JP2008151194A - 自動変速機の制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、スリーブの移動速度過大によるショックを発生させることなく、かつ可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付ける自動変速機の制御方法および制御装置を提供することにある。
【解決手段】変速機制御ユニット１００は、シフトアクチュエータ６２，６３によってスリーブを遊転ギア側へ押しつけて同期噛合い機構２１，２２，２３の噛合いを行う際に、スリーブがリングを押付け始める時点よりも前に、スリーブが移動を開始したときの移動速度よりもスリーブの移動速度が小さくなるようにシフトアクチュエータ６２，６３を制御する。
【選択図】図９

Description

本発明は、自動変速機の制御方法および制御装置に係り、特に、自動車に用いる歯車式変速機の制御に好適な自動変速機の制御方法および制御装置に関する。

手動変速機の自動車は、トルクコンバータを用いた変速機を搭載するものに比べ燃費がすぐれている。しかし、発進時のクラッチとアクセルの連携操作や、変速時のクラッチとギアチェンジの連携操作が煩わしいものとなっている。

これらを解決すべく、手動変速機に用いられる歯車式変速機を用いてクラッチとギアチェンジ操作を自動化したシステムとして自動化マニュアルトランスミッション（以下、「自動ＭＴ」と称する）が開発されている。また、特開２０００−２３４６５４号公報や、特開２００１−２９５８９８号公報に記載のように、変速機への入力トルクを伝達する２つのクラッチを設け、２つのクラッチによって交互に駆動トルクを伝達する、いわゆる、ツインクラッチ式自動ＭＴも知られている。

このような自動ＭＴにおいては、ギアチェンジ操作を行うための機構として、手動変速機と同様、変速機の内部に同期噛合い機構が設けられている。

同期噛合い機構は、スリーブと、キーと、ハブと、リングとを備えている。スリーブは、変速機の入力軸もしくは出力軸と一体的に回転するハブに対してスプライン嵌合されており、スリーブに押付け荷重が加わると、キーがスリーブとともに移動し、その端面でリングを遊転ギアのコーン部に押し付け、リングと遊転ギアのコーン面に摩擦が働き始め、スリーブの更なる移動により、キーとの噛合が外れると、スリーブが直接リングを押し、リングと遊転ギア間のコーン面に摩擦が働くことによって、遊転ギアの回転がスリーブの回転と一致（同期）する。回転が同期すると、リングは回転自在になり、スリーブの移動を妨げなくなる。その結果、スリーブはリングを通過して遊転ギアの噛合い歯に完全に噛み合い、所定の変速段を実現する。

しかし、スリーブを遊転ギアに噛合わせ、所定の変速段を実現するために、スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、スリーブの押付け荷重が過大となると、スリーブが急速に移動し、リングと遊転ギアのコーン面が衝突し、ショックが生じて変速フィーリングが悪化する。

そこで、例えば、特開２００３−２６２２３７号公報に記載のように、スリーブの目標位置を設定し、噛合い動作を開始してから所定のストロークまではスリーブの目標位置を比較的緩やかに増加させ、所定ストロークから噛合い完了まではスリーブの目標位置を比較的急激に増加させることで、スリーブの移動速度過大によるショックを抑制するものが知られている。

特開２０００−２３４６５４号公報 特開２００１−２９５８９８号公報 特開２００３−２６２２３７号公報

しかしながら、特開２００３−２６２２３７号公報に記載のようにスリーブの目標位置を緩やかに増加させた場合、スリーブを遊転ギアに噛合わせ、所定の変速段を実現するまでの所要時間が長くなり、変速所要時間が長くなる。変速所要時間は短いことが望ましく、スリーブの移動速度過大によるショックを発生させることなく、かつ可能な限り短時間でスリーブををリングに押付け、回転を同期させて遊転ギアに噛合わせ、所定の変速段を実現することが望まれている。

本発明の目的は、スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、スリーブの移動速度過大によるショックを発生させることなく、かつ可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付ける自動変速機の制御方法および制御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、駆動力源からのトルクを受けて回転する少なくとも一つの入力軸と、車両の駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間で回転を伝達する複数の遊転ギアと、スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する複数の同期噛合い機構と、前記スリーブを電気的に制御する作動装置と、からなり、前記同期噛合い機構は、前記入力軸または前記出力軸と一体的に回転する複数のハブと、これらのハブにそれぞれ設けられ、前記ハブと一体的に回転するとともに前記ハブに対して軸方向に移動可能である複数のスリーブと、前記ハブと前記遊転ギアの間にそれぞれ備えられたリングとから構成され、前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって移動し、前記スリーブを前記リングに押付けることによって前記リングが前記遊転ギアに押付けられ、前記リングと前記遊転ギアとの間で摩擦力が発生することによって前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期し、前記スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する自動変速機に用いられ、前記作動装置によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけて前記同期噛合い機構の噛合いを行う際に、前記スリーブが前記リングを押付け始める時点よりも前に、前記スリーブが移動を開始したときの移動速度よりも前記スリーブの移動速度が小さくなるように前記作動装置を制御するようにしたものである。
かかる方法により、スリーブの移動速度過大によるショックを発生させることなく、かつ可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付ける得るものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって前記スリーブが移動を開始した後、前記スリーブが前記リングを押付け始める時点よりも前に、前記スリーブが移動を開始したときの前記スリーブの押付け荷重よりも、前記スリーブの押付け荷重が小さくなるように、前記作動装置の駆動電流を制御し、前記スリーブが前記リングを押付け始めた後に再度前記スリーブの押付け荷重が大きくなるように前記作動装置の駆動電流を制御するようにしたものである。

（３）上記（２）において、好ましくは、前記スリーブの位置を検出する機構を備え、前記スリーブの目標位置を設定し、前記スリーブの位置が目標位置に追従するように前記スリーブの押付け荷重をフィードバック制御するようにしたものである。

（４）上記（３）において、好ましくは、前記スリーブの目標位置を、制御開始から所定時間が経過するまでの第一段階においては、前記スリーブの目標位置を所定の傾きで増加させ、第一段階以降、前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期するまでの第二段階においては、前記スリーブの目標位置の増加傾きを、前記第一段階における前記スリーブの目標位置の増加傾きよりも小さい傾きとし、第二段階以降の第三段階においては、前記第二段階における前記スリーブの目標位置の増加傾きよりも大きい傾きで前記スリーブの目標位置を増加させるように設定するものである。

（５）上記（３）において、好ましくは、前記駆動力源もしくは前記変速機の状態を表すパラメータのうち、少なくとも一つのパラメータによって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定するものである。

（６）上記（３）において、好ましくは、前記スリーブの位置（シフト位置）によって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定するものである。

（７）上記（３）において、好ましくは、前記駆動力源のトルクによって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定するものである。

（８）上記（３）において、好ましくは、アクセルペダル開度を検出する機構を備え、前記アクセルペダル開度によって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定するものである。

（９）上記（３）において、好ましくは、前記スリーブの目標位置を、変速段に応じて設定するものである。

（１０）上記（３）において、好ましくは、前記駆動力源もしくは前記変速機の状態を表すパラメータのうち、少なくとも一つのパラメータによって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけるフィードフォワード荷重を設定し、前記フィードバック制御による荷重と、前記フィードフォワード荷重とから、前記作動装置を制御するようにしたものである。

