JP4577340B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の制御装置、特に、摩擦係合要素が非係合時にそのクリアランスを最適に調整する自動変速機の制御装置に関する。

従来より、トルクコンバータと遊星歯車機構とからなる自動変速機においては、遊星歯車機構に設けられるクラッチやブレーキに多板クラッチ式の摩擦係合要素が多く用いられている。

このような、従来の自動変速機として、２個のクラッチで前進６段の多段変速を可能とする自動変速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この自動変速機を構成する摩擦係合要素の一つである第２ブレーキは、一般に油圧を用いてピストンを軸方向に移動させることによって、両面に摩擦材が貼り合わされた回転側摩擦プレートとケースに固定された非回転側摩擦プレートとから構成されるクラッチプレートを押し付けて係合状態を形成する一方、リターンスプリングの付勢力により非係合状態を形成するようになっている。

第１変速段が成立される第２ブレーキは、並列して一方向クラッチが設けられているため、発進時（加速時）には、第２ブレーキを係合させないが、エンジンブレーキ時には、第２ブレーキを係合させるようになっている。
特開２００３−２４００６８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された従来の自動変速機においては、例えば車両が高速で走行した場合、車両の速度に応じて回転側摩擦プレートが非回転側摩擦プレートに対して高速に空転する。

回転側摩擦プレートの摩擦材と非回転側摩擦プレートとのクリアランス、すなわちパッククリアランスが比較的大きい状態で回転側摩擦プレートが高速で回転すると、回転側摩擦プレートが非回転側摩擦プレートに対して激しく暴れ、回転側摩擦プレートの摩擦材が非回転側摩擦プレートに接触して摩擦力が増大し、クラッチプレートの引き摺りトルクが大きくなる。

その結果、自動変速機内の油温がさらに上昇し、オーバーヒートし易いという問題があった。

一方、高速走行域での回転側摩擦プレートの暴れを抑えるために、パッククリアランスを詰めて比較的小さくすることも考えられる。

しかしながら、パッククリアランスを詰めて比較的小さくした状態で、回転側摩擦プレートが通常走行域での回転数で回転した場合には、回転側摩擦プレートが高速走行域での回転数で回転した場合と比較して、オイルが摩擦材と非回転側摩擦プレートとの間に溜まり易く、オイルのせん断力が増加してクラッチプレートの引き摺りトルクが大きくなる。

このように、クラッチプレートの引き摺りトルクが大きくなると、動力損失が増大してひいては車両の燃費の低下を招くという問題もあった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、車両が高速走行域で走行した場合だけでなく通常走行域で走行した場合にもクラッチプレートの引き摺りトルクを低減させることによって、自動変速機の耐久性の向上を図ることができるとともに車両の燃費の向上を図ることができる自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記目的を達成するため、（１）多板のクラッチプレートによって構成された複数組の摩擦係合要素を有し、前記クラッチプレートを作動するピストンを制御することによって、それぞれの前記摩擦係合要素の係合状態および非係合状態を切り替えて、複数の変速段を形成する自動変速機の制御装置において、前記非係合状態における前記クラッチプレートの相対的な回転速度差を検出する回転速度差検出手段と、前記回転速度差検出手段によって検出された前記回転速度差が大きいほど、前記非係合状態における前記クラッチプレート間のクリアランスが小さくなるよう前記ピストンの作動圧を制御する油圧制御手段と、を備えた構成を有している。

この構成により、回転速度差検出手段によって検出された回転速度差に応じて、非係合状態におけるクラッチプレート間のクリアランスを調節することができ、車両が高速走行域で走行した場合だけでなく通常走行域で走行した場合にもクラッチプレートの引き摺りトルクを低減させることによって、自動変速機の耐久性の向上を図ることができるとともに車両の燃費の向上を図ることができる。

また、本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記目的を達成するため、（２）多板のクラッチプレートによって構成された複数組の摩擦係合要素を有し、前記クラッチプレートを作動するピストンを制御することによって、それぞれの前記摩擦係合要素の係合状態および非係合状態を切り替えて、複数の変速段を形成する自動変速機の制御装置において、前記非係合状態における前記クラッチプレートの相対的な回転速度差を検出する回転速度差検出手段と、前記回転速度差検出手段によって検出された前記回転速度差に応じて、前記非係合状態における前記クラッチプレート間のクリアランスを調節するよう前記ピストンの作動圧を制御する油圧制御手段と、を備え、前記油圧制御手段が、前記非係合状態における前記回転速度差が大きい場合に、前記回転速度差が小さい場合と比較して前記クラッチプレート間のクリアランスを小さくする構成を有している。
また、本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記（１）に記載の自動変速機の制御装置において、（３）前記油圧制御手段が、前記非係合状態における前記回転速度差が大きい場合に、前記回転速度差が小さい場合と比較して前記クラッチプレート間のクリアランスを小さくする構成を有している。

この構成により、車両が高速走行域で走行した場合に、クラッチプレートの暴れを低減することができるので、クラッチプレートの引き摺りトルクを低減することができる。この結果、自動変速機の耐久性の向上を図ることができるとともに車両の燃費の向上を図ることができる。

また、本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記（１）から（３）に記載の自動変速機の制御装置において、（４）前記油圧制御手段が、前記摩擦係合要素が前記非係合状態から前記係合状態に切り替えられた場合に、前記自動変速機の変速状態に基づいて、前記非係合状態における前記クラッチプレート間のクリアランスを補正する構成を有している。

