JP5031591B2

JP5031591B2 - 変速機

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Publication number: JP5031591B2
Application number: JP2008001211A
Authority: JP
Inventors: 謙一原田
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2008-01-08
Filing date: 2008-01-08
Publication date: 2012-09-19
Anticipated expiration: 2028-01-08
Also published as: JP2009162321A

Description

本発明は、複数の遊星歯車組の各回転要素に連結されるブレーキおよびクラッチの締結解放の組み合わせにより変速段を形成する複式遊星歯車装置を具備する変速機に関し、特に、それまで静止していた所定回転要素に対してクラッチを締結することで変速段のシフトを行う場合において改善された変速制御を行うようにした変速機に関する。

通常、変速機において設けられるクラッチは、それ自体が回転要素と共に回転する回転クラッチからなっている。そのため、クラッチに作動油圧が供給されていない場合でも回転により遠心油圧が発生し、クラッチトルク容量が発生するという問題がある。この問題を解決するために、キャンセラ機構を用いてキャンセル油室に給油し、遠心油圧を相殺する技術が従来より知られている（例えば特許文献１、２等）。
特開平２−２９６０７２号特開平５−２０３０５３号

しかし、上記従来技術に係るキャンセラ機構が正常に動作するには、キャンセル油室への給油が適切になされることが条件である。キャンセル油室への給油は、クラッチの回転に伴う遠心力によりなされるようになっているので、クラッチが連結された回転要素が回転していないと遠心力が生じず、キャンセル油室への給油が適切になされないことになる。従って、或る変速段（現変速段）から別の変速段（目標変速段）へシフトするときに、該目標変速段を形成するためにクラッチを締結する必要がある場合、該クラッチの配置された回転要素が、現変速段が形成されているときに回転していることが望まれる。何故ならば、現変速段の形成時に回転停止されている回転要素に配置されたクラッチにおいては遠心力が生じていないのでキャンセル油室への給油が適切になされておらず、第２の変速段を形成するために当該静止していたクラッチを締結制御して回転開始させた場合、キャンセル油室への給油も該締結時点から開始されることになるので、クラッチの遠心油圧を即座に相殺することができず、遅れ時間が生じるからである。この遅れ時間を考慮せずに、クラッチを締結制御すると、不自然なクラッチ締結となり、変速又はインギヤの商品性を損なってしまう。

上記のような問題は、特定の変速段において回転しないクラッチが存在するような構成の変速機において起こりうる。例えば、下記特許文献３の図７に示された構成の変速機や下記特許文献４の図４に示された構成の変速機などがその一例である。このタイプの変速機は、コンパクトな構成で多段変速を実現するようにしたものであるが、或る特定の変速段（第１の変速段）において静止したクラッチが存在し、該第１の変速段から該静止したクラッチを締結する必要がある別の変速段（第２の変速段）へとシフトする場合に、上記のような不都合が起こる。
特開２００２−２１３５４５号特開２００７−３２７５３６号

しかし、従来技術においては、上記のような不都合が起こることが考慮されておらず、また、適切な対策も示されていなかった。
ところで、そのような不都合に対する対策として、上述の遅れ時間を考慮して、その間のキャンセル油圧の経過的特性を特定し、該経過的特性に応じてクラッチの作動油圧を経過的に制御することが考えられる。しかし、そのようなキャンセル油圧の立ち上がり時の経過的特性を特定するのは極めて困難であり、よって、クラッチの作動油圧を経過的に適切に制御することは困難であった。従って、従来技術においては、変速段をシフトする際に静止していたクラッチを締結制御する必要がある場合、制御性が悪く、また、不自然なクラッチ締結を余儀なくされるため、商品性が損なわれるおそれがあった。

本発明は、上述の点に鑑みてなされたもので、変速段をシフトする際に静止していたクラッチを締結制御する必要がある場合において、簡単な制御によって不自然なクラッチ締結がなされないようにすることにより、制御性と商品性を向上させた変速機を提供しようとするものである。

本発明に係る変速機は、複数の遊星歯車組の各回転要素に連結されるブレーキおよびクラッチの締結解放の組み合わせにより変速段を形成する複式遊星歯車装置（ＵＯ）を具備する変速機（ＴＭ）であって、ブレーキおよびクラッチの両方が連結される所定の回転要素（２）を有するものにおいて、前記所定の回転要素（２）に連結されるクラッチは、クラッチシリンダ室に供給される作動油の遠心油圧をキャンセルするためのキャンセル油室を有し、該クラッチシリンダ室とキャンセル油室は前記所定の回転要素上に配置されており、形成可能な複数の変速段の中に、前記所定の回転要素に連結されるブレーキ（Ｂ２）を締結して該所定の回転要素の回転を停止することに基づき形成される第１の変速段（２速又は８速）と、前記ブレーキ（Ｂ２）を解放するとともに該所定の回転要素（２）に連結される前記クラッチ（Ｋ３）を締結することに基づき形成される第２の変速段（４速又は６速）とが含まれており、現在の変速段から目標変速段にシフトすべきとき、該目標変速段を形成するための締結されるべきクラッチが該現在の変速段が形成されているときに静止しているか否かを判定し（ＳＴ１）、静止していると判定されたならば、前記第１の変速段から前記第２の変速段へのシフトと判定し、前記第１の変速段から一旦他の変速段（３速又は７速）を経由して該第２の変速段を達成するよう制御する制御手段（２１）を具備し、前記他の変速段は前記所定の回転要素に連結されるブレーキが解放されるとともに前記所定の回転要素に連結されるクラッチを締結しないで形成される変速段であることを特徴とする。なお、上記で括弧内に記した図面参照番号あるいは変速段名は、後述する実施形態における対応する構成要素あるいは変速段名を参考のために例示するものである。

