JP2007198562A - 自動変速機の制御装置，制御方法および自動変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数のギアを同時に締結する状態を有する自動変速機において、シフトレンジ操作時のギア切替えをスムーズに行なえる自動変速機の制御装置，制御方法および自動変速装置を提供することにある。
【解決手段】パワートレイン制御ユニット１００は、複数のギアが噛合い位置にあり、そのうちの一つのギアがトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されている状態にあり、かつ、車速が所定値よりも小さい条件下にて、シフトレンジを操作するレバー装置３０１が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つのギアを優先的に解放するように、噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出す。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動変速機の制御装置，制御方法および自動変速装置に係り、特に、ツインクラッチ式の自動変速機に用いるに好適な自動変速機の制御装置，制御方法および自動変速装置に関する。

従来の自動変速機としては、例えば、特開平１０−８９４５６号公報に記載のように、遊星歯車式あるいは平行軸式変速機構を用い、変速比の異なるギヤ段に個別に設けられたクラッチを選択的に締結しているものが知られている。

平行軸式変速機構を用いた自動変速機では、スムーズな変速を実施するために、走行レンジが選択されている状態においては、クラッチ締結側の軸に配設されたギアの締結に加えて、クラッチを締結していない側の軸に配設されたギアも締結しておくように制御する場合がある。

特開平１０−８９４５６号公報

このような自動車の、特に走行レンジから非走行レンジへのシフトレンジ操作が行われた際のギア切替えにおいては、一般的に締結しているギアを解放してニュートラル状態とするが、このとき複数締結しているギアの解放順序を規定せずにギア解放を行うと、ギア解放動作中に再度走行レンジへのシフトレンジ操作が行われた場合に、目標とする状態へ遷移するために不必要なギア締結動作を行う必要が生じるし、状態遷移に時間がかかるという問題が発生する。

本発明の目的は、複数のギアを同時に締結する状態を有する自動変速機において、シフトレンジ操作時のギア切替えをスムーズに行なえる自動変速機の制御装置，制御方法および自動変速装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、入力軸から出力軸へトルク伝達が可能な複数のトルク伝達手段と複数の歯車対とによって、前記入力軸から前記出力軸への複数のトルク伝達経路を形成でき、前記トルク伝達手段の少なくとも一つは伝達トルクが調整可能な伝達トルク可変手段であり、かつ少なくとも二つは噛合い伝達手段である自動変速機に用いられ、前記伝達トルク可変手段及び前記噛合い伝達手段を制御して、前記自動変速機の前記複数のトルク伝達経路を切り替えて変速を制御する自動変速機の制御装置であって、複数の前記噛合い伝達手段が噛合い位置にあり、そのうちの一つの噛合い伝達手段がトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されている状態にあり、かつ、車速が所定値よりも小さい条件下にて、シフトレンジを操作するシフトレンジ操作手段が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、前記シフトレンジ操作手段が走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つの噛合い伝達手段を優先的に解放するように、噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出す制御手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、複数のギアを同時に締結する状態を有する自動変速機において、シフトレンジ操作時のギア切替えをスムーズに行なえるものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記制御手段は、車速が所定値よりも大きい条件下にて、前記シフトレンジ操作手段が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、前記シフトレンジ操作手段が走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つの噛合い伝達手段を残して、他の噛合い伝達手段に対して噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出すことにより解放するように制御するものである。

（３）また、上記目的を達成するために、本発明は、入力軸から出力軸へトルク伝達が可能な複数のトルク伝達手段と複数の歯車対とによって、前記入力軸から前記出力軸への複数のトルク伝達経路を形成でき、前記トルク伝達手段の少なくとも一つは伝達トルクが調整可能な伝達トルク可変手段であり、かつ少なくとも二つは噛合い伝達手段である自動変速機に用いられ、前記伝達トルク可変手段及び前記噛合い伝達手段を制御して、前記自動変速機の前記複数のトルク伝達経路を切り替えて変速を制御する自動変速機の制御方法であって、複数の前記噛合い伝達手段が噛合い位置にあり、そのうちの一つの噛合い伝達手段がトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されている状態にあり、かつ、車速が所定値よりも小さい条件下にて、シフトレンジを操作するシフトレンジ操作手段が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、前記シフトレンジ操作手段が走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つの噛合い伝達手段を優先的に解放するように、噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出すようにしたものである。
かかる方法により、複数のギアを同時に締結する状態を有する自動変速機において、シフトレンジ操作時のギア切替えをスムーズに行なえるものとなる。

