JP2014240687A - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 アイドル・ストップ制御を設けられた自動変速機の制御装置において、アイドル・ストップからの復帰における車両後退を容易な構成で防止する。
【解決手段】 回転を許容する方向を切換え可能な２WAYクラッチの方向切換えにより1速段と後進段を切換える車両の自動変速機の制御装置において、所定条件が成立すると駆動源からの駆動力を自動変速機の出力軸へ伝達しないアイドラアイドリング・ストップを自動変速機は備えており、アイドル・ストップ制御が行なわれた時には入力軸の回転を許容するとともに少なくとも車両が後退する方向に移動する回転方向で自動変速機の出力軸が車両の車輪から回転させると自動変速機の出力軸がケーシングに固定される２WAYクラッチを含む係合組合せが選択される。
【選択図】図９Ａ

Description

本発明は、遊星歯車機構を用いた自動変速機を制御する制御装置に関し、特に、所謂「アイドル・ストップ制御」状態から通常制御に復帰するに際しての、坂道などによる車両の思わぬ後退を防止することの改良に関する。

走行性能や運転性能の向上のため、自動車の自動変速機は変速段の多段化が進んでいる。自動変速機は、一般に遊星歯車機構と、クラッチ、ブレーキといった係合機構とを備え、係合機構により動力伝達経路を切り換えることで各変速段を実現している。また、このような自動変速機は、駆動源からの回転動力を車両の駆動輪に伝達するために、この駆動源と駆動輪との間に設けられたトルココンバータ（発進機構）を介在させている。

近年の車両の自動変速機では、車両の停止時に所謂「アイドル・ストップ制御」を行う自動変速機制御装置が実施されている。

このアイドル・ストップ制御を組み込まれた車両では、車両停止が例えば上り坂においてなされたときは、エンジン始動の応答性が十分ならば、前記トルクコンバータのクリープトルクを用いて車両後退を防止することが期待できるが、傾斜角が大きい場合には、後退を防ぐことはできない。また、アイドル・ストップ制御は、エンジンが停止することから、ドライバは思わぬ不都合に直面する。

例えば、特許文献１では、エンジン停止がブレーキ力の低下に結びつくことを考慮して、車両の停止位置の傾斜角を検知して、車両が傾斜値に停車するときは、ブレーキ踏力を増加する制御を開示している。

一方、特許文献２は、アイドル・ストップ制御時に、ブレーキ力が低下して車両が坂道をずるずると下がらないように、傾斜角度を検出するセンサを用いている。

特開２０１２−４６１８２号公報 特開２０１２−４７１４７号公報

しかしながら、上記従来技術は、いずれも、停車位置の傾斜角度を検出するセンサを必要とするもので、コスト面の問題を招いていた。

また、上記２文献の従来技術の技術思想は、別途設けたハードウエアセンサに頼るというものではなく、寧ろ、自動変速機での制御の態様が、後退を回避するために、後退そのものを検知する制御ロジックを設ける（文献１）、あるいは、後退しない条件（ブレーキ圧等）でのみアイドル・ストップ制御を許可するという、複雑な制御ロジックを設けるというものである。

本発明の目的は、傾斜角度を検出するセンサを必要とせず、または、簡易な制御ロジックで車両後退を防止することできる、自動変速機用制御装置を提案するものである。

本発明は、上記課題を達成するために提案され、ここに、実施形態として、一乃至数例が開示された。

この実施形態によれば、自動変速機と制御装置の構成は概略、「複数の変速段の中から車両の走行状態に応じて変速段を選択することにより、駆動源からの駆動力について、選択した変速段に応じて変速させた駆動力を前記車両の駆動輪に伝達する自動変速機、の変速動作を制御する自動変速機制御装置」である。そして、この自動変速機は、
前記内燃機関との間に設けられた発進機構と、
サンギヤ，キャリア，リングギヤの回転要素を備えた複数の遊星歯車機構（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）と、
前記遊星歯車機構の回転要素を連結し、または固定する複数の係合機構であって、これら複数の係合機構と前記回転要素との係合の組合せによって前記自動変速機のための複数の変速段を確立させる複数の係合機構（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ１）であって、前記複数の係合要素のひとつが、前記複数の遊星歯車機構のひとつの回転要素の回転方向の切換えを許可する機械式係合機構(F1）である、前記複数の係合機構と、
を具備する。また、「制御装置」は、
前記機械式係合機構(F1)が、前進段と後進段との間での回転方向の切換えと、前記前進段と後進段の夫々での回転許容とがなされるように作動させて、前記内燃機関を停止させるアイドル・ストップ制御と、
前記内燃機関の停止を許可するか否かを判断するアイドル・ストップ制御許可判断手段を備え、
前記アイドル・ストップ制御許可手段が前記内燃機関の停止を許可すると判断するときは、前記自動変速機の入力軸の回転を許容するとともに、前記自動変速機の出力軸が、前記車両が後退する方向の移動に相当する回転方向で、前記車両の車輪により回転させられる場合には、少なくとも前記機械式係合機構（F１）を含む前記複数の係合機構を、前記自動変速機の出力軸が前記自動変速機のケーシングに固定されるように設定する、係合制御手段と、を具備する。

また、請求項２の発明は、「前記係合機構の係合組合せは前記自動変速機が前進最低速段と後進段とを確立させる係合組合せのうち、共通する係合機構は、
前記機械式係合機構（Ｆ１）と、
前記機械式係合機構（Ｆ１）で固定される回転要素を備えた第１遊星歯車機構（Ｐ２）とは異なる第２遊星歯車機構（Ｐ４）の回転要素を固定するブレーキ（Ｂ２）であり、
前記第１のブレーキ（Ｂ２）で固定される第２遊星歯車機構（Ｐ４）の回転要素と、前記第１遊星歯車機構（Ｐ２）に属する前記機械式係合機構（Ｆ１）で固定される回転要素と、前記自動変速機の出力軸に連結される回転要素以外の回転要素、とを連結する第１のクラッチ（Ｃ２）、
とを含むことを特徴とする。

