JPH06341527A

JPH06341527A - 自動変速機の変速制御装置

Info

Publication number: JPH06341527A
Application number: JP5131668A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Hamashima; 徹郎浜嶋; Hidehiro Oba; 秀洋大庭; Kunihiro Iwatsuki; 邦裕岩月; Hiromichi Kimura; 弘道木村; Yasuo Hojo; 康夫北條; Atsushi Tabata; 淳田端; Masahiko Ando; 雅彦安藤; Akira Fukatsu; 彰深津; Yoshihisa Yamamoto; 義久山本
Original assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Current assignee: Aisin AW Co Ltd; Toyota Motor Corp
Priority date: 1993-06-02
Filing date: 1993-06-02
Publication date: 1994-12-13
Anticipated expiration: 2014-10-25
Also published as: JP2967849B2

Abstract

(57)【要約】【目的】クラッチツウクラッチ変速の特にタイアップ
の発生を早期に且つ正確に判定することにより、より良
好な変速特性を得る。【構成】トルク相開始からイナーシャ相開始までの時
間を検出し、これが長いときはタイアップと判定し、解
放側の摩擦係合装置と係合側の摩擦係合装置の受持ちト
ルクの重なりを低減するよう油圧制御量を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２つの摩擦係合装置に
係るクラッチツウクラッチ変速を実行する自動変速機の
変速制御装置に関する。

【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つの摩擦係合装置（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、各摩擦係合装置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、一方の摩擦係合装置の機能と実質
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摩擦係合装置の同期をとる方法
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】しかしながら、このクラッチツウクラッチ
変速は、一般に回転メンバの回転スピード変化が未だ生
じないとされる、いわゆるトルク相の領域において最適
化することが要求されるため、例えば回転メンバの回転
センサや電気的なアクチュエータを備え、コンピュータ
によって上記変化態様を制御し得るような最近の電子制
御式自動変速機にあっても、態様が不適切であるという
認識自体が困難なため、補正もうまくできないというの
が現状である。

【０００７】特開平２−３７１２８号公報においては、
このような現状に鑑み、変速動作時のエンジン回転速度
をモニタし、該エンジン回転速度が吹き上がったときに
（エンジン回転速度が上昇したときに）、各摩擦係合装
置がアンダーラップ状態となった（解放に対して係合が
相対的に遅れている状態となった）を認識し、一方、エ
ンジン回転速度が低下したときに各摩擦係合装置がオー
バーラップ状態となった（解放に対して係合が相対的に
早すぎる状態となった：以降、この状態をタイアップ状
態と称す）を認識する方法が開示されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな判定方法では、エンジン吹きについては比較的容易
に検出ができるものの、タイアップの判定については、
非常に長い（あるいは強い）タイアップの発生しか判定
できず、即ち、判定精度が極めて悪く、従って十分有効
な油圧補正制御を実行することができないという問題が
なお残存していた。

【０００９】前述したように、摩擦係合装置の解放側に
対して係合側が相対的に早すぎると（タイアップが発生
すると）、出力軸トルクが急激に落ち込み、強い変速シ
ョックが発生すると共に、場合によっては自動変速機の
各部材に非常に大きな負荷トルクがかかり、耐久性が低
下する要因になる。

【００１０】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変速にお
けるタイアップを早期に、且つ適確に判定し、その結果
有効な油圧補正制御を実行して変速ショックを低減する
と共に、自動変速機の各部材に過度の負荷トルクがかか
るのを防止し、耐久性をより向上させることをその目的
としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、図１
（Ａ）にその要旨を示すように、２つの摩擦係合装置に
係るクラッチツウクラッチ変速を実行する自動変速機の
変速制御装置において、前記２つの摩擦係合装置の係合
及び解放を制御する油圧制御手段と、変速動作の際のト
ルク相開始からイナーシャ相開始までの時間を検出する
手段と、検出した時間に依存して解放側の摩擦係合装置
と係合側の摩擦係合装置の受持ちトルクの重なり方を補
正するように前記油圧制御手段に補正信号を与える手段
と、を備えたことにより、上記課題を解決したものであ
る。

【００１２】又、請求項２の発明は、図１（Ｂ）にその
要旨を示すように、２つの摩擦係合装置に係るクラッチ
ツウクラッチ変速を実行する自動変速機の変速制御装置
において、前記２つの摩擦係合装置の係合及び解放を制
御する油圧制御手段と、変速出力からイナーシャ相開始
までの時間を検出する手段と、検出した時間に依存して
解放側の摩擦係合装置と係合側の摩擦係合装置の受持ち
トルクの重なり方を補正するように前記油圧制御手段に
補正信号を与える手段と、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】タイアップ状態では、良好な変速状態に比べて
トルク相の時間（トルク相開始からイナーシャ相開始ま
での時間）が長くなる。このことに着目し、本発明では
トルク相の時間を検出し、例えばこれが良好な変速状態
でのトルク相の時間よりも長い場合にはタイアップと判
定し、各摩擦係合装置の受持ちトルクの重なりが低減す
るように油圧制御手段に補正信号を与えて、係合と解放
のタイミングを補正する。

