WO2009119244A1 - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

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WO2009119244A1
WO2009119244A1 PCT/JP2009/053598 JP2009053598W WO2009119244A1 WO 2009119244 A1 WO2009119244 A1 WO 2009119244A1 JP 2009053598 W JP2009053598 W JP 2009053598W WO 2009119244 A1 WO2009119244 A1 WO 2009119244A1
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WO
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torque
gear
rotation
automatic transmission
fixed
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PCT/JP2009/053598
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English (en)
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Inventor
孝行 久保
Original Assignee
アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/04Smoothing ratio shift
    • F16H61/06Smoothing ratio shift by controlling rate of change of fluid pressure
    • F16H61/061Smoothing ratio shift by controlling rate of change of fluid pressure using electric control means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30Sensors
    • B60Y2400/307Torque sensors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H59/00Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/14Inputs being a function of torque or torque demand
    • F16H59/16Dynamometric measurement of torque
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H61/00Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
    • F16H61/68Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings
    • F16H61/684Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive
    • F16H61/686Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing specially adapted for stepped gearings without interruption of drive with orbital gears

Definitions

  • the present invention relates to a shift control device for an automatic transmission mounted on a vehicle such as an automobile, and more particularly to a shift control device for an automatic transmission that can accurately detect a torque phase during a shift.
  • a stepped automatic transmission mounted on a vehicle the engagement state of a plurality of friction engagement elements (clutch, brake) is controlled by a hydraulic control device, and a power transmission path in a transmission gear mechanism is changed to each shift stage. Shifting is performed by forming the above.
  • the shift shock is controlled within a certain range by controlling the shift time using the rotation change amount (acceleration) during the shift. I have to.
  • a hydraulic control device for an automatic transmission that performs the above-described shift control is known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-282810).
  • the maximum gear ratio change rate is determined by the electronic control unit at the engagement (engagement) command pressure instructed until the shelf pressure is reached with respect to the solenoid in the hydraulic control unit during the upshift. If the ratio change rate is greater than the ratio change rate, the engagement command pressure is corrected in the decreasing direction, and if the maximum gear ratio change rate is less than the delay determination gear ratio change rate, the engagement command pressure is corrected in the increasing direction. According to such a hydraulic control device, it is possible to suppress a change in the acceleration of the vehicle from the torque phase at the time of upshift to the initial phase of the inertia, and to stabilize the output shaft torque to some extent.
  • the present invention provides an extra shift in the friction engagement element by accurately detecting the torque phase at the time of shifting and accurately determining the end of the piston stroke in the upshift shift by clutch change such as clutch-to-clutch. It is an object of the present invention to provide a shift control device for an automatic transmission that can eliminate the risk of occurrence of burning of a friction material due to heat generation.
  • the present invention includes a stepped transmission mechanism (5) for inputting rotation of a drive source (2) to an input shaft (10) and connecting an output member (11) to a drive wheel, and the input shaft (10) and the output.
  • a plurality of friction engagement elements that change a power transmission path with the member (11), and a hydraulic servo (for example, 29, 30) that disconnects and engages the friction engagement elements, and the transmission mechanism (5) includes a fixed gear (S1) that is fixed to the transmission case (9) and generates a reaction force against the rotation of the input shaft (10), and includes a first one of the plurality of friction engagement elements.
  • an upshift to a predetermined speed (for example, the fifth speed) is achieved.
  • Fixed gear torque detecting means (16, 24) for detecting a torque value acting on the fixed gear (S1) based on the reaction force; Based on the change of the torque value detected by the fixed gear torque detection means (16, 24), the start of the torque phase in which the gear ratio is in the state before the upshift (for example, the fourth gear) and only the torque sharing is changed.
  • a torque phase detection means (15) for detecting.
  • the fixed gear torque detection means detects the torque value acting on the fixed gear based on the reaction force
  • the torque phase detection means upshifts the gear ratio based on the change in the torque value detected by the fixed gear torque detection means.
  • the start of the torque phase in which only the torque sharing changes is detected so in the upshift by clutch-clutch change etc., the torque phase at the time of the shift is accurately detected and the piston stroke ends Therefore, the response at the time of shifting can be improved, the waiting time can be shortened, and there is a risk of occurrence of burning of the friction material due to excessive heat generation in the friction engagement element. Can be resolved.
  • the torque phase detection means detects the start of the torque phase, it is possible to accurately determine the end of the piston stroke in the piston stroke indeterminable region on the relatively high gear stage side. By using it for the control, it is possible to optimize the piston stroke on the high gear stage side, and it is possible to effectively prevent the engine blow and the excessive heat generation.
  • the change in the torque value detected by the fixed gear torque detecting means (16, 24) is determined by shifting at a relatively high speed (for example, 3-4 shift, 4-5 shift, 5- (6 shifts)
  • the torque phase detection means (15) is characterized in that when the torque value changes significantly, it is determined that the piston stroke has ended and the start of the torque phase is detected.
  • the change in the torque value detected by the fixed gear torque detecting means appears remarkably at the time of shifting at a relatively high speed, and the torque phase detecting means determines that the piston stroke ends when the torque value changes significantly. Since the start of the torque phase is detected, the start of the torque phase can be easily detected by determining a significant change in the torque value acting on the fixed gear.
  • the fixed gear torque detecting means includes A strain detection sensor (24) for detecting strain between the fixed gear (S1) and the transmission case (9) caused by torque acting from the input shaft (10) side; And a torque value calculating means (16) for calculating a torque value acting on the fixed gear (S1) based on a detection result by the strain detection sensor (24).
  • the fixed gear torque detection means acts on the fixed gear based on the distortion detection sensor that detects distortion between the fixed gear and the transmission case caused by the torque acting from the input shaft side, and the detection result by the distortion detection sensor.
  • the distortion detection sensor For example, a relatively inexpensive strain gauge with a simple structure can be used as a strain detection sensor, and the strain gauge is directly attached to a part of the fixed gear. By providing a structure that easily detects the distortion between the fixed gear and the transmission case, it is possible to detect the torque value used for torque phase detection with a very simple structure.
  • the present invention relates to an engagement side hydraulic pressure acting on a hydraulic servo for the first friction engagement element (for example, C-3) in the torque phase and the second friction engagement element (for example, C-3).
  • -1) comprising hydraulic control means (13a, 13b) for controlling the release side hydraulic pressure acting on the hydraulic servo for
  • the hydraulic pressure control means (13a, 13b) is characterized by controlling the engagement side hydraulic pressure and the disengagement side hydraulic pressure based on the detection result by the torque phase detection means (15).
  • hydraulic control means for controlling the engagement side hydraulic pressure acting on the hydraulic servo for the first friction engagement element and the release side hydraulic pressure acting on the hydraulic servo for the second friction engagement element in the torque phase.
  • the engagement side hydraulic pressure and the disengagement side hydraulic pressure are respectively controlled based on the detection result by the torque phase detection means, conventionally, the end of the piston stroke has not been accurately understood by the shift on the high gear stage side.
  • the end of the piston stroke is accurately detected by detection by the torque phase detection means, so that it is possible to switch to the torque phase control more quickly than in the past, and to prevent excessive heat generation of the friction engagement elements in the torque phase. It becomes possible to do.
  • the transmission mechanism (5) A reduction planetary gear (SP) capable of outputting a reduced rotation obtained by reducing the rotation of the input shaft (10);
  • a planetary gear unit (PU) having four rotating elements (S2, S3, CR2, R2) including an output element (R2) connected to the output member (11) of the transmission mechanism (5);
  • Two reduction clutches (C-3, C-1) for allowing rotation from the reduction planetary gear (SP) to be input to each of the two rotation elements (S2, S3) of the planetary gear unit (PU);
  • An input clutch (C-2) that allows the rotation of the input shaft (10) to be freely input to one rotation element (CR2) of the planetary gear unit (PU), and is provided with a forward fifth speed or sixth speed Achieved
  • the fixed gear (S1) is a gear in which the constant rotation of the reduction planetary gear (SP) is fixed.
  • the speed change mechanism includes a speed reduction planetary gear capable of outputting a reduced speed rotation obtained by reducing the speed of the input shaft, a planetary gear unit having four rotation elements including an output element connected to the output shaft of the speed change mechanism, and the planetary gear unit.
  • Each of the two rotating elements of the two is capable of inputting the rotation from the speed reduction planetary gear and inputs the rotation of the input shaft to the two speed reduction clutches constituting the first and second friction engagement elements, and one rotation element of the planetary gear unit.
  • the fixed gear is a gear in which the constant rotation of the reduction planetary gear is fixed, it is fixed to the transmission case.
  • a strain detection sensor is provided in the fixed gear when the shift mechanism has a gear train that has the fixed gear and achieves the fifth or sixth forward speed. The attached by a relatively simple configuration only, can be utilized to quickly and accurately detect and shift control torque phase.
  • the reduction planetary gear (SP) includes a sun gear (S1) fixed to the transmission case (9), a ring gear (R1) that outputs the reduced rotation, and the input shaft (10).
  • the fixed gear is the sun gear (S1).
  • the speed reduction planetary gear is composed of a sun gear fixed to the transmission case, a ring gear that outputs reduced speed rotation, and a carrier that inputs rotation of the input shaft. Since the fixed gear is a sun gear, the speed reduction planetary gear is fixed to the transmission case.
  • the torque phase can be detected quickly and accurately by using a relatively simple configuration in which a distortion detection sensor or the like is attached to the sun gear and utilized for transmission control. it can.
  • the skeleton figure which shows the automatic transmission mechanism which can apply this invention.
  • the speed diagram of this automatic transmission mechanism. The figure which shows the sun gear of the always fixed state with which the planetary gear in this automatic transmission mechanism was equipped, and the strain gauge fixed to this sun gear.
  • Schematic which shows the outline of the hydraulic circuit in a hydraulic control apparatus.
  • the time chart which shows the change of each parameter of a modification.
  • an automatic transmission 3 suitable for use in, for example, an FF (front engine / front drive) type vehicle is an automatic transmission 3 that can be connected to an engine 2 (see FIG. 1) as a drive source.
  • the input shaft 8 is provided, and a torque converter 4 and an automatic transmission mechanism (transmission mechanism) 5 are provided around the axial direction of the input shaft 8.
  • Reference numeral 9 denotes a transmission case that houses the automatic transmission mechanism 5.
  • the automatic transmission 3 includes clutches C-1, C-2, C-3 and brakes B-1, B, which are friction engagement elements that achieve a plurality of power transmission paths in the automatic transmission mechanism 5 according to respective engagement states. -2 and a stepped automatic transmission that achieves six forward speeds by switching between the engaging elements. Needless to say, the present invention can be applied not only to the sixth forward speed but also to an automatic transmission that performs the fifth forward speed.
  • the torque converter 4 includes a pump impeller 4a connected to the input shaft 8 of the automatic transmission 3, and a turbine runner 4b to which the rotation of the pump impeller 4a is transmitted via a working fluid.
