JPH081244B2 - Automatic transmission - Google Patents

Automatic transmission

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JPH081244B2
JPH081244B2 JP223888A JP223888A JPH081244B2 JP H081244 B2 JPH081244 B2 JP H081244B2 JP 223888 A JP223888 A JP 223888A JP 223888 A JP223888 A JP 223888A JP H081244 B2 JPH081244 B2 JP H081244B2
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input shaft
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gear ratio
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憲二 池浦
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Nissan Motor Co Ltd
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、車両等の自動変速装置に関し、特に、変速
ショックの軽減を意図した自動変速装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an automatic transmission such as a vehicle, and more particularly to an automatic transmission intended to reduce shift shock.

(従来の技術) 一般に、複数の変速段を有する自動変速装置では、そ
の変速操作が、エンジンからの動力を駆動系に伝達した
ままで行われるとともに、変速比が段階的に切り換えら
れるため、変速に伴う駆動系のトルク変動により、車体
に加速度変化を与えていわゆる変速ショックを少なから
ず体感させる。このような変速ショックは運転フィーリ
ングを悪化させるので好ましくなく、可能な限り低減す
ることが望まれる。
(Prior Art) Generally, in an automatic transmission having a plurality of gears, the gear shifting operation is performed while the power from the engine is being transmitted to the drive system, and the gear ratio is switched stepwise. Due to the torque fluctuation of the drive system accompanying the change, acceleration change is applied to the vehicle body, and a so-called shift shock is felt to some extent. Since such a shift shock deteriorates the driving feeling, it is not preferable, and it is desired to reduce the shock as much as possible.

第5、6図は一般的な自動変速装置の2速および3速
それぞれのトルクフローを示す図である。
FIGS. 5 and 6 are diagrams showing torque flows of the second speed and the third speed of a general automatic transmission, respectively.

なお、図中実線はトルク伝達に関与する系路を示し、
点線は関与していない系路を示す。また、黒丸は締結状
態にある摩擦要素を示し、白丸は解放状態にある摩擦要
素を示す。
The solid line in the figure indicates the system path involved in torque transmission,
Dotted lines indicate lines not involved. Further, black circles indicate friction elements in the engaged state, and white circles indicate friction elements in the released state.

第5図において、2速のトルク伝達は、入力軸100か
らリアプラネタリーギア101を通り出力軸102に至る系路
を介して伝達される。また、締結状態にあるバンドブレ
ーキ103からの反力トルクTxがフロントプラネタリーギ
ア104→フォワードクラッチ105→フォワードワンウェイ
クラッチ106→リアプラネタリーギア101→出力軸102へ
と伝達されている。したがって、出力軸102には、エン
ジンからの入力トルクTinと反力トルクTxが加算されたT
out(Tout=Tx+Tin)が現われ、2速の変速比に応じた
トルクの増大が行われている。
In FIG. 5, the torque transmission of the second speed is transmitted through the system path from the input shaft 100, the rear planetary gear 101 and the output shaft 102. Further, the reaction torque Tx from the band brake 103 in the engaged state is transmitted to the front planetary gear 104 → forward clutch 105 → forward one-way clutch 106 → rear planetary gear 101 → output shaft 102. Therefore, the output torque of the engine 102 is calculated by adding the input torque Tin from the engine and the reaction torque Tx to the output shaft 102.
out (Tout = Tx + Tin) appears, and the torque is being increased according to the gear ratio of the second speed.

第6図において、3速のトルク伝達は、入力軸100か
らリアプラネタリーギア101を通り出力軸102に至る系路
で伝達されるとともに、入力軸100から締結状態にある
ハイクラッチ107→フロントプラネタリーギア104→フォ
ワードクラッチ105→フォワードワンウェイクラッチ106
→リアプラネタリーギア101→出力軸102へと至る経路も
介して二つの系路で伝達されている。すなわち、エンジ
ンからの入力トルクTinは、上記二つの系路を通って伝
達されるから、出力軸102に伝達されるトルクToutは、
二つの系路で分担されたトルクTa、Tbが加算されたもの
となり、例えば3速の変速比が1,000であれば、Tin=Ta
+Tbとなって入力トルクTinとToutは一致したものとな
る。
In FIG. 6, the torque transmission of the third speed is transmitted through the system path from the input shaft 100 to the output shaft 102 through the rear planetary gear 101, and the high clutch 107 in the engaged state from the input shaft 100 to the front planetary gear. Lee gear 104 → forward clutch 105 → forward one-way clutch 106
-> Rear planetary gear 101-> Output shaft 102 is also transmitted via two paths via a path. That is, since the input torque Tin from the engine is transmitted through the two system paths, the torque Tout transmitted to the output shaft 102 is
The torques Ta and Tb shared by the two paths are added together. For example, if the gear ratio of the third speed is 1,000, Tin = Ta
It becomes + Tb, and the input torques Tin and Tout match.

このようなパワートレーンを切り換える(2速→3
速)場合、2速時に締結状態にあるバンドブレーキ103
を解放させながらハイクラッチ107を締結状態へと変化
させ、上記第5、6図で示したトルクフローの切換が行
われるが、バンドブレーキ103およびハイクラッチ107の
解放、締結タイミングによっては、トルクフローの切り
換えに円滑さを欠き、大きな変速ショックを発生するこ
とがある。
Switching power trains like this (2nd speed → 3
Speed), the band brake 103 in the engaged state at the 2nd speed.
The high clutch 107 is changed to the engaged state while releasing the torque, and the torque flow switching shown in FIGS. 5 and 6 is performed. Depending on the release and engagement timing of the band brake 103 and the high clutch 107, the torque flow may be changed. There is a possibility that a large shift shock may occur due to lack of smoothness in the switching.

