つぎに、この発明を具体例に基づいて説明する。図9には、この発明の一実施例である車両Veのパワートレーンおよび制御系統の一例が、模式的に示されている。まず、車両Veには駆動力源としてのエンジン1が設けられており、エンジン1と車輪2との間に形成された動力伝達経路に変速機3が設けられている。この変速機3は、第1発進クラッチ出力軸4および第2発進クラッチ出力軸5および第1変速機出力軸6および第2変速機出力軸7を有している。第2発進クラッチ出力軸5は円筒状に構成されており、第2発進クラッチ出力軸5の内部に第1発進クラッチ出力軸4が配置されている。また、第1発進クラッチ出力軸4と第2発進クラッチ出力軸5とが同軸上に配置され、第1発進クラッチ出力軸4と第2発進クラッチ出力軸5とが相対回転可能となるように構成されている。さらに、第1発進クラッチ出力軸4および第2発進クラッチ出力軸5に対して、第1変速機出力軸6が平行に配置されているとともに、第1変速機出力軸6と第2変速機出力軸7とが平行に配置されている。
一方、前記第1変速機出力軸6と一体回転するドライブギヤ45と、前記第2変速機出力軸7と一体回転するドリブンギヤ46とが噛合されている。さらに、変速機3は、エンジン1に接続される入力軸47を有している。また、第1発進クラッチ出力軸4と入力軸47との間における動力伝達状態を制御する発進クラッチC1と、第2発進クラッチ出力軸5と入力軸47との間における動力伝達状態を制御する発進クラッチC2とが設けられている。これら発進クラッチC1および発進クラッチC2としては、例えば、摩擦式クラッチ、より具体的には湿式クラッチを用いていることが可能である。つまり、発進クラッチC1および発進クラッチC2を構成するプレートやディスクが、潤滑油により潤滑および冷却される。これら発進クラッチC1,発進クラッチC2は、別々に係合圧指令値もしくはトルク容量を制御可能に構成された、いわゆるツインクラッチである。
また、変速機3は、前進段を設定するために、第1速用歯車対8ないし第6速用歯車対13を有している。まず、第1速用歯車対8は、第1速ドライブギヤ14と、第1速ドライブギヤ14に噛合された第1速ドリブンギヤ15とにより構成されている。第1速ドライブギヤ14は第1発進クラッチ出力軸4に設けられており、第1速ドライブギヤ14と第1発進クラッチ出力軸4とが一体回転するように構成されている。これに対して、第1速ドリブンギヤ15は第1変速機出力軸6に設けられており、第1速ドリブンギヤ15と第1変速機出力軸6とが相対回転可能となるように構成されている。
つぎに、第2速用歯車対9は、第2速ドライブギヤ16と、第2速ドライブギヤ16に噛合された第2速ドリブンギヤ17とにより構成されている。第2速ドライブギヤ16は第2発進クラッチ出力軸5に設けられており、第2速ドライブギヤ16と第2発進クラッチ出力軸5とが一体回転するように構成されている。これに対して、第2速ドリブンギヤ17は第1変速機出力軸6に設けられており、第2速ドリブンギヤ17と第1変速機出力軸6とが相対回転可能となるように構成されている。
さらに、第3速用歯車対10は、第3速ドライブギヤ18と、第3速ドライブギヤ18に噛合された第3速ドリブンギヤ19とにより構成されている。第3速ドライブギヤ18は第1発進クラッチ出力軸4に設けられており、第3速ドライブギヤ18と第1発進クラッチ出力軸4とが相対回転可能となるように構成されている。これに対して、第3速ドリブンギヤ19は第1変速機出力軸6に設けられており、第3速ドリブンギヤ19と第1変速機出力軸6とが一体回転するように構成されている。
さらに、第4速用歯車対11は、第4速ドライブギヤ20と、第4速ドライブギヤ20に噛合された第4速ドリブンギヤ21とにより構成されている。第4速ドライブギヤ20は第2発進クラッチ出力軸5に設けられており、第4速ドライブギヤ20と第2発進クラッチ出力軸5とが相対回転可能となるように構成されている。これに対して、第4速ドリブンギヤ21は第1変速機出力軸6に設けられており、第4速ドリブンギヤ21と第1変速機出力軸6とが一体回転するように構成されている。
さらに、第5速用歯車対12は、第5速ドライブギヤ22と、第5速ドライブギヤ22に噛合された第5速ドリブンギヤ23とにより構成されている。第5速ドライブギヤ22は第1発進クラッチ出力軸4に設けられており、第5速ドライブギヤ22と第1発進クラッチ出力軸4とが相対回転可能となるように構成されている。これに対して、第5速ドリブンギヤ23は第1変速機出力軸6に設けられており、第5速ドリブンギヤ23と第1変速機出力軸6とが一体回転するように構成されている。
さらに、第6速用歯車対13は、第6速ドライブギヤ24と、第6速ドライブギヤ24に噛合された第6速ドリブンギヤ25とにより構成されている。第6速ドライブギヤ24は第2発進クラッチ出力軸5に設けられており、第6速ドライブギヤ24と第2発進クラッチ出力軸5とが相対回転可能となるように構成されている。これに対して、第6速ドリブンギヤ25は第1変速機出力軸6に設けられており、第6速ドリブンギヤ25と第1変速機出力軸6とが一体回転するように構成されている。
さらに、変速機3は、後進段を設定するための後進用歯車対26を有している。後進用歯車対26は、後進ドライブギヤ27および後進ドリブンギヤ28と、後進ドライブギヤ28および後進ドリブンギヤ28に噛合された後進アイドラギヤ29とにより構成されている。後進ドライブギヤ27は第2発進クラッチ出力軸5に設けられており、後進ドライブギヤ27と第2発進クラッチ出力軸5とが一体回転するように構成されている。これに対して、後進ドリブンギヤ28は第1変速機出力軸6に設けられており、後進ドリブンギヤ28と第1変速機出力軸6とが相対回転可能となるように構成されている。
