JP6106629B2 - 制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は自動変速機の制御装置に関する。
自動変速機は、一般に遊星歯車機構と、クラッチ、ブレーキといった係合機構とを備え、係合機構により動力伝達経路を切り換えることで各変速段を実現している。係合機構としては、油圧式係合機構の他、機械式係合機構の採用も提案されており、特に、双方向の回転規制を行う状態に切り替え可能なクラッチ(ツーウェイクラッチ)をブレーキとして用いた構成も提案されている(例えば特許文献1)。
ツーウェイクラッチは、これに接続される回転要素を、一方向の回転のみ許容する状態と、双方向の回転を規制する状態とに切り替え可能である。ブレーキとしてツーウェイクラッチを用いた場合、双方向の回転を規制する状態に切り替える際には、ツーウェイクラッチに接続される回転要素がケーシングに固定された状態となることから、この回転要素が回転しているときに切り替えると異音や振動の発生やツーウェイクラッチの破損の要因となる。そこで、この回転要素の静止を確認した上で、切り替えを行うことが考えられる。
変速段を後進段に切り替える場合に、ツーウェイクラッチを双方向の回転を規制する状態に切り替える構成とした場合、後進段のインギヤの前にツーウェイクラッチの状態を切り替える準備処理が必要とされる。スムーズな発進を実現するためには、この準備処理が迅速に行われることが望ましい。
ところで、アイドリングストップ機能を備えた車両においては、アイドリングストップ中に後進段が選択される場合があり得る。オイルポンプを内燃機関で駆動する構成においては、アイドリングストップ中に自動変速機の油圧系の作動が困難であることから、内燃機関の再始動後、油圧の立ち上がりを待ってから準備処理を行い、後進段のインギヤとなる。したがって、発進までに時間を要する場合がある。
本発明の目的は、アイドリングストップ中に後進段が選択された場合に、よりスムーズな発進を実現することにある。
本発明によれば、自動変速機の制御装置であって、前記自動変速機は、トルクコンバータを介して内燃機関の駆動力が入力される入力軸と、サンギヤ、キャリア、リングギヤを回転要素として備える複数の遊星歯車機構と、前記回転要素と前記回転要素との間、前記入力軸と前記回転要素との間、又は、前記回転要素とケーシングとの間、のいずれかを連結可能な複数の係合機構と、を備え、前記複数の係合機構は、複数の油圧式摩擦係合機構と、前記回転要素のうちの所定の回転要素と前記ケーシングとの間に設けられた機械式係合機構と、を備え、前記機械式係合機構は、前記所定の回転要素の一方向の回転のみ規制する一方向回転許容状態と、前記所定の回転要素の双方向の回転を規制する回転阻止状態と、に切り替え可能であり、前記制御装置は、変速段を後進段とする場合に、前記機械式係合機構を前記回転阻止状態に切り替える第一の準備処理を実行する第一の準備処理手段と、前記内燃機関のアイドリングストップの実施可能条件が成立したか否かを判定する判定手段と、変速段が前進段である場合であって、前記判定手段が前記実施可能条件が成立したと判定した場合に、前記機械式係合機構を前記回転阻止状態に切り替える第二の準備処理を実行する第二の準備処理手段と、前記第二の準備処理の完了を条件として前記内燃機関のアイドリングストップの許可を設定する設定手段と、を備える、ことを特徴とする制御装置が提供される。
この構成によれば、前記機械式係合機構が前記回転阻止状態に切り替えられることを条件としてアイドリングストップが実行されるので、アイドリングストップ中に後進段が選択された場合に、よりスムーズな発進を実現できる。
本発明においては、前記第一の準備処理においては、前記複数の油圧式摩擦係合機構の係合組合せのうち、前記自動変速機の出力軸が回転自在な係合組合せが選択されてもよい。
この構成によれば、前記第一の準備処理においては前記出力軸が回転自在であることから、車両が不測の挙動を示す事態を回避できる。
また、本発明においては、前記第二の準備処理手段は、変速段が1速段である場合であって、前記判定手段が前記実施可能条件が成立したと判定した場合に、前記第二の準備処理を実行し、前記第二の準備処理では、前記複数の油圧式摩擦係合機構のうち、1速段において係合状態とされる前記油圧式摩擦係合機構を少なくとも係合状態としてもよい。
この構成によれば、前記第二の準備処理においては1速段の係合組合せに必要な油圧式摩擦係合機構の係合は行われていることから、乗員が前進操作を行った場合に、よりスムーズに発進することができる。
