御することが困難であり、前記ワンウェイクラッチの係合時には依然としてショックが発生する。また、前記特許文献2に記載の技術によっては、エンジンの冷却水温が低く、遅角制御が禁止されるような場合においては、変速ショックを緩和することができず、また、たとえエンジントルクを零にしても、車両を減速させることの反力の影響により、ワンウェイクラッチの同期時にはショックが発生することとなる。さらに、エンジンの点火時期の遅角制御においては、過度に点火時期を遅角すると、エンストを引き起こす可能性があり、そのため、制御における自由度が少ないという問題もあった。以上のように、変速ショックの緩和のための従来からある方法では、その効果に限界があったのである。
本発明は、以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、解放側係合要素を解放し、ワンウェイクラッチを係合させることにより変速を行う車両用自動変速機の変速制御装置において、変速時のショックを一層低減することにある。
かかる課題を解決するために、本発明の要旨とするところは、複数の係合要素およびワンウェイクラッチを選択的に係合させることによりギヤ比の異なる複数のギヤ段を成立させる車両用自動変速機において、車両の減速時に解放側係合要素を解放しかつ前記ワンウェイクラッチが解放状態から締結することにより変速を行う車両用自動変速機の変速制御装置であって、(a) 前記ワンウェイクラッチが解放状態から締結することによる変速の同期に先立って、自動変速機の同期直前の入力軸回転速度を出力軸回転速度に前記自動変速機の変速後の変速段の変速比を乗じた回転速度に近づけるために、前記解放側係合要素の係合圧を第1の所定量だけ増大補正させる同期時係合圧補正手段と、(b) 前記変速中に運転者の減速意図があるか否かを判定する減速意図判定手段とを有し、(c) 前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた後に前記減速意図判定手段により運転者の減速意図がなくなったと判定された場合には、変速後の変速段への同期前であっても前記解放側係合要素の係合圧を前記解放側係合要素が解放させられるように連続的に減少させる一方、前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた後に前記減速意図判定手段により運転者の減速意図があると判定された場合には、変速後の変速段への同期の完了後に前記解放側係合要素の係合圧を前記解放側係合要素が解放させられるように連続的に減少させることを特徴とする。
このようにすれば、ワンウェイクラッチが解放状態から締結することによる変速の同期直前の自動変速機の入力軸回転速度の勾配を同期直前の出力軸回転速度に変速後の変速段の変速比を乗じた回転速度の勾配により近づけることができ、そのため、変速ショックの発生を低減することができる。また、前記車両用自動変速機の制御装置は、前記変速中に運転者の減速意図があるか否かを判定する減速意図判定手段を有し、前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた後に前記減速意図判定手段により運転者の減速意図がなくなったと判定された場合には、変速後の変速段への同期前であっても前記解放側係合要素の係合圧を前記解放側係合要素が解放させられるように連続的に減少させるものであるため、前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた後に前記減速意図判定手段により運転者の減速意図があると判定された場合には、変速後の変速段への同期の完了後に前記解放側係合要素の係合圧を前記解放側係合要素が解放させられるように連続的に減少させる一方で、前記同期時係合圧補正手段により解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた後に前記減速意図判定手段により運転者の減速意図がなくなったと判定された場合に、前記解放側係合要素の係合圧が前記解放側係合要素の係合圧を前記解放側係合要素が解放させられるように連続的に減少させられることから、速やかに変速が進行させられ、前記解放側係合要素のもつトルク容量が過剰となって変速進行が遅くなることを防止できるとともに、遅れて変速ショックが発生することを防止する。
ここで、好適には、前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正は、前記係合圧を階段状に増大させるものである。このようにすれば、前記解放側係合要素の係合圧は階段状に増大するように補正され、前記第1の所定量だけ増大させられる。
また、好適には、前記第1の所定量とは、車両の減速の度合いを表す車両の減速度、車両に設けられたトルクコンバータのタービンの回転速度の変化量、車両の速度である車速、エンジンのアイドル回転速度、エンジンのアイドルトルク、変速後の自動変速機の変速段における出力軸回転速度と自動変速機の入力軸の回転速度の差である差回転の変化量、および、自動変速機の入力トルクの少なくとも1つにもとづいて決定される。なお、前記車両の減速度とは、たとえば、自動変速機の出力軸の回転速度の微小単位時間あたりの変化量や、車速の微小単位時間あたりの変化量である。このようにすれば、前記第1の所定量は、変速実行時の車両の状態をあらわし、かつ測定可能な指標に基づいて決定される。
また、好適には、前記車両用自動変速機の制御装置は、前記変速中に運転者の減速意図があるか否かを判定する減速意図判定手段をさらに有し、前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正は、前記減速意図判定手段により運転者の減速意図があると判定された場合に行われるものである。このようにすれば、前記減速意図判断手段により運転者の減速意図があると判断された場合にのみ前記解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われることから、たとえば、変速実行中に出力軸回転速度が増加することで、変速実行中の自動変速機の入力軸回転速度と出力軸回転速度との差が増加し、逆にショックが発生しやすくなることを防止できる。
また、好適には、前記車両用自動変速機の制御装置は、前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた直後に、前記減速意図判定手段により運転者の減速意図がなくなったと判断された場合には、前記解放側係合要素の係合圧を、増大補正前の係合圧から緩やかに減少させるものである。このようにすれば、前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた直後においては、係合圧の指令値は上昇しているものの実際の係合圧はその応答遅れから指令値まで上昇していないため、前記増大補正が行われた直後において前記減速意図判定手段により運転者の減速意図がなくなったと判断された場合には、前記解放側係合要素の係合圧を増大補正前の係合圧から連続的に減少させることにより、より速やかに変速の進行を行うことができ、前記解放側係合要素のもつトルク容量が過剰となって変速進行が遅くなることを防止できるとともに、遅れて変速ショックが発生することを防止する。
また、好適には、前記減速意図判定手段において、前記運転者の減速意図はブレーキペダルがオンとされていることに基づいて判定される。このようにすれば、運転者の減速意図は、ブレーキペダルがオンとされていることに基づいて容易に検出され得る。
また、好適には、前記車両用自動変速機の制御装置は、前記変速におけるイナーシャ相開始時に、前記解放側係合要素の係合圧を第2の所定量だけ増大補正するイナーシャ相開始時係合圧補正手段を、さらに有する。このようにすれば、前記イナーシャ相開始時において、前記解放側係合要素の係合圧が第2の所定量だけ増大させられるので、油圧の応答遅れを考慮することができ、前記解放側係合要素の係合圧が一気に低下したことを原因とする車両の変速ショックや、前記解放側係合要素のトルク容量の制御性の低下を防止することができる。
また、好適には、前記車両用自動変速機の制御装置は、前記イナーシャ相開始時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正により、前記解放側係合要素の係合圧が上昇した後において、前記変速の進行度を表す指標にもとづいて前記係合圧を変速が止まったり後退することのないように調節する変速進行制御手段を、さらに有する。このようにすれば、前記イナーシャ相開始時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正により係合圧が上昇した後において、前記変速進行制御手段により、前記変速の進行度を表す指標にもとづいて前記係合圧が変速が止まったり後退することのないように調節させられるので、変速の進行が極端に遅くなったり戻ったりすることが防止できる。
また、好適には、前記変速の進行を表す指標とは、変速後の自動変速機の変速段における出力軸回転速度と自動変速機の入力軸の回転速度の差である差回転、該差回転の微小単位時間あたりの変化量、およびトルクコンバータのタービン回転速度の少なくとも1つである。このようにすれば、容易に検出可能な前記差回転、差回転の変化率、およびトルクコンバータのタービン回転速度に基づいて、変速の進行を表すことができる。
また、好適には、前記車両用自動変速機の制御装置は、前記変速において、前記解放側係合要素の係合圧が実際に低下させられる直前の係合圧である待機圧を、車両の走行状態を表す指標にもとづいて設定する待機圧設定手段を、さらに有する。このようにすれば、前記待機圧設定手段により、前記解放側係合要素の待機圧は前記車両の走行状態を表す指標に基づいて設定されることから、変速点のばらつきやエンジントルクのばらつきを保証することができ、変速ショックの防止のための制御のロバスト性が向上する。