この構成により、自動変速機の変速状態に基づいて、非係合状態におけるクラッチプレート間のクリアランスを補正することができるので、摩擦係合要素の各部品の経時変化に対応することができ、最適なクリアランスを維持することができる。

また、本発明に係る自動変速機の制御装置は、上記（１）から（４）に記載の自動変速機の制御装置において、（５）前記回転速度差検出手段が、車速およびギヤ段に基づいて前記非係合状態における前記クラッチプレートの相対的な回転速度差を検出する構成を有している。

この構成により、車速およびギヤ段に基づいて非係合状態におけるクラッチプレートの相対的な回転速度差を検出するので、回転速度差を正確に検出することができる。

本発明によれば、車両が高速走行域で走行した場合だけでなく通常走行域で走行した場合にもクラッチプレートの引き摺りトルクを低減させることによって、自動変速機の耐久性の向上を図ることができるとともに車両の燃費の向上を図ることができる自動変速機の制御装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、構成について説明する。

図１は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置を搭載した車両を模式的に示す概略構成図である。本実施の形態においては、本発明に係る自動変速機の制御装置をＦＦ（Front engine Front drive）車両に適用した場合について説明する。

図１に示すように、車両１は、エンジン２と、トルクコンバータ３と、前進クラッチを有する変速機構４と、トルクコンバータ３および変速機構４を油圧で制御するための油圧制御回路５と、動力源としてのエンジン２を制御するためのエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）６と、油圧制御回路５を制御するためのトランスミッションＥＣＵ７と、によって構成されている。

エンジン２は、図示しないインジェクタから噴射された燃料と空気との混合気を、シリンダの燃焼室内で燃焼させる内燃機関である。燃焼によりシリンダ内のピストンが押し下げられて、図示しないクランクシャフトが回転させられる。なお、内燃機関の代わりに外燃機関を用いてもよい。また、エンジン２の代わりに回転電機などを用いてもよい。

トルクコンバータ３は、エンジン２から変速機構４にトルクを増大してエンジン２の動力を伝達するようになっており、エンジン２の出力軸と連結されるポンプインペラー（以下、単にインペラーという）と、変速機構４の入力軸と連結されるタービンランナー（以下、単にタービンという）と、ワンウェイクラッチによって一方向の回転が阻止されているステータとを有している。インペラーとタービンとは、流体を介して動力を伝達するようになっている。

トルクコンバータ３と、変速機構４とは、自動変速機８を構成している。自動変速機８は、所望の変速段を形成することにより、クランクシャフトの回転数を所望の回転数に変速する。変速機構４については、後で詳細に説明する。油圧制御回路５は、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５を有している。

図２は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の構成を示す骨子図である。

図２に示すように、自動変速機８の変速機構４は、ダブルピニオン型の第１遊星歯車装置２１を主体として構成されている第１変速部２２と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置２３およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置２４を主体として構成されている第２変速部２５とを同軸線上に有し、入力軸２６の回転を変速して出力歯車２７から出力するようになっている。入力軸２６は、エンジン２によって回転駆動されるトルクコンバータ３のタービン軸であり、出力歯車２７は、差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動するようになっている。なお、変速機構４は、中心線に対して略対称的に構成されており、図２においては、中心線の下半分が省略されている。

第１変速部２２を構成している第１遊星歯車装置２１は、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１およびリングギヤＲ１の３つ回転要素を備えており、サンギヤＳ１が入力軸２６に連結されて回転駆動されるとともに、キャリアＣＡ１が第３ブレーキＢ３を介して回転不能にケース２８に固定されることにより、リングギヤＲ１が入力軸２６に対して減速回転させられて出力するようになっている。

第２変速部２５を構成している第２遊星歯車装置２３および第３遊星歯車装置２４は、一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されており、具体的には、第３遊星歯車装置２４のサンギヤＳ３によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置２３のリングギヤＲ２および第３遊星歯車装置２４のリングギヤＲ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第２遊星歯車装置２３のキャリアＣＡ２および第３遊星歯車装置２４のキャリアＣＡ３が互いに連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置２３のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。

第２遊星歯車装置２３および第３遊星歯車装置２４は、キャリアＣＡ２およびＣＡ３が共通の部材によって構成されているとともに、リングギヤＲ２およびＲ３が共通の部材によって構成されており、かつ、第２遊星歯車装置２３のピニオンギヤが第３遊星歯車装置２４の第２ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。

第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は、第１ブレーキＢ１によって選択的にケース２８に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は、第２ブレーキＢ２によって選択的にケース２８に連結されて回転停止させられるようになっている。また、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）は、第１クラッチＣ１を介して選択的に入力軸２６に連結され、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は、第２クラッチＣ２を介して選択的に入力軸２６に連結され、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は、第１遊星歯車装置２１のリングギヤＲ１に一体的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（キャリアＣＡ２、ＣＡ３）は、出力歯車２７に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。

第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２、第３ブレーキＢ３、第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２は、何れも作動圧によって摩擦係合させられる多板式の油圧式摩擦係合要素である。なお、第２回転要素ＲＭ２とケース２８との間には、第２回転要素ＲＭ２の正回転（入力軸２６と同じ回転方向）を許容しつつ逆回転を阻止する一方向クラッチＦが第２ブレーキＢ２と並列に設けられている。

第１クラッチＣ１および第２ブレーキＢ２が係合させられて、第４回転要素ＲＭ４が入力軸２６と一体回転させられるとともに、第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられると、出力歯車２７に連結された第３回転要素ＲＭ３は「１ｓｔ」で示す回転速度で回転させられ、最も大きい変速比の第１変速段「１ｓｔ」が成立させられる。

