JP2004196055A - 自動変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】自動変速装置における変速動作を確実に行い得るようにする。
【解決手段】自動変速装置は入力軸と出力軸との間に設けられた複数の変速歯車列を有し、複数の変速歯車列の中から動力伝達を行う変速歯車列がシンクロメッシュなどの切換機構により切換えられる。エンジンの回転は吸入空気量を調整する電子制御スロットルにより調整される。エンジンと入力軸との間にはエンジンの動力を入力軸に伝達する状態と遮断する状態とに切り換える入力クラッチが設けられ、入力軸と出力軸との間には入力軸から出力軸に伝達されるトルクを調整するバイパスクラッチが設けられている。切換機構による切換え操作が誤動作した場合には、入力クラッチを開放しかつ電子制御スロットルによりエンジンの動力を制御して再度変速歯車列の切換動作を行う。
【選択図】 図７

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の走行状態に応じて変速操作を自動的に行う自動変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速装置は複数の歯車比を形成する歯車列と、動力伝達を行う歯車列の切換を行う切換機構とを有している。自動変速装置には歯車列の形態によって、１軸上での変速が可能な遊星歯車式と、手動変速機と同様な平行軸式とがある。遊星歯車式の自動変速装置にあっては、入力軸と出力軸との間に設けられた遊星歯車列をクラッチやブレーキからなる摩擦係合要素を作動させることによって動力伝達を行う歯車列の切換が行われる。
【０００３】
一方、平行軸式の自動変速装置にあっては、たとえば、特開2000-65199号公報に開示されるように、相互に平行となって配置された入力軸と出力軸の間に設けられた複数の常時噛み合い式の変速歯車列の中から動力伝達を行う変速歯車列をシンクロメッシュつまり同期噛合機構によって切換動作している。この自動変速装置にあっては、入力軸と出力軸との間に、切換操作を行わせるときに入力軸から出力軸にトルクを伝達する油圧式多板クラッチからなるバイパスクラッチを設け、切換操作が行われる際には、スロットルによってエンジンの回転数を調整するとともに、バイパスクラッチを介して出力軸にトルクを伝達している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の自動変速装置にあっては、回転同期がとれた状態で変速歯車列の切換操作を行うようにしているが、バイパスクラッチの油圧制御およびエンジンのスロットル制御にはそれぞれ誤差、バラツキや応答不良があるために、変速動作時にバイパスクラッチを介して全てのエンジントルクが出力軸に伝達されなくなる可能性がある。その場合には、切換動作がなされても、シンクロメッシュに余分なトルクがかかってしまい、円滑な切換動作が行われなくなるという問題が発生する。円滑な切換動作が行われないと、シンクロメッシュの摩擦面が摩耗することになる。また、変速時にバイパスクラッチを作動させる場合に、変速動作に時間がかかるとバイパスクラッチが発熱することになる。
【０００５】
本発明の目的は、自動変速装置における変速動作を確実に行い得るようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の自動変速装置は、エンジン動力が伝達される入力軸と、前記入力軸に複数の変速歯車列を介して連結され、駆動輪に動力を伝達する出力軸とを有する自動変速装置であって、前記エンジンの吸入空気量を調整する電子制御スロットルと、複数の前記変速歯車列の中から動力の伝達を行う歯車列を切換え操作する切換機構と、前記切換機構により前記変速歯車列を切り換える際に切換ミスを検出するミスシフト検出手段と、切換ミスが発生したときに前記電子制御スロットルにより前記エンジンの動力を低下させると共に、前記切換機構により一旦ニュートラル状態として再度同じ変速歯車列の切換え操作を繰り返す制御手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の自動変速装置は、エンジン動力が伝達される入力軸と、前記入力軸に複数の変速歯車列を介して連結されるとともに前記入力軸に平行に配置され、駆動輪に動力を伝達する出力軸とを有する自動変速装置であって、前記エンジンの吸入空気量を調整する電子制御スロットルと、前記エンジンと前記入力軸との間に設けられ、前記エンジンの動力を前記入力軸に伝達する状態と遮断する状態