JPS6091051A - 車輌用自動変速機の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、車輌用自動変速機の制御方法に係り、特に流
体式トルクコンバータと、直結クラッチと、歯車変速機
構と、電子式制御装置とを有する車輌用自動変速機のめ
結クラッチの制御方法に係る。

流体式トルクコンバータと、直結クラッチと、歯車変速
機構とを有する車輌用自動変速機に於ては、直結クラッ
チの係合と解放のタイミングが歯車変速機構の切換えに
関連して適当に制御されることが、自動変速１３Ｍの出
力軸にトルクの急変を生しない滑らかな変速段の切換え
を達成する上で重要であるが、更に直結クラッチの係合
或いは解放及びそのタイミングはエンジンのスロワ１〜
ルの開度にも関連して制御されるのがｔＪｆましい。即
ち、アクセルペダルが解放されスロワ１〜ルが全開され
たときにも直結クララ１が係合されたままでいると、ス
０ツトルの全開によりエンジン１−ルクが急低下すると
き、それがそのまま車輌の駆動輪に伝達されるので、か
かるトルクの急変を和らげるべく、アクセルペダル解放
時即ちスロットル全開時には直結クラッチは直ちに解放
されるのが好ましいが、更にスロットルが全閉状態より
開かれたときにはエンジンシリンダへの燃料の供給が一
時的にオーバシュートする傾向があり、エンジン回転数
が不安定になり易いので、この時にも直結クラッチが解
放され、流体式トルクコンバータによる緩衝性のある駆
動力の伝達が行われるようになっている自動変速機の運
転制御が確保されるのが好ましい。

本発明は、特に近年急速に間尺されつつある電子式制御
装置を備えた車輌用自動変速機に於て、直結クラッチの
解放及び係合をスロットル開度に関連させて制す（１し
、車輌用自動変速機をその滑らかな運転性に関してより
改善された態様にて運転せしめる制御方法を提供するこ
とを目的としている。

かかる目的は、本発明によれば、流体式１〜ルクコンバ
ータと、直結クラッチと、歯車変速機構と、電子式制御
具間とを右する車輌用自動変速機の制御方法にして、エ
ンジンのスロットルが全閉されたとき及びての状態が終
った時点から所定の時間が軽過するまで前記直結クラッ
チを解放状態どすることを特徴とづる制御ｌｌ　ｊｊ法
によって達成される。

以下に添ｆりの図を参照して本発明を実施例について詳
細に説明りる。

第１図は本発明にＪ、る車輌用自動変速機の制御方法を
実ｍ−！するＩこめの装置の構成を示す概略図である。

第１図には、本発明の制御方法によって制御される自動
変速機の構成が解図的に示されている。かかる自動変速
機１はそれ自身公知とされているものであり、図には示
されていないエンジンの出力軸に連結された入力軸２、
流体式トルクコンバータ３、トルクコンバータ３をバイ
パスして入力軸２をトルクコンバータの出力軸３ａに直
結する直結クラッチ４、トルクコンバータの出力軸３ａ
に接続された軸５を入力軸としこれに幾つかの変速特性
を与えてその出力軸６に車輌の駆動輪を駆動するための
駆動力を出力する歯車変速機構７を含むものである。

歯車変速機構７は、入力軸５に連結され１＝キトリヤ８
、該キャリヤによって担持されたプラネタリピニオン９
、該プラネタリピニオンと噛合ったサンギヤ１０及びリ
ングギヤ１１、キャリヤ８とサンギヤ１０の間にＨｕｔ
ノられたワンウェイクラッチ（Ｆｏ　）　１２、キャリ
Ａ７８とサンギヤ１０とを選択的に結合づるクラッチ（
Ｃｏ）１３、リンギヤ１０をハウジングに対し選択的に
固定するブレーキ＜Ｂｏ）１４とを含むＡ−パトライブ
機構を有している。

