| 【発明の名称】 |
自動変速機の油圧制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】久保 孝行
【氏名】仁木 裕
【氏名】小崎 茂康
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| 【要約】 |
【課題】アップシフト動作時におけるダウンシフト変速時に、適切にダウンシフト側への変速動作を行うことが出来る自動変速機の油圧制御装置の提供。
【解決手段】制御部は、センサからの入力に基づき、アップシフト中に、ダウンシフトの指令がなされたことを判断する多重変速判断手段２１ｅと、ダウンシフトの変速判断が出された時点Ｔ２の入力軸回転数Ｎｃと、ダウンシフトの目標となる入力軸の同期回転数Ｎｓとの差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な状態に達しているか否かを判定する変速開始タイミング判断手段２１ｃを有して構成される。判定結果に応じて、ダウンシフト開始を延滞遅延させたり、フィードフォワード制御への変更など、制御内容を変更して、短時間にエンジン吹きなどの生じない適切な制御を行う。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 エンジン出力軸からの動力が入力される入力軸と、車輪に連結される出力軸と、これら入力軸と出力軸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、これら油圧サーボの油圧を制御する油圧制御手段と、車輌走行状況に基づく各センサからの信号を入力して、前記油圧制御手段へ油圧制御信号を出力する制御部と、を備えてなる自動変速機の油圧制御装置において、前記制御部は、前記センサからの入力に基づき、アップシフト中に、ダウンシフトの変速判断がなされたことを判断する多重変速判断手段と、アップシフト動作時におけるダウンシフト変速時に、ダウンシフトの変速判断が出された時点の変速状態が、前記ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な所定の状態になっているか否かを判定する変速開始タイミング判断手段と、前記変速開始タイミング判断手段からの変速開始タイミング判断に基づいて、前記油圧制御手段を介した摩擦係合要素の断・接作動による前記ダウンシフトの実行を制御する変速制御手段と、を有することを特徴とする自動変速機の油圧制御装置。
【請求項２】 前記変速開始タイミング判断手段は、前記アップシフト動作時におけるダウンシフト変速時に、ダウンシフトの変速判断が出された時点の前記入力軸回転数と、ダウンシフトの目標となる前記入力軸の同期回転数との差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差に達しているかまたは、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間を有するか否かを判定することを特徴とする、請求項１記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項３】 前記変速制御手段は、前記変速開始タイミング手段が、前記ダウンシフトの変速判断が出された時点の前記入力軸回転数と、ダウンシフトの目標となる前記入力軸の同期回転数との差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差に達していないかまたは、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間を有さないものと判断した場合に、実際のダウンシフト動作の開始指令を、前記ダウンシフトの変速判断が出された時点よりも所定時間延滞遅延させるようにして構成した、請求項２記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項４】 前記変速制御手段は、前記変速開始タイミング手段が、前記ダウンシフトの変速判断が出された時点の前記入力軸回転数と、ダウンシフトの目標となる前記入力軸の同期回転数との差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差に達していないかまたは、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間を有さないものと判断した場合に、ダウンシフトにおける解放側の摩擦係合要素の制御を、それまでのフィードバック制御からフィードフォワード制御に切り替えて実行するようにして構成した、請求項２記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項５】 ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差または、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間は、ダウンシフトにおける解放側の摩擦係合要素のフィードバック制御に要する回転数差または、制御所要時間である、請求項３記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項６】 ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差または、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間は、係合側の摩擦係合要素の終期制御に要する回転数差または、制御所要時間である、請求項３記載の自動変速機の油圧制御装置。
