JP3236460B2 - 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】この発明は、車両用の自動変速機
の変速を制御するための装置に関し、特にオーバードラ
イブ部を有する自動変速機の変速制御装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来、高速走行時の静粛性や燃費を向上
させるために変速比が“１”より小さいオーバードライ
ブ段を設定できるよう構成した自動変速機が多用されて
おり、またトルクコンバータでのスリップに起因する燃
費の悪化を是正するために、その入力要素（フロントカ
バー）と出力要素（タービンランナ）とを機械的に直接
連結するロックアップクラッチが多用されるようになっ
てきている。この種の自動変速機におけるオーバードラ
イブ段は、人為的に解除できるようにする必要があるの
で、電気的に制御するよう構成しており、これは前進段
を出力軸回転数に応じたガバナ圧に基づいて制御する油
圧式の自動変速機においても同様である。すなわち従来
の油圧式の自動変速機では、エンジン負荷を表すスロッ
トル開度と出力軸回転数もしくは車速とをパラメータと
してソレノイドバルブを制御し、例えば第３速と第４速
との変速を制御している。

【０００３】一方、ロックアップクラッチは、トルクコ
ンバータの入力要素と出力要素とを機械的に直結するク
ラッチであるから、これが係合している状態では、エン
ジンからの振動をも伝達することになり、また入力要素
と出力要素とが同一回転数で回転するからトルクの増幅
作用がなくなる。そこで従来一般には、最高速段などの
所定の変速段以上の変速段でかつ車速が所定車速以上の
状態でロックアップクラッチを係合させている。このよ
うな制御は油圧式の自動変速機でも同様に行われてお
り、具体的には、出力軸回転数に応じた圧力となるガバ
ナ圧によってロックアップシグナルバルブを動作させ、
さらにその出力圧によってロックアップリレーバルブを
動作させてロックアップクラッチの係合・解放（ＯＮ・
ＯＦＦ）を制御している。

【０００４】この種の制御を行う自動変速機が例えば
「トヨタサービスマン技術習得書第３ステップ」（昭和
５９年１０月トヨタ自動車株式会社発行）に記載されて
いる。この自動変速機においては、第４速（オーバード
ライブ（Ｏ／Ｄ）カット解除）の状態で車速が約５７km
／h 以上に増加することによりロックアップクラッチを
係合（ＯＮ）させ、また第４速の状態で車速が約５０km
／h 以下に低下することによりロックアップクラッチを
解放（ＯＦＦ）するよう構成されている。

【０００５】上記の従来の自動変速機では、Ｏ／Ｄカッ
トの制御を電気的に行っており、その制御マップの一例
を示せば図４のとおりである。これは上記の自動変速機
の変速線図およびロックアップクラッチの制御マップの
一部を模式化して示すものであって、右上りの実線がＯ
／Ｄカット実行線であり、これより低スロットル開度側
に設定されている破線がＯ／Ｄカット解除線である。し
たがってスロットル開度がＯ／Ｄカット実行線を下側か
ら上側に横切るように変化することにより、Ｏ／Ｄカッ
ト（第４速から第３速へのダウンシフト）が実行され
る。また反対にスロットル開度がＯ／Ｄカット解除線を
上側から下側に横切るように変化することによりＯ／Ｄ
状態への切換え（第３速から第４速へのアップシフト）
が実行される。

【０００６】一方、このようなスロットル開度の変化に
基づくＯ／Ｄカット制御と併せて車速が変化すると、ガ
バナ圧の変化によってロックアップクラッチのＯＮ・Ｏ
ＦＦ（係合・解放）の制御が行われ、この制御のための
マップを示せば、図４のＯＮ線およびＯＦＦ線で表され
る。すなわち車速がＯＮ線を横切るように増加すること
により、ロックアップクラッチが係合し、また反対にＯ
ＦＦ線を横切るように車速が低下することによりロック
アップクラッチが解放する。なお、ハンチングを防ぐた
めに、これらのＯＮ線とＯＦＦ線との間にはヒステリシ
スが設定されている。上述のようにＯ／Ｄ制御のための
マップは、高車速ほど高スロットル開度側にまでＯ／Ｄ
領域を設定しており、これは高車速（すなわちエンジン
回転数が高回転数）であれば、高スロットル開度であっ
てもこもり音が大きくならず、また加速性が特に不足す
るなどのことがないことによる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるにＯ／Ｄ状態で
ある第４速で走行中に、加速するためにアクセルペダル
を踏み込んでスロットル開度を増大させると、走行状態
が図４に示す第３速領域に入ることによりＯ／Ｄカット
の制御が実行されて第３速にダウンシフトする。その結
果、変速比の増大によって充分な加速力が得られ、車速
が増大することによりアクセルペダルを戻してスロット
ル開度が低下させられると、スロットル開度の低下によ
って走行状態で第４速領域に入り、Ｏ／Ｄカット解除の
制御が実行されて第４速にアップシフトする。また、車
速の増大によってロックアップクラッチが係合させられ
る。すなわちアップシフトによる変速比の低下とロック
アップクラッチが係合することによるトルクコンバータ
のトルク増大機能の解消とが同時に生じる。

