図1は、本発明が適用される車両10の構成を説明する図であると共に、車両10に設けられた制御系統の要部を説明するブロック線図である。図1において、車両10は、例えばFF(フロントエンジン・フロントドライブ)型車両であり、走行用の駆動力源としての内燃機関であるエンジン12、自動クラッチ14、車両用同期噛合式変速機である自動変速機16、差動歯車装置18などを備えている。
自動クラッチ14は、例えば図2に示すような乾式単板式の摩擦クラッチで、エンジン12のクランクシャフト20に取り付けられたフライホイール22、クラッチ出力軸24に配設されたクラッチディスク26、クラッチカバー28に配設されたプレッシャープレート30、プレッシャープレート30をフライホイール22側へ付勢することによりクラッチディスク26を挟圧して動力伝達するダイヤフラムスプリング32、クラッチレリーズシリンダ34によりレリーズフォーク36を介して図2の右方向へ移動させられることによりダイヤフラムスプリング32の内端部を図2の右方向へ変位させて自動クラッチ14を解放(遮断)するレリーズスリーブ38などを有して構成されている。尚、クラッチレリーズシリンダ34は、自動クラッチ14を作動させる(すなわち解放(切断)或いは継合(係合)させる)為のクラッチアクチュエータとして機能している。
図1に戻り、自動変速機16と差動歯車装置18とは一つのトランスアクスルを構成しており、そのため、自動変速機16のギヤケース40は差動歯車装置18のケースと一体となっている。そのギヤケース40は車体に固定された非回転部材であり、自動変速機16のギヤやベアリング等の可動部品は、ギヤケース40内に所定量だけ充填された潤滑油に浸漬され、差動歯車装置18と共に潤滑されるようになっている。自動変速機16は、所謂常時噛合式の平行軸型変速機であって、平行に設けられた2軸間すなわち入力軸42、出力軸44間の一方に相対回転可能に設けられた第1ギヤとその平行な2軸の他方に相対回転不能に設けられた第2ギヤとから成る、その平行な2軸間を動力伝達可能に連結する為のギヤ比が異なる複数の常時噛み合う変速ギヤ対(ギヤ対)46a−46eが配設されると共に、それ等の変速ギヤ対46a−46eの被同期側歯車すなわち第1ギヤを入力軸42或いは出力軸44に選択的に連結する為のすなわち変速ギヤ対46a−46e毎に設けられてシフトアクチュエータとして機能する後述のシフトシリンダ78により選択的に係合させられることにより入力軸42と出力軸44とを変速ギヤ対46a−46eを介して連結する為のシンクロメッシュタイプの複数の同期噛合クラッチ(同期噛合装置)48a−48eが設けられた、2軸噛合式の変速機構を備えている。すなわち、自動変速機16は、上記複数の変速ギヤ対46a−46eが択一的に動力伝達可能とされることにより変速段(ギヤ段)が成立する変速機である。
また、自動変速機16は、同期噛合クラッチ48a−48eの構成に含まれる3つのクラッチハブスリーブ(結合スリーブ)50a,50b,50cに対して入力軸42または出力軸44の軸心まわりに相対回転可能にそれぞれ係合させられてクラッチハブスリーブ50a,50b,50cを入力軸42または出力軸44の軸心方向に選択的に移動させることにより何れかの変速段を成立させる3つのフォーク51(他の2本は図示せず)が設けられた、互いに平行な3本のフォークシャフト52(他の2本は図示せず)と、それらフォークシャフト52に略直角な方向に設けられて、セレクトアクチュエータとして機能する後述のセレクトシリンダ76の作動に従って機械的にフォークシャフト52に略直角な軸方向であるセレクト方向へ移動させられることにより上記3本のフォークシャフト52のうちの任意の一つに選択的に係合させられると共に、シフトアクチュエータとして機能する後述のシフトシリンダ78の作動に従って例えば本実施例ではフォークシャフト52に略直角な軸心まわりに回動させられることによりフォークシャフト52をそのフォークシャフト52の軸方向へ移動させて、所定の変速段を成立させるシフトアンドセレクトシャフト59とを備えている。
また、入力軸42及び出力軸44には、互いに噛み合わない状態にて後進ギヤ対54が配設され、図示しないカウンタシャフトに配設された後進用アイドル歯車がその後進ギヤ対54のそれぞれと噛み合わされることにより後進変速段が成立させられるようになっている。尚、入力軸42は、スプライン嵌合継手55を介して自動クラッチ14のクラッチ出力軸24に連結されていると共に、出力軸44には出力歯車56が配設されて差動歯車装置18のリングギヤ58と噛み合わされている。差動歯車装置18は傘歯車式のものであり、一対のサイドギヤ80R,80Lにはそれぞれドライブシャフト82R,82Lがスプライン嵌合などによって連結され、左右の前車輪(車両10の駆動輪)84R,84Lがドライブシャフト82R,82Lにより回転駆動される。つまり、自動変速機16は、自動クラッチ14を介して入力軸42に入力されたエンジン12の動力を、出力軸44に設けられた出力歯車56から、差動歯車装置18、左右のドライブシャフト82R,82L等を順次介して左右の駆動輪84R,84Lへ伝達する。尚、図1は、入力軸42、出力軸44、及びリングギヤ58の軸心を共通の平面内に示した展開図である。
