JP2015190602A - 前後進切替装置の制御装置および制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ締結時に発生する振動増幅現象を低減する。
【解決手段】変速機と連結され、エンジン１０の駆動力を車両が前進するように伝達するフォワードクラッチ５６と、エンジン１０の駆動力を車両が後進するように伝達するリバースブレーキ５７とを備える前後進切替装置５０の制御装置１００は、車両の走行方向が前進方向に切り替えられ、フォワードクラッチ５６が締結される際に、フォワードクラッチ５６にて発生する第１トルクとリバースブレーキ５７にて発生する第２トルクとによって出力軸５３に伝達される伝達トルクが当該出力軸の捻り共振トルクを超えないように、第１トルクおよび第２トルクを演算する出力制御部１６０と、第１トルクを発生させるフォワードクラッチ圧を印加する前進用油圧制御回路１７０と、第２トルクを発生させるリバースブレーキ圧を印加する後進用油圧制御回路１８０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動変速装置の前後進切替装置を制御する制御装置および制御方法に関する。

一般に、主変速部として無段変速機を備える自動変速装置は、車両の前後進を切り替える前後進切替装置を備えている。前後進切替装置は、例えば特許文献１に示すように、遊星歯車装置等から構成される。前後進切替装置は、車両の前後進を設定するセレクトレバーにより選択されたレンジから決定される車両の走行方向に基づき、出力軸に伝達されるトルクの伝達方向が切り替えられる。

特開平１１−０９４０４６

しかし、従来の前後進切替装置では、車両を前進させるためにセレクトレバーが例えばＤレンジ等の前進走行レンジに設定されると、入出力軸の差回転を吸収するべく、クラッチ締結中に、スティックスリップが発生し、急激な回転・トルク変動による振動が発生する。このスティックスリップは、クラッチ締結中に所定の伝達トルクに達すると、クラッチに存在するスリップ変動（すなわち、締結力変動）と、シャフトに発生する捻り共振トルクとにより、クラッチのスリップ変動が助長される。これにより、クラッチが急激に締結と開放とを繰り返す振動増幅現象であるジャダーが発生する。

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、クラッチ締結時に発生する振動増幅現象を低減することが可能な、新規かつ改良された前後進切替装置の制御装置およびその制御方法を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、変速機と連結され、エンジンの駆動力を車両が前進するように伝達するフォワードクラッチと、エンジンの駆動力を車両が後進するように伝達するリバースブレーキとを備える前後進切替装置の制御装置が提供される。かかる制御装置は、車両の走行方向が前進方向に切り替えられ、フォワードクラッチが締結される際に、フォワードクラッチにて発生する第１トルクとリバースブレーキにて発生する第２トルクとによって出力軸に伝達される伝達トルクが当該出力軸の捻り共振トルクを超えないように、第１トルクおよび第２トルクを演算する出力制御部と、第１トルクを発生させるフォワードクラッチ圧を印加する前進用油圧制御回路と、第２トルクを発生させるリバースブレーキ圧を印加する後進用油圧制御回路と、を備える。

後進用油圧制御回路は、セレクトレバーが車両の走行方向を前進方向とするレンジに設定されたとき、リバースブレーキ圧を印加してもよい。あるいは、後進用油圧制御回路は、セレクトレバーが車両の走行方向を前進方向とするレンジに設定された後、第１トルクが捻り共振トルクを超える前までにリバースブレーキ圧を印加してもよい。

また、制御装置は、変速機と連結される入力軸の回転数と出力軸の回転数との差回転数を演算する差回転数演算部と、差回転数がゼロとなったか否かを判定する判定部と、をさらに備えてもよい。このとき、判定部により差回転数がゼロとなったと判定されたとき、後進用油圧制御回路は、リバースブレーキ圧の印加を停止する。

また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、変速機と連結され、エンジンの駆動力を車両が前進するように伝達するフォワードクラッチと、エンジンの駆動力を車両が後進するように伝達するリバースブレーキとを備える前後進切替装置の制御方法が提供される。かかる制御方法は、車両の走行方向が前進方向に切り替えられ、フォワードクラッチが締結される際に、フォワードクラッチにて発生する第１トルクとリバースブレーキにて発生する第２トルクとによって出力軸に伝達される伝達トルクが当該出力軸の捻り共振トルクを超えないように、第１トルクおよび第２トルクを演算するステップと、第１トルクを発生させるフォワードクラッチ圧とともに第２トルクを発生させるリバースブレーキ圧を印加するステップと、を含む。