そして、各変速用歯車対に対応して複数の変速用クラッチが設けられている。この変速用クラッチは、変速用歯車対を構成する各ギヤと、各軸との間における動力伝達状態を制御する装置である。この実施例においては、変速用クラッチとして同期係合装置(シンクロメッシュ機構)を用いた場合を説明する。まず、第1速用歯車対8に対応する第1同期係合装置30は、第1変速機出力軸6に設けられている。第1同期係合装置30は、第1変速機出力軸6と一体回転し、かつ、第1変速機出力軸6の軸線方向に動作可能なスリーブ31と、第1速ドリブンギヤ15と一体回転するアウターギヤ32と、スリーブ31と一体回転し、かつ、スリーブ31とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング(図示せず)およびシンクロナイザーキー(図示せず)とを有している。スリーブ31にはインナーギヤ(図示せず)が形成されており、スリーブ31が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ32と、スリーブ31のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ32と、スリーブ31のインナーギヤとが係合された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第1速用歯車対8を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、スリーブ31が軸線方向で中立位置に動作されて、スリーブ31のインナーギヤと、アウターギヤ32とが解放された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第1速用歯車対8を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。
前記第2速用歯車対9に対応する第2同期係合装置33は、第1変速機出力軸6に設けられている。第2同期係合装置33は、第1変速機出力軸6と一体回転し、かつ、第1変速機出力軸6の軸線方向に動作可能なスリーブ34と、第2速ドリブンギヤ17と一体回転するアウターギヤ35と、スリーブ34と一体回転し、かつ、スリーブ34とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング(図示せず)およびシンクロナイザーキー(図示せず)とを有している。スリーブ34にはインナーギヤ(図示せず)が形成されており、スリーブ34が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ35とインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ35と、スリーブ34のインナーギヤとが係合された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第2速用歯車対9を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ35と、スリーブ34のインナーギヤとが解放された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第2速用歯車対9を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。
また、この第2同期係合装置33は後進用歯車対26に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、後進用ドリブンギヤ28と一体回転するアウターギヤ36が設けられており、アウターギヤ36に対応するシンクロナイザーリング(図示せず)が設けられている。そして、スリーブ34が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ36とスリーブ34のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ36とスリーブ34のインナーギヤとが係合された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、後進用歯車対26を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ36とスリーブ34のインナーギヤとが解放された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、後進用歯車対26を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ34を軸線方向で中立位置に移動させると、スリーブ34のインナーギヤを、2つのアウターギヤ35,36から共に解放させることは可能であるが、スリーブ34のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、2つのアウターギヤ35,36のいずれか一方にのみ噛合する。
前記第3速用歯車対10に対応する第3同期係合装置37は、第1発進クラッチ出力軸4に設けられている。第3同期係合装置37は、第1発進クラッチ出力軸4と一体回転し、かつ、第1発進クラッチ出力軸4の軸線方向に動作可能なスリーブ38と、第3速ドライブギヤ18と一体回転するアウターギヤ39と、スリーブ38と一体回転し、かつ、スリーブ38とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング(図示せず)およびシンクロナイザーキー(図示せず)とを有している。スリーブ38にはインナーギヤ(図示せず)が形成されており、スリーブ38が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ39とスリーブ38のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ38とスリーブ38のインナーギヤとが係合された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第3速用歯車対10を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ39とスリーブ38のインナーギヤとが解放された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第3速用歯車対10を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。