前述のようにシフトアンドセレクトシャフト59は、セレクトシリンダ76により3本のフォークシャフト52のうちの任意の一つに選択的に係合させられるセレクト方向の3位置、例えば本実施例では、フォークシャフト52及びフオーク51を介してクラッチハブスリーブ50cと係合可能な第1セレクト位置、クラッチハブスリーブ50bと係合可能な第2セレクト位置、或いはクラッチハブスリーブ50aと係合可能な第3セレクト位置に位置決めされる。
また、上述のようにシフトアンドセレクトシャフト59は、シフトシリンダ78によりフォークシャフト52に略直角な軸心まわりに回動させられることにより、例えば本実施例では、フォークシャフト52及びフォーク51を介してクラッチハブスリーブ50a,50b,50cが図1の右方向に移動させられて同期クラッチ48a,48c,48eの何れか1が係合される第1シフト位置、クラッチハブスリーブ50b,50cが図1の左方向に移動させられて同期クラッチ48bまたは48dが係合される第2シフト位置、或いは同期噛合クラッチ48a−48eの何れも係合されないニュートラル状態となるニュートラル位置に位置決めされる。
上記第1セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48eが連結されることにより変速比γ(=入力軸42の回転速度NIN/出力軸44の回転速度NOUT)が最も大きい第1変速段G1が成立させられる。また、第1セレクト位置の第2シフト位置では、噛合クラッチ48dが連結されることにより変速比γが2番目に大きい第2変速段G2が成立させられる。また、第2セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48cが連結されることにより変速比γが3番目に大きい第3変速段G3が成立させられる。また、第2セレクト位置の第2シフト位置では、噛合クラッチ48bが連結されることにより変速比γが4番目に大きい第4変速段G4が成立させられる。この第4変速段G4の変速比γは略1である。また、第3セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48aが連結されることにより変速比γが最も小さい第5変速段G5が成立させられる。更に、第3セレクト位置の第2シフト位置では、後進変速段が成立させられる。フォークシャフト52及びシフトアンドセレクトシャフト59を移動させるセレクトシリンダ76及びシフトシリンダ78は、運転者の操作力を要しないで自動変速機16のギヤ段(変速段)を切り換える為に作動させられる変速用油圧アクチュエータとして機能している。従って、自動変速機16は、運転者の操作力を要しないで自動で変速が実行される同期噛合式自動変速機である。
図3及び図4は、同期噛合クラッチ48aの構成及び作動を具体的に説明する図である。同期噛合クラッチ48aは、クラッチハブスリーブ50aと、キースプリング60によってクラッチハブスリーブ50aに係合させられたシフティングキー62と、所定の遊びを有する状態でシフティングキー62と共に入力軸42を軸心として回転させられるシンクロナイザリング(同期リング)64と、変速ギヤ対46aの入力歯車66すなわち第1ギヤに一体的に設けられた外周歯からなる結合歯67及びコーン部68と、入力軸42に固定されたハブ74a(図1参照)とを備えている。クラッチハブスリーブ50aは、その内周面に設けられたスプライン歯(内周歯)70とハブ74aの外周面に設けられたスプライン歯(外周歯)とがスプライン嵌合されることにより、入力軸42と常に一体的に回転させられるようになっている一方で入力軸42の軸心方向に移動自在になっている。
そのクラッチハブスリーブ50aが、前述のようにシフトシリンダ78によりフォークシャフト52及びフォーク51を介して図3の右方向へ移動させられると、クラッチハブスリーブ50aと入力歯車66との間の回転速度差があるときは、シフティングキー62を介してシンクロナイザリング64がコーン部68に押圧されてテーパ嵌合させられ、それらの間の摩擦によって入力歯車66に動力伝達が行われるようになる。そして、クラッチハブスリーブ50aのスプライン歯70がシンクロナイザリング64に設けられたスプライン歯72に当接させられて、クラッチハブスリーブ50aのそれ以上の軸心方向移動が阻止される。
しかし、クラッチハブスリーブ50aと入力歯車66との間の回転速度差がなくなると、すなわちクラッチハブスリーブ50aと入力歯車66との回転速度が同期すると、クラッチハブスリーブ50aの軸心方向移動が許容されるので、そのクラッチハブスリーブ50aが更に右方向へ移動させられる。シンクロナイザリング64は、クラッチハブスリーブ50aが入力歯車66の結合歯67に向かって移動させられる過程でその結合歯67とクラッチハブスリーブ50との回転数が同期するまでそのクラッチハブスリーブ50aの内周歯に当接してそのクラッチハブスリーブ50aの移動を阻止する同期リングとして機能する。そして、図4に示すように、スプライン歯70はシンクロナイザリング64に設けられたスプライン歯72、更には入力歯車66に設けられた結合歯67と噛み合わされる。これにより入力軸42と入力歯車66とが一体的に連結されて、変速ギヤ対46aを介して入力軸42から出力軸44へ動力伝達が行われる。図3は同期噛合クラッチ48aが未係合の状態すなわちニュートラル状態で、図4は同期噛合クラッチ48aが係合された状態であり、それら図3の(a)及び図4の(a)は軸心を含む一平面の断面図、図3の(b)及び図4の(b)は図3の(a)及び図4の(a)の状態を外周側から見たクラッチハブスリーブ50aの円筒部分を除く展開図である。
