JP2015059604A - 自動変速装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型化、簡略化、コストダウンができる自動変速装置を提供する。【解決手段】実施形態に係る自動変速装置１０は、第１シャフトに複数備えられた第１ギアと、第２シャフトに複数備えられたギアであって、第１ギアのいずれかと噛み合いギア比の異なるギア対を成す第２ギアと、ギア対のそれぞれに対して、当該ギア対を介して第１シャフトと第２シャフトとの間でトルクを伝達する伝達状態と、トルクを非伝達とする非伝達状態とを切り替える第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第４ドグクラッチ６２を備える。そして、車両の停車時に第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第４ドグクラッチ６２を制御してギア対のうち少なくとも２対を伝達状態に切り替えるＥＣＵ９２を備える。【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、自動変速装置に関する。

車両には、停車した際にその停車状態の維持を行うためのパーキング機構を備えるものがある。例えば自動変速機を有する車両では、当該自動変速機の出力シャフトを回転不可能なロック状態と、回転可能なアンロック状態とを切り替えるパーキング機構を備えたものが知られている。

特許第４４００６５２号公報

自動変速機に備えられたパーキング機構は、車体側に設けられたパーキング用の可動爪部材の位置をアクチュエータ等により移動させて、自動変速機の出力シャフトに固定されたパーキングギアと噛み合うロック状態と、噛み合わないアンロック状態とを実現しているものが一般的である。車両においては、構成部品の小型化や簡略化、コストダウン等が要求されており、その要求を実現する一手段としてパーキング機構を見直すことが好ましい。

実施形態に係る自動変速装置は、第１シャフトに備えられた複数の第１ギアと、第２シャフトに複数備えられたギアであって、前記第１ギアのいずれかと噛み合いギア比の異なるギア対を成す複数の第２ギアと、前記ギア対のそれぞれに対して、当該ギア対を介して前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間でトルクを伝達する伝達状態と、トルクを非伝達とする非伝達状態とを切り替える切替機構と、車両の停車時に前記切替機構を制御して前記ギア対のうち少なくとも２対を前記伝達状態に切り替えるギア制御部と、を備える。この態様によると、ギア比の異なる少なくとも２対のギア対をトルク伝達ができる伝達状態にすることにより、第１シャフトと第２シャフトとは、少なくとも２対のギア対のギア比の違いから相対回転ができないロック状態になる。つまり、第１シャフトと第２シャフトのいずれも回転できないパーキング状態を実現できる。その結果、パーキング専用の構成を省略しつつも、パーキング機能を有する自動変速装置が実現でき、結果的に自動変速装置の小型化、簡略化、コストダウンができる。

また、実施形態に係る自動変速装置の前記切替機構は、前記第１シャフトまたは前記第２シャフトの少なくとも一方の軸回りに回転自在に支持されるクラッチリングであって、前記第１ギアまたは前記第２ギアを回転自在に同心で固定するクラッチリングと、前記クラッチリングを支持する前記第１シャフトまたは前記第２シャフトに固定されたハブと、前記ハブが固定された前記第１シャフトまたは前記第２シャフトにおいてその軸方向に移動可能に前記ハブと嵌合するスリーブと、前記スリーブを前記軸方向に移動させる移動機構と、を備えてもよい。前記クラッチリングは、前記スリーブ側に突出して設けられ前記スリーブの前記軸方向の移動により当該スリーブに形成されたスプラインと噛み合い自在なドグ歯を有する。この態様によると、小型化、簡略化、コストダウン等が可能ないわゆるドグクラッチを利用して、パーキング機能の実現が可能となり、結果的に自動変速装置の小型化、簡略化、コストダウンができる。

また、実施形態に係る自動変速装置の前記スプラインは、複数の高歯と当該高歯より歯たけの低い複数の低歯で構成され、前記ドグ歯は、外径が前記高歯の内径より大きく前記低歯の内径より小さく形成された前記高歯と同数のクラッチ前歯と、前記スプラインの歯溝と噛み合い可能で前記クラッチ前歯より前記ハブから離れる方向に後退した位置に形成されたクラッチ後歯と、を備えてもよい。この態様によると、スリーブのスプラインの高歯がクラッチリングのクラッチ前歯と噛み合った後、スプラインの低歯とクラッチリングのクラッチ後歯が噛み合う。つまり、高歯とクラッチ前歯が噛み合った時点ではその噛み合いに遊びがあることになる。その結果、複数のギア対を伝達状態の切り替える際の噛み合いを容易に行うことができる。

また、実施形態に係る自動変速装置の前記ギア対を構成するギアのうち少なくとも一つは、車両の停車時に外部供給トルクによって回転可能であるとしてもよい。外部供給トルクは例えばモータを用いて供給してもよい。また、例えば、自動変速装置にクラッチを介して接続される内燃機関により外部供給トルクを提供するようにしてもよい。この態様によると、スリーブのスプラインとクラッチリングの歯の位相が合ってしまい噛み合うことができない場合でも、その位相の変更が可能となり、スプラインとクラッチリングの歯を噛み合わせることができる。

また、実施形態に係る自動変速装置の前記ギア制御部は、前記車両が所定の駐車条件を満たしていることを条件に、前記切替機構の前記移動機構を制御して所定の優先順位にしたがって前記スプラインと前記ドグ歯を噛み合わせるようにしてもよい。この態様によれば、スプラインとクラッチリングの歯の噛み合いを効率的に行うことができる。

また、実施形態に係る自動変速装置において、前記所定の駐車条件は、前記ギア対のうち低速側のギア対に対応する前記スプラインと前記ドグ歯が噛み合って停車していることを前提に残りの前記スプラインと前記ドグ歯を噛み合わせるようにしてもよい。この態様によれば、停車時に噛み合っている可能性の高い低速側のギア対に対応するスプラインとドグ歯の噛み合いを利用するので、パーキング状態の確立までの制御時間を短縮できる。

また、実施形態に係る自動変速装置の前記ギア制御部は、前記スプラインと前記ドグ歯の噛み合いが非成立の場合、前記所定の優先順位にしたがって前記伝達状態に切り替える前記ギア対を構成するギアのうち少なくとも一つを回転させて噛み合わせ状態の調整を行うようにしてもよい。この態様によれば、スリーブのスプラインとクラッチリングのドグ歯の位相が合ってしまい噛み合いできない場合でも、その位相の変更を優先順位にしたがって順番に変更することで効率的にスプラインとドグ歯を噛み合わせることができる。

実施形態に係る自動変速装置の構成を模式的に示した図である。 実施形態に係る自動変速装置を構成するドグクラッチの構成を示した図である。 実施形態に係る自動変速装置において、ギア制御部による制御を説明するフローチャートであり、主フローを示した部分フローチャートである。 実施形態に係る自動変速装置において、図３のフローチャートの続きを示した部分フローチャートである。 実施形態に係る自動変速装置において、図４のフローチャートの続きを示した部分フローチャートである。 実施形態に係る自動変速装置において、図５のフローチャートの続きを示した部分フローチャートである。 実施形態に係る自動変速装置において、図３のフローチャートの続きを示した部分フローチャートである。 実施形態に係る自動変速装置において、図３のフローチャートの続きを示した部分フローチャートである。

図１は、実施形態に係る自動変速装置１０を中心とする構成を模式的に示した図である。図１に示す構成例の場合、自動変速装置１０の入力シャフト１２には、例えば乾式のクラッチ１４を介して内燃機関（例えばガソリンエンジン）１６の動力と、モータジェネレータ１８の動力が供給できるように構成されている。つまり、本実施形態の自動変速装置１０はハイブリッド車に搭載されている。