また、この第3同期係合装置37は第5速用歯車対12に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、第5速ドライブギヤ22と一体回転するアウターギヤ40が設けられており、アウターギヤ40に対応するシンクロナイザーリング(図示せず)が設けられている。そして、スリーブ38が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ40とスリーブ38のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ40とスリーブ38のインナーギヤとが係合された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第5速用歯車対12を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ40とスリーブ38のインナーギヤとが解放された場合は、第1発進クラッチ出力軸4と第1変速機出力軸6との間で、第5速用歯車対12を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ38を軸線方向で中立位置に移動させると、スリーブ38のインナーギヤを、2つのアウターギヤ39,40から共に解放させることは可能であるが、スリーブ38のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、2つのアウターギヤ39,40のいずれか一方にのみ噛合する。
前記第4速用歯車対11に対応する第4同期係合装置41は、第2発進クラッチ出力軸5に設けられている。第4同期係合装置41は、第2発進クラッチ出力軸5と一体回転し、かつ、第2発進クラッチ出力軸5の軸線方向に動作可能なスリーブ42と、第4速ドライブギヤ20と一体回転するアウターギヤ43と、スリーブ42と一体回転し、かつ、スリーブ42とともに軸線方向に動作可能なシンクロナイザーリング(図示せず)およびシンクロナイザーキー(図示せず)とを有している。スリーブ42にはインナーギヤ(図示せず)が形成されており、スリーブ42が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ43とスリーブ42のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ43とスリーブのインナーギヤとが係合された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第4速用歯車対11を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ43とスリーブ42のインナーギヤとが解放された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第4速用歯車対11を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。
また、この第4同期係合装置41は第6速用歯車対13に対応するクラッチとしての機能を兼備している。すなわち、第6速ドライブギヤ24と一体回転するアウターギヤ44が設けられており、アウターギヤ44に対応するシンクロナイザーリング(図示せず)が設けられている。そして、スリーブ42が軸線方向に動作することにより、アウターギヤ44とスリーブ42のインナーギヤとの係合・解放がおこなわれるように構成されている。このアウターギヤ44とスリーブ42のインナーギヤとが係合された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第6速用歯車対13を経由させて動力伝達をおこなうことが可能となる。これに対して、アウターギヤ44とスリーブ42のインナーギヤとが解放された場合は、第2発進クラッチ出力軸5と第1変速機出力軸6との間で、第6速用歯車対13を経由させて動力伝達をおこなうことが不可能となる。なお、スリーブ42を軸線方向で中立位置に動作させると、スリーブ42のインナーギヤを、2つのアウターギヤ43,44から共に解放させることは可能であるが、スリーブ42のインナーギヤが軸線方向のいずれの位置にある場合でも、2つのアウターギヤ43,44のいずれか一方にのみ噛合する。
一方、前記エンジン1には内燃機関や外燃機関、モータなどの各種の動力装置が含まれるが、この実施例では、内燃機関を用いている場合について説明する。内燃機関としては、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、LPGエンジン、メタノールエンジンなどを用いることが可能である。この実施例では、エンジン1としてガソリンエンジンが用いられている場合について説明する。このエンジン1は、電子スロットルバルブ、燃料噴射量制御装置、点火時期制御装置などを有する公知のものである。さらに、車両Veにはブレーキ装置(図示せず)が設けられている。このブレーキ装置は、乗員により操作されるブレーキペダル、および車輪2に設けられたホイールシリンダなどにより構成されている。そして、ブレーキペダルの操作に応じてホイールシリンダの油圧が制御されて、車輪2に対する制動力が調整される。
つぎに、車両Veの制御系統について説明すると、発進クラッチC1および発進クラッチC2および第1同期係合装置30ないし第4同期係合装置41を、それぞれ別々に制御することの可能なアクチュエータが設けられている。この実施例では、アクチュエータとして油圧アクチュエータ48が用いられている。つまり、発進クラッチC1および発進クラッチC2および第1同期係合装置30ないし第4同期係合装置41は、いずれも油圧制御式のクラッチであり、各クラッチに対応して油圧室(図示せず)が形成されているととともに、各油圧室の油圧が油圧アクチュエータ48により制御されるように構成されている。つまり、発進クラッチC1および発進クラッチC2の係合圧指令値は、油圧アクチュエータ48により制御される。この油圧アクチュエータ48は、油圧回路およびソレノイドバルブなどを有する公知の構造を有している。
