JPS62137457A - 自動変速機の制御装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は予め定められた変速特性に基づいて変速制御を
行なうようにした自動変速機の制御装置に関し、より詳
しくは、現在の変速段と目標変速段との段差が２段以上
であるときに、１段づつ変速するようにしたものに関す
る。

（従来技術） 自動変速機としては、遊星歯車等の多段歯車変速機構と
これを制御する油圧機構とを備えたものが汎用されてい
る。

この種の自動変速機にあっては、Ｙｆ、磁式切換弁によ
り油圧回路を切換え、これにより、多段変速機構に付設
されている流体式アクチュエータとしてのブレーキ、ク
ラッチ等の摩耗要素を適宜作動させてエンジン動力の伝
達系を切換えることにより、所要の変速段を得るように
なっているが、この変速段の制御は、予め定められた変
速特性に基づいて行なわれるのが一般的である。

すなわち、電子制御装４により、予め定められた変速特
性に基づいて、車両の走行状態から目標変速段を決定し
、この目標変速段に対応したシフトアップ信号、シフト
ダウン信号によって、上記電磁式切換弁を選択的に作動
させ、これにより、変速段を目標変速段に切換えるよう
にされている。

しかしながら、このような自動変速機では、現在の変速
段と目標変速段との間に２段以上の段差があったとして
も、そのまま数段ジャンプして目標変速段への変速がな
されることなるため、変速ショックあるいは上記クラッ
チ等の摩耗要素の摩耗が激しいという問題があった。

かかる問題に対して、特開昭５７−１４６９４４号公報
に見られるように、現在の変速段と目標変速段との間に
２段以上の段差があるときには、段階的に１段づつ変速
するようにして、上記問題を解消することが提案されて
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、」二記従来のものでは、変速機の回転軸
の回転速度の大小に拘らず、予め定められた所定時間を
おいて１段づつ変速するようにされているため、その時
間の設定が難しいという問題があった。すなわち、高速
状態を想定して長時間に設定した場合、低速時での応答
性に遅れを生ずることとなる一方、逆に低速状態を想定
して短時間に設定した場合には、高速時における変速シ
ョックの問題が生ずることとなる。

そこで１本発明は、現在の変速段と目標変速段との間に
２段以上の段差があるとき、段階的に１段づつ変速する
ようにした自動変速機の制御装置を更に発展させて、変
速ショックの低減及び応秦性の面でより好ましい制御を
行なうようにした自動変速機の制御装置の提供を目的と
する。

（問題点を解決するだめの手段、作用）本発明は、変速
機の回転軸の回転速度が大である程、変速の際の変速機
の回転軸の回転速度の変動幅が大となり、この結果大き
な変速ショックが生ずる点に看目し、変速機の回転軸の
回転速度に応じた時間をおいて、現在の変速段から目標
変速段へ、移行するようにしたものである。

具体的には、予め定められた変速特性に基づいて、エン
ジン駆動系に組み込まれた多段変速機構の変速操作を制
御するようにした自動変速機の制御装置を前提として、
第１図に示すように、前記エンジン駆動系の回転速度を
検出する回転速度検出手段と、 現在の変速段と前記変速特性に基づく目標変速段との段
差が２段以上であることを判別する段差判別手段と、 該段差判別手段からの信号を受け、現在の変速段から目
標変速段への変速を、その中間の変速段を設定時間保持
しつつ１段づつ変速させる変速段制御手段と、 前記回転速度検出手段からの信号を受け、前記設定時間
を回転速度が大きいときには、回転速度が小さいときに
比して大きな値に設定する時間設定手段と、を備えた構
成としたものである。

このような構成とすることにより、現在の変速段から目
標変速段への変速過程において、変速ショックを緩和す
るために設定される中間変速段、例えば現在の変速段が
４速であり、目標変速段が２速であるとすると、その変
速過程において設定される３速の変速段が回転速度に応
じた時間保持されつつ、つまり高速時には中間変速段と
しての３速の設定時間が長時間に設定されて、４速から
２速への変速がゆっくりと行なわれることによって、そ
の変速ショックが低減される一方、変速ショックがさほ
ど問題とならない低速時には中間段としての３速の設定
時間が短時間に設定されることにより目標変速段への変
速がすばやく行なわれることとなり、その応答性が高め
られることとなる。