本実施形態の自動変速装置１０は、シンクロメッシュ機構を持たず、代わりに「ドグクラッチ」と呼ばれる噛み合わせ機構を有し、複数のギアが常時噛み合い状態にある変速機である。このようにドグクラッチを含む自動変速装置を「ドグミッション」と称する場合もある。図１はドグミッションの一例を示す。本実施形態の自動変速装置１０は、１本の入力シャフト１２と、２本の出力シャフト２０ａ，２０ｂを含む例を示している。なお、本実施形態の入力シャフト１２は第１シャフトという場合もある。また、出力シャフト２０ａ，２０ｂは第２シャフトという場合もある。

出力シャフト２０ａは、第１速用従動ギア２２、第５速用従動ギア２４、第２速用従動ギア２６、第４速用従動ギア２８を回転自在にその軸上に支持している。出力シャフト２０ａは、第１速用従動ギア２２を出力シャフト２０ａに固定してトルクを伝達できる伝達状態（トルク伝達状態）と、固定を解放してトルクを伝達できない非伝達状態（トルク非伝達状態）とを切り替える第１ドグ３０を有する。同様に、出力シャフト２０ａは、第５速用従動ギア２４を出力シャフト２０ａに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態とを切り替える第５ドグ３２を有する。そして、出力シャフト２０ａは、第１ドグ３０と第５ドグ３２のいずれかをトルク伝達状態にするあるいはいずれもトルク非伝達状態にする切替動作を行う第１ドグクラッチ３４を備える。同様に、出力シャフト２０ａは、第２速用従動ギア２６を出力シャフト２０ａに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態とを切り替える第２ドグ３６と、第４速用従動ギア２８を出力シャフト２０ａに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態とを切り替える第４ドグ３８を有する。そして、出力シャフト２０ａは、第２ドグ３６と第４ドグ３８のいずれかをトルク伝達状態にするあるいはいずれもトルク非伝達状態にする切替動作を行う第２ドグクラッチ４０を備える。

出力シャフト２０ｂは、第３速用従動ギア４２、後進用従動ギア４４を回転自在にその軸上に支持している。出力シャフト２０ｂは、第３速用従動ギア４２を出力シャフト２０ｂに固定してトルク伝達状態と、固定を解放してトルク非伝達状態に切り替える第３ドグ４６を有する。同様に、後進用従動ギア４４を出力シャフト２０ｂに固定するトルク伝達状態と、固定を解放するトルク非伝達状態に切り替える後進用ドグ４８を有する。そして、出力シャフト２０ｂは、第３ドグ４６と後進用ドグ４８のいずれかをトルク伝達状態にするまたはいずれもトルク非伝達状態にする切替動作を行う第３ドグクラッチ５０を備える。

入力シャフト１２は、第２速用駆動ギア５２、第４速用駆動ギア５４、第１速／後進用駆動ギア５６、第３速／第５速用駆動ギア５８を備える。本実施形態の構成の場合、第１速／後進用駆動ギア５６及び第３速／第５速用駆動ギア５８は入力シャフト１２に固定されている。一方、第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４は入力シャフト１２に回転自在に支持されている。なお、本実施形態の構成では、第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４は、モータジェネレータ１８の動力伝達を第４速用駆動ギア５４で受けて、両方が回転できるように一体化されており、入力シャフト１２に対して一体的に回転できるように構成されている。その一方で、入力シャフト１２は、第２速用駆動ギア５２を当該入力シャフト１２に固定してトルク伝達状態と固定を解放してトルク非伝達状態に切り替えるＡドグ６０を備え、その切替動作を行う第４ドグクラッチ６２を備える。したがって、第４ドグクラッチ６２によって、Ａドグ６０が第２速用駆動ギア５２と噛み合った場合には、第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４の両方が入力シャフト１２に固定されることになる。なお、本実施形態では、入力シャフト１２に備えられる駆動ギアを第１ギアと称し、出力シャフト２０ａ，２０ｂに備えられる従動ギアを第２ギアと称する場合もある。

図１の自動変速装置１０の場合、第１速用従動ギア２２と第１速／後進用駆動ギア５６とで第１ギア対６４を構成し、第２速用従動ギア２６と第２速用駆動ギア５２とで第２ギア対６６を構成し、第３速用従動ギア４２と第３速／第５速用駆動ギア５８とで第３ギア対６８を構成している。また、第４速用従動ギア２８と第４速用駆動ギア５４とで第４ギア対７０を構成し、第５速用従動ギア２４と第３速／第５速用駆動ギア５８とで第５ギア対７２を構成している。なお、後進用従動ギア４４は、第１速用従動ギア２２を介して第１速／後進用駆動ギア５６と対を成し後進ギア対７４を構成している。

このように、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０、第４ドグクラッチ６２は、第１ギア対６４、第２ギア対６６、第３ギア対６８、第４ギア対７０、第５ギア対７２、後進ギア対７４を介して第１シャフト（例えば入力シャフト１２）と第２シャフト（例えば出力シャフト２０ａまたは出力シャフト２０ｂ）との間でギア対ごとに定められたギア比にしたがうトルク伝達状態と、トルク非伝達状態とを切り替える切替機構として機能する。例えば、第１ドグクラッチ３４により第１ドグ３０を第１速用従動ギア２２に噛み合わせることにより回転自在であった第１速用従動ギア２２が出力シャフト２０ａに固定される。第１速／後進用駆動ギア５６は、入力シャフト１２に固定されているので、第１ギア対６４は、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間で所定のギア比にしたがうトルク伝達状態になる。一方、第１ドグクラッチ３４により第１ドグ３０と第１速用従動ギア２２の噛み合いが解除されると第１速用従動ギア２２は出力シャフト２０ａに対して回転自在となる。したがって、入力シャフト１２に固定された第１速／後進用駆動ギア５６によって、第１速用従動ギア２２が回転しても、出力シャフト２０ａの軸上で空転するのみで、第１ギア対６４は、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間でトルク非伝達状態になる。

自動変速装置１０の出力シャフト２０ａ，２０ｂには、それぞれ出力ギア７６ａ，７６ｂが固定され、差動装置７８のリングギア８０と噛み合い、出力シャフト２０ａ，２０ｂのトルクをリングギア８０に伝達している。

モータジェネレータ１８の出力シャフト８２に固定された出力ギア８４は、アイドルギア８６を介して第４速用駆動ギア５４と噛み合っている。したがって、モータジェネレータ１８は、第４速用駆動ギア５４及び第２速用駆動ギア５２を同時に回転させることができる。なお、図１において、アイドルギア８６は回転センサ８８を備え、モータジェネレータ１８の実回転数の検出を行い、モータジェネレータ１８の制御に利用している。また、入力シャフト１２にはクラッチ１４のクラッチカバーを押すコンセントリック・スレーブ・シリンダー（ＣＳＣ）９０が備えられている。

自動変速装置１０は、当該自動変速装置１０の制御を行う電子制御ユニット（ＥＣＵ）９２を備えている。ＥＣＵ９２は第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０、第４ドグクラッチ６２の制御を行うギア制御部として機能し、トルク伝達状態とトルク非伝達状態の切り替えを行う。なお、ＥＣＵ９２は、クラッチ１４、モータジェネレータ１８、内燃機関１６等の制御を総合的に行う統合ＥＣＵとして構成してもよい。逆に、変形例では、クラッチ１４を制御するクラッチＥＣＵ、モータジェネレータ１８の制御を行うモータＥＣＵ、内燃機関１６の制御を行うエンジンＥＣＵ等を個別に設けて、ＥＣＵ同士で相互制御を行ってもよい。また、エンジンＥＣＵとモータＥＣＵとを統合したＨＶＥＣＵを設けてもよい。