第１クラッチＣ１および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第４回転要素ＲＭ４が入力軸２６と一体回転させられるとともに、第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第３回転要素ＲＭ３は「２ｎｄ」で示す回転速度で回転させられ、第１変速段「１ｓｔ」よりも変速比が小さい第２変速段「２ｎｄ」が成立させられる。

第１クラッチＣ１および第３ブレーキＢ３が係合させられて、第４回転要素ＲＭ４が入力軸２６と一体回転させられるとともに、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部２２を介して減速回転させられると、第３回転要素ＲＭ３は「３ｒｄ」で示す回転速度で回転させられ、第２変速段「２ｎｄ」よりも変速比が小さい第３変速段「３ｒｄ」が成立させられる。

第１クラッチＣ１および第２クラッチＣ２が係合させられて、第２変速部２５が入力軸２６と一体回転させられると、第３回転要素ＲＭ３は「４ｔｈ」で示す回転速度、すなわち、入力軸２６と同じ回転速度で回転させられ、第３変速段「３ｒｄ」よりも変速比が小さい第４変速段「４ｔｈ」が成立させられる。なお、この第４変速段「４ｔｈ」の変速比は１である。

第２クラッチＣ２および第３ブレーキＢ３が係合させられて、第２回転要素ＲＭ２が入力軸２６と一体回転させられるとともに、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部２２を介して減速回転させられると、第３回転要素ＲＭ３は「５ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第４変速段「４ｔｈ」よりも変速比が小さい第５変速段「５ｔｈ」が成立させられる。

第２クラッチＣ２および第１ブレーキＢ１が係合させられて、第２回転要素ＲＭ２が入力軸２６と一体回転させられるとともに、第１回転要素ＲＭ１が回転停止させられると、第３回転要素ＲＭ３は「６ｔｈ」で示す回転速度で回転させられ、第５変速段「５ｔｈ」よりも変速比が小さい第６変速段「６ｔｈ」が成立させられる。

また、第２ブレーキＢ２および第３ブレーキＢ３が係合させられると、第２回転要素ＲＭ２が回転停止させられるとともに、第１回転要素ＲＭ１が第１変速部２２を介して減速回転させられることにより、第３回転要素ＲＭ３は「Ｒｅｖ」で示す回転速度で逆回転させられ、後進変速段「Ｒｅｖ」が成立させられる。

すなわち、自動変速機８は、それぞれの摩擦係合要素を係合状態から非係合状態または非係合状態から係合状態に切り替えて、複数のギヤ段を成立させるようになっている。

図３は、本発明の実施の形態に係る自動変速機における複数の油圧式摩擦係合要素の作動の組み合わせとそれにより成立する変速段との関係を示す図である。

図３において、「○」は係合状態を、「◎」はエンジンブレーキ時のみの係合状態を、空欄は解放状態をそれぞれ表している。第１変速段「１ｓｔ」を成立させるための第２ブレーキＢ２には並列に一方向クラッチＦが設けられているため、発進時（加速時）には必ずしも第２ブレーキＢ２を係合させる必要は無い。また、各変速段の変速比は、第１遊星歯車装置２１、第２遊星歯車装置２３、および第３遊星歯車装置２４の各ギヤ比ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。

図４は、本発明の実施の形態に係る第２変速部における第２ブレーキの構造を示す断面図である。

図４に示すように、第２変速部２５は、ローリバースハブ３１と、複数の摩擦プレート３２と、複数の摩擦材３３と、複数のセパレータプレート３４と、ピストン３５と、リターンスプリング３６と、油圧通路３７と、油室３８と、シール部材３９と、を備えている。

ローリバースハブ３１は、第２変速部２５における第２回転要素ＲＭ２に嵌合され、Ｘ軸方向（図の左右方向）に平行な第２回転要素ＲＭ２の回転軸まわりに第２回転要素ＲＭ２に連動して回転するようになっている。各摩擦プレート３２は、環状の金属板によって構成され、ローリバースハブ３１の外周面に取り付けられている。各摩擦プレート３２は、ローリバースハブ３１に連動して第２回転要素ＲＭ２の回転軸まわりに回転するようになっている。なお、各摩擦プレート３２は、Ｘ軸方向に若干変位することができるように取り付けられている。また、各摩擦プレート３２の両端面には、摩擦材３３が貼り合わされている。

各セパレータプレート３４は、環状の金属板によって構成され、ケース２８の内周面に取り付けられている。各セパレータプレート３４は、ケース２８の内周方向に回転することはできず、Ｘ軸方向には若干変位することができるように取り付けられている。なお、摩擦材３３が貼り合わされた摩擦プレート３２およびセパレータプレート３４は、本発明のクラッチプレートを構成する。

各々の両端面に摩擦材３３が設けられた複数の摩擦プレート３２および複数のセパレータプレート３４は、Ｘ軸方向に交互に配設されて摩擦プレート層を形成するようになっている。なお、摩擦材３３とセパレータプレート３４との間には、作動油が介在している。

ピストン３５は、最も油室３８の近くに配設されたセパレータプレート３４に係合されている。ピストン３５は、油室３８から受ける油圧およびリターンスプリング３６の付勢力に応じてＸ軸方向に変位するようになっている。

リターンスプリング３６は、ローリバースハブ３１とピストン３５との間に配設され、Ｘ軸方向に沿って付勢力を発生する。すなわち、リターンスプリング３６は、第２ブレーキＢ２を解放させるための付勢力を発生し、摩擦プレート層がピストン３５から受けるＸ１方向の押付力を緩和させて、摩擦材３３とセパレータプレート３４との間にクリアランス（以下、「第２ブレーキＢ２のパッククリアランス」という）を発生させる。