従来のこの種の変速ショックを低減した自動変速装置
としては、例えば、特開昭61−31746号公報に記載され
たものがある。この装置では、変速時に、締結状態から
解放状態へと変化する一方の摩擦要素(以下、解放側要
素という)の解放タイミングを次のように設定してい
る。すなわち、上記一方の摩擦要素の動作と協動して解
放状態から締結状態へと逆に変化する他方の摩擦要素
(以下、締結側要素という)が半接続状態になり、この
締結側要素を介してエンジンに若干の負荷が加わり始め
るまでの一定の時間txを予め定め、この時間txが経過し
たときを解放タイミングとするものである。
An example of a conventional automatic transmission that reduces this kind of shift shock is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-31746. In this device, the disengagement timing of one friction element (hereinafter, referred to as disengagement side element) that changes from the engaged state to the disengaged state at the time of shifting is set as follows. That is, the other friction element (hereinafter referred to as the fastening side element), which reversely changes from the released state to the fastening state in cooperation with the operation of the one friction element, is in the semi-connected state, and the fastening side element is used. The predetermined time tx until a slight load starts to be applied to the engine is set in advance, and the release timing is set when the time tx elapses.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、このような従来の方法にあっては、解
放側要素の解放タイミングが一定の時間txによって単一
に設定されていたため、エンジンの運転状態や自動変速
機のトルクコンバータおよび摩擦要素の特性などが変化
した場合、実際に要求される最適な解放タイミング(以
下、実タイミング)との間にずれを生じ、例えば、実タ
イミングが遅れた場合には、まだ、締結側要素の伝達ト
ルクが充分に上昇していないうちに、解放側要素が解放
されてしまい、この場合、エンジンの空吹けが発生す
る。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in such a conventional method, since the release timing of the release side element is set to a single value for a certain time tx, the operating state of the engine and the automatic transmission are changed. When the characteristics of the torque converter and friction elements of the machine change, there will be a gap between the actual required optimum release timing (hereinafter, actual timing). For example, if the actual timing is delayed, The release side element is released before the transmission torque of the engagement side element is sufficiently increased, and in this case, the engine is idle.

また、実タイミングが早められた場合には、締結側要
素の伝達トルクが充分に上昇した後も、さらに解放側要
素の締結状態が引き続いて継続され、この場合、インタ
ーロックが発生して大きな引き込みトルクを生じ、不快
な変速ショックを体感させてしまうといった問題点があ
った。
In addition, if the actual timing is advanced, the engagement state of the disengagement side element continues to continue even after the transmission torque of the engagement side element has sufficiently increased, and in this case, an interlock occurs and a large pull-in occurs. There is a problem in that torque is generated and an uncomfortable shift shock is felt.

(発明の目的) 本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもの
で、入力軸および出力軸の実際の軸トルクを検出し、こ
の軸トルクの変化から、解放タイミングを設定すること
により、実タイミングと解放タイミングの一致を図り、
エンジンの運転状態の変化や、自動変速機の特性変化に
拘らず、変速ショックを低減することを目的としてい
る。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of such problems, and detects the actual shaft torque of the input shaft and the output shaft, and sets the release timing from the change of the shaft torque. , Aiming to match the actual timing with the release timing,
The purpose is to reduce shift shock regardless of changes in the operating state of the engine and changes in the characteristics of the automatic transmission.

(問題点を解決するための手段) 本発明による自動変速装置は上記目的達成のため、エ
ンジンにより回転駆動される入力軸と、駆動系に結合さ
れる出力軸と、該入力軸および出力軸の間に介在し、複
数の変速比の一つを選択可能な歯車変速機構と、複数の
摩擦要素が選択的に締結、解放して前記変速比を選択す
る摩擦係合機構と、を具備し、現在と異なる変速比への
切り換えを指令する変速指令が入力されると、前記摩擦
係合機構の少なくとも二つの摩擦要素のうち、一方の摩
擦要素が解放状態から締結状態へと移行する間に、締結
状態にある他方の摩擦要素がタイミング信号に従って解
放状態にされ、前記入力軸および出力軸間の変速比を前
記現在と異なる変速比へと切り換える自動変速装置にお
いて、前記入力軸の軸トルクを検出する入力軸トルク検
出手段と、前記出力軸の軸トルクを検出する出力軸トル
ク検出手段と、検出された入力軸トルクおよび前記現在
と異なる変速比に基づいて、前記現在と異なる変速比へ
と切り換えられたときの目標出力軸トルクを演算する演
算手段と、検出された出力軸トルクが目標出力軸トルク
に到達したとき、前記タイミング信号を発生する信号発
生手段と、を備えている。
(Means for Solving Problems) In order to achieve the above object, an automatic transmission according to the present invention has an input shaft that is rotationally driven by an engine, an output shaft that is coupled to a drive system, and an input shaft and an output shaft that are connected to each other. A gear transmission mechanism interposed between them, which is capable of selecting one of a plurality of gear ratios, and a friction engagement mechanism which selectively engages and releases a plurality of friction elements to select the gear ratio, When a gear shift command for switching to a gear ratio different from the current one is input, among at least two friction elements of the friction engagement mechanism, one friction element moves from the released state to the engaged state, In the automatic transmission that switches the gear ratio between the input shaft and the output shaft to a gear ratio different from the present, the other friction element in the engaged state is released according to the timing signal, and detects the shaft torque of the input shaft. Enter A force shaft torque detecting means, an output shaft torque detecting means for detecting the shaft torque of the output shaft, and a gear ratio different from the present one are switched based on the detected input shaft torque and the gear ratio different from the present one. And a signal generating means for generating the timing signal when the detected output shaft torque reaches the target output shaft torque.