図２は、ドグクラッチの構成を説明する斜視図である。
前述したようにドグクラッチは、制御対象となっているギア対に対して、当該ギア対を介して第１シャフト（例えば入力シャフト１２）と第２シャフト（例えば出力シャフト２０ａ）との間でトルク伝達状態とトルク非伝達状態とを切り替える切替機構として機能する。ドグクラッチは、クラッチリングと、ハブと、スリーブ及びスリーブを移動させる移動機構とを含む。クラッチリングは、第１シャフトまたは第２シャフトの少なくとも一方の軸回りに回転自在に支持されるとともに、第１ギアまたは第２ギアを回転自在に同心で固定する。ハブは、クラッチリングを支持する第１シャフトまたは第２シャフトに固定される。スリーブは、ハブが固定された第１シャフトまたは第２シャフトにおいて、その軸方向に移動可能にハブと嵌合する。移動機構１０６は、スリーブを第１シャフトまたは第２シャフトの軸方向に移動させる。そして、クラッチリングは、スリーブ側に突出して設けられてスリーブの軸方向の移動により当該スリーブに形成されたスプラインと噛み合うドグ歯を有する。

図２を用いて、ドグクラッチの詳細な構造を説明する。なお、図１に示す第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０、第４ドグクラッチ６２の基本構造は同じであるため、図２では、第４ドグクラッチ６２を代表して説明する。

第４ドグクラッチ６２は、図１におけるＡドグ６０のトルク伝達状態とトルク非伝達状態の切り替えを行う。第４ドグクラッチ６２を構成するクラッチリング１００は、入力シャフト１２の軸周りに回転自在に支持され、ハブ１０２は入力シャフト１２の軸周りに固定されている。また、スリーブ１０４は、移動機構１０６の一部を構成する可動部材（例えばフォーク部材１０６ａ）によって、ハブ１０２の外周面を入力シャフト１２の軸線１２ａの方向に移動できるようにハブ１０２の外周面に嵌合している。なお、スリーブ１０４の外周面には、周方向に溝１０４ａが形成され、フォーク部材１０６ａを受け入れ可能になっている。つまり、スリーブ１０４が入力シャフト１２を中心に回転している場合でもハブ１０２の外周面に沿って軸線１２ａ方向にスリーブ１０４を移動させることができる。フォーク部材１０６ａは、アクチュエータ１０６ｂによって駆動する。

本実施形態の場合、クラッチリング１００の外周面に第２速用駆動ギア５２のギア５２ａが形成されている。また、クラッチリング１００のハブ１０２側の側面には、スリーブ１０４に形成されているスプライン１０８と噛み合うドグ歯１１０が形成されている。ドグ歯１１０は、クラッチリング１００の側面にリング状に突出した突部１００ａの外周面に形成されたクラッチ前歯１１０ａとクラッチ後歯１１０ｂで構成されている。クラッチ前歯１１０ａは、突部１００ａの外周面において、例えば１８０°隔てて２枚設けられている。一方、クラッチ後歯１１０ｂは、２枚のクラッチ前歯１１０ａの間に等間隔で例えば５枚設けられている。つまり、突部１００ａの外周面には、クラッチ前歯１１０ａ及びクラッチ後歯１１０ｂがドグ歯１１０として合計で１２枚等間隔で形成されている。前述したように、リング形状のスリーブ１０４の内周面には、ドグ歯１１０と噛み合うスプライン１０８が形成されている。したがって、スプライン１０８は、１２本の歯溝で構成されることになる。スプライン１０８は、高歯１０８ａと低歯１０８ｂとで構成されている。高歯１０８ａは、スリーブ１０４の内周面において、例えば１８０°隔てて２枚設けられている。一方、低歯１０８ｂは、２枚の高歯１０８ａの間に等間隔で例えば５枚設けられている。つまり、高歯１０８ａと低歯１０８ｂの合計１２枚が等間隔に配列されることにより等間隔に形成されたドグ歯１１０と噛み合うスプライン１０８を形成している。なお、スリーブ１０４はハブ１０２の外周面を軸線１２ａ方向に移動可能に嵌合する。したがって、ハブ１０２の外周面には、スリーブ１０４の高歯１０８ａを受け入れ可能に１８０°隔たった位置に高歯１０８ａと対応する形状の深溝１０２ａが２本形成され、この２本の深溝１０２ａの間に等間隔で低歯１０８ｂと対応する形状の浅溝１０２ｂが形成されている。

ここで、クラッチ前歯１１０ａ、クラッチ後歯１１０ｂ、高歯１０８ａ及び低歯１０８ｂの関係を示す。クラッチ前歯１１０ａは、外径が高歯１０８ａの内径より大きく低歯１０８ｂの内径より小さく形成されている。一方、クラッチ後歯１１０ｂは、スプライン１０８の歯溝と噛み合い可能でクラッチ前歯１１０ａよりハブ１０２から離れる方向に後退した位置に形成されている。このような高さ関係で各歯を形成することにより、クラッチリング１００とスリーブ１０４との間で回転速度差が存在する場合でも容易に両者の完全噛み合いを実現することができる。前述したように、クラッチ後歯１１０ｂは、クラッチ前歯１１０ａより後退した位置に形成されているので、スリーブ１０４がハブ１０２の外周面上をクラッチリング１００に向かって移動した場合、まず、スリーブ１０４の高歯１０８ａがクラッチリング１００のクラッチ前歯１１０ａと接触する。この場合、クラッチ前歯１１０ａは１８０°間隔で形成されているので、クラッチリング１００とスリーブ１０４との間に大きな回転速度差があった場合でも、それぞれの歯の間には十分な遊びが存在するため、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａの噛み合いは容易である。そして、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａとの噛み合いにより、クラッチリング１００とスリーブ１０４の回転は同期することになる。スリーブ１０４がさらにハブ１０２上をクラッチリング１００に向かって移動すると、互いに等間隔形成されたクラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂが噛み合う。つまり、クラッチリング１００とスリーブ１０４が完全噛み合いすることになる。スリーブ１０４とハブ１０２とはスプライン１０８の噛み合いにより相互回転が規制され一体化されており、ハブ１０２は入力シャフト１２に固定されているので、クラッチリング１００とスリーブ１０４の完全噛み合いによりクラッチリング１００が入力シャフト１２と一体化することになる。つまり、クラッチリング１００と一体化されている第２速用駆動ギア５２が入力シャフト１２に固定され、入力シャフト１２のトルクを第２速用駆動ギア５２に伝達できるトルク伝達状態に、トルク非伝達状態から切り替えられることになる。

なお、図２に示す第４ドグクラッチ６２はＡドグ６０のみ、つまり１つのドグの切替動作を行う構成であるが、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０は、それぞれ２つのドグに対し、トルク伝達状態とトルク非伝達状態の切替動作を行う。この場合、クラッチリング１００がハブ１０２の両側に配置される。そして、スリーブ１０４は、ハブ１０２の左側のクラッチリング１００に向かって移動する状態と、ハブ１０２の右側のクラッチリング１００に向かって移動する状態と、いずれのクラッチリング１００にも接触せずにハブ１０２上に位置するニュートラルの状態との３状態に切り替え制御される。第１ドグクラッチ３４の場合、例えば、ハブ１０２の左側に第１速用従動ギア２２と一体化されたクラッチリング１００が配置され、ハブ１０２の右側に第５速用従動ギア２４と一体化されたクラッチリング１００が配置される。したがって、フォーク部材１０６ａによってスリーブ１０４が第１速用従動ギア２２側に移動した場合、出力シャフト２０ａに第１速用従動ギア２２が固定され、スリーブ１０４が第５速用従動ギア２４側に移動した場合、出力シャフト２０ａに第５速用従動ギア２４が固定される。また、フォーク部材１０６ａによってスリーブ１０４がニュートラルの状態に移動させられた場合、第１速用従動ギア２２及び第５速用従動ギア２４のいずれも出力シャフト２０ａに固定されない状態となる。第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０についても同様である。

