JPH07217465A - 自動変速機の変速ショック軽減装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ダウンシフト変速時のワンウエイクラッチ係
合ショックを軽減するためのエンジン出力低下制御を、
常時確実に実際の変速動作に対し丁度良いタイミングで
行わせる。 【構成】 自動変速機２はコントローラ９によりソレノ
イド６，７を介して変速制御され、エンジン１はコント
ローラ１２により制御される。コントローラ１２はワン
ウエイクラッチの係合ショックを伴うダウンシフト変速
時、信号Ｓを受けて、変速機出力回転数Ｎｏと変速後ギ
ヤ比Ｇｉとの乗算値をエンジン回転数Ｎｅで除して得ら
れる回転比（Ｎｏ×Ｇｉ／Ｎｅ）が設定値に低下した時
に、上記の係合ショックを軽減するためのエンジン出力
低下制御を開始させ、この瞬時から設定時間が経過した
時に、当該エンジン出力低下制御を終了させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機のダウンシ
フト変速時における変速ショックを、エンジンの出力低
下制御により軽減するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機は、種々のクラッチやブレー
キ等の摩擦要素を選択的に油圧作動により締結させて所
定変速段を選択し、締結作動させる摩擦要素の切り換え
により、他の変速段への変速を行うよう構成する。とこ
ろで、この変速に当たっては、変速段の切り換えに伴う
ギヤ比の変化により、変速の前後でエンジン回転数の差
が生じ、この差分のエンジン回転イナーシャが変速ショ
ックとなって現れるのを免れない。

【０００３】この変速ショックを軽減するためには、変
速終了時に丁度エンジン回転数が変速後ギヤ比と変速機
出力回転数との乗算値に一致しているようにする必要が
ある。そこで、高速変速段から低速変速段へのエンジン
回転の上昇を伴うダウンシフト変速に当たっては一般的
に、変速中に自動変速機を摩擦要素の滑り結合により一
時ニュートラル状態にするニュートラルインタバルを設
定し、このニュートラルインタバル中にエンジン回転
を、アクセルペダルの踏み込みに呼応して上昇させ、エ
ンジン回転数が変速後ギヤ比と変速機出力回転数との乗
算値に一致する時に変速が終了するような変速制御を行
うのが普通である。

【０００４】ところで、このダウンシフト変速時は、特
に第１速へのダウンシフト変速である場合、アクセルペ
ダル釈放時の減速ショック対策や第１速からのアップシ
フト変速制御の容易さを狙って自動変速機の第１速伝動
系に設けたワンウエイクラッチが、釈放状態から係合状
態に切り換わり、ワンウエイクラッチの係合に伴う変速
ショックをも発生する。

【０００５】かかるダウンシフト変速時におけるワンウ
エイクラッチの係合ショックを軽減するために従来、例
えば特開昭５６−３５８５７号公報に記載の如く、エン
ジン出力の低下により当該変速ショックを軽減する技術
が提案された。この提案技術は、変速機出力回転数と変
速後ギヤ比との乗算値である同期回転数を基準とし、こ
れに基づき上記のエンジン出力低下制御を開始、終了さ
せるというものである。つまり、エンジン回転数が同期
回転数より若干低い設定回転数まで上昇した時に上記の
エンジン出力低下制御を開始させ、エンジン回転数が同
期回転数より若干高い設定回転数まで上昇した時に上記
のエンジン出力低下制御を終了させるような構成を持
つ。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、かように同期
回転数を基準として、ダウンシフト変速ショック軽減用
のエンジン出力低下制御を開始および終了させる従来の
構成では、車両総重量の変化や路面勾配の変化に起因し
た変速中におけるエンジン回転数の加速度の違いによっ
て、エンジン回転数が同期回転数の前後における設定値
になった時が、上記エンジン出力低下制御を開始、終了
させるのに丁度良いタイミングであるとは限らないこと
から、ダウンシフト変速ショック対策用のエンジン出力
低下制御が常時適切なタイミングでなされるとの保証を
得られないといった問題が懸念される。

【０００７】つまり、ダウンシフト変速ショック対策用
のエンジン出力低下制御は、ダウンシフトの終わる時点
近傍で開始されるが、この時摩擦要素は完全に締結して
おり、車両総重量、路面勾配の影響が出力軸から、同期
回転数に影響し、そしてトルクコンバータを介してエン
ジン回転数に影響する。

