JP2009041601A - 自動変速機の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
連続変速要求時のレスポンスを向上することができる、ツインクラッチ式自動変速機の制御装置を提案することにある。
【解決手段】
予測手段の予測結果に基づき、所定の同期噛合い機構を操作して、現在の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が連結された変速機入力軸と変速機出力軸とを所定の歯車列を介して連結状態にして待機せしめる所謂プリシフト手段を有していて、前記待機制御による同期噛合い機構の連結動作開始タイミングは、現在の変速段の達成完了にかかわらず、現在の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が解放されたと判断する場合とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、自動変速機の制御装置及び制御方法に係り、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装置および制御方法に関する。

近年、手動変速機に用いられる歯車式変速機を用いて、摩擦機構であるクラッチの操作と、歯車選択機構である同期噛合い機構の操作と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。自動ＭＴでは、変速が開始されると、駆動力源であるエンジンのトルクを伝達，遮断するクラッチを解放し、同期噛合い機構を切替え、しかる後に再度クラッチを締結する。

また、特許文献１や特許文献２により、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、ツインクラッチ式自動ＭＴが知られている。このツインクラッチ式自動ＭＴでは、変速が開始されると、変速前にトルクを伝達していたクラッチを徐々に解放しながら、次変速段のクラッチを徐々に締結することで、駆動トルクを変速前ギア比相当から、変速後ギア比相当へと変化させることにより、駆動トルク中断を回避してスムーズな変速を行えるものである。

前記のツインクラッチ式自動ＭＴにおいては、特許文献３や特許文献４により、次段への変速時間を短縮するために、所定の変速段を達成しているときに次の変速段を予測し、現在の変速段の達成のために使用されていない方のクラッチが連結された変速機入力軸と変速機出力軸とを、同期噛合い機構によって選択的に連結することにより所定の変速段に待機させる、所謂プリシフト制御が開示されている。

特開２０００−２３４６５４号公報 特開２００１−２９５８９８号公報 特開平１０−３１８３６１号公報 特開２００３−２６９５９２号公報

所定の変速段を達成しているときに、次に要求されるであろう変速段を予測して、ギア位置を予測した変速段にあらかじめ移動しておく方法では、予測が当たった場合の変速に関して、レスポンスを向上可能である。一方、変速中に運転者による次の変速要求があった場合は、実行中の変速を一旦達成したのち、次の変速要求に基づく同期噛合い機構の動作を開始し、同期噛合い機構の動作完了を以って、クラッチの架け替えを開始するため、レスポンスが劣るという問題点がある。

本発明の目的は、プリシフト制御の開始タイミングを早期化し、連続変速要求時のレスポンスを向上することができる、ツインクラッチ式自動変速機の制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、駆動力源の動力を伝達，遮断する複数の摩擦伝達機構と、前記摩擦伝達機構にそれぞれ連結される複数の変速機入力軸と、前記複数の変速機入力軸と変速機出力軸との間を複数の同期噛合い機構の選択操作によって選択的に連結する複数の歯車列とを備え、
一方の摩擦伝達機構が連結された変速機入力軸と変速機出力軸とを歯車列を介して連結し、かつ、一方の摩擦伝達機構を係合するとともに他方の摩擦伝達機構を解放することにより所望の変速段を達成し、
また、次の変速段を予測し、前記予測結果に基づき、所定の同期噛合い機構を操作して、現在の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が連結された変速機入力軸と変速機出力軸とを所定の歯車列を介して連結状態にして待機せしめる待機制御を行う自動変速機の変速制御装置であって、
前記待機制御による同期噛合い機構の連結動作開始タイミングは、所望の変速段の達成完了にかかわらず、所望の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が解放されたと判断する場合とするようにしたものである。

本発明によれば、変速中であっても、スタンバイ側クラッチの解放が完了したと判断すると、プリシフト動作を開始するため、プリシフト制御の開始タイミングを早期化でき、よって、連続変速要求時のレスポンスを向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図６を用いて詳細に説明する。