以上説明したように本発明によれば、クラッチ締結時に発生する振動増幅現象を低減することができる。

本発明の実施形態に係る車両の駆動装置の概略構成を示す説明図である。 同実施形態に係る前後進切替装置の構成を示す概略説明図である。 同実施形態に係る前後進切替装置の制御装置の機能構成を示すブロック図である。 同実施形態に係る前後進切替装置のクラッチ締結中の作動を示すフローチャートである。 同実施形態に係る前後進切替装置のクラッチ締結中に作用するトルクを説明するための説明図である。 同実施形態に係る前後進切替装置のクラッチ締結中に発生するトルクおよび回転数の推移の一例を示す説明図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

＜１．駆動装置の概略構成＞
まず、図１および図２を参照して、本発明の実施形態に係る車両の駆動装置の概略構成について説明する。図１は、本実施形態に係る車両の駆動装置の概略構成を示す説明図である。図２は、本実施形態に係る前後進切替装置５０の構成を示す概略説明図である。なお、図１に示す車両の駆動装置は、変速機として無段変速機を備えている。

本実施形態に係る車両は、エンジンを駆動源として駆動輪を駆動し走行することが可能な車両である。図１に示すように、本発明の実施形態に係る車両は、駆動力として回転トルクを発生させるエンジン１０と、エンジン１０により発生された回転トルクに基づいて回転駆動する駆動輪７０と、エンジン１０の発生する回転トルクを所定の回転トルクに変換する変速機（バリエータ４０、トルクコンバータ２０）と、前後進切替装置５０とを備える。

［エンジン］
エンジン１０は、制御装置からの駆動制御に従って駆動力として回転トルクを発生させる内燃機関である。エンジン１０により発生された回転トルクは、クランク軸１２およびトルクコンバータ２０を介してバリエータ４０のプライマリ軸４３に伝達される。

［変速機］
変速機は、エンジン１０により発生された回転トルクを変換するトルクコンバータ２０と、変速比を連続的に変化させるバリエータ４０を備える。

トルクコンバータ２０は、バリエータ４０のプライマリプーリ４２およびエンジン１０の間に設けられ、エンジン１０により発生された回転トルクをバリエータ４０のプライマリ軸４３に伝達する。より詳細に説明すると、トルクコンバータ２０は、フロントカバー２２、クランク軸２４にフロントカバー２２を介して連結されるポンプインペラ２３、フロントカバー２２とポンプインペラ２３の間でポンプインペラ２３に対向して配置されたタービンランナ２４、およびタービンランナ２４に連結されたタービン軸２５を備える。

また、フロントカバー２２とタービンランナ２４との間には、クランク軸２４とタービン軸２５との連結関係を切り替えるロックアップクラッチ３０が組み込まれている。ロックアップクラッチ３０は、タービンランナ２４に連結されるクラッチプレート３２を有する。このクラッチプレート３２により、フロントカバー２２とタービンランナ２４との間は、クラッチプレート３２のタービンランナ２４側のアプライ室２６およびクラッチプレート３２のフロントカバー２２側のリリース室２８に区画される。

アプライ室２６に作動油が供給されリリース室２８から作動油が排出されると、クラッチプレート３２はフロントカバー２２に押圧され、ロックアップクラッチ３０がクランク軸１２とタービン軸２５を直結させる締結状態（以下、「フルロックアップ状態」とも称する。）となる。フルロックアップ状態においては、フロントカバー２２とタービンランナ２４が一体的に回転するので、クランク軸１２の回転トルクがタービン軸２５に直接伝達される。

一方、リリース室２８に作動油が供給されアプライ室２６から作動油が排出されると、クラッチプレート３２がフロントカバー２２から引き離され、ロックアップクラッチ３０がクランク軸１２とタービン軸２５とを切り離した解放状態となる。このロックアップクラッチ３０の解放状態においては、クランク軸１２の回転トルクがフロントカバー２２を介してポンプインペラ２３に伝達されると、トルクコンバータ２０を満たしている作動油が、ポンプインペラ２３の回転によりポンプインペラ２３からタービンランナ２４へと循環する。これにより、ポンプインペラ２３の回転トルクが流体である作動油を介してタービンランナ２４に伝達され、タービンランナ２４に連結されたタービン軸２５が回転する。