（１１）上記目的を達成するために、本発明は、駆動力源からのトルクを受けて回転する少なくとも一つの入力軸と、車両の駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間で回転を伝達する複数の遊転ギアと、スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する複数の同期噛合い機構と、前記スリーブを電気的に制御する作動装置と、からなり、前記同期噛合い機構は、前記入力軸または前記出力軸と一体的に回転する複数のハブと、これらのハブにそれぞれ設けられ、前記ハブと一体的に回転するとともに前記ハブに対して軸方向に移動可能である複数のスリーブと、前記ハブと前記遊転ギアの間にそれぞれ備えられたリングとから構成され、前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって移動し、前記スリーブを前記リングに押付けることによって前記リングが前記遊転ギアに押付けられ、前記リングと前記遊転ギアとの間で摩擦力が発生することによって前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期し、前記スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する自動変速機に用いられ、前記作動装置によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけて前記同期噛合い機構の噛合いを行う際に、前記スリーブが前記リングを押付け始める時点よりも前に、前記スリーブが移動を開始したときの移動速度よりも前記スリーブの移動速度が小さくなるように前記作動装置を制御する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、スリーブの移動速度過大によるショックを発生させることなく、かつ可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付ける得るものとなる。

本発明によれば、スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、スリーブの移動速度過大によるショックを発生させることなく、かつ可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付けることができる。

以下、図１〜図１０を用いて、本発明の一実施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、本実施形態による自動変速機の制御装置を備えた自動車の制御装置の構成例について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置を備えた自動車の制御装置のシステム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７、エンジン７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）が設けられており、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７のトルクを高精度に制御することができるようになっている。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、電動機などでも良い。

自動変速機５０には、入力軸クラッチ８、変速機入力軸４１、変速機出力軸４３、第１ドライブギア１、第２ドライブギア２、第３ドライブギア３、第４ドライブギア４、第５ドライブギア５、第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２、第３ドリブンギア１３、第４ドリブンギア１４、第５ドリブンギア１５、第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３、回転センサ３１、回転センサ３３、が設けられており、入力軸クラッチ８を係合、開放することで、エンジン７のトルクを変速機入力軸４１に伝達、遮断することが可能である。入力軸クラッチ８には、一般に乾式単板クラッチが用いられるが、乾式多板クラッチや湿式多板クラッチなど、すべての摩擦伝達機構を用いることが可能である。入力軸クラッチ８の押付け力（入力軸クラッチトルク）の制御には、電気によって駆動する作動装置（アクチュエータ）６１が用いられており、入力軸クラッチアクチュエータ６１に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、入力軸クラッチ８の伝達トルクの制御を行っている。

入力軸４１には、第１ドライブギア１、第２ドライブギア２、第３ドライブギア３、第４ドライブギア４、第５ドライブギア５が設けられている。第１ドライブギア１、第２ドライブギア２は変速機入力軸４１に固定されており、第３ドライブギア３、第４ドライブギア４、第５ドライブギア５は、変速機入力軸４１に対して回転自在に設けられている。また、変速機入力軸４１の回転数である、入力軸回転数を検出する手段として、回転センサ３１が設けられている。

一方、変速機出力軸４３には、第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２、第３ドリブンギア１３、第４ドリブンギア１４、第５ドリブンギア１５が設けられている。第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２は変速機出力軸４３に対して回転自在に設けられており、第３ドリブンギア１３、第４ドリブンギア１４、第５ドリブンギア１５は変速機出力軸４３に固定されている。

また、変速機出力軸４３の回転数を検出する手段として、回転センサ３３が設けられている。

これらのギアの中で、第１ドライブギア１と、第１ドリブンギア１１とが、また、第２ドライブギア２と、第２ドリブンギア１２とが、また、第３ドライブギア３と、第３ドリブンギア１３とが、また、第４ドライブギア４と、第４ドリブンギア１４とが、さらに、第５ドライブギア５と、第５ドリブンギア１５とが、それぞれ噛合している。

第１噛合い伝達機構２１は、第１ドリブンギア１１と第２ドリブンギア１２の間に設けられている。第１噛合い伝達機構２１は、第１ドリブンギア１１を出力軸４３に係合させたり、第２ドリブンギア１２を出力軸４３に係合させる。
したがって、入力軸４１へ入力された回転トルクは、第１噛合い伝達機構２１を介して、第１ドライブギア１−第１ドリブンギア１１−出力軸４３へ、または、第２ドライブギア２−第２ドリブンギア１２−出力軸４３へと伝達される。

また、第２噛合い伝達機構２２は、第３ドライブギア３と第４ドライブギア４の間に設けられている。第２噛合い伝達機構２２は、第３ドライブギア３を入力軸４１に係合させたり、第４ドライブギア４を入力軸４１に係合させる。したがって、入力軸４１へ入力された回転トルクは、第２噛合い伝達機構２２を介して、第３ドライブギア３−第３ドリブンギア１３−出力軸４３へ、または第４ドライブギア４−第４ドリブンギア１４−出力軸４３へと伝達される。

さらに、第３噛合い伝達機構２３は、第５ドライブギア５の横に設けられている。第３噛合い伝達機構２３は、第５ドライブギア５を入力軸４１に係合させる。したがって、変速機入力軸４１へ入力された回転トルクは、第３噛合い伝達機構２３を介して、第５ドライブギア５−第５ドリブンギア１５−出力軸４３へと伝達される。

ここで、噛合い伝達機構２１、２２、２３は、摩擦面を備え、摩擦面を押しつけることによって回転数を同期させて噛合いを行う同期噛合い式を用いている。

変速機入力軸４１の回転トルクを、変速機出力軸４３に伝達するためには、第１噛合い伝達機構２１、または第２噛合い伝達機構２２、または第３噛合い伝達機構２３のうちいずれか一つを変速機入力軸４１もしくは変速機出力軸４３の軸方向に移動させ、第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２、第３ドライブギア３、第４ドライブギア４、第５ドライブギア５のいずれか一つと係合する必要がある。作動装置であるセレクトアクチュエータ６３によって、シフト／セレクト機構２４を動作させ、第１噛合い伝達機構２１、または第２噛合い伝達機構２２、または第３噛合い伝達機構２３のいずれを移動させるかを選択し、作動装置であるシフトアクチュエータ６２によって、シフト／セレクト機構２４を動作させることによって、第１噛合い伝達機構２１、または第２噛合い伝達機構２２、または第３噛合い伝達機構２３のうち、選択されたいずれか一つの噛合い伝達機構の位置を移動し、第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２、第３ドライブギア３、第４ドライブギア４、第５ドライブギア５のいずれか一つに係合させ、変速機入力軸４１の回転トルクを、第１噛合い伝達機構２１、または第２噛合い伝達機構２２、または第３噛合い伝達機構２３のいずれか一つを介して変速機出力軸４３へと伝達することができる。

このように第１ドライブギア１、第２ドライブギア２、第３ドライブギア３、第４ドライブギア４、第５ドライブギア５から、第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２、第３ドリブンギア１３、第４ドリブンギア１４、第５ドリブンギア１５を介して変速機出力軸４３に伝達された変速機入力軸４１の回転トルクは、変速機出力軸４３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８の伝達トルクを制御するための作動機構である入力軸クラッチアクチュエータ６１は、制御装置である変速機制御ユニット１００によって、入力軸クラッチアクチュエータ６１に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、入力軸クラッチ８の伝達トルクの制御を行っている。なお、入力軸クラッチアクチュエータ６１には、入力軸クラッチのストロークを計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、変速機制御ユニット１００によって、セレクトアクチュエータ６３に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、シフト／セレクト機構２４に設けられたコントロールアーム（図示しない）のストローク位置（セレクト位置）を制御し、第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれを移動するか選択している。なお、セレクトアクチュエータ６３にはセレクト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、変速機制御ユニット１００によって、シフトアクチュエータ６２に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、シフト／セレクト機構２４に設けられたコントロールアーム（図示しない）の回転力、回転位置を制御し、セレクトアクチュエータ６３によって選択された、第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれかを動作させる荷重、もしくは第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれかのストローク位置（シフト位置）を制御できるようになっている。なお、シフトアクチュエータ６２にはシフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、変速機５０には、変速機５０内部の潤滑油の温度を計測する油温センサ（図示しない）が設けられている。