油圧通路３７は、リニアソレノイドバルブＳＬ４によって調圧された油圧を油室３８に伝達する。油室３８内の油圧は、油圧通路３７を介してリニアソレノイドバルブＳＬ４によって直接的に制御される。なお、油室３８内の油圧は、リニアソレノイドバルブＳＬ４によってブレーキコントロールバルブを介して間接的に制御されるようになっていてもよい。シール部材３９は、ピストン３５の外周面とケース２８の内周面との間に配設され、ピストン３５のＸ軸方向の変位を許容しつつ油室３８内のリークを防止するようになっている。

第２ブレーキＢ２においては、リニアソレノイドバルブＳＬ４から油圧通路３７を介して油室３８に供給される油圧を制御することにより、ピストン３５を変位させ、ピストン３５の変位量に応じて摩擦材３３とセパレータプレート３４との間のパッククリアランスの量（以下、「パッククリアランス量」という）を制御するようになっている。

また、図１に示すように、エンジンＥＣＵ６は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory)、ＲＯＭ（Read Only Memory）、入力インターフェースおよび出力インターフェースを有している。エンジンＥＣＵ６は、ＣＰＵによって、スロットルセンサ９やアクセル開度センサ１３から入力された信号や、ＲＯＭに記憶されたマップなどに基づいてエンジン２の回転数を制御するようになっている。

トランスミッションＥＣＵ７は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入力インターフェースおよび出力インターフェースを有している。トランスミッションＥＣＵ７は、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５の作動状態を変化させ、ライン圧ＰＬを元圧とする作動圧により変速機構４の複数組の摩擦係合要素を選択的に係合あるいは解放させるようになっている。これらの摩擦係合要素の係合および解放の組み合わせによって、変速機構４の入力軸と出力軸との回転数の比が変更され、変速段が成立するようになっている。

トランスミッションＥＣＵ７のＲＡＭには、第２ブレーキＢ２が係合されているか否かを判定するための第２ブレーキフラグのオンまたはオフを表す情報が記憶されている。トランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキＢ２に対応するリニアソレノイドバルブＳＬ４に第２ブレーキＢ２の係合を指示するための信号を出力した場合、第２ブレーキフラグをオンにし、リニアソレノイドバルブＳＬ４に第２ブレーキＢ２の解放を指示するための信号を出力した場合には、第２ブレーキフラグをオフにするようになっている。

トランスミッションＥＣＵ７のＲＯＭには、車速およびスロットル開度と変速機構４の変速段とを対応させたマップが記憶されている。したがって、トランスミッションＥＣＵ７は、ＣＰＵによって、車速センサ１０やスロットルセンサ９から入力された信号とＲＯＭに記憶されたマップに基づいて変速機構４の変速段を決定するようになっている。

さらに、トランスミッションＥＣＵ７のＲＯＭには、自動変速機８の変速時間のタイムラグと摩擦材３３の摩耗量とが対応付けられた摩擦量推定マップおよび自動変速機８の変速時間のタイムラグと第２ブレーキＢ２のパッククリアランス量とが対応付けられたパッククリアランス量推定マップが記憶されている。ここで、自動変速機８の変速時間のタイムラグとは、トランスミッションＥＣＵ７がリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に自動変速機８を変速させるための変速指令信号を出力してからタービン回転数ＮＴが予め定められた回転数低下するまでの時間をいう。

なお、トランスミッションＥＣＵ７は、後述するように、本発明に係る自動変速機の制御装置、回転速度差検出手段および油圧制御手段を構成する。

車両１は、さらに、スロットルセンサ９と、車速センサ１０と、タービン回転数センサ１１と、操作位置センサ１２と、アクセル開度センサ１３とを備えている。

スロットルセンサ９は、例えば、スロットルバルブ１４のスロットル開度に応じた出力電圧が得られるホール素子により構成されている。スロットルセンサ９は、この出力電圧をスロットルバルブ１４のスロットル開度を表す信号としてエンジンＥＣＵ６およびトランスミッションＥＣＵ７に出力するようになっている。

車速センサ１０は、変速機構４の出力軸の回転数（以下、「出力軸回転数」という）を検出し、検出した出力軸回転数を表す信号をエンジンＥＣＵ６およびトランスミッションＥＣＵ７に出力するようになっており、エンジンＥＣＵ６およびトランスミッションＥＣＵ７は、この信号に基づいて車速を算出するようになっている。

タービン回転数センサ１１は、入力軸２６の回転数（以下、「タービン回転数」という）を検出し、検出したタービン回転数を表す信号をトランスミッションＥＣＵ７に出力するようになっている。

操作位置センサ１２は、シフトレバー１５の位置を検出し、検出した位置を表す信号をトランスミッションＥＣＵ７に送信するようになっている。トランスミッションＥＣＵ７は、シフトレバー１５の位置に対応したレンジの中から最適となる変速機構４の変速段を形成するようになっている。また、操作位置センサ１２は、運転者の操作に応じて、運転者が任意の変速段を選択できるマニュアルポジションにシフトレバー１５が位置していることを検出するように構成してもよい。

アクセル開度センサ１３は、例えば、ホール素子を用いた電子式のポジションセンサにより構成されており、車両１に搭載されたアクセルペダル１６が運転者により操作されると、アクセルペダル１６の位置が示すアクセル開度を表す信号をエンジンＥＣＵ６に出力するようになっている。

