JPH0668325B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等の運転状態に応じて自動的に変速段
を切換操作する自動変速機において、制御手段から出力
される制御信号により摩擦部材に対する作動油の給排を
制御して変速操作を行なうように構成された自動変速機
の制御装置の改良に関するものである。

（従来技術） 従来、自動車等の運転状態に応じて変速タイミングを制
御するとともに、油圧制御回路の構成を簡略化するた
め、アクセルペダルの踏込み量およびエンジンの回転
数、車両速度、エンジンの負荷等を電気的に検出し、そ
の検出値に応じた制御信号を制御手段からソレノイド弁
機構に出力して、変速歯車機構の動力伝達経路を切換え
るブレーキ、クラッチ等の摩擦部材に供給される作動油
の給排を制御するようにしたものがある（例えば特開昭
60−37448号公報参照）。

この公報に記載された従来装置では、変速時のトルク変
動を円滑に行い、変速ショックを低減するために、摩擦
部材の初期係合時に出力される制御信号のデューティ率
をエンジンの回転数や負荷等に基づいて変化させるとと
もに、摩擦部材の係合中におけるデューティ率をエンジ
ンのスロットル弁開度に応じて変化させることにより、
摩擦部材に対する作動油の給排を制御するようにしてい
る。すなわち、例えば伝達トルクの少ない低負荷時に
は、上記初期係合時におけるデューティ率を大きくして
作動油のライン圧を低下させることにより初期係合時の
変速ショックを防止するとともに、係合中におけるデュ
ーティ率の変化量を緩やかに設定することにより係合中
に生じる変速ショックを防止するようにしている。ま
た、伝達トルクの大きい高負荷時には、初期係合時にお
けるライン圧を低く設定するとともに、係合中における
ライン圧の立上がりを大きく設定するようにデューティ
率の変化量を制御することにより、初期係合時の変速シ
ョックを防止するとともに変速シフト時間が所定値以上
に長くなすのを防止するようにしている。

しかし、上記構成の制御装置では、一方の摩擦部材を締
結状態に維持したまま他方の摩擦部材を解放状態から締
結状態に移行させることにより変速を実行する変速段に
ついて何ら考慮されておらず、その実行のためには他方
の摩擦部材を締結させる作動油の立上がり速度を所定値
に設定して操作速度を適正に制御するためのアキュムレ
ータを必要とし、作動油のライン圧をデューティ制御す
るように構成したにも拘らず、油圧制御回路の構造をそ
れほど簡略化することができなかった。

（発明の目的） 本発明は、上記技術背景のもとになされたものであり、
摩擦部材に供給される作動油のライン圧を制御手段から
出力される制御信号に応じてデューティ制御するように
構成された自動変速機の制御装置において、油圧制御回
路の構造を極力簡略化することを目的としている。

（発明の構成） 本発明は、エンジンの出力軸に連結されたトルクコンバ
ータと、このトルクコンバータの出力側に配設された変
速歯車機構と、この変速歯車機構の動力伝達経路を切換
えて変速操作する複数の摩擦部材と、この摩擦部材に対
する作動油の給排を制御するソレノイド弁と、このソレ
ノイド弁の作動を制御する制御手段とを備えた自動変速
機の制御装置であって、一方の摩擦部材の締結状態を維
持したまま他方の摩擦部材を解放状態から締結状態に移
行させることにより変速操作する変速時に、上記作動油
のライン圧を一方の摩擦部材の締結状態を維持するのに
充分な範囲内で所定時間に亘り低下させる制御信号を出
力する変速制御部を設けたものである。

上記の構成によれば、変速制御部から出力された制御信
号に応じて一方の摩擦部材が締結状態に維持されつつ作
動油のライン圧が低下され、その後この摩擦部材ととも
に他方の摩擦部材が所定の立上がり速度で締結状態に移
行し、適正なタイミングで変速シフトが行なわれる。

