JP2007057041A - 変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 変速機におけるヒルホールド制御を実現する。
【解決手段】 ツインクラッチ式変速機の制御装置において、前記複数の動力伝達部材のうち第１クラッチ出力軸４に設けられた第１速ドリブンギヤ１６にワンウェイクラッチＯＷＣが設けられており、前記ワンウェイクラッチＯＷＣは第１速ドリブンギヤ１６の回転方向が前進方向で、かつ第１速ドリブンギヤ１６の回転数が第３変速機出力軸８の回転数よりも大きく、または、第３変速機出力軸８の回転方向が後進方向の場合に、係合してトルクの伝達をおこない、かつ、第３変速機出力軸８の回転方向が前進方向で、かつ第１速ドリブンギヤ１６の回転数が第３変速機出力軸８の回転数よりも小さい場合に空転するように構成されているとともに、第１速用歯車対９以外の、第１クラッチ出力軸４に設けられたいずれかの歯車対を選択して係合する手段を備えていることを特徴としている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、複数のクラッチの係合・解放を切り換えることにより、変速機の変速を実行するように構成された変速機の制御装置に関するものである。

坂道発進などの場合に、ブレーキのオフ状態から車輪に十分な駆動力が伝達されるまでの間に、車両の後退を防止するヒルホールド制御を行うことが考えられる。このような場合、変速段を構成する歯車対の一部にワンウェイクラッチを設けることで車輪からのトルク自体によって駆動軸の回転を阻止し、ヒルホールドを実現することが考えられる。

例えば特許文献１には、ヒルホルダー機構を係合可能なオーバーランニングタイプ一方向ローラクラッチの形態で提供された発明が記載されている。

また、特許文献２には、副変速ギヤ列とギヤ軸側のオーバー回転を許容するワンウェイクラッチが設けられており、坂道を下る方向に車両が後退しようとすると、入力軸と副軸との間に閉じた動力伝達系が構成され、入力軸をロックさせるように構成された発明が記載されている。
特開２０００−９７２９７号公報 特開平５−１２６２５４号公報

しかし、特許文献１の発明によれば、ヒルホールド段が独立して設けられているために、ヒルホールド段に係合する際のシンクロナイザー装置を設ける必要があり、部品点数の増加や、レイアウト上不利になり変速機全体が大型化するという問題点がある。また、特許文献２の発明によれば、動力伝達とは関係ない副軸を設けなければならず、部品点数の増加やレイアウト上不利になり変速機全体が大型化するという問題点がある。

この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、変速機の大型化を抑制しつつ、ヒルホールドを実現することを目的とする。

上記の目的を達成するために、この発明は、変速段を構成する歯車対の一方の歯車にワンウェイクラッチを設けたものである。より具体的には、請求項１の発明は原動機と複数の動力伝達部材とが、複数の動力伝達用クラッチを介して連結され、前記複数の動力伝達部材と出力軸間で伝達機構によってトルクが伝達可能となるように構成され、前記伝達機構が複数の歯車対によって構成され、前記複数の動力伝達部材のいずれかと出力部材との間でトルクの伝達を行う複数の歯車対のいずれかを選択して係合する変速用クラッチによって変速制御を行う変速機の制御装置において、前記複数の動力伝達部材のうち第１の動力伝達部材に設けられた第１歯車対の出力部材側にワンウェイクラッチが設けられており、前記ワンウェイクラッチは出力部材の回転方向が前進方向でかつワンウェイクラッチが設けられた歯車の回転数が前記出力部材の回転数よりも小さい場合に空転し、前記ワンウェイクラッチは、出力部材の回転方向が前進方向でかつワンウェイクラッチが設けられた歯車の回転数が前記出力部材の回転数よりも大きい場合に係合してトルクの伝達をおこない、前記ワンウェイクラッチは出力部材の回転方向が後進方向の場合に係合してトルクの伝達をおこなうように構成されているとともに、前記変速機の制御装置は、ヒルホールド制御必要時には、第１歯車対以外の、前記第１の動力伝達部材に設けられたいずれかの歯車対を選択して係合する手段を備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の前記第１歯車対は変速比の最も大きな変速段を構成する歯車対であることを特徴とする変速機の制御装置である。

請求項１の発明によれば、ワンウェイクラッチは第１歯車対に設けられている。すなわち、車両後退時には、第１歯車対以外の、前記第１の動力伝達部材に設けられたいずれかの歯車対を選択して係合するだけで、循環トルクを発生させることができるので、ヒルホールド専用の機構を設ける必要がなく変速機の大型化を抑制できる。

また、請求項２の発明によれば、前記第１歯車対は変速比の最も大きな変速段を構成している。したがって、ヒルホールド必要時以外の駆動力を確保することができる。

つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図４には、この発明の一実施例である車両Ｖｅのドライブトレーンおよび制御系統の一例が、模式的に示されている。まず、車両Ｖｅには駆動力源としてのエンジン１が設けられており、エンジン１と車輪２との間に形成された動力伝達経路に変速機３が設けられている。この変速機３は、第１クラッチ出力軸４および第２クラッチ出力軸５および第１変速機出力軸６および第２変速機出力軸７を有している。第２クラッチ出力軸５は円筒状に構成されており、第２クラッチ出力軸５の内部に第１クラッチ出力軸４が配置されている。また、第１クラッチ出力軸４と第２クラッチ出力軸５とが同軸上に配置され、第１クラッチ出力軸４と第２クラッチ出力軸５とが相対回転可能となるように構成されている。さらに、第１クラッチ出力軸４および第２クラッチ出力軸５に対して、第１変速機出力軸６が平行に配置されているとともに、第１変速機出力軸６と第２変速機出力軸７とが平行に配置されている。

