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JP3218257B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

自動変速機の制御装置

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JP3218257B2
JP3218257B2 JP01999693A JP1999693A JP3218257B2 JP 3218257 B2 JP3218257 B2 JP 3218257B2 JP 01999693 A JP01999693 A JP 01999693A JP 1999693 A JP1999693 A JP 1999693A JP 3218257 B2 JP3218257 B2 JP 3218257B2
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雅彦 安藤
義久 山本
彰 深津
守 新美
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Toyota Motor Corp
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Aisin AW Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、主変速部と副変速部と
を有する自動変速機において後進段を達成する際の制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、歯車変速機構と複数の摩擦係合装
置とを備え、油圧制御装置の作動により摩擦係合装置の
係合を選択的に切換え、後進段を含む複数の変速段のう
ちのいずれかが達成されるように構成した自動変速機は
既に広く知られている。
【０００３】このような自動変速機では、特に、変速比
の大きなリバース（後進）時に、摩擦係合装置に大きな
負荷トルクがかかることから、その対策が種々提案され
ている。
【０００４】特開平３−１２９１６２号公報には、後進
段達成時に、エンジントルクをダウンさせ、摩擦係合装
置の耐久性の向上や摩擦係合装置の小型化を達成するよ
うにした装置が記載されている。
【０００５】又、特開平４−１６６４２８号公報には、
後進段達成時に、副変速部を高速段側に設定することに
より後進段達成時及び後進段維持時の負荷トルクを低減
させる装置が記載されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、後進段達成
時に行うエンジントルクダウンを、例えば点火時期の遅
角制御により実行した場合は、オーバーヒート防止の観
点から、その時間に自ずと制限が生まれる。従って、後
進段達成後の長い時間にわたって負荷トルクを低減させ
続けることはできない。
【０００７】又、副変速部を高速段側に設定するように
した場合は、後進段への変速に際して係合させる摩擦係
合装置の数が増え、その結果、係合のためのライン圧が
低下して係合完了（後進段達成）までに時間がかかる上
に、係合時間が長くなることから、摩擦係合装置の耐久
性は必ずしも改善されない。
【０００８】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、エンジンのトルクダウンを実行
する場合の問題と、副変速部を高速段に設定する場合の
問題とを共に解消し、それぞれの利点を有効に引き出す
ことで、リバース時の摩擦係合装置の負荷トルクの低減
を図り得る自動変速機の制御装置を提供することによ
り、上記課題を解決せんとしたものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、図１にその要
旨を示すように、複数の摩擦係合装置を選択的に係合す
ることにより所定の変速段を形成する歯車変速装置を有
し、該歯車変速装置が、少なくとも後進段を形成可能な
主変速部と、高速段と低速段との切り換えが可能な副変
速部とから構成され、後進段への変速時に前記副変速部
を高速段側へ設定する自動変速機の制御装置において、
後進段への変速指令の発生を検出する手段と、後進段へ
の変速指令が発生した際に前記主変速部の所定の摩擦係
合装置を係合制御し後進段を達成させる後進段達成制御
手段と、後進段達成のための前記摩擦係合装置の係合制
御の際にエンジンのトルクダウンを実行するエンジント
ルク制御手段と、前記主変速部における後進段の達成を
検出する手段と、該手段の検出出力に応答して前記副変
速部の所定の摩擦係合装置を係合制御して副変速部を高
