JP5313938B2

JP5313938B2 - 自動変速機の制御方法および制御装置

Info

Publication number: JP5313938B2
Application number: JP2010025012A
Authority: JP
Inventors: 大司清宮; 欽也藤本; 征司小谷
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2010-02-08
Filing date: 2010-02-08
Publication date: 2013-10-09
Anticipated expiration: 2030-02-08
Also published as: JP2011163403A

Description

本発明は、自動変速機の制御方法および制御装置に係り、特に、自動車に用いる歯車式変速機の制御に好適な自動変速機の制御方法および制御装置に関する。

手動変速機の自動車は、トルクコンバータを用いた変速機を搭載するものに比べ燃費がすぐれている。しかし、発進時のクラッチとアクセルの連携操作や、変速時のクラッチとギアチェンジの連携操作が煩わしいものとなっている。

これらを解決すべく、手動変速機に用いられる歯車式変速機を用いてクラッチとギアチェンジ操作を自動化したシステムとして自動化マニュアルトランスミッション（以下、「自動ＭＴ」と称する）が開発されている。また、変速機への入力トルクを伝達する２つのクラッチを設け、２つのクラッチによって交互に駆動トルクを伝達する、ツインクラッチ式自動ＭＴも知られている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。

このような自動ＭＴにおいては、ギアチェンジ操作を行うための機構として、手動変速機と同様、変速機の内部に同期噛合い機構が設けられている。

同期噛合い機構は、スリーブと、キーと、ハブと、リングとを備えている。スリーブは、変速機の入力軸もしくは出力軸と一体的に回転するハブに対してスプライン嵌合されており、スリーブに押付け荷重が加わると、キーがスリーブとともに移動し、その端面でリングを遊転ギアのコーン部に押し付け、リングと遊転ギアのコーン面に摩擦が働き始め、スリーブの更なる移動により、キーとの噛合が外れると、スリーブが直接リングを押し、リングと遊転ギア間のコーン面に摩擦が働くことによって、遊転ギアの回転がスリーブの回転と一致（同期）する。回転が同期すると、リングは回転自在になり、スリーブの移動を妨げなくなる。その結果、スリーブはリングを通過して遊転ギアの噛合い歯に完全に噛み合い、所定の変速段を実現する。

しかし、スリーブを遊転ギアに噛合わせ、所定の変速段を実現するために、スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、スリーブの押付け荷重が過大となると、スリーブが急速に移動し、リングと遊転ギアのコーン面が衝突し、ショックや音が生じて運転者に不快感を与える可能性がある。

そこで、スリーブの目標位置を設定し、噛合い動作を開始してから所定のストロークまではスリーブの目標位置を比較的緩やかに増加させ、所定ストロークから噛合い完了まではスリーブの目標位置を比較的急激に増加させることで、スリーブの移動速度過大によるショックを抑制するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。

特開２０００−２３４６５４号公報特開２００１−２９５８９８号公報特開２００３−２６２２３７号公報

しかしながら、特許文献３に記載のように、スリーブの目標位置を緩やかに増加させた場合、スリーブを遊転ギアに噛合わせ、所定の変速段を実現するまでの所要時間が長くなり、変速所要時間が長くなる。特に、運転者に加速意志がある場合は、変速所要時間は短いことが望ましく、可能な限り短時間でスリーブををリングに押付け、回転を同期させて遊転ギアに噛合わせ、所定の変速段を実現することが望まれている。

本発明の目的は、スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、運転者に加速意志がある場合は、可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付けることにより、運転者の意志に応じた変速の可能な自動変速機の制御方法および制御装置を提供することにある。

（１）上記目的を達成するために、本発明は、駆動力源からのトルクを受けて回転する少なくとも一つの入力軸と、車両の駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間で回転を伝達する複数の遊転ギアと、前記複数の遊転ギアを前記入力軸若しくは前記出力軸に係合して変速段を実現する複数の同期噛合い機構と、電気的に動作する作動装置と、前記作動装置と前記同期噛合い機構のスリーブを連結する連結機構とを有し、前記同期噛合い機構は、前記入力軸または前記出力軸と一体的に回転する複数のハブと、これらのハブにそれぞれ設けられ、前記ハブと一体的に回転するとともに前記ハブに対して軸方向に移動可能である複数のスリーブと、前記ハブと前記遊転ギアの間にそれぞれ備えられたリングと、からなり、前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって移動し、前記スリーブを前記リングに押付けることによって前記リングが前記遊転ギアに押付けられ、前記リングと前記遊転ギアとの間で摩擦力が発生することによって前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期し、前記スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する、自動変速機に用いられ、該自動変速機を制御する制御方法であって、前記作動装置によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけて前記同期噛合い機構の噛合いを行う際に、車両の前後方向の加速度を検出又は推定する手段を用いて検出または推定した車両の前後加速度に応じて、前記検出または推定した車両の前後加速度が大きくなるにつれて、前記スリーブの移動速度を速くするように、前記スリーブの移動速度を調節するようにしたものである。
かかる方法により、スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、運転者に加速意志がある場合は、可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付けることにより、運転者の意志に応じた変速が可能となる。

（２）上記（１）において、好ましくは、前記車両の前後加速度によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつける荷重を設定し、フィードフォワード制御するようにしたものである。

（３）上記（１）において、好ましくは、前記自動変速機は、前記スリーブの位置を検出する位置検出機構を備え、前記スリーブの目標位置を設定し、前記位置検出機構により検出される前記スリーブの位置が目標位置に追従するように前記スリーブの押付け荷重をフィードバック制御するようにしたものである。

（４）上記（３）において、好ましくは、車両の前後加速度によって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定するようにしたものである。

（５）上記（３）において、好ましくは、前記車両の前後加速度によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけるフィードフォワード荷重を設定し、前記フィードバック制御による荷重と、前記フィードフォワード荷重とから、前記作動装置を制御するようにしたものである。

（６）上記（３）において、好ましくは、車両の前後加速度によって前記スリーブの目標位置を調節するようにしたものである。

（７）また、上記目的を達成するために、本発明は、駆動力源からのトルクを受けて回転する少なくとも一つの入力軸と、車両の駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間で回転を伝達する複数の遊転ギアと、前記複数の遊転ギアを前記入力軸若しくは前記出力軸に係合して変速段を実現する複数の同期噛合い機構と、電気的に動作する作動装置と、前記作動装置と前記同期噛合い機構のスリーブを連結する連結機構と、車両の前後方向の加速度を検出又は推定する手段とを有し、
前記同期噛合い機構は、前記入力軸または前記出力軸と一体的に回転する複数のハブと、これらのハブにそれぞれ設けられ、前記ハブと一体的に回転するとともに前記ハブに対して軸方向に移動可能である複数のスリーブと、前記ハブと前記遊転ギアの間にそれぞれ備えられたリングと、からなり、前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって移動し、前記スリーブを前記リングに押付けることによって前記リングが前記遊転ギアに押付けられ、前記リングと前記遊転ギアとの間で摩擦力が発生することによって前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期し、前記スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する、自動変速機に用いられ、該自動変速機を制御する制御装置であって、前記作動装置によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけて前記同期噛合い機構の噛合いを行う際に、前記車両の前後方向の加速度を検出又は推定する手段を用いて検出または推定した車両の前後加速度に応じて、前記検出または推定した車両の前後加速度が大きくなるにつれて、前記スリーブの移動速度を速くするように、前記スリーブの移動速度を調節する制御手段を備えるようにしたものである。
かかる構成により、スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、運転者に加速意志がある場合は、可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付けることにより、運転者の意志に応じた変速が可能となる。

本発明によれば、スリーブに押付け荷重を印加して、スリーブをリングに押付ける際、運転者に加速意志がある場合は、可能な限り短時間でスリーブを移動せしめてスリーブをリングに押付けることにより、運転者の意志に応じた変速が可能となる。