また、好適には、前記車両の走行状態を表す指標とは、前記車両の車速、および車両に設けられたトルクコンバータのすべり量、すなわちエンジン回転速度とタービン回転速度との差の少なくともいずれか一方である。このようにすれば、前記車両の走行状態を表す指標である車速およびトルクコンバータのすべり量の少なくともいずれか一方により、前記車両用自動変速機の入力トルクが検出でき、前記車両用自動変速機の入力トルクに応じた待機圧が設定される。
また、好適には、前記車両用自動変速機の制御装置は、前記変速の実行中において、車速が所定値以下となった場合に、前記解放側係合要素の係合圧をより急速に低下させる急速排圧手段を、さらに有する。このようにすれば、前記急速排圧手段により、前記解放側係合要素の係合圧はより急速に低下させられるので、たとえば登坂路において、前記解放側係合要素が完全に解放しきっていない状態で、該完全に解放しきっていない解放側係合要素のみで車両の全荷重を担い、車両が前記登坂路で停止させられるヒルホールド状態が生じ、前記解放側係合要素の負荷が高くなるのを防止することができる。
以下、本発明の一実施例について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が好適に適用される車両用自動変速機(以下、自動変速機と表す)10の構成を説明する骨子図であり、図2は、その自動変速機10において複数の変速段を成立させる際の係合要素の作動を説明する作動表である。この自動変速機10は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース(以下、ケースと表す)26内において、ダブルピニオン型の第1遊星歯車装置12を主体として構成されている第1変速部14と、シングルピニオン型の第2遊星歯車装置16およびダブルピニオン型の第3遊星歯車装置18を主体として構成されている第2変速部20とを共通の軸心上に有し、入力軸22の回転を変速して出力軸24から出力する。入力軸22は入力回転部材に相当するものであり、本実施例では走行用の動力源であるエンジン30によって回転駆動されるトルクコンバータ32のタービン軸である。出力軸24は出力回転部材に相当するものであり、例えば図示しない差動歯車装置(終減速機)や一対の車軸等を順次介して左右の駆動輪を回転駆動する。なお、この自動変速機10はその軸心に対して略対称的に構成されており、図1の骨子図においてはその軸心の下半分が省略されている。
上記第1遊星歯車装置12は、サンギヤS1、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤP1、そのピニオンギヤP1を自転および公転可能に支持するキャリヤCA1、ピニオンギヤP1を介してサンギヤS1と噛み合うリングギヤR1を備え、サンギヤS1、キャリアCA1、およびリングギヤR1によって3つの回転要素が構成されている。キャリヤCA1は入力軸22に連結されて回転駆動され、サンギヤS1は回転不能にケース26に一体的に固定されている。リングギヤR1は中間出力部材として機能し、入力軸22に対して減速回転させられて、回転を第2変速部20へ伝達する。本実施例では、入力軸22の回転をそのままの速度で第2変速部20へ伝達する経路が、予め定められた一定の変速比(=1.0)で回転を伝達する第1中間出力経路PA1であり、その第1中間出力経路PA1には、入力軸22から第1遊星歯車装置12を経ることなく第2変速部20へ回転を伝達する直結経路PA1aと、入力軸22から第1遊星歯車装置12のキャリヤCA1を経て第2変速部20へ回転を伝達する間接経路PA1bとがある。また、入力軸22からキャリヤCA1、そのキャリヤCA1に配設されたピニオンギヤP1、およびリングギヤR1を経て第2変速部20へ伝達する経路が、第1中間出力経路PA1よりも大きい変速比(>1.0)で入力軸22の回転を変速(減速)して伝達する第2中間出力経路PA2である。
前記第2遊星歯車装置16は、サンギヤS2、ピニオンギヤP2、そのピニオンギヤP2を自転および公転可能に支持するキャリヤCA2、ピニオンギヤP2を介してサンギヤS2と噛み合うリングギヤR2を備えている。また、前記第3遊星歯車装置18は、サンギヤS3、互いに噛み合う複数対のピニオンギヤP2およびP3、そのピニオンギヤP2およびP3を自転および公転可能に支持するキャリヤCA3、ピニオンギヤP2およびP3を介してサンギヤS3と噛み合うリングギヤR3を備えている。
上記第2遊星歯車装置16および第3遊星歯車装置18では、一部が互いに連結されることによって4つの回転要素RM1〜RM4が構成されている。具体的には、第2遊星歯車装置16のサンギヤS2によって第1回転要素RM1が構成され、第2遊星歯車装置16のキャリヤCA2および第3遊星歯車装置のキャリヤCA3が互いに一体的に連結されて第2回転要素RM2が構成され、第2遊星歯車装置16のリングギヤR2および第3遊星歯車装置18のリングギヤR3が互いに一体的に連結されて第3回転要素RM3が構成され、第3遊星歯車装置18のサンギヤS3によって第4回転要素RM4が構成されている。この第2遊星歯車装置16および第3遊星歯車装置18は、キャリアCA2およびCA3が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤR2およびR3が共通の部材にて構成されており、且つ第2遊星歯車装置16のピニオンギヤP2が第3遊星歯車装置18の第2ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。
前記自動変速機10は、ギヤ比の異なる複数のギヤ段を成立させるための係合要素としてクラッチC1、クラッチC2、クラッチC3、クラッチC4(以下、特に区別しない場合には単にクラッチCという)、ブレーキB1、ブレーキB2(以下、特に区別しない場合には単にブレーキBという)を備えており、上記第1回転要素RM1(サンギヤS2)は、第1ブレーキB1を介してケース26に選択的に連結されて回転停止され、第3クラッチC3を介して中間出力部材である第1遊星歯車装置12のリングギヤR1(すなわち第2中間出力経路PA2)に選択的に連結され、さらに第4クラッチC4を介して第1遊星歯車装置12のキャリヤCA1(すなわち第1中間出力経路PA1の間接経路PA1b)に選択的に連結されている。第2回転要素RM2(キャリヤCA2およびCA3)は、第2ブレーキB2を介してケース26に選択的に連結されて回転停止させられるとともに、第2クラッチC2を介して入力軸22(すなわち第1中間出力経路PA1の直結経路PA1a)に選択的に連結されている。第3回転要素RM3(リングギヤR2およびR3)は、出力軸24に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。第4回転要素RM4(サンギヤS3)は、第1クラッチC1を介してリングギヤR1に選択的に連結されている。なお、第2回転要素RM2とケース26との間には、第2回転要素RM2の正回転(入力軸22と同じ回転方向)を許容しつつ逆回転を阻止する一方向クラッチF1が第2ブレーキB2と並列に設けられている。
図2の作動表は、前記自動変速機10において各変速段(ギヤ段)を成立させる際のクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2の作動状態を説明する図表であり、「○」は係合状態を、「(○)」はエンジンブレーキ時のみ係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ表している。第1変速段「1st」を成立させるブレーキB2には並列に一方向クラッチF1が設けられているため、発進時(加速時)には必ずしもブレーキB2を係合させる必要は無い。また、各変速段の変速比は、第1遊星歯車装置12、第2遊星歯車装置16、および第3遊星歯車装置18の各ギヤ比ρ1、ρ2、ρ3によって適宜定められる。
図3は、前記第1変速部14および第2変速部20の各回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図であり、下の横線が回転速度「0」を示し、上の横線が回転速度「1.0」すなわち入力軸22と同じ回転速度を示している。また、第1変速部14の各縦線は、左側から順番にサンギヤS1、リングギヤR1、キャリヤCA1を表しており、それ等の間隔は第1遊星歯車装置12のギヤ比ρ1(=サンギヤS1の歯数/リングギヤR1の歯数)に応じて定められる。第2変速部20の4本の縦線は、左側から右端へ向かって順番に第1回転要素RM1(サンギヤS2)、第2回転要素RM2(キャリヤCA2およびキャリヤCA3)、第3回転要素RM3(リングギヤR2およびリングギヤR3)、第4回転要素RM4(サンギヤS3)を表しており、それ等の間隔は第2遊星歯車装置16のギヤ比ρ2および第3遊星歯車装置18のギヤ比ρ3に応じて定められる。
前述した図2及び図3に示すように、第1クラッチC1および第2ブレーキB2が係合させられて、第4回転要素RM4が第1変速部14を介して入力軸22に対して減速回転させられるとともに、第2回転要素RM2が回転停止させられると、出力軸24に連結された第3回転要素RM3は「1st」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比(=入力軸22の回転速度/出力軸24の回転速度)の第1変速段「1st」が成立させられる。
また、第1クラッチC1および第1ブレーキB1が係合させられて、第4回転要素RM4が第1変速部14を介して入力軸22に対して減速回転させられるとともに、第1回転要素RM1が回転停止させられると、第3回転要素RM3は「2nd」で示す回転速度で回転させられ、第1変速段「1st」よりも変速比が小さい第2変速段「2nd」が成立させられる。