本発明に係る変速機においては、現在の変速段から目標変速段にシフトすべきとき、該目標変速段を形成するための締結されるべきクラッチが該現在の変速段が形成されているときに静止しているか否かを判定し、静止していると判定されたならば、前記第１の変速段から前記第２の変速段へのシフトと判定する。そのような場合、前記第１の変速段の形成時に所定の回転要素がブレーキによって静止されていることにより、該所定の回転要素に連結されるクラッチも静止している。しかし、本発明によれば、該第１の変速段（現変速段）から前記第２の変速段（目標変速段）にシフトすべきことが指示されたと判定したとき、該第１の変速段から直ちに第２の変速段にシフトすることなく、経過的に、一旦他の変速段（これを実施例では「準備変速段」という）を経由して該第２の変速段を達成するよう制御するので、それまで静止していた該所定の回転要素に連結されるクラッチが第２の変速段の形成のために即座に締結されることがない。従って、他の変速段（準備変速段）を経過的に経由している間に、該所定の回転要素が回転されるように当該他の変速段を適切に選定することにより、該所定の回転要素の回転に伴って該クラッチを回転させることができ、もって、該クラッチのキャンセル油室に給油させることができる。こうして、その後、該クラッチを締結して該第２の変速段を達成したとき、該クラッチの遠心油圧を相殺した状態を用意することができ、自然なクラッチ締結を行うことができる。従って、本発明によれば、困難なクラッチ作動油圧の経過的制御を行うことなく、自然なクラッチ締結を行うことができるものであり、制御性と商品性を向上させた変速機を提供することができる。

なお、上記他の変速段としては、前記第２の変速段が前記第１の変速段よりも低い場合は前記第１の変速段よりも低い変速段であり、前記第２の変速段が前記第１の変速段よりも高い場合は前記第１の変速段よりも高い変速段であり、かつ、前記第２の変速段に最も近い変速段を選定するのがよい。

第１の実施形態として、前記制御手段は、前記第１の変速段から前記第２の変速段へのシフトがアップシフトであっても、ダウンシフトであっても、上記のように前記第１の変速段から前記他の変速段を一旦経由して該第２の変速段を達成するよう制御する構成からなっていてよい。この第１の実施形態にあっては、アップシフトおよびダウンシフトのいずれの場合であっても、上述のように、制御性と商品性を向上させた変速機を提供することができる。

別の観点に従うと、本発明に係る変速機は、複数の遊星歯車組の各回転要素に連結されるブレーキおよびクラッチの締結解放の組み合わせにより変速段を形成する複式遊星歯車装置を具備する変速機であって、ブレーキおよびクラッチの両方が連結された所定の回転要素を有するものにおいて、形成可能な複数の変速段の中に、前記所定の回転要素に連結されるブレーキを締結して該所定の回転要素の回転を停止することに基づき形成される第１の変速段と、前記ブレーキを解放するとともに該所定の回転要素に連結されるクラッチを締結することに基づき形成される第２の変速段とが含まれており、前記第１の変速段から前記第２の変速段にシフトすべきとき、前記第１の変速段から一旦他の変速段を経由して該第２の変速段を達成するよう制御する制御手段を具備し、前記制御手段は、前記第１の変速段から前記第２の変速段にアップシフトすべきときに、上記のように前記第１の変速段から前記他の変速段を一旦経由して該第２の変速段を達成するよう制御し、他方、前記第１の変速段から前記第２の変速段にダウンシフトすべきときは、一旦二ユートラルに設定した後、前記所定の回転要素に対する前記クラッチの締結を行うが、前記第２の変速段を形成するために必要な他の回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つの締結は行わない経過的締結状態を経由させ、その後、該経過的締結状態では締結していなかった前記必要な他の回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つを締結することで該第２の変速段を達成するよう制御することを特徴とする。

これによれば、アップシフトの場合に上述のように制御性と商品性を向上させた変速機を提供することができる。一方、ダウンシフトの場合は、第１の変速段から前記経過的締結状態を経由して第２の変速段へのシフトが行われる。この経過的締結状態では、一旦二ユートラルに設定した後、前記所定の回転要素に対する前記クラッチの締結を行うが前記第２の変速段（目標変速段）を形成するために必要な他の回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つの締結は行わないので、特定の変速段が形成されるには至らないことにより、キャンセラ機構が正常に作動しているかどうかは問題とされず、静止クラッチを簡便に締結制御できる。変速段の形成を完了するための摩擦係合要素の締結は、回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つに対して行われるので、キャンセラ機構が正常に作動し、安定して行うことができる。この第２の実施形態は、ダウンシフト時に、一旦二ユートラルに設定されるため、幾分の駆動力切れが生じるおそれがあるが、変速商品性として駆動力切れが許容される場合に適用可能である。

変形例として、前記第１の変速段から前記第２の変速段へのシフトがアップシフト／ダウンシフトのいずれの場合であっても、上記のように第１の変速段から前記経過的状態を経由して第２の変速段へのシフトが行われるようにしてもよい。この場合は、前記第１の変速段から前記第２の変速段へのシフトがアップシフト／ダウンシフトのいずれの場合であっても、前記所定の回転要素に対する前記クラッチ（静止クラッチ）の締結によっては、変速段の形成が完了しないことにより、キャンセラ機構が正常に作動しているかどうかは問題とされず、静止クラッチを簡便に締結制御できる。変速段の形成を完了するための摩擦要素の締結は、回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つに対して行われるので、キャンセラ機構が正常に作動し、安定して行うことができる。この第２の実施形態の変形例では、アップシフト時においても、一旦二ユートラルに設定されるため、幾分の駆動力切れが生じるおそれがあるが、変速商品性としてそのようなアップシフト時の駆動力切れが許容される場合に適用可能である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。

