JP4839647B2 - 自動変速機の同調変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン等の原動機からの回転数を所要に応じトルク増大して、またはそのままで伝達する入力回転伝動機構と、無段変速機等の通常の自動変速機とを直列に組み合わせた駆動系において、入力回転伝動機構および自動変速機を同調させて変速比制御を実行する技術に関するものである。

自動変速機と原動機との間にはトルクコンバータなどの流体伝動機構を設け、トルク増大機能を持たせるのが通常である。しかし、トルクコンバータは流体を介して動力伝達を行うため、伝動効率が悪くなるという問題がある。そこで本願出願人は、トルク増大機能を具えつつ伝動効率も高い入力回転伝動機構を、特許文献１として先に提案している。
この入力回転伝動機構は、流体伝動機構ではなく遊星歯車機構で構成され、エンジン側からの入力回転を減速する低速段と、エンジン側からの入力回転をそのままに伝達する高速段とを具える。これら低速段および高速段でアップシフトまたはダウンシフトすることから、この入力回転伝動機構は副変速機とも呼ばれる。そして、トルクコンバータの代替手段として、エンジンと、主変速機とも呼ばれる自動変速機との間の駆動伝達経路に挿置される。車両の発進に際しては、この入力回転伝動機構を低速段選択状態にしておき、自動変速機の前後進切り換え機構の発進摩擦要素を解放させておいた中立状態から、当該発進摩擦要素の締結進行制御により発進を行わせる。

この間、入力回転伝動機構の低速段選択状態は、伝動効率の悪い流体伝動機構（トルクコンバータ）を用いないでも、そのトルク増大機能と同様な機能を果たしつつ、自動変速機にエンジン回転を入力可能である。
発進後、車速が上昇すると、入力回転伝動機構を高速段選択状態（直結状態）に切り換える。これによりトルクコンバータのロックアップと同等の状態を実現する。

ところが、加速中に入力回転伝動機構を瞬時に切り換えると、駆動伝達経路のイナーシャが変動する等の理由から、切り換え時に駆動伝達経路がエネルギーを過大に吸収する。入力回転伝動機構のアップシフト中に生じるこの問題について図６に示すタイムチャートに基づき説明すると、アップシフト開始から終了までの間、自動変速機出力軸トルクに矢で示す一時的なピークが現れて変速ショックが発生する。このため、このエネルギーを吸収する入力回転伝動機構のクラッチおよびブレーキに負担および高熱化が生じ、ひいてはこれらの耐久性を悪化させる。かといって、入力回転伝動機構を緩慢にアップシフトすると、変速ショックを緩和することはできるもののアップシフトに要する時間が長くなり、加速性能を悪化させる。

この問題は、減速中に入力回転伝動機構を瞬時にダウンシフトする時にも、同様に生じる。つまり、図７に示すタイムチャートに基づき説明すると、ダウンシフト開始から終了までの間、駆動伝達経路がエネルギーを過大に放出し、自動変速機出力軸トルクに矢で示す一時的な谷が現れて変速ショックが発生し、同様に乗り心地性能を悪化させる。
さらに、駆動伝達経路上に設けた摩擦クラッチにおいて、入力回転伝動機構の切り換えによって、入力回転伝動機構の自動変速機側回転要素と、自動変速機の入力回転伝動機構側回転要素との回転差が過大となると、摩擦クラッチの締結時にやはり変速ショックが生じて、摩擦クラッチの耐久性を悪化させる。

そこで、本願出願人は、入力回転伝動機構と、自動変速機とを同調させて変速（シフト操作）することにより上記変速ショックを防止する制御方法について、特許文献２に提案済みである。
特許文献２に記載の車両用変速装置の制御方法は、副変速機である有段の入力回転伝動機構を減速段から直結段へアップシフト操作するに際し、主変速機である無段変速機を同調させて減速側にダウンシフト操作することにより、無段変速機の入力側回転数をエンジン回転数に等しくさせ、これら入力側回転数とエンジン回転数とが等しくなったときにクラッチを締結して無段変速機をエンジンと駆動結合する。この結果、このクラッチには負担が生じず、耐久性を向上させることができる。
特許文献２に記載の制御方法の効果をタイムチャート上で図示する。加速中のアップシフト時では、図８のタイムチャートに示すように目標エンジン回転数をシフト操作開始時の実際のエンジン回転数と略等しくするような制御を行い、入力回転伝動機構のシフト操作開始時のエンジン回転数と、シフト操作終了時のエンジン回転数との間で大きな変動が生じることを防止して、当該シフト操作中に現れる自動変速機出力軸トルクの一時的な山（図８中に矢の向きで示す）を低減し、変速ショックを緩和することができる。
また、特許文献２に記載には開示されていないものの、減速中のダウンシフト時に同様の思想を適用するとすれば、図９のタイムチャートに示すように入力回転伝動機構のシフト操作開始時の実エンジン回転数と、シフト操作終了時の実エンジン回転数との間で大きな変動が生じることを防止して、自動変速機出力軸トルクの一時的な谷（図９中に矢の向きで示す）を低減し、変速ショックを緩和することができる。
特開２００３−３５３５３号公報 特開２００３−２６９６００号公報

