(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
セレクトレバーの位置を検出するセレクト位置検出手段を備えて、セレクトレバーが走行レンジに位置しているとき第１速を含む複数の変速段を切り替える自動変速機において、
前記セレクト位置検出手段により前記セレクトレバーがパーキングあるいは中立レンジから走行レンジへ操作されたことが検知されたとき、第１速の変速段で締結される締結装置への油圧供給を開始するとともに、一旦第１速より高速側の変速段で締結される締結装置を締結させる制御手段と、
エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
前記締結装置の油温を検出する油温検出手段と、
エンジンのスロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開度検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記高速側の変速段で締結される締結装置を作動させる油圧指令値を、プリチャージ後の開始点油圧値から一定の勾配で上昇させるとともに、
エンジン回転数と油温の組み合わせで前記開始点油圧値を定めて、エンジン回転数が所定回転数より低いときは、エンジン回転数が低くなるほど前記開始点油圧値を低下させ、前記油温が高いほど前記開始点油圧値を低下させ、前記スロットルバルブ開度が所定値以上であるときは、前記高速側の変速段で締結される締結装置を締結させる制御を中断するものであることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記高速側の変速段で締結される締結装置が一旦締結されると直ちに前記油圧指令値を降下させることを特徴とする請求項１記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記自動変速機はトルクコンバータに接続されて、該トルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段を有し、
前記制御手段は、前記タービン回転数が所定値以下になったとき前記高速側の変速段で締結される締結装置が締結されたものと判断することを特徴とする請求項２記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項４】
前記高速側の変速段が最高変速段であることを特徴とする請求項１、２または３記載の自動変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用の自動変速機における変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両用の自動変速機は、遊星歯車機構と油圧で作動するクラッチやブレーキなど複数の締結装置を組み合わせ、締結装置の締結・解放の組み合わせによりそれぞれ所定の変速比を与える複数の変速段を実現する。各変速段間の変速に際しては、締結装置の締結時の変速ショックを抑えるように、締結装置への作動油圧は制御されて供給される。なお、変速比は自動変速機の入力回転数と出力回転数の比で表わされる。
【０００３】
また、運転者による自動変速機の操作用として、Ｐ（パーキング）レンジおよびＮ（中立）レンジに加えて、走行レンジとして第１速の変速段から最高変速段まで運転状態に応じて順次変速するＤレンジのほか、変速段を第１速あるいは第２速までに制限する１レンジあるいは２レンジなどが設定され、走行環境に合わせてセレクトレバーで選択可能となっている。
停車状態においてこれから発進のために、セレクトレバーをＰレンジあるいはＮレンジからＤレンジへシフトすると、このセレクト操作に対応して自動変速機は第１速の変速段を実現するように所定の締結装置の締結・解放を行うこととなる。
【０００４】
ここで、第１速における変速比は高速側の変速段と比較して大きく、締結される締結装置は大きなトルクを受け持つので、当該締結装置を作動させるために供給される作動油圧も比較的高圧に設定される。
