JP3202763B2 - 車両用自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の変速制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速機の特定の変速を達成する場合
に、２つの摩擦係合装置の係合と解放とを同時に行わな
ければならないことがよくある（いわゆるクラッチ ツ
ウ クラッチ変速）。この場合、各摩擦係合装置の係合
と解放との同期を的確に取らないと、自動変速機のギヤ
トレーンが瞬間的にリジッドの状態となったり、あるい
はニュートラルの状態となって出力軸トルクが急降下し
たりエンジンの噴き上りが発生したりする。

【０００３】このため、従来このような制御を行わせる
場合には、一方の摩擦係合装置の機能と実質的に同等な
機能を果たす一方向クラッチを設け、こうした不具合が
発生しないように配慮している。

【０００４】しかしながら、このように一方向クラッチ
を用いることによって各摩擦係合装置の同期を取る方法
は、当該一方向クラッチを付設する分、重量が増大した
り収容スペースを占める等の問題がある。

【０００５】このような点に鑑み、近年、一方向クラッ
チを用いることなくこのような「クラッチ ツウ クラ
ッチ変速」を良好に達成させるための技術として、次の
ような技術が開示されている（ＳＡＥ Ｐaper 890529
）。

【０００６】この技術は、特定の変速を達成する場合に
１つの摩擦係合装置を解放させると共に他の摩擦係合装
置を係合させる、いわゆるクラッチ ツウ クラッチの
変速制御を実行するに当って、例えばパワーオフ状態
（動力が車輪側から駆動力源（エンジン等）側へと伝達
されている被駆動状態）での走行時に実行されるアップ
シフトの場合に、まず解放側の摩擦係合装置を滑らすこ
とによってエンジン回転速度を変速後の同期回転速度付
近にまで落し、ここで係合側の摩擦係合装置を係合させ
るというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現実に
は各種運転条件下でエンジン回転速度が変速後の同期回
転速度付近となっているときに係合側の係合を実行する
のは非常に困難である。従って、例えば、パワーオフで
のアップシフトで係合側の摩擦係合装置の係合が遅れた
ような場合には、いわゆるアンダラップ状態となり、駆
動系は非常に不安定な状態となる。

【０００８】このようなときは、車速が若干上下した
り、あるいはアクセルペダルに僅かに運転者の足が触れ
たりした場合でも容易に駆動系がパワーオフの状態とパ
ワーオン（動力がエンジン側車輪側へと伝達されている
駆動状態）の状態との間で切換わってしまう。

【０００９】この切換わりにより、例えばデファレンシ
ャル部等においてギヤの駆動方向の変換による打音が発
生し、又、ドライブフィーリィングも少なからず阻害さ
れる。

【００１０】このような問題は、制御性の観点から意図
的にアンダラップ状態が発生するように当該クラッチ
ツウ クラッチ変速を実行するように構成した自動変速
機においては必然的に発生し易くなる。

【００１１】又、このような問題は、上述したようなク
ラッチ ツウ クラッチ変速に限らず、エンジンの回転
速度が同期回転速度にまで低下するのを待って特定の摩
擦係合装置を係合させる変速において一般的に発生す
る。

【００１２】例えばドライブレンジにおいてワンウェイ
クラッチがロックすることによって達成されている変速
段からパワーオフの状態で変速される場合には、当該ワ
ンウェイクラッチの空転によってエンジン回転速度が自
然に低下するため、該エンジン回転速度が同期回転速度
にまで低下したことを待って変速指令を出すと、イナー
シャトルクのほとんど発生しない良好な変速ができると
されている。

【００１３】この変速は、上述したようないわゆる「ク
ラッチ ツウ クラッチ変速」ではないが、変速の途中
において車両の走行状態によってパワーオンの状態とパ
ワーオフの状態が容易に切換わってしまうような領域が
できる変速であることには変わりない。従って、やはり
上述したような問題が生ずる。