また、本発明においては、変速段を後進段とする場合には、前記第一の準備処理の完了を条件として、前記複数の油圧式摩擦係合機構の係合組合せのうち、後進段に対応した係合組合せが選択されてもよい。
この構成によれば、変速段を後進段とする場合に、前記機械式係合機構の切り替えによる異音や振動の発生を防止し、また、その破損を回避できる。
また、本発明においては、前記自動変速機は、前記内燃機関の駆動力により圧送される作動油により動作してもよい。
この構成によれば、アイドリングストップ中に自動変速機への油圧供給が行われない構成において、アイドリングストップ中に後進段が選択された場合に、よりスムーズな発進を実現できる。
以上述べた通り、本発明によれば、アイドリングストップ中に後進段が選択された場合に、よりスムーズな発進を実現することができる。
図1は本発明の一実施形態に係る自動変速機1のスケルトン図である。図1を参照して、自動変速機1は、その変速機ケースを構成するケーシング12内に回転自在に軸支された入力軸10と、ケーシング12に支持された支持部材12aに、入力軸10と同軸回りに回転自在に支持された出力部材11と、出力軸(カウンタ軸)13と、を備える。
入力軸10には、内燃機関EG(単にEGと呼ぶ場合がある)からの駆動力が入力され、該駆動力により入力軸10は回転する。入力軸10と内燃機関EGとの間には発進デバイスが設けられている。発進デバイスとしては、クラッチタイプの発進デバイス(単板クラッチや多板クラッチ等)や、流体継手タイプの発進デバイス(トルクコンバータ等)を挙げることができるが、本実施形態では、トルクコンバータTCを設けている。したがって、内燃機関EGの駆動力はトルクコンバータTCを介して入力軸10に入力される。
出力部材11は、入力軸10と同心のギヤを備え、出力軸13はこのギヤに噛み合うギヤを備える。入力軸10の回転は以下に述べる変速機構により変速されて出力軸13に伝達される。出力軸13の回転(駆動力)は、例えば、不図示の差動歯車装置を介して駆動輪に伝達されることになる。
自動変速機1は変速機構として、遊星歯車機構P1乃至P4と、係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1を備える。本実施形態の場合、遊星歯車機構P1乃至P4はいずれもシングルピニオン型の遊星歯車機構である。遊星歯車機構P1乃至P4によって、入力軸10から出力軸13への駆動力の伝達経路を複数経路形成可能である。
遊星歯車機構P1乃至P4は、サンギヤS1乃至S4と、リングギヤR1乃至R4と、ピニオンギヤを支持するキャリアCr1乃至Cr4と、を回転要素(合計で12個)として備え、入力軸10と同軸上に配設されている。
後述する図3の速度線図におけるギヤレシオに対応する間隔での並び順で順序付けを行うと、遊星歯車機構P1のサンギヤS1、キャリアCr1、リングギヤR1を、この順に、第1の回転要素、第2の回転要素、第3の回転要素、と呼ぶことができる。同様に、遊星歯車機構P2のリングギヤR2、キャリアCr2、サンギヤS2を、この順に、第4の回転要素、第5の回転要素、第6の回転要素、と呼ぶことができる。同様に、遊星歯車機構P3のサンギヤS3、キャリアCr3、リングギヤR3を、この順に、第7の回転要素、第8の回転要素、第9の回転要素、と呼ぶことができる。同様に、遊星歯車機構P4のリングギヤR4、キャリアCr4、サンギヤS4を、この順に、第10の回転要素、第11の回転要素、第12の回転要素、と呼ぶことができる。
係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1は、遊星歯車機構P1乃至P4の所定の回転要素間、遊星歯車機構P1乃至P4の所定の回転要素と入力軸10との間、又は、遊星歯車機構P1乃至P4の所定の回転要素とケーシング12との間、のいずれかを解除可能に連結する。本実施形態の場合、係合機構C1〜C3はクラッチであり、係合機構B1〜B3及びF1はブレーキである。したがって、係合機構C1〜C3をクラッチC1〜C3と呼び、係合機構B1〜B3及びF1をブレーキB1〜B3及びF1と呼ぶ場合がある。係合機構C1〜C3及びB1〜B3を係合状態(締結状態)と解除状態とで切り換えることで、また、係合機構F1の状態を切り替えることで、入力軸10から出力軸13への駆動力の伝達経路が切り替えられ、複数の変速段が実現される。
本実施形態の場合、係合機構C1〜C3及びB1〜B3は、いずれも油圧式摩擦係合機構を想定している。油圧式摩擦係合機構としては、乾式又は湿式の単板クラッチ、乾式又は湿式の多板クラッチ等が挙げられる。
