JP7205511B2

JP7205511B2 - 車両用動力伝達装置の制御装置

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Publication number: JP7205511B2
Application number: JP2020041120A
Authority: JP
Inventors: 裕介青野; 直樹日浦
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2023-01-17
Anticipated expiration: 2040-03-10
Also published as: CN113374837B; US20210284170A1; US11235773B2; CN113374837A; JP2021143689A

Description

本発明は、自動変速機と副変速機とを備えた車両用動力伝達装置の制御装置に関する。

上記のような車両用動力伝達装置の制御装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。自動変速機では、その内部に設けられた複数の摩擦係合要素のうちで、係合する摩擦係合要素の組合せを変えることで、シフトレンジやギア段に応じたギアトレーンの組替えが行われる。なお、ニュートラルレンジの自動変速機は、入力軸、出力軸間の動力伝達を切断したニュートラルの状態とされる。こうしたニュートラルの状態は、自動変速機のすべての摩擦係合要素を開放することで実現できる。

一方、車両の発進に際してのニュートラルレンジからのシフトレンジの切替に際しては、いくつかの摩擦係合要素を係合する必要がある。摩擦係合要素の係合は油圧供給により行われるが、複数の摩擦係合要素を同時に係合する場合には、油圧が分散される分、単一の摩擦係合要素を係合する場合よりも係合の完了に要する時間が長くなる。上記文献の制御装置では、車両の発進時に使用するシフトレンジで係合される摩擦係合要素の一部を係合した状態でニュートラルレンジを形成している。そして、これにより、車両を発進する際のニュートラルレンジからのシフトレンジの切替に際して係合する摩擦係合要素の数を少なくすることで、その切替に要する時間を短縮している。

また、同文献の制御装置では、ニュートラルレンジにおいて副変速機のギア段切替を行っている。摩擦係合要素は開放された状態においても若干のトルクを伝達するため、自動変速機はニュートラルの状態でもある程度のトルクを伝達する。こうしたニュートラルの状態の自動変速機を通じてエンジンから副変速機に漏れ伝わるトルク、いわゆる引摺りトルクがある程度よりも大きい場合には、ギア段切替に際してショックやギア段の切替不良が生じる虞がある。引摺りトルクは、すべての摩擦係合要素を開放してニュートラルの状態を形成する場合よりも、一部の摩擦係合要素を係合してニュートラルの状態を形成する場合の方が大きくなる。そこで、上記文献に記載の制御装置では、自動変速機のすべての摩擦係合要素を開放した上で、副変速機のギア段切替を実行するようにしている。

特開２０１８－５３９４１号公報

こうした従来の制御装置では、副変速機のギア段切替が完了した時点の自動変速機は、すべての摩擦係合要素が開放された状態となる。そのため、ギア段切替を行った直後に車両を発進する際のシフトレンジの切替に要する時間が長くなってしまう。

上記課題を解決する車両用動力伝達装置の制御装置は、複数の摩擦係合要素の中で係合する摩擦係合要素の組合せを変更することでシフトレンジに応じたギアトレーンの組替えを行う自動変速機であって、車両の発進時に使用するシフトレンジで係合される摩擦係合要素のうちの２つ以上が係合された状態でニュートラルレンジを形成する自動変速機と、自動変速機と駆動輪との動力伝達経路に介設された副変速機と、を備える車両用動力伝達装置に適用される。そして、同制御装置は、シフトレンジがニュートラルレンジであるときに副変速機のギア段切替を実施する。そうした副変速機のギア段切替に際して同制御装置は、ニュートラルレンジにおいて係合した状態とされる摩擦係合要素のうちの、１つ以上の係合を維持したまま、１つ以上の係合を解除する開放処理をギア段切替の開始に際して実行する。さらに同制御装置は、開放処理で係合を解除した摩擦係合要素を再係合する再係合処理をギア段切替が完了したと判定されたときに実行する。