【００１４】本発明は、このような従来の問題に鑑みて
なされたものであって、パワーオフクラッチ ツウ ク
ラッチ変速の場合、あるいは、パワーオフの状態でワン
ウェイクラッチが空転するような変速段からの変速の場
合に、動力伝達系の伝達方向を常に一定に保ち、伝達方
向が逆転することによってデファレンシャル部等で打音
が発生したり、あるいはドライブフィーリングが損われ
たりするのを的確に防止することのできる自動変速機の
変速制御装置を提供し、上記課題を解決せんとしたもの
である。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１図にその
要旨を示すように、駆動力源により発生される動力が被
駆動部に伝達される構造であって、パワーオフで、特定
の摩擦係合装置を係合させることによりクラッチ ツウ
クラッチの変速を実行する車両用自動変速機の変速制
御装置において、前記変速を実行する際に、駆動系が被
駆動とならない該駆動力源の出力値をガード値として設
定し、前記駆動力源の出力が該ガード値として設定した
出力値以下とならないように該駆動力源の出力を制限す
る手段と、を備えたことにより、同様に上記課題を解決
したものである。

【００１６】

【作用】本発明においては、先ず本発明を適用すべき変
速が実行される走行状態にあるか否かを検出する。

【００１７】この検出は、クラッチ ツウ クラッチ変
速が発生し得る変速段、あるいはパワーオフの状態でワ
ンウェイクラッチが空転するような変速段にあるとき
に、例えばアクセルペダルが所定値以上の速度で解放さ
れるような状態か否かを検出すれば良い。

【００１８】この結果、前記変速が実行されるときは、
(変速が実行された結果そのままでは)パワーオフとなる
ような走行状態であっても駆動系(エンジン等)が被駆動
(パワーオフ)の状態とならないような駆動力源の出力値
をガード値として設定する。この設定は、例えばそのと
きの車速に依存させて設定するとよい。

【００１９】その上で、実際の駆動力源の出力が、該出
力値以下とならないようにしながら駆動力源出力を制御
する。

【００２０】この結果、駆動系は変速が実行されて車輪
側とエンジン側とが連結された際にそのままではパワー
オフとなるような走行状態であっても駆動源の出力調整
により必ずパワーオン状態となるように維持され、従っ
て、駆動方向が逆転することによってデファレンシャル
部等において打音が発生したりする恐れがなくなる。

【００２１】なお、本発明は、駆動力源の出力が所定の
出力値以下とならないようにすることを要件としている
ものであり、アクセルペダルが踏込まれたときに当該所
定駆動力源の出力値以上の駆動力源の出力を発生するの
を妨げるものではない。

【００２２】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００２３】図２は、本発明が採用された、自動変速機
及びエンジンの一体制御装置の全体概略図である。

【００２４】エンジン（駆動力源）１は、エンジンコン
トロ―ルコンピュータ７によつて、そのインジェクショ
ンバルブ１９における燃料噴射量及びディストリビュー
タ２０における点火時期が制御され、アクセルペダル２
２のアクセル開度（操作量）とエンジン回転速度とに対
応したエンジン出力が得られるようになっている。

【００２５】即ち、エンジン１の吸気管２４にはアクセ
ルペダル２２の動きと連動して開閉されるメインスロッ
トル弁２６と、アクセルペダル２２とは関係なくエンジ
ンコントロールコンピュータ７からの指令によって駆動
される周知のアイドルスピードコントロール弁（ＩＳＣ
Ｖ）３０とが並列に配置されており、この２つの弁２
６、３０の機能により、本発明が実現される。

【００２６】このＩＳＣＶ３０は、暖機状態やエアコン
のオン−オフ等によってアイドル回転速度を自動的に制
御するための弁で、現在広く普及しているものがそのま
ま使える。

【００２７】メインスロットル弁２６に関してはアクセ
ルペダルに直結しているためアクセル操作量とエンジン
出力とがリニアに対応するが、ＩＳＣＶ３０のほうにつ
いては、アイドル回転速度を自由に制御する程度にはそ
の開度を自由に設定できるため、全体として本発明で意
図した特性の等価スロットル開度（メインスロットル弁
２６とＩＳＣＶ３０の合成によるスロットル開度）を十
分に得ることができる。

