JP2017089892A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】機械式係合機構の切り替えに際し、異音や振動の発生を抑制する一方、異音や振動の発生が小さいと見込める場合には機械式係合機構の切り替え時間を短縮すること。
【解決手段】本発明は、複数の係合機構を含む自動変速機の制御装置を提供する。前記複数の係合機構はブレーキとして機能する機械式係合機構を含む。前記機械式係合機構は、回転要素を、一方向の回転のみ規制する第一の状態と双方向の回転を規制する第二の状態とに切り替え可能である。前記制御装置は、前記第一の状態から前記第二の状態へ切り替える際に、複数の油圧式摩擦係合機構を係合状態にする係合制御を行う。前記係合制御では、車速に応じて油圧供給制御が異なる。
【選択図】図６

Description

本発明は自動変速機の制御装置に関する。

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。係合機構としては、油圧式係合機構の他、機械式係合機構の採用も提案されており、特に、双方向の回転規制を行う状態に切り替え可能なクラッチ（ツーウェイクラッチ）をブレーキとして用いた構成も提案されている（例えば特許文献１）。

特開２０１４−２０２３４０号公報

ブレーキとしてツーウェイクラッチを用いた場合、ツーウェイクラッチに接続される回転要素を、一方向の回転のみ規制する状態（逆方向の回転は許容される）と、双方向の回転を規制する状態とに切り替え可能である。双方向の回転を規制する状態に切り替える際には、ツーウェイクラッチに接続される回転要素がケーシングに固定された状態となることから、この回転要素が回転しているときに切り替えると異音や振動の発生やツーウェイクラッチの破損の要因となる。そこで、この回転要素を静止させる係合組合せを経由して、切り替えを行うことが考えられる。

しかし、上記回転要素を静止させる係合組合せの確立に時間がかかると、変速段の切り替えに時間がかかる場合がある。一方、車両が停車している場合や車速が極低速の場合には、遊星歯車機構の各回転要素の回転数が低く、異音や振動の発生が小さい。

本発明の目的は、機械式係合機構の切り替えに際し、異音や振動の発生を抑制する一方、異音や振動の発生が小さいと見込める場合には機械式係合機構の切り替え時間を短縮することにある。

本発明によれば、
自動変速機の制御装置であって、
前記自動変速機は、
駆動力が入力される入力軸と、
出力部材と、
前記入力軸に入力された駆動力を前記出力部材に伝達する複数の遊星歯車機構と、
前記複数の遊星歯車機構における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立可能な複数の係合機構と、を含み、
前記複数の係合機構は、
ブレーキとして機能する機械式係合機構と、
複数の油圧式摩擦係合機構と、を含み、
前記機械式係合機構は、
前記複数の遊星歯車機構が備える複数の回転要素のうちの所定の回転要素の一方向の回転のみ規制する第一の状態と、前記所定の回転要素の双方向の回転を規制する第二の状態と、に切り替え可能であり、
前記制御装置は、
車速を検出する検出手段と、
前記複数の係合機構を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、所定の切替条件が成立した場合に、前記機械式係合機構を前記第一の状態から前記第二の状態に切り替える切替制御を実行し、
前記切替制御では、前記複数の油圧式摩擦係合機構の中から選択される複数の油圧式摩擦係合機構を係合状態にする係合制御の後、前記機械式係合機構を前記第一の状態から前記第二の状態に切り替え、
前記切替制御では、前記複数の油圧式摩擦係合機構の中から選択される複数の油圧式摩擦係合機構を係合状態にする係合制御の後、前記機械式係合機構を前記第一の状態から前記第二の状態に切り替え、
前記係合制御では、車速検出結果が閾値以下の場合は、該閾値を超える場合よりも、短時間で係合を完了させる油圧供給制御を行う、
ことを特徴とする制御装置が提供される。

本発明によれば、機械式係合機構の切り替えに際し、異音や振動の発生を抑制する一方、異音や振動の発生が小さいと見込める場合には機械式係合機構の切り替え時間を短縮することができる。

本発明の一実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。 係合機構の係合表の例を示す図。 遊星歯車機構のギヤレシオを示す図。 図１の自動変速機の速度線図。 図１の自動変速機の制御装置の例を示すブロック図。 油圧センサの配設例を示す図。 後進レンジ選択時の処理の概要説明図。 油圧供給制御例を示すタイミングチャート。 油圧供給制御例を示すタイミングチャート。 図４Ａの制御装置の処理例を示すフローチャート。 図４Ａの制御装置の処理例を示すフローチャート。 図４Ａの制御装置の処理例を示すフローチャート。

図１は本発明の一実施形態に係る自動変速機１のスケルトン図である。図１を参照して、自動変速機１は、その変速機ケースを構成するケーシング１２内に回転自在に軸支された入力軸１０と、ケーシング１２に支持された支持部材１２ａに、入力軸１０と同軸回りに回転自在に支持された出力部材１１と、出力軸（カウンタ軸）１３と、を備える。

入力軸１０には、内燃機関ＥＧ（単にＥＧと呼ぶ場合がある）からの駆動力が入力され、該駆動力により入力軸１０は回転する。入力軸１０と内燃機関ＥＧとの間には発進デバイスが設けられている。発進デバイスとしては、クラッチタイプの発進デバイス（単板クラッチや多板クラッチ等）や、流体継手タイプの発進デバイス（トルクコンバータ等）を挙げることができるが、本実施形態では、トルクコンバータＴＣを設けている。したがって、内燃機関ＥＧの駆動力はトルクコンバータＴＣを介して入力軸１０に入力される。