上記車両用動力伝達装置の制御装置では、シフトレンジがニュートラルレンジであるときに副変速機のギア段切替が実施される。こうしたギア段切替の開始に際しては、ニュートラルレンジにおいて係合状態とされる摩擦係合要素のうちの１つ以上の係合を解除する開放処理が実行される。こうした開放処理により係合が解除された摩擦係合要素の分、副変速機のギア段切替の実行中に係合している自動変速機の摩擦係合要素の数が、ひいては自動変速機から入力される引摺りトルクが減少する。一方、開放処理では、少なくとも１つの摩擦係合要素が係合した状態に維持される。そのため、ギア段切替の完了直後に車両を発進する際の自動変速機のシフトレンジの切替のために係合しなければならない摩擦係合要素の数は、ギア段切替中に自動変速機のすべての摩擦係合要素を開放する場合よりも少なくなる。よって、上記制御装置では、副変速機のギア段切替の完了直後に車両を発進する際のシフトレンジの切替に要する時間が、ギア段切替中に自動変速機のすべての摩擦係合要素を開放する場合よりは短くなる。したがって、副変速機のギア段切替後に車両を発進する際のシフトレンジの切替期間の長期化を抑えつつ、自動変速機からギア段切替中の副変速機に伝わる引摺りトルクを低減できる。

なお、自動変速機の作動油の温度が高くなると、同作動油の粘度が低下して、自動変速機から副変速機に伝わる引摺りトルクが減少する。そのため、自動変速機の作動油の温度が高いときには、開放処理を行わずとも、副変速機のギア段切替を実行しているときの自動変速機の引摺りトルクが許容可能な大きさに留まる場合がある。そうした場合には、上記制御装置における開放処理及び再係合処理を、自動変速機の作動油の温度が既定値以下であることを条件に実行するとよい。

また、副変速機の構成によっては、高速側ギア段から低速側ギア段へのギア段切替の場合と、低速側ギア段から高速側ギア段へのギア段切替の場合とでは、副変速機のギア段切替を適切に実行可能な自動変速機の引摺りトルクの最大値が異なることがある。そのため、高速側ギア段から低速側ギア段へのギア段切替、低速側ギア段から高速側ギア段へのギア段切替のいずれか一方では、開放処理を実行しなければギア段切替を適切に実行できないが、もう一方では、開放処理を実行しなくてもギア段切替を適切に実行できる場合がある。そうした場合、上記開放処理及び再係合処理は、高速側ギア段から低速側ギア段への副変速機のギア段切替、及び低速側ギア段から高速側ギア段への副変速機のギア段切替のうちのいずれか一方のギア段切替においてのみ実行すればよい。

なお、上記制御装置では、ギア段切替が完了したと判定されたときに再係合処理を実行しているが、ギア段切替の完了の有無を直接確認する手段が副変速機に設けられていない場合がある。そうした場合、ギア段切替の開始から既定の時間が経過したことをもってギア段切替が完了したと判定するとよい。

車両用動力伝達装置の制御装置の一実施形態の構成を模式的に示す図。同実施形態の制御装置が適用される車両用動力伝達装置に設けられた自動変速機のギアトレーン構造を模式的に示す図。ドライブレンジの１速ギア段時、リバースレンジ時、及びニュートラルレンジ時のそれぞれにおける上記自動変速機の各摩擦係合要素の係合状態を示す表図。上記実施形態の制御装置が実行するギア段切替ルーチンのフローチャート。引摺りトルクとＡＴ油温との関係を示すグラフ。

以下、車両用動力伝達装置の制御装置の一実施形態を、図１～図５を参照して詳細に説明する。
まず、図１を参照して本実施形態の制御装置が適用される車両用動力伝達装置の構成を説明する。車両用動力伝達装置は、２本の前輪１１及び２本の後輪１２を駆動輪とした四輪駆動走行を行う車両１０において、同車両１０の駆動源であるエンジン１３から前輪１１、後輪１２への動力伝達を行う装置とされている。

車両用動力伝達装置は、トルクコンバータ２１を介してエンジン１３に連結された自動変速機３０を備えている。また、車両用動力伝達装置は、自動変速機３０の出力側に連結されて、自動変速機３０から伝達された動力を、前輪１１と後輪１２とに分配するトランスファ４０を備えている。トランスファ４０は、フロントプロペラシャフト２２とフロントディファレンシャル２３とを介して２本の前輪１１に連結されている。また、トランスファ４０は、リアプロペラシャフト２４とリアディファレンシャル２５とを介して２本の後輪１２に連結されている。

