JPH04370455A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は車両用の自動変速機に
おいて変速を制御するための装置に関し、特に後進段お
よび複数の前進段を設定することのできる主変速部と少
なくとも高低の二段に変速することのできる副変速部と
を備えた自動変速機の変速制御装置に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】上述した主変速部と副変速部とを備えた
自動変速機は、主変速部を最高速段に設定した状態で副
変速部を高速段に設定することにより、変速比が“１”
以下のいわゆるオーバードライブ段に設定することがで
き、燃費を向上させ、また静粛性を向上させることがで
きる。またこのような主変速部と副変速部とを備えた自
動変速機で設定できる変速段の数は、主変速部での変速
段数と副変速部での変速段数とを掛けたものとなるから
、設定可能な変速段が多くなり、多様性のある自動変速
機とすることができる。そのため例えば特開昭６０−１
１６９５３号公報に記載された発明では、エコノミーモ
ードを選択している状態でドライブレンジに設定して停
止している場合に、副変速部を高速段に設定し、車速が
“０”であることにより主変速部が第１速になり、その
結果、発進時の変速段をいわゆる第１．５　速にするこ
ととしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述した発明における
ように発進時の変速段を最低速段よりも高速段側の変速
段に設定すれば、前進レンジを選択して停止していると
きに生じるクリープトルクを小さくすることができるの
で、停止状態を保つためのブレーキ力を小さくすること
ができる。しかしながら上記の従来の制御装置では、エ
コノミーモードの最低速段を設定するために、オーバー
ドライブ用変速部を高速段にし、かつアンダードライブ
用変速部を第１速にしており、これに対して最低速段よ
り１段高速段側の第２速は、オーバードライブ用変速部
を低速段にし、かつアンダードライブ用変速部を第２速
に設定している。したがって停止時には必ず第１．５　
速を設定することができるものの第２速との間の変速が
、各変速部を互いに逆方向に同時に切換える所謂同時変
速となるので、変速ショックが悪化するおそれがあり、
また変速ショックを防ぐには複雑が制御を余儀なくされ
る問題があった。

【０００４】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たもので、変速ショックを悪化させずにクリープトルク
を低減させることのできる変速制御装置を提供すること
を目的とするものである。

【０００５】

【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、図１に示す手段を備えた構成とした
ことを特徴とするものである。すなわちこの発明は、複
数の前進段に設定される主変速部１と、少なくとも高低
の二段に設定される副変速部２とを備え、前進レンジ停
止時に前記副変速部２を高速段にする停止用低速段に設
定される車両用自動変速機の変速制御装置において、車
速もしくは車速に関する状態を含む走行状態を検出する
走行状態検出手段３と、該走行状態検出手段３で検出さ
れた走行状態に基づいて、車速が予め定めた車速より高
い場合には前記主変速部１と副変速部２とが互いに逆方
向にシフトされる変速段への同時変速が禁止されるよう
変速を判断するとともに、車速が予め定めた車速より低
い場合には前記同時変速に係わらずある変速段から前記
停止用低速段へのダウンシフトを判断するとともに上記
ダウンシフト以外の同時変速は禁止されるよう変速を判
断する変速判断手段４と、該変速判断手段４により判断
される変速を達成するための変速制御手段５とを備えて
いることを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】この発明の変速制御装置は、設定すべき変速段
の判断を、車速やスロットル開度あるいはこれらに代わ
る適当な動作状態で決まる走行状態に基づいて行う。そ
の走行状態は走行状態検出手段３によって検出され、そ
の検出結果に基づいて変速段判断手段４が、設定すべき
変速段を判断する。この発明で対象とする自動変速機は
、主変速部１の変速段と副変速部２の変速段とによって
全体の変速段が決まるので、前記変速段判断手段４は、
車速が予め定めた車速より高い場合には各変速部１，２
が互いに逆方向にシフトされる変速段への同時変速が禁
止されるよう変速を判断するとともに、車速が予め定め
た車速より低い場合には前記同時変速に係わらずある変
速段から前記停止用低速段へのダウンシフトを判断する
とともに上記ダウンシフト以外の同時変速は禁止される
ように変速を判断する。

【０００７】このようにして判断された変速は変速制御
手段５によって達成される。したがって変速ショックを
招く同時変速を極力防止し、同時変速だからといって変
速が実行されずに車両停止時の停止用低速段が達成され
ないこともなく、車両停止時には副変速部２が高速段に
なるためにクリープトルクが小さくなり、また停止用低
速段への変速が同時変速になる場合であっても、これは
車速が遅い場合に限られるので、変速ショックが悪化す
ることはない。