最初に、図１を用いて、本発明に係わる自動変速機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、本発明に係る自動変速機を備えた自動車の制御装置の一実施の形態を示すシステム構成例の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。前記燃料噴射装置には、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、第１クラッチ８，第２クラッチ９，第１入力軸４１，第２入力軸４２，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，後進ドライブギア（図示しない），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，後進ドライブギア（図示しない），第１同期噛合い機構２１，第２同期噛合い機構２２，第３同期噛合い機構２３，回転センサ３１，回転センサ３２，回転センサ３３が設けられており、第１クラッチ８を係合，解放することで、エンジン７のトルクを第１入力軸４１に伝達，遮断することが可能である。また、第２クラッチ９を係合，解放することで、エンジン７のトルクを第２入力軸４２に伝達，遮断することが可能である。第１クラッチ８，第２クラッチ９には、本実施例では湿式多板クラッチを用いているが、乾式単板クラッチを用いても良く、すべての摩擦伝達機構を用いることが可能である。また、電磁パウダークラッチによって構成することも可能である。

第２入力軸４２は中空になっており、第１入力軸４１は、第２入力軸４２の中空部分を貫通し、第２入力軸４２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４２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と後進ドライブギア（図示しない）が固定されており、第１入力軸１２４１に対しては、回転自在となっている。また、第１入力軸４１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４２に対しては、回転方向への相対運動が可能な構成となっている。

第１入力軸４１の回転数を検出する手段として、センサ３１が設けられており、第２入力軸４２の回転数を検出する手段として、センサ３２が設けられている。

一方、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，後進ドリブンギア（図示しない）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，後進ドリブンギア（図示しない）は出力軸４３に対して回転自在に設けられている。

また、出力軸４３の回転数を検出する手段として、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、第２ドライブギア２と、第２ドリブンギア１２とが、それぞれ噛合している。また、第３ドライブギア３と、第３ドリブンギア１３とが、第４ドライブギア４と、前記第４ドリブンギア１４とが、それぞれ噛合している。さらに、前記第５ドライブギア５と、前記第５ドリブンギア１５とが、それぞれ噛合している。また、後進ドライブギア（図示しない），アイドラーギア（図示しない），後進ドリブンギア（図示しない）がそれぞれ係合している。

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４３に係合させたり、第３ドリブンギア１３を出力軸４３に係合させる、第１同期噛合い機構２１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４３に係合させたり、第４ドリブンギア１４を出力軸４３に係合させる、第３同期噛合い機構２３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４３に係合させる、第２同期噛合い機構２２が設けられている。

変速機制御ユニット１００によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｃ，電磁弁１０５ｄの電流を制御することで、シフトアクチュエータ６１内に設けられた油圧ピストン（図示しない）およびシフトフォーク（図示しない）を介して第１同期噛合い機構２１の位置もしくは荷重を制御し、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４２の回転トルクを、第１同期噛合い機構２１を介して出力軸４３へと伝達することができる。ここでは、電磁弁１０５ｄの電流を増加することで、第１同期噛合い機構２１が第１ドリブンギア１１側へ移動する方向へ荷重が加わり、電磁弁１０５ｃの電流を増加することで、第１同期噛合い機構２１が第３ドリブンギア１３側へ移動する方向へ荷重が加わるように構成している。なお、シフトアクチュエータ６１には第１同期噛合い機構２１の位置を計測する位置センサ６１ａ（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、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｅ，電磁弁１０５ｆの電流を制御することで、シフトアクチュエータ６２内に設けられた油圧ピストン（図示しない）およびシフトフォーク（図示しない）を介して第２同期噛合い機構２２の位置もしくは荷重を制御し、第５ドリブンギア１５と係合させることで、第２入力軸４２の回転トルクを、第２同期噛合い機構２２を介して出力軸４３へと伝達することができる。なお、シフトアクチュエータ６２には第２同期噛合い機構２２の位置を計測する位置センサ６２ａ（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、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｇ，電磁弁１０５ｈの電流を制御することで、シフトアクチュエータ６３内に設けられた油圧ピストン（図示しない）およびシフトフォーク（図示しない）を介して第３同期噛合い機構２３の位置もしくは荷重を制御し、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４１の回転トルクを、第３同期噛合い機構２３を介して出力軸４３へと伝達することができる。なお、シフトアクチュエータ６３には第３同期噛合い機構２３の位置を計測する位置センサ６３ａ（図示しない）が設けられている。

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。

また、変速機制御ユニット１００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８内に設けられたプレッシャプレート（図示しない）を制御し、第１クラッチ８の伝達トルクの制御を行っている。

また、変速機制御ユニット１００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９内に設けられたプレッシャプレート（図示しない）を制御し、第２クラッチ９の伝達トルクの制御を行っている。

また、レバー装置３０１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前記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。