このため、Ｎ（中立）レンジからＤレンジへシフトしたときに自動的に決定される第１速への変速時には、作動油圧が制御されながら供給されるにもかかわらず、締結装置の締結時に大きな変速ショックが生じる可能性がある。
【０００５】
そこで、例えば特開平９−１５２０２４号公報に記載された自動変速機では、ＰレンジあるいはＮレンジからＤレンジへシフトする際に生じる変速ショックを低減するために、第１速への変速準備を始めながら一旦最高変速段の第３速を設定するようになっている。
これは、受け持つトルクが低い第３速用の締結装置を締結させることにより、それによる変速ショックの心配を不要としながら、第１速で締結される締結装置が受け持つトルクとのトルク変化を小さくして、第１速変速時の変速ショックを緩和させようとするものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、締結装置は駆動側および被駆動側の摩擦要素を備えて油圧によりこれらを互いに締結あるいは解放させるが、変速指令を受けて締結装置への油圧供給が開始されても、摩擦要素はすぐには締結開始されず、締結装置の油圧室に作動オイルが充填されてはじめて摩擦要素が実際に締結を開始するので、ギヤ比が変化を開始するまでにスタンバイフェーズを通過しなければならない。
【０００７】
このスタンバイフェーズにおいては、一般に図８の（ａ）に示すように、変速指令を受けて時刻ｔ０で油圧指令値を一旦高レベルに上昇させた後、時刻ｔ１で低レベルの所定値に落し、そこからギヤ比が変化しはじめる時刻ｔ３まで上昇させていく。
一方、この間の油圧の破線で示す実際値は油圧指令値より低く推移し、油圧室への作動オイル充填完了時（時刻ｔ２）に油圧指令値近くまでのサージＳが発生する。油圧室への作動オイル充填が油圧指令値の比較的低い間に完了する場合には、このサージによるショックはあまり影響を及ぼさない。
【０００８】
しかし、ＰレンジあるいはＮレンジからＤレンジへシフトした際に一旦高速段である第３速を設定すると、本来の第１速で締結する締結装置とは別に第３速で締結すべき締結装置へも油圧を供給しなければならないこととなるので、十分なオイル量供給が困難となって、高速段の締結装置自体がその締結に時間が掛かってしまう場合がある。
こうして、図８の（ｂ）に示すように、油圧室への作動オイル充填が時刻ｔ４まで遅れると、油圧指令値はその間上昇していくので、作動オイルの充填が完了した時点で発生するサージＳが大きくなってショックとなる。
【０００９】
このような傾向は、エンジンが低回転中でオイルポンプ出力が低いときや、オイル温度が高くて油圧供給経路からの漏れが多いときにとくに顕著に現れ、変速ショックを緩和するために行う高速段用の締結装置の締結において大きなショックを受けることとなって、本来の目的が達せられない事態となる。
【００１０】
この対策として、例えば図８の（ｃ）に仮想線で示すように、オイル温度によって油圧指令値を上昇させる傾斜を変化させることが考えられるが、傾斜を変化させることは、作動オイルの充填完了時がいつか（例えば時刻ｔ５、ｔ６）によって油圧指令値と実際値とのずれの変化度合いが大きくなるので、激しいショックを生じる可能性がある。
一方、作動オイルの充填完了がいつになっても油圧指令値と実際値とのずれが小さいように油圧指令値を常に低くすることは、変速時間の長大化を招き、第１速変速の前に高速段用締結装置の締結が間に合わなくなるという問題がある。
【００１１】
したがって本発明は、上記の問題点に鑑み、ＰレンジあるいはＮレンジから走行レンジへシフトした際に一旦高速段用の締結装置を締結させるようにした自動変速機において、ショックの発生を確実に防止可能とした変速制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１の発明は、セレクトレバーの位置を検出するセレクト位置検出手段を備えて、セレクトレバーが走行レンジに位置しているとき第１速を含む複数の変速段を切り替える自動変速機において、セレクト位置検出手段によりセレクトレバーがパーキングあるいは中立レンジから走行レンジへ操作されたことが検知されたとき、第１速の変速段で締