JP4892570B2

JP4892570B2 - 車両用自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP4892570B2
Application number: JP2009022508A
Authority: JP
Inventors: 威人藤田; 正一谷澤; 正明高松
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2009-02-03
Filing date: 2009-02-03
Publication date: 2012-03-07
Anticipated expiration: 2029-02-03
Also published as: JP2010180903A

Description

本発明は、複数の油圧係合要素の選択作動で複数の変速段を確立する車両用自動変速機の制御装置に関する。

後進走行レンジで比較的に高速で後進走行していた車両が、後進走行レンジから前進走行レンジにシフトチェンジした場合、１速クラッチおよび２速クラッチを同時に係合して１速変速段および２速変速段を同時に確立することで車両の後進走行を制動し、その後に２速クラッチを係合解除して１速変速段へとキックダウンすることで１速定常状態に移行させるものが、下記特許文献１により公知である。

特開平１０−１０３４６３号公報

ところで上記従来のものは、後から［発明を実施するための形態］の欄で図１１に基づいて詳述するように、後進走行レンジから前進走行レンジにシフトチェンジした後の１速変速段および２速変速段の同時確立状態から１速変速段にシフトダウンしたとき、慣性で車両が依然として後進走行状態にある場合があり、このような場合に１速変速段の過剰な駆動力によって駆動輪が激しくスリップして商品性を損ねたり、１速変速段を確立するクラッチに大きな負荷が加わって耐久性が低下したりする可能性があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、後進走行レンジから前進走行レンジへのシフトチェンジ時における駆動輪の過剰スリップを抑制してトランスミッションの油圧係合要素の保護を図ることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、複数の油圧係合要素の選択作動で複数の変速段を確立する車両用自動変速機の制御装置であって、車速を検出する車速検出手段と、シフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段と、後進走行レンジからニュートラルレンジを経て前進走行レンジにシフトチェンジされたときに、後進走行レンジにおける車速が第１閾値を上回り、かつニュートラルレンジにおける車速が一度も第２閾値を下回らなかった場合に、前進走行レンジにおいて車両が後進走行状態にあると判定する後進走行状態判定手段と、前進走行レンジでの後進走行状態において、車速に基づいて前進走行レンジの変速段を決定する後進時変速段決定手段と、前記後進走行状態判定手段が前進走行レンジにおいて車両が後進走行状態にあると判定したとき、前進走行レンジにおける変速段を制御するインギヤ制御手段とを備える車両用自動変速機の制御装置において、前記車速検出手段で検出した車速に基づいて遅延時間を設定する遅延時間設定手段を備え、前記インギヤ制御手段は、前記後進走行状態判定手段が前進走行レンジにおいて車両が後進走行状態にあると判定したときに、前記後進時変速段決定手段が最初に決定した変速段からのシフトダウンを、前記遅延時間設定手段が設定した遅延時間が経過するまで禁止することを特徴とする車両用自動変速機の制御装置が提案される。

尚、実施の形態の１速クラッチＣ１、２速クラッチＣ２およびリバースクラッチＣ３は本発明の油圧係合要素に対応する。

一般に車両の車速検出手段は前進車速および後進車速を区別せずに検出するため、後進走行レンジでの高速後進走行中からニュートラルレンジを経て前進走行レンジにシフトチェンジしたとき、その後進車速に対応する前進変速段（例えば２速変速段）が確立してしまい、その後に車両の後進車速が低下してくると、前記２速変速段から１速変速段にシフトダウンが行われるため、車両が未だ後進走行しているにも関わらずに１速変速段が確立してしまい、その過剰な駆動力で駆動輪がスリップして商品性を損ねたり、自動変速機の１速変速段用の油圧係合要素の耐久性を低下させたりする可能性がある。

