JP4371269B2 - 自動変速機の制御装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の制御装置および制御方法に係り、特に自動変速機の変速時の解放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。

手動変速機の自動車は、トルクコンバータを用いた変速機を搭載するものに比べ燃費がすぐれている。しかし、発進時のクラッチとアクセルの連携操作が難しいものとなっている。この発進時のクラッチとアクセルの連携操作がうまくいかなければ、クラッチ締結時に大きなショックが発生したり、クラッチ圧が足りなければ、エンジン回転数が急激に上昇する，所謂吹き上がり現象が生じる。また、エンジン回転数が十分でない内にクラッチを急に締結しようとしたり、坂道で発進するときなどでエンジンが停止してしまう，所謂エンストを起こすことがある。

これらを解決すべく、手動変速機の機構を用いてクラッチとギアチェンジを自動化したシステム，自動ＭＴ（自動化マニュアルトランスミッション）が開発されている。

しかし、従来の自動ＭＴにおける変速時の制御では、クラッチの解放・締結操作により駆動トルクの中断が発生し、乗員に違和感を与えることがある。

そこで、変速中のトルク中断を回避するため、例えば、特開２００３−３３６７３４号公報に記載のように、従来の自動ＭＴに伝達トルク可変手段であるアシストクラッチを設け、変速を行う際に、このアシストクラッチを制御することで、変速のための回転数同期とトルク伝達を行う自動変速機を備えた自動車が知られている。
このような自動車においては、変速が開始されると、噛合い伝達手段によってトルク伝達を行っている歯車列を解放するため、変速機への入力トルクの少なくとも一部をアシストクラッチによって伝達し、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部を解除し、噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめて解放する，ギア解放を行う。ギア解放時をショック無しに行うためには、入力トルクの大部分をアシストクラッチによって伝達し、歯車列の伝達トルクを十分に解除したタイミングで、噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめる必要がある。そのため、アシストクラッチトルクの立ち上げを開始してから所定時間経過したことを検出した後に、噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめる方向へ荷重をかけてギアを解放する制御が行われている。
このギア解放のタイミングずれによるショックを防止する方法として、特開２００３−３３６７３４号公報に記載のように、前記駆動力源のトルクの少なくとも一部を前記伝達トルク可変手段によって伝達することで、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部を解除し、噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめて解放するギア解放時に、歯車列の伝達トルクの全部が解除される前に、噛合い伝達手段を解放位置へ移動する方向に荷重をかけ、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部が解除されたときに、噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめるようにしたものが知られている。
一方、噛合い伝達手段に対して解放位置へ移動する指令が出された後、所定時間経過しても、ギアが解放されない場合には、米国特許第６５０３１７２号明細書に記載のように、強制的に噛み合い伝達手段を解放位置に移動し、解放遅れによるインターロックを防止することも知られている。

特開２００３−３３６７３４号公報 米国特許第６５０３１７２号明細書

（１）上記目的を達成するために、本発明は、複数の歯車列と、入力軸と出力軸の間に備えられた複数のトルク伝達手段とを有し、前記トルク伝達手段の少なくとも１つは伝達トルク可変手段であり、また少なくとも一つは噛合い伝達手段である歯車式変速機に用いられ、一方の歯車列から他方の歯車列へ変速するときに、前記伝達トルク可変手段を制御することで変速を行う自動変速機の制御装置であって、前記入力軸に駆動力を入力する駆動力源のトルクの少なくとも一部を前記伝達トルク可変手段によって伝達することで、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部を解除し、前記噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめて解放するギア解放手段と、ギア解放に要した時間が、予め設定した時間を超えた場合に、前記駆動力源のトルクを変化させるエンジントルク変化手段とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、噛み合い伝達手段解放時間が長期化したとしても、変速フィーリングを損ねずに噛み合い伝達手段を確実に解放し得るものとなる。

本発明の目的は、駆動力源や伝達トルク可変手段の機差ばらつきや経時劣化の影響等によって、噛み合い伝達手段解放時間が長期化したとしても、変速フィーリングを損ねずに噛み合い伝達手段を確実に解放することができる自動変速機の制御装置および制御方法を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、複数の歯車列と、入力軸と出力軸の間に備えられた複数のトルク伝達手段とを有し、前記トルク伝達手段の少なくとも１つは伝達トルク可変手段であり、また少なくとも一つは噛合い伝達手段である歯車式変速機に用いられ、一方の歯車列から他方の歯車列へ変速するときに、前記伝達トルク可変手段を制御することで変速を行う自動変速機の制御装置であって、前記入力軸に駆動力を入力する駆動力源のトルクの少なくとも一部を前記伝達トルク可変手段によって伝達することで、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部を解除し、前記噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめて解放するギア解放手段と、ギア解放に要した時間が、予め設定した時間を超えた場合に、ギア解放前に、前記駆動力源のトルクを変化させるエンジントルク変化手段とを備えるようにしたものである。
かかる構成により、噛み合い伝達手段解放時間が長期化したとしても、変速フィーリングを損ねずに噛み合い伝達手段を確実に解放し得るものとなる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記エンジントルク変化手段は、前記駆動力源のトルクを減少させるものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記エンジントルク変化手段は、ギア解放時の駆動力源のトルクの変化量を、ギア解放に要した時間に応じて変えるものである。
（４）上記目的を達成するために、本発明は、複数の歯車列と、入力軸と出力軸の間に備えられた複数のトルク伝達手段とを有し、前記トルク伝達手段の少なくとも１つは伝達トルク可変手段であり、また少なくとも一つは噛合い伝達手段である歯車式変速機に用いられ、一方の歯車列から他方の歯車列へ変速するときに、前記伝達トルク可変手段を制御することで変速を行う自動変速機の制御方法であって、前記入力軸に駆動力を入力する駆動力源のトルクの少なくとも一部を前記伝達トルク可変手段によって伝達することで、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部を解除し、前記噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめて解放するとともに、ギア解放に要した時間が、予め設定した時間を超えた場合に、前記駆動力源のトルクを変化させるようにしたものである。
かかる方法により、噛み合い伝達手段解放時間が長期化したとしても、変速フィーリングを損ねずに噛み合い伝達手段を確実に解放し得るものとなる。

本発明によれば、変速中の駆動力源や伝達トルク可変手段の機差ばらつきや経時劣化の影響を低減し、噛み合い伝達手段の解放を確実に成し得るものとなる。

以下、図１〜図１４を用いて、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置の第１の構成例について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の第１のシステム構成例のスケルトン図である。

エンジン制御ユニット１０１は、駆動力源であるエンジン１に設けられたエンジン１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機能（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などを制御して、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１のトルクを制御することができる。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、電動機などでもよいものである。

エンジン１には、入力軸クラッチ入力ディスク２が連結されており、入力軸クラッチ入力ディスク２と入力軸クラッチ出力ディスク３を係合，解放することで、エンジン１のトルクを変速機入力軸１０に伝達，遮断することが可能である。入力軸クラッチには、一般に乾式単板方式が用いられるが、湿式多板クラッチや電磁クラッチなどすべての摩擦伝達手段を用いることも可能である。入力軸１０には、第１ドライブギア４，第２ドライブギア５，第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８，後進ドライブギア（図示しない），および第７ドライブギア２０１が設けられている。入力軸クラッチ入力ディスク２と入
力軸クラッチ出力ディスク３間の押付け力（入力軸クラッチトルク）の制御には、油圧によって駆動するアクチュエータ２２が用いられており、アクチュエータ２２による押付け力（入力軸クラッチトルク）を調節することで、エンジン１の出力を入力軸１０へ伝達，遮断を行うことができる。