【０００８】

【実施例】図２はこの発明の一実施例を示すブロック図
であって、ここに示す自動変速機は、トルクコンバータ
１１と、副変速部１２と、主変速部１３とを備えている
。副変速部１２は、オーバードライブ用の変速部であっ
て、高速段と低速段との二段の変速を行うようになって
おり、また主変速部１３は、複数の前進段と後進段とを
設定するようになっている。これらの各変速部１２，１
３の具体例は後述する。

【０００９】各変速部１２，１３での変速は、クラッチ
やブレーキなどの摩擦係合要素を適宜に係合もしくは解
放させることにより行われ、そのための油圧制御装置１
４が設けられている。この油圧制御装置１４による油圧
の給排の切換えは、第１ないし第４の四つのソレノイド
バルブ１５，１６，１７，１８によって行うようになっ
ており、これらのうち第１ソレノイドバルブ１５は副変
速部１２における高速段（ハイ）と低速段（ロー）との
切換えを行うものである。また第２ソレノイドバルブ１
６は主変速部１３での第１速と第２速との変速を実行し
、第３ソレノイドバルブ１７は第２速と第３速との変速
を実行し、第４ソレノイドバルブ１８は第３速と第４速
との変速を実行するようになっている。

【００１０】上記の各ソレノイドバルブを制御する制御
装置（ＥＣＵ）１９は、演算処理装置２０と記憶装置２
１と入出力インターフェース２２とを備えており、入力
される信号に基づいて各変速部１２，１３の変速制御を
行うようになっている。すなわちこの制御装置１９には
、パーキング（Ｐ）レンジ、リバース（Ｒ）レンジ、ニ
ュートラル（Ｎ）レンジあるいはドライブ（Ｄ）レンジ
などのシフトレバー２３によって選択したポジションに
対応するシフトポジション信号Ｓｐ　、車速Ｖに応じた
信号、スロットル開度θに応じた信号、Ｎ（ノーマル）
モードあるいはＰ（パワー）モードに応じた走行モード
信号、エンジン水温Ｔｗ　に応じた信号、エンジン回転
数Ｎｅ　に応じた信号等の信号が入力されている。そし
て車速Ｖおよびスロットル開度θならびに選択された走
行モードに対応する変速マップ（変速線図）に従って設
定すべき変速段を選択し、その変速段を達成するよう第
１ないし第４のソレノイドバルブ１５，〜１８のいずれ
かに信号を出力するようになっている。

【００１１】上述した自動変速機の具体的な一例を図３
にスケルトン図で示す。ここに示す自動変速機における
トルクコンバータ１１は、ロックアップクラッチＬｃ　
を備えており、このロックアップクラッチＬｃ　は、ポ
ンプインペラ２６に一体化させてあるフロントカバー２
７とタービンランナ２８を一体に取付けた部材（ハブ）
２９との間に設けられている。エンジンのクランクシャ
フト（それぞれ図示せず）はフロントカバー２７に連結
され、またタービンランナ２８を連結してある入力軸３
０は、副変速部１２を構成するオーバードライブ用遊星
歯車機構３１のキャリヤ３２に連結されている。この遊
星歯車機構３１におけるキャリヤ３２とサンギヤ３３と
の間には、多板クラッチＣ０　と一方向クラッチＦ０　
とが設けられている。なお、この一方向クラッチＦ０　
はサンギヤ３３がキャリヤ３２に対して相対的に正回転
（入力軸３０の回転方向の回転）する場合に係合するよ
うになっている。またサンギヤ３３の回転を選択的に止
める多板ブレーキＢ０　が設けられている。そしてこの
副変速部１２の出力要素であるリングギヤ３４が、主変
速部１３の入力要素である中間軸３５に接続されている
。したがって副変速部１２は、多板クラッチＣ０　もし
くは一方向クラッチＦ０　が係合した状態では遊星歯車
機構３１の全体が一体となって回転するため、中間軸３
５が入力軸３０と同速度で回転し、またブレーキＢ０　
を係合させてサンギヤ３３の回転を止めた状態では、リ
ングギヤ３４が入力軸３０に対して増速されて正回転す
るようになっている。