他の同期噛合クラッチ48b−48eも同期噛合クラッチ48aと実質的に同じ構成であるが、クラッチハブスリーブ50bは同期噛合クラッチ48b及び48cに共通のもので、クラッチハブスリーブ50cは同期噛合クラッチ48d及び48eに共通のものである。尚、同期噛合クラッチ48b及び48cは入力軸42に固定されたハブ74b(図1参照)を備え、同期噛合クラッチ48d及び48eは出力軸44に固定されたハブ74c(図1参照)を備えている。
図1に戻り、油圧制御回路86は、例えばアクチュエータ部88に備えられているクラッチレリーズシリンダ34、セレクトシリンダ76、シフトシリンダ78などを作動させる為にそのアクチュエータ部88へ供給する油圧を制御する。この油圧制御回路86には、例えばリザーバーから作動油を圧送する油圧ポンプ、その油圧ポンプから供給された作動油圧すなわちライン圧を蓄圧するアキュムレータ、クラッチレリーズシリンダ34の油室に対する作動油の供給と排出とを切り換える為のクラッチソレノイドバルブ、セレクトシリンダ76の油室に対する作動油の供給と排出とを切り換える為のセレクトソレノイドバルブ、シフトシリンダ78の油室に対する作動油の供給と排出とを切り換える為のシフトソレノイドバルブなどが備えられている。
そして、例えば上記クラッチソレノイドバルブからクラッチレリーズシリンダ34の油室に作動油が供給されることによって自動クラッチ14が遮断され、クラッチレリーズシリンダ34の油室から作動油の流出が許容されると自動クラッチ14のダイヤフラムスプリング32の付勢力に従ってクラッチレリーズシリンダ34のピストンが押し返されると共に、自動クラッチ14が係合される。また、油圧制御回路86は、例えば変速に際して、変速段が成立している同期噛合クラッチ48a−48eの何れか1の噛み合いが解除されてニュートラル状態となるまではシフトシリンダ78に作動油圧を供給し、同期噛合クラッチ48a−48eの何れか1がクラッチハブスリーブ50aの結合歯67への噛み合わせ開始すなわち押込ストローク開始に先立つ、クラッチハブスリーブ50aによるシンクロナイザリング64の押圧開始前の予め決められたシフトシリンダ78の作動位置であるニュートラル状態のときに、セレクトシリンダ76及びシフトシリンダ78への作動油圧の供給を遮断する。ここで、本実施例では、上記予め決められたシフトシリンダ78の作動位置は、シフトシリンダ78のニュートラル位置に設定される。また、本実施例においては、このニュートラル位置は、例えばシフトシリンダ78のシフト作動ストロークのうち前記第1シフト位置側におけるシンクロナイザリング64の押圧開始位置と、前記第2シフト位置側におけるシンクロナイザリング64の押圧開始位置との中間位置に設定される。また、セレクトシリンダ76のピストンは、例えば図示しないスプリングによってシフトアンドセレクトシャフト59の第2セレクト位置に対応する中立位置に向かうように付勢されている。また、シフトシリンダ78のピストンは、例えば図示しないスプリングによってシフトアンドセレクトシャフト59のニュートラル位置に対応する中立位置に向かうように付勢されている。
また、アクチュエータ部88には、例えばクラッチレリーズシリンダ34の作動量或いは作動位置であるクラッチストロークSTCLを検出する為のクラッチストロークセンサ90、セレクトシリンダ76の作動量或いは作動位置であるセレクトストロークSTSEすなわちフォークシャフト52の軸心方向に略直交する方向に移動させられるシフトアンドセレクトシャフト59の移動位置或いは移動距離を例えばセレクトシリンダ76の上記中立位置を基準として検出する為のセレクトストロークセンサ92、シフトシリンダ78の作動量或いは作動位置であるシフトストロークSTSHすなわちシフトシリンダ78のロッドに図示しないリンク機構を介して連結されて前記セレクト方向の軸心まわりに回転させられるシフトアンドセレクトシャフト59の回転位置或いは回転量を例えばシフトシリンダ78の上記中立位置を基準として検出することにより入力軸42の軸心方向に平行な方向に移動させられるフォークシャフト52の移動位置或いは移動距離を前記ニュートラル状態を基準として検出する為のシフトストロークセンサ94が備えられている。