また、レバー装置１０６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。

変速機制御ユニット１００、エンジン制御ユニット１０１は、通信手段１０３によって相互に情報を送受信する。

変速機制御ユニット１００によって、セレクトアクチュエータ６３を制御してセレクト位置を制御し、第１噛合い伝達機構２１を移動することを選択し、シフトアクチュエータ６２を制御してシフト位置を制御し、第１噛合い伝達機構２１と第１ドリブンギア１１が噛合して第１速段となる。

変速機制御ユニット１００によって、セレクトアクチュエータ６３を制御してセレクト位置を制御し、第１噛合い伝達機構２１を移動することを選択し、シフトアクチュエータ６２を制御してシフト位置を制御し、第１噛合い伝達機構２１と第２ドリブンギア１２が噛合して第２速段となる。

変速機制御ユニット１００によって、セレクトアクチュエータ６３を制御してセレクト位置を制御し、第２噛合い伝達機構２２を移動することを選択し、シフトアクチュエータ６２を制御してシフト位置を制御し、第２噛合い伝達機構２２と第３ドライブギア３が噛合して第３速段となる。

変速機制御ユニット１００によって、セレクトアクチュエータ６３を制御してセレクト位置を制御し、第２噛合い伝達機構２２を移動することを選択し、シフトアクチュエータ６２を制御してシフト位置を制御し、第２噛合い伝達機構２２と第４ドライブギア４が噛合して第４速段となる。

変速機制御ユニット１００によって、セレクトアクチュエータ６３を制御してセレクト位置を制御し、第３噛合い伝達機構２３を移動することを選択し、シフトアクチュエータ６２を制御してシフト位置を制御し、第３噛合い伝達機構２３と第５ドライブギア５が噛合して第５速段となる。

なお、第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３を動作させるシフト／セレクト機構２４としては、コントロールシャフト、コントロールアームおよびシフトフォークなどによって構成しても良いし、ドラム式など、噛合い伝達機構２１、２２、２３を移動させるための他の機構を用いても構成可能である。また、各アクチュエータに備えられるモータは、磁石が固定されて巻線が回転される、いわゆる直流モータによって構成しても良いし、巻線が固定して磁石が回転される、いわゆる永久磁石同期モータでも良く、種々のモータが適用可能である。

また、入力軸クラッチアクチュエータ６１、シフトアクチュエータ６２、セレクトアクチュエータ６３は、本実施例においてはモータを備えた電動アクチュエータとして構成しているが、油圧電磁弁、および油圧ピストン、および油圧シリンダを備えた油圧アクチュエータとして構成しても良い。

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よって制御される変速機に用いられる同期噛合い機構の構成について説明する。

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よって制御される変速機に用いられる同期噛合い機構の拡大断面図である。図２は、図１における第１同期噛合い機構２１、変速機出力軸４３、第１ドリブンギア１１の部分を抜粋して拡大して示している。

同期噛合い機構２１は、スリーブ２１ａと、キー２１ｂと、ハブ２１ｃと、リング２１ｄとを備えている。スリーブ２１ａは、出力軸４３と一体的に回転するハブ２１ｃに対してスプライン嵌合されている。スリーブ２１ａに押付け荷重が加わると、キー２１ｂがスリーブ２１ａとともに移動し、その端面でリング２１ｄを遊転ギアである第１ドリブンギア１１のコーン部に押し付け、リング２１ｄと第１ドリブンギア１１間のコーン面に摩擦が働き始める。

スリーブ２１ａの更なる移動により、キー２１ｂとの噛合が外れると、スリーブ２１ａが直接リング２１ｄを押す。すると、リング２１ｄと第１ドリブンギア１１間のコーン面に摩擦が働くことによって、第１ドライブギア１の回転がスリーブ２１ａの回転と一致（同期）する。

すると、リング２１ｄは回転自在になり、スリーブ２１ａの移動を妨げなくなる。その結果、スリーブ２１ａはリング２１ｄを通過して第１ドリブンギア１１のドグ歯１１ａに完全に噛み合い、シフト動作が完了する。

本実施形態では、同期噛合い機構のコーン面が一つであるシングルコーンタイプを用いているが、コーン面が二つあるダブルコーンタイプ、三つあるトリプルコーンタイプなどがあり、少ない押付け荷重で大きなトルクを伝達可能なように複数のコーン面のある大容量のものを用いるのが有利である。また本実施形態では、同期噛合い機構には、イナーシャロックキー式を用いているが、他にもピン式、サーボ式など種々あり、いずれの方式を用いても構成可能である。

次に、図３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変速機制御ユニット１００と、エンジン制御ユニット１０１との間の入出力信号関係について説明する。
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おける変速機制御ユニットとエンジン制御ユニットとの間の入出力信号関係を示すブロック図である。

変速機制御ユニット１００は、入力部１００ｉ、出力部１００ｏ、コンピュータ１００ｃ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、出力部１０１ｏ、コンピュータ１０１ｃを備えたコントロールユニットとして構成される。変速機制御ユニット１００からエンジン制御ユニット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ＴＴｅを実現するように、エンジン７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、変速機への入力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７の回転数Ｎｅ、エンジン７が発生したエンジントルクＴｅを検出し、通信手段１０３を用いて変速機制御ユニット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。

変速機制御ユニット１００は、所望の入力軸クラッチ伝達トルクを実現するために、入力軸クラッチアクチュエータ６１のクラッチモータ６１ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｔａ、Ｖ２＿ｓｔａを調整することで、クラッチモータ６１ｂの電流を制御し、入力軸クラッチ８を係合、解放する。

また、変速機制御ユニット１００は、所望のセレクト位置を実現するために、セレクトアクチュエータ６３のセレクトモータ６３ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｅｌ、Ｖ２＿ｓｅｌを調整することで、セレクトモータ６３ｂの電流を制御し、第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれを噛合させるかを選択する。

また、変速機制御ユニット１００は、所望のシフト荷重（第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれかを押付ける荷重）、もしくは所望のシフト位置（第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれかのスリーブの位置）を実現するために、シフトアクチュエータ６２のシフトモータ６２ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｆｔ、Ｖ２＿ｓｆｔを調整することで、シフトモータ６２ｂの電流を制御し、第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれかの噛合、解放を行う。

なお、変速機制御ユニット１００には、電流検出回路（図示しない）が設けられており、各モータの電流が目標電流に追従するよう電圧出力を変更して、各モータの回転トルクを制御している。

また、変速機制御ユニット１００には回転センサ３１、回転センサ３３から、入力軸回転数Ｎｉ、出力軸回転数Ｎｏがそれぞれ入力され、また、レバー装置１０６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ＲｎｇＰｏｓが入力され、アップスイッチ１０６ａから、所謂マニュアルモードのアップシフト要求信号ＵｐＳｗが入力され、ダウンスイッチ１０６ｂから、マニュアルモードのダウンシフト要求信号ＤｎＳｗが入力され、アクセル開度センサ３０１からアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓが入力され、ブレーキが踏み込まれているか否かを検出するブレーキスイッチ３０２からのＯＮ／ＯＦＦ信号Ｂｒｋが入力される。