［全体構成の説明］
図１は、本発明の一実施形態に係る変速機ＴＭを備えた動力伝達装置１０を示す概略図である。動力伝達装置１０は、例えばＦＲ型の車両に搭載されるものである。動力伝達装置１０は、車両前方に配設されたエンジン５と、エンジン５の出力軸５ａにトルクコンバータ６を介して入力軸１が接続される変速機ＴＭと、変速機ＴＭの出力軸４が接続されるデフ機構７とで構成される。この動力伝達装置１０では、エンジン５の駆動力により所定方向に回転数Ｎｅで回転する入力軸１の回転駆動力が変速機ＴＭにより変速されて、出力軸４から出力される。出力された回転駆動力は、デフ機構７により左右のドライブシャフト８，８に分割されて、左右の駆動輪（後輪）９，９に伝達される。ＦＲ型の車両においては、しばしば、図１に示すように、変速機ＴＭの入力軸１と出力軸４とを車両の前後方向に延びる同軸上に位置させたレイアウトで動力伝達装置１０が構成される。なお、自動変速機ＴＭは、複数のケース部材を組み付けて成形されるケーシング２０の内部空間に収容されている。

変速機ＴＭには、変速制御を行うように構成された変速制御装置２１が備えられている。変速制御装置２１は、車両各部に設けたセンサからの入力情報やシフトレバーの操作状態などに応じて、複数の変速段のうちいずれかにシフトするよう変速指令を生成し、この変速指令に応じた変速段を形成するように、変速機ＴＭに設けた複数のクラッチやブレーキからなる各摩擦係合要素の作動制御（締結又は解放）を行う。この場合、変速指令は、自動変速パターンに基づき自動的に与えられる場合もあれば、シフトレバーのマニュアル操作に基づいて与えられる場合もある。変速機ＴＭにおける変速機構は、変速制御装置２１により指示された変速段を実現し、該変速段に応じて入力軸１の回転を変速して出力軸４を回転させる。

［変速機構の説明］
図２は、変速機ＴＭにおける変速機構を示すスケルトン図である。なお、以下では、図２における右側（エンジン側）を入力側あるいは上流側と称し、左側（駆動輪側）を出力側あるいは下流側と称す。変速機ＴＭは、入力側が、入力軸１の回転を変速してカウンタ軸２に出力する平行軸式変速機ＰＴＭからなる上流側変速機構ＵＩになっており、出力側が、入力軸１とカウンタ軸２の少なくともいずれかの回転を変速して出力軸４に出力する複列式遊星ギヤ列ＰＬＡおよび遊星ギヤ用係合要素３０からなる複式遊星歯車装置ＵＯになっている。

入力軸１は、ケーシング２０内部を上流側から下流側に延びて設けられており、上流側が図示しないベアリングにより回転自在に支持されている。カウンタ軸２は、ケーシング２０の内部を入力軸１と平行に延びるように設けられており、上流端及び下流端がそれぞれベアリング８２，８３によって回転自在に支持されている。カウンタ軸２は、ケーシング２０の内部空間において入力軸１の下方に配置されている。センタ軸３は、入力軸１の下流側において入力軸１と同軸線上に延びるように設けられている。

平行軸式変速機ＰＴＭは、第１ギヤ列Ｇ１、第２ギヤ列Ｇ２および第３ギヤ列Ｇ３から構成される入力軸側変速ギヤ列を備えている。第１ギヤ列Ｇ１は、入力軸１上に相対回転可能に設けられた第１ドライブギヤ１１と、第１ドライブギヤ１１に噛合してカウンタ軸２上に連結されてカウンタ軸２と一体回転可能な第１ドリブンギヤ１２とから構成される。第１ドリブンギヤ１２は、カウンタ軸２上に設けられカウンタ軸２と一体に回転するクラッチＫ３（以下、後述する第１、第２クラッチＫ１，Ｋ２と区別するために第３クラッチＫ３という。）によりカウンタ軸２に対して係脱自在に構成されている。すなわち、第３クラッチＫ３が締結されたとき、入力軸１の回転がギヤ１１，１２及びクラッチＫ３を介してカウンタ軸２に伝達される。

第２ギヤ列Ｇ２は、入力軸１上に相対回転可能に設けられた第２ドライブギヤ１３と、第２ドライブギヤ１３に噛合してカウンタ軸２上に連結されてカウンタ軸２と一体回転可能な第２ドリブンギヤ１４とから構成される。第２ドライブギヤ１３は、入力軸１上に設けられ入力軸１と一体に回転するクラッチＫ４（以下、第４クラッチＫ４という。）により入力軸１に対して係脱自在に構成されている。

第３ギヤ列Ｇ３は、カウンタ軸２上に設けられてカウンタ軸２と一体回転可能な第３ドライブギヤ１５と、第３ドライブギヤ１５と噛合して入力軸１の外周に入力軸１に対して相対回転可能に設けられた第３ドリブンギヤ１６とから構成されている。第３ドリブンギヤ１６は、後述するリングギヤＲ２に連結されている。