更に、車両10には、例えば自動変速機16の変速制御などの為の車両用同期噛合式変速機の制御装置を含む電子制御装置120が備えられている。電子制御装置120は、例えばCPU、RAM、ROM、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPUはRAMの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、車両10の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置120は、エンジン12の出力制御や自動変速機16の変速制御などを実行するようになっており、必要に応じてエンジン12の出力制御用や自動変速機16の変速制御用等に分けて構成される。
電子制御装置120には、例えばエンジン回転速度センサ96により検出されたクランクシャフト20のクランク角度(位置)ACR及びクランクシャフト20の回転速度であるエンジン回転速度NEを表す信号、インプット回転速度センサ98により検出された入力軸42の回転速度であるインプット回転速度NINを表す信号、アウトプット回転速度センサ100により検出された車速Vに対応する出力軸44の回転速度であるアウトプット回転速度NOUTを表す信号、アクセル開度センサ102により検出された運転者の加速要求量としてのアクセルペダル104の操作量であるアクセル開度Accを表す信号、スロットルセンサ106により検出されたエンジン12の吸気配管108に備えられた電子スロットル弁110の開き角であるスロットル弁開度θTHを表す信号、クラッチストロークセンサ90により検出されたクラッチレリーズシリンダ34の作動量或いは作動位置であるクラッチストロークSTCLを表す信号、セレクトストロークセンサ92により検出されたセレクトシリンダ76の作動量或いは作動位置であるセレクトストロークSTSEを表す信号、シフトストロークセンサ94により検出されたシフトシリンダ78の作動量或いは作動位置であるシフトストロークSTSHを表す信号などが供給されている。
また、電子制御装置120からは、例えばエンジン12の出力制御の為のエンジン出力制御指令信号SEとして、電子スロットル弁110の開閉を制御する為のスロットルアクチュエータ112への駆動信号や燃料噴射装置から噴射される燃料の量を制御する為の噴射信号や点火装置によるエンジン12の点火時期を制御する為の点火時期信号などが出力される。また、例えば自動変速機16の変速制御の為の変速制御指令信号SSHとして、クラッチレリーズシリンダ34の作動を制御して自動クラッチ14の係合と解放とを切り換える為に油圧制御回路86に含まれる不図示のクラッチソレノイドバルブを作動させる為のバルブ指令信号やセレクトシリンダ76及びシフトシリンダ78の作動を制御して自動変速機16のギヤ段の切替えを実行する(すなわち自動変速機16の所定のギヤ段を構成する)為に油圧制御回路86に含まれる不図示のセレクトソレノイドバルブやシフトソレノイドバルブ等を作動させる為のバルブ指令信号などが出力される。尚、スロットルアクチュエータ112への駆動信号では、基本的には、例えばアクセル開度Accに応じた要求駆動トルクが得られる為のスロットル弁開度θTHとなるように電子スロットル弁110の開閉を制御する為の信号が出力されるが、アクセル開度Accとは独立にすなわちアクセル開度Accに拘わらず電子スロットル弁110の開閉を制御することが可能である。
ところで、自動変速機16の変速制御では、例えば自動クラッチ14を完全に解放した後(クラッチ切りした後)、現在のギヤ段を形成する為に係合させられている同期噛合クラッチの係合を解除するすなわちギヤ抜きをする。次いで、ニュートラル状態において、変速先のギヤ段を形成する為の同期噛合クラッチの係合を開始し、係合を完了させるすなわちギヤ入りさせる。そして、自動クラッチ14を係合(接続)する、という一連の変速操作を実行する。しかしながら、このような一連の変速操作では、例えばクラッチ切りやギヤ抜き等の操作を順に行っている為、一連の変速時間が長くなる。そこで、クラッチ切り操作とギヤ抜き操作とを同時期に行うことで、変速時間を短縮する。但し、自動クラッチ14の解放過程では、例えば駆動系(例えばエンジン12から駆動輪84R,84Lまでのドライブライン(動力伝達経路))の捩れ振動が発生する為、クラッチ切り操作とギヤ抜き操作とを同時期に行うと、クラッチ切りのタイミングやギヤ抜きのタイミングによっては、駆動系の捩れの解放や捩れの揺り返しの影響によりギヤ抜きが為され難くなって変速ショックが発生する可能性がある。また、クラッチ切りのタイミングやギヤ抜きのタイミングによっては、自動クラッチ14が完全に切断されていないときにギヤ抜きを完了するタイミングとなり、そのことによってギヤ抜きが為され難くなって変速ショックが発生する可能性もある。本実施例では、クラッチ切り操作とギヤ抜き操作とを同時期に行って自動変速機16の変速時間を短縮する際の上記変速ショックを抑制するような変速制御を提案する。
