JP6734964B2 - 制御装置 - Google Patents

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）。

特開２０１４−１７３６４９号公報

パーキングレンジが選択されている場合、その後に選択され得る走行レンジとして、前進段と後進段とがいずれも選択される可能性がある。前進段と後進段とで、ツーウェイクラッチの状態が異ならせる構成においては、ツーウェイクラッチの状態をどちらの状態にしておくことが望ましいかが課題となる。

本発明の目的は、パーキングレンジの選択時に、その後に選択される走行レンジに有利なように機械式係合機構の切り替えを準備することにある。

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、
駆動力が入力される入力軸と、
出力部材と、
前記入力軸に入力された駆動力を前記出力部材に伝達する複数の遊星歯車機構と、
前記複数の遊星歯車機構における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立可能な複数の係合機構と、を含み、
前記複数の係合機構は、
前記複数の係合機構のうちの一つは、ブレーキとして機能する機械式係合機構であり、
前記機械式係合機構は、
前記複数の遊星歯車機構が備える複数の回転要素のうちの所定の回転要素の第一の方向の回転のみ規制する第一の状態と、前記所定の回転要素の前記第一の方向及び前記第一の方向とは逆の第二の方向の双方向の回転を規制する第二の状態と、に切り替え可能であり、
前記複数の変速段は、
前記機械式係合機構が前記第一の状態で確立可能な前進段と、
前記機械式係合機構が前記第二の状態で確立する後進段と、を含み、
前記制御装置は、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
前記機械式係合機構の状態を切り替える制御手段と、を備え、
前記制御手段は、
前記シフトポジション検出手段によってパーキングレンジへの切り替えが検出された場合に、前記機械式係合機構が前記第二の状態で所定の条件が成立した場合は、前記機械式係合機構を前記第一の状態に切替え、
前記所定の条件は、車両の坂道での停車を含む、
ことを特徴とする制御装置が提供される。

本発明によれば、パーキングレンジの選択時に、その後に選択されるシフトレンジに有利なように機械式係合機構の切り替えを準備することができる。

本発明の一実施形態に係る自動変速機のスケルトン図。 （Ａ）は係合機構の係合表の例を示す図、（Ｂ）は遊星歯車機構のギヤレシオを示す図。 図１の自動変速機の速度線図。 （Ａ）は図１の自動変速機の制御装置の例を示すブロック図、（Ｂ）は油圧センサの配設例を示す図。 後進レンジ選択時の処理の概要説明図。 図４の制御装置の処理例を示すフローチャート。 機械式係合機構の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は機械式係合機構の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は機械式係合機構の説明図。 （Ａ）及び（Ｂ）は図４の制御装置の処理例を示すフローチャート。 制御例を示すタイミングチャート。

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から出力部材１１に駆動力を伝達する。遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４は、駆動力の伝達経路を複数経路形成可能である。そして、係合機構Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３及びＦ１によって遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立する。

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、クラッチ又はブレーキとして機能する。クラッチは、自動変速機１が備える回転要素間の断続を行う。ブレーキは、自動変速機１が備える回転要素と、ケーシング１２との間の断続を行う。自動変速機１が備える回転要素とは、入力軸１０、遊星歯車機構Ｐ１乃至Ｐ４のサンギヤ、リングギヤ、キャリアを含む。

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から出力部材１１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との間に設けられている。係合機構Ｆ１は、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し逆方向の回転を許容する一方向回転許容状態（ＯＷＣと呼ぶ場合がある）と、その双方向の回転を規制する回転阻止状態（ＴＷＣと呼ぶ場合がある）と、に切り替え可能である。

一方向回転許容状態とは、いわゆるワンウェイクラッチと同じ機能となる状態であり、回転方向の一方では駆動伝達し、逆方向では空転させる状態である。本実施形態の場合、係合機構Ｆ１はブレーキとして機能するので、係合機構Ｆ１が一方向回転許容状態の場合、所定の回転要素（キャリアＣｒ１及びＣｒ２）の一方向の回転のみ許容される状態となる。回転阻止状態とは、回転方向の双方向で駆動伝達する状態である。本実施形態の場合、係合機構Ｆ１はブレーキとして機能するので、係合機構Ｆ１が回転阻止状態の場合、所定の回転要素（キャリアＣｒ１及びＣｒ２）は双方向の回転が阻止される。