  • the runner 4 b is connected to the input shaft 10 of the automatic transmission mechanism 5 disposed coaxially with the input shaft 8.
  • the torque converter 4 is provided with a lock-up clutch 7, and when the lock-up clutch 7 is engaged by the hydraulic control of the hydraulic control device 6 (see FIG. 1), the automatic transmission 3
  • the rotation of the input shaft 8 is directly transmitted to the input shaft 10 of the automatic transmission mechanism 5.
  • the hydraulic control device 6 includes a large number of hydraulic servos (not shown) corresponding to the automatic transmission mechanism 5, and also includes a large number of shift valves for switching the hydraulic pressure to these hydraulic servos.
  • the automatic transmission mechanism 5 includes a planetary gear SP and a planetary gear unit PU on the input shaft 10.
  • the planetary gear SP is a so-called single pinion planetary gear that includes a sun gear (fixed gear) S1, a carrier CR1, and a ring gear R1, and the carrier CR1 has a pinion P1 that meshes with the sun gear S1 and the ring gear R1.
  • the sun gear S1 is a gear to which the constant rotation of the planetary gear SP is fixed.
  • the planetary gear SP constitutes a reduction planetary gear that can output a reduced rotation obtained by reducing the rotation of the input shaft 10.
  • the planetary gear unit PU has a sun gear S2, a sun gear S3, a carrier CR2, and a ring gear R2 as four rotating elements.
  • the carrier CR2 meshes with the long pinion PL that meshes with the sun gear S2 and the ring gear R2, and the sun gear S3.
  • This is a so-called Ravigneaux type planetary gear having a short pinion PS that meshes with each other.
  • the clutches C-3 and C-1 constitute two reduction clutches that allow the rotation from the planetary gear SP to be input to each of the sun gears S2 and S3 that are the two rotation elements of the planetary gear unit PU.
  • the clutch C-2 constitutes an input clutch that allows the rotation of the input shaft 10 to be freely input to the carrier CR2, which is one rotating element of the planetary gear unit PU.
  • the ring gear R2 is an output element connected to an output shaft (not shown) of the automatic transmission mechanism 5.
  • the sun gear S1 of the planetary gear SP is fixed to the transmission case 9, and is integrally formed with the fixed gear that generates a reaction force against the rotation of the input shaft 10, that is, the transmission case 9.
  • a fixed gear that is connected (splined) to the boss portion 20 fixed to the rotation and fixed at all times is configured.
  • the shaft portion 26 connected to the transmission case 9 (that is, the boss portion 20) of the sun gear S1 has a strain gauge that detects the distortion of the sun gear S1 (that is, the shaft portion 26) according to the torque acting from the input shaft 10 side. 24 is directly fixed by an adhesive or the like.
  • the strain gauge 24 constitutes a strain detection sensor that detects strain between the sun gear S1 and the transmission case 9 caused by torque acting from the input shaft 10 side.
  • the strain gauge 24 fixed to the shaft portion 26 is also fixed to the opposite portion of the shaft portion 26 in the same manner, and the strain is detected by two pieces fixed to the outer peripheral surface of the shaft portion 26.
  • the strain gauge 24 is connected to the control unit 12 via an electrical connection cable 27.
  • the number of strain gauges 24 is not limited to two, and even if the strain gauges 24 are fixed at three or four locations on the outer peripheral surface of the shaft portion 26 at equal angular intervals, the strain gauges 24 can function similarly.
  • the ring gear R1 is in the same rotation as the rotation of the input shaft 10 (hereinafter referred to as “input rotation”). Further, the carrier CR1 is decelerated by decelerating the input rotation by the fixed sun gear S1 and the ring gear R1 that rotates, and is connected to the clutch C-1 and the clutch C-3.
  • the sun gear S2 of the planetary gear unit PU is connected to the brake B-1 so as to be freely fixed to the transmission case 9, and is connected to the clutch C-3 and is connected to the clutch C-3 via the clutch C-3.
  • the speed reduction rotation of the carrier CR1 can be input.
  • the sun gear S3 is connected to the clutch C-1, so that the decelerated rotation of the carrier CR1 can be input.
  • the carrier CR2 is connected to a clutch C-2 to which the rotation of the input shaft 10 is input, and the input rotation can be freely input through the clutch C-2, and the one-way clutch F-1 and Connected to the brake B-2, the rotation in one direction is restricted with respect to the transmission case 9 via the one-way clutch F-1, and the rotation can be fixed via the brake B-2.
  • the ring gear R2 is connected to a counter gear (output member) 11, and the counter gear 11 is connected to a driving wheel (not shown) via a counter shaft (not shown) and a differential device.
  • the vertical axis indicates the rotational speed of each rotating element (each gear), and the horizontal axis indicates the gear ratio of these rotating elements.
  • the vertical axis corresponds to the sun gear S1, the carrier CR1, and the ring gear R1 in order from the left side in FIG.
  • the vertical axis corresponds to the sun gear S3, the ring gear R2, the carrier CR2, and the sun gear S2 in order from the right side in FIG.
  • the clutch C-1 and the one-way clutch F-1 are engaged.
  • the rotation of the carrier CR1 that is decelerated by the fixed sun gear S1 and the ring gear R1 that is the input rotation is input to the sun gear S3 via the clutch C-1.
  • the rotation of the carrier CR2 is restricted in one direction (forward rotation direction), that is, the carrier CR2 is prevented from rotating in the reverse direction and is fixed.
  • the decelerated rotation input to the sun gear S3 is output to the ring gear R2 via the fixed carrier CR2, and the forward rotation as the first forward speed is output from the counter gear 11.
  • the brake B-2 is locked to fix the carrier CR2, and the forward first speed state is maintained by preventing the carrier CR2 from rotating forward. .
  • the one-way clutch F-1 prevents the carrier CR2 from rotating in the reverse direction and enables the forward rotation, so that, for example, the first forward speed when switching from the non-traveling range to the traveling range. Can be smoothly achieved by the automatic engagement of the one-way clutch F-1.
  • the clutch C-1 In the second forward speed (2ND), as shown in FIG. 3, the clutch C-1 is engaged and the brake B-1 is locked. Then, as shown in FIGS. 2 and 4, the rotation of the carrier CR1 that is decelerated by the fixed sun gear S1 and the ring gear R1 that is the input rotation is input to the sun gear S3 via the clutch C-1. Further, the rotation of the sun gear S2 is fixed by the locking of the brake B-1. Then, the carrier CR2 is decelerated and rotated at a speed lower than that of the sun gear S3, the decelerated rotation input to the sun gear S3 is output to the ring gear R2 via the carrier CR2, and the forward rotation as the second forward speed is counter gear. 11 is output.
  • the clutch C-1 and the clutch C-3 are engaged. Then, as shown in FIGS. 2 and 4, the rotation of the carrier CR1 that is decelerated by the fixed sun gear S1 and the ring gear R1 that is the input rotation is input to the sun gear S3 via the clutch C-1. Further, the reduced rotation of the carrier CR1 is input to the sun gear S2 by the engagement of the clutch C-3. That is, since the reduction rotation of the carrier CR1 is input to the sun gear S2 and the sun gear S3, the planetary gear unit PU is directly connected to the reduction rotation, and the reduction rotation is output to the ring gear R2 as it is, and the forward rotation as the third forward speed is performed. Output from the counter gear 11.
  • the clutch C-1 and the clutch C-2 are engaged. Then, as shown in FIGS. 2 and 4, the rotation of the carrier CR1 that is decelerated by the fixed sun gear S1 and the ring gear R1 that is the input rotation is input to the sun gear S3 via the clutch C-1. Further, the input rotation is input to the carrier CR2 by the engagement of the clutch C-2. Then, due to the decelerated rotation input to the sun gear S3 and the input rotation input to the carrier CR2, the decelerated rotation is higher than the third forward speed and is output to the ring gear R2, and the forward rotation as the fourth forward speed is performed. Is output from the counter gear 11.
  • the clutch C-2 is engaged and the brake B-1 is locked. Then, as shown in FIGS. 2 and 4, the input rotation is input to the carrier CR2 by the engagement of the clutch C-2. Further, the rotation of the sun gear S2 is fixed by the locking of the brake B-1. Then, the input rotation of the carrier CR2 becomes higher than the forward fifth speed by the fixed sun gear S2, and is output to the ring gear R2, and the forward rotation as the sixth forward speed is output from the counter gear 11. .
  • the clutch C-3 is engaged and the brake B-2 is locked.
  • the rotation of the carrier CR1 that is decelerated by the fixed sun gear S1 and the ring gear R1 that is the input rotation is input to the sun gear S2 via the clutch C-3.
  • the rotation of the carrier CR2 is fixed by the locking of the brake B-2.
  • the decelerated rotation input to the sun gear S2 is output to the ring gear R2 via the fixed carrier CR2, and the reverse rotation as the first reverse speed is output from the counter gear 11.
  • the clutch C-1, the clutch C-2, and the clutch C-3 are released.
  • the carrier CR1, the sun gear S2, and the sun gear S3, that is, the planetary gear SP and the planetary gear unit PU are disconnected, and the input shaft 10 and the carrier CR2 are disconnected.
  • the power transmission between the input shaft 10 and the planetary gear unit PU is disconnected, that is, the power transmission between the input shaft 10 and the counter gear 11 is disconnected.
  • the hydraulic circuit has two linear solenoid valves SLS and SLU, and a plurality of friction engagements for switching the transmission path of the planetary gear unit of the automatic transmission mechanism to achieve, for example, six forward speeds and one reverse speed stage. It has a plurality of hydraulic servos 29 and 30 that operate to connect and disconnect elements.
  • the solenoid modulator pressure is supplied to the input ports a 1 and a 2 of the linear solenoid valves SLS and SLU, and the control hydraulic pressures from the output ports b 1 and b 2 of the linear solenoid valves are respectively applied to the pressure control valve 31 and the pressure control valve 31, respectively.
  • 32 control oil chambers 31a and 32a are supplied.
  • This hydraulic circuit is for showing the basic concept, and the hydraulic servos 29 and 30 and the shift valves 33 and 34 are shown symbolically, and actually correspond to the automatic transmission mechanism 5.
  • a large number of hydraulic servos are provided, and a number of shift valves for switching the hydraulic pressure to these hydraulic servos are also provided.
  • the hydraulic servo has a piston 37 that is oil-tightly fitted to the cylinder 35 by an oil seal 36, and the piston 37 acts on the pressure control valve 32 that acts on the hydraulic chamber 38. Is moved against the return spring 39 on the basis of the pressure adjustment hydraulic pressure from the outer friction plate 40 to contact the outer friction plate 40 and the inner friction material 41.
  • the friction plate and the friction material are shown as clutches, but of course they correspond to brakes as well.
  • FIG. 1 is a block diagram showing an electric control system and the like related to the shift control device 1 of the automatic transmission according to the present embodiment.