【０００８】例えば、車両総重量が重い場合や、路面勾
配が急である場合には、同じダウンシフト変速故にニュ
ートラルインターバルにおける摩擦要素の滑り結合状態
が同じであっても、エンジン回転数の加速度が小さくな
り、結果として同じダウンシフト変速であるにもかかわ
らず、エンジン回転数が同期回転数の前後における設定
値になるタイミング、つまり上記エンジン出力低下制御
を開始、終了させるタイミングが遅れ気味となり、ワン
ウエイクラッチの係合に伴う変速ショックを十分に軽減
することができなくなる。

【０００９】本発明は、上記エンジン出力低下制御の開
始、終了の決定に、上記の問題に関与するエンジン回転
数が加味されるようにすることによって、上述の問題を
解消することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的のため第１発明
の変速ショック軽減装置は、図１に概念を示す如く、入
力されたエンジン回転を変速して出力する自動変速機に
おいて、該自動変速機のダウンシフト変速を検知するダ
ウンシフト変速検知手段と、この手段によるダウンシフ
ト変速の検知時、変速機出力回転数と変速後ギヤ比との
乗算値をエンジン回転数で除して得られる回転比を求め
る回転比演算手段と、この手段で演算した回転比が設定
値に低下した時に、変速ショック軽減用のエンジン出力
低下制御を開始させるエンジン出力低下制御開始手段
と、前記回転比演算手段で演算した回転比が上記設定値
に低下した時からの経過時間を計測する計時手段と、こ
の経過時間が設定時間になった時に、前記エンジン出力
低下制御を終了させるエンジン出力低下制御終了手段と
を具備したことを特徴とするものである。

【００１１】また第２発明の変速ショック軽減装置は、
上記第１発明において、前記回転比演算手段で演算した
回転比が設定値に低下した時を、前記エンジン出力低下
制御の開始で判断することとしたことを特徴とするもの
である。

【００１２】更に第３発明の変速ショック軽減装置は、
上記第１発明または第２発明において、前記エンジン出
力低下制御の開始およびエンジン出力低下制御の終了
を、エンジンスロットル開度が所定値以上の大開度であ
る時に実行させるようにしたことを特徴とするものであ
る。

【００１３】

【作用】第１発明においては、ダウンシフト変速検知手
段が自動変速機のダウンシフト変速を検知する時、回転
比演算手段は、変速機出力回転数と変速後ギヤ比との乗
算値をエンジン回転数で除して得られる回転比を求め
る。そしてエンジン出力低下制御開始手段は、当該回転
比が設定値に低下した時に、変速ショック軽減用のエン
ジン出力低下制御を開始させる。そして計時手段は、前
記回転比演算手段で演算した回転比が上記設定値に低下
した時からの経過時間を計測し、エンジン出力低下制御
終了手段は、この経過時間が設定時間になった時に、上
記のエンジン出力低下制御を終了させる。

【００１４】よって、車両総重量や路面勾配によってダ
ウンシフト変速中のニュートラルインターバルにおける
エンジン回転数の変化具合が異なると雖も、変速ショッ
ク軽減用エンジン出力低下制御の開始および終了の決定
にエンジン回転数を加味することから、上記エンジン回
転数の変化具合の違いに影響されることなく変速ショッ
ク軽減用エンジン出力低下制御を、常時確実に実際の変
速にマッチさせて丁度良いタイミングで開始および終了
させることができ、当該タイミングの不正に伴って従来
装置で生じていた、変速ショックが十分に軽減されない
という問題を解消することができる。

【００１５】なお第２発明におけるように、前記回転比
演算手段で演算した回転比が設定値に低下した時を、前
記エンジン出力低下制御の開始で判断するようにするこ
とでも、第１発明におけると同様の上記作用効果を達成
することができる。

