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自動変速機の制御装置
説明

自動変速機の制御装置

【課題】変速による非ロックアップ状態とする時間を短縮し得る自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】自動変速機の制御装置たる電子制御装置は、非ロックアップ状態S2で変速機が変速するものであり、前記変速機が変速可能な状態で且つアクセルペダルの踏込量又はスロットルバルブの開度がゼロまたは略ゼロという所定の値以下にまで低下した時S3に変速する場合は、変速機における入力軸側と後述する出力軸側との係合を解除しS14、エンジン回転数と変速機の入力軸側の回転数との差が所定値x内S15となった時に、前記トルクコンバータをロックアップ状態S16とし、しかる後に変速機の入力軸側と出力軸側とを係合S17するプログラムが格納されている。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、車両用自動変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
オートマティックトランスミッションすなわち自動変速機を搭載している一般にAT車両と呼ばれている車両では、変速時にはトルクコンバータが有するロックアップクラッチの係合を一定時間解除することによりエンジンの回転をトルクコンバータに接続している変速機に伝達されない状態とする、換言すれば一定時間非ロックアップ状態とするのが通常である。
【0003】
斯かる車両では、車速上昇時にアクセルペダルの踏込量をゼロかそれに近い状態としたときに変速する場合には、非ロックアップ状態からロックアップ状態とするまでの時間を長くするよう制御するようにしている。これは変速機のギヤ比がアクセルペダルの踏込量又はスロットルバルブ開度或いは吸入空気量のみならず車速にも依存して決定されるためである。
【0004】
すなわち、変速機によるギヤ比の変更後、再びロックアップ状態とするときには変速機の入力軸側の回転数であるトルクコンバータのタービン回転数が車速に影響されているので回転数が低下し難くなっている。反面、アクセルペダルの踏込量がゼロとされることでエンジン回転数は速やかに低下する。その結果、通常の変速時と同じタイミングでロックアップ状態とすれば、タービン回転数はエンジン回転数を大きく上回った状態でロックアップクラッチが係合されることにより、エンジンに過度な衝撃が発生する。よって斯かる事態を回避するためにタービン回転数がエンジン回転数に近づくまでの時間だけ非ロックアップ状態とする必要があるからである。このような不具合は特に変速機のギヤ比をより高く変速する場合に顕著である。
【0005】
そうなると、変速時に非ロックアップ状態を長くなるので運転中のロックアップ状態とする時間の割合すなわちロックアップ領域が拡大されない。つまりこのことがロックアップ領域の拡大による燃費の向上の妨げとなっている。
【0006】
また特許文献1のように、斯かる場合にはアイドルスピードコントロールバルブによって吸入空気量を増加させてエンジン回転数低下を抑制することで、エンジンに与える衝撃を回避しようとする技術も開示されている。
【0007】
しかしアイドルスピードコントロールバルブによる吸入空気量の調整量には限りがあり、エンジン回転数とタービン回転数との差が大きい場合は調整が困難である。また電子スロットルバルブの導入等の格別な手段による調整も考えられるが、そうなるとエンジンの部品点数の増加やそれに伴うコストの上昇を招来してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0008】
【特許文献1】特開平7−81460号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
本発明は、上述した不具合に着目したものであり、変速による非ロックアップ状態とする時間を短縮し得る自動変速機の制御装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明は、このような目的を達成するために、次のような手段を講じたものである。
【0011】
すなわち本発明に係る自動変速機の制御装置は、エンジンに接続されエンジンの回転を変速し得る変速機と、この変速機とエンジンとの間に介在しエンジンの回転を前記変速機の入力軸側へ直結するロックアップ状態と前記直結状態を解除した非ロックアップ状態とをとり得るトルクコンバータとを有し、前記非ロックアップ状態で前記変速機が変速する自動変速機の制御装置であって、前記変速機が変速可能な状態で且つアクセルペダルの踏込量又はスロットルバルブの開度が所定の値以下にまで低下した時に変速する場合は、前記変速機における入力軸側と出力軸側との係合を解除し、エンジン回転数と前記変速機の入力軸側の回転数との差が所定値内となった時に、前記トルクコンバータをロックアップ状態とし、しかる後に前記変速機の入力軸側と出力軸側とを係合することを特徴とする。
【0012】