【請求項７】 前記変速制御手段は、前記ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差またはダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間に対応する回転数に、前記入力軸の回転数が低下するまで、実際のダウンシフト動作の開始指令を、前記ダウンシフトの変速判断が出された時点よりも延滞遅延させるようにして構成した、請求項３記載の自動変速機の油圧制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に搭載される自動変速機の油圧制御装置に係わり、詳しくは多重変速動作における油圧制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の自動変速機においては、変速機の制御装置が車両の走行状態をセンサにより適宜検出し、その検出された走行状態に適合させる形でアップシフトやダウンシフトが行われるが、制御装置によるアップシフト動作中に、制御装置がダウンシフトを指令する、いわゆる多重変速が生じる場合がある。
【０００３】この際、変速装置内では、摩擦係合要素の掴み換えが行われるが、シフトショックなく変速を行うには、当該掴み換えを円滑に行う必要がある。そのために、入力軸の回転数がダウンシフト側に移行するまで、それまでのアップシフト動作では解放側として動作し、ダウンシフト時に係合側で動作することとなる摩擦係合要素の作動油圧を、ダウンシフト動作時に、直ちにフィードバック制御に入ることなく、一定値に保持して係合側の摩擦係合要素の係合板同士が係合を開始するのを待ち、入力軸の回転数の変化率が正に転換した時点で、通常のフィードバック制御を開始し、シフトショックを減少させる技術が特開平５−２９６３３４号などに開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の制御装置の場合、パワーオフの状態のダウンシフトであるが、それがアクセル踏み込みによるダウンシフトの場合、上記制御装置を適用すると、以下の問題が生じる。
【０００５】図８は従来の多重変速時の入力軸回転数と作動油圧の関係を示すタイムチャートである。
【０００６】例えば、２−３アップシフト中に、運転者がアクセルを多少踏み込むことにより、３−２ダウンシフトが開始された場合などの多重変速時で、運転者のアクセル操作などに起因するダウンシフトの判断がアップシフト動作による入力軸の回転変化の開始直後に出される場合が生じる。この場合、ダウンシフトで解放される摩擦係合要素に供給する作動油圧を、図８に示すように、それまでのアップシフト動作の係合状態の高油圧から低下させ、アップシフトからダウンシフトへの回転変化が入力軸に生じさせるための初期値Ｖ１に油圧を低下させる必要がある。
【０００７】その際に、ダウンシフト判断が出された時点Ｔ１で、直ちに作動油圧を図中実線で示すように急勾配で低下させて、入力軸回転数の変化率が反転した時点でフィードバック制御による係合動作に入っても、その時点の入力軸回転数とダウンシフトされる２速の同期回転数までの回転差が小さすぎて、フィードバック制御が追いつかず、エンジン吹きＥ１が生じる。これは、フィードバック制御が入力軸の回転変化をパラメータとしているために、入力軸の回転変化から回転変化を演算するのに一定の時間を要し、制御上のタイムラグが生じることに起因する。また、最近の制御手法が、制御上のハンチングによるシフトショックの発生を出来る限り防止するために、目標値とのずれに対して一度に補正を掛けるのではなく、少しずつ掛けていることから、どうしても目標値に到達するのに時間を要し、これが結果的に制御遅れとなり、エンジン吹きＥ１が生じる。
【０００８】こうした点を改善するために、ダウンシフト判断が出された時点Ｔ１での作動油圧の低下勾配を、図８破線で示すように、スイープ勾配でなめらかに行うことも考えられるが、そうすると、初期値Ｖ１にまで作動油圧が低下するまでに時間を要し、入力軸の回転数がダウンシフト側に反転移行するまでに時間が掛かりすぎる不都合が生じる。
【０００９】本発明は、上記事情に鑑み、アップシフト動作時におけるダウンシフト変速時に、適切にダウンシフト側への変速制御動作を行うことが出来る自動変速機の油圧制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、エンジン出力軸（１３）からの動力が入力される入力軸（３）と、車輪に連結される出力軸（１４）と、これら入力軸と出力軸との間で動力伝達経路を変更する複数の摩擦係合要素（Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ５）と、これら摩擦係合要素を断・接作動する油圧サーボ（２９、３０）と、これら油圧サーボの油圧を制御する油圧制御手段（ＳＬＳ、ＳＬＵ）と、車輌走行状況に基づく各センサからの