JP6327128B2 - 動力伝達装置の制御装置 - Google Patents

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    • F16H37/0846—CVT using endless flexible members

Description

本発明は、駆動力源と駆動輪との間に並列に設けられた複数の動力伝達経路を備える動力伝達装置の制御装置に関するものである。
駆動力源の動力が伝達される入力回転部材と駆動輪へその動力を出力する出力回転部材との間に並列に設けられた複数の動力伝達経路を備える動力伝達装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両用動力伝達装置がそれである。この特許文献１には、入力軸と出力軸との間に、無段変速機を介した動力伝達経路と、ギヤ列を介した動力伝達経路とが並列に設けられた車両用動力伝達装置が開示されている。この車両用動力伝達装置では、噛合式クラッチとその噛合式クラッチよりも入力軸側に設けられた第１クラッチ機構とが係合されることでギヤ列を介した動力伝達経路が形成される。又、第２クラッチ機構が係合されることで無段変速機を介した動力伝達経路が形成される。又、ギヤ列を介した動力伝達経路にて形成される変速比は、無段変速機を介した動力伝達経路にて形成される最低車速側の変速比(すなわち最大変速比)よりも大きな値(すなわちロー側)に設定されている。従って、車両発進時などには、第１クラッチ機構及び噛合式クラッチを係合してギヤ列を介した動力伝達経路を形成する(選択する)ことで、車両として大きな駆動力を実現させることができる。
国際公開第２０１３／１７６２０８号
ところで、特許文献１に開示された車両用動力伝達装置において、車両停止時には、発進に備えて、ギヤ列を介した動力伝達経路を形成した状態としておくことが望ましい。例えば、駆動力源が駆動中の車両停止中にシフト操作部材のシフト操作位置を中立操作位置から前進走行操作位置へ切り替えるＮ→Ｄシフト操作が為されたときには、ギヤ列を介した動力伝達経路を形成する。このとき、噛合式クラッチの構造上、入出力要素間に相対回転があると噛合式クラッチに設けられた入力側と出力側の歯同士が弾かれることにより係合できないおそれがあり、第１クラッチが係合された状態では噛合式クラッチを係合することができない場合がある。その為、噛合式クラッチが係合された状態で第１クラッチを係合してギヤ列を介した動力伝達経路を形成する必要がある。従って、噛合式クラッチが係合されていない場合、第１クラッチの係合に先立って噛合式クラッチを係合することになる。しかしながら、噛合式クラッチの入出力要素の回転が停止した状態において係合時に噛み合う相対部材(例えばスプライン歯)の各位相によっては、噛合式クラッチの係合作動が進行せず、係合に至らない噛合式クラッチの係合不良(アップロック)が発生する可能性がある。このようなアップロックが発生した場合、ギヤ列を介した動力伝達経路を形成することができないので、車両の発進性に不利となる。尚、上述したような課題は未公知である。
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両停止中のＮ→Ｄシフト操作に際して噛合式クラッチが非係合状態である場合に、車両の発進性を確保することができる動力伝達装置の制御装置を提供することにある。
前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) 駆動力源の動力が伝達される入力回転部材と駆動輪へ前記動力を出力する出力回転部材との間に並列に設けられた、前記動力を前記入力回転部材から前記出力回転部材へ各々伝達することが可能な複数の動力伝達経路を備え、前記複数の動力伝達経路は、噛合式クラッチと前記噛合式クラッチよりも前記入力回転部材側に設けられた第１摩擦クラッチとが係合されることで形成される第１動力伝達経路と、第２摩擦クラッチが係合されることで形成される第２動力伝達経路とを有している動力伝達装置の、制御装置であって、(b) 前記駆動力源が駆動中の車両停止中であり、且つシフト操作部材のシフト操作位置が中立操作位置から前進走行操作位置へ切り替えられたときに、前記噛合式クラッチが非係合状態である場合には、前記第１摩擦クラッチの非係合状態で前記第２摩擦クラッチの係合作動を開始し、(c) 前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記噛合式クラッチの係合作動を実行するものであり、(d) 前記係合作動は、非係合状態から係合状態へ移行させる作動である。
このようにすれば、第２摩擦クラッチが係合されることで、動力伝達装置の出力回転部材にトルクが掛けられ、この出力回転部材が捩られる。出力回転部材が捩られると、その捩れ分に対応して噛合式クラッチの出力要素が回転させられる。このとき、第１摩擦クラッチ及び噛合式クラッチは共に解放されているので、噛合式クラッチの入力要素は回転停止状態のままとされる。従って、噛合式クラッチの入出力要素(係合時に噛み合う相対部材)間には差回転(位相ずれ)が発生させられる。第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に、すなわち噛合式クラッチの噛み合う相対部材間に位相ずれが発生させられてアップロックし難い状態となっている間に、噛合式クラッチの係合作動が実行させられることで、噛合式クラッチが係合され易くなり、第１動力伝達経路による動力伝達の準備を促進させることができる。又、仮に噛合式クラッチが係合されなくても、第２摩擦クラッチの係合によって第２動力伝達経路が形成されることで、第２動力伝達経路により動力を伝達させて車両を発進させることができる。よって、車両停止中のＮ→Ｄシフト操作に際して噛合式クラッチが非係合状態である場合に(すなわち第１動力伝達経路による動力伝達の準備が完了していない場合に)、車両の発進性を確保することができる。
ここで、第２の発明は、前記第１の発明に記載の動力伝達装置の制御装置において、前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記噛合式クラッチの係合が完了した場合には、前記第２摩擦クラッチを解放し、前記第１摩擦クラッチを係合することにある。このようにすれば、第１動力伝達経路により動力を伝達させて車両を発進させることができる。例えば、前記第１動力伝達経路にて形成される変速比は前記第２動力伝達経路にて形成される最大変速比よりも大きな値に設定されていれば、比較的大きな変速比が形成される第１動力伝達経路により動力を伝達させて車両を発進させることができるので、車両の発進性を一層確保することができる。
また、第３の発明は、前記第２の発明に記載の動力伝達装置の制御装置において、前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記第１摩擦クラッチの係合作動を開始し、前記第１摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態にて前記第１摩擦クラッチを保持することにある。このようにすれば、第２摩擦クラッチの解放と第１摩擦クラッチの係合とによる、第２動力伝達経路から第１動力伝達経路への切替えが速やかに行われる。
また、第４の発明は、前記第３の発明に記載の動力伝達装置の制御装置において、前記第１摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となる前に前記第２摩擦クラッチの係合が完了した場合には、前記第１摩擦クラッチの非係合状態で前記第２摩擦クラッチの係合状態を保持することにある。このようにすれば、第２動力伝達経路の形成が完了された後は第２動力伝達経路から第１動力伝達経路への切替えが行われないので、車両の発進性を確保することの遅れを抑えることができる。
また、第５の発明は、前記第３の発明又は第４の発明に記載の動力伝達装置の制御装置において、前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となった場合には、前記第１摩擦クラッチの係合作動を開始することにある。このようにすれば、第２摩擦クラッチの係合作動と第１摩擦クラッチの係合作動とを略同時期に開始すると第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となるまでに時間が掛かり第２動力伝達経路の形成が遅れる可能性があることに対して、第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となった後に第１摩擦クラッチの係合作動が開始されることで、第２摩擦クラッチが速やかにトルク容量を持つ前の所定状態とされる。