この発明によれば、アイドル・ストップ制御中の車両の前後進方向への移動を入力軸はフリー、出力軸は固定するという自動変速機の係合組合せによって、車両の移動を規制するので、移動規制用に特別なデバイスを車両に付与する必要がなく、コスト並びに重量の低減と燃費が両立する。

本発明によれば上記の構成に留まらず、特許請求の範囲に記載の構成から様々な効果を享受できる。

例えば請求項２または請求項６の発明からは、アイドル・ストップ制御終了後から前後進に移行する際に入力軸はフリー、出力軸は固定時に係合させる係合機構と、前進最低段と後進段を形成する係合組合せの残りひとつとを持ち替えるだけなので制御性が良好である。

請求項３によれば、後進段から前進段への切換え時のインギヤ応答性の確保。

また、請求項３によれば、後進段から１速段へ移行する間に一度１速段より高い変速段（２速）にインギヤしてから変速するので変速ショックを抑えることが出来る、という格別の作用効果を享受できる。

また、請求項５によれば、電動ポンプ無しの車両でも、アイドル・ストップからの復帰で係合する摩擦クラッチまたはブレーキにまでの油路に作動油を充填し、復帰時の応答性を向上させることができる。

また請求項６によれば、電動ポンプ無し車両でアイドル・ストップからの復帰時の応答性向上させることができる。

請求項８によれば、電動ポンプ無し車両でアイドル・ストップからの復帰時の応答性向上をえることができる。

請求項９によれば、アイドル・ストップからの復帰時に車両の移動、特に後退の防止を達成できる。

請求項１０によれば、後進段から１速段へ移行する間に一度１速段より高い変速段（２速）にインギヤしてから変速するので変速ショックを抑えることが出来る。

請求項１１によれば、アイドル・ストップ制御に早く入れるので燃費が向上する。

本願発明の実施形態に係る自動変速機のスケルトン図、 図１Ａの自動変速機を構成する４つの遊星歯車機構（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）の構造を遊星歯車機構Ｐ１に代表させて描いた遊星歯車機構ブロック図、 図１Ａの自動変速機の４つの遊星歯車機構（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４または、ＰＧＳ１，ＰＧＳ２，ＰＧＳ３，ＰＧＳ４）の各々が提供する変速比を示す図、 図２Ａの変速比を有する４つの遊星歯車機構（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）を図１Ａに用いて最終的に得られる前進１０段、後進１段の最終変速比を示す図、 図１Ａの自動変速機で図２Ｂの各変速段毎の変速比をもたらすための、クラッチＣ１乃至Ｃ３とブレーキＢ１乃至Ｂ３の結合若しくは解除の組合せパターンを示す図、 図４Ａと図４Ｂは、実施形態の自動変速中に用いられている２方向クラッチ（ＴＷＣ）を説明する図であり、特に図４Ａは初期状態（２方向自由回転）を説明し、図４ＢはＴＷＣクラッチの一方向回転フリーの状態を説明する、 実施形態の自動変速機の制御装置（ＥＣＵ）と、変速機との間で交わされる信号を説明する図、 図１Ａの自動変速機の遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４の速度線図、 ＴＷＣ（Ｆ１クラッチ）の動作する説明する図で、両回方向でロック状態にある場合（図７Ａ）と、反時計方向ロック（図７Ｂ）の場合と、両回転方向でフリーの状態（図７Ｃ）の場合とを説明する。 図７の速度線図について、ＴＷＣ（Ｆ１）が後進（Ｒ）側にあるときに、全ての変速段でロック状態にあることを説明する図、 図７の速度線図について、ＴＷＣ（Ｆ１）が前進（Ｄ）側にあるときに、１段と後進段でロック状態にあり、２変速段以上で前進方向でフリーであることを説明する図、 実施形態の自動変速機についての、アイドル・ストップ制御から離脱するときの制御手順にかかる動作を説明するフローチャート、特に、電動ポンプを具備している実施形態にかかる制御手順である。 実施形態の自動変速機についての、アイドル・ストップ制御から離脱するときの制御手順にかかる動作を説明するフローチャート、特に、電動ポンプを具備していない第２の実施形態にかかる制御手順である。

＜自動変速機の係合機構の構成＞
図１Ａは、本発明を、前進１０段、後進１段の変速段を有する自動変速機に適用した実施形態を示している。この実施形態の自動変速機は、変速機ケース１内に回転自在に軸支した、図外の内燃機関（エンジン）等の駆動源ＥＮＧが出力する駆動力がロックアップクラッチＬＣ及びダンパＤＡを有するトルクコンバータＴＣを介して伝達される入力軸２と、入力軸２と同心に配置された出力ギヤからなる出力部材３とを備えている。出力部材３の回転は、図外のデファレンシャルギヤやプロペラシャフトを介して車両の左右の駆動輪に伝達される。尚、トルクコンバータＴＣに代えて、摩擦係合自在に構成される単板型又は多板型の発進クラッチを設けてもよい。

変速機ケース１内には、第１〜第４の４つの遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４が入力軸２と同心に配置されている。

４つの遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４の各々は、遊星歯車機構Ｐ１により代表させた図１Ｂに図示されているように、下から上に向かって順に、サンギヤＳ１と、ピニオンＰ１と、リングギヤＲ１と、前記サンギヤＳ１とピニオンＰ１に歯合するリングギヤＲ１と、前記ピニオンＰ１を自転及び公転自在に軸支するキャリアＣａ１とから成る所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構（キャリアを固定した場合、サンギヤとリングギヤが互いに異なる方向に回転するため、マイナス遊星歯車機構又はネガティブ遊星歯車機構ともいう。因みに、リングギヤを固定した場合には、サンギヤとキャリアとが同一方向に回転する。）で構成されている。

