JPH03121353A - 車両用自動変速機の変速制御方法 - 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、変速中に摩擦係合要素に適正な油圧を送給す
る追従制御（フィードバック制御）機能を備えた車両用
自動変速機において、アクセルペダルのパワーオフ操作
時のアップシフト中にアクセルペダルをパワーオン操作
した時に、摩擦係合要素に送給されろ変速油圧を変速シ
ンツクが生じないように適切に制御する変速制御方法に
関する。

〈従来の技術〉 車両用自動変速機はクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合要
素に油圧を送給して任意の回転ドラム、ギヤ等の回転要
素を選択することにより変速比切換（変速）を車両の運
転状態に応じて自動的に行うものであり、装置、機器の
保護や快適な乗心地維持のためにこの摩擦係合要素への
圧油の送給は変速開始信号発信後に送給される初期油圧
から成る所定の特性に沿って徐々に行なわれる。

一般的な車両用自動変速機の一例をその概略構造を表す
第５図を参照して説明する。

車両の動力源となるエンジン２のクランク軸４はトルク
コンバータ６のポンプ８に直結されている。トルクコン
バータ６は、ポンプ８、タービン１０、ステータ１２、
ワンウェイクラッチ１４を有し、ステータ１２はワンウ
ェイクラッチ１４を介してケース１６に結合され、同ワ
ンウェイクラッチによりステータ１２はクランク軸４と
同方向へは回転するが、その逆方向の回転は許容されな
い構造となっている。

タービン１０に伝えられたトルクは入力軸２０によって
その後部に配設された前進４段後進１段の変速段を達成
する歯車変速装置２２に伝達される。

歯車変速装置２２は、三組のクラッチ２４゜２６．２８
、二組のブレーキ３０，３２、−組のワンウェイクラッ
チ３４および一組°のラビニョ型遊星歯車機構３６で構
成されている。

遊星歯車機構３６は、リングギヤ３８、ロングピニオン
ギヤ４０、ショートピニオンギヤ４２、フロントサンギ
ヤ４４、リヤサンギヤ４６、両ピニオンギヤ４０，４２
を回転自在に支持し自身も回転可能なキャリア４８から
構成されており、リングギヤ３Ｂは出力軸５０に連結さ
れ、フロントサンギヤ４４はキックダウンドラム５２、
フロントクラッチ２４を介して入力軸２０に連結され、
リヤサンギヤ４６はりャクラッチ２６を介して入力軸２
０に連結され、キャリア４８は機能上並列となるように
配設されたローリバースブレーキ３２とワンウェイクラ
ッチ３４とを介してケース１６に連結されろとともに変
速袋ｗ２２の後端に配設された４速クラツチ２８を介し
て入力軸２０に連結されている。なお、上記キックダウ
ンドラム５２はキックダウンブレーキ３０によってケー
ス１６に固定的に連結可能となっている。遊星歯車１Ｈ
４３６を通ったトルクは、出力軸５０に固着された出力
ギヤ６０よりアイドルギヤ６２を経て被駆動ギヤ６４に
伝達され、さらに被駆動ギヤ６４に固着されたトランス
ファシャフト６６、へりカルギヤ６８を介して駆動輪の
駆動軸７０が連結された差動歯車装置７２に伝達される
。

摩擦係合要素である上記各クラッチ、ブレーキはそれぞ
れ係合用ピストン装置あるいはサーボ装置等を備えた摩
擦係合装置で構成されており、トルクコンバータ６のポ
ンプ８に連結されることにより、エンジン２により駆動
されろオイルポンプ（図示省略）で発生する油圧によっ
て作動されろ。この油圧は、後述する油圧１１１Ｊｔａ
ａ装置によって、種々の運転状態検出装置により検出さ
れた運転状態に応じて各クラッチ、ブレーキに選択的に
供給され、同各クラッチ、ブレーキの作動の組み合わせ
によって第６図に示すように、前進４段後進１段の変速
段が達成される。第６図において○印は各クラッチまた
はブレーキの係合状態を示し、Ｏ印は変速時のローリバ
ースブレーキ３２が係合される直前においてワンウェイ
クラッチ３４の作用でキャリア４８の回転が停止されて
いることを示している。

