JPH03260457A - 車両用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、動力発生部が駆動から被駆動と変化するのに
件って発生した変速判断に基づいて、被駆動状態で非空
転となる変速段（非空転段）から、これより高速側の変
速段へ変速する場合に用いる車両用自動変速機の変速制
御装置に関する。

【従来の技術】

車両用自動変速機では変速ショック低減のために、摩擦
係合装置を係合させる代わりにワンウェイクラッチをロ
ックさせることによって変速を連敗するように構成する
ことがよく行われる。この場合、駆動方向が逆になるコ
ースト時には、このワンウェイクラッチが空転して車両
側からの動力がエンジン測に伝わらないという空転現象
（エンジンブレーキが効かないという現象）が起こる。 しかしながら、一般に低速段領域においては、コースト
時にエンジンブレーキを効かせるという要請が比較的少
ないため、ドライブレンジにおいてはエンジンブレーキ
に関する対処を行わず、運転者が必要とするときにのみ
、即ち運転者がＬレンジ、あるいは２レンジというエン
ジンブレーキの効くシフトレンジを選択した場合にのみ
該空転段においてコースト用摩擦係台装置を別途係合さ
せ、エンジンブレーキを効かせるようにしている。 ところが、高速段領域においては、アクセルを解放した
ときに適度なエンジンブレーキが効くようになっていな
いと運転がし難くなるため、ドライブレンジであっても
ワンウェイクラ・ｙチの他にコースト用摩擦係台装置を
自動的に係合させるようにし、コースト時にエンジンブ
レーキが効くように＃Ｉ戒しである（例えば特開昭５８
−８４２４８）。 本明細書では、便宜上コースト時にワンウェイクラッチ
が空転してエンジンブレーキが作用しない変速段をｒ空
ｔＰｉ」、作用する変速段を「非空転段」と称すること
にする。

【発明が解決しようとする課！］ 車両用の自動変速機においては、例えばアクセルペダル
を解放したときのように、動力発生部（エンジン）が駆
動状態から被駆動状態へと変化するのに伴って、変速（
アップシフト）が行われることがよくある。 しかしながら、従来、このような駆動から被駆動へと変
化するのに伴ってアップシフトが行われる場合、それが
前述したような非空転段からのアップシフトであった場
合には、空転段からのアップシフトの場合には実行でき
る「エンジンの自然低下を利用した変速＄ＪｆｌＢを行
うことができないという問題があった。 即ち、駆動から被駆動へと変化するのに伴って行われる
アップシフトが空転段からのアップシフトであった場合
には、該駆動から被駆動へと変化した瞬間からワンウェ
イクラッチが空転を始め、その結果自動変速機の入力軸
の回転はエンジンのフリクションによって（車速とは無
関係に）自然に下っていく、そのため、該アップシフト
の変速指令を意図的に遅らせることにより、エンジン回
転速度を変速後の同期回転速度近傍まで低下させ、この
時点で変速を実行させれば、イナーシャトルクの発生し
ない円滑な変速が可能となる。従って、変速ショックを
小さくできる。 ところが、駆動から被駆動へと変化するのに伴ってアッ
プシフトが行われる場合に、それが非空転段からのアッ
プシフトであった場合には、該駆動から被駆動へと変化
したとしても自動変速機は空転状態とならない、そのた
め、たとえ変速指令を遅らせたとしても、該自動変速機
の入力軸回転速度（半エンジン回転速度）は車速に規定
される回転速度に維持され、はとんど低下しない、従っ
て、従来は非空転段からのアップシフトの場合は変速指
令を遅らせることなく直ちに変速指令を出していた。そ
のため、変速の開始と共にギヤ比相当分だけエンジン回
転速度が強制的に引下げられることになり、変速に伴う
トルク変動が発生し、これが変速ショックとなって感じ