また、第６の発明は、前記第２の発明から第５の発明の何れか１つに記載の動力伝達装置の制御装置において、前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となる前に前記噛合式クラッチの係合が完了した場合には、前記第２摩擦クラッチを解放し、前記第１摩擦クラッチを係合することにある。このようにすれば、トルク容量を持つ前の第２摩擦クラッチを解放して第１摩擦クラッチを係合すれば良いので、トルク容量を持った第２摩擦クラッチを解放しつつ第１摩擦クラッチを係合するという制御が難しいクラッチの掴み替えを行う頻度を減らすことができる。
また、第７の発明は、前記第１の発明から第５の発明の何れか１つに記載の動力伝達装置の制御装置において、前記第２摩擦クラッチの係合作動を開始した場合には、少なくとも前記第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となるまでは前記第２摩擦クラッチの係合作動を実行することにある。このようにすれば、必ず第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態とされ、その所定状態とされた後、第２摩擦クラッチが係合されるか、或いは第２摩擦クラッチの解放と第１摩擦クラッチの係合とによるクラッチの掴み替えが行われるので、Ｎ→Ｄシフト操作から第２動力伝達経路或いは第１動力伝達経路が形成されるまでの時間の遅れを抑えることができる。
また、第８の発明は、前記第１の発明から第７の発明の何れか１つに記載の動力伝達装置の制御装置において、前記噛合式クラッチの係合が完了する前に前記第２摩擦クラッチの係合が完了した場合には、前記第１摩擦クラッチの非係合状態で前記第２摩擦クラッチの係合状態を保持することにある。このようにすれば、第２動力伝達経路の形成が完了された後は第２動力伝達経路から第１動力伝達経路への切替えが行われないので、車両の発進性を確保することの遅れを抑えることができる。
本発明が適用される車両の概略構成を説明する図である。 動力伝達装置の走行パターンの切り替わりを説明する為の図である。 噛合式クラッチの係合と解放との切替作動を説明する為の図であって、噛合式クラッチが解放された状態を示している。 噛合式クラッチの係合と解放との切替作動を説明する為の図であって、噛合式クラッチが係合された状態を示している。 車両における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 シフトレバーのシフト操作位置の一例を示す図である。 第２クラッチの係合作動によってドグクラッチの入出力要素間に差回転を生じさせるメカニズムを説明する為の図である。 図７と合わせて、第２クラッチの係合作動によってドグクラッチの入出力要素間に差回転を生じさせるメカニズムを説明する為の図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両停止中のＮ→Ｄシフト操作に際してドグクラッチが非係合状態である場合に車両の発進性を確保する為の制御作動を説明するフローチャートである。 図９のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわち車両停止中のＮ→Ｄシフト操作に際してドグクラッチが非係合状態である場合に車両の発進性を確保する為の制御作動を説明するフローチャートであって、図９とは別の実施例である。
以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明が適用される車両１０の概略構成を説明する図である。図１において、車両１０は、走行用の駆動力源として機能するガソリンエンジンやディーゼルエンジン等のエンジン１２と、駆動輪１４と、エンジン１２と駆動輪１４との間に設けられた動力伝達装置１６とを備えている。動力伝達装置１６は、非回転部材としてのハウジング１８内において、エンジン１２に連結された流体式伝動装置としての公知のトルクコンバータ２０、トルクコンバータ２０に連結された入力軸２２、入力軸２２に連結された無段変速機構としての公知のベルト式無段変速機２４(以下、無段変速機２４)、同じく入力軸２２に連結された前後進切替装置２６、前後進切替装置２６を介して入力軸２２に連結されて無段変速機２４と並列に設けられた伝動機構としてのギヤ機構２８、無段変速機２４及びギヤ機構２８の共通の出力回転部材である出力軸３０、カウンタ軸３２、出力軸３０及びカウンタ軸３２に各々相対回転不能に設けられて噛み合う一対のギヤから成る減速歯車装置３４、カウンタ軸３２に相対回転不能に設けられたギヤ３６に連結されたデフギヤ３８、デフギヤ３８に連結された１対の車軸４０等を備えている。このように構成された動力伝達装置１６において、エンジン１２の動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)は、トルクコンバータ２０、無段変速機２４(或いは前後進切替装置２６及びギヤ機構２８)、減速歯車装置３４、デフギヤ３８、及び車軸４０等を順次介して１対の駆動輪１４へ伝達される。
このように、動力伝達装置１６は、エンジン１２(ここではエンジン１２の動力が伝達される入力回転部材である入力軸２２も同意)と駆動輪１４(ここでは駆動輪１４へエンジン１２の動力を出力する出力回転部材である出力軸３０も同意)との間に並列に設けられた、複数の動力伝達経路ＰＴを備えている。複数の動力伝達経路ＰＴは、エンジン１２の動力を入力軸２２からギヤ機構２８を介して駆動輪１４側(すなわち出力軸３０)へ伝達する第１動力伝達経路ＰＴ１と、エンジン１２の動力を入力軸２２から無段変速機２４を介して駆動輪１４側(すなわち出力軸３０)へ伝達する第２動力伝達経路ＰＴ２とを有している。動力伝達装置１６は、車両１０の走行状態に応じてその第１動力伝達経路ＰＴ１とその第２動力伝達経路ＰＴ２とが切り替えられるように構成されている。その為、動力伝達装置１６は、エンジン１２の動力を駆動輪１４側へ伝達する動力伝達経路ＰＴを、第１動力伝達経路ＰＴ１と第２動力伝達経路ＰＴ２とで選択的に切り替えるクラッチ機構を備えている。このクラッチ機構は、第１動力伝達経路ＰＴ１を断接する第１摩擦クラッチ(換言すれば係合されることで第１動力伝達経路ＰＴ１を形成する第１摩擦クラッチ)としての第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１と、第２動力伝達経路ＰＴ２を断接する第２摩擦クラッチ(換言すれば、係合されることで第２動力伝達経路ＰＴ２を形成する第２摩擦クラッチ)としての第２クラッチＣ２とを含んでいる。第１クラッチＣ１、第１ブレーキＢ１、及び第２クラッチＣ２は、断接装置に相当するものであり、何れも油圧アクチュエータによって摩擦係合させられる公知の油圧式摩擦係合装置(摩擦クラッチ)である。又、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１は、各々、後述するように、前後進切替装置２６を構成する要素の１つである。
トルクコンバータ２０は、入力軸２２回りにその入力軸２２に対して同軸心に設けられており、エンジン１２に連結されたポンプ翼車２０ｐ、及び入力軸２２に連結されたタービン翼車２０ｔを備えている。ポンプ翼車２０ｐには、無段変速機２４を変速制御したり、前記クラッチ機構を作動したり、動力伝達装置１６の各部に潤滑油を供給したりする為の作動油圧をエンジン１２により回転駆動されることにより発生する機械式のオイルポンプ４２が連結されている。
前後進切替装置２６は、第１動力伝達経路ＰＴ１において入力軸２２回りにその入力軸２２に対して同軸心に設けられており、ダブルピニオン型の遊星歯車装置２６ｐ、第１クラッチＣ１、及び第１ブレーキＢ１を備えている。遊星歯車装置２６ｐは、入力要素としてのキャリヤ２６ｃと、出力要素としてのサンギヤ２６ｓと、反力要素としてのリングギヤ２６ｒとの３つの回転要素を有する差動機構である。キャリヤ２６ｃは入力軸２２に一体的に連結され、リングギヤ２６ｒは第１ブレーキＢ１を介してハウジング１８に選択的に連結され、サンギヤ２６ｓは入力軸２２回りにその入力軸２２に対して同軸心に相対回転可能に設けられた小径ギヤ４４に連結されている。又、キャリヤ２６ｃとサンギヤ２６ｓとは、第１クラッチＣ１を介して選択的に連結される。よって、第１クラッチＣ１は、前記３つの回転要素のうちの２つの回転要素を選択的に連結するクラッチ機構であり、第１ブレーキＢ１は、前記反力要素をハウジング１８に選択的に連結するクラッチ機構である。