(作用) 本発明では、現在と異なる変速比への切り換えを指令
する変速指令が入力されると、入力軸トルクおよび該現
在と異なる変速比に基づいて目標出力軸トルクが演算さ
れ、この目標出力軸トルクに実際の出力軸トルクが到達
したとき、解放側要素が解放される。
(Operation) In the present invention, when a gear shift command for instructing switching to a gear ratio different from the present is input, a target output shaft torque is calculated based on the input shaft torque and the gear ratio different from the present, and this target output is calculated. When the actual output shaft torque reaches the shaft torque, the release side element is released.

ここで、変速完了後の出力軸トルクは、締結側要素で
選択された変速段の変速比に応じて入力軸トルクをトル
ク変換したものであり、このとき解放側要素は完全な解
放状態にある。したがって、実際の出力軸トルクと目標
出力軸トルクがほぼ一致したとき、締結側要素はトルク
分担ほぼ100%、一方、解放側要素はトルク分担ほぼ0
%となっている。すなわち、この一致したときが、解放
側要素を解放する最適な実タイミングとなるから、本発
明のように、実際の入力軸トルクや出力軸トルクなどに
基づいて解放タイミングを設定することにより、実タイ
ミングと解放タイミングとの一致をとることができ、エ
ンジンの運転状態や、自動変速機の特性変化に拘らず、
変速ショックを低減することができる。
Here, the output shaft torque after completion of the shift is a torque conversion of the input shaft torque according to the gear ratio of the shift stage selected by the engagement side element, and at this time, the release side element is in a completely released state. . Therefore, when the actual output shaft torque and the target output shaft torque are substantially the same, the torque on the engagement side element is almost 100%, and the torque on the release side element is almost 0%.
%. That is, when this coincidence is the optimum actual timing for releasing the release side element, by setting the release timing based on the actual input shaft torque or output shaft torque as in the present invention, It is possible to match the timing and the release timing, regardless of the operating state of the engine and the characteristic change of the automatic transmission,
Shift shock can be reduced.

(実施例) 以下、本発明を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings.

第1〜4図は本発明に係る自動変速装置の一実施例を
示す図であり、前進4段、後退1段の電子制御式自動変
速装置に適用した例である。
1 to 4 are views showing an embodiment of an automatic transmission according to the present invention, which is an example applied to an electronically controlled automatic transmission having four forward gears and one reverse gear.

まず、構成を説明する。第1図において、1はエンジ
ンであり、エンジン1は図示しないスロットルペダルの
操作量に応じた駆動力を発生し、この駆動力によって図
示しないクランクシャフトを回転駆動する。また、エン
ジン1のクランクシャフトの回転数、すなわちエンジン
回転数Neはエンジン回転センサ2によって検出される。
First, the configuration will be described. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an engine, and the engine 1 generates a driving force according to an operation amount of a throttle pedal (not shown), and the driving force rotationally drives a crankshaft (not shown). Further, the rotation speed of the crankshaft of the engine 1, that is, the engine rotation speed Ne is detected by the engine rotation sensor 2.

3は自動変速機であり、自動変速機3は、トルクコン
バータ4およびトランスミッション5により構成され、
トランスミッション5には、後述する入力軸10の回転数
Ntを検出する入力軸回転センサ6および出力軸7の軸ト
ルク(出力軸トルクTo)を検出するトルクセンサ(出力
軸トルク検出手段)8が備えられている。
3 is an automatic transmission, and the automatic transmission 3 is composed of a torque converter 4 and a transmission 5,
The transmission 5 has a rotation speed of an input shaft 10 described later.
An input shaft rotation sensor 6 for detecting Nt and a torque sensor (output shaft torque detecting means) 8 for detecting a shaft torque (output shaft torque To) of the output shaft 7 are provided.

自動変速機3は、詳細には第2図の如く示される。 The automatic transmission 3 is shown in detail as shown in FIG.

第2図において、トルクコンバータ4は、エンジンの
クランクシャフトに結合されて該シャフトと一体に回転
するポンプ羽根車9と、トランスミッション5の入力軸
10にスプライン嵌合したタービン羽根車11と、コンバー
タハウジングケース12に対して一体的に固定されたステ
ータ13と、を有し、エンジンの駆動力によってポンプ羽
根車9が回転駆動されると、内部の流体を介してエンジ
ンの駆動力をタービン羽根車11から入力軸10に伝達す
る。
In FIG. 2, a torque converter 4 includes a pump impeller 9 coupled to a crankshaft of an engine and rotating integrally with the crankshaft, and an input shaft of a transmission 5.
10 has a turbine impeller 11 spline-fitted to 10 and a stator 13 integrally fixed to the converter housing case 12, and when the pump impeller 9 is rotationally driven by the driving force of the engine, The driving force of the engine is transmitted from the turbine impeller 11 to the input shaft 10 via the fluid.

