JP4604951B2

JP4604951B2 - 自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP4604951B2
Application number: JP2005295221A
Authority: JP
Inventors: 英司福代; 弘道木村; 康嗣大島; 歩佐川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-10-07
Filing date: 2005-10-07
Publication date: 2011-01-05
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: DE102006047402A1; US7637833B2; JP2007100927A; KR100840913B1; DE102006047402B4; CN100549470C; US20070082785A1; CN1945066A; KR20070039455A

Description

本発明は、自動変速機の制御装置に関し、特に、２つの摩擦係合要素を係合状態から解放状態にし、別の２つの摩擦係合要素を解放状態から係合状態にすることにより変速を行なう技術に関する。

従来より、遊星歯車からなるギヤトレーンを備えた自動変速機が知られている。この自動変速機においては、複数の摩擦係合要素のうち、係合状態にされる摩擦係合要素の組み合わせに応じた変速段（ギヤ段）が形成される。このような自動変速機においては他段化が進み（形成し得る変速段が増えるにつれ）、変速パターンも様々である。１段ずつ変速を行なう他、６速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフト等、１段以上の変速段を飛ばして変速を行なう場合もある。１段ずつ変速を行なう場合、係合される複数の摩擦係合要素のうちのいずれか１つを変更するのみで変速を行なうことができる場合が多い。それに対し、１段以上の変速段を飛ばして変速を行なう場合は、係合される全ての摩擦係合要素を変更しなければ変速を行なうことができない場合がある。

特開２００１−１３２８３５号公報（特許文献１）は、２つの摩擦係合要素が係合状態から解放状態にされるとともに、別の２つの摩擦係合要素が解放状態から係合状態にされる変速において、変速中のショックを無くしながら変速の間延びを防ぐことができる自動変速機の変速制御装置を開示する。特許文献１に記載の変速制御装置は、第１の変速段から第２の変速段への変速のときに、４つの摩擦係合要素の作動を必要とし、第１の変速段が第１および第２の摩擦係合要素の係合で達成され、第２の変速段が第３および第４の摩擦係合要素の係合で達成される自動変速機の変速を制御する。この変速制御装置は、第１の摩擦係合要素の解放を開始させた後に第２の摩擦係合要素の解放を開始させ、第３の摩擦係合要素の係合を完了させた後に第４の摩擦係合要素の係合を完了させ、第３の摩擦係合要素の係合を完了させる前に第２の摩擦係合要素の解放を開始させる変速制御部を含む。変速制御部は、第３の摩擦係合要素を係合開始させた後に、第２の摩擦係合要素を解放開始させ、その後、第３の摩擦係合要素を係合完了させる。第１の摩擦係合要素の解放と第３の摩擦係合要素の係合とは同時に開始される。

この公報に記載の変速制御装置によれば、第１の摩擦係合要素の解放の開始の後に第２の摩擦係合要素の解放が開始され、第３の摩擦係合要素の係合を完了させた後に第４の摩擦係合要素の係合が完了される。これにより、４つの摩擦係合要素が全て滑っている変速状態を短くし、かつ１つの摩擦係合要素が係合している状態を長くすることができる。そのため、４つの摩擦係合要素が滑ることにより変速機構の変速状態が秩序なく進行することを抑制することができる。その結果、変速が終了したときに大きな変速ショックが生じることを抑制することができる。また、第３の摩擦係合要素の係合が完了する前に、第２の摩擦係合要素の解放が開始される。これにより、２つの摩擦係合要素が同時に完全係合する状態を生じさせないで変速を行なうことができる。そのため、変速の進行が一旦止まり、変速が２段階になることを抑制することができる。その結果、変速の間延びを抑制することができる。さらに、第３の摩擦係合要素の係合開始の後で、かつ係合が完了する（完全係合）前に第２の摩擦係合要素の解放が開始される。これにより、第２の摩擦係合要素の解放開始直後のスリップ状態と第３の摩擦係合要素の係合完了寸前のスリップ状態とで、エンジン吹きを生じさせることができる。そのため、第３の摩擦係合要素の係合開始に伴い生じる変速の鈍り感を相殺することができる。
特開２００１−１３２８３５号公報