（４）さらに、上記目的を達成するために、本発明は、入力軸から出力軸へトルク伝達が可能な複数のトルク伝達手段と複数の歯車対とによって、前記入力軸から前記出力軸への複数のトルク伝達経路を形成でき、前記トルク伝達手段の少なくとも一つは伝達トルクが調整可能な伝達トルク可変手段であり、かつ少なくとも二つは噛合い伝達手段である自動変速機と、前記自動変速機の前記伝達トルク可変手段及び前記噛合い伝達手段を制御して、前記自動変速機の前記複数のトルク伝達経路を切り替えて変速を制御する制御手段とを有する自動変速装置であって、前記制御手段は、複数の前記噛合い伝達手段が噛合い位置にあり、そのうちの一つの噛合い伝達手段がトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されている状態にあり、かつ、車速が所定値よりも小さい条件下にて、シフトレンジを操作するシフトレンジ操作手段が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、前記シフトレンジ操作手段が走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つの噛合い伝達手段を優先的に解放するように、噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出すようにしたものである。
かかる構成により、複数のギアを同時に締結する状態を有する自動変速機において、シフトレンジ操作時のギア切替えをスムーズに行なえるものとなる。

本発明によれば、複数のギアを同時に締結する状態を有する自動変速機において、シフトレンジ操作時のギア切替えをスムーズに行なえるものとなる。

以下、図１〜図７を用いて、本発明の一実施の形態による自動変速機の制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施の形態による自動変速機の制御装置を適用した自動車の構成及び動作について説明する。
図１は、本発明の一実施の形態による自動変速機の制御装置を適用した自動車の構成を示すスケルトン図である。

駆動力源であるエンジン１は、エンジン制御ユニット１０１により制御される。エンジン１には、エンジン１の回転数を計測するエンジン回転数センサ（図示しない）、エンジントルクを調節する電子制御スロットル（図示しない）、吸入空気量に見合う燃料量を噴射するための燃料噴射装置（図示しない）が設けられている。エンジン制御ユニット１０１は、吸入空気量，燃料量，点火時期等を操作することで、エンジン１のトルクを高精度に制御する。ここで、燃料噴射装置には、燃料が吸気ポートに噴射される吸気ポート噴射方式あるいはシリンダ内に直接噴射される筒内噴射方式があるが、エンジンに要求される運転域（エンジントルク、エンジン回転数で決定される領域）を比較して燃費が低減でき、かつ排気性能が良い方式のエンジンを用いるのが有利である。駆動力源としては、ガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジン，天然ガスエンジンや、電動機などでもよいものである。

エンジン１と入力軸クラッチ入力ディスク３０１は、直結されている。入力軸クラッチ第１出力ディスク３０２は変速機第１入力軸３１２に直結され、入力軸クラッチ第２出力ディスク３０３は変速機第２入力軸３０４に直結されている。変速機第２入力軸３０４は中空になっており、変速機第１入力軸３１２は、変速機第２入力軸３０４の中空部分を貫通し、変速機第２入力軸３０４に対し回転方向への相対運動が可能な構成となっている。また、入力軸回転数検出手段として、変速機第１入力軸３１２の回転数を検出するためのセンサ３０８、および、変速機第２入力軸３０４の回転数を検出するためのセンサ３０７が設けられている。入力軸クラッチには、乾式単板方式や湿式多板クラッチや電磁クラッチなどすべての摩擦伝達手段を用いることが可能である。

変速機第２入力軸３０４には、第１ドライブギア４と、第３ドライブギア６と、第５ドライブギア８が固定されており、変速機第１入力軸３１２に対しては、回転自在となっている。また、変速機第１入力軸３１２には、第２ドライブギア５と、第４ドライブギア７が固定されており、変速機第２入力軸３０４に対しては、回転自在となっている。入力軸クラッチ入力ディスク３０１と入力軸クラッチ第１出力ディスク３０２の係合・解放は、入力軸クラッチ第１アクチュエータ３０５によって行われる。入力軸クラッチ入力ディスク３０１と入力軸クラッチ第２出力ディスク３０３の係合・解放は、入力軸クラッチ第２アクチュエータ３０６によって行われる。