例えば、電子制御装置120は、自動変速機16の変速の際には、自動クラッチ14の解放過程における駆動系の捩れの解放が始まってからその駆動系の捩れの揺り返しが始まるまでの捩れの解放中に、現ギヤ段を形成している同期噛合クラッチ48a−48eの係合を解除した状態とするすなわち現ギヤ段におけるギヤ抜きを完了する。つまり、自動クラッチ14の解放と同期噛合クラッチ48a−48eの係合の解除とを同時期に重ねて実行することにより、それらを順に実行することに比較して、変速に要する時間を短くする。その上で、捩れの揺り返しの影響を受けることなく同期噛合クラッチ48a−48eにかかるトルクが零となる時点を必ず通過することになる上記捩れの解放中に現ギヤ段におけるギヤ抜きを完了することにより、そのギヤ抜きを実行し易くして変速ショックを抑制するのである。
また、電子制御装置120は、自動変速機16の変速の際には、例えば同期噛合クラッチ48a−48eの係合を解除した状態とする(現ギヤ段におけるギヤ抜き(シフト抜き)を完了する)よりも前に自動クラッチ14を完全に解放する。これは、例えば自動クラッチ14を完全に解放してエンジン12の回転系を同期噛合クラッチ48a−48eと切り離すことで、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を解除するときの荷重を低減し、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を確実に解除し易くして変速ショックを確実に抑制する為である。加えて、電子制御装置120は、自動変速機16の変速の際には、例えばエンジントルクの低減を開始し、エンジントルクが可及的に抑制されるときに自動クラッチ14が完全に解放されるようにその自動クラッチ14の解放操作を開始しても良い。これは、例えば、自動クラッチ14の解放過程におけるエンジン12の回転上昇(吹き)の発生を適切に抑制し、また、自動クラッチ14の完全解放時におけるエンジン12の吹きの発生を可及的に抑制する為である。
より具体的には、図5は、電子制御装置120による制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。図5において、変速制御部すなわち変速制御手段122は、例えば車速Vに対応するアウトプット回転速度NOUTと要求負荷に対応するアクセル開度Accとを変数として予め記憶された公知の関係(変速線図、変速マップ)から実際のアウトプット回転速度NOUT及びアクセル開度Accで示される車両状態に基づいて自動変速機16の変速を実行すべきか否かを判断する。すなわち、変速制御手段122は、上記変速マップから実際の車両状態に基づいて自動変速機16の変速すべき変速段を判断する。この変速マップは、例えば車両10の燃費効率(燃費性能)と走行性能(動力性能)とを両立させる変速段にて運転可能なように、予め求められて設定されたものである。
エンジン出力制御部すなわちエンジン出力制御手段124は、例えばエンジン12の吹きの発生を可及的に抑制する為に、変速制御手段122により自動変速機16の変速の実行が判断された場合には、エンジントルクTEを零に向かって或いはアイドル運転時のエンジントルクTEに向かって漸減し、エンジントルクTEを可及的に抑制する為のエンジン出力制御指令信号SEを出力する。
時間経過判定部すなわち時間経過判定手段126は、例えば変速制御手段122により自動変速機16の変速の実行が判断されてから所定時間Aが経過したか否かを判定する。この所定時間Aは、例えば自動変速機16の変速開始にあたりエンジントルクTEが実際に低下し始めるのを待つ為の予め実験的に求められて設定された変速開始判定時間である。また、この所定時間Aは、例えばエンジン出力制御手段124によりエンジントルクTEが可及的に抑制される時点と、自動クラッチ14の解放過程においてクラッチトルク容量が零判断値とされる時点(すなわち自動クラッチ14が完全に切れるクラッチ完全断とされる時点)とが一致するように自動変速機16の変速を開始する為の予め実験的に求められて設定された変速開始判定時間でもある。その為、この所定時間Aは、例えば変速制御手段122による自動変速機16の変速判断時点の実際のエンジントルクTEが大きい程、長くなるように変化させても良い。
変速制御手段122は、例えば時間経過判定手段126により所定時間Aが経過したと判定された場合には、前記判断した変速段が得られるように自動変速機16の自動変速制御を実行する為の変速制御指令信号SSHを出力する。具体的には、変速制御手段122は、変速制御指令信号SSHとして、油圧制御回路86に含まれる不図示のクラッチソレノイドバルブを作動させる為のバルブ指令信号を出力して、自動クラッチ14の解放(切断)を開始する。