ギヤ機構２８は、小径ギヤ４４と、ギヤ機構カウンタ軸４６回りにそのギヤ機構カウンタ軸４６に対して同軸心に相対回転不能に設けられてその小径ギヤ４４と噛み合う大径ギヤ４８とを備えている。又、ギヤ機構２８は、ギヤ機構カウンタ軸４６回りにそのギヤ機構カウンタ軸４６に対して同軸心に相対回転可能に設けられたアイドラギヤ５０と、出力軸３０回りにその出力軸３０に対して同軸心に相対回転不能に設けられてそのアイドラギヤ５０と噛み合う出力ギヤ５２とを備えている。出力ギヤ５２は、アイドラギヤ５０よりも大径である。従って、ギヤ機構２８は、入力軸２２と出力軸３０との間の動力伝達経路ＰＴにおいて、所定の変速比(変速段)としての１つの変速比(変速段)が形成される伝動機構である。ギヤ機構カウンタ軸４６回りには、更に、大径ギヤ４８とアイドラギヤ５０との間に、これらの間を選択的に断接する噛合式クラッチとしてのドグクラッチＤ１が設けられている。ドグクラッチＤ１は、動力伝達装置１６に備えられて、前後進切替装置２６(前記第１摩擦クラッチも同意)と出力軸３０との間の動力伝達経路に配設された、第１動力伝達経路ＰＴ１を断接する第３クラッチ(換言すれば前記第１摩擦クラッチと共に係合されることで第１動力伝達経路ＰＴ１を形成する第３クラッチ)として機能するものであり、前記クラッチ機構に含まれる。
具体的には、ドグクラッチＤ１は、ギヤ機構カウンタ軸４６回りにそのギヤ機構カウンタ軸４６に対して同軸心に相対回転不能に設けられたクラッチハブ５４と、アイドラギヤ５０とクラッチハブ５４との間に配置されてそのアイドラギヤ５０に固設されたクラッチギヤ５６と、クラッチハブ５４に対してスプライン嵌合されることによりギヤ機構カウンタ軸４６の軸心回りの相対回転不能且つその軸心と平行な方向の相対移動可能に設けられた円筒状のスリーブ５８とを備えている。クラッチハブ５４と常に一体的に回転させられるスリーブ５８がクラッチギヤ５６側へ移動させられてそのクラッチギヤ５６と噛み合わされることで、アイドラギヤ５０とギヤ機構カウンタ軸４６とが接続される。更に、ドグクラッチＤ１は、スリーブ５８とクラッチギヤ５６とを嵌合する際に回転を同期させる、同期機構としての公知のシンクロメッシュ機構Ｓ１を備えている。このように構成されたドグクラッチＤ１では、スリーブ５８がギヤ機構カウンタ軸４６の軸心と平行な方向に摺動させられ、係合状態と解放状態とが切り替えられる。
第１動力伝達経路ＰＴ１は、ドグクラッチＤ１とドグクラッチＤ１よりも入力軸２２側に設けられた第１クラッチＣ１(又は第１ブレーキＢ１)とが共に係合されることで形成される。第１クラッチＣ１の係合により前進用動力伝達経路が形成され、第１ブレーキＢ１の係合により後進用動力伝達経路が形成される。動力伝達装置１６では、第１動力伝達経路ＰＴ１が形成されると、エンジン１２の動力を入力軸２２からギヤ機構２８を経由して出力軸３０へ伝達することができる動力伝達可能状態とされる。一方で、第１動力伝達経路ＰＴ１は、少なくとも第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１が共に解放されるか、或いは少なくともドグクラッチＤ１が解放されると、動力伝達を遮断するニュートラル状態(動力伝達遮断状態)とされる。
無段変速機２４は、入力軸２２に設けられた有効径が可変のプライマリプーリ６０と、出力軸３０と同軸心の回転軸６２に設けられた有効径が可変のセカンダリプーリ６４と、それら各プーリ６０，６４の間に巻き掛けられた伝動ベルト６６とを備え、各プーリ６０，６４と伝動ベルト６６との間の摩擦力を介して動力伝達が行われる。無段変速機２４では、各プーリ６０，６４のＶ溝幅が変化して伝動ベルト６６の掛かり径(有効径)が変更されることで、変速比γ(＝プライマリプーリ回転速度Ｎpri／セカンダリプーリ回転速度Ｎsec)が変化させられる。出力軸３０は、回転軸６２回りにその回転軸６２に対して同軸心に相対回転可能に配置されている。第２クラッチＣ２は、無段変速機２４よりも駆動輪１４側に設けられており(すなわちセカンダリプーリ６４と出力軸３０との間に設けられており)、セカンダリプーリ６４(回転軸６２)と出力軸３０との間を選択的に断接する。第２動力伝達経路ＰＴ２は、第２クラッチＣ２が係合されることで形成される。動力伝達装置１６では、第２動力伝達経路ＰＴ２が形成されると、エンジン１２の動力を入力軸２２から無段変速機２４を経由して出力軸３０へ伝達することができる動力伝達可能状態とされる。一方で、第２動力伝達経路ＰＴ２は、第２クラッチＣ２が解放されると、ニュートラル状態とされる。
動力伝達装置１６の作動について、以下に説明する。図２は、動力伝達装置１６の各走行パターン(走行モード)毎の係合要素の係合表を用いて、その走行パターンの切り替わりを説明する為の図である。図２において、Ｃ１は第１クラッチＣ１の作動状態に対応し、Ｃ２は第２クラッチＣ２の作動状態に対応し、Ｂ１は第１ブレーキＢ１の作動状態に対応し、Ｄ１はドグクラッチＤ１の作動状態に対応し、「○」は係合(接続)を示し、「×」は解放(遮断)を示している。
図２において、例えば第１クラッチＣ１及びドグクラッチＤ１が係合され且つ第２クラッチＣ２及び第１ブレーキＢ１が解放されるギヤ走行の走行パターンでは、エンジン１２の動力は第１動力伝達経路ＰＴ１を介して出力軸３０に伝達され、前進走行が可能となる。尚、例えば第１ブレーキＢ１及びドグクラッチＤ１が係合され且つ第２クラッチＣ２及び第１クラッチＣ１が解放されるギヤ走行の走行パターンでは、後進走行が可能となる。
又、例えば第２クラッチＣ２が係合され且つ第１クラッチＣ１、第１ブレーキＢ１、及びドグクラッチＤ１が解放されるＣＶＴ走行(高車速)の走行パターンでは、エンジン１２の動力は第２動力伝達経路ＰＴ２を介して出力軸３０に伝達され、前進走行が可能となる。このＣＶＴ走行(高車速)中にドグクラッチＤ１が解放されるのは、例えばＣＶＴ走行中のギヤ機構２８等の引き摺りをなくすと共に、高車速においてギヤ機構２８や遊星歯車装置２６ｐの構成部材(例えばピニオンギヤ)等が高回転化するのを防止する為である。ドグクラッチＤ１は、駆動輪１４側からの入力を遮断する被駆動入力遮断クラッチとして機能する。
前記ギヤ走行は、例えば車両停止中を含む低車速領域において選択される。動力伝達装置１６では、第１動力伝達経路ＰＴ１にて形成される変速比γ１は、第２動力伝達経路ＰＴ２にて形成され得る最低車速側(最ロー側)の変速比(すなわち最大変速比)γmaxよりも大きな値(すなわちロー側の変速比)に設定されている。例えば変速比γ１は動力伝達装置１６における第１速変速比に相当し、最大変速比γmaxは動力伝達装置１６における第２速変速比に相当する。その為、ギヤ走行とＣＶＴ走行とは、例えば公知の有段変速機の変速マップにおける第１速変速段と第２速変速段とを切り替える為の変速線に従って切り替えられる。又、ＣＶＴ走行においては、例えば公知の手法を用いて、アクセル開度や車速などの走行状態に基づいて、最大変速比γmaxと最高車速側(最ハイ側)の変速比(すなわち最小変速比)γminとの間で変速比γを変化させるように無段変速機２４が変速される。
ギヤ走行からＣＶＴ走行(高車速)、或いはＣＶＴ走行(高車速)からギヤ走行へ切り替えられる際には、図２に示すように、ＣＶＴ走行(高車速)に対して更にドグクラッチＤ１が係合されるＣＶＴ走行(中車速)の走行パターンを過渡的に経由して切り替えられる。例えばギヤ走行からＣＶＴ走行(高車速)へ切り替えられる場合、第１クラッチＣ１を解放して第２クラッチＣ２を係合するようにクラッチを掴み替える変速(例えばクラッチツゥクラッチ変速(以下、ＣtoＣ変速という))が実行されてＣＶＴ走行(中車速)に過渡的に切り替えられ、その後、ドグクラッチＤ１が解放される。又、例えばＣＶＴ走行(高車速)からギヤ走行へ切り替えられる場合、ギヤ走行への切替準備としてドグクラッチＤ１が係合されてＣＶＴ走行(中車速)に過渡的に切り替えられ、その後、第２クラッチＣ２を解放して第１クラッチＣ１を係合するようにクラッチを掴み替える変速(例えばＣtoＣ変速)が実行される。
図３及び図４は共に、ドグクラッチＤ１の係合と解放との切替作動を説明する為の図である。図３はドグクラッチＤ１が解放された状態を示し、又、図４はドグクラッチＤ１が係合された状態を示している。図３及び図４において、シンクロメッシュ機構Ｓ１は、キースプリング６８と、キースプリング６８によってスリーブ５８に係合させられたシフティングキー７０と、所定の遊びを有する状態でシフティングキー７０と共に回転させられるシンクロナイザリング７２と、クラッチギヤ５６に設けられたコーン部７４とを含んでいる。スリーブ５８の内周面には、クラッチハブ５４とスプライン嵌合されるスプライン歯７６が設けられている。このスリーブ５８が図３に示す解放位置からクラッチギヤ５６側(図３中の矢印Ａ方向)に移動させられると、シフティングキー７０を介してシンクロナイザリング７２がコーン部７４に押圧され、その間の摩擦によってクラッチギヤ５６に動力伝達が行われるようになる。スリーブ５８が更にクラッチギヤ５６側に移動させられると、図４に示すように、スプライン歯７６はシンクロナイザリング７２に設けられたスプライン歯７８、更にはクラッチギヤ５６に設けられたスプライン歯８０と噛み合わされる。これにより、クラッチハブ５４とクラッチギヤ５６とが一体的に接続されて前後進切替装置２６と出力軸３０との間の動力伝達経路が形成される。