出力部材１１は、入力軸１０と同心のギヤを備え、出力軸１３はこのギヤに噛み合うギヤを備える。入力軸１０の回転は以下に述べる変速機構により変速されて出力軸１３に伝達される。出力軸１３の回転（駆動力）は、例えば、不図示の差動歯車装置を介して駆動輪に伝達されることになる。

自動変速機１は変速機構として、遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４と、係合機構Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３及びＦ１を備える。本実施形態の場合、遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４はいずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４によって、入力軸１０から出力部材１１に駆動力を伝達する。遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４は、駆動力の伝達経路を複数経路形成可能である。そして、係合機構Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３及びＦ１によって遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立する。

遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４は、サンギヤＳ１乃至Ｓ４と、リングギヤＲ１乃至Ｒ４と、ピニオンギヤを支持するキャリアＣｒ１乃至Ｃｒ４と、を回転要素（合計で１２個）として備え、入力軸１０と同軸上に配設されている。

後述する図３の速度線図におけるギヤレシオに対応する間隔での並び順で順序付けを行うと、遊星歯車機構Ｐ１のサンギヤＳ１、キャリアＣｒ１、リングギヤＲ１を、この順に、第１の回転要素、第２の回転要素、第３の回転要素、と呼ぶことができる。

同様に、遊星歯車機構Ｐ２のリングギヤＲ２、キャリアＣｒ２、サンギヤＳ２を、この順に、第４の回転要素、第５の回転要素、第６の回転要素、と呼ぶことができる。

同様に、遊星歯車機構Ｐ３のサンギヤＳ３、キャリアＣｒ３、リングギヤＲ３を、この順に、第７の回転要素、第８の回転要素、第９の回転要素、と呼ぶことができる。

同様に、遊星歯車機構Ｐ４のリングギヤＲ４、キャリアＣｒ４、サンギヤＳ４を、この順に、第１０の回転要素、第１１の回転要素、第１２の回転要素、と呼ぶことができる。

係合機構Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３及びＦ１は、クラッチ又はブレーキとして機能する。クラッチは、自動変速機１が備える回転要素間の断続を行う。ブレーキは、自動変速機１が備える回転要素と、ケーシング１２との間の断続を行う。自動変速機１が備える回転要素とは、入力軸１０、遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４のサンギヤ、リングギヤ、キャリアを含む。

本実施形態の場合、係合機構Ｃ１〜Ｃ３はクラッチであり、係合機構Ｂ１〜Ｂ３及びＦ１はブレーキである。したがって、係合機構Ｃ１〜Ｃ３をクラッチＣ１〜Ｃ３と呼び、係合機構Ｂ１〜Ｂ３及びＦ１をブレーキＢ１〜Ｂ３及びＦ１と呼ぶ場合がある。係合機構Ｃ１〜Ｃ３及びＢ１〜Ｂ３を係合状態（締結状態）と解放状態（係合解除状態）とで切り換えることで、また、係合機構Ｆ１の状態を切り替えることで、入力軸１０から出力部材１１への駆動力の伝達経路が切り替えられ、複数の変速段が実現される。

本実施形態の場合、係合機構Ｃ１〜Ｃ３及びＢ１〜Ｂ３は、いずれも油圧式摩擦係合機構を想定している。油圧式摩擦係合機構としては、乾式又は湿式の単板クラッチ、乾式又は湿式の多板クラッチ等が挙げられる。

係合機構Ｆ１は、所定の回転要素（ここでは互いに連結されているキャリアＣｒ１及びＣｒ２）とケーシング１２との間に設けられている。係合機構Ｆ１は、所定の回転要素（キャリアＣｒ１及びＣｒ２）の一方向の回転のみ規制し逆方向の回転を許容する一方向回転許容状態（ＯＷＣと呼ぶ場合がある）と、その双方向の回転を規制する回転阻止状態（ＴＷＣと呼ぶ場合がある）と、に切り替え可能である。

一方向回転許容状態とは、いわゆるワンウェイクラッチと同じ機能となる状態であり、回転方向の一方では駆動伝達し、逆方向では空転させる状態である。本実施形態の場合、係合機構Ｆ１はブレーキとして機能するので、係合機構Ｆ１が一方向回転許容状態の場合、所定の回転要素（キャリアＣｒ１及びＣｒ２）の一方向の回転のみ許容される状態となる。回転阻止状態とは、回転方向の双方向で駆動伝達する状態である。本実施形態の場合、係合機構Ｆ１はブレーキとして機能するので、係合機構Ｆ１が回転阻止状態の場合、所定の回転要素（キャリアＣｒ１及びＣｒ２）は双方向の回転が阻止される。

係合機構Ｆ１としては、例えば、公知のツーウェイクラッチを採用可能である。公知のツーウェイクラッチとしては、対応する油圧アクチュエータ又は電磁アクチュエータの駆動制御により、一方向回転許容状態、回転阻止状態、及び、双方向回転許容状態に切り替えることが可能なものがある。また、公知のツーウェイクラッチとして、一方向回転許容状態は更に、正方向の回転許容状態と逆方向の回転許容状態とに切り替え可能なものがある。本実施形態では、一方向回転許容状態と回転阻止状態とに切り替えられれば足り、かつ、一方向回転許容状態は片側の回転方向の許容状態のみ利用できれば足りる。しかし、双方向回転許容状態等、他の状態を選択できるツーウェイクラッチを採用しても構わない。

次に、各構成間の連結関係について図１を参照して説明する。

遊星歯車機構Ｐ３のサンギヤＳ３は、入力軸１０に連結されている。リングギヤＲ３は遊星歯車機構Ｐ２のサンギヤＳ２に連結されている。キャリアＣｒ３は遊星歯車機構Ｐ１のリングギヤＲ１及び遊星歯車機構Ｐ４のキャリアＣｒ４に連結されている。遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣｒ２は遊星歯車機構Ｐ１のキャリアＣｒ１に連結されている。リングギヤＲ２は出力部材１１に連結されている。したがって、遊星歯車機構Ｐ２は出力軸１３に駆動伝達を行う遊星歯車機構である。