また、第１ドライブギア４，第２ドライブギア５，第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８，後進ドライブギアは、変速機入力軸１０に固定されており、第７ドライブギア２０１は、変速機入力軸１０に回転自在に設けられている。また、入力軸回転数検出手段として、変速機入力軸１０の回転数を検出するためのセンサ２９が設けられている。

一方、変速機出力軸１８には、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１６，後進ドリブンギア（図示しない）が回転自在に設けられており、第７ドリブンギア２０２が変速機出力軸１８に固定されている。第１ドリブンギア１２は、第１ドライブギア４と噛合しており、第２ドリブンギア１３は、第２ドライブギア５と噛合しており、第３ドリブンギア１４は、第３ドライブギア６と噛合しており、第４ドリブンギア１５は、第４ドライブギア７と噛合しており、第５ドリブンギア１６は、第５ドライブギア８と噛合しており、後進ドリブンギア（図示しない）は、逆転ギア（図示しない）を介して後進ドライブギアと噛合しており、第７ドリブンギア２０２は、第７ドライブギア２０１と噛合している。 そして、第１ドリブンギア１２と第２ドリブンギア１３の間には、第１ドリブンギア１２を変速機出力軸１８に係合させたり、第２ドリブンギア１３を変速機出力軸１８に係合させる、噛合い伝達手段である第１噛合いクラッチ１９が設けられている。したがって、第１ドライブギア４または第２ドライブギア５から、第１ドリブンギア１２または第２ドリブンギア１３に伝達された回転トルクは、第１噛合いクラッチ１９に伝達され、第１噛合いクラッチ１９を介して変速機出
力軸１８に伝達される。

また、第３ドリブンギア１４と第４ドリブンギア１５の間には、第３ドリブンギア１４を変速機出力軸１８に係合させたり、第４ドリブンギア１５を変速機出力軸１８に係合させる、噛合い伝達手段である第２噛合いクラッチ２０が設けられている。したがって、第３ドライブギア６または第４ドライブギア７から、第３ドリブンギア１４または第４ドリブンギア１５に伝達された回転トルクは、第２噛合いクラッチ２０に伝達され、第２噛合いクラッチ２０を介して変速機出力軸１８に伝達される。

また、第５ドリブンギア１６と後進ドリブンギア（図示しない）の間には、第５ドリブンギア１６を変速機出力軸１８に係合させたり、後進ドリブンギアを、変速機出力軸１８に係合させる、噛合い伝達手段である第３噛合いクラッチ２１が設けられている。したがって、第５ドライブギア８または後進ドライブギアから、第５ドリブンギア１６または後進ドリブンギアに伝達された回転トルクは、第３噛合いクラッチ２１に伝達され、第３噛合いクラッチ２１を介して変速機出力軸１８に伝達される。噛合いクラッチには、摩擦力によって回転数をスムーズに合わせるシンクロナイザ機構を付加することが望ましいものである。

このように、変速機入力軸１０の回転トルクを、第１噛合いクラッチ１９，または第２噛合いクラッチ２０，または第３噛合いクラッチ２１に伝達するためには、第１噛合いクラッチ１９，または第２噛合いクラッチ２０，または第３噛合いクラッチ２１のうちいずれか一つを変速機出力軸１８の軸方向に移動させ、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１６，または後進ドリブンギアのいずれか一つと締結する必要があり、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１６，または後進ドリブンギアのいずれか一つと変速機出力軸１８とを締結するには、第１噛合いクラッチ１９，または第２噛合いクラッチ２０，または第３噛合いクラッチ２１のいずれか一つを移動する訳であるが、第１噛合いクラッチ１９，または第２噛合いクラッチ２０，または第３噛合いクラッチ２１のいずれか一つを移動するには、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６によって、シフト／セレクト機構２７を動作させることによって行う。第１噛合いクラッチ１９，または第２噛合いクラッチ２０，または第３噛合いクラッチ２１のいずれか一つを第
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１６，または後進ドリブンギアのいずれか一つに締結させることで、変速機入力軸１０の回転トルクを、第１噛合いクラッチ１９，または第２噛合いクラッチ２０，または第３噛合いクラッチ２１のいずれか一つを介して駆動輪出力軸１８へと伝達することができる。

また、出力軸回転数検出手段として、変速機出力軸１８の回転数を検出するためのセンサ３０が設けられている。シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，およびセレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６は、電磁弁を用いて構成するか、または電動機等によって構成してもよいものである。また、シフト／セレクト機構２７は、シフターレール，シフターフォークなどによって構成するか、またはドラム式としてもよいものである。また、シフト／セレクト機構２７には、走行時のギア抜け防止のためにギア位置を保持する位置保持機構（図示しない）が設けられている。シフト第１ア
クチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６の動作と、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１の動作関係は、図３を用いて後述する。

また、伝達トルク可変手段の一方式であるアシストクラッチ２０３，２０４が備えられており、第７ドライブギア２０１と、アシストクラッチ入力ディスク２０３が連結され、変速機入力軸１０とアシストクラッチ出力ディスク２０４が連結され、アシストクラッチ入力ディスク２０３とアシストクラッチ出力ディスク２０４を係合することで、第７ドリブンギア２０２のトルクを変速機出力軸１８に伝達することができる。

アシストクラッチ入力ディスク２０３とアシストクラッチ出力ディスク２０４間の押付け力（アシストクラッチトルク）の制御には、油圧によって駆動するアクチュエータ２０５が用いられており、この押付け力（アシストクラッチトルク）を調節することで、エンジン１の出力を伝達、遮断することができる。

伝達トルク可変手段は、摩擦伝達手段を用いて構成するか、または電動発電機などによって構成してもよいものである。ここで、摩擦伝達手段は、摩擦面の押し付け力によって摩擦力を発生させてトルクを伝達する手段であり、代表的なものとして、摩擦クラッチがある。摩擦クラッチには、乾式単板クラッチ，乾式多板クラッチ，湿式多板クラッチ，電磁クラッチ等がある。本例では、アシストクラッチ２０３，２０４には、摩擦伝達手段である湿式多板クラッチを用いているが、他の全ての伝達トルク可変手段を用いることが可能である。

このように第１ドライブギア４，第２ドライブギア５，第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８，後進ドライブギア，第７ドライブギア２０１から、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１６，後進ドリブンギア，第７ドリブンギア２０２を介して変速機出力軸１８に伝達された変速機入力軸１０の回転トルクは、変速機出力軸１８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。

