JPS6158697B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、自動車等の車輌に用いられる自動変
速機の変速制御装置に係り、更に詳細には電子式
変速制御装置に係る。 流体式トルクコンバータと、複数段の変速段を
得るための複数個の摩擦係合装置を備えた歯車変
速装置とを含む自動変速機の変速制御装置の変速
制御装置の一つとして、車速を検出する車速セン
サと、エンジン負荷を検出する負荷センサと、車
速とエンジン負荷に応じて予め定められた目標変
速段を記憶した記憶手段と、前記車速センサが検
出する車速と前記負荷センサが検出するエンジン
負荷に応じて前記記憶手段より目標変速段を読み
出す演算手段と、前記演算手段により読み出され
た変速段に従つて変速段がその目標変速段に変化
するよう前記摩擦係合装置の作動を制御する制御
手段とを有している電子式変速制御装置が知られ
ている。 前記歯車変速装置が少なくとも三個の変速段を
有している場合には、上述の如き変速制御装置に
於ては、スロツトルバルブが急激に開閉されてエ
ンジン負荷が急激に変化した時等には目標変速段
がその時の実際の変速段に比して二段以上異な
り、変速段が二段以上一挙に変化することがあ
る。二段以上一挙にシフトアツプされると、特に
それが低負荷運転時に於て行なわれると、エンジ
ン回転数が極端に低くなつて一時的ではあるがエ
ンジンブレーキ状態となり、これに伴い変速シヨ
ツクが大きくなり、変速フイーリングが悪化す
る。また二段以上一挙にシフトダウンされると、
特にそれが高負荷運転時に於て行われると、エン
ジン出力の増大に伴い変速制御用の摩擦係合装置
の摩擦要素に大きい摩擦力が作用し、その耐久性
が損われ、またエンジンがオーバーランを生じる
危険がある。 本発明は従来の電子式変速制御装置に於ける上
述の如き不具合に鑑み、変速段が二段以上一挙に
変化することを防止し、変速段が一段づつ変化す
るようにし、これにより変速シヨツクの緩和と摩
擦係合部材の耐久性の向上を図つた改良された電
子式変速制御装置を提供せんとするものである。 以下に添付の図を参照して本発明を実施例につ
いて詳細に説明する。 第１図は本発明による変速制御装置を組込まれ
た自動変速機の一つの実施例を示す概略構成図で
ある。自動変速機は流体式トルクコンバータ１と
前進三段後進一段の歯車変速装置２とを含んでい
る。 液体式トルクコンバータ１はポンプ３、タービ
ン４及びステータ５を含む周知のものであり、ポ
ンプ３はエンジンクランク軸６に連結され、ター
ビン４はタービン軸７に連結されている。タービ
ン軸７は流体式トルクコンバータ１の出力軸をな
すものであり、これはまた歯車変速装置２の入力
軸となつている。 歯車変速装置２は中間軸８とサンギヤ軸９と出
力軸１０とを有している。入力軸７と中間軸８と
の間にはクラツチ１１が、また入力軸７とサンギ
ヤ軸９との間にはクラツチ１２が各々設けられて
いる。サンギヤ軸９とトランスミツシヨンンハウ
ジング１３との間にはサンギヤ軸９を選択的にト
ランスミツシヨンハウジング１３に固定するため
のブレーキ１４が設けられている。またサンギヤ
軸９には一方向クラツチ１５の一方のクラツチ要
素が接続され、この一方向クラツチ１５はその他
方のクラツチ要素にてブレーキ１６によりトラン
スミツシヨンハウジング１３に選択的に固定され
るようになつている。サンギヤ軸９にはサンギヤ
１７が取付けられており、このサンギヤ１７はキ
ヤリア１８に坦持されたプラネタリピニオン１９
と噛合している。キヤリア１８とトランスミツシ
ヨンハウジング１３との間にはブレーキ２０と一
方向クラツチ２１が設けられている。プラネタリ
ピニオン１９はリングギヤ２２と噛合しており、
該リングギヤ２２は出力軸１０と連結されてい
る。またサンギヤ１７はもう一つのキヤリア２３