係合機構F1は、所定の回転要素(ここでは互いに連結されているキャリアCr1及びCr2)とケーシング12との間に設けられ、所定の回転要素(キャリアCr1及びCr2)の一方向の回転のみ規制する一方向回転許容状態と、その双方向の回転を規制する回転阻止状態と、その双方向の回転を許容する双方向回転許容状態と、に切り替え可能な機械式係合機構である。係合機構F1としては、例えば、公知のツーウェイクラッチを採用可能である。公知のツーウェイクラッチとしては、その電磁アクチュエータ或いは油圧供給の制御により、一方向回転許容状態、回転阻止状態、及び、双方向回転許容状態に切り替えることが可能であり、一方向回転許容状態は更に、正方向の回転許容状態と逆方向の回転許容状態とに切り替え可能であるが、本実施形態では一方向回転許容状態は片側の回転方向の許容状態のみ利用する。
次に、各構成間の連結関係について図1を参照して説明する。
遊星歯車機構P3のサンギヤS3は、入力軸10に連結されている。リングギヤR3は遊星歯車機構P2のサンギヤS2に連結されている。キャリアCr3は遊星歯車機構P1のリングギヤR1及び遊星歯車機構P4のキャリアCr4に連結されている。遊星歯車機構P2のキャリアCr2は遊星歯車機構P1のキャリアCr1に連結されている。リングギヤR2は出力部材11に連結されている。したがって、遊星歯車機構P2は出力軸13に駆動伝達を行う遊星歯車機構である。
クラッチC1は入力軸10と遊星歯車機構P1のキャリアCr1及びこれに連結されるキャリアCr2とを連結及び連結解除する(断続する)。クラッチC2は、遊星歯車機構P3のリングギヤR3と遊星歯車機構P4のサンギヤS4とを連結及び連結解除する。クラッチC3は入力軸10と遊星歯車機構P4のリングギヤR4とを連結及び連結解除する。
ブレーキB1はケーシング12と遊星歯車機構P1のサンギヤS1とを連結及び連結解除する。ブレーキB2はケーシング12と遊星歯車機構P4のサンギヤS4とを連結及び連結解除する。ブレーキB3はケーシング12と遊星歯車機構P4のリングギヤR4とを連結及び連結解除する。
ブレーキF1はケーシング12と遊星歯車機構P2のキャリアCr2(及びこれに連結されるキャリアCr1)とを連結及び連結解除する。連結解除の場合、ブレーキF1は双方向回転許容状態にある。連結の場合、ブレーキF1は一方向回転許容状態又は回転阻止状態にある。
次に、図2(A)は自動変速機1が備える係合機構の係合組合せを示す係合表(締結表)、図2(B)は自動変速機1が備える遊星歯車機構のギヤレシオ、図3は自動変速機1の速度線図である。
図2(A)1の係合表の例において、「○」は係合状態(構成間を連結する状態)であることを示し、無印は解除状態であることを示す。ブレーキF1については、「○」は回転阻止状態であることを示し、「△」は一方向回転許容状態であることを示し、無印は双方向回転許容状態であることを示す。回転阻止状態及び一方向回転許容状態は係合状態と呼ぶことにする。「ギヤレシオ」は入力軸10−出力部材11間のギヤレシオを示す。
自動変速機1では、各変速段において係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1のうちの3つを係合状態とすることで、前進10段、後進1段(RVS)の変速段を実現している。
図3の速度線図は、入力軸10への入力に対する各要素の、各変速段における回転速度比を示している。縦軸は速度比を示し、「1」が入力軸10と同回転数であることを示し、「0」は停止状態であることを示す。横軸は遊星歯車機構P1〜P4の回転要素間のギヤレシオに基づいている。λはキャリアCrとサンギヤSとのギヤレシオを示している。なお、図3において、出力軸13に対応する要素は図示を省略している。
<制御装置>
図4は自動変速機1の制御装置100のブロック図である。制御装置100は自動変速機1だけでなく、内燃機関EGやトルクコンバータTCの各制御も行うことが可能であるが、本実施形態の場合、内燃機関EGは制御装置100とは別に設けたエンジンECU200により制御される構成を想定している。制御装置100はエンジンECU200から内燃機関EGや車両の各種情報を受信することができる。また、制御装置100は、自動変速機1の情報(例えば後述するアイドリングストップの許可設定の情報)をエンジンECU200に送信することもできる。
図4は自動変速機1の制御装置100のブロック図である。制御装置100は自動変速機1だけでなく、内燃機関EGやトルクコンバータTCの各制御も行うことが可能であるが、本実施形態の場合、内燃機関EGは制御装置100とは別に設けたエンジンECU200により制御される構成を想定している。制御装置100はエンジンECU200から内燃機関EGや車両の各種情報を受信することができる。また、制御装置100は、自動変速機1の情報(例えば後述するアイドリングストップの許可設定の情報)をエンジンECU200に送信することもできる。
