(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１摩擦要素と第２摩擦要素の結合によって実現されるＮ変速段から第３摩擦要素と第４摩擦要素の結合によって実現されるＮ−３変速段へ変速を制御する自動変速機の変速制御方法であって、
Ｎ変速段からＮ−３変速段への変速信号を受けたとき、前記第１摩擦要素の解放を開始させ、かつ前記第３摩擦要素の結合を開始させる段階、
現在ギヤ比が第１設定ギヤ比となる第１変速同期点に到達したとき、前記第２摩擦要素の油圧を完全に開放させ、かつ前記第４摩擦要素の結合を開始させる段階、
現在ギヤ比が第２設定ギヤ比となる第２変速同期点に到達したとき、前記第３摩擦要素の結合を完了させる段階、
現在ギヤ比が第３設定ギヤ比となる第３変速同期点に到達したとき、前記第１摩擦要素の解放を完了させ、かつ前記第４摩擦要素の結合を完了させる段階、
を順次行うことを特徴とする自動変速機の変速制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機の変速制御方法に係り、より詳しくは第１、２摩擦要素の結合によって実現されるＮ変速段から第３、４摩擦要素の結合によって実現されるＮ−３変速段への変速を制御する自動変速機の変速制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にクラッチ対クラッチ（ｃｌｕｔｃｈ−ｔｏ−ｃｌｕｔｃｈ）変速制御は１個の摩擦要素を解放し、他の１個の摩擦要素を結合することで行われる。しかし、特定のスキップシフトを行う場合、２個の摩擦要素を解放して他の２個の摩擦要素を締結しなければならない場合がある。
特に、自動変速機においてキックダウン６→３変速のように３個以上のギヤ比を跳び越えるスキップシフトの場合、通常は２個の摩擦要素を解放して他の２個の摩擦要素を締結する。しかし、２個の摩擦要素を解放して他の２個の摩擦要素を締結する制御方法は実現困難であることが知られている。
【０００３】
したがって、６→３変速のようなスキップシフトの場合、制御が容易な２個の変速を連続して行うことで実現する方向へ研究が進められた。例えば、６→３変速時、６→４変速を完了した後、４→３変速を行うのである。
しかし、このような従来の６→３スキップシフト制御方法は２個の変速過程を連続して行わなければならないため、変速時間が長くなる問題があった。即ち、６→４変速を完了した後、４→３変速を行うために変速時間が長くなる問題があった。
また、６→４変速を完了した後、４→３変速を行うので、変速が緩やかに行われず、変速感が悪くなる問題があった。
【０００４】
このような問題点を解決するために、６段から４段に変速する第１変速と４段から３段に変速する第２変速を重ねて６→３変速を完了する自動変速機の変速制御方法が研究された。このような方法は６→３変速信号が検出されると６段から６段と３段の間の中間変速段への第１変速を行う間に前記中間変速段から３段への第２変速を重ねることである。
しかし、このような方法によっても６段から中間変速段を経由して３段へ変速を行うために中間段変速トルクが発生し、タービン回転数が一定時間停留することで二重変速感が感じられる問題があった。さらに、激しい場合には変速衝撃が発生した。
具体的に、図６に示すように従来の変速制御方法によって変速を実施する場合には、タービン回転数が中間変速段にしばらく留まり、出力トルクの変動が激しかった。
【特許文献１】特開２００７−０８５５１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、Ｎ変速段からＮ−３変速段へ変速される時、Ｎ変速段とＮ−３変速段の間の中間変速段が実現されないようにして変速感を向上させることにその目的がある。