この実施形態の自動変速機は前進１０段を可能にするために、上記４つのシングルピニオン型の遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４の他に、前段の任意の回転体と後段の任意の回転体に断続的に接続するクラッチ（Ｃ１乃至Ｃ３）と、回転駆動力を制動する目的で一方が変速機ケースに接続されているブレーキＢ１乃至Ｂ３とを有する。これらのクラッチＣ１乃至Ｃ３とブレーキＢ１乃至Ｂ３は、本発明の「係合機構」を例示する。

なお、クラッチＣ１乃至Ｃ３とブレーキＢ１乃至Ｂ３はオイルにより駆動される所謂湿式のクラッチ板やブレーキ板を有している。

なお、本明細書並びに図面では、遊星歯車機構内の「キャリア」には記号「Ｃａ」を用い、遊星歯車機構外で、回転駆動力を前段から後段に伝達するのを断続する所謂「クラッチ」には記号「Ｃ」を用いて区別する。

図１Ａの実施形態の自動変速機は、ブレーキとクラッチとの双方の機能を使い分けることができる双方向クラッチＦ１（「Two-way clutch」または「TWC」）を、その一端がケーシング１に固着されたＦ１位置に有してなる。

本事件の自動変速機は、図１Ａに示した相互接続関係を与えられた４つの遊星歯車機構（Ｐ１（または「ＰＧＳ１」）乃至Ｐ４（または「ＰＧＳ４」）と上述の７つの係合機構（３つのクラッチＣ１乃至Ｃ３、機械的係合機構としての１つのＦ１（ＴＷＣ）と、３つのブレーキＢ１乃至Ｂ３）を、図３の組合せで示したＯＮ/ＯＦＦの選択的作動により、図２Ｂに示された後進１段（Ｒ１）と前進１０段（1ｓｔ乃至10th）の変速比を実現する。

本発明の目的は、アイドル・ストップ制御実行時にこのアイドル・ストップ制御を抜けようとするときの予期しない車両の後退（即ち車両駆動輪に逆転）を起こさないという、ものであるが、この目的に鑑みれば、図２Ａの各遊星歯車機構の変速比の値の変更、図２Ｂに示された変速段数の数の変更並びに各変速段毎の変速比の値の変更は、本発明の適用上、本質的ではない。即ち、本発明は、任意の遊星歯車機構の構成、任意の段数、任意の変速比について適用可能である。

また、同じ理由で、本発明は、図３に示された７つの係合機構と４つの遊星歯車機構との組合せによって得られる１１通りの変速段に縛られるものではない。
＜ＴＷＣ（双方向クラッチ）＞
図１Ａの自動変速機の、クラッチＣ１乃至Ｃ３とブレーキＢ１乃至Ｂ３とは、使用されるところの相違により、クラッチとブレーキとを名称として使い分けているが、機構としては、共に、クラッチ構造を有していることには代わらない。即ち、「クラッチ」とは、クラッチを断続することにより、入力の回転運動を出力するのを断続し、「ブレーキ」は一方を自動変速機のケーシング１などに固定することにより、当該ブレーキのクラッチ機構を断続することにより、ブレーキに入力される回転運動を、制動しない/制動するの切り替え動作を行う。

一方、実施形態のＴＷＣ（Ｆ１）は、入力の前進と後進とに関わる互いに反対の回転運動と、出力の前進と後進とに関わる互いに反対の回転運動との間で、３つの状態を現出させるものである。即ち、
（ｉ）前進方向も後進方向もロックする、
（ｉｉ）前進方向（或いは後進方向）についてはロックし、後進方向（或いは前進方向）についてはフリーである、
（ｉｉｉ）前進方向及び後進方向の双方向でフリーである。

このようなＴＷＣ（若しくはＦ１）の動作を概念的に把握すれば、クラッチやブレーキを「係合機構」とすれば、ＴＷＣは、「機械的係合機構」と呼ぶべきで、その概念を言葉で表せば、「遊星歯車機構のある１つの回転要素の回転可能方向を切換可能な係合機構」と表現することができる。

図４Ａと図４Ｂを用いて、本実施形態で、「機械的係合機構」としての双方向クラッチＦ１について説明する。

本実施形態の係合機構Ｆ１はＴＷＣ（２方向クラッチ）であり、原理的には、図４Ａまたは図４Ｂに示されているように、３つのリング（ＴＷ１、ＴＷ２，ＴＷ３）、即ち、図１Ａの実施形態の遊星歯車機構Ｐ１のキャリアＣａ１と遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣａ２とが結合された回転体に連結される内側のインナーリングＴＷ１と、インナーリングＴＷ１の径方向外方に所定間隔を存して配置されると共に変速機ケース１に連結されたアウターリングＴＷ２と、インナーリングＴＷ１とアウターリングＴＷ２との間に配置された保持リングＴＷ３とを備える。

これら３つのリングＴＷ１乃至ＴＷ３は、リングの回転軸方向に伸びた実質シリンダ形状を有するが、インナーリングＴＷ１の外側の外周面（即ち、インナーリングに近い方の外周面）には、所定の回転方向長さを有する複数のカム面ＴＷ１ａがこの外周に沿って等間隔で形成されている。このカム面ＴＷ１ａは、平面若しくは凹面であってもよい。保持リングＴＷ３には、インナーリングＴＷ１の複数のカム面ＴＷ１ａの夫々に対応させて、複数の切欠孔ＴＷ３ａが設けられている。この切欠孔ＴＷ３ａには、ローラＴＷ４が収容される。また、保持リングＴＷ３に設けられた複数個の切欠孔ＴＷ３ａの各々の孔直径はローラＴＷ４の直径よりも僅かに大きく設定されている。

