JPH01238749A - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は自動変速機の変速制御装置、特に自動変速機の
動力源をパワーオフ状態へ移行したことにともなうアッ
プシフト変速をスムーズに行わせるための変速制御装置
に関するものである。

（従来の技術） 自動変速機は変速歯車機構の各種摩擦要素（フランチや
ブレーキ等）を選択的に作動させて所定変速段を選択し
、作動する摩擦要素を変更することにより他の変速段へ
の変速を行う。

ところで自動変速機の動力源をパワーオフ状態に切換え
た時、例えば第１２図に実線で示すような変速パターン
（便宜上アップシフト線のみを示す）上のＸ点からエン
ジンスロットル開度（Ｔ）Ｉ）を全閉して（アクセルペ
ダルから足を離して）Ｙ点に至るような切換え時、自動
変速機は第１速から第２速へのアップシフトを判定し、
対応する１→２アツプシフト変速を行う。このような足
離しアップシフト変速は変速歯車機構の出力回転（車速
）に対し入力回転が変速機のギヤ比を考慮した値に一致
するシンクロ時に実行されないと、変速機出力トルクが
零であることもあってディファレンシャルギヤ等のバッ
クラッシュに起因した歯車打音やガクガク振動を発生す
る。

そこで本願出願人は先に特願昭６１−２８２２５２号に
より、変速歯車機構の入出力回転数間の比で表わされる
ギヤ比が設定値に達した時に、対応するアップシフト変
速を行うようにした変速制御装置を提案済である。

この装置は第１３図の足離し１→２アツプシフト変速に
ついて述べると、以下の如くに機能する。

瞬時ｔ、のスロントル全閑にともなう１→２アップシフ
ト判定以後、エンジン回転数Ｎえ、トルクコンバータの
タービン回転数（変速機入力回転数）ＮＴ及び変速機出
力回転数Ｎ、　　（図面では第２速変速後のギヤ比１．
１６９を考慮した値Ｎ。Ｘｌ、１６９を示した）が夫々
実線の如くに変化したとすると、変速歯車機構の見掛は
上のギヤ比ｇ−Ｎｔ／Ｎｏは実線の如くに低下する。こ
のギヤ比ｇが設定値ｇ。

迄低下した瞬時Ｌ２よりシフトソレノイドＡのＯＦＦに
より２速選択圧Ｐ２を実線の如く上昇させて１→２アツ
プシフト変速を行い、ＮＴ＝ＮＯＸｌ、１６９、ｇ　＝
１．１６９となして当該変速を終了する。よってこの変
速は常時確実に、入力回転数Ｎ、が出力回転数Ｎ。に対
し変速後のギヤ比１．１６９を考慮した値Ｎ。Ｘｌ、１
６９にほぼ一致した時に実行されることとなり、この時
変速機出力トルクが実線図示の如＜零であってもディフ
ァレンシャルギヤ等のバックラッシュに起因した歯車打
音やガクガク振動の発生を防止できる。

（発明が解決しようとする課題） しかしかかる構成では、動力源（エンジン）及びトルク
コンバータのバラツキや経時変化、或いはエンジンの暖
機運転等に原因して、エンジン回転数Ｎ、及びタービン
回転数Ｎ１が第１３図中点線で示す如く所定の低下を示
さない場合、ギヤ比ｇが点線で示す如く設定（！ｇ＋迄
低下し得す、点線の如くシフトソレノイドＡのＯＮ→Ｏ
ＦＦ切換えがなされないため、上記のアンプシフト変速
が実行されない。

この問題解決のためには、第１４図の如く足離しアップ
シフト判定瞬時ｔ１からの経過時間Ｔが設定時間Ｔ、に
なる瞬時ｔ３にシフトソレノイドＡを強制的にＯＮ→Ｏ
ＦＦ切換えして点線の如くにライン圧Ｐ、迄上昇する２
速選択圧Ｐ２により対応する１→２変速を強制的に実行
させることが考えられる。