また、変速機３は、前進段を設定するために、第１速用歯車対９ないし第４速用歯車対１２および第６速用歯車対１３と第７速用歯車対１４を有している。まず、第１速用歯車対９は、第１速ドライブギヤ１５と、第１速ドライブギヤ１５に噛合された第１速ドリブンギヤ１６とにより構成されている。第１速ドライブギヤ１５は第１クラッチ出力軸４に設けられており、第１速ドライブギヤ１５と第１クラッチ出力軸４とが一体回転するように構成されている。これに対して、第１速ドリブンギヤ１６は第３変速機出力軸８に設けられており、第１速ドリブンギヤ１６と第３変速機出力軸８とが相対回転可能となるように構成されている。

なお、第３変速機出力軸８と第１速ドリブンギヤ１６とはオーバランニングタイプのワンウェイクラッチＯＷＣを介して噛合している。このオーバランニングタイプのワンウェイクラッチＯＷＣは、車両前進時で第１速ドリブンギヤ１６の回転数が第３変速機出力軸８の回転数よりも大きい場合に、内輪と外輪との間に設けられたローラもしくはスプラグによって内輪と外輪との相対回転が阻止され、トルクの伝達がおこなわれ、車両前進時で第１速ドリブンギヤ１６の回転数が第３変速機出力軸８の回転数よりも小さい場合には、内輪と外輪との相対回転が許容されることによって空転してトルクの伝達が抑制されるように構成されている。また、車両後進時には、内輪と外輪との間に設けられたローラもしくはスプラグによって内輪と外輪との相対回転が阻止されてトルクの伝達がおこなわれるように構成されている。

つぎに、第２速用歯車対１０は、第２速ドライブギヤ１７と、第２速ドライブギヤ１７に噛合された第２速ドリブンギヤ１８とにより構成されている。第２速ドライブギヤ１７は第２クラッチ出力軸５に設けられており、第２速ドライブギヤ１７と第２クラッチ出力軸５とが一体回転するように構成されている。これに対して、第２速ドリブンギヤ１８は第１変速機出力軸６に設けられており、第２速ドリブンギヤ１８と第１変速機出力軸６とが相対回転可能となるように構成されている。

さらに、第３速用歯車対１１は、第３速ドライブギヤ１９と、第３速ドライブギヤ１９に噛合された第３速ドリブンギヤ２０とにより構成されている。第３速ドライブギヤ１９は第１クラッチ出力軸４に設けられており、第３速ドライブギヤ１９と第１クラッチ出力軸４とが一体回転するように構成されている。これに対して、第３速ドリブンギヤ２０は第１変速機出力軸６に設けられており、第３速ドリブンギヤ２０と第１変速機出力軸６とが相対回転可能となるように構成されている。

さらに、第４速用歯車対１２は、第４速ドライブギヤ２１と、第４速ドライブギヤ２１に噛合された第４速ドリブンギヤ２２とにより構成されている。第４速ドライブギヤ２１は第２クラッチ出力軸５に設けられており、第４速ドライブギヤ２１と第２クラッチ出力軸５とが一体回転するように構成されている。これに対して、第４速ドリブンギヤ２２は第１変速機出力軸６に設けられており、第４速ドリブンギヤ２２と第１変速機出力軸６とが相対回転可能となるように構成されている。

さらに、第６速用歯車対１３は、第６速ドライブギヤ２３と、第６速ドライブギヤ２３に噛合された第６速ドリブンギヤ２４とにより構成されている。第６速ドライブギヤ２３は第２クラッチ出力軸５に設けられており、第６速ドライブギヤ２３と第２クラッチ出力軸５とが一体回転するように構成されている。これに対して、第６速ドリブンギヤ２４は第１変速機出力軸６に設けられており、第６速ドリブンギヤ２４と第１変速機出力軸６とが相対回転可能となるように構成されている。

さらに、第７速用歯車対１４は、第７速ドライブギヤ２５と、第７速ドライブギヤ２５に噛合された第７速ドリブンギヤ２６とにより構成されている。第７速ドライブギヤ２５は第１クラッチ出力軸４に設けられており、第７速ドライブギヤ２５と第１クラッチ出力軸４とが相対回転するように構成されている。これに対して、第７速ドリブンギヤ２６は第１変速機出力軸６に設けられており、第７速ドリブンギヤ２６と第１変速機出力軸６とが一体回転可能となるように構成されている。

また、第２変速機出力軸７にはリダクションドリブンギヤ２９が設けられ、このリダクションドリブンギヤ２９と噛合する第１リダクションドライブギヤ２７が第３変速機出力軸８に設けられるとともに、リダクションドリブンギヤ２９に噛合する第２リダクションドライブギヤ２８が第１変速機出力軸６に設けられている。さらに、第２変速機出力軸７と第１クラッチ出力軸４とは変速用クラッチＣ３により係合可能に構成されている。

そして、変速機３は、後進段を設定するための後進用歯車対３０を有している。後進用歯車対３０は、後進ドライブギヤ３１および後進ドリブンギヤ３２とにより構成されている。後進ドライブギヤ３１は第２クラッチ出力軸５に設けられており、後進ドライブギヤ３１と第２クラッチ出力軸５とが一体回転するように構成されている。これに対して、後進ドリブンギヤ３２は第１変速機出力軸６に設けられており、後進ドリブンギヤ３２と第１変速機出力軸６とが相対回転可能となるように構成されている。