次に、第５図に示す歯車変速袋Ｍ２２において第６図に
示す変速段を達成するための電子油圧制御装置について
第７図に基づいて説明する。尚、第７図には、１速から
２速への変速時に非係合状態にあるキックダウンブレー
キ３０を係合状態に操作する部分のみを示したが、この
電子油圧制御装置の全体構成及び作用は、特願昭５６−
１４４２３７号（特開昭５８−４６２５８号）等により
既に公知となっているので、他の変速段での説明は省略
する。

キックダウンブレーキ３０の作動を制御するキックダウ
ンサーボ３１には１−２シフト弁３３が油路３５を介し
て接続しており、この１−２シフト弁３３には変速制御
弁３７とシフト制御弁３９とがそれぞれ油路４１，４３
を介して接続している。

１速の変速段においてシフト制御弁３９の作動を制御す
る一対の電磁弁４５．４７は、共に油ｉｔ！７５４９，
５１を開放しているため、シフト制御弁３９の中央のス
プール５３が第７図中、左側へ変位して油路４３をシフ
ト制御弁３９の排油ポートＥＸへ連通させ、１−２シフ
ト弁３３のスプール５５が第７図中、左端へ変位した状
態にある。この結果、油Ｒ１３５が１−２シフト弁３３
の排油ポートＥｘに連通してキックダウンサーボ３１の
圧縮コイルばね５７のばね力によりピストン５９が第７
図中、右側へ戻されており、キックダウンドラム５２に
対するキックダウンブレーキ３゜の係合が解除されてい
る。又、変速制御弁３７に接続する二本の油路６１，６
３のうち、−方の油路６１に付設されて電子制御装置６
５によりデユーティ制御される電磁弁６７のデユーティ
率が１００％に設定されており、油路６１には油圧が作
用していない。このため、変速制御弁３７のスプール６
９が第７図中、左側に変位して油路４１が変速制御弁３
７の排油ボー）−ＥＸに連通している。

電子制御装置６５は、車両の運転状態を検出して電磁弁
４５，４７の開閉の組合わせを決定する運転状態決定装
置、変速の開始を検出する変速検出装置等を内蔵しデユ
ーティ制御が行なわれる電磁弁６７の作動、停止及びこ
（７１４磁弁６７に供給される５０七のパルス電流の単
一パルス電流幅の制御による開弁時間の変更で油圧を制
御する。また電子制御装置６５は、電磁弁４５，４７の
開閉制卸をすルモノで、その入力要素としては、エンジ
ン２のスロットル弁開度または吸気マニホルド負圧を検
出するエンジン負荷検出装置、エンジン２の回転数検出
装置、エンジン２のスロットル弁開度を検出するスロッ
トル弁開度検出装置１０３、入力軸２０の回転速度を検
出する検出装置！！１０１、車速に対応する出力軸５０
の回転数検出を行なうために設けられた被駆動ギヤ６４
のｕ転数検出装置１４４　（第５図参照）、潤滑油温を
検出する油ぷ検出装置、セレクトレバーの選定位置検出
装置及び補助スイッチの選定位置検出装置等から成って
いる。

２速へのアップシフトを行なう場合を以下に説明する。

車両の走行条件から電子制御装置６５が一方の電通弁４
５を操作して油路４９を閉塞するため、中央のスプール
５３が第７図中、右側へ変位して前記オイルポンプから
の圧油（以下、これをライン圧と呼称する）はシフト制
御弁３９に接続する油路７１から油路４３を通って１−
２シフト弁３３に送給されろ。このなめ、１−２シフト
弁３３のスプール５５は第７図中、右端へ変位して油路
３５．４１が１−２シフト弁３３を介して連通ずる。一
方、電磁弁６７のデユーティ率が電子制御装置６５によ
り減少するなめ、ライン圧が油路６１，６３に作用して
変速制御弁３７のスプール６９の受圧面積差によりスプ
ール６９は第７図中、右側へ変位し、油路４１゜６３が
変速ＩＩＪ１！！ＥＩ弁３７を介して連通する。この結
果、油路６３からのライン圧は油路４１゜３５を通って
キックダウンサーボ３１に供給され、そのピストン５９
を第７図中、左側に変位させてキックダウンブレーキ３
ｏがキックダウンドラム５２を締め付けるようになって
いる。これにより、キックダウンブレーキ３０が保合状
態となり２速にアップシフトされる。

