JPH0526335A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 主変速部と副変速部とを有する自動変速機に
おいて、副変速部が直結状態とされる走行比率を高める
ことにより、燃費向上、噛合い音（ギヤノイズ）低下、
及び副変速部の耐久性の向上を図る。 【構成】 車両がダウンシフトする際に、副変速部が直
結状態となる変速段にダウンシフトするようにする。こ
の結果、運転性能に殆ど支障を生じることなく副変速部
が直結状態とされた走行の時間比率を増大させることが
できる。副変速部１１２が直結状態とされると、当該副
変速部１１２内において各歯車の相対回転が発生しない
ため、それだけ動力伝達効率を向上でき（燃費を向上で
き）噛合い音を低下させることができると共に、副変速
機部の耐久性を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の変速制御
装置、特にダウンシフトの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の前進変速段を達成可能な主
変速部と、該主変速部と動力伝達上で直列に配置され、
直結及び非直結の少なくとも２段の前進変速段を達成可
能な副変速部とを備えた自動変速機が知られている（例
えば特開昭６０−１１６９５３）。

【０００３】このような自動変速機にあっては、例えば
主変速部が前進４段を達成でき、副変速部が前進２段の
変速を達成できる場合、これらを互いに掛け合せること
により、最高で前進８段の変速段を達成することができ
る。

【０００４】ところで、このような多段変速を達成可能
な自動変速機にあっては、その全ての変速段を全ての条
件下で達成し得るような構成としておくと、変速があま
りに頻繁に実行されるため、ビジーシフト感が発生する
という問題がある。

【０００５】そのため、一般的には、このような多段変
速を達成し得る自動変速機においては、その時の走行条
件に応じて、最も相応しい変速段のみを適宜に選択的に
採用し得るような構成とすることが多い。

【０００６】例えば、主変速部と副変速部とが同時に且
つ逆方向に変速されるような変速は、制御が極めて難し
いため、例えばガレージシフト防止等の理由で主変速部
が第１速段、副変速部がハイ（非直結）となる変速段を
一度使用するようにした場合、この変速段から変速する
際には、副変速部をハイの状態としたまま主変速部のみ
を変速することによって達成し得る変速のみを許容する
ように構成したものも１つの制御方法として提案されて
いる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしなしがら、副変
速部をハイ（非直結）とした状態の変速段は、いわば主
変速部で減速、副変速部で増速することによって全体の
ギヤ比を確保しているため、該副変速部が直結でないこ
とから、動力伝達効率が副変速部が直結の場合に比べて
低下し、燃料消費効率が低下するという問題がある。又
副変速部の各歯車が相対回転するために、噛合い音（ギ
ヤノイズ）が増加すると共に耐久性が低下し易いという
問題もある。

【０００８】こうした問題は、一度副変速部がハイの状
態となると、同時逆方向変速を回避する目的で以降主変
速部のみの変速で全体の変速を達成するような構成を採
用している自動変速機において特に著しく発生する。

【０００９】本発明は、このような従来の課題に鑑みて
なされたものであって、副変速部が非直結（相対回転す
るような状態）となるのを運転に支障なく排除し、もっ
て副変速部を直結状態として使用する機会を増大させ、
燃費向上、噛合い音の低下、耐久性の向上等を図るよう
にしたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその要
旨を示すように、複数の前進変速段を達成可能な主変速
部と該主変速部と動力伝達上で直列に配置され、直結及
び非直結の少なくとも２段の前進変速段を達成可能な副
変速部とを備えた自動変速機の変速制御装置において、
ダウンシフトの目標変速段として、前記副変速部が非直
結状態となる変速段を禁止し、該副変速部が直結状態と
なるようにダウンシフトを指令する手段を備えたことに
より、上記課題を達成したものである。

【００１１】

【作用】本発明においては、このような自動変速機にお
いて、ダウンシフトを行う際、その目標変速段として、
前記副変速部が非直結となる変速段を禁止し、該副変速
部が直結状態となるようにダウンシフトを実行するよう
にしている。この結果、副変速部はたとえ何等かの条件
が成立してこれをハイの状態とすることがあっても、少
なくともダウンシフトが発生する段階で常にロー（直
結）の状態に戻されるようになり、全体として副変速部
が直結とされている時間比率を非常に増大させることが
できる。