係合機構Ｆ１の構造例は後述するが、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、対応する油圧アクチュエータ又は電磁アクチュエータの駆動制御により、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なものがある。また、公知のツーウェイクラッチとして、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なものがある。本実施形態では、一方向回転許容状態と回転阻止状態とに切り替えられれば足り、かつ、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できれば足りる。しかし、双方向回転許容状態等、他の状態を選択できるツーウェイクラッチを採用しても構わない。

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、その係合状態において入力軸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とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。なお、解放状態のことを係合解除状態と呼ぶ場合がある。クラッチＣ２は、その係合状態において遊星歯車機構Ｐ３のリングギヤＲ３と遊星歯車機構Ｐ４のサンギヤＳ４とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。クラッチＣ３は、その係合状態において入力軸１０と遊星歯車機構Ｐ４のリングギヤＲ４とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。

ブレーキＢ１は、その係合状態においてケーシング１２と遊星歯車機構Ｐ１のサンギヤＳ１とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。ブレーキＢ２は、その係合状態においてケーシング１２と遊星歯車機構Ｐ４のサンギヤＳ４とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。ブレーキＢ３は、その係合状態においてケーシング１２と遊星歯車機構Ｐ４のリングギヤＲ４とを連結し、その解放状態においてこれらの連結を解除する。

ブレーキＦ１は、既に述べたとおり、一方向回転許容状態の場合に、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）の一方向の回転のみ規制し、回転阻止状態の場合に、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）をケーシング１２に固定された状態とする。

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）の「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。

本実施形態の場合、前進１０段（１ｓｔ〜１０ｔｈ）、後進１段（ＲＶＳ）を確立可能である。”Ｐ／Ｎ”は、非走行レンジを示しており、”Ｐ”がパーキングレンジ、”Ｎ”がニュートラルレンジである。”ＲＰＭ”は後述するＲＶＳ準備処理における係合組合せを示しており、この処理においてブレーキＦ１は一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替えられる。

図２（Ａ）の係合表の例において、「○」は係合状態であることを示し、無印は解放状態であることを示す。なお、変速段の確立に必須ではないが、隣接する前後の変速段への移行をスムーズにするために、係合状態としている係合機構が含まれている。例えば、一速段（１ｓｔ）の場合、ブレーキＢ２の係合は必須ではないが、後進段（ＲＶＳ）や二速段（２ｎｄ）へ移行する場合に、係合状態を切り替える係合機構を少なくする目的で、係合状態としている。同様に、五速段（５ｔｈ）の場合、クラッチＣ３の係合は必須ではないが、四速段（４ｔｈ）や六速段（６ｔｈ）への移行する場合に、係合状態を切り替える係合機構を少なくする目的で、係合状態としている。

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す。一速段（１ｓｔ）の場合、ブレーキＦ１は回転阻止状態と一方向回転許容状態のいずれの状態でもよいが、回転阻止状態の場合、エンジンブレーキが有効化される。一速段においてはブレーキＦ１が一方向回転許容状態で、ブレーキＢ３の係合、解放により、エンジンブレーキの有効化と無効化とを切り替えられる。図２（Ａ）において、一速段（１ｓｔ）におけるブレーキＢ３の”（○）”は、このことを示している。

一速段（１ｓｔ）の場合にブレーキＦ１をどちらの状態とするかのアルゴリズムは適宜設計できるが、本実施形態では、一速段（１ｓｔ）に移行する前の状態を継承するものとする。例えば、後進段（ＲＶＳ）から一速段（１ｓｔ）に移行する場合、一速段（１ｓｔ）は回転阻止状態のままとする。ただし、車速が所定速度よりも高くなった場合等は、一方向回転許容状態に切り替える。同様に、他の前進段（２ｎｄ〜１０ｔｈ）から一速段（１ｓｔ）に移行する場合、一速段（１ｓｔ）は一方向回転許容状態のままとする。