しかし、特許文献２に記載された上記従来のような同調変速制御方法にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまり、副変速機のアップシフト時に、主変速機の目標となる入力側回転数を現在のエンジン回転数に設定し、主変速比をダウンシフト操作すれば、図８にタイムチャートで示す当該ダウンシフト操作開始からダウンシフト操作終了までの時間Ls1が長くなり、当該同調変速制御の前後における加減速応答性を悪化させる。また、副変速機のダウンシフト時も、図９にタイムチャートで示す主変速機のシフト操作時間Ls2が長くなるという問題を有する。

この問題について補足すると、副変速機たる入力回転伝動機構の低速段の変速比は、発進時に十分なトルク増大作用を得るためおよそ２．４であり、直結段の変速比は、動力伝達に最適なおよそ１．０である。入力回転伝動機構は、単純遊星歯車機構と、これらを構成するサンギア・リングギア・キャリアを相互に駆動結合する種々の摩擦要素と、これらの摩擦要素を断接するピストン機構等からなり、摩擦要素をオンオフ的に断接することによって迅速なシフト操作を行い得る。
これに対し、自動変速機は主動プーリおよび従動プーリ間に掛け渡したVベルトの係合径を連続的に変化させてシフト操作を行うVベルト式無段変速機が主流となりつつあり、入力回転伝動機が変速比２．４から１．０へ迅速に0.417倍（＝1.0/2.4）のアップシフト操作をし得ても、自動変速機は入力回転伝動機と同じ速さで0.417倍の逆数となる大きな変速比幅でダウンシフト操作を実現することができない。
あるいは、自動変速機に特許文献１および２に記載したトロイダル型無段変速機を用いたとしても、0.417倍の逆数となる大きな変速比幅でシフト操作を迅速に行うことは困難である。
さりとて、自動変速機に入力回転伝動機構と同様の機構を具えた有段変速機を用いるとすれば、自動変速機が選択可能な各変速段の変速比が、設計段階で0.417倍の逆数に固定されてしまい極めて不都合となる。あるいは、これら各変速段を自由な変速比とすれば、自動変速機の入力側回転数を、入力回転伝動機構の回転数と等しくすることができない。

また特許文献２には、加速または減速を意図する運転者を満足させるよう、つまり加速走行または減速走行を好適に実現するエンジン回転数の設定方法について何ら開示されていない。

本発明は、入力回転伝動機構と自動変速機との同調変速操作を、変速ショックを生じることなく、かつ、迅速に行い得て、さらに、車両の加減速を好適に行い得る目標エンジン回転数を設定し、この目標エンジン回転数に基づき主変速機である自動変速機を同調シフト操作する入力回転伝動機構の同調変速制御装置を提案することを目的とする。

この目的のため本発明による入力回転伝動機構の同調変速制御装置は、請求項１に記載のごとく、
原動機側からの入力回転を減速する低速段と、該低速段よりもアップシフト側の高速段とを具え、これら低速段および高速段のいずれか一方を選択する入力回転伝達機構と、
原動機側からの回転を変速する自動変速機とを、直列に駆動結合した車両の駆動系において、
前記入力回転伝達機構がこれら低速段および高速段間で切り換え操作を実行する際に、該切り換え操作による変速比変化量と、該切り換え操作開始時の原動機回転数とに基づき、該切り換え操作の切り換え方向とは逆方向に前記自動変速機をシフト操作するための前記原動機の目標原動機回転数を算出する目標原動機回転数算出手段と、
入力回転伝達機構の前記切り換え操作終了時に、該自動変速機の入力回転伝達機構側回転数が前記入力回転伝達機構の自動変速機側回転数に略一致する前記自動変速機の目標変速比を算出する目標変速比算出手段とを具え、
入力回転伝達機構の前記切り換え操作に同調させて、前記原動機回転数を前記目標原動機回転数になるように制御しつつ、前記自動変速機を該目標変速比にシフト操作するよう構成したことを特徴としたものである。