時間経過判定手段126は、例えば変速制御手段122により自動クラッチ14の解放が開始されてから(すなわち所定時間Aが経過したと判定してから更に)所定時間Bが経過したか否かを判定する。この所定時間Bは、例えば駆動系の捩れの解放が始まってから駆動系の捩れ振動における固有振動数の四半周期(1/4周期)が経過した捩れの解放中にギヤ抜き(シフト抜き)を完了する為の予め実験的に求められて設定された同期噛合クラッチ48a−48eにおけるギヤ抜き開始判定時間である。加えて、この所定時間Bは、例えば自動クラッチ14を完全に解放した後にギヤ抜き(シフト抜き)を完了する為の予め実験的に求められて設定されたギヤ抜き開始判定時間である。また、この所定時間Bは、例えば同期噛合クラッチ48a−48eにおけるギヤ抜き開始にあたりエンジントルクTEがある程度低下するのを待つ為の予め実験的に求められて設定されたギヤ抜き開始判定時間でもある。また、駆動系の捩れ振動における固有振動数は、例えば自動変速機16の変速段によって異なるものである為、この所定時間Bは、例えば各変速段の固有振動数に合わせて変速段毎に予め実験的に求められて設定されても良い。尚、ギヤ抜き(シフト抜き)完了とは、例えば同期噛合クラッチ48a−48eが係合された状態から同期噛合クラッチ48a−48eにおける噛み合いが実質的に解除された状態に移行したときであり、同期噛合クラッチ48a−48eがニュートラル位置まで移行したときではない。また、自動クラッチ14を完全に解放すなわちクラッチ完全断とは、例えばクラッチストロークSTCLが自動クラッチ14の切れる側の最大値に達した状態ではなく、自動クラッチ14の解放過程においてクラッチトルク容量を持たなくなったタッチ点に到達した状態をいう。
図6は、自動クラッチ14の解放過程における駆動系の捩れ振動により同期噛合クラッチ48a−48eにかかる捩れトルクの一例を示す図である。図6において、自動クラッチ14の解放過程における駆動系の捩れの解放が始まるt(0)時点からその駆動系の捩れの揺り返しが始まるt(1/2)時点までの捩れの解放中には、捩れトルクが零となる時点すなわちt(0)時点から駆動系の捩れ振動における固有振動数の1/4周期が経過したt(1/4)時点を通過する。同期噛合クラッチ48a−48eにかかる捩れトルクが零となる時点でギヤ抜きを完了すれば変速ショックが比較的抑制され易い。そこで、この捩れトルクが零となるt(1/4)時点にて現ギヤ段におけるギヤ抜きを完了するように同期噛合クラッチ48a−48eにおけるギヤ抜きを開始するのである。尚、捩れトルクが零となる時点にて現ギヤ段におけるギヤ抜きを完了することが変速ショック抑制の効果が最も得られると考えられるが、例えば駆動系の捩れ振動における固有振動数の1/4周期が経過したt(1/4)時点を中心としたその固有振動数の1周期内の所定期間である捩れの解放中であっても、捩れトルクが零近傍となることから変速ショック抑制の効果は十分に得られる。この固有振動数の1周期内の所定期間は、例えば現ギヤ段におけるギヤ抜きを完了することが駆動系の捩れ振動によって為されに難くなることによる変速ショックが抑制される期間として予め実験的に求められて設定された変速ショック抑制期間である。具体的には、この固有振動数の1周期内の所定期間は、図6に示すようにt(1/4)時点を中心とした固有振動数の1/4周期分の期間であったり、固有振動数の1/8期分の期間などである。従って、上記所定時間Bは、例えばどの時点でギヤ抜きを完了するかに応じて予め設定されるものである。
変速制御手段122は、例えば時間経過判定手段126により所定時間Bが経過したと判定された場合には、前記変速制御指令信号SSHとして、油圧制御回路86に含まれる不図示のシフトソレノイドバルブ等を作動させる為のバルブ指令信号を出力して、自動変速機16のギヤ段の切替えを開始するすなわち現ギヤ段におけるギヤ抜きを開始する。つまり、変速制御手段122は、駆動系の捩れの解放が始まってから駆動系の捩れ振動における固有振動数の1/4周期が経過した捩れの解放中に同期噛合クラッチ48a−48eの係合を解除した状態とするように、シフトシリンダ78による同期噛合クラッチ48a−48eの駆動を開始する。
ギヤ抜き完了判定部すなわちギヤ抜き完了判定手段128は、例えばクラッチ完全断となり、且つギヤ抜き(シフト抜き)が完了したか否かを判定する。具体的には、ギヤ抜き完了判定手段128は、自動クラッチ14の解放過程において、クラッチ完全断であることを判定する為の予め求められて設定された完全断判定ストロークSTCL’にクラッチストロークSTCLが到達したか否かに基づいて、クラッチ完全断となったか否かを判定する。また、ギヤ抜き完了判定手段128は、現ギヤ段におけるギヤ抜き過程において、ギヤ抜き完了であることを判定する為の予め求められて設定されたギヤ抜き完了判定ストロークSTSH’にシフトストロークSTSHが到達したか否かに基づいて、ギヤ抜きが完了したか否かを判定する。
変速制御手段122は、例えばギヤ抜き完了判定手段128によりクラッチ完全断となり且つギヤ抜きが完了したことが判定された場合には、前記変速制御指令信号SSHとして、同期噛合クラッチ48a−48eのニュートラル位置を経て、油圧制御回路86に含まれる不図示のシフトソレノイドバルブ(変速段によってはセレクトソレノイドバルブ)等を作動させる為のバルブ指令信号を出力して、前記判断した変速段(すなわち変速先の変速段)への変速作動を開始するすなわち変速先の変速段へのシンクロ制御(同期噛合クラッチ48a−48eにおける係合制御)へ移行する。そして、変速制御手段122は、例えば変速先の変速段への変速作動が完了した後は、前記変速制御指令信号SSHとして、油圧制御回路86に含まれる不図示のクラッチソレノイドバルブを作動させる為のバルブ指令信号を出力して、自動クラッチ14を係合する。