アウターリングＴＷ２の内側外周面には、インナーリングＴＷ１に設けられたカム面ＴＷ１ａは形成されていない。アウターリングＴＷ２の内側外周面とインナーリングＴＷ１の外側外周面の周面間距離は、ローラＴＷ４の直径よりも小さい、しかし、インナーリングＴＷ１の夫々のカム面の、リング回転方向に沿った中央位置での、カム面ＴＷ１ａとアウターリングＴＷ２の内側外周面との距離（前記中央位置が実質最大距離となる）は、ローラＴＷ４の直径よりも大きい（図４Ａの例では、間隔Ａ分だけ）。

従って、図４Ａのように、最内側にインナーリングＴＷ１、中間に保持リングＴＷ３、最外側にアウターリングＴＷ２が配され、保持リングＴＷ３の複数個の切欠孔ＴＷ３ａの夫々に１つのローラＴＷ４が置かれた場合には、ローラＴＷ４は、切欠孔ＴＷ３ａに挟まれ、且つ、アウターリングの外側周面とインナーリングのカム面との間に挟まれて自在に回転可能である。

図４Ａ、図４Ｂの２ウェイクラッチＴＷ（図１ＡのＦ１（ＴＷＣ））は、後述（図５参照）の第１と第２の２つの電磁クラッチ（図５の３０と３１）を備える。第１電磁クラッチは、これに通電されることにより、アウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３とを連結するように構成されている。第１電磁クラッチが通電されていない場合には、保持リングＴＷ３は、インナーリングＴＷ１及びアウターリングＴＷ２に対して相対回転自在となる。

図４Ａ、図４ＢのＴＷＣクラッチ、即ち、図１ＡのクラッチＦ１の動作機能は、上記第１電磁クラッチ（図５の電磁クラッチ３０）に対する通電のＯＮ/ＯＦＦ制御により、アウターリングとインナーリングとの係合を、換言すれば、アウターリングＴＷ２は上述したように、ケーシング１に固着され、インナーリングＴＷ１は、遊星歯車機構Ｐ１のキャリアＣａ１と遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣａ２との結合回転体に結合されているので、電磁クラッチ３０に通電することは、アウターリングＴＷ２とインナーリングＴＷ１との結合をもたらし、これは遊星歯車機構Ｐ１と遊星歯車機構Ｐ２の両キャリアをロックすることに帰結する。

また、電磁クラッチ３０への通電をＯＦＦすることは、インナーリングＴＷ１をフリーにし、従って、遊星歯車機構Ｐ１と遊星歯車機構Ｐ２の両キャリアは、クラッチＣ１乃至Ｃ３とブレーキＢ１乃至Ｂ３の係合状態に依存する。

第１電磁クラッチが通電されている場合には、保持リングＴＷ３は、アウターリングＴＷ２を介して変速機ケース１に固定されることとなる。この場合、インナーリングＴＷ１が正転及び逆転のどちらに回転しようとしても、図４Ｂなどに示すように、アウターリングＴＷ２はケーシングによりロックされており、一方、保持リングＴＷ３はインナーリングＴＷ１に固定されているため、保持リングＴＷ３に実質的に一体のローラＴＷ４は、カム面ＴＷ１ａの、インナーリングＴＷ１と保持リングＴＷ３の回転方向について下流側の端部に位置することとなる。

図４Ｂは、インナーリングＴＷ１と保持リングＴＷ３が一体となってＣＣＷ方向に回っていることにより、ローラＴＷ４は孔ＴＷ１ａの右側端部に接している、例を示している。このとき、ローラＴＷ４がカム面ＴＷ１ａとアウターリングＴＷ２の内周面とに挟まれて、インナーリングＴＷ１の回転がケーシングに結合されているアウターリングＴＷ２によって阻止される。即ち、２ウェイクラッチＴＷはロック状態となる。

第２電磁クラッチ（図５の３１）の動作について説明する。

第２電磁クラッチクラッチは、図４Ｂに示すように切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの、同図について「右側」の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第１の状態と、切欠孔ＴＷ３ａがカム面ＴＷ１ａの他方の端部に位置する状態で保持リングＴＷ３をインナーリングＴＷ１に連結させる第２の状態と、保持リングＴＷ３とインナーリングＴＷ１との連結を断つ開放状態とに切換自在に構成されている。

図４Ａと図４Ｂにおける時計回り方向を逆転方向とすると、この２ウェイクラッチＴＷは、第１電磁クラッチを通電されていない状態（通電オフ状態）としてアウターリングＴＷ２と保持リングＴＷ３との連結を断つと共に、第２電磁クラッチを第１の状態とすることにより、逆転阻止状態となる。

即ち、ＴＷＣは、その一端がケーシングに固定され、入力には、遊星歯車機構Ｐ１のキャリアＣａ１と遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣａ２とが同軸で接続されており、従って、上記第１電磁クラッチ信号と第２電磁クラッチ信号とにより、キャリアＣａ１とキャリアＣａ２とは、共に、
（ｉ）前進方向も後進方向もロックする、
（ｉｉ）前進方向でロックし、後進方向ではフリーである、
（ｉｉｉ）前進方向でフリーとし、後進方向ではロックさせる、
（ｉｖ）前進方向及び後進方向の双方向でフリーである。
という４つの状態を現出できる。しかしながら、ＴＷＣ（Ｆ１）は、遊星歯車機構Ｐ２と共に用いられていることから、図７に示すように、
（ｉ）前進方向も後進方向もロックする、
（ｉｉ）前進方向でフリーとし、後進方向ではロックさせる、
（ｉｉｉ）前進方向及び後進方向の双方向でフリーである。
の３状態を制御できれば十分である。
＜制御手順＞
図１Ａの自動変速機の制御装置の構成を図５に示す。