入力軸クラッチ入力ディスク２と入力軸クラッチ出力ディスク３間の押付け力（入力軸クラッチトルク）を発生させる入力軸クラッチアクチュエータ２２や、アシストクラッチ入力ディスク２０３とアシストクラッチ出力ディスク２０４間の押付け力（アシストクラッチトルク）を発生させるアシストクラッチアクチュエータ２０５は、油圧制御ユニット１０２によって、各アクチュエータに設けられた電磁弁（図示せず）の電流を制御することで、各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストローク量を調節して、各アクチュエータの油圧を制御し、各クラッチの伝達トルクの制御を行っている。また、油圧制御ユニット１０２によって、セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６に設けられた電磁弁（図示せず）の電流を制御することで、各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストロ
ーク量を調節して各アクチュエータの油圧を制御し、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１のいずれを移動するか選択している。

また、油圧制御ユニット１０２によって、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４各アクチュエータに設けられた電磁弁（図示せず）の電流を制御することで、各アクチュエータに設けられた油圧シリンダ（図示せず）のストローク量を調節して各アクチュエータの油圧を制御することによって、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１を動作させる荷重を制御できる。

本実施形態においては、シフト／セレクト機構２７を駆動するアクチュエータであるシフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，および
セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６には、油圧アクチュエータを用いているが、電動機等による電気アクチュエータによって構成してもよいものである。また、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４のかわりに一つのアクチュエータ、セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６のかわりに一つのアクチュエータとして構成してもよいものである。また、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１を動作させる機構としては、シフターレール，シフターフォークなどによって構成するか、またはドラム式など、噛合いクラ
ッチ１９，２０，２１を移動させるための他の手段を用いても構成可能である。

また本実施形態においては、入力軸クラッチアクチュエータ２２，アシストクラッチアクチュエータ２０５には、油圧アクチュエータを用いているが、電動機等による電気アクチュエータによって構成してもよいものである。

また、エンジン１は、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１のトルクを高精度に制御する。

そして、油圧制御ユニット１０２とエンジン制御ユニット１０１は、パワートレイン制御ユニット１００によってコントロールされている。パワートレーン制御ユニット１０１，エンジン制御ユニット１０１，油圧制御ユニット１０２は、通信手段１０３によって相互に情報を送受信する。

本実施形態においては、油圧アクチュエータを用いているため、油圧アクチュエータを制御する油圧制御ユニット１０２を用いているが、電動機等による電気アクチュエータの場合は、油圧制御ユニット１０２のかわりに電動機制御ユニットとなる。

次に、図２を用いて、本実施形態による自動車の制御装置の第２の構成例について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の第２のシステム構成例のスケルトン図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

本構成例が、図１に図示の構成例と異なる点は、図１に図示の構成例が、変速機入力軸１０と、変速機出力軸１８の２軸で構成されているのに対し、本構成例では、カウンタ軸２０８を含んだ３軸で構成している点である。すなわち、エンジン１の動力は、入力ドライブギア２０６から入力ドリブンギア２０７に伝えられ、カウンタ軸２０８から第１ドライブギア４，第２ドライブギア５，第３ドライブギア６，第４ドライブギア７，第５ドライブギア８，後進ドライブギア（図示しない），第７ドライブギア２０１と、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１
６，後進ドリブンギア（図示しない），第７ドリブンギア２０２を介して、変速機出力軸１８に伝達される。また、アシストクラッチに連結する第７ドライブギア２０１，第７ドリブンギア２０２を所定の変速段として構成してもよいものである。

このように、本実施形態は、複数の歯車列を備えた歯車式変速機と、変速機の入力軸と出力軸の間に複数のトルク伝達手段を備え、トルク伝達手段の少なくとも１つを伝達トルク可変手段とした種々の変速機に適用可能である。

次に、図３を用いて、本実施形態による自動車の制御装置の第３の構成例について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の第３のシステム構成例のスケルトン図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

本構成例が、図１の構成と異なる点は、図１に図示の構成例が入力軸クラッチ入力ディスク２，入力軸クラッチ出力ディスク３の係合によってエンジン１のトルクを変速機入力軸１０に伝達するように構成されているのに対し、本構成例がツインクラッチで構成している点である。すなわち、エンジン１と入力軸クラッチ入力ディスク３０１は直結され、入力軸クラッチ第１出力ディスク３０２は変速機第１入力軸３１２に、入力軸クラッチ第２出力ディスク３０３は変速機第２入力軸３０４に直結されている。変速機第２入力軸３０４は中空になっており、変速機第１入力軸３１２は、変速機第２入力軸３０４の中空部分を貫通し、変速機第２入力軸３０４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。変速機第２入力軸３０４には、第１ドライブギア４と第３ドライブギア６と第５ドライブギア８が固定されており、変速機第１入力軸３１２に対しては、回転自在となっている。また、変速機第１入力軸３１２には、第２ドライブギア５と第４ドライブギア７が固定されており、変速機第２入力軸３０４に対しては、回転自在となっている。入力軸クラッチ入力ディスク３０１と入力軸クラッチ第１出力ディスク３０２の係合，解放は入力軸クラッチ第１アクチュエータ３０５によって行われ、入力軸クラッチ入力ディスク３０１と入力軸クラッチ第２出力ディスク３０３の係合，解放は入力軸クラッチ第２アクチュエータ３０６によって行われる。

そして、第１ドリブンギア１２と第３ドリブンギア１４の間には、第１ドリブンギア１２を変速機出力軸１８に係合させたり、第３ドリブンギア１４を変速機出力軸１８に係合させる、第１噛合いクラッチ３０９が設けられている。したがって、第１ドライブギア４、または第３ドライブギア６から第１ドリブンギア１２または第３ドリブンギア１４に伝達された回転トルクは、第１噛合いクラッチ３０９に伝達され、第１噛合いクラッチ３０９を介して変速機出力軸１８に伝達される。

また、第２ドリブンギア１３と第４ドリブンギア１５の間には、第２ドリブンギア１３を変速機出力軸１８に係合させたり、第４ドリブンギア１５を変速機出力軸１８に係合させる、第３噛合いクラッチ３１１が設けられている。したがって、第２ドライブギア５、または第４ドライブギア７から第２ドリブンギア１３または第４ドリブンギア１５に伝達された回転トルクは、第３噛合いクラッチ３１１に伝達され、第３噛合いクラッチ３１１を介して変速機出力軸１８に伝達される。

また、第５ドリブンギア１６には、第５ドリブンギア１６を変速機出力軸１８に係合させる、第２噛合いクラッチ３１０が設けられている。したがって、第５ドライブギア８から第５ドリブンギア１６に伝達された回転トルクは、第２噛合いクラッチ３１０に伝達され、第２噛合いクラッチ３１０を介して変速機出力軸１８に伝達される。

このように、変速機第１入力軸３１２、および変速機第２入力軸３０４の回転トルクを第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１に伝達するためには、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１のうちいずれか一つを変速機出力軸１８の軸方向に移動させ、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１６のいずれか一つと締結する必要があり、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１６のいずれか一つと変速機出力軸１８とを締結するには、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１のいずれか一つを移動する訳であるが、第１噛合いクラッチ３０９、または第２噛合いクラッチ３１０、または第３噛合いクラッチ３１１のいずれか一つを移動するには、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，セレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６によって、シフト／セレクト機構３１３を動作させることによって行う。