非走行レンジ（Ｐ／Ｎ）においても、ブレーキＦ１の状態は回転阻止状態と一方向回転許容状態のいずれの状態でもよい。本実施形態の場合、一速段（１ｓｔ）と同様に、原則として非走行レンジ（Ｐ／Ｎ）に移行する前の状態を継承するが、所定の切替条件が成立した場合にブレーキＦ１の状態を切り替える。

二速段（２ｎｄ）から十速段（１０ｔｈ）において、ブレーキＦ１は一方向回転許容状態とされるが、自動変速機１の構成上、空転状態となる。このため、ブレーキＦ１の状態を”（△）”と表示している。仮に、ブレーキＦ１が、上述した双方向回転許容状態を選択可能な機械式係合機構の場合、二速段（２ｎｄ）から十速段（１０ｔｈ）においてブレーキＦ１を双方向回転許容状態とすることも可能である。

なお、本実施形態の場合、二速段（２ｎｄ）から十速段（１０ｔｈ）においてはいずれも、ブレーキＦ１の状態として、一方向回転許容状態が選択される構成であり、回転阻止状態では確立不能であるが、自動変速機１の構成次第で、回転阻止状態が選択される構成も採用可能である。

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、図４では以下のセンサを例示している。

入力回転数センサ１１１は内燃機関ＥＧからトルクコンバータＴＣへ入力される回転数、つまり内燃機関ＥＧの出力軸の回転数（回転速度）を検出するセンサである。入力軸回転数センサ１１２は入力軸１０の回転数（回転速度）を検出するセンサである。出力回転数センサ１１３は出力軸１３の回転数（回転速度）を検出するセンサである。

ＳＰセンサ（シフトポジションセンサ）１１３は運転者が選択したシフトポジションを検出するセンサである。本実施形態の場合、シフトポジションとして、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｄレンジ（前進レンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）、Ｒレンジ（後進レンジ）の４種類を想定している。Ｄレンジが選択された場合、処理部１０１は記憶部１０２に記憶された変速マップにしたがって一速段（１ｓｔ）から十速段（１０ｔｈ）のいずれかを選択して変速を行う。Ｒレンジが選択された場合、処理部１０１は後進段を選択する。

油圧センサ１１５には、係合機構Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３の各作動油の油圧を検出するセンサが含まれる。車速センサ１１６は、自動変速機１が搭載される車両の走行速度を検出する。

傾斜センサ１１０Ａは、車両の走行路の傾斜を検出する。アクセル開度センサ１１０Ｂは、アクセル開度を検出する。例えば、アクセルペダルの回動量を検出する。

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。例えば、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。こうして、処理部１０１は各種のアクチュエータ１２０を制御する。

図４（Ｂ）は油圧センサ１１５の配設例を示す。油圧センサ１１５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出することができる。なお、油圧センサ１１５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１１５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１１５の検出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１１７により作動油が圧送される。

＜ブレーキＦ１のＴＷＣ切替制御＞
本実施形態の場合、後進段ではブレーキＦ１が回転阻止状態である。前進段や非走行レンジから後進段に切り替える際、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場合がある。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。本実施形態の場合、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、入力軸回転数センサ１１２の検出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、変速段を前進一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。変速段が前進一速段にある場合、図２（Ａ）に示したようにブレーキＢ１、Ｂ２が係合状態にある。ブレーキＦ１は一方向回転許容状態にある場合を想定する。

まず、図５の段階１に示すように、ブレーキＢ１、Ｂ２を解放状態に制御する。ブレーキＢ１、Ｂ２の解放が完了すると、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。

なお、本実施形態では、段階１の次に段階２を行う構成としたが、段階１と段階２とを同時に行ってもよい。具体的には、ブレーキＢ１、Ｂ２を解放状態にする制御を行いながら、クラッチＣ１、Ｃ３及びブレーキＢ３を係合する制御を行ってもよい。このようにすることで、変速段を後進段に切り替える際の応答性を向上することができる。

