JP5239724B2

JP5239724B2 - 自動変速機制御装置

Info

Publication number: JP5239724B2
Application number: JP2008264215A
Authority: JP
Inventors: 精二石原
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2013-07-17
Anticipated expiration: 2028-10-10
Also published as: JP2010091084A

Description

この発明は、車両の自動変速機における変速機構の締結要素を制御する自動変速機制御装置に関する。

従来、クラッチとトランスミッションの操作を自動的に行って、車両速度やエンジン回転数に応じ、変速比を自動的に切り替える自動変速機が搭載された車両が知られている。この車両において、エンジン作動により発生した回転駆動力は、トルクコンバータを介して自動変速機に伝達され、自動変速機によって変速された後、駆動輪に伝達される。
自動変速機は、例えば、駐車用のパーキング（Ｐ）レンジ、後退走行用のリバース（Ｒ）レンジ、動力が伝わらないニュートラル（Ｎ）レンジ、通常（前進）走行用のドライブ（Ｄ）レンジ等の複数の変速範囲を有しており、車両の走行状態（走行レンジ）によってセレクトレバーを操作し、レンジを選択する。

ところで、Ｄレンジで走行中、車両停止によりＤレンジからＰレンジへ、セレクトレバーをシフト操作する場合、駆動輪に駆動力を伝達する駆動軸を機械的に固定するロック機構が作動することから、駆動軸に残留トルク（ねじりトルク）が発生する。この残留トルクが駆動軸に溜まった状態で、Ｐレンジから他のレンジにシフト操作すると、残留トルクが瞬時に開放されることになるため、操作に際しショックや異音を伴うことになり、操作者（ドライバー）に不快感をもたらす。

そこで、駆動軸を固定するロック機構が噛み合う時間をずらしてストールトルクを減らすことにより、残留トルクを減らすものとして、「自動変速機のパーキング装置」（特許文献１参照）が提案されている。
特開平１１−２０６３２号公報

しかしながら、従来の「自動変速機のパーキング装置」においては、噛合阻止手段としてのストッパ及び噛合阻止解除手段としてのリング等、新たな部材を用いて構成される残留トルクを減らすための機構を備えるため、自動変速機が大型化してしまうことが避けられなかった。特に、後輪駆動車両の場合、通常、自動変速機はアンダーフロア下側ぎりぎりに配置されることから、運転者（ドライバー）足元の車体レイアウトに少なからず影響を及ぼすことになる。その上、残留トルクを減らす機構を新たに備えるため、車両コストも増大する。

この発明に係る自動変速機制御装置は、車両停止中かつブレーキ操作により制動力が作用している場合に、自動変速装置におけるＤレンジからＮレンジへのシフト操作の直後から、前記自動変速装置の後進用締結要素への油圧供給により、一時的に、Ｒレンジ相当の逆回転駆動力を駆動力出力軸に入力させて、駆動力出力軸の残留トルクを低減させることを特徴とする。

この発明によれば、Ｒレンジ相当の逆回転駆動力が駆動力出力軸に入力するので、残留トルク（ねじりトルク）を減らす機構を新たに備えることなく、駆動力出力軸におけるねじりトルクの残留を低減することができ、Ｐレンジから他レンジにシフトした際のショックや音を防止することができるため、自動変速機が大型化せず、後輪駆動車両の場合でもドライバー足元の車体レイアウトに影響を及ぼすことがなく、その上、車両コストが増大することもない。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る自動変速機制御装置により制御される自動変速機の概略構成を示す説明図である。図１に示すように、コントロールユニット（自動変速機制御装置）１０は、自動変速機（ＡｕｔｏｍａｔｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ：ＡＴ）１１へ変速指令信号ａを出力して、自動変速機１１の変速動作を制御し、ブレーキ機構（図示しない）から制動（ブレーキ）動作に伴うブレーキ信号ｂが入力する。

自動変速機１１は、トルクコンバータ１２、変速機構１３、油圧制御（変速制御）装置１４、及びセレクトレバー１５を有しており、エンジン１６から入力した回転駆動力（回転トルク）を変速制御して出力する。エンジン１６から入力した回転駆動力は、トルクコンバータ１２に入力して増幅され、トルクコンバータ１２からシフトロッド１７を介して変速機構１３に入力し、変速機構１３で変速制御された後、出力軸（駆動力出力軸）１８に伝達される。

