JPH04175565A - 自動変速機の制御方法 - 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、複数のカウンタ軸がカウンタ軸切換用の油圧
クラッチを介して入力軸に断続自在に連結し、各カウン
タ軸上に嵌合する変速ギヤをギア選択用のシンクロメツ
シュ式クラッチにより各カウンタ軸に断続自在とし、上
記各油圧クラッチをれぞれ油圧切換弁に接続している自
動変速機の変速制御方法に関する。

［従来の技術〕 まず自動変速機の概要を説明すると、第１図において、
自動変速機１の入力軸２は、ロックアツプクラッチ３ａ
が付設されたトルクコンバータ３の出力軸により構成さ
れており、自動変速機１の出力軸５は入力軸２と一直線
状に配置されている。

入力軸２及び出力軸５と平行に例えば２本の第１、第２
カウンタ軸６．７が配置されている。第１カウンタ軸６
には、トルクコンバータ３側から順にカウンタ軸動力取
入用のギヤ８と、第５連用の変速ギヤ９と、第３速用の
変速ギヤ１０と、第１連用の変速ギヤ１１と、後進用の
変速ギヤ１２が回転自在に嵌合し、ギヤ８は入力軸２の
ギヤ２５に常時噛み合い、第５連用の変速ギヤ９、第３
速用の変速ギヤ１０及び第１通用の変速ギヤ１１はそれ
ぞれ出力軸５のギヤ２７．２８．２９に常時噛み合い、
後進用の変速ギヤ１２は逆転用中間ギヤ３０を介して出
力軸５のギヤ３１に常時噛み合っている。

第１カウンタ軸６のトルクコンバータ側の端部にはギヤ
８と第１カウンタ軸６の動力伝達を断続するカウンタ軸
切換用の第１油圧クラツチ１３が設けられている。第５
連用の変速ギヤ９と第３連用の変速ギヤ１０の間には、
ギヤ選択用の第１シンクロメツシュ式クラッチ１４が配
置されており、該クラッチ１４は、第５連用の変速ギヤ
９と第１カウンタ軸６とを連結する状態と第３連用の変
速ギヤ１０とＭｌカウンタ軸６とを連結させる状態とこ
れらの連結を共に解除する中立状態とに切換自在となっ
ている。第１速用変速ギヤ１１と後進用変速ギヤ１２の
間にはギヤ選択用の第２シンクロメツシュ式クラッチ１
５が配置されており、該クラッチ１５は、第１連用の変
速ギヤ１１と第１カウンタ軸６とを連結させる状態と後
進用の変速ギヤ１２と第１カウンタ軸６とを連結させる
状態とこれらの連結を共に解除する中立状態とに切換自
在となっている。

第２カウンタ軸７には、トルクコンバータ３側から順に
カウンタ軸動力取入用のギヤ１８と、第６連用の変速ギ
ヤ１９と、第４連用の変速ギヤ２０と、第２連用の変速
ギヤ２１が回転自在に嵌合している。ギヤ１８は入力軸
２のギヤ２６に常時噛み合い、第６連用の変速ギヤ１９
、第４速用の変速ギヤ２０及び第２連用の変速ギヤ２１
はそれぞれ出力軸５のギヤ２７．２８．２９に常時噛み
合っている。第２カウンタ軸７のトルクコンバータ側の
端部にはギヤ１８と第２カウンタ軸７の動力伝達を断続
するカウンタ軸切換用の第２油圧クラツチ２２か設けら
れている。第６連用の変速ギヤ１９と第４連用の変速ギ
ヤ２０の間には、ギヤ選択用の第３シンクロメツシュ式
クラッチ２３が配置されており、該クラッチ２３は、第
６連用の変速ギヤ１９と第２カウンタ軸７とを連結する
状態と第４連用の変速ギヤ２０と第２カウンタ軸７とを
連結させる状態とこれらの連結を共に解除する中立状態
とに切換自在となっている。第２速用変速ギヤ２１には
ギヤ選択用第４シンクロメツシュ式クラッチ２４が対向
配置されており、該クラッチ２４は、第２連用の変速ギ
ヤ１１と第２カウンタ軸７とを連結させる状態とこれの
連結を解除する状態とに切換自在となっている。先行技
術として特開平６４−２１２５４号がある。

