JPH06174067A - 自動車用の自動変速機と動力伝達系統装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソレノイド作動クラッチの圧力制御の繰返し
サイクルをシフトコマンド後のシフト完了率の関数に従
って変更できるようにし、クラッチ制御用の唯一の１組
のアルゴリズムを用いることで、調整モード、ハードロ
ックモードおよびシフトモードの間のシフト数列の関数
として変化さすことで、耐久性に優れたエネルギー管理
の有効に行なえる自動変速機を提供する。 【構成】 自動車の動力伝達系統に流体動力学トルクコ
ンバータを用いた多速度比自動変速機。トルクコンバー
タは制御可能なバイパスクラッチを備え、また速度比を
変える際にクラッチ能力を変化させて動力伝達系統に生
じる好ましくないトルク変動を減少させる機能を持た
せ、その結果、シフト性能を改善すると共に、理想的な
流体動力学トルクコンバータ効率を保持できるように構
成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、バイパス摩擦クラッチ
の付いた流体動力学トルクコンバータを持つ自動変速
機、およびバイパスクラッチ用の電子コントローラに係
る。

【０００２】

【従来の技術】本明細書に記載の改良発明は、例えば、
本件発明の譲受人に譲渡された米国特許第４，９７８，
３２８号、第４，６３７，２８１号、第５，０２９，０
８７号に記載された形式の流体動力学トルクコンバータ
変速機にも適用することができる。これら引用例は、自
動車の動力伝達系統に使用する４速式のトランスアクス
ル変速機を明らかにしている。このトランスアクスル
は、車両の中心面に対して横向きに配置された第１の軸
線上に位置する単純な構造の２つの遊星歯車ユニット
と、前輪駆動構造体のハーフシャフト組立体を介して２
つの牽引ホイールの各々にトルク出力を供給する多速度
比歯車ユニットのトルク出力エレメント間に設けたトル
ク伝達駆動装置とを備えている。エンジンは、遊星歯車
の軸線に対し間隔を設けて平行に配置したクランクシャ
フトを装備している。クランクシャフト軸に取り付けた
流体動力学トルクコンバータは、チェーン駆動装置を介
して遊星歯車軸に装着のトルク入力エレメントに連結さ
れている。

【０００３】これら従来構造のトルクコンバータは制御
可能なバイパス摩擦クラッチを備えている。この摩擦ク
ラッチを係合させれば、エンジンのクランクシャフトと
コンバータのタービンの間で機械的なトルク伝達を行な
い、流体動力学トルクフロー経路をバイパスさせること
ができる。

【０００４】本明細書に記載の改良発明は、例えば、米
国特許第４，９３４，２１６号に記載の形式の後輪駆動
変速機にも適用することができる。この変速機は、流体
動力学トルクコンバータとエンジンクランクシャフト軸
に共通の軸線上に設置された多変速比歯車装置を備えて
いる。また、米国特許第４，９３４，２１６号に示した
構造のトルクコンバータは摩擦バイパスクラッチを備え
ている。

【０００５】こうしたバイパスクラッチはその能力を調
節してクラッチに生ずるスリップを制御し、過渡トルク
を補償し、動力伝達系統における騒音振動および不快な
現象を取り除くことが望ましい。米国特許第５，０２
９，０８７号はバイパスクラッチにおけるスリップ制御
法の一例を説明している。この引用例のクラッチは、エ
ンジン速度信号とタービン速度信号を用いてスリップの
状態を制御するようにしている。また、ある瞬間におけ
るコンバータの実際のスリップと望ましいスリップの違
いを連続的にモニターすることも行なわれている。モニ
ターで得たエラーを用いて、バイパスクラッチのソレノ
イド作動式圧力制御装置のための繰返しサイクルが計算
される。スリップは、最終的な目標スリップが得られる
までこの方法により制御される。目標スリップはマイク
ロプロセッサメモリーに記憶されている値である。目標
スリップの大きさはスロットル位置と車両速度に関係し
ている。

【０００６】マイクロプロセッサコントローラは閉ルー
プ制御回路に用いられ、運転時間の主要な部分の間、ク
ラッチを介しての機械的トルクの完全なバイパスを行な
わず部分的なクラッチ係合を行なうようにしてある。バ
イパスクラッチは、動力駆動ラインが平衡状態のモード
で作動している間、１００率に近い機械的効率でコンバ
ータを運転することができる。

【０００７】マイクロプロセッサはコンバータスリップ
に応答する。このスリップは、タービンシャフト速度と
エンジン速度を検知しスリップに含まれるエラーを測定
することによりコンピュータ処理される。エラーは実際
のスリップと望ましいスリップの間の差である。望まし
いスリップは、スロットル位置センサ、エンジン速度セ
ンサ、歯車シフトセレクタセンサ、オイル温度センサ、
車両速度センサ、および変速機入力シャフト速度センサ
からの情報により決まる。

【０００８】年 月 日付け提出の同時継続中の関連特
許出願Serial No. には、調整バイパスクラッチコントロ
ーラが記載されている。このコントローラによれば、変
速機制御装置からのコマンドによりバイパスクラッチを
係合させた後にスリップ状態の制御が行なわれる。平衡
状態の条件が整った後、コントローラは目標値に等しい
いわゆる理想スリップを実行に移す。目標値に到達し引
き続き状態が平衡に保たれていれば、理想スリップを０
または０に近い状態に減少させ、流体動力学ユニットの
スリップはほぼ消滅し、総じて変速機運転効率をさらに
改善することができる。またトルクエネルギーをより効
率よく取り扱え、摩擦熱も減少するため、クラッチの耐
久性が改善されることになる。

【０００９】A. L. Leonard 、 Kenneth Walega 、 Dav
id Garrett、 John Daubenmier、 Bruce Palansky、 T
homas Greene、 Lawrence Buchにより出願された
年月 日付け提出の出願Serial No. 、発
明の名称「自動変速機制御装置」は、本件発明の譲受人
に譲渡されている。この出願は、クラッチ係合のコマン
ドの後の平衡状態の運転中に理想スリップを達成してバ
イパスクラッチ能力の閉ループ制御を行なうようにし
た、多速度比変速機のバイパスクラッチ構造体を明らか
にしている。理想スリップは、これを実際に測定したス
リップに等しく設定し、次に理想スリップをランプ処理
（ramping)して目標値に到達するまでコンバータスリッ
プを漸進的に減少させることで求められる。平衡運転が
達成され理想スリップを目標スリップに等しくした後、
コントローラは開ループスリップ制御からいわゆる
「ハードロック(hard lock) 」モードに移行する。この
モードで、理想スリップは再びランプ処理され、実際の
スリップは零スリップまたはほぼ零スリップになるまで
漸進的に減少していく。非零スリップ状態は、「ソフト
ロック(soft lock) 」モードと呼ばれることもある。

【００１０】先に指摘した同時継続出願に記載の変速機
はタービン速度センサは備えていないが、車両速度セン
サは装備している。従って、バイパスクラッチ制御操作
を行なうためには、マイクロプロセッサの各バックグラ
ウンド制御ループの途中で、現行の車両速度値と変速歯
車装置の現行歯車比を用いてタービン速度を計算する必
要がある。

