JPS6319454A - 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） この発明は、自動車における自動変速機の制御装置の改
良に関するものである。

（従来の技術） 自動車の自動変速機およびそのυ制御装置については、
例えば桜井一部署「自動変速機の理論と実際」　（鉄道
日本社）や桑門主−編「技術シリーズ自動車」　（朝倉
書店）などの文献に詳細に解説されているように、いく
つかの形式のものが広く実用に供されている。第６図に
は最近の自動変速機の代表的な１つの例を示している。

第６図の自動変速様は、トルクコンバータ１と、多段＃
Ａ車変速様構２と、該トルクコンバータ１と多段歯車変
速機構２との間に配置されたオーバードライブ用遊星歯
車変速殿溝３とを有している。

トルクコンバータ１は、エンジン出力軸４に結合された
ポンプ５と、該ポンプ５に対向して配置されたタービン
６と、ポンプ５とタービン６との間に配置されたステー
タ１３とを有し、さらに該タービン６にはコンバータ出
力軸８が結合されている。また、このコンバータ出力軸
８とポンプ５との間にはロックアツプクラッチ９が設け
られている。このロックアツプクラッチ９は、トルクコ
ンバータ１内を循環する作動油圧力により常時締結方向
に付勢されており、外部からその圧力空９ａ内に解放用
圧油が供給されることにより解放状態に保持される。

多段歯車変速機構２は、前段Ｍ星歯車灘構１０と後段遊
星歯車機構１１とを有し、該前段遊星歯車機構１０のサ
ンギヤ１２と後段遊星歯車機構１１のサンギヤ１３とは
連結軸１４により連結されている。多段歯車変速機構２
の入力軸１５は、フロントクラッチ１６（高速段選択用
の第１摩擦部材）を介して連結＠１４に、またリヤクラ
ッチ１７を介して前段遊星歯車機構１０のインターナル
ギヤ１８にそれぞれ連結されるようになっている。

連結軸１４すなわちサンギヤ１２．１３と変速機ケース
との間にはセカンドブレーキ１９（低速段選択用の第２
摩擦部材）が設けられている。前段遊星歯車機構１０の
プラネタリキャリア２０と、後段遊星歯車は構１１のイ
ンターナルギヤ２１とは出力軸２２に連結されている。

また、後ｍ　Ｆｌ星歯車機構１１のプラネタリキャリア
２３と変速驕ケースとの間にはロー・リバースブレーキ
２４とワンウェイクラッチ２５とが設けられている。

この多段歯車変速機構２は、前進３段、Ｖ２進１段の変
速段を有し、フロントクラッチ１６とリヤクラッチ１７
とセカンドブレーキ１つとロー・リバースブレーキ２４
とを、後述する如く油圧アクチェータによって適宜に作
動させることにより、所要の変速段を得ることができる
ようになっている。

オーバードライブドライブ用遊星歯車変速礪構３は、プ
ラネタリギヤ２６を回転自在に支持するプラネタリキャ
リア２７と、ダイレクトクラッチ２９を介してインター
ナルギヤ３０に接合されるサンギヤ２８とを有している
。このサンギヤ２８と変速機ケースとの間には、オーバ
ードライブブレーキ３１が設けられ、またインターナル
ギヤ３０は多段歯車変速機構２の入力軸１５に連結され
ている。

このオーバードライブ用遊星歯車変速機構３は、ダイレ
クトクラッチ２つが締結してオーバードライブブレーキ
３１が解放されたとき、コンバータ出力軸８と入力軸１
５とを直結状態で結合し、その後、該オーバードライブ
ブレーキ３１が締結し、ダイレクトクラッチ２８が解放
されたとき、これらコンバータ出力軸８と入力軸１５と
をオーバードライブ結合する如く作用する。

この変速機は、良く知られた油圧制御装置のマニュアル
バルブを手動によりセレクト操作して、上記多段歯車変
速機構２とオーバードライブ用遊星歯車変速機構３の各
摩擦部材（クラッチおよびブレーキ）を適宜に作動させ
ることにより所要の変速段を得るものであり、その各摩
擦部材のυＪｔＥパターンレよ各レンジ毎に次の如く設
定される。