結される締結装置への油圧供給を開始するとともに、一旦第１速より高速側の変速段で締結される締結装置を締結させる制御手段と、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、締結装置の油温を検出する油温検出手段を有し、制御手段は、上記高速側の変速段で締結される締結装置を作動させる油圧指令値を、プリチャージ後の開始点油圧値から一定の勾配で上昇させるとともに、エンジン回転数と油温の組み合わせで上記開始点油圧値を定めて、エンジン回転数が所定回転数より低いときは、エンジン回転数が低くなるほど上記開始点油圧値を低下させ、油温が高いほど開始点油圧値を低下させる。
【００１３】
そしてさらに、エンジンのスロットルバルブの開度を検出するスロットルバルブ開度検出手段を有して、制御手段は、スロットルバルブ開度が所定値以上であるときは、高速側の変速段で締結される締結装置を一旦締結させる制御を中断するものとした。
【００１４】
請求項２の発明は、制御手段が、高速側の変速段で締結される締結装置が一旦締結されると直ちに油圧指令値を降下させるものとした。
【００１５】
請求項３の発明は、自動変速機がトルクコンバータに接続されて、該トルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数検出手段を有し、制御手段は、タービン回転数が所定値以下になったとき上記の高速側の変速段で締結される締結装置が締結されたものと判断するようにしている。
【００１６】
請求項４の発明は、高速側の変速段が最高変速段であるものとした。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、実施の形態にかかる自動変速機の変速機構を示し、図２はその変速機構における締結装置の締結・解放の組合せを示す。
この変速機構においては、入力軸１と出力軸３の間に設けられた３組の遊星歯車機構５、７および９に対して、締結装置としてインプットクラッチＩ／Ｃ、ハイ・ローリバースクラッチＨ＆ＬＲ／Ｃ、ダイレクトクラッチＤ／Ｃ、フォワードワンウエイクラッチＦ／ＯＷＣ、ファーストワンウエイクラッチ１ｓｔ／ＯＷＣ、サードワンウエイクラッチ３ｒｄ／ＯＷＣ、フロントブレーキＦｒ／Ｂ、フォワードブレーキＦｗｄ／Ｂ、リバースブレーキＲ／ＢおよびローコーストブレーキＬＣ／Ｂが設けられている。
入力軸１は図示省略のトルクコンバータのタービンに連結されている。
この変速機構は、例えば特開２０００−８８０８９号公報に開示されたものと同じである。
【００１８】
この変速機構では、図２に示す締結・解放の組み合わせにより、走行レンジであるＤレンジにおいて第１速から第５速の前進５段の変速段を得られる。なお、１レンジや２レンジについては省略している。図において丸印が締結を示す。
図２に示すように、第１速では少なくもフォワードブレーキＦｗｄ／Ｂが締結され、インプットクラッチＩ／Ｃは解放される。これに対して、高速段の第５速ではインプットクラッチＩ／Ｃが締結される。
そして、本実施の形態では、ＰレンジあるいはＮレンジからＤレンジへシフトした際の当初に一旦第５速と同じインプットクラッチＩ／Ｃを締結する。図２の第１速における＊印はこの締結を示す。
【００１９】
自動変速機はともに図示省略のトルクコンバータを介してエンジンに連結され、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０にエンジン回転数センサ１２、エンジンのスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサ１３、トルクコンバータのタービン回転数を検出するタービン回転数センサ１４、車速センサ１５、作動オイルの温度（以下、油温と呼ぶ）を検出する温度センサ１６およびセレクトレバーに付設されたインヒビタスイッチ１７からの信号が入力されるようになっている。車速センサ１５は自動変速機の出力軸の回転数を検出し、これに所定の係数を乗ずることにより車速を得ることができる。車速とタービン回転数の比は自動変速機の変速比となる。