しかしこの強制変速を行わせると、ギヤ比ｇが変速後ギ
ヤ比（第１４図では１．１６９）から大きく離れている
時の変速であるため、当該変速時作動されることとなっ
た摩擦要素を滑らせながら通常よりゆっくり締結する必
要があるにもかかわらず、当該摩擦要素の作動油圧が通
常通りでは摩擦要素の締結が急に過ぎ大きな変速ショッ
クを生ずる。つまりこの様子を第１４図により説明する
と、瞬時む。

より変速機入力回転数Ｎアが点線で示す如く象、速にＮ
。Ｘｌ、１６９へ向は低下し、それにともない変速機出
力トルクも点線で示す如くにピークトルクを持ったもの
となり、これが大きな変速ショックの原因となる。

（課題を解決するための手段） づ− 本発明は、上記の通り強制変速させるのみでなく、この
時の変速をショックなしに行わせようとするもので、第
１図に概念を示す如く、変速歯車機構の各種摩擦要素を
選択的に作動させて所定変速段を決定し、作動する摩擦
要素の変更により他の変速段への変速を行い、変速歯車
機構の動力源がパワーオフ状態へ移行したことによるア
ンプシフト判定後、変速歯車機構の入出力回転数間の比
で表わされるギヤ比が設定値に達した時に、対応するア
ップシフト変速を行うようにした自動変速機において、
前記アップシフト判定後の経過時間を計測する計時手段
と、この経過時間が設定時間となる時前記アップシフト
変速を強制的に開始させる強制変速手段と、この変速中
、作動されることとなった摩擦要素の作動圧を低下させ
る作動圧低下手段とを設けたことを特徴とする。

（作　用） 変速歯車機構は各種摩擦要素を選択的に作動されて所定
変速段を選択し、この変速段で供給動力を増減速して出
力する。そして変速歯車機構は、作動される摩擦要素の
変更により他の変速段へ変速される。

そして、変速歯車機構の動力源がパワーオフ状態へ移行
したことによるアンプシフト判定後は、ギヤ比が設定値
に達した時に、対応するアップシフト変速を実行する。

従って、当該変速時出力トルクが零であると難も、ギヤ
のバックラッシュにともなう歯車打音やガクガク振動を
生ずることのない変速制御を得ることができる。

ところでこのアップシフト判定後ギヤ比が設定値迄低下
せず、上記の変速がなされない状態では、上記アップシ
フトシフト判定後の経過時間を計測している計時手段に
応答し強制変速手段が、アップシフト判定後設定時間の
経過時に対応するアップシフト変速を強制的に開始させ
る。よって、足離しアンプシフト変速が実行されないま
まになるのを防止することができる。

そしてこの変速中、作動圧低下手段が当該変速時作動さ
れることとなった摩擦要素の作動圧を低下する。このた
め、当該摩擦要素は滑りながら通常よりゆっくり締結さ
れることとなり、ギヤ比が変速後ギヤ比から大きく離れ
ている時の変速であると難も、変速機入力回転数を徐々
に変速機出力回転数に対応した値に持ち来たす（ギヤ比
を徐々に変速後ギヤ比に一致させる）ことができ、大き
な変速ショックの発生を防止することができる。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。

第２図は本発明変速制御装置を内蔵した自動車のパワー
トレーン制御系を示し、ｌは電子制御燃料噴射エンジン
、２は自動変速機、３はディファレンシャルギヤ、４は
駆動車輪である。

エンジン１はエンジン制御用コンピュータ５を具え、こ
のコンピュータには、エンジン回転数Ｎ。

を検出するエンジン回転センサ６がらの信号、車速■を
検出する車速センサ７からの信号、エンジンスロットル
開度ＴＨを検出するスロントルセンサ８からの信号、及
びエンジン吸入空気量Ｑを検出する吸入空気量センサ９
がらの信号等を入力する。

コンピュータ５はこれら入力情報を基に燃料噴射パルス
幅Ｔｐを決定してこれをエンジン１に指令したり、図示
しないが点火時期制御信号をエンジン１に供給する。エ
ンジン１は燃料噴射パルス幅Ｔ、に応じた量の燃料を供
給され、この燃料をエンジンの回転に調時して燃焼させ
ることにより運転する。