【００１６】更に第３発明におけるように、上記第１発
明または第２発明における、エンジン出力低下制御の開
始およびエンジン出力低下制御の終了を、エンジンスロ
ットル開度が所定値以上の大開度である時に実行させる
ようにする場合、当該大スロットル開度では、トルクコ
ンバータのトルク比が略一定であることから、エンジン
出力制御の開始および終了を決定するに際し、トルクコ
ンバータのスリップ状態に応じた制御のバラツキを考慮
する必要がないといった利点がある。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に
説明する。図２は、本発明一実施の態様になる自動変速
機の変速ショック軽減装置を示し、この図において１は
エンジン、２は自動変速機である。自動変速機２は、ト
ルクコンバータ３を経てエンジン１の動力を入力され、
選択変速段に応じたギヤ比で入力回転を変速し、出力軸
４に伝達するものとする。

【００１８】ここで自動変速機２は、コントロールバル
ブ５内におけるシフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦ
の組み合わせにより選択変速段を決定され、トルクコン
バータ３は、同じくコントロールバルブ５内におけるロ
ックアップソレノイド８のデューティ制御により、入出
力要素間を直結されないコンバータ状態または入出力要
素間を直結したロックアップ状態にされるものとする。

【００１９】シフトソレノイド６，７のＯＮ，ＯＦＦ制
御、およびロックアップソレノイド８のデューティ制御
は、変速機コントローラ９によってこれらを実行し、こ
のコントローラ９には、エンジン１のスロットル開度Ｔ
Ｈを検出するスロットル開度センサ１０からの信号、お
よび変速機出力軸４の回転数Ｎｏを検出する変速機出力
回転センサ１１からの信号をそれぞれ入力する。

【００２０】一方エンジン１は、エンジンコントローラ
１２により制御し、このコントローラには、上記スロッ
トル開度センサ１０からの信号、および変速機出力回転
センサ１１からの信号の他に、エンジン回転数Ｎｅを検
出するエンジン回転センサ１３からの信号を入力する。

【００２１】変速機コントローラ９は前記入力情報に基
づき、図示せざる周知の演算により以下に説明する自動
変速機２の変速制御、およびトルクコンバータ３のロッ
クアップ制御を行う。まず変速制御を説明するに、コン
トローラ９は変速機出力回転数Ｎｏを基に求めた車速お
よびエンジンスロットル開度ＴＨから、現在の運転状態
に最適な変速段を、例えばテーブルルックアップ方式に
より求め、この最適変速段が選択されるよう、シフトソ
レノイド６，７をＯＮ，ＯＦＦさせて所定の変速を行
う。

【００２２】次にロックアップ制御を説明するに、コン
トローラ９は特定変速段または各変速段毎に、スロット
ル開度ＴＨおよび上記の車速とで規定されたロックアッ
プ領域およびコンバータ領域の何れの走行状態であるか
を判別し、判別結果に応じてロックアップソレノイド８
の駆動デューティを決定することにより、トルクコンバ
ータ３をロックアップ状態にしたり、コンバータ状態に
する。

【００２３】エンジンコントローラ１２は、スロットル
開度ＴＨ、変速機出力回転数Ｎｏ（車速）、およびエン
ジン回転数Ｎｅに基づき、図示せざる周知の演算により
エンジン１の燃料供給量、点火時期、給排気バルブの開
弁時期、排気還流量等を通常通り適切に制御し、その他
に図３の制御プログラムを実行して、ダウンシフト変速
ショック防止用の前記エンジン出力低下制御を以下の如
くに行うものとする。

【００２４】図３は、当該エンジン出力低下制御により
軽減すべき前記ワンウエイクラッチの係合ショックを生
ずる変速、つまり第１速へのダウンシフト変速が指令さ
れる度に、変速機コントローラ９からの図２に示す信号
Ｓにより、ステップ２１で開始される。先ずステップ２
２で、変速機出力回転数Ｎｏ、エンジン回転数Ｎｅ、お
よび上記信号Ｓから判る変速後（第１速）ギヤ比Ｇｉを
読み込み、ステップ２３で、変速機出力回転数Ｎｏと変
速後ギヤ比Ｇｉとの乗算値Ｎｏ×Ｇｉをエンジン回転数
Ｎｅにより除算して回転比（Ｎｏ×Ｇｉ／Ｎｅ）を求め
る。