前述したように、自動変速装置１０は、駆動源として内燃機関１６とモータジェネレータ１８を利用したハイブリッド車に適用される。そして、ＥＣＵ９２による内燃機関１６、モータジェネレータ１８の駆動制御及び各ドグの切替制御により走行状態に適した変速状態を実現する。例えば、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０のいずれかにより第１速用従動ギア２２、第５速用従動ギア２４、第２速用従動ギア２６、第４速用従動ギア２８のいずれかを出力シャフト２０ａに固定するか、第３ドグクラッチ５０により第３速用従動ギア４２、後進用従動ギア４４のいずれかを出力シャフト２０ｂに固定する。その結果、内燃機関１６とモータジェネレータ１８の少なくとも一方の駆動力を用いた制御を実現する。

本実施形態における自動変速装置１０は、車両を走行させる場合、内燃機関１６のみを駆動源とする駆動形態と、モータジェネレータ１８のみを駆動源とする駆動形態の他、内燃機関１６とモータジェネレータ１８の両方を駆動源として用いる協調制御形態を選択できる。以下、協調制御時のギア接続の一例を説明する。

例えば、内燃機関１６の駆動力を第１ギア対６４を用いて伝達し、モータジェネレータ１８の駆動力を第２ギア対６６を用いて伝達する場合、つまり、モータジェネレータ１８によるアシストを伴い、内燃機関１６により第１速走行を行う場合の動力伝達例を説明する。
この場合、内燃機関１６及びモータジェネレータ１８を駆動状態とし、クラッチ１４を接続状態にする。ドグについては、第１ドグクラッチ３４によって第１ドグ３０をトルク伝達状態に切り替え、第２ドグクラッチ４０によって第２ドグ３６をトルク伝達状態に切り替える。その結果、内燃機関１６のトルクは、クラッチ１４を介して入力シャフト１２に伝達され、当該入力シャフト１２に固定された第１速／後進用駆動ギア５６を回転させる。そして、第１速／後進用駆動ギア５６は、第１ドグ３０によって出力シャフト２０ａに固定された第１速用従動ギア２２を回転させて内燃機関１６のトルクを第１ギア対６４で定められるギア比にしたがって出力シャフト２０ａに伝達する。一方、Ａドグ６０をトルク非伝達状態にすることで、モータジェネレータ１８のトルクは、自由回転する第４速用駆動ギア５４に所定のギア比にしたがって伝達され、さらに一体化された第２速用駆動ギア５２を回転させる。そして、第２速用駆動ギア５２は、第２速用従動ギア２６を回転させる。第２速用従動ギア２６は、第２ドグ３６によって出力シャフト２０ａに固定されているので、モータジェネレータ１８のトルクは、第２ギア対６６など経由するギアのギア比にしたがって出力シャフト２０ａに伝達される。したがって、出力シャフト２０ａには、内燃機関１６のトルクとモータジェネレータ１８のトルクの両方が伝達され、出力ギア７６ａを回転させる。出力ギア７６ａに伝達されたトルクは、リングギア８０を介して差動装置７８側、すなわち駆動輪側に伝達され車両の走行を可能にする。他のギア対を用いて車両を走行させる場合のトルク伝達についても同様である。

なお、ドグクラッチの制御により停車時に内燃機関１６の駆動力を用いて発電を行い、モータジェネレータ１８等を駆動するバッテリを充電することができる。例えば、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０をニュートラルの状態にして、第４ドグクラッチ６２により第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４を入力シャフト１２に固定する。そして、クラッチ１４を接続状態にする。その結果、内燃機関１６のトルクにより入力シャフト１２が回転し、それに伴い第４速用駆動ギア５４が回転する。第４速用駆動ギア５４には、アイドルギア８６を介してモータジェネレータ１８の出力シャフト８２が噛み合っているので、内燃機関１６によりモータジェネレータ１８の出力シャフト８２が回転させられて発電機として機能する。つまり停車時に発電を行う状態となる。

また、ドグクラッチの制御により停止中の内燃機関１６をモータジェネレータ１８で始動することができる。例えば、内燃機関１６の停止時に、第４ドグクラッチ６２により第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４を入力シャフト１２に固定する。一方、第１ドグクラッチ３４、第２ドグクラッチ４０、第３ドグクラッチ５０は、ニュートラルの状態にすると共にクラッチ１４を接続状態にする。この状態で、モータジェネレータ１８を駆動すれば、停止状態の第４速用駆動ギア５４を回転させることができる。つまり、停止状態の入力シャフト１２を回転させて、クラッチ１４を介して内燃機関１６のクランクシャフトを回転させて、内燃機関１６を始動することことができる。その結果、内燃機関１６のためのスタータ装置を省略することができて、構成の簡略及びコストダウンに寄与することができる。

なお、協調制御により後進走行させる場合は、例えば、内燃機関１６のトルクが入力シャフト１２、第１速／後進用駆動ギア５６と第１速用従動ギア２２からなる第１ギア対６４を介し、さらに第１速用従動ギア２２と後進用従動ギア４４からなる後進ギア対７４に伝達されるようにする。その結果、後進用ドグ４８によって出力ギア７６ｂに固定された後進用従動ギア４４は、入力シャフト１２の回転方向とは逆方向に回転し、車両を後進させる。このとき、Ａドグ６０をトルク伝達状態に切り替えることにより、内燃機関１６のトルクが第４速用駆動ギア５４に伝達され、モータジェネレータ１８の出力シャフト８２を回転させる。つまり、後進制御中に発電またはアシストすることができる。

このように構成される自動変速装置１０において、パーキング状態、つまり出力シャフトをロックさせて、車両の停止状態を維持する構成について説明する。

上述したように、本実施形態の自動変速装置１０は、ギア比の異なるギア対を複数有し、そのギア対ごとにトルクを伝達できるトルク伝達状態とトルクを伝達しないトルク非伝達状態とをドグクラッチによって切り替える。例えば、入力シャフトと出力シャフトとの間で異なるギア比のギア対について、いずれもトルクが伝達できるトルク伝達状態にすれば入力シャフトと出力シャフトとは相対回転が不能になる。つまり、出力シャフトがロックされたパーキング状態になる。

図１において、例えば、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間において、第１ギア対６４と第２ギア対６６または第４ギア対７０をトルク伝達状態にすることで、入力シャフト１２に対して出力シャフト２０ａをロックする例を説明する。なお、図２で説明したように、ドグクラッチのドグ歯１１０とスプライン１０８を形成する高歯１０８ａまたは低歯１０８ｂの位相が一致してしまった場合、噛み合うことができない。そして、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間で１つのギア対をトルク伝達状態に切り替えると他方のギア対の位相が決まってしまう場合がある。そのため、他方のギア対をトルク伝達状態に切り替えるためにドグクラッチを噛み合わせようとした場合に、そのドグクラッチのドグ歯とスリーブの高歯または低歯との位相が一致してしまい、パーキング状態に移行させることができなくなってしまう場合がある。

以下、図３〜図８のフローチャートを用いて、車両の停車時に自動変速装置１０の走行用のギア対を用いてパーキング状態を実現する例を説明する。本実施形態では、一例としてＡドグ６０、第１ドグ３０、及び第２ドグ３６または第４ドグ３８を制御して２対のギア対をトルク伝達状態に切り替える例を示す。

図３のフローチャートは、車両の停止直前（シフトレバーをパーキングレンジに移動させる直前）の車両のシフトレバーの位置による処理の場合分けを説明する。なお、本実施形態のシフトレバーポジションは、例えば、「Ｐ：パーキング」、「Ｒ：リバース」、「Ｎ:ニュートラル」、「Ｄ:ドライブ」に分かれ「Ｄ」は、さらにマニュアル操作でシフトアップする「＋」とシフトダウンする「−」を選択する場合の中立ポジションがあるものとする。