【００１１】前述した同時継続出願に記載のバイパスク
ラッチ制御用の制御方式によれば、シフトインターバル
中にバイパスクラッチ圧を調節する必要がある。この調
節は、シフト中に好ましくない過渡トルクが発生するの
を防ぐために行なわれている。同時継続出願の構造によ
ったのでは、コンバータを介して計算速度比を連続的に
モニターする必要がある。所定の増分速度比または速度
比差が検知されれば、このことは制御装置プロセッサの
シフトコマンドによりシフトが開始されたことになる。
シフト開始の検知の後、シフトインターバル中に圧力調
整が行なわれ、いわゆる増分速度比がシフトの終了間近
になったことを実際に示す程度に増加したことをプロセ
ッサが検知すればこの圧力調整は終了する。そしてプロ
セッサは閉ループ制御に復帰し、これに前述したいわゆ
るハードロックモードまたはソフトロックモードが後続
して行なわれる。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のクラッチ制御技
術は、同時継続出願に記載したコントローラとその制御
方式に共通した特徴を備えている。これら共通の特徴
は、要するに、速度比変化のコマンドに先立ちクラッチ
係合のコマンドに従って行なわれるバイパスクラッチの
作動に関係したものである。またこれら共通の特徴は、
シフトインターバル完了後のクラッチの役割にも関係し
ている。本発明の変速機はタービン速度センサを備えて
おり、この点に関しては同時継続出願記載の変速機とは
異なっている。従って、クラッチの役割並びにシフトイ
ンターバル中に行なわれるクラッチ制御の制御方式につ
いては、同時継続出願に記載のものとは異なっている。

【００１３】本発明のクラッチコントローラは、クラッ
チを作動可能にしたりまたは作動不能な状態にしたり、
クラッチ運転スケジュールの特定領域ではクラッチの連
続的な調整を行なえるように作用する。またこのコント
ローラにより、開ループ、初期係合モード、ソフトロッ
クモード、シフトインターバル運転モード、およびハー
ドロックモードの過渡領域の制御が行なわれる。

【００１４】本発明の改良された制御装置によれば、特
にシフト操作中にクラッチ制御を行なうことができ、こ
れにより耐久性は向上し、クラッチの全操作範囲にわた
りエネルギーを有効に管理することができる。このこと
は、クラッチの係合／解除に際し、特にシフト操作中の
トルク過渡現象を制御することによって実現できたもの
である。シフト中のトルクは、シフトコマンド後のシフ
ト完了率の関数として管理される。従って、ソレノイド
作動クラッチの圧力制御の繰返しサイクルはシフトコマ
ンド後のシフト完了率の関数に従って変更でき、またク
ラッチ制御用の唯一の１組のアルゴリズムを用いること
で、調整モード、ハードロックモードおよびシフトモー
ドの間のシフト数列の関数として変化させることができ
る。

【００１５】

【実施例】図１において、参照番号１０は内燃エンジン
のクランクシャフト１０を示している。クランクシャフ
ト１０は、流体動力学トルクコンバータ１６のインペラ
１４に連結されている。またコンバータ１６は、ブレー
ドタービン１８とブレードステータ２０を備えている。
ブレードステータ２０は、タービン１８のトーラスフロ
ー流出部とインペラ１４のトーラスフロー流入部の間に
配置されている。ステータ２０は、図３に参照番号２４
で示す変速機ハウジングに連結された静止スリーブシャ
フト２２により支持されている。ステータ２０のブレー
ド部と静止スリーブシャフト２２の間にはオーバーラン
ブレーキ２６が配置されている。ステータ２０はインペ
ラの回転方向にフリーホイール運動することができる
が、オーバーランブレーキ２６により反対方向に回転す
るのを阻止されている。

【００１６】トルクコンバータロックアップクラッチ２
８は、インペラ１４とタービンシャフト３０（図３）を
駆動連結するように構成されている。タービンシャフト
３０はブレードインペラ１８に連結されている。クラッ
チ２８の運転モードの詳細については先に指摘した特許
の説明を参考にすることができる。

【００１７】エンジンクランクシャフト１０は、自動変
速機制御装置用の可変容積形ポンプ３８を駆動するポン
プ駆動シャフト２９に連結されている。タービンシャフ
ト３０（図３）は駆動シャフト２９を取り囲むスリーブ
シャフトである。このタービンシャフト３０は駆動スプ
ロケット３２用のトルク入力シャフトとして機能する。
被駆動スプロケット３４は、出力シャフト軸３８の周囲
に配置された多速度比歯車装置用のトルク入力シャフト
３６に連結されている。軸３８はエンジンクランクシャ
フトに平行であり、このクランクシャフトに対して横に
ずれている。駆動チェーン４０は、被駆動スプロケット
３４を備えた駆動スプロケット３２を駆動連結するトル
ク伝達部材として働く。

【００１８】多速度比歯車装置は、単純な一対の遊星歯
車ユニット４２、４４と最終駆動遊星歯車ユニット４６
を備えている。歯車ユニット４２は、旋回歯車４８、太
陽歯車５０、遊星キャリア５２、このキャリア５２に支
軸され旋回歯車４８と太陽歯車５０に噛み合った多遊星
ピニオン５４を備えている。

【００１９】キャリア５２は、遊星歯車ユニット４４の
旋回歯車５６に直接連結されている。また歯車ユニット
４４は、太陽歯車５８、遊星キャリア６０、このキャリ
ア６０に支軸され旋回歯車５６と太陽歯車５８に噛み合
った遊星ピニオン６２を備えている。

【００２０】太陽歯車５８の制動は低速中速ブレーキバ
ンド６４が行なうようになっている。このブレーキバン
ドは太陽歯車５８に連結されたブレーキドラム６６を取
り囲んでいる。低速中速ブレーキバンド６４により制動
される構造になっている。低速中速ブレーキ６４は、図
１の概略図および図２のチャート図では符号Ｂ２で示し
ている。

【００２１】リバースブレーキ６８は、前述のように互
いに連結された旋回歯車５６とキャリア５２を選択的に
制動する。図１のブレーキ６８は、図１の概略図および
図２のチャート図では符号ＣＴ４で示している。

【００２２】キャリア６０は遊星歯車用のトルク出力シ
ャフト７０に連結されている。シャフト７０は最終駆動
遊星歯車ユニット４６の太陽歯車７２に連結されてい
る。また歯車ユニット４６は、変速機ハウジングにより
固定保持された旋回歯車７４を備えている。さらに歯車
ユニット４６は、旋回歯車７４と太陽歯車７２に噛み合
ったピニオン７８を支軸するキャリア７６を備えてい
る。このキャリア７６は、差動歯車ユニット８０の作動
キャリアに連結されている。作動キャリアはそれ自身で
支軸したピニオン８２を備え、両者はキャリア７６に駆
動連結されている。

【００２３】差動歯車ユニット８０は側部歯車８４、８
６を備えている。各々の側部歯車はセパレート式トルク
出力半速駆動シャフトに連結され、駆動シャフトの機外
端部は車両の牽引ホイールに連結されている。図示され
ていないユニバーサルジョイントは各々の半速シャフト
の一方の端部を付属の側部歯車に連結し、また半速シャ
フトの機外端部は図示していない第２のユニバーサルジ
ョイントにより付属の牽引ホイールに連結されている。

【００２４】入力スリーブシャフト３６は、中間速度比
クラッチ８８を介し歯車ユニット４２のキャリア５２に
連結されている。このクラッチは、図１の概略図および
図２のチャート図において符号ＣＴ２で示している。歯
車ユニット４２の太陽歯車５０はブレーキドラム９０に
連結されている。このブレーキドラムの周囲には増速駆
動ブレーキバンド９２が配置されている。ブレーキバン
ド９２は、図１の概略図および図２のチャート図では符
号Ｂ１で示している。太陽歯車５０とこの歯車を連結し
たブレーキドラム９０は、前進クラッチとこのクラッチ
に直列して配置したオーバーランクラッチ９６を介し入
力シャフト３６に連結されている。クラッチ９４は、図
１の概略図および図２のチャート図では符号ＣＴ１で示
している。またオーバーランクラッチ９６は、図１の概
略図および図２のチャート図では符号ＯＷＣ１で示して
いる。

【００２５】直結伝動クラッチ９８と第２のオーバーラ
ンクラッチ１００は直列関係に配置されている。これら
クラッチは、入力シャフト３６をブレーキドラム９０と
太陽歯車５０に連結している。図１の概略図および図２
のチャート図における符号ＣＴ３は直結伝動クラッチを
示している。第２のオーバーランクラッチは、図１の概
略図および図２のチャート図では符号ＯＷＣ２で示して
いる。