本発明の一実施形態による自動変速機の構成を示すスケルトン図である。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置によって制御される変速機に用いられる同期噛合い機構の拡大断面図である。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置に用いられる変速機制御ユニットと、エンジン制御ユニットの入出力信号関係を示すブロック線図である。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置の制御内容の概略を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるフィードフォワード荷重演算の制御内容を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるフィードフォワード荷重演算に用いる関数の説明図である。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置における目標シフト位置演算の制御内容を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置における目標シフト位置演算に用いる関数の説明図である。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるフィードバック荷重演算の制御内容を示すフローチャートである。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるフィードバック荷重演算に用いる関数の説明図である。本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置のシフト制御例を示すタイムチャートである。本発明の一実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの構成を示すスケルトン図である。

以下、図１〜図１２を用いて、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の構成及び動作について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの構成について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの第１の構成を示すスケルトン図である。

図１に示す自動車システムは、自動変速機として、自動化したマニュアル・トランスミッション（自動ＭＴ）を適用している。

駆動力源であるエンジン７では、吸気管（図示しない）に設けられたスロットル１０により吸入空気量が制御され、吸入空気量に見合う燃料量が燃料噴射装置（図示しない）から噴射される。また、吸入空気量および燃料量から決定される空燃比、エンジン回転数などの信号から点火時期が決定され、点火装置（図示しない）により点火される。燃料噴射装置には、燃料が吸気ポートに噴射される吸気ポート方式あるいはシリンダ内に直接噴射される筒内噴射方式があるが、エンジンに要求される運転域（エンジントルク、エンジン回転数で決定される領域）を比較して燃費が低減でき、かつ排気性能が良い方式のエンジンを選択することが望ましい。駆動力源としては、ガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジンや天然ガスエンジンでもよい。

エンジン７と入力軸４１の間には発進クラッチ８が介装され、発進クラッチ８の位置を制御することにより発進クラッチ８の押付け力を調節することが可能であり、エンジン７から入力軸４１へ動力を伝達することができる。また、発進クラッチ８を解放することにより、エンジン７から入力軸４１への動力伝達を遮断することができる。一般に、発進クラッチ８には乾式単板方式の摩擦クラッチが用いられ、発進クラッチ８の押付け力を調整することによりエンジン７から入力軸４１へ伝達するトルクを調節することが可能である。発進クラッチ８の発進アクチュエータ６１は、モータ（図示せず）とモータの回転運動を直線運動に変換するメカ機構から構成されており、パワートレーン制御ユニット１００によって、発進アクチュエータ６１に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、発進クラッチ８の押付け力が制御される。また、発進クラッチ８には、湿式多板方式の摩擦クラッチや電磁クラッチなど、伝達するトルクを調節可能なクラッチならば何れも適用可能である。発進クラッチ８は、通常のマニュアル・トランスミッションを搭載した車両において一般的に用いられており、発進クラッチ８を徐々に押し付けていくことにより車両を発進させることができる。

また、パワートレーン制御ユニット１００によって、セレクトアクチュエータ６３に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、シフト／セレクト機構２４に設けられたコントロールアーム（図示しない）のストローク位置（セレクト位置）を制御し、スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３のいずれを移動するか選択している。

また、パワートレーン制御ユニット１００によって、シフトアクチュエータ６２に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、シフト／セレクト機構２４に設けられたコントロールアーム（図示しない）の回転力、回転位置を制御し、セレクトアクチュエータ６３によって選択された、スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３のいずれかを動作させる荷重またはストローク位置（シフト位置）を制御できるようになっている。

入力軸４１には、ギア１，ギア４が固定されており、出力軸４２に対して回転自在に取り付けられたギア１１，ギア１４と、それぞれ噛合している。また、ギア２，ギア３，ギア５およびギア６が、入力軸４１に対して回転自在に取り付けられており、出力軸４２に固定されたギア１２，ギア１３，ギア１５およびギア１６とそれぞれ噛合している。

入力軸４１には、入力軸回転数センサ３１が取り付けられており、入力軸回転数の検出が可能である。出力軸４２には、出力軸回転数センサ３２が取り付けられており、出力軸回転数の検出が可能である。

次に、スリーブ、同期装置から成る同期噛み合い式クラッチについて説明する。

同期噛み合い式クラッチは、通常のマニュアル・トランスミッションを搭載した車両において一般的に用いられており、この同期装置によってギア切換時における回転同期が可能であり、変速操作を容易にすることができる。

まず、スリーブ２１および同期装置５１，同期装置５４から成る同期噛み合い式クラッチについて説明する。

出力軸４２には、ギア１１およびギア１４と出力軸４２と直結するスリーブ２１が設けられており、ギア１１およびギア１４のトルクを出力軸４２に伝達するためには、スリーブ２１を出力軸４２の軸方向へ移動させ、ギア１１あるいはギア１４とスリーブ２１とを直結する必要がある。また、ギア１１とスリーブ２１の間には同期装置５１が設けられており、スリーブ２１を同期装置５１に押付けることにより、ギア１１と同期装置５１との間に摩擦力が発生する。このとき、ギア１１から同期装置５１を介してスリーブ２１へのトルク伝達が行われ、スリーブ２１の回転数にギア１１の回転数が同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２１はギア１１に直結する。同様に、ギア１４とスリーブ２１の間には同期装置５４が設けられており、スリーブ２１を同期装置５４に押付けることにより、ギア１４と同期装置５４との間に摩擦力が発生する。このとき、ギア１４から同期装置５４を介してスリーブ２１へトルク伝達が行われ、スリーブ２１の回転数にギア１４の回転数が同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２１はギア１４に直結する。

次に、スリーブ２２および同期装置５２、同期装置５５から成る同期噛み合い式クラッチについて説明する。

入力軸４１には、ギア２およびギア５と入力軸４１と直結するスリーブ２２が設けられており、入力軸４１のトルクをギア２およびギア５に伝達するためには、スリーブ２２を入力軸４１の軸方向へ移動させ、ギア２あるいはギア５とスリーブ２２とを直結する必要がある。また、ギア２とスリーブ２２の間には同期装置５２が設けられており、スリーブ２２を同期装置５２に押付けることにより、同期装置５２とギア２との間に摩擦力が発生する。このとき、スリーブ２２から同期装置５２を介してギア２へトルク伝達が行われ、スリーブ２２の回転数がギア２の回転数に同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２２はギア２に直結する。同様に、ギア５とスリーブ２２の間には同期装置５５が設けられており、スリーブ２２を同期装置５５に押付けることにより、同期装置５２とギア５との間に摩擦力が発生する。このとき、スリーブ２２から同期装置５２を介してギア５へトルク伝達が行われ、スリーブ２２の回転数がギア５の回転数に同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２２はギア５に直結する。

次に、スリーブ２３および同期装置５３、同期装置５６から成る同期噛み合い式クラッチについて説明する。

入力軸４１には、ギア３およびギア６と入力軸４１と直結するスリーブ２３が設けられており、入力軸４１のトルクをギア３およびギア６に伝達するためには、スリーブ２３を入力軸４１の軸方向へ移動させ、ギア３あるいはギア６とスリーブ２３とを直結する必要がある。また、ギア３とスリーブ２３の間には同期装置５３が設けられており、スリーブ２３を同期装置５３に押付けることにより、同期装置５３とギア３との間に摩擦力が発生する。このとき、スリーブ２３から同期装置５３を介してギア３へのトルク伝達が行われ、スリーブ２３の回転数がギア３の回転数に同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２３はギア３に直結する。同様に、ギア６とスリーブ２３の間には同期装置５６が設けられており、スリーブ２３を同期装置５６に押付けることにより、同期装置５６とギア６との間に摩擦力が発生する。このとき、スリーブ２３から同期装置５６を介してギア６へのトルク伝達が行われ、スリーブ２３の回転数がギア６の回転数に同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２３はギア６に直結する。