クラッチＣ１は、その係合状態において入力軸１０と遊星歯車機構Ｐ１のキャリアＣｒ１及びこれに連結されるキャリアＣｒ２とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。クラッチＣ２は、その係合状態において遊星歯車機構Ｐ３のリングギヤＲ３と遊星歯車機構Ｐ４のサンギヤＳ４とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。クラッチＣ３は、その係合状態において入力軸１０と遊星歯車機構Ｐ４のリングギヤＲ４とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。

ブレーキＢ１は、その係合状態においてケーシング１２と遊星歯車機構Ｐ１のサンギヤＳ１とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。ブレーキＢ２は、その係合状態においてケーシング１２と遊星歯車機構Ｐ４のサンギヤＳ４とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。ブレーキＢ３は、その係合状態においてケーシング１２と遊星歯車機構Ｐ４のリングギヤＲ４とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。

ブレーキＦ１は、既に述べたとおり、一方向回転許容状態の場合に、遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣｒ２（及びこれに連結されるキャリアＣｒ１）の一方向の回転のみ規制し、回転阻止状態の場合に、遊星歯車機構Ｐ２のキャリアＣｒ２（及びこれに連結されるキャリアＣｒ１）をケーシング１２に固定された状態とする。

次に、図２Ａは自動変速機１が備える係合機構の係合組合せを示す係合表（締結表）、図２Ｂは自動変速機１が備える遊星歯車機構のギヤレシオ、図３は自動変速機１の速度線図である。図２Ａの「ギヤレシオ」は入力軸１０−出力部材１１間のギヤレシオを示す。

本実施形態の場合、前進１０段（１ｓｔ〜１０ｔｈ）、後進１段（ＲＶＳ）を確立可能である。”Ｐ／Ｎ”は、非走行レンジを示しており、”Ｐ”がパーキングレンジ、”Ｎ”がニュートラルレンジである。”ＲＰＭ”は後述するＲＶＳ準備処理における係合組合せを示しており、この処理においてブレーキＦ１は一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替えられる。

図２Ａの係合表の例において、「○」は係合状態であることを示し、無印は解放状態であることを示す。なお、変速段の確立に必須ではないが、隣接する前後の変速段への移行をスムーズにするために、係合状態としている係合機構が含まれている。例えば、一速段（１ｓｔ）の場合、ブレーキＢ２の係合は必須ではないが、後進段（ＲＶＳ）や二速段（２ｎｄ）へ移行する場合に、係合状態を切り替える係合機構を少なくする目的で、係合状態としている。同様に、五速段（５ｔｈ）の場合、クラッチＣ３の係合は必須ではないが、四速段（４ｔｈ）や六速段（６ｔｈ）への移行する場合に、係合状態を切り替える係合機構を少なくする目的で、係合状態としている。

ブレーキＦ１については、「○」は回転阻止状態であることを示し、「△」は一方向回転許容状態であることを示す。一速段（１ｓｔ）の場合、ブレーキＦ１は回転阻止状態と一方向回転許容状態のいずれの状態でもよいが、回転阻止状態の場合、エンジンブレーキが有効化され、一方向回転許容状態の場合、エンジンブレーキが効かなくなる。一速段（１ｓｔ）の場合にブレーキＦ１をどちらの状態とするかのアルゴリズムは適宜設計できるが、例えば、一速段（１ｓｔ）に移行する前の状態を継承するものとしてもよい。具体的には、後進段（ＲＶＳ）から一速段（１ｓｔ）に移行する場合、一速段（１ｓｔ）は回転阻止状態のままとする。ただし、車速が所定速度よりも高くなった場合等に一方向回転許容状態に切り替えてもよい。同様に、他の前進段（２ｎｄ〜１０ｔｈ）から一速段（１ｓｔ）に移行する場合、一速段（１ｓｔ）は一方向回転許容状態のままとする。

非走行レンジ（Ｐ／Ｎ）においても、ブレーキＦ１の状態は回転阻止状態と一方向回転許容状態のいずれの状態でもよい。したがって、一速段（１ｓｔ）と同様に、非走行レンジ（Ｐ／Ｎ）に移行する前の状態を継承してもよい。

二速段（２ｎｄ）から十速段（１０ｔｈ）において、ブレーキＦ１は一方向回転許容状態とされるが、自動変速機１の構成上、空転状態となる。このため、ブレーキＦ１の状態を”（△）”と表示している。仮に、ブレーキＦ１が、上述した双方向回転許容状態を選択可能な機械式係合機構の場合、二速段（２ｎｄ）から十速段（１０ｔｈ）においてブレーキＦ１を双方向回転許容状態とすることも可能である。

なお、本実施形態の場合、二速段（２ｎｄ）から十速段（１０ｔｈ）においてはいずれも、ブレーキＦ１の状態として、一方向回転許容状態が選択される構成であるが、自動変速機１の構成次第で、回転阻止状態が選択される構成も採用可能である。

図３の速度線図は、入力軸１０への入力に対する各要素の、各変速段における回転速度比を示している。縦軸は速度比を示し、「１」が入力軸１０と同回転数であることを示し、「０」は停止状態であることを示す。横軸は遊星歯車機構Ｐ１〜Ｐ４の回転要素間のギヤレシオに基づいている。λはキャリアＣｒとサンギヤＳとのギヤレシオを示している。なお、図３において、出力軸１３に対応する要素は図示を省略している。