そして、各変速用歯車対に対応して複数の変速用クラッチが設けられている。この変速用クラッチは、変速用歯車対を構成する各ギヤと、各軸との間における動力伝達状態を制御する装置である。この実施例においては、変速用クラッチとして同期噛合い装置（シンクロメッシュ機構）を用いた場合を説明する。まず、変速用クラッチＣ３は、第１クラッチ出力軸４に設けられている。変速用クラッチＣ３は、第１クラッチ出力軸４と一体回転し、かつ、第１クラッチ出力軸４の軸線方向に動作可能なスリーブ３３と、第２変速機出力軸７と一体回転するアウターギヤ３４と、スリーブ３３と一体回転し、かつ、スリーブ３３とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング（図示せず）およびシンクロナイザーキー（図示せず）とを有している。スリーブ３３にはインナーギヤ（図示せず）が形成されており、スリーブ３３が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ３４と、スリーブ３３のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ３４と、スリーブ３３のインナーギヤとが係合された場合は、第１クラッチ出力軸４と第２変速機出力軸７との間で、動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、スリーブ３３が軸線方向で中立位置に動作されて、スリーブ３３のインナーギヤと、アウターギヤ３４とが解放された場合は、第１クラッチ出力軸４と第２変速機出力軸７との間で、動力伝達をおこなうことが不可能となる。

また、この変速用クラッチＣ３は第７速用歯車対１４に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、第７速ドライブギヤ２５と一体回転するアウターギヤ４４が設けられており、アウターギヤ４４に対応するシンクロナイザーリング（図示せず）が設けられている。そして、スリーブ３３が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ４４とスリーブ３３のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ４４とスリーブ３３のインナーギヤとが係合された場合は、第１クラッチ出力軸４と第１変速機出力軸６との間で、第７速用歯車対１４を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ４４とスリーブ３３のインナーギヤとが解放された場合は、第１クラッチ出力軸４と第１変速機出力軸６との間で、第７速用歯車対１４を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ３３を軸線方向で中立位置に移動させると、スリーブ３３のインナーギヤを、２つのアウターギヤ３４，４４から共に解放させることは可能であるが、スリーブ３３のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、２つのアウターギヤ３４，４４のいずれか一方にのみ噛合する。

また、第３速用歯車対１１に対応する変速用クラッチＣ４は、第１変速機出力軸６に設けられている。変速用クラッチＣ４は、第１変速機出力軸６と一体回転し、かつ、第１変速機出力軸６の軸線方向に動作可能なスリーブ３５と、第３速ドリブンギヤ２０と一体回転するアウターギヤ３６と、スリーブ３５と一体回転し、かつ、スリーブ３５とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング（図示せず）およびシンクロナイザーキー（図示せず）とを有している。スリーブ３５にはインナーギヤ（図示せず）が形成されており、スリーブ３５が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ３６と、スリーブ３５のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ３６と、スリーブ３５のインナーギヤとが係合された場合は、第１クラッチ出力軸４と第１変速機出力軸６との間で、第３速用歯車対１１を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、スリーブ３５が軸線方向で中立位置に動作されて、スリーブ３５のインナーギヤと、アウターギヤ３６とが解放された場合は、第１クラッチ出力軸４と第１変速機出力軸６との間で、第３速用歯車対１１を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。

一方、前記第２速用歯車対１０に対応する変速用クラッチＣ５は、第１変速機出力軸６に設けられている。変速用クラッチＣ５は、第１変速機出力軸６と一体回転し、かつ、第１変速機出力軸６の軸線方向に動作可能なスリーブ３７と、第２速ドリブンギヤ１８と一体回転するアウターギヤ３９と、スリーブ３７と一体回転し、かつ、スリーブ３７とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング（図示せず）およびシンクロナイザーキー（図示せず）とを有している。スリーブ３７にはインナーギヤ（図示せず）が形成されており、スリーブ３７が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ３９とインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ３９と、スリーブ３７のインナーギヤとが係合された場合は、第２クラッチ出力軸５と第１変速機出力軸６との間で、第２速用歯車対１０を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ３９と、スリーブ３７のインナーギヤとが解放された場合は、第２クラッチ出力軸５と第１変速機出力軸６との間で、第２速用歯車対１０を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。

また、この変速用クラッチＣ５は後進用歯車対３０に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、後進ドリブンギヤ３２と一体回転するアウターギヤ３８が設けられており、アウターギヤ３８に対応するシンクロナイザーリング（図示せず）が設けられている。そして、スリーブ３７が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ３８とスリーブ３７のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ３８とスリーブ３７のインナーギヤとが係合された場合は、第２クラッチ出力軸５と第１変速機出力軸６との間で、後進用歯車対３０を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ３８とスリーブ３７のインナーギヤとが解放された場合は、第２クラッチ出力軸５と第１変速機出力軸６との間で、後進用歯車対３０を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ３７を軸線方向で中立位置に移動させると、スリーブ３７のインナーギヤを、２つのアウターギヤ３８，３９から共に解放させることは可能であるが、スリーブ３７のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、２つのアウターギヤ３８，３９のいずれか一方にのみ噛合する。