また、変速機制御ユニット１００には、変速機５０内部の潤滑油の温度を計測する油温センサ３０３から潤滑油温ＴＥＭＰｌｕｂが入力される。

また、変速機制御ユニット１００には、入力軸クラッチのストロークを示すクラッチ位置ＲＰｓｔａが入力される。

また、変速機制御ユニット１００には、第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれかのスリーブストローク位置を示すシフト位置ＲＰｓｆｔが入力される。

また、変速機制御ユニット１００には、第１噛合い伝達機構２１、第２噛合い伝達機構２２、第３噛合い伝達機構２３のいずれかを選択するためのコントロールアームのストローク位置を示すセレクト位置ＲＰｓｅｌが入力される。

変速機制御ユニット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、入力軸クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ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から目標とする変速段を設定し、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、入力軸クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ、目標シフト荷重ＴＦｓｆｔ、目標セレクト位置ＴＰｓｅｌを設定する。

また、変速機制御ユニット１００は、設定された入力軸クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ、目標シフト荷重ＴＦｓｆｔ、目標セレクト位置ＴＰｓｅｌを実現するよう、クラッチモータ６１ｂ、シフトモータ６２ｂ、セレクトモータ６３ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｔａ、Ｖ２＿ｓｔａ、Ｖ１＿ｓｅｌ、Ｖ２＿ｓｅｌ、Ｖ１＿ｓｆｔ、Ｖ２＿ｓｆｔを出力する。

次に、図４〜図９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アクチュエータ６２の具体的な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のシフトアクチュエータ６２の全体の制御内容の概略を示すフローチャートである。

制御フローは、ステップ４０１（フィードフォワード荷重演算）と、ステップ４０２（目標シフト位置演算）と、ステップ４０３（フィードバック荷重演算）と、ステップ４０４（目標シフト荷重演算）と、から構成される。

図４の内容は、変速機制御ユニット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４０１〜４０４の処理は、変速機制御ユニット１００によって実行される。

ステップ４０１（フィードフォワード荷重演算）の詳細は図５および図６に、ステップ４０２（目標シフト位置演算）の詳細は図７に、ステップ４０３（フィードバック荷重演算）の詳細は図８にそれぞれ示す。ステップ４０４では、ステップ４０１（フィードフォワード荷重演算）によって算出するフィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦと、ステップ４０３（フィードバック荷重演算）によって算出するフィードバック荷重ＴＦｓｆｔＦＢを加算することによって目標シフト荷重ＴＦｓｆｔを算出する。

変速機制御ユニット１００は、ステップ４０４によって設定された目標シフト荷重ＴＦｓｆｔを実現するよう、シフトモータ６２ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｆｔ、Ｖ２＿ｓｆｔを出力する。

なお、本実施例においては、シフト位置は中立位置（ニュートラル）を０として、１速または３速または５速側を正、２速または４速または後進側を負で定義している。また、１速または３速または５速のいずれかを締結するようにスリーブを制御する場合のシフト荷重の符号を正、２速または４速または後進のいずれかを締結するようにスリーブを制御する場合のシフト荷重の符号を負で定義している。

次に、図５及び図６を用いて、図４のステップ４０１（フィードフォワード荷重演算）の詳細について説明する。
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のシフトアクチュエータの制御内容の内、フィードフォワード荷重演算の詳細を示すフローチャートである。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のシフトアクチュエータの制御内容の内、フィードフォワード荷重演算に用いるテーブル関数の説明図である。

ステップ５０１において、ギアの締結が必要であるか否かの判定を行い、ギア締結動作を行わない場合はステップ５０４へ進み、シフト締結荷重上限値ＴＦｓｆｔＦＦＬ、シフト締結荷重基本値ＴＦｓｆｔＦＦＢ、フィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦを全て０として終了する。ギア締結動作を実行する場合はステップ５０２へ進む。

ステップ５０２では、ギア締結動作が完了しているか否かの判定を行い、ギア締結が完了している場合はステップ５０４へ進み、シフト締結荷重上限値ＴＦｓｆｔＦＦＬ、シフト締結荷重基本値ＴＦｓｆｔＦＦＢ、フィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦを全て０として終了する。ギア締結動作が完了していない場合はステップ５０３へ進む。

ステップ５０３では、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかであるか否かの判定を行い、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかである場合はステップ５０５へ進み、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれでもない場合はステップ５０６へ進む。

ステップ５０５では、アクセルペダル踏みこみ量Ａｐｓおよびシフト位置ＲＰｓｆｔの絶対値｜ＲＰｓｆｔ｜を入力とした関数ｆｌｍｔ１３５によってシフト締結荷重上限値ＴＦｓｆｔＦＦＬを設定する。ここで、関数ｆｌｍｔ１３５は、図６（Ａ）に示すように、シフト位置の絶対値｜ＲＰｓｆｔ｜が小さい（ニュートラル付近）場合は比較的大きな値とし、シフト位置の絶対値｜ＲＰｓｆｔ｜が大きい（噛合い位置付近）場合は比較的小さい値とすることが望ましい。

また、アクセルペダル踏みこみ量Ａｐｓおよびギア締結動作の経過時間ＴｍｒＯＮを入力とした関数ｆｂａｓｅ１３５によってシフト締結荷重基本値ＴＦｓｆｔＦＦＢを設定する。さらに、シフト締結荷重上限値ＴＦｓｆｔＦＦＬと、シフト締結荷重基本値ＴＦｓｆｔＦＦＢのうち小さい値をフィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦとして算出して終了する。ここで、関数ｆｂａｓｅ１３５は、図６（Ｂ）に示すように、ギア締結動作の経過時間ＴｍｒＯＮが小さい（ギア締結動作を開始直後）は比較的小さい値とし、ギア締結動作の経過時間ＴｍｒＯＮが大きくなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

以上のように構成することで、フィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦはギア締結を開始したときは比較的小さな値で、締結動作が進むにつれて大きな値となって回転を同期させるための荷重を発生し、さらにストロークしてシフト位置ＲＰｓｆｔが噛合い位置に近づくと再び小さい値となり、噛合い位置でシフトショックが発生することを防止できる。

ステップ５０６では、アクセルペダル踏みこみ量Ａｐｓおよびシフト位置ＲＰｓｆｔの絶対値｜ＲＰｓｆｔ｜を入力とした関数ｆｌｍｔ２４Ｒによってシフト締結荷重上限値ＴＦｓｆｔＦＦＬを設定する。また、アクセルペダル踏みこみ量Ａｐｓおよびギア締結動作の経過時間ＴｍｒＯＮを入力とした関数ｆｂａｓｅ２４Ｒによってシフト締結荷重基本値ＴＦｓｆｔＦＦＢを設定する。さらに、シフト締結荷重上限値ＴＦｓｆｔＦＦＬと、シフト締結荷重基本値ＴＦｓｆｔＦＦＢのうち大きい値をフィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦとして算出して終了する。ここで、関数ｆｌｍｔ２４Ｒは、図６（Ｃ）に示すように、シフト位置の絶対値｜ＲＰｓｆｔ｜が小さい（ニュートラル付近）場合は比較的小さい（負側に大きい）値とし、シフト位置の絶対値｜ＲＰｓｆｔ｜が大きい（噛合い位置付近）場合は比較的大きい（負側に小さい）値とすることが望ましい。また、関数ｆｂａｓｅ２４Ｒは、図６（Ｄ）に示すように、ギア締結動作の経過時間ＴｍｒＯＮが小さい（ギア締結動作を開始直後）は比較的大きい（負側に小さい）値とし、ギア締結動作の経過時間ＴｍｒＯＮが大きくなるにつれて除々に小さい（負側に大きい）値となるように設定することが望ましい。以上のように構成することで、フィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦはギア締結を開始したときは比較的大きい（負側に小さい）値で、締結動作が進むにつれて小さい（負側に大きい）値となって回転を同期させるための荷重を発生し、さらにストロークしてシフト位置ＲＰｓｆｔが噛合い位置に近づくと再び大きい（負側に小さい）値となり、噛合い位置でシフトショックが発生することを防止できる。