＜制御装置＞
図４Ａは自動変速機１の制御装置１００のブロック図である。制御装置１００は自動変速機１だけでなく、内燃機関ＥＧやトルクコンバータＴＣの各制御も行うことが可能であるが、本実施形態の場合、内燃機関ＥＧは制御装置１００とは別に設けたエンジンＥＣＵ２００により制御される構成を想定している。制御装置１００はエンジンＥＣＵ２００から内燃機関ＥＧや車両の各種情報を受信することができる。また、制御装置１００は、自動変速機１の情報をエンジンＥＣＵ２００に送信することもできる。

制御装置１００は、ＣＰＵ等の処理部１０１と、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の記憶部１０２と、外部デバイスやエンジンＥＣＵと処理部１０１とをインターフェースするＩＦ部１０３と、を備える。ＩＦ部１０３は例えば通信インタフェースや入出力インタフェース等から構成される。

処理部１０１は記憶部１０２に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ１１０の検出結果に基づいて、各種のアクチュエータ１２０を制御する。

各種のセンサ１１０には、自動変速機１に設けられる各種のセンサが含まれるが、図４Ａでは以下のセンサを例示している。

入力軸回転数センサ１１１は入力軸１０の回転数（回転速度）を検出するセンサである。ＳＰセンサ（シフトポジションセンサ）１１２は運転者が選択したシフトポジションを検出するセンサである。本実施形態の場合、シフトポジションとして、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｄレンジ（前進レンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）、Ｒレンジ（後進レンジ）の４種類を想定している。Ｄレンジが選択された場合、処理部１０１は記憶部１０２に記憶された変速マップにしたがって一速段（１ｓｔ）から十速段（１０ｔｈ）のいずれかを選択して変速を行う。Ｒレンジが選択された場合、処理部１０１は後進段を選択する。

油圧センサ１１３には、係合機構Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３の各作動油の油圧を検出するセンサが含まれる。車速センサ１１４は、自動変速機１が搭載される車両の走行速度を検出する。

各種のアクチュエータ１２０には、自動変速機１に設けられる各種のアクチュエータが含まれる。例えば、係合機構Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３及びＦ１の動作状態を切り替える電磁ソレノイド等の電磁アクチュエータが含まれる。こうして、処理部１０１は各種のアクチュエータ１２０を制御する。

図４Ｂは油圧センサ１１３の配設例を示す。油圧センサ１１３は、例えば、係合機構Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３毎に設けることができる。これにより各係合機構の作動油の油圧を検出することができる。なお、油圧センサ１１３は必ずしも各係合機構に設ける必要があるわけではない。

各係合機構には、作動油を供給する電磁弁ＬＳが割り当てられており、作動油の供給ラインＬを電磁弁ＬＳで開放又は遮断することで、係合機構の係合、解放を切り替えることができる。油圧センサ１１３は電磁弁ＬＳから係合機構に供給される作動油が供給されるように設けられ、油圧センサ１１３の検出結果は係合機構に供給される作動油の油圧を示すことになる。供給ラインＬには内燃機関ＥＧにより駆動されるオイルポンプ１１５により作動油が圧送される。

＜ブレーキＦ１の切替制御＞
本実施形態の場合、後進段ではブレーキＦ１が回転阻止状態である。前進段や非走行レンジから後進段に切り替える際、ブレーキＦ１を一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替える場合がある。この時、異音の発生や振動低減のため、ブレーキＦ１のケーシング１２側と、キャリアＣｒ２側との差回転数が０であることが好ましい。換言するとキャリアＣｒ２の回転数が０であることが好ましい。

そこで、キャリアＣｒ２の回転数が０となる係合機構の組み合わせを経由させる。本実施形態の場合、キャリアＣｒ２の回転数を直接計測するセンサはないことから、キャリアＣｒ２と入力軸１０とを連結状態とし、入力軸回転数センサ１１１の検出結果等からキャリアＣｒ２の回転数が０であることを確認する。その後、ブレーキＦ１を回転阻止状態に切り替える。

図５は、変速段を前進一速段から後進段に切り替える際の係合機構の係合組合せを示す。変速段が前進一速段にある場合、図２（Ａ）に示したようにブレーキＢ１、Ｂ２が係合状態にある。ブレーキＦ１は一方向回転許容状態にある場合を想定する。

まず、図５の段階１に示すように、ブレーキＢ１、Ｂ２を解放状態に制御する。ブレーキＢ１、Ｂ２の解放を開始すると、次の段階２に移行する。

段階２では、クラッチＣ１、Ｃ３及びブレーキＢ３を係合する。リングギヤＲ２及び出力軸１３は回転自在であり、駆動輪は自由回転可能になる。よって車両が不測の挙動を示す事態を回避できる。

図３の速度線図から明らかなように、クラッチＣ３及びブレーキＢ３を係合することで、入力軸１０はケーシング１２に固定された状態となる。クラッチＣ１を係合することでキャリアＣｒ２が入力軸１０に連結された状態となる。

なお、段階１と段階２とは並行して行うことができる。具体的には、ブレーキＢ１、Ｂ２を解放状態にする制御を行いながら、クラッチＣ１、Ｃ３及びブレーキＢ３を係合する制御を行う。このようにすることで、変速段を後進段に切り替える際の応答性を向上することができる。

次に、所定の条件が成立すると、次の段階３に移行する。所定の条件は、キャリアＣｒ２の回転数が０であることが確認される条件である。基本的には、クラッチＣ１の係合完了と、入力回転数センサ１１１の検出結果＜所定値（例えば０とみなせる値）である。クラッチＣ１の係合完了は、例えば、Ｃ１油圧センサ１１３の検出結果が所定油圧を示す場合や、クラッチＣ１用の電磁弁ＬＳに対する制御量が規定値に達した場合等に係合が完了したと判定することができる。他の係合機構の係合完了についても、同様の判定手法を採用することができる。