トランスファ４０には、副変速機４１が設けられている。副変速機４１は、トランスファ４０の内部における自動変速機３０からリアプロペラシャフト２４への動力伝達経路上に配置されている。また、副変速機４１は、高速側ギア段Ｈｉと、後輪１２側への動力分配率を高速側ギア段Ｈｉの場合よりも大きくする低速側ギア段Ｌｏと、の２つのギア段を切替可能である。副変速機４１のギア段切替は、油圧駆動により行われる。

図２に、自動変速機３０のギアトレーン構造を示す。自動変速機３０は、フロント遊星ギア機構３１、ミドル遊星ギア機構３２、及びリア遊星ギア機構３３の３つの遊星ギア機構を備えている。また、自動変速機３０は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、及び第４クラッチＣ４の４つのクラッチを摩擦係合要素として有している。さらに、自動変速機３０は、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の２つのブレーキも、摩擦係合要素として有している。なお、フロント遊星ギア機構３１は、大サンギア３１ａ及び小サンギア３１ｂの２つのサンギアを有した遊星ギア機構となっている。

トルクコンバータ２１を介してエンジン１３に連結された自動変速機３０の入力軸であるＡＴ入力軸３４は常時、フロント遊星ギア機構３１のプラネタリキャリア３１ｃ、及びリア遊星ギア機構３３のプラネタリキャリア３３ｂの双方の回転軸と一体になって回転する。また、トランスファ４０に連結された自動変速機３０の出力軸であるＡＴ出力軸３５は常時、ミドル遊星ギア機構３２のプラネタリキャリア３２ｂの回転軸と一体になって回転する。さらに、ミドル遊星ギア機構３２のサンギア３２ａと、リア遊星ギア機構３３のサンギア３３ａと、は回転軸を共有しており、常時一体になって回転する。

自動変速機３０において各摩擦係合要素を係合すると、それぞれ下記の状態となる。すなわち、第１クラッチＣ１が係合すると、フロント遊星ギア機構３１のリングギア３１ｄの回転軸と、ミドル遊星ギア機構３２及びリア遊星ギア機構３３のサンギア３２ａ，３３ａの回転軸と、が一体になって回転する状態となる。第２クラッチＣ２が係合すると、フロント遊星ギア機構３１の小サンギア３１ｂの回転軸と、ミドル遊星ギア機構３２及びリア遊星ギア機構３３のサンギア３２ａ，３３ａの回転軸と、が一体になって回転する状態となる。第３クラッチＣ３が係合すると、フロント遊星ギア機構３１のリングギア３１ｄの回転軸と、ミドル遊星ギア機構３２のリングギア３２ｃの回転軸と、が一体になって回転する状態となる。第４クラッチＣ４が係合すると、ミドル遊星ギア機構３２のプラネタリキャリア３２ｂの回転軸と、リア遊星ギア機構３３のリングギア３３ｃの回転軸と、が一体となって回転する状態となる。一方、第１ブレーキＢ１が係合すると、フロント遊星ギア機構３１の大サンギア３１ａの回転軸の回転がロックされる。また、第２ブレーキＢ２が係合すると、ミドル遊星ギア機構３２のリングギア３２ｃの回転軸の回転がロックされる。そして、自動変速機３０は、それら４つのクラッチＣ１～Ｃ４、及び２つのブレーキＢ１，Ｂ２の中で係合状態とする摩擦係合要素の組合せを変更することで、各シフトレンジやドライブレンジの各変速段に応じたギアトレーンの組替えを行うように構成されている。

図３に、ドライブレンジの１速ギア段、リバースレンジ、ニュートラルレンジのそれぞれの状態において係合される自動変速機３０の摩擦係合要素の組合せを示す。図３の表図において、「〇」は係合された状態であることを、「－」は係合が解除された状態、すなわち開放された状態であることを、それぞれ示している。

同図に示すように、ドライブレンジの１速ギア段では、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、及び第２ブレーキＢ２の３つの摩擦係合要素が係合される。また、リバースレンジでは、第２クラッチＣ２、第３クラッチＣ３、及び第２ブレーキＢ２の３つの摩擦係合要素が係合される。さらに、ニュートラルレンジでは、第２クラッチＣ２、及び第２ブレーキＢ２の２つの摩擦係合要素が係合される。