【０００８】その場合、前述した従来の制御装置では、
ロックアップＯＮの第４速状態は、Ｏ／Ｄ制御のための
マップが一律に右上がりに設定されていることにより、
車速が充分増大する以前に達成されてしまい、その結
果、加速力の不足する状態になってしまい、再度、アク
セルペダルを踏み込み、それに伴って第３速へのダウン
シフトを生じさせることになる。このような状況は、ロ
ックアップＯＮの状態でスロットル開度を増大させて第
３速にダウンシフトし、その後にスロットル開度を低下
させてロックアップＯＮのＯ／Ｄ状態（第４速）に復帰
する場合も同様であり、加速力の不足によって、再度、
アクセルペダルを踏み込んで第３速へのダウンシフトを
実行することになる。

【０００９】このように従来の変速制御装置では、Ｏ／
Ｄカットの制御のためのスロットル開度の条件が、ロッ
クアップクラッチのＯＮ／ＯＦＦに拘らずに同一になっ
ているので、加速するべくＯ／Ｄカットを実行した後、
スロットル開度を絞ってＯ／Ｄカットの制御を解除した
場合に、加速力が不足して再度、Ｏ／Ｄカットの制御が
必要となり、いわゆるビジーシフトが生じるなどの問題
があった。

【００１０】この発明は上記の事情を背景としてなされ
たものであり、ロックアップＯＮおよびＯＦＦ時のそれ
ぞれに適したオーバードライブの制御を行って加速性お
よび燃費を向上させることのできる変速制御装置を提供
すること目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、トルクコンバータにおける入力要素
と出力要素との間で直接トルクを伝達するロックアップ
クラッチと、高低二段に切り換えられるオーバードライ
ブ部と、走行状態を表す値をパラメータとしたマップに
基づいてこのオーバードライブ部を高速段あるいは低速
段に切り換え制御するオーバードライブ制御手段とを備
えた自動変速機の変速制御装置において、前記ロックア
ップクラッチの係合・解放状態を検出するロックアップ
検出手段と、前記マップとして、ロックアップクラッチ
が解放している場合にはアップシフト線とそのアップシ
フト線より高スロットル開度側に設定したダウンシフト
線とを有する第１のマップを採用し、ロックアップクラ
ッチが係合している場合には、前記アップシフト線とダ
ウンシフト線との間に設定されたダウンシフト線と、前
記アップシフト線より低スロットル開度側に設定したア
ップシフト線とを有する第２のマップを採用するマップ
切換手段とを備えていることを特徴とするものである。

【００１２】

【作用】この発明の変速制御装置は、オーバードライブ
部を制御するためのマップとして、ロックアップクラッ
チが係合している場合に使用するマップとロックアップ
クラッチが解放している状態で使用するマップとの二種
類のマップを備えている。そのロックアップクラッチの
係合・解放の状態は、ロックアップ検出手段が検出し、
その検出結果に基づいてマップ切換手段がロックアップ
クラッチの係合・解放状態に適したマップを選択し、そ
のマップに従ってオーバードライブ部を制御する。