また、車両Veの全体を制御する総合電子制御装置(ECU)49が設けられているとともに、エンジン1を制御するエンジン用電子制御装置(ECU)50が設けられている。さらに、変速機3を制御するために乗員が操作するシフト操作装置51が設けられているとともに、変速機3における変速状態を表示するシフト状態表示装置52が設けられている。シフト操作装置51は、乗員が手で操作する構造のものまたは足で操作する構造のもののいずれでもよい。シフト操作装置51の操作により、前進段(ドライブポジション)、後進段(リバースポジション)、ニュートラルポジション、パーキングポジションなどを選択的に切り換え可能である。さらに、シフト状態表示装置52は、ランプ点灯、音声表示、ディスプレイ表示などの少なくとも1つの表示システムにより、変速機3の変速状態を出力する構成となっている。また、潤滑油および油圧アクチュエータ48の作動油の温度を検出する油温センサ520および各クラッチの軸線方向におけるスリーブの位置を検知するスリーブ位置センサ53が設けられている。
前記エンジン用電子制御装置50には、各種のセンサやスイッチの信号が入力される。このエンジン1用電子制御装置には、例えば、エンジン1回転速度、吸入空気量、吸入空気温度、アクセル開度、スロットル開度、冷却水温、エンジン吹き上げ禁止スイッチ54などの信号が入力される。エンジン吹き上げ禁止スイッチ54は、シフト操作装置51に設けたり、シフト操作装置51とは別にインストルメントパネルなどに設けることが可能である。エンジン用電子制御装置50からは、エンジン1の電子スロットルバルブの開度、吸入空気量、点火時期、燃料噴射量などを制御する信号が出力される。
前記総合電子制御装置49には、各種のセンサやスイッチの信号が入力される。総合電子制御装置49には、例えば、第1発進クラッチ出力軸4の回転速度センサ55、第2発進クラッチ出力軸5の回転速度センサ56、第2変速機出力軸7の回転速度センサ57、潤滑油および作動油の温度、発進クラッチC1,C2の係合面の温度を検出するクラッチ温度センサ58、ブレーキペダルの操作状態、ナビゲーションシステムで得られる道路状況、シフト操作装置51の操作状態、道路勾配センサ、加速度センサなどの信号が入力される。総合電子制御装置49からは、油圧アクチュエータ48を制御する信号、シフト状態表示装置52を制御する信号などが出力される。なお、エンジン用電子制御装置50と総合電子制御装置49との間で相互に信号の授受がおこなわれる。また、この実施例において、各種の回転部材の回転速度は、各種の回転部材の回転数と等価のパラメータである。
つぎに、変速機3の制御について説明する。変速機3で前進段の第1速を設定する場合は、第1同期係合装置30のスリーブの動作により、第1同期係合装置30のスリーブのインナーギヤとアウターギヤ32とが係合されるとともに、発進クラッチC1が係合されるとともに、第2同期係合装置33ないし第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、発進クラッチC2が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、発進クラッチC1および第1速用歯車対8を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第1速用歯車対8を構成する第1速ドライブギヤ14と第1速ドリブンギヤ15との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第1速が設定される。
また、変速機3で前進段の第2速を設定する場合は、第2同期係合装置33のスリーブ34の動作により、スリーブ34のインナーギヤとアウターギヤ35とが係合されるとともに、発進クラッチC2が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第3同期係合装置37および第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、発進クラッチC1が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、発進クラッチC2および第2速用歯車対9を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第2速用歯車対9を構成する第2速ドライブギヤ16と第2速ドリブンギヤ17との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第2速が設定される。
また、変速機3で前進段の第3速を設定する場合は、第3同期係合装置37のスリーブ38の動作により、スリーブ38のインナーギヤとアウターギヤ39とが係合されるとともに、発進クラッチC1が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第2同期係合装置33および第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、発進クラッチC2が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、発進クラッチC1および第3速用歯車対10を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第3速用歯車対10を構成する第3速ドライブギヤ18と第3速ドリブンギヤ19との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第3速が設定される。
さらに、変速機3で前進段の第4速を設定する場合は、第4同期係合装置41のスリーブ42の動作により、スリーブ42のインナーギヤとアウターギヤ43とが係合されるとともに、発進クラッチC2が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第2同期係合装置33および第3同期係合装置37のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、発進クラッチC1が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、発進クラッチC2および第4速用歯車対11を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第4速用歯車対11を構成する第4速ドライブギヤ20と第4速ドリブンギヤ21との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第4速が設定される。