段階３では、ブレーキＦ１を一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替える。ブレーキＦ１のケーシング１２側と、キャリアＣｒ２側との差回転が０であるため、異音や振動が発生することを回避できる。ブレーキＦ１の切り替えが完了すると、段階４に進む。段階４では、クラッチＣ１、ブレーキＢ３を解除し、ブレーキＢ２を係合する。以上により、後進段の組み合わせが成立する（図２Ａ）。

段階１〜段階３の処理をＲＶＳ準備処理と呼び、段階４の処理をＲＶＳインギヤ処理と呼ぶ場合がある。制御上、変速段の制御状態としてＲＶＳ準備モードが設定されるとＲＶＳ準備処理を行う。また、段階３が完了した段階で変速段の制御状態としてＲＶＳインギヤモードを設定し、ＲＶＳインギヤモードが設定されるとＲＶＳインギヤ処理を行う。このようなモード設定は例えば記憶部１０２にモード情報の記憶領域を設けて管理する。図５の制御内容に関する処理部１０１が実行する処理例は図８及び図９を参照して後述する。

＜油圧供給制御＞
ＲＶＳ準備処理では、複数の係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３が係合される。これらは油圧式摩擦係合機構であり、作動油の供給量によって係合完了に要する時間が異なってくる。また、各係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３に対する作動油の供給タイミングによって、これら三つの係合機構の係合完了に要するトータルの時間が異なってくる。

単位時間あたりの作動油の供給量を多くすれば、係合完了に要する時間が短くなる。但し、その分だけ異音や振動が発生し易い。単位時間当たりの作動油の供給量を少なくすれば、相対的に係合完了に要する時間が長くなるが、異音や振動の発生が小さくなる。

また、各係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３を同時に係合すれば、係合完了に要する時間が短くなる。但し、その分だけ異音や振動が発生し易い。各係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３を時間をずれして係合すれば、相対的に係合完了に要する時間が長くなるが、異音や振動の発生が小さくなる。

ＲＶＳ準備処理の狙いは、異音や振動の発生の抑制にある。しかし、ＲＶＳ準備処理に時間がかかると、運転者がＲレンジを選択してから後進段が確立するまでにタイムラグが生じ、スムーズに発進できない場合がある。したがって、ＲＶＳ準備処理を短時間で終えることが望ましい。

そこで、本実施形態では、ＲＶＳ準備処理を実行するときの車速に応じて、油圧供給制御を異なるものとする。停車中や、極低車速の場合、自動変速機１内の全回転要素は、静止しているか、イナーシャが小さい状態にある。したがって、この場合には、係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３を短時間で係合しても、異音や振動は小さいと考えられる。したがって、停車中や極低車速の場合は、単位時間当たりの作動油の供給量を多くする制御を行う（油圧供給制御Ｂと呼ぶ）。

一方、一定以上の車速がある場合は、自動変速機１内に、回転中の回転要素が存在する。この場合には、異音や振動の抑制を優先し、単位時間当たりの作動油の供給量を少なくする制御を行う（油圧供給制御Ａと呼ぶ）。

こうして、機械式係合機構Ｆ１の切り替えに際し、異音や振動の発生を抑制する一方、異音や振動の発生が小さいと見込める場合には機械式係合機構Ｆ１の切り替え時間を短縮することができる。一般には、ＤレンジからＲレンジへ切り替えられる場合は、停車中か極低車速の場合が多いと考えられる。したがって、油圧供給制御Ｂの採用によって、異音や振動を小さくしつつ、スムーズな発進（後進）を行える。

油圧供給制御Ａ及びＢの比較例について図６を参照して説明する。同図はＲＶＳ準備処理において係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３の供給油圧の変化を示すタイミングチャートである。”Ｐ”は係合完了時の油圧を示している。

図６のＥＸ１は、油圧供給制御Ａの例を示している。シフトポジションＳＰがＤレンジからＲレンジへ切り替えられると、ＲＶＳ準備処理が開始され、係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３に作動油が供給される。ＥＸ１では、係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３を同時に係合する例を示している。各係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３には、対応する電磁弁ＬＳの流量制御によって、多段階で流量が増大され、油圧Ｐに達して係合状態となる。多段階で流量を増大することにより、係合までの時間は長くなるが、異音や振動は小さくなる。

図６のＥＸ２は、油圧供給制御Ａの別の例を示している。ＥＸ１に代えてこのＥＸ２を採用してもよい。シフトポジションＳＰがＤレンジからＲレンジへ切り替えられると、ＲＶＳ準備処理が開始され、係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３に時間をずらして作動油が供給される。係合機構Ｂ３、Ｃ３が優先的に係合され、その後、係合機構Ｃ１が係合される。これは、入力軸１０を固定した後、係合機構Ｃ１を係合して、キャリアＣｒ２の回転数を０にする意味がある。係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３に時間をずらして作動油を供給することにより、全部の係合完了までの時間は長くなるが、異音や振動は小さくなる。

図６のＥＸ３は、油圧供給制御Ｂの例を示している。シフトポジションＳＰがＤレンジからＲレンジへ切り替えられると、ＲＶＳ準備処理が開始され、係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３に作動油が供給される。油圧供給制御Ｂでは油圧供給制御Ａよりも短時間で係合を完了させる。ＥＸ３では、係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３を同時に係合し、かつ、対応する電磁弁ＬＳの流量制御によって、１回で（或いは数段階で）油圧Ｐに到達可能な作動油を供給する。油圧供給制御Ｂを行う場合、自動変速機１内の全回転要素は、静止しているか、イナーシャが小さい状態にある。したがって、急激に係合しても異音や振動は小さく、短時間で係合を完了できる。