トランスミッション5は、上述した入力軸10と、図外
のドライブシャフト、ファイナルギア、駆動輪などを含
む駆動系に連結された出力軸7と、を有し、これら入力
軸10および出力軸7の間には、歯車変速機構15が介在し
ている。歯車変速機構15は、例えば、2組の遊星歯車す
なわち、フロントプラネタリーギヤ16と、リヤプラネタ
リーギヤ17と、を有し、各遊星歯車は、既に知られてい
るように、中心に設けられたサンギヤ16a、17aと、この
サンギヤと歯合する複数個のピニオンギヤ16b、17bと、
ピニオンギヤを支えるプラネットキャリヤ16c、17cと、
プラネットキャリヤ16c、17cに歯合して外周に設けられ
たリングギヤ16d、17dと、を含んで構成され、サンギ
ヤ、プラネットキャリアおよびリングギヤの三つのうち
一つを固定し、他の二つを駆動側と被動側に接続するこ
とにより、駆動側から被動側へ伝達される回転トルクを
複数段階に減少や増大させることができる。また、減少
や増大の程度は、サンギヤおよびリングギヤの歯数、サ
ンギヤの回転数などから求められる変速比によって決ま
り、三つのうち何れかを選択的に固定すると複数の変速
比の一つが選択される。因に、本実施例における変速比
は、1速が2.785(以下、R1という)、2速が1.545(以
下、R2という)、3速が1.000(以下、R3という)、4
速が0.694(以下R4という)、後退が2.272(以下、RR
いう)に設定されている。
The transmission 5 has the above-mentioned input shaft 10 and an output shaft 7 connected to a drive system including a drive shaft, a final gear, drive wheels and the like (not shown), and between the input shaft 10 and the output shaft 7. A gear transmission mechanism 15 is interposed between the gears. The gear transmission mechanism 15 has, for example, two sets of planetary gears, that is, a front planetary gear 16 and a rear planetary gear 17, and each planetary gear is provided at the center as already known. Sun gears 16a, 17a, and a plurality of pinion gears 16b, 17b meshing with the sun gears,
Planet carriers 16c and 17c that support the pinion gear,
Ring gears 16d and 17d, which are provided on the outer periphery by meshing with the planet carriers 16c and 17c, fix one of the sun gear, planet carrier and ring gear, and drive the other two. By connecting to the driven side, the rotational torque transmitted from the driving side to the driven side can be reduced or increased in multiple steps. Further, the degree of decrease or increase is determined by the gear ratio obtained from the number of teeth of the sun gear and the ring gear, the rotation speed of the sun gear, etc., and by selectively fixing any one of the three, one of the plurality of gear ratios is selected. . Incidentally, the gear ratio in this embodiment is 2.785 for the first speed (hereinafter referred to as R 1 ), 1.545 for the second speed (hereinafter referred to as R 2 ), 1.000 for the third speed (hereinafter referred to as R 3 ), 4
The speed is set to 0.694 (hereinafter R 4 ) and the reverse is set to 2.272 (hereinafter R R ).

変速比の選択は、摩擦係合機構18により行われ、摩擦
係合機構18は、複数の摩擦要素を有している。この摩擦
要素は、例えば、バンドブレーキ19、リバースクラッチ
20、ハイクラッチ21、フォワードクラッチ22、オーバー
ランクラッチ23、フォワードワンウェイクラッチ24、ロ
ーワンウェイクラッチ25、ロー&リバースブレーキ26な
どからなり、供給油圧に応じて選択的に締結、解放して
フロントプラネタリーギヤ16およびリヤプラネタリーギ
ヤ17の固定部位を切り換え、上述の複数の変速比の一つ
を達成させる。
The selection of the gear ratio is performed by the friction engagement mechanism 18, and the friction engagement mechanism 18 has a plurality of friction elements. This friction element is, for example, a band brake 19 or a reverse clutch.
20, high clutch 21, forward clutch 22, overrun clutch 23, forward one-way clutch 24, low one-way clutch 25, low & reverse brake 26, etc. The fixed parts of the gear 16 and the rear planetary gear 17 are switched to achieve one of the above-mentioned plurality of gear ratios.

ここで、上述の複数の摩擦要素は、変速切換え過渡時
において、一方の摩擦要素が解放から締結へと移行して
いく間、他方の摩擦要素が締結から解放へと相対的に作
動するような関係の一対の摩擦要素を含んでいる。例え
ば、本実施例の場合では、2速→3速変速時におけるハ
イクラッチ(一方の摩擦要素)21とバンドブレーキ(他
方の摩擦要素)19との関係がそれであり、ハイクラッチ
21が締結へと移行していく間、適当なタイミングでバン
ドブレーキ19が解放される。そして、この解放タイミン
グが不適切であると、前述したようにエンジンの空吹き
を発生したり、インターロックを発生して変速ショック
を体感させるので好ましくない。
Here, the plurality of friction elements described above are configured such that, during a shift change transition, while one friction element shifts from release to engagement, the other friction element operates relatively from engagement to release. Includes a pair of friction elements in a relationship. For example, in the case of the present embodiment, the relationship between the high clutch (one friction element) 21 and the band brake (the other friction element) 19 at the time of shifting from the second speed to the third speed is that.
The band brake 19 is released at an appropriate timing while 21 shifts to the engagement. If the release timing is improper, the engine may be blown or the interlock may be generated to cause a shift shock as described above, which is not preferable.

本実施例では、後に詳述するようにこの解放タイミン
グを常に最適に設定するようにしてエンジンの空吹きや
インターロックなどの発生を防止している。
In the present embodiment, as will be described later in detail, the release timing is always set to the optimum value to prevent the engine from being blown, the interlock, or the like.

なお、上述した摩擦係合機構18は、油圧制御機構27か
らの供給油圧によって複数の摩擦要素の締結や解放が選
択的に行われ、油圧制御機構27は、後述の変速制御装置
35からの変速指令信号に従って各摩擦要素への油圧経路
を切り換える。
The friction engagement mechanism 18 described above selectively engages and disengages a plurality of friction elements by the hydraulic pressure supplied from the hydraulic control mechanism 27, and the hydraulic control mechanism 27 uses a shift control device described later.
The hydraulic path to each friction element is switched according to the gear shift command signal from 35.

なお、第2図中のSA、SBは変速指令信号の一部を示し
ており、SAが“H"から“L"へと変化すると、バンドブレ
ーキ19が締結から解放へと変化し、SBが“L"から“H"へ
と変化すると、ハイクラッチ21が解放から締結へと変化
する。
Note that S A and S B in FIG. 2 show a part of the shift command signal. When S A changes from “H” to “L”, the band brake 19 changes from engagement to release. , S B changes from “L” to “H”, the high clutch 21 changes from release to engagement.