次に、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の検出結果＜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の検出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の制御内容に関する処理部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）を参照する。Ｓ１１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。本実施形態では、ブレーキＦ１が一方向回転許容状態の場合であって、ＳＰセンサ１１４により運転者がシフトレンジを他のレンジから後進レンジに切り替えたことが検出された場合、この条件が成立したと判定する。該当する場合はＳ１２へ進み、該当しない場合はＳ１４へ進む。

Ｓ１２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Ｂ１、Ｂ２）を解除する。Ｓ１３では制御モードとして、ＲＶＳ準備モードを設定する。その後、Ｓ１５へ進む。

Ｓ１４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、Ｓ１５へ進み、該当しない場合はＳ１６へ進む。Ｓ１５ではＲＶＳ準備処理を行う。詳細は後述する。Ｓ１６では他の処理を行って一単位の処理を終了する。

図６（Ｂ）を参照する。同図はＳ１５のＲＶＳ準備処理を示すフローチャートである。Ｓ２１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。

Ｓ２２ではブレーキＦ１の、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。該当する場合はＳ２６へ進み、該当しない場合はＳ２３へ進む。

Ｓ２３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、Ｓ２３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。

Ｓ２４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Ｓ２５へ進み、満たさない場合は一単位の処理を終了する。

Ｓ２５では、図５の段階３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。

Ｓ２６では、ＲＶＳ準備モードの設定を解除する。Ｓ２７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Ｓ１６）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、処理が終了する。

＜機械式係合機構＞
ブレーキＦ１は、機械的な駆動伝達を行う構成である。この種の係合機構の場合、内部の係合部に対する負荷の作用状態によって、状態の切り替えが円滑に行えない場合がある。この点を以下に説明する。

図７は本実施形態におけるブレーキＦ１の構造例を示す部分斜視図である。図８（Ａ）は図７のＸ−Ｘ線断面図である。

ブレーキＦ１は、ケーシング１２に固定される固定プレートＴＷ１１と、キャリアＣｒ１及びＣｒ２に固定される回転プレートＴＷ１２（図７において不図示）と、切替プレートＴＷ２０とを備える。固定プレートＴＷ１１は、環状（ドーナツ状）に形成されている。また、回転プレートＴＷ１２も固定プレートＴＷ１１と同様に環状（ドーナツ状）に形成されており、固定プレートＴＷ１１と回転プレートＴＷ１２とは、同心に配置されている。

固定プレートＴＷ１１には、収納部ＴＷ１５、ＴＷ１６が形成されている。収納部ＴＷ１５には揺動部ＴＷ１３が揺動自在に設けられている。また、収納部ＴＷ１６には揺動部ＴＷ１４が揺動自在に設けられている。揺動部ＴＷ１３と揺動部ＴＷ１４とでは、揺動中心が互いに逆の端部に位置している。収納部ＴＷ１５には揺動部ＴＷ１３を一方向に不正するばね１７ａが設けられ、収納部ＴＷ１６には揺動部ＴＷ１４を一方向に付勢するばね１７ｂが設けられている。

回転プレートＴＷ１２には、揺動部ＴＷ１３と係合する凹部ＴＷ１８が形成され、また、揺動部ＴＷ１４と係合する凹部ＴＷ１９が形成されている。

切替プレートＴＷ２０は、固定プレートＴＷ１１と回転プレートＴＷ１２との間に配置されている。切換プレートＴＷ２０も環状（ドーナツ状）に形成されている。切換プレートＴＷ２０には、揺動部ＴＷ１３、ＴＷ１４に対応する位置に切欠孔ＴＷ２０ａ、ＴＷ２０ｂが設けられている。切換プレートＴＷ２０の外縁には、径方向外方に突出する突部ＴＷ２０ｃが設けられている。切換プレートＴＷ２０は固定プレートＴＷ１１に対して揺動自在とされており、突部ＴＷ２０ｃを電磁アクチュエータや油圧アクチュエータで付勢することで、固定プレートＴＷ１１に対して切換プレートＴＷ２０を揺動できる。