なお、油圧供給制御Ｂを実行するにあたり、機械式係合機構Ｆ１を切り替える上では、特に、キャリアＣｒ２が静止していることが重要である。よって、キャリアＣｒ２の静止状態が維持されるように、図５の段階１における係合機構キＢ１の解放を、油圧供給制御Ａを実行する場合によりも遅らせてもよい。図７のＥＸ１１、ＥＸ１2は、ＲＶＳ準備処理において係合機構Ｂ１の供給油圧の変化を示すタイミングチャートである。

ＥＸ１１は、油圧供給制御Ａの場合を、ＥＸ１２は油圧供給制御Ｂの場合をそれぞれ示している。シフトポジションＳＰがＤレンジからＲレンジへ切り替えられると、ＲＶＳ準備処理が開始され、係合機構Ｂ１に対する作動油の供給が断たれ、係合機構Ｂ１の油圧が低下する。しかし、油圧供給制御Ｂを行う場合は、係合機構Ｂ１の油圧をある程度維持し、係合機構Ｂ１を半係合状態とする。係合機構Ｂ１を半係合状態とすることで、サンギアＳ１が回転し辛い状態となり、静止中のキャリアＣｒ１やリングギアＲ１の回転開始が抑制される。キャリアＣｒ２はキャリアＣｒ１に連結されているので、キャリアＣｒ２の回転開始も抑制され、したがって、その静止状態が維持される。一定時間の経過か、係合機構Ｃ１の油圧が油圧Ｐに達すると係合機構Ｂ１を解放する。

＜ＲＶＳ準備処理の他の例＞
ＲＶＳ準備処理を短時間で終了するために、３つの係合機構Ｃ１、Ｃ３、Ｂ３のうちの一つ（例えばＢ３）をＤレンジ選択中の段階で係合又は半係合させてもよい。本実施形態の自動変速機１の構成の場合、ブレーキＦ１が一方向回転許容状態で図２Ａの一速段の係合組合せの場合、係合機構Ｂ３の係合、解放により、エンジンブレーキの有効化と無効化とを切り替えられる。よって、係合機構Ｂ３の事前係合を開始しても、走行に支障を与えることはない。したがって、例えば、停車中や低車速の場合に、Ｄレンジ選択中にＢ３を係合又は半係合させて、Ｒレンジへの切り替えに備えてもよい。

＜後進段への切替制御＞
図５の制御内容について、処理部１０１が実行する処理例を図８、図９を参照して説明する。

まず、図８を参照する。Ｓ１では、ブレーキＦ１を一方向回転許容状態から回転阻止状態へ切り替える条件が成立したか否かを判定する。本実施形態では、ブレーキＦ１が一方向回転許容状態の場合であって、ＳＰセンサ１１２により運転者がシフトレンジをＤレンジ（例えば一速段）から後進レンジに切り替えたことが検出された場合、この条件が成立したと判定する。該当する場合はＳ２へ進み、該当しない場合はＳ６へ進む。

Ｓ２では制御モードとして、ＲＶＳ準備モードを設定する。その後、Ｓ３へ進む。Ｓ３では、車速センサ１１４の車速検出結果が閾値Ｖ以下か否かを判定する。閾値Ｖは停車に相当する値（例えば０ｋｍ／ｈ）とすることができる。車速検出結果が閾値Ｖ以下であればＳ５へ進み、閾値を超える場合はＳ４へ進む。Ｓ４では、これから開始されるＲＶＳ準備処理における油圧制御として、上述した油圧供給制御Ａを設定し、Ｓ５では油圧供給制御Ｂを設定する。

なお、車速センサ１１４の検出精度によっては、０ｋｍ／ｈが検出されたとしても、実際には、車両が極低車速で低速している場合がある。しかし、既に述べたように、極低車速の場合、自動変速機１内の全回転要素は、イナーシャが小さい状態にあるので、油圧供給制御Ｂを採用可能である。

Ｓ６ではＲＶＳ準備モードを設定中か否かを判定する。該当する場合、Ｓ７へ進み、該当しない場合はＳ８へ進む。Ｓ７ではＲＶＳ準備処理を行う。詳細は後述する。Ｓ８では他の処理を行って一単位の処理を終了する。

図９を参照する。同図はＳ７のＲＶＳ準備処理を示すフローチャートである。Ｓ１１では自動制御装置１の駆動源のトルク制限を実行する。例えば、係合機構等の必要油圧が確保される範囲で内燃機関ＥＧの出力を減少させる。

Ｓ１２では、図５の段階１で説明したように、係合状態の係合機構（例えば係合機構Ｂ１、Ｂ２）を解放する係合解除制御を開始する。係合機構Ｂ１の解放については、油圧供給制御Ａが設定されている場合は、図７のＥＸ１１に例示した通常の制御とし、油圧供給制御Ｂが設定されている場合は、図７のＥＸ１２に例示した通常の制御よりも遅れて解放させる制御とする。

Ｓ１３ではブレーキＦ１の、回転阻止状態への切り替えが完了したか否かを判定する。該当する場合はＳ１７へ進み、該当しない場合はＳ１４へ進む。

Ｓ１４では図５の段階２で説明したように、係合機構Ｃ１、Ｃ３及びＢ３を係合する制御を開始する。油圧供給制御Ａが設定されている場合には、図６のＥＸ１やＥＸ２に例示した制御を行う。Ｓ１４の工程が複数回繰り返されることにより、係合が完了することになる。油圧供給制御Ｂが設定されている場合には、図６のＥＸ３に例示した制御を行う。Ｓ１４の工程が１回、或いは、数回行われることにより、係合が完了することになる。