しかしながら、特開２００１−１３２８３５号公報に記載の変速制御装置においては、第２の摩擦係合要素と第３の摩擦係合要素とがスリップ状態であるときにエンジン吹きを生じさせるため、エンジン回転数（トルクコンバータのタービン回転数）の上昇が抑制される。そのため、エンジン回転数の上昇が鈍い。したがって、第３の摩擦係合要素の係合開始に伴い生じる変速の鈍り感を完全に相殺することができない場合もあり得る。この場合、変速に要する時間が長くなり得る。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、変速に要する時間をより短くすることができる自動変速機の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る自動変速機の制御装置は、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素が係合状態であるとともに第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素が解放状態である場合に第１の変速段が形成され、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素が解放状態であるとともに第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素が係合状態である場合に第２の変速段が形成される自動変速機を制御する。この制御装置は、第１の変速段が形成された状態から、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素を解放状態にするように第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素を制御するための第１の制御手段と、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のうちの少なくともいずれか一方が完全に解放状態にされた後において、第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素の係合を開始して第２の変速段を形成するように、第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素を制御するための第２の制御手段とを含む。

第１の発明によると、第１の変速段が形成された状態から、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素が解放状態にされる。第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のうちの少なくともいずれか一方が完全に解放状態（係合状態でもスリップ状態でもない状態）にされた後において、第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素の係合が開始されて第２の変速段が形成される。これにより、第１の変速段から第２の変速段への変速（たとえばダウンシフト）を行なう間において、一旦ニュートラル状態にして入力軸回転数（動力源の回転数）を上昇させながら変速を行なうことができる。このとき、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のうちの少なくともいずれか一方が完全に解放されるため、入力軸回転数の上昇は抑制されない。そのため、入力軸回転数を第２の変速段における同期回転数まで速やかに上昇させることができる。その結果、変速に要する時間をより短くす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。

第２の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第１の発明の構成に加え、自動変速機は、第２の摩擦係合要素および第３の摩擦係合要素が係合状態であるとともに第１の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素が解放状態である場合に第３の変速段が形成される。第１の制御手段は、予め定められた条件が満たされた場合、第１の変速段が形成された状態から、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素を解放状態にするように第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素を制御するため手段を含む。第２の制御手段は、予め定められた条件が満たされた場合、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のうちの少なくともいずれか一方が完全に解放状態にされた後において、第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素の係合を開始するように、第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素を制御するための手段を含む。制御装置は、予め定められた条件が満たされなかった場合、第１の摩擦係合要素を解放状態にかつ第３の摩擦係合要素を係合状態にして第３の変速段を形成した後において、第２の摩擦係合要素を解放状態にかつ第４の摩擦係合要素を係合状態にして第２の変速段を形成するように、各摩擦係合要素を制御するための手段をさらに含む。

第２の発明によると、予め定められた条件が満たされた場合、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のいずれか一方を完全に解放状態にしてニュートラル状態することにより変速に要する時間がより短くされる。一方、このような変速を行なうことが可能であるといえるような予め定められた条件が満たされない場合、第１の変速段から第３の変速段へ変速した後、第３の変速段から第２の変速段へ変速される。これにより、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のいずれか一方を完全に解放されたニュートラル状態を経由して変速することが望ましくない場合には、ニュートラル状態を経由せずに変速を行なうことができる。そのため、ニュートラル状態を経由して変速を行なうことによる悪影響を抑制することができる。

第３の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第２の発明の構成に加え、予め定められた条件は、アクセル開度の変化率が予め定められた変化率よりも大きいという条件である。

第３の発明によると、アクセル開度の変化率が予め定められた変化率よりも大きいという条件が満たされた場合、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のいずれか一方を完全に解放状態にしてニュートラル状態することにより変速に要する時間がより短くされる。一方、アクセル開度の変化率が予め定められた変化率よりも小さい場合、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）が第２の変速段へ変速すると判定する前において、第１の変速段から第３の変速段へ変速すると判定し、その後、第３の変速段から第２の変速段へ変速すると判定される場合がある。このとき、第３の変速段への変速を、第２の変速段への変速に変更すると、制御が複雑な多重変速を行なわなければならず、円滑な変速制御を行ない難い。このような場合、第１の変速段から第３の変速段へ変速した後、第３の変速段から第２の変速段へ変速される。これにより、制御が複雑な多重変速を回避し、円滑に変速を行なうことができる。

第４の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第２の発明の構成に加え、各摩擦係合要素は、自動変速機に供給される油の圧力により作動する。予め定められた条件は、油の温度が予め定められた温度よりも高いという条件である。

第４の発明によると、各摩擦係合要素を作動させるために自動変速機に供給される油の温度が予め定められた温度よりも高いという条件が満たされた場合、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のいずれか一方を完全に解放状態にしてニュートラル状態することにより変速に要する時間がより短くされる。一方、油の温度が予め定められた温度よりも低い場合、油の粘度が高いため、摩擦係合要素の応答性が悪い。このような場合、変速途中で自動変速機をニュートラル状態にすると、第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素の係合が遅れ、自動変速機の入力軸回転数（動力源の回転数）が必要以上に上昇し得る。したがって、油の温度が予め定められた温度よりも高いという条件が満たされない場合は、第１の変速段から第３の変速段へ変速した後、第３の変速段から第２の変速段へ変速される。これにより、自動変速機をニュートラル状態にせずに変速を行なうことができる。そのため、第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素の係合が遅れることにより、自動変速機の入力軸回転数が必要以上に上昇することを抑制することができる。そのため、第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素の係合時におけるショックを抑制することができる。

