JPS597864B2

JPS597864B2 - ロツクアツプ式自動変速機

Info

Publication number: JPS597864B2
Application number: JP10914180A
Authority: JP
Inventors: 雅明菅; 佳郎守本; 「ひで」夫浜田; 正明二木; 直鈴木
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1980-08-11
Filing date: 1980-08-11
Publication date: 1984-02-21
Also published as: JPS5737153A

Description

【発明の詳細な説明】本発明はロックアップ式自動変速機、特にその直結クラ
ッチ付トルクコンバータをロックアップ状態にするか、
コンバータ状態にするかの制御を司どるロックアップ制
御装置に関するものである。

自動変速機は一般に、エンジンからのトルクを増大する
目的からトルクコンバータを動力伝達系に具える。

そして、通常のトルクコンバータはエンジン駆動される
ポンプインペラでトルクコンバータ内の作動油を廻し、
この作動油によりステータによる反力下でタービンラン
ナをトルク増大させつつ回転させる（所謂コンバータ状
態）ものである。

従って、トルクコンバータは作動中ポンプインペラとタ
ービンランナとの間でスリップを避けられず、トルクコ
ンバータを動力伝達系に具える自動変速機は、操作が容
易な反面、動力伝速効率が悪いことから燃費が悪い欠点
を持つ。

これがため従来から、エンジンのトルク変動が問題とな
らない比較的高車速域で、ポンプインペラにタービンラ
ンナを直結し（ロックアップ状態）、これにより両者間
のスリップをなくす、所謂直結クラッチ付トルクコンバ
ータ（ロックアップトルクコンバータとも言う）が提案
され、この種トルクコンバータを動力伝速系に具えたロ
ックアップ式自動変速機が一部の車両に実用されている
。

ところで、ロックアップ式自動変速機は通常、各変速位
置毎に車速か設定車速（ロックアップ車速）になる時、
上記型式のトルクコンバータの車結クラッチを作動させ
てロックアップ状態を得るよう構成し、そのロックアッ
プ領域は例えば第３図に示す如くに設定する。

この図は前進３速の自動変速機のシフトパターンを示し
、図中Ｖ１，ｖ２，■３が夫々第１速、第２速、第３速
時のロックアップ車速、Ａ，Ｂ，Ｃが夫々第１速、第２
速、第３速用のロックアップ領域である。

そして、一旦ロックアップ状態になった後、車速の低下
によりロックアップを解除し、コンバータ状態にするに
当っては、当該ロックアップの解除をロックアップ車速
■１，■２，■３と同じ車速で行なうと、これら車速近
辺での走行中状態変化が繰返されて所謂ハンチングを生
ずるため、ロックアップの解除は、ロックアップ車速■
１，■２，■３に対し低速側に若干のヒステリシスを持
つ一定の車速■１′，■２′，■３′で、これを行なう
よう構成するのが普通である。

しかし、従来はロックアップ解除車速■１′，■２′，
■３′がロックアップ車速■１，ｖ２，■３よりヒステ
リシス分だけ低い一定値に固定するのが普通であったた
め、以下に説明する不具合を兎れない。

この説明に当っては第２図を参照するが、この第２図は
第３速でのコーステイング（惰性）走行時における車速
とエンジン回転数との関係を示し、この図においてａは
ロックアップ状態での特性、ｂはアクセルペダルを踏込
んだパワーオン時におけるコンバータ状態での特性、Ｃ
はアクセルペダルを踏込まないパワーオフ時におけるコ
ンバーク状態での特性である。

なお、■３，■３′は夫々前記したロックアップ車速及
びロックアップ解除車速を示す。

又、電子制御式燃料噴射エンジンは、コーステイング走
行時エンジンの燃焼が不要なことからエンジンの比較的
高回転域で燃料噴射を中断（フユーエルカット）シて燃
費の向上を図り、エンジンの再燃焼が不能となるエンジ
ン回転数の若干手前から燃料を再噴射してエンジンが再
燃焼不能になる（エンストする）ことのないようにする
のが普通であり、燃料を再噴射する時のエンジン回転数
は例えば第２図にＮ１で示す如きである。