Ｓ１５では、、クラッチＣ１の係合が完了し、かつ、入力軸１０の回転数＝０か否かを判定する。これらの条件を全て満たす場合はＳ１６へ進み、満たさない場合は一単位の処理を終了する。

Ｓ１６では、図５の段階３で説明したように、ブレーキＦ１の状態を回転阻止状態に切り替える。ブレーキＦ１のケーシング１２側と、キャリアＣｒ２側との差回転数が０の状態で切り替えられるため、異音や振動の発生を防止し、また、ブレーキＦ１の破損を回避できる。

Ｓ１７では、ＲＶＳ準備モードの設定を解除する。Ｓ１８ではＲＶＳインギヤモードを設定する。この設定により、別ルーチン（例えば図８のＳ８）で、図５の段階４で説明したように、係合機構Ｃ１及び係合機構Ｂ３を解除し、係合機構Ｂ２を係合する処理が行われる。以上により、処理が終了する。

＜Ｄレンジから非走行レンジへの切り替え＞
Ｄレンジから非走行レンジ（パーキングレンジ、ニュートラルレンジ）に切り替えられた場合、その後、Ｒレンジが選択される可能性がある。したがって、ブレーキＦ１が一方向回転許容状態の場合、回転阻止状態に切り替えてもよい。但し、Ｒレンジではなく、Ｄレンジに戻される可能性もある。そこで、車速が閾値Ｖ以下の場合に回転阻止状態に切り替えるものとし、かつ、油圧供給制御Ｂを採用する。これにより、Ｒレンジが選択される可能性が高い場合に、ブレーキＦ１を事前に回転阻止状態に切り替えておくことができ、Ｒレンジ選択時には、素早く後進段にインギアできる。

図１０は、Ｄレンジから非走行レンジへ切り替えられた場合の処理部１０１が実行する処理例を示すフローチャートである。

Ｓ２１では、ＳＰセンサ１１２により運転者がシフトレンジをＤレンジ（例えば一速段）から非走行レンジ（ＮレンジやＰレンジ）に切り替えたことが検出されたか否かを判定する。検出された場合はＳ２２へ進み、検出されない場合は一単位の処理を終了する。

Ｓ２２では、ブレーキＦ１が回転阻止状態か否かを判定する。回転阻止状態ではない場合はＳ２３へ進み、回転阻止状態の場合は一単位の処理を終了する。

Ｓ２３では、車速センサ１１４の車速検出結果が閾値Ｖ以下か否かを判定する。車速検出結果が閾値Ｖ以下であればＳ２４へ進み、閾値を超える場合は一単位の処理を終了する。

Ｓ２４では制御モードとして、ＲＶＳ準備モードを設定し、Ｓ２５では油圧供給制御Ｂを設定する。これにより、油圧供給制御Ｂによって、図９と同様の処理が実行される。但し、Ｓ１８のＲＶＳインギアモードの設定は行わず、係合機構Ｃ１〜Ｃ３及びＢ１〜Ｂ３を解放した状態で待機する（図２Ａ）。以上により処理が終了する。

＜実施形態のまとめ＞
１．上記実施形態の制御装置(例えば100)は、
自動変速機(例えば1)の制御装置であって、
前記自動変速機は、
駆動力が入力される入力軸(例えば10)と、
出力部材(例えば11)と、
前記入力軸に入力された駆動力を前記出力部材に伝達する複数の遊星歯車機構(例えばP1-P4)と、
前記複数の遊星歯車機構における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立可能な複数の係合機構(例えばC1-C3,B1-B3,F1)と、を含み、
前記複数の係合機構は、
ブレーキとして機能する機械式係合機構(例えばF1)と、
複数の油圧式摩擦係合機構(例えばC1-C3,B1-B3)と、を含み、
前記機械式係合機構は、
前記複数の遊星歯車機構が備える複数の回転要素のうちの所定の回転要素(例えばCr1,Cr2)の一方向の回転のみ規制する第一の状態と、前記所定の回転要素の双方向の回転を規制する第二の状態と、に切り替え可能であり、
前記制御装置は、
車速を検出する検出手段(例えば114)と、
前記複数の係合機構を制御する制御手段(例えば101)と、を備え、
前記制御手段は、所定の切替条件が成立した場合に、前記機械式係合機構を前記第一の状態から前記第二の状態に切り替える切替制御を実行し(例えばS7)、
前記切替制御では、前記複数の油圧式摩擦係合機構の中から選択される複数の油圧式摩擦係合機構(例えばC1,C3,B3)を係合状態にする係合制御(例えばS14)の後、前記機械式係合機構を前記第一の状態から前記第二の状態に切り替え(例えばS16)、
前記係合制御では、車速検出結果が閾値(例えばV)以下の場合は、該閾値を超える場合よりも、短時間で係合を完了させる油圧供給制御(例えば油圧供給制御B)を行う、
ことを特徴とする。

この構成によれば、機械式係合機構の切り替えに際し、異音や振動の発生を抑制する一方、異音や振動の発生が小さいと見込める場合には機械式係合機構の切り替え時間を短縮することができる。

２．上記実施形態の制御装置は、
シフトポジションを検出する検出手段(例えば112)を更に備え、
前記複数の変速段は、
前記機械式係合機構が前記第一の状態で確立可能な少なくとも一つの前進段(例えば1st-10th)と、
前記機械式係合機構が前記第二の状態で確立する後進段(例えばRVS)と、を含み、
前記所定の切替条件は、前記シフトポジションが後進レンジへ切り替えられたことが検出されたことを少なくとも含む、
ことを特徴とする。