【００１３】それらのマップは、ロックアップクラッチ
が係合している状態で使用されるマップが、ロックアッ
プクラッチが解放している状態で使用されるマップに対
してオーバードライブ状態を低スロットル開度側に設定
したものであり、したがってロックアップ状態ではスロ
ットル開度が増大すると、比較的早期にオーバードライ
ブ状態が解除（Ｏ／Ｄカット）され、変速比が大きくな
ることにより加速性が確保される。また反対にロックア
ップクラッチが解放している状態では、高スロットル開
度側までオーバードライブ領域としてあるマップが使用
されるから、トルクコンバータのトルク増幅作用により
加速力を得るとともに、ダウンシフトを遅らせてエンジ
ン回転数の増大を抑制し、これにより燃費を向上させ
る。さらに加速のためにオーバードライブカットの制御
によりダウンシフトした後、車速の増大によってロック
アップ領域に入れば、使用されるマップの変更によって
オーバードライブカット解除によるアップシフトが生じ
にくくなるので、加速性の不足が回避される。そしてロ
ックアップ状態で使用されるマップのダウンシフト線
が、ロックアップクラッチを解放した状態で使用される
マップのアップシフト線よりも高スロットル開度側に設
定されているので、マップの変更に起因するハンチング
が防止される。

【００１４】

【実施例】つぎにこの発明を実施例に基づいて説明す
る。図１に示す自動変速機は、ロックアップクラッチ付
きのトルクコンバータ１と、主変速部である３速変速部
２と、副変速部であるオーバードライブ（Ｏ／Ｄ）部３
とを備えている。そのトルクコンバータ１は従来から知
られているものであって、フロントカバー４と一体のポ
ンプインペラ５に対向させてタービンランナ６が配置さ
れ、そのフロントカバー４に対して選択的に係合するロ
ックアップクラッチ７がタービンランナ６に連結されて
いる。なお、符号８はステータを示し、このステータ８
は一方向クラッチ９を介して所定の固定部に支持されて
いる。

【００１５】また３速変速部２は、その詳細は省略する
が、２組の遊星歯車機構および複数のクラッチやブレー
キなどの摩擦係合装置を主体とし、直結段である第３速
を最高速段として前進３段・後進１段の変速段を設定で
きるように構成されている。またＯ／Ｄ部３は、３速変
速部２の出力側に配置されており、１組の遊星歯車機構
およびクラッチならびにブレーキを主体として構成さ
れ、直結状態の低速段と増速状態の高速段とを設定でき
るようになっている。これら３速変速部２およびＯ／Ｄ
部３は従来知られている構成のものである。

【００１６】この自動変速機における変速の制御は、主
として、油圧制御装置１０におけるシフトバルブをスロ
ットル開度に応じた圧力となるスロットル圧と出力軸回
転数（すなわち車速）に応じた圧力となるガバナ圧とに
よって切換え動作させ、そのシフトバルブによって各ク
ラッチやブレーキの油圧サーボ機構に油圧を給排するこ
とにより実行される。またロックアップクラッチ７の係
合解放の制御は、ガバナ圧によってロックアップシグナ
ルバルブ（図示せず）を動作させ、そのロックアップシ
グナルバルブから出力される油圧をロックアップリレー
バルブ（図示せず）に送ってロックアップクラッチ７に
対する油圧の給排方向を切換えることにより実行され
る。なお、これらのガバナ圧を発生させるガバナバルブ
（図示せず）やロックアップクラッチ７を制御するため
の機構は従来知られているものを採用でき、その詳細な
説明は省略する。

【００１７】前記Ｏ／Ｄ部３の制御は、３速変速部２と
同様に油圧制御装置１０から送られる油圧によって実行
されるが、そのための油圧はソレノイドバルブ（図示せ
ず）によって電気的に制御される。そのためにマイクロ
コンピュータを主体とする電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）
１１が設けられており、この電子制御装置１１には、エ
ンジン用の電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１２から車速Ｓ
PDおよびスロットル開度ＴA が制御データとして通信さ
れている。そして電子制御装置１１は、予め備えている
制御マップと入力されたデータとに基づいてソレノイド
バルブに信号を出力し、Ｏ／Ｄ部３を高速段あるいは低
速段に制御するようになっている。

【００１８】その制御マップとしてロックアップクラッ
チ７の係合・解放状態に応じて２種類のマップを備えて
おり、その一例を図２に模式的に示してある。このマッ
プは横軸に車速ＳPDを採り、縦軸にスロットル開度ＴA
を採って、これら二つのパラメータによってＯ／Ｄ領域
（Ｏ／Ｄカット解除領域：第４速領域）と非Ｏ／Ｄ領域
（Ｏ／Ｄカット領域：第３速領域）とを設定したもので
ある。そして符号Ａで示すマップがロックアップクラッ
チ７を解放（Ｌ／Ｕ ＯＦＦ）している際に採用される
マップであり、また符号Ｂで示すマップがロックアップ
クラッチ７を係合（Ｌ／Ｕ ＯＮ）させている際に採用
されるマップである。