例えば、第１ドライブギア４、および第１ドリブンギア１２によって変速機出力軸１８にトルク伝達を行っている場合を第１変速段，第３ドライブギア６、および第３ドリブンギア１４によって変速機出力軸１８にトルク伝達を行っている場合を第３変速段，第４ドライブギア７、および第４ドリブンギア１５によって変速機出力軸１８にトルク伝達を行っている場合を第４変速段、とすると、第１変速段から第３変速段へのアップシフト変速や、第３変速段から第１変速段へのダウンシフト変速は、入力軸クラッチ第１出力ディスク３０２を開放状態とし、第３噛合いクラッチ３１１と第４ドリブンギア１５を係合状態とした状態から、図１に図示の実施の形態における、アシストクラッチおよびシフトと同様の制御を行うことで変速することが可能である。

また、例えば、第２ドライブギア５、および第２ドリブンギア１３によって変速機出力軸１８にトルク伝達を行っている場合を第２変速段，第４ドライブギア７、および第４ドリブンギア１５によって変速機出力軸１８にトルク伝達を行っている場合を第４変速段，第５ドライブギア８、および第５ドリブンギア１６によって変速機出力軸１８にトルク伝達を行っている場合を第５変速段、とすると、第２変速段から第４変速段へのアップシフト変速や、第４変速段から第２変速段へのダウンシフト変速は、入力軸クラッチ第２出力ディスク３０３を開放状態とし、第２噛合いクラッチ３１０と第５ドリブンギア１６を係合状態とした状態から、図１に図示の実施の形態における、アシストクラッチおよびシフトと同様の制御を行うことで変速することが可能である。

次に、図４を用いて、本実施形態による自動車の制御装置におけるクラッチとドリブンギアの噛合い関係について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置におけるクラッチとドリブンギアの噛合い関係の説明図である。

図４（Ａ）は、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，およびセレクト第１アクチュエータ２５，セレクト第２アクチュエータ２６によって、シフト／セレクト機構２７，すなわちシフト位置・セレクト位置を制御することによる、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１と、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１６，後進ドリブンギアの噛合いの関係を示している。

図４（Ａ）に示すように、セレクト第１アクチュエータ２５を加圧し、セレクト第２アクチュエータ２６は抜圧して、セレクト位置をＳＬ１の位置として第１噛合いクラッチ１９を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３を加圧し、シフト第２アクチュエータ２４は抜圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ１の位置とすることで、シフト位置、セレクト位置が点Ｐ１の位置に移動し、図４（Ｂ）に示すように、第１噛合いクラッチ１９と第１ドリブンギア１２が噛合して第１速度段となる。

図４（Ａ）に示すように、セレクト第１アクチュエータ２５を加圧し、セレクト第２アクチュエータ２６は抜圧して、セレクト位置をＳＬ１の位置として第１噛合いクラッチ１９を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３を抜圧し、シフト第２アクチュエータ２４は加圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ３の位置とすることで、シフト位置、セレクト位置が点Ｐ２の位置に移動し、図４（Ｂ）に示すように、第１噛合いクラッチ１９と第２ドリブンギア１３が噛合して第２速度段となる。

図４（Ａ）に示すように、セレクト第１アクチュエータ２５、セレクト第２アクチュエータ２６をともに加圧して、セレクト位置をＳＬ２の位置として第２噛合いクラッチ２０を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３を加圧し、シフト第２アクチュエータ２４は抜圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ１の位置とすることで、シフト位置、セレクト位置が点Ｐ３の位置に移動し、図４（Ｂ）に示すように、第２噛合いクラッチ２０と第３ドリブンギア１４が噛合して第３速度段となる。

図４（Ａ）に示すように、セレクト第１アクチュエータ２５、セレクト第２アクチュエータ２６をともに加圧して、セレクト位置をＳＬ２の位置として第２噛合いクラッチ２０を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３は抜圧し、シフト第２アクチュエータ２４は加圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ３の位置とすることで、シフト位置、セレクト位置が点Ｐ４の位置に移動し、図４（Ｂ）に示すように、第２噛合いクラッチ２０と第４ドリブンギア１５が噛合して第４速度段となる。

図４（Ａ）に示すように、セレクト第１アクチュエータ２５は抜圧し、セレクト第２アクチュエータ２６は加圧して、セレクト位置をＳＬ３の位置として第２噛合いクラッチ２１を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３は加圧し、シフト第２アクチュエータ２４は抜圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ１の位置とすることで、シフト位置、セレクト位置が点Ｐ５の位置に移動し、図４（Ｂ）に示すように、第３噛合いクラッチ２１と第５ドリブンギア１６が噛合して第５速度段となる。

図４（Ａ）に示すように、セレクト第１アクチュエータ２５は抜圧し、セレクト第２アクチュエータ２６は加圧して、セレクト位置をＳＬ３の位置として第３噛合いクラッチ２１を移動することを選択し、シフト第１アクチュエータ２３は抜圧し、シフト第２アクチュエータ２４は加圧して、シフト荷重を制御してシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ３の位置とすることで、シフト位置、セレクト位置が点ＰＲの位置に移動し、図４（Ｂ）に示すように、第３噛合いクラッチ２１と後進ドリブンギアが噛合して後進段となる。

図４（Ａ）に示すように、シフト第１アクチュエータ２３と、シフト第２アクチュエータ２４をともに加圧して、シフト荷重を制御することによってシフト位置を制御し、シフト位置をＳＦ２の位置とすると、ギア噛合は解放され、ニュートラルとなる。

次に、図５を用いて、本実施形態による自動車の制御装置におけるパワートレーン制御ユニット１００と、エンジン制御ユニット１０１と、油圧制御ユニット１０２との間の通信手段１０３による入出力信号関係について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置におけるパワートレーン制御ユニットと、エンジン制御ユニットと、油圧制御ユニットとの間の通信手段による入出力信号関係の説明図である。

パワートレーン制御ユニット１００は、入力部１００ｉと、出力部１００ｏと、コンピュータ１００ｃと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と、出力部１０１ｏと、コンピュータ１０１ｃとを備えたコントロールユニットとして構成される。油圧制御ユニット１０２も、入力部１０２ｉと、出力部１０２ｏと、コンピュータ１０２ｃとを備えたコントロールユニットとして構成される。

パワートレーン制御ユニット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が送信される。エンジン制御ユニット１０１は、エンジントルク指令値ｔＴｅを実現するように、エンジン１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１の回転数Ｎｅ，エンジン１が発生したエンジントルクＴｅを検出し、通信手段１０３を用いてパワートレーン制御ユニット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よいものである。