【００２６】クラッチとブレーキを選択的に係合させる
ことにより、４種類の前進駆動速度比と１種類の後進速
度比が得られる。運転中の前進クラッチ９４は最初の３
種類の前進駆動速度比の下で係合し、中間クラッチ８８
は第２、第３および第４の前進駆動速度比で係合する。
直結駆動クラッチ９８は運転中に第３と第４の前進駆動
速度比および後進駆動比で係合する。また低速運転時で
の手動クラッチ係合に伴い、エンジンブレーキ時にオー
バーランクラッチ１００の廻りにはバイパスが形成され
る。

【００２７】増速運転中の太陽歯車５０は反力部材とし
て機能する。太陽歯車の制動は、第４速度比の運転に用
いられる増速ブレーキバンド９２により行なわれる。低
速中速運転時には低速中速ブレーキバンド６４が用いら
れる。

【００２８】図２のチャート図には、クラッチの係合解
除パターンが示されている。使用した符号Ｘは、係合し
たクラッチまたはブレーキを表わしている。また符号Ｏ
／Ｒを用いて適当なオーバーランクラッチのオーバーラ
ン状態を示している。

【００２９】図３に示すように、インペラハウジング１
２０内のキャビティはタービンの覆い１２４と端部壁１
２２の間に形成されている。このキャビティ内に、クラ
ッチプレート／ダンパー組立体１２６が配置されてい
る。

【００３０】組立体１２６はタービンハブ１２８にスプ
ライン結合されている。またこのタービンハブ１２８
は、ステータ２０のハブとインペラ１４のハブを通り抜
けるタービンスリーブシャフト３０にスプライン結合さ
れている。

【００３１】トーラス回路の圧力によりクラッチプレー
ト１３２を加圧すると、加圧プレートの半径方向外縁の
摩擦面１３４がインペラシェルに係合し、インペラとタ
ービンの間に機械的なトルクフロー経路が形成される。
インペラは内燃エンジンのクランクシャフトに連結され
ている。圧力はフロー経路を経てトーラス回路に分配さ
れる。このフロー経路の一部は、タービンスリーブシャ
フト３０を取り囲む静止ステータスリーブシャフト１３
８に設けたポートにより形成されている。同じようなフ
ロー経路がコンバータのスリーブシャフト構造体により
形成され、トーラス回路から送られてくるコンバータ流
体の流れを受け入れるようにしてある。このフロー経路
は図１に参照番号１４０で概略的に示してある。

【００３２】スリーブシャフト構造体は中央コンバータ
バイパスクラッチ制御圧力経路１４２を形成している。
この経路は、タービンシャフト３０に設けた半径方向ポ
ート１４３を経てクラッチ制御チャンバ１４６′に連絡
している。チャンバ１４６′は、クラッチプレート／ダ
ンパー組立体１２６とインペラハウジング１２０の隣接
壁１２２との間に形成されている。

【００３３】制御圧力通路１４２は、マルチランド弁ス
プール１４６とこの弁スプールに整合した弁プランジャ
１４８からなるバイパスクラッチ制御弁１４４に連絡し
ている。弁スプリング１５０はプランジャ１４８とマル
チランド弁スプール１４６を図で見て左向きに押してい
る。このスプリングの力は、マルチランド弁スプール１
４６のランド端部１５２に作用する圧力に抗して作用し
ている。圧力は、バイパスクラッチソレノイド圧力経路
１５４を通じてランドの左側に位置する弁チャンバに供
給される。図６から明らかなように、ソレノイド巻線は
ボール弁２０９の着座力を制御する電機子押さえロッド
２０７に作用し、またボール弁２０９は経路１５４の圧
力を制御している。

【００３４】バイパスクラッチフィード圧力経路１５６
は、弁ランド１５８と１６０の間の位置で制御弁１４４
に連絡している。弁ランド１６０は弁ランド１５８より
も小さいため、フィードバック圧力はスプリング１５０
の力に抗して作用する。バイパスクラッチ制御圧力経路
１４２は、ランド１５８と１６０の間の位置で弁１４４
に連絡している。ランド１５８により経路１５６と排出
ポート１６２の連通の度合いが調節される。

【００３５】図３および図６の参照番号１６４はパルス
幅変調ソレノイドアクチュエータ／弁組立体を示してい
る。ソレノイドフィード圧力は、フィード経路１６６を
経てアクチュエータ／弁組立体１６４に送られる。

【００３６】ソレノイド弁駆動装置にはバッテリ１６８
から電力が供給される。図４を参考にして説明する電子
マイクロプロセッサは、図３では参照番号１７０で示さ
れている。以下に説明するように、プロセッサ１７０は
エンジンと車両の運転状態を測定する各種のセンサから
入力信号を受け取っている。マイクロプロセッサの出力
はリード線１７１を通じてバイパスクラッチパルス幅変
調ソレノイド１６４に送られる。パルス幅変調ソレノイ
ドにより制御されるソレノイド弁はソレノイドフィード
圧経路１６６の圧力を変調し、ライン１５４を通じてバ
イパスクラッチ制御弁に制御信号を送る。ソレノイド出
力の制御圧を受けるためにクラッチ制御弁のキャリブレ
ーションを行ない、クラッチの制御スリップを特定する
圧力をライン１４２と制御チャンバ１４６内に発生する
ようにしている。

【００３７】図４は、プロセッサ１７０の構成およびこ
のプロセッサと液圧制御弁体と変速機クラッチ／ブレー
キの関係を概略的に示している。また図４は、各種のセ
ンサとプロセッサおよび液圧制御弁体の関係を概略的に
示している。

【００３８】センサ並びに図４には具体的に示していな
いトランスデューサにより、物理的信号は電子的信号に
変換される。物理的信号には、スロットル位置またはエ
ンジンマニホルド圧力、エンジン速度および選択した変
速機歯車比の他に、エンジン温度や車両のブレーキ状態
等の因子がある。プロセッサはこれら信号を入力し、制
御プログラムまたはスケジュールに従ってこれら信号を
処理し、結果をアクチュエータに出力する。アクチュエ
ータは液圧弁体と連係動作して変速機の制御が行なわれ
る。プロセッサ１７０は、コンピュータユニットと制御
ユニットからなる中央処理ユニットまたはＣＰＵを備え
ている。中央制御バスを介してメモリーユニットと処理
ユニットは互いに連絡している。またその他の内部バス
により、ＣＰＵ、入力信号調節回路および出力駆動装置
回路の連絡が行なわれている。

【００３９】ＣＰＵはメモリーから取り出したプログラ
ムを実行し、タイミング／制御値の出力信号を変速機の
液圧制御弁体に送る。入力信号調整部と出力管理装置に
より、プログラム制御の下でマイクロプロセッサは入力
データの読取りを行なう。

【００４０】プロセッサ１７０のメモリー部分はプログ
ラムとデータを記憶しており、またデータをプロセッサ
に送りプロセッサから新たなデータを受け入れこれを記
憶する働きをする。

【００４１】図４に示すプロセッサ１７０のメモリー部
分は２種類のメモリーを備えている。第１のタイプのメ
モリーは、それぞれのバックグラウンドループのプロセ
ッサが読み取った情報またはデータを記憶する固定記憶
メモリーすなわちＲＯＭであり、第２のタイプのメモリ
ーは、ＣＰＵの計算結果およびその他のデータを保持ま
たは一時的に記憶するランダム・アクセスメモリーすな
わちＲＡＭである。ＲＡＭの記憶内容は消去でき、車両
の運転状態に応じて再度書き込んだり変更することがで
きる。

【００４２】これら２つのタイプのメモリーは集積回路
に組み込まれマイクロプロセッサチップの形態をしてい
る。ＣＰＵの計算は、別にマイクロプロセッサチップを
持つ第２の集積回路の機能を合わせて行なわれる。２つ
のチップは内部バス／インタフェース回路により連結さ
れている。