［発明が解決しようとする課題］ 第１図の自動変速機１において、例えば第２速で走行中
は、カウンタ軸切換用の第１油圧クラツチ１３は解除状
態、第２油圧クラツチ２２は接続状態になっており、第
２連用の変速ギヤ２１が第４シンクロメツシュ式クラッ
チ２４を介して第２カウンタ軸７に連結している。その
他のシンクロメツシュ式クラッチ１４．１５．２３は中
立状態である。即ち入力軸２の回転トルクは、ギヤ２６
．１８、第２油圧クラツチ２２、第２カウンタ軸７、第
４シンクロメツシュ式クラッチ２４、第２速用変速ギヤ
２１及びギヤ２９を介して出力軸５に伝達されており、
第１カウンタ軸６は動力伝達に関与していない。

この状態において各軸の回転数の関係は次のようになっ
ている。

ＮＯ２−Ｎ２−Ｎｇ２−ＮＯＸ　１ｏ２−Ｎ−ＩＸｅＸ
ｉｏ２ Ｎ３識Ｎ２Ｘ１１２ ここでＮＯ２はカウンタ軸切換用の第２油圧クラツチ２
２の回転数、Ｎ２は第２カウンタ軸７の回転数、Ｎｇ２
は第２連用の変速ギヤ２１の回転数、ＮＯは入力軸２の
回転数、ｉ０２は入力軸２のギヤ２６と第２カウンタ軸
７のギヤ１８の変速比、Ｎ−１はトルクコンバータ３の
入力部４側の回転数、ｅはトルクコンバータ３内の変速
比、ｉ１２は第２連用変速ギヤ２１と出力軸５のギヤ２
９との間の変速比（第２速走行中における第２カウンタ
軸７と出力軸５との間の変速比）である。

第２速から次の段への変速は、通常第１速へのダウンシ
フトあるいは第３速へのアップシフトであるが、第２連
中は前記のように第１カウンタ軸６は動力伝達に関与し
ておらず空転中であるので、変速シフト時において、第
２シンクロメツシュ式クラッチ１５あるいは第１シンク
ロメツシュ式クラッチ１４により、第１速用変速ギヤ１
１の回転数Ｎｇｌと第１カウンタ軸６の回転数Ｎｌの回
転数差ΔＮ−Ｎｇｌ−Ｎｌ　、又は第３連用変速ギヤ１
０の回転数Ｎｇ３と第１カウンタ軸６の回転数Ｎ１の回
転数差ΔＮ−Ｎｇｌ−Ｎｌを同期させなければならない
。

ところが空転中の第１カウンタ軸６の回転数Ｎ１は第１
カウンタ軸６上の各部分の摩擦トルク及び第１油圧クラ
ツチ１３の連れ回りトルク等により変動し、第１油圧ク
ラツチ１３に対して一定の回転数値に定まらない。シフ
トアップ時はＮ１−Ｎｃｌ−△Ｘ１シフトダウン時はＮ
ｌ　−Ｎｃｌ＋△Ｘがシンクロ負荷が少くなる方向であ
るか、逆になることもあり、シフト時のシンクロ負荷が
安定せず、シフト操作性能が不安定になる。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するために本発明は、入力軸と、出力軸
と、複数のカウンタ軸を備え、各カウンタ軸はそれぞれ
カウンタ軸切換用油圧クラッチを介して入力軸に断続自
在に連結し、各カウンタ軸上には、それぞれ出力軸のギ
ヤに噛み合う各変速段用変速ギヤを嵌合すると共に、そ
れらの変速ギヤをギヤ選択用のシンクロメツシュ式クラ
ッチにより各カウンタ軸に断続自在とし、上記各油圧ク
ラッチはそれぞれ油圧切換弁に接続すると共に入力部か
入力軸に対して常に一定の変速比で回転する自動変速機
において、各切換弁の開閉サイクルを制御装置によるデ
ユーティ比制御により調整自在とし、空転状態のカウン
タ軸の回転数と、これと対応する油圧クラッチ人力部又
は入力軸の回転数を回転数検出機構により検出し、両回
転数を制御装置で比較演算し、空転状態のカウンタ軸が
対応する油圧クラッチの回転数に同期するように、切換
弁の開閉サイクルのデユーティ比を低く制御して油圧ク
ラッチに低油圧を導く。

