JPH05263910A - 自動変速機の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クラッチツウクラッチのダウンシフトを、出
力軸トルクの落ち込みやエンジンの噴き上りを生じさせ
ることなく良好に実行する。 【構成】 クラッチツウクラッチのダウンシフト指令が
出された後、まず、ハイギヤクラッチの油圧を低下さ
せ、変速後期が検出された段階でローギヤクラッチを徐
々に増加させると共に、ハイギヤクラッチをも再度増加
させる。その後メンバ回転の同期が検出された段階でロ
ーギヤクラッチを急速に係合させると共に、ハイギヤク
ラッチを徐々に解放させる。これにより、メンバが同期
する頃のローギヤクラッチの係合負担を非常に軽い状態
で維持でき、出力軸トルクの落ち込みを防止できると共
に、エンジンの噴き上りも防止できるようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハイギヤクラッチの解
放及びローギヤクラッチの係合によるクラッチツウクラ
ッチのダウンシフトを実行する自動変速機の油圧制御装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機の特定の変速を実行する場合
に、２つのクラッチ（広義のクラッチ；ブレーキを含
む）の係合と解放とを同時に行わなければならないこと
がよくある（いわゆるクラッチツウクラッチ変速）。こ
の場合、各クラッチの係合と解放との同期を適確にとら
ないと、出力軸トルクが落ち込んだり、エンジンが噴き
上がったりする。

【０００３】このため、従来はこのような制御を行わせ
る場合には、一般に、一方のクラッチの機能と実質的に
同等な機能を果たす一方向クラッチを設け、こうした不
具合が発生しないように配慮していた。

【０００４】しかしながら、このように一方向クラッチ
を用いることによって各クラッチの同期をとる方法は、
当該一方向クラッチを付設する分コストが上昇し、又、
重量が増大したり収容スペースを占める等の問題が発生
する。

【０００５】このような点に鑑み、近年、各種センサ技
術の向上、油圧制御装置の電子制御技術の向上を背景と
して、一方向クラッチを用いることなく「クラッチツウ
クラッチ変速」を直接実行させるようにする試みが再び
活発化している。

【０００６】ところで、クラッチツウクラッチのダウン
シフトを実行する場合、一般にハイギヤクラッチの解放
とローギヤクラッチの係合とを同期しながら行わなけれ
ばならない。

【０００７】この場合、ローギヤクラッチの係合タイミ
ングが重要で、ハイギヤクラッチが解放されることによ
ってメンバ回転が同期する瞬間にローギヤクラッチを確
実につかまなければならない。

【０００８】特開平１−２９５０６０号公報において
は、この制御を良好に実行するべく、メンバ回転の同期
を自動変速機の入出力回転数から判断し、この検出後ロ
ーギヤクラッチの油圧を急速に高める技術を開示してい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、油圧制
御系には必ず応答遅れやばらつき等があり、上述したよ
うな方法ではメンバ回転が同期する瞬間にローギヤクラ
ッチを確実につかむことは現実には難しく、タイミング
にずれが生じ易いというのが実状であった。

【００１０】前述したように、ローギヤクラッチの係合
タイミングが早すぎると、出力軸トルクが落ち込み、逆
に係合タイミングが遅すぎるとエンジンの噴き上りが生
じるという問題が発生する。

【００１１】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、クラッチツウクラッチのダウン
シフトをより適確に制御し、出力軸トルクの落ち込みや
エンジンの噴き上り等を生じることなくこれを円滑に実
行できるようにした、自動変速機の油圧制御装置を提供
することにより、上記課題を解決せんとしたものであ
る。