【００４３】プロセッサ１７０への入力信号の１つはラ
イン１７２を通じて送られてくるスロットル位置信号で
あり、この位置信号は位置センサ１７４が感知したもの
である。プロフィル／点火ピックアップ（ＰＩＰ）の形
態をしたエンジン速度センサ１７６は、ライン１７８を
通じてエンジン速度信号をプロセッサ１７０に送る。エ
ンジン冷媒センサはライン１８２を通じプロセッサ１７
０にエンジン温度信号を送る。大気圧センサ１８４はラ
イン１８６を通じプロセッサ１７０に標高信号を送る。

【００４４】車両速度センサ１９０は、車両速度の指標
である変速機の被駆動エレメントの速度を測定または検
知する。検知した信号はライン１９２を経てプロセッサ
１７０に送られる。

【００４５】変速機の駆動領域は、参照番号１９６で概
略的に示す調節レバーの手動操作により車両運転者が選
択する。これら領域は、後進、ニュートラル、ドライブ
（Ｄ）、直結駆動比（３）および低速度比（１）であ
る。これらシフトパターンにより、車両運転者の選択す
る位置に応じ３種類の前進駆動領域Ｄ、３および１が設
定される。運転者により選択された位置はセンサが検知
し、位置信号はライン１９８を通じてマイクロプロセッ
サ１７０に送られる。

【００４６】またマイクロプロセッサ１７０は、信号減
少ハードウェア（ＬＯＳ）のような補助装置を備えてい
る。このハードウェアは、出力管理回路に必要とする制
御信号を発生するようになっている。制御信号は、主装
置の電圧が低下する事故の起きた時、液圧弁体の動作を
一定の制約の下で継続させるのに必要な出力管理回路用
信号を発生するようになっている。

【００４７】図４に全体を参照番号２００で示した電気
液圧制御弁は弁体２０２を備えている。プロセッサ１７
０の信号は、参照番号２０４から２１０で示す複数のリ
ード線を通じて制御弁体に送られる。コンバータバイパ
ス信号を送るリード線２０４（図５）はＰＷＭソレノイ
ド１６４に連絡し、さらに弁１４４を連絡している。弁
１４４は、図３に示すように経路１４２とチャンバ１４
６′に連絡している。リード線２０６（図６）を通じて
力可変ソレノイド圧力制御用の制御信号が送られる。こ
の信号は、スロットル位置、車両速度、トルク、オイル
温度および標高に基づいた信号である。リード線２０８
から２１０を通じて、変速機の速度比を変えるシフトソ
レノイド圧力信号が送られる。

【００４８】電気液圧制御弁２００の出力信号は、制御
ライン２１６から２２６を通じてトランスアクスルに送
られる。ライン２１４は、図１に示した制御経路１４２
に相当している。このラインはコンバータバイパスクラ
ッチ制御チャンバまで延びている。ライン２１６、２１
８、２２０、２２２の各々は、前進クラッチ、直結クラ
ッチ、中間クラッチ、トランスアクスル用の後進クラッ
チに連絡している。またライン２２４と２２６は、それ
ぞれが増速駆動ブレーキバンドとトランスアクスル用の
中速ブレーキバンドに連絡している。

【００４９】図５の制御装置ブロック図は、いわゆるク
ラッチ係合モードを実行するのに用いる装置の全体図で
ある。係合モードおよび他の操作モードについて以下に
説明する。

【００５０】図５に示すように、制御モジュールまたは
プロセッサ１７０のＣＰＵには制御論理回路１７１が内
蔵されている。図５にはプロセッサ１７０の受け取る各
種の信号が表示されている。これら信号は、図４で説明
したものと同じである。以下に説明するように、プロセ
ッサ１７０の制御論理回路１７１は理想スリップを計算
し、この計算した値はライン２２８に信号として送り出
される。図５の示す制御ソフトウエアおよび電子技術は
制御系に組み込まれている。

【００５１】説明の便宜上、ピーク／ホールド管理回路
１５６を除く電子制御回路１７０のソフトウエアについ
ては、図５に概略的に示したハードウエアの機能に関連
して説明する。

【００５２】制御装置の働きにより、現行トルクの下で
理想スリップを保持できるだけのバイパスクラッチ能力
が作り出される。次いで、瞬間的に増加するスリップに
より過渡トルクは吸収され、コントローラは新たなトル
ク条件に見合うソレノイド用の新しい出力信号が形成さ
れる。

【００５３】参照番号２３０は内燃エンジンを示し、ま
た参照番号２３２はクランクシャフト速度を測定するエ
ンジン速度センサを示している。トランスアクスルまた
は変速機はタービン速度センサ２３４を備えている。タ
ービン速度センサ２３４の出力信号は信号フロー制御経
路２３６と入力サンプリングスイッチ２３８を経てプロ
セッサ１７０の制御論理回路１７１によりサンプリング
される。また、タービン速度も比較器レジスタ２４０に
よりサンプリングされる。

【００５４】センサ２３２の測定したエンジン速度は、
信号フロー経路２４２と入力サンプリングスイッチ２４
４を経てプロセッサ１７０の制御論理回路によりサンプ
リングされる。また、この信号は比較器レジスタ２４０
によってもサンプリングされる。

【００５５】レジスタ２４０で行なわれる比較により、
タービン速度とエンジン速度の間に差が存在するかどう
かが判断される。測定した値は実際のスリップとして扱
われ、実際のスリップの値は加算部２４８に至るリード
線２４６に信号として送られる。リード線２４６の信号
値とリード線２２８の理想スリップ信号の間の差がレジ
スタまたは加算部２４８により測定され、スリップエラ
ー信号はライン２５０に送られる。このエラー信号は、
プロセッサ１７０の比例／積分／微分コントローラ論理
部に送られる。ＰＩＤコントローラは２５２で示されて
いる。このコントローラには周知の様々な形態のものを
使用することができる。コントローラは、制御装置のフ
ォワードゲインの一部を形成するために制御ループに組
み込まれている。こうして、比例制御、積分制御および
微分制御が行なわれる。これら制御項目の重要度を選択
して、ＰＩＤコントローラの出力である実際の信号を調
整し、必要とする装置の応答性を確保するようにしてあ
る。

【００５６】ＰＩＤコントローラの比例制御特性によ
り、コントローラの出力はスリップエラーに応じて直接
変化させることができる。コントローラは制御ゲインの
指標であるいわゆるゲインファクタを作り出し、現行エ
ラーの規模を小さくする。コントローラ自身による比例
制御は不可欠であり、この制御により得られるゲインフ
ァクタはその範囲に制約があるため、平衡状態エラーま
たは好ましくないスリップ振動に対し理想的な応答を行
なうには不十分である。ＰＩＤコントローラの積分制御
成分により平衡状態エラーはなくなり、装置の精度は向
上する。導関数制御を導入することにより応答性は改善
され、装置の安定性は高まり確実な過渡応答性能を得る
ことができる。これにより制御ループにフェーズリード
が加わるため、装置を安定化する効果がある。

【００５７】ＰＩＤコントローラの出力は信号経路２５
４を通る繰返しサイクル信号である。この信号はパルス
幅変調ソレノイド１６４用のピーク／ホールド管理回路
２６６が受け取る。パルス幅変調ソレノイド１６４はラ
イン２０４を通じて管理回路２６６に連結されている。

【００５８】本明細書中では、装置にＰＷＭソレノイド
を使用した場合につき説明してきたが、これに代えて力
可変ソレノイド（ＶＦＳ）を使用しても差し支えない。

【００５９】ＰＷＭソレノイド用のピーク／ホールド回
路は従来形式のものを使用できる。この回路の働きによ
り、ＰＩＤコントローラから信号を受け取ると、ソレノ
イドの入力側に図１２に示したのと同様の管理電圧が発
生する。図１３に参照番号２６０で示すように、ピーク
／ホールド回路には、図１２の曲線の急勾配の傾斜部２
６２による変化がソレノイド入力に生じる。コントロー
ラ出力電圧が２６４で示す値になるホールド初期に、ピ
ーク電流は管理回路により２６６で示すようになる。こ
れにより、ソレノイド（引込式）の初期摩擦および慣性
に打ち勝つことができる。この現象に引き続いて、２６
４で示すように電流値は安定した状態に保たれ、繰返し
サイクルは２７０で終了する。こうした現象は後続の繰
返しサイクル期間中に再び繰り返される。