第１ドリブンギア１２と第３ドリブンギア１４の間には、第１ドリブンギア１２を変速機出力軸１８に係合させたり、第３ドリブンギア１４を変速機出力軸１８に係合させる、第１噛合いクラッチ３０９が設けられている。したがって、第１ドライブギア４、または第３ドライブギア６から第１ドリブンギア１２または第３ドリブンギア１４に伝達された回転トルクは、第１噛合いクラッチ３０９に伝達され、第１噛合いクラッチ３０９を介して変速機出力軸１８に伝達される。

また、第２ドリブンギア１３と第４ドリブンギア１５の間には、第２ドリブンギア１３を変速機出力軸１８に係合させたり、第４ドリブンギア１５を変速機出力軸１８に係合させる、第３噛合いクラッチ３１１が設けられている。したがって、第２ドライブギア５、または第４ドライブギア７から第２ドリブンギア１３または第４ドリブンギア１５に伝達された回転トルクは、第３噛合いクラッチ３１１に伝達され、第３噛合いクラッチ３１１を介して変速機出力軸１８に伝達される。

また、第５ドリブンギア１６には、第５ドリブンギア１６を変速機出力軸１８に係合させる、第２噛合いクラッチ３１０が設けられている。したがって、第５ドライブギア８から第５ドリブンギア１６に伝達された回転トルクは、第２噛合いクラッチ３１０に伝達され、第２噛合いクラッチ３１０を介して変速機出力軸１８に伝達される。

ここで、噛合いクラッチには、摩擦力によって回転数をスムーズに合わせるシンクロナイザ機構を付加することが望ましい。

また、出力軸回転数検出手段として、変速機出力軸１８の回転数を検出するためのセンサ３０が設けられている。

このように、変速機第１入力軸３１２、および変速機第２入力軸３０４の回転トルクを第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１に伝達するためには、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１のうちいずれか一つを変速機出力軸１８の軸方向に移動させ、第１ドリブンギア１２、第２ドリブンギア１３、第３ドリブンギア１４、第４ドリブンギア１５、第５ドリブンギア１６のいずれか一つと締結する必要がある。第１ドリブンギア１２、第２ドリブンギア１３、第３ドリブンギア１４、第４ドリブンギア１５、第５ドリブンギア１６のいずれか一つと変速機出力軸１８とを締結するには、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１のいずれか一つを移動する訳であるが、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１のいずれか一つを移動するには、シフト第１アクチュエータ２３、シフト第２アクチュエータ２４、セレクト第１アクチュエータ２５、セレクト第２アクチュエータ２６によって、シフト／セレクト機構３１３を動作させることによって行う。

シフト第１アクチュエータ２３、シフト第２アクチュエータ２４、およびセレクト第１アクチュエータ２５、セレクト第２アクチュエータ２６は、電磁弁を用いて構成するか、または電動機等によって構成してもよいものである。また、シフト／セレクト機構３１３は、シフターレール、シフターフォークなどによって構成するか、またはドラム式としてもよいものである。また、シフト／セレクト機構３１３には、走行時のギア抜け防止のためにギア位置を保持する位置保持機構（図示しない）が設けられている。

第１ドライブギア４、第２ドライブギア５、第３ドライブギア６、第４ドライブギア７、第５ドライブギア８から、第１ドリブンギア１２、第２ドリブンギア１３、第３ドリブンギア１４、第４ドリブンギア１５、第５ドリブンギア１６を介して変速機出力軸１８に伝達された変速機入力軸の回転トルクは、変速機出力軸１８に連結されたディファレンシャルギア（図示しない）を介して車軸（図示しない）に伝えられる。

入力軸クラッチ入力ディスク３０１と入力軸クラッチ第１出力ディスク３０２間の押付け力を発生させる入力軸クラッチ第１アクチュエータ３０５、入力軸クラッチ入力ディスク３０１と入力軸クラッチ第２出力ディスク３０３間の押付け力を発生させる入力軸クラッチ第２アクチュエータ３０６は、油圧制御ユニット１０２によって、各アクチュエータに設けられた電磁弁（図示せず）の電流を制御することで各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストローク量を調節して各アクチュエータの油圧を制御し、各クラッチの伝達トルクの制御を行っている。

また、油圧制御ユニット１０２によって、セレクト第１アクチュエータ２５、セレクト第２アクチュエータ２６に設けられた電磁弁（図示せず）の電流を制御することで各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストローク量を調節して各アクチュエータの油圧を制御し、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１のいずれを移動するか選択している。