制御装置100は、CPU等の処理部101と、RAM、ROM等の記憶部102と、外部デバイスやエンジンECUと処理部101とをインターフェースするIF部103と、を備える。IF部103は例えば通信インタフェースや入出力インタフェース等から構成される。
処理部101は記憶部102に記憶されたプログラムを実行し、各種のセンサ110の検出結果に基づいて、各種のアクチュエータ120を制御する。
各種のセンサ110には、自動変速機1に設けられる各種のセンサが含まれるが、後述する制御例との関係では、例えば、入力回転数センサ111、出力回転数センサ112、SP(シフトポジション)センサ113、油圧センサ114、車速センサ115が含まれる。入力回転数センサ111は入力軸10の回転数(回転速度)を検知するセンサである。出力回転数センサ112は出力軸13の回転数(回転速度)を検知するセンサである。SPセンサ113は運転者が選択した変速段を検知するセンサである。油圧センサ113には、係合機構C1〜C3、B1〜B3の各作動油の油圧を検知するセンサが含まれる。車速センサ115は、自動変速機1が搭載される車両の走行速度を検知する。本実施形態では、車速センサ115を制御装置100に接続する構成としているが、これを接続せず、車両の走行速度に関する情報はエンジンECU200から受信するようにしてもよい。なお、本実施形態ではアイドリングストップを実行可能な車両への適用を想定している。
各種のアクチュエータ120には、自動変速機1に設けられる各種のアクチュエータが含まれるが、後述する制御例との関係では、係合機構C1〜C3、B1〜B3及びF1の動作状態を切り替える電磁ソレノイド等の電磁アクチュエータが含まれる。
図4(B)は油圧センサ114の配設例を示す。油圧センサ114は、例えば、係合機構C1〜C3、B1〜B3毎に設けることができる。これにより各係合機構の作動油の油圧を検知することができる。各係合機構に対応する油圧センサ114を区別する場合の表記の仕方として、以下の説明では、例えば、係合機構C1の油圧センサ114を示す場合、C1油圧センサ114と示し、また、係合機構B1の油圧センサ114を示す場合、B1油圧センサ114等と示す場合がある。なお、油圧センサ114は必ずしも各係合機構に設ける必要があるわけではない。
各係合機構には、作動油を供給する電磁弁LSが割り当てられており、作動油の供給ラインLを電磁弁LSで開放又は遮断することで、係合機構の係合、解放を切り替えることができる。油圧センサ114は電磁弁LSから係合機構に供給される作動油が供給されるように設けられ、油圧センサ114の検知結果は係合機構に供給される作動油の油圧を示すことになる。
供給ラインLには内燃機関EGにより駆動されるオイルポンプ116により作動油が圧送される。したがって、内燃機関EGがアイドリングストップ中の場合、作動油が供給困難な構成となっている。
<後進段への切替制御>
本実施形態の場合、前進段(例えば1速段)や非走行段(ニュートラルレンジ(Nレンジ)やパーキングレンジ(Pレンジ))から後進段に切り替える際、図2(A)に示したように、ブレーキF1は回転阻止状態に切り替えられる。この時、異音の発生や振動低減のため、ブレーキF1のケーシング12側と、キャリアCr2側との差回転数が0であることが好ましい。換言するとキャリアCr2の回転数が0であることが好ましい。
本実施形態の場合、前進段(例えば1速段)や非走行段(ニュートラルレンジ(Nレンジ)やパーキングレンジ(Pレンジ))から後進段に切り替える際、図2(A)に示したように、ブレーキF1は回転阻止状態に切り替えられる。この時、異音の発生や振動低減のため、ブレーキF1のケーシング12側と、キャリアCr2側との差回転数が0であることが好ましい。換言するとキャリアCr2の回転数が0であることが好ましい。
そこで、キャリアCr2の回転数が0となる係合機構の組み合わせを経由させる。この時、キャリアCr2の回転数を直接計測するセンサはないことから、キャリアCr2と入力軸10とを連結状態とし、入力回転数センサ111の検知結果等からキャリアCr2の回転数が0であることを確認する。その後、ブレーキF1を回転阻止状態に切り替える。