【００６０】図３のソレノイド弁１６４に対応するソレ
ノイド弁２５８の出力は、図３で説明したバイパスクラ
ッチ制御弁１４４に送られる。バイパスクラッチ制御弁
の出力は経路１４２を通じて送られる圧力信号である。
経路１４２は、図３でも説明したように、コンバータバ
イパスクラッチ１２６の制御圧力チャンバ１４６′に連
絡している。

【００６１】液圧弁体２０２は、本明細書冒頭の背景技
術の欄で具体例を挙げて説明をしたように、スロットル
弁組立体を備えている。スロットル弁組立体は、前述し
たようなエンジントルクや他の因子の指示器として機能
し圧力信号を発生する。図４の参照番号２６０はスロッ
トル弁を示している。スロットル弁組立体の出力によ
り、弁体２２２に好ましい圧力が供給される。参照番号
２６２で示す変速機オイル温度センサは、図４に示すよ
うに、ライン２６４を通じてマイクロプロセッサ１７０
の入力信号調節部に信号を送る。

【００６２】図７は、マイクロプロセッサ１７０のメモ
リのＲＯＭ部分に記憶されたシフトスケジュール情報を
示している。図示のように横軸は車両速度を示し、縦軸
は速度比変化に伴うスロットル開度を表わしている。ア
ップシフトかまたはダウンシフトに関係なく、それぞれ
の速度比変化は図７に示す固有のシフトポイントスケジ
ュールに則って行なわれる。例えば、６０度スロットル
開度では、毎時約１５マイル（約２４．１キロ）で２−
１ダウンシフトが生じ、毎時約２２マイル（約３５．４
キロ）で１−２アップシフトが生じる。マイクロプロセ
ッサ１７０は入力センサの得た情報に応答してシフトコ
マンド信号を発生し、またロックアップクラッチ係合／
解除信号を発生する。

【００６３】シフトインターバル中のロックアップクラ
ッチの作用につき、図８、図９、図１０および図１１に
基づいて説明する。図９には、横軸にプロットした時間
と、縦軸にプロットしたエンジンタービン速度およびシ
フト完了率で表わす無次元特性との関係を示している。
この図９の関係はシフトコマンドにより生じ、シフト完
了に至る時期まで継続される。シフトコマンドの開始に
先立ち、図５に基づいて説明したように、ＰＩＤコント
ローラがコンバータの特性を測定する。このＰＩＤ制御
法は、先に指摘した本件出願と同時継続中の特許出願に
記載の平衡運転状態におけるＰＩＤ制御法に類似した方
法である。

【００６４】図９に示すように、プロセッサは図９の２
７０で示す時期にシフトコマンドを発する。クラッチが
平衡運転状態にあれば、シフトコマンドが２７０で行わ
れる以前には、２７２で示すエンジン速度と２７４で示
すタービン速度はほぼ平衡であり、目標スリップの行な
われたことを示している。図９に平衡状態スリップとし
て表わしたスリップの大きさは、任意の時期におけるプ
ロセッサの検知したエンジン速度とプロセッサの検知し
たタービン速度の間の速度差に関係している。横軸での
時間の経過と共に、各バックグラウンドループでタービ
ン速度とエンジン速度が測定される。

【００６５】前記同時継続中の特許出願に記載のよう
に、バイパスクラッチの係合をコマンドする時期に、理
想スリップは実際のスリップに等しく設定される。次
に、理想スリップをある比率で減少すなわち目標値に向
けて下向き勾配で減少させる。この比率は歯車比毎にキ
ャリブレーション処理される。各々のバックグラウンド
ループの途中で理想スリップが計算される。減少または
下降した理想スリップは実際のスリップに比較されエラ
ーが検出される。バイパスクラッチソレノイド制御弁の
繰返しサイクルを測定し、実際のスリップが目標スリッ
プに到達するまで目標値に向けて減少していく。平衡状
態運転モードにおけるこのクラッチ制御は、以下にＰＩ
Ｄ制御モードとして言及されている。

【００６６】既に説明したように、本発明のコントロー
ラではシフトは図９に示す２７０の時期に行なわれる。
例えば、２７０の時期にアップシフトがコマンドされ第
３の速度比と第４の速度比の間でシフトが行なわれる。
無次元値ＰＣＵＰＳＣＭＰＴのキャリブレーション定数
は図９にプロットされている。シフト毎に１つの各定数
は、図示のように値０から値１の間にある。コントロー
ラが検索する定数は実行されるシフトによって決まる。
目標エンジン速度は、速やかに２７６の値から２７８の
値に変化する。

【００６７】２８０に示すようにプロットされた実際の
エンジン速度は上昇を始める。点線２８２で示すように
理想スリップはプロセッサの制御能力を超えているため
プロセッサにより許容されず、目標エンジン速度２７８
に相当するスリップ値に速やかに移行する。さらに、３
−４アップシフトの最大比を記憶してあるＲＯＭデジス
タから最大比が取り出され、２７６でこの比の値にエン
ジン速度値が掛け算され、理想スリップライン２８２で
示す勾配が形成される。最後に、理想スリップラインは
２８４で示すように目標エンジン速度ラインに重なるよ
うになる。

【００６８】ルーチンはシフトコマンドに引き続いて進
行し、エンジン速度ライン２８０と理想スリップライン
の間のエラーは連続的にモニターされる。このエラーを
用いて、先に指摘した米国特許第５，０２９，０８７号
および同時継続特許出願に記載のようにしてバイパスク
ラッチソレノイド制御弁の繰返しサイクルが計算され
る。

【００６９】タービン速度センサにより連続的にモニタ
ーされているタービン速度は、２８６の位置で下向きに
傾斜を始める一方、エンジン速度も２８８で示すピーク
に到達した以後は下向きに傾斜する。タービン速度が下
向きに下降し出す時期に、キャリブレーション処理され
ＲＡＭに記憶された完了率は２９０で示すように上昇を
始める。この完了率値はマイクロプロセッサにより定期
的に計算される。１回の計算はバックグラウンドループ
毎に行なわれる。マイクロプロセッサは以下の数式を用
いてシフト完了率を求める。 変速機速度比−過去の歯車比／完了した３−４アップシ
フトに対応する歯車比−アップシフト開始の歯車比、す
なわち第３の速度比

【００７０】変速機速度比は、タービン速度を出力シャ
ウト速度で割ったものに等しい。アップシフト開始にお
ける歯車比はメモリーから取り出したキャリブレーショ
ンパラメータであり、またアップシフト終了時の歯車比
はメモリーに記憶したキャリブレーションパラメータで
ある。この数式において、タービン速度だけが変数であ
る。他の項目はキャリブレーション定数である。従っ
て、タービン速度が図９のグラフに示すように変化する
と、シフト完了率の値は２９０に示すように上昇を始め
る。

【００７１】変速機キャリブレータの選択した値Ｘ（図
９参照）である約８５％のシフト完了率の値が得られれ
ば、シフトは完了したものと見なされる。この完了率は
図９に２９２で表わされている。地点２９４とシフトが
完了したと見なせる地点２９２との間でタービン速度は
低下し、実際のスリップは連続的にモニターされる。エ
ラーは、実際のエンジン速度と目標エンジン速度値の間
の差である。２９６で示す時期よりも遅い時期に、理想
エンジン速度は予定通り目標エンジン速度に等しくなっ
ている。