バリエータ４０は、駆動チェーン４１、プライマリプーリ４２、プライマリプーリ４２の回転軸であるプライマリ軸４３、プライマリ油室４４、セカンダリプーリ４６、セカンダリプーリ４６の回転軸であるセカンダリ軸４７、およびセカンダリ油室４８を有する。駆動チェーン４１は、プライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６の間に動力伝達要素として軸架されている。これより、プライマリプーリ４２の回転トルクは、駆動チェーン４１を介してセカンダリプーリ４６に伝達され、セカンダリ軸４７から出力される。バリエータ４０のセカンダリ軸４７から出力された回転トルクは、前後進切替装置５０を介して駆動輪７０に伝達される。

ここで、プライマリプーリ４２の溝幅は、プライマリ油室４４に供給する油圧を制御することにより変化する。このプライマリプーリ４２の溝幅を変化させることでプライマリプーリ４２の巻き掛け径（Ｒｐ）を調整できる。同様に、セカンダリプーリ４６の溝幅は、セカンダリ油室４８に供給する油圧を制御することにより変化する。このセカンダリプーリ４６の溝幅を変化させることでセカンダリプーリ４６の巻き掛け径（Ｒｓ）を調整できる。従って、バリエータ４０は、プライマリプーリ４２およびセカンダリプーリ４６の溝幅が変化されることにより、プライマリプーリ４２からセカンダリプーリ４６に対する変速比（Ｒｓ／Ｒｐ）を無段階に調整することができる。

［前後進切替装置］
前後進切替装置５０は、図１および図２に示すように、バリエータ４０のセカンダリ軸４７と同軸上で連結されている。前後進切替装置５０は、セカンダリ軸４７に固定されたクラッチドラム５１と、クラッチドラム５１内に設けられたプラネタリギヤを構成するインターナルギヤ５２ａ、ピニオンギヤ５２ｃ、サンギヤ５２ｂと、出力軸５３と、を備える。出力軸５３は、サンギヤ５２ｂの回転中心に設けられ、サンギヤ５２ｂとともに回転する。サンギヤ５２ｂは、複数のピニオンギヤ５２ｃを介してリングギヤ５２ａに連結されている。

また、前後進切替装置５０は、出力軸５３に設けられたクラッチハブ５４と、フォワードクラッチ５６と、キャリヤ５６と、リバースブレーキ５７とが設けられている。フォワードクラッチ５６は、クラッチハブ５４とクラッチドラム５１との間に設けられている。キャリヤ５６は、出力軸５３に設けられ、ピニオンギヤ５２ｃを公転可能かつ自転可能に支持する。リバースブレーキ５７は、キャリヤ５６と変速機のフロントケースと接合されたメインケース（図示せず。）との間に設けられている。

前後進切替装置５０は、フォワードクラッチ５６が締結され、かつ、リバースブレーキ５７が解放されているとき、セカンダリ軸４７からの駆動力を所定の変速比で正方向に変速して出力軸５３に伝達する。一方、フォワードクラッチ５６が解放され、かつ、リバースブレーキ５７が締結されているとき、前後進切替装置５０は、セカンダリ軸４７からの駆動力を所定の変速比で逆方向に変速して出力軸５３に伝達する。フォワードクラッチ５６およびリバースブレーキ５７がともに解放されているとき、前後進切替装置５０はニュートラル状態となる。

このように、前後進切替装置５０の出力軸５３には、フォワードクラッチ５６およびリバースブレーキ５７の締結状態に応じて、バリエータ４０のセカンダリ軸４７の駆動力が伝達されるように接続される。すなわち、前後進切替装置５０のフォワードクラッチ５６またはリバースブレーキ５７が締結されているとき、変速機、前後進切替装置５０を介して、エンジン１０の駆動力が駆動輪７０に伝達される。

なお、上述のエンジン１０は、各種センサからの入力を受けて、エンジン制御ユニット（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、以下「ＥＣＵ」とも称する。）により駆動制御される。例えば、ＥＣＵは、エンジン１０の実出力トルクがエンジントルク要求値に近づくように、スロットル開度、燃料噴射量、吸排気バルブタイミング、および点火時期などを制御する。

また、トルクコンバータ２０、バリエータ４０、および前後進切替装置５０は、各種センサからの入力を受けてトランスミッション制御ユニット（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ、以下「ＴＣＵ」とも称する。）により制御される。ＴＣＵは、例えば、各種センサからの入力信号やオイルポンプ３５の状態に基づいてトルクコンバータ２０の油圧を制御する。また、ＴＣＵは、目標変速比を示す制御信号に基づき変速機に設けられたバリエータ４０による変速比を制御したり、変速機に設けられた前後進切替装置５０の各クラッチの締結状態を制御したりする。