．第２図から明らかなように、従来通り一定の車速■３
′でロックアップ状態を解除すると、パワーオン時は車
速とエンジン回転数との関係が点ｄ−ｅ−ｆの如くに変
化し、前述したポンプインペラとタービンランナとの間
のスリップに相当する分、ロックアップ状態に比して同
一車速に対しエンジン回転数は高くなっている。

一方、パワーオフ時は車速とエンジン回転数との関係が
点ｄ−ｇ−ｈ−ｉの如く前記スリップ分だけロックアッ
プ状態に比して同一車速に対しエンジン回転数は低くな
って、車速■Ｆ２までしかフユーエルカットが行なわれ
得す、フユーエルカットによる燃費向上効果を大きくし
得ない。

又、従来のようにロックアップ解除車速を前記Ｖ３／の
如く一定にしたのでは、ロックアップの解除がアクセク
ペダルを釈放したパワーオフ時におけるコーステイング
走行状態では早きに過ぎ、要求通りのエンジンブレーキ
が得られず、危険でもある。

本発明は、パワーオフ状態のコーステイング走行では、
エンジンのトルク変動が問題になることはなく、ロック
アップ状態をできるだけ低速まで保っていても、エンジ
ンのトルク変動により車体が振動するような不具合を生
じないとの観点から、この走行時はロックアップ解除車
速を従来のロックアップ解除車速■３′から例えはロッ
クアップ時の特性ａと燃料の再噴射を行なうエンジン回
転数Ｎ１との交点Ｊに対応する車速■Ｆ３まで低下させ
るロックアップ制御態様を実行可能なロックアップ式自
動変速機を開発し、もって従来の問題解決を実現しよう
とするものである。

以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明する。

第１図は本発明の上記技術思想を前進３速の自動変速機
に用いる電子制御式ロツクアップ制御装置に適用した例
であるーこの図中１はｌ−２シフトスイッチ、２は２−
３シフトスイッチ、３はロックアツプソレノイドを夫々
示す。

両シフトスイッチ１，２は夫々例えば自動変速機の変速
制御を司どるＩ−２シフト弁及び２−３シフト弁に組込
んで構成し、これら対応するシフト弁がダウンシフト位
置の時オン、アップシフト位置の時オフになるものとす
る。

従って、シフトスイッチ１，２は各変速位置において次
表で示すオン、オフ状態となる。

？、両シフトスイッチ１，２は夫々抵抗４，５を介して
電源十Ｖに接続し、これらスイッチ１，２がオフの時１
−２シフト信号Ｓ１が電源＋■からの電圧によりＨレベ
ルになると共に２−２シフト信号８２３が電源＋■から
の電圧によりＨレパルになり、スイッチ１，２がオンの
時これらスイッチを経て電源十Ｖがアースされるためｌ
−２シフト信号Ｓ１がＬレベルになると共に２−３シフ
ト信号８２３がＬレベルになるものとする。

従って、■−２シフト信号８１２及び２−３シフト信号
Ｓ２３は夫々各変速位置で次表に示すレベルとなる。

？、ロックアツプソレノイド３はその一端をトランジス
タ６のコレクターエミツタ通路を経てアースすると共に
、他端を電源＋■に接続し、トランジスタ６の導通で電
源＋Ｖにより附勢される時トルクコンバータをロックア
ップ状態となし、トランジスタ６の非導通で滅勢される
時トルクコンバータをコンバーク状態になし得る通常の
ものとする。

前記両シフト信号Ｓ１２，Ｓ２３は夫々ギオ位置判定回
路７に入力され、この回路はこれらシフト信号のレベル
の前記第２表に示す組合せから現在のギヤ位置（変速位
置）を判別する。