このように、入力軸４１の回転トルクを出力軸４２へ伝達するためには、スリーブ２１、またはスリーブ２２、またはスリーブ２３のいずれかを選択し、シフト／セレクト機構２４を動作させることによって、スリーブ２１、またはスリーブ２２、またはスリーブ２３のいずれかをギア１１、またはギア１４、またはギア２、またはギア５、またはギア３、またはギア６に直結させ、入力軸４１の回転トルクを出力軸４２へ伝達することができる。

エンジン７は、エンジン制御ユニット１０１によって制御される。

なお、本実施形態では、発進アクチュエータ６１およびセレクトアクチュエータ６２、シフトアクチュエータ６３としてモータとメカ機構を組み合せたものを使用しているが、電磁弁等を用いた油圧アクチュエータを採用しても良い。

次に、図２を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置によって制御される変速機に用いられる同期噛合い機構の詳細構成について説明する。
図２は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置によって制御される変速機に用いられる同期噛合い機構の拡大断面図である。図２は、図１におけるスリーブ２１、変速機出力軸４２、ギア１１の部分を抜粋して拡大して示している。

スリーブ２１は、スリーブ２１ａと、キー２１ｂと、ハブ２１ｃと、リング２１ｄとを備えている。スリーブ２１ａは、出力軸４２と一体的に回転するハブ２１ｃに対してスプライン嵌合されている。スリーブ２１ａに押付け荷重が加わると、キー２１ｂがスリーブ２１ａとともに移動し、その端面でリング２１ｄを遊転ギアであるギア１１のコーン部に押し付け、リング２１ｄとギア１１間のコーン面に摩擦が働き始める。

スリーブ２１ａの更なる移動により、キー２１ｂとの噛合が外れると、スリーブ２１ａが直接リング２１ｄを押す。すると、リング２１ｄとギア１１間のコーン面に摩擦が働くことによって、ギア１の回転がスリーブ２１ａの回転と一致（同期）する。

すると、リング２１ｄは回転自在になり、スリーブ２１ａの移動を妨げなくなる。その結果、スリーブ２１ａはリング２１ｄを通過してギア１１のドグ歯１１ａに完全に噛み合い、シフト動作が完了する。

本実施形態では、同期噛合い機構のコーン面が一つであるシングルコーンタイプを用いているが、コーン面が二つあるダブルコーンタイプ、三つあるトリプルコーンタイプなどがあり、少ない押付け荷重で大きなトルクを伝達可能なように複数のコーン面のある大容量のものを用いるのが有利である。また本実施形態では、同期噛合い機構には、イナーシャロックキー式を用いているが、他にもピン式、サーボ式など種々あり、いずれの方式を用いても構成可能である。

次に、図３を用いて、本実施形態による自動車の制御装置の入出力信号について説明する。
図３は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の入出力信号を示すブロック図である。

図３は、パワートレーン制御ユニット１００とエンジン制御ユニット１０１との入出力関係を示している。

パワートレーン制御ユニット１００は、入力部１００iと、出力部１００oと、コンピュータ１００cを備えたコントロールユニットとして構成される。同様に、エンジン制御ユニット１０１も、入力部１０１iと、出力部１０１oと、コンピュータ１０１cを備えたコントロールユニットとして構成される。

パワートレーン制御ユニット１００からエンジン制御ユニット１０１に、通信手段１０３を用いてエンジントルク指令値ＴＴＥが送信され、エンジン制御ユニット１０１はエンジントルク指令値ＴＴＥを実現するように、エンジン７の吸入空気量，燃料量，点火時期等（図示しない）を制御する。また、エンジン制御ユニット１０１内には、変速機への入力トルクとなるエンジントルクの検出手段（図示しない）が備えられ、エンジン制御ユニット１０１によってエンジン７の回転数ＮＥ，エンジン７が発生したエンジントルクＴＥを検出し、通信手段１０３を用いてパワートレーン制御ユニット１００に送信する。エンジントルク検出手段には、トルクセンサを用いるか、またはインジェクタの噴射パルス幅や吸気管内の圧力とエンジン回転数等など、エンジンのパラメータによる推定手段としても良い。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、入力軸回転数センサ３１，出力軸回転数センサ３２から、入力軸回転数ＮＩ，出力軸回転数ＮＯがそれぞれ入力され、アクセル開度センサ３３からアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳが入力される。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、クラッチ位置センサ６１aから発進クラッチの位置を示す発進クラッチ位置ＲＰＣＬＨと、シフト位置センサ３７からシフト位置（ストローク位置）ＲＰＳＦＴが入力される。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、勾配センサ３８から車両前後方向の傾斜を示す勾配ＩＮＣが入力される。勾配ＩＮＣは、車両の前方より車両の後方が低いとき、すなわち上り勾配のとき、正の値となり、車両の前方より車両の後方が高いとき、すなわち下り勾配のとき、負の値となる。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、前後Ｇ（加速度）センサ３９から車両前後方向の加速度を示す前後加速度ＧＳＥＮＢＦが入力される。前後加速度ＧＳＥＮＢＦは、車両が加速しているとき、正の値となり、車両が減速しているとき、負の値となる。前後Ｇセンサ３９は、運転者の加速意志の有無を判定するために用いられる。なお、出力軸回転数センサ３２によって検出された出力軸回転数ＮＯの微分値により、前後加速度を推定して、運転者の加速意志の有無を判定することもできる。

パワートレーン制御ユニット１００は、アクセルペダルを踏み込んだときは運転者に発進、加速の意志があると判断し、運転者の意図を実現するように、エンジントルク指令値ＴＴＥを設定する。

また、パワートレーン制御ユニット１００は、所望の発進クラッチ位置を実現するために、発進クラッチアクチュエータ６１の発進クラッチモータ６１ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｔａ，Ｖ２＿ｓｔａを調整することで、クラッチモータ６１ｂの電流を制御し、発進クラッチ８を係合、解放する。

また、パワートレーン制御ユニット１００は、所望のセレクト位置を実現するために、セレクトアクチュエータ６３のセレクトモータ６３ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｅｌ，Ｖ２＿ｓｅｌを調整することで、セレクトモータ６３ｂの電流を制御し、スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３のいずれを噛合させるかを選択する。

また、パワートレーン制御ユニット１００は、所望のシフト荷重もしくはシフト位置を実現するために、シフトアクチュエータ６２のシフトモータ６２ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｆｔ，Ｖ２＿ｓｆｔを調整することで、シフトモータ６２ｂの電流を制御し、スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３のいずれかの噛合・解放を行う。

なお、パワートレーン制御ユニット１００には、電流検出回路（図示しない）が設けられており、各モータの電流が目標電流に追従するよう電圧出力を変更して、各モータの回転トルクを制御している。

またここで、各アクチュエータに備えられるモータは、磁石が固定されて巻線が回転される、いわゆる直流モータによって構成されているが、巻線が固定して磁石が回転される、いわゆる永久磁石同期モータでも良く、種々のモータが適用可能である。

次に、図４〜図１０を用いて、本実施形態による自動車の制御装置による具体的な制御内容について説明する。
最初に、図４を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置の全体の制御内容の概略について説明する。
図４は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置の全体の制御内容の概略を示すフローチャートである。

図４の制御フローは、ステップ４０１（フィードフォワード荷重演算）と、ステップ４０２（目標シフト位置演算）と、ステップ４０３（フィードバック荷重演算）と、ステップ４０４（目標シフト荷重演算）と、から構成される。

図４の内容は、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃにプログラミングされ、あらかじめ定められた周期で繰り返し実行される。すなわち、以下のステップ４０１〜４０４の処理は、変速機制御ユニット１００によって実行される。

ステップ４０１（フィードフォワード荷重演算）の詳細は図５および図６に、ステップ４０２（目標シフト位置演算）の詳細は図７および図８に、ステップ４０３（フィードバック荷重演算）の詳細は図９および図１０にてそれぞれ説明する。

ステップ４０４では、ステップ４０１（フィードフォワード荷重演算）によって算出するフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦと、ステップ４０３（フィードバック荷重演算）によって算出するフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢを加算することによって、目標シフト荷重ＴＦＳＦＴを算出する。