また、第1クラッチC1および第3クラッチC3が係合させられて、第4回転要素RM4および第1回転要素RM1が第1変速部14を介して入力軸22に対して減速回転させられて第2変速部20が一体回転させられると、第3回転要素RM3は「3rd」で示す回転速度で回転させられ、第2変速段「2nd」よりも変速比が小さい第3変速段「3rd」が成立させられる。
また、第1クラッチC1および第4クラッチC4が係合させられて、第4回転要素RM4が第1変速部14を介して入力軸22に対して減速回転させられるとともに、第1回転要素RM1が入力軸22と一体回転させられると、第3回転要素RM3は「4th」で示す回転速度で回転させられ、第3変速段「3rd」よりも変速比が小さい第4変速段「4th」が成立させられる。
また、第1クラッチC1および第2クラッチC2が係合させられて、第4回転要素RM4が第1変速部14を介して入力軸22に対して減速回転させられるとともに、第2回転要素RM2が入力軸22と一体回転させられると、第3回転要素RM3は「5th」で示す回転速度で回転させられ、第4変速段「4th」よりも変速比が小さい第5変速段「5th」が成立させられる。
また、第2クラッチC2および第4クラッチC4が係合させられて、第2変速部20が入力軸22と一体回転させられると、第3回転要素RM3は「6th」で示す回転速度すなわち入力軸22と同じ回転速度で回転させられ、第5変速段「5th」よりも変速比が小さい第6変速段「6th」が成立させられる。この第6変速段「6th」の変速比は1である。
また、第2クラッチC2および第3クラッチC3が係合させられて、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して入力軸22に対して減速回転させられるとともに、第2回転要素RM2が入力軸22と一体回転させられると、第3回転要素RM3は「7th」で示す回転速度で回転させられ、第6変速段「6th」よりも変速比が小さい第7変速段「7th」が成立させられる。
また、第2クラッチC2および第1ブレーキB1が係合させられて、第2回転要素RM2が入力軸22と一体回転させられるとともに、第1回転要素RM1が回転停止させられると、第3回転要素RM3は「8th」で示す回転速度で回転させられ、第7変速段「7th」よりも変速比が小さい第8変速段「8th」が成立させられる。
また、第3クラッチC3および第2ブレーキB2が係合させられると、第1回転要素RM1が第1変速部14を介して減速回転させられるとともに、第2回転要素RM2が回転停止させられて、第3回転要素RM3は「Rev1」で示す回転速度で逆回転させられ、逆回転方向で変速比が最も大きい第1後進変速段「Rev1」が成立させられる。また、第4クラッチC4および第2ブレーキB2が係合させられると、第1回転要素RM1が入力軸22と一体回転させられるとともに、第2回転要素RM2が回転停止させられ、第3回転要素RM3は「Rev2」で示す回転速度で逆回転させられ、第1後進変速段「Rev1」よりも変速比が小さい第2後進変速段「Rev2」が成立させられる。第1後進変速段「Rev1」、第2後進変速段「Rev2」は、それぞれ逆回転方向の第1変速段、第2変速段に相当する。
このように本実施例の自動変速機10は、複数の係合要素すなわちクラッチC1〜C4、ブレーキB1、B2を選択的に係合させることによりギヤ比の異なる複数のギヤ段を成立させるものであり、変速比が異なる2つの中間出力経路PA1、PA2を有する第1変速部14および2組の遊星歯車装置16、18を有する第2変速部20により、4つのクラッチC1〜C4および2つのブレーキB1、B2の係合切換えで前進8速の変速ギヤ段が達成されるため、小型に構成され、車両への搭載性が向上する。また、図2の作動表から明らかなように、クラッチC1〜C4およびブレーキB1、B2の何れか2つを掴み替える所謂クラッチツウクラッチにより各変速段の変速を行うことができる。また、上記クラッチC1〜C4、およびブレーキB1、B2(以下、特に区別しない場合は単にクラッチC、ブレーキBと表す)は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置である。
図4は、図1の自動変速機10などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。この図4に示す電子制御装置90は、CPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、前記エンジン30の出力制御や自動変速機10の変速制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や変速制御用等に分けて構成される。
図4において、アクセルペダル50の操作量Accがアクセル操作量センサ52により検出されるとともに、そのアクセル操作量Accを表す信号が電子制御装置90に供給されるようになっている。このアクセルペダル50は、運転者の出力要求量に応じて大きく踏み込み操作されるものであることからアクセル操作部材に相当し、アクセル操作量Accは出力要求量に相当する。また、常用ブレーキであるフットブレーキのブレーキペダル54の操作の踏込量θSCを表す信号が電子制御装置90に供給されるようになっている。このブレーキペダル54は、運転者の減速要求量に応じて大きく踏み込み操作されるものであることからブレーキ操作部材に相当し、その踏込量θSCはブレーキ操作量に相当する。
また、エンジン30の回転速度NEを検出するためのエンジン回転速度センサ58、エンジン30の吸入空気量Qを検出するための吸入空気量センサ60、吸入空気の温度TAを検出するための吸入空気温度センサ62、エンジン30の電子スロットル弁の全閉状態(アイドル状態)およびその開度θTHを検出するためのアイドルスイッチ付スロットル弁開度センサ64、車速V(出力軸24の回転速度NOUTに対応)を検出するための車速センサ66、エンジン30の冷却水温TWを検出するための冷却水温センサ68、ブレーキペダル54の操作の有無乃至は踏込量θSCを検出するためのブレーキセンサ70、シフトレバー72のレバーポジション(操作位置)PSHを検出するためのレバーポジションセンサ74、タービン回転速度NT(=入力軸22の回転速度NIN)を検出するためのタービン回転速度センサ76、油圧制御回路98内の作動油の温度であるAT油温TOILを検出するためのAT油温センサ78、車両の加速度(減速度)Gを検出するための加速度センサ80などが設けられており、それらのセンサやスイッチなどから、エンジン回転速度NE、吸入空気量Q、吸入空気温度TA、スロットル弁開度θTH、車速V、エンジン冷却水温TW、ブレーキ操作の有無乃至は踏込量θSC、シフトレバー72のレバーポジションPSH、タービン回転速度NT、AT油温TOIL、車両の加速度(減速度)Gなどを表す信号が電子制御装置90に供給されるようになっている。
また、自動変速機10の入力軸22の回転速度NINを検出するための入力軸回転速度センサ84、自動変速機10の出力軸24の回転速度NOUTを検出するための出力軸回転速度センサ86が設けられており(図1参照)、これらのセンサから、入力軸回転速度NINおよび出力軸回転速度NOUTを表す信号が電子制御装置90にそれぞれ供給される。
上記シフトレバー72は例えば運転席の近傍に配設され、図5に示すように、5つのレバーポジション「P」、「R」、「N」、「D」、または「S」へ手動操作されるようになっている。「P」ポジションは自動変速機10内の動力伝達経路を解放し且つメカニカルパーキング機構によって機械的に出力軸24の回転を阻止(ロック)するための駐車位置であり、「R」ポジションは自動変速機10の出力軸24の回転方向を逆回転とするための後進走行位置であり、「N」ポジションは自動変速機10内の動力伝達経路を解放するための動力伝達遮断位置であり、「D」ポジションは自動変速機10の第1速乃至第8速の変速を許容する変速範囲(Dレンジ)で自動変速制御を実行させる前進走行位置であり、「S」ポジションは変速可能な高速側の変速段が異なる複数の変速レンジ或いは異なる複数の変速段を切り換えることにより手動変速が可能な前進走行位置である。この「S」ポジションにおいては、シフトレバー72の操作毎に変速範囲或いは変速段をアップ側にシフトさせるための「+」ポジション、シフトレバー72の操作毎に変速範囲或いは変速段をダウン側にシフトさせるための「−」ポジションが備えられている。前記レバーポジションセンサ74はシフトレバー72がどのレバーポジション(操作位置)PSHに位置しているかを検出する。
また、前記油圧制御回路98には、例えば上記シフトレバー72にケーブルやリンクなどを介して連結されたマニュアルバルブが備えられ、シフトレバー72の操作に伴ってそのマニュアルバルブが機械的に作動させられることにより油圧制御回路98内の油圧回路が切り換えられる。例えば、「D」ポジションおよび「S」ポジションでは前進油圧PDが出力されて前進用回路が機械的に成立させられ、前進変速段である第1変速段「1st」〜第8変速段「8th」で変速しながら前進走行することが可能となる。電子制御装置90は、シフトレバー72が「D」ポジションへ操作された場合は、そのことをレバーポジションセンサ74の信号から判断して自動変速モードを成立させ、第1変速段「1st」〜第8変速段「8th」の総ての前進変速段を用いて変速制御を行う。