電磁弁１０５ｃ，電磁弁１０５ｄによってシフトアクチュエータ６１を制御し、第１同期噛合い機構２１と第１ドリブンギア１１を噛合し、第２クラッチ９を係合することによって第１速段走行となる。

電磁弁１０５ｇ，電磁弁１０５ｈによってシフトアクチュエータ６３を制御し、第３同期噛合い機構２３と第２ドリブンギア１２を噛合し、第１クラッチ８を係合することによって第２速段走行となる。

電磁弁１０５ｃ，電磁弁１０５ｄによってシフトアクチュエータ６１を制御し、第１同期噛合い機構２１と第３ドリブンギア１３を噛合し、第２クラッチ９を係合することによって第３速段走行となる。

電磁弁１０５ｇ，電磁弁１０５ｈによってシフトアクチュエータ６３を制御し、第３同期噛合い機構２３と第４ドリブンギア１４を噛合し、第１クラッチ８を係合することによって第４速段走行となる。

電磁弁１０５ｅ，電磁弁１０５ｆによってシフトアクチュエータ６２を制御し、第２同期噛合い機構２２と第５ドリブンギア１５を噛合し、第２クラッチ９を係合することによって第５速段走行となる。

電磁弁１０５ｅ，電磁弁１０５ｆによってシフトアクチュエータ６２を制御し、第２同期噛合い機構２２と後進ドリブンギア（図示しない）を噛合し、第２クラッチ９を係合することによって後進段走行となる。

ここで例えば１速段から２速段へのアップシフトは、電磁弁１０５ｃ，電磁弁１０５ｄによってシフトアクチュエータ６１を制御し、第１同期噛合い機構２１と第１ドリブンギア１１を噛合し、第２クラッチ９を係合した状態から、電磁弁１０５ｇ，電磁弁１０５ｈによってシフトアクチュエータ６３を制御し、第３同期噛合い機構２３と第２ドリブンギア１２を噛合し、第１クラッチ８を徐々に締結するとともに、第２クラッチ９を徐々に解放することによって行われる。

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を動作させる機構として、本実施例においては電磁弁，油圧ピストンを用いた油圧機構として構成しているが、電磁弁，油圧ピストンの替わりに、電動モータおよび減速ギアを用いて構成しても良いし、電動モータ，ドラムを用いて構成しても良く、噛合い伝達機構２１，２２，２３を制御するための他の機構を用いても構成可能である。また、電動モータを用いる場合は、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よいし、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、第１クラッチ８，第２クラッチ９を動作させるために、本実施例においては電磁弁を用いた油圧機構として構成しているが、電動モータ，減速ギアを用いてクラッチを動作させるように構成しても良いし、電磁コイルによってクラッチのプレッシャプレートを制御する構成としても良く、第１クラッチ８，第２クラッチ９を制御するための他の機構を用いても構成可能である。

図２に、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を示す。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、所望の第１クラッチ伝達トルクを実現するために、電磁弁１０５ａへ印加する電圧Ｖ＿ｃｌａを調整することで、電磁弁１０５ａの電流を制御し、第１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、所望の第２クラッチ伝達トルクを実現するために、電磁弁１０５ｂへ印加する電圧Ｖ＿ｃｌｂを調整することで、電磁弁１０５ｂの電流を制御し、第２クラッチ９を係合，解放する。

また、変速機制御ユニット１００は、所望の第１同期噛合い機構２１の位置を実現するために、電磁弁１０５ｃ，１０５ｄへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｌｖ１，Ｖ２＿ｓｌｖ１を調整することで、電磁弁１０５ｃ，１０５ｄの電流を制御し、第１同期噛合い機構２１の噛合，解放を行う。

また、変速機制御ユニット１００は、所望の第２同期噛合い機構２２の位置を実現するために、電磁弁１０５ｅ，１０５ｆへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｌｖ２，Ｖ２＿ｓｌｖ２を調整することで、電磁弁１０５ｅ，１０５ｆの電流を制御し、第２同期噛合い機構２２の噛合，解放を行う。

また、変速機制御ユニット１００は、所望の第３同期噛合い機構２３の位置を実現するために、電磁弁１０５ｇ，１０５ｈへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｌｖ３，Ｖ２＿ｓｌｖ３を調整することで、電磁弁１０５ｇ，１０５ｈの電流を制御し、第３同期噛合い機構２３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、各電磁弁の電流が目標電流に追従するよう電圧出力を変更して、各電磁弁の電流を制御している。