変速機構１３は、例えば、駐車用のパーキング（Ｐ）レンジ、後退走行用のリバース（Ｒ）レンジ、動力が伝わらないニュートラル（Ｎ）レンジ、通常（前進）走行用のドライブ（Ｄ）レンジ等の複数の変速範囲を有している。この変速機構１３における変速処理は、操作者（ドライバー）が車両の走行状態（走行レンジ）に応じてセレクトレバー１５を選択操作することにより、油圧制御装置１４によって制御される。

セレクトレバー１５は、例えば、基部を支軸として車両前後方向に倒すように変位させることにより、変速機構１３の各レンジを選択することができ、この変位操作に伴う選択位置は、セレクトレバー１５の基部に設置されたインヒビタ１９によって検出される。インヒビタ１９は、検出結果をセレクトレバー１５のポジション信号ｃとして出力する。また、セレクトレバー１５の基部には、パーキングロッド２０の一端が接続されており、パーキングロッド２０の他端は、コーン２１を介してパーキングポール２２に接続されている。

パーキングポール２２は、セレクトレバー１５の変位操作に応じて移動し、セレクトレバー１５をＰレンジに位置させると、出力軸１８に固定されたパーキングギヤ２３と噛み合った状態（図１参照）になる。これらパーキングポール２２とパーキングギヤ２３は、ロック機構を構成し、パーキングポール２２がパーキングギヤ２３と噛み合うことで、出力軸１８は機械的に固定（ロック）され、パーキングロック状態となる。パーキングポール２２とパーキングギヤ２３の噛合状態は、パーキングギヤ噛合状態検出スイッチ２４により検出され、パーキングギヤ噛合状態検出スイッチ２４は、検出結果をパーキングギヤ信号ｄとして出力する。

図２は、図１のコントロールユニットの概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、コントロールユニット１０は、変速制御指令部２５、制動力作用検知部２６、逆回転駆動力発生部２７、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２８、及び記憶部２９を有している。このコントロールユニット１０には、ブレーキ信号ｂ、インヒビタ１９から出力されたセレクトレバー１５のポジション信号ｃ、及びパーキングギヤ噛合状態検出スイッチ２４から出力されたパーキングギヤ信号ｄがそれぞれ入力し、油圧制御装置１４へ変速指令信号ａを出力する。

変速制御指令部２５は、セレクトレバー１５のポジションに対応して変速機構１３の変速制御を行うため、油圧制御装置１４へ出力する変速指令信号ａを生成する。制動力作用検知部２６は、入力したブレーキ信号ｂに基づき、ブレーキが操作されて、車輪に対する制動力が作用していることを検知する。
逆回転駆動力発生部２７は、セレクトレバー１５が操作されＤレンジからＮレンジにシフトされた直後、一時的に、出力軸１８に対し、Ｒレンジにシフトした状態に相当する逆回転駆動力（Ｒレンジ相当駆動力）を発生させる。つまり、Ｎレンジから後進用締結要素（リバースブレーキ）へ油圧の供給を開始することにより、セレクトレバー１５をＲレンジにシフト操作した場合に相当する駆動力を発生させる。

ここで、一時的とは、セレクトレバー１５をＮレンジからＰレンジにシフトしてロック機構が作動（パーキングポール２２とパーキングギヤ２３が噛み合う）するまでとし、セレクトレバー１５がＮレンジで保持され続けた場合は、その時間の上限を３００ｍｓとする。このロック機構が作動したことは、パーキングギヤ噛合状態検出スイッチ２４から出力されたパーキングギヤ信号ｄが入力することにより検出される。

なお、逆回転駆動力発生部２７により、Ｒレンジ相当駆動力を発生させるのは、ブレーキを操作することによりブレーキの制動力が働いている場合に限る。
ＣＰＵ２９は、記憶部３０に格納されている制御プログラムや上述した各種処理手順を規定したプログラム等のソフトウェアや、記憶部３０に保存されている各種データ等に基づき、コントロールユニット１０による自動変速機１１の変速動作等の各種制御を行う。