【００１９】これらのマップＡ，Ｂについて簡単に説明
すると、いずれもアップシフト線Ａu ，Ｂu およびダウ
ンシフト線Ａd ，Ｂd を備えており、それらの線の下側
がＯ／Ｄ領域とされ、上側がＯ／Ｄカット領域とされて
いる。そしてアップシフト線Ａu ，Ｂu はダウンシフト
線Ａd ，Ｂd より低スロットル開度側に設定されてお
り、スロットル開度ＴA がアップシフト線Ａu ，Ｂu を
上側から下側に横切るように変化することによりＯ／Ｄ
カット解除制御が実行されてＯ／Ｄ状態になる。またこ
れとは反対にダウンシフト線Ａd ，Ｂd を下側から上側
に横切るようにスロットル開度ＴA が変化することによ
りＯ／Ｄカット制御が実行されて非Ｏ／Ｄ状態となる。
なお、ＯＮ線およびＯＦＦ線は図４に示すＯＮ線および
ＯＦＦ線と同様である。

【００２０】またマップＡのアップシフト線Ａu よりも
高スロットル開度側にマップＢのダウンシフト線Ｂd が
設定されている。これはマップの切換えに伴ってハンチ
ングが生じることを防止するためである。

【００２１】すなわちロックアップクラッチ７が係合し
ている状態でのこもり音や加速性を考慮すると、マップ
Ｂは、さらに低スロットル開度側に設定することが望ま
しく、そのダウンシフト線Ｂd がマップＡのアップシフ
ト線Ａu より低スロットル開度側になる。

【００２２】しかしながらマップＢをこのように低スロ
ットル開度側に設定すると、Ｏ／Ｄカット状態で走行中
にアクセルペダルを戻してスロットル開度ＴA を絞り、
それに伴って走行状態がマップＡにおけるダウンシフト
線Ａd を横切り、かつロックアッＯＮ状態になったとす
ると、Ｏ／Ｄカット制御マップがマップＢに切り替わる
ことにより、走行状態はこのマップＢにおけるＯ／Ｄカ
ット領域に入る。そのためにスロットル開度ＴA がマッ
プＡのアップシフト線Ａu を横切るように変化してアッ
プシフトが生じた直後に、マップの切換えに伴ってＯ／
Ｄカット制御すなわちダウンシフトが実行され、いわゆ
るビジーシフトが発生する。

【００２３】このような不都合を未然に防止するため
に、マップＢのダウンシフト線Ｂd をマップＡのアップ
シフト線Ａu より高スロットル開度側に設定してある。
その結果、スロットル開度ＴA を減少させた場合に、マ
ップＡのアップシフト線Ａu を横切った後にマップＢの
ダウンシフト線Ｂd を横切ることにならないので、アッ
プシフト直後のダウンシフトが防止される。

【００２４】このマップＡ，Ｂを選択するための制御ル
ーチンを図３に示してある。先ずステップ１においてロ
ックアップクラッチ７が係合（ＯＮ）している（ロック
アップＯＮ）か否かを判断する。これは具体的には、自
動変速機用電子制御装置１１で実行される所定の制御に
おける制御フラグによって判断される。その判断結果が
“ノー”の場合には、ステップ２に進んで車速ＳPDが、
ロックアップクラッチ７が係合状態である車速αを超え
ているか否かを判断する。この基準となる車速αは一例
として前記ＯＮ線を設定してある車速である。その判断
結果が“ノー”の場合には、ステップ３に進んでマップ
Ａを選択する。また一方、ステップ１のあるいはステッ
プ２の判断結果が“ノー”の場合には、ステップ４に進
んでマップＢを選択する。

【００２５】すなわちロックアップクラッチ７が解放状
態であり、かつ車速がロックアップクラッチ７を係合さ
せる車速以下であれば、アップシフト線およびダウンシ
フト線を高スロットル開度側に設定してあるマップＡに
基づいてＯ／Ｄカットの制御が行われる。またロックア
ップクラッチ７が係合状態であれば、アップシフト線お
よびダウンシフト線を、上記のマップＡより低スロット
ル開度側に設定してあるマップＢに基づいてＯ／Ｄカッ
トの制御が行われる。なお、ロックアップクラッチ７の
制御のためのＯＮ線とＯＦＦ線との間に設定してあるヒ
ステリシスの範囲においては、マップＡおよびマップＢ
のいずれも選択可能であり、ロックアップクラッチ７が
係合している場合、ダウンシフトをマップＡに基づいて
行い、かつアップシフトをマップＢに基づいて行うな
ど、走行状態やエンジンの状態に基づいて適宜にマップ
あるいはシフト線を採用してもよい。