かかる本発明の同調変速制御装置によれば、エンジン回転数を目標原動機回転数に増大させつつ、主変速機である自動変速機を目標原動機回転数に対応した変速比までダウンシフト操作することから、自動変速機が大きな変速比幅でシフト操作をする必要がなく、上記従来のような変速制御方法と比較して迅速に同調変速を完了させることができるとともに、車両の加減速を好適に行い得て、車両の走行性能を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施例になる同調変速制御装置を具えた車両の駆動系を断面で示す模式図である。先ず本装置における伝動経路の概略を説明するに、エンジン（原動機）1からの回転は、後述の入力回転伝動機構20と、自動変速機の入力軸3と、自動変速機の前後進切り換え機構4と、自動変速機5と、自動変速機の出力軸6とを順次経て、図示しない車輪に伝達される。

この前後進切り換え機構4は、Ｄレンジでの前進走行時においては前進クラッチ4aを締結されて入力回転伝達機構20からのエンジン回転をそのまま伝達し（前進位置）、Ｒレンジでの後進走行時においては後進ブレーキ4bを締結されてトルクコンバータ2からのエンジン回転を減速、逆転下に伝達し（後進位置）、Ｐ，Ｎレンジでの駐停車時においては前進クラッチ4aおよび後進ブレーキ4bの双方を解放されてトルクコンバータ2からのエンジン回転を後段に伝達しなくする（中立位置）。

この自動変速機5は、運転者が操作するアクセル開度および車速に基づき、その選択変速比を連続的に変化（シフト操作）することができる特許文献１，２に記載された従来のトロイダル型無段変速機や、従来のVベルト式無段変速機である。
一方、前述の入力回転伝達機構20は、従来のトルクコンバータを置き換えたものであり、下記のように低速段と高速段とを具え、下記のように切り換え操作（シフト操作）を実行する。
そこで本実施例では適宜、自動変速機5を主変速機と、入力回転伝達機構20を副変速機とも呼ぶ。なお、混乱を避けるため、入力回転伝達機構20（副変速機）のシフト操作を切り換え操作とよび、自動変速機5（主変速機）のシフト操作と呼び方を区別する。

図２は入力回転伝達機構20の実体構成を、回転軸を含む平面で切断して示す縦断面図である。入力回転伝達機構20のハウジング21は、ドライブプレート22を介してエンジン1のクランクシャフトに結着し、このハウジング21内に以下の部品を組み込んで副変速機20を構成している。

つまり、前後進切り換え機構4の入力軸（自動変速機の入力軸）3をハウジング21内に挿入し、図2に示すごとく入力軸3の挿入端部上に単純遊星歯車組23を装着する。単純遊星歯車組23はサンギヤ23sと、リングギヤ23rと、これら両ギヤに噛合する複数のピニオン23pと、該ピニオン23pをピニオンシャフト23tを介して回転自在に支持するキャリア23cとから成る通常のものとする。

単純遊星歯車組23のキャリア23cを入力軸3に駆動結合すると共に、高速段選択クラッチ24のクラッチハブ24hにも駆動結合する。単純遊星歯車組23のリングギヤ23rは、ワンウェイクラッチ25を介し中空の固定軸26上に乗せてエンジン1の回転と逆方向に回転し得ないようにする。そしてワンウェイクラッチ25は、図2に明示するごとくワンウェイクラッチ25のインナレース25iを中空固定軸26（変速機ケース）に固定すると共にアウタレース23oをリングギヤ23rに接続して、中空固定軸26およびリングギヤ23r間に介在させる。

高速段選択クラッチ24は上記したクラッチハブ24hのほかに、ハウジング21内に回転自在に収納したクラッチドラム24dを具え、このクラッチドラム24dを高速段用ダンパー27を介してハウジング21に駆動結合する。クラッチドラム24dは更に、低速段用ダンパー28を介して単純遊星歯車組23のサンギヤ23sに駆動結合する。

高速段選択クラッチ24には更に、図2に示すごとくクラッチドラム24d内に軸線方向摺動可能に嵌合したクラッチピストン24pを具え、このピストン24pを油圧αで図2の左方へストロークさせる時、高速段選択クラッチ24は図3に示すごとき締結によりクラッチドラム24dおよびクラッチハブ24h間を結合し、この時高速段用ダンパー27からの回転が低速段用ダンパー28を経由することなくキャリア23cを経て入力軸3にそのまま（直結）（高速段選択状態で）伝達される。これは、従来のトルクコンバータにおけるロックアップ状態に相当する。