なお、第１ギヤ列Ｇ１に設定されるギヤ比（レシオ）ｒ_G1は、第１ドリブンギヤ１２の歯数を第１ドライブギヤ１１の歯数で除したものである。第２ギヤ列Ｇ２に設定されるギヤ比（レシオ）ｒ_G2は、第２ドリブンギヤ１４の歯数を第２ドライブギヤ１３の歯数で除したものである。第３ギヤ列Ｇ３に設定されるギヤ比（レシオ）ｒ_G3は、第３ドライブギヤ１５の歯数を第３ドリブンギヤ１６の歯数で除したものである。ここでは、第１ギヤ列Ｇ１と第３ギヤ列Ｇ３のギヤ比ｒ_G1，ｒ_G3は１よりも小さく設定されており、第２ギヤ列Ｇ２のギヤ比ｒ_G2は１よりも大きく設定されている。

遊星ギヤ用係合要素３０は、入力軸１およびセンタ軸３上に並設された第１クラッチＫ１と第２クラッチＫ２とで構成される。入力軸１の出力側とセンタ軸３の入力側とは、第１クラッチＫ１を介して係脱可能に構成されている。これにより、第１クラッチＫ１が締結されると、入力軸１の回転がそのままセンタ軸３に伝達され、センタ軸３は入力軸１と一体に回転する。また、入力軸１の出力側は、複列式遊星ギヤ列ＰＬＡにおけるキャリアＣ２に、第２クラッチＫ２を介して係脱自在に連結されている。

複列式遊星ギヤ列ＰＬＡは、同一ギヤ比を有するシングルピニオンタイプの第１遊星ギヤ列（第１遊星歯車列）４０及び第２遊星ギヤ列（第２遊星歯車列）５０を有している。

第１遊星ギヤ列４０は、センタ軸３上に位置する回転軸を中心に回転可能な第１サンギヤＳ１と、第１サンギヤＳ１と噛合して第１サンギヤＳ１の周りを自転しながら公転する第１ピニオンギヤＰ１と、ニードルベアリングを介して第１ピニオンギヤＰ１を回転自在に保持するとともに出力軸４に固定されて出力軸４を回転中心として第１ピニオンギヤＰ１と同じ速度で公転する第１キャリアＣ１と、第１ピニオンギヤＰ１と噛合する内歯を有して第１サンギヤＳ１の回転軸と同軸上に位置する回転軸を中心に回転可能な第１リングギヤＲ１とから構成されている。第１クラッチＫ１が係合されると、第１サンギヤＳ１にはセンタ軸３を介して入力軸１の回転が直接的に伝達される。また、第１遊星ギヤ列４０には、第１リングギヤＲ１の歯数を第１サンギヤＳ１の歯数で除して求められる所定のレシオ（ギヤ比）ｒ_RPGが設定されている。

第２遊星ギヤ列５０は、センタ軸３上に位置する回転軸を中心に回転可能な第２サンギヤＳ２と、第２サンギヤＳ２と噛合して第２サンギヤＳ２の周りを自転しながら公転する第２ピニオンギヤＰ２と、ニードルベアリングを介して第２ピニオンギヤＰ２を回転自在に保持するとともにセンタ軸３を回転中心として第２ピニオンギヤＰ２と同じ速度で公転する第２キャリアＣ２と、第２ピニオンギヤＰ２と噛合する内歯を有し、第２サンギヤＳ２の回転軸と同軸上に位置する回転軸を中心に回転可能な第２リングギヤＲ２と、から構成されている。また、第２遊星ギヤ列５０には、第２リングギヤＲ２の歯数を第２サンギヤＳ２の歯数で除して求められる所定のレシオ（ギヤ比）ｒ_RPGが設定されているが、第２リングギヤＲ２の歯数は第１リングギヤＲ１の歯数と同じであり、第２サンギヤＳ２の歯数は第１サンギヤＳ１の歯数と同じであるため、第１遊星ギヤ列４０および第２遊星ギヤ列５０のレシオの値は、同じになる。

第１サンギヤＳ１と第２サンギヤＳ２とは、互いの回転軸が連結されて一体に設けられている。第１リングギヤＲ１は、第２キャリアＣ２と連結されて一体に設けられている。また、第２キャリアＣ２は、第２クラッチＫ２を介して入力軸１と係脱自在に連結されている。第２リングギヤＲ２は、第３ドリブンギヤ１６と連結されて一体に設けられている。第１キャリアＣ１は、その回転軸が下流側に延びる出力軸４に接続されている。

これにより、第１遊星ギヤ列４０及び第２遊星ギヤ列５０の各構成部品は、第１サンギヤＳ１および第２サンギヤＳ２が連結されて構成される第１回転要素と、第１キャリアＣ１および第１ピニオンギヤＰ１から構成される第２回転要素と、第２ピニオンギヤＰ２、第２キャリアＣ２および第１リングギヤＲ１から構成される第３回転要素と、第２リングギヤＲ２から構成される第４回転要素の各回転要素を構成している。

複式遊星歯車装置ＵＯには、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２が設けられている。第１ブレーキＢ１は、第１リングギヤＲ１の外周に配置されており、係合により第１リングギヤＲ１を固定保持するようになっている。したがって、第３回転要素である第１リングギヤＲ１と第２キャリアＣ２は一体に回転可能であるとともに、第１ブレーキＢ１により一体に停止されるようになっている。なお、この第１ブレーキＢ１はワンウェイブレーキとしても構成されている。このワンウェイブレーキは、変速段が１速に設定されるときに第１キャリアＣ１を介して第１リングギヤＲ１に加えられようとする回転方向に対してブレーキをかけるよう作用する。第２ブレーキＢ２は、第２リングギヤＲ２の外周に配置されており、係合により第２リングギヤＲ２（第４回転要素）を固定保持するようになっている。