変速機制御ユニット１００は、ステップ４０４によって設定された目標シフト荷重ＴＦＳＦＴを実現するよう、シフトモータ６２ｂへ印加する電圧Ｖ１＿ｓｆｔ、Ｖ２＿ｓｆｔを出力する。

なお、本実施例においては、シフト位置は中立位置（ニュートラル）を０として、１速または３速または５速側を負、２速または４速また６速または後進側を正で定義している。また、１速または３速または５速のいずれかを締結するようにスリーブを制御する場合のシフト荷重の符号を負、２速または４速または６速または後進のいずれかを締結するようにスリーブを制御する場合のシフト荷重の符号を正で定義している。

次に、図５及び図６を用いて、図４のステップ４０１（フィードフォワード荷重演算）の詳細について説明する。
図５は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるフィードフォワード荷重演算の制御内容を示すフローチャートである。図６は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるフィードフォワード荷重演算に用いる関数の説明図である。

図５のステップ５０１において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ギアの締結が必要であるか否かを判定し、ギア締結動作を行わない場合はステップ５０４へ進み、フィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦを０として終了する。ギア締結動作を実行する場合はステップ５０２へ進む。

次に、ステップ５０２において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ギア締結動作が完了しているか否かを判定し、ギア締結が完了している場合はステップ５０４へ進み、フィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦを０として終了する。ギア締結動作が完了していない場合はステップ５０３へ進む。

ステップ５０３において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかであるか否かを判定し、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかである場合はステップ５０５へ進み、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれでもない場合はステップ５０６へ進む。

締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかである場合はステップ５０５において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜を入力とした関数ｔｇ１３５によって加速度補正値ＣＧＳＥＮを設定する。また、アクセルペダル踏みこみ量ＡＰＳおよびギア締結動作の経過時間ＴＭＲＯＮを入力とした関数ｆｂａｓｅ１３５によってシフト締結荷重基本値ＴＦＳＦＴＦＦＢを設定する。さらに、シフト締結荷重基本値ＴＦＳＦＴＦＦＢと加速度補正値ＣＧＳＥＮを乗算することでフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦとして算出して終了する。

ここで、関数ｔｇ１３５は、図６（Ａ）に示すように、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が小さいほど小さい値とし、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が大きいなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

また、関数ｆｂａｓｅ１３５は、図６（Ｂ）に示すように、ギア締結動作の経過時間ＴＭＲＯＮが小さい（ギア締結動作を開始直後）は比較的小さい値とし、ギア締結動作の経過時間ＴMRＯＮが大きくなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかである場合は，すなわち、２速または４速または６速の場合は、ステップ５０６において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜を入力とした関数ｔｇ２４６によって加速度補正値ＣＧＳＥＮを設定する。また、アクセルペダル踏みこみ量ＡＰＳおよびギア締結動作の経過時間ＴＭＲＯＮを入力とした関数ｆｂａｓｅ２４６によってシフト締結荷重基本値ＴＦＳＦＴＦＦＢを設定する。さらに、シフト締結荷重基本値ＴＦＳＦＴＦＦＢと加速度補正値ＣＧＳＥＮを乗算することでフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦとして算出して終了する。

ここで、関数ｔｇ２４６は、図６（Ｃ）に示すように、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が小さいほど小さい値とし、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が大きいなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

また、関数ｆｂａｓｅ２４６は、図６（Ｄ）に示すように、ギア締結動作の経過時間ＴＭＲＯＮが小さい（ギア締結動作を開始直後）は比較的小さい値とし、ギア締結動作の経過時間ＴMRＯＮが大きくなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

なお、図６（Ｂ），（Ｄ）において、前述したように、１速または３速または５速のいずれかを締結するようにスリーブを制御する場合のシフト荷重の符号を負、２速または４速または６速または後進のいずれかを締結するようにスリーブを制御する場合のシフト荷重の符号を正で定義している。

以上のように構成することで、前後加速度が小さいときは、フィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦは比較的小さな値で、前後加速度が大きくなるにつれてフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦが大きな値となるため、運転者に加減速の意思が無い場合は、噛合い位置での締結ショックと噛合い音を低減し、運転者に加減速の意思が有る場合は、運転者の意志を満たす短時間での変速が可能となる。

なお、本実施例においては、ステップ５０３において、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかであるか否かの判定を行い、判定にしたがってステップ５０５、またはステップ５０６のいずれかを実行するように構成しているが、ステップ５０３の判定内容を締結ギア位置を判定する内容とし、ステップ５０５、ステップ５０６を締結するギア位置に応じて細分化し、締結するギア位置に応じてフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦを算出するように構成しても良い。またさらには、レンジ位置が非駆動レンジ（Ｐレンジ、Ｎレンジ）から駆動レンジ（Ｒレンジ、Ｄレンジ等）に切り替えたシーン（レンジセレクト時）や、駆動レンジの中でも、Ｄレンジの場合や、所謂マニュアルモードの場合等の状況に応じて細分化するようにステップ５０３やステップ５０５、またはステップ５０６を構成しても良い。

次に、図７及び図８を用いて、図４のステップ４０２（目標シフト位置演算）の詳細について説明する。
図７は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置における目標シフト位置演算の制御内容を示すフローチャートである。図８は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置における目標シフト位置演算に用いる関数の説明図である。

ステップ７０１において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、休止状態か否か（ギアの締結／解放動作が必要であるか否か）の判定を行い、休止状態である場合（ギアの締結／解放動作を実行しない場合）はステップ７１２へ進み、目標シフト位置ＴＰＳＦＴにシフト位置ＲＰＳＦＴを代入して終了する。休止状態ではない場合はステップ７０２に進む。

ステップ７０２において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ギアの操作が解放動作であるか否かの判定を行い、解放動作である場合はステップ７１３に進み、解放動作時の目標シフト位置ＴＰＳＦＴ算出処理を実行して終了する。解放動作ではない場合（締結動作の場合）はステップ７０３へ進む。

ステップ７０３において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ギアの締結動作を開始した時点のシフト位置ＲＰＳＦＴを、締結開始時位置ＲＰＳＦＴ＿ＳＴとして算出する。締結開始時位置ＲＰＳＦＴ＿ＳＴの更新はギアの締結動作を開始した時点の１回のみ行い、それ以降は更新しない。

ステップ７０４において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、同期噛合い機構のスリーブがリングを押し、リングと遊転ギアのコーン面に摩擦が働くシフト位置（ボーク位置）の目標値ｔＴＰＢＡＬＫを設定する。目標当接位置ｔＴＰＢＡＬＫは、ギア（１速〜５速ギア、後進ギア）毎にそれぞれ設定することが望ましく、またさらにはボーク位置の学習機能を備え、学習によって随時更新することが望ましい。なお、目標当接位置ｔＴＰＢＡＬＫは、実際のボーク位置よりも噛合い位置よりに設定することが望ましい。

ステップ７０５において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ギアの締結動作を開始してから、目標ボーク位置まで、目標シフト位置を移動させる目標移動時間基本値ｔＴＭＢＡＬＫBを設定する。目標移動時間基本値ｔＴＭＢＡＬＫＢは、ギア（１速〜５速ギア、後進ギア）毎にそれぞれ設定することが望ましく、またさらには、シフトモータ６２ｂの温度等、シフトアクチュエータ６２の状態に応じて調整することが望ましい。シフトアクチュエータ６２を油圧アクチュエータで構成する場合は油温によって調整することが望ましい。また、締結開始時位置ＲＰＳＦＴ＿ＳＴと、目標当接位置ｔＴＰＢＡＬＫの差分によって調整することが望ましい。また、車両の運転状態に応じて、応答性重視や、ショック低減重視のような調整が可能なように、駆動力源であるエンジン７のトルク、もしくはアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳによっても調整可能な構成とすることが望ましい。

ステップ７０６において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ステップ７０５の目標移動時間基本値ｔＴＭＢＡＬＫBと、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜を入力とした関数ｔＣＧＢＡＬＫから目標移動時間補正値CGBALKと目標移動時間補正値CGBALKを乗算することで、目標移動時間ＴＭＢＡＬＫを算出する。