図5は、変速段を前進1速段から後進段に切り替える際の係合機構の係合組合せを示す。変速段が前進1速段にある場合、図2(A)に示したようにブレーキB1、B2が係合状態にあり、ブレーキF1は一方向回転許容状態にある。まず、図5の段階1に示すように、ブレーキB1、B2を係合解除状態に制御し、ニュートラル状態とする。ブレーキB1、B2の係合解除が完了すると、次の段階2に移行する。
段階2では、クラッチC1、C3及びブレーキB3を係合する。リングギヤR2及び出力軸13は回転自在であり、駆動輪はニュートラル(足軸が自由回転可能)になる。よって車両が不測の挙動を示す事態を回避できる。
図3の速度線図から明らかなように、クラッチC3及びブレーキB3を係合することで、入力軸10はケーシング12に固定された状態となる。クラッチC1を係合することでキャリアCr2が入力軸10に連結された状態となる。
所定の条件が成立すると、次の段階3に移行する。所定の条件は、キャリアCr2の回転数が0であることが確認される条件である。基本的には、クラッチC1の係合完了と、入力回転数センサ111の検知結果<所定値(例えば0とみなせる値)である。クラッチC1の係合完了は、例えば、C1油圧センサ114の検知結果が所定油圧を示す場合や、クラッチC1用の電磁弁LSに対する制御量が規定値に達した場合等に係合が完了したと判定することができる。他の係合機構の係合完了についても、同様の判定手法を採用することができる。
段階3では、ブレーキF1を一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替える。ブレーキF1のケーシング12側と、キャリアCr2側との差回転が0であるため、異音や振動が発生することを回避できる。ブレーキF1の切り替えが完了すると、段階4に進む。段階4では、クラッチC1、ブレーキB3を解除し、ブレーキB2を係合する。以上により、後進段の組み合わせが成立する(図2(A))。
段階2及び3の処理をRVS準備処理と呼び、段階4の処理をRVSインギヤ処理と呼ぶ場合がある。制御上、段階1が完了した段階(ニュートラル状態)で変速段の制御状態としてRVS準備モードを設定し、RVS準備モードが設定されるとRVS準備処理を行う。また、段階3が完了した段階で変速段の制御状態としてRVSインギヤモードを設定し、RVSインギヤモードが設定されるとRVSインギヤ処理を行う。このようなモード設定は例えば記憶部102にモード情報の記憶領域を設けて管理する。
図5の制御内容について、処理部101が実行する処理例を図6(A)及び図6(B)を参照して説明する。
図6(A)を参照して、S1では、ブレーキF1を一方向回転許容状態から回転阻止状態へ切り替える条件が成立したか否かを判定する。例えば、SPセンサ113により運転者が後進段を選択したことが検知した場合、この条件が成立したと判定する。該当する場合はS2へ進み、該当しない場合はS4へ進む。
S2では、図5の段階1で説明したように、係合状態の係合機構(例えばブレーキB3、B4)を解除する。S3では制御モードとして、RVS準備モードを設定する。その後、S5へ進む。
S4ではRVS準備モードを設定中か否かを判定する。該当する場合S5へ進み、該当しない場合はS6へ進む。S5ではRVS準備処理を行う。詳細は後述する。S6では他の処理を行って一単位の処理を終了する。
図6(B)はS5のRVS準備処理を示すフローチャートである。S11では自動制御装置1の駆動源のトルク制限を実行する。例えば、係合機構等の必要油圧が確保される範囲で内燃機関EGの出力を減少させる。
S12ではブレーキF1の、回転阻止状態への移行が完了したか否かを判定する。該当する場合はS16へ進み、該当しない場合はS13へ進む。
S13では図5の段階2説明したように、クラッチC1、C3及びブレーキB3を係合する制御を開始する。クラッチC1、C3及びブレーキB3の係合は、これらの電磁弁LSに対する制御量を段階的に増加させることにより行うことができ、S13の工程が複数回繰り返されることにより、係合が完了することになる。
S14では、図5の段階2で説明したように、クラッチC1の係合が完了し、かつ、入力軸10の回転数=0か否かを判定する。これらの条件を全て満たす場合はS15へ進み、満たさない場合は一単位の処理を終了する。
S15では、図5の段階4で説明したように、ブレーキF1の状態を回転阻止状態に切り替える。ブレーキF1のケーシング12側と、キャリアCr2側との差回転数が0の状態で切り替えられるため、異音や振動の発生を防止し、また、ブレーキF1の破損を回避できる。
S16では、RVS準備モードの設定を解除する。S17ではRVSインギヤモードを設定する。この設定により、別ルーチン(例えば図6(A)のS6)で、図5の段階4で説明したように、クラッチC1及びブレーキB3を解除し、ブレーキB2を係合する処理が行われる。以上により、準備処理が終了する。