（実施例） 第１図は本発明に係る自動変速機の全体構成を示し、こ
の自動変速機はエンジンの出力軸１に連結されたトルク
コンバータ２と、このトルクコンバータ２の出力側に配
設された変速歯車機構10とを備えている。上記トルクコ
ンバータ２は、ポンプ３、タービン４およびステータ５
を備えており、ポンプ３はクランク軸１に固定されてい
る。ステータ５は、一方向クラッチ６を介して上記変速
歯車機構10のケース11と一体の固定軸７上で回転する。
上記一方向クラッチ６は、ステータ５をポンプ３と同方
向の回転は許すが、逆転は許さない作用をなすものであ
る。

上記変速歯車機構10は、基端が上記クランク軸１に固定
され、先端が該変速歯車機構10の中央を貫通して延び、
この装置10の側壁に配置されたオイルポンプ100を駆動
するため、このオイルポンプ100に連結された中央軸12
を備えている。この中央軸12の外方には、基端が上記ト
ルクコンバータ２のタービン４に連結され、先端が上記
変速歯車機構10の上記側壁まで延び、この側壁に回転自
在に支持された中空のタービンシャフト13が設けられて
いる。このタービンシャフト13上には、ラビニヨ型プラ
ネタリギヤユニット14が設けられており、このプラネタ
リギヤユニット14は、小径サンギヤ15、この小径サンギ
ヤ15のエンジンから遠い側の側方に配置された大径サン
ギヤ16、ロングピニオンギヤ17、ショートピニオンギヤ
18およびリングギヤ19からなっている。このプラネタリ
ギヤユニット14のエンジンから遠い側の側方には、第１
および第２クラッチ装置20,21が並列に配置されてい
る。上記第１クラッチ装置20は、前進走行用のクラッチ
であり、第１ワンウェイクラッチ22を介して上記小径サ
ンギヤ15とタービンシャフト13の間の動力伝達を断続す
るものである。

一方、上記第２クラッチ装置21は、上記小径サンギヤ15
とタービンシャフト13の間の動力伝達を断続するもので
ある。上記第２クラッチ装置21の半径方向外方には、第
１ブレーキ装置23が配置されている。この第１ブレーキ
装置23は、バンドブレーキであり、上記大径サンギヤ16
に連結されたブレーキドラム23−１とこのブレーキドラ
ムに掛けられたブレーキバンド23−２とを有している。
上記第１クラッチ装置20の半径方向外方であって、かつ
上記第１ブレーキ装置23の側方には、第３クラッチ装置
24が配置されており、この第３クラッチ装置24は、後進
走行用のクラッチであり、上記第１ブレーキ装置23のブ
レーキドラム23−１を介して上記大径サンギヤ16とター
ビンシャフト13の間の動力伝達の断続を行なうものであ
る。

上記プラネタリギヤユニット14の半径方向外方には、こ
のプラネタリギヤユニット14のキャリヤ14aと変速歯車
機構10のケース10aとを係脱する第２ブレーキ装置25が
配置されている。上記第１および第２ブレーキ装置23,2
5の間には、この第２ブレーキ装置25と並列で上記キャ
リヤ14aとケース10aとを係脱する第２ワンウェイクラッ
チ装置26が配置されている。上記プラネタリギヤユニッ
ト14のエンジン側の側方には、該プラネタリギヤユニッ
トのキャリヤ14aと上記タービンシャフト13の間の動力
伝達を断続する第４クラッチ装置27が配置されている。
この第４クラッチ装置27のエンジン側の側方には、リン
グギヤ19に連結されたアウトプットギヤ28が配置されて
おり、このアウトプットギヤ28はアウトプットシャフト
に取り付けられている。またタービンシャフト13は必要
に応じてロックアップクラッチ29によりトルクコンバー
タ２を介さずにクランクシャフト１に直結されるように
構成されている。

以上説明した構造の変速歯車機構10は、それ自体で前進
４段、後進１段の変速段を有し、第１〜第４クラッチ装
置20〜21、24,27、および第１〜第２ブレーキ装置23,25
を適宜作動させることにより所要の変速段を得ることが
できる。以上の構成において、各変速段とクラッチ、ブ
レーキの作動関係を下記第１表に示す。

