JPH02217660A - 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】 ［産業上の利用分野コ この発明は自動変速機の変速制御装置に関し、詳しくは
、変速機内部に使われる摩擦要素の耐久性の向上と走行
フィーリングの確保の改良に関する。

［従来の技術］ 自動変速機は、その内部に複数の変速段選択用のクラッ
チやブレーキ等の摩擦部材を内蔵しており、各変速段選
択用摩擦部材の作動を適宜に制御。

することにより所定の変速段が得られるようになってい
る。このような自動変速機において、複数の変速段選択
用の摩擦部材が同時に逆作動することによってシフトダ
ウン若しくはシフトアップが行われるようになったもの
がある。例えば、Ｄ（ドライブ）レンジ（１速〜４速）
での３速から２速へのシフト時の場合には、それまで３
速においてフロントクラッチが締結し、てセカンドブレ
ーキが解放されていたものが、フロント・クラッチを解
放しセカンドブレーキを締結することにより２速へシフ
トダウンされる９ このように、複数の変速段選択用の摩擦部材が同時に逆
作動することによってシフトダウン若しくはシフトアッ
プを行う場合、摩擦熱を効率良く放熱させ、摩擦部材を
保護する必要がある。

一方、摩擦部材の保護という観点ではないものの、自動
変速機内のトルクコンバータの作動流体の加熱化を防止
することにより作動流体の保護を目的とする技術に、特
公昭４８−２１７がある。

これは、作動流体の温度を検出し、それが高温にある時
は、変速ラインをより高速側にシフトさせることにより
、換言すれば、加速しても変速を遅らせることにより、
駆動力を増大し、トルクコンバータ内のずべりを抑え、
そのために発熱の増加が抑制されるというものである。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、この特公昭４８−２１７号では、作動流
体が高温時であれば変速ラインを全域に亙って高速側に
シフトしているために、低速側で変速されたときに変速
ショックが大きくなる傾向となり、走行フィーリングが
悪化するという問題を内包している。

そこで、本発明の目的は、流体温度が摩擦要素の耐久性
に影響を与えるような温度にあるときは、走行フィーリ
ングを悪化させない範囲で、自動変速機内の流体温度の
上昇を抑えることのできる変速制御装置を提案すること
にある。

（課題を達成するための手段及び作用）上記課題を達成
するための本発明の構成は第１Ａ図に示すように、摩擦
要素の係合若しくは解除により変速を自動的に行なう自
動変速機のための変速制御装置において、動力系に流れ
る流体の温度を検出する温度検出手段と、エンジン負荷
を検出する負荷検出手段と、動力系の回転数を検出する
回転数検出手段、これら検出手段の出力を受けて、検出
された流体温度が所定値以上であって、且つ、検出され
たエンジン負荷及び回転数の少なくとも一方が所定値以
上であることを判定する判定手段と、この判定手段の出
力を受け、上記条件が満足するときのみに、変速ライン
を、発生摩擦熱の熱量が低下する方向に変更する変速ラ
イン変更手段とを備えた事を特徴とする。

また、上記課題を達成するための他の構成は、第１Ｂ図
に示すように、摩擦要素の係合若しくは解除により変速
を自動的に行なう自動変速機のための変速制御装置にお
いて、動力系に流れる流体の温度を検出する温度検出手
段と、エンジン負荷を検出する負荷検出手段と、動力系
の回転数を検出する回転数検出手段と、これら検出手段
の出力を受けて、検出された流体温度が所定値以上であ
って、且つ、検出されたエンジン負荷及び回転数の少な
くとも一方が所定値以上であることを判定する判定手段
と、この判定手段の出力を受け、上記条件が満足すると
きのみに、エンジン出力を低下方向に制御する出力低下
手段とを備えた事を特徴とする。

（実施例） 以下添付図面を参照して、本発明を、ＦＦ式自動車の前
進４段、後進１段、そしてロックアツプ機構を備えた変
速機に適用した実施例を詳細に説明する。この実施例は
、自動変速機内の発生熱量を、オイル温度が高いときに
、低く抑えるという観点から構成されており、この発生
熱量の抑制のために、変速ラインを低速、高負荷側にシ
フトさせるもの（第１実施例）と、エンジンの出力を低
下方向に制御するもの（第２実施例）という２つの実施
例を含む。