しかし、ピストン24pへの油圧αがなくて高速段選択クラッチ24が解放されている時は、高速段用ダンパー27からの回転が低速段用ダンパー28を経由して単純遊星歯車組23のサンギヤ23sに達する。ここでサンギヤ23sは、高速段選択クラッチ24が解放されているため、またワンウェイクラッチ25がリングギヤ23rのエンジン1と逆方向の回転を阻止しているため、キャリア23cを減速下に同方向へ回転駆動し、動力は低速段選択状態で入力軸3に伝達される。これは、従来のトルクコンバータにおけるコンバータ状態に相当する。

なお高速段用ダンパー27のダンパー特性は上記の高速段選択状態（直結段選択状態）で要求される特性に設定し、低速段用ダンパー28は上記の低速段選択状態で要求される特性に設定しておく。

ここで図2に示す前後進切り換え機構4の実態構成を補足説明するに、前後進切り換え機構4は前記した前進クラッチ4aおよび後進ブレーキ4bの他に、単純遊星歯車組4cを具える。

そして前進クラッチ4aを油圧βにより締結する時は、単純遊星歯車組4cのサンギヤ4dおよびリングギヤ4e間が結合されて単純遊星歯車組4cを全ての回転メンバが一体的に回転されるインターロック状態となし、入力軸3からの回転をそのまま後段の自動変速機5（図1参照）へ伝達することによりＤレンジでの前進走行を可能にする。また後進ブレーキ4bを図2の油圧γにより締結する時は、単純遊星歯車組4cのキャリア4fが固定されて入力軸3からの回転を減速、逆転下にサンギヤ4dより後段の自動変速機5へ伝達することによりＲレンジでの後進走行を可能にする。

しかして、Ｐ，Ｎレンジでの駐停車時においては前進クラッチ4aおよび後進ブレーキ4bの双方を解放させて（中立状態）、入力軸3からの回転を後段の自動変速機5へ伝達させないことで駐停車を可能にする。

発進に際しては、副変速機20を高速段選択クラッチ24の解放により低速段（減速段）選択状態にしておき、前後進切り換え機構４の前進クラッチ4aおよび後進ブレーキ4bを共に解放させておいた中立状態から、Ｄレンジでの前発進なら発進用摩擦要素としての前進クラッチ4ａの締結進行制御により、またＲレンジでの後発進なら発進用摩擦要素としての後進ブレーキ4bの締結進行制御により発進を行わせる。

Ｄレンジでは、予め記憶しておいた主変速機用変速マップを参照し、車速およびアクセル開度から求めた目標変速比となるよう自動変速機５をシフト制御する。また、予め記憶しておいた副変速機用変速マップを参照し、車速およびアクセル開度から求めた低速段あるいは高速段となるよう副変速機20を切り換え制御する。
例えば車速の増大によって、低速段選択域からヒステリシス域を超えて高速段選択域に入ったと判定する時、高速段選択クラッチ24を締結して副変速機20を高速段選択状態とし、前進クラッチ4aの保持と相俟って予定の切り換え制御を可能にする。当該切り換え制御は図示しないメインルーチン制御により行う。

副変速機20の切り換え制御に際しては、主変速機５の同調変速制御をサブルーチン制御により行う。本発明に係る入力回転伝達機構20および自動変速機５の同調変速制御の制御処理手順を、図３にフローチャートで示す。図３に沿って、同調変速制御装置による制御処理手順につき説明する。

まずステップS1において、車速およびスロットル開度から、副変速機である入力回転伝達機構20を切り換えるか否かを判定する。入力回転伝達機構20を低速段から高速段へアップシフトするよう切り換える、あるいは、低速段から高速段へダウンシフトするよう切り換える場合（Yes）には、ステップS2へ進む。切り換えない場合（No）には、ステップS1へ戻り、引き続き入力回転伝達機構20の切り換え操作を監視する。

次のステップS2においては、入力回転伝達機構20の切り換え方向と、この切り換え操作による変速比変化量と、この切り換え操作開始時におけるエンジン１の実際の回転数と、車速とに基づき、エンジン１の目標エンジン回転数を算出する。