【００１２】他方、主変速部１３は三組の遊星歯車機構
４０，５０，６０を備えており、それらの回転要素が以
下のように連結されている。すなわち第１遊星歯車機構
４０のサンギヤ４１と第２遊星歯車機構５０のサンギヤ
５１とが互いに一体的に連結され、また第１遊星歯車機
構４０のリングギヤ４３と第２遊星歯車機構５０のキャ
リヤ５２と第３遊星歯車機構６０のキャリヤ６２との三
者が連結され、かつそのキャリヤ６２に出力軸７０が連
結されている。さらに第２遊星歯車機構５０のリングギ
ヤ５３が第３遊星歯車機構６０のサンギヤ６１に連結さ
れている。

【００１３】この主変速部１３の歯車列では後進段と前
進側の四つの変速段とを設定することができ、そのため
のクラッチおよびブレーキが以下のように設けられてい
る。先ずクラッチについて述べると、互いに連結されて
いる第２遊星歯車機構５０のリングギヤ５３および第３
遊星歯車機構６０のサンギヤ６１と中間軸３５との間に
第１クラッチＣ１　が設けられ、また互いに連結された
第１遊星歯車機構４０のサンギヤ４１および第２遊星歯
車機構５０のサンギヤ５１と中間軸３５との間に第２ク
ラッチＣ２　が設けられている。つぎにブレーキについ
て述べると、第１ブレーキＢ１　はバンドブレーキであ
って、第１遊星歯車機構４０および第２遊星歯車機構５
０のサンギヤ４１，５１の回転を止めるように配置され
ている。またこれらのサンギヤ４１，５１とケーシング
７１との間には、第１一方向クラッチＦ１　と多板ブレ
ーキである第２ブレーキＢ２　とが直列に配列されてお
り、その第１一方向クラッチＦ１　はサンギヤ４１，５
１が逆回転（入力軸３５の回転方向とは反対方向の回転
）しようとする際に係合するようになっている。多板ブ
レーキである第３ブレーキＢ３　は第１遊星歯車機構４
０のキャリヤ４２とケーシング７１との間に設けられて
いる。そして第３遊星歯車機構６０のリングギヤ６３の
回転を止めるブレーキとして多板ブレーキである第４ブ
レーキＢ４　と第２一方向クラッチＦ２　とがケーシン
グ７１との間に並列に配置されている。なお、この第２
一方向クラッチＦ２　はリングギヤ６３が逆回転しよう
とする際に係合するようになっている。

【００１４】上記の自動変速機では、副変速部１２がハ
イ・ローの二段の切換えを行うことができ、かつ主変速
部１３が前進側で四段の変速を行うことができるので、
後進段と前進８段との変速を行うことができ、これらの
変速段を設定するための各クラッチおよびブレーキの係
合作動表を図４に示す。なお、図４において○印は係合
状態、●印はエンジンブレーキ時に係合状態、空欄は解
放状態をそれぞれ示す。またギヤ比の一例を図４に併せ
て示す。

【００１５】図２に示す変速制御装置は、前記記憶装置
２１の記憶内容として複数の変速マップを備えており、
それらのうちＤレンジで使用される変速マップとして、
車速Ｖおよびスロットル開度θに応じて設定される複数
の変速段からなる変速段列の異なる変速マップを備えて
いる。その変速段列の例を図５および図６に示してある
。図５に示す変速段列（仮に、Ａギヤ列と記す）は、図
４に示す８つの変速段のうち、１ｓｔ、２ｎｄ、３ｒｄ
、４ｔｈ、５ｔｈからなるものであって、第５速（５ｔ
ｈ）を除いて副変速部１２を低速段（ロー）にして設定
される変速段列である。また図６に示す変速段列（仮に
、Ｂギヤ列と記す）は図４に示す８つの変速段のうち，
１ｓｔ，１．５ｔｈ　，２．５ｔｈ　，３．５ｔｈ　，
４．５ｔｈ　（＝５ｔｈ）からなるものであって、第１
速（１ｓｔ）を除いて副変速部１２を高速段（ハイ）に
して設定される変速段列である。すなわちこれらいずれ
のギヤ列においても、副変速部１２もしくは主変速部１
３のいずれか一方のみを変速することにより自動変速機
の全体としての変速を達成でき、したがっていずれかの
ギヤ列に従って変速を行うことにより同時変速が生じな
いようになっている。なお、採用するギヤ列を走行中に
変更することも可能であって、Ａギヤ列の第２速とＢギ
ヤ列の第２．５　速との間の変速、およびＡギヤ列の第
３速とＢギヤ列の第３．５　速との間の変速は、主変速
部１３の変速を行わずに副変速部１２をハイもしくはロ
ーに切換えることにより、同時変速とならずに達成でき
るので、予め定めた所定の条件が成立することにより、
これらの変速段の間での変速が生じるようになっている
。