とに切り換える入力クラッチと、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸から前記出力軸に伝達されるエンジントルクを調整するバイパスクラッチと、複数の前記変速歯車列の中から動力の伝達を行う歯車列を切換え操作する切換機構と、前記切換機構により前記変速歯車列を切り換える際の切換ミスを検出するミスシフト検出手段と、切換ミスが発生したときに前記入力クラッチを開放しかつ前記電子制御スロットルにより前記エンジンの動力を制御して前記切換機構により再度同じ変速歯車列の切換え操作を繰り返す制御手段とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明の自動変速装置にあっては、動力伝達を行う変速歯車列の切換動作に誤動作が発生した場合には、エンジン動力を低下させると共に、一旦ニュートラル状態として再度切換動作を行うようにしたので、確実に変速動作を行うことができる。
【０００９】
本発明の自動変速装置にあっては、変速歯車列の切換動作に誤動作が発生した場合には、入力クラッチにより動力の伝達を遮断した状態で再度切換動作を行うようにしたので、確実に変速動作を行うことができる。また、切換機構としてのシンクロメッシュにおける摩擦面を押し付ける時間を短くすることができるので、シンクロメッシュの摩耗を防止できる。
【００１０】
切換動作の誤動作は、切換操作を開始してから所定時間経過しても切換が完了しないときに切換ミスと判断しても良く、あるいは切換操作を開始してから、前記入力軸と前記出力軸の回転数に基づく算出値と所定値とを比較して所定値以上の状態が所定時間経過したときに切換ミスと判断しても良い。
【００１１】
さらに、本発明の自動変速装置にあっては、切換ミスを判定したときにはバイパスクラッチを開放してから再度切換操作を行うようにし、バイパスクラッチにおける発熱や劣化を防止することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態である自動変速装置を示すスケルトン図であり、エンジン１には、エンジントルクやエンジン回転数を調整する電子制御スロットル２が設けられており、通常は図示しないアクセルペダルの踏込み量に応じた電子制御装置からの出力信号により電子制御スロットル２を開閉してエンジン制御を行う。また、電子制御スロットル２は、必要に応じてアクセルペダルの踏込み量に関係なく、検出された運転状態により予め設定されたマップなどに基づき開閉してエンジン制御を行うことが可能である。
【００１３】
そして、エンジン１により発生した動力を駆動輪に伝達する自動変速装置は、エンジン１に連結される入力軸３と、これに平行となって駆動輪に連結される出力軸４とを有し、これらは車両の進行方向を向いてトランスミッションケース５内に組み込まれている。入力軸３はトルクコンバータ６を介してエンジン１のクランク軸７に連結されている。
【００１４】
入力軸３には、第１速と第２速の駆動歯車１１，１２が一体に設けられ、第３速から第５速までの駆動歯車１３〜１５が回転自在に設けられている。出力軸４には、第１速と第２速の被駆動歯車２１，２２が回転自在に取り付けられ、第３速から第５速までの被駆動歯車２３〜２５が一体に設けられている。それぞれの駆動歯車１１〜１５は対応する被駆動歯車２１〜２５に常時噛み合って変速歯車列となっており、複数の変速歯車列の中から動力を伝達することになる変速歯車列を切り換えることによって変速動作が行われる。入力軸３にはさらに後退用の駆動歯車１６が一体に設けられている。
【００１５】
出力軸４には、第１速の被駆動歯車２１と第２速の被駆動歯車２２との間に第１の切換機構３１が設けられている。入力軸３には第３速の駆動歯車１３と第４速の駆動歯車１４との間に第２の切換機構３２が設けられ、第５速の駆動歯車１５に隣接させて第３の切換機構３３が設けられている。これらの切換機構はそれぞれ同期噛合機構つまりシンクロメッシュにより構成されている。ただし、第１の切換機構３１を入力軸３に設け、第２および第３の切換機構を出力軸４に設けるようにしても良い。
【００１６】
切換機構３１は出力軸４に固定されたシンクロハブつまり切換ハブ３１ａと、これに常時噛み合うシンクロスリーブつまり切換スリーブ３１ｂとを有し、この切換スリーブ３１ｂを第１速の被駆動歯車２１に設けられた外歯２１ａに噛み合わせると変速比は第１速に設定され、逆に第２速の被駆動歯車２２に設けられた外歯２２ａに噛み合わせると第２速に設定される。それぞれの外歯２１ａ，２２ａは、歯車２１，２２に形成されたスプライン歯部と、シンクロナイザリングに形成された歯部とにより形成される。