図８（Ａ）は回転阻止状態を示している。すなわち、揺動部ＴＷ１３が凹部ＴＷ１８と係合し、また、揺動部ＴＷ１４が凹部ＴＷ１９と係合している。このため、回転プレートＴＷ１２は、固定プレートＴＷ１１に対して相対回転不能である。

回転阻止状態から切替プレートＴＷ２０を揺動させることで、一方向回転許容状態に切り替えることができる。図８（Ｂ）はその一例を示している。同図の例では、切替プレートＴＷ２０の移動により、揺動部ＴＷ１３が切替プレートＴＷ２０の切欠孔ＴＷ２０ａの縁に押圧され、収納部ＴＷ１５に収納された状態を示す。これにより、揺動部ＴＷ１３と凹部ＴＷ１８との係合が解除される。この状態では、揺動部ＴＷ１４と凹部ＴＷ１９との係合は維持されており、したがって、回転プレートＴＷ１２は、固定プレートＴＷ１１に対して一方向にのみ回転可能である（一方向回転許容状態）。

こうして切替プレートＴＷ２０の位置に応じて、回転阻止状態と一方向回転許容状態とに切り替えることができる。

次に、ブレーキＦ１に対する負荷の作用について説明する。本実施形態の場合、既に述べたとおり、一速段でブレーキＦ１が回転阻止状態の場合、エンジンブレーキが有効化される。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）を参照する。図９（Ａ）及び図９（Ｂ）は一速段でブレーキＦ１が回転阻止状態の場合を想定している。

図９（Ａ）は前進加速時を示しており、矢印Ｄ１方向に内燃機関ＥＧの駆動力が、キャリアＣｒ１及びＣｒ２に固定される回転プレートＴＷ１２に作用する。この負荷は揺動部ＴＷ１４で負担されており、揺動部ＴＷ１３では負担されていない。したがって、切替プレートＴＷ２０を揺動させて図８（Ｂ）の一方向回転許容状態に切り替えることが可能である。

図９（Ｂ）は後進加速時を示しており、矢印Ｄ２方向に内燃機関ＥＧの駆動力が、キャリアＣｒ１及びＣｒ２に固定される回転プレートＴＷ１２に作用する。この負荷は揺動部ＴＷ１３で負担されており、揺動部ＴＷ１４では負担されていない。この状態で切替プレートＴＷ２０の揺動によって揺動部ＴＷ１３を図８（Ｂ）の状態に揺動させようとしても、揺動部ＴＷ１３の端部が凹部ＴＷ１８と噛み合っているので、切り替えが円滑に行えない場合が生じる。

本実施形態の場合、後進段選択時には、クラッチＣ３とブレーキＢ２が係合状態にある。走行レンジが後進レンジから非走行レンジ（Ｐレンジ又はＮレンジ）に切り替えられた場合、クラッチＣ３とブレーキＢ２とは解放されるので、キャリアＣｒ１及びＣｒ２は回転フリーとなり、揺動部ＴＷ１３に負荷がかからなくなるはずである。

しかし、クラッチＣ３とブレーキＢ２は油圧式係合機構であるため、これらの解放制御を行っても即座に供給油圧が下がるわけではなく、残圧により係合力が発生している。その結果、クラッチＣ３とブレーキＢ２の解放制御を行った後も揺動部ＴＷ１３に負荷が作用している場合があり、ブレーキＦ１を一方向回転許容状態に円滑に切り替えられない場合が生じ得る。

そこで、本実施形態では、クラッチＣ３とブレーキＢ２の供給油圧の低下を確認してから、ブレーキＦ１を一方向回転許容状態に切り替える。これにより、ブレーキＦ１の負荷が低くなってから切り替えることができ、ブレーキＦ１の切り替えをより確実に行うことができる。以下、その制御例を説明する。

