JPWO2014141569A1 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Abstract

係合クラッチを開放させる変速制御中に生じた係合クラッチを締結させる新たな変速要求に速やかに応えることができる自動変速機の制御装置を提供すること。変速要素として係合クラッチ(８３)を有する自動変速機(３)と、該自動変速機(３)の変速制御を行う変速コントローラ(２１)と、を備えた自動変速機の制御装置において、変速コントローラ(２１)は、アップ変速要求による係合クラッチ(８３)を開放させるアップ変速制御の途中、係合クラッチ(８３)の開放完了を判断する前に、係合クラッチ(８３)を締結させるダウン変速要求があったときには、このダウン変速要求によるダウン変速制御を実行する構成とした。

Description

本発明は、係合クラッチを有する自動変速機と、この自動変速機の変速制御を行う変速コントローラと、を備えた自動変速機の制御装置に関する発明である。

従来、変速要素として低速段で締結するドグクラッチと高速段で締結する摩擦クラッチを持つ有段の自動変速機を備え、ドグクラッチと摩擦クラッチを架け替え変速する自動変速機の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開2010-202124号公報

ところで、従来の自動変速機の制御装置において、ドグクラッチを開放させる変速制御中、つまり低速段から高速段への変速制御中に、ドライバーの要求駆動力が増加すること等によりドグクラッチを締結させる低速段への変速要求が新たに発生することがあった。
このとき、ドグクラッチを開放させる高速段への変速制御を継続し、変速制御終了後にドグクラッチを締結させる低速段への変速制御を行うと、新たに発生した低速段への変速要求に速やかに応えることができないという問題が発生してしまう。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、係合クラッチを開放させる変速制御中に生じた係合クラッチを締結させる新たな変速要求に速やかに応えることができる自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の自動変速機の制御装置は、車両の駆動系に設けられ、変速要素として係合クラッチを有する自動変速機と、該自動変速機の変速制御を行う変速コントローラと、を備えている。
そして、前記変速コントローラは、第１の変速要求による前記係合クラッチを開放させる変速制御の途中、前記係合クラッチの開放完了を判断する前に、前記係合クラッチを締結させる第２の変速要求があったときには、前記第２の変速要求による変速制御を実行する。

本願発明では、第１の変速要求による係合クラッチを開放させる変速制御の途中、係合クラッチの開放完了を判断する前に、係合クラッチを締結させる第２の変速要求があったときには、変速コントローラにより、第２の変速要求による変速制御が実行される。
すなわち、係合クラッチの開放完了が判断される前であれば、第１の変速要求による変速制御を中断し、係合クラッチを締結させる第２の変速要求を実行する。このため、第１の変速要求後に生じた第２の変速要求を速やかに満たすことができる。
この結果、係合クラッチを開放させる変速制御中に生じた係合クラッチを締結させる新たな変速要求に速やかに応えることができる。

実施例１の制御装置が適用された電気自動車（車両の一例）の駆動系構成と制御系構成を示す全体システム構成図である。 実施例１の変速制御系の詳細構成を示す制御ブロック図である。 実施例１の係合クラッチの要部断面を示す説明図である。 実施例１の係合クラッチの動作を示す説明図であり、締結初期の回転同期初期状態を示す。 実施例１の係合クラッチの動作を示す説明図であり、回転同期途中を示す。 実施例１の係合クラッチの動作を示す説明図であり、回転同期終了時を示す。 実施例１の変速コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１の変速コントローラで用いられる自動変速機のアップシフト線とダウンシフト線の一例を示す変速マップ図である。 実施例１の制御装置において、１→２変速制御中に２→１変速要求があっても１→２変速を継続した際の自動変速機出力回転数・自動変速機出力トルク・モータ回転数・モータトルク・係合クラッチ伝達トルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチスリーブ位置・摩擦クラッチスライダ位置の各特性を示すタイムチャートである。 実施例１の制御装置において、１→２変速制御中に２→１変速要求があったことで２→１変速を実行した際の自動変速機出力回転数・自動変速機出力トルク・モータ回転数・モータトルク・係合クラッチ伝達トルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチスリーブ位置・摩擦クラッチスライダ位置の各特性を示すタイムチャートである。 実施例２の変速コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３の制御装置において、１→２変速制御中に２→１変速要求があっても１→２変速を継続した際の自動変速機出力回転数・自動変速機出力トルク・モータ回転数・モータトルク・係合クラッチ伝達トルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチスリーブ位置・摩擦クラッチスライダ位置の各特性を示すタイムチャートである。 本発明の制御装置が適用可能なハイブリッド車（車両の他例）の駆動系構成の一例を示す図である。