（実施例） 以下本発明の実施例を呼付した図面に基づいて説明する
。

電子制御式自動変速機の機械部分の断面および油圧制御
回路を示す第２図において、自動変速機ＡＴは、トルク
コンバータ１０と、多段歯車変速機構２０と、トルクコ
ンバータ１０と多段歯車変速ａ構２０との間に配置され
たオーバードライブ用Ｍ星歯車変速機構５０とを含んで
構成されている。

トルクコンバータ１０は、エンジン出力軸１に結合され
たポンプ１１、該ポンプ１１に対向して配置されたター
ビン１２、およびポンプ１１とタービン１２どの間に配
置されたステータ１３を有し、タービンン１２にはコン
バータ出力軸１４が結合されている。コンバータ出力軸
１４とポンプ１１との間にはロックアツプクラッチ１５
が配設されている。このロックアツプクラッチ１５は、
トルクコンバータ１０内を循環する作動油圧力により常
時係合方向すなわちエンジン出力軸１とトルクコンバー
タ出力１ｌｄ１４とをロックアツプ（直結）する方向に
付勢されると共に、外部から供給される開放用油圧によ
り開放状態に保持されるようになっている。

多段歯車変速機構２０は、前段遊星歯車機構２■と後段
遊星歯車機構２２を有し、前段遊星歯車機構２１のサン
ギア２３と後段遊星山車機構２２のサンギア２４とは連
結軸２５を介して連結されている。多段歯車変速機構２
０の入力軸２６は、前方クラッチ２７を介して連結軸２
５に、また後方クラッチ２８を介して前段Ｍ星歯車機構
２１のインターナルギア２９にそれぞれ連結されるよう
になっている。連結軸２５すなわちサンギア２３．２４
と変速機ケースとの間には前方ブレーキ３０が設けられ
ている。前段遊星歯止機構２１のプラネタリキャリア３
１と後段遊星歯車機構２２のインターナルギア３３とは
出力軸３４に連結され、後段遊星歯車機構２２のプラネ
タリキャリア３５と変速機ケースとの間には後方ブレー
キ３ｉとワンウェイクラッチ３７が介設されている。

オーバードライブ用遊星歯車変速機構５０においては、
プラネタリギア５１を回転自在に支持するプラネタリキ
ャリア５２がトルクコンバータ１０の出力軸１４に連結
され、サンギア５３は直結クラッチ５４を介してインタ
ーナルギア５５に結合されるようになっている。サンギ
ア５３と変速機ケースとの間にはオーへ−ドライブブレ
ーキ５６が設けられ、またインターナルギア５５は多段
歯車変速機構２０の入力軸２６に連結されている。

多段歯車変速機構２０は従来公知の形式で前進３段およ
び後進１段の変速段を有し、クラッチ２７．２８および
ブレーキ３０．３６を適宜作動させることにより所要の
変速段を得ることができるものである。オーバードライ
ブ用遊星歯車変速機構５０は、直結クラッチ５４が係合
しブレーキ５６が解除されたとき、Ｉ！１１１４．２６
を直結状態で結合する一方、ｔブレーキ５６が係合し、
クラッチ５４が解放されたとき軸１４．２６をオーバー
ドライブ結合する。

以上説明した自動変速機ＡＴは、第２図に示したような
油圧制御回路ＣＫを備えている。この油圧制御回路ＣＫ
は、エンジン出力ｉｋＩ］１によって駆動されるオイル
ポンプ１００を有し、このオイルポンプ１００から圧力
ライン１０１に吐出された作動油は、調圧弁１０２によ
り圧力が調整されてセレクト弁１０３に導かれる。セレ
クト弁１０３は、１．２、Ｄ、Ｎ、Ｒ，Ｐ、の各シフト
位置を有し、該セレクト弁１０３が１．２およびＤ位置
にあるとき、圧力ライン１０１はセレクト弁１０３のボ
ー）ａ、ｂ、ｃに連通ずる。ポー）ａは後方クラ・νす
２８の作動用アクチュエータ１０４に接続されており、
升１０３が上述の位置にあるとき、後方クラッチ２８は
係合状態に保持される。