【００７２】図１０には、シフト完了率値が横軸にプロ
ットされ、またｒｐｍで測定した目標スリップ値が縦軸
にプロットされている。図１０のグラフに描かれた相関
関係を利用して目標エンジン速度が求められる。この関
係は傾斜線２９８で表わされている。地点３００は、率
シフト完了値の変化が始まる図９の地点２９４に相当し
ている。ターゲットスリップ値は図１０の地点３００で
変化が始まり、地点３０２に到達するまで減少する。こ
の時期のシフトはほぼ８５％完了している。

【００７３】以下に説明するように、ポストシフトタイ
マーが作動を終えるまで、または目標スリップが１００
％シフト完了地点３０６に到達するまで、図１０のシフ
ト制御関数から３０４で示すように継続して目標スリッ
プ値の測定が行なわれる。

【００７４】目標エンジン速度を表わす曲線は２８４で
示すように増加し、３１０のピークに到達した後に下向
きに傾斜する一方で、３１０のピークに到達した後には
繰返しサイクルは下降スロープライン３０８に沿って変
化する。この曲線は、図１０の２９８で示す目標スリッ
プ値を得るのに必要なエンジン速度を表わしている。前
述したようにこの値はメモリーに記憶されたキャリブレ
ーション処理済みの関数である。

【００７５】８５％シフト完了に相当する完了率値に到
達した後、ルーチンはポストシフトタイマーが作動を終
えるまでポストシフト制御フェーズのままクラッチ制御
を引き続き行なう。その際、シフト完了率値は図９のラ
イン３１０に沿って変化する。前述の同時継続出願に記
載のように、境界域はいわゆるハードロックモードに変
わる。

【００７６】図８は、時間とスリップ量の関係をプロッ
トして示し、目標スリップの段階値を表わしている。図
８の３１２で示すように、キャリブレーション定数によ
り平衡運転時の目標スリップ値が決まる。例えば、時間
３１４でプロセッサからシフトコマンドが発せられ速度
比を第３の速度比から第４の速度比に変化さすことがで
きる。プロセッサは、スリップ零の目標値を発してすぐ
には応答しない。これに対し、ほぼ４００ＲＰＭの中間
目標値がメモリーから取り出される。目標値は、シフト
に付随した速度比、スロットル位置および車両速度によ
って決まる。しかしながら、前述したように、プロセッ
サはすぐに応答して４００ＲＰＭの中間目標値を設定す
ることはしない。これに対し地点、３１８の実際のスリ
ップに等しい平衡状態目標スリップに最大比率が掛け算
され理想下降スリップ曲線３１６が形成される。最大比
率は、３１４でシフトがコマンドされると速やかにメモ
リーから入手されるキャリブレーション処理済みの値で
ある。従って、下降ライン３１６で示すように、理想ス
リップは４００ＲＰＭの中間目標スリップ値に到達する
まで変化する。

【００７７】実際には、図８に示す１０２０ＲＰＭと４
００ＲＰＭの中間レベルの間の段階は、６００ＲＰＭの
段階以外に幾つかの下降段階で生じる。典型的には、プ
ロセッサに許容される最大ＲＰＭ差はバックグラウンド
ループ毎に約５０ＲＰＭである。

【００７８】地点３２０の平衡状態になった後、プロセ
ッサは低い目標値に到達するまで再びインクリメントコ
マンドを発する。この低い目標スリップ値は図８に３２
２で示している。これは約５０ＲＰＭのスリップに相当
している。約５０ＲＰＭは、例えば、地点３２４に示す
ようなシフト完了時に検知されるスリップに相当してい
る。シフトが完了すると、前述したのと同じようにして
ＰＩＤ制御が行なわれ、理想下降スリップ曲線３１６と
目標値４００ＲＰＭおよび５０ＲＰＭの間を占める理想
下降スリップ曲線３２８とに相当する理想下降スリップ
値３２６が得られる。理想スリップが３２６で示すよう
に下向きに下降する際、１００％シフト完了地点３３０
に到達するまで目標値の勾配は３２８で示すように下向
きになる。この状態は、前述した同時継続出願に記載の
ように、いわゆるハードロック操作モードへの移行を表
わしている。

【００７９】図１０のグラフに示すように、それぞれの
シフトには独自の機能がある。すなわち、３−４アップ
シフト、４−３ダウンシフト等の個別機能である。各バ
ックグラウンドパスで計算されたそれぞれの目標値毎に
シフト完了定数が存在している。図９の目標エンジン速
度の値は、各バックグラウンドパス毎にこうした目標値
を得るのに必要な速度値である。

【００８０】図１１には、シフトインターバル中に行な
われるバイパスクラッチ制御の各ステップを示すソフト
ウェアフローチャートである。各々のソフトウェアステ
ップは、初めて実行をコマンドされた後、プロセッサの
バックグラウンドループで１回だけ実行されるステップ
を示している。

【００８１】プロセスはステップ３１０から始まり、現
行のバックグラウンドパス中でシフトがコマンドされた
かどうかが質問される。図９の２７０で示すようにシフ
トコマンドを終えていれば、現行スリップの値は「スナ
ップショット(snapshot)」の形態で測定され、このスリ
ップ用の値はメモリーのＲＡＭ部分の一時保存記録部に
記憶される。図１０に基づいて既に説明したように、前
記値を用いて目標エンジン速度が計算される。計算した
スリップは、シフト開始時のスリップと、シフト完了率
値の関数である図１０で求めた目標スリップ値を加えた
ものに相当している。

【００８２】現行スリップはアクションブロック３１２
で観察される。同時に、アクションブロック３１２では
タイマーが起動される。これがタイマーである（タイマ
ー１＝時間１）。

【００８３】スリップ値を記憶しアクションブロック３
１２でタイマーを起動した後にスリップが計算され、ル
ーチンはアクションブロック３１４に進む。３１０での
質問が否定的であれば（すなわち、シフトがコマンドさ
れていなければ）ステップ３１６でシフトが現在進行中
であるか否かの質問がされる。肯定的な回答があれば、
ルーチンは先に説明したようにステップ３１４に進めら
れる。ステップ３１６での否定的な回答は、シフトが８
５％完了地点に到達したことを示している。次にステッ
プ３１８で質問が行なわれ、ポストシフト制御が進行中
であるかどうかが判断される。ポストシフト制御が進行
中であればルーチンは前述したようにステップ３１４に
戻り、前述したようにスリップをキャリブレーション処
理して図８の３２６で示す下降勾配が形成される。ポス
トシフト制御が進行中でなければポストシフト制御は完
了済みであることを意味し、ルーチンは進行して零スリ
ップ状態、すなわち以下に説明するようにアクションブ
ロック３２０から始まる零付近のスリップ状態に移行す
る。

【００８４】アクションブロック３１４での操作を終え
た後、現行のバックグラウンドパス中にシフトを完了し
たか否かのチェックがアクションブロック３２２でなさ
れる。このチェックは、前述したシフト完了率値と８５
％のような所定値を比較計算することにより行なわれ
る。シフト完了値が８５％未満であれば、現行バックグ
ラウンドパス中にシフトが既に完了したことを意味し、
３２２での質問に対する回答は否定的である。他方、シ
フト完了値が少なくとも８５％に等しければ応答は肯定
的であり、タイマーは３２４でセットされる。このタイ
マーはアクションブロック３１２で使用したのと同じタ
イマーであり、シフトをコマンドで開始し且つ８５％シ
フト完了地点で終了させる時間設定がされる。こうした
タイミング操作を行なう必要のない時期には、同じタイ
マーを別の用途に利用することもできる。例えば、メモ
リーから取り出した新たな時間を設定し、８５％シフト
完了地点と零％の最終目標値または零％に近い値に達す
る地点との間でシフトを完了しなければならない期限を
決めることもできる。