そして、前記第４速用歯車対１２に対応する変速用クラッチＣ６は、第１変速機出力軸６に設けられている。変速用クラッチＣ６は、第１変速機出力軸６と一体回転し、かつ、第１変速機出力軸６の軸線方向に動作可能なスリーブ４０と、第４速ドリブンギヤ２２と一体回転するアウターギヤ４１と、スリーブ４０と一体回転し、かつ、スリーブ４０とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング（図示せず）およびシンクロナイザーキー（図示せず）とを有している。スリーブ４０にはインナーギヤ（図示せず）が形成されており、スリーブ４０が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ４１とスリーブ４０のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ４１とスリーブ４０のインナーギヤとが係合された場合は、第２クラッチ出力軸５と第１変速機出力軸６との間で、第４速用歯車対１２を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ４１とスリーブ４０のインナーギヤとが解放された場合は、第２クラッチ出力軸５と第１変速機出力軸６との間で、第４速用歯車対１２を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。

また、この変速用クラッチＣ６は第６速用歯車対１３に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、第６速ドリブンギヤギヤ２４と一体回転するアウターギヤ４２が設けられており、アウターギヤ４２に対応するシンクロナイザーリング（図示せず）が設けられている。そして、スリーブ４０が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ４２とスリーブ４０のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ４２とスリーブ４０のインナーギヤとが係合された場合は、第２クラッチ出力軸５と第１変速機出力軸６との間で、第６速用歯車対１３を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ４２とスリーブ４０のインナーギヤとが解放された場合は、第２クラッチ出力軸５と第１変速機出力軸６との間で、第６速用歯車対１３を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ４０を軸線方向で中立位置に移動させると、スリーブ４０のインナーギヤを、２つのアウターギヤ４１，４２から共に解放させることは可能であるが、スリーブ４０のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、２つのアウターギヤ４１，４２のいずれか一方にのみ噛合する。

変速機３は、エンジン１に接続される入力軸４５を有している。また、第１クラッチ出力軸４と入力軸４５との間における動力伝達状態を制御する第１切換クラッチＣ１と、第２クラッチ出力軸５と入力軸４５との間における動力伝達状態を制御する第２切換クラッチＣ２とが設けられている。この第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２としては、例えば、摩擦式クラッチ、より具体的には湿式クラッチを用いていることが可能である。つまり、第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２を構成するプレートやディスクが、潤滑油により潤滑および冷却される。この第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２は、別々に係合圧もしくはトルク容量を制御可能に構成された、いわゆるデュアルクラッチ（言い換えれば、ツインクラッチ）である。なお、変速時に切換クラッチを交互に切換るように構成されていれば、切換クラッチは３つ以上あってもよい。

一方、前記エンジン１には内燃機関および外燃機関が含まれるが、この実施例では、内燃機関を用いている場合について説明する。内燃機関としては、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、ＬＰＧエンジン、メタノールエンジンなどを用いることが可能である。この実施例では、エンジン１としてガソリンエンジンが用いられている場合について説明する。このエンジン１は、電子スロットルバルブ、燃料噴射量制御装置、点火時期制御装置などを有する公知のものである。さらに、車両Ｖｅにはブレーキ装置（図示せず）が設けられている。このブレーキ装置は、乗員により操作されるブレーキペダル、および車輪２に設けられたホイールシリンダなどにより構成されている。そして、ブレーキペダルの操作に応じてホイールシリンダの油圧が制御されて、車輪２に対する制動力が調整される。

つぎに、車両Ｖｅの制御系統について説明すると、第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２および変速用クラッチＣ３、Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を、それぞれ別々に制御することの可能なアクチュエータが設けられている。この実施例では、アクチュエータとして油圧アクチュエータ４６が用いられている。つまり、第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２および変速用クラッチＣ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６は、いずれも油圧制御式のクラッチであり、各クラッチに対応して油圧室（図示せず）が形成されているととともに、各油圧室の油圧が油圧アクチュエータ４６により制御されるように構成されている。つまり、第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２の係合圧は、油圧アクチュエータ４６により制御される。この油圧アクチュエータ４６は、油圧回路およびソレノイドバルブなどを有する公知の構造を有している。

また、車両Ｖｅの全体を制御する総合電子制御装置４７が設けられているとともに、エンジン１を制御するエンジン用電子制御装置４８が設けられている。さらに、変速機３を制御するために乗員が操作するシフト操作装置４９が設けられているとともに、変速機３における変速状態を表示するシフト状態表示装置５０が設けられている。シフト操作装置４９は、乗員が手で操作する構造のものまたは足で操作する構造のもののいずれでもよい。シフト操作装置４９の操作により、前進段（ドライブポジション）、後進段（リバースポジション）、ニュートラルポジション、パーキングポジションなどを選択的に切換可能である。さらに、シフト状態表示装置５０は、ランプ点灯、音声表示、ディスプレイ表示などの少なくとも１つの表示システムにより、変速機３の変速状態を出力する構成となっている。また、潤滑油および油圧アクチュエータ４６の作動油の温度を検出する油温センサ５６および各クラッチの軸線方向におけるスリーブの位置を検知するスリーブ位置センサ５１が設けられている。

前記エンジン用電子制御装置４８には、各種のセンサやスイッチの信号が入力される。このエンジン用電子制御装置４８には、例えば、エンジン１回転速度、吸入空気量、吸入空気温度、アクセル開度、スロットル開度、冷却水温、エンジン吹き上げ禁止スイッチ５２などの信号が入力される。エンジン吹き上げ禁止スイッチ５２は、シフト操作装置４９に設けたり、シフト操作装置４９とは別にインストルメントパネルなどに設けることが可能である。エンジン用電子制御装置４８からは、エンジン１の電子スロットルバルブの開度、吸入空気量、点火時期、燃料噴射量などを制御する信号が出力される。