また、油圧制御ユニット１０２によって、シフト第１アクチュエータ２３、シフト第２アクチュエータ２４各アクチュエータに設けられた電磁弁（図示せず）の電流を制御することで各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストローク量を調節して各アクチュエータの油圧を制御することによって、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１を動作させる荷重を制御できるようになっている。

本実施例においては、シフト／セレクト機構３１３を駆動するアクチュエータであるシフト第１アクチュエータ２３、シフト第２アクチュエータ２４、およびセレクト第１アクチュエータ２５、セレクト第２アクチュエータ２６には、油圧アクチュエータを用いているが、電動機等による電気アクチュエータによって構成してもよいものである。また、シフト第１アクチュエータ２３、シフト第２アクチュエータ２４のかわりに一つのアクチュエータ、セレクト第１アクチュエータ２５、セレクト第２アクチュエータ２６のかわりに一つのアクチュエータとして構成してもよいものである。また、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１を動作させる機構としては、シフターレール、シフターフォークなどによって構成するか、またはドラム式など、噛合いクラッチ３０９、３１０、３１１を移動させるための他の手段を用いても構成可能である。

また本実施例においては、入力軸クラッチ第１アクチュエータ３０５、入力軸クラッチ第２アクチュエータ３０６には、油圧アクチュエータを用いているが、電動機等による電気アクチュエータによって構成してもよいものである。

また、エンジン１は、エンジン制御ユニット１０１により、吸入空気量、燃料量、点火時期等を操作することで、エンジン１のトルクを高精度に制御するようになっている。

また、レバー装置１１０から、Ｐレンジ，Ｒレンジ，Ｎレンジ，Ｄレンジ等のシフトレバー位置を示すレンジ位置信号が変速機制御ユニット１００に入力される。

そして、油圧制御ユニット１０２とエンジン制御ユニット１０１は、パワートレイン制御ユニット１００によってコントロールされている。パワートレーン制御ユニット１００、エンジン制御ユニット１０１、油圧制御ユニット１０２は、通信手段１０３によって相互に情報を送受信する。

本実施例においては、油圧アクチュエータを用いているため、油圧アクチュエータを制御する油圧制御ユニット１０２を用いているが、電動機等による電気アクチュエータの場合は、油圧制御ユニット１０２のかわりに電動機制御ユニットとなる。

次に、図２を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置におけるパワートレーン制御ユニット１００と、エンジン制御ユニット１０１と、油圧制御ユニット１０２との間の通信手段１０３による入出力信号関係について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるパワートレーン制御ユニットと、エンジン制御ユニットと、油圧制御ユニットとの間の通信手段による入出力信号関係の説明図である。

パワートレーン制御ユニット１００は、入力部１００ｉと、出力部１００ｏと、コンピュータ１００ｃとを備えたコントロールユニットとして構成される。同様に、エンジン制御ユニット１０１も、入力部１０１ｉと、出力部１０１ｏと、コンピュータ１０１ｃとを備えたコントロールユニットとして構成され、油圧制御ユニット１０２も、入カ部１０２ｉと、出力部１０２ｏと、コンピュータ１０２ｃとを備えたニコントロールユニットとして構成される。

パワートレーン制御ユニット１００からエンジン御御ユニット１０１に、通信手段１０３を用いてエンジントルク指令値ＴＴｅが送信され、エンジン制御ユニット１０１はエンジントルク指令値ＴＴｅを実現するように、エンジン１の吸入空気量，燃料量，点火時期等（図示しない）を制御する。また、エンジン制御ユニット１０１内には、変速機への入カトルクとなるエンジントルクの検出手段（図示しない）が備えられ、エンジン制御ユニット１０１によってエンジン１の回転数Ｎｅ、エンジン１が発生したエンジントルクＴｅを検出し、通信手段１０３を用いてパワートレーン制御ユニット１００に送信する。エンジントルク検出手段には、トルクセンサを用いるか、またはインジェクタの噴射パルス幅や吸気管内の圧力とエンジン回転数等など、エンジンのパラメータによる推定手段としても良い。