また、他の目的は、別の速度検出手段を用いなくても４個の摩擦要素を同時制御できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するためになされた本発明の自動変速機の変速制御方法は、第１摩擦要素と第２摩擦要素の結合によって実現されるＮ変速段から第３摩擦要素と第４摩擦要素の結合によって実現されるＮ−３変速段へ変速を制御する自動変速機の変速制御方法において、Ｎ変速段からＮ−３変速段への変速信号を受けたとき、前記第１摩擦要素の解放を開始させ、かつ前記第３摩擦要素の結合を開始させる段階、現在ギヤ比が第１設定ギヤ比となる第１変速同期点に到達したとき、前記第２摩擦要素の油圧を完全に開放させ、かつ前記第４摩擦要素の結合を開始させる段階、現在ギヤ比が第２設定ギヤ比となる第２変速同期点に到達したとき、前記第３摩擦要素の結合を完了させる段階、現在ギヤ比が第３設定ギヤ比となる第３変速同期点に到達したとき、前記第１摩擦要素の解放を完了させ、かつ前記第４摩擦要素の結合を完了させる段階、を順次行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、Ｎ変速段からＮ−３変速段へ変速される時、Ｎ変速段とＮ−３変速段の間の中間変速段が実現されないので、変速感を向上させることができる。
また、第１摩擦要素のみを制御してタービン回転数の傾斜を調節するので、油圧制御が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の好ましい実施例を添付した図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例】
【００１０】
図１は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレイン構造を示す構成図である。
図１に示すように、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレインは第１、２、３遊星ギヤセット（ＰＧ１、ＰＧ２、ＰＧ３）の３個の遊星ギヤセットを含む。
第１遊星ギヤセットＰＧ１はシングルピニオン遊星ギヤセットで、第１サンギヤＳ１、第１遊星キャリアＰＣ１、第１環ギヤＲ１をその作動部材として含む。  第１遊星キャリアＰＣ１には第１環ギヤＲ１と第１サンギヤＳ１にギヤ結合する第１ピニオンギヤＰ１が連結されている。
【００１１】
第２遊星ギヤセットＰＧ２はシングルピニオン遊星ギヤセットで、第２サンギヤＳ２、第２遊星キャリアＰＣ２、第２環ギヤＲ２をその作動部材として含む。第２遊星キャリアＰＣ２には第２環ギヤＲ２と第２サンギヤＳ２にギヤ結合する第２ピニオンギヤＰ２が連結されている。
第３遊星ギヤセットＰＧ３はダブルピニオン遊星ギヤセットで、第３サンギヤＳ３、第３遊星キャリアＰＣ３、第３環ギヤＲ３をその作動部材として含む。第３遊星キャリアＰＣ３には第３環ギヤＲ３と第３サンギヤＳ３にギヤ結合する第３ピニオンギヤＰ３が連結されている。
【００１２】
また、自動変速機のパワートレインはエンジン（図示せず）から動力の伝達を受ける入力軸１００、パワートレインから動力を出力する出力ギヤ１１０及び変速機ケース１２０を備える。
自動変速機のパワートレインで第１遊星キャリアＰＣ１は第２環ギヤＲ２に固定連結される。
第２遊星キャリアＰＣ２は第３遊星キャリアＰＣ３に固定連結される。
第１環ギヤＲ１は第３環ギヤＲ３に固定連結される。
第３サンギヤＳ３は入力軸１００に固定連結されて常時入力要素として作用する。
【００１３】
第１遊星キャリアＰＣ１は出力ギヤ１１０に固定連結されて常時出力要素として作用する。
第３遊星キャリアＰＣ３は第１クラッチＣ１を介して入力軸１００に可変連結される。
第２サンギヤＳ２は第２クラッチＣ２を介して入力軸１００に可変連結される。
第１サンギヤＳ１は第１ブレーキＢ１を介して変速機ケース１２０に連結されることによって可変停止する。
第２サンギヤＳ２は第２ブレーキＢ２を介して変速機ケース１２０に連結されることによって可変停止する。
第３遊星キャリアＰＣ３は第３ブレーキＢ３を介して変速機ケース１２０に連結されることによって可変停止する。
また、第３遊星キャリアＰＣ３と変速機ケース１２０の間には第３ブレーキＢ３と並列に配置されるワンウェイクラッチＦ１をさらに含む。
