JPH01188751A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、自動変速機の変速制御装置に関するものであ
る。

（ロ）従来の技術 自動変速機として例えば特開昭６２− ６２０４７号に示されるような前進４速のものがある。

この自動変速機は、ワンウェイクラッチと、このワンウ
ェイクラッチと直列に連結されたフォワードクラッチと
、ワンウェイクラッチ及びフォワードクラッチに対して
並列に連結されたオーバーランニングクラッチと、を有
している。

フォワードクラッチはすべての前進変速段、すなわち第
１速、第２速、第３速及び第４速で締結される。ワンウ
ェイクラッチは第１速、第２速及び第３速で締結される
が、第４速では自由状態となる。一方、オーバーランニ
ングクラッチはＤレンジでは締結されることはなく、エ
ンジンブレーキが必要な場合の第１速、第２速及び第３
速で締結される。従って、Ｄレンジにおける第１速、第
２速及び第３速においては、常にフォワードクラッチ及
びワンウェイクラッチを介して回転力の伝達が行われる
状態にある。このような構成とすることにより第３速と
第４速との間の変速のタイミングの調整が容易となる。

（ハ）発明が解決しようとする課題 しかし、上記のような自動変速機の場合、第１速、第２
速及び第３速間の変速の際に常にワンウェイクラッチを
介して回転力の伝達が行われているため、特にスロット
ル全閉状態におけるアップシフト変速、すなわち第１速
→第２速、第１速→第３速、及び第２速→第３速の場合
に、ワンウェイクラッチから打撃音が発生するという問
題点がある。すなわち、上記のような変速の場合、変速
が開始されるとエンジン回転速度が低下を開始し、同時
にワンウェイクラッチに作用していたトルりがなくなり
、ワンウェイクラッチは自由状態となる。次いでエンジ
ン回転速度が目標とする変速段に対応する状態まで低下
すると、−時的にワンウェイクラッチにトルクが作用し
、次いで変速の完了と共にコーステイング状態となるた
めワンウェイクラッチは再び自由状態となる。このよう
な変速の際の各要素の変化状態を第９図に示す。上記の
ように変速の途中で自由状態にあるワンウェイクラッチ
に対して一時的にトルクが作用するため、ワンウェイク
ラッチに衝撃が作用し打撃音が発生する。この打撃音は
運転フィーリング上好ましくないものである。

このような問題点を解決するために、特願昭６１−２４
２００７号では、変速の間−時的にワンウェイクラッチ
と並列に設けられたクラッチを締結させる技術が示され
ている。すなわち、スロットル全閉でのアップシフト変
速の場合に上記クラッチを一時的に締結させる。これに
より変速中にトルクの作用方向が変化しても打撃音を発
生することが防止される。しかしながら、この変速制御
装置では、アイドルスイッチ（アクセルペダル全開時に
オンとなるスイッチ）によってパワーオフ状態（非エン
ジンドライブ状態）を検出するように構成されていたの
で、アイドルスイッチの取付状態の調整が適切でない場
合やアクセルペダルを比較的ゆっくりと戻した場合など
にアイドルスイッチがオンとならない可能性があり、こ
のような場合には上記クラッチが締結されないので従来
と同様の問題を発生する。本°発明は、このような問題
点を解決することを目的としている。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、人力軸と出力軸との回転速度比からパワーオ
フ状態を検出することにより上記問題点を解決する。す
なわち、本発明による自動変速機の変速制御装置は、遊
星歯車組の連結状態を切換える締結要素として、ワンウ
ェイクラッチと、ワンウェイクラッチと直列に連結され
た第１クラッチと、ワンウェイクラッチ及び第１クラッ
チに対して並列に連結された第２クラッチとを有し、第
１クラッチを締結させた状態のままで行われるアップシ
フト変速が存在し、第２クラッチの作動状態はソレノイ
ドのオン・オフに応じて切換られる油圧切換弁によって
制御される自動変速機を対象にしたものであり、自動変
速機の人力軸回転速度を検出する人力軸回転速度センサ
ーと、自動変速機の出力軸回転速度を検出する出力軸回
転速度センサーと、両センサーからの信号に基づいて人
力軸と出力軸との回転速度比を算出する回転速度比演算
手段と、変速時における回転速度比の変化から自動変速
機にエンジンからの駆動力が作用しているかどうかを判
定する判定手段と、第１クラッチを締結させたままで行
われるアップシフト変速が開始されることを判断するア
ップシフト判断手段と、アップシフト判断手段が上記ア
ップシフト変速が開始されることを判断しかつ判定手段
が自動変速機にエンジンからの駆動力が作用していない
ことを検出したときにはソレノイドを第２クラッチを締
結させる方向に所定時間だけ作動させるソレノイド駆動
手段と、を有することを特徴としている。なお、かっこ
内は後述の実施例の対応する部材を示す。