ニュートラルレンジにおける自動変速機３０は、ＡＴ入力軸３４、ＡＴ出力軸３５間の動力伝達を切断したニュートラルの状態とされる。自動変速機３０のニュートラルの状態は、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２を係合せずとも、すなわち、自動変速機３０の摩擦係合要素のすべてを開放した状態としても実現できる。このようにニュートラルレンジにおいて摩擦係合要素のすべてを開放した場合には、その状態から自動変速機３０をリバースレンジ、又はドライブレンジの１段ギア段の状態とするために、３つの摩擦係合要素を係合する必要がある。摩擦係合要素の係合は油圧の印加により行われるが、同時に複数の摩擦係合要素を係合する場合には油圧が分散されるため、係合の完了に要する時間が長くなる。これに対して、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２だけを係合しても自動変速機３０をニュートラルの状態とすることができ、かつ残り一つの摩擦係合要素を係合するだけでリバースレンジやドライブレンジの１速ギア段への移行が可能である。そのため、本実施形態では、ニュートラルレンジにおいて第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２を係合することで、ドライブレンジの１速ギア段、又はリバースレンジへの移行時間を短縮している。

続いて、図１を参照して本実施形態の制御装置の構成を説明する。本実施形態の制御装置は、車両用動力伝達装置の制御のための演算処理を実行する演算処理回路５１と、制御用のプログラムやデータが予め記憶された記憶装置５２と、を備える電子制御ユニット５０として構成されている。電子制御ユニット５０には、車両１０の各部に設けられた各種センサの検出信号が入力されている。例えばエンジン１３に設置されたエンジン回転速度センサ５３からは、エンジン回転速度ＮＥの検出信号が入力されている。また、自動変速機３０に設置された出力軸回転速度センサ５４からはＡＴ出力軸３５の回転速度である出力軸回転速度ＮＯＵＴの検出信号が入力されている。さらに、自動変速機３０に設置された油温センサ５５からは、自動変速機３０の作動油の温度であるＡＴ油温ＴＨＯの検出信号が入力されている。他にも、車速センサ５６からは車両１０の走行速度である車速Ｖの検出信号が、シフトポジションセンサ５７からはシフトレバー５８の操作位置であるシフトポジションＰｓｈの検出信号が、それぞれ入力されている。

なお、車両１０には、副変速機４１のギア段切替用のスイッチであるギア段切替スイッチ６０が設けられている。ギア段切替スイッチ６０は、高速側ギア段Ｈｉ、低速側ギア段Ｌｏにそれぞれ対応した操作位置を有している。ギア段切替スイッチ６０は、シフトレバー５８がニュートラルレンジの操作位置にあり、かつ車速Ｖが「０」の場合以外はロックされており、操作位置の切替が禁止されている。そして、電子制御ユニット５０には、ギア段切替スイッチ６０から、その操作位置を示す操作信号ＳＷが入力されている。なお、以下の説明では、ギア段切替スイッチ６０の操作位置が高速側ギア段Ｈｉに対応する位置にあるときの操作信号ＳＷの値を「Ｈｉ」と記載し、低速側ギア段Ｌｏに対応する位置にあるときの操作信号ＳＷの値を「Ｌｏ」と記載する。

電子制御ユニット５０は、シフトポジションＰｓｈや車速Ｖ、エンジン回転速度ＮＥ等の検出信号に基づき、自動変速機３０の変速制御を行っている。また、電子制御ユニット５０は、ギア段切替スイッチ６０の操作信号ＳＷ等に基づき、副変速機４１のギア段切替に係る処理を実行する。

図４に、副変速機４１のギア段切替のため、電子制御ユニット５０が実行するギア段切替ルーチンのフローチャートを示す。電子制御ユニット５０は、同ルーチンの処理を既定の制御周期毎に繰り返し実行している。

本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、ギア段切替スイッチ６０の操作信号ＳＷの値が「Ｈｉ」であるか否かが判定される。そして、操作信号ＳＷの値が「Ｈｉ」である場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１１０に処理が進められ、そうでない場合、すなわち操作信号ＳＷの値が「Ｌｏ」の場合（ＮＯ）にはステップＳ１５０に処理が進められる。