この発明の対象は、上述のような自動変速機における各
摩擦部材（クラッチおよびブレーキ）の作動のうち、特
にセカンドブレーキ１９の作動を制＠する技術である。

より詳細には、３速から２速ヘシフトダウンするときの
セカンドブレーキ１９の作動をどのように制御するかが
本発明の対象である。

まず、この点についての従来技術を説明する。

セカンドブレーキ１つのバンドブレーキは、第７図に示
す油圧アクチェータ５０のピストンロッド５１つながっ
ている。

油圧アクチェータ５０のポートＡはピストン５２の左側
の締結ｖ５３に連通しており、ポートＢはピストン５２
の右側の解放至５４に連通している。ピストン５２はバ
ネ５５によって常時左側（解放側）へ付勢されている。

ピストン５２の締結至５３側の受圧面積は解放至５４側
のそれより小さくなっている。

ポートＡとポートＢは油圧制′ｇｆＪ装置５６の油圧回
路に接続されている。油圧制ｔＩｌ装置５６は、前述の
マニュアルバルブの位置やコントローラ５７からの電気
的制御によって、油圧アクチェータ５０を含む前記自動
変速機の各要素を制御する。

１速状態では、ポートＡとポートＢはともにドレーンに
つながっていて、アクチェータ５０には油圧は作用しな
い。従ってバネ５５の力でピストン５２が左側へ移動し
、セカンドブレーキ１９は解放されている。

３速状態では、ポートＡとポートＢの両方に油圧が供給
され、ピストン５２は前後の受圧面積の差によって左側
へ移動し、セカンドブレーキ１９はやはり解放状態にな
る。

２速状態では、ポートＡに油圧が供給され、ポートＢは
ドレーンにつながる。そのためピストン５２は油圧によ
って右側へ移動し、セカンドブレーキ１９は締結状態に
なる。

本発明の対象となるのは、３速から２速へのシフトダウ
ン時の制御である。３速のときにはポートＡとポートＢ
の両方に油圧が供給されていて、３速→２速のシフトダ
ウン時にポートＡにはそのまま油圧を供給しておき、ポ
ートＢをドレーンにつなげる。するとピストン５２は油
圧を受けて右側へ移動し、解放苗５４内の油がドレーン
に排出される。

ここで従来は、第７図に示すように、ポートＢにつなが
る油通路の途中にオリフィスチェックバルブ５８を設け
ている。

このオリフィスチェックバルブ５８は、ポートＢに油圧
を供給するときにはチェックバルブ部分が開いてスムー
ズに油を流し、逆にポートＢ側からの油をドレーンに排
出するときにはチェックバルブ部分が閉じて、オリフィ
スによって絞られた流路を通って油が流れる。

すなわち、３速→２速のシフトダウンに際してセカンド
ブレーキ１９を解放→締結に動作させるとき、油圧アク
チェータ５０のポートＢからドレーンへ向かう排油速度
をオリフィスチェックバルブ５８で遅くなるようにして
いる。

この排油速度が遅いと、アクチェータ５０の動作速度、
すなわちピストン５２の移動速度が遅くなる。これによ
ってセカンドブレーキ１つが解放状態から徐々に締結状
態に移行する。

このように３速→２速のシフトダウン時に、セカンドブ
レーキ１９を徐々に締結状態に移行させるのは、前述の
フロントクラッチ１６の動作とセカンドブレーキ１９の
動作のタイミングを適正化するためである。

先の表に示したように、３速→２速の変速を行なうには
、セカンドブレーキ１９を解放→締結にすると同時に、
フロントクラッチ１６を係合→解放にする必要がある。

そして、ショックのない滑かな変速を行なうには、まず
フロントクラッチ１６を係合→解放に移行させ、それに
僅かに遅れてセカンドブレーキ１９を解放→締結に移行
させる。

この２つの作動のタイミングが適正でないと、変速ショ
ックが発生したりエンジン回転数が急上昇したりする。

３速→２速のシフトダウン指令があってから、ある応答
がれをともなってフロントクラッチ１６が解放され、そ
れにタイミングを合せてセカンドブレーキ１９が締結状
態になるように、上記オリフィスヂエツクバルブ５８で
セカンドブレーキ１９の作動速度を調整しているわけで
ある。

（発明が解決しようとする問題点） 前記のように、オリフィスチェックバルブ５８でポート
Ｂからの排油速度を調整し、セカンドブレーキ１９の動
作速度を設定する従来の構成では、ある代表的な条件下
で適正な動作特性を満足することができるものの、その
条件から外れた場合に適正な動作特性とはならず、３速
→２速のシフトダウン時に変速ショックを生じたり、エ
ンジン回転数の急上昇を生じたりすることがあった。

条件を外れる要因としては、例えば油圧制ｔａＯ装置の
油の温度がある。油の温度が高いと粘性が低くなり、オ
リフィスチェックバルブ５８を通過する油の流速が早く
なる。その結果セカンドブレーキ１９の解放→締結の作
動速度が早くなる。