られるという問題が発生していた。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたもの
であって、動力発生部が駆動から被駆動へと変化するの
に伴ってアップシフトされる場合に、たとえそのアップ
シフトが非空転段からのアップシフトであったとしても
、簡易な構成で変速ショックの小さな変速を実行するこ
とのできる車両用自動変速機の変速制御装置を提供する
ことを目的とする。 【課題を解決するための手段】 本発明は、第１図にその要旨を示すように、動力発生部
が駆動から被駆動へと変化するのに伴って発生した変速
判断に基づいて、被駆動状態で非空転となる変速段から
、これより高速側の変速段へ変速する場合に用いる車両
用自動変速機の変速制御装置において、前記変速の過渡
時に、一時的に、前記被駆動状態で非空転となる変速段
より低速側の変速段で、且つ被駆動状態で空転となる変
速段を経由させる手段を備えたことにより、上記目的を
達成したものである。

【作用】

本発明においては、動力発生部が駆動から被駆動へと変
化するのに伴って発生した変速判断に基づいて、非空転
段からアップシフトされる場合に、該アップシフトの過
渡時に、一時的に他の低速側の空転段に変速した後、そ
の低速側の空転段がら目標とする高速段にアップシフト
するような構成をとっている。この場合、中継する空転
段を当該非空転段よりも低速側の空転段としているのは
、当該非空転段より高速側の空転段では、ギヤ比の関係
でエンジンが必ずしも被駆動状態とならず、そのためエ
ンジン回転速度を低下させることができない場合が多い
と考えられるためである。この点、当該非空転段よりも
低速側の空転段であれば、当該非空転段において被駆動
である限り、これより低速側の変速段では必ず被駆動状
態となるため、エンジン回転速度を低下させることがで
きる。 この結果、この低速側の空転段を経由している間は、自
動変速機がニュートラルの状態となるため、エンジン回
転速度が車速とは関係なく自身の７リクシゴンによって
低下する。そこで、実際に変速が実行されるとき（ギヤ
の切換えが行われるとき）に、エンジンのイナーシャト
ルクがほとんど発生せず極めて円滑に変速を実行するこ
とができるようになる。 この趣旨から、この低速段を経由させている期間は、定
性的には自動変速機の入力軸回転速度（牟エンジン回転
迷度ンが変速後の同期回転速度（車速×高速段のギヤ比
）にまで低下してくるまでの間に設定される。 但し、本発明においては、この経由させている期間を具
体的にどのようにして設定するかについてはこれを限定
するものではない、即ち、この経由させている期間を具
体的に設定するには、例えばタイマを用いてもよく、あ
るいは自動変速機の入出力系の回転速度をモニタし、実
際にエンジン回転速度が低下して自動変速機の入力軸の
回転速度が変速後の同期回転速度にまで至ったことを確
認した上で当該「低速段経由」を終了し、本来の変速を
開始させるようにしてもよい。 このようにして、低速側の空転段を経由させることによ
り変速に伴うエンジンのイナーシャトルクをほとんど発
生させることなく、極めて小さな変速ショックで変速を
実現できるようになる。 又、本発明では、このニュートラル期間形成のためによ
り低速段側の空転段を経由させるようにしているため、
実施にあたって例えば摩擦係合装置の油圧調整のための
りニアソレノイドやデユーティソレノイド等の高価な機
器を全く必要とせず、従って、コストの上昇を伴わない
という利点も得ちれる。 なお、同じ出願人の開示に係る技術としてＭ開明５７−
１７９４６０号公報に記載された技術がある。この技術
は、スロットル開度が零又はその近傍であるとき非空転
段から当該非空転段より低速側の非空転段に「ダウンシ
フト」される際に、更に低速側の空転段を一時的に経由
させるというものである。この技術は、−見、本発明と