図３は、変速制御装置２１により指示可能な各変速段と、該各変速段を形成するための各摩擦係合要素Ｋ１〜Ｋ４，Ｂ２，Ｂ１の締結／解放状態の組み合わせとの関係を示す表である。図４は、図２に示された構成からなる変速機構の速度線図である。この変速機ＴＭにおいては、変速制御装置２１が各摩擦係合要素Ｋ１〜Ｋ４，Ｂ２，Ｂ１を図３に示すような組み合わせで選択的に締結／解放する制御を行うことにより、図４に示すように、前進８速（１ｓｔ〜８ｔｈ）および後進２速（ＲＥＶ１、ＲＥＶ２）の変速段を設定できるようになっている。各変速段は、図３に示すような組み合わせで２つの摩擦係合要素が締結されることで形成される。また、前進段において隣り合う変速段間の変速は、２つの摩擦係合要素のうち１つを締結したままとし、残りの１つを解放して別の１つの摩擦係合要素を締結することで行うように構成されている。このため、変速をスムーズに行うことができる。なお、図３では、便宜上、１速の変速段を設定する際に第１ブレーキＢ１を締結制御するように示しているが、前述のワンウェイブレーキ機能により、該第１ブレーキＢ１を締結制御することなく、事実上ブレーキを効かすことができる。

図４の速度線図では、４本の縦軸は、それぞれ左側から複列式遊星ギヤ列ＰＬＡを構成する第１回転要素である第１および第２サンギヤＳ１、Ｓ２、第２回転要素である第１キャリアＣ１、第３回転要素である第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２、第４回転要素である第２リングギヤＲ２の回転数Ｎを示すものであり、縦線上の上下方向の位置が回転数Ｎの値に対応している。また、各縦軸は、第１回転要素および第２回転要素間の間隔と、第２回転要素および第３回転要素間の間隔と、第３回転要素および第４回転要素間の間隔との比がｒ_RPG：１：（１＋ｒ_RPG）／ｒ_RPGになっている。同図の第１回転要素、第３回転要素および第４回転要素を表す縦軸上の●印はクラッチの締結を表し、■印はブレーキの締結を表す。また、回転数Ｎは入力軸１の回転方向を正としており、出力軸４が正方向に回転するとき、すなわち、第１キャリアＣ１が正方向に公転するとき、車両は前進する。逆に、第１キャリアＣ１が逆方向に公転するとき、車両は後退する。

図４に示すように、各変速段において、それぞれ所定の組み合わせで締結される２つの摩擦係合要素を結ぶ直線Ｌ₁〜Ｌ₈，Ｌ_REV1，Ｌ_REV2と第１キャリアＣ１の回転数を示す縦軸との交点である回転数Ｎ₁〜Ｎ₈，Ｎ_REV1，Ｎ_REV2で第１キャリアＣ１が回転する。したがって、入力軸１の回転数Ｎｅに対して、１速〜８速、後進１速、後進２速の各変速段において、出力軸４がそれぞれ回転数Ｎ₁〜Ｎ₈，Ｎ_REV1，Ｎ_REV2で回転するようになる。

［静止クラッチについて］
図２の構成において、各クラッチＫ１〜Ｋ４は油圧制御される回転型のクラッチであり、背景技術の項で述べたように、遠心油圧を相殺するためにキャンセル油室を含むキャンセル機構がそれぞれ設けられている。例えば、カウンタ軸２に連結された第３クラッチＫ３は、第２ブレーキＢ２の締結によって第２リングギヤＲ２及びギヤ１６が固定されたとき、カウンタ軸２の回転停止に伴って静止され、背景技術の項で述べたような問題が起こり得る。

そのような事例は、現在の変速段として８速（８ｔｈ）が形成されているときに起こる。８速においては、図３および図４に示すように、第２クラッチＫ２と第２ブレーキＢ２が締結状態にある。このとき、図２から理解できるように、第２クラッチＫ２の締結により第１リングギヤＲ１および第２キャリアＣ２が入力軸１の回転数Ｎｅで正方向に回転し、第２リングギヤＲ２は第２ブレーキＢ２の締結により停止されているため回転しない。第１キャリアＣ１は、直線Ｌ₈と第１キャリアＣ１の回転数を示す縦軸との交点である回転数Ｎ₈で正方向に回転し、出力軸４には８速の出力回転数Ｎ₈が得られる。このとき、第２ブレーキＢ２の締結により、第３ギヤ列Ｇ３及びカウンタ軸２も回転せず、カウンタ軸２に連結された第３クラッチＫ３も回転されないことにより、該第３クラッチＫ３のキャンセル油室に必要な給油がなされない。

この状態で、目標変速段として６速が指令されたとする（つまり、現在の変速段である８速から６速にシフトすべきことが指令されたとする）と、背景技術の項で述べたような問題が起り得る。６速（６ｔｈ）の変速段は、図３および図４に示すように、第２クラッチＫ２および第３クラッチＫ３を締結することにより形成される。よって、従来は、８速から６速へのシフトは、単純に、第２クラッチＫ２を締結したまま、第２ブレーキＢ２を解放し、次いで第３クラッチＫ３を締結することで行っていた。しかし、それまで静止していた第３クラッチＫ３においては遠心力が生じていなかったのでキャンセル油室への給油が適切になされておらず、キャンセラ機構が正常に作動しないことになるので、不自然なクラッチ締結となってしまう。