＜ブレーキＦ１のＯＷＣ切替制御＞
ブレーキＦ１をＴＷＣ（回転阻止状態）からＯＷＣ（一方向回転許容状態）に切り替える切替制御に関して処理部１０１が実行する処理例について図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を参照して説明する。図１０（Ａ）は、ブレーキＦ１のＴＷＣからＯＷＣへの切り替えの許否を判定する処理例であり、例えば、走行レンジがＲレンジからＰレンジ又はＮレンジに切り替えられたことを契機として行うことができる。図１０（Ｂ）はＰレンジ又はＮレンジにおいて、ブレーキＦ１をＴＷＣからＯＷＣへ切り替える処理例を示している。

図１０（Ａ）を参照して、Ｓ３１では、ブレーキＦ１がＴＷＣであるか否かを判定する。ブレーキＦ１がＴＷＣの場合はＳ３２へ進み、ＯＷＣの場合は一単位の処理を終了する。

Ｓ３２では、クラッチＣ３とブレーキＢ２の油圧が、規定油圧未満か否かを判定する。クラッチＣ３とブレーキＢ２の油圧は、対応する各油圧センサ１１５の検出結果から特定する。規定油圧は、クラッチＣ３とブレーキＢ２がそれぞれ解放した状態での油圧を基準として設定する。双方の油圧検出結果が規定油圧未満の場合はＳ３３へ進み、少なくともいずれか一方の油圧検出結果が規定油圧以上の場合はＳ３４へ進む。Ｓ３３ではタイマをカウントしてＳ３５へ進み、Ｓ３４ではタイマをリセットしてＳ３７へ進む。

このタイマは、クラッチＣ３とブレーキＢ２の油圧が規定油圧未満となった状態が継続している時間を計時するタイマである。タイマで計時しない構成も採用可能であるが、クラッチＣ３とブレーキＢ２の油圧が規定油圧未満クラッチＣ３とブレーキＢ２の油圧は変動しながら低下する場合があるため、これらの油圧が確実に規定油圧未満となる状態まで待つことで、より確実にクラッチＣ３とブレーキＢ２の解放確認を行うことができる。

Ｓ３５ではタイマのカウント値に基づき、クラッチＣ３とブレーキＢ２の油圧が規定油圧未満となった状態が所定時間継続しているか否かを判定する。継続している場合はＳ３６へ進み、継続していない場合はＳ３７へ進む。Ｓ３６では切替許可フラグをＯＮにし、Ｓ３７では切替許可フラグをＯＦＦにする。切替許可フラグは、ブレーキＦ１をＴＷＣからＯＷＣへ切り替えることを許可するフラグである。

図１０（Ｂ）を参照して、Ｓ４１ではＳＰセンサ１１４の検出結果に基づき、現在の走行レンジがＰレンジ又はＮレンジか否かを判定する。Ｐレンジ又はＮレンジの場合、Ｓ４２へ進み、他のレンジの場合は一単位の処理を終了する。Ｓ４２ではブレーキＦ１がＴＷＣか否かを判定する。ＴＷＣの場合はＳ４４へ進み、ＯＷＣの場合はＳ４３でＯＷＣ用の他の処理をおこなって一単位の処理を終了する。

Ｓ４４ではＯＷＣ条件が成立したかを判定する。成立した場合はＳ４５へ進み、成立していない場合は一単位の処理を終了する。ＯＷＣ条件とはブレーキＦ１をＴＷＣからＯＷＣへ切り替えるための条件であり、Ｓ４４の処理により、ＴＷＣを維持するか、ＯＷＣに切り替えるかが判定される。シフトレンジとして、ＰレンジやＮレンジが選択されている場合、次に、後進段が選択される場合もあれば前進段が選択される場合もある。前進段が選択されるのであれば、ブレーキＦ１をＯＷＣに切り替えた方が有利な場合があり、後進段が選択されるのであれば、ブレーキＦ１をＴＷＣに維持しておく方が有利である。

ＰレンジでのＯＷＣ条件としては、例えば、停車場所が坂道の場合である。この場合、前進で降坂する可能性が高いので、ブレーキＦ１をＯＷＣに切り替える。停車場所が坂道か否かは例えば傾斜センサ１１０Ａの検出結果に基づき判定できる。