類似するようではあるが、次の理由により本発明とは全
く興なるものである。 即ち、一般に動力発生部が駆動から被駆動へと変化する
のに伴って変速が発生する場合、この変速は「自動変速
」である限り必ずアップシフトとなる。これに対し、こ
の特開昭５７−１７９４６０は、動力発生部が駆動から
被駆動へと変化したにもかかわらず、例えばオーバード
ライブスイッチをオフにするとかシフトレンジを操作す
るとかの何らかのマニュアル操作によりこの駆動から被
駆動への変化と同時に「ダウンシフト」が発生する時の
変速を取扱っている。従って、制御を行うときの状況設
定が全く異なっており、空転段を経由させるＭ旨も、出
力軸トルクがある正の値がらある大きな負の値に急激に
変化するのを防止するのがその目的となっておりエンジ
ン回転速度は趣旨上低下させるべきではない、これに対
し、本発明は、駆動から被駆動へと変化するのに伴って
発生する「アップシフト」が行われる際に適用するもの
であり、空転段を経由する目的は空転とすることによっ
てエンジン回転速度を自然低下させることにあるもので
ある。 なお、本発明ではアップシフトした結果達成される高速
段については、これが非空転段であっても空転段あって
も構わない。

【実施例】

以下、図面に基づいて本発明の実線例を詳細に説明する
。 第２図は本発明に係る車両用自動変速機の実施例を示す
スケルトン図である。 図において、ブロック１はエンジンであり、クランクシ
ャフト２を経て流体式トルクコンパータ３の入力回転部
材をなすポンプインペラ４を駆動するようになっている
。流体式コンバータ３はこれ自体周知の形式のものであ
り、前記クランクシャフト２を介してエンジン１によっ
て駆動されるポンプインペラ４、ワンウェイクラッチ５
を介してハウジング６に支持されたステータ７、及びタ
ービン８を含む、このタービン８は回転軸１４によって
支持されている０回転軸１４は流体式トルクコンバータ
３の出力軸として機能すると同時に、第１の歯車変速機
構１２の入力軸としても機能するものである。 なお、１０はロックアツプクラッチであり、クランクシ
ャフト２を選択的に回転軸１４に直結するようになって
いる。 前記第１の歯車変速機構１２は減速比が工及びそれ以上
の複数の変速段を選択的に達成するアンダードライブ機
構である。 この歯車変速機構１２は第１の遊星歯車機ｓ１５と第２
の遊星歯車機構１６を含んでいる。第１の遊星歯ｊｉＥ
機［１５はサンギヤ１７、プラネタリビニオン１８．リ
ングギヤ１９．前記プラネタリビニオン１８を回転ｉｉ
′ｒ能に支持するキャリヤ２０を含んでいる。入力軸１
４とリングギヤ１９の間にはクラッチＣ１が組込まれて
いる。又、入力軸１４とサンギヤ１７あるいは該サンギ
ヤ１７と接続された軸２７との間にはクラッチＣ２が組
込まれている。更に、サンギヤ１７あるいは軸２７とハ
ウジング２６との間にはブレーキＢ１が設けられている
。 第２の遊星歯車機構１６は、サンギヤ３０、プラネタリ
ビニオン３１、リングギヤ３２及び前記プラネタリビニ
オン３１を回転可能に支持するキャリヤ３３を含んでい
る。サンギヤ３０は軸２７と接続されている。＊ｌｌＩ
２７とハウジング２６との間には、ワンウェイクラッチ
Ｆ１とブレーキＢ２が直列に組込まれている。又、キャ
リヤ３３とハウジング２６の間にはワンウェイクラッチ
Ｆ２とブレーキＢ１が並列に組込まれている。 第１の遊星歯車機構１５のキャリヤ２０と第２の遊星歯
車機構１６のリングギヤ３２とが、軸４０によって支持
されており、且つこの＊ｌ１１４０に接続されている。 軸４０は、第１の遊星歯車機構１２の出力軸としても機
能している。又この軸４０にはカウンタドライブギヤ５
３が装着されている。 アンダードライブ機構として構成された第２の歯車変速
機構１３は、遊星歯車ｍ構４１を有する。 該遊星歯車ｍ構４１はサンギヤ４２、プラネタリビニオ