【００８５】プロセッサが使用するスリップテーブル
は、４ＲＰＭレゾリューション（resolution) を伴う零
から１０２０ＲＰＭの値を持つことができる。１０２０
より大きなＲＰＭの到達可能最大スリップ目標値を設定
することで、１０２０ＲＰＭより大きなスリップをコマ
ンドすることができる。勿論、目標スリップの最終値が
制御モードを決定する。零から４ＲＰＭの目標スリップ
は、通常では、ハードロックモードと見なされる。また
４から５００ＲＰＭのスリップ目標値は、一般に、係合
モードと見なされる。係合モード時の目標スリップは、
図５に基づいて説明したＰＩＤコントローラを使用した
閉ループ法を用いて行なわれる。図９、図１０および図
１１に沿って説明したシフト調整論理回路は、シフトが
コマンドされた後、新たなバイパスクラッチ調整が行な
われシフト完了までスリップに過渡的増加が生じる時期
に制御に関与している。

【００８６】さらにルーチンはステップ３２８に進み、
スリップ変化のための最大比率がメモリーから取り出さ
れる。この値は適当とされるシフトにより決まる関数で
ある。比率変化がアップシフトまたはダウンシフトに関
係なく、前記関数は比率変化の度に異なっている。この
値は図８に３２６で示す理想スリップの勾配を決定す
る。こうした作業を経て、８５％シフト完了地点３２４
に達する。こうして最大許容変化率が得られる。すなわ
ち、特定した目標値に関係なく許容できる最大比率が得
られる。制御目的で使用されるＰＩＤコントローラの検
知した実際の理想スリップは、図８のライン３２８に沿
った値である。この値は、図５の信号フロー経路２２８
を通り比較機２４８に入力される。

【００８７】ルーチンはステップ３３０に進み、スリッ
プが理想スリップに近づく際の最大ＲＰＭインクリメン
トが決定される。図８に基づいて既に説明したように、
コントローラは単一ステップで現行の目標値から零値に
ＲＰＭが変化してしまうのを許容しない。ターゲットス
リップが零ターゲット値に到達するまで図８に示すステ
ップ内で変化するように最大インクリメントが決められ
ている。ステップ３３０で、最大比率にプロセッサの１
ループのバックグラウンド時間が掛け算される。３３０
で最大ＲＰＭインクリメントを決定した後、ルーチンは
ステップ３３２に進み、インクリメントは計算したスリ
ップに比較される。計算スリップがインクリメントより
大きければ、制御スリップはステップ３３４でインクリ
メントの量で変化することができる。これは図８のグラ
フにおける４００ＲＰＭから５０ＲＰＭへのステップに
相当している。他方、計算スリップと制御スリップの差
がステップ３３０で求めたインクリメントより大きくな
ければ、ルーチンはステップ３３６にバイパスし、制御
スリップは計算スリップに等しく設定される。こうして
制御スリップは最小値に到達することができる。この操
作は、前述したＰＩＤ制御手順に従って行なわれる。ス
テップ３３８がその段階である。この処理により、図８
の３２８で示すようなスリップ勾配ラインが得られる。
図８では制御スリップは零であるが、実際のスリップは
零よりも大きな値、例えば４ＲＰＭに設定することがで
きる。

【００８８】ステップ３３０から３３８で表わした処理
段階はシフト操作中に行なわれ、プロセッサはシフトを
終えた後でもこれらステップを連続的に実行する。

【００８９】ポストシフト制御処理は３２０で始まり、
ポストシフト制御用のプロセスフローチャートはステッ
プ３２０で終わっている。シフト制御論理回路に基づい
て先に説明した手続きは、前述のものと同じ形態で実行
される。

【００９０】ポストシフト制御論理処理は前述のステッ
プ３２０で始まる。ステップ３２０に示す目標スリップ
値は普通には零であるが、零以外の数値でもよい。目標
スリップは、先に述べたスロットル位置および車両速度
に依存したテーブル値に設定されており、テーブルロッ
クアップを用いて入手される。

【００９１】ポストシフト制御プロセスのルーチンはス
テップ３４０に進み、ポストシフトコントロールが現行
のバックグラウンドパスの内で初めて行なわれたかどう
かの質問がされる。ポストシフト制御が行なわれていれ
ば平衡状態のモードに移行し、制御スリップは最終目標
値に向けて下降する。ステップ３４０での質問が肯定的
であれば、タイマーは３４２でセットされる。シフトに
伴う歯車比に応じて、ポストシフト制御を終えるまでの
間に別のタイマーがセットされる。ステップ３４４でチ
ェックが行なわれ、ステップ３４２でセットしていたタ
イマーが作動を終えたかどうかが判断される。ステップ
３４０での質問に対し否定的な回答があれば、ルーチン
はステップ３４４でのタイマーチェックへと直接進行す
る。タイマーが作動中でも、ポストシフト制御は継続す
ることができる。メモリーから取り出した最大比はステ
ップ３４６でセットされる。この最大比はステップ３２
８で説明した最大比に近い関数である。前述した進行過
程でのシフト操作の場合、ポストシフト制御におけるそ
れぞれのシフトは速度比変化に伴う比率に応じた比率差
の下で行なわれる。

【００９２】３４４での質問が否定的であれば、タイマ
ーは停止することになる。図１１に示すように、フロー
チャートは非シフト状態を表わしている。ステップ３４
８はアップシフトの高いギア比におけるスリップ変化の
最大率を決定し、フローチャートはステップ３３０に進
み、ルーチンは先に説明したステップ３３０から３３８
を経て出口に至る。

【図面の簡単な説明】

【図１】自動車の動力伝達系統に用いる流体動力学トル
クコンバータを備え、このトルクコンバータが本発明の
プロセッサ／制御法により制御されるバイパスクラッチ
を装備している多変速比トランスアクスルを示す概略
図。

【図２】図１に概略的に示した変速機のクラッチとブレ
ーキの係合および解除パターンを示すチャート図。

【図３】タービン速度センサ、マイクロプロセッサ、バ
イパスクラッチソレノイド弁、バイパスクラッチ制御
弁、バイパスクラッチ制御弁とコンバータ用のバイパス
クラッチの間の流体回路を備えたバイパスクラッチ制御
弁回路の概略図。

【図４】マイクロプロセッサ、液圧弁体、遊星歯車装置
および各種のセンサを内蔵し、各センサがプロセッサで
処理して変速機自身のシフト地点を特定する信号とコン
バータバイパス制御に用いる信号を発するバイパスクラ
ッチ制御装置の制御エレメントを示す概略図。

【図５】図３に概略的に示したバイパスクラッチの比例
／積分／微分・閉ループ制御装置を示す概略図。

【図６】バイパスクラッチ圧力の制御を行なうソレノイ
ド調節弁の一例を示す概略断面図。

【図７】車両速度とスロットル開度の関数として変速機
のシフト地点を示し、各シフトが独自のシフト地点曲線
を描いているチャート図。

【図８】横軸で測定した時間の関数として、変速機用の
目標スリップ値と理想スリップ値の関係を示す図。

【図９】タービン速度、エンジン速度、およびシフトコ
マンドに後続するシフトインターバル中でのキャリブレ
ーション定数「シフト完了％」の時間を基準にした関係
を示すチャート図。

【図１０】変速機制御装置用キャリブレータによりキャ
リブレーション処理され且つプロセッサのメモリーに記
憶される、シフト完了％と目標スリップの関係を示すチ
ャート図。

【図１１】シフトインターバル中にプロセッサが行なう
処理段階と制御機能を示す制御法フローチャート。

【図１２】ソレノイド電流と時間の関係を示す図。

【図１３】ソレノイド用のコンピュータ出力電圧と時間
の関係を示す図。

【符号の説明】

１０ 内燃エンジンのクランクシャフト １６ コンバータ ２６ オーバーランブレーキ ２８ トルクコンバータロックアップクラッチ ４２ 遊星歯車ユニット ４４ 遊星歯車ユニット ４６ 駆動遊星歯車ユニット ６４ 低速中速ブレーキバンド ６８ リバースブレーキ ８０ 差動歯車ユニット ８８ 中間速度比クラッチ ９２ 増速駆動ブレーキバンド ９４ 前進クラッチ ９６ オーバーランクラッチ ９８ 直結伝動クラッチ １００ オーバーランクラッチ １２６ クラッチプレート／ダンパー組立体 １４０ 圧力フロー経路 １４２ 制御圧力経路 １４４ バイパスクラッチ制御弁 １５６ バイパスクラッチフィード圧力経路 １６４ パルス幅変調ソレノイドアクチュエータ／弁組
立体 １７０ プロセッサ １７１ 論理回路 ２００ 電気液圧制御弁 ２３０ 内燃エンジン ２４８ 加算部 ２５２ ＰＩＤコントローラ ２６６ ピーク／ホールド駆動装置回路