次に、上記自動変速機における油圧制御回路を第２図に
おいて説明する。この油圧制御回路は、上記クランク軸
１により駆動されるオイルポンプ100を有し、このポン
プ100から圧力ライン101に作動油が吐出される。ポンプ
100から圧力ライン101に吐出された作動油はレギュレー
タバルブ102に導かれる。このレギュレータバルブ102
は、ポンプ100からの上記作動油を、スロットル圧、ス
ロットルモジュレータ圧およびバックアップ圧に応じて
制御手段200からでるされる制御信号によりソレノイド
弁102bの開閉時期をデューティ制御して調圧した後、セ
レクト弁103のポートｇに供給する。このセレクト弁103
は、マニュアルシフトバルブであり、手動により、Ｐ・
Ｎ・Ｄ・２・１レンジにシフトされ、各レンジで上記ポ
ートｇから所定のポートに上記作動圧を供給する。上記
ポートｇは、セレクト弁103が１レンジに設定されてい
るときポートa,d,eに連通され、セレクト弁が２レンジ
に設定されているときポートa,c,dに連通され、セレク
ト弁がＤレンジに設定されているときポートa,cに連通
され、セレクト弁がＲレンジに設定されているときポー
トｆに連通される。

セレクト弁103のポートａは１−２シフト弁110に接続さ
れており、この１−２シフト弁110には、そのスプリン
グ110aと対抗して作動油が作用しており、これによって
この１−２シフト弁110は、１−２用ソレノイド弁110b
がOFFのとき第１速、ONのとき作動油をドレンして第２
速の状態になるようになっている。そして、例えばセレ
クト弁103がＤレンジに設定されているときにこのセレ
クト弁103のポートａから供給された作動油は、１−２
用ソレノイド弁110bがONとなった第１速から第２速への
変速時に、第１ブレーキ装置23を操作する油圧式サーボ
装置23Aのアプライ室23aに上記１−２シフト弁110を介
して供給される。なお、Ｄレンジにおいて上記１−２用
ソレノイド弁110bがOFFのときには、１−２シフト弁110
をバイパスした上記ポートａからの作動圧が第１クラッ
チ装置20および第２クラッチ装置21に供給されて、第１
速状態を達成する。さらにこの１−２シフト弁110は、
１レンジの第２速時には、上記セレクト弁103のポート
ｅからのロー減圧弁140を介して供給された作動油を第
２ブレーキ装置25に供給すると同時に、スロットルバッ
クアップバルブ141に信号圧を送るようになっている。

上記セレクト弁103のポートａは２−３シフト弁120にも
接続されて、この２−３シフト弁120のスプリング120a
と対抗して作動油を供給しており、これによってこの２
−３シフト弁120は、２−３用ソレノイド弁120bがONの
とき作動油をドレンして第２速、OFFのとき第３速の状
態になるようになっている。なお、第２速から第３速へ
変速したときには、セレクト弁103のポートｃからの作
動油を、バイパスバルブ142、２−３タイミングバルブ1
43を介して最終的には第４クラッチ装置27に供給してこ
れを締結させるとともに、３−４シフトバルブ130を介
してブレーキ操作用の油圧式サーボ装置23Aのレリーズ
室23bに供給して、第１ブレーキ装置23を解放状態とす
る。

上記３−４シフト弁130には、上記１−２シフト弁110お
よび２−３シフト弁120と同様に、上記セレクト弁103の
ポートａからスプリング130aと対抗して作動油が供給さ
れており、この３−４シフト弁130は、３−４用ソレノ
イド弁130bがOFFのとき第３速、ONのとき上記作動油を
ドレンして第４速（OD）状態に設定されるようになって
いる。上記第３速状態では、１−２シフト弁110を経た
作動油がオリフィスを介さないでブレーキ操作用の油圧
式サーボ装置23Aのアブライ室23aに供給されるととも
に、上記１−２シフト弁110をバイパスした上記セレク
ト弁103のポートａから作動油が該３−４シフト弁130お
よびコースティングバイパスバルブ144を介して第1,第
２のクラッチ装置20,21に供給されている。上記３−４
用ソレノイドバルブ130bがONにされて作動油がドレンさ
れると、第３速から第４速への変速動作が行なわれる。
すなわち、１−２シフト弁110を経た作動油が、ブレー
キ操作用の油圧式サーボ装置23Aのアプライ室23aに供給
され、これと同時に上記油圧式サーボ装置23Aのレリー
ズ室23bがドレンされて第１ブレーキ装置23が締結され
るとともに第２クラッチ装置21に作用していた作動油も
ドレンされて第２クラッチ装置21が解放される。