自動変速機２は昭６２年３月　日産自動車（株）発行ｒ
　ＲＥｄＲＯＩＡ型オートマチックトランスミッション
整備要領書Ｊ　　（Ａ２６１ＣＯ７）に記載されたもの
で、トルクコンバータ１０及び変速歯車機構１１をタン
デムに具え、トルクコンバータ１０を経てエンジン動力
を入力軸１２に入力する。軸１２への変速機入力回転は
変速歯車機構１１の選択変速段に応じ増減速されて出力
軸１３に至り、この出力軸よりディファレンシャルギヤ
３を経て駆動車輪４に達して自動車を走行させることが
できる。

変速歯車機構１１は入力軸１２から出力軸１３への伝動
経路（変速段）を決定するフランチやブレーキ等の各種
摩擦要素（図示せず）を内蔵し、これら作動されて所定
変速段を選択すると共に、作動される摩擦要素の変更に
より他の変速段への変速を行うものとする。

この変速制御のために変速制御用コンピュータ１４およ
びコントロールバルブ１５を設ける。コンピュータ１４
はコントロールバルブ１５内の変速制御用シフトソレノ
イドＡ、Ｂを選択的にＯＮＬ、これらシフトソレノイド
のＯＮ、　ＯＦＦの次表に示す組合せにより対応した変
速段が選択されるよう各種摩擦要素へ選択的にライン圧
ＰＬを供給して変速制御を司どる。

変速制御用コンピュータ１４はその他にコントロールバ
ルブ１５内のライン圧制御用デユーティソレノイド１６
を駆動デユーティＤによりデユーティ制御してコントロ
ールバルブ１５内のライン圧ＰＬ（第１０図の如くデユ
ーティＤの増大につれライン圧上昇）を所定通りに制御
するものとする。上記変速制御及びライン圧制御のため
コンピュータ１４には車速センサ７からの信号、スロン
トルセンサ８からの信号を夫々入力する他、軸１２の回
転数Ｎｔを検出する入力回転センサ１７からの信号及び
軸１３の回転数　Ｎｏを検出する出力回転センサ１８か
らの信号、並びにエンジン１のアクセルペダル釈放時（
ＴＨ＝０時）ＯＮするアイドルスイッチ１９からの信号
Ｉ、を入力する。

コンピュータ１４は第３図乃至第６図の制御プログラム
を実行して本発明に係わる変速制御を行う。

先ず例えば１０　ｍ５ｅｃ毎の定時割込みにより繰返し
実行される第３図のメインルーチンを説明するに、ステ
ップ２１．２２において車速■、スロットル開度Ｔｌ＋
、入力回転数Ｎ、及び出力回転数Ｎ。を読込み、ステッ
プ２３で変速歯車機構１１のギヤ比ｇ−ＮＴ／Ｎｏを演
算する、ステップ２４では、第１２図に対応するテーブ
ルデータ（但し、２→１，３→２゜４→３ダウンシフト
線を省略した）を基に車速■及びスロットル開度ＴＨか
ら変速段を決定し、ステップ２５でこの決定変速段が現
在の選択変速段と異なるか否かにより変速が必要か否か
を判別する。

変速が不要なら、ステップ２６でシフトソレノイドＡ、
ＢのＯＮ、　ＯＦＦ切換えをせず、現在の変速段を維持
する決定を行い、次のステップ２７でこの決定に従って
ソレノイド駆動信号をシフトソレノイドＡ、Ｂに出力し
、ステップ２８で後述する如くにライン圧ソレノイド１
６の駆動デユーティＤを決定してソレノイド１６に出力
する。

変速が必要なら、先ずステップ２９で現在の選択変速段
から回速への変速かを識別し、次のステップ３０で既に
変速中か否か、つまり変速判定後か否かをチエツクする
。変速判定前はステップ３１で変速判定後の経過時間を
計測するタイマＴをリセットし、変速判定後はステップ
３２でタイマＴをインクリメントすることにより変速判
定後の経過時間を計測する。