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３２，回転センサ３３から、第１入力軸回転数ＮｉＡ，第２入力軸回転数ＮｉＢ，出力軸回転数Ｎｏがそれぞれ入力され、また、レバー装置３０１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と、アクセル開度センサ３０２からアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓと、ブレーキが踏まれているか否かを検出するブレーキスイッチ３０４からのＯＮ／ＯＦＦ信号Ｂｒｋが入力される。

なお、本実施例においては、運転者が手動でアップシフト／ダウンシフトを指令するための所謂マニュアルモード機能を備えた場合を記載しており、変速機制御ユニット１００へ、アップスイッチ３０６，ダウンスイッチ３０７からのＯＮ／ＯＦＦ信号ＵｐＳｗ，ＤｎＳｗがそれぞれ入力される。

また、変速機制御ユニット１００には、スリーブ１位置センサ６１ａ，スリーブ２位置センサ６２ａ，スリーブ３位置センサ６３ａから、第１同期噛合い機構２１，第２同期噛合い機構２２，第３同期噛合い機構２３のそれぞれのストローク位置を示す、スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１，スリーブ２位置ＲＰｓｌｖ２，スリーブ３位置ＲＰｓｌｖ３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，第１クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ１，第２クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ２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，第１クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ１，第２クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ２，目標スリーブ１位置ＴＰｓｌｖ１，目標スリーブ２位置ＴＰｓｌｖ２，目標スリーブ３位置ＴＰｓｌｖ３を設定する。

また、変速機制御ユニット１００は、設定した第１クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ１，第２クラッチ目標伝達トルクＴＴｓ２，目標スリーブ１位置ＴＰｓｌｖ１，目標スリーブ２位置ＴＰｓｌｖ２，目標スリーブ３位置ＴＰｓｌｖ３を実現するよう、電磁弁１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ，１０５ｄ，１０５ｅ，１０５ｆ，１０５ｇ，１０５ｈへ印加する電圧Ｖ＿ｃｌａ，Ｖ＿ｃｌｂ，Ｖ１＿ｓｌｖ１，Ｖ２＿ｓｌｖ１，Ｖ１＿ｓｌｖ２，Ｖ２＿ｓｌｖ２，Ｖ１＿ｓｌｖ３，Ｖ２＿ｓｌｖ３を出力する。

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プリシフト制御の具体的な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のプリシフト制御の全体の制御内容の概略を示すフローチャートである。

プリシフト制御フローは、ステップ３０１（目標スタンバイ位置演算）と、ステップ３０２（目標スタンバイギア締結未完了判定）と、ステップ３０３（スタンバイ側クラッチ解放完了判定）と、ステップ３０４（スタンバイギア締結制御）から構成される。

図３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３０１〜３０４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３０１（目標スタンバイ位置演算）では、レンジ位置信号ＲｎｇＰｏｓ，アップスイッチＵｐＳｗ，ダウンスイッチＤｎＳｗ，アクセルペダル踏み込み量Ａｐｓ，車速Ｖｓｐ，ブレーキＯＮ／ＯＦＦ信号Ｂｒｋなどから、次の変速動作に備えて待機しておくべきギア段の目標値である目標スタンバイギア位置ｔＧＰ＿ｓｔｂを設定する。

ステップ３０２（目標スタンバイギア締結未完了判定）では、ステップ３０１にて設定した目標スタンバイギア位置ｔＧＰ＿ｓｔｂに関するスリーブ位置が噛合い位置にある場合は、スタンバイギア締結が完了したと判断し、プリシフト制御を終了する。スリーブ位置が噛合い位置に無い場合は、ステップ３０３へ進む。

ステップ３０３（スタンバイギア締結許可判定）では、スタンバイギアの締結を許可されているか否かを判定し、スタンバイギアの締結が許可されている場合は、ステップ３０４へ進む。スタンバイギアの締結が不許可の場合は、当該実行周期におけるプリシフト制御を終了する。

ステップ３０４（スタンバイギア締結制御）では、スリーブ位置を入力とした関数によって締結荷重を設定する。ここで前記関数は、スリーブ位置が小さい（ニュートラル付近）場合は比較的小さい値とし、スリーブ位置が中間領域（同期位置付近）となる領域においては比較的大きい値とし、スリーブ位置が大きい（噛合い位置付近）場合は再び比較的小さい値とすることが望ましい。また、前記関数の設定は、同期噛合い機構の耐久性を踏まえ、スタンバイギアの締結が可能である値であり、かつ可能な限り小さい値とすることが望ましい。