【００１２】又、この副変速部の直結状態への戻しを、
本発明ではダウンシフトの際に行うようにしているた
め、通常時のドライバビリティへの影響を最小限に抑え
た上で上記作用を得ることができる。

【００１３】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００１４】図２は、本発明が採用された、自動変速機
及びエンジンの一体制御装置の全体概略図である。

【００１５】エンジン１は、エンジンコントロ―ルコン
ピュータ７によつて、そのインジェクションバルブ１９
における燃料噴射量及びディストリビュータ２０におけ
る点火時期が制御され、アクセルペダル２２のアクセル
開度（操作量）とエンジン回転速度とに対応したエンジ
ン出力が得られるようになっている。

【００１６】即ち、エンジン１の吸気管２４にはアクセ
ルペダル２２の動きと連動して開閉されるメインスロッ
トル弁２６と、アクセルペダル２２とは関係なくエンジ
ンコントロールコンピュータ７からの指令によって駆動
されるモータ２８の動きと連動して開閉されるサブスロ
ットル弁３０とが直列に配置されている。このサブスロ
ットル弁、３０は他の目的のために変速中にエンジント
ルクを制御させるためのものであり本発明とは直接は関
係がない。

【００１７】自動変速機２は、自動変速機コントロール
コンピユータ８によって油圧制御装置３の電磁弁Ｓ1 〜
Ｓ4 が制御され、該油圧制御装置３内の油路が変更され
た結果各摩擦係合装置の係合状態が選択的に変更され、
車速とアクセル開度とに対応した変速段が得られるよう
になっている。

【００１８】エンジンコントロールコンピュータ７に
は、エンジン回転センサ９によるエンジン回転速度、吸
入量センサ１０による吸入空気量、吸入空気温センサ１
１による吸入空気温度、アクセル開度センサ１２による
アクセル開度、車速センサ１３による車速、エンジン水
温センサ１４によるエンジン水温、ブレーキスイッチ１
５によるブレーキＯＮの各信号が入力されている。

【００１９】エンジンコントロールコンピュータ７はこ
れらの信号に基づいて、前記燃料噴射量及び点火時期を
決定している。

【００２０】一方、自動変速機コントロールコンピュー
タ８には、前記アクセル開度センサ１２、車速センサ１
３、エンジン水温センサ１４、ブレーキスイッチ１５等
からの各信号に加え、シフトポジションセンサ１６によ
るシフトレバーの位置、パターンセレクトスイッチ１７
による燃費重視走行又は動力性能重視走行等の走行選択
パターン、及びオーバードライブスイッチ１８によるオ
ーバードライブへのシフト許可の信号等が入力され、車
速、アクセル開度に対応した変速段が得られるように前
記電磁弁Ｓ1 〜Ｓ4 がＯＮ−ＯＦＦ制御されるようにな
っている。

【００２１】上述した自動変速機２の具体的な一例を図
３にスケルトン図で示す。この自動変速機２はトルクコ
ンバータ１１１、副変速部１１２及び主変速部１１３を
備える。

【００２２】前記トルクコンバータ１１１は、ロックア
ップクラッチ１２４を備える。このロックアップクラッ
チ１２４は、ポンプインペラ１２６に一体化させてある
フロントカバー１２７とタービンランナ１２８を一体に
取付けた部材（ハブ）１２９との間に設けられている。

【００２３】エンジン１のクランクシャフト（図示せ
ず）はフロントカバー１２７に連結されている。タービ
ンランナ１２８に連結された入力軸１３０は、副変速部
１１２を構成するオーバードライブ用遊星歯車機構１３
１のキャリヤ１３２に連結されている。

【００２４】この遊星歯車機構１３１におけるキャリヤ
１３２とサンギヤ１３３との間には、クラッチＣ0 と一
方向クラッチＦ0 とが設けられている。この一方向クラ
ッチＦ0 はサンギヤ１３３がキャリヤ１３２に対して相
対的に正回転（入力軸１３０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。