信号を入力して、前記油圧制御手段へ油圧制御信号を出力する制御部（２１）と、を備えてなる自動変速機の油圧制御装置において、前記制御部は、前記センサからの入力に基づき、アップシフト中に、ダウンシフトの変速判断がなされたことを判断する多重変速判断手段（２１ｅ）と、アップシフト動作時におけるダウンシフト変速時に、ダウンシフトの変速判断が出された時点（Ｔ２）の変速状態が、前記ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な所定の状態になっているか否かを判定する変速開始タイミング判断手段（２１ｃ）と、前記変速開始タイミング判断手段からの変速開始タイミング判断に基づいて、前記油圧制御手段を介した摩擦係合要素の断・接作動による前記ダウンシフトの実行を制御する変速制御手段（２１ｅ）と、を有して構成される。
【００１０】請求項２の発明は、前記変速開始タイミング判断手段（２１ｃ）は、前記アップシフト動作時におけるダウンシフト変速時に、ダウンシフトの変速判断が出された時点（Ｔ２）の前記入力軸回転数（Ｎｃ）と、ダウンシフトの目標となる前記入力軸の同期回転数（Ｎｓ）との差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差（Ｒ１）に達しているかまたは、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間（Ｔ７）を有するか否かを判定することを特徴として構成される。
【００１１】請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記変速制御手段は、前記変速開始タイミング手段が、前記ダウンシフトの変速判断が出された時点の前記入力軸回転数と、ダウンシフトの目標となる前記入力軸の同期回転数との差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差に達していないかまたは、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間を有さないものと判断した場合に、実際のダウンシフト動作の開始指令を、前記ダウンシフトの変速判断が出された時点（Ｔ２）よりも所定時間（Ｔ６）延滞遅延させるようにして構成される。
【００１２】請求項４の発明は、請求項２の発明において、前記変速制御手段は、前記変速開始タイミング手段が、前記ダウンシフトの変速判断が出された時点の前記入力軸回転数（Ｎｃ）と、ダウンシフトの目標となる前記入力軸の同期回転数（Ｎｓ）との差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差に達していないかまたは、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間を有さないものと判断した場合に、ダウンシフトにおける解放側の摩擦係合要素の制御を、それまでのフィードバック制御からフィードフォワード制御（図７の（ｂ））に切り替えて実行するようにして構成される。
【００１３】請求項５の発明は、請求項３の発明において、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差または、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間は、ダウンシフトにおける解放側の摩擦係合要素のフィードバック制御に要する回転数差（Ｒ３）または、制御所要時間（Ｔ８）で構成される。
【００１４】請求項６の発明は、請求項３の発明において、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差または、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間は、係合側の摩擦係合要素の終期制御に要する回転数差（Ｒ１）または、制御所要時間（Ｔ７）で構成される。
【００１５】請求項７の発明は、請求項３の発明において、前記変速制御手段は、前記ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差またはダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間に対応する回転数（Ｎａ）に、前記入力軸の回転数が低下するまで、実際のダウンシフト動作の開始指令を、前記ダウンシフトの変速判断が出された時点（Ｔ２）よりも延滞遅延させるようにして構成される。
【００１６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、変速開始タイミング判断手段（２１ｃ）により、ダウンシフトの変速判断が出された時点（Ｔ２）の変速状態が、前記ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な所定の状態になっているか否が判定されるので、ダウンシフト動作を適正に行なえない、入力軸の高回転状態でダウンシフト動作を実行し、急激に作動油圧を低下させてエンジン吹きが生じたり、作動油圧を初期値までスイープ勾配で緩やかに低下させるなどの時間の掛かる制御を行うことなく、判定結果に応じて、ダウンシフト開始を延滞遅延させたり、フィードフォワード制御への変更など、制御内容を変更して、短時間にエンジン吹きなどの生じない適切な制御を行うことが出来る。