上記ロー減圧弁140は、上記セレクト弁103が１レンジに
設定されているとき、このセレクト弁103のポートｅか
らの作動油を受け、自己調圧によりこの作動油を減圧し
て１−２シフト弁110に供給し、そして第１速状態では
この作動油は１−２シフト弁110を経て第２ブレーキ装
置25に供給される。このようにこのロー減圧弁140は、
作動油を減圧することにより変速時の衝撃を緩和するも
のである。

上記２−３タイミングバルブ143は、第２速から第３速
への変速時に生ずる衝撃を緩和するためのものである。
すなわち、特にアクセル開度が小さいときにアクセルを
瞬間的に低開度側に戻したときに生じる第２速から第３
速へのシフトアップでは、上記第４クラッチ装置27が急
激に締結されると衝撃を感じ易い。このため、２−３タ
イミングバルブ143から２−３アキュムレータ148を介し
て作動油を調圧しつつ第４クラッチ装置27に供給するこ
とによって、アクセル開度が小のときは締結時のすべり
時間を長くし、大開度では短かくコントロールしてい
る。

第３速から第２速への変速時における衝撃をスロットル
開度に応じて低減するため、３−２タイミングバルブ15
0が設けられている。この３−２タイミングバルブ150に
は、スプリング力にスロットルモジュレータ圧が対抗し
て作用しており、スプリング力に比べてモジュレータ圧
が高いときにはオリフィスを通し、低いときにはバイパ
スしてドレンする。これは、モジュレータ圧が高いとき
にはスロットル開度が大でありかつエンジン回転が高い
ときであるので、オリフィスを通してドレンすることに
よりブレーキ操作用の油圧式サーボ装置23Aのレリーズ
圧の抜けを遅くする。つまり、第１ブレーキ装置23の締
結を遅らせることにより、急激な締結を防止し、衝撃を
緩和するのである。

また、上記圧力ライン101には、制御手段200によりデュ
ーティ制御されるソレノイド弁102の吐出圧力が０とな
った場合においても、予め定められたライン圧（例えば
５Kg／cm²）を確保するための定圧バルブ147が設けられ
ている。この定圧バルブ147はソレノイド弁147bにより
制御される。

また、ロックアップクラッチ29の作動油路には、ロック
アップコントロールバルブ151が設けられており、この
ロックアップコントロールバルブ151においては、作動
油圧が、スプリング力と第１クラッチ装置20の作動圧を
加えたものに対抗して作用している。上記作動油を、ロ
ックアップ用ソレノイド151bがONの状態でドレンするこ
とにより、作動油の供給をレリーズ室側からアプライ室
側に切換え、レリーズ室圧をドレンしてロックアップを
ONするようになっている。

上記各ソレノイド弁102b,110b,120b,130b,147b,151b,は
マイクロコンピュータ等からなる制御回路200により自
動車およびエンジンの運転状態等に応じて制御されるよ
うに構成されている。すなわち、上記制御回路200は、
少なくともタービンセンサからのタービン回転数信号20
1およびスロットル開度センサからのスロットル開度信
号202、レンジ選択センサからの選択信号203、車速セン
サからの車速信号204等が入力され、予め定められた変
速シフトパターンに基づいて変速を必要とする場合に上
記各ソレノイド弁110b,120b,130bにシフトアップ信号お
よびシフトダウン信号を出力して所定のタイミングで変
速制御を行なうようにしている。

また、上記制御手段200内には、例えば第１速から第２
速に変速段をシフトアップする場合等の、一方の摩擦部
材（第１クラッチ20）の締結状態を維持したまま他方の
摩擦部材（第１ブレーキ23）を解放状態から締結状態に
移行させることにより変速操作する変速時に、上記他方
の摩擦部材（23）の締結状態を維持するのに充分な範囲
内で作動油のライン圧を所定時間に亘り低下させる制御
信号をレギュレータバルブ102、ソレノイド弁102bに出
力する変速制御部205が設けられている。