速段側に設定する手段と、副変速部における高速段への
移行を検出する手段と、該手段の検出出力に応答して前
記エンジントルク制御手段にエンジントルクダウンを終
了させる指令信号を送る手段と、を備えたことにより、
上記課題を解決したものである。
【００１０】
【作用】本発明の自動変速機の制御装置によれば、後進
段への変速時は、トルクダウンが実行され、その状態で
主変速部の摩擦係合装置が係合されて、後進段が達成さ
れる。この段階では、副変速部の摩擦係合装置は高速段
側に設定されない。従って、変速に際しては、副変速部
の摩擦係合装置に係合のための油圧を供給しなくてよい
分だけライン圧に余裕ができ、摩擦係合装置の係合に時
間がかかるようなことがなくなる。同時に、変速時に
は、エンジンのトルクダウンが実行されるので、負荷ト
ルクが低減される。
【００１１】又、主変速部において後進段が達成される
と、その後で副変速部の摩擦係合装置が係合されて、副
変速部が高速段側に設定される。この段階では、既に主
変速部側の摩擦係合装置が係合状態にあるから、ライン
圧低下の問題は生じない。そして、副変速部が高速段側
に移行すると共に、エンジントルクダウン制御が停止さ
れ、通常のトルクを発生するようにエンジンが駆動され
る。この段階では、副変速部が高速段側に設定されてい
るので、変速比が小さくなり、後進段を達成している摩
擦係合装置の負荷トルクが小さくなる。従って、摩擦係
合装置を小型化しても十分後進段を維持可能であり、又
耐久性の向上も図られる。
【００１２】
【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。
【００１３】まず、本発明が適用される車両用自動変速
システムの具体的な一例を図２〜図４を用いて説明す
る。
【００１４】図２に示す自動変速システムは、エンジン
（Ｅ／Ｇ）１、自動変速機（Ａ／Ｔ）２、エンジン（Ｅ
／Ｇ）コントロールコンピュータ１０、自動変速機の油
圧制御装置２０、自動変速機（Ａ／Ｔ）コントロールコ
ンピュータ３０、各種センサ群４０を有する。Ｅ／Ｇコ
ントロールコンピュータ１０、Ａ／Ｔコントロールコン
ピュータ３０は、各種センサ群４０からの入力データに
基づいて、それぞれエンジン１、自動変速機２を制御す
る。
【００１５】エンジン１の吸気管３には、メインスロッ
トル弁４とサブスロットル弁５が設けられ、メインスロ
ットル弁４はアクセルペダル６に連動して開度制御さ
れ、サブスロットル弁５はアクチュエータ（モータ）７
により開度制御されるようになっている。
【００１６】又、エンジン１には、燃料噴射量を調節す
る機構８と、点火時期を調節する機構９とが設けられて
おり、Ｅ／Ｇコントロールコンピュータ１０が、前記サ
ブスロットル弁５、燃料噴射量制御機構８、点火時期制
御機構９を制御することにより、例えばエンジン出力を
公知の方法で調節する。
【００１７】図３は、自動変速機２のスケルトンを示
す。この自動変速機２は、トルクコンバータ１１１、副
変速部（オーバードライブ部）１１２及び主変速部（ア
ンダードライブ部）１１３を備える。
【００１８】前記トルクコンバータ１１１は、ロックア
ップクラッチ１２４を備える。このロックアップクラッ
チ１２４は、ポンプインペラ１２６に一体化させてある
フロントカバー１２７とタービンランナ１２８を一体に
取付けた部材（ハブ）１２９との間に設けられている。
【００１９】エンジン１のクランクシャフト（図示せ
ず）はフロントカバー１２７に連結されている。タービ
ンランナ１２８に連結された入力軸１３０は、副変速部
１１２を構成するオーバードライブ用遊星歯車機構１３
１のキャリヤ１３２に連結されている。
【００２０】この遊星歯車機構１３１におけるキャリヤ
１３２とサンギヤ１３３との間には、クラッチＣ0 と一
方向クラッチＦ0 とが設けられている。この一方向クラ
ッチＦ0 はサンギヤ１３３がキャリヤ１３２に対して相
対的に正回転（入力軸１３０の回転方向の回転）する場
合に係合するようになっている。
【００２１】一方、サンギヤ１３３の回転を選択的に止
めるブレーキＢ0 が設けられている。又、この副変速部
１１２の出力要素であるリングギヤ１３４が、主変速部
１１３の入力要素である中間軸１３５に接続されてい
る。
【００２２】副変速部１１２は、クラッチＣ0 もしくは
一方向クラッチＦ0 が係合した状態では遊星歯車機構１
３１の全体が一体となって回転するため、中間軸１３５
が入力軸１３０と同速度で回転する。又ブレーキＢ0 を
係合させてサンギヤ１３３の回転を止めた状態では、リ
ングギヤ１３４が入力軸１３０に対して増速されて正回
転する。即ち、副変速部１１２はハイ・ロー（高速段・
低速段）の２段の切換えを設定することができる。