く第１実施例〉 第２図に第１実施例システムの全体を示す。図中、１０
０は電子式自動変速機（以下、ＡＴ）であり、１．０１
はＡＴｉＯ３内を流れ、トルクコンバータから流出する
オイルを冷却するクーラである。クーラ１０１で冷却さ
れたオイルはＡ、　Ｔ　１．００内を通り、また、トル
クコンバータを通って再びクーラ１０１にリターンする
。１０２はＡＴｌｏｏ内の各種ブレーキ、クラッチを作
動させる油圧回路、１０３は油圧回路内の各種制御弁の
パイロット圧等を制御するためのソレノイド群である。

１２０はＡＴｌｏｏの制御回路（以下、ＡＴＣＰＵ）で
ある。このＣＰＵ１２０は後述の変速パターンを内蔵し
、主に、スロットルセンサ１１１から得るスロットル開
度信号ＴＶＯ１車速センサ１１２から得る車速信号ｖ等
に基づいて、ギア位置を現在の位置から変更する必要が
あるかを判断する。ギア位置はＣＰＵ１２０からソレノ
イド群１０３に出ツノされる信号ＳＱＬによって決まる
。即ち、周知のように、ある変速位置にあるためには、
所定のブレーキとクラッチが作動しなければならないが
、これらのブレーキとクラッチを駆動するための油圧回
路１０２内の制御弁（この制御弁は上記クラッチ、ブレ
ーキに対応する）のパイロット圧等を制御するために、
上記信号ＳＯＬ、が所定のソレノイドのデユーティ比を
変えるようにソレノイド群１０３に入力される。

また、ＣＰＵ１２０は、油温度センサ１１０が検知した
温度Ｔｏを入力し、この温度Ｔ。が高いか低いかで変速
パターンを変更するようになっている。尚、変速パター
ンについては、第５図で詳細に説明する。

第３図は、ＡＴｌｏｏの動力伝達機構のスケルトン図で
ある。第３図に示されたＡｒ１．ＯＯの伝達機構はＦＦ
式エンジンのための周知のものであり、その説明は省略
する。

次の表は、ギア位置（ＧＰ）やレンジとの関連において
各種クラッチやブレーキの作動状態を表わしたものであ
る。尚、表中、○はその摩擦要素が「作動状態」にある
ことを示し、■は作動状態にあるが、動力伝達には関与
していないことを示す。また、表中、摩擦要素として表
わした記号と第３図との対応を示すと、 Ｃ１；フォワードクラッチ１１、 Ｃ２：コーステイングクラッチ１２、 Ｃｓ：３−４クラツチ１３、 Ｃ４：リバースクラッチ１４、 Ｂ　、：２−４ブレーキ１５、 Ｂ２：ロー＆リバースブレーキ１６、 ＯＷＣ＋ワンウェイクラッチ１．１８ 第４図は実施例に係る変速制御の手順である。

ステップＳ１ではスロットル開度ＴＶＯを読み込み、ス
テップＳ２では車速■を読み込み、ステップＳ３では油
温度Ｔ０を読み込む。ステップＳ４では、油温度Ｔ。と
所定の基準温度値α（＝１２０’Ｃ：実験例）とを比較
する。この温度は、クラッチ、ブレーキ等の摩擦要素の
耐久性に影響を与えると考えられる温度として設定され
る。ステップ８４〜ステツプＳ６では、油温Ｔ０とαと
の大小関係により、即ち、ＡＴ内をαよりも高い温度の
オイルが流れているか否かで、第５図に示したパターン
Ａ（実線）とパターンＢ（点線）のいずれか一方の変速
ラインを選択する。即ち、油温が高ければパターンＢを
、低ければパターンＡを選択する。このように、パター
ンＡ若しくはＢを選択してステップＳ８．Ｓ９でＳＱＬ
信号を夫々のソレノイドに送り、この信号ＳＱＬに従っ
て夫々ソレノイドを駆動する。