トランスミッションケース28には、入力軸回転センサ
6が固定され、入力軸回転センサ6は入力軸10の外周面
から所定の間隙をもって配設されている。そして、入力
軸10の外周面にはセレーション等の凹凸が形成されてお
り、入力軸回転センサ6は入力軸10の回転に伴う凹凸の
移動を磁束の変化としてとらえ、この磁束の変化を電気
信号に変換して入力軸10の回転数Ntを検出する。
The input shaft rotation sensor 6 is fixed to the transmission case 28, and the input shaft rotation sensor 6 is arranged with a predetermined gap from the outer peripheral surface of the input shaft 10. The outer peripheral surface of the input shaft 10 is formed with irregularities such as serrations, and the input shaft rotation sensor 6 captures the movement of the irregularities due to the rotation of the input shaft 10 as a change in magnetic flux, and the change in the magnetic flux is detected by an electric signal. To convert the rotation speed Nt of the input shaft 10 into a value.

さらに、リアエクステンション29には、トルクセンサ
8が固定されており、このトルクセンサ8には、例え
ば、公知の磁歪式トルクセンサが用いられる。すなわ
ち、トルクセンサ8は、出力軸7の外周面の周方向に沿
って間隙をもって設けられた一対の励磁コイル30、30′
と、出力軸7の外周面に形成された多数の溝からなる一
対の溝帯31、31′と、を有し、一対の溝帯31、31′を構
成する溝の方向は出力軸7の中心軸に対して所定の角度
をなすとともに、一対の溝帯31、31′の間では、溝方向
が対称形となっている。このようなトルクセンサ8は、
軸トルクの変化によって出力軸7に微少なねじり変形が
生じた場合、一対の溝帯31、31′は、各々の溝の方向と
中心軸とのなす角が、一方を増大、他方を減少させるよ
うに相対的に変化し、この変化により、中心軸との角を
増大させている一方の溝帯側の透磁率が増加し、中心軸
との角を減少させている他方の溝帯側の透磁率が減少す
る。したがって、一対の溝帯31、31′の各々に対して励
磁コイル30、30′のそれぞれから磁束を供給すると、こ
れら透磁率の変化に従って励磁コイル30、30′を流れる
励磁電流に電流差が生じ、この電流差は出力軸7のねじ
り変形の大きさに比例しているので、電流差から出力軸
トルクToを検出することができる。
Further, the torque sensor 8 is fixed to the rear extension 29, and a known magnetostrictive torque sensor is used for the torque sensor 8, for example. That is, the torque sensor 8 includes a pair of exciting coils 30 and 30 'provided with a gap along the circumferential direction of the outer peripheral surface of the output shaft 7.
And a pair of groove bands 31, 31 'formed of a large number of grooves formed on the outer peripheral surface of the output shaft 7, and the direction of the grooves forming the pair of groove bands 31, 31' is the direction of the output shaft 7. The groove direction is symmetrical between the pair of groove bands 31, 31 'while forming a predetermined angle with respect to the central axis. Such a torque sensor 8 is
When a slight torsional deformation occurs in the output shaft 7 due to a change in the shaft torque, the pair of groove bands 31, 31 ′ increases the angle between the direction of each groove and the central axis, increasing one and decreasing the other. As a result, the magnetic permeability of one groove band side that increases the angle with the central axis increases and the magnetic permeability of the other groove band side that decreases the angle with the central axis increases due to this change. Permeability decreases. Therefore, when a magnetic flux is supplied from each of the exciting coils 30 and 30 'to the pair of groove zones 31 and 31', a current difference occurs in the exciting current flowing through the exciting coils 30 and 30 'according to the change in the magnetic permeability. Since this current difference is proportional to the magnitude of torsional deformation of the output shaft 7, the output shaft torque To can be detected from the current difference.

再び、第1図において、33は入力軸トルク演算装置で
あり、入力軸トルク演算装置33は、例えばマイクロコン
ピュータ等から構成され、第3図の特性図に示すトルク
容量係数CFに相当するデータおよびトルクコンバータ前
後のトルク比TRに相当するデータを内部のメモリ内にテ
ーブルマップとして有している。入力軸トルク演算装置
33は所定のプログラムに従って以下の処理を実行する。
すなわち、次式に従ってトルクコンバータ4前後の速
度比eを求め、 求められた速度比eに対応するCFおよびTRの値を上記テ
ーブルマップからルックアップする。
Again in FIG. 1, reference numeral 33 is an input shaft torque calculation device, and the input shaft torque calculation device 33 is composed of, for example, a microcomputer and the like, and data corresponding to the torque capacity coefficient CF shown in the characteristic diagram of FIG. Data corresponding to the torque ratio TR before and after the torque converter is stored as a table map in the internal memory. Input shaft torque calculator
33 executes the following processing according to a predetermined program.
That is, the speed ratio e before and after the torque converter 4 is calculated according to the following equation, The values of CF and TR corresponding to the obtained speed ratio e are looked up from the above table map.

次いで、次式に従ってトルクコンバータの入力トル
クTiを演算し、 Ti=CF×ne 2 …… 但し、CF:ルックアップされた値 そして、次式に従って入力軸10の軸トルク、すなわち
入力軸トルクTtを演算する。
Next, the input torque Ti of the torque converter is calculated according to the following equation, Ti = CF × n e 2 ... where CF is the lookup value, and the axial torque of the input shaft 10, that is, the input shaft torque Tt, according to the following equation. Is calculated.

Tt=Ti×e …… したがって、上記入力軸トルク演算装置33や前述のエ
ンジン回転センサ2および入力軸回転センサ6は、入力
軸トルク検出手段を構成している。
Therefore, the input shaft torque calculation device 33, the engine rotation sensor 2 and the input shaft rotation sensor 6 described above constitute an input shaft torque detecting means.