歯車変速機構７は、更にリングギ１１に中間軸１５及び
υンギＡ１軸１６を選択的に連結するクラッチ（Ｃ＋　
）１７及びクラッチ（Ｃ２）１８、中間軸１５に連結さ
れたリングギヤ１９、サンギヤ軸１６に連結されたリン
ギＡ７２０、リングギヤ１９とサンギ＼７２０の間に噛
合わされ出力軸６に連結されたキ１２す＼フ２１によっ
て担持されたプラネタリピニオン２２、リンギオフ軸１
６に連結されたサンギＡ７２３、出力軸６に連結された
リングギヤ２４、υンギＸ７２３とリングギ髪７２４の
間に噛合わされたプラネタリピニオン２５、該プラネタ
リピニオンを担持りるキ（・リヤ２６、サンギヤ軸１６
をハウジングに対し選択的に固定するブレーキ（Ｂ＋＞
２７、該リンギヤ軸をワンウェイクラッチ（Ｆ＋）２８
を介してハウジングに対し選択的に固定するブレーキ（
（３２）２９、キャリヤ２６をハウジングに対し一方向
の回転に対して固定ザるワンウェイクラップ（Ｆ２＞３
０、キ１７リヤ２６をハウジングに対し選択的に固定す
るブレーキ（Ｂ３）３１を含み前進三段と後進一段の変
速段を達成Ｊる変速装置を含んでいる。

かかる自動変速機１に於（プる直結クラッチ４と歯車変
速機構７に於けるクラッチ及びブレーキは自動変速機油
圧制御装置３２より選択的に油圧を供給され或いはその
供給された油圧を排出されるようになっており、これに
よって直結クラッチの係合或いは解放の状態を選択的に
達成し、又オーバドライブを含む前進四段と後進一段の
変速段の間に切換設定されるようになっている。自動変
速機油圧制御装置３２は三つのソレノイドにより制御さ
れるようになっている。このうちソレノイドＮｏｌ及び
ＮＯ２の二つは歯車変速機構７を制御するためのもので
あり、かかる二つのソレノイドによってオーバドライブ
を含む前進四段後進一段の間に切換えられる歯車変速機
構は本ｆ１出願人と同一の出願人の出願に係る特願昭５
５−６９１１０号に於て提案されている。ソレノイドＮ
ｏ３は直結クラッチ４を係合と解放の間に制御するため
のものである。

このように自動変速機油圧制御ｌｌ装置がソレノイドに
よって制御される時には、これを所謂コンピュータ３３
によって制御Ｉ　！ｌることができ、車速、スロワ１−
ル間Ｉ褒、マニュアルシフトレンジ、変速段、車輌の走
行高度、エンジン温度等の車輌の運転状態を表わづ多数
の情報信号に基いて車輌の最適運転状態を与える運転条
件を演算し、それに基いて自動変速機を制ｔｌＩｌツる
ことができる。

第２図は、第１図に示づ自動変速機について、種々のマ
ニュアルシフトレンジの下に達成される変速段の各々に
於けるソレノイドの励磁非励磁とクラッチ及びブレーキ
の如き摩擦係合要素とワンウェイクラッチの係合状態を
示す一覧表である。

この一覧表に於て、マニュアルシフトバルブＤ１３、［
、Ｒ，Ｐ、ＮはそれぞれＤレンジ、３レンジ、Ｌレンジ
、４ｕＮレンジ、パーキング、ニュートラルを示し、変
速ｍ　１　ｓｔ、２ｎｄ、　３ｒｄ、　Ｏ／Ｄ。

Ｒｅｖはそれぞれ第１速、第２速、第３速、オーバドラ
イブ、後進の変速段を承り。更にこの一覧表中に於て、
ソレノイドについては、Ｑ印はそれが励磁されているこ
とを示し、Ｘ印はそれが非励磁状態にあることを示し、
※印は直結クラッチが係合されるべき時に励磁されるこ
とを示す。又同表中、摩擦係合要素については、これら
はＯ印がイリされている場合にのみ係合され、イれ以外
の所では解放されている。同様にワンウェイクラッチに
ついては、これらはΔ印が（＝Ｊされている所では］ニ
ンジンドライブ時にのみ係合し、それ以外の所では解放
されている。