上記電子制御装置90は、例えば図6に示すような車速Vおよびアクセル操作量Accをパラメータとして予め記憶された関係(マップ、変速線図)から実際の車速Vおよびアクセル操作量Accに基づいて変速判断を行い、その判断した変速段が得られるように変速制御を行う変速制御手段100(図8参照)を機能的に備えており、例えば車速Vが低くなったりアクセル操作量Accが大きくなったりするに従って変速比が大きい低速側の変速段が成立させられる。この変速制御においては、その変速判断された変速段が成立させられるように変速用の油圧制御回路98内のリニアソレノイドバルブSL1〜SL6の励磁、非励磁や電流制御が実行されてクラッチCやブレーキBの係合、解放状態が切り換えられるとともに変速過程の過渡油圧などが制御される。すなわち、前記リニアソレノイドバルブSL1〜SL6の励磁、非励磁をそれぞれ制御することによりクラッチCおよびブレーキBの係合、解放状態を切り換えて第1変速段「1st」〜第8変速段「8th」の何れかの前進変速段を成立させる。なお、スロットル弁開度θTHや吸入空気量Q、路面勾配などに基づいて変速制御を行うなど、種々の態様が可能である。
上記図6の変速線図において、実線はアップシフトが判断されるための変速線(アップシフト線)であり、破線はダウンシフトが判断されるための変速線(ダウンシフト線)である。また、この図6の変速線図における変速線は、実際のアクセル操作量Acc(%)を示す横線上において実際の車速Vが線を横切ったか否かすなわち変速線上の変速を実行すべき値(変速点車速)VSを越えたか否かを判断するためのものであり、上記値VSすなわち変速点車速の連なりとして予め記憶されていることにもなる。なお、図6の変速線図は自動変速機10で変速が実行される第1変速段乃至第8変速段のうちで第1変速段乃至第6変速段における変速線が例示されている。
図7は、油圧制御回路98のうちリニアソレノイドバルブSL1〜SL6に関する部分を示す回路図で、クラッチC1〜C4、およびブレーキB1、B2の各油圧アクチュエータ(油圧シリンダ)34、36、38、40、42、44には、油圧供給装置46から出力されたライン油圧PLがそれぞれリニアソレノイドバルブSL1〜SL6により調圧されて供給されるようになっている。油圧供給装置46は、前記エンジン30によって回転駆動される機械式のオイルポンプ48(図1参照)や、ライン油圧PLを調圧するレギュレータバルブ等を備えており、エンジン負荷等に応じてライン油圧PLを制御するようになっている。リニアソレノイドバルブSL1〜SL6は、基本的には何れも同じ構成で、電子制御装置90(図4参照)により独立に励磁、非励磁され、各油圧アクチュエータ34〜44の油圧が独立に調圧制御されるようになっている。そして、自動変速機10の変速制御においては、例えば変速に関与するクラッチCやブレーキBの解放と係合とが同時に制御される所謂クラッチツウクラッチ変速が実行される。例えば、図2の係合作動表に示すように5速→4速のダウンシフトでは、クラッチC2が解放されると共にクラッチC4が係合され、変速ショックを抑制するようにクラッチC2の解放過渡油圧とクラッチC4の係合過渡油圧とが適切に制御される。
図8は、前記電子制御装置90の制御機能の要部、すなわち、車両の減速時に解放側係合要素を解放しかつワンウェイクラッチを解放状態から締結することにより行う変速に際しての制御作動を説明する機能ブロック線図である。図8において、電子制御装置90は主として変速制御手段100、変速判断手段102、および変速実行手段104などからなる。変速判断手段102は、例えば車速Vやアクセル操作量Accなどに基づいて、前記図6に示したような変速線図を参照しつつ、変速を実行するかの判断を行う。また、変速実行手段104は、前記変速判断手段102が変速を実行すると判断した場合に、例えば前記図2に示すような係合表に基づいて、変速に必要となる解放する係合要素および係合する係合要素を割り出し、油圧供給装置46を介して、解放および係合する各係合要素に供給される油圧を調整する。
なお、本実施例においては、自動変速機10は一方向クラッチF1を有しており、図2の係合表に示すように、前記一方向クラッチF1が締結することによって成立する変速段は第1速段である。従って、第2速段乃至第8速段から第1速段へのダウン変速が、前記ワンウェイクラッチを解放状態から締結する作動を含む変速に該当する。以下の実施例においては、第2速段から第1速段へのコーストダウン変速を例として説明するが、第3速段乃至第8速段から第1速段への変速であっても、同様に適用可能である。
変速制御手段100は、前記変速判断手段102によって実行すると判断された変速が、その変速に要する作動にワンウェイクラッチを解放状態から締結する作動を含む変速であった場合に、前記変速実行手段104に代えて実行されるものであって、前記ワンウェイクラッチを解放状態から締結する作動を含む変速を実行する。変速制御手段100は、待機圧算出手段106、すべり量算出手段108、イナーシャ相開始判定手段110、差回転算出手段112、減速意図判定手段114、同期予測手段116、待機圧実行手段118、第1スイープダウン実行手段120、イナーシャ相開始時係合圧補正手段122、変速進行制御手段124、同期時係合圧補正手段126、第2スイープダウン実行手段128、急速排圧手段130などからなる。
待機圧算出手段106は、変速が行われる際に解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧の待機圧PB1Wが算出される。すなわち、ブレーキB1の係合圧PB1は、ブレーキB1を解放すべく低下させられるが、それに先立って、後述する待機圧実行手段120により係合状態の係合圧から前記待機圧PB1Wまで低下させられる。その際の待機圧PB1Wは,ブレーキB1の解放が開始される、すなわちブレーキB1がすべり出すことのない範囲においてできるだけ引い係合圧とされることが望ましく、そのため、個々の車両の走行状況に応じて算出されるのである。具体的には、前記待機圧PB1Wは、車速センサ66によって検出された車速Vおよび、後述するすべり量算出手段108により算出されたトルクコンバータ32のすべり量NTslipに基づいて、例えば次のように算出される。すなわち、予め実験的に得られた車速Vおよびすべり量NTslipとブレーキB1の待機圧PB1Wとの関係を、車速Vおよびすべり量NTslipを軸とするマップの形式で用意しておき、そのマップから実際の車速Vおよびすべり量NTslipに対応するブレーキB1の待機圧PB1Wを算出する。このとき、自動変速機10に対する入力トルクが大きいほど、より高い係合圧でブレーキB1のすべりが開始することから、待機圧PB1Wは大きくされる。したがって、車速Vは低くなるほど、また、すべり量NTslipは大きくなるほど待機圧PB1Wは大きな値をとる。
すべり量算出手段108は、トルクコンバータ32のタービン回転速度NTと、エンジン30の回転速度NEとの差であるすべり量NTslipを算出する。このとき、タービン回転速度NTは例えばタービン回転速度センサ76によって検出され、また、エンジン回転速度NEは例えばエンジン回転速度センサ58によって検出される。
待機圧実行手段118は、変速制御手段100が実行されると最初に実行されるもので、変速において解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を、実際に解放のために係合圧を低下させるよりも先に、前記待機圧算出手段106によって算出された待機圧PB1Wまで低下させる。このとき、油圧の応答遅れを考慮して、追従性を高め、ブレーキB1の係合圧PB1を急速に待機圧PB1Wまで低下させるために、待機圧PB1Wよりも低い係合圧を所定時間指示するいわゆるクイックドレーン制御を行うこともできる。
第1スイープダウン実行手段120は、前記待機圧実行手段118によって待機状態とされたブレーキB1の係合圧PB1を連続的に低下(スイープダウン)させ、変速におけるトルク相を開始させる。この第1スイープダウン実行手段120は、例えば、前記待機圧実行手段118によってブレーキB1が待機状態とされた後、予め設定された所定時間が経過したことによって実行する。
イナーシャ相開始判定手段110は、前記第2速段から第1速段への変速におけるイナーシャ相が開始されたか否かを判定する。具体的にはトルクコンバータ32のタービン回転速度NTが、変速前ギヤ段(第2速段)での同期回転速度から増加し始めた時点で、変速によって解放される係合要素であるブレーキB1の滑りが検出されたとして、イナーシャ相が開始されたと判定する。ここで、変速前ギヤ段での同期回転速度とは、自動変速機10の出力軸24の回転速度NOUTに、変速前ギヤ段である第2速段の変速比γ2を乗じたものである。
イナーシャ相開始時係合圧補正手段122は、前記イナーシャ相開始判定手段110によってイナーシャ相の開始が判定された場合に、変速によって解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を第2の所定量α2だけ例えば階段状に上昇させる。この第2の所定量α2は、予め実験的に定められた量であって、油圧の遅れにより係合圧を下がり過ぎ、変速が進行してしまうのを防ぎ、また、急激な係合圧PB1の変化による車両のショックを緩和するために、例えば予め実験により算出された値である。
差回転算出手段112は、変速後ギヤ段(第1速段)での同期回転速度と、実際のトルクコンバータ32のタービン回転速度NTとの差である差回転NTdiffが算出される。なお、変速後ギヤ段での同期回転速度とは、自動変速機10の出力軸24の回転速度NOUTに、変速後ギヤ段である第1速段の変速比γ1を乗じたものである。
変速進行制御手段124は、前記差回転算出手段112によって算出された差回転NTdiffと、その差回転NTdiffの微小単位時間あたりの変化量であるdNTdiff/dtに基づいて、変速において解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を、変速が止まったり後退することのないように調節する。具体的には、たとえば、差回転NTdiffと差回転の変化量dNTdiff/dtとからブレーキB1の係合圧PB1を算出するマップを予め準備しておき、そのマップから、実際の差回転NTdiffと差回転の変化量dNTdiff/dtに応じた算出したブレーキB1の係合圧となるようにすればよい。変速進行制御手段124によっては、イナーシャ相開始時係合圧補正手段122によって変速の進行が止めるようにされた場合に再度変速が進行するようにされる。すなわち、差回転の変化量dNTdiff/dtが増加している場合には、ブレーキB1の係合圧PB1は下げられることとなる。一方、逆に差回転の変化量dNTdiff/dtが減少している場合には、ブレーキB1の係合圧PB1はそのままとされるか、あるいは増加させられる。すくなくとも、変速進行手段124によって、変速が進まない状態を回避できればよい。