  • a shift control device 1 of the automatic transmission includes a stepped automatic transmission mechanism (transmission mechanism) that inputs rotation of an engine (drive source) 2 to an input shaft 10 and connects a counter gear (output member) 11 to a drive wheel. 5 and clutches C-1, C-2, C-3 and brakes B-1, B-2 which are a plurality of friction engagement elements that change the power transmission path between the input shaft 10 and the counter gear 11. And a hydraulic servo (see 29 and 30 in FIG. 6) that disconnects and engages these friction engagement elements.
  • the automatic transmission mechanism 5 includes a sun gear (fixed gear) S1 that is fixed to the transmission case 9 and generates a reaction force against the rotation of the input shaft 10.
  • the shift control device 1 of the automatic transmission engages a first friction engagement element (for example, C-3) of the plurality of friction engagement elements and a second friction engagement element (C-1). ) Is released to achieve an upshift to a predetermined gear (for example, the fifth gear).
  • the shift control device 1 of the automatic transmission includes a signal from the engine (E / G) 2, an input shaft rotational speed sensor 22 and an output of the automatic transmission 3 (automatic transmission mechanism 5).
  • a control unit (ECU) 12 for inputting a signal from the shaft rotation number (vehicle speed) sensor 23, a signal from the strain gauge 24, a signal from the accelerator opening sensor 25, and a signal from the oil temperature sensor 29 is provided.
  • the input shaft rotational speed sensor 22 detects the rotational speed of the input shaft 10
  • the output shaft rotational speed sensor 23 detects the rotational speed of an output shaft (not shown) provided on the downstream side of the counter gear 11. .
  • the control unit 12 includes a shift control unit 14, a shift map 18, a torque phase detection unit 15, an inertia phase detection unit 28, a torque value calculation unit 16, and an engine speed detection unit 19.
  • the torque value calculation means 16 and the strain gauge 24 constitute fixed gear torque detection means for detecting a torque value acting on the sun gear S1 based on the reaction force.
  • the shift control means 14 issues an electrical command to a solenoid valve (not shown) provided in the hydraulic control device 6, so that the clutches C- 1, C- 2, C- 3, which are friction engagement elements, and the brake B
  • the hydraulic pressure supplied to the hydraulic servos -1 and B-2 (see 29 and 30 in FIG. 6) is controlled, and the clutch and brake, which are friction engagement elements in the automatic transmission mechanism 5, are shifted and shifted. That is, in the power-on upshift, for example, the shift control means 14 determines the vehicle speed calculated from the rotational speed of the output shaft (not shown) of the automatic transmission mechanism 5 detected by the output shaft rotational speed sensor 23, and the accelerator.
  • the shift map 18 is referred to based on the accelerator opening detected by the opening sensor 25, and the solenoid of the hydraulic control device 6 is determined when the upshift shift point is determined when the accelerator opening is greater than or equal to a predetermined opening.
  • the automatic transmission mechanism 5 causes the friction engagement elements to be changed, thereby performing a power-on upshift.
  • the shift control means 14 includes an engagement side hydraulic control means 13a for controlling the engagement side hydraulic pressure acting on the hydraulic servo for the first friction engagement element (for example, C-3) in the torque phase, and the torque phase.
  • Release side hydraulic control means 13b for controlling the release side hydraulic pressure acting on the hydraulic servo for the second friction engagement element, and these engagement side hydraulic control means 13a and release side hydraulic control means 13b are The engagement side hydraulic pressure and the disengagement side hydraulic pressure are respectively controlled based on the detection result by the torque phase detection means 15.
  • the torque value calculation means 16 calculates the torque value acting on the sun gear S1 based on the detection result by the strain gauge 24. That is, the torque value calculating means 16 applies an electrical signal to the strain gauge 24 and electrically receives the electrical signal output from the strain gauge 24 due to the distortion of the sun gear S1. Connected to. Then, the torque value calculation means 16 calculates the torque value applied to the sun gear S1 based on the detection result by the strain gauge 24. That is, the torque value calculation means 16 has an amplifier (not shown) that amplifies the output signal from the strain gauge 24, and the torque that acts on the sun gear S1 based on the output voltage of the strain gauge 24 amplified by the amplifier. Calculate (detect) the value.
  • the torque phase detection means 15 is based on changes in the torque values detected by the strain gauge 24 and the torque value calculation means 16 and the gear ratio is in the state before the upshift (for example, the fourth speed stage) and only the torque sharing changes.
  • the start of the torque phase to be detected is detected.
  • the input torque in the first gear (1ST) to the third gear (3RD), the input torque is obtained by multiplying, for example, 1.7985 times the torque value (sun gear shared torque) applied to the sun gear S1, and the fourth gear ( In 4TH), the input torque can be obtained by multiplying the sun gear shared torque by 6.25, for example, and in the fifth gear (5TH), the input torque can be obtained by multiplying the sun gear shared torque by, for example, -6.76.
  • the rotation of the input shaft 10 is transmitted to the counter gear 11 only through the planetary gear unit PU without passing through the planetary gear SP, so the input torque cannot be measured (0).
  • the change in the torque value detected by the strain gauge 24 and the torque value calculation means 16 is noticeable at a relatively high speed (for example, 3 ⁇ 4 shift, 4 ⁇ 5 shift, 5 ⁇ 6 shift).
  • the torque phase detection means 15 determines the end of the piston stroke (so-called end of backlash) when the torque value changes significantly, and detects the start of the torque phase. At that time, the torque phase detection means 15 compares the torque value that has changed significantly with a threshold value, and determines that the torque phase has started when the torque value exceeds the threshold value.
  • the inertia phase detection means 28 detects the start of the inertia phase where the rotation change is started in the automatic transmission mechanism 5 based on the change of the torque value detected by the torque value calculation means 16 and the strain gauge 24. In other words, the inertia phase detection unit 28 detects the start of the inertia phase where the rotation change in the automatic transmission mechanism 5 starts based on the torque value calculated by the torque value calculation unit 16.
  • the inertia phase detection means 28 has a preset threshold value, and the torque value exceeds the threshold value by determining whether or not the torque value calculated by the torque value calculation means 16 exceeds the threshold value. It is determined that the inertia phase has started.
  • a signal including an engine torque signal is sent from the engine 2 to the control unit 12, and the engine speed detection means 19 is operated based on the signal from the engine 2 (hereinafter referred to as engine speed). Number).
  • FIGS. 7 and 7 are flowchart for explaining the operation of the shift control device of the automatic transmission
  • FIG. 8 is a time chart for explaining the torque phase detection by the shift control device of the automatic transmission
  • FIG. 8 is a time chart showing the change of each parameter at the time of the 4-5 shift.
  • a shows the change of the input rotation speed of the input shaft 10 of the automatic transmission mechanism 5
  • b shows the release side hydraulic command.
  • C indicates the disengagement side oil pressure
  • d indicates the engagement side oil pressure command value
  • e indicates the engagement side oil pressure
  • f indicates the output torque
  • g indicates the torque value acting on the sun gear S1 ( Sun gear sharing torque)
  • To indicates the torque phase.
  • an ignition (not shown) is turned on and the control is started in a state where the engine 2 is turned on. Wait until it detects.
  • the shift map 18 is referred to based on the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 25, and if the accelerator opening is greater than or equal to the predetermined opening and is determined to be an upshift point (step S1: YES). For example, a power-on upshift of 4 to 5 is performed.
  • the shift control means 14 makes a 4-5 shift determination. Then, after a predetermined time for preprocessing such as operation of the predetermined shift valve has elapsed, shift control of the engagement side hydraulic pressure and the release side hydraulic pressure by the engagement side hydraulic pressure control means 13a and the release side hydraulic pressure control means 13b is started.
  • the driver holds the accelerator pedal in a substantially constant operation, and the upshift control is performed in a power-on state in which power is transmitted from the engine to the wheel side during the shift.
  • the disengagement side oil pressure control means 13b sharply lowers the disengagement side oil pressure, the clutch C-1 is gradually released, and the engagement side oil pressure control means 13a temporarily increases the engagement side oil pressure ( Time t 1 ) After the backlash operation in the hydraulic servo of the clutch C-3 is performed, the clutch C-3 is gradually engaged. At this time, since the rapid torque changes to the sun gear torque distributed g in a portion indicated by a broken line A after time t 1 occurs, the torque phase detecting means 15, only torque distribution changes the gear ratio is in the upshift previous state The start of the torque phase to be detected is detected.
  • the rotation of the carrier CR1 is transmitted from the sun gear S2 to the ring gear R2 only through the long pinion PL, and from the ring gear R2 to the output shaft through the counter gear 11.
  • the torque value calculating means 16 receives the electric signal output from the strain gauge 24 due to the distortion of the sun gear S1, calculates the torque value acting on the sun gear S1, and the torque phase detecting means 15
  • the torque value calculated by the value calculation means 16 is compared with a threshold value, and when the torque value exceeds the threshold value, it is determined that the torque phase (time t 2 to t 3 ) has started.
  • the shift control means 14 determines whether or not the engine torque change amount is within the specified value at the same time in step S2, and determines that these are satisfied simultaneously.
  • torque phase control for controlling both the engagement side hydraulic pressure and the disengagement side hydraulic pressure is started (S3).
  • the torque carried by the engagement side clutch (clutch C-3 for 4-5 shift) increases and the carry torque of the release clutch (clutch C-1 for 4-5 shift) decreases.
  • the gear ratio is in the state before the upshift (fourth gear), and only the torque sharing is changed.
  • step S1 for example, at a relatively low speed such as 1-2 shift or 2-3 shift, the sun gear shared torque based on the torque detection by the strain gauge 24 is not rapidly changed, and the sudden change is detected. If the engine torque change amount is not within the specified value, the process proceeds to step S4, and the torque phase control is started in step S3 in accordance with the detection of timer elapsed or rotation change as usual (S4: YES). .
  • an inertia phase control is performed in which the engine speed is changed and the engine speed is changed (step S11). That is, when the inertia phase control for actual shifting in the automatic transmission mechanism 5 is started, the input rotational speed is increased in accordance with the increase in the engine rotational speed accompanying the slip of the clutch C-3, and the automatic transmission mechanism 5 is gradually increased. The speed is switched to the fifth speed, that is, the shift progress rate increases.
  • step S5 it is determined whether or not the measured torque has been measured during the inertia phase. If the measured torque is measured (S5: YES), the release side hydraulic pressure is tied up (both elements are connected (simultaneously) The learning correction is made so as to correct it to the prevention side. On the other hand, when it is not measured in step S5 (S5: NO), it is determined in step S7 whether or not the engine blowing state is detected during the inertia phase. As a result, if it is detected (S7: YES), the learning correction is made so as to correct it to the release side engine blow prevention side (S8), and if it is not detected (S7: NO), no correction is made (S9).