に坦持されたプラネタリピニオン２４と噛合して
いる。キヤリア２３は出力軸１０と連結されてい
る。プラネタリピニオン２４はもう一つのリング
ギヤ２５と噛合しており、該リングギヤは中間軸
８と連結されている。クラツチ１１，１２及びブ
レーキ１４，１６，２０は各々油圧により駆動さ
れ、以下に詳細に説明される変速制御装置により
表１に示す如き組合わせにて係合または開放され
ることにより前進三段後進一段の各変速段を達成
するようになつている。

【表】 表１に於て、○印はクラツチ或いはブレーキの
係合、△印はエンジン側より車輌を駆動している
ときの係合（エンジンブレーキ時は開放）、Ｘ印
は開放状態を示している。変速制御装置は前記ク
ラツチまたはブレーキへ油圧を選択的に供給する
油圧制御装置３０を有しており、この油圧制御装
置は油圧ポンプ、プレツシヤレギユレータバル
ブ、１−２シフトバルブ、２−３シフトバルブ、
マニユアルバルブ等を備えたそれ自身周知のもの
であり、１−２シフトバルブは１−２シフトソレ
ノイド３１により、また２−３シフトバルブは２
−３シフトソレノイド３２によつて切換駆動され
るようになつている。油圧制御装置３０はマニユ
アルシフト（レンジ）レバーにより操作されるマ
ニユアルバルブの切換位置と１−２シフトソレノ
イド３１及び２−３シフトソレノイド３２の作動
に応じて前記クラツチまたはブレーキへ表１に示
されている如き組合せにて油圧を供給し、所定の
変速段を達成するようになつている。 １−２シフトソレノイド３１及び２−３シフト
ソレノイド３２は変速制御コンピユータ３３によ
りその作動を制御されるようになつている。変速
制御コンピユータ３３は第２図に良く示されてい
る。コンピユータ３３は車速センサ３４とスロツ
トル開度センサ４０と変速レンジセンサ４３の
各々が発生する信号を与えられ、それに基ずき前
記ソレノイド３１及び３２の通電制御を行なうよ
うになつている。 車速センサ３４は車速に比例した周波数のパル
ス信号を発生し、このパルス信号はゲート信号と
してゲートカウンタ回路３５に入力される。ゲー
トカウンタ回路３５はクロツク発生回路３６より
クロツク信号を与えられ、前記ゲート信号の１サ
イクル中に於けるクロツクパルスをカウントし、
そのカウント結果を入力ポート３７より所定の時
期にコモンバス３８を経て中央処理ユニツト（以
下CPUと称する）３９へ出力するようになつて
いる。 スロツトル開度センサ４０は図示されていない
エンジンの吸気系に設けられたスロツトルバルブ
の開度に応じたアナログ信号（電圧信号）を発生
するようになつている。スロツトル開度センサ４
０が発生するアナログ信号はＡ／Ｄ変換器４１に
入力される。Ａ／Ｄ変換器４１はクロツク発生回
路３６よりクロツク信号を与えられ、これに基ず
き前記アナログ信号をデジタル信号に変換するよ
うになつている。Ａ／Ｄ変換器４１が発生するデ
ジタル信号は入力ポート４２より所定の時期にコ
モンバス３８を経てCPU３９に入力されるよう
になつている。 変速レンジセンサ４３はマニユアルシフトレバ
ーにより運転者の意志によつて定められた変速レ
ンジを検出し、それに応じた信号を発生するよう
になつている。この信号は入力ポート４４より所
定の時期にコモンバス３８を経てCPU３９に入
力されるようになつている。。 CPU３９はゼネラルレジスタ、演算回路、プ
ログラムカウンタ等を含むそれ自身周知のもので
あり、メモリ（記憶）装置４５の制御を行なうメ
モリ制御ユニツト（MCU）４６及び入力ポート
３７，４２，４４の制御を行なうデバイス制御ユ
ニツト（DCU）４７の各々にコントロールバス
４８を経て制御指令信号を出力するようになつて
いる。メモリ装置４５は双方性のコモンバス３８
によつてCPU３９に接続されており、リードオ
ンリメモリ（ROM）とダンラムアクセスメモリ
（RAM）を含んでいる。リードオンリメモリは、