操作信号ＳＷの値が「Ｈｉ」であってステップＳ１１０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１１０において、現在の副変速機４１のギア段を示す変数である現在ギア段ＣＧの値が、低速側ギア段を示す値「Ｌｏ」であるか否かが判定される。そして、現在ギア段ＣＧの値が「Ｌｏ」の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１２０に処理が進められる。これに対して、現在ギア段ＣＧの値が「Ｌｏ」でない場合（ＮＯ）、すなわち操作信号ＳＷ及び現在ギア段ＣＧの値が共に高速側ギア段を示す値「Ｈｉ」であって副変速機４１のギア段切替が不要な場合には、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。

ステップＳ１２０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１２０において、副変速機４１に対して、低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへのギア段切替が指令される。副変速機４１では、この指令に応じて低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへのギア段切替が開始される。なお、本実施形態では、同指令から既定の時間Ｔ１が経過したことをもって、副変速機４１における低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへのギア段切替が完了したと判定している。そして、同ギア段切替が完了したと判定されると（Ｓ１３０：ＹＥＳ）、ステップＳ１４０に処理が進められる。そして、ステップＳ１４０において現在ギア段ＣＧの値が「Ｌｏ」から「Ｈｉ」に変更された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

なお、上記時間Ｔ１には、次の時間が設定されている。低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへの副変速機４１のギア段切替の所要時間には、ＡＴ油温ＴＨＯ、副変速機４１の個体差や経時変化によるばらつきが存在する。上記時間Ｔ１には、そうした所要時間のばらつきの範囲の最大値が値として設定されている。

一方、操作信号ＳＷの値が「Ｌｏ」であって、ステップＳ１５０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１５０において、現在ギア段ＣＧの値が「Ｈｉ」であるか否かが判定される。そして、現在ギア段ＣＧの値が「Ｈｉ」の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ１６０に処理が進められる。これに対して、現在ギア段ＣＧの値が「Ｈｉ」でない場合（ＮＯ）、すなわち操作信号ＳＷ及び現在ギア段ＣＧの値が共に低速側ギア段を示す値「Ｌｏ」であって副変速機４１のギア段切替が不要な場合にはそのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。

ステップＳ１６０に処理が進められると、そのステップＳ１６０において、ＡＴ油温ＴＨＯが既定の温度ＴＨ１以下であるか否かが判定される。そして、ＡＴ油温ＴＨＯが「ＴＨ１」以下の場合（ＹＥＳ）にはステップＳ２００に、ＡＴ油温ＴＨＯが「ＴＨ１」を超えている場合（ＮＯ）にはステップＳ１７０に、それぞれ処理が進められる。

ＡＴ油温ＴＨＯが「ＴＨ１」を超えており、ステップＳ１７０に処理が進められた場合には、そのステップＳ１７０において、副変速機４１に対して、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへのギア段切替が指令される。副変速機４１では、この指令に応じて高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへのギア段切替が開始される。

なお、本実施形態では、同指令から既定の時間Ｔ２が経過したことをもって、副変速機４１における高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへのギア段切替が完了したと判定している。時間Ｔ２の値には、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの副変速機４１のギア段切替の所要時間のばらつき範囲の最大値が設定されている。副変速機４１の構成によっては、時間Ｔ２が上記時間Ｔ１と同じ時間となる場合と、異なる時間となる場合と、がある。

ステップＳ１７０でのギア段切替の指令後に時間Ｔ２が経過して、同ギア段切替が完了したと判定されると（Ｓ１８０：ＹＥＳ）、ステップＳ１９０に処理が進められる。そして、そのステップＳ１９０において現在ギア段ＣＧの値が「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変更された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

一方、ＡＴ油温ＴＨＯが「ＴＨ１」以下であってステップＳ２００に処理が進められた場合には、そのステップＳ２００において、自動変速機３０に対して、第２ブレーキＢ２の係合解除が指令される。そして、次のステップＳ２１０において、副変速機４１に対して、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへのギア段切替が指令される。その指令後に上記既定の時間Ｔ２が経過してギア段切替が完了したと判定されると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、ステップＳ２３０に処理が進められ、そのステップＳ２３０において現在ギア段ＣＧの値が「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変更される。さらにこの場合には、続くステップＳ２４０において、自動変速機３０に対して、第２ブレーキＢ２の再係合が指令された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。