【００１７】
他の噛合機構３２，３３も同様の構造であり、入力軸３に固定された切換ハブ３２ａ，３３ａと、それらにそれぞれ常時噛み合う切換スリーブ３２ｂ，３３ｂとを有し、それぞれ対応する外歯１３ａ，１４ａ，１５ａのいずれかに噛み合わせることにより、変速比は第３速から第５速のいずれかに設定される。それぞれの切換スリーブ３１ｂ，３２ｂおよび３３ｂの軸方向の噛合移動は、図示しない油圧アクチュエータによって行われる。
【００１８】
第１の切換機構３１の切換スリーブ３１ｂには後退用の被駆動歯車２６が取り付けられ、入力軸３と出力軸４とに平行となったアイドラ軸（図示省略）には、後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６とに噛み合う位置と、噛み合いを離脱する位置とに移動自在にアイドラ歯車（図示省略）が軸方向に摺動自在に装着されている。したがって、切換スリーブ３１ｂが中立位置のもとで、アイドラ歯車を摺動させると、アイドラ歯車は後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６とに噛み合い、入力軸３の回転は出力軸４に逆方向となって伝達される。
【００１９】
出力軸４は中空軸となっており、内部には前輪出力軸３４が組み込まれ、出力軸４と前輪出力軸３４はセンタディファレンシャル装置３５により連結されている。前輪出力軸３４はフロントディファレンシャル装置３６を介して前輪用のドライブシャフト（図示省略）に連結され、このドライブシャフトにより前輪が駆動される。また、センタディファレンシャル装置３５は駆動歯車３７と被駆動歯車３８とを介して後輪出力軸３９に連結されており、後輪出力軸３９は図示しないリヤディファレンシャル装置を介して後輪用のドライブシャフト（図示省略）に連結され、このドライブシャフトにより後輪が駆動される。
【００２０】
入力軸３には駆動側のバイパス歯車１７が回転自在に取り付けられ、出力軸４には被駆動側のバイパス歯車２７が一体に取り付けられ、これらの歯車１７，２７は所定の歯車比で常時噛み合っている。図示する場合にはこれらの歯車比は第３速相当に設定されている。入力軸３には油圧式多板クラッチからなるバイパスクラッチ１８が設けられており、バイパスクラッチ１８は入力軸３に固定されたクラッチハブ２０と、バイパス歯車１７に固定されたクラッチドラム１９とを有している。クラッチドラム１９とクラッチハブ２０とにそれぞれ交互に複数の駆動側および従動側のクラッチプレートが配置されており、油圧によりクラッチプレートを押圧すると、入力軸３のトルクはバイパスクラッチ１８を介して出力軸４に伝達される。
【００２１】
トルクコンバータ６のタービン軸８と入力軸３との間には、発進クラッチつまり入力クラッチ４１が設けられており、この入力クラッチ４１はタービン軸８に固定されるクラッチドラム４２と、入力軸３に取り付けられるクラッチハブ４３とを有している。クラッチドラム４２とクラッチハブ４３との間に装着されるクラッチプレートを係合させることによりタービン軸８と入力軸３とが締結状態となって、エンジン動力が入力軸３に伝達される。一方、係合を離脱させると、タービン軸８と入力軸３は開放された状態となり、エンジン動力の入力軸３に対する動力伝達が遮断される。
【００２２】
トランスミッションケース５内にはオイルポンプ４４が装着され、オイルポンプ４４のロータはトルクコンバータ６のポンプ側アウターシェルに連結され、クランク軸７により回転駆動される。オイルポンプ４４から吐出する作動油は、トルクコンバータ６、バイパスクラッチ１８、入力クラッチ４１および前述した油圧アクチュエータなどの油圧作動機器に供給されるとともに各潤滑部に供給される。ただし、オイルポンプ４４をエンジンにより駆動することなく、電動モータにより駆動するようにしても良い。
【００２３】
この自動変速装置は、エンジン回転数、アクセル開度、車速、入力軸の回転数および変速段位置などの信号によって車両の走行状態を検出して予め設定されたマップに基づいて変速動作が自動的に行われる。
【００２４】
図２は図１に示した自動変速装置の作動を制御する制御回路を示すブロック図である。図２に示すように、この自動変速装置はバイパスクラッチ１８を作動するためのバイパスクラッチアクチュエータ５１と、入力クラッチ４１を作動するための入力クラッチアクチュエータ５２とを有している。さらに、自動変速装置は複数の変速歯車列の中から動力伝達を行う変速歯車列に切り換えるために、セレクトアクチュエータ５３とシフトアクチュエータ５４とを有している。これらの２つのアクチュエータ５３，５４の直線往復動を、図示しないセレクトレバーおよびシフトレバーを有する方向変更機構を介して前述したそれぞれの切換機構３１〜３３および後退用の切換機構の切換移動に変換することにより、第１速〜第５速の前進段と後退段の切換が自動的に行われる。