減速意図判定手段114は、たとえば、ブレーキセンサ70によって、運転者によるブレーキペダル54の操作がされているかを検出することにより、運転者に減速の意図があるか否かが判定される。
同期予測手段116は、たとえば、変速後の変速段への同期の完了までに要する時間を予測する。具体的には、予測時の車両の走行状態を表す、例えば減速度などに基づいて、トルクコンバータ32のタービン回転数NTが、変速後ギヤ段(第1速段)での同期回転速度よりも少し低く予め定められた所定回転速度に達するのに要する時間を予測する。
同期時係合圧補正手段126は、前記減速意図判定手段114により運転者の減速の意図がある場合において、前記同期予測手段116によって予測された同期判定時に、変速により解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を、第1の所定量α1だけ上昇させる(図14参照)。このとき、前記第1の所定量α1は、下降中のタービン回転速度NTを一旦上昇させた後の下降中にワンウェイクラッチF1を同期させるように、例えば、車両の減速度CRおよびタービン回転数NTの変化量dNT/dtに基づいて定められるものであって、具体的には、たとえば、減速度CRとタービン回転数の変化量dNT/dtとからブレーキB1の係合圧PB1の補正量である第1の所定量α1を算出するマップを予め準備しておき、そのマップから、実際の減速度CRとタービン回転数の変化量dNT/dtに応じた算出したブレーキB1の係合圧の補正量α1となるようにすればよい。ここで、減速度CRは、車両の減速の度合いを表す指標であって、たとえば、自動変速機10の出力軸24の回転速度NOUTの微小単位時間あたりの変化量であるdNOUT/dtや、車速Vの微小単位時間あたりの変化量であるdV/dtなどが用いられる。
図9は、変速において、変速後の変速段への同期の完了前後のタービン回転速度NTの変化の様子を示した図である。図9において、実線がタービン回転速度NTを、また、破線が変速後ギヤ段(第1速段)の同期回転速度を表している。図中時刻tsにおいて、タービン回転速度NTが変速後ギヤ段(第1速段)の同期速度と一致しており、すなわち、タービン回転速度NTが変化するイナーシャ相が終了し、同期が完了している。本図において、イナーシャ相中(時刻t<ts)におけるタービン回転速度NTを表す曲線が、時刻tsにおいて変速後ギヤ段(第1速段)同期回転速度を表す直線に突き当たる際に、その当たり角ω、すなわち、時刻tsにおけるタービン回転速度NTを表す曲線の接線と、変速後ギヤ段(第1速段)同期回転速度を表す直線のなす角度が小さいほど、同期時にワンウェイクラッチの係合に伴うショック(以下「同期ショック」ともいう。)が小さくなる。そこで、タービン回転速度NTを下げることにより前記当たり角を小さくすることが試みられる。このような観点から、前記同期時係合圧補正手段126においては、同期直前の減速度CRが大きいほど、また、同期直前のタービン回転速度の変化量dNT/dtが大きいほど、ブレーキB1の係合圧の補正量α1は大きいものとされる。
図8に戻って、第2スイープダウン実行手段128は、車両の状況に応じて、次の3つのいずれかの制御により、変速によって解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を連続的に低下(スイープダウン)させる。第1の制御は、後述する第2および第3の制御が行われない場合に実行されるもので、変速後の変速段への同期の完了後、変速によって解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を連続的に低下させる。これによって、ブレーキB1を完全に解放された状態にするためである。
第2の制御は、前記同期時係合圧補正手段126によるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が実行された後に、前記減速意図判定手段114によって運転者の減速の意図が判定されなくなった場合であって、後述する第3の制御が実行されない場合に実行されるもので、前記運転者の減速の意図が判定されなくなった場合には、イナーシャ相の終了を待たずにブレーキB1の係合圧PB1を連続的に低下させる。解放側係合要素の持つトルク容量が過剰となり、変速進行が遅くなることを防ぐためであり、また、遅れて同期ショックが発生するのを防ぐためである。
図10は、前記第2の制御により、ブレーキB1の係合圧PB1が連続的に低下させられる場合のトルクコンバータ32のタービン回転速度NTの変化の様子を示した図である。図10において、実線がタービン回転速度NTを、破線が変速後ギヤ段(第1速段)同期回転速度を表している。時刻t0よりも前の時点において前記同期予測手段116によって、時刻tsにおいて同期がされると予測され、前記同期時係合圧補正手段126によってブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が行われた後、時刻t0において減速意図判定手段114によって、例えばブレーキペダル54が離されたなど運転者の減速意図が判定されなくなった場合を考える。かかる場合には、変速後ギヤ段(第1速段)同期回転速度が、ブレーキペダル54が離されたこと等によって、その減少の割合が緩やかになっている。一方、既に同期時係合圧補正手段126によるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正は行われていることから、タービン回転速度NTの上昇も緩やかになっている。そのため、イナーシャ相が終了せず、また、変速前の変速段に変速が後戻りしてしまうことも生じ得る。そこで、変速の進行を進めるため、前記第2の制御によるブレーキB1の係合圧PB1が低下させられ、時刻ts’に同期が完了させられるのである。
第3の制御は、前記同期時係合圧補正手段126によるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が実行された後に、前記減速意図判定手段114によって運転者の減速の意図が判定されなくなった場合であって、前記減速の意図が判定されなくなったのが前記同期時係合圧補正手段126によるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が実行された後予め定められた時間の範囲内であった場合に実行されるもので、前記運転者の減速の意図が判定されなくなった場合には、イナーシャ相の終了を待たずに、ブレーキB1の係合圧PB1を前記同期時係合圧補正手段126による係合圧の増大補正前のブレーキB1の係合圧PB1から連続的に低下させる。前記予め定められた時間とは、前記同期時係合圧補正手段126による係合圧の増大補正が油圧指令値に反映された後、油圧が上昇し、解放側係合要素であるブレーキB1のもつトルク容量が上昇し始めるのに要する時間であって、予め実験的に得られた値である。すなわち、かかる時間の経過前であれば、実質的に解放側係合要素であるブレーキB1のもつトルク容量が上昇しておらず、前記同期時係合圧補正手段126による係合圧の増大補正前のブレーキB1の係合圧PB1から連続的に低下させることで、油圧の有する遅れを考慮した変速が可能となる。
図11は、前記第3の制御によるブレーキB1の係合圧PB1の連続的な低下が行われる場合、すなわち、前記同期時係合圧補正手段126によるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が実行された後に、前記減速意図判定手段114によって運転者の減速の意図が判定されなくなった場合であって、前記減速の意図が判定されなくなったのが前記同期時係合圧補正手段126によるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が実行された後予め定められた時間の範囲内であった場合において、前記第3の制御によるブレーキB1の係合圧PB1の連続的な低下を行う際の係合圧PB1の指令値と実際値の変化の様子を、同じ場合に前記第2の制御によってブレーキB1の係合圧PB1の連続的な低下が行われる場合と比較したものである。図11に示すように、時刻taにおいて前記同期時係合圧補正手段126によるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が指令値に反映されているが、実際にその指令に基づいて係合圧が上昇を始めるのは時刻tbとなってからである。そして、前記減速意図判定手段114によって運転者による減速の意図が判定されなくなった、逆に言えば減速の意図がなくなったと判定された時刻tcにおいては、ブレーキB1の係合圧PB1は実質的にブレーキB1のトルク容量を上げるほどには上昇していない。このような状況において、前記第2の制御のように、増大補正後の係合圧から連続的な低下を行うような指令を出すと、実際のブレーキB1の係合圧PB1は油圧による遅れの影響により、一旦ある程度まで上昇し、それから低下を始めることとなる。一方、前記第3の制御のように、増大補正前の係合圧から連続的な低下を行う指令とすれば、実際のブレーキB1の係合圧PB1はほとんど上昇をすることなく低下が開始される。なお、減速の意図がなくなったと判定された時刻tcが、係合圧が上昇を始める時刻tbより先である場合でも同様である。