【００１７】請求項２の発明によれば、請求項１と同様の効果を発揮することが出来るが、変速開始タイミング判断手段（２１ｃ）により、ダウンシフトの変速判断が出された時点（Ｔ２）の入力軸回転数（Ｎｃ）と、ダウンシフトの目標となる入力軸の同期回転数（Ｎｓ）との差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差（Ｒ１）に達しているかまたは、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間（Ｔ７）を有するか否かが判定されるので、より的確な判定動作が可能となる。
【００１８】請求項３の発明によれば、変速制御手段が、入力軸の状態が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差に達していないかまたは、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間を有さないものと判断した場合に、実際のダウンシフト動作の開始指令を、ダウンシフトの変速判断が出された時点（Ｔ２）よりも所定時間（Ｔ６）延滞遅延させるので、ダウンシフト動作を、常に適正な入力軸の回転数状態で開始することが出来るばかりか、解放側の摩擦係合要素の作動油圧を変速判断の時点（Ｔ２）から、初期値にまで緩やかに低下させる必要がなくなり、短時間でのダウンシフト動作が可能となる。
【００１９】請求項４の発明によれば、ダウンシフトの変速判断の入力時点Ｔ２で、遅滞なく、直ちに解放側の摩擦係合要素（Ｂ４）側の作動油圧を低下させ、ダウンシフト動作が開始された時点（Ｔ４）以降、時間の掛かる通常のフィードバック制御に代えて、フィードフォワード制御により短時間に係合圧力を高め、制御遅れによるエンジンの吹きを未然に防止することが可能である。
【００２０】請求項５の発明によれば、ダウンシフト動作の開始指令が、ダウンシフトにおける解放側の摩擦係合要素のフィードバック制御に要する回転数差（Ｒ３）または、制御所要時間（Ｔ８）が確保されるまで、ダウンシフトの変速判断が出された時点（Ｔ２）よりも延滞遅延されるので、その後の解放側のフィードバック制御を確実に行うことが出来、信頼性の高い制御が可能となる。
【００２１】請求項６の発明によれば、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差または、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能なダウンシフト制御所要時間として係合側の終期制御に要する回転数差（Ｒ１）または、制御所要時間（Ｔ７）を用いることにより、回転数差（Ｒ１）または、制御所要時間（Ｔ７）の演算が簡単に済み、制御を短時間で行うことが出来る。
【００２２】請求項７の発明によれば、実際のダウンシフト動作が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な、回転数差またはダウンシフト制御所要時間に対応する回転数（Ｎａ）に、入力軸の回転数が低下した時点で開始されるので、その後の摩擦係合要素の制御を確実に行うことが出来、信頼性の高い制御が可能となる。
【００２３】なお、括弧内の番号等は、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００２５】５速自動変速機１は、図２に示すように、トルクコンバータ４、３速主変速機構２、３速副変速機構５及びディファレンシャル８を備えており、かつこれら各部は互に接合して一体に構成されるケースに収納されている。そして、トルクコンバータ４は、ロックアップクラッチ４ａを備えており、エンジンクランクシャフト１３から、トルクコンバータ内の油流を介して又はロックアップクラッチによる機械的接続を介して主変速機構２の入力軸３に入力する。そして、一体ケースにはクランクシャフトと整列して配置されている第１軸３（具体的には入力軸）及び該第１軸３と平行に第２軸６（カウンタ紬）及び第３軸（左右車軸）１４ａ，１４ｂが回転自在に支持されており、また該ケースの外側にバルブボディが配設されている。
【００２６】主変速機構２は、シンプルプラネタリギヤ７とダブルピニオンプラネタリギヤ９からなるプラネタリギヤユニット１５を有しており、シンプルプラネタリギヤ７はサンギヤＳｌ、リングギヤＲｌ、及びこれらギヤに噛合するピニオンＰｌを支持したキャリヤＣＲからなり、またダブルピニオンプラネタリギヤ９は上記サンギヤＳｌと異なる歯数からなるサンギヤＳ２、リングギヤＲ２、並びにサンギヤＳ２に噛合するピニオンＰ２及びリングギヤＲ２に噛合するピニオンＰ３を前記シンプルプラネタリギヤ７のピニオンＰｌと共に支持する共通キャリヤＣＲからなる。
【００２７】そして、エンジンクランクシャフト１３からトルクコンバータ４を介して連動している入力軸３は、第１の（フォワード）クラッチＣｌを介してシンプルプラネタリギヤ７のリングギヤＲｌに連結し得ると共に、第２の（ダイレクト）クラッチＣ２を介してシンプルプラネタリギヤ７のサンギヤＳｌに連結し得る。また、ダブルピニオンプラネタリギヤ９のサンギヤＳ２は、第１のブレーキＢｌにて直接係止し得ると共に、第１のワンウェイクラッチＦｌを介して第２のブレーキＢ２にて係止し得る。更に、ダブルピニオンプラネタリギヤ９のリングギヤＲ２は、第３のブレーキＢ３及び第２のワンウェイクラッチＦ２にて係止し得る。そして、共通キャリヤＣＲが、主変速機構２の出力部材となるカウンタドライブギヤ１８に連結している。
