JPH03239861A - 車両用自動変速機 - 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 この発明は自動車などの車両に用いられる自動変速機に
関し、特にクラッチやブレーキなどの摩擦係合手段によ
って複数の変速段に設定する構成の自動変速機に関する
ものである。

従来の技術 自動車などの車両に搭載される自動変速機には、小型で
軽量であること、変速のための制御が容易なこと、変速
ショックが少ないことなどの特性の他に、適当な値の変
速比の変速段を多数設定できることが望まれる。設定可
能な変速段の数を多くするには、歯車列を構成する遊星
歯車機構の数を多くシ、あるいはクラッチやブレーキな
どの摩擦係合手段の数を多くして歯車列を構成している
回転要素の連結関係や固定状態を多様に変えるよう構成
すればよい。本出願人はその一例として、三組の遊星歯
車機構を主体として歯車列を構成し、変速比が等比級数
に近い関係となる前進第１速ないし第５速と後進段とを
主要な変速段とし、その他に第２速と第３速との間の中
間段や、第３速と第４速との間の中間段を設定できる自
動変速機を既に提案した。その自動変速機では、歯車列
を構成している遊星歯車機構の要素同士の連結関係や固
定状態を多様に変えることができるため、設定可能な変
速段数が多くなることに加え、所定の変速段を設定する
ための摩擦係合手段の係合・解放の組合せのパターン（
すなわち係合・解放パターン）が複数種類ある。その係
合・解放パターンには、回転部材の回転数に変化がない
もの、およびいずれかの回転部材の回転数が変わるもの
があり、したがって所定の変速段を設定するための摩擦
係合手段の選択の仕方によっては、変速ショックや変速
制御性、さらには摩擦係合手段の耐久性に大きな影響が
出る。そこで本出願人は、所定の変速段を設定するため
に複数の係合・解放パターンを選択可能な自動変速機を
対象とした変速制御方法であって、複数種類ある係合・
解放パターンのうち変速に伴う回転部材の変動回転数が
少なくなるよう、変速に先立って変速比が同一の他の係
合・解放パターンに変更しておく変速制御方法を特願平
１−２８０９５３号によって既に提案した。

発明が解決しようとする課題 自動変速機における変速は、入力軸と出力軸との回転数
の比率の変化と同時に歯車列を構成している回転部材の
回転数の変化を生じさせるが、係合・解放パターンが複
数種類ある変速段については、回転部材の回転数が各係
合・解放パターンごとに相違することがあり、そこで上
記の方法では、変速の前後での回転部材の回転数差が可
及的に少なくなるよう、事前に係合・解放パターンを変
更することとしている。しかしながら自動変速機におい
ては、通常の走行で使用する複数の変速段を常に使用す
るとは限らず、特定の変速段への変速が禁止される場合
があり、このような場合、前述した係合・解放パターン
の変更を行なうとすると、不必要な変速制御を行なうこ
とになる。すなわち自動変速機は、基本的には、スロッ
トル開度に代表されるエンジン負荷と車速とに基づいて
変速を行なうが、例えば登板走行する場合、ある程度の
高車速においても高トルクを必要とするので、シフトレ
バ−を例えばＬレンジに設定するなど、手動操作するこ
とにより特定の変速段以上への変速を行なわないように
しており、またエンジンの温度が低くて充分なトルクを
発生しない場合には、コントローラからの出力信号によ
って所定の変速段以上へのアップシフトが禁止され、さ
らに乗員のボタン操作によってオーバードライブ段への
変速を禁止する場合もある。このような場合に、禁止さ
れた変速段への変速を予定した係合・解放パターンの変
更を行なうとすれば、禁止されていない他の変速段への
変速を行なうに先立って、再度、係合・解放パターンを
変更する必要が生じ、最初の変更制御が無駄になるばか
りか、更に新たな変更制御を行なわなければならなくな
る。そしてこのような不必要な変更制御を行なうと、そ
の都度、摩擦係合手段には滑りに伴う摩耗が生じるから
、その耐久性を低下させ、また変速に遅れが生じるなど
の問題も生じる。

この発明は上記の事情を背景としてなされたもので、係
合・解放パターンの不必要な変更を避けて係合手段の耐
久性の向上を図ることを目的とするものである。

課題を解決するための手段 この発明は、上記の目的を達成するために、複数の係合
手段と、これらの係合手段の係合・解放の状態に応じて
複数の変速段に設定される歯車列とを備えた自動変速機
において、前記歯車列が、前記係合手段の複数種類の係
合・解放の組合せのパターンで所定の変速段を設定する
構成とされ、また前記所定の変速段を設定する係合手段
の係合・解放の組合せのパターンを当該変速段を設定し
ている間に変更する制御と前記所定の変速段から他のい
ずれかの変速段への変速が禁止されている場合に前記係
合・解放の組合せパターンの変更を禁止する制御とを行
なう制御装置を備えて四ることを特徴とするものである
。