ステップ３３ではタイマＴの計測時間が設定時間１５以
上を示しているか否かをチエツクし、Ｔ〈Ｔ、ならステ
ップ３４．３５．２７により以下の如くに通常の変速制
御を行った後、ステップ２８で後述する通常のライン圧
制御を行う。

ステップ３４は変速を開始する時の判定基準となるギヤ
比設定値を第４図のサブルーチンによりテーブルルック
アップするもので、先ずステップ４１゜４２において前
記変速の種類（ステップ２９参照）から判るシフトソレ
ノイドＡ、Ｂの変速前状態及び変速後状態をセットする
。次でステップ４３．４４において、変速の種類毎のテ
ーブルデータ（第７図に１→２変連用のテーブルデータ
、第８図に第３速を経由する１→４変連用のテーブルデ
ータを例示する）を基にスロットル開度ＴＨ及びアイド
ル信号１．ｔからシフトソレノイドＡ用のギヤ比設定値
ｇ＋＋　ｇｚ及びシフトソレノイドＢ用のギヤ比設定値
ｇ’＋、　ｇａをテーブルルックアップする。

これらギヤ比設定値は変速に当すシフトソレノイドをＯ
Ｎ、　ＯＦＦ切換えすべき（変速を開始すべき）と判断
するためのギヤ比の基準値に対応する。なお、シフトソ
レノイドＡ、Ｂに夫々２種のギヤ比設定値ｇ＋＋　ｇ２
及びｇ３＋　８４を定めたのは、第８図の如く飛越し変
速に当り一旦中間の変速段を経由させることから、シフ
トソレノイドを例えばＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮのように切換
える必要があるためである。従って、飛越し変速でない
場合は例えば第７図に示す如く、ギヤ比設定値ｇ＋＋　
ｇｔを同じにし、ｇ＋＋　ｇｎも同じにする。

第３図中ステップ３５は上記のギヤ比設定値に対しギヤ
比ｇ（ステップ２３参照）がいかなるものかに応じ第５
図のサブルーチンにより、変速開始すべきか否かを（シ
フトソレノイドＡ、ＢのＯＮ。

ＯＦＦ’　）を以下の如くに決定するものである。

先ずステップ５１でアンプシフトかダウンシフトかを判
別し、アップシフトならステ・ンプ５２．５３でギヤ比
ｇが設定値　ｇ＋＋　ｇｚ以下になったか否かをチエツ
クする。ｇ　＞ｇ、の間はステップ５４でシフトソレノ
イＦＡの変速前状態（ステップ４１参照）をセントし、
ｇ≦ｇ１でもｇ＞ｇｚの間はステップ５５でシフトソレ
ノイドＡが変速前状態と逆になるようなＯＮ、　ＯＦＦ
切換えをセットし、ｇｚｇ２に至ってシフトソレノイド
Ａの変速後状態（ステップ４１参照）をセットする。

その後ステップ５７〜６１で、上記と同様ギヤ比ｇと設
定値ｇ：＋＋　ｇａとの比較によりシフトソレノイドＢ
の変速前状態又は反転状態、或いは変速後状態をセント
する。

又、ステップ５１でダウンシフトと判別する場合も前記
したと同様にして、ステップ６２〜７１によりシフトソ
レノイドＡ、Ｂの変速前状態、又は反転状態、或いは変
速後状態をセットする。

かようにシフトソレノイドＡ、Ｂの状態を決定した後に
、第３図中ステップ２７でセント状態を得るようシフト
ソレノイドＡ、Ｂにソレノイド駆動信号を出力する。

これにより自動変速機は第１２図に示す変速パターンに
対応して第１速、第２速、第３速又は第４速を自動的に
選択したり、シフト線（第１２図ではダウンシフト線を
省略した）を通過するような運転状態の変更時、対応す
る自動変速を行うことができる。そしてこの変速時、ギ
ヤ比ｇが設定値ｇＩ。

ｇｚ＋　ｇ：＋＋　ｇ４に達した時に変速を開始させる
ことから、変速機出力回転数（車速）に対し変速機入力
回転数が変速後のギヤ比を考慮した値となるシンクロ時
に変速が実行されることとなり、変速ショックを最低限
に抑え込むことができる。