また、セカンドブレーキ１９の適正なｆ￥動特性という
ものが、車速によっても異なる。ある代表的な車速で適
正なブレーキ作動速度となるようにオリフィスチェック
バルブ５８を設計しているわけだが、設計の中心値より
車速が大きく異なる場合、適正なタイミングでセカンド
ブレーキ１９が作動しなくなる。

この−ような問題点を解決するために、本出願人らは先
に、以下に述べるような改良技術（これを本発明に至る
前段階の改良技術と称する）を開光した。

ここで前記の改良技術について説明する。本発明の実施
例を示す第１図を援用する。油圧アクチェータ５０は前
述したように、第６図におけるセカンドブレーキ１９を
駆動するもので、その構成は第７図の従来例と全く同一
である。また、油圧アクチェータ５０の駆動、制御に係
る油圧制御装置５６とコントローラ５７およびオリフィ
スチェックバルブ５８に係る構成も基本的には従来と同
じで、以下に述べる幾つかの構成がこの改良技術におい
て付加されている。

この改良技術においては、油圧アクチェータ５０のポー
トＢとドレーンとを最短経路で結ぶ油通路５９を設け、
この油通路５つの途中に急速排油バルブ６０を設けた。

この急速排油バルブ６０は、コントローラ５７による電
気的な制御信号を受けて動作する油圧制御装置５６中の
ソレノイドバルブ（図示省略）で発生するパイロット圧
６１によって開閉制御される。

通常状態では、パイロット圧６１は発生しておらず、バ
ルブ６０はバネの力で閉じている。バルブ６ｏが閉じて
いる場合は新設した油通路５９の意味はなく、従って第
７図の従来のものと全く同じ構成および動作となる。

コントローラ５７からの制御信号に応動して油圧制御装
置５６からパイロット圧６１が発生し、これによってバ
ルブ６０が間き、ポートＢとドレーンとが油通路５９で
直結される。この状態ではポートＢからの油が高速でド
レーンへ排出される。

これが急速排油バルブ６０の役割である。

３速→２速シフトダウン時に、急速排油バルブ６０を次
のようなタイミングで制御する。

第５図のタイミングチャートに示すように、Ｄレンジの
走行状態にてコントローラ５７から３速→２速シフトダ
ウン指令が発生すると、油圧制御装置５６が前記衣１に
示したように変速機の各要素を制御する。このシフトダ
ウン時に、変速指令が２速に切り換わってから時間Ｔ１
だけ遅れて忌速排油バルブ６０を開く。

変速指令が２速に切り換わった時点で、油圧制御装置５
６は、オリフィスチェックバルブ５８を介してポートＢ
につながる油通路を、幾つかのシフトバルブを通じてド
レーンに導く。従って従来と同様に、解放￥５４の油は
ポートＢからオリフィスチェックバルブ５８．油圧制御
装置５６を通じて徐々にドレーンへ排出される。この時
のピストン５２の変位速度は遅い。

変速指令が２速に切り換わってから時間Ｔ１を経過する
と、パイロット圧６１によって急速排油バルブ６０が聞
くので、解放室５４の油は油通路５９およびバルブ６０
を経て急速にドレーンへ排出される。これによってピス
トン５２は高速で変位し、セカンドブレーキ１つの作動
速度を早める。

従って上記の構成において、時間Ｔ１が小さいとセカン
ドブレーキ１９の締結タイミングが早くなり、反対に時
間Ｔ１が大きいと締結タイミングが遅くなる。

そこでこの時間Ｔ１を車両の運転状態に応じて適切に変
化させてやる。具体的には、車速が大きいほど時間Ｔ１
を大きくしている。これによって車速の大小にかかわり
なく、フロントクラッチ１６の解放タイミングとセカン
ドブレーキ１９の締結タイミングとが適正に合い、３速
→２速シフトダウンがショックなく円滑に行なわれる。

以上が本発明に至る前段階の改良技術である。

これは上述したような効果を奏するのであるが、以下に
述べるような不十分な点があり、それが本発明の直接的
な解決課題になっている。

その問題とは、急速排油バルブ６０をいつ閉じるかであ
る。３速→２速シフトダウンの作動が完了すれば、急速
排油バルブ６０は開いている必要はなく、むしろ閉じて
いたほうがよい。

本発明に至る前段階の技術では、３速→２速シフトダウ
ンにともなって問いた急速排油バルブ６０を、２速から
３速あるいは他のシフトレンジに切り換わった時点で閉
じるように構成していた。