【００１６】上記のＡギヤ列とＢギヤ列とのうち、通常
はＢギヤ列に従って変速が行われるよう構成されており
、その変速マップの一例を図７に示す。なお、図７のう
ち（Ｉ）はアップシフト用のマップ、（ＩＩ）はダウン
シフト用のマップである。またＡギヤ列は、発進時にア
クセルペダルを大きく踏み込むことによって第１速が設
定されたり、第２．５　速で走行している際に所定の条
件が満されて第２速へダウンシフトされたりしてＡギヤ
列の変速段に一旦変速されることにより、それ以降の変
速で使用されるギヤ列であって、その変速マップの一例
を図８に示す。なお、図８の（Ｉ）はアップシフト用の
マップ、（ＩＩ）はダウンシフト用のマップである。こ
の図８の（ＩＩ）に示すようにＡギヤ列用の変速マップ
であっても、副変速部１２を高速段にして設定する第１
．５　速の領域が設けられており、車速Ｖが低い場合に
は、たとえ同時変速であっても第２速から第１．５　速
への変速を行うようになっている。

【００１７】図９は上述した装置による変速制御の一例
を示すフローチャートである。すなわち、ステップ１０
で車速やスロットル開度θ、シフトポジションなどの各
データの読込みを行い、ついでステップ２０で、選択さ
れているレンジがＮレンジか否かの判断を行い、その判
断結果が“イエス”であれば、副変速部１２のブレーキ
Ｂ０　を係合させて副変速部１２を高速段に設定する（
ステップ３０）。またＮレンジでなければステップ４０
に進み、ＤレンジがＮレンジからのシフトによって選択
されたか否かを判断し、その判断結果が“イエス”であ
れば、ステップ５０において変速パターン（すなわち変
速マップ）を読込み、その変速パターンに従って車速Ｖ
やスロットル開度θに応じて目標変速段を決定し（ステ
ップ６０）、その決定した変速段を設定するよう変速指
令信号を出力する（ステップ７０）。

【００１８】上記のステップ５０においては、通常は図
７に示すＢギヤ列の変速マップを読み込み、その変速マ
ップに従って変速を実行するが、Ｄレンジでの発進時の
スロットル開度が所定値より大きいなどの条件が満され
た場合には、図８に示すＡギヤ列の変速マップを読み込
み、その変速マップに従って変速を実行する。また前述
したように、第２速と第２．５　速との間、および第３
速と第３．５　速との間の変速は、いずれか一方の変速
部１２，１３のみを切換えることにより達成できるので
、走行中に所定の条件が満されれば、このようなギヤ列
の異なる変速段の間での変速が実行され、その場合は変
速後の変速段が属するギヤ列に従って変速が実行される
。

【００１９】図７に示す変速マップあるいは図８に示す
変速マップのいずれに従う変速制御であっても、車速Ｖ
およびスロットル開度θが共に“０”であれば第１．５
　速に設定されるので、その変速比は最低速段である第
１速より小さいことによりクリープトルクが小さくなる
。また図７に示す変速マップに従って変速を行う場合、
主変速部１３のみを切換えることにより全ての変速を行
うことができるので、同時変速とならずに第１．５　速
へのダウンシフトを達成することができる。さらに図８
に示す変速マップに従って変速を行う場合、第２速から
第１．５　速へのダウンシフトを除いて同時変速となら
ないが、この第２速から第１．５　速へのダウンシフト
は、車速Ｖおよびスロットル開度θが小さいときに限ら
れるので第２速から第１．５速への同時変速が生じても
変速ショックが支障となるほど大きくなることはない。 より具体的に説明すると、図３に示す歯車列を備えた自
動変速機を対象とする上記の制御装置では、同時変速を
許可する車速をパワーオフ状態で第２速から第１．５　
速への変速後にドライブトレーンが非駆動状態になる車
速に設定しており、したがってこの変速によって副変速
部１２が高速段になって一方向クラッチＦ０が空転し、
かつ主変速部１３が第１速になって一方向クラッチＦ２
　が空転する。これはニュートラル状態であって出力軸
７０にトルクが出ないから、同時変速であっても変速シ
ョックは発生しない。また、たとえ一方向クラッチによ
るニュートラル状態を達成できない自動変速機であって
も、低車速時においてダウンシフトを達成するための変
速の際に発生するイナーシャトルクを小さくすることが
でき、同時変速であっても変速ショックを悪化させるこ
とはない。