図8に戻って、急速排圧手段130は、変速の実行中において、車速Vが予め定められた所定値以下となった場合には、変速によって解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1をより急速に低下させる。これは、ブレーキB1が係合している状況で、車両が登坂路を後退しようとするような場合に生ずる、ブレーキB1が第2回転要素RM2の回転を妨げるために車両が後退できない、いわゆるヒルホールド現象を防止するためである。すなわち、前記ヒルホールド現象が発生すると、車両が登坂路を後退しようとする力の全てをブレーキB1が負担することとなり、ブレーキB1の耐久性等の観点から望ましくないため、前記ヒルホールド現象が発生する直前状況である車速Vが予め定められた所定値以下となった場合には、ブレーキB1の係合圧PB1の係合圧を急速に低下させることにより、ブレーキB1を完全な解放状態とし、ブレーキB1をすべらせるものである。なお、本実施例においては、第2速段から第1速段への変速を行っており、第1速段においてはブレーキB1は解放されるものであるが、第1速段への変速の実行中および、第1速段への同期後であっても、前記第2スイープダウン実行手段によるブレーキB1の係合圧PB1の低下の完了前においては、ブレーキB1は完全な解放状態とはなっていない。そのため、前記ヒルホールド現象が生じ得るのである。
このとき、より急速に低下させるとは、例えば、第2スイープダウン実行手段128によるブレーキB1の係合圧PB1の低下よりも速い速度で低下させるという意である。具体的には例えば、ブレーキB1の係合圧PB1のためのソレノイドバルブSL5(図7参照)に対し、第2スイープダウン実行手段128によるブレーキB1の係合圧PB1の低下よりもより速い速度で低下させるような設定したり、あるいは、ピストンストロークエンド圧以下の圧力を出力するように指示する。
図12は、前記電子制御装置90によるコーストダウン変速制御の要部を説明するフローチャートである。ステップ(以下「ステップ」を省略する。)SA1は変速判断手段102に対応し、例えば車速Vやアクセル操作量Accなどに基づいて、図6に示す変速線図から、変速を実行するかの判断が行われ、係合要素を締結状態から解放しかつワンウェイクラッチF1を解放状態から締結する作動を含む変速である、第2速段乃至第8速段から第1速段への変速である場合に、変速制御手段100が実行される。
すべり量算出手段108および、待機圧算出手段106に対応するSA2では、トルクコンバータのすべり量NTslipを算出すると共に、算出されたすべり量NTslipおよび車速Vとから、予め準備されたマップに基づいて、解放する係合要素であるブレーキB1の待機時の係合圧である待機圧PB1Wが算出される。そして、待機圧実行手段118に対応するSA3においては、ブレーキB1の係合圧PB1が、SA2で算出された待機圧PB1Wまで低下させられ、ブレーキB1が待機状態とされる。このとき、油圧の遅れを考慮して、追従性を高める、すなわちブレーキB1の係合圧PB1を急速に待機圧PB1Wまで低下させるために、待機圧PB1Wよりも低い係合圧を所定時間指示するいわゆるクイックドレーン制御が行われることもできる。
第1スイープダウン実行手段120に対応するSA4においては、SA3において待機状態とされたブレーキB1の係合圧PB1が連続的に低下させられる。これによって、変速におけるトルク相が開始される。なお、SA4の実行は、例えば、SA3によるブレーキB1の待機状態の開始から予め定められた所定時間経過したことによって実行される。
イナーシャ相開始判定手段110に対応するSA5においては、変速におけるイナーシャ相が開始されたかが、例えば、トルクコンバータ32のタービン回転速度NTが変速前ギヤ段(本実施例では第2速段)での同期回転速度から増加し始めたことによって判定される。そして、本判断が肯定された場合には、続くSA6が実行される一方、本判断が否定された場合には、再度本ステップがくり返し実行され、イナーシャ相が開始されるのを待機する。
イナーシャ相開始時係合圧補正手段122に対応するSA6においては、SA5においてイナーシャ相の開始が判断された場合に実行され、ブレーキB1の係合圧PB1が第2の所定量α2だけ、例えば階段状に増加させられる。
差回転算出手段112および変速進行制御手段124に対応するSA7においては、変速後ギヤ段(本実施例では第1速段)での同期回転速度と、実際のトルクコンバータ32のタービン回転速度NTとの差である差回転NTdiffが算出され、算出された差回転NTdiffおよびその微小単位時間当たりの変化量であるdNTdiff/dtから、例えば、予め準備されたマップに基づいて、ブレーキB1の係合圧PB1が調整され、変速が進まない状態が回避される。このとき、例えば、前記差回転NTdiffは、イナーシャ相の開始とともに、減少をはじめ、変速後の変速段への同期とともに零となることから、変速の進行を表す進行度として用いられる。そして、続くSA8においては、変速が予め定められた所定の進行度まで進んだかが判定される。その結果、その判断が肯定された場合には、続くSA9が実行させられる一方、SA8の判断が否定された場合には、判断が肯定されるまで、すなわち、変速が前記予め定められた所定の進行度まで進行するまでSA7が繰り返し実行させられる。
減速意図判定手段114に対応するSA9においては、たとえば、ブレーキBセンサ70によってブレーキペダル54が踏まれていることが検出されているか否かによって、運転者の減速の意図があるかが判定される。そして、本ステップの判断が肯定される場合には、続くSA10が実行される。一方、本ステップの判断が否定される場合には、後述するSA13が実行される。
同期予測手段116および同期時係合圧補正手段126に対応するSA10においては、まず、変速後の変速段への同期の完了までに要する時間が予測され、続いて、予測された同期判定時より前にブレーキB1の係合圧PB1が第1の所定量α1だけ上昇させられる。このとき、前記第1の所定量α1は、例えば、車両の減速度CRおよびタービン回転数NTの変化量dNT/dtに基づいて定められる。
減速意図判定手段114に対応するSA11においては、運転者の減速意図がなくなったか否かが判定される。そして、本ステップの判断が否定される場合、すなわち、運転者の減速意図が引き続きあると判断される場合には、続くSA12が実行される一方、本ステップの判断が否定される場合、すなわち、運転者の減速意図がなくなったと判断される場合には、SA14が実行される。
続くSA12においては、変速後の変速段への同期が完了したか否かが、たとえば、トルクコンバータ32のタービン回転速度NTが変速後ギヤ段(第1速段)での同期回転速度よりも少し低く予め定められた所定回転速度に達したか否かによって判断される。そして、本ステップの判断が肯定される場合、続くSA13が実行される一方、本ステップの判断が否定される場合、再度SA11の判断に戻る。
第2スイープダウン実行手段128に対応するSA13は、先のSA12において同期が完了したと判断された場合および後述するSA14における判断が否定された場合に実行され、ブレーキB1の係合圧PB1が連続的に低下させられ、ブレーキB1は完全に解放された状態にされる。なお、SA13においては、ブレーキB1の係合圧PB1は、その時点のブレーキB1の係合圧PB1から連続的に低下する指示が行われるものであって、SA12の判断が肯定されてSA13が実行される場合には、前記第2スイープダウン実行手段128における第1の制御が実行される。また、SA14の判断が否定されてSA13が実行される場合には、前記第2スイープダウン実行手段128における第2の制御が実行される。
SA14においては、SA11において運転者の減速意図がなくなったと判断された場合において、その減速意図がなくなった時刻が、SA10におけるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正から予め定められた所定時間内であったかが判断される。そして、本ステップの判断が肯定された場合、すなわち、運転者の減速意図がなくなったのが、SA10におけるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正から前記予め定められた所定時間内であった場合には、続くSA15が実行される一方、本ステップの判断が否定された場合、すなわち、運転者の減速意図がなくなったのがSA10におけるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正から前記予め定められた所定時間を経過した後であった場合には、上記SA13が実行される。
第2スイープダウン実行手段128に対応するSA15は、先のSA14における判断が肯定された場合に実行され、ブレーキB1の係合圧PB1がスイープダウンさせられ、ブレーキB1は完全に解放された状態にされる。なお、SA15においては、ブレーキB1の係合圧PB1は、SA10による増大補正が行われる前のブレーキB1の係合圧PB1の値からスイープダウンする指示が行われるものであって、前記第2スイープダウン実行手段128における第3の制御が実行される。
図13は、急速排圧手段130に対応する作動を表すフローチャートである。この図13のルーチンは、前記図12のフローチャート実行中において、割り込みにより所定の周期ごとに繰り返し実行される。以下、本ルーチンの作動を説明する。SB1においては、車両の車速Vが、前記予め定められた所定値以下となっていないかが判定される。そして、本ステップの判断が肯定される場合、すなわち車両の車速Vが、前記予め定められた所定値以下となっている場合には、ヒルホールド現象が発生し得る状況であるとして、続くSB2が実行される一方、本ステップの判断が否定される場合、すなわち車両の車速Vが、前記予め定められた所定値を上回っている場合には、本ルーチンはそのまま終了させられ、図12のフローチャートの続きが実行される。