【００２８】なお、本発明においては、エンジン出力を
制御する方法自体は限定されない。例えば燃料噴射量を
制御する方法でもよいし、メインスロットル弁の他にサ
ブスロットル弁を並列に設ける方法でもよい。

【００２９】自動変速機２は、自動変速機コントロール
コンピュータ８によって油圧制御装置３の電磁弁Ｓ1 〜
Ｓ3 が制御され、該油圧制御装置３内の油路が変更され
た結果各摩擦係合装置の係合状態が選択的に変更され、
車速とアクセル開度とに対応した変速段が得られるよう
になっている。

【００３０】エンジンコントロールコンピュータ７に
は、エンジン回転センサ９によるエンジン回転速度、吸
入量センサ１０による吸入空気量、吸入空気温センサ１
１による吸入空気温度、アクセル開度センサ１２による
アクセル開度、車速センサ１３による車速、エンジン水
温センサ１４によるエンジン水温、ブレーキスイッチ１
５によるブレーキＯＮの各信号が入力されている。

【００３１】エンジンコントロールコンピュータ７はこ
れらの信号に基づいて、前記燃料噴射量及び点火時期を
決定している。

【００３２】一方、自動変速機コントロールコンピュー
タ８には、前記アクセル開度センサ１２、車速センサ１
３、エンジン水温センサ１４、ブレーキスイッチ１５等
からの各信号に加え、シフトポジションセンサ１６によ
るシフトレバーの位置、パターンセレクトスイッチ１７
による燃費重視走行又は動力性能重視走行等の走行選択
パターン、オーバードライブスイッチ１８によるオーバ
ードライブへのシフト許可の信号等が入力され、車速、
アクセル開度に対応した変速段が得られるように前記電
磁弁Ｓ1 〜Ｓ3 がＯＮ−ＯＦＦ制御されるようになって
いる。

【００３３】図３に前記自動変速機２のトランスミッシ
ョン部を示す。このトランスミッション部は、トルクコ
ンバータ１２０と、オーバードライブ機構１４０と、ア
ンダードライブ機構１６０とを備える。

【００３４】前記トルクコンバータ１２０は、ポンプ１
２１、タービン１２２、及びステータ１２３を含む周知
のものであり、ロックアップクラッチ１２４を備える。

【００３５】前記オーバードライブ機構１４０は、サン
ギヤ１４３、該サンギヤ１４３に噛合するプラネタリピ
ニオン１４２、該プラネタリピニオン１４２を支持する
キャリア１４１、プラネタリピニオン１４２に噛合する
リングギヤ１４４からなる１組の遊星歯車装置を備え、
この遊星歯車装置の回転状態をクラッチＣ0 、ブレーキ
Ｂ0 、及び一方向クラッチＦ0 によって制御している。

【００３６】前記アンダードライブ機構１６０は、共通
のサンギヤ１６１、該サンギヤ１６１に噛合するプラネ
タリピニオン１６４、１６５、該プラネタリピニオン１
６４、１６５を支持するキヤリア１６６、１６７、プラ
ネタリピニオン１６４、１６５と噛合するリングギヤ１
６２、１６３からなる２組の遊星歯車装置を備え、この
遊星歯車装置の回転状態、及び前記オーバードライブ機
構４０との連結状態をクラッチＣ1 、Ｃ2 、ブレーキＢ
1 、Ｂ3 、及び一方向クラッチＦ2 によって制御してい
る。

【００３７】各変速段はクラッチＣ0 、Ｃ1 、Ｃ2 、ブ
レーキＢ0 、Ｂ1 、Ｂ3 を図４に示されるようにして係
合（図４において○印で表示）させることにより達成さ
れる。このとき、一方向クラッチＦ0 、Ｆ2 は第４図で
◎印の表示された位置で駆動時（エンジンから車輪に動
力が伝達されているとき）に作動（ロック）するように
なる。