ここで、各種センサとしては、例えば、アクセル開度センサや速度センサ、加速度センサ等がある。アクセル開度センサは、ドライバーによるアクセルペダルの操作量を検出するセンサである。速度センサは、駆動輪７０の回転速度に応じた車速パルス信号を出力する。この車速パルス信号に基づいて例えばＥＣＵにより車両の速度が演算される。加速度センサは、車体に作用する加速度を検出するセンサである。例えば、加速度センサは、車体の前後方向の加速度や、車体の横方向の加速度を検出する。

さらに、各種センサとして、図３に後述するようなクラッチ入力回転数センサ１０１、クラッチ出力回転数センサ１０２、スロットル開度センサ１０３、エンジン回転数センサ１０４、タービン回転数センサ１０５、シフト位置センサ１０６等がある。

＜２．前後進切替装置の制御装置＞
［２−１．機能構成］
次に、図３に基づいて、本実施形態に係る前後進切替装置５０の制御装置１００の構成について説明する。図３は、本実施形態に係る前後進切替装置５０の制御装置１００の機能構成を示すブロック図である。この制御装置１００により、クラッチ締結時におけるジャダーの発生を低減させる前後進切替装置５０の制御が行われる。

本実施形態に係る前後進切替装置５０の制御装置１００は、例えばＴＣＵであって、図３に示すように、セレクト制御開始判定部１１０と、クラッチ入力トルク演算部１２０と、クラッチ出力トルク演算部１３０と、クラッチ差回転数演算部１４０と、クラッチ締結完了判定部１５０と、出力制御部１６０と、前進用目標油圧演算部１７０と、後進用目標油圧演算部１８０とを備える。

セレクト制御開始判定部１１０は、セレクトレバー（図示せず。）の操作を受けて、選択された車両の走行方向を判定する。セレクト制御開始判定１１０は、図３に示すように、セレクトレバーの設定位置（ｓｈｔ）を検出するシフト位置センサ１０６の検出結果を受けて、設定されたレンジを判定する。そして、セレクト制御開始判定部１１０は、セレクトレバーの位置が変更されると、設定された車両の走行方向を出力制御部１６０へ出力する。

セレクトレバーには、例えば、前進走行時に設定されるＤレンジや、後進走行時に設定されるＲレンジ、停止時に設定されるＮレンジ等がある。セレクトレバーの操作により、例えばＮレンジからＤレンジへ変更されると車両は前進するようになり、ＤレンジからＮレンジの設定が変更されると車両は移動しなくなる。同様に、セレクトレバーの操作により、例えばＮレンジからＲレンジへ変更されると車両は後進するようになり、ＲレンジからＮレンジの設定が変更されると車両は移動しなくなる。セレクト制御開始判定部１１０は、このようなセレクトレバーによるレンジの設定を出力制御部１６０へ出力する。

クラッチ入力トルク演算部１２０は、前後進切替装置５０の出力軸５３に実際に加えられた伝達トルクを演算する。クラッチ入力トルク演算部１２０は、図３に示すように、スロットル開度センサ１０３、エンジン回転数センサ１０４、およびタービン回転数センサ１０６を受けて、出力軸５３への伝達トルクを演算する。スロットル開度センサ１０３は、スロットルバルブの開度を検出するセンサである。エンジン回転数センサ１０４は、エンジン１０の回転数を検出するセンサであり、例えばクランクポジションセンサである。タービン回転数センサ１０５は、前後進切替装置５０の入力側の回転数を検出するセンサである。

クラッチ入力トルク演算部１２０は、スロットルバルブの開度（ｔｈｒ）、エンジン回転数（Ｎｅ）、およびタービン回転数（Ｎｔ）に基づき、前後進切替装置５０の出力軸５３に加えられた伝達トルクを演算し、クラッチ出力トルク演算部１３０へ出力する。

クラッチ出力トルク演算部１３０は、前後進切替装置５０の出力軸５３に加えるべき伝達トルクを演算する。クラッチ出力トルク演算部１３０は、クラッチ入力トルク演算部１２０から入力された出力軸５３に対して実際に伝達された伝達トルクに基づき、目標とする前後進切替装置５０の出力軸５３の伝達トルクを演算する。演算された伝達トルクは、出力制御部１６０へ出力される。

クラッチ差回転数演算部１４０は、入力軸と出力軸５３との回転数の差を演算する。クラッチ差回転数演算部１４０は、図３に示すように、入力軸の回転数を検出するクラッチ入力回転数センサ１０１と、出力軸５３の回転数を検出するクラッチ出力回転数センサ１０２とからの検出結果を受けて、これらの差分をとり、入力軸の回転数と出力軸５３の回転数との差回転数を演算する。演算された差回転数は、クラッチ締結完了判定部１５０および出力制御部１６０へ出力される。