即ち、ギヤ位置判定回路７は、両シフト信号Ｓ１，Ｓ２
３が共にＬレベルとなる第１速時、対応するゲートから
Ｈレベルの１速信号Ｓ１を出力すると共に、他のゲート
の出力信号レベルをＬとなし、シフト信号Ｓ１２のみが
Ｈレベルとなる第２速時、対応するゲートからＨレベル
の２速信号Ｓ２を出力すると共に、他のゲートの出力信
号レベルをＬとなし、又シフト信号Ｓ２３もＨレベルと
なる第３速時、対応するゲートからＨレベルの３速信号
Ｓ３を出力すると共に、他のゲートの出力信号レベルを
Ｌレベルとなすよう機能する。

８は車速センサで、車速に比例した電圧Ｖｉｎを出力し
、その出力端子を抵抗９〜１２を介してアースする。

これら抵抗９〜１２は夫々抵抗値Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３
ｔＲ４を持つ分圧抵抗で、抵抗９，１０間の車速比
較回路１３の入力端子に接続する。

従って、抵抗９，１０間に分圧されて生じた電圧Ｖｘは
車速比較回路１３へ入力されることとなる。

又、抵抗１０，１１間はトランジスタ１４のコレクター
エミツタ通路を経てアースし、抵抗１１．１２間はトラ
ンジスタ１５のコレクターエミツタ通路を経てアースす
る。

トランジスタ１４の導通時上記電圧Ｖｘは抵抗９，１０
のみによって決まり、この時の電圧Ｖｘ１は次式で表わ
される。

又、トランジスタ１４が非導通で、トランジスタ１５が
導通する時、上記電圧Ｖｘは抵抗９〜１１により決まり
、この時の電圧Ｖｘ２は次式で表わされる。

更に、トランジスタ１４．１５が共に非導通にされる時
、上記電圧Ｖｘは抵抗９〜１２によって決まり、この時
の電圧Ｖｘ３は次式で表わされる。

？お、抵抗９〜１２の抵抗値Ｒ１〜Ｒ４は、上記Ｖｘｌ
が実車速に対応した電圧となり、Ｖｘ２Ｖｘ’１が前
記ヒステリシス分の車速差（各変速位置とも同じで第３
図中のＶ１Ｖ１’＝Ｖ２Ｖ２’＝ＶｓＶｓ’
）に対応した値となり、更にＶｘ３−Ｖｘ１が第２図中
の車速差Ｖ３ＶＦ３となるよう決定する。

車速比較回路１３は第３図につき前述した第１速用ロツ
クアップ車速■１、第２速用ロツクアップ車速■２及び
第３速用ロツクアップ車速■３を記憶されており、入力
信号Ｖｘをこれらロックアップ車速と比較する。

そして、車速比較回路１３はＶｘ≧■１の時ゲートａよ
り、Ｖｘ≧Ｖ２の時ゲート『からも、又Ｖｘ≧■３の時
ゲート７からもＨレベル信号を出力する。

ＡＮＤゲート１６はＨレベルの１速信号Ｓ１とＨレベル
のＶｘ≧Ｖ１信号とのＡＮＤをとり、ＯＲゲート１９に
Ｈレベル信号を出力し、ＡＮＤゲ゛一ト１７はＨレベル
の２速信号Ｓ２とＨレベルのＶｘ≧Ｖ２信号とのＡＮＤ
をとり、ＯＲゲート１９にＨレベル信号を出力し、又Ａ
ＮＤゲート１８はＨレベルの２速信号とＨレベルのＶｘ
≧■３信号とのＡＮＤをとり、ＯＲゲート１９にＨレベ
ル信号を出力する。

ＯＲゲ゛一ト１９はＡＮＤゲート１６〜１８のうち１つ
からでもＨレベル信号を受けると、Ｈレベルのロックア
ップ許可信号ＳＬを出力する。

前記シフト信号Ｓ１，Ｓ２３は夫々ｌ−２変速検知回路
２０及び２−３変速検知回路２１にも入力される。

変速検知回路２０はシフト信号Ｓ１２の立上がりと立下
がりを検出するエツジトリガ回路を具え、該シフト信号
のレベル変化時、つまり１←２変速時に一定パルス幅（
変速時間相当）の正極性パルス信号を出力し、それ以外
で常時Ｌレベル信号を出力し続けるものとする。