以下、本発明の実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ７の特徴的な構成について説明する。

トランスミッションＥＣＵ７は、車速センサ１０によって検出された出力軸回転数に基づいて車速を算出し、算出した車速と現在のギヤ段とに基づいて、第２ブレーキＢ２の非係合状態における摩擦プレート３２の摩擦材３３とセパレータプレート３４との回転速度の差を表す差回転を算出するようになっている。すなわち、トランスミッションＥＣＵ７は、本発明の回転速度差検出手段を構成する。

また、トランスミッションＥＣＵ７は、算出した差回転に応じて、第２ブレーキＢ２の非係合状態における第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを調節するようピストン３５の作動圧を制御するようになっている。なお、トランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキＢ２の非係合状態における差回転が予め定められた値α以上である場合に、第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを小さくするようになっている。すなわち、トランスミッションＥＣＵ７は、本発明の油圧制御手段を構成する。

また、トランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキＢ２が非係合状態から係合状態に切り替えられた場合に、自動変速機８の変速状態、すなわち変速時間のタイムラグに基づいて、第２ブレーキＢ２の非係合状態における第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを補正するようになっている。

次に、動作について説明する。

図５は、本発明の実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵの動作を示すフロー図である。なお、以下に説明する処理は、予めトランスミッションＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているプログラムによって実現される。

図５に示すように、まず、トランスミッションＥＣＵ７は、車両１が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１）。例えば、トランスミッションＥＣＵ７は、車速センサ１０によって検出された出力軸回転数に基づいて車速を算出し、算出した車速が０より大きいか否かを判定することにより、車両１が走行中であるか否かを判定する。ここで、トランスミッションＥＣＵ７は、車両１が走行中でないと判定した場合（ステップＳ１でＮＯの場合）、再度ステップＳ１の処理を実行する。

一方、トランスミッションＥＣＵ７は、車両１が走行中であると判定した場合（ステップＳ１でＹＥＳの場合）には、第２ブレーキＢ２が係合していないか否かを判定する（ステップＳ２）。例えば、トランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキフラグのオンまたはオフを表す情報をトランスミッションＥＣＵ７のＲＡＭから取得することにより、第２ブレーキＢ２が係合していないか否かを判定する。ここで、トランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキＢ２が係合していると判定した場合（ステップＳ２でＮＯの場合）、ステップＳ１に戻る。

一方、トランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキＢ２が係合していないと判定した場合（ステップＳ２でＹＥＳの場合）には、車速センサ１０によって検出された出力軸回転数に基づいて車速を算出し、算出した車速と現在のギヤ段とに基づいて、摩擦プレート３２とセパレータプレート３４との回転速度の差を表す差回転を算出する（ステップＳ３）。すなわち、トランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキＢ２が解放されている場合における摩擦プレート３２とセパレータプレート３４との回転速度の差を算出する。なお、トランスミッションＥＣＵ７は、車速センサ１０によって検出された出力軸回転数とタービン回転数センサ１１によって検出されたタービン回転数とに基づいて現在のギヤ段を取得する。次に、トランスミッションＥＣＵ７は、算出した差回転が予め定められた値α［ｒｐｍ］以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。

ここで、トランスミッションＥＣＵ７は、算出した差回転が予め定められた値α以上であると判定した場合（ステップＳ４でＹＥＳの場合）、すなわち、車両１が高速走行域を走行している場合、摩擦材３３が暴れてセパレータプレート３４と接触することを防止するため、ピストン３５の作動圧を制御することにより第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを狭幅状態にし（ステップＳ５）、処理を終了する。ここで、狭幅状態とは、パッククリアランス量がＰＣ１である状態をいう。例えば、トランスミッションＥＣＵ７は、パッククリアランス量ＰＣ１に応じた油圧Ｐ１でピストン３５が押圧されるようにリニアソレノイドＳＬ４に制御信号ＣＴＬ１を出力する。リニアソレノイドＳＬ４は、制御信号ＣＴＬ１を受信すると、油室３８内の油圧をＰ１にするようライン圧ＰＬを調圧する。

一方、トランスミッションＥＣＵ７は、差回転が予め定められた値α未満であると判定した場合（ステップＳ４でＮＯの場合）、すなわち、車両１が通常走行域で走行している場合には、摩擦プレート３２の摩擦材３３とセパレータプレート３４との間に発生する引き摺りトルクを低減させるために、ピストン３５の作動圧を制御することにより第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを広幅状態にし（ステップＳ６）、処理を終了する。ここで、広幅状態とは、パッククリアランス量がＰＣ２である状態をいう。例えば、トランスミッションＥＣＵ７は、パッククリアランス量ＰＣ２に応じた油圧Ｐ２でピストン３５が押圧されるようにリニアソレノイドＳＬ４に制御信号ＣＴＬ２を出力する。リニアソレノイドＳＬ４は、制御信号ＣＴＬ２を受信すると、油室３８内の油圧をＰ２にするようライン圧ＰＬを調圧する。

図６は、本発明の実施の形態に係るパッククリアランスの学習処理を示すフロー図である。以下に説明する処理は、予めトランスミッションＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているプログラムによって実現される。