【００２５】
前述したそれぞれのアクチュエータは油圧アクチュエータであり、それぞれのアクチュエータにはオイルポンプ４４から吐出する作動油が供給される。バイパスクラッチアクチュエータ５１には電磁圧力制御弁VA1を介し、入力クラッチアクチュエータ５２には電磁圧力制御弁VA2を介してそれぞれ作動油が供給される。また、セレクトアクチュエータ５３には電磁切換弁VA3,VA4を介して作動油が供給され、シフトアクチュエータ５４には電磁圧力制御弁VA5,VA6を介して作動油が供給される。セレクトアクチュエータ５３は図２において矢印Ａで示す方向にセレクトレバーを駆動し、シフトアクチュエータ５４は図２において矢印Ｂで示す方向にセレクトレバーを駆動する。
【００２６】
シフトアクチュエータ５４を電磁圧力制御弁VA5,VA6により制御するのに対し、セレクトアクチュエータ５３が電磁切換弁VA3,VA4により制御可能なのは、Ａ方向の切換操作（セレクト操作）は、デッドストップに突き当てるまで大きな操作力で単純に押せば足りるからである。これに対して、Ｂ方向の３位置切換操作（シフト操作）は、シンクロによる同期が必要であり、過大な操作力はシンクロリングの摩耗を招来させるため操作力自体の制御が求められるため、シフトアクチュエータ５４を電磁圧力制御弁VA5,VA6により制御する。また、Ｂ方向のシフト操作はＡ方向のセレクト操作力に比して大きいため、デッドストップ当接時に大きな音が出易く操作音対策も必要となる。このため、シフト操作ではシフトアクチュエータ５４により操作期間を３段階に分け、迅速なシフト動作とシンクロリングの保護、そして操作音の低減という要求を満たしている。すなわち、初期は強く、シンクロ同期時は中程度、終期は弱く操作力を調整している。したがって、シフトアクチュエータ５４については、単に油圧のオンオフを行うのみの制御弁ではなく、供給油圧の調整が可能な電磁圧力制御弁を使用して作動させる。
【００２７】
それぞれの電磁弁VA1〜VA6は制御ユニットECU５５からの信号によって制御され、オイルポンプ４４からの吐出圧（ライン圧）は圧力センサ５６によりモニタされるようになっている。オイルポンプ４４から供給される作動油は、その一部がアキュムレータ５７に貯留される。アキュムレータ５７の密封容器内には窒素等の気体が充満されており、そこに作動油を押し込むことにより気体が圧縮され、作動油の圧力エネルギが気体の圧力エネルギに変換されて蓄えられる。つまり、アキュムレータ５７にはライン圧が蓄えられてライン圧の安定化が図られている。また、アキュムレータ５７に蓄えた圧力により、ポンプの故障やオイル漏れなどの油圧系に障害が生じた場合でも、変速段をたとえば第３速に強制的にシフトチェンジするなどの最低限の非常動作が確保できるようになっている。
【００２８】
制御ユニットECU５５には、入力軸３の回転数を検出する入力軸回転センサ６１、出力軸４の回転数を検出する出力軸回転センサ６２、セレクトレバーの位置を検出するセレクトセンサ６３、およびシフトレバーの位置を検出するシフトセンサ６４からの検出信号が入力される。この制御ユニットECU５５は電子制御スロットル２に対して制御信号を出力する。なお、図示する場合には、セレクトアクチュエータ５３とシフトアクチュエータ５４の２つの油圧アクチュエータによって前進５段と後退段の切換動作を行うようにしているが、それぞれの切換機構を別々の油圧アクチュエータによって切換動作させるようにしても良い。
【００２９】
図３は第１速から第２速へのアップシフト時におけるエンジン回転数Ｎeと出力軸４のトルクＴoの変化を示すタイムチャートである。図３において、シフト位置は切換スリーブ３１ｂの噛み合い位置を示す。切換スリーブ３１ｂは、第１速の被駆動歯車２１に設けられた外歯２１ａに噛み合う第１速の位置から、中立位置を経て第２速の被駆動歯車２２に設けられた外歯２２ａに噛み合う第２速の位置に移動する。
【００３０】
この変速動作が行われる際には、駆動歯車１１と被駆動歯車２１からなる第１速の変速歯車列を介して動力伝達が行われている状態から、第１速の変速歯車列とバイパス歯車１７，２７の歯車列との２系統を介して動力の伝達を行う１相の状態に変化する。ここで、第１速の被駆動歯車２１とバイパス歯車２７は同一出力軸に配置されているが、各々は相違した歯車比となっており、第１速の被駆動歯車２１の回転に対してバイパス歯車２７の回転は変速比の関係から駆動歯車１１よりも早く回転するので、バイパスクラッチ１８を係合すると係合状態に応じたトルクがバイパス歯車１７，２７により伝達される。