第５の発明に係る自動変速機の制御装置においては、第２の発明の構成に加え、自動変速機は、内燃機関に連結される。予め定められた条件は、内燃機関の冷却水の温度が予め定められた温度よりも高いという条件である。

第５の発明によると、自動変速機に連結された内燃機関の冷却水の温度が予め定められた温度よりも高いという条件が満たされた場合、第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素のいずれか一方を完全に解放状態にしてニュートラル状態することにより変速に要する時間がより短くされる。一方、冷却水の温度が予め定められた温度よりも低い場合、内燃機関や触媒の暖機が完了していないといえる。この場合、内燃機関において点火時期が遅角されることなどにより、内燃機関や触媒の暖機制御が行なわれている場合がある。このような状態において、変速途中で自動変速機をニュートラル状態にして内燃機関の回転数を急上昇させると、回転数が安定し難いため、点火時期を精度よく制御できない場合があり得る。したがって、冷却水の温度が予め定められた温度よりも高いという条件が満たされない場合は、第１の変速段から第３の変速段へ変速した後、第３の変速段から第２の変速段へ変速される。これにより、自動変速機をニュートラル状態にせずに変速を行なうことができる。そのため、点火時期の精度が悪化することを抑制することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１を参照して、本発明の実施の形態に係る制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、ＦＦ（Front engine Front drive）車両である。なお、本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は、ＦＦ以外の車両であってもよい。

車両は、エンジン１０００と、トランスミッション２０００と、トランスミッション２０００の一部を構成するプラネタリギヤユニット３０００と、トランスミッション２０００の一部を構成する油圧回路４０００と、ディファレンシャルギヤ５０００と、ドライブシャフト６０００と、前輪７０００と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０００とを含む。

エンジン１０００は、インジェクタ（図示せず）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、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良い。また、エンジン１０００の代わりに回転電機などを用いてもよい。

トランスミッション２０００は、所望のギヤ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。トランスミッション２０００の出力ギヤは、ディファレンシャルギヤ５０００と噛合っている。

ディファレンシャルギヤ５０００にはドライブシャフト６０００がスプライン嵌合などによって連結される。ドライブシャフト６０００を介して、左右の前輪７０００に動力が伝達される。

ＥＣＵ８０００には、車速センサ８００２と、シフトレバー８００４のポジションスイッチ８００５と、アクセルペダル８００６のアクセル開度センサ８００７と、ブレーキペダル８００８に設けられたストップランプスイッチ８００９と、油温センサ８０１０と、入力軸回転数センサ８０１２と、出力軸回転数センサ８０１４と水温センサ８０１６とがハーネスなどを介して接続されている。

車速センサ８００２は、ドライブシャフト６０００の回転数から車両の車速を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。シフトレバー８００４の位置は、ポジションスイッチ８００５により検知され、検知結果を表す信号がＥＣＵ８０００に送信される。シフトレバー８００４の位置に対応して、トランスミッション２０００のギヤ段が自動で形成される。また、運転者の操作に応じて、運転者が任意のギヤ段を選択できるマニュアルシフトモードを選択できるように構成してもよい。

アクセル開度センサ８００７は、アクセルペダル８００６の開度を検出し、検出結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。ストップランプスイッチ８００９は、ブレーキペダル８００８のＯＮ／ＯＦＦ状態を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。なお、ストップランプスイッチ８００９の代わりに、もしくは加えてブレーキペダル８００８のストローク量を検知するストロークセンサを設けるようにしてもよい。

油温センサ８０１０は、トランスミッション２０００のＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）の温度を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

入力軸回転数センサ８０１２は、トランスミッション２０００の入力軸回転数ＮＩを検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。出力軸回転数センサ８０１４は、トランスミッション２０００の出力軸回転数ＮＯを検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。水温センサ８０１６は、エンジン１０００の冷却水温の温度を検知し、検知結果を表す信号をＥＣＵ８０００に送信する。

ＥＣＵ８０００は、車速センサ８００２、ポジションスイッチ８００５、アクセル開度センサ８００７、ストップランプスイッチ８００９、油温センサ８０１０、入力軸回転数センサ８０１２、出力軸回転数センサ８０１４などから送られてきた信号、ＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されたマップおよびプログラムに基づいて、車両が所望の走行状態となるように、機器類を制御する。