第３図中ステップ３３でＴ≦Ｔ３と判別する場合、つま
り変速判定後設定時間Ｔｓが経過すると、ステップ３６
でシフトソレノイドＡ、ＢのＯＮ、　ＯＦＦを変速後状
態にすることを決定して対応する強制変速を指令し、ス
テップ３７で当該強制変速中本発明の目的を達成すべく
行うライン圧の変更を指令するフラグＰＬＦＬＧを１に
セントする。その後のステップ２７ではステップ３６の
指令に対応するようシフトソレノイドＡ、ＢのＯＮ、　
ＯＦＦを実行して強制変速を行わせ、ステップ２８でＰ
ＬＦＬＧ＝　１に呼応して後述の如くライン圧の変更を
行う。

かかる強制変速によれば、例えば第１３図中点線で示す
ように入力回転数ＮＴかなかなか低下せず、ギヤ比ｇが
設定値（第１３図ではｇ＋）に達しないため、変速がな
されない場合でも、この足離しアップシフト変速を第１
４図中実線で示す如く変速判定瞬時ｔ、から設定時間Ｔ
Ｓの経過瞬時ｔ３に確実に実行させることができる。

次に第３図中ステップ２８で実行されるライン圧制御を
説明するに、これは第６図のサブルーチンにより行う。

即ち、先ずステップ８１でライン圧変更フラグＰＬＦＬ
Ｇが１が否かを、つまり前記した強制変速がなされて変
速ショックが問題になるためライン圧を変更（低下）す
べきか否かをチエツクする。

ＰＬＦＬＧ　＝　Ｏならその必要がないから、ステップ
８２〜８５により通常のライン圧制御を以下の如くに行
う。即ち、ステップ８２で１→２変速か否かをチエツク
し、そうであればステップ８３で信号１ｄよりアイドル
スイッチ１９がＯＮ　（エンジンパワオフ中）か否かを
チエツクする。そして、ステップ８４（ニー１’？− ンジンパワーオフ中）又は８５（エンジンパワーオン中
）で第９図に例示した対応するテーブルデータからライ
ン圧ソレノイド１６の駆動デユーティＤをテーブルルッ
クアップして出力する。なお、ステップ８２で１→２変
速以外又は非変速中と判別する場合も夫々同様に対応す
るテーブルデータからライン圧ソレノイド駆動デユーテ
ィをテーブルルックアップして出力し、通常通りのライ
ン圧（Ｐ、）制御を行うことができる。

ステップ８１でＰＬＦＬＧ　＝　１と判別する強制変速
時、ステップ８６で１→２変速か否かを判別し、そうで
あればステップ８７で信号１ｄよりアイドルスイッチ１
９がＯＮ　（エンジンパワーオフ中）か否かをチエツク
する。そして、ステップ８８（エンジンパワーオフ中）
又は８９（エンジンパワーオン中）で第１０図に例示し
た対応するテーブルデータからライン圧ソレノイド１６
の駆動デユーティＤをテーブルルックアップして出力す
る。なお、ステップ８６で１→２以外の強制変速と判別
する場合も夫々同様に対応するテーブルデータからライ
ン圧ソレノイド駆動デユーティをテーブルルックアンプ
して出力し、強制変速用のライン圧（Ｐｔ）制御を行う
。

しかして、この強制変速が終了したところでステップ９
０は、ギヤ比ｇが変速後のギヤ比に一致することにより
、ステップ９１を選択し、ここでＰＬＦＩＧ−〇にする
。よって、その後は通常のライン圧制御ループ８２〜８
５に戻り、強制変速後のライン圧制御に支承をきたすこ
とはない。

ところで第９図及び第１Ｏ図を比較するに、アクセルペ
ダルを釈放した（ＴＩＩ＝Ｏの）エンジンパワーオフ中
のデユーティＤ（ライン圧ｐｔ　）は通常時（第９図）
より強制変速時（第１０図）の方を低くする。このよう
に強制変速時ライン圧を通常より低くすることにより第
１１図から明らかな如くアキュムレータ背圧（変速ショ
ック防止用に設けた図示せざるアキュムレータへの背圧
）　　ＰＡもその分低下し、第１４図の足離し強制御→
２アップシフト変速につき述べると、２速選択圧ｐｇ　
（摩擦要素の作動圧）が瞬時ｔ、から実線で示す如くゆ
るやかに上昇し、入力回転数Ｎ？及びギヤ比ｇの低下も
実線の如くゆるやかになって、同しく実線で示す変速機
出力トルク波形から明らかなように変速ションクを小さ
くすることができる。