クラッチ締結完了判定部１５０は、クラッチの差回転数に基づいて、クラッチの締結が完了したか否かを判定する。クラッチ締結完了判定部１５０は、クラッチ差回転数演算部１４０から入力された入力軸と出力軸５３との差回転数がゼロになったか否かを判定し、差回転数がゼロとなったとき（すなわち、入力軸の回転数と出力軸の回転数とが等しくなったとき）、クラッチが締結されたと判定する。クラッチ締結完了判定部１５０の判定結果は、出力制御部１６０へ出力される。

出力制御部１６０は、フォワードクラッチ５６およびリバースブレーキ５７の出力制御を行い、フォワードクラッチ５６およびリバースブレーキ５７に目標とするトルクを発生させるように後述する前進用目標油圧演算部１７０および後進用目標油圧演算部１８０を制御する。

例えば、出力制御部１６０は、セレクト制御開始判定部１１０の判定結果に基づいて、フォワードクラッチ５６およびリバースブレーキ５７に圧力を印加してトルクを発生させるか否かを決定する。また、出力制御部１６０は、クラッチ出力トルク演算部１３０およびクラッチ差回転数演算部１４０からの入力を受けて、フォワードクラッチ５６およびリバースブレーキ５７の目標トルクを演算する。さらに、出力制御部１６０は、クラッチ締結完了判定部１５０の判定結果に基づいて、クラッチ締結後のフォワードクラッチ５６およびリバースブレーキ５７のトルクを制御する。

前進用目標油圧演算部１７０は、出力制御部１６０から入力されたフォワードクラッチ５６の目標トルクを発生させるための目標油圧を演算し、前進用油圧制御回路１７２へ出力する。前進用油圧制御回路１７２は、例えばソレノイドバルブであって、目標油圧となるように電流を流して当該バルブを開放し、フォワードクラッチ５６にトルク（第１トルク）を発生させる。

後進用目標油圧演算部１８０は、出力制御部１６０から入力されたリバースブレーキ５７の目標トルクを発生させるための目標油圧を演算し、後進用油圧制御回路１８２へ出力する。後進用油圧制御回路１８２は、例えばソレノイドバルブであって、目標油圧となるように電流を流して当該バルブを開放し、リバースブレーキ５７にトルク（第２トルク）を発生させる。

［２−２．前後進切替装置の作動］
本実施形態に係る前後進切替装置５０は、上述の制御装置１００の出力制御により、クラッチの締結中に出力軸５３にかかるトルクが低減され、出力軸５３に発生する捻り共振が低減される。以下、図４〜図６に基づいて、本実施形態に係る前後進切替装置５０のクラッチ締結中の作動について説明する。なお、図４は、本実施形態に係る前後進切替装置５０のクラッチ締結中の作動を示すフローチャートである。図５は、本実施形態に係る前後進切替装置５０のクラッチ締結中に作用するトルクを説明するための説明図である。図６は、本実施形態に係る前後進切替装置５０のクラッチ締結中に発生するトルクおよび回転数の推移の一例を示す説明図である。

（Ｓ１００：車両の走行方向の切り替え検出）
本実施形態に係る制御装置１００は、車両の走行方向が前進方向へ切り替えられたとき、クラッチの締結を開始する（Ｓ１００）。制御装置１００のセレクト制御開始判定部１１０は、シフト位置センサ１０１の検出結果からセレクトレバーの位置がＮレンジからＤレンジへ変更されたことを検知すると、出力制御部１６０へ車両の走行方向が前進方向へ切り替えられたことを通知する。

（Ｓ１１０〜Ｓ１４０：圧力設定）
車両の走行方向が前進方向へ切り替えられ、クラッチの締結が開始されると、出力制御部１６０は、フォワードクラッチ５６およびリバースブレーキ５７への圧力の印加を開始する。本実施形態では、出力制御部１６０は、クラッチの締結時に、フォワードクラッチ５６のフォワードクラッチ圧に加え、後進用ブレーキのリバースブレーキ圧を印加して、出力軸５３の伝達トルクが捻り共振トルクを超えないように制御する。これにより、クラッチ締結時に発生する振動増幅現象であるジャダーを解消する。

より詳細に説明すると、図５に示すように、出力軸５３には、フォワードクラッチ圧が印加されるとフォワードクラッチ５６から正方向に第１トルクＴ_１がかかり、リバースブレーキ圧が印加されるとリバースブレーキ５７から逆方向に第２トルクＴ_２がかかる。