【００１２】

【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、ハイギヤクラッチの解放及びローギヤ
クラッチの係合によるクラッチツウクラッチのダウンシ
フトを実行する自動変速機の油圧制御装置において、前
記ダウンシフトを実行すべき判断があったことを検出す
る手段と、前記ダウンシフトを実行すべき判断があった
ときに、前記ハイギヤクラッチの油圧を低下させる手段
と、該ハイギヤクラッチの油圧低下による当該ダウンシ
フトの変速後期を検出する手段と、該変速後期の検出と
共に、前記ハイギヤクラッチの油圧を再び徐々に高め、
且つ、前記ローギヤクラッチの油圧を徐々に高める手段
と、メンバ回転の同期を検出する手段と、該メンバ回転
の同期検出と共に、前記ローギヤクラッチの油圧を急速
に高め、且つ、ハイギヤクラッチの油圧を徐々に再低下
させる手段と、を備えたことにより、上記課題を解決し
たものである。

【００１３】

【作用】本発明においては、ダウンシフト判断がある
と、まずハイギヤクラッチの油圧を低下させて該ハイギ
ヤクラッチを滑らせ、変速を開始させる。その後、ダウ
ンシフトの変速後期を検出し、該変速後期の検出と共に
ハイギヤクラッチの油圧を再び徐々に増加させ、且つロ
ーギヤクラッチの油圧も徐々に増加させる。

【００１４】これにより、変速後期でローギヤクラッチ
トルクが徐々に増加させられるため、急激な出力軸トル
クの低下が発生するのを防止すると共に、同期時のトル
ク容量の確保を確実にし、更にこの段階でハイギヤクラ
ッチトルクも増加させることにより、その分だけローギ
ヤクラッチのトルク容量を補うことができ、メンバ回転
の同期が検出されると同時にローギヤクラッチが係合で
きるような態勢が形成される。

【００１５】本発明は、この状態でメンバ回転の同期を
検出し、該同期が検出されると共にローギヤクラッチの
油圧を急速に増加させると共に、ハイギヤクラッチの油
圧を徐々に低下させるようにしたものである。この結
果、エンジンの噴き上りや出力軸トルクの低下を招くこ
となく確実にクラッチツウクラッチのダウンシフトを実
行できるようになる。

【００１６】なお、メンバ回転の同期が検出されたとき
にハイギヤクラッチの油圧を急激に低下させないように
したのは、ここでハイギヤクラッチの油圧を急激に低下
させると、それまでハイギヤクラッチによってローギヤ
クラッチの負担を補っており、且つ係合と解放とでは解
放の方が速く進行する傾向があるため、これによりエン
ジンの噴き上りが生ずる恐れがあるためである。

【００１７】

【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。

【００１８】まず、本発明が適用される自動変速機の具
体的な一例を図２にスケルトンで示す。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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。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。即ち、副変速部１１２はハイ・ローの２段の切
換えを設定することができる。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】但し、この実施例では、実際にはこのうち
の第１、２、３、４、５速段のみが使用されるようにな
っている。

【００３２】この図から明らかなように、第３速段から
第２速段へのダウンシフトがブレーキＢ2 （ハイギヤク
ラッチに相当）の解放と、ブレーキＢ3 （ローギヤクラ
ッチに相当）の係合によるクラッチツウクラッチ変速と
なっていることが分かる。

【００３３】各クラッチ及びブレーキの係合あるいは解
放は、油圧制御装置２０内の電磁弁やリニアソレノイド
が、コンピュータ３０からの指令に基づいて駆動される
ことによって実行される。コンピュータ３０には、各種
センサ群４０からの信号、例えば車速センサ４１からの
車速信号（出力軸回転速度Ｎ0 の信号）、スロットルセ
ンサ４２からのスロットル開度信号（アクセル開度信
号）、パターンセレクトスイッチ４３からのパターンセ
レクト信号（運転者の選択した動力重視走行、燃費重視
走行等の選択信号）、シフトポジションスイッチ４４か
らのシフトポジション信号、ブレーキスイッチ４５から
のフットブレーキ信号等の基本的な信号の他、Ｃ0 セン
サ４６からのクラッチＣ0 の回転速度信号が入力されて
いる。