図２を参照して、プラネタリギヤユニット３０００について説明する。プラネタリギヤユニット３０００は、クランクシャフトに連結された入力軸３１００を有するトルクコンバータ３２００に接続されている。プラネタリギヤユニット３０００は、遊星歯車機構の第１セット３３００と、遊星歯車機構の第２セット３４００と、出力ギヤ３５００と、ギヤケース３６００に固定されたＢ１ブレーキ３６１０、Ｂ２ブレーキ３６２０およびＢ３ブレーキ３６３０と、Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０と、ワンウェイクラッチＦ３６６０とを含む。

第１セット３３００は、シングルピニオン型の遊星歯車機構である。第１セット３３００は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０と、ピニオンギヤ３３２０と、リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０とを含む。

サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０は、トルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結されている。ピニオンギヤ３３２０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に回転自在に支持されている。ピニオンギヤ３３２０は、サンギヤＳ（ＵＤ）３３１０およびリングギヤＲ（ＵＤ）３３３０と係合している。

リングギヤＲ（ＵＤ）３３３０は、Ｂ３ブレーキ３６３０によりギヤケース３６００に固定される。キャリアＣ（ＵＤ）３３４０は、Ｂ１ブレーキ３６１０によりギヤケース３６００に固定される。

第２セット３４００は、ラビニヨ型の遊星歯車機構である。第２セット３４００は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０と、ショートピニオンギヤ３４２０と、キャリアＣ（１）３４２２と、ロングピニオンギヤ３４３０と、キャリアＣ（２）３４３２と、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０と、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０とを含む。

サンギヤＳ（Ｄ）３４１０は、キャリアＣ（ＵＤ）３３４０に連結されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、キャリアＣ（１）３４２２に回転自在に支持されている。ショートピニオンギヤ３４２０は、サンギヤＳ（Ｄ）３４１０およびロングピニオンギヤ３４３０と係合している。キャリアＣ（１）３４２２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

ロングピニオンギヤ３４３０は、キャリアＣ（２）３４３２に回転自在に支持されている。ロングピニオンギヤ３４３０は、ショートピニオンギヤ３４２０、サンギヤＳ（Ｓ）３４４０およびリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０と係合している。キャリアＣ（２）３４３２は、出力ギヤ３５００に連結されている。

サンギヤＳ（Ｓ）３４４０は、Ｃ１クラッチ３６４０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、Ｂ２ブレーキ３６２０により、ギヤケース３６００に固定され、Ｃ２クラッチ３６５０によりトルクコンバータ３２００の出力軸３２１０に連結される。また、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０は、ワンウェイクラッチＦ３６６０に連結されており、１速ギヤ段の駆動時に回転不能となる。

ワンウェイクラッチＦ３６６０は、Ｂ２ブレーキ３６２０と並列に設けられる。すなわ
ち、ワンウェイクラッチＦ３６６０のアウターレースはギヤケース３６００に固定され、インナーレースはリングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０に回転軸を介して連結される。

図３に、各変速ギヤ段と、各クラッチおよび各ブレーキの作動状態との関係を表した作動表を示す。この作動表に示された組合わせで各ブレーキおよび各クラッチを作動させることにより、１速〜６速の前進ギヤ段と、後進ギヤ段が形成される。

Ｂ２ブレーキ３６２０と並列にワンウェイクラッチＦ３６６０が設けられているため、作動表に示されているように、１速ギヤ段（１ＳＴ）形成時のエンジン側からの駆動状態（加速時）にはＢ２ブレーキ３６２０を係合させる必要は無い。

ワンウェイクラッチＦ３６６０は、１速ギヤ段の駆動時には、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０の回転を制限する。エンジンブレーキを利かせる場合、ワンウェイクラッチＦ３６６０は、リングギヤＲ（１）（Ｒ（２））３４５０の回転を制限しない。

すなわち、駆動時には、Ｃ１クラッチ３６４０およびワンウェイクラッチＦ３６６０が係合することにより１速ギヤ段が形成される。エンジンブレーキ時には、Ｃ１クラッチ３６４０およびＢ２ブレーキ３６２０を係合することにより１速ギヤ段が形成される。

図３に示すように、６つの摩擦係合要素のうちのいずれか２つを係合し、他を解放することによりギヤ段が形成される。６速ギヤ段から３速ギヤ段もしくは５速ギヤ段から２速ギヤ段に変速する場合は、係合される２つの摩擦係合要素を全て変更する必要がある。