34は演算手段および信号発生手段としての解放タイミ
ング設定装置であり、解放タイミング設定装置34は、マ
イクロコンピュータ等により構成され、トルク比演算部
34aおよびタイミング設定部34bを有している。トルク比
演算部34aは、入力軸トルクTtおよび出力軸トルクToに
従って入力軸10および出力軸7間のそのときの変速比を
含めた軸間トルク比TR′を演算する。すなわち、入力軸
10から出力軸7へ伝達されるトルクは、そのときの変速
比に従って所定の倍率で増減され、例えば、2速のとき
は、入力軸トルクTtをR2(R2=1.543)倍したものが出
力軸トルクToとなり、また、3速のときは、TtをR3(R3
=1.000)倍したものがToとなる。したがって、現在と
異なる変速比へ切り換えられた後では、TR′はそのとき
の変速比の値に一致した大きさとなり、さらに、このよ
うな定常状態に至る変速切り換え過渡時(例えば、2速
→3速)においては、TR′がR2に相当する値からR3に相
当する値へと変化していき、R3とTR′が一致したとき
が、いわゆるトルクフェーズからイナーシャフェーズへ
の変換点となる。すなわち、この変換点では、解放側要
素(例えば、バンドブレーキ19)のトルク分担が“0"と
なるので、この変換点を検知して解放タイミングを決定
すればよい。
Reference numeral 34 denotes a release timing setting device as a calculation means and a signal generation means. The release timing setting device 34 is composed of a microcomputer or the like, and has a torque ratio calculation unit.
It has 34a and a timing setting unit 34b. The torque ratio calculator 34a calculates the inter-shaft torque ratio TR 'including the speed change ratio between the input shaft 10 and the output shaft 7 at that time according to the input shaft torque Tt and the output shaft torque To. That is, the input axis
The torque transmitted from 10 to the output shaft 7 is increased / decreased by a predetermined ratio according to the gear ratio at that time. For example, in the second speed, the input shaft torque Tt multiplied by R 2 (R 2 = 1.543) Output shaft torque becomes To, and when in 3rd speed, Tt is set to R 3 (R 3
= 1.000) multiplied by that becomes To. Therefore, after the gear ratio is changed to a value different from the present, TR 'becomes a size that matches the value of the gear ratio at that time, and further, during a gear change transition (for example, 2nd gear → In 3rd speed), TR 'changes from the value corresponding to R 2 to the value corresponding to R 3 , and when R 3 and TR' match, the conversion point from the so-called torque phase to inertia phase is reached. Becomes That is, at this conversion point, the torque share of the disengagement side element (for example, the band brake 19) becomes "0", so the conversion timing may be determined by detecting this conversion point.

このような着眼点から、タイミング設定部34bでは、T
oをモニタするとともに、演算された変速過渡時のTR′
と、変速先のRi(但し、i=1、2、3、Rの何れか)
に基づいて、Tt×Ri=Toとなる目標出力軸トルクと実際
の出力軸トルクToが一致する変換点を検知し、検知の時
点で解放タイミング(タイミング信号)信号TMGを出力
している。
From such a point of view, in the timing setting unit 34b, T
While monitoring o, TR 'during the calculated shift transition
And the destination Ri (however, i = 1, 2, 3, or R)
Based on the above, a conversion point at which the target output shaft torque Tt × Ri = To and the actual output shaft torque To match is detected, and a release timing (timing signal) signal TMG is output at the time of detection.

なお、解放要素は油圧によって作動することから、若
干の応答遅れを有することが考えられるので、次式に
示すようにこの応答遅れαを見込んでTMGの出力を早め
るように補正してもよい。
Since the release element operates by hydraulic pressure, it is considered that there is a slight response delay. Therefore, as shown in the following equation, the response delay α may be taken into consideration and correction may be made to accelerate the output of TMG.

Tt×Ri=To+α …… あるいは、駆動系のねじり剛性が低い場合や解放要素の
応答速度が速い場合などには、次式に示すようにTMG
の出力を遅くするように補正してもよい。
Tt × Ri = To + α …… Alternatively, when the torsional rigidity of the drive system is low or the response speed of the release element is fast, TMG can be calculated as shown in the following formula.
The output of may be corrected so as to be delayed.

Tt×Ri+α′=To …… 但し、α′:補正係数 35は変速制御装置であり、変速制御装置35は、マイク
ロコンピュータ等により構成され、スロットル開度や車
速などの各種情報に基づいて車両の走行状態に最適な変
速点をきめ細かく決定し、必要に応じて変速指令信号を
トランスミッション5の油圧制御機構27に出力する。例
えば、車両の走行状態が2速→3速へのアップシフト点
に至った場合には、変速指令信号の一部であるSBを“L"
から“H"レベルへと変化させて変速を開始させ、また、
解放タイミング設定装置34からTMGが入力されると、SA
を“H"から“L"レベルへと変化させる。なお、変速制御
装置35からは変速先の変速比Riを含む変速情報が解放タ
イミング設定装置34に出力される。
Tt × Ri + α ′ = To ...... However, α ′: the correction coefficient 35 is a gear shift control device, and the gear shift control device 35 is composed of a microcomputer or the like, and is based on various information such as the throttle opening and the vehicle speed. The optimum shift point for the running state is finely determined, and a shift command signal is output to the hydraulic control mechanism 27 of the transmission 5 as needed. For example, when the running state of the vehicle reaches the upshift point from the 2nd speed to the 3rd speed, S B which is a part of the shift command signal is set to “L”.
Changes to "H" level to start shifting, and
When TMG is input from the release timing setting device 34, S A
Is changed from “H” to “L” level. The shift control device 35 outputs shift information including the gear ratio Ri of the shift destination to the release timing setting device 34.