電子制御ユニット１は、常時各センサからの信号を入力して、時々刻々のエンジン回転数、スロットルバルブ開度、タービン回転数、出力軸回転数、油温等を把握し、後述するインプットクラッチＩ／Ｃの制御に供するようになっている。
【００２０】
図３に、Ｄレンジへシフトした際にかかわるフォワードブレーキＦｗｄ／ＢならびにインプットクラッチＩ／Ｃの油圧回路と、制御信号系統を示す。
フォワードブレーキＦｗｄ／Ｂには、オイルポンプ（Ｏ／Ｐ）２０からの出力をプレッシャレギュレータ弁２１で調圧した油圧がマニュアル弁２２を介して供給される。さらにマニュアル弁２２とフォワードブレーキＦｗｄ／Ｂの間にアキュムレータ２３が設けられて、フォワードブレーキＦｗｄ／Ｂへの油圧供給状態を制御するようになっている。
マニュアル弁２２にはさらにＩＣコントロール弁２４を介してインプットクラッチＩ／Ｃが接続され、プレッシャレギュレータ弁２１からの油圧が供給されるようになっている。ＩＣコントロール弁２４はプレッシャレギュレータ弁２１からパイロット弁２５を介してソレノイド弁２６で制御された油圧で駆動される。
【００２１】
以下、電子制御ユニット１０による第５速用のインプットクラッチＩ／Ｃにかかわる油圧指令値の制御について説明する。
電子制御ユニット１０はその内部で油圧指令値を生成し、油圧指令値に対応する電流を制御信号としてソレノイド弁２６へ出力する。
図４、図５は、エンジンが回転している状態で、ＮレンジからＤレンジへセレクトレバーが操作されたときの電子制御ユニット１０における油圧指令値制御の流れを示すフローチャートである。また、図６は油圧指令値の変化を示す図である。
まずステップ１０１において、インヒビタスイッチ１７からの信号により、ＮレンジからＤレンジへ操作されたかどうかをチェックする。
【００２２】
Ｄレンジへのセレクト操作が検出されると、ステップ１０２ではスロットルバルブの開度を読み込み、ステップ１０３でスロットルバルブの開度が所定値ＴＨＯより大きいかどうかをチェックする。
ここで、スロットルバルブが所定値以上開いているときは、アクセルペダルが踏込まれたものとして、本制御を中止する。これにより、加速しようとする意図がある場合は、ただちに第１速への変速が完了して急加速が可能な状態となる。この場合にもアキュムレータ２３による油圧変動吸収により、急加速を行おうとする状態下で変速ショックは違和感のないレベルに抑えられる。
【００２３】
スロットルバルブの開度が所定値以下のときはステップ１０４へ進む。
ステップ１０４では、エンジン回転数を読み込むとともに、ステップ１０５で油温を読み込んで、ステップ１０６において、エンジン回転数と油温とに基づいて、あらかじめ設定されたマップから、開始点油圧値Ａを定める。
【００２４】
図７は開始点油圧値Ａを定めるマップを示す。
開始点油圧値Ａは所定のエンジン回転数以上では一定であるが、所定回転数より低い場合は、エンジン回転数が低くなるほど開始点油圧値Ａは小さくなる一方、所定回転数以上では一定となる。
また、油温が高くなるほど開始点油圧値Ａは小さくなっている。これは、前述のように油温が高いほどオイルポンプ２０からインプットクラッチＩ／Ｃまでの油圧供給経路における漏れが多いので、作動オイルの充填完了が遅れても油圧指令値と実際値との差を大きくしないようにするためである。
【００２５】
そして、ステップ１０７において、所定時間だけあらかじめ設定されているプリチャージ圧ＰをインプットクラッチＩ／Ｃの油圧指令値とする。
上記所定時間が経過した後、ステップ１０８では、油圧指令値を先のステップ１０６で定めた開始点油圧値Ａとする。
これにより、図６において時刻ｔ１でプリチャージ圧Ｐとされた油圧指令値は、時刻ｔ２で開始点油圧値Ａに落される。
ステップ１０９では、開始点油圧値ＡからインプットクラッチＩ／Ｃの油圧指令値を所定の一定勾配で上昇させていく。
【００２６】
ステップ１１０では、タービン回転数を読み込んで、ステップ１１１でタービン回転数が所定値Ｔｂｎ以下になったかどうかをチェックする。
タービン回転数が所定値Ｔｂｎ以下になるまでステップ１１０、１１１を繰り返す。