加速中に入力回転伝達機構20をアップシフトする場合、直結段を選択することから、入力軸３の回転数がそのまま目標エンジン回転数となる。ここで、切り換え操作開始時の実際のエンジン回転数に入力回転伝達機構20の切り換え操作の変速比変化量を乗算して目標エンジン回転数を算出するとすれば、図６に示すように実際のエンジン回転数が減少側へ過大変動する。また、切り換え操作開始時のエンジン回転数をそのまま目標エンジン回転数とすれば、図８に示すようにエンジン回転数は略変動しないが、前述のように自動変速機５を改めてアップシフトしなおさなければならない。

そこで本ステップS2では、入力回転伝達機構20の切り換えの際、入力回転伝達機構20の切り換え方向がアップシフトの場合には自動変速機５を逆方向に同調ダウンシフト操作するため、何ら同調ダウンシフト操作しない図６に示す切り換え操作終了時のエンジン回転数、すなわち、エンジン回転数（図４中、一点鎖線）に当該アップシフト切り換え操作による変速比変化量を乗算した回転数（図４中、太破線）よりも大きく設定する。図４中、太破線で示す回転数は、同調シフト操作しない図６に示す実エンジン回転数と同一である。
また、入力回転伝達機構20の切り換え方向がダウンシフトの場合には、自動変速機５を逆方向に同調アップシフト操作するため、何ら同調アップシフト操作しない図７に示す切り換え操作終了時のエンジン回転数、すなわち、エンジン回転数（図４中、一点鎖線）に当該ダウンシフト切り換え操作による変速比変化量を乗算した回転数（図５中、太破線）よりも小さく設定する。図５中、太破線で示す回転数は、同調シフト操作しない図７に示す実エンジン回転数と同一である。

特に本実施例の上記ステップS2では、入力回転伝達機構20のアップシフト切り換えの際、図４に示すように、目標エンジン回転数を、実線で示す切り換え操作開始時の実際のエンジン回転数（図６，８に実線で示す切り換え操作開始時の実エンジン回転数に等しい）と、細破線で示す切り換え操作開始時の入力回転伝達機構20の出力軸回転数（図６，８に細破線で示す切り換え操作開始時の入力回転伝達機構の出力軸回転数に等しい）との中間のエンジン回転数に設定する。なお、入力回転伝達機構20の出力軸回転数とは、図１に示すように入力回転伝達機構20の自動変速機５側の回転数、つまり入力軸３の回転数をいう。
ここでいう中間のエンジン回転数とは両エンジン回転数の中程いずれかの値をいう。したがって、目標エンジン回転数の設定は、上記した切り換え操作開始時の実際のエンジン回転数と入力回転伝達機構20の出力軸回転数との平均値でもよい。平均値とすることにより、自動変速機５のシフト操作を少ないレシオ幅で済ませつつ、実エンジン回転数の減少量を少なく済ませることが可能となり、図４に示す同調変速所要時間Ls3を、エンジン回転数略一定の図８に示す従来の同調変速所要時間Ls1の約半分にすることができる。

またダウンシフト切り換えの際、図５に示すように、実線で示す切り換え操作開始時の実際のエンジン回転数（図７，９に実線で示す切り換え操作開始時の実エンジン回転数に等しい）が、目標エンジン回転数と、破線で示す切り換え操作終了時の入力回転伝達機構20の出力軸回転数との中間のエンジン回転数に設定する。なお、入力回転伝達機構20の出力軸回転数とは、図１に示すように入力回転伝達機構20の自動変速機５側の回転数、つまり入力軸３の回転数をいう。
ここでいう中間のエンジン回転数とは両エンジン回転数の中程いずれかの値をいう。したがって、目標エンジン回転数の設定は、上記した切り換え操作開始時の実際のエンジン回転数が、目標エンジン回転数と入力回転伝達機構20の出力軸回転数との平均値となるよう設定してもよい。平均値とすることにより、自動変速機５のシフト操作を少ないレシオ幅で済ませつつ、実エンジン回転数の増大量を少なく済ませることが可能となり、図５に示す同調変速所要時間Ls4を、エンジン回転数略一定の図９に示す従来の同調変速所要時間Ls2の約半分にすることができる。

なお、図４，５に示すように、入力軸３の回転数を表す入力回転伝達機構20出力軸回転数や実エンジン回転数が時間変化する場合には、後述のステップS6から本ステップS2に戻り、再計算を行い、加減速があった場合には当該加減速を目標エンジン回転数に反映させる。