電子制御ユニット（ＥＣＵ）は、アクセルペダル開度信号ＡＰ、シフト位置信号ＳＨＩＦＴ、主軸回転数ＮＭ、エンジン回転数ＮＥなどを入力し、前述の第１電磁クラッチ信号３０などを出力する。本実施形態では、アイドル・ストップ制御を行うところ、エンジンがストップした場合には、エンジンによるポンプが作動しないために、電動ポンプが必要となるこの実施形態では、電動ポンプ（ＥＯＰ）を装備しており、アイス制御がなされて、エンジンが止まった場合におけるクラッチＣ１乃至Ｃ３とブレーキＢ１乃至Ｂ３に対する油圧の供給を行う。

また、図５には不図示ではあるが、クラッチＣ１−Ｃ３，ブレーキＢ１−Ｂ３，ＴＷＣ（Ｆ１）は、夫々の係合対が油圧作動室を有し、この作動室に印加される流体は、ＥＣＵからの駆動信号によりソレノイドがオンすると、不図示のポンプから供給されて、夫々、クラッチ、ブレーキなどが作動する。

本実施形態では、クラッチやブレーキに印加される流体圧力を後述の制御では知っておく必要がある。流体圧は油圧センサを設けることでも可能であるが、本実施形態では、オイルポンプの作動時間（オイルの温度）、また、クラッチやブレーキにオイルを印加するソレノイドの印加時間から、相対的な油圧を知ることとしている。この結果、油圧センサは不要とした。

図６は、図１Ａの自動変速機の速度線図を示す。また、図７は、本実施形態の目的であるアイドル・ストップ制御状態から１速（または２速）にシフトアップして発進しようとするときに、車軸がロックされる様子を説明する。

図８Ａは、図７の速度線図について、ＴＷＣ（Ｆ１）が後進（Ｒ）側にあるときに、全ての変速段でロック状態にあることを説明する。また、図８Ｂは、図７の速度線図について、ＴＷＣ（Ｆ１）が前進（Ｄ）側にあるときに、１段と後進段でロック状態にあり、２変速段以上で前進方向でフリーであることを説明する。

尚、アイドル中の車両後退を防止するために、変速機の出力軸をロックするクラッチ/ブレーキの係合動作を行う。図１Ａに示した実施形態では、出力軸をロックするために、Ｃ２クラッチとＢ２クラッチをオンにする。車両停車時の後退防止のために出力軸をロックするクラッチとブレーキの係合組合せを、即ち、アイドル・ストップ制御のための係合組合せ、本明細書の以下の説明では、「アイドル・ストップ係合」と呼ぶこととする。

「アイドル・ストップ係合」に関わるクラッチとブレーキは図１Ａの実施形態では、Ｃ２クラッチとＢ２ブレーキである。以下に説明する実施形態の制御手順では、アイドル・ストップ係合に関わるクラッチ/ブレーキ（Ｃ２／Ｂ２）は、車両後退を防止するための制御手順の他に、アイドル・ストップ係合に関わるクラッチ/ブレーキがＣ２／Ｂ２であることを利用して、アイドル・ストップ制御から抜ける、即ち、変速段が、停車時の変速段から、Ｄレンジ変速段若しくは後進段に切り替わって、アイドル・ストップ制御から通常の制御に移行しようとするときに、インギアショックを防止するための制御手順の改良も行っている。

図９Ａは、アイドル・ストップ制御を行うと共に、「インギアショック」防止することも併せて行った実施形態の制御手順を説明する。

図９Ａの、ステップ２では、アイドル・ストップ制御の条件が成立しているかをチェックする。ここで、アイドル・ストップ制御条件とは、ブレーキペダル信号がＯＮ（ブレーキペダルが踏まれている）、車速が略ゼロである、油温が所定の温度状態にある。この状態が検知されると、制御はステップ２０に進み、アイドル・ストップ制御を行う。アイドル・ストップ制御とは、クラッチＣ２と、ブレーキＢ２とをオンすることである。クラッチＣ２と、ブレーキＢ２とをオンにすると、遊星歯車機構Ｐ４のサンギアＳ４がロックされ、クラッチＣ２に結合されている遊星歯車機構Ｐ２のサンギアＳ２もロックされる。ステップ２２では、クラッチＣ２やブレーキＢ２の係合動作の完了をチェックする。この状態で、本実施形態の自動変速機は「アイドル・ストップ係合」状態に入ったことになる。

クラッチＣ２と、ブレーキＢ２がオンされて、遊星歯車機構Ｐ２のサンギアＳ２の回転数がゼロとなると、図７の速度線図から明らかなように、遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣａ２とリングギアＲ２の回転数はゼロとなる。即ち、遊星歯車機構Ｐ２のリングギアＲ２の出力は軸出力であり、この速度が零と保たれることにより、車両の思わぬ後退は防止される。

この制御についての図面による説明は、図８Ａの遊星歯車機構Ｐ２での速度線１００を、参照。

次に、図９Ａの制御手順で、ドライバがブレーキペダルを離したなどにより、アイドル・ストップ制御条件が成立しないことを検知した場合について説明する。

この場合には、ステップ２からステップ４に進み、ここで、アイドル・ストップが継続実行中であるかを調べる。アイドル・ストップが継続中とは、クラッチＣ２やブレーキＢ２が係合動作を終了していない状態を言う。この係合動作を終了していないことが検出されたならば、ステップ４からステップ２０に戻って、クラッチやブレーキの係合動作の終了を検査する。係合動作が終了していればステップ４からステップス６に進み、ＴＷＣ（Ｆ１係合要ステップ）がＤ側にあったか、Ｒ側にあったかを調べることにより、これから、「アイドル・ストップ制御からの復帰のための制御であるか否かを調べる。図３の表から明らかなように、ＴＷＣ（Ｆ１）は、後進（Ｒ）と１速のときのみＯＮであり、２速以上では、ＯＦＦである。即ち、図９Ａの制御手順では、アイドル・ストップ制御から２速以上の変速段にシフトチェンジして抜けるときは、ステップ８でＹＥＳの判定がなされて、ステップ１０で、２速インギアモードの完了が認定されるまでは、ステップ１２の２速インギアモードに移行する制御を行う。