なお、本実施例においては、ステップ５０３において、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかであるか否かの判定を行い、判定にしたがってステップ５０５、またはステップ５０６のいずれかを実行するように構成しているが、ステップ５０３の判定内容を締結ギア位置を判定する内容とし、ステップ５０５、ステップ５０６を締結するギア位置に応じて細分化し、締結するギア位置に応じてフィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦを算出するように構成しても良い。またさらには、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが非駆動レンジ（Ｐレンジ、Ｎレンジ）から駆動レンジ（Ｒレンジ、Ｄレンジ等）に切り替えたシーン（レンジセレクト時）や、駆動レンジの中でも、Ｄレンジの場合や、所謂マニュアルモードの場合等の状況に応じて細分化するようにステップ５０３やステップ５０５、またはステップ５０６を構成しても良い。

次に、図７を用いて、図４のステップ４０２（目標シフト位置演算）の詳細について説明する。
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のシフトアクチュエータの制御内容の内、目標シフト位置演算の詳細を示すフローチャートである。

ステップ７０１において、休止状態か否か（ギアの締結／解放動作が必要であるか否か）の判定を行い、休止状態である場合（ギアの締結／解放動作を実行しない場合）はステップ７１１へ進み、目標シフト位置ＴＰｓｆｔにシフト位置ＲＰｓｆｔを代入して終了する。休止状態ではない場合はステップ７０２に進む。

ステップ７０２ではギアの操作が解放動作であるか否かの判定を行い、解放動作である場合はステップ７１２に進み、解放動作時の目標シフト位置ＴＰｓｆｔ算出処理を実行して終了する。解放動作ではない場合（締結動作の場合）はステップ７０３へ進む。

ステップ７０３では、ギアの締結動作を開始した時点のシフト位置ＲＰｓｆｔを、締結開始時位置ＲＰｓｆｔ＿ｏｎＳＴとして算出する。締結開始時位置ＲＰｓｆｔ＿ｏｎＳＴの更新はギアの締結動作を開始した時点の１回のみ行い、それ以降は更新しない。

ステップ７０４では、同期噛合い機構のスリーブがリングを押し、リングと遊転ギアのコーン面に摩擦が働くシフト位置（ボーク位置）の目標値ｔＴＰｂａｌｋを設定する。目標当接位置ｔＴＰｂａｌｋは、変速段（１速〜５速ギア、後進ギア）毎にそれぞれ設定することが望ましく、またさらにはボーク位置の学習機能を備え、学習によって随時更新することが望ましい。なお、目標当接位置ｔＴＰｂａｌｋは、実際のボーク位置よりも噛合い位置よりに設定することが望ましい。

ステップ７０５では、ギアの締結動作を開始してから、目標ボーク位置まで、目標シフト位置を移動させる目標移動時間ｔＴＭｂａｌｋを設定する。目標移動時間ｔＴＭｂａｌｋは、ギア（１速〜５速ギア、後進ギア）毎にそれぞれ設定することが望ましく、またさらには、シフトモータ６２ｂの温度等、シフトアクチュエータ６２の状態に応じて調整することが望ましい。シフトアクチュエータ６２を油圧アクチュエータで構成する場合は油温によって調整することが望ましい。また、締結開始時位置ＲＰｓｆｔ＿ｏｎＳＴと、目標当接位置ｔＴＰｂａｌｋの差分によって調整することが望ましい。また、車両の運転状態に応じて、応答性重視や、ショック低減重視のような調整が可能なように、駆動力源であるエンジン７のトルク、もしくはアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓによっても調整可能な構成とすることが望ましい。

ステップ７０６では、ギアの締結動作を開始してからの経過時間ｔを算出する。締結経過時間ｔは、ステップ７０７での演算のため、上限を目標移動時間ｔＴＭｂａｌｋで制限する。

ステップ７０７では、目標シフト位置の基本値ＴＰｓｆｔ０を算出する。ステップ７０７では、ステップ７０３からステップ７０６にて算出した各パラメータを用いて、目標シフト位置の基本値ＴＰｓｆｔ０が、締結開始時位置ＲＰｓｆｔ＿ｏｎＳＴから目標当接位置ｔＴＰｂａｌｋまで、目標移動時間ｔＴＭｂａｌｋで変化するように算出する。具体的には、ＴＰｓｆｔ０＝ＲＰｓｆｔ＿ｏｎＳＴ×（ｔＴＭｂａｌｋ−ｔ）÷ｔＴＭｂａｌｋ＋ｔＴＰｂａｌｋ×ｔ÷ｔＴＭｂａｌｋとして算出する。このように構成することで、図７の処理が、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃによって、あらかじめ定められた周期で繰り返し実行されることで、ギアの締結動作を開始した後に、目標シフト位置基本値ＴＰｓｆｔ０が、締結開始時位置ＲＰｓｆｔ＿ｏｎＳＴから目標当接位置ｔＴＰｂａｌｋまで、目標移動時間ｔＴＭｂａｌｋで変化する。

ステップ７０８では、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかであるか否かの判定を行い、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかである場合はステップ７０９へ進み、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれでもない場合はステップ７１０へ進む。

ステップ７０９では、目標シフト位置基本値ＴＰｓｆｔ０と、シフト位置ＲＰｓｆｔのうち大きい値を目標シフト位置ＴＰｓｆｔとして算出して終了する。

ステップ７１０では、目標シフト位置基本値ＴＰｓｆｔ０と、シフト位置ＲＰｓｆｔのうち小さい値を目標シフト位置ＴＰｓｆｔとして算出して終了する。

なお、本実施例においては、ステップ７０９、ステップ７１０にて目標シフト位置基本値ＴＰｓｆｔ０と、シフト位置ＲＰｓｆｔの大小に応じて目標シフト位置ＴＰｓｆｔを算出する構成としているが、目標とする噛合い位置を設定し、同期噛合い機構のスリーブと遊転ギアの回転が一致（同期）したことを判定する同期完了判定を設け、同期完了判定した後に、目標シフト位置ＴＰｓｆｔを目標シフト位置基本値ＴＰｓｆｔ０から目標噛合い位置まで速やかに変化させるように構成しても良い。

次に、図８を用いて、図４のステップ４０３（フィードバック荷重演算）の詳細について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置のシフトアクチュエータの制御内容の内、フィードバック荷重演算の詳細を示すフローチャートである。

ステップ８０１において、休止状態か否か（ギアの締結／解放動作が必要であるか否か）の判定を行い、休止状態である場合（ギアの締結／解放動作を実行しない場合）はステップ８０８へ進み、フィードバック荷重ＴＦｓｆｔＦＢを０とするとともに、位置偏差積分値ＥＰｓｆｔＩを０として終了する。休止状態ではない場合はステップ８０２に進む。

ステップ８０２では、ギアの操作が解放動作であるか否かの判定を行い、解放動作である場合はステップ８０９に進み、解放動作時のフィードバック荷重ＴＦｓｆｔＦＢ算出処理を実行して終了する。解放動作ではない場合（締結動作の場合）はステップ８０３へ進む。