第５図のタイミングチャートに示すように、３速→２速
シフトダウン指令が発生した時点ｔ１から前述した時間
Ｔ１だけ遅れて急速排油バルブ６０を開ぎ、２速→３速
シフトアツプ指令が発生した時点【２でバルブ６０を閉
じる。

ここで時点ｔ２から非常に短い時間Ｔ３を経過した時点
ｔ３で、再び３速→２速シフトダウン指令が発生したと
する。この時も時点ｔ３より時間Ｔ１後にバルブ６０を
開くのであるが、この時セカンドブレーキ１つの締結タ
イミングに狂いを生じ、変速ショックを生じることがあ
った。

その原因は、時点ｔ２から油圧アクチェータ５０は解放
側へ動作するのであるが、これが完全に解放側へｖＪ作
しないうちに時点（ｔ３＋Ｔ１）から再び油圧アクチェ
ータ５０が締結側へ動作し、適正タイミングより早いタ
イミングでバンドセカンドブレーキ１９が締結されてし
まうことになる。

つまり、時点ｔ２以後の油圧アクチェータ５０の解放側
への動作速度が遅いからである。

この問題をより大きなものにしているのが急速排油バル
ブ６０である。時点ｔ２でポートＢから油圧アクチェー
タ５０の解放室５４に急速に油を圧入できるのが望まし
い。そうすればバンドブレーキ１９は素早く解放される
。油圧制御装置５６はそのように動作し、オリフィスチ
ェックバルブ５８もその動作を妨げない。妨げになるの
は急速排油バルブ６０である。

時点ｔ２で油圧制御装置５６中の前記ソレノイドバルブ
が駆動され、これによってパイロット圧６１が発生し、
これによって急速排油バルブ６０が開−閉と動作する。

この間には相当の応答遅れがあり、バルブ６０が完全に
閉じるのは時点ｔ２よりだいぶ遅れる。バルブ６０が完
全に閉じるまでは、油圧側９ＩＩ装置５６からポートＢ
に供給しようとする油圧がバルブ６０を通じてドレーン
へ逃げてしまい、その結果アクチェータ５ｏが解放側へ
戻るのが遅くなる。

この発明は以上述べた技術開発の流れのなかに位置づけ
られるもので、具体的な目的は、上記急速排油バルブ６
０をより適切に制御し、３速→２速シフトダウンが常に
円滑になされるようにした自動変速機の制−御装置を提
供することにある。

（問題点解決するための手段） そこでこの発明では、３速（高速段）→２速（低速段）
シフトダウン指令があったとぎ、上記急速排油バルブを
所定時間Ｔ１を経過してから所定時間Ｔ２だけ開くよう
に構成するとともに、この時間Ｔ２を車両の運転状態に
応じて適切に変化させるように構成した。

（作　用） ゛　上記の構成によれば、上記急速排油バルブを開いて
おく時間Ｔ２を車両の運転状態に応じて必要最小限度に
することができる。つまり急速排油バルブは３速（高速
段）→２速（低速段）のシフト動作に必要な期間だけ開
いていて、必要がなくなればすぐに閉じる。従って、第
５図で説明したように３速→２速→極く短い時間の３速
→２速とシフト指令が変化しても、時点ｔ２より相当前
に急速排油バルブは閉じているので、時点ｔ２から上記
油圧アクチェータを解放側へ速やかに戻す際に、急速排
油バルブが前記「本発明に至る前段階の改良技術」のよ
うに障害になることがない。

（実施例） 第１図はこの発明の一実施例の構成を示すものであるが
、これについては「本発明に至る前段階の改良技術」の
所で詳しく説明したので、ここでは説明を繰り返さない
。

油圧制御装置５６とコントローラ５７は、３速状態では
油圧アクチェータ５０の２つのポートＡと８の両方に油
圧を供給しており、これによってセカンドブレーキ１９
は解放状態になっている。

３速→２速シフトダウン指令があると、油圧制御装置５
６においては、オリフィスチェックバルブ５８を介して
ポートＢにつながってる経路を、幾つかのシフトバルブ
を経てドレーンにつなげる。

この経路はポートＢからの油を徐々に排出する経路とな
る。

また、３速→２速シフトダウン指令があったとき、油圧
制御装置５６とコントローラ５７は、第２図のタイミン
グチャートに示すように、所定時間Ｔ１を経過した時点
で急速排油バルブ６０を開き、さらに所定時間Ｔ２を経
過した時点で急速排油バルブ６０を閉じる。