ここで、関数ｔＣＧＢＡＬＫは、図８に示すように、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が小さいほど小さい値とし、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が大きいなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

従って、前後加速度が小さいときは、目標移動時間ＴＭＢＡＬＫは比較的小さな値で、前後加速度が大きくなるにつれて目標移動時間ＴＭＢＡＬＫが大きな値となるため、運転者に加減速の意思が無い場合は、噛合い位置での締結ショックと噛合い音を低減し、運転者に加減速の意思が有る場合は、運転者の意志を満たす短時間での変速が可能となる。

ステップ７０７において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ギアの締結動作を開始してからの経過時間ｔを算出する。締結経過時間ｔは、ステップ７０８での演算のため、上限を目標移動時間ｔＴＭｂａｌｋで制限する。

ステップ７０８において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、目標シフト位置の基本値ＴＰＳＦＴ０を算出する。ステップ７０８では、ステップ７０３からステップ７０７にて算出した各パラメータを用いて、目標シフト位置の基本値ＴＰＳＦＴ０が、締結開始時位置ＲＰＳＦＴ＿ＳＴから目標当接位置ｔＴＰＢＡＬＫまで、目標移動時間ＴＭＢＡＬＫで変化するように算出する。具体的には、ＴＰＳＦＴ０＝ＲＰＳＦＴ＿ＳＴ×（ＴＭＢＡＬＫ−ｔ）÷ＴＭＢＡＬＫ＋ｔＴＰＢＡＬＫ×ｔ÷ＴＭＢＡＬＫとして算出する。このように構成することで、図７の処理が、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃによって、あらかじめ定められた周期で繰り返し実行されることで、ギアの締結動作を開始した後に、目標シフト位置基本値ＴＰＳＦＴ０が、締結開始時位置ＲＰＳＦＴ＿ＳＴから目標当接位置ｔＴＰＢＡＬＫまで、目標移動時間ＴＭＢＡＬＫで変化する。

ステップ７０９において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかであるか否かの判定を行い、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれかである場合はステップ７１０へ進み、締結するギアの位置が１速または３速または５速のいずれでもない場合はステップ７１１へ進む。

ステップ７１０において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、目標シフト位置基本値ＴＰＳＦＴ０と、シフト位置ＲＰＳＦＴのうち大きい値を目標シフト位置ＴＰＳＦＴとして算出して終了する。

ステップ７１１において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、目標シフト位置基本値ＴＰＳＦＴ０と、シフト位置ＲＰＳＦＴのうち小さい値を目標シフト位置ＴＰＳＦＴとして算出して終了する。

なお、本実施例においては、ステップ７１０、ステップ７１１にて目標シフト位置基本値ＴＰＳＦＴ０と、シフト位置ＲＰＳＦＴの大小に応じて目標シフト位置ＴＰＳＦＴを算出する構成としているが、目標とする噛合い位置を設定し、同期噛合い機構のスリーブと遊転ギアの回転が一致（同期）したことを判定する同期完了判定を設け、同期完了判定した後に、目標シフト位置ＴＰＳＦＴを目標シフト位置基本値ＴＰＳＦＴ０から目標噛合い位置まで速やかに変化させるように構成しても良い。

次に、図９及び図１０を用いて、図４のステップ４０３（フィードバック荷重演算）の詳細について説明する。
図９は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるフィードバック荷重演算の制御内容を示すフローチャートである。図１０は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置におけるフィードバック荷重演算に用いる関数の説明図である。

ステップ９０１において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、休止状態か否か（ギアの締結／解放動作が必要であるか否か）の判定を行い、休止状態である場合（ギアの締結／解放動作を実行しない場合）はステップ９０９へ進み、フィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢを０とするとともに、位置偏差積分値ＥＰＳＦＴＩを０として終了する。休止状態ではない場合はステップ９０２に進む。

ステップ９０２において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ギアの操作が解放動作であるか否かの判定を行い、解放動作である場合はステップ９１０に進み、解放動作時のフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢ算出処理を実行して終了する。解放動作ではない場合（締結動作の場合）はステップ９０３へ進む。

ステップ９０３において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、シフト位置をフィードバック制御するための比例ゲイン基本値ＫＰＳＦＴＢ、積分ゲイン基本値ＫＩＳＦＴＢ、微分ゲイン基本値ＫＤＳＦＴＢを算出する。比例ゲイン基本値ＫＰＳＦＴＢ、積分ゲイン基本値ＫＩＳＦＴＢ、微分ゲイン基本値ＫＤＳＦＴＢはシフト位置ＲＰＳＦＴによって調整可能な構成とすることが望ましく、特に微分補正ゲイン基本値ＫＤＳＦＴＢは、シフト位置ＲＰＳＦＴが噛合い位置に近づくにつれて小さい値となるように設定することが望ましい。なお、比例ゲイン基本値ＫＰＳＦＴＢ、積分ゲイン基本値ＫＩＳＦＴＢ、微分ゲイン基本値ＫＤＳＦＴＢは、車両の運転状態に応じて、応答性重視や、ショック低減重視のような調整が可能なように、駆動力源であるエンジン７のトルク、もしくはアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳによっても調整可能な構成とすることが望ましい。またさらには、レンジ位置が非駆動レンジ（Ｐレンジ、Ｎレンジ）から駆動レンジ（Ｒレンジ、Ｄレンジ等）に切り替えたシーン（レンジセレクト時）や、駆動レンジの中でも、Ｄレンジの場合や、所謂マニュアルモードの場合等の状況に応じて細分化するよう構成しても良い。

ステップ９０４において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜を入力とした関数ｔＣＧＫＰ、関数ｔＣＧＫＩ、関数ｔＣＧＫＤによって、比例ゲイン補正値ＣＧＫＰ、積分ゲイン補正値ＣＧＫＩ、微分ゲイン補正値ＣＧＫＤを設定する。さらに、ステップ９０３で算出した比例ゲイン基本値ＫＰＳＦＴＢと積分ゲイン基本値ＫＩＳＦＴＢと微分ゲイン基本値ＫＤＳＦＴＢにそれぞれ比例ゲイン補正値ＣＧＫＰ、積分ゲイン補正値ＣＧＫＩ、微分ゲイン補正値ＣＧＫＤを乗算することで比例ゲインＫＰＳＦＴ、積分ゲインＫＩＳＦＴ、微分ゲインＫＤＳＦＴを算出する。

ここで、関数ｔＣＧＫＰは、図１０（Ａ）に示すように、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が小さいほど小さい値とし、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が大きいなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

また、関数ｔＣＧＫＩは、図１０（Ｂ）に示すように、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が小さいほど小さい値とし、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が大きいなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

また、関数ｔＣＧＫＤは、図１０（Ｃ）に示すように、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が小さいほど小さい値とし、前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜が大きいなるにつれて除々に大きな値となるように設定することが望ましい。

従って、前後加速度が小さいときは、比例ゲイン補正値ＣＧＫＰ、積分ゲイン補正値ＣＧＫＩ、微分ゲイン補正値ＣＧＫＤは比較的小さな値で、前後加速度が大きくなるにつれて比例ゲイン補正値ＣＧＫＰ、積分ゲイン補正値ＣＧＫＩ、微分ゲイン補正値ＣＧＫＤが大きな値となるため、運転者に加減速の意思が無い場合は、噛合い位置での締結ショックと噛合い音を低減し、運転者に加減速の意思が有る場合は、運転者の意志を満たす短時間での変速が可能となる。

ステップ９０５において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、目標シフト位置ＴＰＳＦＴとシフト位置ＲＰＳＦＴの偏差ＥＰＳＦＴ、位置偏差ＥＰＳＦＴを元に算出する位置偏差積分値ＥＰＳＦＴＩ、位置偏差微分値ＥＰＳＦＴＤを算出する。