作　　　　用 この発明の自動変速機における歯車列は、所定の変速段
を設定するための係合手段の係合・解放の組合せパター
ンが複数種類あり、その変速段を設定している状態で係
合・解放パターンを変更することができる。そしてオー
バードライブ段の設定を禁止し、あるいは所定の低速段
の間のみでの変速に限定するなど、特定の変速段への変
速が禁止された場合、制御装置はその禁止された変速段
への変速を予定して行なう係合・解放パターンの変更を
禁止する。その結果、係合手段の不必要な切換が未然に
防止される。

実　　施　　例 つぎにこの発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図に示す例は三組のシングルピニオン型遊星歯車機
構１．２．３を主体として歯車列を構成したものであっ
て、これらの各遊星歯車機構１゜２．３における各要素
が次のように連結されて構成されている。すなわち第１
遊星歯車機構１のキャリヤＩＣと第３遊星歯車機構３の
リングギヤ３Ｒとが一体となって回転するよう連結され
るとともに、第２遊星歯車機構２のリングギヤ２Ｒと第
３遊星歯車機構３のキャリヤ３Ｃとが一体となって回転
するよう連結されている。また第１遊星歯車機構１のサ
ンギヤＩＳは第２クラッチ手段に２を介して第２遊星歯
車機構２のキャリヤ２Ｃに連結される一方、第４クラッ
チ手段に４を介して第２遊星歯車機構２のサンギヤ２Ｓ
に連結され、さらに第２遊星歯車機構２のキャリヤ２Ｃ
は第３遊星歯車機構３のサンギヤ３Ｓに連結されている
。

なお、上記の各要素の連結構造としては、中空軸や中実
軸もしくは適宜のコネクテイングドラムなどの一般の自
動変速機で採用されている連結構造などを採用すること
ができる。

入力軸４は、トルクコンバータや流体継手などの動力伝
達手段（図示せず）を介してエンジン（図示せず）に連
結されており、この入力軸４と第１遊星歯車機構１のリ
ングギヤＩＲとの間には、両者を選択的に連結する第１
クラッチ手段に１が設けられ、また入力軸４と第１遊星
歯車機構１のサンギヤＩＳとの間には、両者を選択的に
連結する第３クラッチ手段に３が設けられている。

なお、実用にあたっては、上記の各クラッチ手段Ｋｌ、
〜に４を多板クラッチや一方向クラッチあるいはこれら
を組合せた構成とすることができ、また各構成部材の配
置上の制約があるから、各クラッチ手段Ｋｌ、〜に４に
対する連結部材としてコネクティングドラムなどの適宜
の中間部材を介在させ得ることは勿論である。

また上記の遊星歯車機構１，２．３における回転部材の
回転を阻止するブレーキ手段として、第２遊星歯車機構
２のキャリヤ２Ｃとトランスミッションケース（以下、
単にケースと記す）６との間に配置した第２ブレーキ手
段Ｂ２と、第２遊星歯車機構２のサンギヤ２Ｓとケース
６との間に配置した第３ブレーキ手段Ｂ３とが設けられ
ている。

これらのブレーキ手段Ｂ２．Ｂ３としては、多板ブレー
キやバンドブレーキあるいはこれらと一方向クラッチと
を組合せた構成などを採用することができ、またこれら
のブレーキ手段Ｂ２．Ｂ３とそのブレーキ手段Ｂ２．Ｂ
３によって固定すべき部材との間もしくはケース６との
間に適宜の連結部材を介在させ得ることは勿論である。

そしてプロペラシャフトやカウンタギヤ（それぞれ図示
せず）に回転を伝達する出力軸５が、互いに連結された
第２遊星歯車機構２のリングギヤ２Ｒと第３遊星歯車機
構３のキャリヤ３Ｃに対して連結されている。

第１図に示す構成の自動変速機においても、各クラッチ
手段に１．〜に４およびブレーキ手段Ｂ２、Ｂ３を適宜
に係合・解放させることによって複数の変速段に設定す
ることができ、その制御を行なう制御装置として、油圧
制御装置Ｃおよび電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
Ｅが設けられている。電子コントロールユニットＥは、
車速ｖ１スロットル開度θ、走行モードセレクト信号、
冷却水温度などの入力データに基づいて設定すべき変速
段を演算して油圧制御装置Ｃに信号を出力するものであ
り、マイクロコンピュータを主体とした従来の構成のも
のを採用することができる。また油圧制御装置Ｃは前記
クラッチ手段やブレーキ手段に対してこれらを係合・解
放させるための油圧を給排するものであって、調圧パル
プ、変速制御バルブ、その変速制御バルブを動作させる
ための電磁弁等を有する従来から知られているものを採
用することができる。