パワートレーン制御ユニット１００から油圧制御ユニット１０２に入力軸クラッチ目標トルクＴＴｑＳＴＡ，目標シフト荷重Ｆｓｆｔ，目標セレクト位置ｔｐＳＥＬ，アシストクラッチ目標トルクＴＴｑが送信される。油圧制御ユニット１０２は、受信した目標値に対して、入力軸クラッチ目標トルクＴＴｑＳＴＡを実現するよう、入力軸クラッチアクチュエータ２２を制御して、入力軸クラッチ入力ディスク２，入力軸クラッチ出力ディスク３を係合，解放する。また、目標シフト荷重Ｆｓｆｔ，目標セレクト位置ｔｐＳＥＬを実現するよう、シフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４，セレクト第１アクチュエー
タ２５，セレクト第２アクチュエータ２６を制御し、シフト／セレクト機構２７を操作することにより、シフト位置，セレクト位置を制御し、第１噛合いクラッチ１９，第２噛合いクラッチ２０，第３噛合いクラッチ２１の噛合，解放を行う。また、アシストクラッチ目標トルクＴＴｑを実現するよう、アシストクラッチアクチュエータ２０５を制御して、アシストクラッチ入力ディスク２０３，アシストクラッチ出力ディスク２０４を係合，解放する。

また、油圧制御ユニット１０２によって、入力軸クラッチの係合，解放を示す位置信号ｒｐＳＴＡ，シフト位置信号ｒｐＳＦＴ，セレクト位置信号ｒｐＳＥＬを検出し、パワートレーン制御ユニット１００に送信する。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、入力軸回転センサ２９，出力軸回転センサ３０から、入力軸回転数Ｎｉ，出力軸回転数Ｎｏがそれぞれ入力され、また、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、アクセルペダル踏み込み量Ａｐｓと、ブレーキが踏み込まれているか否かを検出するブレーキスイッチからのＯＮ／ＯＦＦ信号Ｂｒｋが入力される。

パワートレーン制御ユニット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，入力軸クラッチ目標トルクＴＴｑＳＴＡ，目標シフト荷重Ｆｓｆｔ，目標セレクト位置ｔｐＳＥＬ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，入力軸クラッチ目標トルクＴＴｑＳＴＡ，目標シフト荷重Ｆｓｆｔ，目標セレクト位置ｔｐＳＥＬ，アシストクラッチ目標トルクＴＴｑを設定する。ここで、目標シフト荷重Ｆｓｆｔ＞０のときは、油圧制御ユニット１０２は、図５のシフト位置がＳＦ１側へ移動する向きにシフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４を制御し、Ｆｓｆｔ＜０のときは、油圧制御ユニット１０２は、図５のシフト位置がＳＦ３側へ移動する向きにシフト第１アクチュエータ２３，シフト第２アクチュエータ２４を制御する。

次に、図６〜図１４を用いて、本実施形態による自動車の制御装置による変速制御の制御内容について説明する。
最初に、図６を用いて、本実施形態による自動車の制御装置による変速制御の全体の制御内容について説明する。
図６は、本発明の実施形態による自動車の制御装置による変速制御の制御内容を示すフローチャートである。

以下に示す変速制御の内容は、パワートレーン制御ユニット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５０１〜５０９の処理は、パワートレーン制御ユニット１００によって実行される。

ステップ５０１において、パワートレーン制御ユニット１００は、パラメータを読み込み、ステップ５０２において、変速が開始しているか否かを判定する。変速開始か否かの判定は、読み込まれたパラメータの内、車速Ｖｓｐとアクセルペダル踏み込み量Ａｐｓから変速段を設定する。この設定された変速段が、現在の変速段と異なる場合には、変速を開始し、同じ場合には変速を行わない。変速開始時には、ステップ５０３に進み、変速を行わない場合には、処理を終了する。

変速動作を開始するときは、ステップ５０３（解放制御フェーズ）において、ギアを解放するため、解放制御を実行する。解放制御の詳細については、図８以降を用いて後述する。

次に、ステップ５０４において、解放制御完了か否かを判定する。解放制御完了か否かを判定は、シフト位置ｒｐＳＦＴが解放位置と判定できる位置，すなわち、図４におけるシフト位置ＳＦ２付近の所定範囲内であるか否かで判定する。解放位置と判定する閾値をそれぞれＳＦ１ＯＦＦ，ＳＦ３ＯＦＦとすると、ＳＦ１ＯＦＦ≧ｒｐＳＦＴ≧ＳＦ３ＯＦＦとする。ここで、閾値ＳＦ１ＯＦＦ，ＳＦ３ＯＦＦは、噛合いクラッチが噛合い状態ではなくなる位置の中で、できるかぎり広い範囲とすることが望ましいものである。ステップ５０４の判定によって、解放制御完了の場合はステップ５０５へ進み、未完了の場合は再度ステップ５０３を実行する。

解放制御が終了すると、ステップ５０５（回転同期制御フェーズ）において、入力回転数を次変速段相当の回転数（目標回転数）に同期するよう、アシストクラッチトルクを制御する。

そして、ステップ５０６において、回転同期制御が完了しているか否かを判定する。回転同期制御の完了条件は、次変速段の回転数（目標回転数）と入力回転数の回転差が小さくなった場合（｜入力回転数Ｎｉ−出力回転数Ｎｏ×目標変速段ギア比γｎ｜が小さい），かつ、セレクト位置が目標位置にいる場合とする。セレクト位置の判定は、例えば２→３変速の場合、図４におけるセレクト位置ｒｐＳＥＬがＳＬ２付近の所定範囲内であるか否かで判定する。回転差の条件，セレクト位置の条件ともに、判定には時間ディレイを設けることが望ましいものである。

ステップ５０６の判定によって、同期制御完了の場合は、ステップ５０７（締結制御フェーズ）に進み、同期制御が未完了の場合は、再度ステップ５０５へ進み、同期制御を続行する。

同期制御が完了すると、ステップ５０７（締結制御フェーズ）において、ギアを締結するため、締結制御を実行する。

次に、ステップ５０８において、締結制御が完了か否かを判定する。ここで、締結制御の完了条件は、シフト位置が目標位置にいる場合とする。シフト位置の判定は、例えば２→３変速の場合、図４におけるシフト位置ｒｐＳＦＴがＳＦ１付近の所定範囲内であるか否かで判定する。

締結制御完了時はステップ５０９（変速終了フェーズ）へ進み、アシストクラッチの目標トルクＴＴｑを０とし、その後変速制御を終了する。締結制御未完了時は、再度ステップ５０７へ進み、締結制御を続行する。

次に、図７を用いて、本実施形態による自動車の制御装置による変速制御の制御内容の経過時間を示すタイマの内容について説明する。
図７は、本発明の実施形態による自動車の制御装置による変速制御の制御内容の経過時間を示すタイマの内容を示すフローチャートである。

以下に示すタイマの内容は、パワートレーン制御ユニット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６０１〜６０８の処理は、パワートレーン制御ユニット１００によって実行される。

ステップ６０１において、パワートレーン制御ユニット１００は、変速中であるか否かの判定を行い、制御制御中はステップ６０２へ、変速中ではない場合はステップ６０８へ進み、解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐ、回転同期制御フェーズタイマＴｍ＿ｎｓ、締結制御フェーズタイマＴｍ＿ｃｎをそれぞれリセットする。

ステップ６０２では、解放制御フェーズであるか否かを判定する。解放制御フェーズの場合はステップ６０５へ進み、解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐをカウントアップする。解放制御フェーズではない場合は、ステップ６０３へ進む。

ステップ６０３では、回転同期制御フェーズであるか否かの判定を行う。回転同期制御フェーズである場合はステップ６０６へ進み、回転同期制御フェーズタイマＴｍ＿ｎｓをカウントアップする。回転同期制御フェーズではない場合は、ステップ６０４へ進む。