しかしながら、請求項１の構成によれば、シフトレンジ検出手段が、後進走行レンジからニュートラルレンジを経て前進走行レンジにシフトチェンジされたことを検出したときに、後進走行状態判定手段が前進走行レンジにおいて車両が後進走行状態にあると判定すると、前進走行レンジにおける変速段を制御するインギヤ制御手段は、後進時変速段決定手段が最初に決定した変速段からのシフトダウンを、遅延時間設定手段が設定した遅延時間が経過するまで禁止するので、前進走行レンジでの後進走行状態が終わって車両が停止するまで例えば１速変速段へのシフトダウンが禁止される。これにより、シフトダウンによる過剰な駆動力で駆動輪がスリップして商品性を損ねたり、自動変速機の油圧係合要素の耐久性を低下させたりするのが防止される。特に、遅延時間設定手段は車両の後進走行時の車速に基づいて遅延時間を設定するので、車両の後進走行状態が終わる適切なタイミングでシフトダウンを許可することができる。

オートマチックトランスミッションのスケルトン図。変速制御ＥＣＵのブロック図（クレーム対応図）。実施の形態の作用説明図。メインルーチンのフローチャート。メインルーチンのステップＳ１のサブルーチンのフローチャート。メインルーチンのステップＳ２のサブルーチンのフローチャート。メインルーチンのステップＳ３のサブルーチンのフローチャート。遅延時間の設定手法の説明図。車速から遅延時間を検索するマップを示す図。インギヤ時における第１、第２速クラッチの作動制御の説明図。従来例の作用説明図。

以下、図１〜図１０に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は自動車用のオートマチックトランスミッションＴの一部を示すスケルトン図であって、オートマチックトランスミッションＴは、相互に平行に配置されたメインシャフト１１、カウンタシャフト１２およびアイドルシャフト１３を備える。メインシャフト１１にはエンジンＥの駆動力がトルクコンバータ１４を介して入力され、カウンタシャフト１２の駆動力はファイナルドライブギヤ１５からファイナルドリブンギヤ１６およびディファレンシャルギヤ１７を介して前輪である駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

メインシャフト１１にはメイン１速−リバースギヤ１８およびメイン２速ギヤ１９が固設されるとともに、カウンタシャフト１２にはカウンタ１速ギヤ２０およびカウンタ２速ギヤ２１が相対回転自在に支持され、メイン１速−リバースギヤ１８はカウンタ１速ギヤ２０に噛合し、メイン２速ギヤ１９はカウンタ２速ギヤ２１に噛合する。カウンタ１速ギヤ２０およびカウンタ２速ギヤ２１は、例えば湿式多板クラッチよりなる１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２を介してカウンタシャフト１２に選択的に結合可能である。

アイドルシャフト１３には第１リバースアイドルギヤ２２が固設されるとともに、第２リバースアイドルギヤ２３が相対回転自在に支持されており、第２リバースアイドルギヤ２３は例えばドグクラッチよりなるリバースクラッチＣ３によりアイドルシャフト１３に結合可能である。第１リバースアイドルギヤ２２はメイン１速−リバースギヤ１８に噛合し、第２リバースアイドルギヤ２３はカウンタシャフト１２に固設したカウンタリバースギヤ２４に噛合する。

尚、図１において、３速変速段以上の変速段を構成する構造は省略してある。

１速変速段を確立すべく、１速クラッチＣ１を係合してカウンタ１速ギヤ２０をカウンタシャフト１２に結合すると、エンジンＥの駆動力がトルクコンバータ１４→メインシャフト１１→メイン１速−リバースギヤ１８→カウンタ１速ギヤ２０→１速クラッチＣ１→カウンタシャフト１２→ファイナルドライブギヤ１５→ファイナルドリブンギヤ１６→ディファレンシャルギヤ１７を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

２速変速段を確立すべく、２速クラッチＣ２を係合してカウンタ２速ギヤ２１をカウンタシャフト１２に結合すると、エンジンＥの駆動力がトルクコンバータ１４→メインシャフト１１→メイン２速ギヤ１９→カウンタ２速ギヤ２１→２速クラッチＣ２→カウンタシャフト１２→ファイナルドライブギヤ１５→ファイナルドリブンギヤ１６→ディファレンシャルギヤ１７を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