ン４３、リングギヤ４４及び該プラネタリビニオン４３
を回転可能に支持するキャリヤ４５を含んでいる。サン
ギヤ４２あるいはこれを支持するサンギヤ軸４７とキャ
リヤ４５との間にはクラッチＣ３が組込まれていおり、
これら２つの回転要素を互いに選択的に連結するように
なっている。サンギヤ４２あるいはこれを支持するサン
ギヤ軸４７とハウジング２６の間にはブレーキＢ◆が組
込まれ、サンギヤ４２の回転を選択的に制動するように
なっている。更にサンギヤ４２あるいはこれを支持する
サンギヤ軸４７とハウジング２６の間にはワンウェイク
ラッチＦ３が組込まれており、ブレーキ４９が係合され
ていないときでもエンジンの運転状態によってはサンギ
ヤ４２の回転をＭ動するようになっている。 サンギヤ＠４７は中空軸として形成されており、この中
空部を同心に貫通してカウンター軸５５が設けられてい
る。カウンタ軸５５の一端にはカウンタドライブギヤ５
３とカウンタドリブンギヤ５４とがスプライン５６によ
りトルク伝達可能に噛合されている。又、カウンタ軸５
５にはリングギヤ４４がスプライン５７によりトルク伝
達可能に接続されている。キャリヤ４５にはその一部に
てリングギヤ４４の外周の周りを軸線方向に延在するト
ルク伝達部材５８が接続されている。このトルク伝達部
材５８を経て、キャリヤ４５はカウンタ軸５５上にラジ
アルスラスト軸受５９によってこれに対して回転可能に
装着されたデフドライブギヤ６０に、トルク伝達間係に
接続されている。 カウンタ軸５５はトルクコンバータ３と第１の歯車変速
機構１２とに共通の中心軸線に対し平行に配置されてい
る。カウンタ軸５５上にこれと同心に配置されたカウン
タドリブンギヤ５４、第２の歯車変速＠＃１１３、及び
デフドライブギヤ６０も又、トルクコンバータ３と第１
の歯車変速機構１２とに共通の中心軸線に対し平行に配
置された中心細線に沿って配列されている。 デフドライブギヤ６０には差動歯車機構６１のデフドリ
ブンギヤ６２が噛合されている。差動歯車機構６１はこ
れ自体周知の形式のものであり、２対の傘歯車６３．６
４．６５．６６を含むものである。このうち１対の傘歯
車６５及び６６がデフドリブンギヤ６２と＃続されてお
り、他方の対の傘歯車６３及び６４が１対の前車＠６７
及び６８とそれぞれ接続されている。 カウンタ＠５５は一端にてカウンタドリブンギヤ５４の
ボス部６９を介してボールベアリング７０により支持さ
れており、又他端にてローラベアリング７１により支持
されている。 この自動変速機は上述したようなギヤトレイン部を備え
、第３図に示されるような各摩擦係合装置の係合、ある
いは解放等を選択的に行うことにより、変速が実行され
る。なお、第３図において、Ｅは対応するクラッチ、あ
るいはブレーキが係合していることを示している。（Ｅ
）は対応するワンウェイクラッチがエンジンドライブ状
！￥！（駆動状態）においてのみ係合し、エンジンブレ
ーキ状！￥！（被駆動状態）においては係合しないこと
を示している。更に、ｅは対応するワンウェイクラッチ
がエンジンドライブ状態において係合しているが、その
係合はこれと並列に組込まれたクラッチあるいはブレー
キによって動力の伝達が保証されていることから必ずし
も必要とされないことを示している。 なお、上記ギヤトレインのハード構成自体については、
特に従来のものとは興ならない、又、各変速段における
摩擦係合装置の選択的な係合は、複数のシフトバルブに
よる該当油路の選択的な切換えによって行われるが、こ
の油圧制御装置の構成自体も特に従来のものとは興なら
ない。 このギヤトレインにおいては、第１速段及び第２速段が
空転段、第３速段及び第４速段が非空転段となっている
。そのため、このギヤトレインではエンジンが駆動状態
から被駆動状態に変化することに伴って第３速段から第
４速段へのアップシフトが実行されるときに、一時的に
例えば第２速段を経由するという形で本発明が適用でき