<アイドリングストップに関する制御>
既に述べたとおり、本実施形態ではアイドリングストップ中にオイルポンプ116の駆動が停止され、自動変速機1が備える係合機構の状態を切り替えることができない。アイドリングストップ中に乗員が変速段を後進段に切り替えた場合、内燃機関EGの再始動後に後進段に切り替える制御を行うことになる。図7(A)はその一例を示すタイミングチャートである。
既に述べたとおり、本実施形態ではアイドリングストップ中にオイルポンプ116の駆動が停止され、自動変速機1が備える係合機構の状態を切り替えることができない。アイドリングストップ中に乗員が変速段を後進段に切り替えた場合、内燃機関EGの再始動後に後進段に切り替える制御を行うことになる。図7(A)はその一例を示すタイミングチャートである。
図7(A)の例では、自動変速機1の制御状態として、1速段の係合組合せの選択中にアイドリングストップが実施され、その途中で乗員により後進段が選択された場合を例示している。アイドリングストップから復帰し、内燃機関EGの再始動後にRVS準備処理、RVSインギヤ処理が順次実行される。しかし、オイルポンプ116の再始動による油圧の立ち上がり時間を考慮して、遅延時間DTの経過後に、これらの処理を実行している。この結果、内燃機関RGの再始動後、後進段の係合組合せが成立するまでに時間がかかっている。
そこで、本実施形態では、ブレーキF1の状態を回転阻止状態に切り替えてから、アイドリングストップを実施する。図7(B)はその一例を示すタイミングチャートである。
図7(B)の例では、1速段の係合組合せの選択中にアイドリングストップの実施可能要件が成立したが、直ぐにアイドリングストップを実施せずに、前進準備処理を実行する。この前進準備処理ではブレーキF1の状態を回転阻止状態に切り替える処理を行う。切り替え後にアイドリングストップを実施する。アイドリングストップ中に乗員により後進段が選択され、アイドリングストップから復帰し、内燃機関EGの再始動後に後進段の係合組合せを成立させる制御を行うが、ブレーキF1の状態は回転阻止状態に既に切り替わっているので、RVS準備処理を実行せずに、RVSインギヤ処理を実行できる。この結果、内燃機関RGの再始動後、後進段の係合組合せが成立するまでの時間を短縮できる。
図7(C)は前進準備処理における係合機構の係合組合せを示す。前進準備処理は、ここでは1速段の係合組合せが成立していることを前提として実行され、段階1に示すように1速段の選択時に係合されるブレーキB1、B2に加えてブレーキB3が係合される。ブレーキB1〜B3を係合した場合の状態について、図3を参照して説明するとブレーキB2、B3の係合により、遊星歯車機構P4のキャリアCr4が停止し、したがって、遊星歯車機構P1のリングギヤR1も停止する。ブレーキB1の係合により遊星歯車機構P1のサンギヤS1が停止するので、キャリアCr1も停止する。したがって、キャリアCr1に連結されているキャリアCr2も回転数が0となる。
図7(C)に戻り、ブレーキB1〜B3の係合が完了すると次の段階2に移行する。段階2ではブレーキF1を一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替える。ブレーキF1のケーシング12側と、キャリアCr2側との差回転が0であるため、異音や振動が発生することを回避できる。
このような前進準備処理を行ってからアイドリングストップを実施することで、ブレーキF1の状態を事前に回転阻止状態に切り替えておくことができる。したがって、アイドリングストップ中に後進段が選択された場合に、よりスムーズな発進を実現することができる。
なお、前進準備処理によりブレーキF1を切り替えた後、乗員により前進操作(例えばアクセルON)が行われたり、アイドリングストップ中に後進段が選択されずに、内燃機関EGの再始動後、前進が要求される場合がある。この場合、油圧の立ち上がり後、ブレーキF1を一方向回転許容状態に戻し、また、ブレーキB3を解放するだけであるので、発進に大きくもたつくことはない。つまり、前進準備処理においては1速段の係合組合せに必要な係合(ブレーキB1、B2の係合)は行われている或いは維持されていることから、よりスムーズに発進することができる。
<処理例>
図7(B)及び図7(C)の制御内容について、処理部101が実行する処理例を図8(A)及び図8(B)を参照して説明する。
図7(B)及び図7(C)の制御内容について、処理部101が実行する処理例を図8(A)及び図8(B)を参照して説明する。