さらに、変速機3で前進段の第5速を設定する場合は、第3同期係合装置37のスリーブ38の動作により、スリーブ38のインナーギヤとアウターギヤ40とが係合されるとともに、発進クラッチC1が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第2同期係合装置33および第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、発進クラッチC2が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、発進クラッチC1および第5速用歯車対12を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第5速用歯車対12を構成する第5速ドライブギヤ22と第5速ドリブンギヤ23との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第5速が設定される。
さらに、変速機3で前進段の第6速を設定する場合は、第4同期係合装置41のスリーブ42の動作により、スリーブ42のインナーギヤとアウターギヤ44とが係合されるとともに、発進クラッチC2が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第2同期係合装置33および第3同期係合装置37のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、発進クラッチC1が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、発進クラッチC2および第6速用歯車対13を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、第6速用歯車対13を構成する第6速ドライブギヤ24と第6速ドリブンギヤ25との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3の変速段として第6速が設定される。このように、変速機3は、前進段において第1速ないし第6速を選択的に切り換えることが可能である。つまり、変速機3は、変速比を段階的に、または不連続に切り換えることの可能な有段変速機である。
一方、シフト操作装置51の操作により、後進段(リバースポジション)が選択された場合は、第2同期係合装置33のスリーブ34の動作により、スリーブ34のインナーギヤとアウターギヤ36とが係合されるとともに、発進クラッチC2が係合されるとともに、第1同期係合装置30および第3同期係合装置37および第4同期係合装置41のスリーブが全て中立位置に制御され、かつ、発進クラッチC1が解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で、発進クラッチC2および後進用歯車対26を経由して動力伝達をおこなうことが可能になるとともに、入力軸47と第2変速機出力軸7との間における変速比が、後進用歯車対26を構成する後進用ドライブギヤ27とアイドラギヤ29と後進用ドリブンギヤ28との歯数比に応じた値となる。すなわち、変速機3で後進段が設定される。なお、前進段が設定された場合と、後進段が設定された場合とでは、第2変速機出力軸7の回転方向が逆となる。
前進段または後進段が選択された場合は、上記のように入力軸47と第2変速機出力軸7とが動力伝達可能に接続されるため、エンジン1が運転され、かつ、アクセルペダルが踏み込まれた場合、つまり、パワーオンの状態では、エンジントルクが変速機3を経由して車輪2に伝達されて、駆動力が発生する。これに対して、車両Veの惰力走行時、つまり、アクセルペダルが踏まれていないパワーオフの状態では、車両Veの運動エネルギに対応するトルクが、車輪2から変速機3を経由してエンジン1に伝達され、エンジンブレーキ力が生じる。
さらに、シフト操作装置51により、パーキングポジションまたはニュートラルポジジョンが選択された場合は、発進クラッチC1および発進クラッチC2が共に解放される。このような制御により、入力軸47と第2変速機出力軸7との間で動力伝達をおこなうことが不可能となる。そして、現在設定されている変速段から他の変速段(目標変速段)に切り換える場合は、現在の変速段を設定しているクラッチのスリーブを動作させて、現在の変速段に対応するアウターギヤと、スリーブのインナーギヤとを解放するとともに、目標変速段に対応するクラッチのスリーブを動作させて、目標変速段を設定するアウターギヤと、スリーブのインナーギヤとを係合させる制御が実行される。また、現在の変速段から目標変速段に切り換える場合に、発進クラッチC1および発進クラッチC2の係合・解放状態を切り換える必要がある場合は、その切り換え制御が実行される。
この実施例において、前進段では、変速段を示す数字が小さいほど、変速機3における変速比が大きくなる。ここで、変速機3の変速比とは、入力軸47の回転速度を第2変速機出力軸7の回転速度で除した値である。この実施例において、現在の変速段における変速比よりも、目標変速段における変速比の方が大きくなる変速制御がダウンシフトである。また、現在の変速段における変速比よりも、目標変速段における変速比の方が大きくなる変速制御がアップシフトである。そして、変速機3は、変速比を切り換える場合に、発進クラッチC1のトルク容量、および発進クラッチC2のトルク容量が制御されるように構成された、いわゆるツイン・クラッチ式の変速機3である。つまり、変速機3の変速段を変更する場合は、発進クラッチC1および発進クラッチC2の係合・解放を並行して実行する、いわゆるクラッチ・ツウ・クラッチ変速となる。