【００２５】一方、サンギヤ１３３の回転を選択的に止
めるブレーキＢ0 が設けられている。又、この副変速部
１１２の出力要素であるリングギヤ１３４が、主変速部
１１３の入力要素である中間軸１３５に接続されてい
る。

【００２６】副変速部１１２は、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１
３１の全体が一体となって回転するため、中間軸１３５
が入力軸１３０と同速度で回転する（直結）。又ブレー
キＢ0 を係合させてサンギヤ１３３の回転を止めた状態
では、リングギヤ１３４が入力軸１３０に対して増速さ
れて正回転する（非直結）。この結果、副変速部１１２
はハイ（非直結）・ロー（直結）の２段の切換えを設定
することができる。

【００２７】前記主変速部１１３は三組の遊星歯車機構
１４０、１５０、１６０を備えており、これらの歯車機
構１４０、１５０、１６０が以下のように連結されてい
る。

【００２８】即ち、第１遊星歯車機構１４０のサンギヤ
１４１と第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１５１とが
互いに一体的に連結され、第１遊星歯車機構１４０のリ
ングギヤ１４３と第２遊星歯車機構１５０のキャリヤ１
５２と第３遊星歯車機構１６０のキャリヤ１６２との三
者が連結されている。又、第３遊星歯車機構１６０のキ
ャリヤ１６２に出力軸１７０が連結されている。更に第
２遊星歯車機構１５０のリングギヤ１５３が第３遊星歯
車機構１６０のサンギヤ１６１に連結されている。

【００２９】この主変速部１１３の歯車列では後進１段
と前進４段とを設定することができ、そのためのクラッ
チ及びブレーキが以下のように設けられている。

【００３０】即ち、第２遊星歯車機構１５０のリングギ
ヤ１５３及び第３遊星歯車機構１６０のサンギヤ１６１
と中間軸１３５との間にクラッチＣ1 が設けられ、又第
１遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１及び第２遊星歯
車機構１５０のサンギヤ１５１と中間軸１３５との間に
クラッチＣ2 が設けられている。

【００３１】第１遊星歯車機構１４０及び第２遊星歯車
機構１５０のサンギヤ１４１、１５１の回転を止めるブ
レーキＢ1 が配置されている。又、これらのサンギヤ１
４１、１５１とケーシング１７１との間には、一方向ク
ラッチＦ1 とブレーキＢ2 とが直列に配列されている。
一方向クラッチＦ1はサンギヤ１４１、１５１が逆回転
（入力軸１３５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。

【００３２】第１遊星歯車機構１４０のキャリヤ１４２
とケーシング１７１との間にはブレーキＢ3 が設けられ
ている。又、第３遊星歯車機構１６０のリングギヤ１６
３の回転をとめる要素としてブレーキＢ4 と、一方向ク
ラッチＦ2 とがケーシング１７１との間に並列に配置さ
れている。なお、この一方向クラッチＦ2 はリングギヤ
１６３が逆回転しようとする際に係合するようになって
いる。

【００３３】上記の自動変速機２では、副変速部１１２
がハイ・ローの二段の切換えを行うことができ、且つ主
変速部１１３が前進側で四段の変速を行うことができる
ので、全体で後進１段と前進８段の変速を行うことがで
きる。これらの変速段を設定するための各クラッチ及び
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。

【００３４】図２に示す変速制御装置は、前記自動変速
機コントロールコンピュータ８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及びアクセル開度θに
応じて設定される複数の変速段からなる２系統の変速段
列を備えている。その変速段列の例を図５及び図６に示
す。

【００３５】図５に示す変速段列（以降Ａギヤ列と称
す）は、図４に示す８つの変速段のうち、第１、２、
３、４、５速段からなるものであって、第５速段（５t
h）を除いて副変速部１２をロー（直結）にして設定さ
れる５つの変速段を含む変速段列である。このマップの
例を図７に示す。