コンプユータのルーチンを決めるプログラミング
と、各変速レンジに応じて車速とエンジン負荷に
応じた目標変速段と、演算のための各種係数を記
憶している。リードオンリメモリが記憶している
目標変速段は第３図乃至第５図に示されている如
きパターンにて変速段が設定されるよう定められ
ている。尚、第３図はＤレンジに於ける変速パタ
ーンを、第４図は２レンジに於ける変速パターン
を、第５図はＬレンジに於ける変速パターンを
各々示しており、この各図に於て、実線はシフト
アツプ線を、破線はシフトダウン線を各々示して
いる。 ダンラムアクセスメモリは車速センサ３４、ス
ロツトル開度センサ４０、変速レンジセンサ４３
の各々が発生した信号及びその他の出力信号、レ
ジスタの退避を行なうのに用いる信号等を一時的
に記憶するようになつている。 CPU３９は車速センサ３４が検出する車速と
スロツトル開度センサ４０が検出するスロツトル
開度とに応じてその時の目標変速段をメモリ装置
４５より読出し、その信号を出力ポート４９へ出
力するようになつている。出力ポート４９に与え
られた信号は増幅器５０，５１を経て１−２シフ
トソレノイド３１及び２−３シフトソレノイド３
２へ入力され、これらの通電制御を行なうように
なつている。 またCPU３９は上述の如くメモリ装置４５よ
り読出された目標変速段と現在の実際の変速段と
の段差が２以上であるか否かを判別し、その段差
が２以上でない時には変速段が即座にその目標変
速段に変化するよう、また前記段差が２以上であ
るときには実際の変速段が一段づつ所定時間をお
いて目標変速段まで変化するよう制御信号を出力
ポート４９へ出力するようになつている。 次に第６図に示されたフローチヤートを参照し
て本発明による自動変速機の変速制御装置の作動
を説明する。まず、CPU３９は車速センサ３
４、スロツトル開度センサ４０、変速レンジセン
サ４３の各々より車速とスロツトル開度と変速レ
ンジのデータを入力する。CPU３９はこのデー
タに基ずきメモリ装置４５より変速段Stを読出
し、目標変速段を設定する。次にCPU３９はこ
の時の変速レンジが何レンジにあるかを判別す
る。この変速レンジがＮ（ニユートラル）レン
ジ、Ｒ（リバース）レンジ、Ｐ（パーキング）レ
ンジである時には目標変速段Stを実際の変速段
Srとし、歯車変速装置２の変速段がその目標変
速段Stになるよう変速段設定制御信号を出力ポー
ト４９へ出力する。この変速段設定制御信号に応
じて１−２及び２−３シフトソレノイド３１及び
３２の通電が制御されることにより歯車変速装置
２はその目標変速段Stに変速段を設定される。 変速レンジがＤレンジ、２レンジ、Ｌレンジで
ある時にはCPU３９はシフトアツプか否かを判
別する。変速段が変化しない時にはこのステツプ
に於てコンピユータのルーチンはノーの方へ進
み、次にシフトダウンであるかの判別を行なう
が、この時にはこのステツプに於てもノーの方へ
進み、CPUはSt＝Srとし、引続き同じ変速段設
定制御信号を出力する。従つて時には変速段の変
更が行なわれない。 上述したシフトアツプか否かである判別ステツ
プに於て、シフトアツプである時にはCPU３９
は次にスロツトル開度Ｔが所定値A₁より大きい
か小さいかの比較を行なう。スロツトル開度Ｔが
所定値A₁より大きい時には即座にSt＝Srとし、
その時の実際の変速段Srと目標変速段との段差
が２以上であつても変速段がその目標変速段に即
座に変化するよう変速段設定制御信号を出力す
る。これにより歯車変速装置２は一段或いは二段
シフトアツプされる。 スロツトル開度Ｔが所定値A₁以上である状態
下にてのシフトアツプ時には、即ちパワーオンシ
フトアツプ時には二段一挙にシフトアツプが行わ
れてもさほど大きい変速シヨツクが生じることが
なく、従つてこの時にはむしろ応答性の良い変速
が行われるべく二段一挙にシフトアツプすること