又、２−３変速検知回路２１もシフト信号Ｓ２３の立上
がりと立下がりを検出するエツジトリガ回路を具え、該
シフト信号のレベル変化時、つまり２←３変速時に一定
パルス幅（変速時間相当）の正極性パルス信号を出力し
、それ以外で常時Ｌレベル信号を出力し続けるものとす
る。

回路２０又は２１からの正極性パルス信号はＮＯＲゲー
ト２２により反転されて負極性パルス信号となり、その
パルス幅相当時間はＡＮＤゲート２３からのＬレベル出
力信号によりトランジスタ６を非導通にしておき、結果
として変速中はロックアツプソレノイド３の減勢により
トルクコンバータをロックアップ状態にせず、変速ショ
ックが生ずるのを防止できる。

そして、変速時以外の定常走行では、回路２０及び２１
からの継続的なＬレベル信号によりＮＯＲゲート２２に
Ｈレベル信号を出力させ、これをＡＮＤゲート２３に供
給して、ロックアップ許可信号ＳＬの後述する如くに変
化するレベルに応じ、ロックアツプソレノイド３のオン
、オフ制御を後述の如くに行なうことができる。

トランジスタ１４のベースをＡＮＤゲート２４の出力端
子に接続し、該ＡＮＤゲート２４の２人力に夫々ロック
アップ許可信号ＳＬのＮＯＴゲート２５による反転信号
と、パワーオフ検出手段２６からのパワーオフ信号ＳＩ
とを供給する。

′パワーオフ検出手段２６は、例えばアクセルペダルに
応動し、これを釈放している時閉じ、踏込む時開くアク
セルスイッチとし、このスイッチの一端をアースすると
共に他端を電源＋Ｖに抵抗２７を介して接続する。

アクセルペダルを釈放したパワーオフ時パワーオフ検出
手段２６は閉じており、電源＋■が抵抗２７及び手段２
６を介してアースされるためパワーオフ信号ＳＩはＬレ
ベルとなり、逆にアクセルペダルを踏込んだパワーオン
時はパワーオフ検出手段２６の開によりパワーオフ信号
Ｓ０は電源＋ＶによりＨレベルにされる。

更に、パワーオフ検出千段２６はトランジスタ１５のベ
ースにも接続し、パワーオフ信号Ｓ０のレベルに応じこ
のトランジスタをオン、オフし得るようにする。

次に、ロックアップの制御態様を説明する。

今ロックアップ許可信号ＳＬがＬレベルにあってＡＮＤ
ゲ゛一ト２３の出力レベルをＬレベルとし、トランジス
タ６の非導通によりロックアツプソレノイド３を滅勢し
たコンバーク状態での走行中を想定すると、上記Ｌレベ
ルのロックアップ許可信号ＳＬはＮＯＴゲート２５によ
り反転され、ＨレベルとなってＡＮＤゲート２４に供給
されている。

ここで、アクセルペダルを踏込んだパワーオン状態での
通常走行中は、パワーオフ信号Ｓ０がＨレベルとなって
おり、この信号もＡＮＤゲート２４に入力される。

従って、ＡＮＤゲート２４はＨレベル信号を出力してト
ランジスタ１４を導通し、その結果車速比較回路１３の
入力電圧Ｖｘが前記Ｖｘ１となって前述した通り実車速
に対応した値となっている。

かくて、車速比較回路１３は実車速信号Ｖｘ１を各変速
位置のロックアップ車速■１，■２，Ｖ３と比較し、車
速がこれらロックアップ車速を越える時順次ＨレベルＶ
ｘ１≧Ｖｌ，Ｖｘｌ≧ｖ２，Ｖｘｌ≧Ｖａ信号
ヲ対応ケｈａ，ｂ，ｃ．．ｔ：リＡＮＤゲ
ート１６〜１８に供給する。