【００３１】
次いで、切換スリーブ３１ｂは切換ハブ３１ａのみに噛み合った中立位置つまり２相状態となり、この状態のもとではバイパス歯車１７，２７の歯車列を介して入力軸３から出力軸４に対して動力伝達されるとともに、電子制御スロットル２を閉動作するように制御してエンジン動力つまり入力軸３の回転数を低下させて同期させる。
【００３２】
エンジンの回転数が第２速相当の回転数にまで低下した時点で切換スリーブ３１ｂを、切換ハブ３１ａのみに噛み合った状態から切換ハブ３１ａと外歯２２ａとに噛み合う状態に移動させると、第２速の変速歯車列とバイパス歯車１７，２７の歯車列との２系統を介して動力の伝達が行われる３相状態となる。この３相状態のもとでバイパスクラッチ１８に供給される油圧をドレンしてバイパスクラッチ１８を開放すると、第２速へのアップシフトが完了する。これにより、入力軸３から出力軸４に対しては第２速の変速歯車列を介して動力伝達がなされることになる。
【００３３】
このように、アップシフト時にはバイパスクラッチ制御とエンジン制御とをともに行いエンジン回転数が第２速相当の回転数まで低下した時点で切換スリーブ３１ｂが外歯２２ａと噛み合うことになるので、ギヤ鳴きが発生することなく、円滑に変速操作が行われる。しかも、切換スリーブ３１ｂが中立位置になるときには、バイパスクラッチ１８を介して動力伝達を行うようにしたので、特に駆動力変化の大きな第１速から第２速、第２速から第３速などのアップシフト時に問題となる駆動力の落ち込みつまりトルク切れの発生を低減することができる。
【００３４】
図３は第１速から第２速へのアップシフト時のエンジン回転数とトルクの変化を示すが、第２速から第３速などの他の変速段へのアップシフト動作も同様に行うことができる。図示する場合には、バイパスクラッチ１８のバイパス歯車１７，２７の歯車比を第３速相当に設定されているが、第４速相当あるいはそれよりも高速段側に設定するようにしても良い。また、第４速から第５速へのアップシフトなどの高速段におけるアップシフト動作を行う際には、駆動力の落ち込みの影響が少ないので、バイパスクラッチ１８を開放した状態で変速動作を行うようにしても良い。
【００３５】
一方、ダウンシフト時には出力トルクの落ち込みは走行性能上あまり問題とならないので、入力クラッチ４１により入力軸３への動力伝達を遮断させるようにしても良い。また、ダウンシフト時にもアップシフト時と同様にバイパスクラッチ１８を係合状態とし、これとともにエンジン制御を行って変速歯車列とバイパス歯車１７，２７の歯車列との２系統での動力伝達と、バイパスクラッチ１８のみの動力伝達とに切換制御しながらダウンシフト時の同期を円滑かつ迅速に行うようにしても良い。
【００３６】
図４〜図７は、図３に示した第１速から第２速へのアップシフト動作が行われる際における変速動作の制御手順を示すフローチャートであり、図４は切換スリーブ３１ｂを外歯２１ａから開放させるギヤ開放制御を示すフローチャートである。図４に示すように、車速とアクセル開度などの走行状態のマップデータに基づいて第１速から第２速への変速開始がステップＳ１において判定されたときには、第２速の変速比よりも高速側の歯車比に設定されたバイパスクラッチ１８を介してエンジントルクを出力軸４に伝達させるために、ステップＳ２，Ｓ３においてバイパストルクＴbとバイパスクラッチアクチュエータ５１に供給するバイパスクラッチ油圧Ｐbを次式により演算して、ステップＳ４においてバイパス油圧指令を出力する。これにより、バイパスクラッチアクチュエータ５１に油圧が供給される。
【００３７】
しかし、実際のバイパス油圧には応答遅れがあるため、すぐには全てのエンジントルクが入力軸３から出力軸４にバイパスされない。そこで、ステップＳ５においてタイマーＴＭ1を起動させて、バイパス油圧が立ち上がって全てのエンジントルクがバイパスされるまでの時間Ｔ1（設定値）が経過するまで、バイパス油圧を保持する。
【００３８】
Ｔb＝Ｔe
ただし、Ｔeはエンジントルクであり、Ｔb≧０としてリミッタ処理を行う。
【００３９】
Ｐb＝ｋ1×Tｂ＋ｋ2
ただし、ｋ1、ｋ2は油圧変換係数である。
【００４０】