ＮレンジでのＯＷＣ条件としては、例えば、前進で降坂している場合である。既に前進しているのでブレーキＦ１をＯＷＣに切り替える。降坂しているか否かは例えば傾斜センサ１１０Ａの検出結果に基づき判定できる。或いは、車速センサ１１６の検出結果が前進加速を示している場合である。

Ｓ４５では切替許可フラグがＯＮか否かを判定する。ＯＮの場合はＳ４６へ進み、ＯＦＦの場合は一単位の処理を終了する。Ｓ４６ではブレーキＦ１をＴＷＣからＯＷＣに切り替える。このようにしてブレーキＦ１をＴＷＣからＯＷＣへ切り替えることで、後進レンジから非走行レンジへ切り替わった場合に、クラッチＣ３とブレーキＢ２が解放されて、その油圧の残圧の低下が確認された後に、ブレーキＦ１の切り替えを行うことができる。ブレーキＦ１の負荷が低くなってから切り替えられるので、ブレーキＦ１の切り替えをより確実に行うことができる。

図１１は、シフトポジションが後進レンジからＮレンジに切り換わった場合の、クラッチＣ３とブレーキＢ２の油圧センサ１１５の出力の変化と、切替許可フラグ及びブレーキＦ１の状態の変化の例を示すタイミングチャートである。

シフトポジションが後進レンジからＮレンジに切り換わると、クラッチＣ３とブレーキＢ２が解放され、その油圧が下がり始める。油圧が規定油圧未満となる状態が所定時間Ｔ１だけ継続すると、切替許可フラグがＯＦＦからＯＮに変化し、ブレーキＦ１がＴＷＣからＯＷＣへ切り替えられる。

＜実施形態のまとめ＞
１．上記実施形態の制御装置(例えば100)は、
自動変速機(例えば1)の制御装置であって、
前記自動変速機は、
駆動力が入力される入力軸(例えば10)と、
出力部材(例えば11)と、
前記入力軸に入力された駆動力を前記出力部材に伝達する複数の遊星歯車機構(例えばP1-P4)と、
前記複数の遊星歯車機構における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立可能な複数の係合機構(例えばC1-C3,B1-B3,F1)と、を含み、
前記複数の係合機構は、
前記複数の係合機構のうちの一つは、ブレーキとして機能する機械式係合機構(例えばF1)であり、
前記機械式係合機構は、
前記複数の遊星歯車機構が備える複数の回転要素のうちの所定の回転要素(例えばCr1,Cr2)の第一の方向(例えばD1)の回転のみ規制する第一の状態(例えばOWC)と、前記所定の回転要素の前記第一の方向及び前記第一の方向とは逆の第二の方向(例えばD2)の双方向の回転を規制する第二の状態(例えばTWC)と、に切り替え可能であり、
前記複数の係合機構は、複数の油圧式係合機構(例えばC1-C3,B1-B3)を含み、
前記複数の変速段は、
前記機械式係合機構が前記第一の状態で確立可能な前進段(例えば1st-10th)と、
前記機械式係合機構が前記第二の状態で確立する後進段(例えばRVS)と、を含み、
前記複数の油圧式係合機構のうちの少なくとも一つの油圧式係合機構(例えばC3,B2)は前記後進段において係合状態とされ、
前記制御装置は、
シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段(例えば114)と、
前記後進段において係合状態とされる前記油圧式係合機構の油圧を検出する油圧検出手段(例えば115)と、
前記機械式係合機構の状態を切り替える制御手段(例えば101)と、を備え、
前記制御手段は、
前記シフトポジション検出手段によって後進レンジから非走行レンジへの切り替えが検出された場合に(例えばS41)、前記油圧検出手段が検出した油圧が規定油圧未満になったことを条件として(例えばS32,S45)、前記機械式係合機構を前記第二の状態から前記第一の状態に切り替え可能である(例えばS46)、
ことを特徴とする。