が許される。 スロツトル開度の比較ステツプに於て、スロツ
トル開度Ｔが所定値A₁より小さい時にはCPU３
９はタイマがオンしているか否かを判別する。こ
の時にはタイマがオンしていないので、CPU３
９は次に目標変速段Stと現在の実際の変速段Sr
との段差が２以上であるか否かを判別する。この
段差が２以上でない時にはタイマをオンし、そし
て変速段が即座にその目標変速段に変化するよう
St＝Srとし、変速段が即座にその目標変速段に
変化するよう変速段設定制御信号を出力する。 目標変速段と実際の変速段との段差が２以上で
ある時にはCPU３９はSt＝Sr＋１なる演算を行
ない、その後タイマをオンし、St＝Srとして変
速段がその時の実際の変速段より一段シフトアツ
プされるよう変速段設定制御信号を出力する。こ
れにより歯車変速装置２はこの時の最終的な目標
変速段が、たとえば第三速であつても第二速に設
定される。 タイマは、予め定められた時間に亙つてオン状
態を維持し、所定時間経過後にオフ状態となる。 コンピユータ３３は上述の如きルーチンを繰返
すから、次のルーチンに於けるタイマがオンか否
かの判別ステツプに於ては、ルーチンはイエスの
方へ進み、タイマにより定められた時間が経過す
るまでその変速段を維持する。タイマにより定め
られた時間が経過した後のルーチンに於てタイマ
がオンしているか否かの判別ステツプになると、
この時にはタイマがオンしていなくてオフ状態に
戻つてるから、ルーチンはノーの方に進み、再び
目標変速段と実際の変速段との段差が２以上であ
るかの判別を行なう。この時の目標変速段が第三
速であれば、この時には歯車変速装置２の実際の
変速段はすでに第二速になつているから、その段
差は１であり、従つて、CPU３９はタイマをオ
ンした後、St＝Srとし、変速段が最終目標変速
段、即ち第三速になるよう変速段設定制御信号を
出力する。これにより歯車変速装置２の変速段は
第三速にシフトアツプされ、この時のシフトアツ
プ作動が完了する。 即ち、スロツトル開度Ｔが所定値A₁以下であ
る状態下にてのシフトアツプ時には、例えばパワ
ーオフシフトアツプ時には変速段が二段一挙に変
化することが防止され、この時には先ず一段高い
変速段へのシフトアツプが行われ、これに伴い起
動したタイマにより定められる所定時間が経過す
るまでその変速段、例えば第二速が維持され、こ
の後に最終制御目標段である第三速への変速が行
われる。これにより、即ち、一旦中間変速段がタ
イマ制御により所定時間に亙つて維持された後に
最終制御目標段へ変速が行われることにより、一
挙に変速比が大きく変化することが回避されてエ
ンジン回転数が急激に落込むことが回避され、こ
れに伴い大きい変速シヨツクが生じることが防止
される。 また、シフトダウンである時にはCPU３９は
スロツトル開度Ｔが所定開度A₂より大きいか否
かの判別を行なう。スロツトル開度Ｔが所定開度
A₂より小さい時には即座にSt＝Srとし、変速段
がその目標変速段に変化するよう変速段設定制御
信号を出力する。従つてこの時には歯車変速装置
２は一段或いは二段シフトダウンされる。 即ち、スロツトル開度Ｔが所定値A₂以下であ
る例えばパワーオフシフトダウンには変速比が大
きく変化してもエンジン出力が急増することがな
く、むしろエンジンブレーキ効果が応答性良く得
られるように二段一挙のシフトダウンが許容され
る。 スロツトル開度Ｔが所定開度A₂より大きい時
にはCPU３９は次にタイマがオンしているか否
かの判別を行なう。この時はタイマがオンしてい
ないので、CPUは目標変速段と現在の実際の変
速段との段差が２以上であるかの判別を行なう。
この段差が１である時にはタイマをオンして即座
にSt＝Srとし、変速段が目標変速段になるよう
変速段設定制御信号を出力する。 これに対し変速段の段差が２以上である時には