ることになる。 第４図に上記自動変速機において実行される制御フロー
を示す。 まず、ステ・１プ３０２において第３速段から第４速段
への変速判断があったと判定されると、ステップ３０４
に進んで入力系の駆動−被駆動の変化があったか否かが
判定される。もし、駆動−被駆動の変化がなかった場合
には、通常の駆動状態における第３速段から第４速段へ
の変速であると考えられるため速やかに当該変速指令が
出される（ステップ３２０）。 駆動−被駆動の変化を検出する方法としては、例えば出
力軸トルクを検出し該出力軸トルクの正→負の変化で判
定する方法、スロットル開度を検出し該スロットル開度
の所定値以上−以下の変化で判定する方法、あるいは、
スロットル開度が全閉の状態でオンとなるアイドル接点
スイッチの状態を検出し該アイドル接点スイッチのオン
−オフの変化で判定する方法等が挙げられる。 ステップ３０４で駆動−被駆動の変化があったと判定さ
れた場合には、ステップ３０６に進んで第３速段状態、
即ち非空転状態（エンジンブレーキが効く状態）からよ
り低速側の空転段である第２速段ヘシフトするような指
示（過渡状態指示）が出される。この指示により図示せ
ぬシフトバルブが切換えられ、自動変速機は第２速段と
なり、ニュートラルの状態が形成される。 その後、ステップ３０８に進んで入力系の被駆動→駆動
の再変化があるか否かが判定される。被駆動−駆動の再
変化があった場合には、その時点で直ちにこの被駆動−
駆動の再変化に伴った変速判断に基づいて変速指令が出
される（ステップ３２２）。 このステップ３０８→３２２の手順は、−度、駆動−被
駆動の変化に伴って変速判断が発生しなとしても、本制
御の実行途中に再び被駆動叫駆動の変化があった場合に
は、それ以上ニュートラル状態（第２速段の状態）を続
ける必要性がないため、当該被駆動−駆動の再変化に伴
う変速判断に基づいて直ちに変速を実行させるようにし
たものである。 この被駆動→駆動の変化の判定は、前述したような出力
軸トルク、スロットル開度、あるいはアイドル接点の検
出値の変化を判定するもののほかに、エンジン回転変速
の変化率（時間微分）を検出し該変化率の所定値以下呻
以上の変化で判定する方法も採用できる。 ステップ３０８において被駆動→駆動の再変化がなかっ
たと判定された場合には、ステップ３１０に進んで入力
系と出力系の回転が同期したか否かが判定される。 この判定は、具体的には出力軸回転速度（車速に対応）
Ｎｏに第４速段のギヤ比ρ４を乗じた値ＮｏＸｐ４に（
実際にはこの値より少し大きい値〉にまで入力軸の回転
速度が低下してきたか否かを判断することによって行う
、なお、この判定は変速の種類、あるいはスロットル開
度−車速等に依存させたタイマによって行うようにして
もよい。 ステップ３１０において入力系と出力系の回転が同期し
たと判定されると、ステップ３１４に進んでステップ３
０６におけるニュートラル状態（第２速段の状Ｂ）から
第４速段への切換え指令が出され、第４速段が達成され
る。 第５図に前記フローチャートが実行されたときの変速特
性を従来例と比較して示す４図において実線が本実施例
、破線が従来例を示している。 図中時点Ｓ１はエンジンが駆動から被駆動へと変化した
時点を示し、それと同時に変速判断が発生している時点
を示している。 従来は、この変速判断に基づいて、タイムラグＴｔの後
時点Ｓ２で変速が開始された。ところが、この時点Ｓ２
の時点では入力軸の回転速度が出力軸回転速度と同期し
ていないため、この変速の開始によって自動変速機の入
力輪回転速度が強制的に引下げられ、エンジンを含む入
力系のイナーシャにより駆動側に斜線部分のような正の
トルクが発生し−これが変速ショックとなって表われて
いた。 これに対し、本発明では５時点Ｓｌにおいて駆動−被駆
動に伴った変速判断が発生すると、自動変速機が第２速