なお、第９図及び第１０図のエンジンパワーオン中（Ｔ
Ｈ＜Ｏの）デユーティＤ（ライン圧ｐＬ）　は同じスロ
ットル開度でも通常時（第９図）より強制変速時（第１
０図）の方を大きくする。その理由は、かかるエンジン
パワーオン中の強制変速がエンジン出力トルクの過大に
ともなう変速不可能状態を解消するためのものであるか
ら、大きなエンジン出力トルクにライン圧を対応させる
ためである。

（発明の効果） かくして本発明変速制御装置は上述の如く、パワーオフ
状態への移行にともなうアンプシフト変速に当り対応す
る変速が実行され得ない状態で設定時間後当該変速を強
制的に行わせる時、摩擦要素の作動圧を低下させる構成
としたから、この変速時摩擦要素を滑らせながら通常よ
りゆっくり締結することとなり、強制変速のためギヤ比
が変速後ギヤ比から大きく離れている状態での変速と麹
も、大きな変速ショックが生ずるのを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明変速制御装置の概念図、第２図は本発明
装置の一実施例を示す車両用パワートレーンの制御シス
テム図、 第３図乃至第６図は夫々回倒における変速制御用コンピ
ュータの制御プログラムを示すフローチャート、 第７図（ａ）　、　（ｂ）は夫々１→２変連用ギヤ比設
定値の特性図、 第８図（ａ）　、　（ｂ）は夫々１→４変連用ギヤ比設
定値の特性図、 第９図及び第１０図は夫々通常時と強制変速時のライン
圧ソレノイド駆動デユーティを例示する線図、 第１１図は駆動デユーティに対するライン圧及びアキュ
ムレータ背圧変化特性図、 第１２図は自動変速機の変速パターン聞、第１３図は従
来装置による変速動作波形図、第１４図は本発明装置に
よる変速動作波形図である。 １・・・電子側ｊａ燃料噴射エンジン ２・・・自動変速機 ３・・・ディファレンシャルギヤ ４・・・駆動車輪 ５・・・エンジン制御用コンピュータ ６・・・エンジン回転センサ ７・・・車速センサ　　　　８・・・スロントルセンサ
９・・・吸入空気量センサ １０・・・トルクコンバータ １１・・・変速歯車機構 １４・・・変速制御用コンピュータ １５・・・コントロールバルブ Ａ、Ｂ・・・変速制御用シフトソレノイド１６・・・ラ
イン圧制御用デユーティソレノイド１７・・・入力回転
センサ １８・・・出力回転センサ １９・・・アイドルスイッチ 第３図 ５丁ＡＲ丁 （１０ｍｓｅｃ） 車ヤｔｖｚｖ’スロットル附１斐ＴＨ古奔ｔλｔケ　　
　　　２１人力　　　　　Δ学 ＮＯ睦込〃２２ 第４図 第７図 第８図 第９図 第用図 第１１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、変速歯車機構の各種摩擦要素を選択的に作動させて
   所定変速段を決定し、作動する摩擦要素の変更により他
   の変速段への変速を行い、変速歯車機構の動力源がパワ
   ーオフ状態へ移行したことによるアップシフト判定後、
   変速歯車機構の入出力回転数間の比で表わされるギヤ比
   が設定値に達した時に、対応するアップシフト変速を行
   うようにした自動変速機において、 前記アップシフト判定後の経過時間を計測する計時手段
   と、 この経過時間が設定時間となる時前記アップシフト変速
   を強制的に開始させる強制変速手段と、この変速中、作
   動されることとなった摩擦要素の作動圧を低下させる作
   動圧低下手段とを設けたことを特徴とする自動変速機の
   変速制御装置。