ステップＳ６で設定時間Ｔ1が経過したことが判定されたならば、全てのエンジントルクがバイパスされて、切換スリーブ３１ｂを外歯２１ａから開放することが可能となるので、ステップＳ７においてシフトアクチュエータ５４に対してで第１速歯車の開放指令を出力する。シフトアクチュエータ５４にはシフトセンサ６４が装着されており、シフトセンサ６４からの信号に基づいて、ステップＳ８では切換スリーブ３１ｂが締結状態であるか開放状態となったかを判定する。すなわち、spn1≦シフトセンサ≦spn2となったときに、開放完了と判定し、ギヤ開放制御を終了する。ただし、spn1、spn2は設定値である。
【００４１】
図５は回転同期制御を示すフローチャートであり、ステップＳ１１でギヤ開放の終了が判断されたならば、入力軸３の回転を第２速相当の回転数に降下させるため、バイパストルクをエンジントルクよりも大きくさせるように、ステップＳ１２〜Ｓ１６において、目標入力軸回転変化dωi／dt、バイパストルクＴb、バイパスクラッチ油圧Ｐbを次式により求め、ステップＳ１７においてバイパス油圧指令を出力する。
【００４２】
dωi／dt＝Ｎo×(Gnxt−Gnw)／Tsft
ただし、Gnxtは変速後の歯車比、Gnwは変速前の歯車比、Ｎoは出力軸回転数、Tsftは目標同期時間（設定値）である。
【００４３】
Ｔb＝Ｔe −Ｉe× dωi／dt
ただし、Ｔe はエンジントルク、Ｉeはエンジンから入力軸までの慣性力（イナーシャ）であり、Ｔb≧０としてリミッタ処理を行う。
【００４４】
Ｐb＝ｋ1×Ｔb＋ｋ2
ただし、ｋ1、ｋ2は油圧変換係数である。
【００４５】
回転同期制御時には、慣性力による変速ショックを軽減するために、スロットルを閉じてエンジントルクを低下させる。この時の目標エンジントルクＴet、目標スロットル開度Ｔhtは、ステップＳ１８でアクセル要求トルクＴaを算出した後に、ステップＳ１９，Ｓ２０において次式により演算される。
【００４６】
Ｔet＝Gnxt／Ｇb×Ｔa＋Ｉe× dωi／dt
ただし、要求トルクＴaはアクセル開度accとエンジン回転数Ｎeのマップｆ１から求められる。図８（Ａ）はこの要求トルクＴaを求めるマップデータの一例であり、制御ユニット内のメモリにこのデータが格納されており、アクセル開度とエンジン回転数に基づいて要求トルクが求められる。
【００４７】
目標スロットル開度Ｔhtは、目標エンジントルクＴetとエンジン回転数Neのマップｆ２から求められ、図８（Ｂ）はこの目標スロットル開度Ｔhtを求めるマップデータの一例であり、制御ユニット内のメモリーに格納されている。求められた目標スロットル開度Ｔhtは、ステップＳ２１で電子制御スロットル２に出力される。これにより、バイパス油圧が立ち上がってバイパストルクがエンジントルクよりも大きくなり、入力軸３の回転が降下して、入力軸３の回転数Ｎiと出力軸の回転数Ｎoが条件 |Ｎi−Ｇnxt×Nｏ| ≦N1（設定値）を満たしたら、ステップＳ２２で回転同期完了と判定し、回転同期制御を終了する。
【００４８】
回転同期終了後には、切換スリーブ３１ｂを外歯２２ａに噛み合わせて第２速に変速歯車列を切り換えるために、図６に示すギヤ挿入制御が実行される。ステップＳ３１において回転同期完了が判定されたならば、バイパストルクＴbと、バイパスクラッチ油圧Ｐbが算出される（ステップＳ３２，Ｓ３３）。ステップＳ３４にバイパス油圧指令が出力され、ステップＳ３５においてギヤ挿入指令が出力されて、切換スリーブ３１ｂが外歯２２ａに向けて挿入移動を開始する。そして、閉じていたスロットルつまりダウンしていたエンジントルクは、アクセルに追従するように、次式により目標スロットル開度Ｔhtを求めて制御し、スロットル開度の指令を出力する（ステップＳ３６，Ｓ３７）。
【００４９】
Ｔht＝acc ただし、accはアクセル開度である。
【００５０】
ステップＳ３８ではタイマＴＭ2のカウントを開始し、カウントアップ前にシフトセンサからの信号によりギヤ挿入が完了したことがステップＳ３９で判定されたならば、すなわち、所定の時間Ｔ2が経過する前に、シフトセンサ≧Sp2の状態となったら、ステップＳ４０で変速を終了する。
【００５１】
しかし、切換スリーブ３１ｂを第２速側に噛み合わせる際に、バイパスクラッチ１８の油圧制御およびエンジンのスロットル制御ともに誤差、バラツキや応答不良があると、バイパスクラッチによってエンジントルクが全てバイパスされない可能性がある。その場合には、切換スリーブ３１ｂを挿入移動させても、切換機構に余分なトルクがかかってしまい、第２速の変速歯車に切換えられなくなる。そこで、第２速への切換挿入を開始してから、所定の時間Ｔ2が経過しても、第２速の歯車に切換スリーブ３１ｂが噛み合わないとき、すなわち、第２速の歯車に挿入を開始してからシフトセンサ＜Sp2の状態がＴ2時間継続したときには、切換ミスと判定し（ステップＳ４１）、ステップＳ４２が実行される。