あるいは、エンジン１がアクセル開度毎に有する出力トルクと出力回転数との関係を、図１０に示すようなエンジン性能特性マップとして予め記憶しておき、読み込んだ運転者のアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）とこの性能特性マップを参照して、出力トルクが最も大きくなる回転数としてもよい。
例えばアクセル開度が50％〜100％の場合には、図１０に示すエンジン性能特性マップを参照して、出力トルクが最も大きくなるエンジン回転数領域は4000(rpm)〜5200(rpm)であること、を求める。そして、この回転数領域4000(rpm)〜5200(rpm)から前述した中間値との関係において目標エンジン回転数を算出する。
この他、前述した中間値とは係わりなく、出力トルクが最大エンジン回転数略4800(rpm)を目標エンジン回転数に設定するものとしてもよい。

これによりアップシフト切り換え時の加速性能や、ダウンシフト切り換え時、すなわちキックダウンにおける加速性能を向上させることができる。
また、ダウンシフト切り換え操作にあっては、読み込んだ運転者のアクセルペダル踏み込み量とこの性能特性マップを参照して、出力トルクが最も小さくなる回転数としてもよい。これによりエンジンブレーキを効かせた減速性能を向上させることができる。

説明を図３に戻す。次のステップS3では、主変速機である自動変速機５の目標変速比を算出する。この算出では、自動変速機５の入力回転伝達機構20側回転数つまり入力軸３の回転数を、入力回転伝達機構20の自動変速機５側回転数に略一致させることを条件とする。そこで、これらの条件を満たすために必要な自動変速機５の目標変速比を算出する。
ここでいう目標変速比とは、入力回転伝達機構20をアップシフト切り換えする際には自動変速機５をダウンシフト操作させる目標変速比であり、入力回転伝達機構20をシフトダウンする際には自動変速機５をアップシフト操作させる目標変速比である。具体的には、切り換え開始時の入力軸３の回転数を切り換え開始時の自動変速機５の選択変速比で除算した回転数を分母と、上記ステップS２で算出した目標エンジン回転数を切り換え終了時の入力回転伝達機構20の選択変速比で除算した回転数を分子とする値である。
図４に示すように、入力軸３の回転数を表す入力回転伝達機構20出力軸回転数や実エンジン回転数が加速増大する場合には、再計算を行う。また、図５に示すように、実エンジン回転数が減速減少する場合にも再計算を行う。

次のステップS4では、副変速機の高速段選択クラッチ24の締結時定数を算出する。
締結時定数とは、切り換え開始時から終了時までの所要時間Ls3やLs4を達成するためのクラッチ締結進行制御に用いる定数をいう。
そして、算出した締結時定数に基づき、高速段選択クラッチ24を締結させ、入力回転伝達機構20の切り換えを開始する。副変速機20の切り換え操作開始（S4）から後述の終了（S7）までの時間は、高速段選択クラッチ24の締結進行制御に応じて可変である。

次のステップS5では、主変速機である自動変速機５の変速時定数を算出する。変速時定数とは、副変速機の切り換え開始時から終了時までに同調させてシフト操作を達成するための変速制御に用いる定数をいう。
そして、算出した変速時定数に基づき、自動変速機５のシフト操作を開始する。

次のステップS6では、自動変速機５の変速比が上記ステップS3で算出した目標変速比となったか、すなわち主変速機５のシフト操作が終了したかどうかを判断する。シフト操作が未だ終了しない場合（No）、上記ステップS2へ戻り主変速機のシフト操作を続行する。この場合、目標エンジン回転数および目標変速比を再計算することになるが、切り換え開始時以降に、入力回転伝達機構20出力軸回転数や実エンジン回転数が加減速により変動する場合には、当該再計算によって、目標エンジン回転数および目標変速比を更新することが可能である。

上記ステップS6で主変速機５のシフト操作が終了したと判断した場合（Yes）、ステップS７へ進む。
次のステップS7においては、副変速機20の切り換え操作が終了したかどうかを判断する。切り換え操作が未だ終了しない場合（No）、上記ステップS2へ戻り、この同調変速制御を続行する。切り換え操作が終了したと判断した場合（Yes）、この同調変速制御を抜ける。

入力回転伝達機構20の切り換え操作開始（S4）と切り換え操作終了（S7）との間に、自動変速機５のシフト操作開始（S5）とシフト操作終了（S６）が挟まれていることから、入力回転伝達機構20の切り換え操作時に自動変速機５が同調変速制御されることがわかる。入力回転伝達機構20の切り換え操作に同調させて自動変速機５をシフト操作するとは、入力回転伝達機構20の切り換え操作中に、この切り換え操作による変速比変化量等に基づき自動変速機５のシフト操作を行うことをいう。