自動変速機１に於ける歯車変速奢幾構７及び直結クラッ
チ４は、制御用コンピュータ３３に於て人力信号に基い
て締出された、車速とスロ間度〜ル間度の直角座標によ
り表わされる変速ラインと直結クラッチ切換ラインに基
いて、それぞれ複数の変速段の間に切換えられ又係合と
解放の間に切換えられる。かかる制御用］ンピュータを
用いた自動変速機の制御に於ては、変速段の切換のため
の変速ライン及び直結クラッチの係合と解放のＩｃめの
切換ラインは、通常車速とスロットル開度の間のディジ
タル関係として設定される。第３図及び第４図はそれぞ
れＤレンジに於（プる変速ラインと直結クラッチ切換ラ
インの一例を示す線図である。

第３図に於て、実線１　ｓｔ−＋　２　ｎｄ、　２　ｎ
ｄ−＋　３　ｒｄ。

３ｒｄ→Ｏ／Ｄはそれぞれ第１速から第２速へ、第２速
から８ｆ５３速へ、第３速からオーバドライブへのアッ
プシフ１〜ラインであり、破線ＩＳｔ←２ｎｄ、２ｎｄ
←３ｒｄ、３ｒｄ←０／Ｄはそれぞれ第２速から第１速
へ、第３速り目ら第２速へ、オーバドライブから第３速
へのダウンシフトラインである。第４図に於て、２ｎｄ
に属Ｊる実線ＯＦＦ→ＯＮ及び破線ＯＦ　Ｆ４−ＯＮは
、それぞれ第２速の状態に於て直結クラッチが解放にり
係合へ切換えられる切換ライン及び第２通の状態に於て
直結クラッチが係合より解放へ切換えられる切換ライン
であり、３ｒｄに属する実線ＯＦ　Ｆ　→ＯＮ及び破線
ｏ　ｒ：　ｒ：←、。

Ｎは、それぞれ第３速の状態に於て直結クラッチが解放
より係合へｌ／Ｊ換えられるＶＪ換プラインび第３速の
状態に於て直結クラッチが係合より解放へ切換えられる
１、７Ｊ換ラインであり、Ｏ／Ｄにｌ１ＪＸづる実線Ｏ
ＦＦ→ＯＮ及び破線ＯＦＦ←ＯＮは、それぞれオーバド
ライブの状態に於て直結クラッチが解放より係合へ切換
えられる切換ライン及びオーバドライブの状態に於て直
結クラッチが係合より解放へ切換えられる切換ラインで
ある。

第５図〜第８図は本発明による車輌用自動変速機の制御
方法の一つの実施例を示すフローチャー１〜である。

先ずスタートに当って初期値の設定が行われ、次いで車
速、スロットル開度又はブースト圧、マニュアルシフト
バルブの切換位置、ブレーキの作動状態に関する信号が
読込まれる。

次いでマニュアルシフ１〜バルブの切換位置の判定が行
われ、設定位置がＤレンジ、３レンジ、Ｌレンジのいづ
れかであるときには第３図に示づ如き変速線図の設定が
行われる。マニュアルシフトバルブの設定位置がＰ、Ｒ
，Ｎのいづれかであるときには、直結クラッチを解ｌｌ
１（オフ）した後データ入力の手前に戻される。

変速ｌ１ｌＡ図の設定が行われた後、直結クラッチが係
合（オン）状態であるか否かの判定が行われる。

直結クラッチが係合されているときにはフラッグ［１が
１か否かの判断が行われる。フラッグＦ１は初期値設定
の際には０１．：設定されており、従って最初にこの判
定位置に来たときには、この判定結果は必ずノーであり
、従つにこでタイマＴＭ３がＯにりＵツ１−される。

次いで走査過程は変速判断のｈ無、即ちデータ入力にて
入力されたデータを処理した結果、ここで歯車変速機構
の変速段を切換えるべき時期に至ったか否かの判断を行
う過程に移る。変速判断ありの揚台にはフラッグ１鞘が
１か否かの判断が行われる。この場合最初にこの過程に
至ったときにはフラッグ１：電は木１．ｆｏ　ｒあるの
で、この判断結果はノーでおり、ここでフラッグＦ１を
１に設定し、又タイマＴ　Ｍ　＋をＯにリセツ［〜する
作用が行われる。従ってこれ以後走査過程が再循環して
この過程及び先の直結オン？の結果イ］〜スのずり断が
なされたときにし、タイマ丁Ｍ３及びＴＭＩ　はいづれ
もリセツ１へされず、最初のりセラ１−の時点よりタイ
ムカラン］へを続ＬＪる。