図３及び図４において、動力伝達装置１６は、ドグクラッチＤ１の係合作動と解放作動とを行う油圧アクチュエータ８２を備えている。ドグクラッチＤ１は、油圧アクチュエータ８２のリターンスプリング８２ａの付勢力により、スリーブ５８を解放側(図３参照)へ押し付ける押付力がフォークシャフト８４及びシフトフォーク８６を介してスリーブ５８に常時作用させられている。又、エンジン１２により回転駆動されるオイルポンプ４２が発生する油圧を元圧として油圧制御回路８８(図５参照)により調圧された、油圧アクチュエータ８２を作動させる油圧Ｐd1が油圧アクチュエータ８２の油室８２ｂに供給されることにより、リターンスプリング８２ａの付勢力に対抗する押圧力が発生させられ、上記押付力に対抗してスリーブ５８を係合側(図４参照)へ移動させる係合力がフォークシャフト８４及びシフトフォーク８６を介してスリーブ５８に作用させられる。油室８２ｂに所定油圧Ａよりも大きな油圧Ｐd1が供給されるときは、ドグクラッチＤ１を係合状態とする位置にスリーブ５８が移動させられる。この所定油圧Ａは、例えばドグクラッチＤ１を係合状態とする位置にスリーブ５８を移動させる為の予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)油圧Ｐd1の下限値である。尚、この所定油圧Ａは、例えば油温などに基づいて変化させられる値であっても良い。このように、ドグクラッチＤ１では、フォークシャフト８４が油圧アクチュエータ８２によって作動させられることにより、フォークシャフト８４に固設されたシフトフォーク８６を介してスリーブ５８がギヤ機構カウンタ軸４６の軸心と平行な方向に摺動させられ、係合と解放とが切り替えられる。
図５は、車両１０における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図５において、車両１０は、例えば動力伝達装置１６の制御装置を含む電子制御装置９０を備えている。よって、図５は、電子制御装置９０の入出力系統を示す図であり、又、電子制御装置９０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。電子制御装置９０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９０は、エンジン１２の出力制御、無段変速機２４の変速制御、動力伝達装置１６の走行パターンの切替制御等を実行する。電子制御装置９０は、必要に応じてエンジン制御用、油圧制御用等に分けて構成される。
電子制御装置９０には、車両１０が備える各種センサ(例えば各種回転速度センサ１００，１０２，１０４，１０６、アクセル開度センサ１０８、ストロークセンサ１１０、シフト位置センサ１１２など)による検出信号に基づく各種実際値(例えばエンジン回転速度Ｎe、入力軸回転速度Ｎinであるプライマリプーリ回転速度Ｎpri、回転軸６２の回転速度であるセカンダリプーリ回転速度Ｎsec、車速Ｖに対応する出力軸回転速度Ｎout、アクセル開度θacc、ドグクラッチＤ１を解放完了状態とするスリーブ５８の解放側位置とドグクラッチＤ１を係合完了状態とするスリーブ５８の係合側位置との間におけるスリーブ５８の位置情報に対応するシフトフォーク８６(又はフォークシャフト８４など)の移動位置であるシンクロ位置Ｐsync、シフト操作部材としてのシフトレバー１１４の位置情報に対応するシフト操作位置(シフト位置又はレバー位置ともいう)Ｐshなど)が、それぞれ供給される。又、電子制御装置９０からは、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、無段変速機２４の変速に関する油圧制御の為の油圧制御指令信号Ｓcvt、動力伝達装置１６の走行パターンの切替えに関連する第１クラッチＣ１、第１ブレーキＢ１、第２クラッチＣ２、及びドグクラッチＤ１を制御する為の油圧制御指令信号Ｓswt等が、それぞれ出力される。例えば、油圧制御指令信号Ｓswtとして、第１クラッチＣ１、第１ブレーキＢ１、第２クラッチＣ２、ドグクラッチＤ１の各々の油圧アクチュエータへ供給される各油圧を調圧する各ソレノイド弁を駆動する為の指令信号(指令油圧)が油圧制御回路８８へ出力される。
図６は、シフトレバー１１４のシフト操作位置Ｐshの一例を示す図である。図６に示すように、シフトレバー１１４は、「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、及び「Ｓ」のシフト操作位置Ｐshを有しており、何れか１つのシフト操作位置Ｐshへ手動操作される。シフト操作位置「Ｐ」は、動力伝達装置１６のパーキングポジション(Ｐポジション)を選択し、動力伝達装置１６を動力伝達経路が遮断されたニュートラル状態(中立状態)とし且つ機械的に出力軸３０の回転を阻止する為のパーキング操作位置Ｐである。又、シフト操作位置「Ｒ」は、動力伝達装置１６の後進走行ポジション(Ｒポジション)を選択し、後進走行する為の後進走行操作位置Ｒである。この後進走行操作位置Ｒは、第１ブレーキＢ１及びドグクラッチＤ１を係合して後進走行を可能とする走行操作位置である。又、シフト操作位置「Ｎ」は、動力伝達装置１６のニュートラルポジション(Ｎポジション)を選択し、少なくとも第１クラッチＣ１、第１ブレーキＢ１、及び第２クラッチＣ２を解放して動力伝達装置１６をニュートラル状態とする為のニュートラル操作位置(中立操作位置)Ｎである。又、シフト操作位置「Ｄ」は、動力伝達装置１６の前進走行ポジション(Ｄポジション)を選択し、前進走行する為の前進走行操作位置Ｄである。この前進走行操作位置Ｄは、第１クラッチＣ１及びドグクラッチＤ１を係合するか、或いは第２クラッチＣ２を係合するか、或いは第２クラッチＣ２及びドグクラッチＤ１を係合して前進走行を可能とする走行操作位置である。又、シフト操作位置「Ｓ」は、動力伝達装置１６のＤポジションにおいて変速比γの変速範囲を制限する為の手動変速操作位置Ｓである。この手動変速操作位置Ｓは、変速可能な高車速側(ハイ側)の変速比γが異なる複数種類の変速レンジを切り替えることにより手動変速を可能とする走行操作位置である。このシフト操作位置「Ｓ」においては、シフトレバー１１４の操作毎に変速範囲をアップ側にシフトさせる為のアップシフト操作位置「＋」、シフトレバー１１４の操作毎に変速範囲をダウン側にシフトさせる為のダウンシフト操作位置「−」が備えられている。
電子制御装置９０は、エンジン出力制御手段すなわちエンジン出力制御部９２、及び変速制御手段すなわち変速制御部９４を備えている。
エンジン出力制御部９２は、例えば予め定められた関係(例えば駆動力マップ)に実際のアクセル開度θacc及び車速Ｖを適用することで要求駆動力Ｆdemを算出し、その要求駆動力Ｆdemが得られる目標エンジントルクＴetgtを設定し、その目標エンジントルクＴetgtが得られるようにエンジン１２を出力制御するエンジン出力制御指令信号Ｓeをそれぞれスロットルアクチュエータや燃料噴射装置や点火装置などへ出力する。
変速制御部９４は、車両停止中のパーキング操作位置Ｐ或いはニュートラル操作位置Ｎにおいてエンジン出力制御部９２によるエンジン１２の始動が開始された場合、ギヤ走行に備えて、油圧アクチュエータ８２によるドグクラッチＤ１の係合作動を行う指令を油圧制御回路８８へ出力する。その後、変速制御部９４は、シフトレバー１１４が前進走行操作位置Ｄ(或いは後進走行操作位置Ｒ)に切り替えられた場合、第１クラッチＣ１(或いは第１ブレーキＢ１)を係合する指令を油圧制御回路８８へ出力する。
又、変速制御部９４は、ＣＶＴ走行において、例えば予め定められた関係(例えばＣＶＴ変速マップ、ベルト挟圧力マップ)に実際のアクセル開度θacc及び車速Ｖなどを適用することで、無段変速機２４のベルト滑りが発生しないようにしつつエンジン１２の動作点が所定の最適ライン(例えばエンジン最適燃費線)上となる無段変速機２４の目標変速比γtgtを達成する為のプライマリプーリ６０及びセカンダリプーリ６４の各油圧シリンダに各々供給する油圧の各指令油圧(油圧制御指令信号Ｓcvt)を決定し、それら各指令油圧を油圧制御回路８８へ出力して、ＣＶＴ変速を実行する。
又、変速制御部９４は、ギヤ走行とＣＶＴ走行とを切り替える切替制御を実行する。具体的には、変速制御部９４は、例えばギヤ走行における変速比γ１に対応する第１速変速比とＣＶＴ走行における最大変速比γmaxに対応する第２速変速比とを切り替える為の所定のヒステリシスを有したアップシフト線及びダウンシフト線を用いて、車速Ｖ及びアクセル開度θaccに基づいて変速比の切替えを判断し、その判断結果に基づいて走行パターンを切り替える。