  • the engine blowing state is a state based on the fact that both the engagement side frictional engagement element and the release side frictional engagement element are in the disconnected state.
  • step S10 completion control is executed. That is, in the completion control, the same time as the remaining time of the completion control in the release side hydraulic control is set in the timer, and the engagement side hydraulic pressure is swept up by a hydraulic pressure having a predetermined gradient set in advance. The above sweep-up is continued until the predetermined time elapses, and when the time elapses, the completion control ends and the 4-5 shift is completed.
  • the strain gauge 24 and the torque value calculating means 16 detect the torque value acting on the sun gear S1 based on the reaction force
  • the torque phase detecting means 15 is the strain gauge 24 and the torque value calculating means. Based on the change in the torque value detected by 16, the start of the torque phase in which the gear ratio is in the state before the upshift and only the torque sharing is changed is detected. For this reason, in upshift gear shifting by clutch-to-clutch switching, it is possible to accurately detect the torque phase at the time of shifting and accurately determine the end of the piston stroke, thereby improving the responsiveness at the time of shifting. In addition to the improvement, the waiting time can be shortened, and the possibility of occurrence of burning of the friction material due to excessive heat generation in the friction engagement element can be eliminated.
  • the torque phase detection means 15 detects the start of the torque phase, it is possible to accurately determine the end of the piston stroke in the region where the piston stroke cannot be determined on the high gear stage side. By using it, it is possible to optimize the piston stroke on the relatively high gear stage side, and it is possible to effectively prevent the engine blow and the excessive heat generation.
  • the change in the torque value detected by the strain gauge 24 and the torque value calculating means 16 appears prominently at the time of shifting at a relatively high speed, and the torque phase detecting means 15 When it changes significantly, it is determined as the end of the piston stroke and is detected as the start of the torque phase. Thereby, the start of the torque phase can be easily detected by determining a significant change in the torque value acting on the sun gear S1.
  • a strain gauge 24 that detects the distortion between the sun gear S1 and the transmission case 9 caused by the torque acting from the input shaft 10 side, and the detection result by the strain gauge 24, the sun gear S1 A fixed gear torque detecting means is constituted by the torque value calculating means 16 for calculating the applied torque value.
  • a relatively inexpensive strain gauge 24 with a simple structure is used, and the strain between the sun gear S1 and the transmission case 9 is easily detected, for example, by directly attaching the strain gauge 24 to a part of the sun gear S1. Is obtained. Thereby, detection of the torque value used for torque phase detection can be realized with an extremely simple structure.
  • the engagement side hydraulic pressure acting on the hydraulic servo for the first friction engagement element (for example, C-3) and the second friction engagement element (for example, C-1) in the torque phase control the engagement-side hydraulic pressure and the release-side hydraulic pressure based on the detection result by the torque phase detection means 15. Control each one. For this reason, conventionally, the end of the piston stroke has not been accurately understood by the shift on the high gear stage side, but in the present embodiment, the end of the piston stroke can be accurately understood by the detection by the torque phase detecting means 15. Thus, it is possible to switch to the torque phase control more quickly than in the prior art, and it is possible to prevent excessive heat generation of the friction engagement element in the torque phase.
  • the automatic transmission mechanism 5 includes four rotations including a planetary gear SP that can output a reduced rotation obtained by reducing the rotation of the input shaft 10 and a ring gear R2 connected to the output shaft of the automatic transmission mechanism 5.
  • a planetary gear unit PU having elements (sun gears S2, S3, carrier CR2, ring gear R2) and two rotation elements (sun gears S3, S2) of the planetary gear unit PU that can freely input rotation from the planetary gear SP.
  • the sixth forward speed is achieved by including the clutches C-1 and C-3 and the clutch C-2 that allows the rotation of the input shaft 10 to be freely input to one rotating element (carrier CR2) of the planetary gear unit PU. .
  • the sun gear S1 is a gear in which the planetary gear SP is always rotated
  • the automatic transmission mechanism 5 having a gear train having the sun gear S1 fixed to the transmission case 9 and achieving the sixth forward speed.
  • the torque phase can be detected quickly and accurately and utilized for shift control by a relatively simple configuration in which a strain detection sensor or the like is attached to the sun gear S1.
  • the present invention can be applied not only to the forward six-speed gear shift but also to an automatic transmission that performs a gear shift.
  • the planetary gear SP includes a sun gear S1 fixed to the transmission case 9, a ring gear R1 that outputs a reduced speed rotation, and a carrier CR1 that inputs the rotation of the input shaft 10, and the sun gear S1 is a fixed gear.