（ホ）作用 アップシフト判断手段が所定のアップシフト変速が開始
されることを判断し、かつ判定手段がパワーオフ状態を
検出したときには、ソレノイド駆動手段によってソレノ
イドが例えばオンとされ、第２クラッチが締結される。

第２クラッチが締結されるとワンウェイクラッチを通す
ことなく回転力の伝達が行われる状態となり、すなわち
ワンウェイクラッチが締結されたのと同様の状態となり
、変速途中でトルクの作用方向が逆転してもワンウェイ
クラッチが自由状態から締結状態となることはなく、打
箪音の発生が防止される。

（へ）実施例 第２図に、オーバドライブ付き前進４速後退１速の自動
変速機の動力伝達機構を骨組図として示す。この動力伝
達機構は、トルクコンバータ１０を介してエンジン出力
軸１２からの回転力が伝えられる人力軸１３、ファイナ
ルドライブ装置へ駆動力を伝える出力軸１４、第１遊星
歯車組１５、第２遊星歯車組１６、リバースクラッチ１
８、ハイクラッチ２０、フォワードクラッチ２２、オー
バーランニングクラッチ２４、ローアンドリバースブレ
ーキ２６、バンドブレーキ２８、ローワンウェイクラッ
チ２９、及びフォワードワンウェイクラッチ３０を有し
ている。なお、トルクコンバータ１０はロックアツプク
ラッチ１１を内蔵している。第１遊星歯車組１５は、サ
ンギアＳ１と、インターナルギアＲ１と、両ギアＳ１及
びＲ１と同時にかみ合うビニオンギアＰ１を支持するキ
ャリアＰｃｔとから構成されており、また遊星歯車組１
６は、サンギアＳ２と、インターナルギアＲ２と、両ギ
アＳ２及びＲ２と同時にかみ合うピニオンギアＰ２を支
持するキャリアＰＣ２とから構成されている。キャリア
Ｐｃｔはハイクラッチ２０を介して入力軸１３と連結可
能であり、またサンギアＳ１は、リバースクラッチ１８
を介して人力軸１３と連結可能である。キャリアＰｃｔ
はフォワードクラッチ２２及びこれに直列に連結された
フォワードワンウェイクラッチ３０を介して、又はフォ
ワードクラッチ２２及びフォワードワンウェイクラッチ
３０に並列に配置されたオーバーランニングクラッチ２
４を介してインターナルギアＲ２とも連結可能である。

サンギアＳ２は人力軸１３と常に連結されており、また
インターナルギアＲ１及びキャリアＰＣ２は出力軸１４
と常に連結されている。ローアンドリバースブレーキ２
６はキャリアＰｃｔを固定することが可能であり、また
バンドブレーキ２８はサンギアＳ１を固定することが可
能である。ローワンウェイクラッチ２９は、キャリアＰ
ｃｔの正転（エンジン出力軸１２と同方向の回転）は許
すが逆転（正転と逆方向の回転）は許さない向きに配置
しである。

上記動力伝達機構は、クラッチ１８．２０．２２及び２
４、ブレーキ２６及び２８を種々の組み合わせで作動さ
せることによって遊星歯車組１５及び１６の各要素（Ｓ
ｌ、Ｓ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｐｃｔ、及びＰＯ２）の回転状
態を変えることができ、これによって人力軸１３の回転
速度に対する出力軸１４の回転速度を種々変えることが
できる。クラッチ１８．２０１２２及び２４、及びブレ
ーキ２６及び２８を第３図のような組み合わせで作動さ
せることにより、前進４速後退１速を得条ことができる
。なお、第３図中０印は作動しているクラッチ及びブレ
ーキを示し、α１及びα２はそれぞれインターナルギア
Ｒ１及びＲ２の歯数に対するサンギアＳ１及びＳ２の歯
数の比であり、またギア比は出力軸１４の回転数に対す
る人力軸１３の回転数の比である。