即ち、ステップ８でのＹＥＳ/ＮＯ判断は、実施形態の自動変速機が「アイドル・ストップ係合状態」から、２速以上へのインギアシフト（ステップ８でＹＥＳ判定）、または、１速以下の低速段へのインギアシフト（ステップ８でＮＯ判定）かを判断するためである。２足以下の低速段へのシフトを判断するのは、２速段以下では、インギアショックが大きいからである。

アイドル・ストップ制御から２速（以上）へ遷移する場合を考える。
＜インギアショックの発生防止＞
ステップ１２でブレーキＢ１をオンにする。ブレーキＢ１がＯＮになると、遊星歯車機構Ｐ１のサンギアＳ１は回転数ゼロにロックされるので、遊星歯車機構Ｐ１のキャリアＣａ１（この速度もゼロである）により、遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣａ２も回転数ゼロの抑えられて、これ故に、変速機の主軸（遊星歯車機構Ｐ２のリングギアＲ２）の回転数は低く抑えられるので、アイドル・ストップ制御モードから２速以上で発進するときは、ステップ１２での、２速インギアモードを介在させて、インギアショックの発生を防止する。

アイドル・ストップ制御の離脱が１速の時の制御手順を説明する。

この場合は、ステップ２でＮＯ、ステップ４でＮＯ、ステップ８でＮＯとなって、ステップ１６でブレーキＢ１をオン、クラッチＣ２をＯＦＦにする。
＜その他＞
図９Ａのステップ２０の「Ｂ１油圧を半係合が達成できる圧力に設定する」ことの意義は、ブレーキＢ１が半分動作することにより、アイドル・ストップ制御を抜けたときの動作がスムーズにいくようにするためである。

以下に、上述のだ１実施形態の効果について列挙する。
＜第１実施形態の効果＞
＜効果１＞
従来のアイドル・ストップ制御では、復帰時の車両後退という課題に対して、傾斜角センサを設け、或いは、ブレーキ圧を検知して対策していた。それに対して、本実施形態では、アイドル・ストップ時の係合を２つの係合要素（Ｃ２／Ｂ２）を係合することによって、入力軸回転についてはＦＲＥＥ、出力軸回転については、後退方向でロック（または、前進・後退方向ロック可能）であり、したがって、上記従来技術の課題を克服達成できる。即ち、センサを不要とし、後退を防止できる。
＜効果２＞
特に、本実施形態のように、「アイドル・ストップ係合」において、ＴＷＣクラッチを有していることの利点を用いて、「アイドル・ストップ係合」であるＣ２・Ｂ２係合状態では、ＴＷＣがＤ側にあるとき（図７の中央図状態と右側図状態）では出力軸は後退方向ロック・前進方向フリーとなるので、勾配による後退回避がＴＷＣの巧みな仕様により容易に実現できている。
＜効果３＞
「アイドル・ストップ係合」のＣ２・Ｂ２係合状態にあるときに、ＴＷＣがＲ側（図７の左側図）では、出力軸はロック状態であり、勾配による後退および前進を回避可能である。

「アイドル・ストップ係合」時は、（Ｃ２／Ｂ２：ｏｎ）のため、１速係合（Ｂ１／Ｂ２：ｏｎ）への移行がＢ１、Ｃ２の入れ替えで可能である。即ち、実施形態の制御は制御の構成が単純である。
＜効果４＞
実施形態の制御手順は、インギア状態現出に伴うショック防止を周到に行っている。これにより、アイドル・ストップ制御から離脱するときに、不測の後退を防止できるという効果のみならず、インギアショック、特に低速段へのインギアショックを防止できる。を得ることができる。
＜効果５＞
アイドル・ストップ時にＢ１を微係合することで、発進時の応答性を確保することができる。
＜効果６＞
アイドル・ストップ時に「アイドル・ストップ係合」を行うので、このアイドル・ストップ係合から1速への移行は、ブレーキＢ２はｏｎにしたまま、Ｃ２とＢ１の入れ替えで行う（ステップＳ１２，Ｓ１６，Ｓ１６）。その際、後退しない様にＣ２圧を残しつつ、後退しない程度Ｂ１圧が出たら、Ｃ２を完全にＯＦＦする。
＜効果７＞
ＴＷＣがＤ側にあるときは、「アイドル・ストップ係合」（Ｃ２・Ｂ２係合）状態にあって、さらに、Ｂ１を係合することで、２速インギアとなり、その後Ｃ２をオフすることで１速とすることで、インギアショックを低減する。
＜効果８＞
ＴＷＣがＤ側にあるときは、「アイドル・ストップ係合」時に前進方向フリーなため、低車速でアイドル・ストップ係合にしてアイドル・ストップ入れることも可能。
＜第２実施形態＞
前述の第１実施形態は、電動ポンプを具備しているもので、電動ポンプを具備して引用例亜、エンジンがストップしても、クラッチやブレーキを油圧制御できた。第２実施形態は、電動ポンプの代わりにアキュムレータを具備するものである。アキュムレータは、機械式の蓄圧装置であり、エンジンが作動しているときに、油圧をアキュムレータタンクに保存しておき、アイドル・ストップ時には保持しておき、復帰時に、蓄圧されていた油圧を取り出して使うものである。

図９Ｂの制御手順に従って、第２実施形態の制御フローを説明する。ステップ３０、素３２、ステップ４２、ステップ４４はアイドル・ストップ制御の条件成立をチェックすることに等しい。即ち、アイドル・ストップ制御からの復帰ではなく、エンジンがストップしておらず、車速がかなり低下したときには、ステップ４４カラス４６に進み、クラッチＣ２とブレーキＢ２とをオンして、ＴＷＣを、エンジン入力に対してフリー状態にする。