変速制御部９４は、ギヤ走行中にアップシフトを判断してギヤ走行からＣＶＴ走行(高車速)へ切り替える場合、先ず、ＣtoＣ変速を実行してギヤ走行からＣＶＴ走行(中車速)に過渡的に切り替える。これにより、動力伝達装置１６における動力伝達経路は、第１動力伝達経路ＰＴ１から第２動力伝達経路ＰＴ２へ切り替えられる。次いで、変速制御部９４は、油圧アクチュエータ８２によるドグクラッチＤ１の解放作動を行う指令を油圧制御回路８８へ出力して、ＣＶＴ走行(中車速)からＣＶＴ走行(高車速)へ切り替える。又、変速制御部９４は、ＣＶＴ走行(高車速)中にダウンシフトを判断してＣＶＴ走行(高車速)からギヤ走行へ切り替える場合、先ず、油圧アクチュエータ８２によるドグクラッチＤ１の係合作動を行う指令を油圧制御回路８８へ出力して、ＣＶＴ走行(高車速)からＣＶＴ走行(中車速)へ過渡的に切り替える。次いで、変速制御部９４は、ＣtoＣ変速を実行してＣＶＴ走行(中車速)からギヤ走行に切り替える。これにより、動力伝達装置１６における動力伝達経路は、第２動力伝達経路ＰＴ２から第１動力伝達経路ＰＴ１へ切り替えられる。ギヤ走行とＣＶＴ走行とを切り替える切替制御では、ＣＶＴ走行(中車速)の状態を過渡的に経由することで、ＣtoＣ変速によるトルクの受け渡しを行うだけで第１動力伝達経路ＰＴ１と第２動力伝達経路ＰＴ２とが切り替えられるので、切替えショックが抑制される。
ここで、車両停止中にシフトレバー１１４がニュートラル操作位置Ｎから前進走行操作位置Ｄへ操作されるＮ→Ｄシフト操作が為された場合には、速やかに車両発進ができるように、できるだけ早く第１動力伝達経路ＰＴ１を形成することが好ましい。ところで、Ｎ→Ｄシフト操作に先立ってエンジン始動が為される場合、Ｎ→Ｄシフト操作時点ではエンジン始動に伴って実行されるドグクラッチＤ１の係合作動が完了していない可能性がある。又、車両停止中に第１動力伝達経路ＰＴ１を形成するときには、ドグクラッチＤ１の構造上、ドグクラッチＤ１の係合が完了した状態で第１クラッチＣ１を係合する必要がある。その為、車両停止中においてエンジン始動後のＮ→Ｄシフト操作時にドグクラッチＤ１が係合されていない場合には、第１動力伝達経路ＰＴ１の形成が遅れる可能性がある。これとは別に、車両停止時に第１クラッチＣ１が解放されている場合、ドグクラッチＤ１の入力要素(例えばギヤ機構カウンタ軸４６、クラッチハブ５４)と出力要素(例えばアイドラギヤ５０、クラッチギヤ５６)とが共に回転停止した状態となる。このような状態において、ドグクラッチＤ１の係合時に噛み合う相対部材(例えばスプライン歯７６、７８，８０)の各位相によっては、スプライン歯７６の歯先と、スプライン歯７８の歯先或いはスプライン歯８０の歯先とが当接(衝突)して、ドグクラッチＤ１の係合作動が進行せず、係合に至らない状態となるアップロックが発生する場合がある。このようなドグクラッチＤ１のアップロックが発生した場合、第１動力伝達経路ＰＴ１を形成することができない。尚、パーキング操作位置Ｐから前進走行操作位置ＤへのＰ→Ｄシフト操作では、ニュートラル操作位置Ｎを経由して前進走行操作位置Ｄへ切り替えられるので、本実施例ではこのＰ→Ｄシフト操作をＮ→Ｄシフト操作に含める。
そこで、変速制御部９４は、エンジン１２が駆動中の車両停止中であり、且つシフトレバー１１４のシフト操作位置Ｐshがニュートラル操作位置Ｎから前進走行操作位置Ｄへ切り替えられたときに、ドグクラッチＤ１が非係合状態である場合には、第１クラッチＣ１の非係合状態で第２クラッチＣ２の係合作動を開始する。そして、変速制御部９４は、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中にドグクラッチＤ１の係合作動を実行する。つまり、変速制御部９４は、ドグクラッチＤ１が非係合状態である場合には、第１クラッチＣ１の係合作動を直ぐに開始することができないので、先に第２クラッチＣ２の係合作動を開始して第２動力伝達経路ＰＴ２を形成する準備を開始する。これによって、何れの動力伝達経路ＰＴも形成されないということが回避され、車両１０の発進性が確保される。加えて、ドグクラッチＤ１の入出力要素間に差回転(位相ずれ)を生じさせて、ドグクラッチＤ１を係合し易くする為に、変速制御部９４は、第２クラッチＣ２の係合作動を実行する。これによって、車両発進により適した第１動力伝達経路ＰＴ１による動力伝達の準備を促進させることができる。
第２クラッチＣ２の係合作動によってドグクラッチＤ１の入出力要素間に差回転を生じさせるメカニズムについて、以下に説明する。図７，図８は、上記メカニズムを説明する為の図である。図７は、エンジン１２と動力伝達装置１６とを含むパワートレーン１２０を簡略化した図である。図８は、パワートレーン１２０の出力軸(例えば車軸４０)からドグクラッチＤ１の出力要素(例えばアイドラギヤ５０)までの機械的な連結を簡略化した図である。図７，図８において、パワートレーン１２０は、エンジンマウント等により柔支持されている。その為、パワートレーン１２０の出力軸にトルクが掛かると、その分、その出力軸回りにパワートレーン１２０全体が捩れる。このことは、パワートレーン１２０側から見ると、パワートレーン１２０の出力軸に捩れが発生したことになる。よって、第２クラッチＣ２を係合すると、パワートレーン１２０の出力軸にトルクが掛かって、パワートレーン１２０の縣架系剛性１２２分だけその出力軸が捩れる。一方、ドグクラッチＤ１の出力要素は、パワートレーン１２０の出力軸とギヤ対(例えばギヤ対Ａ，Ｂ，Ｃ)によって剛体連結されている。従って、パワートレーン１２０の出力軸が捩れると、ドグクラッチＤ１の出力要素は、その出力軸の捩れ角×ギヤ比分だけ回転させられる。例えば、ギヤ対Ａ，Ｂ，Ｃのトータルギヤ比が１０だとして、パワートレーン１２０の出力軸が１０[°]捩れると、ドグクラッチＤ１の出力要素は、１０[°]×１０＝１００[°]回転させられる。他方、ドグクラッチＤ１の入力要素(例えばギヤ機構カウンタ軸４６)は、第１クラッチＣ１及びドグクラッチＤ１が共に解放状態にある為、回転力をどこからも与えられず、回転させられない。これにより、ドグクラッチＤ１の入力要素は回転しないが、ドグクラッチＤ１の出力要素は捩れによって回転するので、ドグクラッチＤ１の入出力要素(係合時に噛み合う相対部材)間には差回転(位相ずれ)が発生させられる。
より具体的には、図５に戻り、電子制御装置９０は、車両状態判定手段すなわち車両状態判定部９６、及びクラッチ係合判定手段すなわちクラッチ係合判定部９８を更に備えている。車両状態判定部９６は、車速Ｖ及びシフト操作位置Ｐshに基づいて、車両停止中にＮ→Ｄシフト操作が為されたか否かを判定する。
クラッチ係合判定部９８は、例えばシンクロ位置Ｐsyncに基づいてドグクラッチＤ１の係合が完了しているか否か(すなわちドグクラッチＤ１が係合状態にあるか否か)を判定する。クラッチ係合判定部９８は、例えばシンクロ位置Ｐsyncが所定範囲にある場合にドグクラッチＤ１が係合状態にあると判定し、シンクロ位置Ｐsyncが所定範囲にない場合にドグクラッチＤ１が非係合状態にあると判定する。この所定範囲は、例えばドグクラッチＤ１を係合状態とするシンクロ位置Ｐsyncにスリーブ５８が移動させられたと判断できる為の予め定められたシンクロ位置Ｐsyncの範囲である。又、クラッチ係合判定部９８は、例えば変速制御部９４によるドグクラッチＤ１の係合作動の実行中に、シンクロ位置Ｐsyncに基づいてドグクラッチＤ１の係合が完了したか否かを判定する。
クラッチ係合判定部９８は、例えば変速制御部９４による第１クラッチＣ１の係合作動が完了したか否かを判定する。又、クラッチ係合判定部９８は、例えば変速制御部９４による第２クラッチＣ２の係合作動が完了したか否かを判定する。ここで、変速制御部９４によるクラッチＣ１，Ｃ２の係合作動は、例えば係合準備と係合処理とに分けられる。この係合準備は、クラッチＣ１，Ｃ２がトルク容量を持つ前の所定状態へクラッチＣ１，Ｃ２の状態を移行する係合作動である。この所定状態は、例えばクラッチＣ１，Ｃ２のパック詰めが完了した状態であって、その状態から指令油圧を上昇させればクラッチＣ１，Ｃ２がトルク容量を持ち始める状態である。つまり、所定状態は、急速充填用の指令油圧の出力後に低圧待機用の指令油圧が出力される係合準備の実行中に、係合準備の開始から所定時間以上経過した状態である。従って、クラッチＣ１，Ｃ２が前記所定状態となるということは、クラッチＣ１，Ｃ２の係合準備が完了したということである。一方、この係合処理は、係合準備が完了したクラッチＣ１，Ｃ２の状態を係合状態へ移行する係合作動である。つまり、この係合処理は、クラッチＣ１，Ｃ２の係合準備が完了した状態から指令油圧を漸増してクラッチＣ１，Ｃ２を係合する係合作動である。従って、クラッチＣ１，Ｃ２の係合が完了したということは、クラッチＣ１，Ｃ２の係合処理が完了したということである。
クラッチ係合判定部９８は、例えば変速制御部９４による第１クラッチＣ１の係合準備の実行中にその係合準備の開始から所定時間Ａ以上経過したか否かに基づいて、変速制御部９４による第１クラッチＣ１の係合準備が完了したか否かを判定する。又、クラッチ係合判定部９８は、例えば変速制御部９４による第２クラッチＣ２の係合準備の実行中にその係合準備の開始から所定時間Ｂ以上経過したか否かに基づいて、変速制御部９４による第２クラッチＣ２の係合準備が完了したか否かを判定する。この所定時間Ａ，Ｂは、例えば係合準備の指令油圧によりクラッチＣ１，Ｃ２が前記所定状態とされたと判断できる為の予め定められたその指令油圧の出力開始からの時間の下限値である。