ポートａは、また１−２シフト弁１１０の左方端近例に
も接続され、そのスプールを図において右方に押し付け
ている。ポートａは、さらに第１ラインＬ１を介して１
−２シフト弁１１０の右方端に、第２ラインＬ２を介し
て２−３シフト弁１２０の右方端に、第３ラインＬ３を
介して３−４シフト弁１３０の右方端にそれぞれ接続さ
れている。

上記第１、第２および第３ラインＬ１、Ｌ２およびＬ３
からは、それぞれ第１、第２および第３ドレンラインＤ
Ｌ１．ＤＬ２およびＤＬ３が分岐しており、これらのド
レンラインＤＬＩ、ＤＬ２、ＤＬ３には、このドレンラ
インＤＬ１．ＤＬ２、ＤＬ３の開閉を行なう第１、第２
、第３ツレ／　−（ト弁ＳＬＩ、ＳＬ２、Ｓ　Ｌ　３　
カＪａｈ”ｔすｈ−ｃイる。上記ソレノイド弁ＳＬＩ、
ＳＬ２、ＳＬ３は、ライン１０１とボートａが連通して
いる状態で消磁されると、各ドレンラインＤＬＩ、ＤＬ
２、ＤＬ３を閉じ、その結果第１．第２、第３ライン内
の圧力を高めるようになっている。

ボー１−　ｂはセカンドロック弁１０５にもライン１４
０を介して接続され、この圧力はセカンドロック弁１０
５のスプールを図において下方に押し下げるように作用
する。セカンドロック弁１０５のスプールが下方位置に
あるとき、ライン１４０とライン１４１とが連通し、油
圧が前方ブレーキ３０のアクチュエータ１０８の係合側
圧力室に導入されて前方ブレーキ３ｏを作動方向に保持
する。ボートｃはセカンドロック弁１０５に接続され、
この圧力は該弁ｌＯ５のスプールを上方に押し上げるよ
うに作用する。ざらにボートＣは圧力ライン１０６を介
して２−３シフト弁１２０に接わ°ｄされている。この
ライン１０６は、第２ドレンラインＤＬ２のソレノイド
弁ＳＬ２が消磁されて、第２ラインＬ２内の圧力が高め
られ、この圧力により２−３シフト弁１２０のスプール
が左方に移動させられたとき、ライン１０７に連通する
。ライン１０７は、前方ブレーキ３０のアクチュエータ
ｌＯ８の解除側圧力室に接続され、該圧力室に油圧が導
入されたとき、アクチュエータ１０８は係合側圧力室の
圧力に抗してブレーキ３０を解除方向に作動させる。ま
た、ライン１０７の圧力は、前方クラッチ２７のアクチ
ュエータ１０９にも導かれ、このクラッチ２７を係合さ
せる。　セレクト弁１０３は、１位置において圧力ライ
ン１０１に通じるボートｄを有し、このボートｄは、ラ
イン１１２を経てｌ−２シフト弁１１０に達し、さらに
ライン１１３を経て後方ブレーキ３６のアクチュエータ
１１４に接続される。

１−２シフト弁１１０および２−３シフト弁１２０は、
所定の信号によりソレノイド弁ＳＬ１．ＳＬ２が消磁さ
れたとき、スプールを移動させてラインを切り替え、こ
れにより所定のブレーキ、またはクラッチが作動し、そ
れぞれ１−２．２−３の変速動作が行なわれる。また油
圧制御回路ＣＫには調圧弁１０２からの油圧を安定させ
るカットバック用弁１１５、吸気負圧の大きさに応じて
調圧弁１０２からのライン圧を変化させるバキュームス
ロットル弁１１６．このスロットル弁１１６を補助する
スロットルバックアップ弁１１７が設けられている。