前記総合電子制御装置４７には、各種のセンサやスイッチの信号が入力される。総合電子制御装置４７には、例えば、第１クラッチ出力軸４の回転速度センサ５３、第２クラッチ出力軸５の回転速度センサ５４、第２変速機出力軸７の回転速度センサ５５、潤滑油および作動油の温度、ブレーキペダルの操作状態、ナビゲーションシステムで得られる道路状況、シフト操作装置４９の操作状態、道路勾配センサ、加速度センサなどの信号が入力される。総合電子制御装置４７からは、油圧アクチュエータ４６を制御する信号、シフト状態表示装置５０を制御する信号などが出力される。なお、エンジン用電子制御装置４８と総合電子制御装置４７との間で相互に信号の授受がおこなわれる。また、この実施例において、各種の回転部材の回転速度は、各種の回転部材の回転数と等価のパラメータである。

つぎに、変速機３の制御について説明する。変速機３で前進段の第１速を設定する場合は、全ての変速用クラッチＣ３，Ｃ４，Ｃ５，Ｃ６を解放もしくは中立状態とするとともに第１切換クラッチＣ１を係合する。これにより、エンジンの出力トルクは第１クラッチ出力軸４から第１速用歯車対９を介して第３変速機出力軸８に伝達される。すなわち、変速機３の変速段として第１速が設定される。

また、変速機３で前進段の第２速を設定する場合は、変速用クラッチＣ５のスリーブ３５の動作により、スリーブ３５のインナーギヤとアウターギヤ３９とが係合されるとともに、第２切換クラッチＣ２が係合されるとともに、変速用クラッチＣ５以外の変速用クラッチのスリーブが全て中立位置に制御される。このような制御により、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間で、第２切換クラッチＣ２および第２速用歯車対１１を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸４５と第２変速機出力軸１１との間における変速比が、第２速用歯車対１０を構成する第２速ドライブギヤ１７と第２速ドリブンギヤ１８との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機３の変速段として第２速が設定される。

なお、第２速が設定されたことにより、エンジンの出力トルクは第２変速機出力軸７に伝達されるが、リダクションドリブンギヤ２９と第１リダクションドライブギヤ２７との歯数比に応じて、第３変速機出力軸８の回転数が第１速ドリブンギヤ１６の回転数よりも増大する。したがって、ワンウェイクラッチＯＷＣの作用によって、第３変速機出力軸８と第１速ドリブンギヤ１６との間の動力伝達が遮断される。この動力伝達遮断は、第３速から第７速が設定された場合にも同様におこなわれる。

また、変速機３で前進段の第３速を設定する場合は、変速用クラッチＣ４のスリーブ３５の動作により、スリーブ３５のインナーギヤとアウターギヤ３６とが係合されるとともに、第１切換クラッチＣ１が係合されるとともに、変速用クラッチＣ４以外の変速用クラッチＣ３，Ｃ５，Ｃ６のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第２切換クラッチＣ２が解放される。このような制御により、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間で、第１切換クラッチＣ１および第３速用歯車対１１を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間における変速比が、第３速用歯車対１１を構成する第３速ドライブギヤ１９と第３速ドリブンギヤ２０との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機３の変速段として第３速が設定される。

さらに、変速機３で前進段の第４速を設定する場合は、変速用クラッチＣ６のスリーブ４０の動作により、スリーブ４０のインナーギヤとアウターギヤ４１とが係合されるとともに、第２切換クラッチＣ２が係合されるとともに、変速用クラッチＣ６以外の変速用クラッチのスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第１切換クラッチＣ１が解放される。このような制御により、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間で、第２切換クラッチＣ２および第４速用歯車対１２を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間における変速比が、第４速用歯車対１２を構成する第４速ドライブギヤ２１と第４速ドリブンギヤ２２との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機３の変速段として第４速が設定される。

さらに、変速機３で前進段の第５速を設定する場合は、変速用クラッチＣ３のスリーブ３３の動作により、スリーブ３３のインナーギヤとアウターギヤ３４とが係合されるとともに、第１切換クラッチＣ１が係合されるとともに、変速用クラッチＣ３以外の変速用クラッチのスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第２切換クラッチＣ２が解放される。このような制御により、第１クラッチ出力軸４と第２変速機出力軸７とが直結される。すなわち、変速機３の変速段として第５速が設定される。

さらに、変速機３で前進段の第６速を設定する場合は、変速用クラッチＣ６のスリーブ４０の動作により、スリーブ４０のインナーギヤとアウターギヤ４２とが係合されるとともに、第２切換クラッチＣ２が係合されるとともに、変速用クラッチＣ６以外の変速用クラッチのスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第１切換クラッチＣ１が解放される。このような制御により、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間で、第２切換クラッチＣ２および第６速用歯車対１３を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間における変速比が、第６速用歯車対１３を構成する第６速ドライブギヤ２３と第６速ドリブンギヤ２４との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機３の変速段として第６速が設定される。