なお、この実施例においては、変速機3の変速段を切り換えるにあたり、自動変速制御とマニュアル変速制御とを選択可能である。マニュアル変速制御とは、乗員がシフト操作装置51をマニュアル操作することにより、第1速ないし第6速の変速段を選択的に切り換える制御である。また、自動変速制御とは、シフト操作装置51で前進段が選択されている場合に、車両Veの走行状態、例えば、車速およびアクセル開度および総合電子制御装置49に記憶されている変速マップに基づいて、変速判断をおこない、第1速ないし第6速の変速段を選択的に切り換える制御である。この場合、変速マップには、現在の変速段から他の変速段にアップシフトする場合の基準となるアップシフト線、および、現在の変速段から他の変速段にダウンシフトする場合の基準となるダウンシフト線が設けられている。
ここで、変速ショックはトルク伝達が実際におこなわれているクラッチで発生するため、実際にトルク伝達がおこなわれているクラッチに対してスリップ制御をおこなうのが望ましい。一方、クラッチ・トウ・クラッチ変速の場合は、変速中にトルク伝達がおこなわれるクラッチが切り替わるため、このクラッチの切り替わった時点を判定し、この時点から変速後にトルク伝達がおこなわれるクラッチに対してスリップ制御をおこなう必要がある。
図1はこのスリップ制御がおこなわれるクラッチを切り換えるための制御例を示すフローチャートである。なお、ここでは、2速から1速へのダウンシフトを想定しており、係合されるクラッチが発進クラッチC1であり、解放されるクラッチが発進クラッチC2である。
先ず、現在の状態がパワーオンダウンシフト変速中か否かが判断される(ステップS11)。ここで、パワーオンダウンシフト変速とは、アクセルペダルが踏み込まれており、スロットル開度が増大している動力増大要求がある状態でのダウンシフト変速である。
そして、ステップS11で否定的に判断された場合には、このルーチンを抜けるが、肯定的に判断された場合には、変速後のクラッチ油圧PC1が定常時のフィードフォワード値以上か否かが判断される(ステップS12)。ステップS12で否定的に判断された場合、すなわち、変速後のクラッチ油圧PC1が定常時のフィードフォワード値以上でなければ、発進クラッチC1は未だ解放状態と考えられるので、変速前のクラッチ、すなわち発進クラッチC2のスリップ制御を継続する(ステップS14)。
変速後のクラッチ油圧PC1が定常時のフィードフォワード値以上である場合には、発進クラッチC1の係合が開始されたと考えられるので、変速後のクラッチ、すなわち発進クラッチC1のスリップ制御を実施する(ステップS13)。
また、変速の進行に伴ってスリップ制御量を変更することが考えられる。図2は変速の進行に伴うスリップ量の変更をおこなう制御の一例を示すフローチャートである。
まず、パワーオンダウンシフト変速中か否かが判断され(ステップS21)、ステップS21で否定的に判断された場合にはこのルーチンを抜ける。また、ステップS21で肯定的に判断された場合には、変速指令が出力されてから所定時間TDWTNSLPSWだけ経過したか否かが判断される(ステップS22)。なお、この所定時間TDWTNSLPSWは、発進クラッチC1のファーストフィルが終了し発進クラッチC1の係合油圧が十分に安定するまで経過した時間である。
そして、ステップS22で肯定的に判断された場合、すなわち変速指令が出力されてから所定時間TDWTNSLPSWだけ経過した場合には、スリップ制御の対象となるクラッチが切り替え前であるか否かが判断される(ステップS23)。ステップS23で肯定的に判断された場合、すなわち、スリップ制御の対象となるクラッチが切り替わっていない場合には、現在の目標スリップ量TNSLIPiを所定時間前の目標スリップ量TNSLIPi-1から目標スリップ量増加量DTNSLPだけ増大させた値とする(ステップS24)。したがって、所定時間TDWTNSLPSW経過後から時間が経過するほど、ステップS24は何回も実行され、ステップS24が実行されるたびに、目標スリップ量TNSLIPiは増大していくことになる。なお、DTNSLPは変速前後の発進クラッチC1,C2の出力側回転数差を、車速とギヤ段とに基づいて決定される目標スリップ量変更時間TSLIPUPで割った値である。
さらに、この目標スリップ量TNSLIPiが係合される発進クラッチC1の出力軸回転数NC1と解放される発進クラッチC2の出力軸回転数NC2との差回転数以上か否かが判断される(ステップS25)。そして、ステップS25で肯定的に判断された場合、すなわち、目標スリップ量TNSLIPiが係合される発進クラッチC1の出力軸回転数NC1と解放される発進クラッチC2の出力軸回転数NC2との差回転数以上となった場合には、目標スリップ量を係合される発進クラッチC1の出力軸回転数NC1と解放される発進クラッチC2の出力軸回転数NC2との差回転数とする(ステップS26)。なお、ステップS25で否定的に判断された場合には、なにもせずにこのルーチンを抜ける。
一方、ステップS22で否定的に判断された場合、すなわち、変速指令出力から所定時間TDWTNSLPSW経過していない場合には、目標スリップ量TNSLIPiを定常時目標スリップ量TNSLPCとする。また、ステップS23で否定的に判断された場合、すなわち、スリップ制御の対象となるクラッチが切り替わっている場合には目標スリップ量TNSLIPiを零とする(ステップS28)。
また、変速中における発進クラッチC1の係合圧指令値のフィードフォワード値を補正することが考えられる。図3はその制御の一例を示すフローチャートである。
先ず、現在の状態がパワーオンダウンシフト変速中か否かが判断される(ステップS31)。ステップS31で肯定的に判断された場合は、発進クラッチC1の係合油圧のファーストアプライが終了したか否かが判断される(ステップS32)。さらに、ステップS32で肯定的に判断された場合には、発進クラッチC1の低圧待機制御が終了したか否かが判断される(ステップS33)。なお、ステップS31からステップS33で否定的に判断された場合にはこのルーチンを抜ける。
一方、ステップS33で肯定的に判断された場合には、エンジン回転数Neが係合されるクラッチ、すなわち発進クラッチC2の回転数と予め定められた所定値NDWPC2SWとの差回転数よりも大きいか否かが判断される(ステップS34)。そして、ステップS34で肯定的に判断された場合には発進クラッチC1のフィードフォワード制御量PC1FWiが定常走行時のフィードフォワード値より小さいか否かが判断される(ステップS35)。