パワートレーン制御ユニット１００から油圧制御ユニット１０２に第１入力軸クラッチ目標トルクＴＴｃ１、第２入力軸クラッチ目標トルクＴＴｃ２、目標シフト位置ｔｐＳｆｔ、目標セレクト位置ｔｐＳＥＬが送信され、油圧制御ユニットは、第１入力軸クラッチ目標トルクＴＴｃ１、第２入力軸クラッチ目標トルクＴＴｃ２を実現するよう、入力軸クラッチ第１アクチュエータ３０５、入カ軸クラッチ第２アクチュエータ３０６を制御して、入力軸クラッチ入カディスク３０１と入力軸クラッチ第１出力ディスク３０２、入力軸クラッチ入カディスク３０１と入力軸クラジチ第２出力ディスク３０３を係合、開放する。また、目標シフト位置ｔｐＳｆｔ、目標セレクト位置ｔｐＳＥＬを実現するよう、シフト第１アクチュエータ２３、シフト第２アクチュエータ２４、セレクト第１アクチュエータ２５、セレクト第２アクチュエータ２６を制御し、シフト／セレクト機構３１３を操作することにより、シフト位置・セレクト位置を制御し、第１噛合いクラッチ３０９、第２噛合いクラッチ３１０、第３噛合いクラッチ３１１の噛合、解放を行う。

また、油圧制御ユニット１０２によって、シフト位置信号ｒｐＳＦＴ、セレクト位置信号ｒｐＳＥＬを検出し、パワートレーン制御ユニット１００に送信する。

また、パワートレーン制御ユニット１００には第１入力軸回転センサ３０８、第２入力軸回転センサ３０７、出力軸回転センサ３０から、第１入力軸回転数Ｎｉ１、第２入カ軸回転数Ｎｉ２、出力軸回転数Ｎｏがそれぞれ入力され、また、Ｐレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｄレンジ等のシフトレパー位置を示すレンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓと、アクセルペダル踏み込み量Ａｐｓと、ブレーキが踏み込まれているか否かを検由するブレーキスイッチからのＯＮ／ＯＦＦ信号Ｂｒｋが入力される。

パワートレーン制御ユニット１００は、例えば、運転者がシフトレンジをＤレンジ等にしてアクセルペダルを踏み込んだときは運転者に発進、加速の意志があると判断し、また、運転者がブレーキペダルを踏み込込んだときは運転者に減速、停止の意志があると判断し、運転者の意図を実現するように、エンジントルク指令値ＴＴｅ、第１入力軸クラツチ目標トルクＴＴｃ１、第２入力軸クラツチ目標トールクＴＴｃ２、目標シフト位置ｔｐＳｆｔ、目標セレクト位置ｔｐＳＥＬを設定する。また、出力軸回転数Ｎｏから算出する車速Ｖｓｐとアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓから変速段を設定し、設定した変速段への変速動作を実行するよう、エンジントルク指令値ＴＴｅ、第１入力軸クラッチ目標トルクＴＴｃ１、第２入力軸クラッチ目標トルクＴＴｃ２、目標シフト位置ｔｐＳｆｔ、目標セレクト位置ｔｐＳＥＬを設定する。

次に、図３〜図７を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置によるシフトレンジ操作時のギア解放制御の制御内容について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置によるシフトレンジ操作時のギア解放制御の制御内容を示すフローチャートである。

以下に示すシフトレンジ操作時のギア解放制御の内容は、パワートレーン制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃにプログラミングされ、あらかじめ定められた周期で繰り返し実行される。すなわち、以下のステップ５０１〜５０７の処理は、パワートレーン制御ユニット１００によって実行される。

ステップ５０１において、パワートレーン制御ユニット１００は、パラメータを読み込み、ステップ５０２において、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジ（Ｄレンジ，Ｒレンジ等）から非走行レンジ（Ｐレンジ，Ｎレンジ等）へ変化したか否かを判定する。

走行レンジから非走行レンジに変化したことを検出すると、ステップ５０３において、車速Ｖｓｐが所定値よりも小さいか否かを判定し、車速Ｖｓｐが所定値よりも小さい場合、すなわち前進から後退あるいは、後退から前進へのギア切替をスムーズに行える程度の車速と判断される場合は、ステップ５０４へ進み、車速Ｖｓｐが所定値よりも大きい場合はステップ５０６へ進む。

車速Ｖｓｐが所定値よりも小さい場合は、ステップ５０４において、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択されていたギアを最初に解放するギア解放制御Ａを実行する。ギア解放制御Ａの詳細については、図４及び図５を用いて後述する。そして、ステップ５０５において、全てのギアの解放制御が完了すると、制御を終了する。

車速Ｖｓｐが所定値よりも大きい場合は、ステップ５０６において、基本的にはレンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択されていたギアを最後に解放するギア解放制御Ｂを実行する。ギア解放制御Ｂの詳細については、図６及び図７を用いて後述する。そして、ステップ５０７において、全てのギアの解放制御が完了すると、制御を終了する。