同様の問題は、２速（２ｎｄ）から４速（４ｔｈ）にシフトすべきことが指令された場合も起こり得る。すなわち、図３および図４に示すように、２速は第１クラッチＫ１および第２ブレーキＢ２を締結することにより形成されており、第３クラッチＫ３はカウンタ軸２と共に静止されている。この状態から４速（４ｔｈ）にシフトすべきことが指令されると、４速の変速段は第１クラッチＫ１および第３クラッチＫ３を締結することにより形成されるので、従来は、単純に、第１クラッチＫ１を締結したまま、第２ブレーキＢ２を解放し、次いで第３クラッチＫ３を締結することで行っていた。しかし、それまで静止していた第３クラッチＫ３においては遠心力が生じていなかったのでキャンセル油室への給油が適切になされておらず、キャンセラ機構が正常に作動しないことになるので、不自然なクラッチ締結となってしまう。

［第１の制御形態］
以下述べるように、本発明においては、上記のようにクラッチの遠心油圧のキャンセラ機構が正常に作動しないような場合であっても、不自然なクラッチ締結とならないように変速制御を行う。

図５は、本発明に従う第１の制御形態を示すフロー図であり、この制御は変速制御装置２１において行われる。変速制御装置２１の内部において現在の変速段から目標変速段へのシフト指令が生成されたときに、図５の処理がスタートする。なお、目標変速段へのシフト指令の生成は、前述したように、車両各部に設けたセンサからの入力情報やシフトレバーの操作状態などに応じて、従来公知の手法で生成されるようになっていればよいので、ここでは詳しく説明しない。なお、変速制御装置２１で生成されるシフト指令は、自動変速制御に基づくものであってもよいし、手動変速制御に基づくものであってもよい。

ステップＳＴ１では、目標変速段を形成するために締結すべき摩擦係合要素（クラッチ及びブレーキ）の中には、現在静止しているクラッチが含まれているか否かを判定する。これは、当該変速機構の特性（図３、図４）と、現変速段と、目標変速段との関係から判定できる。すなわち、現変速段におけるブレーキ締結によって静止されているクラッチが、目標変速段の形成のために締結されるとき、ステップＳＴ１はＹＥＳと判定される。このようにＹＥＳと判定されるのは、上述のように、当該クラッチの回転が開始したときそのキャンセラ機構が正常に作動しないおそれがあるケースである。すなわち、現変速段（第１の変速段）がブレーキ締結によって或る回転要素の回転を停止させることに基づき形成されており、目標変速段（第２の変速段）が該ブレーキを解放しかつ該回転要素に連結されたクラッチを締結することによって形成されるとき、該クラッチは静止状態から回転を開始することになるため、上記のように過渡的にキャンセラ機構が正常に作動しないものとなる。図２の変速機構においては、現変速段が８速（第１の変速段）で目標変速段が６速（第２の変速段）の場合、ステップＳＴ１はＹＥＳと判定される。また、現変速段が２速（第１の変速段）で目標変速段が４速（第２の変速段）の場合も、ステップＳＴ１はＹＥＳと判定される。その場合、本発明の第１の制御形態に従い、ステップＳＴ２，ＳＴ３の処理を行い、その後、ステップＳＴ４の処理で目標変速段への変速を行う。

ステップＳＴ２では、所定の条件に従って、現変速段（第１の変速段）及び目標変速段（第２の変速段）以外の変速段を「準備変速段」として設定する。「準備変速段」の条件は、目標変速段（第２の変速段）が現変速段（第１の変速段）よりも低い場合は現変速段（第１の変速段）よりも低い変速段であり、目標変速段（第２の変速段）が現変速段（第１の変速段）よりも高い場合は現変速段（第１の変速段）よりも高い変速段であり、かつ、目標変速段（第２の変速段）に最も近い変速段を、準備変速段とすることからなる。なお、「準備変速段」を形成するクラッチの中に現変速段（第１の変速段）における静止クラッチが含まれていてはならないのは、本発明の目的からして当然である。また、この「準備変速段」が形成されたときに、目標変速段（第２の変速段）における静止クラッチが連結する回転要素を回転させうる（つまり、静止していたクラッチを回転させうる）ものであることを要する。

例えば、図２の変速機構においては、８速から６速へのシフト指令の場合は、７速が準備変速段として設定される。また、２速から４速へのシフト指令の場合は、３速が準備変速段として設定される。

ステップＳＴ３では、設定された準備変速段を形成するために必要な組み合わせでクラッチ及びブレーキの締結制御を行う。例えば、８速から６速へのシフト指令の場合において、７速が準備変速段として設定されると、クラッチＫ２を締結したままブレーキＢ２を解放し、かつ、クラッチＫ４を締結する（図３）。これにより、７速の変速段が形成され、現変速段（８速）から準備変速段（７速）に変速される。このとき、クラッチＫ４の締結によりカウンタ軸２が回転し、これに伴いクラッチＫ３も回転する。また、２速から４速へのシフト指令の場合において、３速が準備変速段として設定されると、クラッチＫ１を締結したままブレーキＢ２を解放し、かつ、クラッチＫ４を締結する（図３）。これにより、３速の変速段が形成され、現変速段（２速）から準備変速段（３速）に変速される。このとき、クラッチＫ４の締結によりカウンタ軸２が回転し、これに伴いクラッチＫ３も回転する。

ステップＳＴ４では、目標変速段（第２の変速段）を形成するために必要な組み合わせでクラッチ及びブレーキの締結制御を行う。これにより、ステップＳＴ３からＳＴ４に処理が移行した場合は、上記準備変速段から目標変速段（第２の変速段）へとシフトが行われる。例えば、６速が目標変速段の場合は、７速の準備変速段から６速の目標変速段へとシフトが行われる。このとき、準備変速段が形成された段階で既にカウンタ軸２およびクラッチＫ３が回転されているので、目標変速段である６速を形成するためにクラッチＫ３を締結したとき、クラッチの遠心油圧のキャンセラ機構は正常に作動する。従って、特段の過渡的クラッチ制御を行うことなく、不都合のないクラッチ締結制御を簡便に行うことができる。４速が目標変速段の場合も同様に、不都合のないクラッチ締結制御を簡便に行うことができる。