ＥＣＵ９２は、車両のイグニッションスイッチ（ＩＧ−ＳＷ）がＯＮの場合、一定の制御周期でイグニッションスイッチがＯＦＦになったか否か確認する（Ｓ１００のＮ）。イグニッションスイッチがＯＦＦになった場合（Ｓ１００のＹ）、つまり、車両を走行させる意志が運転者にない場合、自動変速装置１０の走行ギアを用いたパーキング状態を確立するための場合分けを行う。まず、ＥＣＵ９２は、シフトレバーポジションが「Ｐ」に移行したか検出する。もし、シフトレバーポジションが「Ｐ」に移行していない場合、運転者に駐車（パーキング）の意志がないものとみなし、このフローを一旦終了する（Ｓ１０２のＮ）。ＥＣＵ９２は、シフトレバーポジションが「Ｐ」に移行したことを検出した場合で（Ｓ１０２のＹ）、「Ｐ」移行直前（前回）のシフトレバーポジションが「Ｎ」の場合（Ｓ１０４のＹ）、後述する図４のフローチャートの処理Ａに移行する。一方、Ｓ１０４において、「Ｐ」移行直前のシフトレバーポジションが「Ｎ」でない場合で（Ｓ１０４のＮ）、「Ｄ」の場合（Ｓ１０６のＹ）、後述する図７のフローチャートの処理Ｂに移行する。Ｓ１０６において、「Ｐ」移行直前のシフトレバーポジションが「Ｄ」でない場合で（Ｓ１０６のＮ）、「Ｒ」の場合（Ｓ１０８のＹ）、後述する図８のフローチャートの処理Ｃに移行する。なお、シフトレバーポジションが「Ｒ」でもない場合（Ｓ１０８のＮ）は、システムエラーと見なしこのフローを一旦終了する。

図４は、図３のフローチャートのＳ１０４で「Ｐ」移行直前（前回）のシフトレバーポジションが「Ｎ」の場合の処理Ａを説明するフローチャートである。この場合、自動変速装置１０の各ドグクラッチは全てトルク非伝達状態（ニュートラル）の状態になっている。

ＥＣＵ９２は、まずモータジェネレータ１８に微回転指示を提供する（Ｓ１２０）。例えば、１０ｒｐｍ回転させるように指示を提供する。例えば、停車前にＡドグ６０がトルク伝達状態からトルク非伝達状態に切り替わった場合、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａは隣接して噛み合った状態から噛み合いが解除されることになる。つまり、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａと位相差が小さく、次にクラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａとを噛み合わせようとした場合に位相が一致して噛み合わせ不能になる可能性がある。前述したように、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａとはそれぞれ１８０°離れた位置に配置されているので、遊びが約１８０°存在する。そこで、モータジェネレータ１８により、回転自在な状態の第４速用駆動ギア５４及び第２速用駆動ギア５２を微回転させて、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａとの位相差をあらかじめ与え、位相の一致により噛み合わせが不能となる可能性を低減している。

続いて、ＥＣＵ９２は、Ａドグ６０をトルク伝達状態に切り替えるために、Ａドグ入り指示を第４ドグクラッチ６２のフォーク部材１０６ａを駆動するアクチュエータ１０６ｂに提供しドグ入り制御を行う（Ｓ１２２）。

第４ドグクラッチ６２が完全に噛み合ったか否かは、クラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂの噛み合いが完了する位置まで移動機構１０６のフォーク部材１０６ａが移動したか否か、つまり移動量に基づいて検出できる。モータジェネレータ１８の微回転は継続して行われるのでＡドグ６０がトルク伝達状態（Ａドグ入り完了）になるまでフォーク部材１０６ａを移動させるドグ入り制御は継続する（Ｓ１２４のＮ）。一方、Ａドグ６０がトルク伝達状態になったら（Ｓ１２４のＹ）、ＥＣＵ９２はモータジェネレータ１８の微回転指示を解除する（Ｓ１２６）。

続いて、ＥＣＵ９２は、第１ドグ３０をトルク伝達状態にする指示（第１ドグ入り指示）を第１ドグクラッチ３４のフォーク部材１０６ａを制御するアクチュエータ１０６ｂに提供する（Ｓ１２８）。そして、ＥＣＵ９２は、第１ドグクラッチ３４のフォーク部材１０６ａの移動量に基づいて第１ドグ３０がトルク伝達状態（第１ドグ入り完了状態）になった、すなわち、第１ドグクラッチ３４の第１ドグ３０側のクラッチ後歯１１０ｂとスリーブ１０４の低歯１０８ｂの噛み合いが完了したと見なせる場合（Ｓ１３０のＹ）、図５のフローチャートで示す処理Ｄに移行する。この時点で、ギア対の１つが入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間でトルク伝達状態になったことになる。

一方、Ｓ１３０で第１ドグ入りが完了していない場合（Ｓ１３０のＮ）、ＥＣＵ９２は第１ドグ３０のドグ入り失敗が所定時間、例えば１０００ｍｓ以上継続した場合（Ｓ１３２のＹ）、モータジェネレータ１８に微回転指示を提供する（Ｓ１３４）。この場合、既にＡドグ６０がトルク伝達状態に切り替わっているので、入力シャフト１２に第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４が固定されている。したがって、モータジェネレータ１８の回転により、入力シャフト１２及び当該入力シャフト１２に固定された第１速／後進用駆動ギア５６を介して第１速用従動ギア２２が微回転する。すなわち、第１ドグ３０のドグ歯１１０とスリーブ１０４の高歯１０８ａまたは低歯１０８ｂとの位相をずらすことができる。その後、Ｓ１２６に移行して、モータジェネレータ１８の微回転指示を解除して、新たな位相条件の中で第１ドグ３０のドグ入り制御を継続する。Ｓ１３２において、第１ドグ３０のドグ入り失敗が所定時間、例えば１０００ｍｓ未満の場合（Ｓ１３２のＮ）、Ｓ１３０に移行し、第１ドグ３０のドグ入り制御を継続して行う。

図５は、図４のＳ１３０で第１ドグ３０のドグ入り制御が完了した場合に、それに続く処理Ｄのフローチャートである。
ＥＣＵ９２は、第１ギア対６４がトルク伝達状態に切り替わった後、２つ目のギア対に対してトルク伝達状態へ切り替える制御を行う。まず、ＥＣＵ９２は、第２ドグクラッチ４０のフォーク部材１０６ａを移動させるアクチュエータ１０６ｂに第２ドグ３６のドグ入り指示を提供する（Ｓ１４０）。そして、ＥＣＵ９２は第２ドグクラッチ４０のフォーク部材１０６ａの移動ストロークが所定範囲内であるか検出する（Ｓ１４２）。この場合、第２ドグクラッチ４０のニュートラル位置を基準にしてフォーク部材１０６ａのストロークを第２ドグＡｃｔストロークとして、第２速用従動ギア２６のクラッチリング１００のクラッチ前歯１１０ａとスリーブ１０４の高歯１０８ａが噛み合う点（ギアの噛み合いが始まる点）を閾値ａとし、クラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂが噛み合う点を閾値ｂとした場合、ｂ≧第２ドグＡｃｔストローク≧ａとなるか否かを検出する。ｂ≧第２ドグＡｃｔストローク≧ａである場合（Ｓ１４２のＹ）、少なくともクラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａの位相はずれており、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａとの遊びが約１８０°存在する。したがって、もし、クラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂの位相が一致してしまっている場合でも、第２速用従動ギア２６側でクラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａの遊び範囲内で位相をずらすことが可能で、容易にクラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂの噛み合いを実現できる。つまり、第２ドグ３６のドグ入り処理を完了させることができる。なお、第２ドグ３６のドグ入り処理が完了したときに、もしモータジェネレータ１８に対してトルク指示が出ていた場合、ＥＣＵ９２はそのトルク指示を解除して（Ｓ１４４）、このフローを終了する。この時点で、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間で、ギア比の異なる２対のギア対がトルク伝達状態に切り替わり、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの相対回転を不能とする。つまり、自動変速装置１０の走行用ギアを用いて、パーキング状態を実現することになる。この結果、従来必要とされていたパーキング用のギアやそれとの噛み合いを行わせるための機構やアクチュエータ等が省略可能となり、自動変速装置の構成の簡略化、小型化、コスト低減等を行うことができる。