St＝Sr−１なる演算を行ない、タイマをオンし
た後St＝Srとし、変速段が一段だけシフトダウ
ンされるよう、たとえば第三速の時には第二速に
シフトダウンされるよう変速段設定制御信号を出
力する。これにより歯車変速装置２はこの時の最
終的な目標変速段が第一速であつても第二速に設
定される。この状態はタイマがオンしている間続
けられ、タイマがオフ状態になつた時CPU３９
は実際の変速段が最終目標変速段、即ち第一速に
なるよう変速段設定制御信号を出力する。これに
より歯車変速装置２は第一速にシフトダウンされ
る。 即ち、スロツトル開度Ｔが所定値A₂以上であ
るパワーオンシフトダウン、即ちキツクダウン時
には変速段が二段一挙に変化することが回避さ
れ、この時には先ず一段低い変速段へのシフトダ
ウンが行われ、これに伴い起動したタイマにより
定められる所定時間が経過するまでの間、その変
速段、例えば第二速が維持され、この後に最終制
御目標段である第一速への変速が行われる。これ
により、即ち、一旦中間変速段がタイマ制御によ
り所定時間に亙つて維持された後に最終制御目標
段へ変速が行われることにより、一挙に変速比が
大きく変化することが回避されてエンジン回転数
が急激に増大することが回避され、これに伴い変
速制御用の摩擦係合装置の摩擦要素に大きい摩擦
力が瞬間的に作用することが防止されてその耐久
性が確保され、またエンジンがオーバランするこ
とが回避される。 変速段が二段一挙に変化することを防止するた
めに中間変速段に保持する時間はシフトアツプ時
とシフトダウン時とで互に異なつていて良く、ま
た、シフトダウン時のそれはスロツトル開度が所
定値以上の時には全て行なわれ、スロツトル開度
が所定値以下の時には変速レンジの変更時のみ行
なわれ、車輌の運転状態の変化による時には十分
なエンジンブレーキ効果を得るため変速段が二段
以上一挙に変化することを許すよう構成されてい
て良く、更にまたシフトダウン時に於て中間段に
保持する時間はスロツトル開度が所定値以下であ
る時と所定値以上である時とで互に異なつていて
良い。第７図は上述の如き変速制御を行なう時の
フローチヤートを示している。このフローチヤー
トからも明らかな如く、シフトアツプ時に於て変
速段を中間段に保持する時間は第１タイマにより
設定され、シフトダウン時に於てスロツトル開度
が所定値以上の時には第２タイマにより設定さ
れ、スロツトル開度が所定値より小さい時には第
３タイマにより設定される。 尚、上述した実施例に於ては記憶装置に車速と
スロツトル開度とに応じた目標変速段を記憶させ
たが、本発明はこれに限定されるものではなく、
スロツトル開度に代えて吸気管負圧であつても良
く、これはエンジン負荷を示すものであれば良
い。 上述の如く、変速段が二段一挙に変化すること
が禁止される時にはタイマ制御により一段目の変
速段が所定時間に亙つて維持された後に二段目の
変速段へ変速が行われ、これにより一段目の変速
が行われたことを回転数等より特別に検出する必
要がなく、構造及び制御システムが複雑化するこ
とがない。 以上に於ては、本発明を特定の実施例について
詳細に説明したが、本発明は上述の実施例に限ら
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々
の実施例が可能であることは当業者にとつて明ら
かであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による変速制御装置が組込まれ
た自動変速機の一つの実施例を示す概略構成図、
第２図は変速制御コンピユータの一つの実施例を
示すブロツク線図、第３図乃至第５図は各変速レ
ンジに於ける変速パターンを示す線図、第６図及
び第７図は各々本発明による変速制御装置の作動
を説明するフローチヤートである。 １……流体式トルクコンバータ、２……歯車変