従来、車両の走行方向が前進方向へ切り替えられたとき、図６上側のグラフに示すように、フォワードクラッチ圧（ＦＷＤ圧）のみが印加されており、フォワードクラッチ５６の第１トルクＴ_１が出力軸５３への伝達トルクＴ_３となる。フォワードクラッチ圧は入力軸回転数と出力軸回転数との差回転がなくなるまで圧力を高めながら印加され続けられる。これにより、入力軸回転数と出力軸回転数との差回転は徐々に減少する一方、伝達トルクＴ_３である第１トルクＴ_１は上昇する。そして、第１トルクＴ_１が出力軸の捻り共振トルクＴ_ｔｒを超えると、出力軸５３に捻り共振が発生する。

出力軸５３に捻り共振が発生すると、入力軸と出力軸との差回転を吸収するべく発生していたクラッチのスリップ変動が助長されてしまい、クラッチが急激に締結状態と解放状態とを繰り返す。その結果、図６上側に示すように、第１トルクＴ_１および入力軸回転数も急激に変動するようになる。その後、入力軸と出力軸との差回転がなくなったとき、クラッチは締結され、フォワードクラッチ圧は一定にされる。

一方、本実施形態では、車両の走行方向が前進方向へ切り替えられたとき、フォワードクラッチ圧（ＦＷＤ圧）とリバースブレーキ圧（ＲＥＶ圧）とを印加する。これにより、出力軸５３の伝達トルクＴ_３は、第１トルクＴ_１と第２トルクＴ_２との差分となり、第１トルクＴ_１と等しい従来の場合より小さくなる。この伝達トルクＴ_３が捻り共振トルクＴ_ｔｒに達しなければ、クラッチのスリップ変動が助長されることもなく、振動増幅現象も生じないようにすることができる。すなわち、出力制御部１６０は、フォワードクラッチ５６を締結する際に、リバースブレーキ５７も締結されるように各クラッチの油圧を制御し、入力軸にて吸収しなければならないトルクを達成しつつ、出力軸５３に伝達する伝達トルクＴ_３を捻り共振トルクＴ_ｔｒ以下とする。

図３に沿って説明すると、車両の走行方向が前進方向へ切り替えられ、クラッチの締結が開始されると、出力制御部１６０は、まず、フォワードクラッチ５６にフォワードクラッチ圧を印加し、リバースブレーキ５７にリバースブレーキ圧を印加する（Ｓ１１０）。

ここで、前後進切替装置５０の出力軸５３に捻り共振が発生する捻り共振点は、出力軸５３の長さや径に基づく固有の値であり、予め算出することができる。また、フォワードクラッチキ圧とリリースブレーキ圧との比率も前後進切替装置５０によって予め設定されている。フォワードクラッチキ圧はリリースブレーキ圧よりも高く設定されており、例えば、クラッチキ圧とリリースブレーキ圧との比は５：１としてもよい。出力制御部１６０は、これらの情報に基づき、フォワードクラッチ５６の第１トルクＴ_１とリバースブレーキ５７の第２トルクＴ_２との差分が捻り共振トルクＴ_ｔｒ以下となるようにリバースブレーキ圧およびリリースブレーキ圧を調整する。

例えば、捻り共振トルクＴ_ｔｒが８０Ｎｍであるとき、伝達トルクＴ_３が８０Ｎｍを超えないように第１トルクＴ_１および第２トルクＴ_２が設定される。例えば、第１トルクＴ１が１００Ｎｍであれば、第２トルクＴ_２は−２０Ｎｍ以下となるように制御される。ここで、第１トルクＴ１と第２トルクＴ_２との符号は、入力軸と回転軸との回転方向を表している。フォワードクラッチ５６による回転方向を正回転としてプラスの値で表すと、リバースブレーキ５７による回転方向は逆回転となるのでマイナスの値で表される。第１トルクＴ_１が１００Ｎｍ、第２トルクＴ_２が−２０Ｎｍのとき、伝達トルクＴ_３は８０Ｎｍとなる。

決定された第１トルクＴ_１は前進用目標油圧演算部１７０に出力され、第１トルクＴ_１を発生させるためのフォワードクラッチ圧が演算される。そして、前進用油圧制御回路１７２により、演算されたフォワードクラッチ圧を発生させる油圧制御が行われる。同様に、決定された第２トルクＴ_２は後進用目標油圧演算部１８０に出力され、第２トルクＴ_２を発生させるためのリリースブレーキ圧が演算される。そして、後進用油圧制御回路１８２により、演算されたリリースブレーキ圧を発生させる油圧制御が行われる。