【００２５】ここで回転比（Ｎｏ×Ｇｉ／Ｎｅ）は図４
に示すように、上記ダウンシフト変速が指令された瞬時
ｔ₁ に変速後ギヤ比Ｇｉが第１速相当値の大きな値にな
ることから、一瞬のうちに増大し、ニュートラルインタ
バル期間の瞬時ｔ₁ 〜ｔ₂ 中回転比（Ｎｏ×Ｇｉ／Ｎ
ｅ）は当該大きな値に保たれ、その後の摩擦要素の締結
進行に伴う変速の進展につれ瞬時ｔ₂ 〜ｔ₄ 間でエンジ
ン回転数Ｎｅが上昇することから、回転比（Ｎｏ×Ｇｉ
／Ｎｅ）は漸減し、以後この小さな値に保たれる。

【００２６】図３の次のステップ２４では、回転比（Ｎ
ｏ×Ｇｉ／Ｎｅ）が設定値Ａに低下したか否かをチェッ
クし、回転比（Ｎｏ×Ｇｉ／Ｎｅ）が設定値Ａに低下す
る図４の瞬時ｔ₃ まで、ステップ２２，２３の演算を継
続する。回転比（Ｎｏ×Ｇｉ／Ｎｅ）が設定値Ａに低下
する図４の瞬時ｔ₃ に至ると、ステップ２５で、前記ワ
ンウエイクラッチの係合にともなう変速ショックを軽減
するためのエンジン出力低下制御を開始させる。そして
ステップ２６で、当該瞬時からの経過時間を計測するた
めのタイマＴを０にリセットし、ステップ２７で、この
タイマＴをインクリメントする。

【００２７】ステップ２８では、タイマＴが設定時間Ｔ
ｓを示すか否かをチェックし、この設定時間Ｔｓを示す
ようになるまで制御をステップ２７に戻して、エンジン
出力低下制御を開始した図４中瞬時ｔ₃ からの経過時間
を計測し続ける。そして、タイマＴが設定時間Ｔｓを示
すようになる図４の瞬時ｔ₅ に至ると、制御をステップ
２９に進めて上記のエンジン出力低下制御を終了させ
る。

【００２８】なお回転比設定値Ａは、エンジン出力低下
制御の動作遅れを考慮して、図４の変速終了瞬時ｔ₄ 以
後における回転比（Ｎｏ×Ｇｉ／Ｎｅ）よりも若干高い
値とし、また設定時間Ｔｓは、変速の終了瞬時を確実に
カバーする程度の長さで、例えば０．２秒とする。そし
て回転比設定値Ａは、図５に示すように変速機出力回転
数Ｎｏ（車速）の上昇に応じて大きくなるよう変化させ
るのがより実際的であることは、上述した目的に照らし
て当然である。

【００２９】以上のようにして、ダウンシフト変速時の
ワンウエイクラッチ係合ショックを軽減するためのエン
ジン出力低下制御を、図４に例示する如くに行う場合、
変速機出力回転数Ｎｏと変速後ギヤ比Ｇｉとの乗算値を
エンジン回転数Ｎｅで除して得られる回転比（Ｎｏ×Ｇ
ｉ／Ｎｅ）が設定値Ａに低下した時に、当該エンジン出
力低下制御を開始させ、このエンジン出力低下制御が開
始された瞬時からの経過時間が設定時間Ｔｓになった時
に、上記のエンジン出力低下制御を終了させることか
ら、車両総重量や路面勾配によってダウンシフト変速中
のニュートラルインターバルにおけるエンジン回転数の
変化具合が異なると雖も、上記変速ショック軽減用エン
ジン出力低下制御の開始および終了の決定にエンジン回
転数が加味されることとなって、上記エンジン回転数の
変化具合の違いに影響されることなく変速ショック軽減
用エンジン出力低下制御を、常時確実に実際の変速にマ
ッチさせて丁度良いタイミングで開始および終了させる
ことができ、当該タイミングの不正に伴って従来装置で
生じていた、変速ショックが十分に軽減されないという
問題を解消することができる。

【００３０】なお、上記のようなエンジン出力低下制御
の開始およびエンジン出力低下制御の終了は、エンジン
スロットル開度が所定値以上の大開度である時に実行さ
せるようにするのがよく、その理由は、当該大スロット
ル開度では、トルクコンバータのトルク比が略一定であ
ることから、エンジン出力制御の開始および終了を決定
するに際し、トルクコンバータのスリップ状態に応じた
制御のバラツキを考慮する必要がないためである。