そして、ステップS35で肯定的に判断された場合には、発進クラッチC1に対するフォワード制御量PC1FWDiを所定勾配DPDWAPLSWだけ増加させる(ステップS36)。なお、所定勾配DPDWAPLSWは以下の式で求められる。
(式1)
DPDWAPLSW=(PUPAPLSWPEーPUPAPLBAS)/TUPAPLSW
ここで、PUPAPLSWPEはエンジン入力トルクと変速前後のエンジン回転数差のマップ値であり、PUPAPLBASはピストンストロークエンド圧近傍の油圧であり、TUPAPLSWはスリップ量の変更時間であって、入力トルクに基づいて決定される値である。すなわち、エンジン出力トルクと、エンジン回転数と、スリップ量の変更時間と、待機圧とによって求められる。
一方、ステップ34で否定的に判断された場合やステップS35で否定的に判断された場合には、発進クラッチC1に対するフィードフォワード制御量PC1FWDiを前回ルーチン実行時のフィードフォワード制御量PC1FWDi-1とする。すなわち、フィードフォワー制御量の大きさを維持する(ステップS37)。
また、クラッチ出力側のトルクを一定に保つことを目的として、解放される発進クラッチC2の油圧指令値を入力トルク推定値と目標スリップ量に基づいて決定することが考えられる。図4はこの油圧指令値を決定するための制御の一例を示すフローチャートである。
先ず、パワーオンダウンシフトが変速中か否かが判断される(ステップS41)。
なお、この終了判定は、実スリップ量が定常時の目標スリップ量の所定値の範囲に連続して所定時間だけ入ったときに終了判定がなされる。そして、ステップS41で肯定的に判断された場合、すなわち、終了判定が成立すると、スリップ制御の対象となるクラッチが切り替わっていないか否かが判断される(ステップS42)。ステップS42で肯定的に判断された場合、すなわちスリップ制御の対象となるクラッチが切り替わっていない場合には、発進クラッチC2の係合圧指令値のフィードフォワード制御量PC2FWDを、入力トルク推定値と目標スリップ量に基づいて決定される定常時のフィードフォワード制御量とする(ステップS43)。
一方、ステップS42で否定的に判断された場合には、発進クラッチC2のフィードフォワード制御を終了する(ステップS44)。
さらに、変速ショックの低減を目的として、解放される発進クラッチC2の係合圧指令値を少しずつ低下させるようにしてもよい。図5は、この発進クラッチC2の係合圧指令値を暫減させる制御の一例を示すフローチャートである。
先ず、パワーオンダウンシフト変速中か否かが判断される(ステップS51)。そして、ステップS51で肯定的に判断された場合、すなわち、終了判定が成立すると、スリップ制御の対象となるクラッチが切り替わったか否かが判断される(ステップS52)。ステップS52で肯定的に判断された場合、すなわちスリップ制御の対象となるクラッチが切り替わった後である場合、発進クラッチC2の係合圧指令値PC2iを前回ルーチン実行時の係合圧指令値PC2i-1から所定勾配DPC2SWDだけ減じた値とする(ステップS53)。すなわち、ルーチン実行毎に係合圧指令値PC2iは所定勾配DPC2SWDだけ低下していくことになる。
一方、ステップS52で否定的に判断された場合、すなわち、スリップ制御の対象となるクラッチが切り替わる前である場合には、発進クラッチC2の係合圧指令値PC2iを発進クラッチC2の係合圧指令値のフィードフォワード制御量PC2FWDにフィードバック制御量PC2FBとを加えた値とする(ステップS54)。
また、エンジン回転数の必要以上の低下を抑制するために、発進クラッチC2の係合圧指令値が係合圧指令値フィードフォワード制御量PC2FWD以下に低下することを抑制すること、すなわち下限ガードを設けることが考えられる。図6はその下限ガードを設ける場合の制御の一例を示すフローチャートである。
先ず、パワーオンダウンシフト変速中か否かが判断される(ステップS61)。そして、ステップS61で肯定的に判断された場合には、現在の実スリップ量と目標スリップ量とから係合油圧のフィードバック補正量が計算される(ステップS62)。そして、このフィードバック補正量が零以下であるか否かが判断される(ステップS63)。ステップS63で肯定的に判断された場合、すなわち、フィードバック補正量が零以下である場合、フィードバック制御を停止し、発進クラッチC1の係合圧指令値PC1をフィードフォワード値とする(ステップS64)。これにより、係合圧指令値PC1がフィードフォワード値よりも低下することが抑制される、いわゆる下限ガードがかかる。
一方、ステップS63で否定的に判断された場合、すなわち、フィードバック補正量が零よりも大きい場合には、発進クラッチC1の係合圧指令値PC1iを発進クラッチC1の係合圧指令値のフィードフォワード制御量PC1FWDにフィードバック制御量PC1FBとを加えた値とする(ステップS65)。
図7は変速開始から終了までの各物理量の変化を示すタイムチャートである。まず、変速指令が出力され(A時点)、変速が開始すると、係合されるクラッチである発進クラッチC1にファーストフィルが行われる(A時点からB時点)。そして、フォワード値を定常時のフォーワード値とすることで係合圧指令値PC2を暫減させる(A時点からE時点、ステップS43に相当)。定常時のフォワード値とすることで、ダウンシフトに伴って推定トルクが変化しても、その増大量に応じて係合圧指令値PC2が減少するので、伝達されるトルクが変化し、発進クラッチC2の出力側のトルクは一定に保たれる。したがって、トルク変動が抑制されるので、運転者に対する違和感を抑制することができる。
そして変速指令出力からTDWTNSLPSWだけ経過すると(ステップS22で肯定的に判断された場合に相当。B時点に相当)、目標スリップ量TNSLIPiを所定勾配DTNSLPで増加させる(ステップS24に相当、B時点からD時点)。この間、エンジン回転数Neは上昇を続ける。