【００２３】前記主変速部１１３は三組の遊星歯車機構
１４０、１５０、１６０を備えており、これらの歯車機
構１４０、１５０、１６０が以下のように連結されてい
る。
【００２４】即ち、第１遊星歯車機構１４０のサンギヤ
１４１と第２遊星歯車機構１５０のサンギヤ１５１とが
互いに一体的に連結され、第１遊星歯車機構１４０のリ
ングギヤ１４３と第２遊星歯車機構１５０のキャリヤ１
５２と第３遊星歯車機構１６０のキャリヤ１６２との三
者が連結されている。又、第３遊星歯車機構１６０のキ
ャリヤ１６２に出力軸１７０が連結されている。更に第
２遊星歯車機構１５０のリングギヤ１５３が第３遊星歯
車機構１６０のサンギヤ１６１に連結されている。
【００２５】この主変速部１１３の歯車列では後進１段
と前進４段とを設定することができ、そのためのクラッ
チ及びブレーキが以下のように設けられている。
【００２６】即ち、第２遊星歯車機構１５０のリングギ
ヤ１５３及び第３遊星歯車機構１６０のサンギヤ１６１
と中間軸１３５との間にクラッチＣ1 が設けられ、又第
１遊星歯車機構１４０のサンギヤ１４１及び第２遊星歯
車機構１５０のサンギヤ１５１と中間軸１３５との間に
クラッチＣ2 が設けられている。
【００２７】第１遊星歯車機構１４０及び第２遊星歯車
機構１５０のサンギヤ１４１、１５１の回転を止めるブ
レーキＢ1 が配置されている。又、これらのサンギヤ１
４１、１５１とケーシング１７１との間には、一方向ク
ラッチＦ1 とブレーキＢ2 とが直列に配列されている。
一方向クラッチＦ1 はサンギヤ１４１、１５１が逆回転
（入力軸１３０の回転方向とは反対方向の回転）しよう
とする際に係合するようになっている。
【００２８】第１遊星歯車機構１４０のキャリヤ１４２
とケーシング１７１との間にはブレーキＢ3 が設けられ
ている。又、第３遊星歯車機構１６０のリングギヤ１６
３の回転をとめる要素としてブレーキＢ4 と、一方向ク
ラッチＦ2 とがケーシング１７１との間に並列に配置さ
れている。なお、この一方向クラッチＦ2 はリングギヤ
１６３が逆回転しようとする際に係合するようになって
いる。
【００２９】上記の自動変速機２では、全体で後進１段
と前進５段の変速を行うようになっている。
【００３０】この５つの変速段を設定するための各クラ
ッチ及びブレーキ（摩擦係合装置）の係合作動表を図４
に示す。なお、図４において、○印は係合状態、●印は
エンジンブレーキ時に係合状態、空欄は解放状態をそれ
ぞれ示す。
【００３１】各クラッチ及びブレーキ（摩擦係合装置）
の係合あるいは解放は、油圧制御装置２０内のソレノイ
ドバルブＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、ＳＬＮ、ＳＬＴ、Ｓ
ＬＵが、コンピュータ３０からの指令に基づいて駆動制
御されることによって実行される。
【００３２】ここで、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３はシフト用ソレ
ノイドバルブ、Ｓ４はエンジンブレーキ作動用ソレノイ
ドバルブ、ＳＬＮはアキュムレータ背圧制御用のソレノ
イドバルブ、ＳＬＴはライン圧制御用のソレノイドバル
ブ、ＳＬＵはロックアップ用ソレノイドバルブを示す。
【００３３】Ａ／Ｔコントロールコンピュータ３０に
は、各種センサ群４０からの信号、例えば車速センサ４
１からの車速信号（出力軸回転速度Ｎ0 の信号）、スロ
ットルセンサ４２からのスロットル開度信号（アクセル
開度信号）、パターンセレクトスイッチ４３からのパタ
ーンセレクト信号（運転者の選択した動力重視走行、燃
費重視走行等の選択信号）、シフトポジションスイッチ
４４からのシフトポジション信号、ブレーキスイッチ４
５からのフットブレーキ信号等の基本的な信号の他、Ｃ
0 センサ４６からのクラッチＣ0 の回転速度信号が入力
されている。
【００３４】次に、Ａ／Ｔコントロールコンピュータ３
０によって実行される制御の一例を図５のフローチャー
トを参照しながら説明する。
【００３５】この制御例においては、処理がスタ−トす
ると、最初のステップ３０１でシフトポジションがＲレ
ンジ（後進レンジ）にシフトされたか否かを判断する。
Ｒレンジへのシフトでない場合は、別の制御ルーチン
（メインルーチン）へリターンする。
【００３６】Ｒレンジへのシフトの場合は、ステップ３
０３に進んでエンジントルクダウンを開始し、ステップ
３０５でリバースを実行するための信号を出力し、後進
段を形成するクラッチＣ２とブレーキＢ４へ油圧の供給
を開始する。次いで、ステップ３０７で後進段達成を判
定するためタイマーをスタートする。その後、スロット