図8(A)を参照して、S21では現在の変速段が1速段か否かを判定する。該当する場合はS22へ進み、該当しない場合は一単位の処理を終了する。本実施形態では、現在の変速段が1速段であることを条件としてアイドリングストップを実施することを前提としている。
S22では内燃機関EGのアイドリングストップの実施可能条件が成立したか否かを判定する。ここでの実施可能条件は、アイドリングストップを実施する条件のうち、自動変速機1以外の条件(例えば内燃機関EGの運転状態、車両の走行状態等)である。実施可能条件の成立の判定は、例えば、エンジンECU200から実施可能条件が成立したことを知らせる通知を受信した場合に、成立したと判定することができる。
S23では、車速センサ115の検知結果を取得し、現在の車速が規定値1以下であるか否かを判定する。規定値1は、ブレーキF1を切り替えた場合にブレーキF1が破損するおそれがあるか否かを基準として設定することができ、例えば、5km/hとすることができる。現在の車速が規定値1以下である場合はS24へ進み、前進準備・IS設定処理を行う。ここでは上述した前進準備処理の実行と、アイドリングストップを許可するか否かを設定する処理を行う。現在の車速が規定値1未満である場合はS25へ進み、通常1速処理を行う。ここでは、一速段の係合組合せを維持するか、又は、前進準備処理によりブレーキB3が係合状態に切り替えられた場合、解除状態にして一速段の係合組合せに戻す処理を行う。
図8(B)はS24の前進準備・IS設定処理のフローチャートである。S31では図7(C)の段階1で説明したように、ブレーキB3を係合する制御を行う。S32ではブレーキB3の係合が完了したか否かを判定する。完了した場合はS33へ進み、完了していない場合は一単位の処理を終了する。
S33ではブレーキF1の、一方向回転許容状態から回転阻止状態への切り替えが完了したか否かを判定する。切り替えの完了により、前進準備処理が完了し、S35へ進む。切り替えが完了していない場合はS34へ進む。S34では図7(C)の段階2で説明したように、ブレーキF1の状態を一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替える。
S35では車速センサ115の検知結果を取得し、現在の車速が規定値2以下であるか否かを判定する。規定値2は、自動変速機1におけるアイドリングストップの条件として規定することができ、規定値1よりも低速の値(例えば、0km/h)とすることができる。現在の車速が規定値2以下である場合はS36へ進み、現在の車速が規定値2を超える場合は一単位の処理を終了する。
S36では内燃機関EGのアイドリングストップの許可を設定する。ここでは、例えば、エンジンECU200へアイドリングストップを許可する旨を通知する。これにより、エンジンECU200はアイドリングストップを行うことになる。なお、S36で許可が設定されない限り、アイドリングストップを制御装置100は許可しない。許可しない旨は、エンジンECU200に通知する構成としてもよいし、許可の通知が無い限り、エンジンECU200側で許可されていないと判断する構成でもよい。
以上により一単位の処理が終了する。なお、本実施形態では、アイドリングストップの実施の条件として、常に、前進準備処理の完了を要件としているが、停車後に後進段が選択される可能性がない或いは低いと推測される場合等、所定の場合には、前進準備処理を行わずにアイドリングストップを実施するように構成することも可能である。
<アイドリングストップ開始までの時間>
本実施形態では、アイドリングストップを実施する前に前進準備処理を行うため、前進準備処理のための時間を確保する必要がある。この時間が長引くと、アイドリングストップの開始について乗員にもたつき感を与えることになる。しかし、一般に、アイドリングストップを実施可能な車両においては、車両の停車後、アイドリングストップの開始までに、一定の遅延時間が設けられる。これは、車両の停車直後に乗員がシフト操作を行う場合を想定して油圧を確保しておくためのである。したがって、この遅延時間内に前進準備処理を行うことにより、乗員にもたつき感を与えることなくアイドリングストップを実施できる。図9(A)及び(B)はその説明図である。