ステップ６０４では、締結制御フェーズであるか否かの判定を行う。締結制御フェーズの場合はステップ６０７へ進み、締結制御フェーズタイマＴｍ＿ｃｎをカウントアップする。締結制御フェーズではない場合は、処理なしとする。

次に、図８〜図１４を用いて、本実施形態による自動車の制御装置による変速制御のステップ５０３（解放制御フェーズ）の制御内容について説明する。
最初に、図８を用いて、本実施形態による変速制御の解放制御フェーズの全体的な制御内容について説明する。
図８は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの全体的な制御内容を示すフローチャートである。

図８のステップ５０３に示した解放制御フェーズは、ステップ７０１（シフト制御処理）と、ステップ７０２（アシストクラッチ制御処理）から構成される。ステップ７０１（シフト制御処理）の詳細は図９を用いて後述し、ステップ７０２（アシストクラッチ制御処理）の詳細は図１２を用いて後述する。

次に、図９〜図１１を用いて、図８のステップ７０１（シフト制御処理）の詳細な制御内容について説明する。
図９は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のシフト制御処理の制御内容を示すフローチャートである。図１０は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のシフト制御処理で用いる解放最大時間Ｔｍ＿ｏｐ＿ｍｘ、目標シフト荷重Ｆｓｆｔを算出する関数構造の説明図である。図１１は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のシフト制御処理の中のエンジントルクダウン処理におけるエンジントルクゲインの低減割合の説明図である。

図９のステップ８０１において、パワートレーン制御ユニット１００は、パラメータを読み込み、ステップ８０２において、解放制御フェーズ開始直後か否かを判定する。

解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐ＝０のときは、ステップ８０３において、解放最大時間Ｔｍ＿ｏｐ＿ｍｘを設定し、ステップ８０４へ進む。解放最大時間Ｔｍ＿ｏｐ＿ｍｘは入力トルクＴｑ＿ｉｎの関数とする。解放最大時間Ｔｍ＿ｏｐ＿ｍｘの算出関数ｆ１は、図９（Ａ）に示すように、入力トルクＴｑ＿ｉｎを入力として算出する構成とする。さらには、解放する変速段毎に別設定とすることが望ましいものである。

解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐ≠０のときは、ステップ８０４へ進む。

次に、ステップ８０４において、時間判定を行う。解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐ＜解放最大時間Ｔｍ＿ｏｐ＿ｍｘの場合は、ステップ８０５（シフト荷重制御処理１）を実行する。ステップ８０５における目標シフト荷重Ｆｓｆｔは、解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐの関数とする。目標シフト荷重Ｆｓｆｔの算出関数ｇ１は、図９（Ｂ）に示すように、解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐを入力として算出する構成とする。

解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐ≧解放最大時間Ｔｍ＿ｏｐ＿ｍｘの場合は、ステップ８０６（エンジントルクダウン処理）を実行する。
ステップ８０６（エンジントルクダウン処理）では、図１１に示すように、エンジントルクゲインを、解放制御フェーズタイマ Tm_opにしたがって１００％から低減する。ここで、ギア解放時のエンジンのトルクの変化量は、ギア解放に要した時間に応じて変えるようにしている。最終的なエンジントルク指令は、元々のエンジントルク指令に、図１１の割合（％）を乗じて算出する。

噛合いクラッチの移動に対する抵抗として、噛合いクラッチおよびシフト機構の摩擦抵抗，走行時のギア抜け防止のためにギア位置を保持する位置保持機構の保持力，歯車列（噛合いクラッチ）が伝達するトルクによる抵抗等がある。図１０（Ｂ）の関数ｇ１の設定値は、噛合いクラッチおよびシフト機構の摩擦抵抗，ギア位置を保持する位置保持機構の保持力の合計よりも高い値とすることが望ましいものである。さらには、解放する変速段毎に別設定とすることが望ましいものである。

次に、図１２及び図１３を用いて、図８のステップ７０２（アシストクラッチ制御処理）の詳細な制御内容について説明する。
図１２は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のアシストクラッチ制御処理の制御内容を示すフローチャートである。図１３は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のアシストクラッチ制御処理で用いる目標トルクゲインＫｔｒｑを算出する関数構造の説明図である。

図１２のステップ１００１において、パワートレーン制御ユニット１００は、パラメータを読み込み、ステップ１００２で目標とする解放トルクＴＴｑ＿ｏｆｆを設定する。目標解放トルクＴＴｑ＿ｏｆｆは、入力トルクＴｑ＿ｉｎにゲインＫｇをかけて算出する。入力トルクＴｑ＿ｉｎは、変速機に入力されるトルクであり、エンジントルクＴｅを元に算出する。ゲインＫｇは、解放する変速段毎に設定することが望ましいものである。

次に、ステップ１００３において、目標トルクゲインＫｔｒｑを設定する。目標トルクゲインＫｔｒｑは、解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐの関数とする。目標トルクゲインＫｔｒｑは、解放制御フェーズタイマＴｍ＿ｏｐを入力として算出する構成とする。さらには、解放する変速段毎に別設定とすることが望ましいものである。またさらには、入力トルクＴｑ＿ｉｎ毎に別設定とすることが望ましいものである。

次に、ステップ１００４において、目標解放トルクＴＴｑ＿ｏｆｆに目標トルクゲインＫｔｒｑを乗算することによって、アシストクラッチ目標トルクＴＴｑを算出する。目標トルクゲインＫｔｒｑを０から徐々に増加させることで、アシストクラッチトルクＴＴｑを０から徐々に増加する。

本実施形態における特徴的な点は、噛合いクラッチの解放制御において、図９のステップ８０６におけるエンジントルクダウンを実行することにより、噛合いクラッチの解放時間が所定時間を超えた場合にも、ショックを回避して、噛み合いクラッチの解放を確実に終了させることにある。

ここで、図１を用いて、原動機１で発生したトルクが、出力軸１８に伝達されるルートについて説明すると、アシストクラッチ２０３，２０４を経由して伝達されるルートと、噛合いクラッチ１９，２０，２１を経由して伝達されるルートがある。入力軸１０に対する入力トルクをＴｉとし、出力軸１８から出力される出力トルクをＴｏとし、アシストクラッチ２０３，２０４を経由して伝達されるトルクをＴａとすると、出力トルクをＴｏは、以下の式（１）から、

Ｔｏ＝γA・Ｔａ＋（Ｔｉ−Ｔａ）×γ1 …（１）

となる。ここで、γAは、アシストクラッチ２０３，２０４に接続された第７ギア２０１，２０２のギア比であり、γ1は噛合いクラッチ１９を用いてトルクを伝達する１速ギア４，１２のギア比である。

上述したように、変速が開始すると、アシストクラッチトルクＴａ（上述の説明におけるアシストクラッチトルクＴＴｑ）が０から徐々に増加する。そして、Ｔｉ＝Ｔａのタイミングが、噛合いクラッチを解放する最適タイミングであり、このタイミングで解放すると、トルク段差をなくすることができる。