そして、エンジン回転数Neが発進クラッチC1の出力軸回転数、すなわち変速後のエンジン回転数NC1よりも、予め定めた所定値であるNDWPC2SWだけ低い回転数に達すると(ステップS34に相当、C時点)、発進クラッチC1のスリップ量が所定値NSLPSFTOFSよりも大きい場合には(ステップS35で肯定的に判断された場合)、発進クラッチC1のフォワード値PC1FWDiを所定勾配DPDWAPLSWずつ増大させていく(ステップS36に相当、C時点からE時点)。これにより、係合される側のトルク容量が少しずつ増大するので、伝達されるトルクの落ち込みを抑制し、運転者に対する駆動力の抜け感を抑制することができる。
また、目標スリップ量TNSLIPiが発進クラッチC1の回転数NC1と発進クラッチC2の回転数NC2の差と等しくなった場合には(ステップS34、D時点)、目標スリップ量TNSLIPiを発進クラッチC1の回転数NC1と発進クラッチC2の回転数NC2との差に設定する(ステップS26に相当、D時点からE時点)。
更に時間が経過し、発進クラッチC1の係合圧指令値PC1が定常時のフォワード値と等しくなると(ステップS12で肯定的に判断された場合、E時点)、スリップ制御の対象となるクラッチを発進クラッチC2から発進クラッチC1へと切り替える(ステップS13に相当)。これにより、伝達されるトルクの大きさは変化しないので、動力源の吹き上がりを抑制することができる。
そして、スリップ制御の対象となるクラッチが切り替えられているので(ステップS23で否定的に判断された場合)、目標スリップ量が零とされる(ステップS28に相当、E時点からF時点)。つまり、クラッチの切り替えが完了した時点でエンジン回転数は発進クラッチC1の回転数NC1と同じ回転数となったと考えられるので、スリップ量を零とすることで、回転数差の発生を抑制し、オーバーシュートの発生を抑制することができる。
また、発進クラッチC2の解放が完了したと判断された場合(F時点)には、目標スリップ量をエンジン回転数Neと発進クラッチC1の出力軸回転数NC1との差に設定する。これにより、定常状態の目標スリップ量と実スリップ量との偏差を解放完了時点で零になるように制御されるので、車両の加速度変化がなめらかになり運転者に対する違和感を抑制することができる。
さらにE時点においては、発進クラッチC2の積極的な解放が開始される。つまり暫減してきた発進クラッチC2の係合圧指令値PC2を所定勾配DPC2SWDで低下させ、最終的には零とする(ステップS53に相当)。これにより、トルクの伝達の分担が発進クラッチC2ら発進クラッチC1へ滑らかに移行するので、変速ショックを抑制することができる。
なお、変速開始時点(ステップS61で肯定的に判断された場合、A時点)から、変速終了時点(F時点)において、発進クラッチの係合圧指令値PC1はフォワード値で下限ガードされる(ステップS64に相当)。これにより、動力源の必要以上の回転数低下を抑制し、運転者に対して違和感を与えることを抑制することができる。
なお、図8に示すパワートレーンにおいては、発進クラッチC1および発進クラッチC2が入力軸47に対して並列に配置され、第2変速機出力軸7が車輪2に連結される構成となっているが、エンジントルクが、各歯車対を経由して発進クラッチC1および発進クラッチC2に伝達され、ついで、そのトルクが第2変速機出力軸7に伝達されるように構成されているパワートレーンにおいても、請求項1の発明を適用可能である。
ここで、実施例で説明した構成と、この発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン1が動力源に相当し、また、発進クラッチC1,C2のスリップ量が滑り回転数に相当する。
また、ステップS34の機能的手段が、請求項1における前記動力源の回転数を検出する手段に相当し、ステップS34の機能的手段が、請求項1における発進クラッチの出力側の回転数を検出する手段に相当し、ステップS36の機能的手段が、請求項1における油圧指令値増大手段に相当する。
また、ステップS12の機能的手段が、請求項1における係合油圧値判定手段に相当し、ステップS13の機能的手段が、請求項1における滑り制御対象切り替え手段に相当する。
さらに、ステップS23の機能的手段が、請求項1における滑り制御対象切替判定手段に相当し、ステップS28の機能的手段が、請求項1における目標滑り回転数零化手段に相当し、ステップS23の機能的手段が、請求項1における切替終了判定手段に相当する。
ステップS64の機能的手段が、請求項2における指令値下限ガード手段に相当し、ステップS43の機能的手段が、請求項3における油圧指令値決定手段に相当し、ステップS53の機能的手段が、請求項4における油圧指令値減少手段に相当する。
また、この発明は、各動力伝達部材および各回転部材の回転軸線が、車両Veの前後方向または車両Veの幅方向のいずれの向きで配置されている車両Veにおいても実行可能である。また、この発明は、第2変速機出力軸7のトルクが、前輪または後輪のいずれに伝達される構成の二輪駆動車にも適用可能である。また、この発明は、第2変速機出力軸7のトルクが、動力分配装置(トランスファ)により、前輪および後輪に分配される構成の四輪駆動車にも適用可能である。またこの発明は、車両Ve以外の駆動装置、例えば、建設機械、工作機械などにも適用可能である。また、請求項1ないし請求項4の発明においては、発進クラッチとして、摩擦式クラッチ、電磁式クラッチ、噛み合い式クラッチなどを用いることが可能である。
1…エンジン、 3…変速機、 4…第1発進クラッチ出力軸、 5…第2発進クラッチ出力軸、 6…第1変速機出力軸、 7…第2変速機出力軸、 8…第1速用歯車対、 9…第2速用歯車対、 10…第3速用歯車対、 11…第4速用歯車対、 12…第5速用歯車対、 13…第6速用歯車対、 14…第1速ドライブギヤ、 15…第1速ドリブンギヤ、 16…第2速ドライブギヤ、 17…第2速ドリブンギヤ、 18…第3速ドライブギヤ、 19…第3速ドリブンギヤ、 20…第4速ドライブギヤ、 21…第4速ドリブンギヤ、 22…第5速ドライブギヤ、 23…第5速ドリブンギヤ、 24…第6速ドライブギヤ、 25…第6速ドリブンギヤ、 30…第1同期係合装置、 33…第2同期係合装置、 37…第3同期係合装置、 41…第4同期係合装置、 47…入力軸、 48…油圧アクチュエータ、 C1,C2…発進クラッチ、 Ve…車両。