クラッチ係合判定部９８は、例えば変速制御部９４による第１クラッチＣ１の係合処理の実行中に所定回転部材の回転速度(例えば入力軸回転速度Ｎin)が第１クラッチＣ１の係合による変化後の回転速度となったか否かに基づいて、第１クラッチＣ１の係合が完了したか否かを判定する。クラッチ係合判定部９８は、例えば変速制御部９４による第２クラッチＣ２の係合処理の実行中に所定回転部材の回転速度(例えば入力軸回転速度Ｎin)が第２クラッチＣ２の係合による変化後の回転速度となったか否かに基づいて、第２クラッチＣ２の係合が完了したか否かを判定する。前記クラッチＣ１，Ｃ２の係合による変化後の入力軸回転速度Ｎinは、例えば車両停止中であれば零値であり、回転速度センサ１０２による検出信号に基づくその変化後の実際値が零値であるか否かに基づいて、クラッチＣ１，Ｃ２の係合が完了したか否かが判定される。尚、第１クラッチＣ１の係合処理は、ドグクラッチＤ１の係合完了が前提とされている。
変速制御部９４は、車両状態判定部９６により車両停止中にＮ→Ｄシフト操作が為されたと判定されたときに、クラッチ係合判定部９８によりドグクラッチＤ１が係合状態にない(すなわち非係合状態にある)と判定された場合には、第１クラッチＣ１を非係合状態としたままで第２クラッチＣ２の係合作動(特には係合準備)を開始する。変速制御部９４は、この第２クラッチＣ２の係合作動(特には係合準備)の実行中にドグクラッチＤ１の係合作動を実行する(すなわち既に開始しているドグクラッチＤ１の係合作動を継続して実行するか、或いはドグクラッチＤ１の係合作動を開始する)。一方で、変速制御部９４は、車両状態判定部９６により車両停止中にＮ→Ｄシフト操作が為されたと判定されたときに、クラッチ係合判定部９８によりドグクラッチＤ１が係合状態にあると判定された場合には、第１クラッチＣ１の係合作動を開始(実行)する。この第１クラッチＣ１の係合作動では、第１クラッチＣ１の係合準備が開始され、その係合準備の実行中に第１クラッチＣ１が所定状態となったと判定されると第１クラッチＣ１の係合処理が開始され、その係合処理の実行により第１クラッチＣ１が係合される。
変速制御部９４は、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中にクラッチ係合判定部９８によりドグクラッチＤ１の係合が完了したと判定された場合には、第２クラッチＣ２の係合作動を止め、第２クラッチＣ２の解放作動(解放処理)を実行して第２クラッチＣ２を解放し、第１クラッチＣ１の係合作動を実行して第１クラッチＣ１を係合する。特に、変速制御部９４は、第２クラッチＣ２の係合準備の実行中に、クラッチ係合判定部９８により第２クラッチＣ２が前記所定の状態となったと判定される前にドグクラッチＤ１の係合が完了したと判定された場合には、第２クラッチＣ２の係合準備を止め、第２クラッチＣ２を解放し、第１クラッチＣ１を係合する。この場合、第２クラッチＣ２は未だトルク容量を持っていないので、第１クラッチＣ１の係合に際して、ＣtoＣ変速のようにクラッチを掴み替える必要がない(すなわちトルクの受け渡しを行う必要がない)ので、制御がより簡単である。又、変速制御部９４は、第２クラッチＣ２の係合処理の実行中にクラッチ係合判定部９８によりドグクラッチＤ１の係合が完了したと判定された場合には、第２クラッチＣ２の係合処理を止め、第２クラッチＣ２を解放し、第１クラッチＣ１を係合する。この場合、第２クラッチＣ２は既にトルク容量を持っているので、第１クラッチＣ１の係合に際しては、ＣtoＣ変速のようにクラッチを掴み替える制御が行われる。
変速制御部９４は、上記第２クラッチＣ２の係合作動の実行中に第１クラッチＣ１の係合作動(特には係合準備)を開始し、第１クラッチＣ１を前記所定状態にて保持する。これは、上述したドグクラッチＤ１の係合完了後に実行する第１クラッチＣ１の係合作動において、速やかに第１クラッチＣ１の係合処理を開始して第１クラッチＣ１を係合する為である。特に、変速制御部９４は、第２クラッチＣ２の係合準備の実行中にクラッチ係合判定部９８により第２クラッチＣ２が前記所定状態となったと判定された場合には、第１クラッチＣ１の係合準備及び第２クラッチＣ２の係合処理を開始する。これは、第１クラッチＣ１の係合準備を第２クラッチＣ２の係合準備とを同時並行で行うと、第２クラッチＣ２の係合準備に時間が掛かり結果的に第２動力伝達経路ＰＴ２の形成が遅れる可能性がある為である。
変速制御部９４は、上記第１クラッチＣ１の係合準備の実行中に、クラッチ係合判定部９８により第１クラッチＣ１が前記所定の状態となったと判定される前に第２クラッチＣ２の係合が完了したと判定された場合には、第１クラッチＣ１を非係合状態としたままで第２クラッチＣ２の係合状態を保持する。又、変速制御部９４は、クラッチ係合判定部９８によりドグクラッチＤ１の係合が完了したと判定される前に第２クラッチＣ２の係合が完了したと判定された場合には、第１クラッチＣ１を非係合状態としたままで第２クラッチＣ２の係合状態を保持する。つまり、第２クラッチＣ２の係合が完了するまでに、第１クラッチＣ１の係合準備或いはドグクラッチＤ１の係合が完了しなかった場合には、第２動力伝達経路ＰＴ２から第１動力伝達経路ＰＴ１への切替えを断念し、第２動力伝達経路ＰＴ２にて車両発進に備えることを優先する。第１動力伝達経路ＰＴ１への切替えを断念した場合には、変速制御部９４は、例えば第１クラッチＣ１の係合準備を止め、第１クラッチＣ１の解放処理に移行する。
図９は、電子制御装置９０の制御作動の要部すなわち車両停止中のＮ→Ｄシフト操作に際してドグクラッチＤ１が非係合状態である場合に車両１０の発進性を確保する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図１０は、図９のフローチャートに示す制御作動を実行した場合のタイムチャートの一例である。
図９において、先ず、車両状態判定部９６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、例えば車両停止中にＮ→Ｄシフト操作が為されたか否かが判定される。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。このＳ１０の判断が肯定される場合はクラッチ係合判定部９８に対応するＳ２０において、例えばドグクラッチＤ１の係合が完了しているか否かが判定される。このＳ２０の判断が肯定される場合は変速制御部９４に対応するＳ３０において、例えば第１クラッチＣ１の係合準備が開始(実行)される。次いで、クラッチ係合判定部９８に対応するＳ４０において、例えば第１クラッチＣ１の係合準備が完了したか否かが判定される。このＳ４０の判断が否定される場合は、このＳ４０が繰り返し実行される。このＳ４０の判断が肯定される場合は変速制御部９４に対応するＳ５０において、例えば第１クラッチＣ１の係合処理が開始(実行)される。一方、上記Ｓ２０の判断が否定される場合は変速制御部９４に対応するＳ６０において、例えば第２クラッチＣ２の係合準備が開始(実行)される(図１０のｔ１時点参照)。この第２クラッチＣ２の係合準備の実行中にはドグクラッチＤ１の係合作動が実行される。次いで、クラッチ係合判定部９８に対応するＳ７０において、例えば第２クラッチＣ２の係合準備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クラッチ係合判定部９８に対応するＳ８０において、例えばドグクラッチＤ１の係合が完了したか否かが判定される。このＳ８０の判断が否定される場合は、上記Ｓ７０に戻される。このＳ８０の判断が肯定される場合は変速制御部９４に対応するＳ９０において、例えば第２クラッチＣ２の解放処理が開始(実行)される。次いで、上記Ｓ３０以降が実行される。上記Ｓ７０の判断が肯定される場合は変速制御部９４に対応するＳ１００において、例えば第１クラッチＣ１の係合準備が開始(実行)され、且つ第２クラッチＣ２の係合処理が開始(実行)される(図１０のｔ２時点参照)。次いで、クラッチ係合判定部９８に対応するＳ１１０において、例えば第１クラッチＣ１の係合準備が完了したか否かが判定される。このＳ１１０の判断が肯定される場合はクラッチ係合判定部９８に対応するＳ１２０において、例えばドグクラッチＤ１の係合が完了したか否かが判定される。上記Ｓ１１０の判断が否定されるか或いは上記Ｓ１２０の判断が否定される場合はクラッチ係合判定部９８に対応するＳ１３０において、例えば第２クラッチＣ２の係合が完了したか否かが判定される。このＳ１３０の判断が否定される場合は、上記Ｓ１１０に戻される。このＳ１３０の判断が肯定される場合は、本ルーチンが終了させられる。上記Ｓ１２０の判断が肯定される場合は変速制御部９４に対応するＳ１４０において、例えば第１クラッチＣ１の係合処理が開始(実行)され、且つ第２クラッチＣ２の解放処理が開始(実行)される(図１０のｔ３時点参照)。上記Ｓ５０に次いで或いは上記Ｓ１４０に次いで、クラッチ係合判定部９８に対応するＳ１５０において、例えば第１クラッチＣ１の係合が完了したか否かが判定される。このＳ１５０の判断が否定される場合は、このＳ１５０が繰り返し実行される。このＳ１５０の判断が肯定される場合は、本ルーチンが終了させられる(図１０のｔ４時点参照)。