【００３４】なお、ブレーキＢ2 を解放させるときの油
圧制御及びブレーキＢ3 を係合させるときの油圧制御自
体については各種方法が従来公知であるため、ここでは
詳細な説明は省略するが、基本的には、ブレーキＢ2 及
びブレーキＢ3 とも、その油路中に設けられているアキ
ュムレータの背圧をアキュムレータコントロールバルブ
及びリニアソレノイドによって制御してやればよい。
又、ブレーキＢ2 の解放については、油圧を低下させる
制御であるため、該ブレーキＢ2 の油圧回路のドレン量
をリニアソレノイドによって制御してやってもよい。

【００３５】なお、各リニアソレノイドバルブはコンピ
ュータ３０によって駆動される。図４にこのコンピュー
タ３０によって実行される制御フローを示す。

【００３６】まず、ステップ２０１において、第３速段
から第２速段へのダウンシフトが発生するか否かが判断
される。この判断は、スロットル開度及び車速のマップ
から現時点の走行状態が第３速段→第２速段のダウンシ
フト線を横切ったか否かを判断することによって行われ
る。第３速段から第２速段への変速判断がないときに
は、そのままリセットされ、本発明に係る制御は特に実
行されない。

【００３７】ステップ２０２においては、この変速判断
に基づいて変速出力が出される。具体的には、図示せぬ
シフトバルブがコンピュータからの指令で駆動される電
磁弁によって切換えられ、基本的にブレーキＢ2 が解放
され、且つブレーキＢ3 が係合されるような回路構成と
される。

【００３８】これによって、オイルの移動が開始される
が、この実施例では、ステップ２０３以下でこのオイル
の移動、即ちブレーキＢ2 の油圧の低下とブレーキＢ3
の油圧の増大の過渡特性を適正に制御するものである。

【００３９】即ち、ステップ２０３においては、ブレー
キＢ3 のアキュムレータ背圧が設定・出力される。具体
的には、ここでのブレーキＢ3 のアキュムレータ背圧は
かなり低めに設定され、従って、変速指令後のブレーキ
Ｂ3 の油圧の上昇が抑制される。

【００４０】一方、ステップ２０４ではブレーキＢ2 の
アキュムレータ背圧が設定・出力される。具体的には、
このブレーキＢ2 のアキュムレータ背圧はかなり低めの
値に設定され、その結果、ブレーキＢ2 の油圧は所定の
速度で低下してゆき、やがてブレーキＢ2 が滑り始め
る。

【００４１】ステップ２０５では、その結果変速後期に
至ったかが判断される。この判断は、タービン回転速度
Ｎt （＝クラッチＣ0 の回転速度Ｎc0）が出力軸回転速
度Ｎ0 に第２速段のギヤ比 i2 を乗じた値から、所定値
ΔＮt0を引いた値よりも大きくなったか否かを判定する
ことによって行う。即ち、ブレーキＢ2 の油圧低下によ
り、該ブレーキＢ2 が滑り始めると、タービン回転速度
Ｎt は第２速段での同期回転速度（Ｎ0 × i2 ）に向け
て増大し始める。そこで、これよりも所定値ΔＮt1だけ
引いた値よりタービン回転速度Ｎt が大きくなったこと
を検出することにより、変速が後期に入ったと判断する
ことができる。

【００４２】なお、この判断が成立するまでは、フロー
は実質的に停止される。

【００４３】やがて、変速が後期に入ったと判断される
と、ステップ２０６でブレーキＢ3のアキュムレータ背
圧が徐々に増大される。その結果、ブレーキＢ3 への油
圧が徐々に高められる。

【００４４】又、ステップ２０７では、ブレーキＢ2 の
アキュムレータ背圧も徐々に増大される。これによって
結局ブレーキＢ2 、Ｂ3 とも、その油圧が徐々に高めら
れることになる。タービン回転速度Ｎt は、なお同期回
転速度（Ｎ0 × i2 ）に向けて増大し続け、やがて同期
回転速度Ｎ0 × i2 から所定値ΔＮt2（ΔＮt1より小さ
い、０に近い所定値）を引いた値よりも大きくなる。