次に、図４を用いて、図３のステップ３０３（スタンバイギア締結許可判定）の詳細について説明する。

ステップ４０１において、自動変速モードであるか否かの判定を行い、自動変速モードである場合はステップ４０２へ進み、自動変速モードでない場合、例えば、手動変速モードの場合はステップ４０５へ進む。

ステップ４０２では、変速が完了しているか否か、すなわち、クラッチの架け替えが完了し所望のギア段が達成されているか否かの判定を行い、変速が完了している場合はステップ４０３へ進み、変速が完了していない場合はステップ４０４へ進む。

ステップ４０３では、スタンバイギアの締結を許可する。また、ステップ４０４では、スタンバイギアの締結を不許可とする。

ステップ４０５では、ステップ３０１にて設定した目標スタンバイギア位置ｔＧＰ＿ｓｔｂを備える変速機入力軸に連結されるスタンバイ側クラッチの解放が完了しているか否かを判定し、スタンバイ側クラッチの解放が完了していると判断された場合は、ステップ４０６へ進む。スタンバイ側クラッチの解放が未完了の場合は、ステップ４０７へ進む。

ステップ４０６では、スタンバイギアの締結を許可する。また、ステップ４０７では、スタンバイギアの締結を不許可とする。

なお、図４は、例として自動変速モードであるか、それ以外のモードであるかに応じてスタンバイギアの締結を許可するタイミングを変更するように構成しているが、その他の条件、例えば油温に応じて、スタンバイギアの締結を許可するタイミングを変更するように構成しても良い。

次に、図５を用いて、図３から図４に示すようにして構成したときの第１のプリシフト制御例について説明する。

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を備えた自動車の、第１のプリシフト制御例を示すタイムチャートである。この第１のプリシフト制御例では、車両は１速で走行している状態で、次の変速動作に備えて待機しておくべきギア段の目標値である目標スタンバイギア位置をＮから２速ギアに切替える場合のプリシフト制御内容と、続いて発生した変速要求に基づき１速から２速へ変速する場合の制御内容を示している。

図５において、図５（Ａ）は目標ギア位置ｔＧＰ＿ｎｘｔを示している。図５（Ｂ）は目標スタンバイギア位置ｔＧＰ＿ｓｔｂを示している。図５（Ｃ）はスリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１を示している。３ｒｄは３速側の締結位置、Ｎは中立位置、１ｓｔは１速側の噛合い位置を示している。図５（Ｄ）はスリーブ３位置ＲＰｓｌｖ３を示している。４ｔｈは４速側の締結位置、Ｎは中立位置、２ｎｄは２速側の噛合い位置を示している。図５（Ｅ）は第１クラッチトルクおよび第２クラッチトルクを示している。

時刻ｔ１以前では、図５（Ａ）に示すように、目標ギア位置ｔＧＰ＿ｎｘｔは「１速」の１ｓｔ、図５（Ｂ）に示すように、目標スタンバイギア位置ｔＧＰ＿ｓｔｂは「中立」のＮ、図５（Ｃ）に示すように、スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１は１速側の締結位置１ｓｔ、図５（Ｄ）に示すように、スリーブ３位置ＲＰｓｌｖ３は中立位置Ｎであり、１速で走行している状態である。

時刻ｔ１において、図３のステップ３０１（目標ギア位置演算）によって、図５（Ｂ）目標スタンバイギア位置ｔＧＰ＿ｓｔｂが「中立」のＮから「２速」の２ｎｄへと切替えられると、図４のステップ４０１にて自動変速モードであるか否かに応じて、ステップ４０２、または、ステップ４０５の判定を実施する。いずれのステップの判定においても、時刻ｔ１において、条件成立となるため、ステップ３０３（スタンバイギア締結許可判定）の判定にて、スタンバイギア締結許可となり、ステップ３０４（スタンバイギア締結制御）によって、図５（Ｄ）スリーブ３位置ＲＰｓｌｖ３が中立位置のＮから２速側締結位置である２ｎｄへの移動を開始する。