【００２８】一方、副変速機構５は、第２軸を構成するカウンタ軸６の軸線方向リヤ側に向って、出力ギヤ１６、第１のシンプルプラネタリギヤ１０及び第２のシンプルプラネタリギヤ１１が横に配置されており、またカウンタ軸６はベアリングを介して一体ケースに回転自在に支持されている。前記第１及び第２のシンプルプラネタリギヤ１０，１１は、シンプソンタイプからなる。
【００２９】また、第１のシンプルプラネタリギヤ１０は、そのリングギヤＲ３が前記カウンタドライブギヤ１８に噛合するカウンタドリブンギヤ１７に連結しており、そのサンギヤＳ３がカウンタ軸６に回転自在に支持されているスリーブ軸１２に固定されている。そして、ピニオンＰ３はカウンタ軸６に一体に連結されたフランジからなるキャリヤＣＲ３に支持されており、また該ピニオンＰ３の他端を支持するキャリヤＣＲ３はＵＤダイレクトクラッチＣ３のインナハブに連結している。また、第２のシンプルプラネタリギヤ１１は、そのサンギヤＳ４が前記スリーブ軸１２に形成されて前記第１のシンプルプラネタリギヤのサンギヤＳ３に連結されており、そのリングギヤＲ４は、カウンタ軸６に連結されている。
【００３０】そして、ＵＤダイレクトクラッチＣ３は、前記第１のシンプルプラネタリギヤのキャリヤＣＲ３と前記連結されたサンギヤＳ３，Ｓ４との間に介在しており、かつ該連結されたサンギヤＳ３，Ｓ４は、バンドブレーキからなる第４のプレーキＢ４にて係止し得る。更に、第２のシンプルプラネタリギヤのピニオンＰ４を支持するキャリヤＣＲ４は、第５のブレーキＢ５にて係止し得る。
【００３１】ついで、図２及び図３に沿って、本５速自動変速機の機構部分の作用について説明する。
【００３２】Ｄ（ドライブ）レンジにおける１速（１ＳＴ）状態では、フォワードクラッチＣｌが接続し、かつ第５のブレーキＢ５及び第２のワンウェイクラッチＦ２が係止して、ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤＲ２及び第２のシンプルプラネタリギヤ１１のキャリヤＣＲ４が停止状態に保持される。この状態では、入力軸３の回転は、フォワードクラッチＣｌを介してシンプルプラネタリギヤのリングギヤＲｌに伝達され、かつダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤＲ２は停止状態にあるので、両サンギヤＳｌ、Ｓ２を逆方向に空転させながら共通キャリヤＣＲが正方向に大幅減速回転される。即ち、主変速機構２は、１速状態にあり、該減速回転がカウンタギヤ１８，１７を介して副変速機構５における第１のシンプルプラネタリギヤのリングギヤＲ３に伝達される。該副変速機構５は、第５のブレーキＢ５により第２のシンプルプラネタリギヤのキャリヤＣＲ４が停止され、１速状態にあり、前記主変速機構２の減速回転は、該副変速機構５により更に減速されて、出力ギヤ１６から出力する。
【００３３】２速（２ＮＤ）状態では、フォワードクラッチＣｌに加えて、第２のブレーキＢ２（及び第１のブレーキＢｌ）が作動し、更に、第２のワンウェイクラッチＦ２から第１のワンウェイクラッチＦｌに作動が切換わり、かつ第５のブレーキＢ５が係止状態に維持されている。この状態では、サンギヤＳ２が第２のブレーキＢ２及び第１のワンウェイクラッチＦｌにより停止され、従って入力軸３からフォワードクラッチＣｌを介して伝達されたシンプルプラネタリギヤのリングギヤＲｌの回転は、ダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤＲ２を正方向に空転させながらキャリヤＣＲを正方向に減速回転する。更に、該減速回転は、カウンタギヤ１８，１７を介して副変速機構５に伝達される。即ち、主変速機構２は２速状態となり、副変速機構５は、第５のブレーキＢ５の係合により１速状態にあり、この２速状態と１速状態が組合されて、自動変速機１全体で２速が得られる。なおこの際、第１のブレーキＢｌも作動状態となるが、コーストダウンにより２速になる場合、該第１のブレーキＢｌは解放される。
【００３４】３速（３ＲＤ）状態では、フォワードクラッチＣｌ、第２のブレーキＢ２及び第１のワンウェイクラッチＦｌ並びに第１のブレーキＢｌはそのまま係合状態に保持され、第５のブレーキＢ５の係止が解放されると共に第４のブレーキＢ４が係合する。即ち、主変速機構２はそのままの状態が保持されて、上述した２速時の回転がカウンタギヤ１８，１７を介して副変速機構５に伝えられ、そして副変速機構５では、第１のシンプルプラネタリギヤのリングギヤＲ３からの回転がそのサンギヤＳ３及びサンギヤＳ４の固定により２速回転としてキャリヤＣＲ３から出力し、従って主変速機構２の２速と副変速機構５の２速で、自動変速機１全体で３速が得られる。