図１０において、ｔ１時点は、車両停止中にＮ→Ｄシフト操作が為されたことを示している。このｔ１時点でドグクラッチＤ１は未だ係合が完了していないので、第２クラッチＣ２の係合準備が開始される。ｔ２時点にてこの第２クラッチＣ２の係合準備が完了すると、第２クラッチＣ２の係合処理が開始され、第１クラッチＣ１の係合準備が開始される。この第１クラッチＣ１の係合準備は、第２クラッチＣ２の係合準備の実行中(係合準備の開始時点を含む)から開始されても良い。第２クラッチＣ２の係合作動(係合準備及び係合処理)の実行中には、ドグクラッチＤ１の係合作動が実行される。これは、ドグクラッチＤ１の入出力要素間に差回転が生じてアップロックし難い状況となっている間にドグクラッチＤ１の係合作動を完了しようという観点からである。この実施例では、例えばエンジン始動に伴って、Ｎ→Ｄシフト操作前からドグクラッチＤ１の係合作動が開始されているので、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中もドグクラッチＤ１の係合作動が継続して実行される。ｔ３時点にてドグクラッチＤ１の係合が完了すると、例えばＣtoＣ変速のように、第１クラッチＣ１の係合処理と第２クラッチＣ２の解放処理とが協調的に実行され、第２動力伝達経路ＰＴ２から第１動力伝達経路ＰＴ１への切替えが実行される。破線に示す比較例では、ドグクラッチＤ１の係合完了を待ってから第１クラッチＣ１の係合準備が開始されている。これに対して、本実施例では、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中(見方を換えれば、ドグクラッチＤ１の係合作動の実行中)から第１クラッチＣ１の係合準備が開始されている。これにより、本実施例では、比較例よりも、Ｎ→Ｄシフト操作時点から挙動が出るまで(例えば入力軸回転速度Ｎiの低下が開始されるまで)の時間が短くされ、応答性が向上される。
上述のように、本実施例によれば、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中に、すなわちドグクラッチＤ１の噛み合う相対部材間に位相ずれが発生させられてアップロックし難い状態となっている間に、ドグクラッチＤ１の係合作動が実行させられることで、ドグクラッチＤ１が係合され易くなり、第１動力伝達経路ＰＴ１による動力伝達の準備を促進させることができる。又、仮にドグクラッチＤ１が係合されなくても、第２クラッチＣ２の係合によって第２動力伝達経路ＰＴ２が形成されることで、第２動力伝達経路ＰＴ２により動力を伝達させて車両１０を発進させることができる。よって、車両停止中のＮ→Ｄシフト操作に際してドグクラッチＤ１が非係合状態である場合に(すなわち第１動力伝達経路ＰＴ１による動力伝達の準備が完了していない場合に)、車両１０の発進性を確保することができる。
また、本実施例によれば、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中にドグクラッチＤ１の係合が完了した場合には、第２クラッチＣ２を解放し、第１クラッチＣ１を係合するので、比較的大きな変速比γが形成される第１動力伝達経路ＰＴ１により動力を伝達させて車両１０を発進させることができる。よって、車両１０の発進性を一層確保することができる。
また、本実施例によれば、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中に第１クラッチＣ１の係合作動を開始し、第１クラッチＣ１がトルク容量を持つ前の所定状態にて第１クラッチＣ１を保持するので、第２クラッチＣ２の解放と第１クラッチＣ１の係合とによる、第２動力伝達経路ＰＴ２から第１動力伝達経路ＰＴ１への切替えが速やかに行われる。
また、本実施例によれば、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中に第２クラッチＣ２がトルク容量を持つ前の所定状態となった場合には、第１クラッチＣ１の係合作動を開始するので、第２クラッチＣ２が速やかにトルク容量を持つ前の所定状態とされる。
また、本実施例によれば、第２クラッチＣ２の係合作動の実行中に第２クラッチＣ２がトルク容量を持つ前の所定状態となる前にドグクラッチＤ１の係合が完了した場合には、第２クラッチＣ２を解放し、第１クラッチＣ１を係合するので、トルク容量を持つ前の第２クラッチＣ２を解放して第１クラッチＣ１を係合すれば良い。よって、トルク容量を持った第２クラッチＣ２を解放しつつ第１クラッチＣ１を係合するという制御が難しいクラッチの掴み替えを行う頻度を減らすことができる。
また、本実施例によれば、第１クラッチＣ１がトルク容量を持つ前の所定状態となる前に第２クラッチＣ２の係合が完了した場合には、第１クラッチＣ１の非係合状態で第２クラッチＣ２の係合状態を保持する。また、ドグクラッチＤ１の係合が完了する前に第２クラッチＣ２の係合が完了した場合には、第１クラッチＣ１の非係合状態で第２クラッチＣ２の係合状態を保持する。これにより、第２動力伝達経路ＰＴ２の形成が完了された後は第２動力伝達経路ＰＴ２から第１動力伝達経路ＰＴ１への切替えが行われないので、車両１０の発進性を確保することの遅れを抑えることができる。
次に、本発明の他の実施例を説明する。尚、以下の説明において実施例相互に共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。
前述の実施例１では、変速制御部９４は、第２クラッチＣ２の係合準備の実行中に、クラッチ係合判定部９８により第２クラッチＣ２が前記所定の状態となったと判定される前にドグクラッチＤ１の係合が完了したと判定された場合には、第２クラッチＣ２の係合準備を止め、第２クラッチＣ２を解放し、第１クラッチＣ１を係合した。これに対して、本実施例では、クラッチ係合判定部９８は、第２クラッチＣ２の係合準備の実行中に第２クラッチＣ２が未だ前記所定の状態となっていないと判定した場合でも、ドグクラッチＤ１の係合が完了したか否かの判定を実行しない。その為、変速制御部９４は、第２クラッチＣ２の係合準備を開始した場合には、少なくとも第２クラッチＣ２がトルク容量を持つ前の所定状態となるまでは第２クラッチＣ２の係合準備を実行する。
図１１は、電子制御装置９０の制御作動の要部すなわち車両停止中のＮ→Ｄシフト操作に際してドグクラッチＤ１が非係合状態である場合に車両１０の発進性を確保する為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば繰り返し実行される。図１１は、図９のフローチャートに示す制御作動とは別の実施例である。以下に図１１と図９との相違点を説明し、共通点については説明を省略する。
図９では、Ｓ７０にて第２クラッチＣ２の係合準備が完了したか否かの判定が否定された場合にはＳ８０にてドグクラッチＤ１の係合が完了したか否かが判定された。これに対して、図１１では、上記Ｓ８０は実行されず、上記Ｓ７０の判断が否定される場合は、このＳ７０が繰り返し実行される。その為、図１１では、図９のＳ８０及びＳ９０のステップが設けられていない。図１１では、Ｓ２０にてドグクラッチＤ１の係合が完了しているか否かの判定が否定された場合には、Ｓ１００以降のステップが必ず実行される。これにより、第２クラッチＣ２の係合準備を開始したら必ず第２クラッチＣ２の係合処理を行うので、Ｎ→Ｄシフト操作時点から挙動が出るまで(例えば入力軸回転速度Ｎiの低下が開始されるまで)の時間の遅れを最小限に抑えることができる。但し、図９のＳ８０及びＳ９０が備えられないので(すなわちトルク容量を持つ前の第２クラッチＣ２を解放して第１クラッチＣ１を係合するという制御が行われる機会がないので)、前述の実施例１と比較して、Ｓ１４０にて実行される、トルク容量を持った第２クラッチＣ２を解放しつつ第１クラッチＣ１を係合するというクラッチの掴み替えの実施率が高くされる。
上述のように、本実施例によれば、第２クラッチＣ２の係合作動を開始した場合には、少なくとも第２クラッチＣ２がトルク容量を持つ前の所定状態となるまでは第２クラッチＣ２の係合作動を実行するので、必ず第２クラッチＣ２がトルク容量を持つ前の所定状態とされ、その所定状態とされた後、第２クラッチＣ２が係合されるか、或いは第２クラッチＣ２の解放と第１クラッチＣ１の係合とによるクラッチの掴み替えが行われる。よって、Ｎ→Ｄシフト操作から第２動力伝達経路ＰＴ２或いは第１動力伝達経路ＰＴ１が形成されるまでの時間の遅れを抑えることができる。