時刻ｔ２において、スリーブ３位置ＲＰｓｌｖ３の２ｎｄへの移動が完了すると、図３のプリシフト制御を終了する。

時刻ｔ３において、図５（Ａ）目標ギア位置ｔＧＰ＿ｎｘｔが「１速」の１ｓｔから「２速」の２ｎｄへと切替えられると、変速を開始し、時刻ｔ４において、クラッチ操作の準備が完了すると、第２クラッチトルクを低減し解放を開始するとともに、第１クラッチトルクを徐々に立ち上げ係合を開始する。時刻ｔ５において、クラッチの架け替えが完了すると、回転数を制御する所謂イナーシャフェーズ制御を実施し、時刻ｔ６にて、変速が完了する。

次に、図６を用いて、図３から図４に示すようにして構成したときの第２のプリシフト制御例について説明する。

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を備えた自動車の、第２のプリシフト制御例を示すタイムチャートである。この第２のプリシフト制御例では、車両は自動変速モードの１速で走行している状態で、次の変速動作に備えて待機しておくべきギア段の目標値である目標スタンバイギア位置をＮから２速ギアに切替える場合のプリシフト制御内容と、続いて発生した変速要求に基づき１速から２速への変速を開始した直後に、目標スタンバイギア位置を２速から３速へ切替える要求が発生した場合のプリシフト制御内容を示している。

図６において、横軸の時間は図５と同様である。

また、図６（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）と同様の信号について示す。

時刻ｔ４までは、図５に示す内容と同一である。

時刻ｔ５において、図６（Ｂ）目標スタンバイギア位置ｔＧＰ＿ｓｔｂが「２速」の２ｎｄから「３速」の３ｒｄへと切替えられる。図４のステップ４０１にて自動変速モードであるため、ステップ４０２の判定を実施する。ステップ４０２の判定は、時刻ｔ５において、条件不成立となるため、ステップ３０３（スタンバイギア締結許可判定）の判定にて、スタンバイギア締結不許可となる。時刻ｔ７にて変速が完了すると、ステップ４０２の判定において、条件成立となるため、ステップ３０３（スタンバイギア締結許可判定）の判定にて、スタンバイギア締結許可となり、ステップ３０４（スタンバイギア締結制御）によって、図５（Ｃ）スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１が１速側締結位置の１ｓｔから３速側締結位置である３ｒｄへの移動を開始する。

時刻ｔ８において、スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１の３ｒｄへの移動が完了すると、図３のプリシフト制御を終了する。このとき、時刻ｔ７において、図６（Ａ）目標ギア位置ｔＧＰ＿ｎｘｔが「２速」の２ｎｄから「３速」の３ｒｄへと切替えられるが、時刻ｔ８においては、スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１の３ｒｄへの移動が完了しておらず、変速を開始しない。その後、時刻ｔ８において、スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１の３ｒｄへの移動が完了すると、変速を開始する。

次に、図７を用いて、図３から図４に示すようにして構成したときの第３のプリシフト制御例について説明する。

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を備えた自動車の、第３のプリシフト制御例を示すタイムチャートである。この第３のプリシフト制御例では、車両は手動変速モードの１速で走行している状態で、次の変速動作に備えて待機しておくべきギア段の目標値である目標スタンバイギア位置をＮから２速ギアに切替える場合のプリシフト制御内容と、続いて発生した変速要求に基づき１速から２速への変速を開始した直後に、目標スタンバイギア位置を２速から３速へ切替える要求が発生した場合のプリシフト制御内容を示している。

図７において、横軸の時間は図５と同様である。

また、図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）は、図５（Ａ），（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）と同様の信号について示す。

時刻ｔ６までは、図５に示す内容と同一である。図７が図６と異なるのは、時刻ｔ６において、図４のステップ４０１にて手動変速モードであるため、ステップ４０５の判定を実施し、第２クラッチトルクの解放により条件成立となるため、ステップ３０３（スタンバイギア締結許可判定）の判定にて、スタンバイギア締結許可となり、ステップ３０４（スタンバイギア締結制御）によって、図７（Ｃ）スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１が１速側締結位置の１ｓｔから３速側締結位置である３ｒｄへの移動を開始する。

時刻ｔ７において、スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１の３ｒｄへの移動が完了すると、図３のプリシフト制御を終了する。このとき、時刻ｔ７において、図６（Ａ）目標ギア位置ｔＧＰ＿ｎｘｔが「２速」の２ｎｄから「３速」の３ｒｄへと切替えられると、スリーブ１位置ＲＰｓｌｖ１は３ｒｄへの移動が完了しているため、すぐに変速を開始する。