次いで走査過程は第６図の）７ツプシフ１〜か否かの判
断過程に移る。アップシフトが指令されているときには
、時間Ｔｏ、丁１　、Ｔ２Ｎ　Ｔ３の設定が行われる。

このうち時間Ｔｏは以下に説明される要領にて変速段の
切換えに際してそれまで直結クラッチが係合された状態
にあったか解放された状態にあったかを判定するために
設定される成る時間であり、Ｔ１〜Ｔ３は、変速判断が
出されＩＣ瞬間即ちタイマＴ　Ｍ　Ｉがリセットされた
１ＩｒＪｌに刻し第９図に示す如き関係にある時間を示
Ｊ０これらの時間は例えば第１０図の表に示す如き要領
により予め設定され、電子式制御装置に於ける記憶装置
に記憶されている値である。

これらの時間設定が行われると、次いでタイマＴ　Ｍ　
３によるカウントタイムが上に設定された時間Ｔｏ−１
、り人さいか否かの判断がなされる。ここでＴ　Ｍ　３
が成る微少時間Ｔｏより大きいということは、当該微少
時間以内にタイマ１゛Ｍ３がリヒットされたことがない
ということを意味し、このことはでれ以前のかなりの時
間に亙って直結クラッチがオンにされたことがないこと
即ち直結クラッチは解放された状態にあることを意味す
る。従って逆にＴ　Ｍ　ｓが−ｒｏより大きくないとい
うことは、その少し以前に直結オンの判断がなされてい
ることを意味し、そのとき直結クラッチは係合された状
態にあることを意味りる。直結クラッチが係合状態にあ
ると判［１１ｉされたどきには、フラッグＦ２を１に設
定する。Ｔ　Ｍ　ａがＴｏより大きいと最初に判断され
、フラッグ１；２が末だ１に設定されていないときには
、フラッグＦ２は初期設定に於て０に設定されているの
で、走査過程はＦ２＝１７の過程をノーの側へ進み、こ
の実施例に於ては、ここで王１及び１−２を０に設定す
る作用が行われる。このことは、第１０図の表に於ける
変速前に直結クラッチが解／１文されているときのアッ
プシフトの場合のＴ１及び−１−２が、全ての変速段の
間の切換えに対しＯに設定されていることに対応するも
のである。

次いで走査過程はタイマーｒＭ＋にて１測された時間が
丁１より大きいか否かの判断がなされる。

この時１ｆｆｌ　’Ｉ−＋　は変速判断がなされた時点
より実際に変速段の切換えを行うべくシフ１〜チ工ンジ
信号が発せられる時点までに経過すべく予め設定されて
いる時間である。この時間は上）ホの如く変速段の切換
えに先立って直結クラッチのオンオフ状態を判断し、そ
れに従って変速段切換えのための適切なタイミングＴ１
１王！！、Ｔ３を設定するために有効に利用される時間
である。

Ｔｔｖ１＋がＴ１より大きいと判断され１ことき、ｌｌ
ｌら今やシフ１〜チ工ンジ信号を発してもよ０と牢１１
断されたときには、次の走査過程に移り、シフトチェン
ジ信号が出力され、変速段の切換えが行われる。一方、
ＴＭＩが未だ丁１に達しな（１ときに（よ、シフトチェ
ンジ信号を出力することなく次の走査過程へ移る。

いづれにしても、ＴＭＩがＴ！を越えシフ［−チェンジ
信号が出力されたところでタイマＴ　Ｍ　２がリセット
され、この瞬間からのタイムカラン１〜が開始される。

ダウンシフトが指令されているときには、時間Ｔ＋　、
Ｔｐ　、Ｔ−３を設定した後Ｔ　Ｍ　＋がＴ１より大き
いか否かの判断がなされる。そしてＴＭＩが未だ−ｒ＋
に達しないときにはシフトチェンジ信号を出力すること
なく走査過程は次の走査過程へ移される。この場合に【
Ｊ、以下の説明によって理解される如く、歯車変速１３
１４１ｉに於ける変速段の切換えに先立つ−Ｃ１先り“
に１１ｉ１１＋クラツチの解放が行われる。