上記の時間Ｔ１と時間Ｔ２に基づくバルブυｊ御は、第
３図のフローチャートに示す手順で行なう。

３速→２速シフトダウン指令があると、まずステップ３
０１でそのときの車速を読み取り、次にステップ３０２
でその車速に対応した時間Ｔ１を設定する。車速と時間
Ｔ１については、車速が大きいほど時間Ｔ１が大きくな
る所定の関数関係が設定しである。

次のステップ３０３で上記の時間Ｔ１を経過するのを持
つ。時間Ｔ１を経過したならば、ステップ３０４で急速
排油バルブ６０を開くυ１１ＩＩ信号を発する。

次のステップ３０５では、トルクコンバータのタービン
回転数を読み取り、その微分値を計算する。３速→２速
シフトダウン時にはタービン回転数は３速時のＮ１から
徐々に増加し、変速が完了した時点で２速状態の回転数
Ｎ２にほぼ落ち着く。

続くステップ３０６では、ステップ３０５で計算した微
分値が一定値に以下になったか否かを判定する。変速の
過程でタービン回転数がＮ１からＮ２へ上昇し、変速が
完了すると回転数はＮ２に落ち着く。このときタービン
回転数の微分値は一定値に以下になる。

ステップ３０５と３０６では、この変速終了のタイミン
グを、タービン回転数の変化に基づいて検出するのであ
る。

変速終了タイミングを検出したならば、ステップ３０７
で急速排油バルブ６０を閉じる制御信号を発する。ステ
ップ３０４のバルブ６０の開時点からステップ３０７の
バルブ６０の閉時点までの時間がＴ２である。このＴ２
が車両の運転状態すなわちタービン回転数の変化に応じ
て変るわけである。

この実施例では、シフト動作が終了するのをタービン回
転数の変化から検出しているが、本発明はこれに限定さ
れない。シフト動作が完了するまでに要する時間は、そ
のときの車速とほぼ比例関係にある。つまり車速が大き
いほどシフト完了までに時間が長くかかる。

そこで第４図のフローチャートに示すように、ステップ
３０４でバルブ６０の閉信号を発してから、ステップ４
０１で車速を読み取り、次のステップ４０２で車速に対
応した時間Ｔ２を予め設定された関数関係から決定し、
続くステップ４０３でその時間Ｔ２が経過するのを侍ら
、Ｔ２経過後にステップ３０７でバルブ６０の閉信号を
発する。

このようにしても先の実施例と同様の効果が得られる。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明係る自動変速機の
制御’ｌｌ装置にあっては、３速→２速シフトダウン時
のバンドブレーキの締結タイミングを適正にするために
設けた急速ｊ）ｔ’　１ｌｆｌバルブを、車両の運転状
態に応じた必要な期間だけ開くようにしたので、この急
速排油バルブによって変速ショック等をなくすというメ
リットが、何らのデメリットを伴わずに生かされるよう
になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の要部構成を示す概略図、第
２図は同上実施例の動作を示すタイミングチャート、第
３図は同上実施例における制御手順を示すフローチャー
ト、第４図は同上制御手順の他の実施例を示すフローチ
ャート、第５図は本発明に至る前段階の改良技術におけ
る動作を示すタイミングチャート、第６図は本発明の対
象である自動変速機の構成例を示す断面図、第７図は従
来技術における本発明の要部に対応する部分の構成を示
す概略図である。 １９・・・・・・セカンドブレーキ（バンドブレーキ）
５０・・・・・・油圧アクチェータ ５６・・・・・・油圧制御装置 ５７・・・・・・コントローラ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）高速段から低即断へシフトダウンするときに、所
   定の油圧アクチエータの両方のポートＡ，Ｂに油圧を供
   給していた状態から、一方のポートＢからの油をドレー
   ンに排出する状態へと油圧回路を切り換えることで、こ
   の油圧アクチエータによって駆動されるバンドブレーキ
   を解放状態から締結状態へ移行させる構成の自動変速機
   において；上記ポートＢを油圧源やドレーンに切換接続
   する主油圧回路とは別の経路でポートＢからの油をドレ
   ーンへ急速度で排出するための急速排油バルブと、上記
   シフトダウンの指令があつたとき所定時間Ｔ１を経過し
   てから所定時間Ｔ２だけ上記急速排油バルブを開くバル
   ブ制御手段と、上記時間Ｔ２を車両の運転状態に応じて
   変化させるパラメータ変更手段とを設けたことを特徴と
   する自動変速機の制御装置。