【００３５】４速（４ＴＨ）状態では、主変速機構２は、フォワードクラッチＣｌ、第２のブレーキＢ２及び第１のワンウェイクラッチＦｌ並びに第１のブレーキＢｌが係合した上述２速及び３速状態と同じであり、副変速機構５は、第４のブレーキＢ４を解放すると共にＵＤダイレクトクラッチＣ３が係合する。この状態では、第１のシンプルプラネタリギヤのキャリヤＣＲ３とサンギヤＳ３，Ｓ４が連結して、プラネクリギヤ１０，１１が一体回転する直結回転となる。従って、主変速機構２の２速と副変速機構５の直結（３速）が組合されて、自動変速機全体で、４速回転が出力ギヤ１６から出力する。
【００３６】５速（５ＴＨ）状態では、フォワードクラッチＣｌ及びダイレクトクラッチＣ２が係合して、入力軸３の回転がシンプルプラネタリギヤのリングギヤＲｌ及びサンギヤＳｌに共に伝達されて、主変速機構２は、ギヤユニットが一体回転する直結回転となる。この際、第１のブレーキＢｌが解放されかつ第２のブレーキＢ２は係合状態に保持されるが第１のワンウェイクラッチＦｌが空転することにより、サンギヤＳ２は空転する。また、副変速機構５は、ＵＤダイレクトクラッチＣ３が係合した直結回転となっており、従って主変速機構２の３速（直結）と副変速機構５の３速（直結）が組合されて、自動変速機全体で、５速回転が出力ギヤ１６から出力する。
【００３７】更に、本自動変速機は、加速等のダウンシフト時に作動する中間変速段、即ち３速ロー及び４速ローがある。
【００３８】３速ロー状態は、フォワードクラッチＣｌ及びダイレクトクラッチＣ２が接続し（第２ブレーキＢ２が係合状態にあるがワンウェイクラッチＦｌによりオーバランする）、主変速機構２はプラネタリギヤユニット１５を直結した３速状態にある。一方、第５のブレーキＢ５が係止して副変速機構５は１速状態にあり、従って主変速機構２の３速状態と副変速機構５の１速状態が組合されて、自動変速機１全体で、前述した２速と３速との問のギヤ比となる変速段が得られる。
【００３９】４速ロー状態は、フォワードクラッチＣｌ及びダイレクトクラッチＣ２が接続して、主変速機構２は、上記３速ロー状態と同様に３速（直結）状態にある。一方、副変速機構５は、第４のブレーキＢ４が係合して、第１のシンプルプラネタリギヤ１０のサンギヤＳ３及び第２のシンプルプラネタリギヤ１１のサンギヤＳ４が固定され、２速状態にある。従って、主変速機構２の３速状態と副変速機構５の２速状態が組合されて、自動変速機１全体で、前述した３速と４速との間のギヤ比となる変速段が得られる。
【００４０】なお、図２において点線の丸印は、コースト時エンジンブレーキの作動状態（４、３又は２レンジ）を示す。即ち、１速時、第３のブレーキＢ３が作動して第２のワンウェイクラッチＦ２のオーバランによるリングギヤＲ２の回転を阻止する。また、２速時、３速時及び４速時、第１のブレーキ８１が作動して第１のワンウェイクラッチＦｌのオーバランによるサンギヤＳｌの回転を阻止する。
【００４１】また、Ｒ（リバース）レンジにあっては、ダイレクトクラッチＣ２及び第３のブレーキＢ３が係合すると共に、第５のブレーキＢ５が係合する。この状態では、入力軸３の回転はダイレクトクラッチＣ２を介してサンギヤＳｌに伝達され、かつ第３のブレーキＢ３によりダブルピニオンプラネタリギヤのリングギヤＲ２が停止状態にあるので、シンプルプラネタリギヤのリングギヤＲｌを逆転方向に空転させながらキャリヤＣＲも逆転し、該逆転が、カウンタギヤ１８，１７を介して副変速機構５に伝達される。副変速機構５は、第５のブレーキＢ５に基づき第２のシンプルプラネクリギヤのキャリヤＣＲ４が逆回転方向にも停止され、１速状態に保持される。従って、主変速機構２の逆転と副変速機構５の１速回転が組合されて、出力軸１６から逆転減速回転が出力する。
【００４２】図１は、電気制御系を示すブロック図であり、２１は、マイクロコンピュータ（マイコン）からなる制御部（ＥＣＵ）で、エンジン回転センサ２２、ドライバのアクセルペダル踏み量を検出するスロットル開度センサ２３、トランスミッション（自動変速機構）の入力軸回転数（＝タービン回転数）を検出するセンサ２５、車速（＝自動変速機出力軸回転数）センサ２６及びシフトセンサ２７からの各信号が入力しており、また油圧回路のリニアソレノイドバルブＳＬＳ及びＳＬＵに出力している。前記制御部２１は、変速制御部２１ｅを構成する解放側油圧を制御する解放側制御手段２１ａと、係合側油圧を制御する係合側制御手段２１ｂとを有し、更に、入力軸回転数とギヤ比（減速比）を考慮した出力軸回転数の差を、前記入力軸回転数センサ２５及び車速センサ２６等のセンサに基づき検出演算して、該検出演算値により変速開始時期を判断する変速開始判断手段２１ｃと、アップシフト動作中にダウンシフトが指示された（例えば、２速−３速へのアップシフト中に、２速へのダウンシフトが指令される）多重変速が行なわれた場合に、変速動作の内容に対応した制御を各摩擦係合要素に対して行なう制御切換え手段２１ｄと、を備えている。
【００４３】図４は、油圧回路の概略を示す図であり、前記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５速、後進１速の変速段を達成する複数の摩擦係合要素（クラッチ及びブレーキ）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、前記リニアソレノイドバルブＳＬＳ及びＳＬＵの入力ポートａｌ，ａ２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ｂｌ・ｂ２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、前記制御油圧にて調圧された出力ポート３１ｃ，３２ｃからの調圧油圧が、それぞれシフトバルブ３３，３５を介して適宜各油圧サーボ２９，３０に供給される。