エンジン出力制御手段124は、例えば変速制御手段122による自動変速機16の一連の変速作動が終了した後は、基本的には、アクセル開度Accに応じたエンジントルクTEへ復帰する為のエンジン出力制御指令信号SEを出力する。
図7は、電子制御装置120の制御作動の要部すなわち自動変速機16の変速の際に変速時間の短縮と変速ショックの抑制との両立を図る為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数msec乃至数十msec程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。また、図8は、図7のフローチャートに示す制御作動を実行した場合の一例を示すタイムチャートである。
図7において、先ず、変速制御手段122に対応するステップ(以下、ステップを省略する)S10において、例えば前記変速マップから実際のアウトプット回転速度NOUT及びアクセル開度Accで示される車両状態に基づいて自動変速機16の変速を実行すべきか否かが判断される。このS10の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合はエンジン出力制御手段124に対応するS20において、例えばエンジントルクTEを零に向かって或いはアイドル運転時のエンジントルクTEに向かって漸減し、エンジントルクTEを可及的に抑制する為のエンジントルクダウンの実行が開始される(図8のt1時点)。次いで、時間経過判定手段126に対応するS30において、例えばS10にて自動変速機16の変速の実行が判断されてから所定時間Aが経過したか否かが判定される。このS30の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は変速制御手段122に対応するS40において、例えば自動クラッチ14の解放(切断)が開始されるすなわち自動クラッチ14のクラッチ完全断への実行が開始される(図8のt2時点)。次いで、時間経過判定手段126に対応するS50において、例えばS40にて自動クラッチ14の解放が開始されてから所定時間Bが経過したか否かが判定される。このS50の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は変速制御手段122に対応するS60において、例えば自動変速機16のギヤ段の切替えが開始されるすなわち現ギヤ段におけるギヤ抜き(シフト抜き)の実行が開始される(図8のt3時点)。次いで、ギヤ抜き完了判定手段128に対応するS70において、例えばS40にて解放が開始された自動クラッチ14がクラッチ完全断となり、且つS60にて切替えが開始された現ギヤ段におけるギヤ抜きが完了したか否かが判定される。このS70の判断が否定される場合は本ルーチンが終了させられるが肯定される場合は変速制御手段122に対応するS80において、例えば同期噛合クラッチ48a−48eのニュートラル位置を経て、上記S10にて判断した変速段(すなわち変速先の変速段)への変速作動が開始されるすなわち変速先の変速段へのシンクロ制御へ移行させられる(図8のt4時点)。
そして、図8のt4時点以降に示すように、変速先の変速段への変速作動が実行され、その変速作動が完了した後は自動クラッチ14が係合させられる。また、自動変速機16の一連の変速作動が終了した後は、アクセル開度Accに応じたエンジントルクTEへ復帰させられる。これにより、図8に示すように、従来例(破線)と比較して、変速時間が短縮されると共に、インプット回転速度NINの回転変化も捩れの揺り返しの影響を受けておらず、同期噛合クラッチ48a−48eにおける差回転速度が減少しており、変速ショックが抑制される。
上述のように、本実施例によれば、自動変速機16の変速の際には、自動クラッチ14の解放過程における駆動系の捩れの解放が始まってからその駆動系の捩れの揺り返しが始まるまでの捩れの解放中に、現ギヤ段を形成している同期噛合クラッチ48a−48eの係合が解除された状態とされる(現ギヤ段におけるギヤ抜きが完了させられる)ので、例えば自動クラッチ14の解放と同期噛合クラッチ48a−48eの係合の解除とが重ねて実行されることから、自動クラッチ14の解放と同期噛合クラッチ48a−48eの係合の解除とを順に実行することに比べて、変速に要する時間が短くされる。加えて、駆動系の捩れの解放が始まってから駆動系の捩れの揺り返しが始まるまでの捩れの解放中においては、捩れの揺り返しの影響を受けることなく同期噛合クラッチ48a−48eにかかるトルクが零となる時点を必ず通過することから、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を解除し易くすることができ、駆動系の捩れ振動によって解除し難くなることによる変速ショックが抑制され得る。よって、変速の際に、変速時間の短縮と変速ショックの抑制との両立を図ることができる。