ステップ８０３では、シフト位置をフィードバック制御するための比例ゲインＫｐＳＦＴ、積分ゲインＫｉＳＦＴ、微分ゲインＫｄＳＦＴを算出する。比例ゲインＫｐＳＦＴ、積分ゲインＫｉＳＦＴ、微分ゲインＫｄＳＦＴはシフト位置ＲＰｓｆｔによって調整可能な構成とすることが望ましく、特に微分補正ゲインＫｄＳＦＴは、シフト位置ＲＰｓｆｔが噛合い位置に近づくにつれて小さい値となるように設定することが望ましい。なお、比例ゲインＫｐＳＦＴ、積分ゲインＫｉＳＦＴ、微分ゲインＫｄＳＦＴは、車両の運転状態に応じて、応答性重視や、ショック低減重視のような調整が可能なように、駆動力源であるエンジン７のトルク、もしくはアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓによっても調整可能な構成とすることが望ましい。またさらには、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが非駆動レンジ（Ｐレンジ、Ｎレンジ）から駆動レンジ（Ｒレンジ、Ｄレンジ等）に切り替えたシーン（レンジセレクト時）や、駆動レンジの中でも、Ｄレンジの場合や、所謂マニュアルモードの場合等の状況に応じて細分化するよう構成しても良い。

ステップ８０４では、目標シフト位置ＴＰｓｆｔとシフト位置ＲＰｓｆｔの偏差ＥＰｓｆｔ、位置偏差ＥＰｓｆｔを元に算出する位置偏差積分値ＥＰｓｆｔＩ、位置偏差微分値ＥＰｓｆｔＤを算出する。

ステップ８０５では、ステップ８０３で設定したゲインと、ステップ８０４の算出結果を用いて、比例補正値ＤｐＳＦＴ、積分補正値ＤｉＳＦＴ、微分補正値ＤｄＳＦＴを算出する。具体的には、比例補正値ＤｐＳＦＴ＝偏差ＥＰｓｆｔ×比例ゲインＫｐＳＦＴ、積分補正値ＤｉＳＦＴ＝位置偏差積分値ＥＰｓｆｔＩ×積分ゲインＫｉＳＦＴ、微分補正値ＤｄＳＦＴ＝位置偏差微分値ＥＰｓｆｔＤ×微分ゲインＫｄＳＦＴとして算出する。

ステップ８０６では、比例補正値ＤｐＳＦＴ、積分補正値ＤｉＳＦＴ、微分補正値ＤｄＳＦＴから、フィードバック補正値ＤＰｓｆｔＦＢを算出し、ステップ８０７にて、フィードバック補正値ＤＰｓｆｔＦＢに変換係数αを乗算することによってフィードバック荷重ＴＦｓｆｔＦＢを算出する。

次に図９を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置のシフト制御例について説明する。図９のシフト制御例では、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが非駆動レンジであるＮレンジから、駆動レンジであるＤレンジに切り替えた場合、所謂Ｎ→Ｄレンジセレクト時の制御内容を示している。
図９は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置のシフト制御例を示すタイムチャートである。

図９において、図９（Ａ）は、目標とするギア位置を示している。Ｎはニュートラル、１ｓｔは１速、２ｎｄは２速である。図９（Ｂ）は、第１同期噛合い機構２１の押付け荷重の目標値である目標シフト荷重ＴＦｓｆｔを示している。

図９（Ｃ）は、第１速段と第２速段を選択できる第１同期噛合い機構２１のストローク位置である、目標シフト位置ＴＰｓｆｔ、及びシフト位置ＲＰｓｆｔを示している。０（Ｎ）は中立（ニュートラル）、１ｓｔは１速の噛合い位置、２ｎｄは２速の噛合い位置である。図９（Ｄ）は、シフトアクチュエータ６２のシフトモータ６２ｂの電流を示している。

時刻ｔ１以前では、図９（Ａ）に示すように、目標ギア位置がＮ（ニュートラル）であり、目標シフト位置ＴＰｓｆｔ、シフト位置ＲＰｓｆｔは０（Ｎ）の位置であり、ニュートラルに保たれている。このとき、図９（Ｂ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦｓｆｔは０であり、その結果、図９（Ｄ）に示すように、シフト電流も０である。

時刻ｔ１にて、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓが非駆動レンジであるＮレンジから、駆動レンジであるＤレンジに切り替わり、変速機制御ユニット１００によって目標ギア位置がＮ（ニュートラル）から１ｓｔ（１速）となると、図５のステップ５０５が実行され、図６（Ｂ）の設定によってフィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦが演算される。また、図７のステップ７０３からステップ７０９の処理によって、図９（Ｃ）の点線に示すように、目標シフト位置ＴＰｓｆｔが０（Ｎ）から、図７のステップ７０４で設定された１速側の目標当接位置まで変化する。また、図８のステップ８０３からステップ８０７の処理によってフィードバック荷重ＴＦｓｆｔＦＢが演算され、時刻ｔ１付近では、目標シフト位置ＴＰｓｆｔとシフト位置ＲＰｓｆｔの偏差によってフィードバック荷重ＴＦｓｆｔＦＢはやや大きな値となり、その後、目標当接位置に留まっている目標シフト位置ＴＰｓｆｔにシフト位置ＲＰｓｆｔが近づくにつれて、図８のステップ８０５の微分補正値ＤｐＳＦＴによって、シフト位置ＲＰｓｆｔの移動速度を低下させるようにフィードバック荷重ＴＦｓｆｔＦＢが小さい値となり、その結果、図９（Ｂ）の目標シフト荷重ＴＦｓｆｔは、時刻ｔ１付近では、シフト位置ＲＰｓｆｔを素早く移動させるように大きな値をとり、時刻ｔ２に近づくにつれてシフト位置ＲＰｓｆｔの移動速度が小さくなるように小さい値となり、シフト位置ＲＰｓｆｔはボーク位置までスムーズに移動する。

時刻ｔ２以降は、図５のステップ５０５、図６（Ｂ）の設定によって、除々にフィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦが増大し、図９（Ｂ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦｓｆｔも除々に増大する。その結果、図９（Ｄ）に示すように、シフト電流も除々に増大し、時刻ｔ３にて、第１同期噛合い機構２１のスリーブと１速ドリブンギア１１の回転が一致（同期）する。

時刻ｔ３以降は、シフト位置ＲＰｓｆｔが、ボーク位置から、１速の噛合い位置へと移動を開始し、時刻ｔ４にて移動が完了する。このとき、図５のステップ５０５、図６（Ａ）の設定により、シフト位置ＲＰｓｆｔが１速の噛合い位置に近づくにつれて、フィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦが除々に小さい値となる。また、図７のステップ７０９によって、目標シフト位置ＴＰｓｆｔと、シフト位置ＲＰｓｆｔも一致するため、図８のステップ８０５の比例補正値ＤｐＳＦＴ、微分補正値ＤｄＳＦＴは０となり、目標シフト荷重ＴＦｓｆｔはフィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦによって、シフト位置ＲＰｓｆｔが１速の噛合い位置に近づくにつれて除々に小さい値となる。目標シフト荷重ＴＦｓｆｔが除々に小さい値となることで、第１同期噛合い機構２１のスリーブと１速ドリブンギア１１が衝突する際のショックを低減できる。時刻ｔ６にて、図５のステップ５０２、及び図７のステップ７０１、及び図８のステップ８０１によって、ギアの締結動作が完了したと判定され、図９（Ｂ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦｓｆｔ＝０、図９（Ｄ）に示すように、シフト電流＝０となる。