【００３８】ここで、第２速段から第３速段への変速
は、ブレーキＢ1 の解放及びクラッチＣ2 の係合のいわ
ゆる「クラッチ ツウ クラッチ変速」となっている。
従って、この実施例では、パワーオフ時における第２速
段から第３速段へのクラッチツウ クラッチ変速におい
て本発明が適用されるようになっている。

【００３９】図５及び図６の制御フローはこの第２速段
から第３速段へのパワーオフ クラッチ ツウ クラッ
チ アップシフト制御の流れを示している。

【００４０】まず、ステップ２１０において各種信号が
読み込まれる。具体的には、例えばアクセル開度θ、車
速Ｖ、パターンセレクトスイッチ１７のセレクト位置等
が読み込まれる。

【００４１】ステップ２２０においては、現在が第２速
段か否かが判定される。現在が第２速段でないときは、
本発明を適用する状態ではないとして、そのままリター
ンされる。

【００４２】第２速段であったときは、ステップ２３０
に進んでアクセル開度θが所定値Ａ以上か否かを判断す
る。アクセル開度θが所定値Ａ以下の極低開度時におい
ては、エンジン出力が増減制御されるとショック上良く
ないため、本制御は実行しない（そのままリターンされ
る）。

【００４３】アクセル開度θが所定値Ａ以上であると判
断されたときにはステップ２４０に進んでアクセル開度
θの変化速度が零を含む負の所定値Ｂ以下であるか否か
が判定される。

【００４４】こうしてステップ２２０〜２４０におい
て、現在の変速段が２速段であり、アクセル開度θが所
定値Ａ以上であって、且つこのアクセル開度θがある特
定の速度以上で解放されつつあると判断された場合に
は、本発明でいう「（ブレーキＢ１を解放することによ
り）エンジン回転速度が同期回転速度にまで低下するの
を待って、特定の摩擦係合装置（クラッチＣ２）を係合
させる速度」が発生すると予測し、ステップ２５０に進
んでＩＳＣＶ３０の開度の下限値THminの設定を行う。
この設定は、当該車速において駆動系が被駆動とならな
い所定エンジン出力値が確保されるような値とする。

【００４５】この下限値ＴＨmin は、具体的には図７に
示されるように、パターンセレクトスイッチの位置、即
ちＰ（パワー）パターン、Ｎ（ノーマル）パターン、Ｅ
（エコノミー）パターンに依存して車速に応じて設定さ
れる。

【００４６】これにより車両の駆動系は常にパワーオン
（駆動状態）が維持される。なお、このＩＳＣＶの下限
値ＴＨmin は、トルクコンバータのタービントルク等か
ら演算によって求めても良い。

【００４７】又、この下限値の維持に対してフィードバ
ック制御、学習制御を適用してその制御精度を向上させ
てもよい。

【００４８】ステップ２６０においては、変速判断がな
された否かが判定される。変速判断がなされないうちは
第２速段の状態がそのままま維持され続けるため、特に
本制御は実行されない（そのままリターンされる）。

【００４９】一方、変速判断があったと検出されると、
ステップ２７０に進んでタイマＴm1が零にリセットされ
ると共にカウントスタートされる。このタイマＴm1は、
ＩＳＣＶ３０の制御を実行している時間を設定するため
のもので、定性的には、自動変速機が第２速段から第３
速段へのパワーオフ クラッチ ツウ クラッチ変速を
実行する際に特にアンダーラップ状態となる可能性のあ
る時間にのみ当該エンジン出力制御を実行するためのも
のである。

【００５０】ステップ２８０では、自動変速機の油圧補
正が行われる。これは、一般に自動変速機では所定のア
クセル開度で所定の係合圧が得られるように油圧特性が
設定されているにも拘らず、実際の入力トルクがこれと
相違するため、これに対応するために係合圧を補正する
ものである。