  • the torque phase can be detected quickly and accurately by a relatively simple configuration in which the strain gauge 24 is attached to the sun gear S1. It can be used for shift control.
  • FIG. 10 is a time chart showing changes in parameters during 3-4 shift
  • FIG. 11 is a time chart showing changes in parameters during 4-5 shift
  • FIG. 12 shows changes in parameters during 5-6 shift. It is a time chart which shows.
  • a indicates a change in the input rotation speed of the input shaft 10
  • c indicates a release side hydraulic pressure
  • e indicates an engagement side hydraulic pressure
  • f indicates an output torque
  • g acts on the sun gear S1.
  • To is a torque phase.
  • the automatic transmission 3 has been described as an example that achieves the preferred 6 forward speeds and 1 reverse speed for use in FF type vehicles, but is not limited thereto. Even if it is an automatic transmission suitable for FR type (front engine / rear drive) and other types of vehicles, it has a planetary gear having a gear (for example, a sun gear) that is always fixed to the transmission case.
  • the present invention can be applied to any type.
  • the shift control device for an automatic transmission can be used for an automatic transmission mounted on a passenger car, a truck, a bus, an agricultural machine, etc., and is particularly required to detect a torque phase during a shift. It is suitable for use.

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Abstract

 歪みゲージ及びトルク値算出手段が、反力に基づきサンギヤに作用するトルク値を検出し、トルク相検出手段が、歪みゲージ及びトルク値算出手段により検出されるトルク値の変化に基づき、ギヤ比がアップシフト前の状態にあってトルク分担のみが変化するトルク相の開始を検出する。このため、掴み換えによるアップシフト変速にあって、変速時のトルク相を的確に検出してピストンストローク終了を正確に判定でき、摩擦係合要素での余計な発熱による摩擦材焼け等の発生の虞を解消できる。

Description

自動変速機の変速制御装置
 本発明は、自動車等の車輌に搭載される自動変速機の変速制御装置に係り、特に、変速時のトルク相を的確に検出し得る自動変速機の変速制御装置に関する。
 一般に、車輌に搭載される有段式の自動変速機では、複数の摩擦係合要素(クラッチ、ブレーキ)の係合状態を油圧制御装置によって制御し、変速歯車機構における動力伝達経路を各変速段で形成することにより変速を行っている。このような自動変速機の変速を制御する変速制御装置にあっては、変速時に、回転変化量(加速度)を用いて変速時間を制御することで変速ショックを或る程度良好な範囲に保つようにしている。
 上記のような変速制御を行う自動変速機の油圧制御装置が知られている(例えば日本国特開2005-282810号公報参照)。該油圧制御装置では、電子制御部が、アップシフト時に、油圧制御部におけるソレノイドに対して棚圧到達までの間に指示する締結(係合)指令圧において、最大ギヤ比変化率が突き上げ判断ギヤ比変化率よりも大きい場合は、締結指令圧を減少方向に補正し、最大ギヤ比変化率が間延び判断ギヤ比変化率よりも小さい場合は、締結指令圧を上昇方向に補正する。このような油圧制御装置によると、アップシフト時のトルク相からイナーシャ相初期にかけての車輌の加速度変化を小さく抑え、出力軸トルクを或る程度安定させ得る。
 ところで、上記公報に記載されるような自動変速機では、ピストンストローク終了(いわゆるガタ詰め終了)を回転変化加速度の変化量で測定することが多い。そのため、ピストンストロークを過剰に行った場合、低ギヤ段側においては回転変化加速度に変化が生じるため、過剰であることを確実に検出することができたが、高ギヤ段側においては、回転変化加速度に変化が生じにくくなるため、エンジン吹きを防止する観点から、安全側つまりタイアップ側で制御することが多かった。その場合、摩擦係合要素での余計な発熱による摩擦材焼け等が発生する虞があった。
 そこで本発明は、クラッチツークラッチ等の掴み換えによるアップシフト変速にあって、変速時のトルク相を的確に検出してピストンストローク終了を正確に判定することで、摩擦係合要素での余計な発熱による摩擦材焼け等の発生の虞を解消し得る自動変速機の変速制御装置を提供することを目的とするものである。
 本発明は、駆動源(2)の回転を入力軸(10)に入力しかつ駆動車輪に出力部材(11)を連結する有段の変速機構(5)と、これら入力軸(10)と出力部材(11)との間で動力伝達経路を変更する複数の摩擦係合要素と、これら摩擦係合要素を断・接作動する油圧サーボ(例えば29,30)と、を備え、かつ前記変速機構(5)が、変速機ケース(9)に対して固定されて前記入力軸(10)の回転に対する反力を生じる固定ギヤ(S1)を備え、前記複数の摩擦係合要素の内の第1の摩擦係合要素(例えばC-3)を係合すると共に第2の摩擦係合要素(C-1)を解放することにより所定変速段(例えば5速段)へのアップシフトを達成してなる自動変速機の変速制御装置(1)において、
 前記反力に基づき前記固定ギヤ(S1)に作用するトルク値を検出する固定ギヤトルク検出手段(16,24)と、
 該固定ギヤトルク検出手段(16,24)により検出されるトルク値の変化に基づき、ギヤ比が前記アップシフト前(例えば4速段)の状態にあってトルク分担のみが変化するトルク相の開始を検出するトルク相検出手段(15)と、を備えてなる、ことを特徴とする。
 この場合、固定ギヤトルク検出手段が、反力に基づき固定ギヤに作用するトルク値を検出し、トルク相検出手段が、固定ギヤトルク検出手段により検出されるトルク値の変化に基づき、ギヤ比がアップシフト前の状態にあってトルク分担のみが変化するトルク相の開始を検出するので、クラッチツークラッチ等の掴み換えによるアップシフト変速にあって、変速時のトルク相を的確に検出してピストンストローク終了を正確に判定することができ、それにより、変速時の応答性が向上すると共に、待機時間を短縮することができ、摩擦係合要素での余計な発熱による摩擦材焼け等の発生の虞を解消することができる。また、トルク相検出手段がトルク相の開始を検出することで、比較的高ギヤ段側のピストンストローク判定不能領域でのピストンストローク終了を正確に判定できるので、例えばピストンストロークの係合圧の学習制御に用いることで、高ギヤ段側のピストンストロークを最適化することができ、エンジン吹きの防止や過剰な発熱の防止を有効に実行することが可能となる。
 具体的には、本発明は、前記固定ギヤトルク検出手段(16,24)により検出されるトルク値の変化は、比較的高速段での変速(例えば3-4変速、4-5変速、5-6変速)時に顕著に現出し、
 前記トルク相検出手段(15)は、前記トルク値が顕著に変化したときをピストンストローク終了と判定して前記トルク相の開始を検出してなる、ことを特徴とする。
 この場合、固定ギヤトルク検出手段により検出されるトルク値の変化は、比較的高速段での変速時に顕著に現出し、トルク相検出手段が、トルク値が顕著に変化したときをピストンストローク終了と判定してトルク相の開始を検出するので、固定ギヤに作用するトルク値の顕著な変化を判定することでトルク相の開始を容易に検出することができる。
 また、本発明は、前記固定ギヤトルク検出手段は、
 前記入力軸(10)側から作用するトルクに起因する前記固定ギヤ(S1)と前記変速機ケース(9)との歪みを検出する歪み検出センサ(24)と、
 該歪み検出センサ(24)による検出結果に基づき、前記固定ギヤ(S1)に作用したトルク値を算出するトルク値算出手段(16)と、からなる、ことを特徴とする。
 この場合、固定ギヤトルク検出手段が、入力軸側から作用するトルクに起因する固定ギヤと変速機ケースとの歪みを検出する歪み検出センサと、該歪み検出センサによる検出結果に基づき、固定ギヤに作用したトルク値を算出するトルク値算出手段とからなるので、例えば、簡単な構造で比較的廉価な歪みゲージを歪み検出センサとして使用することができ、該歪みゲージを固定ギヤの一部に直接貼り付ける等で固定ギヤと変速機ケースとの歪みを容易に検出する構造が得られることで、トルク相検出に用いるトルク値の検出を、極めてシンプルな構造にて実現することができる。
 具体的には、本発明は、トルク相にて前記第1の摩擦係合要素(例えばC-3)用の油圧サーボに作用する係合側油圧と前記第2の摩擦係合要素(例えばC-1)用の油圧サーボに作用する解放側油圧とを制御する油圧制御手段(13a,13b)を備え、
 該油圧制御手段(13a,13b)は、前記トルク相検出手段(15)による検出結果に基づき、前記係合側油圧及び前記解放側油圧をそれぞれ制御してなる、ことを特徴とする。
 この場合、トルク相にて第1の摩擦係合要素用の油圧サーボに作用する係合側油圧と第2の摩擦係合要素用の油圧サーボに作用する解放側油圧とを制御する油圧制御手段が、トルク相検出手段による検出結果に基づき、係合側油圧及び解放側油圧をそれぞれ制御するので、従来は特に高ギヤ段側での変速でピストンストローク終了が正確には解っていなかったが、本発明ではトルク相検出手段による検出でピストンストローク終了が正確に解ることで、従来に比して迅速にトルク相制御に切換えることができ、トルク相での摩擦係合要素の余計な発熱を防止することが可能になる。
 詳細には、本発明は、前記変速機構(5)は、
 前記入力軸(10)の回転を減速した減速回転を出力し得る減速プラネタリギヤ(SP)と、
 前記変速機構(5)の前記出力部材(11)に接続された出力要素(R2)を含む4つの回転要素(S2,S3,CR2,R2)を有するプラネタリギヤユニット(PU)と、
 該プラネタリギヤユニット(PU)の2つの回転要素(S2,S3)のそれぞれに前記減速プラネタリギヤ(SP)からの回転を入力自在にする2つの減速クラッチ(C-3,C-1)と、
 前記プラネタリギヤユニット(PU)の1つの回転要素(CR2)に前記入力軸(10)の回転を入力自在にする入力クラッチ(C-2)と、を有して、前進5速段又は6速段を達成してなり、
 前記固定ギヤ(S1)は、前記減速プラネタリギヤ(SP)の常時回転が固定されたギヤである、ことを特徴とする。
 この場合、変速機構は、入力軸の回転を減速した減速回転を出力し得る減速プラネタリギヤと、変速機構の出力軸に接続された出力要素を含む4つの回転要素を有するプラネタリギヤユニットと、該プラネタリギヤユニットの2つの回転要素のそれぞれに減速プラネタリギヤからの回転を入力自在にしかつ第1及び第2の摩擦係合要素を成す2つの減速クラッチと、プラネタリギヤユニットの1つの回転要素に入力軸の回転を入力自在にする入力クラッチとを有して、前進5速段又は6速段を達成してなり、固定ギヤが、減速プラネタリギヤの常時回転が固定されたギヤであるので、変速機ケースに固定されている固定ギヤを有して前進5速段又は6速段を達成するギヤトレーンを有する変速機構を備える際に、固定ギヤに歪み検出センサ等を取り付けるだけの比較的簡単な構成により、トルク相を早く且つ正確に検出して変速制御に活用することができる。