【００４４】なお、本油圧回路は、一方の摩擦係合要素を解放すると共に他方の摩擦係合要素を係合する、いわゆるクラッチツークラッチによる変速に係る基本概念を示すものであり、各油圧サーボ２９，３０及びシフトバルブ３３，３５は、象徴的に示すものであって、実際には、自動変速機構に対応して油圧サーボは多数備えられているが、具体的には、３→２変速に際して第４のブレーキＢ４用油圧サーボ及び第５のブレーキＢ５用油圧サーボ、４→３変速に際しての第３のクラッチＣ３用油圧サーボ及び第４のブレーキＢ４用油圧サーボであり、また、これら油圧サーボヘ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３６にオイルシール３７により油密状に嵌合するピストン３９を有しており、該ピストン３９は、油圧室４０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４１に抗して移動し、外側摩擦プレート４２及び内側摩擦材４３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。
【００４５】既に述べたように、自動変速機１が２速から３速へアップシフトする際には、図３に示すように、制御部２１からの指令に基づき、変速制御部２１ｅの係合側制御手段２１ｂによりＢ４ブレーキが係合されるとともに、解放側制御手段２１ａによりＢ５ブレーキは解放される、いわゆる掴み変えによる変速動作が行なわれる。この時の制御部２１が実行する係合側ブレーキＢ４と解放側ブレーキＢ５の制御フローは、図５に示すように、係合側はステップＳ１からステップＳ４に示すように、ステップＳ１の制御開始からステップＳ２のサーボ起動制御、ステップＳ３のトルク相制御、ステップＳ４のイナーシャ相（フィードバック）制御を経て、ステップＳ６の終期制御からステップＳ７の完了制御を経、ステップＳ８で制御終了となり、Ｂ４ブレーキは係合される。一方、解放側は、ステップＳ９の制御開始から、通常の待機制御（ステップＳ１０）、初期制御（ステップＳ１１）、解放制御（ステップＳ１１）を経て制御終了となり、Ｂ５ブレーキは解放される。なお、係合側と解放側の各ステップの相関関係は図６に示す。
【００４６】この２速から３速へのアップシフト中にアクセルペダルの踏込みによる２速への変速判断が、図６に示すように時点Ｔ２で、出された場合には、制御部２１の変速制御部２１ｅは、スロットル開度センサ２３からの信号により、アクセルペダルの踏込み操作によるキックダウンによるシフトダウンが指令されたことを認識（多重変速指令を認識）し、図５のステップＳ５で、目標ギヤ段がそれまでの３速から２速に変更されたものとダウンシフト判断し、ステップＳ１４に入る。なお、多重変速指令が行なわれない場合には、既に述べたように、ステップＳ５を通過して、ステップＳ６からＳ８への通常の制御動作となる。
【００４７】ステップＳ１４では、変速開始判断手段２１ｃが、ダウンシフト時における解放側、即ちブレーキＢ４のフィードバック制御に最低限要する時間Ｔ７または、入力軸の目標ギヤ段である２速の同期回転数Ｎｓと現在の入力軸の回転数Ｎｃとの間の、前述したフィードバック制御に必要な回転数差Ｒ１に基づき、ダウンシフト開始タイミングＴ３に、現在の入力軸回転数が達しているか否かを判定し、入力軸回転数が当該回転数にまで低下していない場合には、この時点でダウンシフト動作を開始すると、ブレーキＢ４の制御が追いつかずに、エンジン吹きなどが生じる危険性があると判断して、ステップＳ４に戻り、ブレーキＢ４に対して、ダウンシフト動作に入らず、２−３アップシフト動作を継続させて、ダウンシフト動作の開始を遅延させる。
【００４８】ステップＳ１４の、ダウンシフト開始タイミングＴ３の判断は、実際には、ダウンシフト時の係合側の摩擦係合要素であるブレーキＢ５の終期制御に必要な回転数差を基準にして、目標とする２速同期回転数に対する必要回転数差Ｒ１を演算し、２速同期回転数から当該必要回転数差Ｒ１を引いた値に入力回転数が達した時点Ｔ３をダウンシフト開始タイミングとする。通常、ブレーキＢ４の解放側のフィードバック制御は、係合側のブレーキＢ５の終期制御に対応する時間又は回転数差があれば、十分に行うことが出来る。
【００４９】こうして、ダウンシフト動作はダウンシフトの変速判断が出力された時点Ｔ２から、入力軸回転数がダウンシフト開始タイミングＴ３に達するまでの間、延滞され、その間それまでのアップシフト動作が継続される。
【００５０】入力軸回転数が、ブレーキＢ４のフィードバック制御に要する回転数差Ｒ１だけ、２速同期回転数Ｎｓに対して低下したものと判断された場合には、制御切替え手段２１ｄは、それまでの２−３アップシフト動作を３−２ダウンシフト動作に切り替え、それまで解放側であったブレーキＢ５を係合側に、係合側であったブレーキＢ４を解放側に切り替える。
【００５１】３−２変速制御のルーチンは、図５に示すように、それまでの係合側から解放側となったブレーキＢ４の油圧をスイープダウンさせる初期変速制御に入る（図１０のステップＳ１４からＳ１５）と共に解放側から係合側となったブレーキＢ５を、それまでの解放制御状態からサーボ起動制御に移行させる。