図６における時刻ｔ４でタービン回転数が所定値Ｔｂｎ以下になると、インプットクラッチＩ／Ｃの締結が完了したものとして、つぎにはステップ１１２において、油圧指令値を所定の一定勾配で下降させていく。
そして、ステップ１１３において時刻ｔ４からの経過時間が所定のしきい値Ｔｅに達したかどうかをチェックし、当該しきい値Ｔｅに達すると、時刻ｔ５でインプットクラッチＩ／Ｃの制御を終了する。
【００２７】
この間、インプットクラッチＩ／Ｃにおける油圧の実際値は図６に破線で示すように推移する。
一方、第１速用の締結装置であるフォワードブレーキＦｗｄ／Ｂへの油圧について説明すると、ＮレンジからＤレンジへセレクトレバーが操作されると、まずマニュアル弁２２のフォワードブレーキ回路が開くので、フォワードブレーキＦｗｄ／Ｂの油圧室に作動オイルが充填される。充填の間は油圧は低く推移するが、時刻ｔ６で充填が完了するとその後、アキュムレータ２３が作動する間時刻ｔ７から所定の棚圧となる。この間にフォワードブレーキＦｗｄ／Ｂが締結され、アキュムレータ２３の作動が終わると油圧指令値に基づく最大圧となる。
【００２８】
こうして、フォワードブレーキＦｗｄ／Ｂへの油圧が徐々に上昇する間に、まず高速段であるインプットクラッチＩ／Ｃを締結させ、その後第１速用のフォワードブレーキＦｗｄ／Ｂが締結状態に移る間にインプットクラッチＩ／Ｃの油圧を下げてこれを解放させる。フォワードブレーキＦｗｄ／Ｂの締結が完了したときにはインプットクラッチＩ／Ｃは開放されており、完全な第１速の変速段となっている。
【００２９】
本実施の形態では、上記のステップ１０１が発明のセレクト位置検出手段を構成し、ステップ１０２がスロットルバルブ開度検出手段を、ステップ１０４がエンジン回転数検出手段を、ステップ１０５が油温検出手段を、ステップ１１０がタービン回転数検出手段を、そして、ステップ１０３、１０６から１０９、１１１から１１３が制御手段を構成している。
【００３０】
本実施の形態は以上のように、ＮレンジからＤレンジへシフトしたときに第１速用のフォワードブレーキＦｗｄ／Ｂが締結される前に一旦第５速用のインプットクラッチＩ／Ｃを締結するようにし、その際、インプットクラッチＩ／Ｃの油圧指令値におけるプリチャージ圧後の開始点油圧値Ａを、エンジン回転数が低いほど小さく、油温が高いほど小さく設定し、この開始点油圧値Ａから一定の勾配で油圧指令値を上昇させていくものとしたので、Ｄレンジセレクト時の環境によってインプットクラッチＩ／Ｃへの作動オイルの充填完了のタイミングが変動しても油圧の実際値と油圧指令値の差が小さく抑えられ、作動オイルの充填完了時のサージによるショックの発生が防止される。
さらに、油圧指令値を上昇させるときの勾配が一定であるので、これによっても油圧の実際値と油圧指令値の差の拡大が阻止される。
【００３１】
また、エンジン回転数が所定回転数以上では作動オイルがオイルポンプ２０から充分に供給され、インプットクラッチＩ／Ｃへの作動オイルの充填完了が遅れるような問題は生じないので、開始点油圧値Ａを低下させる制御を行わなず、したがって不要にセレクトラグ感を増大させ応答性のフィーリングを悪化させるようなことはない。
さらには、インプットクラッチＩ／Ｃが締結されてタービン回転数が所定値まで下がると直ちに油圧指令値の降下を開始させるので、この点でも第１速の実現を遅らせるということはない。
【００３２】
なお、本実施の形態では、フローチャートのステップ１１３においてタービン回転数が所定値以下になってからの経過時間をチェックするものとしたが、代わりに、インプットクラッチＩ／Ｃの油圧指令値が０（ゼロ）になったかどうかを確認するようにしてもよい。
【００３３】
また、本実施の形態では、Ｄレンジへシフトしたときに、第１速用のフォワードブレーキＦｗｄ／Ｂの締結とは別に一旦最高変速段である第５速用のインプットクラッチＩ／Ｃを締結するようにしたが、一旦締結する締結装置はこれに限定されず、第１速より高速側の変速段用の締結装置であって第１速で締結されるフォワードブレーキＦｗｄ／Ｂと異なるものであれば、任意に設定することができる。
さらにまた、実施の形態では、インプットクラッチＩ／Ｃの油圧指令値を開始点油圧値Ａから直ちに一定の勾配で上昇させているが、所定時間当該開始点油圧値Ａを保持してから上昇を始めるようにしてもよい。