本実施形態の第１の特徴は、図９（Ｃ）に示すように、シフト位置ＲＰｓｆｔが、中立位置０（Ｎ）からボーク位置まで移動する時刻ｔ１からｔ２の期間において、時刻ｔ１付近では、シフト位置ＲＰｓｆｔが素早く移動し、時刻ｔ２に近づくにつれてシフト位置ＲＰｓｆｔの移動速度が小さくなり、シフト位置ＲＰｓｆｔが中立位置０（Ｎ）からボーク位置まで移動するまでの時間（ｔ２−ｔ１）を短縮しつつ、スリーブがリングに衝突し、リングと第１ドリブンギア１１間のコーン面が衝突することによるショック発生を回避することができ、フィーリングの良い変速を実現することができる。

本実施形態の第２の特徴は、図９の時刻ｔ２以降、図５のステップ５０５、図６（Ｂ）の設定によって、除々にフィードフォワード荷重ＴＦｓｆｔＦＦが増大し、図９（Ｂ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦｓｆｔも除々に増大する。その結果、図９（Ｄ）に示すように、シフト電流も除々に増大し、時刻ｔ３にて、第１同期噛合い機構２１のスリーブと１速ドリブンギア１１の回転が一致（同期）する。これによって、時間（ｔ３−ｔ２）を短くすることができる。

本実施形態の第３の特徴は、上記第１、第２の特徴を以下のようにして具体化している。すなわち、スリーブの目標位置を設定し、スリーブの位置が目標位置に追従するようにスリーブの押付け荷重をフィードバック制御する。そのとき、スリーブの目標位置を、制御開始から所定時間が経過するまでの第一段階（図９の時刻ｔ１から所定時間までの間、図９（Ｃ）に点線で示す）においては、スリーブの目標位置を所定の傾きで増加させ、第一段階以降、スリーブと遊転ギアの回転が同期するまでの第二段階においては、スリーブの目標位置の増加傾きを、第一段階におけるスリーブの目標位置の増加傾きよりも小さい傾き（図９（Ｃ）に点線で示すように、時刻ｔ３までは、増加傾きを零）とし、第二段階以降の第三段階（図９の時刻ｔ３〜ｔ４）においては、第二段階におけるスリーブの目標位置の増加傾きよりも大きい傾きでスリーブの目標位置を増加させるように設定するものである。

次に、図１０を用いて、本実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動変速機の第２の構成例について説明する。

図１０は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動変速機の第２の構成例のスケルトン図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

自動変速機５１には、第１クラッチ１００８、第２クラッチ１００９、第１入力軸１０４１、第２入力軸１０４２、出力軸１０４３、第１ドライブギア１、第２ドライブギア２、第３ドライブギア３、第４ドライブギア４、第５ドライブギア５、第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２、第３ドリブンギア１３、第４ドリブンギア１４、第５ドリブンギア１５、第１噛合い伝達機構１０２１、第２噛合い伝達機構１０２２、第３噛合い伝達機構１０２３、回転センサ１０３１、回転センサ１０３２、回転センサ１０３３が設けられている。

本構成例が、図１に図示の構成例と異なる点は、図１に図示の構成例が入力軸クラッチ８の係合によってエンジン７のトルクを変速機入力軸４１に伝達するように構成されているのに対し、本構成例がツインクラッチで構成している点である。

すなわち、第１クラッチ１００８の係合によって、エンジン７のトルクを第１入力軸１０４１に伝達し、また第２クラッチ１００９の係合によって、エンジン７のトルクを第２入力軸１０４２に伝達する。第２入力軸１０４２は中空になっており、第１入力軸１０４１は、第２入力軸１０４２の中空部分を貫通し、第２入力軸１０４２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。

第２入力軸１０４２には、第１ドライブギア１と第３ドライブギア３と第５ドライブギア５が固定されており、第１入力軸１０４１に対しては、回転自在となっている。また、第１入力軸１０４１には、第２ドライブギア２と第４ドライブギア４が固定されており、第２入力軸１０４２に対しては、回転自在となっている。

第１クラッチ１００８の係合、解放は、電磁弁１０５ａによって制御する油圧によって行われ、第２クラッチ１００９の係合、解放は、電磁弁１０５ｂによって制御する油圧によって行われる。

また、第１入力軸１０４１の回転数を検出する手段として、センサ１０３１が設けられており、第２入力軸１０４２の回転数を検出する手段として、センサ１０３２が設けられている。

一方、出力軸１０４３には、第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２、第３ドリブンギア１３、第４ドリブンギア１４、第５ドリブンギア１５が設けられている。第１ドリブンギア１１、第２ドリブンギア１２、第３ドリブンギア１３、第４ドリブンギア１４、第５ドリブンギア１５は出力軸１０４３に対して回転自在に設けられている。

また、出力軸１０４３の回転数を検出する手段として、センサ１０３３が設けられている。

また、第１ドリブンギア１１と第３ドリブンギア１３の間には、第１ドリブンギア１１を出力軸１０４３に係合させたり、第３ドリブンギア１３を出力軸１０４３に係合させる、第１噛合い伝達機構１０２１が設けられている。

また、第２ドリブンギア１２と第４ドリブンギア１４の間には、第２ドライブギア１２を出力軸１０４３に係合させたり、第４ドリブンギア１４を出力軸１０４３に係合させる、第３噛合い伝達機構１０２３が設けられている。

また、第５ドリブンギア１５には、第５ドリブンギア１５を出力軸１０４３に係合させる、第２噛合い伝達機構１０２２が設けられている。

ここで、噛合い伝達機構１０２１、１０２２、１０２３は、図２に示したように、摩擦面を押しつけることによって回転数を同期させて噛合いを行う同期噛合い式を用いる。

制御装置である変速機制御ユニット１０２によって油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ａの電流を制御することで、第１クラッチ１２０８の伝達トルクの制御を行っている。すなわち、油圧機構１０５、電磁弁１０５ａが第１クラッチ１２０８を作動させる作動機構として構成されている。

また、変速機制御ユニット１０２によって油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｂの電流を制御することで、第２クラッチ１２０９の伝達トルクの制御を行っている。すなわち、油圧機構１０５、電磁弁１０５ｂが第２クラッチ１２０９を作動させる作動機構として構成されている。

また、変速機制御ユニット１０２によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｃ、１０５ｄの電流を制御することで、第１シフト機構７１に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第１噛合い伝達機構１０２１の荷重またはストローク位置（第一シフト位置）を制御できるようになっている。なお、第１シフト機構７１には第一シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。第１シフト機構７１によって、第１噛合い伝達機構１０２１の位置を移動し、第１ドリブンギア１１または、第３ドリブンギア１３と係合させることで、第２入力軸１０４２の回転トルクを、第１噛合い伝達機構１０２１を介して出力軸１０４３へと伝達することができる。

また、変速機制御ユニット１０２によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｅ、１０５ｆの電流を制御することで、第２シフト機構７２に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第２噛合い伝達機構１０２２の荷重またはストローク位置（第二シフト位置）を制御できるようになっている。なお、第２シフト機構７２には第二シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。また、第２シフト機構７２によって、第２噛合い伝達機構１０２２の位置を移動し、第５ドリブンギア１５と係合させることで、第２入力軸１０４２の回転トルクを、第２噛合い伝達機構１０２２を介して出力軸１０４３へと伝達することができる。