さらに、本例の油圧制御回路ＣＫにはオーバードライブ
用の遊星歯車変速ａ構５０のクラッチ５４およびブレー
キ５６を制御するために、３−４シフト弁１３０および
アクチュエータ１３２が設けられている。アクチュエー
タ１３２の係合側圧力室は圧力ライン１０１に接続され
ており、該ライン１０１の圧力によりブレーキ５６は係
合方向に押されている。この３−４シフト弁も、上記１
−２．２−３シフト弁１１０．１２．０と同様、ソレノ
イド弁ＳＬ３が消磁されると該３−４シフト弁１３０の
スプール１３１が下方に移動し、圧力ライン１０１とラ
イン１２２が遮断され、ライン１２２はドレーンされる
。これによってブレーキ５６のアクチュエータ１３２の
解除側圧力室に作用する油圧がなくなり、ブレーキ５６
を係合方向に作動させるとともにクラッチ５４のアクチ
ュエータ１３４がクラッチ５４を解除させるように作用
する。

ざらに本例の油圧制御回路ＣＫには、ロックアツプ制御
弁１３３が設けられており、このロックアツプ制御弁１
３３はラインＬ４を介してセレクト弁１０３のボートａ
に連通されている。このラインＬ４からは、ドレンラ・
ｆンＤＬＩ、ＤＬ２、ＤＬ３と同様ソレノイド弁ＳＬ４
が設けられたドレンラインＤＬ４が分岐している。ロッ
クアツプ制御弁１３３は、ソレノイド弁ＳＬ４が励磁さ
れてドレンラインＤＬ４が閉じられ、ラインＬ４内の圧
力が高まったとき、そのスプールがライン１２３とライ
ン１２４を遮断して、ライン１２４がドレンされロック
アツプクラッチ１５を作動方向に移動させるようになっ
ている。

以上の構成において、各変速段およびロックアツプと各
ソレノイドの作動関係、および各変速段とクラッチ、ブ
レーキの作動関係を次の第１表〜第３表に示す。

（以下余白） 第１表 第２１表 第３図は、上述した自動変速機ＡＴに伴われた油圧制御
回路ＣＫを制御して、変速制御およびロックアツプ制御
を行なうようにされた本発明に係る自動変速機ＡＴの制
御装置の一例を、該自動変速ａＡＴが組込まれたエンジ
ンＥＮと共ニ示す。

この第３図において、制御ユニット２００は、自動変速
機ＡＴについてのロックアツプ制御を行なうロックアツ
プ制御回路と、変速制御を行なう変速制御回路と、を含
むものとされている。また、自動変速ａＡＴが組み込ま
れたエンジン駆動系の回転数として、タービン回転数Ｔ
ＳＰがそれに付設されたタービン回転数センサＴＳによ
り検出され、またエンジンＥＮの吸気通路２０３に設け
たスロットルバルブ２０４のスロットル１ｌＪｆｉ度Ｔ
Ｈがエンジン負荷センサＬＳにより検出されこの両セン
サＴＳ、ＬＳからの信号が制御ユニッ）２００に人力さ
れる。

なお、ここではスロットル開度ＴＨはエンジン負荷に対
応した情報として取り扱われる。

制御ユニッ）２００の変速制御回路は、上述したタービ
ン回転数センサＴＳからのタービン回転数信号ＴＳＰ、
エンジン負荷センサＬＳからのスロットル開度信号ＴＨ
から得られる情報を、例えば第４図に示されるタービン
回転数−エンジン負荷特性に基づいてあらかじめ決定さ
れた変速マツプのシフトアップ変速線（第４図中、実線
）およびシフトタウン変速線（第４図中、破線）に照合
して、変速すべきか否かの演算を行う。そして、この演
算結果に応じて、シフトアップ信号もしくはシフトダウ
ン信号を油圧制御回路ＣＫの第１、第２、第３ソレノイ
ド弁ＳＬＩ、ＳＬ２、ＳＬ３に出力し、それらを第１表
に示されるよな態様で選択的に励磁して、自動変速ａＡ
Ｔの変速段を上位変速段（シフトアップ）もしくは下位
変速段（シフトタウン）に移行させる制御を行なうと共
に、シフトアップ信号もしくはシフトタウン信号をロッ
クアツプ制御回路に出力する。