 更に、本発明は、前記減速プラネタリギヤ(SP)は、前記変速機ケース(9)に固定されたサンギヤ(S1)と、前記減速回転を出力するリングギヤ(R1)と、前記入力軸(10)の回転を入力するキャリヤ(CR1)と、からなり、
 前記固定ギヤは前記サンギヤ(S1)である、ことを特徴とする。
 この場合、減速プラネタリギヤが、変速機ケースに固定されたサンギヤと、減速回転を出力するリングギヤと、入力軸の回転を入力するキャリヤとからなり、固定ギヤがサンギヤであるので、変速機ケースに固定されているサンギヤを有するギヤトレーンを有する変速機構を備える際に、サンギヤに歪み検出センサ等を取り付けるだけの比較的簡単な構成により、トルク相を早く且つ正確に検出して変速制御に活用することができる。
 なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の記載に何等影響を及ぼすものではない。
本発明に係る自動変速機の変速制御装置に係る電気制御系等を示すブロック図。 本発明を適用し得る自動変速機構を示すスケルトン図。 本自動変速機構の係合表。 本自動変速機構の速度線図。 本自動変速機構内のプラネタリギヤに備えた常時固定状態のサンギヤ、及び該サンギヤに固定された歪みゲージを示す図。 油圧制御装置における油圧回路の概略を示す概略図。 本自動変速機の変速制御装置の作用を説明するためのフローチャート。 本自動変速機の変速制御装置によるトルク相検出を説明するためのタイムチャート。 従来タイプを説明するためのタイムチャート。 変形例の各パラメータの変化を示すタイムチャート。 変形例の各パラメータの変化を示すタイムチャート。 変形例の各パラメータの変化を示すタイムチャート。
 以下、本発明に係る実施の形態を図1ないし図12に沿って説明する。
 まず、本発明を適用し得る自動変速機3の概略構成について図2に沿って説明する。同図に示すように、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)タイプの車輌に用いて好適な自動変速機3は、駆動源であるエンジン2(図1参照)に接続し得る該自動変速機3の入力軸8を有しており、該入力軸8の軸方向を中心としてトルクコンバータ4、及び自動変速機構(変速機構)5を備えている。なお、符号9は、自動変速機構5を収容する変速機ケースを示している。
 本自動変速機3は、自動変速機構5における複数の動力伝達経路を各係合状態により達成する摩擦係合要素であるクラッチC-1,C-2,C-3及びブレーキB-1,B-2を有し、それら係合要素同士の掴み換えにより前進6速段の変速を達成する有段式の自動変速機である。なお、前進6速段の変速に限らず、前進5速段の変速を行う自動変速機にも本発明を適用し得ることは勿論である。
 上記トルクコンバータ4は、自動変速機3の入力軸8に接続されたポンプインペラ4aと、作動流体を介して該ポンプインペラ4aの回転が伝達されるタービンランナ4bとを有しており、該タービンランナ4bは、上記入力軸8と同軸上に配設された上記自動変速機構5の入力軸10に接続されている。また、該トルクコンバータ4には、ロックアップクラッチ7が備えられており、該ロックアップクラッチ7が油圧制御装置6(図1参照)の油圧制御によって係合されると、上記自動変速機3の入力軸8の回転が自動変速機構5の入力軸10に直接伝達される。なお、上記油圧制御装置6は、油圧サーボ(不図示)を自動変速機構5に対応して多数備えると共に、これら油圧サーボへの油圧を切換えるシフトバルブも多数備えている。
 上記自動変速機構5には、入力軸10上において、プラネタリギヤSPと、プラネタリギヤユニットPUとが備えられている。上記プラネタリギヤSPは、サンギヤ(固定ギヤ)S1、キャリヤCR1、及びリングギヤR1を備えており、該キャリヤCR1に、サンギヤS1及びリングギヤR1に噛合するピニオンP1を有している、いわゆるシングルピニオンプラネタリギヤである。上記サンギヤS1は、プラネタリギヤSPの常時回転が固定されたギヤである。なお、上記プラネタリギヤSPは、入力軸10の回転を減速した減速回転を出力し得る減速プラネタリギヤを構成している。
 また、該プラネタリギヤユニットPUは、4つの回転要素としてサンギヤS2、サンギヤS3、キャリヤCR2及びリングギヤR2を有し、該キャリヤCR2に、サンギヤS2及びリングギヤR2に噛合するロングピニオンPLと、サンギヤS3に噛合するショートピニオンPSとを互いに噛合する形で有している、いわゆるラビニヨ型プラネタリギヤである。なお、上記クラッチC-3,C-1は、プラネタリギヤユニットPUの2つの回転要素であるサンギヤS2,S3のそれぞれにプラネタリギヤSPからの回転を入力自在にする2つの減速クラッチを構成する。また、上記クラッチC-2は、プラネタリギヤユニットPUの1つの回転要素であるキャリヤCR2に入力軸10の回転を入力自在にする入力クラッチを構成している。上記リングギヤR2は、自動変速機構5の出力軸(不図示)に接続された出力要素である。
 上記プラネタリギヤSPのサンギヤS1は、図2及び図5に示すように、変速機ケース9に対して固定され、入力軸10の回転に対する反力が生じる固定ギヤ、つまり、変速機ケース9に一体的に固定されているボス部20に接続(スプライン結合)されて回転が常時固定された固定ギヤを構成している。該サンギヤS1の変速機ケース9(つまりボス部20)に接続される軸部26には、入力軸10側から作用するトルクに応じたサンギヤS1(つまり軸部26)の歪みを検出する歪みゲージ24が、接着剤等により直接固定されている。該歪みゲージ24は、入力軸10側から作用するトルクに起因するサンギヤS1と変速機ケース9との歪みを検出する歪み検出センサを構成する。
 軸部26に固定された歪みゲージ24は、該軸部26における反対側の部分にも同様に固定されており、当該軸部26の外周面に固定された2個により歪みを検出する。該歪みゲージ24は、電気接続ケーブル27を介して制御部12に接続されている。なお、歪みゲージ24は、2個に限らず、上記軸部26の外周面における3箇所或いは4箇所に等角度間隔で固定されていても、同様に機能し得ることは勿論である。
 また、図2に示すように、上記リングギヤR1は、上記入力軸10の回転と同回転(以下、「入力回転」という。)になっている。更に上記キャリヤCR1は、上記固定されたサンギヤS1と該入力回転するリングギヤR1とにより、入力回転が減速された減速回転になると共に、クラッチC-1及びクラッチC-3に接続されている。
 上記プラネタリギヤユニットPUのサンギヤS2は、ブレーキB-1に接続されて変速機ケース9に対して固定自在となっていると共に、上記クラッチC-3に接続され、該クラッチC-3を介して上記キャリヤCR1の減速回転が入力自在となっている。また、上記サンギヤS3は、クラッチC-1に接続されており、上記キャリヤCR1の減速回転が入力自在となっている。
 更に、上記キャリヤCR2は、入力軸10の回転が入力されるクラッチC-2に接続され、該クラッチC-2を介して入力回転が入力自在となっており、また、ワンウェイクラッチF-1及びブレーキB-2に接続されて、該ワンウェイクラッチF-1を介して変速機ケース9に対して一方向の回転が規制されると共に、該ブレーキB-2を介して回転が固定自在となっている。そして、上記リングギヤR2は、カウンタギヤ(出力部材)11に接続されており、該カウンタギヤ11は、不図示のカウンタシャフト、ディファレンシャル装置を介して不図示の駆動車輪に接続されている。
 つづいて、上記構成に基づき、自動変速機構5の作用について図2、図3及び図4に沿って説明する。なお、図4に示す速度線図において、縦軸方向はそれぞれの回転要素(各ギヤ)の回転数を示しており、横軸方向はそれら回転要素のギヤ比に対応して示している。また、該速度線図のプラネタリギヤSPの部分において、縦軸は、図4中左方側から順に、サンギヤS1、キャリヤCR1、リングギヤR1に対応している。更に、該速度線図のプラネタリギヤユニットPUの部分において、縦軸は、図4中右方側から順に、サンギヤS3、リングギヤR2、キャリヤCR2、サンギヤS2に対応している。
 例えばD(ドライブ)レンジにおける前進1速段(1ST)では、図3に示すように、クラッチC-1及びワンウェイクラッチF-1が係合される。すると、図2及び図4に示すように、固定されたサンギヤS1と入力回転であるリングギヤR1によって減速回転するキャリヤCR1の回転が、クラッチC-1を介してサンギヤS3に入力される。また、キャリヤCR2の回転が一方向(正転回転方向)に規制されて、つまりキャリヤCR2の逆転回転が防止されて固定された状態になる。すると、サンギヤS3に入力された減速回転が、固定されたキャリヤCR2を介してリングギヤR2に出力され、前進1速段としての正転回転がカウンタギヤ11から出力される。
 なお、エンジンブレーキ時(コースト時)には、ブレーキB-2を係止してキャリヤCR2を固定し、該キャリヤCR2の正転回転を防止する形で、上記前進1速段の状態を維持する。また、該前進1速段では、ワンウェイクラッチF-1によりキャリヤCR2の逆転回転を防止し、かつ正転回転を可能にするので、例えば非走行レンジから走行レンジに切換えた際の前進1速段の達成を、ワンウェイクラッチF-1の自動係合により滑らかに行うことができる。
 前進2速段(2ND)では、図3に示すように、クラッチC-1が係合され、ブレーキB-1が係止される。すると、図2及び図4に示すように、固定されたサンギヤS1と入力回転であるリングギヤR1によって減速回転するキャリヤCR1の回転が、クラッチC-1を介してサンギヤS3に入力される。また、ブレーキB-1の係止によりサンギヤS2の回転が固定される。すると、キャリヤCR2がサンギヤS3よりも低回転の減速回転となり、該サンギヤS3に入力された減速回転が該キャリヤCR2を介してリングギヤR2に出力され、前進2速段としての正転回転がカウンタギヤ11から出力される。
 なお、この前進2速段の状態からニュートラル制御によってクラッチC-1が解放(スリップ状態に)された場合は、キャリヤCR2の逆転回転を阻止するワンウェイクラッチF-1によって、リングギヤR2の正転回転が許容されると共に逆転回転が阻止され、車輌の後退(駆動車輪の逆転回転)が防止される、いわゆるヒルホールドの状態となる。
 前進3速段(3RD)では、図3に示すように、クラッチC-1及びクラッチC-3が係合される。すると、図2及び図4に示すように、固定されたサンギヤS1と入力回転であるリングギヤR1によって減速回転するキャリヤCR1の回転が、クラッチC-1を介してサンギヤS3に入力される。また、クラッチC-3の係合によりキャリヤCR1の減速回転がサンギヤS2に入力される。つまり、サンギヤS2及びサンギヤS3にキャリヤCR1の減速回転が入力されるため、プラネタリギヤユニットPUが減速回転の直結状態となり、そのまま減速回転がリングギヤR2に出力され、前進3速段としての正転回転がカウンタギヤ11から出力される。
 前進4速段(4TH)では、図3に示すように、クラッチC-1及びクラッチC-2が係合される。すると、図2及び図4に示すように、固定されたサンギヤS1と入力回転であるリングギヤR1によって減速回転するキャリヤCR1の回転が、クラッチC-1を介してサンギヤS3に入力される。また、クラッチC-2の係合によりキャリヤCR2に入力回転が入力される。すると、該サンギヤS3に入力された減速回転とキャリヤCR2に入力された入力回転とにより、上記前進3速段より高い減速回転となってリングギヤR2に出力され、前進4速段としての正転回転がカウンタギヤ11から出力される。
 前進5速段(5TH)では、図3に示すように、クラッチC-2及びクラッチC-3が係合される。すると、図2及び図4に示すように、固定されたサンギヤS1と入力回転であるリングギヤR1によって減速回転するキャリヤCR1の回転が、クラッチC-3を介してサンギヤS2に入力される。また、クラッチC-2の係合によりキャリヤCR2に入力回転が入力される。すると、該サンギヤS2に入力された減速回転とキャリヤCR2に入力された入力回転とにより、入力回転より僅かに高い増速回転となってリングギヤR2に出力され、前進5速段としての正転回転がカウンタギヤ11から出力される。
 前進6速段(6TH)では、図3に示すように、クラッチC-2が係合され、ブレーキB-1が係止される。すると、図2及び図4に示すように、クラッチC-2の係合によりキャリヤCR2に入力回転が入力される。また、ブレーキB-1の係止によりサンギヤS2の回転が固定される。すると、固定されたサンギヤS2によりキャリヤCR2の入力回転が上記前進5速段より高い増速回転となってリングギヤR2に出力され、前進6速段としての正転回転がカウンタギヤ11から出力される。