また、変速機制御ユニット１０２によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｇ、１０５ｈの電流を制御することで、第３シフト機構に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第３噛合い伝達機構１０２３の荷重またはストローク位置（第三シフト位置）を制御できるようになっている。なお、第３シフト機構７５には第三シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。また、第３シフト機構によって、第３噛合い伝達機構１０２３の位置を移動し、第２ドリブンギア１２または、第４ドリブンギア１４と係合させることで、第１入力軸１０４１の回転トルクを、第３噛合い伝達機構１０２３を介して出力軸１０４３へと伝達することができる。

図１０に示す構成においても、噛合い伝達機構１０２１、１０２２、１０２３を制御するにあたり、図４から図８に示した制御と同様の制御を実行することで、第一シフト位置、または第二シフト位置、または第三シフト位置が中立位置０（Ｎ）からボーク位置まで移動するまでの時間を短縮しつつ、スリーブがリングに衝突し、リングと遊転ギア間のコーン面が衝突することによるショック発生を回避することができ、フィーリングの良い変速を実現することができる。

以上、説明したように、本実施形態によれば、スリーブを遊転ギア側へ押しつけて同期噛合い機構の噛合いを行う際に、スリーブがリングを押付け始める時点よりも前に、スリーブが移動を開始したときの移動速度よりもスリーブの移動速度が小さくなるように作動装置を制御することにより、スリーブの移動速度過大によるショックを発生させることなく、かつ可能な限り短時間でスリーブを移動せしめることができる。

本発明の一実施形態による自動変速機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よって制御される変速機に用いられる同期噛合い機構の拡大断面図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置に用いられる変速機制御ユニットとエンジン制御ユニットの入出力信号関係を示すブロック線図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置の制御内容の概略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のシフトアクチュエータの制御内容の内、フィードフォワード荷重演算の詳細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のシフトアクチュエータの制御内容の内、フィードフォワード荷重演算に用いるテーブル関数の説明図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置のシフトアクチュエータの制御内容の内、目標シフト位置演算の詳細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のシフトアクチュエータの制御内容の内、フィードバック荷重演算の詳細を示すフローチャートである。 本発明の一実施の形態による自動変速機の制御装置のシフト制御例を示すタイムチャートである。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動変速機の第２の構成例のスケルトン図である。

符号の説明

１…第１ドライブギア
２…第２ドライブギア
３…第３ドライブギア
４…第４ドライブギア
５…第５ドライブギア
７…エンジン
８…入力軸クラッチ
１１…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
２１…第１同期噛合い機構
２２…第２同期噛合い機構
２３…第３同期噛合い機構
２４…シフト／セレクト機構
３１…入力軸回転センサ
３３…出力軸回転センサ
４１…変速機入力軸
４３…変速機出力軸
５０…自動変速機
６１…第１シフトアクチュエータ
６２…第２シフトアクチュエータ
６３…第３シフトアクチュエータ
１００…変速機制御ユニット
１０１…エンジン制御ユニット
１０３…通信手段
１０６…レバー装置

Claims (11)

1. 駆動力源からのトルクを受けて回転する少なくとも一つの入力軸と、車両の駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間で回転を伝達する複数の遊転ギアと、スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する複数の同期噛合い機構と、前記スリーブを電気的に制御する作動装置と、からなり、
   前記同期噛合い機構は、前記入力軸または前記出力軸と一体的に回転する複数のハブと、これらのハブにそれぞれ設けられ、前記ハブと一体的に回転するとともに前記ハブに対して軸方向に移動可能である複数のスリーブと、前記ハブと前記遊転ギアの間にそれぞれ備えられたリングとから構成され、
   前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって移動し、前記スリーブを前記リングに押付けることによって前記リングが前記遊転ギアに押付けられ、前記リングと前記遊転ギアとの間で摩擦力が発生することによって前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期し、前記スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する自動変速機に用いられ、
   前記作動装置によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけて前記同期噛合い機構の噛合いを行う際に、前記スリーブが前記リングを押付け始める時点よりも前に、前記スリーブが移動を開始したときの移動速度よりも前記スリーブの移動速度が小さくなるように前記作動装置を制御することを特徴とする自動変速機の制御方法。
2. 請求項１記載の自動変速機の制御方法において、
   前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって前記スリーブが移動を開始した後、前記スリーブが前記リングを押付け始める時点よりも前に、前記スリーブが移動を開始したときの前記スリーブの押付け荷重よりも、前記スリーブの押付け荷重が小さくなるように、前記作動装置の駆動電流を制御し、前記スリーブが前記リングを押付け始めた後に再度前記スリーブの押付け荷重が大きくなるように前記作動装置の駆動電流を制御することを特徴とする自動変速機の制御方法。
3. 請求項２記載の自動変速機の制御方法において、
   前記スリーブの位置を検出する機構を備え、前記スリーブの目標位置を設定し、前記スリーブの位置が目標位置に追従するように前記スリーブの押付け荷重をフィードバック制御することを特徴とする自動変速機の制御方法。
4. 請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
   前記スリーブの目標位置を、制御開始から所定時間が経過するまでの第一段階においては、前記スリーブの目標位置を所定の傾きで増加させ、
   第一段階以降、前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期するまでの第二段階においては、前記スリーブの目標位置の増加傾きを、前記第一段階における前記スリーブの目標位置の増加傾きよりも小さい傾きとし、
   第二段階以降の第三段階においては、前記第二段階における前記スリーブの目標位置の増加傾きよりも大きい傾きで前記スリーブの目標位置を増加させるように設定することを特徴とする自動変速機の制御方法。
5. 請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
   前記駆動力源もしくは前記変速機の状態を表すパラメータのうち、少なくとも一つのパラメータによって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定することを特徴とする自動変速機の制御方法。
6. 請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
   前記スリーブの位置（シフト位置）によって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定することを特徴とする自動変速機の制御方法。
7. 請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
   前記駆動力源のトルクによって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定することを特徴とする自動変速機の制御方法。
8. 請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
   アクセルペダル開度を検出する機構を備え、前記アクセルペダル開度によって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定することを特徴とする自動変速機の制御方法。
9. 請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
   前記スリーブの目標位置を、変速段に応じて設定することを特徴とする自動変速機の制御方法。
10. 請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
    前記駆動力源もしくは前記変速機の状態を表すパラメータのうち、少なくとも一つのパラメータによって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけるフィードフォワード荷重を設定し、前記フィードバック制御による荷重と、前記フィードフォワード荷重とから、前記作動装置を制御することを特徴とする自動変速機の制御方法。
11. 駆動力源からのトルクを受けて回転する少なくとも一つの入力軸と、車両の駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間で回転を伝達する複数の遊転ギアと、スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する複数の同期噛合い機構と、前記スリーブを電気的に制御する作動装置と、からなり、
    前記同期噛合い機構は、前記入力軸または前記出力軸と一体的に回転する複数のハブと、これらのハブにそれぞれ設けられ、前記ハブと一体的に回転するとともに前記ハブに対して軸方向に移動可能である複数のスリーブと、前記ハブと前記遊転ギアの間にそれぞれ備えられたリングとから構成され、
    前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって移動し、前記スリーブを前記リングに押付けることによって前記リングが前記遊転ギアに押付けられ、前記リングと前記遊転ギアとの間で摩擦力が発生することによって前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期し、前記スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する自動変速機に用いられ、
    前記作動装置によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけて前記同期噛合い機構の噛合いを行う際に、前記スリーブが前記リングを押付け始める時点よりも前に、前記スリーブが移動を開始したときの移動速度よりも前記スリーブの移動速度が小さくなるように前記作動装置を制御する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。

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