第５図には、１速中２速、２速ｅ３３速、３速φ４速の
３組の変速パターンが示されている。そして、これらの
各組においては、夫々、パターンＡとＢとの２種類が設
定されている。各組についての、シフトパターンＡとＢ
とを比較すると、変速ライン上のある点（例えば、ＴＶ
Ｏ＋　、Ｖ＋　）を境にして低スロツトル開度（低負荷
）である（又は低車速である）領域（このような領域を
、以下、「低負荷等領域」と称す）ではＡとＢとは同じ
ライン上にのっているが、高スロットル開度（高負荷）
である（または高車速）領域（このような領域を、以下
、「高負荷等領域」と称す）では、パターンＢの方が低
車速且つ高負荷側（以下、「低車速等方向」と略す）に
シフトしている。換言すれば、この第５図に示されたパ
ターンの特徴は次の２点に集約される。即ち、■二上記
の変速ライン上のある点を境にして、「低負荷等領域」
では、高油温時であっても、変速パターンに実質上の変
更はない。

■：逆に、上記点を境にして、「高負荷等領域」では、
変速ラインは「低車速等方向」にシフトしているので、
高油温時に早目にシフトアップされることになる。

先ず、■による効果について説明する。■に示された高
温時に変速ラインを「低車速等方向ｊにシフトするよう
なパターンによると、アクセル操作に対して、変速動作
が、より高回転域のより低回転側で行なわれ、また、高
負荷領域でのさらに高負荷側で行なわれるようになり、
その結果、変速前後における摩擦要素間の係合部分間の
回転差が低回転側にシフトした分だけ小さくなり、その
結果、回転差に比例する発生熱量が減少し、高油温時の
クラッチ係合部のピーク温度を低く抑えることができる
のである。一方、■のような変速ラインの「低車速等方
向」へのシフトを「低負荷等領域」でも行なうこと、即
ち、変速ライン全体を「低車速等方向」にシフトするよ
うにすることは好ましくない。何故ならば、「低負荷等
領域」ではもともとエンジン回転数は低回転であるから
変速前後の回転差は少ないものであり、さらに変速ライ
ンを低回転方向にシフトする必要性は乏しく、逆に、動
力性や走行フィーリングの悪化の方が却って顕著になっ
てしまうからである。従って、「低負荷等領域」では良
好な動力性や走行フィーリングを維持するためにも、油
温の如何を問わず、変速ラインの「低車速等方向」への
シフトは行なわない方がよいのである。

尚、第５図には、シフトアップのラインが示されている
が、シフトダウンについても同じように「低車速等方向
」への変速ラインのシフトが行なわれるようにする。

次の表は、上述の変速ラインのシフトを実験して得た結
果をまとめたものである。ここで、実験は、高油温（Ｔ
、＝１２０°Ｃ）時のスロットル全開時において、２速
から３速へ変速するときに、摩擦クラッチ（第３図の３
−４クラツチ１３）の摩擦プレートに測温素子を埋め込
み、クラッチ板温度Ｔｃを測定する形で行なわれた。尚
、Ｔｏはオイルクーラ１０１からの出口での循環回路中
の油温であり、Ｔ、１．８はクラッチ板温度の最高値で
ある。また、表中の比較例とは、油温が基準値（＝１２
０°Ｃ）以下で、通常の変速を行なつた状態を言う。

表 Ｉ この実験結果からも分るように、油温が高温時に、変速
ラインを「低車速等方向」にシフトしないパターンで変
速を行なった時、即ち、高油温時にパターンＡで変速を
行なったときは、クラッチ板温度Ｔ　Ｃ，ａｘは２４３
°Ｃにも上昇したが、本実施例の変速ラインを「低車速
等方向」へのシフトを行なうようにすると、Ｔ　Ｃｍａ
ｘは２０８°Ｃという低温に維持された。上記表中の「
制御無し」と「比較例」とを比較すると、油ｉＮ＋　Ｔ
　ｏの上昇分３００Ｃがそのまま、Ｔｃ、−の上昇分に
なっている。ところが、「本実施例」と「比較例」とを
比較すると′、Ｔｏが３０’Ｃ上昇しているのに対し、
Ｔ　Ｃａａｘは逆に低下している。この結果は次のよう
に考察することができる。実験に使われたベーパ摩擦材
（この材料は現在汎用されている）からなる摩擦クラッ
チの係合時には、内部に浸透しているオイルかにじみ出
て失われたオイルを補給するかたちとなり、摩擦要素の
オイルによる冷却効果は余り望めない。しかしながら、
摩擦要素の係合時の部材の最高温度Ｔ　Ｃ５ａｘは、係
合前のオイル温度Ｔ０と温度上昇代の和ΔＴと Ｔ　Ｃｍａｘ　＝　Ｔ　Ｏ＋△Ｔ という関係にあるから、温度上昇代△Ｔを低く抑えるこ
とが肝要であり、変速ラインの「低車速等方向」へのシ
フトは、この温度上昇代△Ｔの低下に大きく寄与するの
である。そして、この温度上昇防止が、摩擦要素の耐久
性向上に大きく寄与するのである。