本実施形態の作用及び効果について説明する。
本実施形態では、シフトレンジがニュートラルレンジとされ、かつ車速Ｖが「０」であり、自動変速機３０側からも、前輪１１、後輪１２側からもトランスファ４０にトルクが殆ど入力されていない状態で、副変速機４１のギア段切替を行っている。ただし、自動変速機３０の摩擦係合要素は開放されているときにも若干のトルクを伝達する。そのため、シフトレンジがニュートラルレンジのとき、すなわち、ＡＴ入力軸３４、ＡＴ出力軸３５間の動力伝達を切断したニュートラルの状態においても、エンジン１３から自動変速機３０を介してトランスファ４０に若干のトルクが伝達される。こうしたニュートラルの状態の自動変速機３０を介して漏れ伝わるトルク、いわゆる引摺りトルクがある程度よりも大きい場合には、副変速機４１のギア段切替に際してショックや切替不良が生じる虞がある。

図５には、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２が共に係合している場合の引摺りトルクＴＤ１、及び第２クラッチＣ２が係合し、かつ第２ブレーキＢ２が開放している場合の引摺りトルクＴＤ２のそれぞれの、ＡＴ油温ＴＨＯによる変化の態様が示されている。なお、図５に示されるＡＴ油温ＴＨＯの範囲は、設計時に想定したＡＴ油温ＴＨＯの使用範囲となっている。

ＡＴ油温ＴＨＯが低くなると、作動油の粘度が高くなり、引摺りトルクＴＤ１，ＴＤ２が大きくなる。また、係合している摩擦係合要素の数が少ないほど、引摺りトルクＴＤは小さくなるため、引摺りトルクＴＤ１は、同じＡＴ油温ＴＨＯにおける引摺りトルクＴＤ２よりも大きい値となる。

また、図５には、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替時における許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ１、及び低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへの切替時における許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ２と、ＡＴ油温ＴＨＯと、の関係が併せ示されている。許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ１、ＴＤＭＡＸ２は、それぞれのギア段切替を円滑に実行可能な引摺りトルクＴＤの最大値を示している。ＡＴ油温ＴＨＯが低く、作動油の粘度が高くなると、油圧駆動による副変速機４１のギア段切替の動作速度が緩慢となり、切替中の引摺りトルクＴＤの入力によるショックや切替不良が生じ難くなる。そのため、許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ１、ＴＤＭＡＸ２は、ＡＴ油温ＴＨＯが低いときには、ＡＴ油温ＴＨＯが高いときよりも大きい値となるように設定されている。なお、本実施形態では副変速機４１の機構上、ＡＴ油温ＴＨＯが同じであれば、許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ１の方が許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ２よりも大きい値となっている。

図５に示されるように、使用範囲内のＡＴ油温ＴＨＯでは、引摺りトルクＴＤ１が許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ２を超えることはない。よって、低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへの切替は、ＡＴ油温ＴＨＯに関わらず円滑に実施可能となっている。これに対して、ＡＴ油温ＴＨＯが一定の温度以下の場合には、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２が係合した状態での引摺りトルクＴＤ１が許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ１を超える値となる。そのため、ＡＴ油温ＴＨＯが上記一定の温度以下の場合には、自動変速機３０の第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２が共に係合した状態では、副変速機４１の高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替に際してショックや切替不良が生じる虞がある。なお、上述の温度ＴＨ１には、引摺りトルクＴＤ１が許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ２を超える値となるＡＴ油温ＴＨＯの範囲の最高値よりも高い温度が設定されている。

これに対して、本実施形態では、低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへの切替については、ＡＴ油温ＴＨＯに関わらず、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２を係合した状態のまま、実施している。また、ＡＴ油温ＴＨＯが既定の温度ＴＨ１を超える場合には、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替についても、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２を係合した状態で実施している。