［作用］ ある任意の変速段で運転中、カウンタ軸切換用油圧クラ
ッチが接続している側のカウンタ軸はトルク伝達に利用
され、カウンタ軸切換用油圧クラッチが解除されている
側のカウンタ軸は空転している。解除側の油圧クラッチ
の入力部は、入力軸と一定の変速比で回転している。

上記運転中、空転中のカウンタ軸及び例えば入力軸の回
転数を回転数検出機構により検出し、制御装置でそれら
の回転数差を比較演算し、空転中のカウンタ軸が解除中
の油圧クラッチと同期回転するように、切換弁の開閉サ
イクルのデユーティ比を制御して、動力伝達に関与して
いない側の油圧クラッチに低油圧を供給する。

空転中のカウンタ軸とこれに対応する油圧クラッチが同
期することにより、空転状態のカウンタ軸上のシンクロ
メツシュ式クラッチにおける変速ギヤとカウンタ軸との
回転数差は一定の値に設定される。

従って次の変速段へのシフト時には、空転中のカウンタ
軸に次段階の変速ギヤを連結するが、該変速ギヤに対応
するシンクロメツシュ式クラッチにより同期させるべき
回転数差、即ち次段階の変速ギヤとカウンタ軸の回転数
差か一定していることにより、シンクロ負荷も一定化し
、変速動作が常に安定する。

［実施例］ 本発明が適用される第１図の自動変速機の基本的構成は
、既に従来の技術の欄で説明しているので省略する。

第３図は第１図の自動変速機の油圧配管図を示しており
、第１油圧クラツチ１３及び第２油圧クラツチ２２はそ
れぞれ２ポジション式電磁切換弁３１．３２に接続し、
トルクコンバータ３のロックアツプクラッチ３ａは２ポ
ジション式電磁切換弁３３に接続し、それらは調圧弁３
６を介して油圧供給ポンプに３７に接続している。４１
，４２゜４３．４４はそれぞれ第１、第２、第３、第４
シンクロメツシュ式クラッチ１４，１５，２３．２４（
第１図）を切り換えるためのアクチュエータであり、詳
しい説明は省略するが一連の切換弁装置４７を介して油
圧ポンプ３７に接続している。

第２図において、各カウンタ軸切換用の油圧クラッチ１
３．２２の電磁切換弁３１．３２はそれぞれ開閉制御装
置５０に電機的に接続し、制御装置５０のパルス指令信
号により、電磁切換弁３１．３２のソレノイドの通電を
デユーティ比制御し、それにより電磁切換換弁３１，３
２の開閉サイクルを調整し、所望の油圧供給量を自在に
調節できるようになっている。

各カウンタ軸６．７及び入力軸２にはそれぞれ回転数検
出機構３５．３６．３８が接続され、各軸の回転数を検
出してそれぞれ制御装置５ｏに人力するようになってい
る。

制御装置５０は、各回転数検出機構３５．３６゜３８で
検出された回転数値のうち、空転状態のカウンタ軸の回
転数と、入力軸の回転数の差を演算する。ルリ御装置５
０には予め各油圧クラッチ（入力部側）１３．２２の回
転数と入力軸２の回転数の差が基準値として記憶されて
おり、この基準値と上記演算による検出回転数差を比較
し、上記検出回転数差を基準値に一致させるべく、対応
するけ換弁の開閉サイクルをデユーティ比制御して、低
油圧を油圧クラッチに供給し、空転状態のカウンタ軸を
それに対応する油圧クラッチに同期させる。

次に具体的な制御例を説明する。

例えば第２速で運転中、第１図の第２油圧クラツチ２２
は接続し、第１油圧クラツチ１３は解除され、第２連用
変速ギヤ２１が第４シンクロメツシュ式クラッチ２４を
介して第２カウンタ軸７に接続し、第２カウンタ軸７が
動力伝達に関与している。他のシンクロメツシュ式クラ
ッチ１４，１５．２３は中立状態である。