〈第２実施例〉 第１実施例は、高油温時には、変速ラインを「低車速等
方向」にシフトすることにより、変速前後の摩擦要素間
の回転差を減らして、温度上昇代△Ｔを低下させるとい
うものであった。この第２実施例は、高油温時には、点
火時期をより遅角側にシフトすることにより、エンジン
出力をより低下側に制御して、温度上昇代△Ｔを低下さ
せ摩擦要素の耐久性を高めるようにしている。

第６図はこの第２実施例のシステムのブロック図である
。第６図において、第１図と同じ要素には同じ番号を付
しである。第６図と第１図で異なる部分は、エンジン出
力を低下させるために、点火時期を制御するための手段
であるエンジン制御ＣＰＵ　１２１とＩＧタイミング発
生回路１２２並びにディストリビュータ２０１が付加さ
れていることである。また、ＣＰＵ１２０の制御手順は
第１実施例では第４図に示したものであったが、第２実
施例では第７Ａ図に示したものとなる。

第７Ａ図及び第７Ｂ図に、この第２実施例のエンジン出
力を点火時期制御により制御するための制御手順が示さ
れている。

第７Ａ図はＡＴＣＰＵ１２０の制御である。ステップＳ
２０では、スロットル間度ＴＶＯ１車速■を読み込み、
ステップＳ２１では現在の運転領域が変速が必要な領域
内にあるかを調べる。これは、例えば、ＴＶＯと■とを
、第５図のパターンＡとを比較することにより行なわれ
る。変速が必要であれば、ステップＳ２２で変速を行な
うために、所定のソレノイドを駆動する。

第７Ｂ図はＣＰＵ１２１による点火時期制御の手順を示
す。ステップＳ３０では、変速が開始されようとしてい
るかを調べる。これは、ＡＴＣＰ０１２０からの変速開
始信号をもらうことにより判断できる。変速が開始され
ようとしていると判断されたならば、ステップＳ３１で
、現在の油温Ｔ０と基準油温αとを比較する。もし、油
温が低ければ、エンジン出力を低下させる必要がないの
で、ステップＳ３４に進み、点火時期ＩＧは所定値ＩＧ
Ｏとする。

ＩＧ＝ＩＧ。

一方、油温Ｔ０が高いときはステップＳ３２に進む。こ
こで、運転領域が「高負荷等領域」にあるかを調べる。

即ち、 （外υデＴ　Ｖ　Ｏ。

を調べる。「高負荷等領域」にあるときは、ステップＳ
３３に進み、点火時期をより遅角側にするために、 Ｉ　Ｇ＝　Ｉ　Ｇ、＋δ とする。ここで、δは遅角補正量であり、油温Ｔｏ、車
速Ｖの関数であることが望ましい。この場合、油温Ｔ。

が高いほど、また車速Ｖが高いほど、温度上昇代△Ｔが
大きくなる可能性があるので、δを点火時期がより遅角
側となるような値とする。ステップＳ３５．Ｓ３６では
、遅角量から、エンジンの回転信号に同期した点火信号
を演算出力する。このような動作を、ステップＳ３７に
より、変速動作が完了するまで繰返す。