段（被駆動状態で空転状態となる変速段〉の状態とされ
る。この結果、入力軸の回転が出力軸の回転と切離され
るため、出力軸のトルクが零になると共に入力軸の回転
速度がエンジンのフリクションによって徐々に低下し、
やがて第４速段における同期回転速度、即ち車速（出力
軸回転速度）に第４速段のギヤ比を乗じた値にまで低下
してくる。この同期時点Ｓ４を第４図のステップ３１０
によって検出し、この時点Ｓ４で第２速段状態から第４
速段への切換えを行うものである。 この時点Ｓ４では自動変速機の入力輪回転速度は既に同
期回転速度にまで低下しているため、第２遠段の状態か
ら第４速段への移行にはエンジンのイナーシャトルクの
吸収等の問題が全く発生しない、そのため単なる自動変
速機内のギヤの切換えのみですみ、摩擦係合装置（クラ
ッチＣ３）の耐久性低下が防止されると共に変速ショッ
クらほとんど発生しない。 なお、この特性図からも明らがなように、第３速段から
第４迷段への変速は、結果として従来は時間Ｔ１ですん
でいたが、この実施例では時間Ｔ２だけかけて行われる
ことになる。 しかしながら、動力発生部の駆動−被駆動の変化に伴う
変速の場合、変速時間が伸びることによる不具合は特に
ないと考えてよい。 しかも、この実施例によれば空転状態にニュートラル状
態）を形成するにあたって、例えば油圧をコントロール
するためのデユーティソレノイドやりニアソレノイド等
の高価な機器を追加したりする必要がない、そのため、
従来のハード構成のまま容易にニュートラル状態を作る
ことができるようになる。

【発明の効果】

以上説明した通り、本発明によれば、動力発生部が駆動
から被駆動へと変化するのに伴って発生した変速判断に
基づいて被駆動状態で非空転となる変速段からアップシ
フトする際に、空転段経由によって形成されるニュート
ラル状態を利用してエンジンのフリクションによる回転
速度低下を利用するようにしたため、従来のように変速
によってエンジンの回転速度が強制的に下げられ、その
結果イナーシャトルクの発生によって大きな変速ショッ
クが発生したりするようなことがなくなるという優れた
効果が得られる。 しかも、本発明ではこのニュートラル状態をシフトバル
ブの切換えによる他の変速段の経由によって連敗するよ
うにしているため、該ニュートラル状態を作るためのソ
レノイド、特にデユーティソレノイドやりニアソレノイ
ド等の高価な機器を別途追加したりする必要がなく、低
コストで容易に上記効果を得ることができるものである
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の要旨を示すブロック図、第２図は、
本発明の実施例が適用された車両用自動変速機の全体ス
ケルトン図、 第３図は、上記自動変速機の摩擦係合装置の係合状態を
示す線図、 第４図は、上記自動変速機で実行される制御フローを示
す流れ図、 第５図は、上記実施例における変速過渡特性線図である
。 ０１〜Ｃ３・・・クラッチ、 Ｂ、〜Ｂ４・・・ブレーキ、 Ｆ１〜Ｆ３・・・ワンウェイクラッチ、１・・・エンジ
ン、 １０・・・トルクコンバータ、 １２・・・第１歯車変速機、 １３・・・第２歯車変速機。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）動力発生部が駆動から被駆動へと変化するのに伴
   つて発生した変速判断に基づいて、被駆動状態で非空転
   となる変速段から、これより高速側の変速段へ変速する
   場合に用いる車両用自動変速機の変速制御装置において
   、 前記変速の過渡時に、一時的に、前記被駆動状態で非空
   転となる変速段より低速側の変速段で、且つ被駆動状態
   で空転となる変速段を経由させる手段を備えたことを特
   徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。