【００４５】そこで、この時点をもってメンバ（この場
合タービン）が同期回転速度に至ったと判断する。ΔＮ
t2を引いているは、センサ系の誤差及び油圧制御系の応
答送れを考慮したためである。

【００４６】ステップ２０８でタービン回転速度Ｎt が
同期回転速度（Ｎ0 × i2 ）になったと判断されると、
ステップ２０９に進んで、ブレーキＢ3 のアキュムレー
タ背圧が大幅にアップされ、該ブレーキＢ3 が完全に係
合される。一方、ステップ２１０でブレーキＢ2 のアキ
ュムレータ背圧が再び徐々に低下させられ、該ブレーキ
Ｂ2 が再度解放に向かって制御される。

【００４７】ステップ２１１では、ブレーキＢ2 の油圧
が最低圧になったか否かが判断され、最低圧となった段
階で、全制御フローを終了する。

【００４８】この制御フローを実行したときの変速過渡
特性を図５に示す。

【００４９】図５のa 点は、変速出力が出された時点、
b はブレーキＢ2 が滑り出した時点、c は変速後期が検
出された時点、d はタービン回転速度Ｎt が同期回転速
度に至ったと判定された時点とそれぞれ示している。ア
キュムレータ背圧の制御により、ブレーキＢ2 への油圧
ＰB2及びブレーキＢ3 への油圧ＰB3は図のように変化
し、その結果、出力軸トルクは図の実線のように変化
し、良好な変速特性が得られる。なお、図の一点鎖線は
ブレーキＢ3 の係合が早かったときの特性、図の二点鎖
線はブレーキＢ3 の係合が遅すぎたときの特性をそれぞ
れ示している。

【００５０】この実施例では、変速後期からブレーキＢ
3 の油圧のみならず、ブレーキＢ2の油圧をも上昇させ
ているため、ブレーキＢ3 の同期時付近の負担を小さく
することができ、同期検出まで両ブレーキが共に係合す
るような状態を発生させることなく、且つ同期検出後に
速やかにブレーキＢ3 を係合させることができるように
なる。

【００５１】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、ク
ラッチツウクラッチのダウンシフトを出力軸トルクの落
ち込みやエンジンの噴き上り等を生ずることなく、常に
良好に実行す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】本発明の要旨を示すブロック図

【図２】本発明が適用された車両用自動変速機の概略を
示すブロック図

【図３】上記自動変速機の各摩擦係合装置の車両状態を
示す線図

【図４】前記自動変速機を制御するためのコンピュータ
において実行される制御フローを示す流れ図

【図５】前記制御フローが実行されたときの変速過渡特
性を示す線図

【符号の説明】

Ｂ2 …ブレーキ（ハイギヤクラッチ）、 Ｂ3 …ブレーキ（ローギヤクラッチ）、 Ｎt …タービン回転速度（＝クラッチＣ0 の回転速
度）、 ２０…油圧制御装置、 ３０…コンピュータ、 ４０…各種センサ群。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩月 邦裕 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 山本 義久 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (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・エィ・ダブリュ株式会社内 (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・エィ・ダブリュ株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハイギヤクラッチの解放及びローギヤクラ
   ッチの係合によるクラッチツウクラッチのダウンシフト
   を実行する自動変速機の油圧制御装置において、 前記ダウンシフトを実行すべき判断があったことを検出
   する手段と、 前記ダウンシフトを実行すべき判断があったときに、前
   記ハイギヤクラッチの油圧を低下させる手段と、 該ハイギヤクラッチの油圧低下による当該ダウンシフト
   の変速後期を検出する手段と、 該変速後期の検出と共に、前記ハイギヤクラッチの油圧
   を再び徐々に高め、且つ、前記ローギヤクラッチの油圧
   を徐々に高める手段と、 メンバ回転の同期を検出する手段と、 該メンバ回転の同期検出と共に、前記ローギヤクラッチ
   の油圧を急速に高め、且つ、ハイギヤクラッチの油圧を
   徐々に再低下させる手段と、 を備えたことを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。