一方、噛合いクラッチの移動に対する総合抵抗力Ｆとして、噛合いクラッチおよびシフト機構の摩擦抵抗力Ｆ１と、走行時のギア抜け防止のためにギア位置を保持する位置保持機構の保持力Ｆ２と、歯車列（噛合いクラッチ）が伝達するトルクによる抵抗力Ｆ３等がある。すなわち、総合抵抗力Ｆは、以下の式（２）から、

Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３ …（２）

となる。ここで、歯車列（噛合いクラッチ）が伝達するトルクによる抵抗Ｆ３は、歯車列（噛合いクラッチ）が伝達するトルクによって変化し、噛合いクラッチを解放する最適タイミング（Ｔｉ＝Ｔａ）では伝達トルクは、０となる。従って、このときの総合抵抗力Ｆは、以下の式（３）から、

Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２ …（３）

となる。

本実施形態では、噛合いクラッチが伝達しているトルクが解除される前に噛合いクラッチを解放位置へ移動する方向に、摩擦抵抗および保持力による抵抗による抵抗力Ｆ１＋Ｆ２よりも高い荷重Ｆ４をかけるようにしている。この荷重Ｆ４が、図１０（Ｂ）に示したシフト荷重Ｆｓｆｔである。抵抗力Ｆ１＋Ｆ２よりも高い荷重Ｆ４（シフト荷重Ｆｓｆｔ）をかけることにより、アシストクラッチによってエンジン１のトルクを伝達し、歯車列（噛合いクラッチ）が伝達するトルクによる抵抗Ｆ３が十分小さくなった時点で、噛合いクラッチを解放位置へ移動する方向への荷重Ｆ４が、噛合いクラッチの移動に対する抵抗Ｆ（＝Ｆ１＋Ｆ２）よりも大きくなり、噛合いクラッチが解放位置へ移動し、ギア解放が行われる。
このとき、何らかの外乱により、歯車列（噛合いクラッチ）が伝達するトルクによる抵抗Ｆ３が十分小さくならない、つまりアシストクラッチ伝達トルクが十分Ｔｉに近づかないケースと、アシストクラッチ伝達トルクがＴｉ以上になってしまう２つの異常ケースが考えられ、このとき、解放フェーズが終了せずに、変速処理から抜けられなくなる。
従来技術のように、解放制御時間がある時間を超えたとき、強制的に噛み合いクラッチを解放する荷重を予め設定した値以上にして、噛み合いクラッチを解放する方法のように、トルクのバランスができていないところで噛み合いクラッチを強制的に解放すると、式（１）で上述したように、アシストクラッチ２０３，２０４を経由して伝達されるルートと、噛合いクラッチ１９，２０，２１を経由して伝達されるルートのうち、噛み合いクラッチを経由して伝達されるルートが急激に解放されるので、前述の式（１）、

Ｔｏ＝γA・Ｔａ＋（Ｔｉ−Ｔａ）×γ1 …（１）

において、Ｔｏが（γA・Ｔａ＋（Ｔｉ−Ｔａ）×γ1）の状態から（γA・Ｔａ）の状態になり、（（Ｔｉ−Ｔａ）×γ1）のトルク段差がステップ状に発生して、大きなショックとなる。
本実施例の特徴は、前記問題を解決するために、図９のエンジントルクダウン処理８０６を導入したことにある。前述の式（２）、

Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２＋Ｆ３ …（２）

において、歯車列（噛合いクラッチ）が伝達するトルクによる抵抗力Ｆ３がエンジントルクダウンを徐徐に実施すると、Ｆ３はエンジントルクに比例するので次第に小さくなり総合締結力Ｆは、

Ｆ＝Ｆ１＋Ｆ２ …（３）

に近づくので、抵抗力Ｆ１＋Ｆ２よりも高い荷重Ｆ４（Ｆ４＞Ｆ１＋Ｆ２）をかけるようにしておけば、つまりアシストクラッチ伝達トルクが十分Ｔｉに近づかないケースと、アシストクラッチ伝達トルクがＴｉ以上になる２つの異常ケースにおいても、自ずからショックなしに噛み合いクラッチが解放できる。

ここで、図１４を用いて、本発明の一実施形態による自動車の制御装置によるアップシフト時の制御内容について説明する。
図１４は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置によるアップシフト時の制御内容を示すタイムチャートである。
図１４は、アシストクラッチトルクが立ち上がる前にシフト荷重をかけるように、シフト荷重Ｆｓｆｔを算出する図１０の関数ｇ１、アシストクラッチトルクＴＴｑの立ち上がりを設定する目標トルクゲインＫｔｒｑを算出する図１３の関数ｈ１の設定したときの第１変速段から第２変速段へのアップシフト時の制御内容を示している。

図１４において、時刻ｔ１から時刻ｔ２の期間が解放制御フェーズ、時刻ｔ２から時刻ｔ３の期間が回転同期制御フェーズ、時刻ｔ３から時刻ｔ４の期間が締結制御フェーズ、時刻ｔ４から時刻ｔ５の期間が変速終了フェーズとなっている。

図１４（Ａ）はシフト荷重を示している。図１４（Ｂ）はアシストクラッチトルクを示している。図１４（Ｃ）はエンジントルクを示している。図１４（Ｄ）は入力軸回転数および目標回転数を示している。図１４（Ｅ）はシフト位置を示している。図１４（Ｆ）は出力軸トルクを示している。

解放制御フェーズにおいては、時刻ｔ１において、図１４（Ａ）に示すように、シフト荷重が立ち上がり、図１４（Ｂ）に示すように、やや遅れてアシストクラッチトルクが立ち上がる。なお、シフト荷重はシフト位置をＳＦ１側へ移動させる方向を正としているため、負方向となる。

ここで、例えば、時刻ｔ１〜時刻ｔ７までの時間（ｔ７−ｔ１）が、ギア解放の所定時間Tm_op_mxとすると、時刻ｔ７においてギア解放が終了してない場合には、時刻ｔ７において、図１４（Ｃ）に示すように、エンジントルクを減少させていくと、図１４（Ａ）に示すシフト荷重によって、図１４（Ｅ）に示すようにシフト位置がさらにＳＦ２側へ近づき、シフト荷重によって、図１４（Ｅ）に示すシフト位置が移動する期間（時刻ｔ６〜ｔ２）、図１４（Ｆ）に示すように、変速機出力軸トルクにトルク段差が発生せず、ギア解放がショック無しにスムーズに行われる。

図１４（Ａ），（Ｃ），（Ｅ），（Ｆ）において、破線は、従来技術（解放制御時間がある時間を超えたとき、強制的に噛み合いクラッチを解放するもの）の場合の制御内容を示している。従来技術では、図１４（Ｃ）に破線で示すように、時刻ｔ７〜ｔ２において、エンジントルクは一定である。その一方で、図１４（Ａ）に破線で示すように、時刻ｔ７において、シフト荷重を増加する。結果として、図１４（Ｅ）に破線で示すように、シフト位置はＳＦ２に移動する。しかしながら、このように、強制的に解放する方式では、図１４（Ｆ）に破線で示すように、トルク段差が発生するため、ギア解放によるショックが発生することになる。