以下、本発明の自動変速機の制御装置を実施するための形態を、図面に示す実施例１〜実施例３に基づいて説明する。

（実施例１）
まず、構成を説明する。
実施例１における電気自動車（車両の一例）に搭載された自動変速機の制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速制御系の詳細構成」、「変速制御処理構成」に分けて説明する。

［全体システム構成］
図１は、実施例１の制御装置が適用された電気自動車の駆動系構成と制御系構成を示す。以下、図１に基づき、全体システム構成を説明する。

前記電気自動車の駆動系構成としては、図１に示すように、モータジェネレータMGと、自動変速機３と、駆動輪１４と、を備えている。

前記モータジェネレータMGは、力行時に駆動モータとして用いられ、回生時にジェネレータとして用いられ、そのモータ軸が自動変速機３の変速機入力軸６に接続される。

前記自動変速機３は、変速比の異なる２つのギア対のいずれかで動力を伝達する常時噛み合い式有段変速機であり、減速比の小さなハイギア段（高速段）と減速比の大きなローギア段（低速段）を有する２段変速としている。この自動変速機３は、ローギア段を実現するロー側変速機構８及びハイギア段を実現するハイ側変速機構９により構成される。ここで、変速機入力軸６及び変速機出力軸７は、それぞれ平行に配置される。

前記ロー側変速機構８は、ロー側伝動経路を選択するためのもので、変速機出力軸７上に配置されている。このロー側変速機構８は、低速段ギア対８０（ギア８１，ギア８２）が、変速機入出力軸６，７間を駆動結合するように、変速機出力軸７に対するギア８１の係合締結/開放を行う係合クラッチ８３（噛合いクラッチ）により構成する。ここで、低速段ギア対８０は、変速機出力軸７上に回転自在に支持したギア８１と、該ギア８１と噛み合い、変速機入力軸６と共に回転するギア８２と、から構成される。

前記ハイ側変速機構９は、ハイ側伝動経路を選択するためのもので、変速機入力軸６上に配置されている。このハイ側変速機構９は、高速段ギア対９０（ギア９１，ギア９２）が、変速機入出力軸６，７間を駆動結合するように、変速機入力軸６に対するギア９１の摩擦締結/開放を行う摩擦クラッチ９３により構成する。ここで、高速段ギア対は、変速機入力軸６上に回転自在に支持したギア９１と、ギア９１に噛み合い、変速機出力軸７と共に回転するギア９２と、から構成される。

前記変速機出力軸７は、ギア１１を固定し、このギア１１と、これに噛合するギア１２とからなるファイナルドライブギア組を介して、ディファレンシャルギア装置１３を変速機出力軸７に駆動結合する。これにより、変速機出力軸７に達したモータジェネレータMGのモータ動力がファイナルドライブギア組（ギア１１,１２）及びディファレンシャルギア装置１３を経て左右の駆動輪１４（なお、図１では一方の駆動輪のみを示した）に伝達されるようにする。

前記電気自動車の制御系構成としては、図１に示すように、変速コントローラ２１、車速センサ２２、アクセル開度センサ２３、ブレーキストロークセンサ２４、前後加速度センサ２５、スライダ位置センサ２６、スリーブ位置センサ２７等を備えている。これに加え、モータコントローラ２８と、ブレーキコントローラ２９と、統合コントローラ３０と、ＣＡＮ通信線３１と、を備えている。

前記変速コントローラ（変速コントローラ）２１は、係合クラッチ８３が係合締結で摩擦クラッチ９３が開放のローギア段が選択されている状態でハイギア段へアップ変速する際、係合クラッチ８３の開放と摩擦クラッチ９３の摩擦締結による架け替え制御を遂行する。
また、係合クラッチ８３が開放で摩擦クラッチ９３が摩擦締結のハイギア段が選択されている状態でローギア段へダウン変速する際、係合クラッチ８３の係合締結と摩擦クラッチ９３の開放による架け替え制御を遂行する。すなわち、アップ変速では、噛合いクラッチである係合クラッチ８３が開放要素になり、ダウン変速では、噛合いクラッチである係合クラッチ８３が締結要素になる。

［変速制御系の詳細構成］
図２は、実施例１の変速制御系の詳細構成を示す。以下、図２に基づき、変速制御系の詳細構成を説明する。

前記電気自動車の制御系のうち変速制御系の構成としては、図２に示すように、係合クラッチ８３と、摩擦クラッチ９３と、モータジェネレータMGと、液圧ブレーキ１５と、変速コントローラ２１と、統合コントローラ３０と、を備えている。つまり、係合クラッチ８３と摩擦クラッチ９３は、変速コントローラ２１からの指令によりアップ変速／ダウン変速の変速制御を行う構成としている。また、モータジェネレータMGと液圧ブレーキ１５は、統合コントローラ３０からの指令により回生協調ブレーキ制御を行う構成としている。