【００１４】変速出力からイナーシャ相開始までの時間
もタイアップ状態の場合には長くなる傾向があるため、
これに依存して重なり方を補正しても同様な作用が得ら
れる。

【００１５】なお、ここでいう「トルク相」とは、各回
転部材に変速のための（ギヤ比変更のための）回転速度
変化が生じていない状態、即ち自動変速機の入出力回転
がギヤ比によって一律に規定される状態（広義のトルク
相）の中で、特に、各回転部材の力バランスが（ギヤ比
を変更するために）崩れたにも拘らず、未だその崩れた
力バランスによる実際の回転速度変化が生じていない状
態（狭義のトルク相）の方を指すものとする。

【００１６】

【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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】上記の自動変速機２では、全体で後進１段
と前進５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３に示す。なお、図３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。

【００３０】この図から明らかなように、第２速段及び
第３速段間の変速がブレーキＢ2 と、ブレーキＢ3 のク
ラッチツウクラッチ変速となっていることが分かる。

【００３１】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（油圧制御手段）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。クラッチＣ0 の回転速度は第２
速段及び第３速段間の変速時にはタービン回転速度（自
動変速機の入力軸回転速度）Ｎt と同一になるため、該
クラッチＣ0 の回転速度を検出することによりタービン
回転速度Ｎt を把握することができる。

【００３２】なお、ブレーキＢ2 及びＢ3 の変速の時の
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クチュエータコント
ロールバルブ及びこれを制御するリニアソレノイドによ
って制御してやればよい。なお、解放側については、油
圧を低下させる制御であるため、当該油圧回路のドレン
量をリニアソレノイドによって制御してやってもよい。

【００３３】次に、図４にコンピュータによって実行さ
れる制御フローを示す。

【００３４】この実施例においては、第２速段から第３
速段へのアップシフトのときに本発明を適用するように
している。

【００３５】図３から明らかなように、第２速段から第
３速段へのアップシフトは、ブレーキＢ3 の解放とブレ
ーキＢ2 の係合によるクラッチツウクラッチ変速とな
る。この実施例では、ブレーキＢ2 の係合については所
定の手順でこれを実行するようにし、タイアップが判定
されたときにブレーキＢ3 の解放油圧のドレン速度を相
対的により速める制御をすることにより、該タイアップ
を解消するようにしている。ブレーキＢ3 の解放油圧は
図示せぬリニアソレノイドのデューティ比Ｄslnを増大
すると高くなり、低下させると低くなる構成とされてい
る。

【００３６】まず、ステップＳ２０１において、第２速
段から第３速段へのアップシフト出力があったか否かが
判断される。アップシフト出力がある場合は、図示せぬ
シフトバルブが、コンピュータ３０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Ｂ3
が解放され、且つブレーキＢ2 が係合されるような回路
構成とされる。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２０２以下でこのオイル
の移動、即ちブレーキＢ3 油圧の低下とブレーキＢ2 の
油圧の増大の相対的な過渡特性（受け持ちトルクの重な
り方）を適正に制御するものである。

【００３７】ステップ２０１の判断がＹＥＳの場合はス
テップ２０２〜２０４で、タイアップ時の油圧補正の回
避条件が判断される。ここでは、ステップ２０２で、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２速段→第３速段のアップシフト変速線を横切ったが
故の変速か（マニュアルによる変速でなく自動変速判断
による変速か）否かが判断され、ステップ２０３で油温
が一定値を越えている（極低温時の変速でない）か否か
が判断され、ステップ２０４でブレーキＢ3 を動作する
ためのリニアソレノイドＳＬＵのフェイル判定が無しと
なっているか否かが判断される。ステップ２０１〜２０
４のいずれかの判断がＮＯの場合は、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。

【００３８】いずれの判断もＹＥＳの場合は、ステップ
２０５で前述した狭義のトルク相が開始したか否かが判
断される。トルク相が開始したことは、出力軸回転速度
Ｎ0の微分値のわずかな低下を検出することによって判
断される。トルク相開始と判断されない場合はリセット
される。