次に、図４及び図５を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以下の時のギア解放制御の制御内容について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以下の時のギア解放制御の制御内容を示すフローチャートである。図５は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以下の時のギア解放制御の制御内容を示すタイミングチャートである。

図４は、図３のステップ５０４に対応するギア解放制御Ａのフローチャートを示している。ステップ６０１において、パワートレーン制御ユニット１００は、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択されていたギアが解放されているか否かを判定し、トルク伝達経路を形成するために選択されていたギアが解放されていないと判定した場合はステップ６０３へ進む。ステップ６０３では、トルク伝達経路を形成するために選択されていたギアの解放制御を行なう。すなわち、車速Ｖｓｐが所定値よりも小さい場合は、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択されていたギアを最初に解放する。

ステップ６０１でトルク伝達経路を形成するために選択されていたギアが解放されていると判定した場合は、ステップ６０２へ進む。ステップ６０２では、トルク伝達経路を形成するために選択されていたギア以外の解放制御を行なう。このように制御することで、ギア解放制御中に再びレンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジとされたときの復帰をスムーズに行うことができる。

図５は、車速が所定値よりも小さい条件下でのＤ→Ｎシフトレンジ操作時のギア解放制御中のＮ→Ｒシフトレンジ操作時における各信号を一例としてタイムチャートが示されている。図５において、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間がＤ→Ｎシフトレンジ操作時のギア解放制御期間となっている。

図５（Ａ）は、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓの変化を示している。図５（Ｂ）は、第１入力軸クラッチ目標トルクを示している。図５（Ｃ）は、第２入力軸クラッチ目標トルクを示している。図５（Ｄ）は、伝達トルク形成用選択ギア位置を示している。図５（Ｅ）は、その他のギア位置を示している。

車速が所定値よりも小さい条件下でのＤ→Ｎシフトレンジ操作時のギア解放制御においては、時刻ｔ１において、図５（Ａ）に示すように、運転者がシフトレンジをＤからＮへ操作すると、パワートレーン制御ユニット１００は、時刻ｔ２において、図５（Ｂ）に示すように、第１入力軸クラッチ目標トルクを立ち下げ、第１入力軸クラッチを解放する制御を開始する。

第１入力軸クラッチが解放状態となると、時刻ｔ３において、図５（Ｄ）に実線Ｄ１で示すように、伝達トルク形成用選択ギアのギア解放を開始する。

ギア解放制御を実施している期間中に、図５（Ａ）に示すように、運転者がシフトレンジをＮからＲへ操作すると、時刻ｔ３〜ｔ４にかけて、図５（Ｄ）に実線Ｄ１で示すように、解放したギアを、再び所望のギア位置とするための締結を開始する。時刻ｔ５において、ギア締結が完了すると、時刻ｔ６にかけて、図５（Ｂ）に示すように、クラッチの締結を行うとともに、図５（Ｅ）に実線Ｅ１で示すように、その他のギアのギア解放を実行する。

ここで、図５（Ｄ），（Ｅ）に破線Ｄ２，Ｅ２で示す状態は、本実施形態を採用しない場合である。例えば、第１入力軸クラッチが解放状態となり、時刻ｔ３において、図５（Ｅ）に破線Ｅ２で示すように、その他のギアの解放を開始する。このとき、時刻Ｔ３において、図５（Ａ）に示すように、運転者がシフトレンジをＮからＲへ操作したとしても、その他のギアの解放が終了し、さらに、図５（Ｄ）に破線Ｄ２で示すように、伝達トルク形成用選択ギアのギア解放を行い、ギアが解放された後でないと、図５（Ｄ）に破線Ｄ２で示すように、後退用のギアを締結することができない。従って、図５（Ｄ）の実線Ｄ１の場合と、破線Ｄ２の場合で、後退用のギアが噛み合い終了するタイミングを比較すると、本実施形態の方が、時間ΔＴ１だけ早く噛合いを終了できるので、状態遷移時間を短くできるものである。

次に、図６及び図７を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以上の時のギア解放制御の制御内容について説明する。
図６は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以上の時のギア解放制御の制御内容を示すフローチャートである。図７は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以上の時のギア解放制御の制御内容を示すタイミングチャートである。