第１カウンタ軸６の回転数Ｎｌは、本願に関する制御が
働いていないと仮定した場合には次のようになる。

Ｎｌ　＝ＮＯｘ　ｉ　０１ｘＭ　ｆ　ｃｌ／　（Ｍ　ｆ
　ｃｌ±Ｍｆ：））ここでＮＯは入力軸２の回転数、ｉ
ｏｌは入力軸２のギヤ２５と第１カウンタ軸６のギヤ１
８の変速比、Ｍ　ｆ　ｃｌは第１油圧クラツチ１３の連
れ回りトルク、Ｍｆｊは第１カウンタ軸６上の各変速ギ
ヤ８．９，１０，１１．１２及びシンクロメツシュ式ク
ラッチ１４．１５の摩擦抵抗トルクであって、（＋）は
減速方向に働き、（−）は増速方向に働くことを示す。

なおＭｆｊ　−Ｍｒｌ＋Ｍ！’３＋Ｍｒ５＋ＭＰＲであ
り、Ｍｒｌ、　ＭＰＲ，Ｍｆ５．　ＭＰＲは各変速ギヤ
９，１０゜１１．１２部分の摩擦抵抗トルクである。

シフト時の同期すべき相対回転数は、第２速から第１速
へのダウンシフト時には、 ΔＮ−Ｎｇｌ−Ｎｌ 第２速から第３速へのアップシフト時には、ΔＮ−Ｎｇ
３−Ｎｌ となる。

ここで例えば第２速から第１速へのダウンシフト時を考
えると、シフト時に同期すべき第１連用変速ギヤ１１と
第１カウンタ軸６の回転数差ΔＮは、 ΔＮ−Ｎｇｌ−ＮＬ −Ｎ３　Ｘ　１／　ｉ　１２−Ｎｏ　Ｘ　ｉｌｌＸＭｆ
ｃｌ／　（Ｍｆｃｌ±ΣＭｆｊ）となる。しかるに出力
軸５の回転数Ｎ３は、Ｎ３讃ＮＱ　Ｘ　１ｏｌＸ　ｉ１
２ であるので、 ΔＮ−Ｎｏ　Ｘ　ｉ　０２−ＮＯＸ　ｉ　ＯＩＸＭ　ｆ
　ｃｌ／（Ｍｆｃｌ±ΣＭｆｊ） ΔＮ−Ｎ０　　（ｉ０２−ｉ０１ＸＭｆｃｌ／　（Ｍｆ
ｃｌ±ΣＭｆｊ　）） となる。上記式で不安定項の値を１にするように、即ち
第１油圧クラツチ１３と空転状態の第１カウンタ軸６が
同期するように第１油圧クラツチ１３の油圧を低デユー
ティ比で制御する。これにより、ΔＮ−Ｎ０　　（ｉ　
０２−　ｉ　（１１）となる。

即ち空転している第１カウンタ軸６と第１連用変速ギヤ
１１との回転数差△Ｎが常に一定に保たれることになり
、第１速へのシフト時において、第２シンクロメツシュ
式クラッチ１５のシンクロ負荷は安定しており、常に安
定したシフト操作か行なえる。

また第１速で運転中は、第１カウンタ軸６が動力伝達に
関与し、第２カウンタ軸７が動力伝達に関与せず空転し
ている。この場合は空転中の第２カウンタ軸７の回転数
と入力軸２の回転数を比較し、第２油圧クラツチ２２の
切換弁３２の開閉サイクルをデユーティ比制御すること
により、低油圧を第２油圧クラツチ２２に供給し、第２
カウンタ軸７を第２油圧クラツチ２２の人力部の回転数
に同期させている。

従って第１速からシフトアップする場合には、接続すべ
き次段階の第２変速ギヤ２１と第２カウンタ軸７との回
転数差は一定に保たれているので、第４シンクロメツシ
ュ式クラッチ２４のシンクロ負荷は安定している。