ステップ９０６において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、ステップ９０４で設定したゲインと、ステップ９０５の算出結果を用いて、比例補正値ＤＰＳＦＴ、積分補正値ＤＩＳＦＴ、微分補正値ＤＤＳＦＴを算出する。具体的には、比例補正値ＤＰＳＦＴ＝偏差ＥＰＳＦＴ×比例ゲインＫＰＳＦＴ、積分補正値ＤＩＳＦＴ＝位置偏差積分値ＥＰＳＦＴＩ×積分ゲインＫＩＳＦＴ、微分補正値ＤＤＳＦＴ＝位置偏差微分値ＥＰＳＦＴＤ×微分ゲインＫＤＳＦＴとして算出する。

ステップ９０７において、変速機制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃは、比例補正値ＤＰＳＦＴ、積分補正値ＤＩＳＦＴ、微分補正値ＤＤＳＦＴから、フィードバック補正値ＤＰＳＦＴＦＢを算出し、ステップ９０８にて、フィードバック補正値ＤＰＳＦＴＦＢに変換係数αを乗算することによってフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢを算出する。

なお、本実施例では、比例ゲインＫＰＳＦＴ、積分ゲインＫＩＳＦＴ、微分ゲインＫＤＳＦＴを前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜に応じて補正する構成としているが、フィードバック補正値ＤＰＳＦＴＦＢを前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜で補正しても良く、フィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢを前後加速度ＧＳＥＮＢＦの絶対値｜ＧＳＥＮＢＦ｜で補正しても良い。

次に、図１１を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置のシフト制御例について説明する。
図１１は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置のシフト制御例を示すタイムチャートである。

図１１において、図１１（Ａ）〜図１１（Ｅ）の横軸は、時間を示している。図１１（Ａ）は、車両前後加速度を示している。実線は加速状態であることを示し、破線は非加速状態であることを示している。図１１（Ｂ）は、目標とするギア位置を示している。１ｓｔは１速、２ｎｄは２速、３ｒｄは３速である。図１１（Ｃ）は、スリーブ２１の押付け荷重の目標値である目標シフト荷重ＴＦＳＦＴを示している。

図１１（Ｄ）は、第１速段と第２速段を選択できるスリーブ２１のストローク位置である、目標シフト位置ＴＰＳＦＴ、及びシフト位置ＲＰＳＦＴを示している。０（Ｎ）は中立（ニュートラル）、１ｓｔは１速の噛合い位置、２ｎｄは２速の噛合い位置である。図１１（Ｅ）は、シフトアクチュエータ６２のシフトモータ６２ｂの電流を示している。

最初に、図１１を用いて、運転者がアクセルペダルを踏み込んでおり、加速状態である場合のシフト制御内容について説明する。図１１（Ａ）に示す車両前後加速度は、実線で示す加速状態である。これに対して、図１１（Ｃ）のシフト荷重は実線で示すように変化し、図１１（Ｄ）のシフト位置は実線で示すように変化し、図１１（Ｅ）のシフト電流は実線で示すように変化する。

時刻ｔ１以前では、図１１（Ｂ）に示すように、目標ギア位置が１ｓｔ（１速）であり、目標シフト位置ＴＰＳＦＴ、シフト位置ＲＰＳＦＴは１ｓｔ（１速）の位置であり、１ｓｔ（１速）に保たれている。このとき、図１１（Ｃ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦＳＦＴは０であり、その結果、図１１（Ｅ）に示すように、シフト電流も０である。

時刻ｔ１にて、変速機制御ユニット１００によって目標ギア位置が１ｓｔ（１速）から２ｎｄ（２速）となると、図５のステップ５０６が実行され、フィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦが演算される。このとき、また、図７のステップ７１３の処理によって、図１１（Ｄ）の点線に示すように、目標シフト位置ＴＰＳＦＴが１ｓｔ（１速）から０（Ｎ）まで変化する。また、図９のステップ９１０によってフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢが演算され、時刻t２にてシフト解放制御が完了する。

時刻ｔ２では、図５のステップ５０６が実行され、図６（Ｃ）、（Ｄ）の設定によって前後加速度で調整されたフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦが演算される。また、図７のステップ７０３からステップ７１１の処理と図８（Ａ）の設定によって、図１１（Ｄ）の点線に示すように、目標シフト位置ＴＰＳＦＴが０（Ｎ）から、図７のステップ７０４で設定された２速側の目標当接位置まで変化する。また、図９のステップ９０３からステップ９０８の処理と図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の設定によって前後加速度で調整されたフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢが演算され、時刻ｔ２付近では、目標シフト位置ＴＰＳＦＴとシフト位置ＲＰＳＦＴの偏差によってフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢはやや大きな値となり、その後、目標当接位置に留まっている目標シフト位置ＴＰＳＦＴにシフト位置ＲＰＳＦＴが近づくにつれて、図９のステップ９０６によって、シフト位置ＲＰＳＦＴの移動速度を低下させるようにフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢが小さい値となり、その結果、図１１（Ｃ）の目標シフト荷重ＴＦＳＦＴは、時刻ｔ２付近では、シフト位置ＲＰＳＦＴを素早く移動させるように大きな値をとり、時刻ｔ３に近づくにつれてシフト位置ＲＰＳＦＴの移動速度が小さくなるように小さい値となり、シフト位置ＲＰＳＦＴはボーク位置までスムーズに移動する。

時刻ｔ３以降は、図５のステップ５０６、図６（Ｃ）、（Ｄ）の設定によって、除々にフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦが増大し、図１１（Ｃ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦＳＦＴも除々に増大する。その結果、図９（Ｅ）に示すように、シフト電流も除々に増大し、時刻ｔ４にて、スリーブ２１とギア１４の回転が一致（同期）する。

時刻ｔ４以降は、図５のステップ５０６、図６（Ｃ）、（Ｄ）の設定によって、フィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦを設定し、図１１（Ｃ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦＳＦＴが設定され、時刻ｔ５にて、図５のステップ５０２、および図７のステップ７０１、および図９のステップ９０１によって、ギアの締結動作が完了したと判定され、図１１（Ｃ）に示すように、シフト荷重＝０、図１１（Ｅ）に示すように、シフト電流＝０となる。

次に、図１１を用いて、運転者がアクセルペダルをあまり踏み込んでおらず、非加速状態である場合のシフト制御内容について説明する。図１１（Ａ）に示す車両前後加速度は、破線で示す非加速状態である。これに対して、図１１（Ｃ）のシフト荷重は破線で示すように変化し、図１１（Ｄ）のシフト位置は破線で示すように変化し、図１１（Ｅ）のシフト電流は破線で示すように変化する。

時刻ｔ１にて、変速機制御ユニット１００によって目標ギア位置が１ｓｔ（１速）から２ｎｄ（２速）となると、図５のステップ５０６が実行され、フィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦが演算される。また、図７のステップ７１３の処理によって、図１１（Ｄ）の一点鎖線に示すように、目標シフト位置ＴＰＳＦＴが１ｓｔ（１速）から０（Ｎ）まで変化する。ここで、図７のステップ７０６により、目標移動時間ＴＭＢＡＬＫも前後加速度に応じて長めに設定されるため、一点鎖線に示す目標シフト位置ＴＰＳＦＴも、点線で示す加速状態の目標シフト位置ＴＰＳＦＴへの変化よりも緩やかに目標シフト位置ＴＰＳＦＴを替えるように設定され、その結果、目標シフト位置ＴＰＳＦＴに追従するように制御されるスフト位置に変化も非加速状態では緩やかになる。また、図９のステップ９１０によってフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢが演算され、時刻t２’にてシフト解放制御が完了する。