電磁弁６７のデユーティ率を変化させることによるキッ
クダウンサーボ３１への供給油圧の変化特性は、変速シ
１ツク等の乗り心地を左右するものであり、他の変速段
における他のｇＬ擦係合要素に対する供給油圧の変化特
性についても同様である。このため、変速中の入力軸２
０の回転速度の変化率が予め設定された目標変化率に追
従するように摩擦係合要素に送給される油圧（電磁弁６
７のデユーティ率）の追従Ｉｅ！Ｉ御（フィードバック
制＠）が行なわれ、変速中の摩擦係合要素には適正な油
圧が送給されるようになっている。

ところで、アクセルペダルの操作によってエンジンが駆
動状態（パワーオン）になる場合と被駆動状態（パワー
オフ）になる場合がある。このパワーオンとパワーオフ
の判定は、第８図に示すように、アクセルペダルの操作
状態、即ちス胃ットル弁開度θと入力軸２０の回転速度
の関係から決められたマツプに基づいて行なわれろよう
になっている。

パワーオフでアップシフトの場合、エンジンｚ側の回転
数が自然に低くなるため入力軸２０の回転変化率の理想
の値（絶対値）は０に近くて良い。このため、入力軸２
０の目標回転変化率の値は低（設定され、目標値に追従
する油圧も低く変速が遅めに行なわれるようになってい
る。

パワーオンでアップシフトの場合、エンジン２側が高回
転側になるため、エンジン２側の回転を抑制した状態で
Ｉｓ擦係合要素の係合を行なってシ望ツクが少ない状態
で変速を行なう必要がある。このため、入力軸２０の目
標回転変化率の値は高く設定され、目標値に追従する油
圧が高く変速が速めに行なわれろようになっている。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述のように、同じアップシフトの場合であっても、パ
ワーオンの時とパワーオフの時とでは入力軸２０の目標
回転変化率の値は太き（異なって設定されている。この
ため、パワーオフでアップシフトの変速中にパワーオン
の状態になった時、例えば加速中に車速か十分となった
としてアクセルペダルを離した時に高速段への変速が行
なわれ、この変速中に再びアクセルペダルを踏み込んだ
時、フィードバック制御における目標回転変化率の値が
急激に高（なり、目標値に追従する油圧が大幅に増大し
変速シ宵ツクが大きくなってしまう。

本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、入力軸の回
転速度の変化率が予め設定された目標回転変化率となる
ように、変速中のＪｇ擦係合要素への送給油圧をフィー
ドバック制御する自動変速機において、パワーオフのア
ップシフト中にパワーオンとなった時に、シ賃ツクを無
くして変速を行なうようにした変速制御方法を提供する
ことを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成するための本発明の車両用自動変速機の
変速制御方法は、エンジンの回転動力が入力される入力
軸と、駆動輪へ回転動力を出力する出力軸と、油圧によ
り作動して任意の回転要素を選択することにより前記入
力軸と前記出力軸との間の変速比を切換えるｇｉＩＦｆ
Ａ係合要素と、変速中に回転速度が変化する前記入力軸
の回転速度を検出する検出装置と、該検出装置により検
出された回転速度の変化率が予め設定された目標変化率
に追従するよう前記ｊ＠擦係合要素への油圧を追従制御
する制御装置とを備えた車両用自動変速機において、前
記エンジンが被駆動状態となるパワーオフでの前記車両
用自動変速機のアップシフト中に前記エンジンが駆動状
態となるパワーオンとなった場合、前記追従制御を中断
して前記ｇ擦係合要素に所定油圧を送給し、該所定油圧
を送給した際の前記入力軸の回転速度変化率が負となっ
た場合に該入力軸の回転速度の目標変化率を新たに設定
して該入力軸の回転速度の変化率が該新たに設定した目
標変化率に追従するよう前記摩擦係合要素への油圧を追
従制御するようにしたことを特徴とする。