一方、６速ギヤ段から５速ギヤ段もしくは４速ギヤ段に変速する場合、５速ギヤ段から４速ギヤ段もしくは３速ギヤ段に変速する場合、４速ギヤ段から３速ギヤ段もしくは２速ギヤ段に変速する場合、３速ギヤ段から２速ギヤ段に変速する場合は、係合される摩擦係合要素を１つだけ変更すればよい。

図４を参照して、油圧回路４０００について説明する。なお、図４には、油圧回路４０００のうち、本発明に関連する一部のみを示す。油圧回路４０００は、オイルポンプ４００４と、プライマリレギュレータバルブ４００６と、マニュアルバルブ４１００と、ソレノイドモジュレータバルブ４２００と、ＳＬ１リニアソレノイド（以下、ＳＬ（１）と記載する）４２１０と、ＳＬ２リニアソレノイド（以下、ＳＬ（２）と記載する）４２２０と、ＳＬ３リニアソレノイド（以下、ＳＬ（３）と記載する）４２３０と、ＳＬ４リニアソレノイド（以下、ＳＬ（４）と記載する）４２４０と、ＳＬＴリニアソレノイド（以下、ＳＬＴと記載する）４３００と、Ｂ２コントロールバルブ４５００とを含む。

オイルポンプ４００４は、エンジン１０００のクランクシャフトに連結されている。クランクシャフトが回転することにより、オイルポンプ４００４が駆動し、油圧を発生する。オイルポンプ４００４で発生した油圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６により調整され、ライン圧が生成される。

プライマリレギュレータバルブ４００６は、ＳＬＴ４３００により調整されたスロットル圧をパイロット圧として作動する。ライン圧は、ライン圧油路４０１０を介してマニュアルバルブ４１００に供給される。また、ライン圧は、ＳＬ（４）４２４０により調整されて、Ｂ３ブレーキ３６３０に供給される。

マニュアルバルブ４１００は、ドレンポート４１０５を含む。ドレンポート４１０５から、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の油圧が排出される。マニュアルバルブ４１００のスプールがＤポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＤレンジ圧油路４１０２とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２に油圧が供給される。このとき、Ｒレンジ圧油路４１０４とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＲポジションにある場合、ライン圧油路４０１０とＲレンジ圧油路４１０４とが連通させられ、Ｒレンジ圧油路４１０４に油圧が供給される。このとき、Ｄレンジ圧油路４１０２とドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

マニュアルバルブ４１００のスプールがＮポジションにある場合、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４の両方と、ドレンポート４１０５とが連通させられ、Ｄレンジ圧油路４１０２のＤレンジ圧およびＲレンジ圧油路４１０４のＲレンジ圧がドレンポート４１０５から排出される。

Ｄレンジ圧油路４１０２に供給された油圧は、最終的には、Ｂ１ブレーキ３６１０、Ｂ２ブレーキ３６２０、Ｃ１クラッチ３６４０およびＣ２クラッチ３６５０に供給される。

Ｒレンジ圧油路４１０４に供給された油圧は、最終的には、Ｂ２ブレーキ３６２０に供給される。

ソレノイドモジュレータバルブ４２００は、入力されたライン圧を一定の圧力に調整して出力する。ソレノイドモジュレータバルブ４２００により調整された油圧（ソレノイドモジュレータ圧）は、ＳＬＴ４３００に供給される。

ＳＬ（１）４２１０は、Ｃ１クラッチ３６４０に供給される油圧を調整する。ＳＬ（２）４２２０は、Ｃ２クラッチ３６５０に供給される油圧を調整する。ＳＬ（３）４２３０は、Ｂ１ブレーキ３６１０に供給される油圧を調整する。

ＳＬＴ４３００は、アクセル開度センサ８００７により検出されたアクセル開度に基づいたＥＣＵ８０００からの制御信号に応じて、供給されたソレノイドモジュレータ圧を調整し、スロットル圧を生成する。スロットル圧は、ＳＬＴ油路４３０２を介して、プライマリレギュレータバルブ４００６に供給される。スロットル圧は、プライマリレギュレータバルブ４００６のパイロット圧として利用される。

ＳＬ（１）４２１０、ＳＬ（２）４２２０、ＳＬ（３）４２３０、およびＳＬＴ４３００は、ＥＣＵ８０００から送信される制御信号により制御される。

Ｂ２コントロールバルブ４５００は、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４のいずれか一方からの油圧を選択的に、Ｂ２ブレーキ３６２０に供給する。Ｂ２コントロールバルブ４５００に、Ｄレンジ圧油路４１０２およびＲレンジ圧油路４１０４が接続されている。Ｂ２コントロールバルブ４５００は、ＳＬソレノイドバルブ（図示せず）およびＳＬＵソレノイドバルブ（図示せず）から供給された油圧とスプリングの付勢力とにより制御される。