上記の制御装置の出力に基づいて設定される変速段は、
変速比が等比級数に近い関係となる主要前進５段と後進
段とに、２．５速、３２速、３５速とを加えた全体とし
て前進８段・後進上段であり、これらを設定するための
作動表を示せば第１表のとおりである。なお、第１表に
おいて○印は係合させることを示し、空欄は解放させる
ことを示し、また＊印は係合させてもよいことを示す。

また■。

■・・・の符号を付した欄は、当該変速段を設定するた
めのそれぞれ異なる係合・解放パターンを示すものであ
る。

（この頁、以下余白） 第　　１ 表 第１表から明らかなように、第１図に示す構成の自動変
速機では、第４速を設定するための係合・解放パターン
が複数種類あり、この第４速を設定する場合、変速禁止
条件の有無などに基づいて係合・解放パターンが選択さ
れる。

第２図はその制御のための制御ルーチンの一例を示すフ
ローチャートであって、ここに示す例はオーバードライ
ブ選択スイッチのオン・オフを禁止条件の有無とした例
である。すなわち先ずステップｌでシフトレバ−〔図示
せず〕によってトランプレンジ（Ｄレンジ）が選択され
ているか否かを判断し、判断結果が“ノー”であれば、
本制御は終了し、“イエス”であればステップ２に進ん
で第３速から第４速への変速指示の有無の判断を行なう
。その判断結果が“ノー”であれば、本制御は終了し、
“イエス２であればステップ３に進んで第４速を第１表
の■の係合・解放パターン（４【ｂ−■パターン）で設
定する出力を行なう。

この４ｔｈ−■のパターンは第１ないし第３クラツチ手
段Ｋｌ、に２．に３を係合させる係合・解放パターンで
あり、第３速は第１クラッチ手段に１、第３クラッチ手
段に３、第２ブレーキ手段Ｂ２を係合させて設定してい
るから、第３速から第４速への変速は、第２ブレーキ手
段Ｂ２を解放すると共に第２クラッチ手段に２を係合さ
せることにより達成でき、切換動作させるべき摩擦係合
手段の数が二つであるから、変速ショックを悪化させず
に変速を行なうことができる。ついでステップ４におい
てオーバードライブスイッチ（０／Ｄ　ＳＷ）がオンか
否かの判断を行ない、その判断結果が“イエス”であれ
ば、ステップ５に進んでスロットル開度θが所定の基準
値αより大きいか否かの判断を行なう。その判断結果が
“ノー”であれば、第４速を設定する係合・解放パター
ンを■のパターンから第１表に示す■のパターンに変更
するよう出力する（ステップ６）。すなわち第４速の状
態で、スロットル開度θが小さければ、第５速への変速
が生じる可能性が高く、かつ第５速は第１表に示すよう
に第２クラッチ手段に２、第３クラッチ手段に３、第３
ブレーキ手段Ｂ３を係合させて設定するから、この係合
・解放パターンへの切換の際に所謂同時変速とならない
よう第４速を■のパターンすなわち第２ないし第４のク
ラッチ手段に２．に３．に４を係合させて設定するよう
変更する。

他方、ステップ４の判断結果が“ノー”であれば、第５
速を設定することが禁止されていることになるので、ス
テップ７において、第４速を設定する係合・解放パター
ンを第１表の■のパターンに変更することを禁止する制
御を行ない、しかる後、本制御を終了する。また前記ス
テップ５における判断結果が“イエス”であれば、第４
速の状態でアクセルペダルを踏み込んでいることになる
ので、第５速へのアップシフトが生じる可能性は低く、
そこでステップ８においてステップ７におけると同様に
、第４速を設定する係合・解放パターンを第１表の■の
パターンに変更することを禁止する制御を行ない、しか
る後、本制御を終了する。

したがって以上の制御を行なう第１図の自動変速機では
、オーバードライブスイッチがオンとなって第５速への
変速が許可されている場合には第５速への変速を予定し
た４ｔｈ−■パターンへの変更が生じるが、第５速への
変速が禁止されている場合にはそのような係合・解放パ
ターンの変更が生じないので、無駄な切換えが防止され
て摩擦係合手段の耐久性が良好に維持され、また第４速
から第３速へのシフトダウンは４１ｂ−■の係合・解放
パターンから行なうので、それに先立つ係合・解放パタ
ーンの変更制御が不必要になり、したがって第３速への
変速に遅れが生じることを未然に防止できる。