ル開度θとトルクコンバータの速度比ｅ（タービン回転
速度とエンジン回転速度の比）をモニターし、ステップ
３１１でタイマーの終了を待つ。
【００３７】このタイマーは、図６に示すようにクラッ
チＣ２とブレーキＢ４に油圧を供給し始めてからクラッ
チＣ２、ブレーキＢ４が係合するまでの時間（あるいは
ばらつき等を考慮して若干短い時間）にカウントアップ
値が設定されており、このタイマーがカウント終了の時
点で、主変速部１１３が後進段を達成したと判断する。
【００３８】後進段を達成したと判定してからは、ステ
ップ３１３に進み、副変速部１１２を高速段側、つまり
オーバードライブ（０／Ｄ）側へ変速する必要があるか
否かを判断する。この判断は、図７に示すスロットル開
度θと速度比ｅとの関係に基づいて行われる。図７の斜
線部が「Ｏ／Ｄ必要」の領域であり、この領域内にある
場合は、「Ｏ／Ｄ必要」と判断し、ステップ３１５に進
む。そして、このステップ３１５で副変速部１１２のブ
レーキＢ０への油圧の供給を開始し、次のステップ３１
７でブレーキＢ０への油圧の供給が終了するのを待ち
（これもタイマーで判断すればよい）、終了したらステ
ップ３１９に進んでエンジンのトルクダウン制御を終了
し、通常のエンジン駆動制御に復帰して、別ルーチンへ
リターンする。
【００３９】一方、ステップ３１３で、Ｏ／Ｄ必要なし
と判断された場合は、ステップ３２１へ進みトルクダウ
ン制御を終了して通常制御に復帰する。そして、再度ス
テップ３２３でＲレンジであるか否かを判断し、Ｒレン
ジである間は常に、「Ｏ／Ｄ必要」となるかもしれない
ので、ステップ３２５、３２７でスロットル開度θと速
度比ｅをモニタして「Ｏ／Ｄ必要」かどうかを監視す
る。そして、もし「Ｏ／Ｄ必要」の条件に入ったら、ト
ルクダウンを開始してステップ３１５に進み、副変速部
を高速段側へ切換える。
【００４０】このように、Ｒレンジにシフト操作が行わ
れた場合、まずトルクダウンが実行されて、その状態
で、主変速部１１３の後進段を形成するため、摩擦係合
装置であるクラッチＣ２とブレーキＢ４へ油圧が供給さ
れる。そして、主変速部１１３で後進段が形成された時
点で、副変速部１１２の摩擦係合装置であるブレーキＢ
０に油圧が供給されて、副変速部１１２が高速段（オー
バードライブ）に設定される。又、それに合わせてトル
クダウン制御が終了する。
【００４１】従って、後進段への変速時点ではクラッチ
Ｃ２とブレーキＢ４の２つの摩擦係合装置に油圧を供給
するだけであり、ライン圧に余裕が出る。又、この時点
ではトルクダウンが行われるので、負荷トルクが低減さ
れる。そして、一旦、後進段が達成された後は、トルク
ダウンは行われないものの、副変速部１１２が高速段に
設定されるので、負荷トルクが低減される。その結果、
摩擦係合装置を小型化でき、又耐久性も向上する。
【００４２】次に、図８のフローチャートを参照して上
述した実施例の制御と併せて実行する別のトルクダウン
の方法を説明する。このトルクダウンの方法は、ストー
ル時に有効なものであり、前述の変速制御と併せて実行
することができる。
【００４３】この制御がスタートすると、ステップ５０
１で入力信号処理を行う。次いで、ステップ５０３〜５
０９でストールか否かの条件判定を行う。ストールの条
件としては、 Ｒレンジ、 ブレーキＯＮ、 スロットル開度θ≧７０％、 タービン回転速度ＮT とエンジン回転速度Ｎｅの比≦
０．３、 がある。これらが全部ＹＥＳの場合にストールと判定す
る。どれか一つ条件不成立の場合は、ストールと判定し
ない。但し、場合によっては、いずれかの条件（例えば
）を削除しても構わないし、条件中の数値を変更して
も構わない。
【００４４】ストールと判定した場合はステップ５１１
に進み、エンジンの出力を他へ分配し自動変速機に入力
するトルクを減らすために、外部補機負荷としてのエア
コンを強制ＯＮする。勿論、エアコン以外の他の負荷を
ＯＮしてもよい。
【００４５】一方、ストールと判定しない場合、あるい
は前記の条件のいずれかが不成立となり、ストールでな
くなったら、ステップ５１３に進みエアコンの強制ＯＮ
を中止する。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の自動変速
機の制御装置によれば、後進段への変速時にトルクダウ
ンを実行しながら主変速部の摩擦係合装置のみ係合さ
せ、主変速部で後進段が達成された段階で副変速部を高
速段に設定してトルクダウンを終了するように構成して
いるので、変速時にライン圧が低下して摩擦係合装置の
係合に時間がかかるようなことがなくなる。又、変速段
階から変速終了までの間において摩擦係合装置の負荷ト
ルクを常に低減することができる。その結果、摩擦係合