次に、第4図の2速から3速への変速操作タイミング
を示すタイミングチャートを参照しながら作用を説明す
る。
Next, the operation will be described with reference to the timing chart showing the shift operation timing from the second speed to the third speed in FIG.

まず、時間t0において、走行状態が変化して2速→3
速へのアップシフト点に至ったとき、変速制御装置35
は、SBを“L"→“H"レベルへと変化させて変速操作の開
始を指令する。ハイクラッチ21はSBに従って解放状態か
ら締結方向へと作動を開始し、徐々にバックラッシュを
つめていく。このバックラッシュをつめている間(t0
t1)では、変速比は切換前の2速のままであり、すなわ
ち、その間のToはTt×R2で求められる大きさを示してい
る。なお、t0−t1の間において、アップシフトの場合、
通常はスロットルペダルが踏み込まれ、Ne、Nt共に上昇
傾向にあるが、説明の便宜上これらは一定のものと仮定
し、また、出力軸7の回転数も変化しないものとしてい
る。すなわち、変速比の変化に伴うトルク変化分だけが
表われるように図示している。したがって、実際の走行
状態とは厳密に対応しないことを認識されたい。
First, at time t 0 , the running state changes and the second speed → 3
When the upshift point to high speed is reached, the shift control device 35
Changes S B from “L” to “H” level to command the start of gear shifting operation. The high clutch 21 starts operating from the disengaged state in the engagement direction according to S B , and gradually backlashes. While closing this backlash (t 0
At t 1 ), the gear ratio remains at the second speed before switching, that is, To during that time indicates the magnitude obtained by Tt × R 2 . In the case of upshifting between t 0 and t 1 ,
Normally, the throttle pedal is depressed and both Ne and Nt tend to rise, but for convenience of explanation, it is assumed that these are constant, and the rotation speed of the output shaft 7 does not change. That is, it is illustrated that only the amount of change in torque due to the change in gear ratio is shown. Therefore, it should be recognized that it does not correspond exactly to the actual driving state.

時間t1において、ハイクラッチ21のバックラッシュ
“0"となり、係合が開始されると、係合圧の上昇に伴っ
てハイクラッチ21の伝達トルクTCBが増大する一方、バ
ンドブレーキ19の伝達トルクTCAが減少して、いわゆる
トルクフェーズに入る。このトルクフェーズの間では、
ToはTCAの減少に伴って減少方向に変化していく。
At time t 1 , the backlash of the high clutch 21 becomes “0”, and when the engagement is started, the transmission torque TC B of the high clutch 21 increases as the engagement pressure increases, while the transmission of the band brake 19 increases. The torque TC A decreases and enters the so-called torque phase. During this torque phase,
To is gradually changed in the decreasing direction with decreasing TC A.

時間t2において、Toが減少してきて、図中矢印で示す
To=Tt×R3の点に到達したとき、すなわち、R3=1.000
であるから、この場合To=Ttに一致したとき、TCBは3
速におけるトルク分担を満足し、一方、TCAはトルク分
担“0"となる。したがって、このトルクフェーズを終了
するTo=Ttの点で解放タイミング設定装置34からTMGが
出力され、変速制御装置35はTMGを受けてSAを“H"→
“L"へと変化させる。その結果、バンドブレーキ19はSA
の変化に従って速やかに解放され、バンドブレーキ19の
トルク容量MTCAが“0"となって切り離される。
At time t 2 , To decreases and is shown by the arrow in the figure.
When the point of To = Tt × R 3 is reached, that is, R 3 = 1.000
Since it is, if they match in this case the To = Tt, TC B is 3
Satisfy the torque sharing in speed, whereas, TC A is the torque allotment "0". Therefore, TMG is output from the release timing setting device 34 at the point of To = Tt at which this torque phase ends, and the shift control device 35 receives TMG and changes S A to “H” →
Change to "L". As a result, the band brake 19 is S A
, The torque capacity MTC A of the band brake 19 becomes “0” and the band brake 19 is disconnected.

時間t2−t3の間において、ハイクラッチ21のトルク容
量MTCBのトルク余裕分Aだけ、Ntが引き下げられ、その
引き下げに要した仕事量をイナーシャトルクINTとして
放出する。すなわち、時間t2−t3の間はいわゆるイナー
シャフェーズとして作用し、この間では、INTがToに加
算され、一時的にTo=Tt×Ri+INTまで上昇する。
Between times t 2 -t 3, only the torque margin A torque capacity MTC B of the high clutch 21, Nt is pulled to release the amount of work required for the pull-down as the inertia torque INT. That is, during the time t 2 -t 3 , it acts as a so-called inertia phase, during which INT is added to To and temporarily rises to To = Tt × Ri + INT.

時間t3において、INTが完全に放出されると、TCBは3
速で定められた分担トルクに相当する値になり、これに
伴ってToもTt×R3の値になって安定し、変速操作が完了
する。
At time t 3 , when INT is completely released, TC B becomes 3
The speed becomes a value corresponding to the assigned torque, and To becomes a value of Tt × R 3 along with this, and the speed is stabilized, and the shift operation is completed.