そして、変速機３で前進段の第７速を設定する場合は、変速用クラッチＣ３のスリーブ３３の動作により、スリーブ３３のインナーギヤとアウターギヤ４４とが係合されるとともに、第１切換クラッチＣ１が係合されるとともに、変速用クラッチＣ３以外の変速用クラッチのスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第２切換クラッチＣ２が解放される。このような制御により、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間で、第１切換クラッチＣ１および第７速用歯車対１４を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間における変速比が、第７速用歯車対１４を構成する第７速ドライブギヤ２５と第７速ドリブンギヤ２６との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機３の変速段として第７速が設定される。このように、変速機３は、前進段において第１速ないし第７速を選択的に切り換えることが可能である。つまり、変速機３は、変速比を段階的に、または不連続に切り換えることの可能な有段変速機である。

一方、シフト操作装置４９の操作により、後進段（リバースポジション）が選択された場合は、変速用クラッチＣ５のスリーブ３７の動作により、スリーブ３７のインナーギヤとアウターギヤ３８とが係合されるとともに、第２切換クラッチＣ２が係合されるとともに、変速用クラッチＣ５以外の変速用クラッチのスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、第１切換クラッチＣ１が解放される。このような制御により、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間で、第２切換クラッチＣ２および後進用歯車対３０を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間における変速比が、後進用歯車対３０を構成する後進ドライブギヤ３１とアイドラギヤ４３と後進ドリブンギヤ３２との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機３で後進段が設定される。なお、前進段が設定された場合と、後進段が設定された場合とでは、第２変速機出力軸７の回転方向が逆となる。

前進段または後進段が選択された場合は、上記のように入力軸４５と第２変速機出力軸７とが動力伝達可能に接続されるため、エンジン１が運転され、かつ、アクセルペダルが踏み込まれた場合、つまり、パワーオンの状態では、エンジントルクが変速機３を経由して車輪２に伝達されて、駆動力が発生する。これに対して、車両Ｖｅの惰力走行時、つまり、アクセルペダルが踏まれていないパワーオフの状態では、車両Ｖｅの運動エネルギに対応するトルクが、車輪２から変速機３を経由してエンジン１に伝達され、エンジンブレーキ力が生じる。

さらに、シフト操作装置４９により、パーキングポジションまたはニュートラルポジジョンが選択された場合は、第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２が共に解放される。このような制御により、入力軸４５と第２変速機出力軸７との間で動力伝達をおこなうことが不可能となる。そして、現在設定されている変速段から他の変速段（目標変速段）に切り換える場合は、現在の変速段を設定しているクラッチのスリーブを動作させて、現在の変速段に対応するアウターギヤと、スリーブのインナーギヤとを解放するとともに、目標変速段に対応するクラッチのスリーブを動作させて、目標変速段を設定するアウターギヤと、スリーブのインナーギヤとを係合させる制御が実行される。また、現在の変速段から目標変速段に切り換える場合に、第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２の係合・解放状態を切り換える必要がある場合は、その切換制御が実行される。

この実施例において、前進段では、変速段を示す数字が小さいほど、変速機３における変速比が大きくなる。ここで、変速機３の変速比とは、入力軸４５の回転速度を第２変速機出力軸７の回転速度で除した値である。この実施例において、現在の変速段における変速比よりも、目標変速段における変速比の方が大きくなる変速制御がダウンシフトである。また、現在の変速段における変速比よりも、目標変速段における変速比の方が小さくなる変速制御がアップシフトである。そして、変速機３は、変速比を切え換る場合に、第１切換クラッチＣ１のトルク容量、および第２切換クラッチＣ２のトルク容量が制御されるように構成された、いわゆるデュアル・クラッチ式の変速機３である。つまり、変速機３の変速段を変更する場合は、第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２の係合・解放を並行して実行する、いわゆるクラッチ・ツウ・クラッチ変速となる。

なお、この実施例においては、変速機３の変速段を切り換えるにあたり、自動変速制御とマニュアル変速制御とを選択可能である。マニュアル変速制御とは、乗員がシフト操作装置４９をマニュアル操作することにより、第１速ないし第７速の変速段を選択的に切り換える制御である。また、自動変速制御とは、シフト操作装置４９で前進段が選択されている場合に、車両Ｖｅの走行状態、例えば、車速およびアクセル開度および総合電子制御装置４７に記憶されている変速マップに基づいて、変速判断をおこない、第１速ないし第７速の変速段を選択的に切り換える制御である。この場合、変速マップには、現在の変速段から他の変速段にアップシフトする場合の基準となるアップシフト線、および、現在の変速段から他の変速段にダウンシフトする場合の基準となるダウンシフト線が設けられている。

次に、発進時におけるエンジン起動時点から変速時点までの、ワンウェイクラッチＯＷＣの作用について説明する。まず、発進時、エンジン１の起動直後においては、第３変速機出力軸８の回転数および第１速ドリブンギヤ１６の回転数は、共に零となっているので、ワンウェイクラッチＯＷＣは解放状態となっている。

そして、エンジンの回転数が上昇し、第１切換クラッチＣ１の係合によって、第１速ドリブンギヤ１６の回転数が上昇し、第３変速機出力軸８の回転数（起動直後は零）よりも上昇すると、ワンウェイクラッチＯＷＣが係合し、エンジン１からのトルクが第１速用歯車対９を経由して、第３変速機出力軸８へ伝達され、いわゆる１速発進（ロー発進）となる。この時、変速用クラッチＣ３〜Ｃ６は中立状態となっている。