く実　施　例〉 以下、本発明方法の一実施例を第１図（ａ）。

ｆｂ）乃至第３図に示したフローチャート及び第４図に
示したグラフに基づいて説明する。本実施例は第５図及
び第７図に示した車両用自動変速機について１速から２
速への変速段を例にとって説明するが、他の変速段につ
いても同様に実施されるので他の変速段についての説明
は省略する。

第１図（ａｌに示すように、電子制御装置！６５により
１速から２速への変速開始信号が発信されると、ステッ
プＳ１で第８図に示したマツプに基づいてエンジン２が
パワーオンか否かの判断が行なわれる。ステップＳ１で
パワーオンと判断されると、電磁弁４５，４７が切換え
られ、スロットル弁開度検出装置１０３により検出され
たスロットル弁開度及び回転検出装置１４４により検出
された車速から電磁弁６７の初期デユーティ率Ｄｕｎが
決定される。この初期デユーティ率Ｄｕｎはパワーオン
時のアップシフトのもので、初期デユーティ率Ｄｕｎは
スロットル弁開度の領域毎に予め実験的に設定されてい
る。

初期デユーティ率Ｄｕ　ｎが決定されると、電磁弁６７
がデユーティ制御されて油路６１下流の制御油圧を調整
し、油路６３から油路４１゜１−２速シフト弁３３、油
路３５を介してキックダウンサーボ３１の油圧室への変
速初期油圧Ｐｌを制御することとなる。尚、元元この自
動変速機とエンジン２の排気量、出力トルク量等とは完
全に適合していないため、車両製造直後、例えば製造後
初回の変速においては初期油圧Ｐ８はこの自動変速機に
送給されるべき所定の初期油圧と適合しておらず、後述
のようにして次回以後の変速において所定の油圧となる
よう補正設定される。

上記のようにキックダウンサーボ３１の油圧室に油圧が
送給されると、１速の変速段の同期が外れたか否かを歯
車変速装＠２２の入力軸２０の回転速度と車速とにより
判断する。

尚、この同期外れが達成されていない場合には、前記初
期油圧Ｐ１が低すぎるものとして、単位時間当りのデユ
ーティ率の下降率を決定してデユーティ率を演算し直し
て初期油圧Ｐｌを上昇させ、同期外れを達成する。

上記のように同期外れが達成されると、入力軸２０の回
転速度の変化率制御その１を行なう。変化率制御その１
は第２図に示すように、走行状態に応じて予め定められ
た入力軸２０の回転速度の目標変化率ＮＴ、すなわち、
キックダウンサーボ３１の油圧室に送給される油圧が最
適な度合（キックダウンブレーキ３０の係合シ嘗ツクや
過大な滑り等が発生しない状態）で上昇している場合に
入力軸２０が示す回転速度変化率を本変速段の走行状態
に応じて決定する。そして、実際の入力軸２０の回転速
度からその変化率を演算して上記目標変化率Ｎアとのず
れを演算いこのずれに対応するデユーティ率の補正量を
演算して電磁弁６７のデユーティ制御を補正し、キック
ダウンサーボ３１の油圧室の油圧を変化させる。

そして、入力軸２０の回転速度と車速とを検出して変化
率制御その１が終了し、第１図（ａ）に示したメインの
フローチャートに戻る。

つまり、変化率制御その１が追従制御（フィードバック
制御）となっている。入力軸２０の回転速度と車速に基
づいて２速の同期が完了（変速終了）したか否かを判断
し、同期が完了していない場合には第２図に示した変化
率制御その１のフィードバック制御を２速の同期が完了
するまで繰り返して行なう。