ＳＬソレノイドバルブがオフで、ＳＬＵソレノイドバルブがオンの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において左側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３６２０には、ＳＬＵソレノイドバルブから供給された油圧をパイロット圧として、Ｄレンジ圧を調整した油圧が供給される。

ＳＬソレノイドバルブがオンで、ＳＬＵソレノイドバルブがオフの場合、Ｂ２コントロールバルブ４５００は、図４において右側の状態となる。この場合、Ｂ２ブレーキ３６２０には、Ｒレンジ圧が供給される。

図５を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００が実行するプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、ＥＣＵ８０００は、変速が要求されているか否かを判別する。変速が要求されているか否かは、車速とアクセル開度とをパラメータにもつ変速線図や、運転者によるシフトレバー８００４の操作に基づいて判別される。変速が要求されていると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ８０００は、６速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフトもしくは５速ギヤ段から２速ギヤ段へのダウンシフトが要求されているか否かを判別する。すなわち、ＥＣＵ８０００は、変速前において係合される２つの摩擦係合要素と変速後において係合される２つの摩擦係合要素が全て異なるか否かを判別する。

６速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフトもしくは５速ギヤ段から２速ギヤ段へのダウンシフトが要求されていると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０に移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、この処理は終了する。

Ｓ１２０にて、ＥＣＵ８０００は、予め定められた条件が成立しているか否かを判別する。予め定められた条件には、アクセル開度の変化率が予め定められた変化率よりも大きいという条件、ＡＴＦの温度が予め定められた温度よりも高いという条件、エンジン１０００の冷却水の温度が予め定められた温度よりも高いという条件が含まれる。予め定められた条件が成立していると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２００に移される。もしそうでないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、処理はＳ３００に移される。

Ｓ２００にて、ＥＣＵ８０００は、６速ギヤ段から３速ギヤ段へダウンシフトする場合にはＣ２クラッチ３６５０およびＢ１ブレーキ３６１０、５速ギヤ段から２速ギヤ段へダウンシフトする場合にはＣ２クラッチ３６５０およびＢ３ブレーキ３６３０の解放を開始する。

Ｓ２１０にて、ＥＣＵ８０００は、６速ギヤ段から３速ギヤ段へダウンシフトする場合にはＣ２クラッチ３６５０およびＢ１ブレーキ３６１０のうちの少なくともいずれか一方、５速ギヤ段から２速ギヤ段へダウンシフトする場合にはＣ２クラッチ３６５０およびＢ３ブレーキ３６３０のうちの少なくともいずれか一方が完全に解放されたか否かを判別する。ここで、クラッチやブレーキの完全解放とは、係合もスリップもしていないことを意味する。クラッチもしくはブレーキが完全に解放されたか否かは、入力軸回転数ＮＩと出力軸回転数ＮＯとの差や入力軸回転数ＮＩの上昇率などに基づいて判別される。

Ｃ２クラッチ３６５０およびＢ１ブレーキ３６１０のうちの少なくともいずれか一方、もしくはＣ２クラッチ３６５０およびＢ３ブレーキ３６３０のうちの少なくともいずれか一方が完全に解放されると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、処理はＳ２２０に移される。もしそうでないと（Ｓ２１０にてＮＯ）、処理はＳ２１０に戻される。

Ｓ２２０にて、ＥＣＵ８０００は、６速ギヤ段から３速ギヤ段へダウンシフトする場合にはＣ１クラッチ３６４０およびＢ３ブレーキ３６３０、５速ギヤ段から２速ギヤ段へダウンシフトする場合にはＣ１クラッチ３６４０およびＢ１ブレーキ３６１０の係合を開始する。なお、２つの摩擦係合要素の係合を同じタイミングで開始してもよいし、異なるタイミングで開始してもよい。その後、この処理は終了する。

Ｓ３００にて、ＥＣＵ８０００は、変速前のギヤ段が６速ギヤ段である場合にはＢ１ブレーキ３６１０の解放およびＢ３ブレーキ３６３０の係合を、変速前のギヤ段が５速ギヤ段である場合にはＢ３ブレーキ３６３０の解放およびＣ１クラッチ３６４０の係合を開始する。なお、解放および係合を同じタイミングで開始してもよいし、異なるタイミングで開始してもよい。

Ｓ３１０にて、ＥＣＵ８０００は、変速前のギヤ段が６速ギヤ段である場合には５速ギヤ段が形成されたか否か、変速前のギヤ段が５速ギヤ段である場合には４速ギヤ段が形成されたか否かを判別する。すなわち、６速ギヤ段から５速ギヤ段へのダウンシフト、もしくは５速ギヤ段から４速ギヤ段へのダウンシフトが完了したか否かが判別される。５速ギヤ段もしくは４速ギヤ段が形成されたか否かは、たとえば入力軸回転数ＮＩと出力軸回転数ＮＯとの差に基づいて判別される。