なお、この発明は上記の実施例に限定されないのであっ
て、例えば第３図に示す自動変速機にも適用することが
できる。すなわち第３図はこの発明の他の実施例におけ
る歯車列を示すスケルトン図であって、ここに示す歯車
列は、第Ｙ図に示す構成のうち第４クラッチ手段に４を
互いに並列の関係にある一方向クラッチ２０と多板クラ
ッチ２２とで構成し、また第２遊星歯車機構２のキャリ
ヤ２Ｃと第３遊星歯車機構３のサンギヤ３Ｓとの間にこ
れらを選択的に連結する第５クラッチ手段に５を設け、
さらに第３遊星歯車機構３のサンギヤ３Ｓを選択的に固
定する第１ブレーキ手段Ｂ１として互いに並列の関係に
ある一方向クラッチ４０とバンドブレーキ４２とをから
なるブレーキ手段を設け、またさらに第２ブレーキ手段
Ｂ２を互いに並列の関係にある一方向クラッチ６０と多
板ブレーキ６１とで構成し、そして第３ブレーキ手段Ｂ
３をバンドブレーキとし、他の構成は第１図に示す構成
と同様としたものである。この第３図に示す自動変速機
で設定できる変速段およびそれぞれの変速段を設定する
係合・解放パターンを第２表に示す。なお、第２表中◎
印はエンジンブレーキ時に係合させることを示す。

第　　２　　表 第３図に示す歯車列を備えた自動変速機では第２表から
知られるように第４速で第５速への変速を予定した係合
・解放パターンの変更を行なうことができるが、オーバ
ードライブスイッチがオフであるなど第５速が禁止され
ている場合には第４速の状態を第２表の■のパターンで
設定し、■のパターンへの変更を禁止する。また第３速
においても二種類の係合・解放パターンがあって第４速
への変速に備えて係合・解放パターンの変更を行なうが
、第４速が禁止されている場合には、この第３速を第２
表の■のパターンで設定し、■のパターンへの、変更を
禁止する。このような制御を行なうことによって、第を
図に示す実施例におけると同様に摩擦係合手段の無駄な
切換えが防止される。

さらに第４図はこの発明の第３の実施例における歯車列
を示すスケルトン図であって、ここに示す歯車列は第１
図に示す歯車列のうち第２遊星歯車機構２のリングギヤ
２Ｒを第３遊星歯車機構３のキャリヤ３Ｃに替えてリン
グギヤ３Ｒに連結し、かつ第２遊星歯車機構２のキャリ
ヤ２Ｃと第３遊星歯車機構３のサンギヤ３Ｓとを選択的
に連結する第５クラッチ手段に５と、第３遊星歯車機構
３のサンギヤ３Ｓを選択的に固定する第■ブレーキ手段
Ｂｌとを設け、他の構成は第１図に示す構成と同様とし
たものである。この第４図に示す歯車列を備えた自動変
速機では第３表に示す変速段およびそれぞれの変速段を
設定する係合・解放パターンが可能であり、したがって
係合・解放パターンが複数種類ある変速段については、
当該変速段を設定している間に、他の変速段へ変速する
にあたって回転部材の変動回転数が少なくなるよう、ま
た同時変速とならないよう、必要に応して係合・解放パ
ターンが変更される。そして第５速など所定の変速段へ
の変速が禁止された場合、制御装置は、当該禁止された
変速段への変速を予定した係合・解放パターンの変更を
禁止し、その結果、無駄な摩擦係合手段の切換えが防止
される。このような制御は、例えば前述した第２図に示
すフローチャートに従って行なえばよい。

（この頁、以下余白） 第　　３ 表 なお、上述した説明では、主要変速段のうちで隣接する
変速段へのアップシフトを例に採ったが、この発明は上
述した実施例に限定されないのであり、２段以上離れた
他の変速段への所謂飛び越し変速を行なうにあたって、
その変速に備えた係合・解放パターンの変更および所定
の禁止条件に基づくその係合・解放パターンの変更の禁
止を行なってもよい。またアップシフトの際の禁止に限
らず、例えば何等かのフェイルに起因して所定の低速段
の設定が禁止されている場合に、その禁止されている変
速段へのダウンシフトに備えた係合・解放パターンの変
更を禁止する構成としてもよい。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数の係合手段と、これらの係合手段の係合・解放の状
   態に応じて複数の変速段に設定される歯車列とを備えた
   自動変速機において、 前記歯車列が、前記係合手段の複数種類の係合・解放の
   組合せのパターンで所定の変速段を設定する構成とされ
   、また前記所定の変速段を設定する係合手段の係合・解
   放の組合せのパターンを当該変速段を設定している間に
   変更する制御と前記所定の変速段から他のいずれかの変
   速段への変速が禁止されている場合に前記係合・解放の
   組合せパターンの変更を禁止する制御とを行なう制御装
   置を備えていることを特徴とする車両用自動変速機。