【００３４】
なおまた、本実施の形態は前進５速の変速段を実現する自動変速機について説明したが、変速段の数は限定されず、各締結装置の個別名称も実施の形態のものに限定されない。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明は、セレクトレバーがパーキングあるいは中立レンジから走行レンジへ操作されたとき、一旦第１速より高速側の変速段で締結される締結装置を締結させるものとし、その締結装置を作動させる油圧指令値をプリチャージ後の開始点油圧値から一定の勾配で上昇させるとともに、エンジン回転数と油温の組み合わせで上記開始点油圧値を定めて、エンジン回転数が所定回転数より低いときは、エンジン回転数が低くなるほど上記開始点油圧値を低下させ、油温が高いほど開始点油圧値を低下させるので、環境によって、あるいはオイルポンプの出力が弱かったり作動オイルの漏れに起因するなどにより、高速側の変速段で締結される締結装置への作動オイルの充填完了タイミングが変動しても油圧の実際値と油圧指令値の差が小さく抑えられ、充填完了時のサージによるショックの発生が防止される。そしてとくに油圧指令値を上昇させるときの勾配が一定であるので、これによっても油圧の実際値と油圧指令値の差の拡大が阻止される。
【００３６】
また、スロットルバルブ開度が所定値以上であるときは、高速側の変速段で締結される締結装置を一旦締結させる制御を中断するが、セレクト位置検出手段によりセレクトレバーがパーキングあるいは中立レンジから走行レンジへ操作されたことが検知されたときに、第１速の変速段で締結される締結装置への油圧供給も開始するので、高速側の変速段で締結される締結装置を締結させる制御が中断されたときに、第１速の変速段で締結される締結装置の締結過程の途中に移行することができる。
【００３７】
請求項２の発明は、高速側変速段用の締結装置が一旦締結されると直ちに油圧指令値を降下させるものとしたので、速やかに第１速変速状態を得ることができ、応答性が良い。
そして、上記高速側変速段用の締結装置の締結状態は、請求項３の発明のように、タービン回転数が所定値以下になったことを確認することで容易に判断できる。
【００３８】
請求項４の発明は、高速側の変速段を、締結装置の受け持つトルクがとくに低い最高変速段としたので、サージによるショックをとくに容易に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される自動変速機の変速機構を示す図である。
【図２】変速機構における締結装置の締結・解放の組合せを示す図である。
【図３】油圧回路と制御信号系統を示す図である。
【図４】油圧指令値制御の流れを示すフローチャートである。
【図５】油圧指令値制御の流れを示すフローチャートである。
【図６】油圧指令値の変化を示す図である。
【図７】開始点油圧値Ａを定めるマップを示す図である。
【図８】従来の問題点を示す説明図である。
【符号の説明】
１０      電子制御ユニット
１２      エンジン回転数センサ
１３      スロットルセンサ
１４      タービン回転数センサ
１５      車速センサ
１６      温度センサ
１７      インヒビタスイッチ
２０      オイルポンプ
２１      プレッシャレギュレータ弁
２２      マニュアル弁
２３      アキュムレータ
２４      ＩＣコントロール弁
２５      パイロット弁
２６      ソレノイド弁
Ａ        開始点油圧値
Ｐ        プリチャージ圧
Ｉ／Ｃ    インプットクラッチ
Ｆｗｄ／Ｂ    フォワードブレーキ
【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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【図８】
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