この構成によれば、変速段を前記後進段に切り替える際に、異音や振動の発生を抑制する一方、異音や振動の発生が小さいと見込める場合には機械式係合機構の切り替え時間を短縮することができる。

３．上記実施形態の制御装置は、
前記シフトポジションが非走行レンジに切り替えられた場合であって、車速検出結果が前記閾値以下の場合にも前記切替制御を行い(例えばS24)、かつ、この切替制御における前記係合制御では、前記短時間で係合を完了させる油圧供給制御を行う(例えばS25)、
ことを特徴とする。

この構成によれば、前記後進レンジ選択に備えて、予め前記機械式係合機構を切り替えておくことができ、しかも、切り替え時間を短縮することができる。

４．上記実施形態の制御装置は、
前記係合制御において選択される前記複数の油圧式摩擦係合機構は、それらの係合により前記所定の回転要素(例えばCr1,Cr2)の回転数が０となるように選択された油圧式摩擦係合機構である、
ことを特徴とする。

この構成によれば、前記機械式係合機構の切り替えによる異音や振動の発生を防止でき、また、前記機械式係合機構が破損する確率を低下させることができる。

５．上記実施形態の制御装置は、
前記閾値は、停車に相当する値(例えば0km/h)である、
ことを特徴とする。

この構成によれば、異音や振動の発生が小さくて、短時間で前記機械式係合機構の切り替えを行うことができる。

６．上記実施形態の制御装置は、
前記制御手段は、前記所定の切替条件が成立した場合に、前記複数の油圧式摩擦係合機構のうち、ブレーキとして機能する所定の油圧式摩擦係合機構を係合状態から係合解除状態に切り替える解除制御(例えばS12)を行い、
前記複数の遊星歯車機構の一つ(例えばP1)は、前記所定の回転要素と連結された回転要素(例えばCr1)と、前記所定の油圧式摩擦係合機構によってケーシング(例えば12)と断続される回転要素(例えばS1)と、を含む遊星歯車機構であり、
前記解除制御では、車速検出結果が閾値以下の場合は、該閾値を超える場合よりも、前記所定の油圧式摩擦係合機構の係合解除を遅らせる(例えばEX12)、
ことを特徴とする。

この構成によれば、前記所定の回転要素を静止状態に維持し易くなる。

１ 自動変速機、１００ 制御装置、Ｂ１〜Ｂ３ 係合機構、Ｃ１〜Ｃ３ 係合機構、Ｆ１ 係合機構

Claims (6)

1. 自動変速機の制御装置であって、
   前記自動変速機は、
   駆動力が入力される入力軸と、
   出力部材と、
   前記入力軸に入力された駆動力を前記出力部材に伝達する複数の遊星歯車機構と、
   前記複数の遊星歯車機構における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立可能な複数の係合機構と、を含み、
   前記複数の係合機構は、
   ブレーキとして機能する機械式係合機構と、
   複数の油圧式摩擦係合機構と、を含み、
   前記機械式係合機構は、
   前記複数の遊星歯車機構が備える複数の回転要素のうちの所定の回転要素の一方向の回転のみ規制する第一の状態と、前記所定の回転要素の双方向の回転を規制する第二の状態と、に切り替え可能であり、
   前記制御装置は、
   車速を検出する検出手段と、
   前記複数の係合機構を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、所定の切替条件が成立した場合に、前記機械式係合機構を前記第一の状態から前記第二の状態に切り替える切替制御を実行し、
   前記切替制御では、前記複数の油圧式摩擦係合機構の中から選択される複数の油圧式摩擦係合機構を係合状態にする係合制御の後、前記機械式係合機構を前記第一の状態から前記第二の状態に切り替え、
   前記係合制御では、車速検出結果が閾値以下の場合は、該閾値を超える場合よりも、短時間で係合を完了させる油圧供給制御を行う、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 請求項１に記載の制御装置であって、
   シフトポジションを検出する検出手段を更に備え、
   前記複数の変速段は、
   前記機械式係合機構が前記第一の状態で確立可能な少なくとも一つの前進段と、
   前記機械式係合機構が前記第二の状態で確立する後進段と、を含み、
   前記所定の切替条件は、前記シフトポジションが後進レンジへ切り替えられたことが検出されたことを少なくとも含む、
   ことを特徴とする制御装置。
3. 請求項２に記載の制御装置であって、
   前記シフトポジションが非走行レンジに切り替えられた場合であって、車速検出結果が前記閾値以下の場合にも前記切替制御を行い、かつ、この切替制御における前記係合制御では、前記短時間で係合を完了させる油圧供給制御を行う、
   ことを特徴とする制御装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の制御装置であって、
   前記係合制御において選択される前記複数の油圧式摩擦係合機構は、それらの係合により前記所定の回転要素の回転数が０となるように選択された油圧式摩擦係合機構である、
   ことを特徴とする制御装置。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の制御装置であって、
   前記閾値は、停車に相当する値である、
   ことを特徴とする制御装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の制御装置であって、
   前記制御手段は、前記所定の切替条件が成立した場合に、前記複数の油圧式摩擦係合機構のうち、ブレーキとして機能する所定の油圧式摩擦係合機構を係合状態から係合解除状態に切り替える解除制御を行い、
   前記複数の遊星歯車機構の一つは、前記所定の回転要素と連結された回転要素と、前記所定の油圧式摩擦係合機構によってケーシングと断続される回転要素と、を含む遊星歯車機構であり、
   前記解除制御では、車速検出結果が閾値以下の場合は、該閾値を超える場合よりも、前記所定の油圧式摩擦係合機構の係合解除を遅らせる、
   ことを特徴とする制御装置。

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