その他の変速段のシフト操作においても、すべて上述と
同様にシンクロ負荷は安定している。

［別の実施例コ 上記実施例においては、カウンタ軸との回転数差を演算
する回転数として、入力軸の回転数を制御装置に入力し
ているが、カウンタ軸切換用の各油圧クラッチ（入力部
）毎に回転数検出機構を設けて油圧クラッチの回転数を
直接検出し、空転状態のカウンタ軸を対応する油圧クラ
ッチの回転数に同期させるべく、油圧クラッチの開閉を
低デユーティ比により制御するようにしてもよい。

［発明の効果コ 以上説明したように本発明は、それぞれカウンタ軸切換
用油圧クラッチを介して入力軸に断続自在に連結される
複数のカウンタ軸を備え、各カウンタ軸に嵌合する各変
速段用変速ギヤを、それぞれギヤ選択用のシンクロメツ
シュ式クラ・ソチにより各カウンタ軸に断続自在とし、
上記各油圧クラッチは入力軸に対して常に一定の変速比
で回転すると共にそれぞれ油圧切換弁に接続している自
動変速機において： 各切換弁の開閉サイクルを制御装置によるデユーティ比
制御により調整自在とし、空転状態のカウンタ軸の回転
数と、これと対応する油圧クラッチ人力部又は入力軸の
回転数を回転数検出機構により検出し、両回転数を制御
装置で比較演算し、空転状態のカウンタ軸が対応する油
圧クラッチの回転数に同期するように、切換弁の開閉サ
イクルのデユーティ比を制御して油圧クラッチに低油圧
を導くようにしているので、変速シフト時のシンクロメ
ツシュ式クラッチの回転数差を常に定められた値に制御
でき、シンクロ負荷を一定に保つことができる。

従ってシフト操作が常に安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御方法が適用される自動変速機
の一例を示すスケルトン図、第２図は本発明による制御
方法を実施するための制御装置等を示す配管及び配線図
、第３図は第１図の自動変速機の油圧制御回路図の一例
である。１・・・自動変速機、２・・・入力軸、３・・
・トルクコンバータ、５・・・出力軸、６．７・・・カ
ウンタ軸、９．１０，１１゜１２．１９，２０．２１・
・・変速ギヤ、１３．２２・・・カウンタ軸切換用の第
１、第２油圧クラツチ、１４．１５．２３．２４・・・
シンクロメツシュ式クラッチ、３’ｌ、３２・・・切換
弁、３５．３６．３８・・・回転数検出機構、５０・・
・制御装置特許出願人　川崎重工業株式会社 代理人　弁理士　前出　葆　（ばか１名）第１図 １：自動変速機 ２：入力軸 ５：出力軸 ６：第１カウンタ軸 ７・第２カウンタ軸 １３：第１油圧クラツチ ２２・第２油圧クラツチ １４・第１シンクロメツシュ式クラッチ１５、第２シン
クロメツシュ式クラッチ２３：第３シンクロメツンユ式
クラッチ２４、第４シンクロメツシュ式クラッチ第２図 ３１．３２　：切換弁 ３５．３６，３８　：回転数検出機構 ５０、制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、入力軸と、出力軸と、複数のカウンタ軸を備え、各
   カウンタ軸はそれぞれカウンタ軸切換用油圧クラッチを
   介して入力軸に断続自在に連結し、各カウンタ軸上には
   、それぞれ出力軸のギヤに噛み合う各変速段用変速ギヤ
   を嵌合すると共に、それらの変速ギヤをギヤ選択用のシ
   ンクロメッシュ式クラッチにより各カウンタ軸に断続自
   在とし、上記各油圧クラッチはそれぞれ油圧切換弁に接
   続すると共に入力部が入力軸に対して常に一定の変速比
   で回転する自動変速機において、各切換弁の開閉サイク
   ルを制御装置によるデューティ比制御により調整自在と
   し、空転状態のカウンタ軸の回転数と、これと対応する
   油圧クラッチ入力部又は入力軸の回転数を回転数検出機
   構により検出し、両回転数を制御装置で比較演算し、空
   転状態のカウンタ軸が対応する油圧クラッチの回転数に
   同期するように、切換弁の開閉サイクルのデューティ比
   を低く制御して油圧クラッチに低油圧を導くことを特徴
   とする自動変速機の制御方法。