前記係合クラッチ８３は、シンクロ式の係合締結によるクラッチであり、ギア８１に設けたクラッチギア８４と、変速機出力軸７に結合したクラッチハブ８５と、カップリングスリーブ８６と、を有する（図１を参照）。そして、図２に示す第１電動アクチュエータ４１によりカップリングスリーブ８６をストローク駆動させることで、係合締結/開放する。なお、第１電動アクチュエータ４１を含めたカップリングスリーブ８６が、請求項に記載の「係合クラッチ用アクチュエータ」に相当する。
この係合クラッチ８３の係合締結と開放は、カップリングスリーブ８６の位置によって決まる。そこで、変速コントローラ２１は、スリーブ位置センサ２７の値を読み込み、スリーブ位置が締結位置又は開放位置になるように第１電動アクチュエータ４１に電流を与える第１位置サーボコントローラ５１（例えば、PID制御による位置サーボ系）を備えている。
そして、カップリングスリーブ８６が、クラッチギア８４及びクラッチハブ８５の外周クラッチ歯の双方に噛合した図１に示す噛み合い位置（締結位置）にあるとき、ギア８１を変速機出力軸７に駆動連結する。一方、カップリングスリーブ８６が、図１に示す位置から軸線方向へ変位することでクラッチギア８４及びクラッチハブ８５の外周クラッチ歯の一方と非噛み合い位置（開放位置）にあるとき、ギア８１を変速機出力軸７から切り離す。

さらに、図３Ａ〜図３Ｄに基づいて、係合クラッチ８３の同期機構について説明を加える。
前記カップリングスリーブ８６は、クラッチハブ８５（図１参照）の外周に形成されたスプライン部（図示省略）に噛み合った状態を維持しながら、図３Ａにおいて左右方向である軸方向に移動可能に支持されている。そして、カップリングスリーブ８６の軸方向の移動は、第１電動アクチュエータ４１（図２参照）の駆動により成される。

前記クラッチギア８４は、外周に、カップリングスリーブ８６の内周に形成されたスプライン部８６ａと噛み合い可能なスプライン部８４ａが形成されている。さらに、このクラッチギア８４には、テーパ状のコーン部８４ｂの外周に、軸方向に移動可能にシンクロナイザリング８７が装着されている。

前記シンクロナイザリング８７は、外周に、カップリングスリーブ８６のスプライン部８６ａと噛み合い可能なスプライン部８７ａが形成されている。また、シンクロナイザリング８７は、カップリングスリーブ８６に設けられたキー８８に対して、キー溝８７ｃ（図３Ｂ等参照）による隙間の分だけ、回転方向に相対移動可能に構成されている。

次に、係合クラッチ８３において、開放状態から係合締結するときの同期機構による同期動作を説明する。
前記係合クラッチ８３では、開放状態から係合締結する場合、カップリングスリーブ８６によって、シンクロナイザリング８７をクラッチギア８４に近接するように軸方向に押圧する。これにより、シンクロナイザリング８７とコーン部８４ｂとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力によりカップリングスリーブ８６とクラッチギア８４とが同期回転して係合締結される。

すなわち、前記カップリングスリーブ８６を、第１電動アクチュエータ４１（図２参照）により、図３Ａに示すように、キー８８と共に、クラッチギア８４に近接する方向へ軸方向に移動させ、シンクロナイザリング８７をコーン部８４ｂに接触させる。

シンクロナイザリング８７がコーン部８４ｂに接触したとき、両者の間には相対回転が生じているため、シンクロナイザリング８７は、図３Ｂに示すキー溝８７ｃの隙間分だけ回動する。これにより、シンクロナイザリング８７のスプライン部８７ａのチャンファ部８７ｂと、カップリングスリーブ８６のスプライン部８６ａのチャンファ部８６ｂとが、図３Ｂに示すように、軸方向で向き合ったインデックス状態となる。

このインデックス状態からさらにカップリングスリーブ８６をクラッチギア８４側に移動させると、図３Ｃに示すように、両チャンファ部８７ｂ,８６ｂが接触する。これにより、シンクロナイザリング８７がコーン部８４ｂをさらに押して摩擦トルクが発生し、シンクロナイザリング８７及びカップリングスリーブ８６と、クラッチギア８４と、の同期が行われる。