 後進1速段(REV)では、図3に示すように、クラッチC-3が係合され、ブレーキB-2が係止される。すると、図2及び図4に示すように、固定されたサンギヤS1と入力回転であるリングギヤR1によって減速回転するキャリヤCR1の回転が、クラッチC-3を介してサンギヤS2に入力される。また、ブレーキB-2の係止によりキャリヤCR2の回転が固定される。すると、サンギヤS2に入力された減速回転が、固定されたキャリヤCR2を介してリングギヤR2に出力され、後進1速段としての逆転回転がカウンタギヤ11から出力される。
 なお、例えばP(パーキング)レンジ及びN(ニュートラル)レンジでは、クラッチC-1、クラッチC-2、及びクラッチC-3、が解放される。すると、キャリヤCR1とサンギヤS2及びサンギヤS3との間、即ちプラネタリギヤSPとプラネタリギヤユニットPUとの間が切断状態となり、かつ、入力軸10とキャリヤCR2との間が切断状態となる。これにより、入力軸10とプラネタリギヤユニットPUとの間の動力伝達が切断状態となり、つまり入力軸10とカウンタギヤ11との動力伝達が切断状態となる。
 ついで、図6を参照して、油圧制御装置6における油圧回路の概略について説明する。該油圧回路は、2個のリニアソレノイドバルブSLS及びSLUを有すると共に、自動変速機構のプラネタリギヤユニットの伝達経路を切換えて、例えば前進6速、後進1速の変速段を達成する複数の摩擦係合要素を断・接作動する複数の油圧サーボ29,30を有している。また、リニアソレノイドバルブSLS及びSLUの入力ポートa,aにはソレノイドモジュレータ圧が供給されており、これらリニアソレノイドバルブの出力ポートb,bからの制御油圧がそれぞれプレッシャコントロールバルブ31,32の制御油室31a,32aに供給されている。プレッシャコントロールバルブ31,32は、ライン圧がそれぞれ入力ポート31b,32bに供給されており、上記制御油圧にて調圧された出力ポート31c,32cからの調圧が、それぞれシフトバルブ33,34を介して適宜各油圧サーボ29,30に供給される。
 なお、本油圧回路は、基本概念を示すためのものであって、各油圧サーボ29,30及びシフトバルブ33,34は、象徴的に示すものであり、実際には、自動変速機構5に対応して油圧サーボは多数備えられており、これら油圧サーボへの油圧を切換えるシフトバルブも多数備えている。また、油圧サーボ30に示すように油圧サーボは、シリンダ35にオイルシール36により油密状に嵌合するピストン37を有しており、該ピストン37は、油圧室38に作用するプレッシャコントロールバルブ32からの調圧油圧に基づき、戻しスプリング39に抗して移動し、外側摩擦プレート40及び内側摩擦材41を接触する。該摩擦プレート及び摩擦材は、クラッチで示してあるが、ブレーキにも同様に対応することは勿論である。
 つづいて、本発明に係る自動変速機の変速制御装置1について、図1を参照して説明する。なお、図1は、本実施の形態における自動変速機の変速制御装置1に係る電気制御系等を示すブロック図である。
 本自動変速機の変速制御装置1は、エンジン(駆動源)2の回転を入力軸10に入力しかつ駆動車輪にカウンタギヤ(出力部材)11を連結する有段の自動変速機構(変速機構)5と、これら入力軸10とカウンタギヤ11との間で動力伝達経路を変更する複数の摩擦係合要素であるクラッチC-1,C-2,C-3、ブレーキB-1,B-2と、これら摩擦係合要素を断・接作動する油圧サーボ(図6の29,30参照)とを備えている。自動変速機構5は、変速機ケース9に対して固定されて入力軸10の回転に対する反力を生じるサンギヤ(固定ギヤ)S1を備えている。本自動変速機の変速制御装置1は、上記複数の摩擦係合要素の内の第1の摩擦係合要素(例えばC-3)を係合すると共に第2の摩擦係合要素(C-1)を解放することにより所定変速段(例えば5速段)へのアップシフトを達成するように構成される。
 すなわち、本自動変速機の変速制御装置1は、図1に示すように、エンジン(E/G)2からの信号、自動変速機3(自動変速機構5)の入力軸回転数センサ22及び出力軸回転数(車速)センサ23からの信号、歪みゲージ24からの信号、アクセル開度センサ25からの信号、油温センサ29からの信号を入力する制御部(ECU)12を備えている。入力軸回転数センサ22は、入力軸10の回転数を検出し、また、出力軸回転数センサ23は、カウンタギヤ11の後流側に設けられた不図示の出力軸の回転数を検出する。
 上記制御部12は、変速制御手段14、変速マップ18、トルク相検出手段15、イナーシャ相検出手段28、トルク値算出手段16、及びエンジン回転数検出手段19を有している。なお、上記トルク値算出手段16及び歪みゲージ24により、反力に基づきサンギヤS1に作用するトルク値を検出する固定ギヤトルク検出手段が構成されている。
 上記変速制御手段14は、油圧制御装置6に備えられた不図示のソレノイドバルブに電気的指令を行うことで、摩擦係合要素であるクラッチC-1,C-2,C-3やブレーキB-1,B-2の各油圧サーボ(図6の29,30参照)に供給する油圧を制御し、自動変速機構5における摩擦係合要素であるクラッチやブレーキ同士の掴み換え変速を行う。即ち、該変速制御手段14は、パワーオンアップシフト変速においては、例えば出力軸回転数センサ23により検出される自動変速機構5の出力軸(不図示)の回転数より算出される車速と、アクセル開度センサ25により検出されるアクセル開度とに基づき変速マップ18を参照し、アクセル開度が所定開度以上の場合にあってアップシフト変速点を判断した際に、油圧制御装置6のソレノイドバルブ(不図示)に指令することで、自動変速機構5において摩擦係合要素同士の掴み換えを行わせ、これによりパワーオンアップシフト変速を行う。当該変速制御手段14は、トルク相にて第1の摩擦係合要素(例えばC-3)用の油圧サーボに作用する係合側油圧を制御する係合側油圧制御手段13aと、トルク相にて第2の摩擦係合要素用の油圧サーボに作用する解放側油圧を制御する解放側油圧制御手段13bとを有しており、これら係合側油圧制御手段13a及び解放側油圧制御手段13bは、トルク相検出手段15による検出結果に基づき、係合側油圧及び解放側油圧をそれぞれ制御する。
 上記トルク値算出手段16は、歪みゲージ24による検出結果に基づき、サンギヤS1に作用したトルク値を算出する。即ち、トルク値算出手段16は、歪みゲージ24に電気信号を印加し、サンギヤS1の歪みに起因して該歪みゲージ24から出力される電気信号を受信するように、該歪みゲージ24に電気的に接続される。そして、該トルク値算出手段16は、歪みゲージ24による検出結果に基づき、サンギヤS1に作用したトルク値を算出する。つまり、トルク値算出手段16は、歪みゲージ24からの出力信号を増幅する不図示の増幅器を有しており、該増幅器で増幅された歪みゲージ24の出力電圧に基づいてサンギヤS1に作用するトルク値を算出(検出)する。
 上記トルク相検出手段15は、歪みゲージ24及びトルク値算出手段16により検出されるトルク値の変化に基づき、ギヤ比がアップシフト前(例えば4速段)の状態にあってトルク分担のみが変化するトルク相の開始を検出する。本実施の形態において、1速段(1ST)~3速段(3RD)では、サンギヤS1に作用したトルク値(サンギヤ分担トルク)を例えば1.7985倍することで入力トルクが得られ、4速段(4TH)ではサンギヤ分担トルクを例えば6.25倍することで入力トルクが得られ、5速段(5TH)ではサンギヤ分担トルクを例えば-6.76倍することで入力トルクが得られる。6速段(6TH)では、入力軸10の回転がプラネタリギヤSPを経由せずにプラネタリギヤユニットPUのみを経由してカウンタギヤ11に伝達されるため、入力トルクは測定不可能(0)である。これらのことから、歪みゲージ24及びトルク値算出手段16により検出されるトルク値の変化は、比較的高速段での変速(例えば3→4変速、4→5変速、5→6変速)時に顕著に現出し、トルク相検出手段15は、トルク値が顕著に変化したときをピストンストローク終了(いわゆるガタ詰め終了)と判定してトルク相の開始を検出する。その際、トルク相検出手段15は、顕著に変化したトルク値を閾値と比較し、該トルク値が閾値を越えた際にトルク相の開始と判定する。
 上記イナーシャ相検出手段28は、トルク値算出手段16及び歪みゲージ24により検出されるトルク値の変化に基づき、自動変速機構5にて回転変化が始まるイナーシャ相の開始を検出する。即ち、イナーシャ相検出手段28は、トルク値算出手段16により算出されたトルク値に基づき、自動変速機構5での回転変化が始まるイナーシャ相の開始を検出する。該イナーシャ相検出手段28は、予め設定された閾値を有しており、トルク値算出手段16により算出されたトルク値が閾値を超えたか否かを判断することで、トルク値が閾値を越えた場合にイナーシャ相が開始されたと判定する。
 上記制御部12には、エンジントルク信号を含む信号がエンジン2から送られており、上記エンジン回転数検出手段19は、エンジン2からの上記信号に基づき、エンジン2の回転数(以下、エンジン回転数という)を検出する。
 ついで、本自動変速機の変速制御装置1の制御について、図1、及び図7のフローチャート、図8ないし図12のタイムチャートを参照して説明する。なお、図7は本自動変速機の変速制御装置の作用を説明するためのフローチャート、図8は本自動変速機の変速制御装置によるトルク相検出を説明するためのタイムチャート、図9は従来タイプを説明するためのタイムチャートである。図10ないし図12は本自動変速機の変速制御装置によるトルク相検出を説明するための変形例のタイムチャートである。
 図8は4-5変速時の各パラメータの変化を示すタイムチャートであり、同図において、aは自動変速機構5の入力軸10の入力回転数の変化を示し、bは解放側の油圧指令値を示し、cは解放側油圧を示し、dは係合側の油圧指令値を示し、eは係合側油圧を示し、fは出力トルクを示し、gはサンギヤS1に作用するトルク値(サンギヤ分担トルク)を示し、Toはトルク相を示す。
 本変速制御装置1による制御では、例えば不図示のイグニッションがONされ、エンジン2がONしている状態で制御が開始され、変速制御手段14により自動変速機構5においてパワーオンアップシフト変速中であることを検出するまで待機する。そして、運転者によるアクセルペダル操作による例えば4速段での走行中に、変速制御手段14が、出力軸回転数センサ23により検出される自動変速機構5の出力軸の回転数から算出される車速と、アクセル開度センサ25により検出されるアクセル開度とに基づき変速マップ18を参照し、アクセル開度が所定開度以上の場合にあってアップシフト変速点と判断すると(ステップS1:YES)、例えば4→5変速のパワーオンアップシフト変速を行う。
 すなわち、運転者によりアクセルが踏み込まれてアクセル開度が上昇し、変速マップ18における4速段の領域から5速段の領域となる変速点を越えると、該時点から所定時間経過した時点において、変速制御手段14により4-5変速判断がなされる。そして、所定シフトバルブの操作等の前処理のための所定時間経過後、係合側油圧制御手段13a及び解放側油圧制御手段13bによる係合側油圧及び解放側油圧の変速制御が開始される。なお、該変速制御にあっては、運転者はアクセルペダルを略々一定な操作を保持し、変速中、エンジンから車輪側へ動力伝達されるパワーオン状態でアップシフト制御される。
 4-5変速制御では、解放側油圧制御手段13bにより解放側油圧が急峻に下降されてクラッチC-1が次第に解放され、係合側油圧制御手段13aにより係合側油圧が一旦上昇して(時点t)クラッチC-3の油圧サーボにおけるガタ詰め動作が行われた後、クラッチC-3が徐々に係合される。この際、時点t後の破線Aで示す部分においてサンギヤ分担トルクgに急激なトルク変化が生じるため、トルク相検出手段15は、ギヤ比がアップシフト前の状態にあってトルク分担のみが変化するトルク相の開始を検出する。
 すなわち、図2において、4速段では、入力軸10の回転が、リングギヤR1から、ピニオンP1を介してサンギヤS1の反力を受けるキャリアCR1に伝達され、更に該キャリアCR1からクラッチC-1を介してサンギヤS3に伝達され、クラッチC-2によって入力軸10に接続されているキャリヤCR2に支持されたショートピニオンPS及びロングピニオンPLを介してリングギヤR2に伝達され、該リングギヤR2からカウンタギヤ11を介して出力軸に伝達されている。この状態から5速段側に移行すると、入力軸10の回転が、上記と同様にリングギヤR1からキャリアCR1に伝達されるが、クラッチC-1に代わってクラッチC-3が係合することで、キャリヤCR1の回転は、サンギヤS2からロングピニオンPLのみを介してリングギヤR2に伝達され、該リングギヤR2からカウンタギヤ11を介して出力軸に伝達されることになる。この時点で、ピニオンP1からの反力を受けるサンギヤS1は軸部26に歪みを生じるため、該歪みが歪みゲージ24によって検出される。これにより、トルク値算出手段16が、サンギヤS1の歪みに起因して歪みゲージ24から出力される電気信号を受信し、サンギヤS1に作用したトルク値を算出し、トルク相検出手段15が、トルク値算出手段16にて算出されたトルク値を閾値と比較し、トルク値が閾値を越えた際にトルク相(時点t~t)が開始されたと判定する。