一方、ステップＳ１でパワーオフと判断された場合、電
磁弁４５，４７が切換えられ、前述と同様にスロットル
弁開度及び車速から電磁弁６７の初期デユーティ率Ｄｕ
、が決定される。この初期デユーティ率ＤＵｆはパワー
オフ時のアップシフトのもので、初期デユーティ率Ｄｕ
ｆはスロットル弁開度の領域毎に予め実験的に設定され
ている。

初期デユーティ率り、、、が決定されると、ステップＳ
２でパワーオフからパワーオンになったか否かの判断が
行なわれ、パワーオフのままの場合、第２図で示した変
化率制御その１のフィードバック制御をパワーオフで２
速の同期が完了するまで行なう。

第１図（ｂ）に示すように、変速が開始してステップＳ
１でパワーオフと判断された後にステップＳ２でパワー
オフからパワーオンになったと判断された場合（第４図
（１１）、この時点でフィードバック制御を中断してキ
ックダウンサーボ３１の油圧室に所定油圧を送給するた
めのデユーティ率Ｄｕ　、、を決定する。このデユーテ
ィ率Ｄｕｎは、パワーオンの時の初期デユーティ率Ｄｕ
ｎに補正係数Ｋ　（Ｋ＞１）を乗じた値となっている。

補正係数には、スロットル弁開度の領域毎及び各アップ
シフト段毎に予めそれぞれ設定されている。

新たなデユーティ率Ｄｕ　ｎで電磁弁６７のデユーティ
制御を行ない、入力軸２０の回転速度と車速とを検出し
、パワーオフからパワーオンになってからｔ４時間（例
えば０．２秒）経過したか否かの判断を行なう。ｔ４時
間経過していない場合、ｔ２時間経過するまで単位時間
当りのデユーティ率を下降させて（変化率ψ％／　ｓ　
ｅ　ｃ　’）油圧を徐々に上昇させる（第４図（２））
。尚、変化率ψはスロットル弁開度の領域毎及び各アッ
プシフト段毎にそれぞれ設定されている。ｔ□時間経過
した後、更にパワーオンになってからｔ２時間（１，＜
１２：例えば０．４秒）経過したか否かの判断を行ない
、ｔ２時間経過していない場合入力軸２０の回転速度変
化率が負となったか否かの判断を行なう。

回転速度変化率が負となっていない場合、ｔ２時間経過
するまでの間で回転速度変化率が負になるまでデユーテ
ィ率を下降させつづける（第４図（２））。

パワーオンになって回転速度変化率が負になる前にｔ２
時間経過した場合、またはパワーオンになってｔ２時間
経過する前に回転速度変化率が負になった場合、入力軸
２０の回転速度の変化率制御その２を行なう（第４図（
３））。

変化率制御その２は第３図に示すように、走行状態に応
じて入力軸２０の目標変化率Ｎ□を決定し、この目標変
化率ＮＴを基に新たな目標変化率βＮ□を設定する。新
たな目標変化率βＮ工は通常のパワーオンアップシフト
時の目標変化率ＮＴに補正係数β（例えば１．５）を乗
じたものである。実際の入力軸２０の回転速度からその
変化率を演算して上記新たな目標変化率βＮ、とのずれ
を演算し、このずれに対応するデユーティ率を演算して
電磁弁６７のデユーティ制御を補正し、キックダウンサ
ーボ３１の油圧室の油圧を変化させる。

そして、入力軸２０の回転速度と車速とを検出して変化
率制御その２が終了し、第１図（ｂｌに示したメインの
フローチャートに戻る。

つまり、変化率制御その２も前述した変化率制御その１
と同様追従制御（フィードバック制御）となっている。

入力軸２０の回転速度と車速に基づいて２速の同期が完
了したか否かを判断し、同期が完了していない場合には
第３図に示した変化率制御その２のフィードバック制御
を２速の同期が完了するまで繰返して行なう　（第４図
（５）、（６））。

尚、上記制御で、パワーオンとなってから１、時間以上
経過した後に入力軸２０の回転速度変化率の正負の判断
を行なうようにしたのは、スロットル弁が開いた瞬間に
はエンジン２の回転が上昇しないためであり、ｔ１時間
はスロットル弁が開いてからエンジン２の回転がそれに
対応して上昇するまでのタイムラグとなっている。