この回転同期が成立すると、シンクロナイザリング８７とコーン部８４ｂとの間の摩擦トルクが消滅し、カップリングスリーブ８６がさらに軸方向に移動する。これにより、カップリングスリーブ８６のスプライン部８６ａが、シンクロナイザリング８７を押し分け、図３Ｄに示すように、クラッチギア８４のスプライン部８４ａと噛み合い、係合クラッチ８３は係合締結状態となる。

以上のように、ギア８１とクラッチハブ８５との間に設けられ、カップリングスリーブ８６の軸方向の移動に伴って、係合クラッチ８３の入力側と出力側との相対移動に伴って生じる摩擦力により入力側と出力側とを同期回転させる。すなわち、クラッチギア８４、カップリングスリーブ８６、シンクロナイザリング８７が同期機構を構成する。

なお、係合クラッチ８３において、係合締結状態から開放するときには、カップリングスリーブ８６を、第１電動アクチュエータ４１（図２参照）により、キー８８と共に、クラッチギア８４から離間する方向へ軸方向に移動させる。このとき、カップリングスリーブ８６のスプライン部８６ａは、シンクロナイザリング８７のスプライン部８７ａから引き抜かれていくこととなる。

そして、スプライン部８６ａがシンクロナイザリング８７のスプライン部８７ａから引き抜かれると、クラッチギア８４、シンクロナイザリング８７、カップリングスリーブ８６との同期状態が解消される。これと同時に、シンクロナイザリング８７が回転し、チャンファ部８７ｂとカップリングスリーブ８６のチャンファ部８６ｂが、接触した状態になる。

そして、さらにカップリングスリーブ８６をクラッチギア８４から離間する方向に移動させると、両チャンファ部８７ｂ,８６ｂの接触が解消される。これにより、カップリングスリーブ８６のスプライン部８６ａが、シンクロナイザリング８７から完全に離れ、係合クラッチ８３は開放状態となる。

前記摩擦クラッチ９３は、ギア９１と共に回転するドリブンプレート９４と、変速機入力軸６と共に回転するドライブプレート９５と、を有する（図１を参照）。そして、第２電動アクチュエータ４２により両プレート９４,９５に押付け力を与えるスライダ９６を駆動することで摩擦締結/開放する。
この摩擦クラッチ９３の伝達トルク容量は、スライダ９６の位置によって決まり、また、スライダ９６はネジ機構となっており、第２電動アクチュエータ４２の入力が０（ゼロ）のとき、位置を保持する機構となっている。変速コントローラ２１は、スライダ位置センサ２６の値を読み込み、所望の伝達トルク容量が得られるスライダ位置になるように第２電動アクチュエータ４２に電流を与える第２位置サーボコントローラ５２（例えば、PID制御による位置サーボ系）を備えている。
そして、摩擦クラッチ９３は、変速機入力軸６と一体に回転し、摩擦締結しているときギア９１を変速機入力軸６に駆動連結し、開放しているとき、ギア９１と変速機入力軸６の駆動連結を切り離す。

前記モータジェネレータMGは、統合コントローラ３０から出力される指令を入力するモータコントローラ２８によって力行制御又は回生制御される。つまり、モータコントローラ２８がモータトルク指令を入力すると、モータジェネレータMGが力行制御される。また、モータコントローラ２８が回生トルク指令を入力すると、モータジェネレータMGが回生制御される。

前記液圧ブレーキ１５は、ブレーキペダル１６→電動ブースタ１７→マスタシリンダ１８→ブレーキ液圧アクチュエータ１９を経由して供給されるブレーキ液により駆動輪１４に液圧制動力を与える。この液圧ブレーキ１５は、回生協調ブレーキ制御時、ブレーキコントローラ２９がブレーキ液圧指令を入力すると、液圧制動力の分担に応じた駆動指令を電動ブースタ１７に出力することでブレーキ液圧が制御される。ここで、回生協調ブレーキ制御とは、ブレーキストロークセンサ２４からのブレーキストローク量BSTに基づいて算出した要求制動力（あるいは、要求減速度）を、回生制動力と液圧制動力との分担により達成する制御をいう。基本的には、電費性能を高めるため、そのとき可能な最大回生トルクに基づき回生制動力を決め、要求制動力から回生制動力を差し引いた残りを液圧制動力で分担する。

前記変速コントローラ２１は、車速センサ２２やアクセル開度センサ２３やブレーキストロークセンサ２４や前後加速度センサ２５等からの情報を入力し、例えば図５に示す変速マップを用いて自動変速機３の変速制御（アップ変速、ダウン変速）を実行する。