その後、車速の増大とともに変速がおこなわれ、第１速ドリブンギヤ１６の回転数が第３変速機出力軸８の回転数よりも低下すると、ワンウェイクラッチＯＷＣは解放状態となり、第１クラッチ出力軸４から第３変速機出力軸８へのトルク伝達が遮断される。このとき変速に伴って、変速用クラッチＣ３〜Ｃ５のいずれかが係合されているので第１速用歯車対９以外の歯車対を経由してトルクが伝達される。なお、第５速が設定されている場合には、クラッチＣ３がアウターギヤ３４と係合しているので、第１クラッチ出力軸４から直接第２変速機出力軸７へトルクが伝達される。

一方、坂道などにおける車両停止時の車両後退時には、車輪２からのトルクが第１リダクションドライブギヤ２７に伝達され、さらに第２変速機出力軸８にトルクが伝達される。なお、このトルクは前進時とは逆向きかつ逆回転のトルクである。ワンウェイクラッチＯＷＣは逆回転時には係合しトルクを伝達するので、第３変速機出力軸８に伝達されたトルクは、第１速ドライブギヤ１５に伝達されるが、車両停止時には第１切換クラッチＣ１および第２切換クラッチＣ２はいずれも解放されているので、第１クラッチ出力軸４および第２クラッチ出力軸５はいずれも空転する。したがって、車両の後退を防止することができない。そこで、変速機内部に循環トルクを発生させるヒルホールド制御をおこない、車両の後退を抑制する必要がある。

次に、このヒルホールド制御について述べる。ヒルホールド制御とは、具体的には、上記坂道などにおける車両停止時の車両後退時に、変速用クラッチＣ４をアウターギヤ３６と係合させるか、変速用クラッチＣ３をアウターギヤ３４またはアウターギヤ４４と係合させることにより変速機内部に循環トルクを発生させ、車輪２からのトルクにより、第２変速機出力軸７の回転を抑制させる制御である。なお、以下の説明は、変速用クラッチＣ４をアウターギヤ３６と係合させた場合、すなわち第３速用歯車列を係合させた場合について述べる。

上述のように、車両停止中の車輪２からのトルクは、第２変速機出力軸７と，リダクションドリブンギヤ２９と、第１リダクションドライブギヤ２７と、第３変速機出力軸８と、ワンウェイクラッチＯＷＣと、第１速ドリブンギヤ１６と、第１速ドライブギヤ１５とを経由して、第１クラッチ出力軸４に伝達される。また、変速用クラッチＣ４がアウターギヤ３６と係合されているので、車輪２からのトルクは、第２変速機出力軸７と，リダクションドリブンギヤ２９と，第２リダクションドライブギヤ２８と，第１変速機出力軸６と，第３速ドリブンギヤ２０と、第３速用歯車対１１とを経由して第１クラッチ出力軸４に伝達される。

ここで、第１速と第３速とが同時に係合されている。すなわち、第２変速機出力軸７と第１クラッチ出力軸４とは変速比の異なる動力伝達が並列しておこなわれているため、動力伝達経路内のどこかで滑りが生じないと回転できない。車両後退時はワンウェイクラッチＯＷＣは滑らないので第２変速機出力軸７は回転することができず、ヒルホールドを実現することができる。

次に、ヒルホールド制御の具体例について、図１を参照して説明する。図１は本ヒルホールド制御の具体例を示すフローチャートである。まず、道路勾配センサーにより現在の道路勾配が所定値以上であるか否かが判断される（ステップＳ１）。

そして、ステップＳ１で否定的に判断された場合、このルーチンを抜けるが、ステップＳ１で肯定的に判断された場合、すなわち、現在の道路勾配が所定値以上である場合には、後退防止機能すなわちヒルホールド機能が必要な状態か否かが判断される（ステップＳ２）。ここで、後退防止機能が必要な状態とは、例えば、道路勾配が所定値以上であり、前進段が選択され、車両が停止状態で、パーキングブレーキが作動していない場合等である。より具体的には、坂道発進時でパーキングブレーキを解除してからエンジンが立ち上がるまでの状態等である。

そして、ステップＳ２で否定的に判断された場合にはこのルーチンを抜けるが、ステップＳ２で肯定的に判断された場合、すなわち、後退防止機能が必要と判断された場合には、直ちに、変速用クラッチＣ４をアウターギヤ３６と係合させ、第３速段を設定する（ステップＳ３）。そしてこのルーチンを抜ける。

つまり、第３変速機出力軸８に設けられたワンウェイクラッチＯＷＣは、車両後退時にには係合し、第１速用歯車対９が選択され、車輪からのトルクが伝達される。また、ヒルホールド必要時には上記第１速用歯車対９に加えて、第２変速機出力軸７に接続された第３速用歯車列１１が選択され、車輪からのトルクが伝達される。第１速用歯車対９と第３速用歯車対１１とは、ギア比が異なっているために、変速機内部で循環トルクが発生する。したがって、切換クラッチＣ１，Ｃ２を解放し、エンジン１からのトルクが変速機３に入力されていない場合でも、第１クラッチ出力軸４の回転を阻止することができ、ヒルホールドを実現することができる。

また、ワンウェイクラッチＯＷＣは第３変速機出力軸８に設けられており、また、車両後退時には自動的に係合され、トルクが伝達される。そして、車両後退時にワンウェイクラッチが係合している状態で、第３速用歯車対１１を選択すればヒルホールドが実現できるので、ヒルホールド専用段を設ける必要がなく、変速機の大型化を抑制することができる。