Ｓ１４２において、ｂ≧第２ドグＡｃｔストローク≧ａでない場合（Ｓ１４２のＮ）、一旦第２ドグ３６を用いた制御を中止して、第２ドグクラッチ４０においてもう一方の第４ドグ３８を用いた制御を試みる。つまり、ＥＣＵ９２は、第２ドグクラッチ４０のフォーク部材１０６ａを駆動するアクチュエータ１０６ｂに第４ドグ入り指示を出して、フォーク部材１０６ａを第４速用従動ギア２８側に移動させる（Ｓ１４６）。ＥＣＵ９２は、第２ドグクラッチ４０のフォーク部材１０６ａの移動ストロークが所定範囲内であるか検出する（Ｓ１４８）。この場合、ｂ≧第４ドグＡｃｔストローク≧ａとなるか否かを検出する。ｂ≧第４ドグＡｃｔストローク≧ａである場合（Ｓ１４８のＹ）、少なくとも第４ドグ３８のクラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａの位相はずれており、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａとの遊びが約１８０°存在する。したがって、もし、クラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂの位相が一致してしまっている場合でも、第４速用従動ギア２８側でクラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａの遊び範囲内で位相をずらすことが可能で、容易にクラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂの噛み合いを実現できる。つまり、第４ドグ３８のドグ入り処理を完了させることができる。なお、第４ドグ３８のドグ入り処理が完了したときに、もしモータジェネレータ１８に対してトルク指示が出ていた場合、ＥＣＵ９２はそのトルク指示を解除して（Ｓ１４４）、このフローを終了する。

一方、Ｓ１４８で、ｂ≧第４ドグＡｃｔストローク≧ａでない場合で（Ｓ１４８のＮ）、第２ドグ・第４ドグ入り制御を開始してからの失敗時間が２０００ｍｓ以上継続していない場合（Ｓ１５０のＮ）、モータジェネレータ１８に微少トルクを出力する指示を提供する（Ｓ１５２）。この場合、出力トルクは正トルクあるいは負トルクを発生するようにする。既にＡドグ６０と第１ドグ３０がトルク伝達状態に切り替わっているので、モータジェネレータ１８がトルクを発生すると、入力シャフト１２、第１ギア対６４を介して出力シャフト２０ａが回転し、第２ドグクラッチ４０のハブ１０２が回転する。すなわち、スリーブ１０４が回転し、当該スリーブ１０４の高歯１０８ａの位相と、第２速用従動ギア２６側のドグ歯１１０の位相及び第４速用従動ギア２８側のドグ歯１１０の位相とがずれる。そして、Ｓ１４０に移行し、第２ドグ入り制御から再試行を試みる。

Ｓ１５０において、第２ドグ・第４ドグ入り制御を開始してからの失敗時間が２０００ｍｓ以上継続した場合（Ｓ１５０のＹ）、もしモータジェネレータ１８に対してトルク指示が出ていた場合、ＥＣＵ９２はそのトルク指示を解除して（Ｓ１５４）、図６のフローチャートに示す別対応の処理Ｅに移行する。

図６は、図５のフローで第２ドグ・第４ドグ入り制御に２０００ｍｓ以上失敗した場合の処理Ｅを説明するフローチャートである。

ＥＣＵ９２は、第２ドグ・第４ドグ入り制御の失敗が２０００ｍｓ以上６０００ｍｓ未満の場合（Ｓ１６０のＮ）、既に出力シャフト２０ａに固定状態となっている第１速用従動ギア２２について、第１ドグ３０の完全噛み合いを一時的に解除して、噛み合いに遊びを作る。つまり、ドグ歯１１０のクラッチ前歯１１０ａとスリーブ１０４の高歯１０８ａのみが噛み合う状態にするために、第１ドグＡｃｔストロークを閾値ａ（ｍｍ）にする指示をフォーク部材１０６ａを駆動するアクチュエータ１０６ｂに提供する（Ｓ１６２）。そして、第１ドグクラッチ３４のフォーク部材１０６ａの第１ドグＡｃｔストロークが閾値ａになるのを待ち（Ｓ１６４のＮ）、閾値ａになった場合（Ｓ１６４のＹ）、図５のＳ１４０に移行し、処理Ｄから再試行する。この場合、第１ドグ３０の部分で、出力シャフト２０ａに対する第１速用従動ギア２２の遊びは、約１８０°存在することになる。したがって、モータジェネレータ１８からトルクを供給して、第４速用駆動ギア５４及び第２速用駆動ギア５２を介して、第４速用従動ギア２８及び第２速用従動ギア２６を回転させることができる。つまり、処理Ｄを実行することにより、第２ドグクラッチ４０のスリーブ１０４に対して、第２速用従動ギア２６に対応するドグ歯１１０の位相、及び第４速用従動ギア２８に対応するドグ歯１１０の位相をずらすことができる。その結果、処理Ｄで第２ドグ入り制御または第４ドグ入り制御を成功させる可能性を高めることができる。

Ｓ１６０において、第２ドグ・第４ドグ入り制御の失敗が６０００ｍｓ以上継続した場合（Ｓ１６０のＹ）、例えば、第１ドグ３０の完全噛み合いを一時的に解除する制御を行い処理Ｄを複数回行ってもドグ入り制御が成功しなかった場合である。この場合、第２ドグ・第４ドグ入り制御の失敗が６０００ｍｓ以上１００００ｍｓ未満の場合（Ｓ１６８のＮ）、既に入力シャフト１２に固定状態となっている第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４について、Ａドグ６０の完全噛み合いを一時的に解除して、噛み合いに遊びを作る。つまり、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａのみが噛み合う状態にするために、ＡドグＡｃｔストロークを閾値ａ（ｍｍ）にする指示をフォーク部材１０６ａを駆動するアクチュエータ１０６ｂに提供する（Ｓ１７０）。そして、第４ドグクラッチ６２のフォーク部材１０６ａのＡドグＡｃｔストロークが閾値ａになるのを待ち（Ｓ１７２のＮ）、閾値ａになった場合（Ｓ１７２のＹ）、図５のＳ１４０に移行して処理Ｄから再試行する。この場合、Ａドグ６０の部分で、入力シャフト１２に対する第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４の遊びは、約１８０°存在することになる。したがって、モータジェネレータ１８からトルクを供給して、第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４を介して、第２速用従動ギア２６及び第４速用従動ギア２８を回転させることができる。つまり、処理Ｄを再試行することにより、第２ドグクラッチ４０のスリーブ１０４に対して、第２速用従動ギア２６に対応するドグ歯１１０の位相、及び第４速用従動ギア２８に対応するドグ歯１１０の位相をずらすことができる。その結果、処理Ｄで第２ドグ入り制御または第４ドグ入り制御を成功させる可能性を高めることができる。