なお、ステップＳＴ３からＳＴ４に処理が移行したとき、走行状態の変化やシフトレバー操作等によって、目標変速段が別のものに変更されてしまっている場合が起こり得る。その場合は、ステップＳＴ１に戻って、新たな目標変速段に関して、上述と同様の処理を行えばよい。

なお、ステップＳＴ３の処理により準備変速段を形成するためのクラッチおよびブレーキの締結制御を行う過程で、カウンタ軸２およびクラッチＫ３が回転し始め、キャンセラ機構が正常に作動するようになった場合は、準備変速段を形成するためのクラッチおよびブレーキの締結完了を待たずに、ステップＳＴ４に移行し、目標変速段にシフトするようにしてもよい。

一方、ステップＳＴ１でＮＯと判定された場合は、ステップＳＴ２，ＳＴ３の処理を行わずに、ステップＳＴ４にジャンプし、従来同様、即座に、現変速段から目標変速段へのシフトを行う。

［第２の制御形態］
上記第１の制御形態では、アップシフトの場合もダウンシフトの場合も同様に準備変速段を経由させる処理を行っている。これに対して、以下説明する第２の制御形態では、アップシフトの場合に上述と同様に準備変速段を経由させる処理を行い、ダウンシフトの場合は一旦ニュートラルに設定して静止クラッチを締結して回転させるという経過的締結制御を行い、それから目標変速段を形成するように制御する。

図６は、本発明に従う第２の制御形態を示すフロー図である。図５と同様に、変速制御装置２１の内部において現変速段から目標変速段へのシフト指令が生成されたときに、図６の処理がスタートする。ステップＳＴ１では、図５における同一符号の処理と同様に、目標変速段を形成するために締結すべき摩擦係合要素（クラッチ及びブレーキ）の中には、現在静止しているクラッチが含まれているか否かを判定する。ＹＥＳであれば、ステップＳＴ５で、このシフト指令がダウンシフトに係るものであるか否かを判定する。ＮＯつまりアップシフトに係るものである場合は、図５における同一符号の処理と同様のステップＳＴ２，ＳＴ３，ＳＴ４の処理を行う。すなわち、シフト指令がアップシフトに係る場合（上記例では２速から４速へのシフト）、図５を参照して説明したのと同様の処理（準備変速段を経由させる制御）を行う。

一方、シフト指令がダウンシフトに係るものである場合は（上記例では８速から６速へのシフト）、ステップＳＴ６で、現変速段（第１の変速段）を構成するすべてのブレーキ及びクラッチを解放し、一旦、ニュートラルに設定する。このとき、エンジンの回転同期をとる必要があれば、回転同期を行う。

次のステップＳＴ７では、静止しているクラッチＫ３を締結制御するが、目標変速段（第２の変速段）を形成するために必要な他のクラッチおよびブレーキのうち、回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つ（８速から６速へのダウンシフトの場合は、クラッチＫ２）の締結は行わない経過的締結状態に設定する。この経過的締結状態では、静止しているクラッチＫ３を直結して該クラッチＫ３に回転を与えるだけであり、変速段が形成されるには至らないので、締結時においてクラッチＫ３のキャンセラ機構が正常に作動しているかどうかは問題とされず、簡便に締結制御できる。

次のステップＳＴ８では、適宜に設定された待ち時間経過後、残りの回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つ（クラッチＫ２）の締結を行う。これにより、目標変速段（６速）の形成が完了する。このクラッチＫ２は、８速（第１の変速段）のとき回転されており、一旦ニュートラルに設定されたときも回転しているので、そのキャンセラ機構は正常に作動しており、安定したクラッチ締結を行うことができる。また、適宜に設定された待ち時間により、前ステップＳＴ７で直結されたクラッチＫ３のキャンセラ機構を正常に作動させるだけの時間を確保することができるので、目標変速段（６速）が形成されるときに不都合は生じない。また、複雑なクラッチ作動制御が不要である。

この第２の制御形態の場合、ダウンシフト時に、上述の経過的締結制御によって一旦二ユートラルに設定されるため、幾分の駆動力切れが生じるおそれがあるが、変速商品性として駆動力切れが許容される場合において適用可能である。

［第２の制御形態の変形例］
なお、第２の制御形態の変形例として、現変速段（第１の変速段）から目標変速段（第２の変速段）へのシフトがアップシフト／ダウンシフトのいずれの場合であっても、上記のように経過的締結状態を経由して目標変速段（第２の変速段）へのシフトが行われるようにしてもよい。そのためには、図６においてステップＳＴ５，ＳＴ２，ＳＴ３を省略した構成からなる制御フローを用い、アップシフト／ダウンシフトのいずれの場合であってもステップＳＴ６〜ＳＴ８を実行するようにすればよい。

なお、本発明は、図２に示した構成の変速機構に限らず、他のいかなる構成の変速機構を具備する変速機においても実施可能である。例えば、複式遊星歯車装置ＵＯは、第１遊星ギヤ列４０と第２遊星ギヤ列５０の２組の遊星ギヤ列を有して構成されているが、遊星ギヤ列の具体的な組数は、上記の２組には限定されず、他の組数とすることも可能である。また、上流側変速機構ＵＩが有するクラッチの段数も上記実施形態で示した２段あるいは１段には限定されず、他の段数であってもよい。また、複式遊星歯車装置ＵＯに組み合わされる上流側変速機構ＵＩは、上述のような平行軸式変速機ＰＴＭからなるものに限らず、その他の変速歯車機構であってよい。