なお、リリースブレーキ圧をかけるタイミングは、セレクトレバーにより車両の走行方向が前進方向へ切り替えられ、フォワードクラッチ５６にフォワードクラッチ圧が印加される時と同じであってもよい。この際、フォワードクラッチ圧がリリースブレーキ圧よりも大きければ、リバースブレーキ５７の作動による車両の後進は生じない。リリースブレーキ圧は、少なくともフォワードクラッチ圧による第１トルクＴ_１が捻り共振トルクＴ_ｔｒに達するまでに印加し、クラッチ締結時に伝達トルクＴ_３が捻り共振トルクＴ_ｔｒを超えないようにする。

ここで、図５に示すように、フォワードクラッチ５６の第１トルクＴ_１は入力軸へ伝達されるとともに、出力軸へも伝達される。また、リリースブレーキ５７の第２トルクＴ_２も入力軸へ伝達されるとともに、出力軸へも伝達される。このとき、第２トルクＴ_２は、入力軸に対しては第１トルクＴ_１と同一向きにかかるので、結果として第２トルクＴ_２と反対向きのトルクＴ_２’が作用することになる。このため、入力軸へ伝達されるトルクは、第１トルクＴ_１と第２トルクＴ_２と反対向きのトルクＴ_２’との和で表される。例えば、第１トルクＴ１が１００Ｎｍ、第２トルクＴ_２が−２０Ｎｍのとき、第２トルクＴ_２と反対向きのトルクＴ_２’は２０Ｎｍとなり、入力軸側への伝達トルクは１２０Ｎｍ、出力軸側への伝達トルクは８０Ｎｍとなる。

このように、フォワードクラッチ圧とリバースブレーキ圧とが印加されることで、出力軸側への伝達トルクは小さくなる一方、入力軸側への伝達トルクは大きくなり、入力軸と出力軸との差回転がなくなるまでの時間が短縮される。すなわち、クラッチ締結完了までの時間を短縮できる。したがって、リリースブレーキ圧はフォワードクラッチ圧印加後早いタイミングで印加するとよい。

フォワードクラッチ圧とリリースブレーキ圧とが印加された結果、例えば、図６下側のグラフに示すように、入力軸回転数が徐々に小さくなって入力軸回転数と出力軸回転数との差が減少するとともに、第１トルクＴ_１と第２トルクＴ_２との差分となる出力軸５３の伝達トルクＴ_３は上昇していく（Ｓ１２０）。フォワードクラッチ圧およびリリースブレーキ圧の印加は、クラッチが締結完了するまで行われる。クラッチの締結完了判定は、クラッチ締結完了判定部１５０による入力軸と出力軸との差回転数が０となったか否かの判定により行われる（Ｓ１３０）。

出力制御部１６０は、クラッチ締結完了判定部１５０により差回転数が０になったと判定されない間は、フォワードクラッチ圧およびリリースブレーキ圧を徐々に増大させながらステップＳ１１０〜Ｓ１３０の処理を繰り返し行う。そして、クラッチ締結完了判定部１５０により差回転数が０となったと判定されると（Ｓ１４０）、出力制御部１６０はリリースブレーキ圧をゼロにする（Ｓ１５０）。これにより、出力軸５３の伝達トルクＴ_３は第１トルクＴ_１と等しくなる。

以上、本実施形態に係る前後進切替装置５０のクラッチ締結時の作動について説明した。本実施形態によれば、前後進切替装置５０のクラッチ締結時に、入力軸と出力軸との差回転数がゼロとなるまでフォワードクラッチ圧とリバースブレーキ圧とが印加される。このとき、出力軸５３に伝達される伝達トルクＴ_３が捻り共振トルクＴ_ｔｒ以下となるように、フォワードクラッチ圧およびリバースブレーキ圧が印加される。これにより、クラッチのスリップ変動を助長する捻り共振トルクＴ_ｔｒが低減することができ、ジャダーの発生を低減できる。