速装置、３……ポンプ、４……タービン、５……
ステータ、６……エンジンクランク軸（入力
軸）、７……タービン軸（入力軸）、８……中間
軸、９……サンギヤ軸、１０……出力軸、１１，
１２……クラツチ、１３……トランスミツシヨン
ハウジング、１４……ブレーキ、１５……一方向
クラツチ、１６……ブレーキ、１７……サンギ
ヤ、１８……キヤリヤ、１９……プラネタリピニ
オン、２０……ブレーキ、２１……一方向クラツ
チ、２２……リングギヤ、２３……キヤリヤ、２
４……プラネタリピニオン、２５……リングギ
ヤ、３０……油圧制御装置、３１……１−２シフ
トソレノイド、３２……２−３シフトソレノイ
ド、３３……変速制御コンピユータ、３４……車
速センサ、３５……ゲートカウンタ回路、３６…
…クロツク発生回路、３７……入力ポート、３８
……コモンバス、３９……中央処理ユニツト
（CPU）、４０……スロツトル開度センサ、４１
……Ａ／Ｄ変換器、４２……入力ポート、４３…
…変速レンジセンサ、４４……入力ポート、４５
……メモリ装置、４６……メモリ制御ユニツト、
４７……デバイス制御ユニツト、４８……コント
ロールバス、４９……出力ポート、５０，５１…
…増幅器。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも三個の変速段を得るための複数の
   摩擦係合装置を備えた歯車変速装置を含む自動変
   速機の変速制御装置にして、車速を検出する車速
   センサと、エンジン負荷を検出する負荷センサ
   と、車速とエンジン負荷に応じて予め定められた
   目標変速段を記憶した記憶手段と、前記車速セン
   サが検出する車速と前記負荷センサが検出するエ
   ンジン負荷に応じて前記記憶手段より目標変速段
   を読み出す演算手段と、前記記憶手段より読み出
   された目標変速段と現在の実際の変速段との段差
   が２以上であるか否かを判別する判別手段と、前
   記段差が２以上でない時には変速段が即座にその
   目標変速段に変化するようまた前記段差が２以上
   である時にはタイマ制御により変速段が一段ずつ
   所定時間をおいて変化するよう前記摩擦係合装置
   の作動を制御する制御手段とを有していることを
   特徴とする自動変速機の変速制御装置。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載された自動変速
   機の変速制御装置に於て、前記段差が２以上であ
   る時に変速段が一段ずつ所定時間をおいて変化す
   るよう前記摩擦係合装置の作動を制御するのはシ
   フトアツプ時にはエンジン負荷が所定値以下であ
   る時のみであり、シフトダウン時にはエンジン負
   荷が所定値以上である時のみであるよう構成され
   ていることを特徴とする自動変速機の変速制御装
   置。 ３ 特許請求の範囲第１項または第２項に記載さ
   れた自動変速機の変速制御装置に於て、前記段差
   が２以上である時にその間の中間段に変速段を保
   持する時間はシフトアツプ時とシフトダウン時と
   で互に異つていることを特徴とする自動変速機の
   変速制御装置。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか
   に記載された自動変速機の変速制御装置に於て、
   前記変速段が２以上である時に変速段が一段ずつ
   所定時間をおいて変化するよう前記摩擦係合装置
   の作動を制御するのは、シフトアツプ時にはエン
   ジン負荷が所定値以下である全ての時であり、シ
   フトダウン時にはエンジン負荷が所定値以上の時
   は全てでありエンジン負荷が所定値以下の時は変
   速レンジが変更された時のみであるよう構成され
   ていることを特徴とする自動変速機の変速制御装
   置。