本発明の一実施例に係る変速機を備えた動力伝達装置を示す概略図である。同実施例に係る変速機の変速機構を示すスケルトン図である。同実施例に係る変速機において実現可能な各変速段と、該各変速段を実現するための摩擦係合要素（ブレーキおよびクラッチ）の締結／解放状態の組み合わせとの関係を示す表である。図２に示された構成からなる変速機構の速度線図である。本発明の第１の制御形態を示すフロー図である。本発明の第２の制御形態を示すフロー図である。

符号の説明

１入力軸
２カウンタ軸
３センタ軸
４出力軸
５エンジン
６トルクコンバータ
１０動力伝達装置
２０ケーシング
２１変速制御装置
Ｂ１，Ｂ２ブレーキ
Ｋ１〜Ｋ４クラッチ
ＴＭ変速機
ＰＴＭ平行軸式変速機
ＵＩ上流側変速機構
ＵＯ複式遊星歯車装置

Claims

複数の遊星歯車組の各回転要素に連結されるブレーキおよびクラッチの締結解放の組み合わせにより変速段を形成する複式遊星歯車装置を具備する変速機であって、ブレーキおよびクラッチの両方が連結された所定の回転要素を有するものにおいて、
前記所定の回転要素に連結されるクラッチは、クラッチシリンダ室に供給される作動油の遠心油圧をキャンセルするためのキャンセル油室を有し、該クラッチシリンダ室とキャンセル油室は前記所定の回転要素上に配置されており、
形成可能な複数の変速段の中に、前記所定の回転要素に連結されるブレーキを締結して該所定の回転要素の回転を停止することに基づき形成される第１の変速段と、前記ブレーキを解放するとともに該所定の回転要素に連結されるクラッチを締結することに基づき形成される第２の変速段とが含まれており、
現在の変速段から目標変速段にシフトすべきとき、該目標変速段を形成するための締結されるべきクラッチが該現在の変速段が形成されているときに静止しているか否かを判定し、静止していると判定されたならば、前記第１の変速段から前記第２の変速段へのシフトと判定し、前記第１の変速段から一旦他の変速段を経由して該第２の変速段を達成するよう制御する制御手段を具備し、前記他の変速段は前記所定の回転要素に連結されるブレーキが解放されるとともに前記所定の回転要素に連結されるクラッチを締結しないで形成される変速段であることを特徴とする変速機。
前記他の変速段は、前記第２の変速段が前記第１の変速段よりも低い場合は前記第１の変速段よりも低い変速段であり、前記第２の変速段が前記第１の変速段よりも高い場合は前記第１の変速段よりも高い変速段であり、かつ、前記第２の変速段に最も近い変速段であることを特徴とする請求項１に記載の変速機。
前記他の変速段は、前記所定の回転要素を回転可能な変速段であることを特徴とする請求項１又は２に記載の変速機。
複数の遊星歯車組の各回転要素に連結されるブレーキおよびクラッチの締結解放の組み合わせにより変速段を形成する複式遊星歯車装置を具備する変速機であって、ブレーキおよびクラッチの両方が連結された所定の回転要素を有するものにおいて、
形成可能な複数の変速段の中に、前記所定の回転要素に連結されるブレーキを締結して該所定の回転要素の回転を停止することに基づき形成される第１の変速段と、前記ブレーキを解放するとともに該所定の回転要素に連結されるクラッチを締結することに基づき形成される第２の変速段とが含まれており、
前記第１の変速段から前記第２の変速段にシフトすべきとき、前記第１の変速段から一旦他の変速段を経由して該第２の変速段を達成するよう制御する制御手段を具備し、
前記制御手段は、
前記第１の変速段から前記第２の変速段にアップシフトすべきときに、上記のように前記第１の変速段から前記他の変速段を一旦経由して該第２の変速段を達成するよう制御し、他方、
前記第１の変速段から前記第２の変速段にダウンシフトすべきときは、一旦二ユートラルに設定した後、前記所定の回転要素に対する前記クラッチの締結を行うが、前記第２の変速段を形成するために必要な他の回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つの締結は行わない経過的状態を経由させ、その後、該経過的状態では締結していなかった前記必要な他の回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つを締結することで該第２の変速段を達成するよう制御する、
ことを特徴とする変速機。
複数の遊星歯車組の各回転要素に連結されるブレーキおよびクラッチの締結解放の組み合わせにより変速段を形成する複式遊星歯車装置を具備する変速機であって、ブレーキおよびクラッチの両方が連結される所定の回転要素を有するものにおいて、
形成可能な複数の変速段の中に、前記所定の回転要素に連結されるブレーキを締結して該所定の回転要素の回転を停止することに基づき形成される第１の変速段と、前記ブレーキを解放するとともに該所定の回転要素に連結されるクラッチを締結することに基づき形成される第２の変速段とが含まれており、
前記第１の変速段から前記第２の変速段にシフトすべきとき、一旦二ユートラルに設定した後、前記所定の回転要素に対する前記クラッチの締結を行うが、前記第２の変速段を形成するために必要な他の回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つの締結は行わない経過的状態を経由させ、その後、該経過的状態では締結していなかった前記必要な他の回転しているクラッチおよびブレーキの少なくとも１つを締結することで該第２の変速段を達成するよう制御する制御手段を具備することを特徴とする変速機。
前記クラッチは、クラッチシリンダ室に供給される作動油の遠心油圧をキャンセルするためのキャンセル油室を有し、
該クラッチシリンダ室とキャンセル油室は前記所定の回転要素上に配置されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の変速機。