【００１４】
図２は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレインを作動させるための作動表である。
図２に示すように、自動変速機のパワートレインは前進１速Ｄ１では第１ブレーキＢ１、ワンウェイクラッチＦ１が作動し、前進２速Ｄ２では第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２が作動し、前進３速Ｄ３では第１ブレーキＢ１、第２クラッチＣ２が作動し、前進４速Ｄ４では第１ブレーキＢ１、第１クラッチＣ１が作動し、前進５速Ｄ５では第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２が作動し、前進６速Ｄ６では第１クラッチＣ１、第２ブレーキＢ２が作動する。
また、後進Ｒでは第２クラッチＣ２、第３ブレーキＢ３が作動する。
【００１５】
以下、自動変速機のパワートレインでアップシフト過程を詳しく説明する。
前進１速Ｄ１から前進２速Ｄ２へ変速する時、第２ブレーキＢ２を作動させる。この場合、ワンウェイクラッチＦ１は別の制御なく自動解放される。
前進２速Ｄ２から前進３速Ｄ３へ変速する時、第２ブレーキＢ２を解放させて第２クラッチＣ２を作動させる。
前進３速Ｄ３から前進４速Ｄ４へ変速する時、第２クラッチＣ２を解放させて第１クラッチＣ１を作動させる。
前進４速Ｄ４から前進５速Ｄ５へ変速する時、第１ブレーキＢ１を解放させて第２クラッチＣ２を作動させる。
前進５速Ｄ５から前進６速Ｄ６へ変速する時、第２クラッチＣ２を解放させて第２ブレーキＢ２を作動させる。
前記自動変速機のパワートレインでダウンシフト過程はアップシフト過程の逆順である。
【００１６】
以下、自動変速機のパワートレインでスキップダウンシフト過程を詳しく説明する。
前進６速Ｄ６から前進４速Ｄ４へ変速する時、第２ブレーキＢ２を解放させて第１ブレーキＢ１を作動させる。
前進５速Ｄ５から前進３速Ｄ３へ変速する時、第１クラッチＣ１を解放させて第１ブレーキＢ１を作動させる。
前進４速Ｄ４から前進２速Ｄ２へ変速する時、第１クラッチＣ１を解放させて第２ブレーキＢ２を作動させる。
前進３速Ｄ３から前進１速Ｄ１へ変速する時、第２クラッチＣ２を解放させるとワンウェイクラッチＦ１は自動に反力を提供する。
【００１７】
図３は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を行うシステムのブロック図である。
図３に示すように、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を行うシステムは、スロットル開度検出器２００、車速検出器２１０、タービン回転数検出器２２０、油圧検出器２４０、変速機制御ユニット２５０及び油圧制御ユニット２７０を含む。
スロットル開度検出器２００は加速ペダルの作動程度によって動作するスロットルバルブの開度変化を検出して、それに対する信号を変速機制御ユニット２５０に伝達する。
車速検出器２１０は車両の速度を検出して、それに対する信号を変速機制御ユニット２５０に伝達する。
【００１８】
タービン回転数検出器２２０は変速機の入力トルクとして作動する現在のタービン回転数をクランクシャフトの角度変位から検出して、それに対する信号を変速機制御ユニット２５０に伝達する。
油圧検出器２４０は各解放要素及び結合要素に作用される油圧を検出して、変速機制御ユニット２５０に伝達する。
変速機制御ユニット２５０は設定されたプログラムによって動作する１つ以上のプロセッサーで実現することができ、設定されたプログラムは本発明の実施例による自動変速機変速制御方法の各段階を行うようにプログラミングされたものである。
変速機制御ユニット２５０はスロットル開度検出器２００、車速検出器２１０、タービン回転数検出器２２０及び油圧検出器２４０からそれぞれスロットル開度信号、車速信号、タービン回転数信号及び油圧信号の伝達を受ける。