以上述べてきたように構成することで、プリシフト制御の開始タイミングを早期化でき、連続変速要求時のレスポンスを向上することができる。

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用いられる変速機制御ユニット１００と、エンジン制御ユニット１０１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。 図３に図示のスタンバイギア締結許可判定の処理内容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第１のプリシフト制御例を示すタイムチャートである。 本発明の一実施の形態による自動変速機の制御装置の第２のプリシフト制御例を示すタイムチャートである。 本発明の一実施の形態による自動変速機の制御装置の第３のプリシフト制御例を示すタイムチャートである。

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 第１クラッチ
９ 第２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
３１ 第１入力軸回転センサ
３２ 第２入力軸回転センサ
３３ 出力軸回転センサ
４１ 変速機第１入力軸
４２ 変速機第２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
１０５ 油圧機構
１０５ａ 第１クラッチ用電磁弁
１０５ｂ 第２クラッチ用電磁弁
１０５ｃ 第１同期噛合い機構用第１電磁弁
１０５ｄ 第１同期噛合い機構用第２電磁弁
１０５ｅ 第２同期噛合い機構用第１電磁弁
１０５ｆ 第２同期噛合い機構用第２電磁弁
１０５ｇ 第３同期噛合い機構用第１電磁弁
１０５ｈ 第３同期噛合い機構用第２電磁弁
３０１ レバー装置

Claims (6)

1. 駆動力源の動力を伝達，遮断する複数の摩擦伝達機構と、前記摩擦伝達機構にそれぞれ連結される複数の変速機入力軸と、前記複数の変速機入力軸と変速機出力軸との間を複数の同期噛合い機構の選択操作によって選択的に連結する複数の歯車列とを備え、
   一方の摩擦伝達機構が連結された変速機入力軸と変速機出力軸とを歯車列を介して連結し、かつ、一方の摩擦伝達機構を係合するとともに他方の摩擦伝達機構を解放することにより所望の変速段を達成し、
   次の変速段を予測し、前記予測結果に基づき、所定の同期噛合い機構を操作して、所望の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が連結された変速機入力軸と変速機出力軸とを所定の歯車列を介して連結状態にして待機せしめる待機制御を行う自動変速機の変速制御装置であって、
   前記待機制御による同期噛合い機構の連結動作開始タイミングは、所望の変速段の達成完了にかかわらず、所望の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が解放されたと判断する場合とすることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置において、次の変速段の予測は、運転者の手動操作による目標変速段の選択に基づき行うことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
3. 請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置において、待機制御による同期噛合い機構の連結動作開始タイミングは、所望の変速段の達成完了にかかわらず、所望の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が解放されたと判断する場合と、少なくとも所望の変速段の達成完了後であることを条件の一つとする場合とを、選択して切替えることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
4. 請求項３に記載の自動変速機の変速制御装置において、待機制御による同期噛合い機構の連結動作開始タイミングの切替えは、変速制御装置によって自動で目標とする変速段を選択する自動変速モードの場合と、運転者が目標とする変速段を選択可能な手動変速モードの場合とに応じて行うことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
5. 請求項３に記載の自動変速機の変速制御装置において、待機制御による同期噛合い機構の連結動作開始タイミングの切替えは、油温に応じて行うことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
6. 駆動力源の動力を伝達，遮断する複数の摩擦伝達機構と、前記摩擦伝達機構にそれぞれ連結される複数の変速機入力軸と、前記複数の変速機入力軸と変速機出力軸との間を複数の同期噛合い機構の選択操作によって選択的に連結する複数の歯車列とを備え、
   一方の摩擦伝達機構が連結された変速機入力軸と変速機出力軸とを歯車列を介して連結し、かつ、一方の摩擦伝達機構を係合するとともに他方の摩擦伝達機構を解放することにより所望の変速段を達成し、
   次の変速段を予測し、前記予測結果に基づき、所定の同期噛合い機構を操作して、所望の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が連結された変速機入力軸と変速機出力軸とを所定の歯車列を介して連結状態にして待機せしめる待機制御を行う自動変速機の変速制御方法であって、
   前記待機制御による同期噛合い機構の連結動作を、所望の変速段の達成完了にかかわらず、所望の変速段の達成のために使用されていない方の摩擦伝達機構が解放されたと判断する場合に開始することを特徴とする自動変速機の変速制御方法。

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