また、制御ユニッ）２００のロックアツプ制御回路では
、上述の変速制御回路における場合と同様に、タービン
回転数センサＴＳからのタービン回転数Ｔ　ＳＰ、エン
ジン負荷センサＩ、Ｓかものスロットル開度信号ＴＨお
よび走行モード信号がああわす情報を１例えばタービン
回転数とエンジン負荷特性に基づいてあらかじめ決定さ
れた変速マツプのロックアツプ作動線およびロックアツ
プ解除線に照合して、ロックアンプすべきかロックアツ
プ解除すべきかの演算を行なう。そして、このｅｔ算結
果に応じて、ロックアツプ作動信号もしくはコックアッ
プ解除信号を油圧制御回路ＧＫの第４ソレノイド弁ＳＬ
４に出力する。

このような基本的制御に加えて、現在の変速段と目標変
速段との段差が２段以上ある場合には、特開昭５７−１
４６９４４号公報に見られるように、１段づつ設定時間
をおいて段階的に変速操作が行なわれるようになってい
る。そして、その静間は、タービン回転数に応じた値に
設定されるようになっている。第５図は、その−例を示
すもので、タービン速度（Ｔ　ＳＰ）と時間（Ｔ）との
関数ｆ（ＴＳＰ）を予め与えておき、この関ａｆ（Ｔ　
ＳＰ）に応じた設定時間Ｔの決定がなされる。

上記関数ｆ　（ＴＳＰ）は、回転速度が高速になる程、
設定時間Ｔを長時間とする関数とされている。勿論最適
なる関数ｆ　（ＴＳＰ）は実験により得られるものであ
る。

このような制御ユニット２００は、例えばマイクロコン
ピュータによって構成することができ、かかる制御ユニ
ット２００を構成するマイクロコンピュータの動作プロ
グラムは、例えば第６図に示すようなフローチャートに
したがって実行される。以下このフローチャートに基づ
いて説明する。

先ず、現在の変速段Ｎ、タービン回転数ＴＳＰ、スロッ
トル開度ＴＨの取込みがなされた後（ステップＳｌ、ス
テップＳ２、ステップＳ３）、第４図に示す変速マツプ
に基づいてタービン回転数ＴＳＰ、スロットル開度ＴＨ
から目標変速段ＮＴが算出され（ステップＳ４）、ステ
ップＳ５で現在の変速段Ｎと目標変速段ＮＴとの段差が
２段以上であるか否かの判定がなされる。このステップ
Ｓ５における判定で段差が１段であると判定されると、
ステップＳ６に移行して変速段を目標変速段ＮＴとする
シフトアップ信号あるいはシフトタウン信号が出力され
て、変速段を目標変速段ＮＴとする変速操作がなされる
。

上記ステップＳ５で現在の変速段Ｎと目標変速段ＮＴと
の段差が２段以上であると判別されると、ステップＳ７
へ移行し、目標変速段ＮＴと現在の変速段Ｎとの比較が
行なわれる。ここで目標変速段ＮＴが現在の変速段Ｎよ
りも小、つまりシフトダウンを行なう必要がある場合に
はステップＳ８へ進み、フラグＦが「０」にセットされ
る。

〜方、前記ステップＳ７で目標変速段ＮＴが現在の変速
段Ｎより大、つまりシフトアップを行なう必要がある場
合にはステップＳ９へ移行してフラグＦが「１」にセッ
トされる。これに、フラグＦは、「Ｏ」であるときシフ
トダウンを意味し、「１」であるときシフトアップを意
味するものである。

このようにステップＳ８．９でのフラグＦのセットが行
なわれた後、ステップＳＩＯへ進んで、フラグＦがｒｌ
Ｊであるか否かの判別がなされ、シフトタウン（Ｆ＝０
）のときにはステップＳｌｌで現在の変速段Ｎを１段ダ
ウンするシフトダウン信号が出力されて、それに応じた
変速操作が行なわれる。一方、シフトアップ（Ｆ＝１）
のときにはステップＳ１２で現在の変速段Ｎを１段アッ
プするシフトアップ信号が出力されて、それに応じた中
間段への変速操作が行なわれる。