このように本実施例では、エンジン回転数Ne、入力軸
の回転数Ntおよびトルクコンバータ4のトルク容量係数
CF、トルクコンバータ前後のトルク比TRに基づいて、変
速過渡期間における入力軸トルクTtを演算し、このTtと
変速先のRiを乗算した値(すなわち、目標出力軸トル
ク)を求め、この値に出力軸トルクToが到達したとき
を、解放側要素の解放タイミングとして設定している。
したがって、実際の入力軸トルクTtの変化に基づいて解
放側要素の解放が行われるので、制御精度が改善され、
解放側要素のトルク分担が“0"になった時点でこれを適
切に解放することができる。その結果、エンジンの空吹
きやインターロックを回避することができ、エンジンの
運転状態や自動変速機の特性変化に拘らず、変速ショッ
クを低減することができる。
Thus, in this embodiment, the engine speed Ne, the input shaft speed Nt, and the torque capacity coefficient of the torque converter 4 are calculated.
Based on CF and the torque ratio TR before and after the torque converter, calculate the input shaft torque Tt during the shift transition period, find the value (that is, the target output shaft torque) that is the product of this Tt and the shift destination Ri, and obtain this value. The time when the output shaft torque To reaches is set as the release timing of the release side element.
Therefore, since the release side element is released based on the actual change of the input shaft torque Tt, the control accuracy is improved,
When the torque sharing of the disengagement side element becomes "0", this can be appropriately disengaged. As a result, it is possible to avoid idling of the engine and interlock, and it is possible to reduce shift shock regardless of the operating state of the engine and changes in the characteristics of the automatic transmission.

(効果) 本発明によれば、入力軸および出力軸の実際の軸トル
クを検出し、この軸トルクの変化から、解放要素の解放
タイミングを設定しているので、該要素の分担トルクが
“0"となる最適なタイミングに解放タイミングを合わせ
ることができ、エンジンの運転状態の変化や、自動変速
機の特性変化に拘らず、変速ショックを低減することが
できる。
(Effect) According to the present invention, the actual shaft torque of the input shaft and the output shaft is detected, and the release timing of the release element is set based on the change in the shaft torque. It is possible to adjust the release timing to the optimum timing that becomes "," and it is possible to reduce the shift shock regardless of changes in the operating state of the engine and changes in the characteristics of the automatic transmission.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1〜4図は本発明に係る自動変速装置の一実施例であ
り、第1図はその全体的構成を示す図、第2図はその自
動変速機の具体的な構成を示す図、第3図はそのトルク
コンバータの各種特性を示す特性図、第4図はその作用
を説明するためのタイミングチャート、第5、6図は従
来の問題点を説明するためにD2速およびD3速のそれぞれ
のトルクフローを示す図である。 7……出力軸、8……トルクセンサ(出力軸トルク検出
手段)、10……入力軸、15……歯車変速機構、18……摩
擦係合機構、19……バンドブレーキ(他方の摩擦要
素)、21……ハイクラッチ(一方の摩擦要素)、2……
エンジン回転センサ(入力軸トルク検出手段)、6……
入力軸回転センサ(入力軸トルク検出手段)、33……入
力軸トルク演算装置(入力軸トルク検出手段)、34……
解放タイミング設定装置(演算手段、信号発生手段)。
1 to 4 show an embodiment of an automatic transmission according to the present invention, FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration thereof, and FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the automatic transmission. FIG. 3 is a characteristic diagram showing various characteristics of the torque converter, FIG. 4 is a timing chart for explaining its operation, and FIGS. 5 and 6 are D2 speed and D3 speed for explaining conventional problems. It is a figure which shows the torque flow of. 7 ... Output shaft, 8 ... Torque sensor (output shaft torque detecting means), 10 ... Input shaft, 15 ... Gear shifting mechanism, 18 ... Friction engagement mechanism, 19 ... Band brake (other friction element) ), 21 …… High clutch (one friction element), 2 ……
Engine rotation sensor (input shaft torque detection means), 6 ...
Input shaft rotation sensor (input shaft torque detection means), 33 ... Input shaft torque calculation device (input shaft torque detection means), 34 ...
Release timing setting device (calculation means, signal generation means).

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】エンジンにより回転駆動される入力軸と、
駆動系に結合される出力軸と、該入力軸および出力軸の
間に介在し、複数の変速比の一つを選択可能な歯車変速
機構と、複数の摩擦要素が選択的に締結、解放して前記
変速比を選択する摩擦係合機構と、を具備し、 現在と異なる変速比への切り換えを指令する変速指令が
入力されると、前記摩擦係合機構の少なくとも二つの摩
擦要素のうち、一方の摩擦要素が解放状態から締結状態
へと移行する間に、締結状態にある他方の摩擦要素がタ
イミング信号に従って解放状態にされ、前記入力軸およ
び出力軸間の変速比を前記現在と異なる変速比へと切り
換える自動変速装置において、 前記入力軸の軸トルクを検出する入力軸トルク検出手段
と、前記出力軸の軸トルクを検出する出力軸トルク検出
手段と、検出された入力軸トルクおよび前記現在と異な
る変速比に基づいて、前記現在と異なる変速比へと切り
換えられたときの目標出力軸トルクを演算する演算手段
と、検出された出力軸トルクが目標出力軸トルクに到達
したとき、前記タイミング信号を発生する信号発生手段
と、を備えたことを特徴とする自動変速装置。
1. An input shaft rotatably driven by an engine,
An output shaft coupled to the drive system, a gear transmission mechanism interposed between the input shaft and the output shaft and capable of selecting one of a plurality of gear ratios, and a plurality of friction elements selectively engaging and releasing. And a friction engagement mechanism for selecting the gear ratio, and when a gear shift command for instructing switching to a gear ratio different from the current one is input, at least two friction elements of the friction engagement mechanism are While one friction element shifts from the disengaged state to the engaged state, the other friction element in the engaged state is disengaged in accordance with the timing signal, and the gear ratio between the input shaft and the output shaft is changed from the current gear ratio. In an automatic transmission that switches to a ratio, an input shaft torque detecting means for detecting a shaft torque of the input shaft, an output shaft torque detecting means for detecting a shaft torque of the output shaft, a detected input shaft torque and the present Calculating means for calculating a target output shaft torque when the gear ratio is changed to a gear ratio different from the present based on a different gear ratio; and the timing signal when the detected output shaft torque reaches the target output shaft torque. And a signal generating means for generating the.
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