【００３６】又、図６に示す変速段列（以降Ｂギヤ列と
称す）は図４に示す８つの変速段のうち、第１、 1.5、
2.5、 3.5、 4.5（＝５th）速段からなるものであっ
て、第１速段を除いて副変速部１２をハイ（非直結）に
して設定される５つの変速段を含む変速段列である。こ
のマップの例を図８に示す。なお、発進はこのＢギヤ列
に従って実行される。従ってアクセルペダルを極端に踏
込まない通常の発進は第1.5 速段から開始される。

【００３７】これらＡ、Ｂのギヤ列は、そのいずれにお
いても、副変速部１１２もしくは主変速部１１３のいず
れか一方のみを変速することにより、自動変速機２の全
体としての変速を達成でき、両変速部１１２及び１１３
を同時に（同期させて）変速しなければならない変速が
生じないようになっている。

【００３８】ここで、Ａギヤ列においてはこの中でアッ
プシフト及びダウンシフトとも許容されるが、Ｂギヤ列
においては、この中でアップシフトのみが許容され、ダ
ウンシフトは全てＡギヤ列、即ち副変速部１２がロー
（直結）の状態の変速段に集結するように制御される。

【００３９】この実施例では、発進が第1.5 速段から実
行されるようになっているため、結局、Ｂギヤ列が用い
られるのは、発進後のアップシフトが実行されるときだ
けとなり、その後はダウンシフトが一度でも実行される
とＡギヤ列に従うことになる。

【００４０】図９から明らかなように、この実施例で
は、一度Ａギヤ列が使用されると、Ｂギヤ列へのアップ
シフトも禁止される。但し第4.5 速段（＝第5 速段）だ
けは、最高速段であり、所定の高速走向を確保するた
め、この変速段の使用だけは許可されるようになってい
る。

【００４１】この構成により、実質上Ｂギヤ列の使用
は、発進から最初にダウンシフトが実行される迄の間の
みとなり、使用頻度を更に低下されることができる。

【００４２】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、副
変速部が直結状態、即ち副変速部内で各歯車間の相対回
転が起らない状態で走行される時間比率を増大させるこ
とができるため、それだけ動力の伝達効率を高めること
ができ、燃費を向上できると共に、噛合い音（ギヤノイ
ズ）を減少させることができ、更に、副変速部の耐久性
を向上させることができるようになるという優れた効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の要旨を示すブロック図であ
る。

【図２】図２は、本発明の実施例を示す概略ブロック図
である。

【図３】図３は、上記実施例装置の歯車列を示すスケル
トン図である。

【図４】図４は、上記歯車列の各摩擦係合装置の作動状
態を示す線図である。

【図５】図５は、Ａギヤ列の各変速段を設定するための
線図である。

【図６】図６は、Ｂギヤ列の各変速段を設定するための
線図である。

【図７】図７は、Ｂギヤ列に従う変速を実行するための
変速マップである。

【図８】図８は、Ａギヤ列に従う変速を実行するための
変速マップである。

【図９】図９は、上記実施例装置で変速可能な態様を図
式化した線図である。

【符号の説明】

１…エンジン、 ２…自動変速機、 ７…エンジンコントロールコンピュータ、 ８…自動変速機コンロトールコンピュータ、 １２６…メインスロットル弁、 １２８…モータ、 １３０…サブスロットル弁、 １１２…副変速部、 １１３…主変速部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 北條 康夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 塚本 一雅 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリユ株式会社内 (72)発明者 早渕 正宏 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリユ株式会社内 (72)発明者 安藤 雅彦 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリユ株式会社内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】複数の前進変速段を達成可能な主変速部
   と、該主変速部と動力伝達上で直列に配置され、直結及
   び非直結の少なくとも２段の前進変速段を達成可能な副
   変速部とを備えた自動変速機の変速制御装置において、 ダウンシフトの目標変速段として、前記副変速部が非直
   結状態となる変速段を禁止し、該副変速部が直結状態と
   なるようにダウンシフトを指令する手段を備えたことを
   特徴とする自動変速機の変速制御装置。