リバース速変速段を確立すべく、リバースクラッチＣ３を係合して第２リバースアイドルギヤ２３をアイドルシャフト１３に結合すると、エンジンＥの駆動力がトルクコンバータ１４→メインシャフト１１→メイン１速−リバースギヤ１８→第１リバースアイドルギヤ２２→アイドルシャフト１３→第２リバースアイドルギヤ２３→カウンタリバースギヤ２４→カウンタシャフト１２→ファイナルドライブギヤ１５→ファイナルドリブンギヤ１６→ディファレンシャルギヤ１７を介して逆回転で駆動輪Ｗ，Ｗに伝達される。

図２は、オートマチックトランスミッションＴの変速制御を司る電子制御ユニットＵブロック図であって、電子制御ユニットＵは後進走行状態判定手段Ｍ１と、後進時変速段決定手段Ｍ２と、インギヤ制御手段Ｍ３と、遅延時間設定手段Ｍ４とを備える。

四輪の車輪速に基づいて車速を検出する車速センサＳａは、後進走行状態判定手段Ｍ１、後進時変速段決定手段Ｍ２および遅延時間設定手段Ｍ４に接続され、前進走行レンジ、ニュートラルレンジおよび後進走行レンジを検出するシフトレンジ検出手段Ｓｂは、後進走行状態判定手段Ｍ１に接続される。また後進走行状態判定手段Ｍ１は、後進時変速段決定手段Ｍ２、インギヤ制御手段Ｍ３および遅延時間設定手段Ｍ４に接続され、後進時変速段決定手段Ｍ２および遅延時間設定手段Ｍ４は、インギヤ制御手段Ｍ３に接続され、インギヤ制御手段Ｍ３はオートマチックトランスミッションＴに接続される。

次に、後進走行レンジ（Ｒレンジ）での後進走行状態からニュートラルレンジ（Ｎレンジ）を経て前進走行レンジ（Ｄレンジ）にシフトチェンジすることで前進走行状態に移行する際の、インギヤ制御について説明する。

図１１は従来例の問題点を示すもので、後進走行レンジで後進走行していた車両が、時刻ｔ１に後進走行レンジから前進走行レンジにシフトチェンジしたとする。このとき、車速は例えば１０ｋｍ／ｈと比較的に高く、アクセルペダルはそれ以後もずっと最大開度であるとする。このような場合、後進走行レンジから前進走行レンジにシフトチェンジしても車両は慣性で後進走行状態を続けるため、時刻ｔ１に１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２が同時に係合して１速変速段および２速変速段が同時に確立し、車両の後進走行を制動する。

続く時刻ｔ２に速クラッチＣ２を係合解除して２速変速段から１速変速段にキックダウンし、時刻ｔ３に１速定常状態になるが、このとき未だ車両は後進走行状態にあるため、１速変速段の過剰な駆動力によって駆動輪Ｗ，Ｗが激しく空転する。時刻ｔ４に車両はようやく後進走行状態を脱するが、このとき駆動輪Ｗ，Ｗはまだ空転状態にあって車両は前進できずに停止状態にある。その後に、車両は駆動力Ｗ，Ｗを空転させながら前進走行状態に移行する。

特に、時刻ｔ３から時刻ｔ４までの間は、車両が後進走行しているにも関わらず、１速変速段が確立して強い駆動力で駆動輪Ｗ，Ｗを前進方向に駆動するため、１速クラッチＣ１に大きな負荷が加わって耐久性に悪影響を与える可能性がある。

一方、本実施の形態では、図３に示すように、時刻ｔ１に１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２が同時に係合して１速変速段および２速変速段が同時に確立し、車両の後進走行を制動するが、その状態がタイマ制御で車両がほぼ停止するまで継続する。そして車両がほぼ停止した時刻ｔ２に２速変速段から１速変速段にキックダウンし、時刻ｔ３に１速定常状態になるが、このとき車両は既に完全に停止した状態にあって駆動輪Ｗ，Ｗが路面をグリップしているため、車両はスムーズに前進走行に移行することができる。