次いで走査過程は車輌のブレーキが踏まれているか否か
の判断に移る。ブレーキが踏まれているときにはくＡン
）、フラッグＦ　ａが１に設定され、ブレーキが踏まれ
ていイｊい時にはフラッグＦ３は０に設定される。かか
るブレーキの作動状態の判断は、ブレーキが踏まれてい
るときに直結クラッチが係合し−Ｃいると、エンランス
トップを生ずる危険があることにス・１処して、ブレー
キが踏まれているときには直結タラップを解放づる操作
を行うためのもの（゛ある。

更にこれに次いでアクレルペダルが解放されているか否
か、即ちス１」ツ１〜ルが全開状態にあるか否かの判断
が行われる。そしてもしスロットルが全開ならば、タイ
マＴＭ４がリセットされ、スロットルが全開とされた瞬
間からのタイムカウントが開始される。ス【コツドルが
全開でないときには、タイマＴ　Ｍ　ａに於番）るカウ
ント時間ＴＭ４は成る所定の時間Ｔ４より充分大きい値
になっているので、この判定結果は当然イエスであり、
この場合フラッグＦ４はＯに設定される。一方スロツｈ
ルが全閉された後暫くは１Ｍ４は王４に達していないの
で、この間はフラッグＴ４を１に設定づる作用が行われ
る。これらの作用は、スロットルが全閉されたときには
直に直結クラッチを解放し又スロットル全開状態が終了
したときにもその瞬間から所定時間直結クラッチを解放
Ｊることにより流体式ｌ−ルクコンバータを有効に作動
させ、その緩衝力によりスロットルが全開となったとさ
又はスロットルが全開状態より聞かれたときに生ずるエ
ンジン１−ルクの急変を流体式トルクコンバータにより
吸収し、エンジントルクの急変により出力軸に生ずるト
ルクの急変を緩和するためである。

次いでＴ　Ｍ　Ｉ即ち変速判断があった瞬間から翳１測
された時間がＴ２を越えたか否かの判断が行われる。そ
して′［Ｍｌが−１−２に達りるまではフラッグＦ５は
Ｏｌ、：設定され、又ｒ　Ｍ　Ｉが王２を越えた後には
フラッグ］：５は１に設定される。これは第９図で見て
、変速判断がなされた場合にもそれより時間Ｔ２がｒｌ
過づるまでは直結クラッチは係合されていた方がＪ：い
ので、そのための判断を行うものである。

Ｔ　Ｍ　＋がＴ２を越え、直結クラッチが解放された後
、次に直結タラップ−を係合させてよい段階に達したと
きに、そのときの車輌の運転状態が直結クラッチを係合
させ８領域にあるか否かの判断が行われる。そして直結
クラッチを係合さけるべき領域にあるど判断されｌこと
きには、フラッグＦ６Ｇｔ　Ｏに設定され、イうでない
ときはフラッグＦ６は１に設定される。

次いで時間Ｔ　Ｍ　２即ちシフＩ・チェンジ信号が出さ
れた瞬間よりｔ１測されてきた時間がＴ３を越えたかど
うかの判断がなされ、Ｔ　Ｍ　２がＴ８を越えたときに
は、フラッグＦ＋　、Ｆ２　、ＰａをＯｋ：設定づる過
程を杼た後、フラッグ［３〜Ｆ６が全てＯであるか否か
の判断がなされる。ここでＦａ〜Ｆ６が全てＯであると
きには直結クラッチが係合され、そうでないときには直
結クラッチは解放された状態に保たれる。又１−Ｍ２が
Ｔ８に達する以前には、フラッグＦ１．Ｆ２　、Ｆａを
Ｏに設定することなく走査過程が繰返される。