時刻ｔ２’では、図５のステップ５０６が実行され、図６（Ｃ）、（Ｄ）の設定によって前後加速度で調整されたフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦが演算される。フィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦの絶対値は、加速状態に比べて小さく設定されている。また、図７のステップ７０３からステップ７１１の処理と図８（Ａ）の設定によって、図１１（Ｄ）の一点鎖線に示すように、目標シフト位置ＴＰＳＦＴが０（Ｎ）から、図７のステップ７０４で設定された２速側の目標当接位置まで変化する。また、図９のステップ９０３からステップ９０８の処理と図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）の設定によって前後加速度で調整されたフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢが演算され、時刻ｔ２’付近では、目標シフト位置ＴＰＳＦＴとシフト位置ＲＰＳＦＴの偏差によってフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢはやや大きな値となり、その後、目標当接位置に留まっている目標シフト位置ＴＰＳＦＴにシフト位置ＲＰＳＦＴが近づくにつれて、図９のステップ９０６によって、シフト位置ＲＰＳＦＴの移動速度を低下させるようにフィードバック荷重ＴＦＳＦＴＦＢが小さい値となり、その結果、図１１（Ｃ）の目標シフト荷重ＴＦＳＦＴは、時刻ｔ２’付近では、シフト位置ＲＰＳＦＴを素早く移動させるように大きな値をとり、時刻ｔ３’に近づくにつれてシフト位置ＲＰＳＦＴの移動速度が小さくなるように小さい値となり、シフト位置ＲＰＳＦＴはボーク位置までスムーズに移動する。

時刻ｔ３’以降は、図５のステップ５０６、図６（Ｃ）、（Ｄ）の設定によって、除々にフィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦが増大し、図１１（Ｃ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦＳＦＴも除々に増大する。その結果、図９（Ｅ）に示すように、シフト電流も除々に増大し、時刻ｔ４’にて、スリーブ２１とギア１４の回転が一致（同期）する。

時刻ｔ４’以降は、図５のステップ５０６、図６（Ｃ）、（Ｄ）の設定によって、フィードフォワード荷重ＴＦＳＦＴＦＦを設定し、図１１（Ｃ）に示すように、目標シフト荷重ＴＦＳＦＴが設定され、時刻ｔ５’にて、図５のステップ５０２、および図７のステップ７０１、および図９のステップ９０１によって、ギアの締結動作が完了したと判定され、図１１（Ｃ）に示すように、シフト荷重＝０、図１１（Ｅ）に示すように、シフト電流＝０となる。

以上のように構成することで、図１１（Ｄ）に示すように、シフト位置ＲＰＳＦＴが、中立位置０（Ｎ）からスリーブ２１とギア１４の回転が一致（同期）する時刻ｔ２からｔ４の期間において、シフト荷重を前後加速度により調節する。すなわち、運転者に加減速の意思が無い場合は、図１１（Ｃ）に示すシフト荷重が小さめに設定され、図１１（Ｄ）に示す目標シフト位置まで変位する目標移動時間も長めに設定されるので、噛合い位置での締結ショックと噛合い音を低減する。また、運転者に加減速の意思が有る場合は、図１１（Ｃ）に示すシフト荷重が大きめに設定され、図１１（Ｄ）に示す目標シフト位置まで変位する目標移動時間は短めに設定されるので、運転者の意志を満たす短時間での変速が可能となる。

次に、図１２を用いて、本実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの第２の構成について説明する。
図１２は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの構成を示すスケルトン図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

自動変速機５１は、第１クラッチ１２０８、第２クラッチ１２０９、第１入力軸１２４１、第２入力軸１２４２、出力軸１２４３、第１ドライブギア１２０１、第２ドライブギア１２０２、第３ドライブギア１２０３、第４ドライブギア１２０４、第５ドライブギア１２０５、第１ドリブンギア１２１１、第２ドリブンギア１２１２、第３ドリブンギア１２１３、第４ドリブンギア１２１４、第５ドリブンギア１２１５、第１噛合い伝達機構１２２１、第２噛合い伝達機構１２２２、第３噛合い伝達機構１２２３、回転センサ３１、回転センサ３２、回転センサ３３を備えている。

本構成例が、図１に図示の構成例と異なる点は、図１に図示の構成例が入力軸クラッチ８の係合によってエンジン７のトルクを変速機入力軸４１に伝達するように構成されているのに対し、本構成例がツインクラッチで構成している点である。

すなわち、第１クラッチ１２０８の係合によって、エンジン７のトルクを第１入力軸１２４１に伝達し、また第２クラッチ１２０９の係合によって、エンジン７のトルクを第２入力軸１２４２に伝達する。第２入力軸１２４２は中空になっており、第１入力軸１２４１は、第２入力軸１２４２の中空部分を貫通し、第２入力軸１２４２に対し回転方向への相対運動が可能な構成となっている。

第１クラッチ１２０８の係合、解放は、電磁弁１０５ａによって制御する油圧によって行われ、第２クラッチ１２０９の係合、解放は、電磁弁１０５ｂによって制御する油圧によって行われる。

また、第１入力軸１２４１の回転数を検出する手段として、センサ３１が設けられており、第２入力軸１２４２の回転数を検出する手段として、センサ３３が設けられている。

一方、出力軸１２４３には、第１ドリブンギア１２１１、第２ドリブンギア１２１２、第３ドリブンギア１２１３、第４ドリブンギア１２１４、第５ドリブンギア１２１５が設けられている。第１ドリブンギア１２１１、第２ドリブンギア１２１２、第３ドリブンギア１２１３、第４ドリブンギア１２１４、第５ドリブンギア１２１５は出力軸１２４３に対して回転自在に設けられている。

また、出力軸１２４３の回転数を検出する手段として、センサ３２が設けられている。

また、第１ドリブンギア１２１１と第３ドリブンギア１２１３の間には、第１ドリブンギア１２１１を出力軸１２４３に係合させたり、第３ドリブンギア１６１３を出力軸１２４３に係合させる、第１噛合い伝達機構１２２１が設けられている。

また、第２ドリブンギア１２１２と第４ドリブンギア１２１４の間には、第２ドライブギア１２１２を出力軸１２４３に係合させたり、第４ドリブンギア１２１４を出力軸１２４３に係合させる、第３噛合い伝達機構１２２３が設けられている。

また、第５ドリブンギア１２１５には、第５ドリブンギア１２１５を出力軸１２４３に係合させる、第２噛合い伝達機構１２２２が設けられている。

ここで、前記噛合い伝達機構１２２１、１２２２、１２２３は、摩擦伝達機構を備え、摩擦面を押しつけることによって回転数を同期させて噛合いを行う同期噛合い式を用いることが望ましい。

シフトアクチュエータ７３によって、第１噛合い伝達機構１２２１の位置を移動し、第１ドリブンギア１２１１または、第３ドリブンギア１２１３と係合させることで、第２入力軸１２４２の回転トルクを、第１噛合い伝達機構１２２１を介して出力軸１２４３へと伝達することができる。

また、シフトアクチュエータ７５によって、第３噛合い伝達機構１２２３の位置を移動し、第２ドリブンギア１２１２または、第４ドリブンギア１２１４と係合させることで、第１入力軸１２４１の回転トルクを、第３噛合い伝達機構１２２３を介して出力軸１２４３へと伝達することができる。

また、シフトアクチュエータ７４によって、第２噛合い伝達機構１２２２の位置を移動し、第５ドリブンギア１２１５と係合させることで、第２入力軸１２４２の回転トルクを、第２噛合い伝達機構１２２２を介して出力軸１２４３へと伝達することができる。

また、制御装置であるパワートレーン制御ユニット２０１によって油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ａの電流を制御することで、前記第１クラッチ１２０８内に設けられたプレッシャプレート（図示しない）を制御し、前記第１クラッチ１２０８の伝達トルクの制御を行っている。すなわち、油圧機構１０５、電磁弁１０５ａが前記第１クラッチ１２０８を作動させる作動機構として構成されている。

また、パワートレーン制御ユニット２０１によって油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｂの電流を制御することで、前記第２クラッチ１２０９内に設けられたプレッシャプレート１２０９ｃ（図示しない）を制御し、前記第２クラッチ１２０９の伝達トルクの制御を行っている。すなわち、油圧機構１０５、電磁弁１０５ｂが前記第２クラッチ１２０９を作動させる作動機構として構成されている。