この構成によれば、後進レンジから非走行レンジへ切り替わった際、係合状態にあった前記油圧式係合機構の係合が解除されたことを油圧で確認した後、前記機械式係合機構の切り替えを行うので、前記機械式係合機構の負荷が低くなってから切り替えられる。よって、機械式係合機構の切り替えをより確実に行うことができる。

２．上記実施形態の制御装置(例えば100)は、
前記制御手段は、
前記油圧検出手段が検出した油圧が規定油圧未満になった状態が、所定時間経過したことを条件として(例えばS35,S45)、前記機械式係合機構を前記第二の状態から前記第一の状態に切り替え可能である、
ことを特徴とする。

この構成によれば、係合状態にあった前記油圧式係合機構の係合が解除されたことをより確実に確認できる。

３．上記実施形態の制御装置(例えば100)は、
前記制御手段は、
前記シフトポジション検出手段によって後進レンジから非走行レンジへの切り替えが検出された場合に、前記第二の状態を維持するか、前記第一の状態に切り替えるかを判定し(例えばS44)、
前記第一の状態に切り替えると判定した場合に、前記油圧検出手段が検出した油圧が規定油圧未満になったことを条件として(例えばS32,S45)、前記機械式係合機構を前記第二の状態から前記第一の状態に切り替え可能である、
ことを特徴とする。

この構成によれば、後進レンジへ戻される可能性が高い場合等は前記第二の状態を維持しておくことができ、後進レンジ選択時に後進段の確立をより迅速に行うことができる。

Ｐ１〜Ｐ４ 遊星歯車機構
Ｃ１〜Ｃ３、Ｂ１〜Ｂ３、Ｆ１ 係合機構
１ 自動変速機
１００ 制御装置

Claims (2)

1. 自動変速機の制御装置であって、
   前記自動変速機は、
   駆動力が入力される入力軸と、
   出力部材と、
   前記入力軸に入力された駆動力を前記出力部材に伝達する複数の遊星歯車機構と、
   前記複数の遊星歯車機構における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段を確立可能な複数の係合機構と、を含み、
   前記複数の係合機構は、
   前記複数の係合機構のうちの一つは、ブレーキとして機能する機械式係合機構であり、
   前記機械式係合機構は、
   前記複数の遊星歯車機構が備える複数の回転要素のうちの所定の回転要素の第一の方向の回転のみ規制する第一の状態と、前記所定の回転要素の前記第一の方向及び前記第一の方向とは逆の第二の方向の双方向の回転を規制する第二の状態と、に切り替え可能であり、
   前記複数の変速段は、
   前記機械式係合機構が前記第一の状態で確立可能な前進段と、
   前記機械式係合機構が前記第二の状態で確立する後進段と、を含み、
   前記制御装置は、
   シフトポジションを検出するシフトポジション検出手段と、
   前記機械式係合機構の状態を切り替える制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前記シフトポジション検出手段によってパーキングレンジへの切り替えが検出された場合に、前記機械式係合機構が前記第二の状態で所定の条件が成立した場合は、前記機械式係合機構を前記第一の状態に切替え、
   前記所定の条件は、車両の坂道での停車を含む、
   ことを特徴とする制御装置。
2. 回転自在な所定の回転要素の第一の方向の回転のみ許容する第一の状態と、前記所定の回転要素の前記第一の方向及び前記第一の方向とは逆の第二の方向の双方向の回転を規制する第二の状態と、を切り換える機械式係合機構を備える自動変速機を制御する制御装置であって、
   車両の停車場所が坂道かを否かを検知するセンサと、
   前記機械式係合機構の状態を切り替える制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、
   前進走行レンジにする際は、前記機械式係合機構を前記第一の状態とし、
   後進走行レンジにする際は、前記機械式係合機構を前記第二の状態とし、
   前記機械式係合機構が前記第二の状態で、パーキングレンジへの切り替えの場合、
   前記センサの検知結果に基づいて坂道での停車ではないと判定した場合には、前記機械式係合機構を前記第二の状態とし、
   前記センサの検知結果に基づいて坂道での停車であると判定した場合には、前記機械式係合機構を前記第一の状態とする、
   ことを特徴とする制御装置。

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