ここで、「変速機を入力軸側と出力軸側との係合を解除」するとは、単に変速機内のクラッチ及びブレーキ等の係合をすべて解除したニュートラル状態のみならず、何れかのクラッチ又はブレーキの係合がなされていたとしても結果的に入力軸側の回転が出力軸側へ伝達されない態様をも含む概念である。
【0013】
このようなものであれば、自動変速機の入力軸側の回転数を出力軸側の回転に依存せずに速やかに低下させることができる。これにより、アクセルペダル踏込量の低下に伴いエンジン回転数が低下する状況にあっても、速やかにロックアップ状態とすることができるので、運転時間中のロックアップ領域を有効に拡大させることによる燃費の向上を実現できる。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、運転時間中のロックアップ領域を有効に拡大させることによる燃費の向上を実現できる自動変速機の制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【図1】本発明の一実施形態に係るエンジン及び自動変速機の概略構成図。
【図2】同実施形態に係る要部の説明図。
【図3】図2に係る作用説明図。
【図4】同実施形態に係る他の要部の構成説明図。
【図5】図4に係る作用説明図。
【図6】同他の作用説明図。
【図7】同実施形態に係るフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【0017】
本実施形態に係る自動変速機2は一般にオートマティックトランスミッションと称され、例えばA/T車と称されるような普通乗用車に搭載されているものである。
【0018】
自動変速機2は、エンジン1の回転を図示しない車輪へと伝える変速機4と、エンジン1と変速機4との間に介在しエンジン1のクランクシャフト100の回転を変速機4の入力軸400へと伝達し得るロックアップ状態と当該伝達を行わない非ロックアップ状態とをとり得るトルクコンバータ3とを有している。
【0019】
トルクコンバータ3は、図2及び図3に示すように、エンジン1のクランクシャフト100に固定されたカバー31と、変速機4の入力軸400とともに回転するタービン33と、タービン33とともに回転し得るとともにトルクコンバータ3自体を上記のロックアップ状態及び非ロックアップ状態とを切り替えるべく動作するロックアップクラッチ32とを有している、油圧により制御される通常のものである。
【0020】
同図では斯かるロックアップクラッチ32を動作させる為の作動油の流れを矢印で示している。図2は図示左側から右側へ向かう作動油の流れを形成することにより左右の油圧差によってロックアップクラッチ32がカバー31に押し付けられたロックアップ状態を示している。このロックアップ状態ではエンジン1のクランクシャフト100、タービン33及び入力軸400は直結され一体的に回転し得る。
【0021】
他方図3は図示右側から左側へ向かう作動油の流れを形成することにより油圧差によってロックアップクラッチ32とカバー31とが離間した非ロックアップ状態を示している。この非ロックアップ状態ではエンジン1のクランクシャフト100と、タービン33及び変速機4の入力軸400との直結状態が解除される。
【0022】
変速機4は、本実施形態では後述する各クラッチ及び各ブレーキが操作されることにより1速、2速、3速及び4速へと順にギヤ比を高く設定された車両を前進させ得る状態と、所定のギヤ比をもって車両を後進させ得る状態と、何れのクラッチ及びブレーキによる係合を解除されたニュートラル状態とを実現する既存のものである。そして運転者によって「Dレンジ」に設定された状態では変速機4によりアクセルペダル5の踏込量又はスロットルバルブの開度及び車速等に応じて変速を行い得るよう電子制御装置6に制御される。
【0023】
そして本実施形態に係る自動変速機2は電子制御装置6によって制御される。電子制御装置6は、CPU、RAM、ROM、I/Oインタフェース等を包有してなるマイクロコンピュータシステムである。制御用のプログラムは予めROMに格納されており、その実行の際にROMからRAMに読み込まれ、CPUで解読される。
【0024】
そしてこの電子制御装置6は、エンジン1側で検出されたクランクシャフト100の回転数すなわちエンジン回転数に係るエンジン回転数信号a、エンジン1内で検出される図示しないスロットルバルブの開度に係る開度信号b、アクセルペダル5の踏込量に係るアクセル信号c、そしてトルクコンバータ3のタービン33の回転数に係るタービン回転数信号dが少なくとも入力される。他方この電子制御装置6はエンジン1を適宜制御するための出力信号を出力する他、図2及び図3に示すようにロックアップクラッチ32を操作するためのロックアップ信号eと、変速機4に変速を適宜行わせるための変速信号fとを出力するようにしている。
【0025】
なお本実施形態に係る電子制御装置6はエンジン1に対しては、アクセルペダル5の踏込量がゼロから略ゼロとなり、なおかつエンジン回転数が例えばアイドル回転数といった一定の回転数以上あることを条件として、燃料カットを開始するものとしているが、当該燃料カットの具体的な態様は既存のものであるので具体的な説明を省略している。
【0026】