 変速制御手段14は、上記のようにサンギヤ分担トルクの急変化を検出すると、ステップS2にて、同時にエンジントルク変化量が規定値内であるか否かを判断し、これらを同時に満たすと判断した場合(S2:YES)、係合側油圧及び解放側油圧を共に制御するトルク相制御を開始する(S3)。当該トルク相制御では、係合側クラッチ(4-5変速ではクラッチC-3)が担持するトルクが増大すると共に、解放側クラッチ(4-5変速ではクラッチC-1)の担持トルクが減少し、ギヤ比はアップシフト前(4速段)の状態にあってトルク分担のみが変化することになる。
 一方、ステップS1において、例えば1-2変速や2-3変速のような比較的低速段にでは歪みゲージ24によるトルク検出に基づくサンギヤ分担トルクに急激な変化は見られず、急変化の検出が無くエンジントルク変化量が規定値内ではない場合は、ステップS4に進み、従来通りにタイマ経過又は回転変化の検出判定に従い(S4:YES)、ステップS3において上記トルク相制御を開始することになる。
 更に、トルク相制御に続いて、エンジントルクの負荷となってエンジン回転数を変化するイナーシャ相制御を実行する(ステップS11)。即ち、自動変速機構5における実際の変速を行うイナーシャ相制御が開始されると、クラッチC-3のスリップに伴うエンジン回転数の上昇に応じて入力回転数が上昇され、自動変速機構5が徐々に5速段に切り換えられていき、つまり変速進行率が増加していく。
 引き続き、ステップS5において、イナーシャ相中に測定トルクが一定以上計測されたか否かを判断し、計測された場合(S5:YES)は、解放側油圧をタイアップ(両要素が共に接続状態(同時係合)となること)防止側に修正するように学習補正する。一方、ステップS5において計測されない場合(S5:NO)は、ステップS7において、イナーシャ相中にてエンジン吹き状態が検出されたか否かを判断する。その結果、検出された場合(S7:YES)は、解放側エンジン吹き防止側に修正するように学習補正し(S8)、検出されない場合(S7:NO)は、修正は行わない(S9)。なお、上記エンジン吹き状態とは、係合側摩擦係合要素及び解放側摩擦係合要素が共に切断状態となることに基づく状態である。
 ついで、ステップS10において、完了制御を実行する。即ち、該完了制御では、解放側油圧制御における完了制御の残り時間と同じ時間がタイマに設定され、そして係合側油圧は、予め設定されている所定勾配からなる油圧によりスイープアップし、上記設定された所定時間が経過するまで、上記スイープアップが続けられ、該時間が経過した時点で完了制御は終了し、4-5変速が完了する。
 ここで、図9を参照して、従来タイプの自動変速機の変速制御について説明する。即ち、従来は、高ギヤ段側の変速でピストンストローク終了が正確に解っていなかったため、トルク相Toの時間が長く、破線の丸部分Bに示すように、タイアップ気味の変速になっていた。
 以上の本実施の形態によると、歪みゲージ24及びトルク値算出手段16が、反力に基づきサンギヤS1に作用するトルク値を検出し、トルク相検出手段15が、歪みゲージ24及びトルク値算出手段16により検出されるトルク値の変化に基づき、ギヤ比がアップシフト前の状態にあってトルク分担のみが変化するトルク相の開始を検出する。このため、クラッチツークラッチ等の掴み換えによるアップシフト変速にあって、変速時のトルク相を的確に検出してピストンストローク終了を正確に判定することができ、それにより、変速時の応答性が向上すると共に、待機時間を短縮することができ、摩擦係合要素での余計な発熱による摩擦材焼け等の発生の虞を解消することができる。また、トルク相検出手段15がトルク相の開始を検出することで、高ギヤ段側のピストンストローク判定不能領域でのピストンストローク終了を正確に判定できるので、ピストンストロークの係合圧の学習制御に用いることで、比較的高ギヤ段側のピストンストロークを最適化することができ、エンジン吹きの防止や過剰な発熱の防止を有効に実行することが可能となる。
 また、本実施の形態では、歪みゲージ24及びトルク値算出手段16により検出されるトルク値の変化は、比較的高速段での変速時に顕著に現出し、トルク相検出手段15が、トルク値が顕著に変化したときをピストンストローク終了と判定してトルク相の開始として検出する。これにより、サンギヤS1に作用するトルク値の顕著な変化を判定することで、トルク相の開始を容易に検出することができる。
 更に、本実施の形態では、入力軸10側から作用するトルクに起因するサンギヤS1と変速機ケース9との歪みを検出する歪みゲージ24と、該歪みゲージ24による検出結果に基づき、サンギヤS1に作用したトルク値を算出するトルク値算出手段16とにより固定ギヤトルク検出手段が構成される。これにより、簡単な構造で比較的廉価な歪みゲージ24を使用し、該歪みゲージ24をサンギヤS1の一部に直接貼り付ける等でサンギヤS1と変速機ケース9との歪みを容易に検出する構造が得られる。これにより、トルク相検出に用いるトルク値の検出を、極めてシンプルな構造にて実現することができる。
 そして、本実施の形態では、トルク相にて第1の摩擦係合要素(例えばC-3)用の油圧サーボに作用する係合側油圧と第2の摩擦係合要素(例えばC-1)用の油圧サーボに作用する解放側油圧とを制御する係合側油圧制御手段13a及び解放側油圧制御手段13bが、トルク相検出手段15による検出結果に基づき、係合側油圧及び解放側油圧をそれぞれ制御する。このため、従来は特に高ギヤ段側での変速でピストンストローク終了が正確には解っていなかったが、本実施の形態では、トルク相検出手段15による検出でピストンストローク終了が正確に解ることで、従来に比して迅速にトルク相制御に切換えることができ、トルク相での摩擦係合要素の余計な発熱を防止することが可能になる。
 更に、本実施の形態において、自動変速機構5は、入力軸10の回転を減速した減速回転を出力し得るプラネタリギヤSPと、自動変速機構5の出力軸に接続されたリングギヤR2を含む4つの回転要素(サンギヤS2,S3、キャリヤCR2、リングギヤR2)を有するプラネタリギヤユニットPUと、該プラネタリギヤユニットPUの2つの回転要素(サンギヤS3,S2)のそれぞれにプラネタリギヤSPからの回転を入力自在にする2つのクラッチC-1,C-3と、プラネタリギヤユニットPUの1つの回転要素(キャリヤCR2)に入力軸10の回転を入力自在にするクラッチC-2とを有して、前進6速段を達成する。更に、サンギヤS1が、プラネタリギヤSPの常時回転が固定されたギヤであるので、変速機ケース9に固定されているサンギヤS1を有して前進6速段を達成するギヤトレーンを有する自動変速機構5を備える際に、サンギヤS1に歪み検出センサ等を取り付けるだけの比較的簡単な構成により、トルク相を早く且つ正確に検出して変速制御に活用することができる。なお、前進6速段の変速に限らず、変速を行う自動変速機に本発明は適用し得る。
 また、プラネタリギヤSPが、変速機ケース9に固定されたサンギヤS1と、減速回転を出力するリングギヤR1と、入力軸10の回転を入力するキャリヤCR1とからなり、サンギヤS1を固定ギヤとしているので、変速機ケース9に固定されているサンギヤS1を有するギヤトレーンを有する自動変速機構5にて、サンギヤS1に歪みゲージ24を取り付けるだけの比較的簡単な構成により、トルク相を早く且つ正確に検出して変速制御に活用することができる。
 ここで、図10ないし図12を参照して、先に説明した実施の形態の変形例について説明する。図10は3-4変速時の各パラメータの変化を示すタイムチャート、図11は4-5変速時の各パラメータの変化を示すタイムチャート、図12は5-6変速時の各パラメータの変化を示すタイムチャートである。これらの図において、aは入力軸10の入力回転数の変化を示し、cは解放側油圧を示し、eは係合側油圧を示し、fは出力トルクを示し、gはサンギヤS1に作用するトルク値(サンギヤ分担トルク)、Toはトルク相である。
 図10に示す3-4変速の変形例では、サンギヤ分担トルクgにおける破線Aで示す部分において急激なトルク変化が現出している。また、図11に示す4-5変速の変形例においてもサンギヤ分担トルクgにおける破線Aで示す部分において、急激なトルク変化が現出している。
 図12に示す5-6変速の変形例においても、サンギヤ分担トルクgにおける破線Aで示す部分において急激なトルク変化が現出しているが、前述したように6速段でのサンギヤ分担トルクは0であり、タイアップするとトルク分担の影響で0にならない。このため、変速中のタイアップ状態を、サンギヤ分担トルクgにおける破線Cで示す部分に現出することで検出することができる。
 なお、以上の実施の形態及び変形例では、自動変速機3として、FFタイプの車輌に用いて好適な前進6速及び後進1速を達成するものを例に挙げて説明したが、これに限らず、FRタイプ(フロントエンジン・リアドライブ)やその他のタイプの車輌に用いて好適な自動変速機であっても、変速機ケースに対して常時固定されるギヤ(例えばサンギヤ)を有するプラネタリギヤを備えたタイプであれば本発明を適用することが可能である。
 本発明に係る自動変速機の変速制御装置は、乗用車、トラック、バス、農機等に搭載される自動変速機に用いることが可能であり、特に変速時のトルク相の検出を要求されるものに用いて好適である。

Claims (6)

  1.  駆動源の回転を入力軸に入力しかつ駆動車輪に出力部材を連結する有段の変速機構と、これら入力軸と出力部材との間で動力伝達経路を変更する複数の摩擦係合要素と、これら摩擦係合要素を断・接作動する油圧サーボと、を備え、かつ前記変速機構が、変速機ケースに対して固定されて前記入力軸の回転に対する反力を生じる固定ギヤを備え、前記複数の摩擦係合要素の内の第1の摩擦係合要素を係合すると共に第2の摩擦係合要素を解放することにより所定変速段へのアップシフトを達成してなる自動変速機の変速制御装置において、
     前記反力に基づき前記固定ギヤに作用するトルク値を検出する固定ギヤトルク検出手段と、
     該固定ギヤトルク検出手段により検出されるトルク値の変化に基づき、ギヤ比が前記アップシフト前の状態にあってトルク分担のみが変化するトルク相の開始を検出するトルク相検出手段と、を備えてなる、
     ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
  2.  前記固定ギヤトルク検出手段により検出されるトルク値の変化は、比較的高速段での変速時に顕著に現出し、
     前記トルク相検出手段は、前記トルク値が顕著に変化したときをピストンストローク終了と判定して前記トルク相の開始を検出してなる、
     請求項1記載の自動変速機の変速制御装置。
  3.  前記固定ギヤトルク検出手段は、
     前記入力軸側から作用するトルクに起因する前記固定ギヤと前記変速機ケースとの歪みを検出する歪み検出センサと、
     該歪み検出センサによる検出結果に基づき、前記固定ギヤに作用したトルク値を算出するトルク値算出手段と、からなる、
     請求項1又は2記載の自動変速機の変速制御装置。
  4.  トルク相にて前記第1の摩擦係合要素用の油圧サーボに作用する係合側油圧と前記第2の摩擦係合要素用の油圧サーボに作用する解放側油圧とを制御する油圧制御手段を備え、
     該油圧制御手段は、前記トルク相検出手段による検出結果に基づき、前記係合側油圧及び前記解放側油圧をそれぞれ制御してなる、
     請求項1ないし3のいずれか1項記載の自動変速機の変速制御装置。
  5.  前記変速機構は、
     前記入力軸の回転を減速した減速回転を出力し得る減速プラネタリギヤと、
     前記変速機構の前記出力部材に接続された出力要素を含む4つの回転要素を有するプラネタリギヤユニットと、
     該プラネタリギヤユニットの2つの回転要素のそれぞれに前記減速プラネタリギヤからの回転を入力自在にする2つの減速クラッチと、
     前記プラネタリギヤユニットの1つの回転要素に前記入力軸の回転を入力自在にする入力クラッチと、を有して、前進5速段又は6速段を達成してなり、
     前記固定ギヤは、前記減速プラネタリギヤの常時回転が固定されたギヤである、
     請求項1ないし4の何れか1項記載の自動変速機の変速制御装置。
  6.  前記減速プラネタリギヤは、前記変速機ケースに固定されたサンギヤと、前記減速回転を出力するリングギヤと、前記入力軸の回転を入力するキャリヤと、からなり、
     前記固定ギヤは前記サンギヤである、
     請求項5記載の自動変速機の変速制御装置。
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