フロントページの続き (72)発明者 ジョン エイ．ドゥベンミアー アメリカ合衆国ミシガン州ウエイン カウ ンティ，カントン，アーズリィ ドライブ 6939 (72)発明者 ローレンス エィチ．バック アメリカ合衆国ミシガン州オークランド カウンティ，ファーミントン ヒルズ，ノ ッティングウッド 31815 (72)発明者 ポール エフ．スミス アメリカ合衆国ミシガン州ウエイン カウ ンティ，ディアボーン ハイツ，バージル 8316 (72)発明者 ガビン エフ．マッコール イギリス国エセックス，ウィシィム，マル ベリィ ガーデンズ 38

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットル制御エンジンから車両の牽引
   ホイールにトルクを供給する自動車の動力伝達系統に使
   用する自動変速機にして、 前記エンジンから前記牽引ホイールに至る複数のトルク
   フロー経路と、前記エンジンに連結されたインペラおよ
   びトルク入力エレメントに連結するようになされたター
   ビンを持つ流体動力学ユニットを構成する多速度比歯車
   装置と、 前記流体動力学ユニットに配置されていて、前記インペ
   ラと前記タービンを選択的に連結し、この流体動力学ユ
   ニットの廻りに機械的なトルクバイパスフロー経路を形
   成するようになされた流体圧作動摩擦バイパスクラッチ
   と、 歯車比変化を制御するクラッチ手段／ブレーキ手段とを
   有し、 前記バイパスクラッチは、加圧時にこのバイパスクラッ
   チのトルク伝達能力を決定するクラッチ能力制御チャン
   バを備えており、 さらに、流体圧力源およびシフト弁手段を備え、このシ
   フト弁手段が前記クラッチ手段／ブレーキ手段並びに前
   記圧力源に連絡している制御弁回路と、 前記クラッチ能力制御チャンバに制御圧力を分配するバ
   イパスクラッチ制御弁手段と、 歯車比を変化さす前記シフト弁手段を選択的に作動させ
   るシフトソレノイド弁手段と、 車両速度信号を発生する車両速度センサ手段と、 タービン速度信号を発生するタービン速度センサ手段
   と、 スロットル位置信号を発生するエンジンスロットル位置
   センサ手段と、 エンジン速度信号を発生するエンジン速度センサ手段
   と、 前記信号を受け取り、前記シフトソレノイド弁手段およ
   び前記バイパスクラッチ制御弁手段の働きを制御する電
   子プロセッサ手段とを有し、 このプロセッサ手段は、前記シフトが完了するまで速度
   比シフトのコマンドに従って前記バイパスクラッチ制御
   弁手段の働きを調整し、バイパスクラッチの能力を減少
   させる手段を備え、 また前記調整手段が、シフトの途中で初期バイパスクラ
   ッチ能力の減少につれてバイパスクラッチ能力を増加さ
   せる制御を行なうための手段を備えている自動変速機。
2. 【請求項２】 スロットル制御内燃エンジンと多速度比
   変速機を備え、この変速機が歯車装置と流体動力学トル
   クコンバータを持ち、流体動力学トルクコンバータが前
   記エンジンに駆動可能に連結したインペラと前記歯車装
   置のトルク入力エレメントに連結したタービンを備えて
   いるような自動車の動力伝達系統装置にして、 前記インペラとタービンの間を摩擦駆動連結するトルク
   コンバータバイパスクラッチ手段と、 シフトインターバル中に、車両の速度変化およびエンジ
   ンスロットルの位置変化に応答して、前記変速機の速度
   比を自動的に変化させる手段を備えた変速機制御装置
   と、 速度比変化の開始と共に前記バイパスクラッチ手段のト
   ルク伝達能力を調整し、また引き続いて、シフトインタ
   ーバル中に、シフト完了率の関数として前記トルク伝達
   能力を増加させ、その結果、前記動力伝達系統装置の回
   転慣性力を減少させ円滑なシフトを行なえるようにした
   自動車の動力伝達系統装置。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の自動変速機において、
   前記エンジン速度センサ手段と前記タービン速度センサ
   手段は、速度比変化に際し、前記流体動力学ユニットの
   流体動力学スリップを連続的にモニターするようにして
   あり、 前記プロセッサは、スリップ完了率の前記関数により求
   められる目標スリップ値を記憶するようにされたメモリ
   ーを備え、 また前記プロセッサは、速度比変化に際し、連続的な時
   間インクリメントの下でスリップエラーを計算する手段
   を備え、このスリップエラーが、前記エンジン速度セン
   サ手段の検知する実際のエンジン速度と望ましいエンジ
   ン速度の差に等しく、 さらに、前記時間インクリメント毎に実際のスリップを
   計算する手段を有し、バイパスクラッチ能力の制御増加
   量が前記スリップエラーに関数として関与している自動
   変速機。
4. 【請求項４】 請求項２に記載された自動車の動力伝達
   系統装置において、前記制御装置は、速度比変化に際し
   てエンジン速度とタービン速度を測定する手段を備え、
   また前記能力調整手段が、スリップ完了率の関数から求
   めた前記エンジン速度の目標値を記憶するようになった
   メモリーを持つプロセッサを有しており、 また前記プロセッサは、速度比変化に際し、連続的な時
   間インクリメントの下でスリップエラーを計算する手段
   を備え、このスリップエラーが、前記エンジン速度セン
   サ手段の検知する実際のエンジン速度と目標エンジン速
   度の差に等しく、 前記時間インクリメント毎に実際のスリップを計算する
   手段を有し、時間インクリメント毎の前記トルク伝達能
   力が前記スリップエラーに関数として関与しており、そ
   の結果、検知した前記エンジン速度と前記タービン速度
   の差から求められる実際のスリップインクリメントが、
   前記シフトが完了するまでの過程で減少するような自動
   車の動力伝達系統装置。
5. 【請求項５】 請求項３に記載された自動変速機におい
   て、速度比シフトの前記コマンドの時点で、前記トルク
   スリップ値に対応するエンジン速度は、前記エンジン速
   度センサ手段の検知したエンジン速度値よりも大きな値
   に速やかに変化するようにしてあり、 前記プロセッサは、前記エンジン速度センサ手段と前記
   タービン速度センサ手段により測定しスリップ比の値を
   掛けた前記エンジン速度に等しい理想スリップを計算す
   る手段を備え、 前記スリップ比の値は前記メモリーに記憶され、前記ス
   リップエラーが、前記実際のスリップにより増加した前
   記理想スリップと実際のスリップの差に等しい自動変速
   機。
6. 【請求項６】 請求項５に記載された自動変速機におい
   て、高い歯車比へのシフトに伴い、速度比シフトの前記
   コマンドの後、前記タービン速度センサ手段がタービン
   速度の減少を検知する以前には前記望ましいスリップが
   前記目標スリップに等しい自動変速機。
7. 【請求項７】 請求項５に記載された自動変速機におい
   て、前記プロセッサメモリーは、速度比シフト中に最大
   目標スリップ変化の値を記憶し、その結果、前記シフト
   が完了するまでの過程でこの値は減少する一方で前記実
   際のスリップは連続的な段階を経て減少し、これら段階
   が記憶してある前記最大目標スリップ変化の値から求め
   られる自動変速機。