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、クラッチ係合判定部９８は、クラッチＣ１，Ｃ２の各係合処理の実行中に所定回転部材の回転速度がクラッチＣ１，Ｃ２の係合による変化後の回転速度となったか否かに基づいて、クラッチＣ１，Ｃ２の係合が完了したか否かを判定したが、この態様に限らない。例えば、クラッチ係合判定部９８は、クラッチＣ１，Ｃ２の各係合処理の実行中にその係合処理の開始から所定係合処理時間以上経過したか否かに基づいて、クラッチＣ１，Ｃ２の係合が完了したか否かを判定しても良い。この所定係合処理時間は、例えば係合処理の指令油圧によりクラッチＣ１，Ｃ２が係合状態とされたと判断できる為の予め定められたその指令油圧の出力開始からの時間の下限値である。
また、前述の実施例における図９や図１１において、Ｓ２０等のドグクラッチＤ１の係合判定は、シンクロメッシュ機構Ｓ１の継合(例えばスリーブ５８に設けられたスプライン歯７６とシンクロナイザリング７２に設けられたスプライン歯７８との噛み合い)判定であっても良い。又、Ｓ１００の第１クラッチＣ１の係合準備はＳ６０にて実行しても良い。この場合は、Ｓ９０に次いでＳ４０が実行される。又、Ｓ１１０とＳ１２０とは実行順が逆でも良い。このように、各ステップは差し支えのない範囲で適宜変更することができる。
また、前述の実施例では、ギヤ機構２８は、無段変速機２４の最大変速比γmaxよりもロー側の変速比となる１つの変速段が形成される伝動機構であったが、これに限らない。例えば、ギヤ機構２８は、変速比が異なる複数の変速段が形成される伝動機構であっても良い。つまり、ギヤ機構２８は２段以上に変速される有段変速機であっても良い。又、ギヤ機構２８は、無段変速機２４の最小変速比γminよりもハイ側の変速比、及び最大変速比γmaxよりもロー側の変速比を形成する伝動機構であっても良い。
また、前述の実施例では、動力伝達装置１６は、ギヤ機構２８を介した第１動力伝達経路ＰＴ１と、無段変速機２４を介した第２動力伝達経路ＰＴ２とを備えて、第１動力伝達経路ＰＴ１にて形成される変速比γ１は第２動力伝達経路ＰＴ２にて形成される最大変速比γmaxよりも大きな値に設定されていたが、これに限らない。例えば、無段変速機２４は、変速比が異なる複数の変速段が形成される伝動機構であっても良い。又、動力伝達装置１６は、第１動力伝達経路ＰＴ１及び第２動力伝達経路ＰＴ２とは別に、他の動力伝達経路ＰＴを備えていても良い。又、第２動力伝達経路ＰＴ２にて形成される変速比は第１動力伝達経路ＰＴ１にて形成される最大変速比よりも大きな値に設定されていても良い。要は、少なくとも、ドグクラッチＤ１とドグクラッチＤ１よりも入力軸２２側に設けられた第１クラッチＣ１とが係合されることで形成される第１動力伝達経路ＰＴ１と、第２クラッチＣ２が係合されることで形成される第２動力伝達経路ＰＴとを、入力軸２２と出力軸３０との間に並列に備えている動力伝達装置１６であれば、本発明は適用され得る。
また、前述の実施例では、動力伝達装置１６の走行パターンを、所定の変速マップを用いて切り替えたが、これに限らない。例えば、車速Ｖとアクセル開度θaccに基づいて運転者の駆動要求量(例えば要求トルク)を算出し、その要求トルクを満たすことができる変速比を設定することで、動力伝達装置１６の走行パターンを切り替えても良い。
また、前述の実施例では、駆動力源としてエンジン１２を例示したが、これに限らない。例えば、前記駆動力源は、電動機等の他の原動機を単独で或いはエンジン１２と組み合わせて採用することもできる。又、エンジン１２の動力は、トルクコンバータ２０を介して入力軸２２へ伝達されたが、これに限らない。例えば、トルクコンバータ２０に替えて、トルク増幅作用のない流体継手(フルードカップリング)などの他の流体式伝動装置が用いられても良い。或いは、この流体式伝動装置は必ずしも設けられなくても良い。又、ドグクラッチＤ１は、シンクロメッシュ機構Ｓ１を備えていたが、このシンクロメッシュ機構Ｓ１は必ずしも備えられなくても良い。又、シフト操作位置「Ｓ」は、シフトレバー１１４の操作に応じて無段変速機２４の変速比を切り替える為の手動変速操作位置Ｓであっても良いし、必ずしも設けられなくても良い。
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。
１２：エンジン(駆動力源)
１６：動力伝達装置
２２：入力軸(入力回転部材)
１４：駆動輪
３０：出力軸(出力回転部材)
９０：電子制御装置(制御装置)
１１４：シフトレバー(シフト操作部材)
Ｃ１：第１クラッチ(第１摩擦クラッチ)
Ｃ２：第２クラッチ(第２摩擦クラッチ)
Ｄ１：ドグクラッチ(噛合式クラッチ)
ＰＴ：動力伝達経路
ＰＴ１：第１動力伝達経路
ＰＴ２：第２動力伝達経路

Claims (8)

  1. 駆動力源の動力が伝達される入力回転部材と駆動輪へ前記動力を出力する出力回転部材との間に並列に設けられた、前記動力を前記入力回転部材から前記出力回転部材へ各々伝達することが可能な複数の動力伝達経路を備え、前記複数の動力伝達経路は、噛合式クラッチと前記噛合式クラッチよりも前記入力回転部材側に設けられた第１摩擦クラッチとが係合されることで形成される第１動力伝達経路と、第２摩擦クラッチが係合されることで形成される第２動力伝達経路とを有している動力伝達装置の、制御装置であって、
    前記駆動力源が駆動中の車両停止中であり、且つシフト操作部材のシフト操作位置が中立操作位置から前進走行操作位置へ切り替えられたときに、前記噛合式クラッチが非係合状態である場合には、前記第１摩擦クラッチの非係合状態で前記第２摩擦クラッチの係合作動を開始し、
    前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記噛合式クラッチの係合作動を実行するものであり、
    前記係合作動は、非係合状態から係合状態へ移行させる作動であることを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
  2. 前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記噛合式クラッチの係合が完了した場合には、前記第２摩擦クラッチを解放し、前記第１摩擦クラッチを係合することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の制御装置。
  3. 前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記第１摩擦クラッチの係合作動を開始し、前記第１摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態にて前記第１摩擦クラッチを保持することを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の制御装置。
  4. 前記第１摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となる前に前記第２摩擦クラッチの係合が完了した場合には、前記第１摩擦クラッチの非係合状態で前記第２摩擦クラッチの係合状態を保持することを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置の制御装置。
  5. 前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となった場合には、前記第１摩擦クラッチの係合作動を開始することを特徴とする請求項３又は４に記載の動力伝達装置の制御装置。
  6. 前記第２摩擦クラッチの係合作動の実行中に前記第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となる前に前記噛合式クラッチの係合が完了した場合には、前記第２摩擦クラッチを解放し、前記第１摩擦クラッチを係合することを特徴とする請求項２から５の何れか１項に記載の動力伝達装置の制御装置。
  7. 前記第２摩擦クラッチの係合作動を開始した場合には、少なくとも前記第２摩擦クラッチがトルク容量を持つ前の所定状態となるまでは前記第２摩擦クラッチの係合作動を実行することを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の動力伝達装置の制御装置。
  8. 前記噛合式クラッチの係合が完了する前に前記第２摩擦クラッチの係合が完了した場合には、前記第１摩擦クラッチの非係合状態で前記第２摩擦クラッチの係合状態を保持することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の動力伝達装置の制御装置。
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