【００１９】
変速機制御ユニット２５０は車速とタービン回転数に基づいて現在のギヤ比を計算する。
変速機制御ユニット２５０は信号に対応する油圧変速信号を生成し、油圧制御ユニット２７０に伝達する。
変速機制御ユニット２５０はマップテーブル２６０を含む。
マップテーブル２６０には各変速段で車速に対応するスロットル開度が保存されている。したがって、変速機制御ユニット２５０はスロットル開度信号及び車速信号に対応する目標変速段を計算し、変速条件を満足したかどうかを判断する。
【００２０】
マップテーブル２６０には各変速段に対応する解放要素と結合要素に加えられる解放圧及び結合圧が保存されている。
また、マップテーブル２６０には各変速段に対応するギヤ比が保存されている。
このようなマップテーブル２６０に保存される具体的な値は、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が実現される車両及び／またはエンジンの仕様に応じて当業者が好ましい値に設定することができる。
油圧制御ユニット２７０は変速機制御ユニット２５０から油圧変速信号の伝達を受けて各解放要素及び結合要素に加えられる油圧を制御する。油圧制御ユニット２７０は各解放要素及び結合要素に加えられる油圧を制御する少なくとも１つ以上の制御バルブとソレノイドバルブを含む。
【００２１】
以下、図４を参照して本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を詳しく説明する。
図４は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を示す流れ図である。
本発明の実施例による変速制御方法でＮ変速段は第１、２摩擦要素の結合によって実現され、Ｎ−３変速段は第３、４摩擦要素の結合によって実現される。
図４に示すように、車両がＮ変速段で運行中である状態で（Ｓ３００）、変速機制御ユニット２３０はＮ→Ｎ−３変速信号の入力を受けたかどうかを判断する（Ｓ３１０）。Ｎ→Ｎ−３変速信号は車速に対応するスロットル開度が既に設定されたスロットル開度以上である場合に生成される。
【００２２】
変速機制御ユニット２３０がＮ→Ｎ−３変速信号の入力を受けていない場合、車両はＮ変速段で継続して運行する（Ｓ３００）。一方、変速機制御ユニット２３０がＮ→Ｎ−３変速信号を入力を受けると、変速機制御ユニット２３０は第１摩擦要素解放を開始させ（Ｓ３２０）、第３摩擦要素の結合を開始させる（Ｓ３３０）。第１摩擦要素の解放と第３摩擦要素の結合は同時に開始することができる。
ここで、摩擦要素の解放と結合の開始とは各摩擦要素の油圧制御を開始することである。即ち、摩擦要素の解放の開始とは摩擦要素に加えられる油圧を次第にまたは急速に“０”に下げることを言い、摩擦要素の結合の開始とは摩擦要素に加えられる油圧を次第にまたは急速に結合圧力に高めることを言う。
【００２３】
前記のように第１摩擦要素の解放と第３摩擦要素の結合を行う間に変速機制御ユニット２５０は第１変速同期点に到達したかどうかを判断する（Ｓ３４０）。図５に示すように、第１変速同期点は現在のギヤ比が第１設定ギヤ比と同じになった時に到達し、第１設定ギヤ比は中間変速段（ここでは、Ｎ−１段）のギヤ比にすることができる。中間変速段は変速によるトルクの伝達が最少となる変速段である。
Ｓ３４０段階で第１変速同期点に到達していない場合、変速機制御ユニット２５０は第１摩擦要素の解放と第３摩擦要素の結合を継続して行う。一方、Ｓ３４０段階で第１変速同期点に到達した場合、変速機制御ユニット２５０は第２摩擦要素の油圧を完全に解放させ（Ｓ３５０）、第４摩擦要素の結合を開始させる（Ｓ３６０）。即ち、第２摩擦要素の油圧を“０”まで急速に下げる。
【００２４】
その後、変速機制御ユニット２５０は第２変速同期点に到達したかどうかを判断する（Ｓ３７０）。図５に示すように、第２変速同期点は現在のギヤ比が第２設定ギヤ比と同じになった時に到達し、第２設定ギヤ比はＮ−３変速段のギヤ比の３０％にすることができる。