これに対して、ＡＴ油温ＴＨＯが既定の温度ＴＨ１以下の状態で高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替を行う場合には、第２ブレーキＢ２の係合を解除してからギア段切替を開始する。そして、ギア段切替が完了したと判定されてから、第２ブレーキＢ２の再係合を行うようにしている。この場合のギア段切替中に係合している自動変速機３０の摩擦係合要素は、第２クラッチＣ２のみとなる。そのため、ＡＴ油温ＴＨＯが低いときにも、引摺りトルクＴＤが許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ２未満の状態で、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替が行われるようになる。すなわち、この場合には、ニュートラルレンジにおいて係合する２つの摩擦係合要素のうち、第２クラッチＣ２の係合を維持したまま、第２ブレーキＢ２の係合を解除する開放処理が、ギア段切替の開始に際して実施される。また、この場合には、開放処理で係合を解除した第２ブレーキＢ２を再係合する再係合処理が、ギア段切替が完了したと判定されたときに実施される。

ちなみに、第２ブレーキＢ２だけを開放するよりも、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２の双方を開放した方が、副変速機４１のギア段切替中の引摺りトルクＴＤを低減できる。ただし、そうした場合には、ギア段切替完了時の状態からドライブレンジの１速ギア段やリバースレンジへの移行に際して係合が必要な摩擦係合要素が３つとなり、その移行に要する時間が長くなる。

その点、本実施形態では、ＡＴ油温ＴＨＯが既定の温度ＴＨ１以下、かつ高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替の場合に限り、上記開放処理、及び再係合処理を実施している。よって、ＡＴ油温ＴＨＯが既定の温度ＴＨ１を超えている場合や、ＡＴ油温ＴＨＯが既定の温度ＴＨ１以下であっても、低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへの切替の場合には、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２の双方を係合したまま、ギア段切替が実行される。これらの場合には、１つの摩擦係合要素を係合するだけで、ドライブレンジの１速ギア段やリバースレンジへの移行を完了できる。また、上記開放処理、及び再係合処理を実行する場合にも、ギア段切替中に係合が解除されるのは第２ブレーキＢ２だけで、第２クラッチＣ２の係合は維持される。そのため、この場合にも、２つの摩擦係合要素を係合すれば、ドライブレンジの１速ギア段やリバースレンジへの移行を完了できる。よって、いずれの場合においても、ギア段切替中に第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２の双方を開放する場合よりは、ギア段切替の完了直後に車両１０を発進する際のシフトレンジの切替に要する時間が短くなる。

本実施形態の車両用動力伝達装置の制御装置によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態では、副変速機４１のギア段切替の開始に際して、ニュートラルレンジにおいて係合する第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２のうち、第２クラッチＣ２の係合を維持したまま、第２ブレーキＢ２の係合を解除する開放処理を実施している。また、上記開放処理で係合を解除した第２ブレーキＢ２を再係合する再係合処理を、副変速機４１のギア段切替が完了したと判定されたときに実施している。そのため、副変速機４１のギア段切替後に車両１０を発進する場合のシフトレンジの切替期間の長期化を抑えつつ、ギア段切替中の副変速機４１に自動変速機３０から伝わる引摺りトルクＴＤを低減できる。

（２）本実施形態では、引摺りトルクＴＤが増大する低油温時に限定して、上記開放処理、及び再係合処理を実施している。すなわち、ＡＴ油温ＴＨＯが高く、第２ブレーキＢ２を開放せずとも、ギア段切替中の副変速機４１に自動変速機３０から伝わる引摺りトルクＴＤが許容可能な大きさに留まる場合には、第２ブレーキＢ２を係合したまま、副変速機４１のギア段切替を実施している。そのため、ギア段切替後に車両１０を発進する際のシフトレンジの切替期間が、良好なギア段切替を実現するためには不必要に長くなることが避けられる。

（３）本実施形態では、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替、及び低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへの切替のうち、許容最大引摺りトルクがより小さい前者の場合に限り、上記開放処理、及び再係合処理を実施している。そのため、ギア段切替後に車両１０を発進する際のシフトレンジの切替期間が、良好なギア段切替を実現するためには不必要に長くなることが避けられる。

（４）本実施形態では、ギア段切替の開始後に既定の時間Ｔ１、Ｔ２が経過したことをもって、ギア段切替が完了したと判定して上記再係合処理を実施している。そのため、副変速機４１のギア段切替の完了を直接検出する手段が設けられていなくても、適宜な時期に再係合処理を実施できる。