続くSB2においては、ブレーキB1の係合圧PB1が、より急速に低下させられる。例えば、第2スイープダウン実行手段128によるブレーキB1の係合圧PB1の低下よりも速い速度で低下させるという意である。具体的には例えば、ブレーキB1の係合圧PB1のためのソレノイドバルブSL5(図7参照)に対し、第2スイープダウン実行手段128によるブレーキB1の係合圧PB1の低下よりもより速い速度で低下させるような設定したり、あるいは、ピストンストロークエンド圧以下の圧力を出力するように指示する。
図14は、本実施例の適用された自動変速機10の第2速段から第1速段への変速の実行時におけるタービン回転速度NTおよび解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1の指令値の時間変化を表したタイムチャートである。
時刻t1においては、変速判断手段102(SA1)による第2速段から第1速段への変速が判断され、変速制御手段100が実行される。そして、待機圧算出手段106(SA2)により解放される係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1の待機圧PB1Wが算出され、待機圧実行手段118(SA3)によってブレーキB1の待機圧PB1が前記PB1Wとされる。このとき、時刻t1からt2までの間は、前記ブレーキB1の係合圧PB1の追従を速めるため、待機圧PB1Wよりも小さい値とする指示がされる、クイックドレーン処理が行われる。
続いて、時刻t3においては、ブレーキB1の係合圧PB1が、待機圧PB1Wとなってから所定時間が経過したことによって、第1スイープダウン実行手段120(SA4)が実行され、ブレーキB1の係合圧PB1が徐々に低下させられる。
時刻t4においては、イナーシャ相開始判定手段110(SA5)によって、トルクコンバータ32のタービン回転速度NTに変化が生ずるイナーシャ相の開始が判定され、さらに、イナーシャ相開始時係合圧補正手段122(SA6)によって、ブレーキB1の係合圧PB1が第2の所定値α2だけ階段状(例えばステップ状)に上昇させられる。
その後時刻t4からt5までの間は、差回転算出手段112により差回転NTdiffが算出されると共に、算出された差回転NTdiffの微小単位時間当たりの変化量であるdNTdiff/dtが算出され、これらの値に基づいて、ブレーキB1の係合圧PB1が、変速進行制御手段124(SA7)によって変速が止まる事がないように調整される。そして、例えば前記差回転NTdiffが予め定められた所定の値を下回ったことなどにより変速の進行度が所定の値まで進んだと判断されるまで、変速進行制御手段124(SA7)による制御が行われる。
続いて、減速意図判定手段114(SA9)によって、例えばブレーキペダル54が踏まれているなどにより、運転者に減速の意図があるかが判定される。減速の意図があると判定されると、同期予測手段116により変速後の変速段への同期の完了までに要する時間が予測される。そして、その予測された同期の完了時より前である時刻t5において、同期時係合圧補正手段126(SA10)により、ブレーキB1の係合圧PB1が第1の所定量α1だけ階段状(例えばステップ状)に上昇させられる。
その後、引き続き運転者の減速の意図があると判定され(SA11)、変速が進行し、時刻t6においてトルクコンバータ32のタービン回転速度NTが変速後のギヤ段(第2速段)の同期回転速度の所定量だけ下回った回転速度に達したことにより、イナーシャ相が終了し、同期が完了したと判断されると(SA12)、ブレーキB1の係合圧PB1は連続的に低下させられ、ブレーキB1が完全解放させられる。
以上のように、本実施例によれば、車両用自動変速機の変速制御装置に相当する電子制御装置90は、前記変速の同期に先立って、下降中の入力回転速度NINを一旦上昇させてそれに続く下降中にワンウェイクラッチF1を同期させるために、前記解放側係合要素の係合圧を第1の所定量だけ増大補正させる同期時係合圧補正手段126を有するので、自動変速機10の入力軸回転速度NINの勾配を出力軸回転速度NOUTに変速後の変速段である第1速段の変速比γ1を乗じた回転速度の勾配により近づけることができ、そのため、変速ショックの発生を低減することができる。
また、本実施例によれば、解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1は階段状に増大するように補正されることにより、第1の所定量α1だけ増大させられる。
また、本実施例によれば、前記第1の所定量α1は、車両の減速の度合いを表す車両の減速度、車両に設けられたトルクコンバータ32のタービンの回転速度NTの変化量dNT/dt、車両の速度である車速V、エンジンのアイドル回転速度、エンジンのアイドルトルク、変速後の自動変速機の変速段における出力軸回転速度と自動変速機の入力軸の回転速度の差である差回転の変化量、および、自動変速機の入力トルクの少なくとも1つにもとづいて決定されるので、前記第1の所定量α1は、変速実行時の車両の状態をあらわし、かつ測定可能な指標に基づいて決定される。
また、本実施例によれば、車両用自動変速機の制御装置に相当する電子制御装置90は、前記変速中に運転者の減速意図があるか否かを判定する減速意図判定手段をさらに有し、前記同期時係合圧補正手段126による解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正は、前記減速意図判断手段114により運転者の減速意図があると判断された場合にのみ前記解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が行われることから、たとえば、車両の減速中に変速が実行され、変速実行中に出力軸回転速度NOUTが増加することで、変速実行中の自動変速機の入力軸回転速度NINと出力軸回転速度NOUTとの差が増加し、逆にショックが発生しやすくなることを防止できる。
また、本実施例によれば、車両用自動変速機の制御装置に相当する電子制御装置90は、変速中に運転者の減速意図があるか否かを判定する減速意図判定手段114を有する。そして、同期時係合圧補正手段126により解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧126の増大補正が行われた後に前記減速意図判定手段114により運転者の減速意図がなくなったと判定された場合に、前記解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1が、前記ブレーキB1が解放させられるように連続的に低下させられることから、速やかに変速が進行させられ、前記解放側係合要素であるブレーキB1のもつトルク容量が過剰となって変速進行が遅くなることを防止できるとともに、遅れて変速ショックが発生することを防止する。
また、本実施例によれば、同期時係合圧補正手段126による解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正が行われた直後においては、係合圧の指令値は上昇しているものの実際の係合圧はその応答遅れから指令値まで上昇していないため、前記増大補正が行われた直後において減速意図判定手段114により運転者の減速意図がなくなったと判断された場合には、解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を増大補正前の係合圧から連続的に減少させることにより、より速やかに変速の進行を行うことができ、前記解放側係合要素のもつトルク容量が過剰となって変速進行が遅くなることを防止できるとともに、遅れて変速ショックが発生することを防止する。
また、本実施例によれば、減速意図判定手段114において、前記運転者の減速意図はブレーキペダル54がオンとされていることに基づいて判定されるので、運転者の減速意図は容易に検出され得る。
また、本実施例によれば、車両用自動変速機の制御装置に相当する電子制御装置90は、変速におけるイナーシャ相開始時に、解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を第2の所定量α2だけ増大補正するイナーシャ相開始時係合圧補正手段122をさらに有するので、油圧の応答遅れを考慮することができ、解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1が一気に低下したことを原因とする車両の変速ショックや、解放側係合要素であるブレーキB1のトルク容量の制御性の低下を防止することができる。
また、本実施例によれば、車両用自動変速機の制御装置に相当する電子制御装置90は、イナーシャ相開始時係合圧補正手段122による解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正により、解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1が上昇した後において、変速の進行度を表す指標にもとづいて係合圧PB1を、変速が止まったり後退したりすることの内容に調節する変速進行制御手段124をさらに有するので、変速の進行が極端に遅くなったり戻ったりすることが防止できる。
また、本実施例によれば、前記変速の進行を表す指標とは、変速後の自動変速機の変速段である第1速段における出力軸回転速度NOUTと自動変速機10の入力軸の回転速度NINの差である差回転NTdiff、該差回転の微小単位時間あたりの変化量dNTdiff/dt、およびトルクコンバータのタービン回転速度NTの少なくとも1つであり、容易に検出可能な値に基づいて、変速の進行を表すことができる。