第４図に上記動力伝達機構の作動を制御する油圧制御装
置を示す。この油圧制御装置は、プレッシャーレギュレ
ータバルブ４０、プレッシャーモデイファイアバルブ４
２、ライン圧ソレノイド４４、モディファイア圧アキュ
ムレータ４６、パイロットバルブ４８、トルクコンバー
タリリーフバルブ５０、ロックアツプコントロールバル
ブ５２、第１シヤトルパルプ５４、ロックアツプソレノ
イド５６、マニアルバルブ５８、第１シフトバルブ６０
、第２シフｉ・バルブ６２、第１シフトソレノイド６４
、第２シフトソレノイド６６、サーボチャージャーバル
ブ６８．３−２タイミングバルブ７０．４−２リレーバ
ルブ７２．４−２シークエンスバルブ７４、ファースト
レデューシングバルブ７６、第２シヤトルバルブ７８、
オーバーランニングクラッチコントロールバルブ８０、
オーバーランニングクラッチソレノイド８２、オーバー
ランニングクラッチレデューシングバルブ８４．１−２
アキユムレータ８６．２−３アキユムレータ８８．３−
４アキユムレータ９０、Ｎ−Ｄアキュムレータ９２、ア
キュムレータコントロールバルブ９４、フィルター９６
などを有しており、これらは互いに図示のように接続さ
れており、また前述のトルクコンバータ１０（なお、こ
れにはロックアツプクラッチ１１のアプライ室１１ａ及
びレリーズ室１１ｂが形成されている）、フォワードク
ラッチ２２、ハイクラッチ２０、バンドブレーキ２８（
なお、これには２速用アプライ室２８ａ、３速用レリー
ズ室２８ｂ、及び４速用アプライ室２８ｃが形成されて
いる）、リバースクラッチ１８、ローアンドリバースブ
レーキ２６、及びオーバーランニングクラッチ２４とも
図示のように接続されており、更にフィードバックアキ
ュムレータ３２を備えた可変容量ベーン型のオイルポン
プ３４、オイルクーラ３６、前部潤滑回路３７、及び後
部潤滑回路３８とも図示のように接続されている。これ
らのバルブについての詳細な説明は省略する。

説明を省略した部分については特開昭６２−６２０４７
に記載されているものと同様である。

第５図にソレノイド４４．５６．６４．６６及び８２の
作動を制御するコントロールユニット３００を示す。コ
ントロールユニット３００は、入力インターフェース３
１１、基準パルス発生器３１２、ｃｐｕ　（中央処理装
置）３１３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３１４、Ｒ
ＡＭ　（ランダムアクセスメモリ）３１５及び出力イン
ターフェース３１６を有しており、これらはアドレスバ
イ３１９、データバス３２０によって連絡されている。

このコントロールユニット３００には、人力軸回転速度
センサー３０１、出力軸回転速度センサー３０２、スロ
ットル開度センサー３０３、セレクトポジションスイッ
チ３０４、キックダウンスイッチ３０５、アイドル不イ
ッチ３０６、フルスロットルスイッチ３０７、油温セン
サー３０８などからの信号が人力されている。一方、シ
フトソレノイド６４及び６６、オーバーランニングクラ
ッチソレノイド８２、ロックアツプソレノイド５６、及
びライン圧ソレノイド４４に信号が出力される。

コントロールユニット３００では第６図に示すような制
御が実行される。まず、スロットル開度センサー３０３
からスロットル開度信号を読み込み（ステップ１００）
、次いで出力軸回転速度センサー３０２から車速信号を
読込み（同１０２）、次いで読み込んだスロットル開度
信号及び車速信号をあらかじめ設定しである変速パター
ンと比較し、現在の運転状態、における適切な変速段位
置を決定する（同１０４）。次いで、決定された変速段
が現在の実際の変速段と一致しているかどうか、すなわ
ち変速が必要かどうかを判断する（同１０６）。変速を
必要としない場合には現在の作動状態を維持しく同１０
８）、リターンする。変速を必要とする場合には変速の
種類の識別を行う（同１１０）。すなわち、１−２変速
、２−３変速、３−４変速などのいずれの変速であるか
を識別する。次いで、識別された変速の種類に応じて変
速指令信号を出力する（同１°１１）。次いで、指令さ
れた変速が１−２変速、！−３変速、及び２−３変速の
いずれかであるかどうかを判断しく同１１２）、上記変
速以外の場合はリターンし、上記変速の場合にはパワー
オフであるかどうかを判断する（同１１４）。このステ
ップ１１４は第７図に示すサブルーチンにより行われる
が、これについては後述する。パワーオンの場合にはリ
ターンし、パワーオフの場合にはソレノイド８２をオン
とする信号を所定時間ｔの間出力する（同１１６）。

上述のステップ１１４に相当するサブルーチンでは、第
７図に示すように、まず人力軸回転速度（タービン回転
速度）ＮＴを読込み（同６０２）、次いで出力軸回転速
度Ｎ。を読込み（同６０４）、両者の比Ｒを算出する（
同６０６）。次いで回転速度比Ｒが変速開始時のギア比
よりも小さいかどうかを判断する（同６０８）。Ｒが変
速開始時のギア比よりも小さい場合にはパワーオフと判
定しく同６１０）、リターンする。上述の流れ以外の場
合には、パワーオンと判定する。