しかして本実施形態に係る自動変速機2の制御装置たる電子制御装置6は、非ロックアップ状態で変速機4が変速するものであり、前記変速機4が変速可能な状態で且つアクセルペダル5の踏込量又はスロットルバルブの開度がゼロまたは略ゼロという所定の値以下にまで低下した時に変速する場合は、変速機4における入力軸400側と後述する出力軸415a側との係合を解除し、エンジン回転数と変速機4の入力軸400側の回転数との差が所定値x内となった時に、前記トルクコンバータ3をロックアップ状態とし、しかる後に変速機4の入力軸400側と出力軸415a側とを係合するプログラムが格納されている。
【0027】
ここで、本実施形態では変速機4を例えば3速から4速へと変速する際に「変速機4における入力軸400側と出力軸415a側との係合を解除」する態様について図4〜図6を参照して説明する。
【0028】
同図に示す変速機4は遊星歯車機構を利用してなるものであり、変速クラッチに該当するリバースクラッチ401、フォワードクラッチ402、リヤクラッチ403、ワンウェイクラッチ404、2&4ブレーキ405及び1&リバースブレーキ406を適宜係合・係合解除させることにより各種ギヤであるリヤプラネタリーサンギヤ408、プラネタリーキャリア409、フロントプラネタリーサンギヤ410、プラネタリーリングギヤ413、プラネタリーショートピニオン411、プラネタリーロングピニオン412、プラネタリーリングギヤ413を適宜噛合させることにより、入力軸400から場合によっては中間シャフト407を経て、プライマリーリダクションドライブギヤ414を介してプライマリーリダクションドリブンギヤ415の回転軸である出力軸415aへと動力を伝達するものである。
【0029】
図4は、変速機4を3速に設定して走行する際に互いに係り合う構成要素に薄墨を付して示したものである。同図ではフォワードクラッチ402とリヤクラッチ403とを作用させ、入力軸400とリヤプラネタリーサンギヤ408及びプラネタリーキャリア409が同一方向に回転するようにしている。これにより、プラネタリーショートピニオン411とプラネタリーロングピニオン412はロック状態となり、プラネタリーリングギヤ413は右方向の回転力を受けることにより、入力軸400/出力軸415aのギヤ比すなわち変速比1.0で前進方向の回転力を出力軸415aに伝達するようにしている。
【0030】
そして図5では、変速機4を4速に設定して走行する際に互いに係り合う構成要素に薄墨を付している。同図ではリヤクラッチ403と2&4ブレーキ405とを作用させることにより入力軸400の回転は直接中間シャフト407に伝えられ、プラネタリーキャリア409に右方向の回転力を伝達している。一方2&4ブレーキ405によりフロントプラネタリーサンギヤ410はロックされるため、プラネタリーキャリア409に支持されているプラネタリーロングピニオン412は右方向の回転力を受けて自転しながらフロントプラネタリーサンギヤ410上を公転し、プラネタリーリングギヤ413を右方向に回転させている。これにより、入力軸400/出力軸415aのギヤ比すなわち変速比0.696で前進方向の回転力を出力軸415aに伝達するようにしている。
【0031】
しかして本実施形態では図6に示すように図4に示した状態から2&4ブレーキ405のみ作用を解除することにより、入力軸400の回転を出力軸415aに伝わらないようにする、変速クラッチの係合解除を行うようにしている。具体的に説明すると、同図では図5同様にリヤクラッチ403を作用させることにより入力軸400の回転は直接中間シャフト407に伝えられるものの、プラネタリーロングピニオン412の回転は、2&4ブレーキ405の作用が解除されているためにフロントプラネタリーサンギヤ410の左方向への空回りを招来してしまいプラネタリーリングギヤ413に伝達されない。これにより入力軸400からの回転軸からの伝達は途絶え、いわゆる変速クラッチの係合解除が実現される。
【0032】
また勿論、所謂変速クラッチの係合解除は、変速クラッチに該当するリバースクラッチ401、フォワードクラッチ402、リヤクラッチ403、ワンウェイクラッチ404、2&4ブレーキ405及び1&リバースブレーキ406をすべて係合解除させることによるニュートラル状態としても良い。また2&4ブレーキ405のみを作用させた状態としても良い。この場合は図示しないがリバースクラッチ401、フォワードクラッチ402及びリヤクラッチ403のいずれも作用が解除されているので、入力軸400の回転は中間シャフト407にもフロントプラネタリーサンギヤ410へもリヤプラネタリーサンギヤ408へも伝達されないことから変速クラッチの係合解除が実現される。
【0033】
続いて本実施形態における、例えば3速から4速への変速時の制御の態様を図7のフロー図を参照して説明する。
【0034】