通常のフィードバック制御では、パワーオフのアップシ
フト中にパワーオンとなった場合、フィードバックの目
標値に大きな差が生じて油圧が急に増大し変速シ叢ツク
が大きくなる。これに対し上述した変速制御方法では、
パワーオフのアップシフト中にパワーオンになった時に
は、フィードバック制御を中断して通常のパワーオンの
時よりも高い値のデユーティ率り、、、を決定し、通常
のパワーオンの時よりも低い所定油圧を送給して入力軸
２０の回転速度変化の上昇を抑制し、その後入力軸２０
の回転速度の変化率が正から負になった時点で、新たな
目標変化率βＮ工によるフィードバック刷部を行なうよ
うにしている。このため、パワーオフのアップシフト中
にパワーオンになってもキックダウンサーボ３１の油圧
室に送給されろ油圧が急変することがない。また上述し
た変速制御方法では、パワーオンになった時点から所定
時間（１２時間）経過しても入力軸２０の回転速度変化
率が負とならない場合には、強制的にフィードバック制
御（変化率制御その２）を行なうようにしているので、
変速時間が長くなりすぎることがない。

尚、上記一実施例では、１速から２速への変速段につい
て説明したが、２速から３速等その他の変速段について
も同様に変速制御を行なうことができろ。

〈発明の効果〉 本発明の車両用自動変速機の変速制御方法は、入力軸の
回転速度の変化率が予め設定された目標回転変化率とな
るように、変速中の摩擦係合要素への送給油圧を追従制
御する自動変速機において、パワーオフのアップシフト
中にパワーオンになった場合、追従制御を中断して所定
油圧を摩擦係合要素に送給し、この時の入力軸の回転速
度変化率が負となった時点で新たな目標変化率によって
送給油圧を追従制御するようにしたので、送給油圧が急
変することがなく、パワーオフのアップシフト中にパワ
ーオンになってもシ貰ツクの少ない変速が行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ、　（ｂ）、第２図、第３図は本発明方法
の一実施例に係るフローチャート、第４図は入力軸の回
転速度とデユーティ率の変化状況を示すグラフ、第５図
は車両用自動変速機の概略構成図、第６図はその摩擦係
合要素の作動スケルトン図、第７図はその主要部の油圧
回路図、第８図はパワーオンとパワーオフの領域説明図
である。 図 面　中、 ２はエンジン、 ２０は入力軸、 ３０はキックダウンブレーキ、 ３１はキックダウンサーボ、 ３７は変速制御弁、 ３９はシフト制部弁、 ４５．４７，６７は電磁弁、 ６５は電子制御装置、 １０１は検出装置、 １０３はスロットル弁開度検出装置、 １４４は回転数検出装置である。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの回転動力が入力される入力軸と、駆動輪へ回
   転動力を出力する出力軸と、油圧により作動して任意の
   回転要素を選択することにより前記入力軸と前記出力軸
   との間の変速比を切換える摩擦係合要素と、変速中に回
   転速度が変化する前記入力軸の回転速度を検出する検出
   装置と、該検出装置により検出された回転速度の変化率
   が予め設定された目標変化率に追従するよう前記摩擦係
   合要素への油圧を追従制御する制御装置とを備えた車両
   用自動変速機において、前記エンジンが被駆動状態とな
   るパワーオフでの前記車両用自動変速機のアップシフト
   中に前記エンジンが駆動状態となるパワーオンとなった
   場合、前記追従制御を中断して前記摩擦係合要素に所定
   油圧を送給し、該所定油圧を送給した際の前記入力軸の
   回転速度変化率が負となった場合に該入力軸の回転速度
   の目標変化率を新たに設定して該入力軸の回転速度の変
   化率が該新たに設定した目標変化率に追従するよう前記
   摩擦係合要素への油圧を追従制御するようにしたことを
   特徴とする車両用自動変速機の変速制御方法。