図６に示すように、トランスミッションＥＣＵ７は、自動変速機８の変速が完了したか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、トランスミッションＥＣＵ７は、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に自動変速機８を変速させるための変速指令信号を出力した後に、車速センサ１０によって検出された出力軸回転数に所定のギヤ比を乗じたものとタービン回転数センサ１１によって検出されたタービン回転数との差が予め定められた値以上である状態から、出力軸回転数に所定のギヤ比を乗じたものとタービン回転数との差が予め定められた値未満である状態に移行したか否かを判定することにより、自動変速機８の変速が完了したか否かを判定する。なお、本実施の形態においては、第２ブレーキＢ２のパッククリアランスが学習の対象であるため、ここでの変速とは、第２ブレーキＢ２の係合を伴う変速をいう。

ここで、トランスミッションＥＣＵ７は、自動変速機８の変速が完了していないと判定した場合（ステップＳ１１でＮＯの場合）、再度ステップＳ１１の処理を実行する。

一方、トランスミッションＥＣＵ７は、自動変速機８の変速が完了したと判定した場合（ステップＳ１１でＹＥＳの場合）には、変速時間のタイムラグを検出する（ステップＳ１２）。例えば、トランスミッションＥＣＵ７は、リニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５に変速指令信号を出力したときにタイマをスタートさせる。そして、トランスミッションＥＣＵ７は、タービン回転数が予め定められた回転数低下したときのタイマのカウンタ値を読み出すことにより、変速時間のタイムラグを検出する。

次に、トランスミッションＥＣＵ７は、変速時間のタイムラグが、予め定められた値β［秒］以上であるか、または予め定められた値−β［秒］以下であるか否かを判定し（ステップＳ１３）、変速時間のタイムラグが−βより大きく、かつ、βより小さいと判定した場合（ステップＳ１３でＮＯの場合）、ステップＳ１１に戻る。

一方、トランスミッションＥＣＵ７は、変速時間のタイムラグが予め定められた値β以上であると判定した場合（ステップＳ１３でＹＥＳの場合）には、トランスミッションＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されている摩耗量推定マップを参照し、変速時間のタイムラグに基づいて摩擦材３３の摩耗量を推定する（ステップＳ１４）。

次に、トランスミッションＥＣＵ７は、摩耗量が予め定められた値γ［ｍｍ］以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５）。ここで、トランスミッションＥＣＵ７は、摩耗量が予め定められた値γ以上であると判定した場合（ステップＳ１５でＹＥＳの場合）、ステップＳ１８に移行し、摩耗量が予め定められた値γ未満であると判定した場合（ステップＳ１５でＮＯの場合）には、ステップＳ１１に戻る。

また、トランスミッションＥＣＵ７は、変速時間のタイムラグが予め定められた値−β以下であると判定した場合（ステップＳ１３でＹＥＳの場合）には、トランスミッションＥＣＵ７のＲＯＭに記憶されているパッククリアランス量推定マップを参照し、変速時間のタイムラグに基づいてパッククリアランス量を推定する（ステップＳ１６）。

次に、トランスミッションＥＣＵ７は、パッククリアランス量が予め定められた値θ［ｍｍ］以下であるか否かを判定する（ステップＳ１７）。ここで、トランスミッションＥＣＵ７は、パッククリアランス量が予め定められた値θ以下であると判定した場合（ステップＳ１７でＹＥＳの場合）、ステップＳ１８に移行し、パッククリアランス量が予め定められた値θより大きいと判定した場合（ステップＳ１７でＮＯの場合）には、ステップＳ１１に戻る。

トランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを最適なものに補正する（ステップＳ１８）。例えば、トランスミッションＥＣＵ７は、摩擦材３３の摩耗量がγ以上であると判定した場合、パッククリアランス量ＰＣ１から予め定められた値を減算したものを新たなパッククリアランス量ＰＣ１にし、パッククリアランス量ＰＣ２から予め定められた値を減算したものを新たなパッククリアランス量ＰＣ２にする。すなわち、狭幅状態および広幅状態のパッククリアランス量を小さくして、摩擦材３３の摩耗によって変速時間のタイムラグが長くなることを防止する。

また、トランスミッションＥＣＵ７は、パッククリアランス量が予め定められた値θ以下であると判定した場合、パッククリアランス量ＰＣ１から予め定められた値を加算したものを新たなパッククリアランス量ＰＣ１にし、パッククリアランス量ＰＣ２から予め定められた値を加算したものを新たなパッククリアランス量ＰＣ２にする。すなわち、狭幅状態および広幅状態のパッククリアランス量を大きくして、パッククリアランスが詰まり過ぎる状態を防止する。

以上のように、本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ７によれば、摩擦プレート３２とセパレータプレート３４との回転速度の差を表す差回転に応じて、第２ブレーキＢ２の非係合状態における第２ブレーキＢ２のクリアランスを調節することができ、車両１が高速走行域で走行した場合だけでなく通常走行域で走行した場合にも摩擦プレート３２の摩擦材３３とセパレータプレート３４との間に発生する引き摺りトルクを低減させることによって、自動変速機８の耐久性の向上を図ることができるとともに車両１の燃費の向上を図ることができる。

第２ブレーキＢ２は、例えば通常走行域および高速走行域において空転しているため、それぞれの走行域において、摩擦プレート３２の摩擦材３３とセパレータプレート３４との間に発生する引き摺りトルクが動力性能に与える影響が大きい。本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ７は、第２ブレーキＢ２における摩擦プレート３２の摩擦材３３とセパレータプレート３４との間に発生する引き摺りトルクを低減させることができるので、非常に有用である。

また、本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ７によれば、車両１が高速走行域で走行した場合に、摩擦プレート３２の暴れを低減することができるので、摩擦プレート３２の摩擦材３３とセパレータプレート３４との間に発生する引き摺りトルクを低減することができる。この結果、自動変速機８の耐久性の向上を図ることができるとともに車両１の燃費の向上を図ることができる。