前述したように、アイドル・ストップ制御が完全に作動した場合には、エンジンは停止しており、その結果、クラッチやブレーキには油圧は回らず、残圧しか残っていない。

この第２実施形態では、アキュムレータに残っている油圧を使う。

即ち、アイドル・ストップ制御から復帰するときは、ステップ３４で、クラッチＣ２とブレーキＢ２とに対して、リニアソレノイドを全開にすることによりアキュムレータ内の全油圧を解放して、クラッチＣ２とＢ２とを作動させる。ステップ３６では、ブレーキＢ１をオンにしてアキュムレータからの油圧を印加する。

ステップ３８で、ブレーキＢ１の係合が完了したことを確認して、ステップ４０で、クラッチＣ２をＯＦＦにする。

これにより、アイドル・ストップ制御状態は終了する。
＜第２実施形態の効果＞
上述の第２実施形態は、前述の第１実施形態に比して、エンジンの停止時に、オイルポンプの代わりにアキュムレータを使うものであるから、「アイドル・ストップ係合」によって得られる効果、更には、「アイドル・ストップ係合」とＴＷＣの組合せによる効果については、第１実施形態と同様のものが得られる。以下に、上記第２実施形態に対する変形例について説明する。
＜変形例１＞
アイドル・ストップからの復帰時に使用する油路にＡＴＦ（無効詰め）を充填する目的かねて、Ｄレンジ停止前の低車速時において、アイドル・ストップ係合（Ｃ２／Ｂ２：ｏｎ）を早めに行うようにしてもよしても良い。
＜効果１＞
アイドル・ストップ時は、油圧供給しないようにして、アイドル・ストップ制御からの復帰時に、Ｃ２／Ｂ２制御用のリニアソレノイドを全開にして、Ｃ２／Ｂ２を即係合するようにしている。これにより、後退回避を確実に行うことができる。即ち、Ｃ２／Ｂ２の油圧は通常のエンジン駆動によるオイルポンプで油圧を蓄えているからである。
＜変形例２＞
第２実施形態は、アイドル・ストップからの復帰時には、アイドル・ストップからの復帰判定信号を受けて、事前にＢ１圧制御用のリニアソレノイドにアキューム圧を供給するようにしている。これによりインギア応答時間を早くするという効果を狙ったものである。

そこで、アイドル・ストップ係合からの復帰時には、停車中で、ミッション内部回転数がすべて略０ｒｐｍであるときには、ブレーキＢ１制御ようのリニアソレノイドを全開にしてブレーキＢ１を係合とすることにより、アイドル・ストップ係合からの復帰時における、主軸回転数を０にキープ（保持）するようにしても良い。
＜効果２＞
第２実施形態も、第１実施形態と同じように、アイドル・ストップ時のアイドル・ストップ係合から１速への移行は、ブレーキＢ２はｏｎしたまま、Ｃ２とＢ１の入れ替えで行うようにしている。その際、後退しない様にクラッチＣ２圧を残しつつ、後退しない程度にブレーキＢ１圧が出たら、クラッチＣ２を完全にＯＦＦするようにしていた。

即ち、第２実施形態によっても、ＴＷＣがＤ側では、アイドル・ストップ係合Ｃ２・Ｂ２係合状態でＢ１を係合することで、２速インギアとなり、その後Ｃ２をオフすることで１速とすることで、インギアショックを低減する。

Claims (11)