【００５２】ブレーキＢ４，Ｂ５がダウンシフト動作にはいることにより、それまで減少していた、入力軸回転数は、図６に示すように、時点Ｔ４で、反転に転じる。すると、変速開始判断手段２１ｃはステップＳ１６で、入力軸の回転が３速への変速状態から２速への変速状態に入ったものと判断し、ステップＳ２０に入り、ブレーキＢ４のイナーシャ制御状態を経てステップＳ１７のフィードバック制御状態に入る。ブレーキＢ４のフィードバック制御は、ダウンシフト動作の開始指令が出力された時点Ｔ３で既に、２速同期回転に対して十分な回転数差Ｒ１が確保され、かつダウンシフト動作の開始指令が出力されてから実際に入力軸回転数が反転するまでには、油圧の応答遅れなどの時間差Ｔ５に基づく回転数差Ｒ２が重畳する形となるので、ステップＳ２０のイナーシャ相制御と共に十分な時間の余裕でおこなうことができ、エンジンの吹きなどは生じない。図６の場合、フィードバック制御は、時間Ｔ８（＞Ｔ７）の間、回転数差でＲ３（＞Ｒ１）の間、行われる。
【００５３】こうして、制御部２１は、図６に示すように、解放側主体のブレーキＢ４のフィードバック制御に入り、係合側のブレーキＢ５はブレーキＢ４の係合状態に追従させる形でステップＳ２１からＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４を経てブレーキＢ５の係合を完了させ、ダウンシフト動作は完了する。
【００５４】なお、上述の実施例は、２速から３速にアップシフト中にダウンシフトが行われた多重変速の場合について述べたが、本発明のシフトモードは２速から３速に限らず、アップシフト中にダウンシフトが行われる全ての場合に適用することが出来、従って、変速に際して摩擦係合要素の掴み変え制御を行なう対象は、ブレーキに限らず、クラッチの場合も同様に対象となる。
【００５５】また、ダウンシフト開始タイミングＴ３をダウンシフトの変速判断の時点Ｔ２よりも所定時間Ｔ６だけ遅延延滞させることにより、アップシフト時に行われるエンジンのトルクダウン制御による、図６に示すトルク低下Ｅ２と、ダウンシフト時に行われるトルクダウン制御によるトルク低下Ｅ３が重なることが避けられるので、予期しないトルク低下が生じることがなくなり、適正な状態でエンジンの出力トルクの制御を行うことが出来る。
【００５６】更に、本発明は、アップシフト動作時におけるダウンシフト変速時に、ダウンシフトの変速判断が出された時点Ｔ２の入力軸回転数Ｎｃと、ダウンシフトの目標となるエンジンの同期回転数Ｎｓとの差が、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差Ｒ１に達しているかまたは、当該回転数差に対応したダウンシフト制御所要時間Ｔ７を有するか否かを判定して、当該回転数差又は制御所要時間に達していない場合には、その後のダウンシフトに際して摩擦係合要素に対する制御方法を、通常の制御に対して変更するかぎり、どのような方法を用いてもよい。また、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差または、ダウンシフト制御所要時間は、車速により変動し、車速が高くなれば、それらも大きくなり、延滞遅延時間Ｔ６も長くなる。
【００５７】また、図６に示すように、ダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差又は制御所要時間に達していない場合には、ダウンシフトの変速判断の時点Ｔ２に対してダウンシフト開始タイミングＴ３を時間Ｔ６だけ遅延させて開始するほかに、図７（ａ）に示すように、ダウンシフトの変速判断の入力時点Ｔ２で、遅滞なく、直ちにブレーキＢ４側の作動油圧を低下させ、ダウンシフト動作が開始された時点Ｔ４以降、通常のフィードバック制御を禁止し、フィードフォワード制御により短時間に係合圧力を高め、制御遅れによるエンジンの吹きを未然に防止することも可能である。なお、この場合、ダウンシフトの変速判断が出された時点Ｔ２において、エンジン回転数が、既にダウンシフト動作を適正に行うことが可能な回転数差又は制御所要時間に達している場合には、図７（ｂ）に示すように、通常のフィードバック制御を行う。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１００７６８
【氏名又は名称】アイシン・エィ・ダブリュ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１０月２５日（１９９９．１０．２５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３１３８
【弁理士】
【氏名又は名称】相田 伸二 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１２４１９３（Ｐ２００１−１２４１９３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月８日（２００１．５．８） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３０１８５４ |
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