また、本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ７によれば、自動変速機８の変速時間のタイムラグに基づいて、非係合状態における第２ブレーキＢ２のクリアランスを補正することができるので、摩擦材３３等の各部品の経時変化に対応することができ、最適なクリアランスを維持することができる。

また、本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ７によれば、車速および現在のギヤ段に基づいて非係合状態における摩擦プレート３２とセパレータプレート３４との回転速度の差を表す差回転を算出するので、差回転を正確に算出することができる。

なお、本実施の形態においては、リターンスプリング３６の付勢力により、摩擦材３３とセパレータプレート３４との間にパッククリアランスを発生させているが、これに限られず、第１リターンスプリングと第１リターンスプリングより短い第２リターンスプリングとにより、摩擦材３３とセパレータプレート３４との間にパッククリアランスを発生させてもよい。

具体的には、第１リターンスプリングが、パッククリアランスを広幅状態にする場合に用いられ、第２リターンスプリングが、パッククリアランスを狭幅状態にする場合に用いられる。第２リターンスプリングは、パッククリアランス量がＰＣ１である場合のローリバースハブ３１とピストン３５との距離に対応する。そして、油圧を所定の低圧レベルに制御すると、ローリバースハブ３１とピストン３５との距離を略第２リターンスプリングの長さとなり、油圧を０に制御すると、ピストン３５をＸ２方向に最も後退した状態になる。

これにより、油圧のばらつきなどに影響されない安定したパッククリアランスを発生させることができるため、摩擦材３３の焼き付きを防止することができる。

また、本実施の形態においては、摩擦プレート３２の摩擦材３３とセパレータプレート３４との間のクリアランスを本発明におけるクラッチプレート間のクリアランスとしたが、これに限られず、セパレータプレート３４間のクリアランスや摩擦プレート３２間のクリアランスを本発明におけるクラッチプレート間のクリアランスとしてもよい。

この場合、トランスミッションＥＣＵ７は、摩擦プレート３２とセパレータプレート３４との回転速度の差を表す差回転に応じて、セパレータプレート３４間のクリアランスや摩擦プレート３２間のクリアランスを調節する。

また、本実施の形態においては、トランスミッションＥＣＵ７が、第２ブレーキＢ２における摩擦プレート３２の摩擦材３３とセパレータプレート３４との間のクリアランスを調節するようになっているが、これに限られず、第２ブレーキＢ２以外の摩擦係合要素における摩擦プレートの摩擦材とセパレータプレートとの間のクリアランスを調節するようになっていてもよい。

また、本実施の形態においては、トランスミッションＥＣＵ７が、摩擦プレート３２とセパレータプレート３４との回転速度の差を表す差回転に応じて、第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを狭幅状態または広幅状態にしているが、これに限らず、差回転に応じたパッククリアランス量で第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを発生させてもよい。

この場合、トランスミッションＥＣＵ７のＲＯＭには、例えば、差回転とパッククリアランス量とが対応付けられたパッククリアランス量マップが記憶されている。そして、トランスミッションＥＣＵ７は、パッククリアランス量マップを参照し、差回転に基づいてパッククリアランス量を決定し、決定したパッククリアランス量で第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを発生させる。

また、本実施の形態においては、トランスミッションＥＣＵ７が、図２に示す変速機構４における第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを調節するようになっているが、これに限られず、本実施の形態におけるトランスミッションＥＣＵ７が、以下に示す変速機構における第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを調節するようになっていてもよい。

図７は、本発明の実施の形態に係る自動変速機の他の実施例を示す骨子図である。以下、図２に示す自動変速機の構成と実質的に共通の構成については同一の符号を付して説明する。

図７に示すように、自動変速機８の変速機構４１は、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置４２を主体として構成されている第１変速部４３と、シングルピニオン型の第２遊星歯車装置４４およびダブルピニオン型の第３遊星歯車装置４５を主体として構成されている第２変速部４６とを同軸線上に有し、入力軸２６の回転を変速して出力歯車２７から出力するようになっている。入力軸２６は、エンジン２によって回転駆動されるトルクコンバータ３のタービン軸であり、出力歯車２７は、差動歯車装置を介して左右の駆動輪を回転駆動するようになっている。なお、変速機構４１は、中心線に対して略対称的に構成されており、図７においては、中心線の下半分が省略されている。

第１変速部４３を構成している第１遊星歯車装置４２は、サンギヤＳ１、キャリアＣＡ１、およびリングギヤＲ１の３つの回転要素を備えており、サンギヤＳ１が入力軸２６に連結されて回転駆動されるとともに、リングギヤＲ１が第３ブレーキＢ３を介して回転不能にケース２８に固定されることにより、キャリアＣＡ１が入力軸２６に対して減速回転させられて出力するようになっている。

第２変速部４６を構成している第２遊星歯車装置４４および第３遊星歯車装置４５は、一部が互いに連結されることによって４つの回転要素ＲＭ１〜ＲＭ４が構成されており、具体的には、第３遊星歯車装置４５のサンギヤＳ３によって第１回転要素ＲＭ１が構成され、第２遊星歯車装置４４のリングギヤＲ２および第３遊星歯車装置４５のリングギヤＲ３が互いに連結されて第２回転要素ＲＭ２が構成され、第２遊星歯車装置４４のキャリアＣＡ２および第３遊星歯車装置４５のキャリアＣＡ３が互いに連結されて第３回転要素ＲＭ３が構成され、第２遊星歯車装置４４のサンギヤＳ２によって第４回転要素ＲＭ４が構成されている。