また、ワンウェイクラッチＯＷＣはいずれの変速段にもうけてもよいが、上記実施例においては、ワンウェイクラッチＯＷＣは変速比の最も低い変速段（１速段）に設けられている。１速段に設けることで、車両停止からヒルホールド制御をおこなわずに直ちに発進制御をおこなう場合の駆動力を確保することができる。

ここで、実施例で説明した構成と、この発明との対応関係を説明すると、エンジン１が原動機に相当し、第１クラッチ出力軸４および第２クラッチ出力軸５が動力伝達部材に相当する。また、切換クラッチＣ１，Ｃ２が複数の動力伝達用クラッチに相当し、第１ないし第３変速機出力軸６ないし８が出力軸に相当する。そして、第１ないし第７速用歯車対９ないし１４が伝達機構および複数の歯車対に相当し、第１ないし第３変速機出力軸６ないし８が出力部材に相当する。また、変速用クラッチＣ３ないしＣ６が変速用クラッチに相当する。

なお、上記実施例においては、ヒルホールド制御時に第３速用歯車対１１を選択したが、図２および図３に示すように、変速用クラッチＣ３をアウターギヤ３４またはアウターギヤ４４と係合させてもよい。要は、ヒルホールド制御時に第１クラッチ出力軸４に設定された変速比の異なる変速段を同時に選択することによって、変速機内部に循環トルクを発生させるように制御すればよい。

なお、請求項１における「ヒルホールド制御必要時」とは、例えば、坂道などにおける車両停止時の車両後退時であって、車両の後退を防止する必要がある場合である。

また、この発明は、各動力伝達部材および各回転部材の回転軸線が、車両Ｖｅの前後方向または車両Ｖｅの幅方向のいずれの向きで配置されている車両Ｖｅにおいても実行可能である。また、この発明は、第２変速機出力軸７のトルクが、前輪または後輪のいずれに伝達される構成の二輪駆動車にも適用可能である。また、この発明は、第２変速機出力軸７のトルクが、動力分配装置（トランスファ）により、前輪および後輪に分配される構成の四輪駆動車にも適用可能である。またこの発明は、車両Ｖｅ以外の駆動装置、例えば、建設機械、工作機械などにも適用可能である。また、この発明に用いられる各種のクラッチとしては、摩擦式クラッチ、例えば、湿式クラッチおよび乾式クラッチが挙げられる。

この発明における変速機で実行可能な制御例を示すフローチャートである。 この発明における変速機で実行可能な制御例の他の例を示すフローチャートである。 この発明における変速機で実行可能な制御例の第３の例を示すフローチャートである。 図１の制御例を実行可能な車両のパワートレーンおよびその制御系統を示す概念図である。

符号の説明

１…エンジン、 ３…変速機、 ４…第１クラッチ出力軸、 ５…第２クラッチ出力軸、 ６…第１変速機出力軸、 ７…第２変速機出力軸、 ８…第３変速機出力軸、 ９…第１速用歯車対、 １０…第２速用歯車対、 １１…第３速用歯車対、 １２…第４速用歯車対、 １３…第６速用歯車対、 １４…第７速用歯車対、 １５…第１速ドライブギヤ、 １６…第１速ドリブンギヤ、 １７…第２速ドライブギヤ、 １８…第２速ドリブンギヤ、 １９…第３速ドライブギヤ、 ２０…第３速ドリブンギヤ、 ２１…第４速ドライブギヤ、 ２２…第４速ドリブンギヤ、 ２３…第６速ドライブギヤ、 ２４…第６速ドリブンギヤ、 ２５…第７速ドライブギヤ、 ２６…第７速ドリブンギヤ、 Ｃ３…変速用クラッチ、 Ｃ４…変速用クラッチ、 Ｃ５…変速用クラッチ、 Ｃ６…変速用クラッチ、 ４５…入力軸、 ４６…油圧アクチュエータ、 Ｃ１…第１切換クラッチ、 Ｃ２…第２切換クラッチ、 Ｖｅ…車両、 ＯＷＣ…ワンウェイクラッチ。

Claims (2)

1. 原動機と複数の動力伝達部材とが、複数の動力伝達用クラッチを介して連結され、前記複数の動力伝達部材と出力軸間で伝達機構によってトルクが伝達可能となるように構成され、前記伝達機構が複数の歯車対によって構成され、前記複数の動力伝達部材のいずれかと出力部材との間でトルクの伝達を行う複数の歯車対のいずれかを選択して係合する変速用クラッチによって変速制御を行う変速機の制御装置において、
   前記複数の動力伝達部材のうち第１の動力伝達部材に設けられた第１歯車対の出力部材側にワンウェイクラッチが設けられており、
   前記ワンウェイクラッチは出力部材の回転方向が前進方向でかつワンウェイクラッチが設けられた歯車の回転数が前記出力部材の回転数よりも小さい場合に空転し、
   前記ワンウェイクラッチは、出力部材の回転方向が前進方向でかつワンウェイクラッチが設けられた歯車の回転数が前記出力部材の回転数よりも大きい場合に係合してトルクの伝達をおこない、
   前記ワンウェイクラッチは出力部材の回転方向が後進方向の場合に係合してトルクの伝達をおこなうように構成されているとともに、
   前記変速機の制御装置は、ヒルホールド制御必要時には、第１歯車対以外の、前記第１の動力伝達部材に設けられたいずれかの歯車対を選択して係合する手段を備えていることを特徴とする変速機の制御装置。
2. 前記第１歯車対は変速比の最も大きな変速段を構成する歯車対であることを特徴とする請求項１に記載の変速機の制御装置。

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