まず変速を行う際(ステップS1)にはトルクコンバータ3を非ロックアップ状態とする(ステップS2)。このとき、アクセルペダル5の踏込量がゼロか或いは略ゼロにまで低下している場合(ステップS3)には、図6に示すようにフォワードクラッチ402の作用を解除することによる変速クラッチの係合解除を行う(ステップS14)。これにより入力軸400の回転数であるタービン回転数は車速に影響される出力軸415aの回転数に影響されなくなる。その結果タービン回転数は速やかに低下する。そしてすぐにタービン回転数とエンジン回転数との差が所定値x以下(ステップS15)となるので、トルクコンバータ3においてロックアップクラッチ32を係合させて(ステップS16)、しかる後に図5に示す4速へと変速クラッチを係合させる(S17)。このときには回転数が低下した入力軸400と車速に依存して回転する出力軸415a側との間での係合である事に起因する衝撃が変速機4内にて起こるが、係る衝撃は変速機4が通常の運転中に受け得る範囲のものであるため問題はない。またこの衝撃はエンジン1に対してはトルクコンバータ3を介した位置で起こるため、エンジン1に与える影響も殆ど無い。
【0035】
他方、まず変速を行う際(ステップS1)、非ロックアップ状態(ステップS2)とした後、アクセルペダル5の踏込量がゼロか或いは略ゼロにまで低下していない場合(ステップS3)には通常通り変速クラッチの係合解除は行わず、タービン回転数とエンジン回転数との差が所定値x以下となっていれば(ステップS24)図4に示す3速から図5に示す4速への変速を実行し(ステップS25)、知る後にトルクコンバータ3をロックアップ状態とすればよい。
【0036】
以上のような構成とすることにより、本実施形態に係る自動変速機2の制御装置たる電子制御装置6は、タービン回転数を出力軸415a側の回転に依存せずに速やかに低下させることにより、アクセルペダル5踏込量の低下に伴うエンジン回転数が低下する状況にあっても、速やかにロックアップ状態とすることができるので、運転時間中のロックアップ領域を有効に拡大させることによる燃費の向上を実現している。
【0037】
特にアクセルペダル5踏込量がゼロ又は略ゼロのときは通常、エンジン1では別途燃料カットの制御が行われている。加えて燃料カット制御はエンジン回転数が例えばアイドル回転数程度に低下するまで行われる。そして走行中のエンジン回転数の低下はロックアップ状態のときの方が非ロックアップ状態のときよりも緩慢に起こる。
【0038】
つまりこれらのことから本実施形態によれば、燃料カット時における変速時に非ロックアップ状態とする時間を有効に削減しているため、運転中の燃料カット走行時間を多く確保し得るものとなっている。その結果、燃費の向上に直接的に寄与している。
【0039】
以上、本発明の実施形態について説明したが、各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【0040】
例えば、例えば、上記実施形態ではアクセルペダルの踏込量から変速機の出力軸と入力軸との係合を解除したが、勿論アクセルペダルの踏込量でなくとも、スロットルバルブの開度や吸入空気量を勘案したものであってもよい。また上記実施形態では4速にまで変速し得る変速機を用いた態様を開示したが、勿論、当該態様に限られない。また上記実施形態では3速から4速へと変速する際の態様を記載したが勿論、2速から3速へ変速する場合でも、また4速から3速へと変速する場合であっても同様の効果を奏する。またエンジンやトルクコンバータ等の具体的な態様は上記実施形態のものに限定されることはなく、既存のものを含め、種々の態様のものを適用することができる。
【0041】
その他、各部の具体的構成についても上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【産業上の利用可能性】
【0042】
本発明は車両用自動変速機の制御装置として利用することができる。
【符号の説明】
【0043】
1…エンジン
2…自動変速機
3…トルクコンバータ
4…変速機
400…入力軸
415a…出力軸
5…アクセルペダル
6…自動変速機の制御装置(電子制御装置)
x…所定値

【特許請求の範囲】
【請求項1】
エンジンに接続されエンジンの回転を変速し得る変速機と、この変速機とエンジンとの間に介在しエンジンの回転を前記変速機の入力軸側へ直接的に伝達するロックアップ状態と前記直接的な伝達を解除した非ロックアップ状態とをとり得るトルクコンバータとを有し、前記非ロックアップ状態で前記変速機が変速する自動変速機の制御装置であって、
前記変速機が変速可能な状態で且つアクセルペダルの踏込量又はスロットルバルブの開度が所定の値以下にまで低下した時に変速する場合は、前記変速機における入力軸側と出力軸側との係合を解除し、エンジン回転数と前記変速機の入力軸側の回転数との差が所定値内となった時に、前記トルクコンバータをロックアップ状態とし、しかる後に前記変速機の入力軸側と出力軸側とを係合することを特徴とする自動変速機の制御装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2013−113310(P2013−113310A)
【公開日】平成25年6月10日(2013.6.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−257053(P2011−257053)
【出願日】平成23年11月25日(2011.11.25)
【出願人】(000002967)ダイハツ工業株式会社 (2,560)
【Fターム(参考)】