また、パワートレーン制御ユニット２０１によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｃ、１０５ｄの電流を制御することで、シフトアクチュエータ７３に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第１噛合い伝達機構１２２１の荷重またはストローク位置（第一シフト位置）を制御できるようになっている。なお、シフトアクチュエータ７３には第一シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、パワートレーン制御ユニット２０１によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｅ、１０５ｆの電流を制御することで、シフトアクチュエータ７４に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第２噛合い伝達機構１２２２の荷重またはストローク位置（第二シフト位置）を制御できるようになっている。なお、シフトアクチュエータ７４には第二シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、パワートレーン制御ユニット２０１によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｇ、１０５ｈの電流を制御することで、シフトアクチュエータ７５に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第３噛合い伝達機構１２２３の荷重またはストローク位置（第三シフト位置）を制御できるようになっている。なお、シフトアクチュエータ７５には第三シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、変速機５１には、変速機５１内部の潤滑油の温度を計測する油温センサ（図示しない）が設けられている。なお、潤滑油温センサは、クラッチの冷却流路（クラッチ冷却直前の流路）に設けることが望ましい。

また、第１クラッチ１２０８、第２クラッチ１２０９の摩擦面の温度を間接的に計測するため、第１クラッチ１２０８、第２クラッチ１２０９の周囲の潤滑油の温度を計測する油温センサ（図示しない）が設けられている。

前記パワートレーン制御ユニット２０１、エンジン制御ユニット１０１は、通信手段１０３によって相互に情報を送受信する。

なお、本実施例においては、摩擦伝達機構である第１クラッチ１２０８、第２クラッチ１２０９を湿式多板クラッチで構成しているが、乾式単板クラッチで構成しても良く、摩擦面の押付けによって動力を伝達する種々の摩擦伝達機構に適用可能である。

図１３に示す構成においても、シフト荷重を前後加速度により調節することで、運転者に加減速の意思が無い場合は、噛合い位置での締結ショックと噛合い音を低減し、運転者に加減速の意思が有る場合は、運転者の意志を満たす短時間での変速が可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、スリーブを遊転ギア側へ押しつけて同期噛合い機構の噛合いを行う際は、加速度によりスリーブの移動速度を調整することで、運転者に加減速の意思が無い場合は、スリーブの移動速度過大による締結ショックと噛合い音を低減し、運転者に加減速の意思が有る場合は、スリーブの移動速度を速めることで運転者の意志を満たす短時間での変速が可能となる。

１，１１…ギア（１速）
４，１４…ギア（２速）
２，１２…ギア（３速）
５，１５…ギア（４速）
３，１３…ギア（５速）
６，１６…ギア（６速）
７…エンジン
８…発進クラッチ
１０…スロットル
２１…スリーブ（１速−２速）
２２…スリーブ（３速−４速）
２３…スリーブ（５速−６速）
２４…シフト／セレクト機構
３１…入力軸回転数センサ
３２…出力軸回転数センサ
４１…入力軸
４２…出力軸
５０，５１…自動変速機
５１…同期装置（１速）
５２…同期装置（３速）
５３…同期装置（５速）
５４…同期装置（２速）
５５…同期装置（４速）
５６…同期装置（６速）
６１…発進アクチュエータ
６２…シフトアクチュエータ
６３…セレクトアクチュエータ
１００，２０１…パワートレーン制御ユニット
１０１…エンジン制御ユニット
１０３…通信手段
１２０１，１２１１…ギア（１速）
１２０２，１２１２…ギア（２速）
１２０３，１２１３…ギア（３速）
１２０４，１２１４…ギア（４速）
１２０５，１２１５…ギア（５速）
１２０８…第１クラッチ
１２０９…第２クラッチ
１２２１…スリーブ（１速−３速）
１２２２…スリーブ（５速）
１２２３…スリーブ（２速−４速）
１２４１…第１入力軸
１２４２…第２入力軸
１２４３…出力軸

Claims

駆動力源からのトルクを受けて回転する少なくとも一つの入力軸と、車両の駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間で回転を伝達する複数の遊転ギアと、前記複数の遊転ギアを前記入力軸若しくは前記出力軸に係合して変速段を実現する複数の同期噛合い機構と、電気的に動作する作動装置と、前記作動装置と前記同期噛合い機構のスリーブを連結する連結機構とを有し、
前記同期噛合い機構は、前記入力軸または前記出力軸と一体的に回転する複数のハブと、これらのハブにそれぞれ設けられ、前記ハブと一体的に回転するとともに前記ハブに対して軸方向に移動可能である複数のスリーブと、前記ハブと前記遊転ギアの間にそれぞれ備えられたリングと、からなり、
前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって移動し、前記スリーブを前記リングに押付けることによって前記リングが前記遊転ギアに押付けられ、前記リングと前記遊転ギアとの間で摩擦力が発生することによって前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期し、前記スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する、自動変速機に用いられ、
該自動変速機を制御する制御方法であって、
前記作動装置によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけて前記同期噛合い機構の噛合いを行う際に、車両の前後方向の加速度を検出又は推定する手段を用いて検出または推定した車両の前後加速度に応じて、前記検出または推定した車両の前後加速度が大きくなるにつれて、前記スリーブの移動速度を速くするように、前記スリーブの移動速度を調節することを特徴とする自動変速機の制御方法。
請求項１記載の自動変速機の制御方法において、
前記車両の前後加速度によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつける荷重を設定し、フィードフォワード制御することを特徴とする自動変速機の制御方法。
請求項１記載の自動変速機の制御方法において、
前記自動変速機は、前記スリーブの位置を検出する位置検出機構を備え、
前記スリーブの目標位置を設定し、前記位置検出機構により検出される前記スリーブの位置が目標位置に追従するように前記スリーブの押付け荷重をフィードバック制御することを特徴とする自動変速機の制御方法。
請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
車両の前後加速度によって前記フィードバック制御の制御パラメータを設定することを特徴とする自動変速機の制御方法。
請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
前記車両の前後加速度によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけるフィードフォワード荷重を設定し、前記フィードバック制御による荷重と、前記フィードフォワード荷重とから、前記作動装置を制御することを特徴とする自動変速機の制御方法。
請求項３記載の自動変速機の制御方法において、
車両の前後加速度によって前記スリーブの目標位置を調節することを特徴とする自動変速機の制御方法。
駆動力源からのトルクを受けて回転する少なくとも一つの入力軸と、車両の駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸の間で回転を伝達する複数の遊転ギアと、前記複数の遊転ギアを前記入力軸若しくは前記出力軸に係合して変速段を実現する複数の同期噛合い機構と、電気的に動作する作動装置と、前記作動装置と前記同期噛合い機構のスリーブを連結する連結機構と、車両の前後方向の加速度を検出又は推定する手段とを有し、
前記同期噛合い機構は、前記入力軸または前記出力軸と一体的に回転する複数のハブと、これらのハブにそれぞれ設けられ、前記ハブと一体的に回転するとともに前記ハブに対して軸方向に移動可能である複数のスリーブと、前記ハブと前記遊転ギアの間にそれぞれ備えられたリングと、からなり、
前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけることによって移動し、前記スリーブを前記リングに押付けることによって前記リングが前記遊転ギアに押付けられ、前記リングと前記遊転ギアとの間で摩擦力が発生することによって前記スリーブと前記遊転ギアの回転が同期し、前記スリーブと前記遊転ギアが噛合うことで所定の変速段を実現する、自動変速機に用いられ、
該自動変速機を制御する制御装置であって、
前記作動装置によって前記スリーブを前記遊転ギア側へ押しつけて前記同期噛合い機構の噛合いを行う際に、前記車両の前後方向の加速度を検出又は推定する手段を用いて検出または推定した車両の前後加速度に応じて、前記検出または推定した車両の前後加速度が大きくなるにつれて、前記スリーブの移動速度を速くするように、前記スリーブの移動速度を調節する制御手段を備えることを特徴とする自動変速機の制御装置。