上記摩擦部材の摩擦板は、動摩擦係数が静止摩擦係数に
比べて小さく、締結状態にある一対の摩擦板には大きな
静止摩擦が作用するため、その作動油のライン圧を低下
させたとしても摩擦板のすべりが生じることはない。第
１速から第２速への変速時に、第３図に示すように、作
動油のライン圧をＰ_１からＰ_０に低下させた場合には、
第１クラッチ装置20に対する作動油のライン圧もＰ_１か
らＰ_０に低下することとなるが、この圧力Ｐ_０を摩擦板
の動摩擦限度圧力Ｐ_２以上に維持すれば、第１クラッチ
装置20の摩擦板がすべりを生じるのを防止できる。ま
た、上記のように作動油のライン圧を低下させることに
より、第１ブレーキ装置23を締結させる際にその作動油
のライン圧を速やかに上記圧力Ｐ_０まで上昇させること
ができる。そしてこの圧力Ｐ_０の状態を所定期間維持す
ることにより、第１ブレーキ装置23を半締結状態として
後、徐々にライン圧を上昇させることにより変速ショッ
クを生じることなく、第１ブレーキ装置23を締結させる
ことができる。

このように、制御手段200の変速制御部205から出力され
る制御信号により作動油のライン圧を制御しつつ第１速
から第２速に変速するようにしたため、アキュムレータ
を設けることなく、上記第１ブレーキ装置23を所定のタ
イミングで締結状態に移行させる際の変速ショックの発
生を防止することができ、油圧制御回路の構成を簡略化
することができる。なお、上記変速時に第１クラッチ装
置20の締結状態を確実に維持しつつ第１ブレーキを所定
のタイミングで締結状態に移行させるためには、上記第
１クラッチ装置20の摩擦板の静止摩擦係数が動摩擦係数
の３倍以上あり、静止摩擦係数と動摩擦係数の差が大き
い部材を用いることが望ましい。

（発明の効果） 以上説明したように本発明は、一方の摩擦部材の締結状
態を維持したまま他方の摩擦部材を解放状態から締結状
態に移行させることにより変速操作を実行する変速時に
おいて、変速制御部から出力される制御信号によって作
動油のライン圧を、一方の摩擦部材の締結状態を維持す
るのに充分な範囲内で所定時間に亘り抵低下させるよう
にしたため、アキュムレータを設けることなく上記他方
の摩擦部材に対する作動油のライン圧を適正に制御しつ
つ所定のタイミングで変速操作することができる。した
がって、油圧制御回路の構造を極力簡略化するととも
に、上記変速時に変速ショックが生じるのを効果的に防
止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御装置を備えた自動変速機の基
本構成を示す概略図、第２図は制御装置の実施例を示す
油圧制御回路図、第３図は変速操作時の作動油の圧力を
示す説明図である。 １……出力軸、２……トルクコンバータ、10……変速歯
車機構、20……第１クラッチ装置（一方の摩擦部材）、
23……第１ブレーキ（他方の摩擦部材）、102b,106b,12
0b,130b,147b,151b……ソレノイド弁、200……制御手
段、205……変速制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの出力軸に連結されたトルクコン
   バータと、このトルクコンバータの出力側に配設された
   変速歯車機構と、この変速歯車機構の動力伝達経路を切
   換えて変速操作する複数の摩擦部材と、この摩擦部材に
   対する作動油の給排を制御するソレノイド弁と、このソ
   レノイド弁の作動を制御する制御手段とを備えた自動変
   速機の制御装置であって、一方の摩擦部材の締結状態を
   維持したまま他方の摩擦部材を解放状態から締結状態に
   移行させることにより変速操作する変速時に、上記作動
   油のライン圧を一方の摩擦部材の締結状態を維持するの
   に充分な範囲内で所定時間に亘り低下させる制御信号を
   出力する変速制御部を設けたことを特徴とする自動変速
   機の制御装置。