図３は、図１のコントロールユニットによる制御処理の流れを示すフローチャートである。図３に示すように、コントロールユニット１０による変速制御を行う場合、先ず、自動変速機１１のセレクトレバー１５において、ＤレンジからＮレンジへのシフト操作が行われた（Ｄ→Ｎシフト発生）か否かを判定する（ステップＳ１０１）。判定の結果、セレクトレバー１５によるシフト操作が行われた（Ｙｅｓ）場合、ブレーキ操作が行われた（ブレーキＯＮ）か否かを判定し（ステップＳ１０２）、一方、セレクトレバー１５によるシフト操作が行われていない（Ｎｏ）場合、変速制御処理を終了する。

次に、ブレーキ操作が行われたか否かの判定（ステップＳ１０２）の結果、ブレーキ操作が行われた（Ｙｅｓ）場合、逆回転駆動力発生部２７により、Ｒレンジにシフト操作した場合に相当する駆動力を発生させる制御（Ｒレンジ相当駆動力制御）を開始する（ステップＳ１０３）。
Ｒレンジ相当駆動力制御を開始した（ステップＳ１０３）後、パーキングポール２２とパーキングギヤ２３が噛み合うパーキングギヤ噛合状態である（パーキングギヤＯＮ）か否かを判定する（ステップＳ１０４）。判定の結果、パーキングギヤ噛合状態である（Ｙｅｓ）場合、Ｒレンジ相当駆動力制御を終了し（ステップＳ１０５）、変速制御処理を終了する。

一方、ステップＳ１０４における判定の結果、パーキングギヤ噛合状態でない（Ｎｏ）場合、Ｎレンジを３００ｍｓ以上保持しているか否かを判定する（ステップＳ１０６）。判定の結果、Ｎレンジを３００ｍｓ以上保持していない（Ｎｏ）場合、Ｒレンジ相当駆動力制御を開始し（ステップＳ１０３）、一方、Ｎレンジを３００ｍｓ以上保持している（Ｙｅｓ）場合、Ｒレンジ相当駆動力制御を終了し（ステップＳ１０５）、変速制御処理を終了する。

上述した、コントロールユニット１０による自動変速機制御処理における、駆動軸（出力軸１８）の残留トルク（ねじりトルク）の経時変化、自動変速機（ＡＴ）締結要素指令及びセレクトバー位置（セレクト信号ベース）の経時変化を、従来の自動変速機制御処理における、駆動軸の残留トルク（ねじりトルク）の経時変化、自動変速機（ＡＴ）締結要素指令及びセレクトバー位置（セレクト信号ベース）の経時変化と比較して説明する。
図４は、自動変速機制御処理における駆動軸ねじりトルクの経時変化をグラフで示し、（ａ）は、従来の処理の説明図、（ｂ）は、この発明に係るコントロールユニットによる処理の説明図である。

図４に示すように、従来の自動変速機制御処理において、ＤレンジからＮレンジ、Ｒレンジを経てＰレンジへとシフト操作を開始した場合、セレクトレバー１５を選択操作しても、レスポンス遅れにより、出力軸１８における駆動軸のねじりトルク（残留トルク）は、直ぐには変化せず、遅れてＮレンジ相当のねじりトルクに向かって下がり始める。そして、Ｒレンジ及びＰレンジ相当のねじりトルクになるのは、パーキングギヤに入った（パーキングギヤに噛み込んだ）後である。その結果、Ｎレンジ相当のねじりトルクに向かって落ち続けるねじりトルクが、パーキングギヤ噛み込み終了により落ちるのを停止するので、落ち切らずに残留してしまうことになる（（ａ）参照）。

これに対し、この発明に係るコントロールユニット１０による自動変速機制御処理においては、ＤレンジからＮレンジ、Ｒレンジを経てＰレンジへとシフト操作を開始した場合、セレクトレバー１５を選択操作すると、Ｎレンジの段階で、後進用締結要素（リバースブレーキ）に油圧の供給を開始する、即ち、Ｒレンジ相当駆動力制御を行う。

これにより、ＲレンジはＮレンジに対して締結命令となるので、遅れ時間（レスポンス遅れ）は増加するが、コントロールユニット１０から油圧制御装置１４への変速指令を前倒しすることにより、パーキングギヤに入る前に、逆回転駆動力発生部２７によって発生させた逆回転駆動力が出力軸１８に伝わることになる。つまり、コントロールユニット１０による変速制御により、セレクトレバー１５がＮレンジに入った直後、Ｒレンジ相当の締結指令を出すので、出力軸１８に逆回転駆動力が入力することになり、出力軸１８における残留トルクがＮレンジの場合より低下する。但し、この変速制御を行うのは、パーキング噛み込み終了時までとする。