図６は、図３のステップ５０６に対応するギア解放制御Ｂのフローチャートを示している。ステップ７０１において、パワートレーン制御ユニット１００は、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択されていたギア以外のギアが解放されているか否かを判定し、トルク伝達経路を形成するために選択されていたギア以外のギアが解放されていないと判定した場合はステップ７０３へ進む。ステップ７０３では、トルク伝達経路を形成するために選択されていたギア以外のギアの解放制御を行なう。すなわち、車速Ｖｓｐが所定値よりも大きい場合は、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択されていたギアを最後に解放するものとして、最初に、その他のギアを解放する。

ステップ７０１でトルク伝達経路を形成するために選択されていたギア以外のギアが解放されていると判定した場合はステップ７０２へ進む。ステップ７０２ではトルク伝達経路を形成するために選択されていたギアの解放制御を行なう。このように制御することで、ギア解放制御中に再びレンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが走行レンジとされたときの復帰をスムーズに行うことができる。

図７は、車速が所定値よりも大きい条件下でのＤ→Ｎシフトレンジ操作時のギア解放制御中のＮ→Ｄシフトレンジ操作時における各信号を一例としてタイムチャートが示されている。車速が所定値よりも大きい条件下で、Ｄ→Ｎ→Ｄのシフトレンジ操作が行われる場合とは、Ｄレンジで走行中に、誤ってＮレンジにシフトしてしまい、それに気付いて、元のＤレンジに戻す場合等である。図７において、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間がＤ→Ｎシフトレンジ操作時のギア解放制御期間となっている。

図７（Ａ）は、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓの変化を示している。図７（Ｂ）は、第１入力軸クラッチ目標トルクを示している。図７（Ｃ）は、第２入力軸クラッチ目標トルクを示している。図７（Ｄ）は、伝達トルク形成用選択ギア位置を示している。図７（Ｅ）は、その他のギア位置を示している。

車速が所定値よりも大きい条件下でのＤ→Ｎシフトレンジ操作時のギア解放制御においては、時刻ｔ１で、図７（Ａ）に示すように、運転者がシフトレンジをＤからＮへ操作すると、時刻ｔ２において、パワートレーン制御ユニット１００は、図７（Ｂ）に示すように、第１入力軸クラッチ目標トルクを立ち下げ、第１入力軸クラッチを解放する制御を開始する。

第１入力軸クラッチが解放状態となると、時刻ｔ３において、図７（Ｅ）に示すように、ギア解放を開始する。この時のギア開放は、伝達トルク形成用選択ギア以外のギアの解放から行われる。ギア解放制御を実施している期間中に運転者がシフトレンジをＮからＤへ操作すると、時刻ｔ４において、クラッチの締結を開始し、時刻ｔ５にて、クラッチの締結が完了して、所望の車両状態となる。

ここで、図７（Ｄ）に破線Ｄ４で示すように、最初に、伝達トルク形成用選択ギアから解放すると、Ｎ→Ｄレンジのシフトが行われたとき、再び、伝達トルク形成用選択ギアを締結する操作が必要となり、その分、余分な状態遷移時間を要することになる。それに対して、その他のギアから解放することで、図７（Ｂ）に波線で示すＢ４から実線で示すＢ３のように、状態遷移時間を短くできるものである。

また、図７（Ｄ）に破線Ｄ４で示すように、伝達トルク形成用選択ギアの解放・締結動作をすると、締結時にシンクロ機構を動作させる必要があるため、シンクロの作動回数が増加するのに対して、本実施形態では、シンクロの作動回数を低減できる。

以上述べてきたように構成することで、本実施形態では、素早いシフトレンジ操作時の状態切替に要する時間を低減可能とするとともに、シンクロの作動回数を低減し得るものとなる。