第８図は第２実施例による効果を図示したものである。

横軸はスロットル開度を、縦軸はクラッチプレート温度
Ｔ　ＣＩＩＩＩＫを示している。この結果によると、油
温の高低に関わらず、プレート温度Ｔ　Ｃｍａｗは摩擦
要素の耐久性に悪影響がでない温度以下に抑えられてい
る。これは、「高負荷等領域」　（ステップＳ３２でＹ
ＥＳ）において特にＴ　ｃ＋ｍａｘが高くなる傾向が現
われる筈のところを、この第２実施例では、点火時期を
遅角側にして、エンジン出力を抑えたことによる寄与が
大きい。

第８図で、斜線部分がエンジン出力低下によるＴ　ｃｍ
ａｘの低下分である。

また、第８図にも示すように、「低負荷等領域」では、
Ｔｃ、□自体が低いためにエンジン出力低下は必要でな
いから行なわないで、動力性能、運転フィーリングの確
保の維持を重視した。これにより、摩擦要素の耐久性の
向上と走行フィーリングの確保が両立する。

〈変形例） 本発明はその主旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であ
る。

例えば、上記２つの実施例では、流体を自動変速機内の
油として説明してきたが、エンジン及び自動変速機を含
む動力系の温度に影響を与久る流体であれば、全ての流
体を含む。例えば、エンジン冷却水等である。何故なら
ば、これらの流体の高温化は、結果的に変速機内の流体
温度に影響しひいては、摩擦要素の高温化に影響するか
らである。

また、上記２つの実施例では、領域判定に、車速■を検
出していたが、エンジン回転数であってもよい。

例えば、第１実施例では、変速ラインのシフトを「低車
速等方向」、即ち、低車速且つ高負荷方向に行なってい
たが、高車速側にシフトするようにしても、本発明の課
題である摩擦要素の温度上昇防止と走行フィーリングの
悪化防止は図れる。

何故なら、高車速側にシフトすると、変速前後の摩擦要
素間の回転差は上昇して温度上昇代△Ｔが大きくなるが
、トルクコンバータにおけるスリップが減少して油温Ｔ
０自体が低下し、上述の式％式％ におけるＴ　ＣＩＩＩＩＩＸが低いことが期待されるか
らである。しかしながら、ＴＯと△Ｔの両者の低下が期
待できると共に、その結果として摩擦要素の温度Ｔ　（
、、ａｘがより大きく低下する第１実施例のような、変
速ラインの「低車速等方向」へのシフトが、この変形例
より望ましいことは言うまでもない。

また、第２実施例では、エンジントルクの低下制御を点
火時期制御により行なっていたが、この他に、燃料供給
制御、吸気量制御によって行なってもよい。また、失火
等による気筒数制御と組合せても効果を得ることができ
る。

また、本発明の適用範囲は、第３図に示された形式の変
速機に限定されるものではないことは言うまでもない。

［発明の効果コ 請求項第１項に係る発明の構成は、摩擦要素の係合若し
くは解除により変速を自動的に行なう自動変速機のため
の変速制御装置において、動力系に流れる流体の温度を
検出する温度検出手段と、エンジン負荷を検出する負荷
検出手段と、動力系の回転数を検出する回転数検出手段
と、これら検出手段の出力を受けて、検出された流体温
度が所定値以上であって、且つ、検出されたエンジン負
荷及び回転数の少なくとも一方が所定値以上であること
を判定する判定手段と、この判定手段の出力を受け、上
記条件が満足するときのみに、変速ラインを、発生摩擦
熱の熱量が低下する方向に変更する変速ライン変更手段
とを備えた事を特徴とする。

また、第２項の発明の構成は、摩擦要素の係合若しくは
解除により変速を自動的に行なう自動変速機のための変
速制御装置において、動力系に流れる流体の温度を検出
する温度検出手段と、エンジン負荷を検出する負荷検出
手段と、動力系の回転数を検出する回転数検出手段と、
これら検出手段の出力を受けて、検出された流体温度が
所定値以上であって、且つ、検出されたエンジン負荷及
び回転数の少なくとも一方が所定値以上であることを判
定する判定手段と、この判定手段の出力を受け、上記条
件が満足するときのみに、エンジン出力を低下方向に制
御する出力低下手段とを備えた事を特徴とする。

従って、流体温度が所定値以上であって、且つ、検出さ
れたエンジン負荷及び回転数の少なくとも一方が所定値
以上であるときは、変速ラインが発生摩擦熱が低下する
方向に変更されるか、又は、エンジン出力が低下方向に
制御されるので、摩擦要素の耐久性は向上する。