【００３９】トルク相開始と判断された場合は、ステッ
プ２０６でフラグＦ＝０か否かが判断され、フラグＦ＝
０の場合は、ステップ２０６でタイマＴが零スタートさ
れ、ステップ２０８でフラグＦ＝１とされる。そして、
ステップ２０９でイナーシャ相の開始が検出されるま
で、トルク相開始からの経過時間が計時される。

【００４０】ここで、イナーシャ相の開始はタービン回
転速度Ｎt の変化で検出される。そしてイナーシャ相開
始が判断されたら、ステップ２０９の判定がＹＥＳとな
り、ステップ２１０で油圧補正回避条件として変速中に
一定以上のスロットル変化が無いか否かが判断され、Ｎ
Ｏの場合は補正回避のためリセットされる。ＹＥＳの場
合はステップ２１１で前記カウントしたトルク相開始か
らイナーシャ相開始までの時間Ｔ、つまりトルク相時間
Ｔが所定時間τを越えたか否かが判断される。ＹＥＳの
場合は、タイアップが発生していると判定し、ステップ
２１２で（次回変速時の）ブレーキＢ3 の油圧を低下さ
せるべく、リニアソレノイドのデューティ比Ｄslu がΔ
Ｄslu だけ低下させるような油圧補正がなされる。

【００４１】その結果、次回変速からはタイアップが解
消される。ここで、τの値は、良好な変速が行われた場
合のトルク相の時間であり、これを基準としてタイアッ
プが判断される。ステップ２１１の判断がＮＯの場合
は、タイアップと判断されないため、油圧補正は行われ
ない。

【００４２】なお、この制御フローにトルク相時間Ｔが
ガードタイマＴ0 （Ｔ0 ＞τ）より長いか故かを判断す
るステップを別途設け、Ｔ＞Ｔ0 のときは、タイアップ
が非常に強いと考えられるため、（次回変速ではなく）
その変速のうちにＢ3 油圧をリアルタイムで低下させる
ようにう構成してもよい。

【００４３】次に、図５にこの制御フローが実行された
ときの変速過渡特性を示す。

【００４４】図の破線はタイアップが発生した場合の特
性を示しており、実線は上記制御フローでタイアップが
検出されたときに補正した場合の特性を示している。

【００４５】出力軸回転速度Ｎ0 の微分値（出力軸回転
の加速度）は、ほぼ出力軸トルクＴ0 と相似した特性を
示す。破線の場合、トルク相からイナーシャ相開始時ま
での時間が長くなり、タイアップと判定される。この場
合、次回変速時には、ブレーキＢ3 の係合圧を制御する
ためのリニアソレノイドのデューティ比Ｄslu がブレー
キＢ3 の油圧をより速く低下させる方向に補正されるた
め、良好な変速特性（実線）を得ることができるもので
ある。

【００４６】なお、上記実施例では、トルク相開始から
イナーシャ相開始までの時間が所定時間を越えたか否か
でタイアップの判定を行っているが、変速出力からトル
ク相開始までの時間はほぼ一定であるので、変速出力か
らイナーシャ相開始までの時間を測定することによって
も同様の効果を得ることができる。

【００４７】又、この実施例では次回変速におけるブレ
ーキＢ3 の解放圧の設定を変えるようにしていたが、例
えば前述したような構成により、リアルタイムでその変
速のうちに結果を反映させるようにすることもできる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、タ
イアップを早期に且つ確実に判定することができるた
め、クラッチツウクラッチ変速をより適正に制御するこ
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作用状態を
示す線図

【図４】上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 、Ｂ3 …ブレーキ（摩擦係合装置）２０…油圧制御装置（油圧制御手段）３０…コンピュータ４０…各種センサ部

───────────────────────────────────────────────────── 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)発明者木村弘道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)発明者田端淳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)発明者深津彰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

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２つの摩擦係合装置に係るクラッチツウク
ラッチ変速を実行する自動変速機の変速制御装置におい
て、前記２つの摩擦係合装置の係合及び解放を制御する油圧
制御手段と、変速動作の際のトルク相開始からイナーシャ相開始まで
の時間を検出する手段と、検出した時間に依存して解放側の摩擦係合装置と係合側
の摩擦係合装置の受持ちトルクの重なり方を補正するよ
うに前記油圧制御手段に補正信号を与える手段と、を備えたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項２】２つの摩擦係合装置に係るクラッチツウク
ラッチ変速を実行する自動変速機の変速制御装置におい
て、前記２つの摩擦係合装置の係合及び解放を制御する油圧
制御手段と、変速出力からイナーシャ相開始までの時間を検出する手
段と、検出した時間に依存して解放側の摩擦係合装置と係合側
の摩擦係合装置の受持ちトルクの重なり方を補正するよ
うに前記油圧制御手段に補正信号を与える手段と、を備えたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。