ところで、上記した本実施例によれば、上記ステップS2において、入力回転伝達機構20が低速段および高速段間で切り換え操作を実行する際に、切り換え操作の切り換え方向がシフトアップの場合と、シフトダウンの場合とのそれぞれにおいて、この切り換え操作による変速比変化量と、この切り換え操作開始時のエンジン回転数とに基づき、当該切り換え方向とは逆方向に前記自動変速機をシフト操作するための目標エンジン回転数を算出する。
上記ステップS3において、入力回転伝達機構20の切り換え操作終了時に、自動変速機５の出力軸３の回転数が入力回転伝達機構20の自動変速機５側回転数に一致する前記自動変速機の目標変速比を算出する。
上記ステップS4における入力回転伝達機構20の切り換え操作に同調させて、上記ステップS5では自動変速機5を目標変速比にシフト操作する。

この結果、エンジン回転数を自動変速機５の変速比変化量が少なくて済むよう変化させることが可能となり、自動変速機５のシフト操作を大きなレシオ幅で行う必要がなく、図４、５に示すように、変速ショックを緩和しつつ、同調変速に要する時間をLs3，Ls4まで短縮することができる。

具体的には、入力回転伝達機構20がシフトアップする場合にあっては、図４に示すように切り換え開始時の実エンジン回転数と、切り換え操作開始時の入力軸３の回転数との略中間値を、目標エンジン回転数に設定する。
または、シフトダウンの場合にあっては、図５に示すように切り換え操作開始時の実エンジン回転数が、目標エンジン回転数と、切り換え終了時の入力軸３の回転数との略中間値となるよう、目標原動機回転数を設定する。
そして、切り換え終了時の実エンジン回転数が目標エンジン回転数に略一致するようエンジン１のスロットル開度を調整する。
これにより、本発明の同調変速制御装置が目的とする変速ショックの緩和と、同調変速に要する時間の短縮化とを好適に実現することができる。

あるいは、シフトアップの場合にあっては、運転者が操作するアクセルペダル踏み込み量（アクセル開度）を読み込み、このアクセル開度におけるエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係（エンジン性能曲線）を参照して、出力トルクが最も大きくなるエンジン回転数を求め、このエンジン回転数を目標エンジン回転数に設定するものであってもよい。これにより加速性能を向上させることができる。

または、シフトダウンの場合にあっては、エンジン性能曲線に基づき、原動機出力トルクが最も小さなエンジン回転数を求め、このエンジン回転数を目標エンジン回転数に設定するものであってもよい。これによりエンジンブレーキを効かせた減速性能を向上させることができる。

また本実施例においては、上記ステップS7からS2へ戻って、目標エンジン回転数および目標変速比を再算出し、前回算出値をこれら再計算された値に更新して補正することから、
入力回転伝達機構20の切り換え操作開始前から操作終了後にかけて、図４に示すように実エンジン回転数や入力軸３回転数が増大変化する場合、すなわち加速走行中の場合には、この加速度を達成しつつ、この加速度に応じて切り換え操作終了時の目標エンジン回転数を増大補正することが可能となり、同調変速所要時間Ls3の大小や、加速度の大小にかかわらず同調変速を適切に実行することができる。
また、入力回転伝達機構20の切り換え操作開始前から操作終了後にかけて、ブレーキ操作や登坂路等により、図５に示すように実エンジン回転数や入力軸３回転数が減少変化する場合であっても、この減速度に応じて、切り換え操作終了時の目標エンジン回転数を減少補正することが可能となり、同調変速所要時間Ls4の大小や、減速度の大小にかかわらず同調変速を適切に実行することができる。
したがって、変速ショックの防止に加え、切り換え操作の前後に亘って一定加減速度を実現し得て、車両の走行性能を向上させることができる。

また、自動変速機５を、変速比固定の複数変速段の中から１の変速段を選択する有段変速機としても本実施例の同調変速制御装置を適用することが可能である。有段変速機とは１個の有段変速機であってもよいし、３段具えた有段変速機と、２段具えた有段変速機とを直列に結合して、６段選択可能な有段変速機としたものでもよい。
この場合には、図３のフローチャートのステップS5で、複数変速段のうちから目標変速比に最も近い変速比を有する変速段を選択する。そして、この選択変速段へシフト操作することができる。

なお、上述したのはあくまでも本発明の一実施例であり、本発明はその主旨に逸脱しない範囲において種々変更が加えられうるものである。例えば、エンジン１の出力トルクを先ず自動変速機５へ入力し、次に入力回転伝動機構20へ入力するものであってもよい。