一方、流体温度が所定値未満であるか、若しくは、流体
温度が所定値以上であるものの、検出されたエンジン負
荷及び回転数の少なくとも一方が所定値未満であるとき
は、変速ラインの変更も、エンジン出力の低下もないの
で、走行性の悪化は防止される。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図、第１Ｂ図は夫々、本発明の構成を示す図、 第２図は第１実施例に係る制御システムの全体ブロック
図、 第３図は第１．第２実施例に用いられたＡＴのスケルト
ン図、 第４図は第１実施例の制御に係る手順のフローチャート
、 第５図は第１実施例に用いられる変速パターンを示した
図、 第６図は第２実施例に係る制御システムの全体ブロック
図、 第７Ａ図１第７Ｂ図は第２実施例の制御に係る手順のフ
ローチャート、 第８図は第２実施例の効果を説明した図である。 図中、 １・・・クランク・シャフト、２・・・ドライブ・プレ
ート、３・・・ポンプ・インペラ、４・・・タービン・
ランナ、５・・・ステータ、６・・・ワンウェイ・クラ
ッチ、７・・・ダンパ・ピストン、８・・・タービン・
シャフト、９・・・オイル・ポンプ・シャフト、１０・
・・オイル・ポンプ、１１・・・フォワード・クラッチ
、１２・・・コーステイング・クラッチ、１３・・・３
−４クラツチ、１４・・・リバース・クラッチ、１５・
・・２−４ブレーキ、１６・・・ロールリバース・ブレ
ーキ、１７・・・ワンウェイ・クラッチ　１．１８・・
・ワンウェイ・クラッチ　２．１９・・・ラージ・サン
・ギヤ、２０・・・スモール・サン・ギヤ、２１・・・
ロング・ビニオン、２２・・・ショート・ビニオン、２
３・・・インターナル・ギヤ、２４・・・パーキング・
ギヤ、２５・・・アウトプット・ギヤ、２６・・・アイ
ドル・ギヤ、２７・・・リング・ギヤ、１００・・・自
動変速機、０１・・・オイルクーラ、１０２・・・油圧
回路、１０３・・・ソレノイド群、１２０・・・油温セ
ンサ、１１１・・・スロットルセンサ、１１２・・・車
速センサ、１２０・・・変速制御回路（ＡＴＣＰＵ）、
ｌ　２１・・・エンジンＣＰＵ、１２２・・・点火時期
信号発生回路、２００・・・エンジン、２０１・・・デ
ィストリビュータである。 第 ２図 ご１ 第３図 第４図 ＴＶＯ 第５図 第７Δ図 第７Ｂ図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）摩擦要素の係合若しくは解除により変速を自動的
   に行なう自動変速機のための変速制御装置において、 動力系に流れる流体の温度を検出する温度検出手段と、 エンジン負荷を検出する負荷検出手段と、 動力系の回転数を検出する回転数検出手段と、これら検
   出手段の出力を受け、検出された流体温度が所定値以上
   であつて、且つ、検出されたエンジン負荷及び回転数の
   少なくとも一方が所定値以上であることを判定する判定
   手段と、 この判定手段の出力を受け、上記条件が満足するときの
   みに、変速ラインを、発生摩擦熱の熱量が低下する方向
   に変更する変速ライン変更手段とを備えた事を特徴とす
   る自動変速機の変速制御装置。
2. （２）摩擦要素の係合若しくは解除により変速を自動的
   に行なう自動変速機のための変速制御装置において、 動力系に流れる流体の温度を検出する温度検出手段と、 エンジン負荷を検出する負荷検出手段と、 動力系の回転数を検出する回転数検出手段と、これら検
   出手段の出力を受け、検出された流体温度が所定値以上
   であつて、且つ、検出されたエンジン負荷及び回転数の
   少なくとも一方が所定値以上であることを判定する判定
   手段と、 この判定手段の出力を受け、上記条件が満足するときの
   みに、エンジン出力を低下方向に制御する出力低下手段
   とを備えた事を特徴とする自動変速機の変速制御装置。