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、副変速機４１のギア段切替の開始から既定の時間Ｔ１，Ｔ２が経過したことをもって、同ギア段切替が完了したと判定していた。副変速機４１のギア段の状態を直接検出する手段が設けられている場合には、その検出結果からギア段切替の完了を判定するようにしてもよい。

・高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替時にのみ、開放処理、及び再係合処理を実行していた。なお、副変速機４１の構成によっては、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替時よりも低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへの切替時の方が、許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ２が大きくなる場合がある。そうした場合には、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替時にのみ、開放処理及び再係合処理を実行するようにしてもよい。

・副変速機４１を含む動力伝達装置の構成によっては、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２を係合した状態での引摺りトルクＴＤ１が、許容最大引摺りトルクＴＤＭＡＸ１，ＴＤＭＡＸ２の双方を超える場合がある。そうした場合には、高速側ギア段Ｈｉから低速側ギア段Ｌｏへの切替時、低速側ギア段Ｌｏから高速側ギア段Ｈｉへの切替時の双方において、開放処理及び再係合処理を実行するとよい。

・上記実施形態では、ＡＴ油温ＴＨＯが既定の温度ＴＨ１以下であることを条件に、開放処理及び再係合処理を実行していたが、ＡＴ油温ＴＨＯに関わらず、両処理を実行するようにしてもよい。

・副変速機４１として、３段階以上のギア段切替を行うものを採用してもよい。
・ニュートラルレンジにおいて自動変速機３０の３つ、或いはそれ以上の摩擦係合要素を係合する場合には、開放処理において１つ以上の摩擦係合要素の係合を維持したまま、１つ以上の摩擦係合要素の係合を解除するとともに、再係合処理において、開放処理で係合を解除した摩擦係合要素を再係合するとよい。いずれにせよ、車両の発進時に使用するシフトレンジで係合する摩擦係合要素の一部を係合した状態でニュートラルレンジを形成する自動変速機において、副変速機４１のギア段切替に際して上記開放処理、及び再係合処理を実施すれば、上記（１）に記載の効果が得られる。

１０…車両
１１…前輪
１２…後輪
１３…エンジン
２１…トルクコンバータ
２２…フロントプロペラシャフト
２３…フロントディファレンシャル
２４…リアプロペラシャフト
２５…リアディファレンシャル
３０…自動変速機
３４…ＡＴ入力軸
３５…ＡＴ出力軸
４０…トランスファ
４１…副変速機
５０…電子制御ユニット
５１…演算処理回路
５２…記憶装置
Ｃ１～Ｃ４…クラッチ（摩擦係合要素）
Ｂ１，Ｂ２…ブレーキ（摩擦係合要素）

Claims

複数の摩擦係合要素の中で係合する摩擦係合要素の組合せを変更することでシフトレンジに応じたギアトレーンの組替えを行う自動変速機であって、車両の発進時に使用するシフトレンジで係合される摩擦係合要素のうちの２つ以上が係合された状態でニュートラルレンジを形成する自動変速機と、前記自動変速機と駆動輪との動力伝達経路に介設された副変速機と、を備える車両用動力伝達装置に適用されて、前記シフトレンジが前記ニュートラルレンジであるときに前記副変速機のギア段切替を実施する制御装置であって、
前記ニュートラルレンジにおいて係合した状態とされる摩擦係合要素のうちの、１つ以上の係合を維持したまま、１つ以上の係合を解除する開放処理を前記ギア段切替の開始に際して実行するとともに、前記開放処理で係合を解除した摩擦係合要素を再係合する再係合処理を前記ギア段切替が完了したと判定されたときに実行する
車両用動力伝達装置の制御装置。
前記開放処理及び前記再係合処理は、前記自動変速機の作動油の温度が既定値以下であることを条件に実行される請求項１に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
前記開放処理及び前記再係合処理は、高速側ギア段から低速側ギア段への前記副変速機のギア段切替、及び前記低速側ギア段から前記高速側ギア段への前記副変速機のギア段切替のうちのいずれか一方のギア段切替においてのみ実行される請求項１又は２に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。
前記ギア段切替の開始から既定の時間が経過したことをもって前記ギア段切替が完了したと判定する請求項１～請求項３のいずれか１項に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。