その結果、パーキングギヤ噛み込み終了時において、コントロールユニット１０による制御処理、即ち、Ｒレンジ相当駆動力制御を行うことにより（制御ありの場合）、従来、即ち、Ｒレンジ相当駆動力制御を行わない場合（制御なしの場合）に比べて明らかに出力軸１８における残留トルクを低下させることができる。なお、Ｎレンジが保持された場合は、保持時間が３００ｍｓになった時点でＲレンジ相当駆動力制御を終了する。
ここで、Ｒレンジ相当駆動力制御のタイミングに関し、セレクトレバー１５がＤレンジからＮレンジに入った直後とは、同時を含み、効果が期待できる期間である２００ｍｓ程度後までを指すものとする。

このように、この発明に係るコントロールユニット１０による自動変速機制御処理を行うことで、出力軸１８に対し、一瞬、トルクが逆側に作用するため、残留トルクが低減する。セレクトレバー１５をＤレンジからＰレンジにシフトする際、Ｒレンジを通過するが、Ｒレンジ通過後、直ぐにＰレンジに入り、次いでロック機構（パーキングポール２２とパーキングギヤ２３の噛み合い）が働くため、レスポンス上、Ｒレンジ相当逆回転駆動力は働かない。

しかしながら、セレクトレバー１５をＮレンジにシフトした瞬間に、出力軸１８に対し逆駆動力を作用させれば、ロック機構が働く前に逆駆動力を働かせることができ、その上、逆駆動力をロック機構が働くまで最大限に働かせることができるので、出力軸１８において正回転にねじれた残留トルクを、最大限低減することができる。なお、ＤレンジからＮレンジに入った瞬間に逆駆動力を発生させるために、自動変速機１１内部の締結要素をＲレンジ相当に制御するが、制御と同時に作動し始めるＤレンジからの開放制御の方がレスポンスが早いため、出力軸１８における逆駆動力の発生を妨げることはない。

この結果、自動変速機１１の変速制御処理に際し、残留トルク（ねじりトルク）を減らす機構を新たに備えることなく、残留トルクの残留を低減し、Ｐレンジから他レンジにシフトした際のショックや音を防止することができるので、自動変速機が大型化せず、後輪駆動車両の場合でもドライバー足元の車体レイアウトに影響を及ぼすことがなく、その上、車両コストが増大することもない。

この発明の一実施の形態に係る自動変速機制御装置により制御される自動変速機の概略構成を示す説明図である。図１のコントロールユニットの概略構成を示すブロック図である。図１のコントロールユニットによる制御処理の流れを示すフローチャートである。自動変速機制御処理における駆動軸ねじりトルクの経時変化をグラフで示し、（ａ）は、従来の処理の説明図、（ｂ）は、この発明に係るコントロールユニットによる処理の説明図である。

符号の説明

１０コントロールユニット
１１自動変速機
１２トルクコンバータ
１３変速機構
１４油圧制御装置
１５セレクトレバー
１６エンジン
１７シフトロッド
１８出力軸
１９インヒビタ
２０パーキングロッド
２１コーン
２２パーキングポール
２３パーキングギヤ
２４パーキングギヤ噛合状態検出スイッチ
２５変速制御指令部
２６制動力作用検知部
２７逆回転駆動力発生部
２８ＣＰＵ
２９記憶部
ａ変速指令信号
ｂブレーキ信号
ｃポジション信号
ｄパーキングギヤ信号

Claims

変速機構を備えた自動変速装置の変速処理を制御する自動変速機制御装置であって、
車両停止中かつブレーキ操作により制動力が作用している場合に、前記自動変速装置におけるＤレンジからＮレンジへのシフト操作の直後から、前記自動変速装置の後進用締結要素への油圧供給により、一時的に、駆動力出力軸に作用するＲレンジ相当の逆回転駆動力を発生させる逆回転駆動力発生部を有することを特徴とする自動変速機制御装置。
前記逆回転駆動力は、パーキングロック状態とする前に前記駆動力出力軸に入力することを特徴とする請求項１に記載の自動変速機制御装置。