５速ギヤ段もしくは４速ギヤ段が形成されると（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、処理はＳ３２０に移される。もしそうでないと（Ｓ３１０にてＮＯ）、処理はＳ３１０に移される。

Ｓ３２０にて、ＥＣＵ８０００は、５速ギヤ段が形成されている場合にはＣ２クラッチ３６５０の解放およびＣ１クラッチ３６４０の係合を、４速ギヤ段が形成されている場合にはＣ２クラッチ３６５０の解放およびＢ１ブレーキ３６１０の係合を開始する。解放および係合を同じタイミングで開始してもよいし、異なるタイミングで開始してもよい。その後、この処理は終了する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵ８０００の動作について説明する。

車両の運転中、運転者がアクセルペダル８００６を踏み増すことによりアクセル開度が増大すると、アクセル開度が変速線を超えることにより変速が要求されていると判別される（Ｓ１００にてＹＥＳ）。ここでは、６速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフトが要求されている（Ｓ１１０にてＹＥＳ）と想定する。

アクセル開度の変化率が予め定められた変化率よりも大きいという条件、ＡＴＦの温度が予め定められた温度よりも高いという条件、およびエンジン１０００の冷却水の温度が予め定められた温度よりも高いという条件の全てが成立していると（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、６速ギヤ段から３速ギヤ段へ直接変速される。

６速ギヤ段から３速ギヤ段へ直接変速するために、６速ギヤ段において係合されるＣ２クラッチ３６５０およびＢ１ブレーキ３６１０の解放が開始される（Ｓ２００）。これらのＣ２クラッチ３６５０およびＢ１ブレーキ３６１０のうちの少なくともいずれか一方が完全に解放されると（Ｓ２１０にてＹＥＳ）、Ｃ１クラッチ３６４０およびＢ３ブレーキ３６３０の係合が開始され（Ｓ２００）、最終的には３速ギヤ段が形成される。

これにより、６速ギヤ段が形成されている状態から、トランスミッション２０００を一旦ニュートラル状態にして入力軸回転数ＮＩ（エンジン回転数ＮＥ）を上昇させながら、３速ギヤ段へのダウンシフトを行なうことができる。

このとき、Ｃ２クラッチ３６５０およびＢ１ブレーキ３６１０のうちの少なくともいずれか一方が完全に解放されるため、入力軸回転数ＮＩの上昇は抑制されない。そのため、入力軸回転数ＮＩを速やかに上昇させることができる。

そのため、入力軸回転数ＮＩを３速ギヤ段の同期回転数と速やかに同期させることができる。その結果、ダウンシフトに要する時間（回転数の同期に要する時間）を短くすることができる。なお、５速ギヤ段から２速ギヤ段へダウンシフトする場合も同様である。

一方、アクセル開度の変化率が予め定められた変化率よりも小さいと（Ｓ１２０にてＮＯ）、５速ギヤ段へのダウンシフト要求があると判別された後、３速ギヤ段へのダウンシフト要求があると判別される場合がある。この場合、６速ギヤ段から５速ギヤ段へのダウンシフトを６速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウシフトに変更すると、制御が複雑な多重変速をしなければならず、円滑な変速制御を行ない難い。

ＡＴＦの温度が予め定められた温度よりも低いと（Ｓ１２０にてＮＯ）、ＡＴＦの粘度が高いため、クラッチおよびブレーキの応答性が低い。そのため、変速中にトランスミッション２０００をニュートラル状態にすると、Ｃ１クラッチ３６４０およびＢ３ブレーキ３６３０の係合が遅れ得る。Ｃ１クラッチ３６４０およびＢ３ブレーキ３６３０の係合が遅れると、入力軸回転数ＮＩ（エンジン回転数ＮＥ）が必要以上に上昇し、Ｃ１クラッチ３６４０およびＢ３ブレーキ３６３０を係合する際にショックが生じ得る。

エンジン１０００の冷却水の温度が予め定められた温度よりも低いと（Ｓ１２０にてＹＥＳ）、エンジン１０００や触媒（図示せず）の暖機のために点火時期が遅角されている場合がある。点火時期が遅角されている状態において、トランスミッション２０００をニュートラル状態にすることによりエンジン回転数ＮＥを急上昇させると、回転数が安定し難いため、点火時期の遅角制御を実行し難い状態になり得る。