【００５１】この補正は、ライン圧を補正するものであ
ってもよく、又、アキュムレータの背圧を補正すること
によって係合圧を補正するようなものであっても良い。

【００５２】ステップ２９０では、ＩＳＣＶ３０の制御
が継続される。この制御は、ステップ３００においてＴ
m1がカウントアップしたと認められるまで続けられる。
やがて、タイマＴm1がＴm0に至ったと判定された場合に
は、ステップ３１０に進んで下限値の設定制御が解除さ
れ、ステップ３２０で油圧の補正制御が中止される。

【００５３】又、その後ＩＳＣＶ３０をなましながら閉
弁する。又、ステップ３４０で油圧をなましながらアク
セル開度θに対応する値にまで復帰させる。

【００５４】図８に示されるように、第２速段から第３
速段へのパワーオフアップシフトの場合、ブレーキＢ1
が解放されると共にクラッチＣ2 が係合されるが、この
場合車両の駆動状態（駆動方向）が非常に不安定とな
り、アクセルペダルのちょっとした踏込みや車速の変動
等によって容易にパワーオンの状態とパワーオフの状態
とが逆転してしまう（図８破線参照）。

【００５５】この実施例によれば、ＩＳＣＶ３０の開閉
により、下限値THminが確保され、等価スロットル開度
が所定値以下とならないように、即ちエンジン出力が駆
動系が被駆動とならないような値に制御されるため、駆
動方向は常にエンジン側から車輪側へ向う方向に維持さ
れ、デファレンシャル部等において打音が発生したり、
パワーオン、パワーオフが切換わって変速フィーリング
が損なわれたりするのを防止することができるようにな
る。

【００５６】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、パ
ワーオフ時におけるクラッチ ツウクラッチ変速、ある
いはパワーオフ時においてワンウェイクラッチが空転す
るような変速段からの変速の場合に、車両の駆動方向が
逆転することによってデファレンシャル部において打音
が発生したり、変速フィーリングが損なわれたりするの
を的確に防止することができるようになるという優れた
効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の要旨を示すブロック図であ
る。

【図２】図２は、本発明の実施例が適用された車両用自
動変速機及びエンジンの全体該略図である。

【図３】図３は、上記自動変速機のギヤトレインを示す
スケルトン図である。

【図４】図４は、上記自動変速機の摩擦係合装置の係合
状態を示す線図である。

【図５】図５は、上記実施例装置で実行される制御フロ
ーを示す流れ図である。

【図６】図６は、上記制御フローの続きを示す流れ図で
ある。

【図７】図７は、ＩＳＣＶの弁開度の設定例を示す線図
である。

【図８】図８は、本発明の実施例の効果を定性的に示す
変速過渡特性を示した線図である。

【符号の説明】

Ｂ1 …解放側摩擦係合装置、 Ｃ2 …係合側摩擦係合装置、 ２２…アクセルペダル、 ２６…メインスロットル弁、 ２８…モータ、 ３０…ＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバル
ブ）、 １２…アクセル開度センサ、 １３…車速センサ。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 61/04 // Ｆ１６Ｈ 63:40 (72)発明者 岩月 邦裕 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 北條 康夫 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 木村 弘道 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 早渕 正宏 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 安藤 雅彦 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 塚本 一雅 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−70934（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−3762（ＪＰ，Ａ) 実開 昭64−49756（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60K 41/04 F02D 29/00 - 29/02 F02D 45/00 F16H 61/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動力源により発生される動力が被駆動
   部に伝達される構造であって、パワーオフで、特定の摩
   擦係合装置を係合させることによりクラッチ ツウ ク
   ラッチの変速を実行する車両用自動変速機の変速制御装
   置において、 前記変速を実行する際に、 駆動系が被駆動とならない該駆動力源の出力値をガード
   値として設定し、 前記駆動力源の出力が該ガード値として設定した出力値
   以下とならないように該駆動力源の出力を制御する手段
   と、 を備えたことを特徴とする車両用自動変速機の変速制御
   装置。