第１１図、第１２図、及び第１３図は、それぞれ直結ク
ラッチが係合された第２速の状態から第３速の状態ヘア
ツブジフトされる場合に、直結クラッチが係合されたま
まの状態でアップシフトが行われた場合、変速段の切換
えと直結クラッチの解放とが同時に開始された場合、及
び本発明の制御方法によりシフトチェンジの開始と直結
クラッチ解放の間に所定の時間遅れが設定された場合に
ついて、エンジン回転数、出力軸トルク、及び１ノーボ
油圧の時間的変化を示すグラフである。これらのグラフ
の比較より理解される如く、直結クラッチ係合のまま変
速段の切換えが行われた場合には、出力軸トルクに大ぎ
な変動が生ずる。又変速段の切換えと直結クラッチの解
放とが同時に開始された場合にも、直結クラッチの解放
が早すぎるために流体式トルクコンバータにスリップが
生じ、そのためエンジンに吹上かつが生じ、そのために
ｕｊ力軸トルクにし人込な変動が生じている。これらの
グラフの比較から、本発明の制御方法によれば、特に直
結クラッチが係合され“Ｃいる一つの変速段より他の一
つの変速段へのアップシフト時に於ける変速特性が大き
く改善されることが理解されよう。同様の改善は池の種
々の切換時にも冑Ｉうれるものである。

以上に於−Ｃは木５ｅ明を一つの実施例について詳細に
説明したが、かかる実施例について本発明の範囲内にて
種々の修正がｉＪ能であることは当業者にとって明らか
であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ににる制御方法が適用される車輌用自動
変速はどそのＩζめの制御装置の一例を示づ概略図、第
２図は第１図に示づ南中変速機構に於ける変速段とそれ
を達成づるソレノイド、摩擦係合装置及びワンウェイク
ラッチの励磁非励磁及び係合状態を示す一覧表、第３図
は第１図に示す自動変速機の歯車変速機構のための変速
ラインの一例をＤレンジの場合について示１ＩｆＡ図、
第４図は第１図に示す自動変速機の直結クラッチのため
の切換ラインの一例をＤレンジの場合について示ず線図
、第５図〜第８図は本発明による制御方法の一つの実施
例を示Ｊフローヂャ−１〜、第９図は前記フローヂャー
１−に組込まれている幾つかの時間の関係を示１線図、
第１０図は前記フローヂャートの過程に於て設定される
時間の例を示す表。 第１１図〜第１３図は直結第２速より第３速ヘアツブジ
フトされた場合のエンジン回転数、出力軸トルク、サー
ボ油圧の時間的変化を直結クラッチが係合された状態に
てアップシフトが行われた場合、アップシフトと直結ク
ラッチの解ｈｋが同時に開始された場合、及び本発明に
よる制御方法が実施された場合について比較して示寸グ
ラフである。 １・・・自動変速機、２・・・トルクコンバータ入力軸
、３・・・トルクコンバータ出ツノ軸、３ａ・・・トル
クコンバータ、４・・・直結クラッチ、５・・・歯車変
速機構入力軸、６・・・歯車変速機構出ツノ軸、７・・
・歯車変速機構、８・・・４−１ノリＡ７．９・・・プ
ラネタリビニオン、１０・・・サンギヤ、１１・・・リ
ングギヤ、１２・・・ワンウェイクラッチ、１３・・・
クラッチ、１４・・・ブレーキ、１５・・・中間軸、１
６・・・サンギヤ軸、１７．１８・・・クラッチ、１９
・・・リングギｌ−，２０・・・サンギヤ、２１・・・
キャリヤ、２２・・・プラネタリビニオン、２３・・・
サンギ曳７．２４・・・リングギヤ、２５・・・プラネ
タリビニオン、２６・・パ１−１１リヤ、２７・・・ブ
レーキ、２８・・・ワンウェイクラッチ、２９・・・ブ
レーキ、３０・・・ワンウェイクラッチ、３１・・・ブ
レーキ、３２・・・自動変速機油圧制御装置、３３・・
・制御用コンピュータ 特　Ｗ［出　願　人　トヨタ自動車株式会社代　理　人
　弁理士　明　石　昌　毅 第５図 第６図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 流体式トルクコンバータと、直結クラッチと、歯車変速
   １１ｉＪ構ど、電子式制御装置とを有する車輌用自動変
   速機の制御７Ｊ’　ｒｊｔにして、エンジンのスロット
   ルが全開されたとき及びその状態が終った時点から所定
   の時間が経過１゛るまで前記直結クラッチを解放状態ど
   することを特徴とする制御方法。