本発明の一実施例になる自動変速機の同調変速制御装置を具えた車両の駆動系を示すシステム図である。 同実施例の駆動系における入力回転伝達機構の実態構成を、前後進切り換え機構と共に示す半部縦断側面図である。 同実施例の同調変速制御装置が実行する制御処理手順を示すフローチャートである。 同実施例の入力回転伝達機構がシフトアップする際における駆動系の回転数を示すタイムチャートである。 同実施例の入力回転伝達機構がシフトダウンする際における駆動系の回転数を示すタイムチャートである。 何ら同調変速制御することなく、入力回転伝達機構がシフトアップする際における駆動系の回転数を示すタイムチャートである。 何ら同調変速制御することなく、入力回転伝達機構がシフトダウンする際における駆動系の回転数を示すタイムチャートである。 従来の同調変速制御方法によって、入力回転伝達機構がシフトアップする際における駆動系の回転数を示すタイムチャートである。 従来の同調変速制御方法によって、入力回転伝達機構がシフトダウンする際における駆動系の回転数を示すタイムチャートである。 アクセル開度毎のエンジン回転数とエンジン出力トルクとの関係を示すエンジン性能特性図である。

符号の説明

１ エンジン
３ 入力軸
４ 前後進切り換え機構
５ 自動変速機（主変速機）
６ 出力軸
20 入力回転伝達機構（副変速機）

Claims (5)

1. 原動機側からの入力回転を減速する低速段と、該低速段よりもアップシフト側の高速段とを具え、これら低速段および高速段のいずれか一方を選択する入力回転伝達機構と、
   原動機側からの回転を変速する自動変速機とを、直列に駆動結合した車両の駆動系において、
   前記入力回転伝達機構がこれら低速段および高速段間で切り換え操作を実行する際に、該切り換え操作による変速比変化量と、該切り換え操作開始時の原動機回転数とに基づき、該切り換え操作の切り換え方向とは逆方向に前記自動変速機をシフト操作するための前記原動機の目標原動機回転数を算出する目標原動機回転数算出手段と、
   入力回転伝達機構の前記切り換え操作終了時に、該自動変速機の入力回転伝達機構側回転数が前記入力回転伝達機構の自動変速機側回転数に略一致する前記自動変速機の目標変速比を算出する目標変速比算出手段とを具え、
   入力回転伝達機構の前記切り換え操作に同調させて、前記原動機回転数を前記目標原動機回転数になるように制御しつつ、前記自動変速機を該目標変速比にシフト操作するよう構成したことを特徴とする自動変速機の同調変速制御装置。
2. 請求項１に記載の自動変速機の同調変速制御装置において、
   前記目標原動機回転数算出手段は、入力回転伝達機構の前記切り換え方向がアップシフトの場合にあっては、該切り換え操作開始時の原動機回転数と、該切り換え操作開始時の前記入力回転伝達機構の自動変速機側回転数との中間値を、該切り換え操作終了時の目標原動機回転数に設定し、
   および／または、ダウンシフトの場合にあっては、該切り換え操作開始時の原動機回転数が、該切り換え操作終了時の目標原動機回転数と、該切り換え操作終了時の前記入力回転伝達機構の自動変速機側回転数との中間値となるよう、この目標原動機回転数を設定することを特徴とする自動変速機の同調変速制御装置。
3. 請求項１または２に記載の自動変速機の同調変速制御装置において、
   前記目標原動機回転数算出手段は、前記切り換え操作を実行する際のアクセル開度と、このアクセル開度における原動機回転数と原動機出力トルクとの関係とに基づき、原動機出力トルクが最も大きな原動機回転数領域を求め、該原動機回転数領域から目標原動機回転数を算出することを特徴とする自動変速機の同調変速制御装置。
4. 請求項２または３に記載の自動変速機の同調変速制御装置において、
   前記目標原動機回転数算出手段は、前記切り換え操作を実行する際の加減速に応じて、該切り換え操作終了時の目標原動機回転数を補正することを特徴とする自動変速機の同調変速制御装置。
5. 自動変速機を、変速比固定の複数変速段のうち１の変速段を選択する有段変速機とした請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動変速機の同調変速制御装置において、
   入力回転伝達機構の前記切り換え操作に同調させて、該複数変速段のうち前記目標変速比に最も近い変速比を有する変速段にシフト操作するよう構成したことを特徴とする自動変速機の同調変速制御装置。

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