このように、本実施の形態によれば、車両が後進走行状態にあるときに前進１速変速段が確立して駆動輪Ｗ，Ｗが前進方向に激しくスリップする状態が回避されるため、１速クラッチＣ１に大きな負荷が加わって耐久性が低下するのを防止することができる。

以下、その作用を、図４〜図７のフローチャートに基づいて説明する。

先ず図４のメインルーチンのフローチャートにおいて、ステップＳ１で後進走行判定処理を行い、ステップＳ２で変速マップ選択処理を行い、ステップＳ３でインギヤ制御処理を行う。

図５は前記ステップＳ１（後進走行判定処理）のサブルーチンを示すもので、先ずステップＳ１１でシフトレンジ検出手段Ｓｂにより検出したシフトレンジが後進走行レンジであり、ステップＳ１２で後進変速段が確立しており、ステップＳ１３で車速検出手段Ｓａで検出した車速Ｖが第１閾値ＹＶａを上回っていれば、ステップＳ１４で後進判定フラグＦＲＥＶを「１」にセットする。

前記ステップＳ１１でシフトレンジが後進走行レンジでなく、ステップＳ１５でシフトレンジがニュートラルレンジであり、ステップＳ１６で車速Ｖが第２閾値ＹＶａを下回ったならば、ステップＳ１７で後進判定フラグＦＲＥＶを「０」にセットする。

よって、後進走行レンジでＶ＞ＹＶａになって後進判定フラグＦＲＥＶ＝「１」になると、ニュートラルレンジでＶ＜ＹＶｂにならない限り、後進判定フラグＦＲＥＶ＝「１」に維持されるため、後進走行レンジからニュートラルレンジを経て前進走行レンジにシフトチェンジされたときに、後進判定フラグＦＲＥＶ＝「１」であれば、車両が後進走行中であると判定することができる。これにより、車輪の回転方向を識別できない通常のセンサを用いながら、車両の前進および後進を判定することができる。

図６は前記ステップＳ２（後進走行判定処理）のサブルーチンを示すもので、先ずステップＳ２１でシフトレンジが前進走行レンジであり、ステップＳ２２で後進判定フラグＦＲＥＶ＝「１」でなければ、後進走行レンジから前進走行レンジにシフトチェンジしたときに車両が通常どおり前進していると判定され、ステップＳ２３でオートマチックトランスミッションＴの変速マップとして通常マップを選択する。一方、前記ステップＳ２２で後進判定フラグＦＲＥＶ＝「１」であれば、後進走行レンジから前進走行レンジにシフトチェンジしたときに車両が所定値以上の速度で後進していると判定され、ステップＳ２４でオートマチックトランスミッションＴの変速マップとして後進対策用マップを選択する。

図７は前記ステップＳ３（インギヤ制御処理）のサブルーチンを示すもので、先ずステップＳ３１で後進対策用マップが選択されていて、後進走行レンジから前進走行レンジにシフトチェンジしたときに、車両が所定値以上の速度で後進走行していると判定されると、ステップＳ３２で遅延タイマをセットする。

図３から明らかなように、遅延タイマは１速変速段および２速変速段が同時に確立した状態が終了する時期である時刻ｔ２（つまり２速変速段→１速変速段のキックダウンが開始される時刻）を、車両の後進走行がほぼ終了するまで遅延するものである。この遅延時間は、後進走行時における車両の後進速度に応じて算出される。

図８に示すように、車両の後進車速Ｖが決まると、その車両の持つ運動エネルギーは車体質量をＭとしてＭＶ²／２により算出される。この運動エネルギーが、車両の走行抵抗および車体において発生する抵抗により消費されたとき、車両の後進走行が停止すると推定されるため、車両の後進走行が停止するまでの時間（つまり遅延タイマのセット時間）を算出することができる。尚、車体において発生する抵抗には、車両のオートマチックトランスミッションＡ等で発生する抵抗に加えて、タイヤのスリップによる抵抗も含まれる。

上述したように、車両の持つ運動エネルギーは車速Ｖの二乗に比例するため、図９に示すように、車速Ｖから遅延タイマの設定時間を検索するマップの特性は概ね放物線状となる。