装置の耐久性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の要旨を示すブロック図
【図２】本発明が適用された車両用自動変速システムの
概略ブロック図
【図３】前記自動変速システムの中の自動変速機の概略
を示すブロック図
【図４】前記自動変速機における各摩擦係合装置の作動
表
【図５】同実施例の制御ルーチンの一例を示すフローチ
ャート
【図６】同実施例の制御の説明に供する特性図
【図７】同実施例の制御に用いるＯ／Ｄ判定図
【図８】同実施例の制御と併せて実行するのに有効なス
トール時対策用の制御フローチャート
【符号の説明】
１…エンジン ２…自動変速機 ８…燃料噴射量を調節する機構（エンジントルク制御手
段） ９…点火時期を調節する機構（エンジントルク制御手
段） ３０…Ａ／Ｔコントロールコンピュータ １１３…主変速部 １１２…副変速部Ｂ ０…副変速部において高速段を達成するためのブレー
キ Ｃ２…主変速部において後進段を達成するためのクラッ
チ Ｂ４…主変速部において後進段を達成するためのブレー
キ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 田端 淳 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 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 安藤 雅彦 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 山本 義久 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 深津 彰 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 新美 守 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エイ・ダブリュ株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−166428（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−113524（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−129162（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−40272（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−112850（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−260749（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−56845（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60K 41/00 301 B60K 41/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数の摩擦係合装置を選択的に係合するこ
    とにより所定の変速段を形成する歯車変速装置を有し、
    該歯車変速装置が、少なくとも後進段を形成可能な主変
    速部と、高速段と低速段との切り換えが可能な副変速部
    とから構成され、後進段への変速時に前記副変速部を高
    速段側へ設定する自動変速機の制御装置において、 後進段への変速指令の発生を検出する手段と、 後進段への変速指令が発生した際に前記主変速部の所定
    の摩擦係合装置を係合制御し後進段を達成させる後進段
    達成制御手段と、 後進段達成のための前記摩擦係合装置の係合制御の際に
    エンジンのトルクダウンを実行するエンジントルク制御
    手段と、 前記主変速部における後進段の達成を検出する手段と、 該手段の検出出力に応答して前記副変速部の所定の摩擦
    係合装置を係合制御して副変速部を高速段側に設定する
    手段と、 副変速部における高速段への移行を検出する手段と、 該手段の検出出力に応答して前記エンジントルク制御手
    段にエンジントルクダウンを終了させる指令信号を送る
    手段と、 を備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
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