また、本実施例によれば、前記捩れの解放中は、駆動系の捩れの解放が始まってから駆動系の捩れ振動における固有振動数の1/4周期が経過した時点を中心としたその固有振動数の1周期内の所定期間であるので、例えば駆動系の捩れの解放開始からその固有振動数の1/4周期が経過した時点は同期噛合クラッチ48a−48eにかかるトルクが零となる時点であることから、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を適切に解除し易くでき、駆動系の捩れ振動によって解除し難くなることによる変速ショックが適切に抑制される。
また、本実施例によれば、前記固有振動数の1周期内の所定期間は、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を解除した状態とすることが駆動系の捩れ振動によって為されに難くなることによる変速ショックが抑制される期間として予め求められた期間であるので(例えば前記固有振動数の1周期内の所定期間は、その固有振動数の1/4周期分の期間であったりその固有振動数の1/8周期分の期間であるので)、例えば同期噛合クラッチ48a−48eの係合を確実に解除し易くでき、前記駆動系の捩れ振動によって解除し難くなることによる変速ショックが確実に抑制される。
また、本実施例によれば、駆動系の捩れの解放が始まってから駆動系の捩れ振動における固有振動数の1/4周期が経過した捩れの解放中に現ギヤ段におけるギヤ抜きを完了するように、シフトシリンダ78による同期噛合クラッチ48a−48eの駆動を開始するので、例えば駆動系の捩れの解放開始からその固有振動数の1/4周期が経過した時点は同期噛合クラッチ48a−48eにかかるトルクが零となる時点であることから、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を適切に解除し易くでき、駆動系の捩れ振動によって解除し難くなることによる変速ショックが適切に抑制される。
また、本実施例によれば、自動変速機16の変速の際には、エンジントルクTEの低減を開始し、エンジントルクTEが可及的に抑制されるときに自動クラッチ14が完全に解放されるように自動クラッチ14の解放操作を開始するので、例えば自動クラッチ14の完全解放時におけるエンジン12の回転上昇(吹き)の発生が可及的に抑制される。また、自動クラッチ14の解放過程におけるエンジン12の吹きの発生が適切に抑制される。
また、本実施例によれば、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を解除した状態とするよりも前に自動クラッチ14を完全に解放するので、例えばエンジン12の回転系が切り離されることで、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を解除するときの荷重が低減され、同期噛合クラッチ48a−48eの係合を確実に解除し易くでき、変速ショックが確実に抑制される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。
例えば、前述の実施例では、自動クラッチ14の解放過程における駆動系の捩れの解放が始まってから駆動系の捩れ振動における固有振動数の1/4周期が経過した時点にて現ギヤ段におけるギヤ抜きを完了するように、或いはその固有振動数の1/4周期が経過した時点を中心としたその固有振動数の1周期内の所定期間である捩れの解放中にそのギヤ抜きを完了するようにそのギヤ抜きを開始したが、捩れトルクの正負が逆転する時点すなわち上記固有振動数の1/4周期が経過した時点までにクラッチ完全断とギヤ抜きとを完了するようにしても良い。つまり、捩れトルクが正から負へ反転して逆のトルクが同期噛合クラッチ48a−48eに作用することでギヤ抜きを実行し難くなる可能性があり、上記固有振動数の1/4周期が経過した時点までにギヤ抜きを完了することでギヤ抜きを実行し易くして変速ショックを抑制するのである。
また、前述の実施例では、自動変速機16は、前進5段、後進1段の自動変速機であったが、これに限らず、要は運転者の操作力を要しないで自動で変速が実行される同期噛合式自動変速機であれば、本発明は適用され得る。
また、前述の実施例では、シフトアクチュエータやクラッチアクチュエータなどのアクチュエータとして、シフトシリンダ78やクラッチレリーズシリンダ34などの油圧アクチュエータを例示したが、これに限らず、電動アクチュエータなどの他の形式のアクチュエータであっても、本発明は適用され得る。
また、前述の実施例において、自動クラッチ14の解放(切断)を開始するとき、クラッチレリーズシリンダ34には無効ストロークが存在し、自動クラッチ14の切断が実際に開始されるタイミングにバラツキが生じる可能性がある。これに対して、例えば自動クラッチ14の切断を開始するまで前記所定時間A待つ間に、クラッチストロークSTCLが最も自動クラッチ14の継合側に達している自動クラッチ14の完全継合点から自動クラッチ14が滑らない程度の所定のクラッチストロークSTCLとするように目標の指令油圧を出力し、上記無効ストロークの低減を実施するようにしても良い。
尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。