従って、ＡＮＤゲート１６〜１８はこれらＨレベル信号
と、キヤ位置判定回路７からの選択的なＨレベルの１速
、２速信号とのＡＮＤをとり、ＡＮＤゲート１６は第３
図の第ｌ速用ロツクアップ領域ＡでＨレベルの信号を、
又ＡＮＤゲート１７は第２速用ロツクアップ領域ＢでＨ
レベルの信号を、更にＡＮＤゲート１８は第３速用ロツ
クアップ領域ＣでＨレベルの信号を夫々出力する。

これらのＨレベル信号を受けてＯＲゲート１９は第３図
に示すいずれかのロックアップ領域Ａ，Ｂ又はＣにおい
てＨレベルのロックアンプ許可信号ＳＬをＡＮＤゲート
２３に供給し、このＡＮＤゲートは、ＮＯＲゲート２２
の出力が変速中以外前述した通りＨレベルであることか
ら、Ｈレベル信号の出力によりトランジスタ６を導通し
てロックアツプソレノイド３を附勢し、トルクコンバー
タを第３図のロックアップ領域Ａ，Ｂ，Ｃにおいて要
求通りロックアップ状態にすることができる。

ところで、このように一旦ロックアップ状態になると、
ロックアップ許可信号ＳＬがＬレベルからＨレベルに切
換わるため、そしてこの信号がＮＯＴゲート２５により
Ｌレベルに反転されて？ＮＤゲート２４に供給されるこ
とから、ＡＮＤゲ゛一ト２４はＬレベル信号を出力する
ようになってトランジスタ１４を非導通にする。

この時、アクセルペダルを踏込んだパワーオン状態での
通常走行中は、パワーオフ信号ＳがＨレベルとなってト
ランジスタ１５を導通せしめ、その結果車速比較回路１
３の入力電圧Ｖｘが前記Ｖｘ２となって抵抗１１の抵抗
値（Ｒ３）増加分だけ（前述した処から明らかなように
ロックアップ車速Ｖ１，■２，■３に対するロックアッ
プ解除車速Ｖ１′，■２′，■３′のヒステリシス分だ
け）高い値となる。

かくて、車速比較回路１３は、このように実車速より高
くされた車速信号Ｖｘ２を前記したと同様ロツクアップ
車速Ｖ１，■２，Ｖ３と比較するようになり、結果とし
て各ゲートａｔｂｔ石から、ロックアップ許可信号ＳＬ
をＨレベルに保つ（ロックアップ状態を保持しておく）
基となるＨレベル信号をロックアップ車速より低い車速
（第３図の■１′，■２′，■３′）まで出力し続け、
この間ロックアップ状態を継続させてこれらロックアッ
プ解除車速■１′，■２′，■３′に所定通りのヒステ
リシスを設定することができる。

車速が各変速位置で夫々のロックアップ解除車速Ｖ１′
，■２′，■３′以下になると、ＡＮＤゲート１６〜１
８は、これに応じて車速比較回路１３の各ゲ゛一トａ，
ｂ，ｃから出力される信号レベルがＬになることから、
Ｌレベル信号を出力することになり、このＬレベル信号
によりＯＲゲート１９を介してロックアップ許可信号Ｓ
ＬをＬレベルとなす。

従って、トルクコンバータのロックアップ状態は各変速
位置で車速が車速■１′，■２′，■３′に低下する時
要求通り解除され、コンバータ状態を得ることができる
。

しかし、かかるロックアップの解除に当って、アクセル
ペダルを釈放したパワーオフ状態でのコーステイング走
行中は、これを検出してアクセルスイッチ２６が閉じ、
パワーオフ信号ＳがＬレベルになるため、トランジスタ
１４のみならず、トランジスタ１５も非導通にされてい
る。