図７に戻り、後進対策用マップが選択されて１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２が同時に係合を開始した瞬間にカウントダウンを開始した遅延タイマが、ステップＳ３３でタイムアップして車両がほぼ停止したものと推定され、かつステップＳ３４で１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２が共に完全係合したことが確認されると、つまり車両がほぼ停止状態になったことが確認されると、ステップＳ３５でインギヤ制御を終了し、ステップＳ３６で後進判定フラグＦＲＥＶを「０」にセットする。その結果、それ以後は前進走行用の通常マップが選択されて前進走行レンジにおける通常のシフトチェンジが行われる。

図１０は、後進走行レンジから前進走行レンジへのシフトチェンジ時における１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２の作動状態を示すもので、時刻ｔ１にニュートラルレンジから前進走行レンジにシフトチェンジが行われると、１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２が係合を開始して差回転が次第に減少し、時刻ｔ２に１速クラッチＣ１および２速クラッチＣ２が最大容量で係合する。その結果、１速変速段および２速変速段が増時に確立し、駆動輪Ｗ，Ｗに大きな制動力を付加することで車両の後進速度が低下する。時刻ｔ３に車両が略停止状態になると、２速クラッチＣ２が係合解除して１速クラッチＣ１が係合状態に維持され、１速変速段が確立する。このとき、車両はすでに後進走行状態を脱して停止状態にあるため、１速変速段が確立しても駆動輪Ｗ，Ｗが激しくスリップすることはなく、係合状態にある１速クラッチＣ１の過負荷による耐久性低下を回避することができる。

しかも、後進走行状態から前進走行状態への移行時に駆動輪Ｗ，Ｗの過剰なスリップが防止されるので商品性が高まるだけでなく、エンジンＥがストールする可能性も減少する。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、オートマチックトランスミッションＴの構造は、図１に示すものに限定されるものではない。

Ｃ１１速クラッチ（油圧係合要素）
Ｃ２２速クラッチ（油圧係合要素）
Ｃ３リバースクラッチ（油圧係合要素）
Ｍ１後進走行状態判定手段
Ｍ２後進時変速段決定手段
Ｍ３インギヤ制御手段
Ｍ４遅延時間設定手段
Ｓａ車速検出手段
Ｓｂシフトレンジ検出手段
ＹＶａ第１閾値
ＹＶｂ第２閾値

Claims

複数の油圧係合要素（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）の選択作動で複数の変速段を確立する車両用自動変速機の制御装装置あって、
車速（Ｖ）を検出する車速検出手段（Ｓａ）と、
シフトレンジを検出するシフトレンジ検出手段（Ｓｂ）と、
後進走行レンジからニュートラルレンジを経て前進走行レンジにシフトチェンジされたときに、後進走行レンジにおける車速（Ｖ）が第１閾値（ＹＶａ）値を上回り、かつニュートラルレンジにおける車速が一度も第２閾値（ＹＶｂ）を下回らなかった場合に、前進走行レンジにおいて車両が後進走行状態にあると判定する後進走行状態判定手段（Ｍ１）と、
前進走行レンジでの後進走行状態において、車速（Ｖ）に基づいて前進走行レンジの変速段を決定する後進時変速段決定手段（Ｍ１）と、
前記後進走行状態判定手段（Ｍ２）が前進走行レンジにおいて車両が後進走行状態にあると判定したとき、前進走行レンジにおける変速段を制御するインギヤ制御手段（Ｍ３）と、
を備える車両用自動変速機の制御装置において、
前記車速検出手段（Ｓａ）で検出した車速に基づいて遅延時間を設定する遅延時間設定手段（Ｍ４）を備え、
前記インギヤ制御手段（Ｍ３）は、前記後進走行状態判定手段（Ｍ１）が前進走行レンジにおいて車両が後進走行状態にあると判定したときに、前記後進時変速段決定手段（Ｍ２）が最初に決定した変速段からのシフトダウンを、前記遅延時間設定手段（Ｍ４）が設定した遅延時間が経過するまで禁止することを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。