−ステップＳｌｌあるいはステップＳ１２における変速
操作が完了した後、第５図に示す関数ｆ（Ｔ　ＳＰ）に
基づいて設定された設定時間Ｔ＝ｆ（ＴＳＰ）ｊの間上
記中間段が保持されて（ステップＳＬ４．１５）、１段
づつ段階的に目標変速段ＮＴに近づける変速操作がなさ
れる（ステップ５１６）。このことから、現在の変速段
Ｎと目標変速段ＮＴどの段差が２段以上ある場合には、
その移行時間が、設定時間Ｔ＝ｆ（ＴＳＰ）をおいて段
階的に１段づつ変速されることによって、タービン回転
数に応じた時間をおいて行なわれることとなる。したが
って、高速時にはゆっくり（第６図参照）、低速時には
すばやく（第７図参照）変速が行なわれ、高速時におけ
る変速ショックの緩和、低速時における応答性の向上が
図られることとなる。

勿論、変速ショックの問題はシフトダウンのとき、運転
者に不快な感じを与えるものであることから、上述の制
御においてシフトアップのときには、予め定められた所
定時間おいて１段づつ変速する、あるいは直ちに１］標
変速段ＮＴヘシフトアップするものであってもよい。ま
た、シフトアップとシフトタウンとでは、上述したよう
に運転者に与える感覚が異なることを勘案し、関数ｆ（
Ｔ　ＳＰ）をシフトアップ、シフトダウンとでは異なる
ようにしてもよい。また、エンジン駆動系の回転数の検
出を、タービン回転数によることとしたが、これをエン
ジン出力軸の回転数あるいは変速機の出力軸の回転数に
より検出してもよい。更に、上記実施例では設定時間を
エンジン駆動系の回転数に応じてリニアに変えることと
したが、この回転数を数段階に分けて、それぞれに設定
時間を定めておくようにしたものであってもよい。

以上、本発明の実施例について説明したが、電子制御回
路２００をマイクロコンピュータによって構成する場合
は、デジタル式、アナログ式いずれによっても構成する
ことができる。

（発明の効果） 本発明は、以上述べたことから明らかなように、現在の
変速段と目標変速段との間に２段以上段差がある場合に
、１段づつ段階的に変速するに際し、これをエンジン駆
動系の回転速度に応じた時間をおいて行なわれるため、
目標変速段への移行時間が高速時にはゆっくり、低速時
にはすばやい変速操作の下で、変速ショックの低減と応
答性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の全体構成図。 第２図は自動変速機の機械的部分の断面およびその油圧
回路を示す図。 第３図は本発明の一実施例を示す全体系統図。 ｉ４図は変速線図の一例を示す図。 第５図はタービン回転数に応じた変速時間の決定のため
の関数ｆ　（ＴＳＰ）を示す図、第６図は制御実行の一
例を示すフローチャート、 第７図は高速時における変速過程の説明図、第８図は低
速時における変速過程の説明図である。 ２０：多段歯車変速機構 ２００：制御ユニット ＳＬＩ”ＳＬ４：ソレノイド弁 ＴＳＰ：タービン回転数 ｆ　（ＴＳＰ）　　、設定時間関数 ＴＳ：タービン回転数センサ 第１図 第３図 第８図　　　第７図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　予め定められた変速特性に基づいて、エンジン
   駆動系に組み込まれた多段変速機構の変速操作を制御す
   るようにした自動変速機の制御装置において、 前記エンジン駆動系の回転速度を検出する回転速度検出
   手段と、 現在の変速段と前記変速特性に基づく目標変速段との段
   差が２段以上であることを判別する段差判別手段と、 該段差判別手段からの信号を受け、現在の変速段から目
   標変速段への変速を、その中間の変速段を設定時間保持
   しつつ１段づつ変速させる変速段制御手段と、 前記回転速度検出手段からの信号を受け、前記設定時間
   を回転速度が大きいときには、回転速度が小さいときに
   比して大きな値に設定する時間設定手段と、 を備えていることを特徴とする自動変速機の制御装置。