また、本実施例によれば、車両用自動変速機の制御装置に相当する電子制御装置90は、変速において、解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1が実際に低下させられる直前の係合圧である待機圧PB1Wを、車両の走行状態を表す指標にもとづいて設定する待機圧設定手段106をさらに有するので、変速点のばらつきやエンジントルクのばらつきを保証することができ、変速ショックの防止のための制御のロバスト性が向上する。
また、本実施例によれば、前記車両の走行状態を表す指標とは、前記車両の車速V、および車両に設けられたトルクコンバータ32のすべり量NTslip、すなわちエンジン回転速度NEとタービン回転速度NTとの差の少なくともいずれか一方であるので、車両用自動変速機10の入力トルクが検出でき、前記車両用自動変速機10の入力トルクに応じた待機圧PB1Wが設定される。
また、本実施例によれば、車両用自動変速機の制御装置に相当する電子制御装置90は、変速の実行中において、車速Vが所定値以下となった場合に、解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1をより急速に低下させる急速排圧手段をさらに有するので、たとえば登坂路において、解放側係合要素であるブレーキB1が完全に解放しきっていない状態で、該完全に解放しきっていない解放側係合要素であるブレーキB1のみで車両の全荷重を担い、車両が前記登坂路で停止させられるヒルホールド状態が生じ、前記解放側係合要素であるブレーキB1の負荷が高くなるのを防止することができる。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、変速進行制御手段124は、差回転NTdiffおよびその微小単位時間当たりの変化量であるdNTdiff/dtとに基づいてブレーキB1の係合圧PB1が連続的に低下させられたが、これに代えて、若しくはこれに加えて、トルクコンバータ32のタービン回転速度NTに基づいてブレーキB1の係合圧PB1を連続的に低下させてもよい。
また、本実施例においてトルクコンバータ32のタービン回転速度NTが用いられたが、これと1対1の関係にあって変換可能な数値、例えば入力軸回転速度センサ84によって検出される自動変速機10の入力軸22の回転速度NINなどが前記タービン回転速度NTに代えて用いられても良い。
また、本実施例においては、イナーシャ相開始時係合圧補正手段122および同期時係合圧補正手段126によるブレーキB1の係合圧PB1の増大補正は、係合圧PB1の指令値が1段のステップ状になるように行われたが、これに限られず、多段のステップ状、すなわち階段状であってもよい。
また、本実施例においては、変速制御手段100には、図8に示すような各手段が含まれていたが、少なくとも変速の同期前に解放側係合要素であるブレーキB1の係合圧PB1を第1の所定量α1だけ増大補正する同期時係合圧補正手段126(SA10)があれば、本発明の目的である、ワンウェイクラッチの係合に伴う変速ショックの低減は達成することが可能である。
その他、一々例示はしないが、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。
本発明が好適に適用される車両用自動変速機の構成を説明する骨子図である。 図1の自動変速機において複数の変速段を成立させる際の係合要素の作動を説明する作動表である。 図1の自動変速機に備えられた第1変速部および第2変速部の各回転要素の回転速度を直線で表すことができる共線図である。 図1の自動変速機などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。 図4のシフトレバーの操作位置を説明する図である。 図4の電子制御装置の変速制御において用いられる変速線図の一例を示す図である。 図4の油圧制御回路の要部を説明する図である。 図4の電子制御装置の制御機能の要部すなわち解放側係合要素を解放しかつワンウェイクラッチを解放状態から締結状態にすることにより行う変速に際しての制御作動を説明する機能ブロック線図である。 変速における同期完了前後のタービン回転速度の変化の様子を示した図である。 変速実行中において運転者による減速の意図がなくなった場合のタービン回転速度と変速後ギヤ段同期回転速度の変化の様子を示した図である。 変速実行中において、同期時係合圧補正手段126による係合圧の増大補正の直後に運転者による減速の意図がなくなった場合の第2スイープダウン実行手段による係合圧の指令値を示した図である。 図4の電子制御装置によるダウン変速制御の要部を説明するフローチャートである。 図12のフローチャートの実行中に割り込み実行されるルーチンを説明するフローチャートである。 図4の電子制御装置によるダウン変速制御作動の一例として2速→1速ダウンシフトにおける係合側の油圧式摩擦係合装置に対応する油圧指令値とタービン回転速度NTを説明するタイムチャートである。
符号の説明
10:車両用自動変速機
54:ブレーキペダル
90:電子制御装置(車両用自動変速機の変速制御装置)
126:同期時係合圧補正手段
114:減速意図判定手段
122:イナーシャ相開始時係合圧補正手段
124:変速進行制御手段
128:待機圧設定手段
130:急速排圧手段
B1:ブレーキ(解放側係合要素)
F1:ワンウェイクラッチ

Claims (9)

  1. 複数の係合要素およびワンウェイクラッチを選択的に係合させることによりギヤ比の異なる複数のギヤ段を成立させる車両用自動変速機において、車両の減速時に解放側係合要素を解放しかつ前記ワンウェイクラッチが解放状態から締結することにより変速を行う車両用自動変速機の変速制御装置であって、
    前記ワンウェイクラッチが解放状態から締結することによる変速の同期に先立って、自動変速機の同期直前の入力軸回転速度を出力軸回転速度に前記自動変速機の変速後の変速段の変速比を乗じた回転速度に近づけるために、前記解放側係合要素の係合圧を第1の所定量だけ増大補正させる同期時係合圧補正手段と、
    前記変速中に運転者の減速意図があるか否かを判定する減速意図判定手段とを有し、
    前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた後に前記減速意図判定手段により運転者の減速意図がなくなったと判定された場合には、変速後の変速段への同期前であっても前記解放側係合要素の係合圧を前記解放側係合要素が解放させられるように連続的に減少させる一方、前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた後に前記減速意図判定手段により運転者の減速意図があると判定された場合には、変速後の変速段への同期の完了後に前記解放側係合要素の係合圧を前記解放側係合要素が解放させられるように連続的に減少させることを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。
  2. 前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正は、前記係合圧を階段状に増大させるものである請求項1に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  3. 前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正は、前記減速意図判定手段により運転者の減速意図があると判定された場合に行われるものである請求項1または2に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  4. 前記同期時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正が行われた直後に、前記減速意図判定手段により運転者の減速意図がなくなったと判断された場合には、前記解放側係合要素の係合圧を、増大補正前の係合圧から連続的に減少させるものである請求項に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  5. 前記減速意図判定手段において、前記運転者の減速意図はブレーキペダルがオンとされていることに基づいて判定される、請求項乃至のいずれか1に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  6. 前記変速におけるイナーシャ相開始時に、前記解放側係合要素の係合圧を第2の所定量だけ増大補正するイナーシャ相開始時係合圧補正手段を、さらに有する請求項1乃至のいずれか1に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  7. 前記イナーシャ相開始時係合圧補正手段による解放側係合要素の係合圧の増大補正により、前記解放側係合要素の係合圧が上昇した後において、前記変速の進行度を表す指標にもとづいて前記係合圧を、変速が止まったり後退することのないように調節する変速進行制御手段を、さらに有する請求項に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  8. 前記変速において、前記解放側係合要素の係合圧が実際に低下させられる直前の係合圧である待機圧を、車両の走行状態を表す指標にもとづいて設定する待機圧設定手段を、さらに有する請求項1乃至のいずれか1に記載の車両用自動変速機の制御装置。
  9. 前記変速の実行中において、車速が所定値以下となった場合に、前記解放側係合要素の係合圧をより急速に低下させる急速排圧手段を、さらに有する、請求項1乃至のいずれか1に記載の車両用自動変速機の制御装置。
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