【００２６】したがって上述した制御によれば、ロック
アップクラッチ７が解放していてトルクコンバータ１が
トルクの増幅作用をする状態では、Ｏ／Ｄカット制御が
比較的高スロットル開度側に設定したマップＡに基づい
て行われるので、スロットル開度ＴA を増大させること
に伴うＯ／Ｄカットすなわちダウンシフトが生じにく
く、換言すればオーバードライブ状態が比較的高スロッ
トル開度ＴA まで維持される。その結果、トルクコンバ
ータ１によるトルクの増幅作用によって必要な加速力を
得ることができるとともに、エンジン回転数を抑えて燃
費を向上させることができる。

【００２７】またロックアップクラッチ７が係合してい
る状態では、比較的低スロットル開度側に設定されたマ
ップＢに基づいてＯ／Ｄカットの制御が行われるから、
アクセルペダルを踏み込んだ場合には、比較的早期にＯ
／Ｄカット制御が実行されてダウンシフトが生じ、併せ
てロックアップクラッチ７が解放されるので、スロット
ル開度ＴA が増大することに伴うこもり音を防止でき、
また充分な加速性を確保することができる。さらにこの
マップＢに基づいてＯ／Ｄカットを制御を行えば、スロ
ットル開度ＴA の低下に伴うＯ／Ｄカット解除すなわち
アップシフトが、スロットル開度ＴA の充分な低下ある
いは車速の充分な増大があるまで遅れるので、加速後に
スロットル開度ＴA を低下させた場合のアップシフトお
よびロックアップによって車速を維持できないなどの事
態が生じない。

【００２８】なお、上記の実施例では、油圧式の４速自
動変速機を例に採って説明したが、この発明は上記の実
施例に限定されないのであって、電子制御式の自動変速
機を対象とした変速制御装置にも適用することができ
る。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
Ｏ／Ｄカットの制御をロックアップクラッチの係合・解
放の状態に応じて行うことになるので、Ｏ／Ｄカットの
遅れによる加速性の不足やそれに起因するこもり音など
を防止できると同時に、Ｏ／Ｄカットが早過ぎることに
よるエンジン回転数の増大や過剰な加速力などを防止す
ることができ、総じてロックアップクラッチの係合・解
放の状態に応じた最適な加速フィーリングを得ることが
できる。またエンジンを過剰に回転させたり、あるいは
スロットル開度を過剰に増大させたりすることがなくな
るので、燃費の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例を模式的に示すブロック図
である。

【図２】Ｏ／Ｄカット制御のためのマップの一例を模式
的に示す線図である。

【図３】そのマップの切り換えのための制御ルーチンの
一例を示すフローチャートである。

【図４】従来の制御装置におけるＯ／Ｄカット制御のた
めのマップの一例を模式的に示す線図である。

【符号の説明】

１ トルクコンバータ ２ ３速変速部 ３ オーバードライブ部 ４ フロントカバー ６ タービンランナ ７ ロックアップクラッチ １１ 電子制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 佐藤 亨 愛知県知多市八幡字池下117−２ (56)参考文献 特開 平３−117774（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−277370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−101830（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルクコンバータにおける入力要素と出
   力要素との間で直接トルクを伝達するロックアップクラ
   ッチと、高低二段に切り換えられるオーバードライブ部
   と、走行状態を表す値をパラメータとしたマップに基づ
   いてこのオーバードライブ部を高速段あるいは低速段に
   切り換え制御するオーバードライブ制御手段とを備えた
   自動変速機の変速制御装置において、 前記ロックアップクラッチの係合・解放状態を検出する
   ロックアップ検出手段と、 前記マップとして、ロックアップクラッチが解放してい
   る場合にはアップシフト線とそのアップシフト線より高
   スロットル開度側に設定したダウンシフト線とを有する
   第１のマップを採用し、ロックアップクラッチが係合し
   ている場合には、前記アップシフト線とダウンシフト線
   との間に設定されたダウンシフト線と、前記アップシフ
   ト線より低スロットル開度側に設定したアップシフト線
   とを有する第２のマップを採用するマップ切換手段とを
   備えていることを特徴とする車両用自動変速機の変速制
   御装置。