本実施形態では、アイドリングストップを実施する前に前進準備処理を行うため、前進準備処理のための時間を確保する必要がある。この時間が長引くと、アイドリングストップの開始について乗員にもたつき感を与えることになる。しかし、一般に、アイドリングストップを実施可能な車両においては、車両の停車後、アイドリングストップの開始までに、一定の遅延時間が設けられる。これは、車両の停車直後に乗員がシフト操作を行う場合を想定して油圧を確保しておくためのである。したがって、この遅延時間内に前進準備処理を行うことにより、乗員にもたつき感を与えることなくアイドリングストップを実施できる。図9(A)及び(B)はその説明図である。
図9(A)は、前進準備処理を行わない場合の、アイドリングストップ制御における遅延時間の説明図である。車速の減少等によりアイドリングストップ(IS)の実施可能条件が成立し、車速=0において自動変速機側がアイドリングストップの許否設定を許可に設定している。この後、遅延時間DT1後にアイドリングストップが実施され、エンジン回転数が低下する。遅延時間DT1中は油圧が確保され、乗員がシフト操作を行った場合、対応する制御が可能となる。
図9(B)は、前進準備処理を行う場合を示している。車速の減少等によりアイドリングストップ(IS)の実施可能条件が成立し、前進準備処理が開始されてブレーキB3の係合、ブレーキF1の切り替えが行われる。車速=0になっただけでは、自動変速機側がアイドリングストップの許否設定を許可に設定せず、ブレーキF1の切り替えが完了したことを条件として許可を設定する。その後、遅延時間DT2後にアイドリングストップが実施されるが、遅延時間DT2+前進準備処理時間≦遅延時間DT1となるように遅延時間DT2を定めることで、車速=0からアイドリングストップ開始までの時間は、図9(A)の場合と同等になる。
P1〜P4 遊星歯車機構
C1〜C3、B1〜B3、F1 係合機構
1 自動変速機
10 入力軸
12 ケーシング
100 制御装置
C1〜C3、B1〜B3、F1 係合機構
1 自動変速機
10 入力軸
12 ケーシング
100 制御装置
Claims (5)
- 自動変速機の制御装置であって、
前記自動変速機は、
トルクコンバータを介して内燃機関の駆動力が入力される入力軸と、
サンギヤ、キャリア、リングギヤを回転要素として備える複数の遊星歯車機構と、
前記回転要素と前記回転要素との間、前記入力軸と前記回転要素との間、又は、前記回転要素とケーシングとの間、のいずれかを連結可能な複数の係合機構と、を備え、
前記複数の係合機構は、
複数の油圧式摩擦係合機構と、
前記回転要素のうちの所定の回転要素と前記ケーシングとの間に設けられた機械式係合機構と、を備え、
前記機械式係合機構は、
前記所定の回転要素の一方向の回転のみ規制する一方向回転許容状態と、前記所定の回転要素の双方向の回転を規制する回転阻止状態と、に切り替え可能であり、
前記制御装置は、
変速段を後進段とする場合に、前記機械式係合機構を前記回転阻止状態に切り替える第一の準備処理を実行する第一の準備処理手段と、
前記内燃機関のアイドリングストップの実施可能条件が成立したか否かを判定する判定手段と、
変速段が前進段である場合であって、前記判定手段が前記実施可能条件が成立したと判定した場合に、前記機械式係合機構を前記回転阻止状態に切り替える第二の準備処理を実行する第二の準備処理手段と、
前記第二の準備処理の完了を条件として前記内燃機関のアイドリングストップの許可を設定する設定手段と、を備える、
ことを特徴とする制御装置。 - 請求項1に記載の制御装置であって、
前記第一の準備処理においては、前記複数の油圧式摩擦係合機構の係合組合せのうち、前記自動変速機の出力軸が回転自在な係合組合せが選択される、
ことを特徴とする制御装置。 - 請求項1又は2に記載の制御装置であって、
前記第二の準備処理手段は、変速段が1速段である場合であって、前記判定手段が前記実施可能条件が成立したと判定した場合に、前記第二の準備処理を実行し、
前記第二の準備処理では、前記複数の油圧式摩擦係合機構のうち、1速段において係合状態とされる前記油圧式摩擦係合機構を少なくとも係合状態とする、
ことを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御装置であって、
変速段を後進段とする場合には、前記第一の準備処理の完了を条件として、前記複数の油圧式摩擦係合機構の係合組合せのうち、後進段に対応した係合組合せが選択される、
ことを特徴とする制御装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の制御装置であって、
前記自動変速機は、前記内燃機関の駆動力により圧送される作動油により動作する、
ことを特徴とする制御装置。
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