【００３１】

【発明の効果】かくして第１発明による自動変速機の変
速ショック軽減装置は、請求項１に記載の如く、ダウン
シフト変速中、変速機出力回転数と変速後ギヤ比との乗
算値をエンジン回転数で除して得られる回転比が設定値
に低下する時に、当該変速中に生ずるワンウエイクラッ
チの係合ショックを軽減するために行うべきエンジン出
力低下制御を開始させ、上記回転比が上記設定値に低下
した時からの経過時間が設定時間になった時に、上記の
エンジン出力低下制御を終了させる構成としたため、車
両総重量や路面勾配によってダウンシフト変速中のニュ
ートラルインターバルにおけるエンジン回転数の変化具
合が異なると雖も、変速ショック軽減用エンジン出力低
下制御の開始および終了の決定にエンジン回転数を加味
することとなるため、当該エンジン回転数の変化具合の
違いに影響されることなく変速ショック軽減用のエンジ
ン出力低下制御を、常時確実に実際の変速にマッチさせ
て丁度良いタイミングで開始および終了させることがで
き、上記ワンウエイクラッチの係合に伴う変速ショック
を確実に軽減することができる。

【００３２】なお、請求項２に記載した第２発明におけ
るように、上記回転比演算手段で演算した回転比が設定
値に低下した時を、前記エンジン出力低下制御の開始で
判断するようにすることでも、上記第１発明におけると
同様の作用効果を達成することができる。

【００３３】更に第３発明は、請求項３に記載の如く、
上記第１発明または第２発明における、エンジン出力低
下制御の開始およびエンジン出力低下制御の終了を、エ
ンジンスロットル開度が所定値以上の大開度である時に
実行させるようにしたから、当該大スロットル開度では
トルクコンバータのトルク比が略一定であって、エンジ
ン出力制御の開始および終了を決定するに際し、トルク
コンバータのスリップ状態に応じた制御のバラツキを考
慮する必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による自動変速機の変速ショック軽減装
置を示す概念図である。

【図２】本発明変速ショック軽減装置の一実施例を示す
車両駆動ユニットの制御システム図である。

【図３】同例におけるエンジンコントローラが、本発明
の目的を達成するために行う変速ショック軽減用エンジ
ン出力低下制御プログラムを示すフローチャートであ
る。

【図４】同変速ショック軽減用エンジン出力低下制御の
動作タイムチャートである。

【図５】同例においてエンジン出力低下制御の開始判断
に用いる回転比設定値の変化特性図である。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 自動変速機 ３ トルクコンバータ ４ 変速機出力軸 ５ コントロールバルブ ６ シフトソレノイド ７ シフトソレノイド ８ ロックアップソレノイド ９ 変速機コントローラ 10 スロットル開度センサ 11 変速機出力回転センサ 12 エンジンコントローラ 13 エンジン回転センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島中 茂樹 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力されたエンジン回転を変速して出力
   する自動変速機において、 該自動変速機のダウンシフト変速を検知するダウンシフ
   ト変速検知手段と、 この手段によるダウンシフト変速の検知時、変速機出力
   回転数と変速後ギヤ比との乗算値をエンジン回転数で除
   して得られる回転比を求める回転比演算手段と、 この手段で演算した回転比が設定値に低下した時に、変
   速ショック軽減用のエンジン出力低下制御を開始させる
   エンジン出力低下制御開始手段と、 前記回転比演算手段で演算した回転比が上記設定値に低
   下した時からの経過時間を計測する計時手段と、 この経過時間が設定時間になった時に、前記エンジン出
   力低下制御を終了させるエンジン出力低下制御終了手段
   とを具備したことを特徴とする自動変速機の変速ショッ
   ク軽減装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記回転比演算手段
   で演算した回転比が設定値に低下した時を、前記エンジ
   ン出力低下制御の開始で判断することとしたことを特徴
   とする自動変速機の変速ショック軽減装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記エンジ
   ン出力低下制御の開始およびエンジン出力低下制御の終
   了は、エンジンスロットル開度が所定値以上の大開度で
   ある時に実行させるようにしたことを特徴とする自動変
   速機の変速ショック軽減装置。