結局、上記制御により、１−２変速、１−３変速及び２
−３変速のいずれかの変速が行われ、かつパワーオフの
場合には、ソレノイド８２が所定時間ｔの間オンとされ
、オーバーランニングクラッチ２４に油圧が供給される
。これによりオーバーランニングクラッチ２４が所定時
間ｔだけ締結されることになる。オーバーランニングク
ラッチ２４が締結されると、これを通して回転力の伝達
が行われることになり、ワンウェイクラッチ３０は締結
されたのと同じ状態となる。従って、変速中トルクの伝
達方向が変化してもトルクはオーバーランニングクラッ
チ２４を通して伝達されるため、ワンウェイクラッチ３
０が自由状態から締結状態に変化することはなく、打撃
音の発生が防止される。上述のパワーオフの判定は入力
軸１３と出力軸１４との回転速度比に基づいて行われる
。すなわち、足離しシフトアップ変速が行われた場合、
出力軸１４側からの駆動が不可能であると、エンジンの
回転速度が低下し、入力軸１３側の回転速度が出力軸側
の回転速度よりも相対的に低下し、ワンウェイクラッチ
３０が空転状態となる。従って、人力軸１３と出力軸１
４との回転速度比Ｒが低下することになる。これに基づ
いてパワーオフであることを判定する。変速の際のソレ
ノイド８２のオン・オフ状態、エンジン回転速度の変化
状態、トルクの変化状態、フォワードワンウェイクラッ
チ３０のインナーレースとアウターレースとの相対回転
、オーバーランニングクラッチ２４の油圧の状態などを
第８図に示す。

オーバーランニングクラッチ２４が締結されることによ
り変速中にインナーレースとアウターレースとの相対回
転が発生しないためトルクの伝達方向が変化しても打撃
音を発生することはない。これは前述の第９図に示した
ものと比較すれば明らかである。

なお、変速中ソレノイド８２をオンとする所定時間ｔは
上記３つの変速のすべてについて一定にすることもでき
、また変速ごとに適切な時間を設定することもでき、更
に車速などの運転条件に応じて可変にすることもできる
。

（ト）発明の詳細 な説明してきたように、本発明によると、ワンウェイク
ラッチを作用させた変速段間のアップシフト変速の際、
パワーオフの場合にはワンウェイクラッチと並列に配置
されたクラッチを締結するようにしたので、変速の際の
ワンウェイクラッチの打撃音の発生を防止することがで
きる。

しかもパワーオフの判定は人力軸と出力軸との回転速度
比によって行うようにしたので、スロットル全閉スイッ
チ（アイドルスイッチ）を用いる場合と比較して確実な
作動を得ることができ信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成要素間の関係を示す図、第２図は
無段変速機の動力伝達機構を示す図、第３図は各締結要
素の作動の組合せを示す図、第４図は油圧回路を示す図
、第５図は無段変速機の制御装置を示す図、第６図は制
御フローを示す図、第７図はパワーオフ判定のサブルー
チンを示す図、第８図は変速の際の各要素の変化状態を
示す図、第９図は従来の変速の際の各要素の変化状態を
示す図である。 ２２・・・フォワードクラッチ、２４・・・オーバーラ
ンニングクラッチ、３ｏ・・・フォワードワンウェイク
ラッチ、８２・・・ソレノイド、３００・・・コントロ
ールユニット、３０１・・・人力軸回転速度センサー、
３０２・・・出力軸回転速度センサー。 特許出願人　　日産自動車株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 遊星歯車組の連結状態を切換える締結要素として、ワン
   ウェイクラッチと、ワンウェイクラッチと直列に連結さ
   れた第１クラッチと、ワンウェイクラッチ及び第１クラ
   ッチに対して並列に連結された第２クラッチとを有し、
   第１クラッチを締結させた状態のままで行われるアップ
   シフト変速が存在し、第２クラッチの作動状態はソレノ
   イドのオン・オフに応じて切換られる油圧切換弁によっ
   て制御される自動変速機の変速制御装置において、 自動変速機の入力軸回転速度を検出する入力軸回転速度
   センサーと、自動変速機の出力軸回転速度を検出する出
   力軸回転速度センサーと、両センサーからの信号に基づ
   いて入力軸と出力軸との回転速度比を算出する回転速度
   比演算手段と、変速時における回転速度比の変化から自
   動変速機にエンジンからの駆動力が作用しているかどう
   かを判定する判定手段と、第１クラッチを締結させたま
   まで行われるアップシフト変速が開始されることを判断
   するアップシフト判断手段と、アップシフト判断手段が
   上記アップシフト変速が開始されることを判断しかつ判
   定手段が自動変速機にエンジンからの駆動力が作用して
   いないことを検出したときにはソレノイドを第２クラッ
   チを締結させる方向に所定時間だけ作動させるソレノイ
   ド駆動手段と、を有することを特徴とする自動変速機の
   変速制御装置。