【００５２】
ただし、切換ミスの判定方式としては、上述以外に、第２速歯車への挿入を開始してから、|Ｎi−Ｇnxt×Nｏ| ≧N2（設定値）の状態が所定の時間Ｔ3経過した時としても良い。すなわち、出力軸4の回転数Ｎoに変速後の歯車比Ｇnxtを積算した算出値と入力軸３の回転数Ｎiとの差が所定値Ｎ2よりも大きい状態が所定時間継続した場合には、一旦同期がとれたと判定して切換スリーブを挿入する動作が行われたが、再度回転同期がとれなくなったときをギヤの挿入ミスと判断しても良い。
【００５３】
図７はステップＳ４１のミスシフト制御のサブルーチンを示すフローチャートであり、ステップＳ５１においてミスシフトと判定されたならば、バイパスクラッチアクチュエータ５１の油圧ＰbをＰb＝０に設定する（ステップＳ５２，Ｓ５３）。これにより、ギヤの開放つまり切換スリーブ３１ｂが外歯２２ａから離れるように駆動され、ステップＳ５５でspn1≦シフトセンサ≦spn2が判定されてギヤの開放が判定されると、ステップＳ５７でギヤ開放フラグをセットして、ステップＳ５８で入力クラッチ４１の開放を出力する。ギヤ開放指令は、ステップＳ５６を経て、ステップＳ５５でYESと判断されるまで継続される。
【００５４】
次いで、エンジンが吹き上がらないようにするために、エンジントルクＴoがＴo＝０となる目標スロットル開度Ｔhtを算出してスロットルを閉じる(ステップＳ５９，Ｓ６０)。エンジントルクがＴo＝０となる目標スロットル開度Ｔhtは、エンジン回転数Ｎeの関数Ｔht＝ｆ3(Ｎe)で演算される。この関数により表される目標スロットル開度とエンジン回転数との関係は、図９に示すような特性線図となる。
【００５５】
切換スリーブ３１ｂが外歯２２ａから離れると、ステップＳ５７でセットされたフラグがステップＳ５４で判定されて、ステップＳ６１が実行される。このステップでは、切換スリーブ３１ｂを再度外歯２２ａに挿入移動するために、シフトアクチュエータ５４に対して第２速のギヤ挿入指令を出力する。ステップＳ６２においてギヤ挿入が判定されたならば、ステップＳ６３で入力クラッチ４１を締結し、それまで閉じていたスロットルを目標スロットル開度がＴht＝accとなるように制御してアクセルに追従させる（ステップＳ６４〜６６）。このようにして、変速操作が終了する。
【００５６】
以上のように、第１速の変速歯車列により動力伝達がなされた状態から第2速の変速歯車列に切換動作する際に、バイパスクラッチ１８を締結してエンジントルクを入力軸３から出力軸４にバイパスさせて第１速の歯車列におけるトルク伝達を無くした状態で切換スリーブ３１ｂを中立位置にする。この際に、エンジントルク相当の伝達トルクをバイパスさせるように、バイパスクラッチ１８を締結するための油圧を制御する。入力軸３の回転が第２速相当となるように、バイパスクラッチアクチュエータ５１の油圧を上昇させて回転同期を行い、同期がとれた段階で第２速の変速歯車列を動力伝達状態に切り換える。しかし、第２速への切換指令が出力されてから所定時間経過しても切換が完了しない場合には、入力クラッチ４１を遮断して一旦ニュートラル状態つまりエンジン動力を入力軸３に伝達しない状態として再度第２速へのシフト動作を行う。
【００５７】
これにより、確実に第２速へのシフト動作を行うことができ、ミスシフトが発生した場合にはバイパスクラッチ１８に対する油圧の供給を停止するので、バイパスクラッチ１８における発熱の発生を防止でき、バイパスクラッチ１８の劣化や焼きつきを防止できる。また、切換機構を押し付ける時間を短縮することができるので、切換機構の摩耗を防止できる。図４〜図７は第１速から第２速への変速動作を示すが、他の変速段における変速動作についても同様である。
【００５８】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、この自動変速装置は四輪駆動式のみならず、二輪駆動式でも良く、縦置き式でも横置き式でもいずれでも良い。また、切換機構としては、シンクロメッシュに限られず、選択摺動式などの他のタイプの切換機構としても良い。
【００５９】
【発明の効果】