時刻ｔ２において、図１４（Ｅ）に示すように、シフト位置が位置ＳＦ２付近となると、回転同期制御フェーズとなる。回転同期制御フェーズでは、図１４（Ｂ）に示すアシストクラッチトルクによって、図１４（Ｄ）に示すように、入力回転数が次変速段相当の目標回転数に同期する。時刻ｔ３において、回転数が同期したとすると、この時点で、図１４（Ｅ）に示すように、シフト位置が位置ＳＦ２からＳＦ３へ移動する。シフト位置がＳＦ３へ移動した時刻ｔ４で、変速終了フェーズとなり、図１４（Ｂ）に示すように、アシストクラッチトルクが０となって、変速制御終了となっている。

以上説明したように、本実施形態では、一方の歯車列から他方の歯車列へ変速するときに、伝達トルク可変手段であるアシストクラッチを制御することで変速を行う自動車の制御方法であって、駆動力源のトルクの少なくとも一部をアシストクラッチによって伝達することで、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部を解除し、噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめて解放する、ギア解放時において、噛合い伝達手段が所定時間解放されない場合は、駆動力源の出力を低下させるようにしている。かかる実施形態によれば、歯車列の伝達トルクが解除される前に、噛合い伝達手段を解放位置へ移動する方向に荷重をかけたときに、駆動力源やアシストクラッチの機差ばらつきや経時劣化があっても、噛合い伝達手段を解放位置へ確実に移動せしめることができ、ギア解放ショックによる変速フィーリングの低下を回避することができるものとなる。

なお、以上の説明では、図１４（Ｃ）の時刻ｔ７〜ｔ２に示したように、エンジントルクを時間と共に徐々に減少させるようにしているが、時刻ｔ７において、ステップ的に減少させるようにしてもよいものである。この場合、図１３（Ｆ）の時刻ｔ７において、比較的急なトルク変動となるが、それでも、従来のように、強制的にギアを解放した場合に比べて、トルク段差は小さくすることができる。

また、以上の説明では、ギア解放時に、ギア解放に要した時間が、予め設定した時間を超えた場合に、駆動力源のトルクを減少させるようにしているが、駆動力源のトルクを増加させる場合もある。ギア解放は、エンジントルクとアシストクラッチトルクがバランスした時に行われる。通常は、エンジントルクが、アシストクラッチトルクよりも大きいため、ギア解放時には、図１４（Ｂ）に示したように、アシストクラッチトルクを増加させ、エンジントルクに一致したときにクラッチ解放する。このような場合には、前述したように、ギア解放に所定時間以上を要した場合には、図１４（Ｃ）の時刻ｔ７〜ｔ２に示したように、エンジントルクを減少させる必要がある。一方、エンジントルクが、アシストクラッチトルクよりも小さい場合には、ギア解放時には、アシストクラッチトルクを減少させ、エンジントルクに一致したときにクラッチ解放する。このような場合には、ギア解放に所定時間以上を要した場合には、エンジントルクを増加させる必要がある。

本発明の一実施形態による自動車の制御装置の第１のシステム構成例のスケルトン図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置の第２のシステム構成例のスケルトン図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置の第３のシステム構成例のスケルトン図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置におけるクラッチとドリブンギアの噛合い関係の説明図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置におけるパワートレーン制御ユニットと、エンジン制御ユニットと、油圧制御ユニットとの間の通信手段による入出力信号関係の説明図である。 本発明の実施形態による自動車の制御装置による変速制御の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の実施形態による自動車の制御装置による変速制御の制御内容の経過時間を示すタイマの内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの全体的な制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のシフト制御処理の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のシフト制御処理で用いる解放最大時間、目標シフト荷重を算出する関数構造の説明図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のシフト制御処理の中のエンジントルクダウン処理におけるエンジントルクゲインの低減割合の説明図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のアシストクラッチ制御処理の制御内容を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置による変速制御の解放制御フェーズの中のアシストクラッチ制御処理で用いる目標トルクゲインを算出する関数構造の説明図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置によるアップシフト時の制御内容を示すタイムチャートである。

符号の説明

１…エンジン
２…入力軸クラッチ入力ディスク
３…入力軸クラッチ出力ディスク
４…第１ドライブギア
５…第２ドライブギア
６…第３ドライブギア
７…第４ドライブギア
８…第５ドライブギア
１０…変速機入力軸
１２…第１ドリブンギア
１３…第２ドリブンギア
１４…第３ドリブンギア
１５…第４ドリブンギア
１６…第５ドリブンギア
１８…変速機出力軸
１９…第１噛合いクラッチ
２０…第２噛合いクラッチ
２１…第３噛合いクラッチ
２２…入力軸クラッチアクチュエータ
２３…シフト第１アクチュエータ
２４…シフト第２アクチュエータ
２５…セレクト第１アクチュエータ
２６…セレクト第２アクチュエータ
２７…シフト／セレクト機構
２９…入力軸回転センサ
３０…出力軸回転センサ
１００…パワートレイン制御ユニット
１０１…エンジン制御ユニット
１０２…油圧制御ユニット
２０１…第７ドライブギア
２０２…第７ドリブンギア
２０３…アシストクラッチ入力ディスク
２０４…アシストクラッチ出力ディスク
２０５…アシストクラッチアクチュエータ

Claims (4)

1. 複数の歯車列と、入力軸と出力軸の間に備えられた複数のトルク伝達手段とを有し、前記トルク伝達手段の少なくとも１つは伝達トルク可変手段であり、また少なくとも一つは噛合い伝達手段である歯車式変速機に用いられ、一方の歯車列から他方の歯車列へ変速するときに、前記伝達トルク可変手段を制御することで変速を行う自動変速機の制御装置であって、
   前記入力軸に駆動力を入力する駆動力源のトルクの少なくとも一部を前記伝達トルク可変手段によって伝達することで、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部を解除し、前記噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめて解放するギア解放手段と、
   ギア解放に要した時間が、予め設定した時間を超えた場合に、前記駆動力源のトルクを変化させるエンジントルク変化手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 請求項１記載の自動変速機の制御装置において、
   前記エンジントルク変化手段は、前記駆動力源のトルクを減少させることを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 請求項１記載の自動変速機の制御装置において、
   前記エンジントルク変化手段は、ギア解放時の駆動力源のトルクの変化量を、ギア解放に要した時間に応じて変えることを特徴とする自動変速機の制御装置。
4. 複数の歯車列と、入力軸と出力軸の間に備えられた複数のトルク伝達手段とを有し、前記トルク伝達手段の少なくとも１つは伝達トルク可変手段であり、また少なくとも一つは噛合い伝達手段である歯車式変速機に用いられ、一方の歯車列から他方の歯車列へ変速するときに、前記伝達トルク可変手段を制御することで変速を行う自動変速機の制御方法であって、
   前記入力軸に駆動力を入力する駆動力源のトルクの少なくとも一部を前記伝達トルク可変手段によって伝達することで、歯車列の伝達トルクの少なくとも一部を解除し、前記噛合い伝達手段を解放位置へ移動せしめて解放するとともに、
   ギア解放に要した時間が、予め設定した時間を超えた場合に、前記駆動力源のトルクを変化させることを特徴とする自動変速機の制御方法。

Images