もし、Ｓ１６８で第２ドグ・第４ドグ入り制御の失敗が１００００ｍｓ以上継続した場合（Ｓ１６８のＹ）、例えば、Ａドグ６０の完全噛み合いを一時的に解除して位相をずらす制御を行い処理Ｄを複数回行ってもドグ入り制御が成功しない場合、ＥＣＵ９２は、自動変速装置１０の走行用ギアを用いたパーキング状態の確立が困難であると見なし、この処理を終了する。この場合、自動変速装置１０の走行用ギアを用いたパーキング状態の確立ができない旨を警報として運転者に提供し、車輪側に設けられたパーキングブレーキ装置を確実に動作させるように促すことが望ましい。このように、各ドグクラッチに対してドグ入り制御の優先順位や既にトルク伝達状態が確立しているクラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂのかみ合わせを一時的に解除してクラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａのみの噛み合わせにする優先順位を付けておき、順番にドグ入り制御を実行することで短時間で効率的にドグ入り制御を完了させることができる。

図７は、図３のＳ１０６で、シフトレバーポジションが「Ｐ」に移行する直前に「Ｄ」であった場合の処理Ｂを説明するフローチャートである。本実施形態の自動変速装置１０を搭載する車両は、シフトレバーポジションが「Ｄ］の状態で停車すると、そのときの自動変速装置１０のギアの状態が維持される。つまり、内燃機関１６の駆動力を出力シャフト２０ａに伝達可能とするように、第１ギア対６４がトルク伝達状態に切り替えられた状態が維持される。同様に、モータジェネレータ１８の駆動力を出力シャフト２０ａに伝達可能とするように、第２ギア対６６がトルク伝達状態に切り替えられた状態は維持される。つまり、第１ドグ３０と第２ドグ３６がトルク伝達状態に切り替わったままになっている。したがって、出力シャフト２０ａに第１速用従動ギア２２と第２速用従動ギア２６が完全固定された状態になっている。処理Ｂは、第１ドグ３０と第２ドグ３６がトルク伝達状態にあるという前提のもと、トルク非伝達状態のＡドグをトルク伝達状態に切り替える処理から始まる。

ＥＣＵ９２は、第４ドグクラッチ６２のフォーク部材１０６ａを駆動するアクチュエータ１０６ｂに対してＡドグ入り処理の指示を提供する（Ｓ１８０）。そして、ＥＣＵ９２はフォーク部材１０６ａの移動ストロークが所定範囲内であるか検出する（Ｓ１８２）。この場合、第４ドグクラッチ６２のニュートラル位置（トルク非伝達状態の位置）を基準にしてフォーク部材１０６ａのストロークをＡドグＡｃｔストロークとし、第２速用駆動ギア５２のクラッチリング１００のクラッチ前歯１１０ａとスリーブ１０４の高歯１０８ａが噛み合う点（ギアの噛み合いが始まる点）を閾値ａとし、クラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂが噛み合う点を閾値ｂとした場合、ｂ≧ＡドグＡｃｔストローク≧ａとなるか否かを検出する。ｂ≧ＡドグＡｃｔストローク≧ａである場合（Ｓ１８２のＹ）、少なくともクラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａの位相はずれており、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａとの遊びが約１８０°存在する。したがって、もし、クラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂの位相が一致してしまっている場合でも、第２速用駆動ギア５２側でクラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａの遊び範囲内で位相をずらすことが可能で、容易にクラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂの噛み合いを実現できる。つまり、Ａドグ６０のドグ入り処理を完了させることができる。なお、Ａドグ６０のドグ入り処理が完了したときに、もしモータジェネレータ１８に対してトルク指示が出ていた場合、ＥＣＵ９２はそのトルク指示を解除して（Ｓ１８４）、このフローを終了する。この時点で、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間で、ギア比の異なる２対のギア対がトルク伝達状態に切り替わり、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの相対回転を不能とする。つまり、自動変速装置１０の走行用ギアを用いて、パーキング状態を実現する。

ｂ≧ＡドグＡｃｔストローク≧ａでない場合で（Ｓ１８２のＮ）、Ａドグ６０のドグ入り制御の失敗が１０００ｍｓ以上継続していない場合（Ｓ１８６のＮ）、ＥＣＵ９２はモータジェネレータ１８に微少トルクを発生するように指示を提供し（Ｓ１８８）、Ｓ１８２に移行する。トルクを発生させる方向は正方向でも負方向でもよい。また、正負を交互に出力してもよい。この場合、既に入力シャフト１２と出力シャフト２０ａが第１ギア対６４でトルク伝達状態にあり、出力シャフト２０ａと第２速用従動ギア２６が固定されているが、それぞれの噛み合いには僅かに遊びが存在する。したがって、モータジェネレータ１８が微少トルクを発生すると第２速用駆動ギア５２及び第４速用駆動ギア５４も微少回転できる可能性がある。その結果、Ａドグ６０の高歯１０８ａと第２速用駆動ギア５２側のドグ歯１１０のクラッチ前歯１１０ａとの位相がずれてＡドグ６０のドグ入り制御が成功する可能性が高まる。

一方、Ａドグ６０のドグ入り制御の失敗が例えば１０００ｍｓ以上継続した場合（Ｓ１８６のＹ）、ＥＣＵ９２は第２ドグクラッチ４０に対して第２ドグ３６を抜いてニュートラル状態にするＮ抜き指示を提供する（Ｓ１９０）。つまり、既に出力シャフト２０ａに固定されている第２速用従動ギア２６を一旦回転自在な状態にして、第４速用駆動ギア５４を介してモータジェネレータ１８により第２速用駆動ギア５２を回転させる。その結果、Ａドグ６０の高歯１０８ａと第２速用駆動ギア５２側のドグ歯１１０のクラッチ前歯１１０ａとの位相がずれ、噛み合い状態を形成できやすくなる。ＥＣＵ９２は、第２ドグクラッチ４０がニュートラル状態になるのを待ち（Ｓ１９２のＮ）、第２ドグクラッチ４０がニュートラル状態になったら（Ｓ１９２のＹ）、モータジェネレータ１８に微回転指示を提供する（Ｓ１９４）。これにより、Ａドグ６０が噛み合いやすい状態になる。その後、ＥＣＵ９２は、第４ドグクラッチ６２を駆動するフォーク部材１０６ａのアクチュエータ１０６ｂにＡドグ６０のドグ入り制御を実行する指示を提供する（Ｓ１９６）。そして、ＥＣＵ９２は、Ａドグ６０のドグ入り制御が完了するのを待ち（Ｓ１９８のＮ）、Ａドグ６０のドグ入り制御が完了したら（Ｓ１９８のＹ）、図５に示す処理Ｄに移行し、第２ドグ３６のドグ入り制御を再試行する。このように車両が停車する際に低速側のギア対がトルク伝達状態になっていることを利用して制御を行うことで、迅速にパーキング状態を確立することができる。

図８は、図３のＳ１０８でシフトレバーポジションが「Ｐ」に移行する直前に「Ｒ」であった場合の処理Ｃを説明するフローチャートである。なお、本実施形態の場合、後進時のギアは、車両の停止時にＡドグ６０と後進用ドグ４８がトルク伝達状態に切り替わっているとする。

ＥＣＵ９２は、まず、第３ドグクラッチ５０のフォーク部材１０６ａを駆動するアクチュエータ１０６ｂに後進用ドグ４８を抜いてニュートラル状態にする後進用ドグＮ抜き制御を行うように指示を提供する（Ｓ２００）。そして、ＥＣＵ９２は後進用ドグ４８がニュートラル状態になるのを待ち（Ｓ２０２のＮ）、ニュートラル状態になったら（Ｓ２０２のＹ）、モータジェネレータ１８に微回転指示を提供し（Ｓ２０４）、第１ドグクラッチ３４や第２ドグクラッチ４０のドグ入り制御で噛み合わせるギアの位相がずれる可能性を高める。その後、図４で符号Ｆで示すように、Ｓ１２６に移行して第１ドグ３０、第２ドグ３６または第４ドグ３８のドグ入り制御を実行する。