本発明の自動変速装置によれば、変速段の切換操作に誤動作が発生しても、これを確実に検出し、一旦ニュートラル状態としてから再度同じ切換え操作を繰り返すことにより確実に変速動作を行うことができる。切換動作のミスを検出して再度切換動作を行うことにより、切換機構における摩耗の発生を防止できる。切換動作に誤動作が発生した場合には、入力クラッチにより動力の伝達を遮断した状態で再度切換動作を行うようにしたので、確実に変速動作を行うことができる。切換動作に誤動作が発生したときには、バイパスクラッチを開放してから再度切換操作を行うようにすることにより、バイパスクラッチにおける発熱や劣化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である自動変速装置を示すスケルトン図である。
【図２】図１の自動変速装置の作動を制御する制御回路を示すブロック図である。
【図３】第１速から第２速へのアップシフト時におけるエンジン回転数と出力軸トルクの変化を示すタイムチャートである。
【図４】変速操作が行われる際における変速動作の制御手順のうちギヤ開放制御を示すフローチャートである。
【図５】回転同期制御を示すフローチャートである。
【図６】ギヤ挿入制御を示すフローチャートである。
【図７】ミスシフト制御を示すフローチャートである。
【図８】（Ａ）はアクセル開度とエンジン回転数から求められるアクセル要求トルクを示すマップであり、（Ｂ）は目標エンジントルクとエンジン回転数から求められる目標スロットル開度を示すマップである。
【図９】目標スロットル開度とエンジン回転数との関係を示す特性線図である。
【符号の説明】
１ エンジン
２ 電子制御スロットル
３ 入力軸
４ 出力軸
６ トルクコンバータ
７ クランク軸
１１〜１６ 駆動歯車
１７ バイパス歯車
１８ バイパスクラッチ
２１〜２６ 被駆動歯車
３１〜３３ 切換機構
３１ａ，３２ａ，３３ａ 切換ハブ
３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ 切換スリーブ
５１ バイパスクラッチアクチュエータ
５２ 入力クラッチアクチュエータ
５３ セレクトアクチュエータ
５４ シフトアクチュエータ
５５ 制御ユニット（制御手段）

Claims (5)

1. エンジン動力が伝達される入力軸と、前記入力軸に複数の変速歯車列を介して連結され、駆動輪に動力を伝達する出力軸とを有する自動変速装置であって、
   前記エンジンの吸入空気量を調整する電子制御スロットルと、
   複数の前記変速歯車列の中から動力の伝達を行う歯車列を切換え操作する切換機構と、
   前記切換機構により前記変速歯車列を切り換える際に切換ミスを検出するミスシフト検出手段と、
   切換ミスが発生したときに前記電子制御スロットルにより前記エンジンの動力を低下させると共に、前記切換機構により一旦ニュートラル状態として再度同じ変速歯車列の切換え操作を繰り返す制御手段とを有することを特徴とする自動変速装置。
2. エンジン動力が伝達される入力軸と、前記入力軸に複数の変速歯車列を介して連結されるとともに前記入力軸に平行に配置され、駆動輪に動力を伝達する出力軸とを有する自動変速装置であって、
   前記エンジンの吸入空気量を調整する電子制御スロットルと、
   前記エンジンと前記入力軸との間に設けられ、前記エンジンの動力を前記入力軸に伝達する状態と遮断する状態とに切り換える入力クラッチと、
   前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸から前記出力軸に伝達されるエンジントルクを調整するバイパスクラッチと、
   複数の前記変速歯車列の中から動力の伝達を行う歯車列を切換え操作する切換機構と、
   前記切換機構により前記変速歯車列を切り換える際の切換ミスを検出するミスシフト検出手段と、
   切換ミスが発生したときに前記入力クラッチを開放しかつ前記電子制御スロットルにより前記エンジンの動力を制御して前記切換機構により再度同じ変速歯車列の切換え操作を繰り返す制御手段とを有することを特徴とする自動変速装置。
3. 請求項１または２記載の自動変速装置において、切換操作を開始してから所定時間経過しても切換が完了しないときに切換ミスと判断することを特徴とする自動変速装置。
4. 請求項１または２記載の自動変速装置において、切換操作を開始してから、前記入力軸と前記出力軸の回転数に基づく算出値と所定値とを比較して所定値以上の状態が所定時間経過したときに切換ミスと判断することを特徴とする自動変速装置。
5. 請求項２，３または４のいずれか１項に記載の自動変速装置において、切換ミスを判定したときには前記バイパスクラッチを開放してから再度同じ切換え操作を繰り返すことを特徴とする自動変速装置。

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