これらの場合、ニュートラル状態を経由して変速を行なうことが適切ではない。そこで、アクセル開度の変化率が予め定められた変化率よりも大きいという条件、ＡＴＦの温度が予め定められた温度よりも高いという条件、およびエンジン１０００の冷却水の温度が予め定められた温度よりも高いという条件のいずれかが成立していないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、６速ギヤ段から５速ギヤ段を経由して３速ギヤ段へダウンシフトされる。

一旦６速ギヤ段から５速ギヤ段への変速を行なうため、６速ギヤ段において係合されるＢ１ブレーキ３６１０の解放が開始され、５速ギヤ段および３速ギヤ段において係合されるＢ３ブレーキ３６３０の係合が開始される（Ｓ３００）。

５速ギヤ段が形成されると（５速ギヤ段へのダウンシフトが完了すると）（Ｓ３１０にてＹＥＳ）、６速ギヤ段および５速ギヤ段において係合されるＣ２クラッチ３６５０の解放が開始され、３速ギヤ段において係合されるＣ１クラッチ３６４０の係合が開始される。最終的には３速ギヤ段が形成される。

これにより、トランスミッション２０００をニュートラル状態にすることなく、６速ギヤ段から３速ギヤ段へのダウンシフトを行なうことができる。そのため、ニュートラル状態にすることにより生じ得る弊害を抑制することができる。なお、５速ギヤ段から４速ギヤ段を経由して２速ギヤ段へダウンシフトする場合も同様である。

以上のように、本実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵは、変速前のギヤ段において係合される２つの摩擦係合要素のうちのいずれか一方が完全に解放された後、変速後のギヤ段において係合される２つの摩擦係合要素の係合を開始する。これにより、６速ギヤ段から３速ギヤ段もしくは５速ギヤ段から２速ギヤ段へのダウンシフトを行なう際、ニュートラル状態を経由してダウンシフトすることができる。そのため、ニュートラル状態時において、トランスミッションの入力軸回転数ＮＩ（エンジン回転数ＮＥ）を、変速後の同期回転数まで速やかに上昇させることができる。その結果、ダウンシフトに要する時間を短くすることができる。

なお、予め定められた条件が成立していないと（Ｓ１２０にてＮＯ）、６速ギヤ段から５速ギヤ段を経由して３速ギヤ段へダウンシフトする代わりに、６速ギヤ段から４速ギヤ段を経由して３速ギヤ段へダウンシフトするようにしてもよい。同様に、５速ギヤ段から４速ギヤ段を経由して２速ギヤ段へダウンシフトする代わりに、５速ギヤ段から３速ギヤ段を経由して２速ギヤ段へダウンシフトするようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵにより制御されるパワートレーンを示す概略構成図である。トランスミッションにおけるギヤトレーンを示すスケルトン図である。トランスミッションの作動表を示す図である。トランスミッションにおける油圧回路の一部を示す図である。本発明の実施の形態に係る制御装置であるＥＣＵが実行するプログラムの制御構造を示すフローチャートである。

符号の説明

１０００エンジン、２０００トランスミッション、３０００プラネタリギヤユニット、３１００入力軸、３２００トルクコンバータ、３２１０出力軸、３６１０Ｂ１ブレーキ、３６２０Ｂ２ブレーキ、３６３０Ｂ３ブレーキ、３６４０Ｃ１クラッチ、３６５０Ｃ２クラッチ、３６６０ワンウェイクラッチＦ、４０００油圧回路、６０００ドライブシャフト、７０００前輪、８００２車速センサ、８００４シフトレバー、８００５ポジションスイッチ、８００６アクセルペダル、８００７アクセル開度センサ、８００８ブレーキペダル、８００９ストップランプスイッチ、８０１０油温センサ、８０１２入力軸回転数センサ、８０１４出力軸回転数センサ、８０１６水温センサ。

Claims

第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素が係合状態であるとともに第３の摩擦係合要素および第４の摩擦係合要素が解放状態である場合に第１の変速段が形成され、前記第１の摩擦係合要素および前記第２の摩擦係合要素が解放状態であるとともに前記第３の摩擦係合要素および前記第４の摩擦係合要素が係合状態である場合に第２の変速段が形成される自動変速機の制御装置であって、
前記第１の変速段が形成された状態から、前記第１の摩擦係合要素および前記第２の摩擦係合要素を解放状態にするように前記第１の摩擦係合要素および第２の摩擦係合要素を制御するための第１の制御手段と、
前記第１の摩擦係合要素および前記第２の摩擦係合要素のうちのいずれか一方が完全に解放状態にされた後において、前記第３の摩擦係合要素および前記第４の摩擦係合要素の係合を開始して前記第２の変速段を形成するように、前記第３の摩擦係合要素および前記第４の摩擦係合要素を制御するための第２の制御手段とを含む、自動変速機の制御装置。