【００２０】他方、ステップ４０の判断結果が“ノー”
であれば、ステップ８０に進んで、ＲレンジがＮレンジ
からのシフトによって選択されているか否かの判断を行
う。その判断結果が“ノー”であれば、制御プロセスは
リターンし、また“イエス”であれば、ステップ９０に
進んで、主変速部１３のクラッチＣ２　およびブレーキ
Ｂ４　を係合させる。すなわち図３に示す歯車列を備え
た自動変速機では、主変速部１３を後進段にした状態で
副変速部１２を低速段にすると、変速比が大きくなり過
ぎるので、副変速部１２を高速段にすることにより出力
軸トルクを下げている。そこでＮレンジでブレーキＢ０
　が既に係合（ステップ３０）して副変速部１２が高速
段になっているので、ステップ９０ではクラッチＣ２　
およびブレーキＢ４　を係合させて主変速部１３のみで
後進段への変速を生じさせる。

【００２１】したがって上記の変速制御装置では、前進
レンジで停止しているときの変速段が第１．５　速にな
るので、クリープトルクを小さくすることができ、また
パワーオフ状態で第１．５　速にダウンシフトするにあ
たって、直前の変速段が第２速であるために第１．５　
速へのダウンシフトが同時変速となる場合は、車速が予
め定めた車速以下のときに限ってそのダウンシフトが実
行されるので、変速ショックは悪化しない。また上述し
た自動変速機では、後進段は副変速部を高速段にして設
定するので、前進レンジで停止している状態から後進段
にシフトするには、主変速部１３のみを後進段に切換え
ればよく、したがって前進レンジからリバースレンジへ
の変速の制御が容易になり、またシフトの遅れによる所
謂もたつき感を防止することができる。

【００２２】なお、上記の実施例では、各変速部が同時
に切替わる同時変速全てを禁止しているが、各変速部が
同方向にシフトされる同時変速は互いに逆方向にシフト
される同時変速よりも変速ショックが小さいので、Ａギ
ヤ列とＢギヤ列との切換えを行うにあたっては、各変速
部が同方向にシフトされる同時変速を許容してもよく、
例えば第２速と第３．５　速との間の変速を実行するよ
うにしてもよい。

【００２３】また上記の実施例では図３に示す歯車列を
備えた自動変速機を対象にして説明したが、この発明は
他の歯車列を備えた自動変速機を対象として実施できる
ことは勿論である。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明の変速制御
装置によれば、前進レンジで停止している際に副変速部
を高速段にする変速段に設定し、しかもその変速段への
ダウンシフトが同時変速になるときには車速が所定車速
以下のときにそのダウンシフトを実行するから、クリー
プトルクを小さくすることができるとともに、変速ショ
ックの悪化を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の基本構成を示すブロック図である。

【図２】この発明の一実施例を示すブロック図である。

【図３】その歯車列を示すスケルトン図である。

【図４】その作動表である。

【図５】Ａギヤ列の各変速段を設定するための作動表で
ある。

【図６】Ｂギヤ列の各変速段を設定するための作動表で
ある。

【図７】Ｂギヤ列に従う変速を行うための変速マップで
ある。

【図８】Ａギヤ列に従う変速を行うための変速マップで
ある。

【図９】制御ルーチンの一例を示すフローチャートであ
る。

【符号の説明】

１　　主変速部 ２　　副変速部 ３　　走行状態検出手段 ４　　変速段判断手段 ５　　変速制御手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　複数の前進段に設定される主変速部と
   、少なくとも高低の二段に設定される副変速部とを備え
   、前進レンジ停止時に前記副変速部を高速段にする停止
   用低速段に設定される車両用自動変速機の変速制御装置
   において、車速もしくは車速に関する状態を含む走行状
   態を検出する走行状態検出手段と、該走行状態検出手段
   で検出された走行状態に基づいて、車速が予め定めた車
   速より高い場合には前記主変速部と副変速部とが互いに
   逆方向にシフトされる変速段への同時変速が禁止される
   よう変速を判断するとともに、車速が予め定めた車速よ
   り低い場合には前記同時変速に係わらずある変速段から
   前記停止用低速段へのダウンシフトを判断するとともに
   上記ダウンシフト以外の同時変速は禁止されるよう変速
   を判断する変速判断手段と、該変速判断手段により判断
   される変速を達成するための変速制御手段とを備えてい
   ることを特徴とする車両用自動変速機の変速制御装置。