このように、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間でギア比の異なる少なくとも２対のギア対をトルク伝達状態にすることにより、走行用のギアを用いて車輪側が動かないようするパーキング状態を確立することができる。その結果、ギア比の異なる少なくとも２対のギア対をトルク伝達ができる伝達状態にすることにより、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとは、少なくとも２対のギア対のギア比の違いから相対回転ができないロック状態になる。つまり、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａのいずれも回転できないパーキング状態を実現できる。そのため、パーキング専用の構成を省略しつつも、パーキング機能を有する自動変速装置が実現でき、結果的に自動変速装置の小型化、簡略化、コストダウンができる。また、各フローチャートで説明したように、ギア比の異なる複数のギア対をトルク伝達状態に切り替える際に、所定の優先順にしたがってドグクラッチの噛み合わせを行うことで、効率的にギア比の異なる複数のギア対をトルク伝達状態に切り替えることができる。

上述した実施形態において、図１に示す構成は一例であり、入力シャフト１２に対して出力シャフト２０ａ，２０ｂが存在する構造を示したが、出力シャフトは１本で構成してもよく、上述した実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、自動変速装置１０を前進５速、後進１速で構成する例を示したが、変速段の構成は適宜選択可能であり、ギア比の異なる少なくとも２以上のギア対を含む構成であれば本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、ギア比の異なるギア対として、第１ギア対６４、第２ギア対６６または第４ギア対７０を用いる例を示したが、ギア比が異なれば他のギア対を用いても本実施形態と同様の効果を得ることができる。また、各ギア対のトルク伝達状態とトルク非伝達状態との切り替えができれば、ドグクラッチの配置は適宜変更可能である。例えば、第１ドグクラッチ３４を第１速／後進用駆動ギア５６と第３速／第５速用駆動ギア５８との切り替えに用いてもよい。

なお、上述した実施形態では、ドグクラッチのドグ歯と高歯または低歯の位相が一致してしまった場合に、モータジェネレータ１８を駆動して位相をずらす構成を説明した。別変形例では、位相をずらす手段として、内燃機関１６の回転を用いて外部供給トルクを提供してもよい。また、図２の例では、クラッチリング１００の外周面に第２速用駆動ギア５２のギア５２ａを形成する例を示したが、入力シャフト１２に対して回転自在な第２速用駆動ギア５２の側面に同軸となるようにクラッチリングを一体的に固定するようにしてもよい。

また、図６に示すフローチャートでは、第１ドグ３０やＡドグ６０について、その噛み合わせ状態を閾値ａの位置まで戻して、クラッチ前歯１１０ａと高歯１０８ａのみが噛み合うようにして遊びを形成して他のドグクラッチが噛み合うようにする例を説明した。この場合、他のドグクラッチが噛み合った後に第１ドグ３０やＡドグ６０について、再度クラッチ後歯１１０ｂと低歯１０８ｂが噛み合うように噛み合い状態を戻してもよい。また、各フローチャートは制御の流れの一例を示すもので、入力シャフト１２と出力シャフト２０ａとの間でギア比の異なる少なくとも２対のギア対をトルク伝達状態にできれば、処理順序は適宜変更してもよく、同様の効果を得ることができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０…自動変速装置、１２…入力シャフト（第１シャフト）、１４…クラッチ、１６…内燃機関、１８…モータジェネレータ、２０ａ，２０ｂ…出力シャフト（第２シャフト）、２２…第１速用従動ギア（第２ギア）、２４…第５速用従動ギア（第２ギア）、２６…第２速用従動ギア（第２ギア）、２８…第４速用従動ギア（第２ギア）、３０…第１ドグ、３２…第５ドグ、３４…第１ドグクラッチ（切替機構）、３６…第２ドグ、３８…第４ドグ、４０…第２ドグクラッチ（切替機構）、４２…第３速用従動ギア（第２ギア）、４４…後進用従動ギア（第２ギア）、４６…第３ドグ、４８…後進用ドグ、５０…第３ドグクラッチ（切替機構）、５２…第２速用駆動ギア（第１ギア）、５２ａ…ギア、５４…第４速用駆動ギア（第１ギア）、５６…第１速／後進用駆動ギア（第１ギア）、５８…第３速／第５速用駆動ギア（第１ギア）、６０…Ａドグ、６２…第４ドグクラッチ（切替機構）、６４…第１ギア対、６６…第２ギア対、６８…第３ギア対、７０…第４ギア対、７２…第５ギア対、７４…後進ギア対、７６ａ，７６ｂ…出力ギア、９２…ＥＣＵ（ギア制御部）、１００…クラッチリング、１０２，１０２…ハブ、１０４…スリーブ、１０６ａ…フォーク部材、１０８…スプライン、１０８ａ…高歯、１０８ｂ…低歯、１１０…ドグ歯、１１０ａ…クラッチ前歯、１１０ｂ…クラッチ後歯。

Claims (7)

1. 第１シャフトに備えられた複数の第１ギアと、
   第２シャフトに備えられたギアであって、前記第１ギアのいずれかと噛み合うギア比の異なるギア対を成す複数の第２ギアと、
   前記ギア対のそれぞれに対して、当該ギア対を介して前記第１シャフトと前記第２シャフトとの間でトルクを伝達する伝達状態と、トルクを非伝達とする非伝達状態とを切り替える切替機構と、
   車両の停車時に前記切替機構を制御して前記ギア対のうち少なくとも２対を前記伝達状態に切り替えるギア制御部と、
   を備える自動変速装置。
2. 前記切替機構は、
   前記第１シャフトまたは前記第２シャフトの少なくとも一方の軸回りに回転自在に支持されるクラッチリングであって、前記第１ギアまたは前記第２ギアを回転自在に同心で固定するクラッチリングと、
   前記クラッチリングを支持する前記第１シャフトまたは前記第２シャフトに固定されたハブと、
   前記ハブが固定された前記第１シャフトまたは前記第２シャフトにおいてその軸方向に移動可能に前記ハブと嵌合するスリーブと、
   前記スリーブを前記軸方向に移動させる移動機構と、
   を備え、
   前記クラッチリングは、前記スリーブ側に突出して設けられ前記スリーブの前記軸方向の移動により当該スリーブに形成されたスプラインと噛み合い自在なドグ歯を有する請求項１に記載の自動変速装置。
3. 前記スプラインは、複数の高歯と当該高歯より歯たけの低い複数の低歯で構成され、
   前記ドグ歯は、外径が前記高歯の内径より大きく前記低歯の内径より小さく形成された前記高歯と同数のクラッチ前歯と、前記スプラインの歯溝と噛み合い可能で前記クラッチ前歯より前記ハブから離れる方向に後退した位置に形成されたクラッチ後歯と、
   を備える請求項２記載の自動変速装置。
4. 前記ギア対を構成するギアのうち少なくとも一つは、車両の停車時に外部供給トルクによって回転可能である請求項２または請求項３に記載の自動変速装置。
5. 前記ギア制御部は、
   前記車両が所定の駐車条件を満たしていることを条件に、前記切替機構の前記移動機構を制御して所定の優先順位にしたがって前記スプラインと前記ドグ歯を噛み合わせる請求項３または請求項４に記載の自動変速装置。
6. 前記所定の駐車条件は、前記ギア対のうち低速側のギア対に対応する前記スプラインと前記ドグ歯が噛み合って停車していることを前提に残りの前記スプラインと前記ドグ歯を噛み合わせる請求項５に記載の自動変速装置。
7. 前記ギア制御部は、前記スプラインと前記ドグ歯の噛み合いが非成立の場合、前記所定の優先順位にしたがって前記伝達状態に切り替える前記ギア対を構成するギアのうち少なくとも一つを回転させて噛み合わせ状態の調整を行う請求項５または請求項６に記載の自動変速装置。

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