第２遊星歯車装置４４および第３遊星歯車装置４５は、キャリアＣＡ２およびＣＡ３が共通の部材にて構成されているとともに、リングギヤＲ２およびＲ３が共通の部材にて構成されており、かつ、第２遊星歯車装置４４のピニオンギヤが第３遊星歯車装置４５の第２ピニオンギヤを兼ねているラビニヨ型の遊星歯車列とされている。

第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は、第１ブレーキＢ１によって選択的にケース２８に連結されて回転停止させられ、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は、第２ブレーキＢ２によって選択的にケース２８に連結されて回転停止させられ、第４回転要素ＲＭ４（サンギヤＳ２）は、第１クラッチＣ１を介して選択的に入力軸２６に連結され、第２回転要素ＲＭ２（リングギヤＲ２、Ｒ３）は、第２クラッチＣ２を介して選択的に入力軸２６に連結され、第１回転要素ＲＭ１（サンギヤＳ３）は、第１遊星歯車装置４２のキャリアＣＡ１に一体的に連結され、第３回転要素ＲＭ３（キャリアＣＡ２、ＣＡ３）は、出力歯車２７に一体的に連結されて回転を出力するようになっている。

このように、図７に示す自動変速機は、図２に示す自動変速機と同様に、第２ブレーキＢ２が、第１変速段のエンジンブレーキ時にのみ係合状態となる。このため、図７に示す自動変速機における第２ブレーキＢ２は、例えば通常走行域および高速走行域において空転しているため、それぞれの走行域において、摩擦プレートの摩擦材とセパレータプレートとの間に発生する引き摺りトルクが動力性能に与える影響が大きい。したがって、本実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵ７を図７に示す自動変速機に適用して第２ブレーキＢ２のパッククリアランスを調整することで、第２ブレーキＢ２における摩擦材プレートの摩擦材とセパレータプレートとの間に発生する引き摺りトルクを低減させることができるので、非常に有用である。

以上、説明したように、本発明は、車両が高速走行域で走行した場合だけでなく通常走行域で走行した場合にもクラッチプレートの引き摺りトルクを低減させることによって、自動変速機の耐久性の向上を図ることができるとともに車両の燃費の向上を図ることができるという効果を有するものであり、摩擦係合要素が非係合時にそのクリアランスを最適に調整する自動変速機の制御装置に有用である。

本発明の実施の形態に係る自動変速機の制御装置を搭載した車両を模式的に示す概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機を示す骨子図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機における複数の油圧式摩擦係合要素の作動の組み合わせとそれにより成立する変速段との関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る第２変速部における第２ブレーキの構造を示す断面図である。 本発明の実施の形態に係るトランスミッションＥＣＵの動作を示すフロー図である。 本発明の実施の形態に係るパッククリアランスの学習処理を示すフロー図である。 本発明の実施の形態に係る自動変速機の他の実施例を示す骨子図である。

符号の説明

１ 車両
７ トランスミッションＥＣＵ（回転速度差検出手段、油圧制御手段）
８ 自動変速機
１０ 車速センサ
１１ タービン回転数センサ
３１ ローリバースハブ
３２ 摩擦プレート
３３ 摩擦材
３４ セパレータプレート
３５ ピストン
３６ リターンスプリング
３７ 油圧通路
３８ 油室

Claims (5)

1. 多板のクラッチプレートによって構成された複数組の摩擦係合要素を有し、前記クラッチプレートを作動するピストンを制御することによって、それぞれの前記摩擦係合要素の係合状態および非係合状態を切り替えて、複数の変速段を形成する自動変速機の制御装置において、
   前記非係合状態における前記クラッチプレートの相対的な回転速度差を検出する回転速度差検出手段と、
   前記回転速度差検出手段によって検出された前記回転速度差が大きいほど、前記非係合状態における前記クラッチプレート間のクリアランスが小さくなるよう前記ピストンの作動圧を制御する油圧制御手段と、を備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 多板のクラッチプレートによって構成された複数組の摩擦係合要素を有し、前記クラッチプレートを作動するピストンを制御することによって、それぞれの前記摩擦係合要素の係合状態および非係合状態を切り替えて、複数の変速段を形成する自動変速機の制御装置において、
   前記非係合状態における前記クラッチプレートの相対的な回転速度差を検出する回転速度差検出手段と、
   前記回転速度差検出手段によって検出された前記回転速度差に応じて、前記非係合状態における前記クラッチプレート間のクリアランスを調節するよう前記ピストンの作動圧を制御する油圧制御手段と、を備え、
   前記油圧制御手段が、前記非係合状態における前記回転速度差が大きい場合に、前記回転速度差が小さい場合と比較して前記クラッチプレート間のクリアランスを小さくすることを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 前記油圧制御手段が、前記非係合状態における前記回転速度差が大きい場合に、前記回転速度差が小さい場合と比較して前記クラッチプレート間のクリアランスを小さくする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。
4. 前記油圧制御手段が、前記摩擦係合要素が前記非係合状態から前記係合状態に切り替えられた場合に、前記自動変速機の変速状態に基づいて、前記非係合状態における前記クラッチプレート間のクリアランスを補正することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１の請求項に記載の自動変速機の制御装置。
5. 前記回転速度差検出手段が、車速およびギヤ段に基づいて前記非係合状態における前記クラッチプレートの相対的な回転速度差を検出することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１の請求項に記載の自動変速機の制御装置。

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