1. 複数の変速段の中から車両の走行状態に応じて変速段を選択することにより、内燃機関からの駆動力について、選択した変速段に応じて変速させた駆動力を前記車両の駆動輪に伝達する自動変速機、の変速動作を制御する自動変速機制御装置であって、
   この自動変速機は、
   前記内燃機関との間に設けられた発進機構と、
   サンギヤ，キャリア，リングギヤの回転要素を備えた複数の遊星歯車機構（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）と、
   前記遊星歯車機構の回転要素を連結し、または固定する複数の係合機構であって、これら複数の係合機構と前記回転要素との係合の組合せによって前記自動変速機のための複数の変速段を確立させる複数の係合機構（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ１）であって、前記複数の係合要素のひとつが、前記複数の遊星歯車機構のひとつの回転要素の回転方向の切換えを許可する機械式係合機構(F1）である、前記複数の係合機構と、を具備し、
   前記制御装置は、
   前記機械式係合機構(F1)が、前進段と後進段との間での回転方向の切換えと、前記前進段と後進段の夫々での回転許容とがなされるように作動させて、前記内燃機関を停止させるアイドル・ストップ制御と、
   前記内燃機関の停止を許可するか否かを判断するアイドル・ストップ制御許可判断手段を備え、
   前記アイドル・ストップ制御許可手段が前記内燃機関の停止を許可すると判断するときは、前記自動変速機の入力軸の回転を許容するとともに、前記自動変速機の出力軸が、前記車両が後退する方向の移動に相当する回転方向で、前記車両の車輪により回転させられる場合には、少なくとも前記機械式係合機構（F１）を含む前記複数の係合機構を、前記自動変速機の出力軸が前記自動変速機のケーシングに固定される、または後退防止するように設定する、係合制御手段と、を具備することを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記係合機構の係合組合せは前記自動変速機が前進最低速段と後進段とを確立させる係合組合せのうち、共通する係合機構は、
   前記機械式係合機構（Ｆ１）と、
   前記機械式係合機構（Ｆ１）で固定される回転要素を備えた第１遊星歯車機構（Ｐ２）とは異なる第２遊星歯車機構（Ｐ４）の回転要素を固定するブレーキ（Ｂ２）であり、
   前記第１のブレーキ（Ｂ２）で固定される第２遊星歯車機構（Ｐ４）の回転要素と、前記第１遊星歯車機構（Ｐ２）に属する前記機械式係合機構（Ｆ１）で固定される回転要素と、前記自動変速機の出力軸に連結される回転要素以外の回転要素、とを連結する第１のクラッチ（Ｃ２）、
   とを含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。
3. 前記自動変速機は、前記内燃機関の駆動力によって駆動される第１油圧ポンプと電動機によって駆動される第２油圧ポンプとを備え、
   前記係合制御手段は、
   前記前進最低段を確立させる係合組合せのうち、前記アイドル・ストップ制御で係合されない係合機構（Ｂ１）を、アイドル・ストップ制御実行中に、前記第２油圧ポンプからの油圧を供給することにより係合させると共に、前記第２油圧ポンプからの油圧は係合機構（Ｂ１）が締結力を生じない程度に留まらせる、ことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の制御装置。
4. 前記アイドル・ストップ制御中に係合される係合機構の組合せである前記機械式係合機構（Ｆ１）と第１のブレーキ（Ｂ２）と第１のクラッチ（Ｃ２）とに、前記前進最低速段を形成する係合機構の組合せ（Ｆ１，Ｂ１，Ｂ２）で前記アイドル・ストップ制御中に係合されない係合機構（Ｂ１）との組み合わせは前記前進最低変速段よりも高速の所定の前進変速段（２ｎｄ）を確立させる係合機構の組合せであり、
   前記所定の変速段を確立させた後に前記前進最低速段を確立する係合組合せに移行することを特徴とする請求項３に記載の自動変速機の制御装置。
5. 複数の変速段の中から車両の走行状態に応じて変速段を選択することにより、内燃機関からの駆動力について、選択した変速段に応じて変速させた駆動力を前記車両の駆動輪に伝達する自動変速機、の変速動作を制御する自動変速機制御装置であって、
   この自動変速機は、
   前記内燃機関との間に設けられた発進機構と、
   サンギヤ，キャリア，リングギヤの回転要素を備えた複数の遊星歯車機構（Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４）と、
   前記遊星歯車機構の回転要素を連結し、または固定する複数の係合機構であって、これら複数の係合機構と前記回転要素との係合の組合せによって前記自動変速機のための複数の変速段を確立させる複数の係合機構（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ１）であって、前記係合機構は油圧によって作動する摩擦係合機構であり、前記複数の係合要素のひとつが、前記複数の遊星歯車機構のひとつの回転要素の回転方向の切換えを許可する機械式係合機構(F1）である、前記複数の係合機構と、
   前記内燃機関が駆動されることで油圧を発生する第１油圧ポンプと、
   を具備し、
   前記制御装置は、
   前記機械式係合機構(F1)が、前進段と後進段との間での回転方向の切換えと、前記前進段と後進段の夫々での回転許容とがなされるように作動させて、前記内燃機関を停止させるアイドル・ストップ制御と、
   前記車両の車速を検出する車速検出手段と、
   検出した車速が所定値以下の時には、前記自動変速機の入力軸の回転を許容するとともに、前記自動変速機の出力軸が、前記車両が後退する方向に移動する回転方向で、前記車両の車輪により回転させられる場合には、少なくとも前記機械式係合機構（Ｆ１）を含む前記複数の係合機構を、前記自動変速機の出力軸がケーシングに固定されるように設定する、係合制御手段と、を具備することを特徴とする車両の自動変速機の制御装置。
6. 前記複数の係合機構について、前記自動変速機が前進最低速段と後進段とを確立させる係合組合せのうちの、共通する係合機構は、
   前記機械式係合機構（Ｆ１）と、
   前記機械式係合機構（Ｆ１）で固定される回転要素を備えた第１遊星歯車機構（Ｐ２）とは異なる第２遊星歯車機構（Ｐ４）の回転要素を固定する第１のブレーキ（Ｂ２）であり、
   前記第１のブレーキ（Ｂ２）で固定される第２遊星歯車機構（Ｐ４）の回転要素と、前記第１遊星歯車機構（Ｐ２）に属する前記機械式係合機構（Ｆ１）で固定される回転要素と、前記自動変速機の出力軸に連結される回転要素以外の回転要素、とを連結する第１のクラッチ（Ｃ２）と、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の自動変速機の制御装置。
7. 前記車両がアイドリングストップ制御から復帰した時には前記自動変速機の出力軸がケーシングに固定される（Ｆ１）を含む係合組合せのうち、摩擦係合機構に油圧を供給するバルブを急速に開放する、ことを特徴とする請求項６に記載の車両の自動変速機の制御。
8. 前記自動変速機は更に油圧を蓄圧するアキュムレータを備え、
   前記車両がアイドリングストップ制御から復帰した時に
   前記最低変速段を形成する係合組合せのうち、アイドリングストップ制御中に係合されていない係合機構（Ｂ１）に前記アキュムレータからの油圧を供給することを特徴とする請求項６〜７に記載の車両の自動変速機。
9. 前記車両がアイドリングストップ制御から復帰した時に前記車速検出手段で検出した車速が略０、入力軸の回転が０、出力軸の回転が０の時には前記最低変速段を形成する係合組合せのうち、アイドリングストップ制御中に係合されていない係合機構（Ｂ１）に油圧を供給する弁を全開油圧を供給する請求項６〜７に記載の自動変速機の制御装置。
10. 前記アイドル・ストップ制御から復帰した時に係合される係合機構の組合せ（Ｆ１，Ｃ２，Ｂ２）に前記前進最低速段を形成する係合機構の組合せ（Ｆ１，Ｂ１，Ｂ２）で前記アイドル・ストップ制御から復帰した時に係合されない係合機構（Ｂ１）との組み合わせは前記前進最低変速段よりも高速の所定の前進変速段（２ｎｄ）を確立させる係合機構の組合せであり、
    前記所定の変速段を確立させた後に前記前進最低速段を確立する係合組合せに移行することを特徴とする請求項６〜９に記載の自動変速機の制御装置。
11. 前記車両が前進方向に移動している時に所定の車速以下からアイドル・ストップ制御を行なう場合は前記機械式係合機構（Ｆ１）を前進方向への回転を許容する回転方向に切換えることを特徴とする請求項１から１０に記載の自動変速機の制御装置。