これがため、車速比較回路１３の入力電圧Ｖｘは前記Ｖ
ｘ３となって、抵抗１２の抵抗値Ｒ４が更に加算さ
れたことにより、その分更に高い値となる。

かくて、車速比較回路１３は、このように一層高くされ
た車速信号Ｖｘ３を前記したと同様ロックアップ車速■
１，Ｖ２，ｖ３と比較するようになり、例えば第３速で
ロックアップ状態が解除される場合について説明すると
、ロックアップ解除車速は、Ｖｘ３ − Ｖｘ１を前述
した通り第２図中の車速差Ｎ３−ＶＦ３となるよう設定
してあるため、通常のロックアップ解除車速■３′より
更に低い車速■Ｆ３となる。

そして、この時のロックアップ解除車速ＶＦ３′を第２
図に示すようにロックアップ時の特性ａと燃料の再噴射
を行なうべきエンジン回転数Ｎ１との交点Ｊに対応す
る車速とすれば、アクセルペダルを釈放したパワーオフ
時にロックアップ状態を燃料再噴射時点のぎりぎりまで
継続することができ、フユーエルカット時間をパワーオ
フ状態のコーステイング走行中も長くし得て燃費の向上
を図り得る。

なお、かかるコーステイング走行中は、このようにロッ
クアップ解除車速を通常のロックアップ解除車■３′よ
り低速側に変更してロックアップ状態を低車速まで速っ
ていても、エンジントルク変動が車体を振動させるよう
な走行状態でないため、エンジンのトルク変動が問題に
なることはない。

かくして、本発明のロックアップ式自動変速機は例えば
上述の構成により、パワーオフ状態でのコーステイング
走行中におけるロックアップ解除車速を通常のロックア
ップ解除車速より低速側へ変更し得るようにしたから、
上述したようにこの走行中ロツクアツプ状態を例えばフ
ユーエルカットが行なわれている限界まで継続して、フ
ユーエルカット装置付電子制御燃料噴射エンジン搭載車
の燃費を向上させることができると共に、コーステイン
グ走行中におけるエンジンブレーキの効きを確実なもの
とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明自動変速機のロックアップ制御装置を示
す電子回路図、第２図は第３速でのコーステイング走行
時における車速とエンジン回転数との関係線図、第３図
は通常のロックアップ車速及びロックアップ解除車速を
例示するシフトパターン図である。１・・・・・・ｌ−２シフトスイッチ、２・・・・・・
２−３シフトスイッチ、３・・・・・・ロックアツプソ
レノイド、６・・・・・・トランジスタ、７・・・・・
・ギヤ位置判定回路、８・・・・・・車速センサ、９〜
１２・・・・・・分圧抵抗、１３・・・・・・連速比較
回路、１４．１５・・・・・・トランジスタ、１６，１
８・・・・・・ＡＮＤゲート、１９・・・・・・ＯＲゲ
ート、２０・・・・・・ｌ−２変速検知回路、２１・・
・・・・２−３変速検知回路、２２・・・・・・ＮＯＲ
ゲート、２３・・・・・・ＡＮＤゲ゛一ト、２４・・
・・・・ＡＮＤゲ゛一ト、２５・・・・・・ＮＯＴゲ
ート、２６・・・・・・パワーオフ検出手段、２７・・
・・・・抵抗。

Claims

【特許請求の範囲】

１車速かロックアップ車速を越える時直結クラッチ付
トルクコンバータをロックアップ状態にし得るロックア
ップ式自動変速機において、エンジンのパワーオフ運転
を検出するパワーオフ検出手段を設け、エンジンがパワ
ーオフ運転を行なっている間は前記パワーオフ検出手段
からの信号に基づき、直結クラッチ付トルクコンバータ
の前記ロックアップ状態が解除される時のロックアップ
解除車速を、エンジンがパワーオン状態で運転されてい
る間におけるロックアップ解除車速より低速側に変更し
得るよう構成したことを特徴とする田ンクアツプ式自動
変速機。