Ｓ３７０段階で第２変速同期点に到達していない場合、変速機制御ユニット２５０は第４摩擦要素の結合を継続して行う。一方、Ｓ３７０段階で第２変速同期点に到達した場合、変速機制御ユニット２５０は第３摩擦要素の結合を完了させる（Ｓ３８０）。即ち、第３摩擦要素の油圧を結合圧力まで増加させる。
【００２５】
その後、変速機制御ユニット２５０は第３変速同期点に到達したかどうかを判断する（Ｓ３９０）。図５に示すように、第３変速同期点は現在のギヤ比が第３設定ギヤ比と同じになった時に到達し、第３設定ギヤ比はＮ−３変速段のギヤ比にすることができる。
Ｓ３９０段階で第３変速同期点に到達していない場合、変速機制御ユニット２５０は第３摩擦要素の油圧を結合圧力まで継続して増加させる。一方、Ｓ３９０段階で第３変速同期点に到達した場合、変速機制御ユニット２５０は第１摩擦要素の解放を完了し（Ｓ４００）、第４摩擦要素の結合を完了させる（Ｓ４１０）。即ち、第１摩擦要素に供給される油圧を“０”に下げ、第４摩擦要素に供給される油圧を結合圧力まで増加させる。
【００２６】
次に、図５を参照して、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法をさらに詳しく説明する。
図５は本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法による制御油圧信号、そして出力回転数、入力回転数を示すグラフである。
ここでは説明の便宜のために６→３変速を例として説明したが、本発明の思想はこれに限定されず、５→２変速などのようにＮ変速段からＮ−３変速段への変速には全て適用できる。
【００２７】
本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法で第１、２、３、４摩擦要素の一例は［表１］の通りである。
［表１］
0005364920.tif 000002
図５に示すように、Ｎ変速段を維持している状態で変速機制御ユニット２５０はＮ→Ｎ−３変速信号の入力を受けて第１摩擦要素の解放を開始し、第３摩擦要素の結合を開始する。即ち、第１摩擦要素の油圧を減少させて第３摩擦要素の油圧をプレチャージ圧まで急激に増加させた後、待機圧に維持する。第１摩擦要素の油圧は一定の傾斜で減少または増加し、このようにしてタービン回転数の傾斜を急速に変化させない。即ち、第１摩擦要素の油圧を制御することによってタービン回転数の傾斜を調節する。
また、第１摩擦要素の解放はＮ→Ｎ−３変速が完了するまで継続して制御されるが、このようにしてＮ変速段とＮ−３変速段の間の中間変速段（Ｎ−１変速段）が実現されない。
【００２８】
中間変速段（Ｎ−１変速段）が実現される場合には、運転者がＮ変速段から中間変速段（Ｎ−１変速段）への変速と中間変速段からＮ−３変速段への変速の２種類の変速感を感じるので、中間変速段のタービン回転数は経由するものの、中間変速段が形成されないように制御する。
その後、変速機制御ユニット２５０は第１変速同期点に到達したかどうかを判断する。第１変速同期点は現在ギヤ比が第１設定ギヤ比と同じになった時に到達し、第１設定ギヤ比は中間変速段（Ｎ−１変速段）のギヤ比と同じにすることができる。
また、中間変速段（Ｎ−１変速段）は変速によるトルクの伝達が最少になる変速段である。６→３変速に適用する場合に、中間変速段は５段となる。
【００２９】
第１変速同期点に到達したと判断されると、変速機制御ユニット２５０は第２摩擦要素の油圧を完全に解放し、第４摩擦要素の結合を開始する。第２摩擦要素の油圧を急速に“０”まで減少させて油圧制御を容易にし、中間変速段の形成を遮断する。また、第４摩擦要素の油圧をプレチャージ圧まで急激に増加させた後、待機圧に維持する。
その後、変速機制御ユニット２５０は第２変速同期点に到達したかどうかを判断する。第２変速同期点は現在ギヤ比が第２設定ギヤ比と同じになった時に到達し、第２設定ギヤ比はＮ−３変速段のギヤ比の３０％にすることができる。一方、第２変速同期点に到達したと判断されると、変速機制御ユニット２５０は第３摩擦要素の結合を完了する。即ち、第３摩擦要素の油圧を結合油圧まで一定の傾斜で増加させる。