＜３．まとめ＞
以上、本実施形態に係る前後進切替装置５０のクラッチ締結時の作動について説明した。本実施形態によれば、フォワードクラッチ５６を締結する際に、リバースブレーキ５７も締結されるように各クラッチの油圧を制御し、入力軸にて吸収しなければならないトルクを達成しつつ、出力軸５３に伝達する伝達トルクＴ_３を捻り共振トルクＴ_ｔｒ以下とする。これにより、出力軸５３の伝達トルクＴ_３が捻り共振トルクＴ_ｔｒを超えてしまうことによるジャダーの発生を低減することができる。このように、リバースブレーキ５７のリバースブレーキ圧によるトルクを利用して出力軸５３の伝達トルクＴ_３を低減することで、エンジン１０のアイドリング回転数の低減やトルクコンバータ２０の容量係数低減、クラッチフェーシング材の新設等を行う必要がなく、他の機能へ影響を及ぼすことなくジャダーの発生を低減できる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１０ エンジン
１２ クランク軸
２０ トルクコンバータ
４０ バリエータ
５０ 前後進切替装置
５３ 出力軸
５６ フォワードクラッチ
５７ リバースブレーキ
７０ 駆動輪
１００ 制御装置
１１０ セレクト制御開始判定部
１２０ クラッチ入力トルク演算部
１３０ クラッチ出力トルク演算部
１４０ クラッチ差回転数演算部
１５０ クラッチ締結完了判定部
１６０ 出力制御部
１７０ 前進用目標油圧演算部
１７２ 前進用油圧制御回路
１８０ 後進用目標油圧演算部
１８２ 後進用油圧制御回路

Claims (8)

1. 変速機と連結され、エンジンの駆動力を車両が前進するように伝達するフォワードクラッチと、エンジンの駆動力を車両が後進するように伝達するリバースブレーキとを備える前後進切替装置の制御装置であって、
   車両の走行方向が前進方向に切り替えられ、前記フォワードクラッチが締結される際に、前記フォワードクラッチにて発生する第１トルクと前記リバースブレーキにて発生する第２トルクとによって出力軸に伝達される伝達トルクが当該出力軸の捻り共振トルクを超えないように、前記第１トルクおよび前記第２トルクを演算する出力制御部と、
   前記第１トルクを発生させるフォワードクラッチ圧を印加する前進用油圧制御回路と、
   前記第２トルクを発生させるリバースブレーキ圧を印加する後進用油圧制御回路と、
   を備える、前後進切替装置の制御装置。
2. 前記後進用油圧制御回路は、セレクトレバーが車両の走行方向を前進方向とするレンジに設定されたとき、前記リバースブレーキ圧を印加する、請求項１に記載の前後進切替装置の制御装置。
3. 前記後進用油圧制御回路は、セレクトレバーが車両の走行方向を前進方向とするレンジに設定された後、前記第１トルクが前記捻り共振トルクを超える前までに前記リバースブレーキ圧を印加する、請求項１に記載の前後進切替装置の制御装置。
4. 前記変速機と連結される入力軸の回転数と前記出力軸の回転数との差回転数を演算する差回転数演算部と、
   前記差回転数がゼロとなったか否かを判定する判定部と、
   を備え、
   前記判定部により前記差回転数がゼロとなったと判定されたとき、前記後進用油圧制御回路は、前記リバースブレーキ圧の印加を停止する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の前後進切替装置の制御装置。
5. 変速機と連結され、エンジンの駆動力を車両が前進するように伝達するフォワードクラッチと、エンジンの駆動力を車両が後進するように伝達するリバースブレーキとを備える前後進切替装置の制御方法であって、
   車両の走行方向が前進方向に切り替えられ、前記フォワードクラッチが締結される際に、前記フォワードクラッチにて発生する第１トルクと前記リバースブレーキにて発生する第２トルクとによって出力軸に伝達される伝達トルクが当該出力軸の捻り共振トルクを超えないように、前記第１トルクおよび前記第２トルクを演算するステップと、
   前記第１トルクを発生させるフォワードクラッチ圧とともに前記第２トルクを発生させるリバースブレーキ圧を印加するステップと、
   を含む、前後進切替装置の制御方法。
6. セレクトレバーが車両の走行方向を前進方向とするレンジに設定されたとき、前記リバースブレーキ圧を印加する、請求項５に記載の前後進切替装置の制御方法。
7. セレクトレバーが車両の走行方向を前進方向とするレンジに設定された後、前記第１トルクが前記捻り共振トルクを超える前までに前記リバースブレーキ圧を印加する、請求項５に記載の前後進切替装置の制御方法。
8. 前記変速機と連結される入力軸の回転数と前記出力軸の回転数との差回転数を演算するステップと、
   前記差回転数がゼロとなったか否かを判定するステップと、
   前記差回転数がゼロとなったと判定されたとき、前記リバースブレーキ圧の印加を停止するステップと、
   を含む、請求項５〜７のいずれか１項に記載の前後進切替装置の制御方法。
   

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