本発明の一実施の形態による自動変速機の制御装置を適用した自動車の構成を示すスケルトン図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるパワートレーン制御ユニットと、エンジン制御ユニットと、油圧制御ユニットとの間の通信手段による入出力信号関係の説明図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置によるシフトレンジ操作時のギア解放制御の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以下の時のギア解放制御の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以下の時のギア解放制御の制御内容を示すタイミングチャートである。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以上の時のギア解放制御の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置による所定車速以上の時のギア解放制御の制御内容を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…エンジン
４…第１ドライブギア
５…第２ドライブギア
６…第３ドライブギア
７…第４ドライブギア
８…第５ドライブギア
１２…第１ドリブンギア
１３…第２ドリブンギア
１４…第３ドリブンギア
１５…第４ドリブンギア
１６…第５ドリブンギア
１８…変速機出力軸
２３…シフト第１アクチュエータ
２４…シフト第２アクチュエータ
２５…セレクト第１アクチュエータ
２６…セレクト第２アクチュエータ
３０…出力軸回転センサ
１００…パワートレイン制御ユニット
１０１…エンジン制御ユニット
１０２…油圧制御ユニット
１０３…通信手段
１１０…レバー装置
３０１…入力軸クラッチ入力ディスク
３０２…入力軸クラッチ第１出力ディスク
３０３…入力軸クラッチ第２出力ディスク
３０４…変速機第２入力軸
３０５…入力軸クラッチ第１アクチュエータ
３０６…入力軸クラッチ第２アクチュエータ
３０７…第２入力軸回転センサ
３０８…第１入力軸回転センサ
３０９…第１噛合いクラッチ
３１０…第２噛合いクラッチ
３１１…第３噛合いクラッチ
３１２…変速機第１入力軸
３１３…シフト／セレクト機構

Claims (4)

1. 入力軸から出力軸へトルク伝達が可能な複数のトルク伝達手段と複数の歯車対とによって、前記入力軸から前記出力軸への複数のトルク伝達経路を形成でき、前記トルク伝達手段の少なくとも一つは伝達トルクが調整可能な伝達トルク可変手段であり、かつ少なくとも二つは噛合い伝達手段である自動変速機に用いられ、
   前記伝達トルク可変手段及び前記噛合い伝達手段を制御して、前記自動変速機の前記複数のトルク伝達経路を切り替えて変速を制御する自動変速機の制御装置であって、
   複数の前記噛合い伝達手段が噛合い位置にあり、そのうちの一つの噛合い伝達手段がトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されている状態にあり、かつ、車速が所定値よりも小さい条件下にて、シフトレンジを操作するシフトレンジ操作手段が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、前記シフトレンジ操作手段が走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つの噛合い伝達手段を優先的に解放するように、噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出す制御手段を備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 請求項１記載の自動変速機の制御装置において、
   前記制御手段は、車速が所定値よりも大きい条件下にて、前記シフトレンジ操作手段が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、前記シフトレンジ操作手段が走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つの噛合い伝達手段を残して、他の噛合い伝達手段に対して噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出すことにより解放するように制御することを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 入力軸から出力軸へトルク伝達が可能な複数のトルク伝達手段と複数の歯車対とによって、前記入力軸から前記出力軸への複数のトルク伝達経路を形成でき、前記トルク伝達手段の少なくとも一つは伝達トルクが調整可能な伝達トルク可変手段であり、かつ少なくとも二つは噛合い伝達手段である自動変速機に用いられ、
   前記伝達トルク可変手段及び前記噛合い伝達手段を制御して、前記自動変速機の前記複数のトルク伝達経路を切り替えて変速を制御する自動変速機の制御方法であって、
   複数の前記噛合い伝達手段が噛合い位置にあり、そのうちの一つの噛合い伝達手段がトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されている状態にあり、かつ、車速が所定値よりも小さい条件下にて、シフトレンジを操作するシフトレンジ操作手段が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、前記シフトレンジ操作手段が走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つの噛合い伝達手段を優先的に解放するように、噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出すことを特徴とする自動変速機の制御方法。
4. 入力軸から出力軸へトルク伝達が可能な複数のトルク伝達手段と複数の歯車対とによって、前記入力軸から前記出力軸への複数のトルク伝達経路を形成でき、前記トルク伝達手段の少なくとも一つは伝達トルクが調整可能な伝達トルク可変手段であり、かつ少なくとも二つは噛合い伝達手段である自動変速機と、
   前記自動変速機の前記伝達トルク可変手段及び前記噛合い伝達手段を制御して、前記自動変速機の前記複数のトルク伝達経路を切り替えて変速を制御する制御手段とを有する自動変速装置であって、
   前記制御手段は、複数の前記噛合い伝達手段が噛合い位置にあり、そのうちの一つの噛合い伝達手段がトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されている状態にあり、かつ、車速が所定値よりも小さい条件下にて、シフトレンジを操作するシフトレンジ操作手段が後退レンジを含む走行レンジから非走行レンジへ切り替わった状態を検知すると、前記シフトレンジ操作手段が走行レンジにあった際にトルク伝達経路を形成するために選択的に決定されていた一つの噛合い伝達手段を優先的に解放するように、噛合い位置から非噛合い位置へ移動する指令を出すことを特徴とする自動変速装置。

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