【００３０】
その後、変速機制御ユニット２５０は第３変速同期点に到達したかどうかを判断する。第３変速同期点は現在ギヤ比が第３設定ギヤ比と同じになった時に到達し、第３設定ギヤ比はＮ−３変速段のギヤ比にすることができる。
第３変速同期点に到達したら、変速機制御ユニット２５０は第１摩擦要素の解放を完了し、第４摩擦要素の結合を完了する。即ち、第１摩擦要素の油圧を“０”まで一定の傾斜で減少させ、第４摩擦要素の油圧を結合油圧まで一定の傾斜で増加させる。
図７に示すように、本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法によると、タービン回転数が緩やかに上昇し、タービン回転数が中間変速段を経由する場合にも出力トルクに変化が少ない。したがって、変速感が向上する。
【００３１】
以上、本発明に関する好ましい実施例を説明したが、本発明は前記実施例に限定されず、本発明の属する技術範囲を逸脱しない範囲での全ての変更が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレイン構造を示す構成図である。
【図２】本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法が適用される自動変速機のパワートレインを作動させるための作動表である。
【図３】本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を行うシステムのブロック図である。
【図４】本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法を示す流れ図である。
【図５】本発明の実施例による自動変速機の変速制御方法による制御油圧信号、そして出力回転数、入力回転数を示すグラフである。
【図６】従来の変速制御方法によって変速を行った場合のタービン回転数と出力トルクのグラフである。
【図７】本発明の実施例による変速制御方法によって変速を行った場合のタービン回転数と出力トルクのグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１００    入力軸
１１０    出力ギヤ
１２０    変速機ケース
２００    スロットル開度検出器
２１０    車速検出器
２２０    タービン回転数検出器
２３０    変速機制御ユニット
２４０    油圧検出器
２５０    変速機制御ユニット
２６０    マップテーブル
２７０    油圧制御ユニット
Ｂ１    第１ブレーキ
Ｂ２    第２ブレーキ
Ｂ３    第３ブレーキ
Ｃ１    第１クラッチ
Ｃ２    第２クラッチ
Ｃ３    第３クラッチ
Ｄ１    前進１速
Ｄ２    前進２速
Ｄ３    前進３速
Ｄ４    前進４速
Ｄ５    前進５速
Ｄ６    前進６速
Ｆ１    ワンウェイクラッチ
Ｐ１    第１ピニオンギヤ
Ｐ２    第２ピニオンギヤ
Ｐ３    第３ピニオンギヤ
ＰＣ１    第１遊星キャリア
ＰＣ２    第２遊星キャリア
ＰＣ３    第３遊星キャリア
ＰＧ１    第１遊星ギヤセット
ＰＧ２    第２遊星ギヤセット
ＰＧ３    第３遊星ギヤセット
Ｒ    後進
Ｒ１    第１リングギヤ
Ｒ２    第２リングギヤ
Ｒ３    第３リングギヤ
Ｓ１    第１サンギヤ
Ｓ２    第２サンギヤ
Ｓ３    第３サンギヤ
【図１】
0005364920.tif 000003
【図２】
0005364920.tif 000004
【図３】
0005364920.tif 000005
【図４】
0005364920.tif 000006
【図５】
0005364920.tif 000007
【図６】
0005364920.tif 000008
【図７】
0005364920.tif 000009