［変速制御処理構成］
図４は、実施例１の変速コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示す。以下、図４に基づき、変速制御処理構成をあらわす各ステップについて説明する。

ステップＳ１では、係合クラッチ８３が係合締結しているローギア段が選択されている状態で、係合クラッチ８３を開放させるハイギア段へのアップ変速要求（第１の変速要求）が発生したか否かを判断する。YES（アップ変速要求あり）の場合はステップＳ２へ進み、NO（アップ変速要求なし）の場合はステップＳ１を繰り返す。
ここで、アップ変速要求は、変速コントローラ２１において用いる変速マップ（図５）において、車速VSPと要求モータトルクで決まる運転点が、例えば車速VSPが上昇すること等によりアップ変速線を横切ったときに発生する。
なお、車速VSPは車速センサ２２により検出する。また、要求モータトルクは、アクセル開度センサ２３により検出されたアクセル開度APO又はブレーキストロークセンサ２４により検出されたブレーキストローク量BSTに基づいて算出する。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのアップ変速要求ありとの判断に続き、アップ変速制御の実行が開始され、ステップＳ３へ進む。
このアップ変速制御により、係合クラッチ８３を締結→開放とし、摩擦クラッチ９３を開放→締結へとする架け替え制御が開始される。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのアップ変速制御の開始との判断に続き、係合クラッチ８３を係合締結させるローギア段へのダウン変速要求（第２の変速要求）が発生したか否かを判断する。YES（ダウン変速要求あり）の場合はステップＳ４へ進み、NO（ダウン変速要求なし）の場合はステップＳ５へ進む。
ここで、ダウン変速要求は、変速コントローラ２１において用いる変速マップ（図５）において、車速と要求モータトルクで決まる運転点が、例えばドライバーのアクセル踏み込み等によりダウン変速線を横切ったときに発生する。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのダウン変速要求ありとの判断に続き、ダウン変速要求発生時の係合クラッチ８３のカップリングスリーブ８６のストローク位置が、予め設定した閾値位置を超えたか否かを判断する。YES（ストローク位置＞閾値位置）の場合はステップＳ５へ進み、NO（ストローク位置≦閾値位置）の場合はステップＳ６へ進む。
ここで、「閾値位置」は、係合クラッチ８３の開放完了を判断できる位置であり、具体的には、シンクロナイザリング８７からカップリングスリーブ８６が引き抜かれることで、カップリングスリーブ８６のチャンファ部８６ｂと、シンクロナイザリング８７のチャンファ部８７ｂが接触した状態となっている位置である。ここでは、両チャンファ部８６ｂ,８７ｂが全面的に接触している状態を閾値位置とする。なお、カップリングスリーブ８６のストローク位置は、スリーブ位置センサ２７によって検出される。

ステップＳ５では、ステップＳ３でのダウン変速要求なしとの判断、又は、ステップＳ４でのストローク位置＞閾値位置との判断に続き、係合クラッチ８３の開放制御が完了したとして、ステップＳ３で出力判断されたダウン変速要求を無視して、ステップＳ２で開始したアップ変速制御を継続して実行し、このアップ変速制御を終了させてエンドへ進む。
なお、アップ変速制御が終了した時点で、変速マップ上の運転点の位置等からダウン変速要求の発生が判断できれば、直ちにダウン変速制御が実行される。

ステップＳ６では、ステップＳ４でのストローク位置≦閾値位置との判断に続き、係合クラッチ８３の開放制御が完了していないとして、ステップＳ２で開始したアップ変速制御を中断し、新たな変速要求であるダウン変速要求に基づくダウン変速制御を実行する。そして、このダウン変速制御を終了させてエンドへ進む。

次に、作用を説明する。
実施例１の自動変速機の制御装置における作用を、「通常の変速制御作用」、「アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるアップ変速継続作用」、「アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるダウン変速実行作用」に分けて説明する。

［通常の変速制御作用］
変速コントローラ２１は、車速センサ２２からの車速と、アクセル開度センサ２３からのアクセル開度APOと、ブレーキストロークセンサ２４からのブレーキストローク量BSTと、を入力する。そして、これら入力情報と、図５に例示する変速マップに基づいて、以下に述べるように、自動変速機３の変速制御を行う。

図５の変速マップにおいて、太い実線は、車速ごとのモータジェネレータMGの最大モータ駆動トルク値を結んで得られる最大モータ駆動トルク線と、車速ごとのモータジェネレータMGの最大モータ回生トルク値を結んで得られる最大モータ回生トルク線を示し、これらにより囲まれた領域が実用可能領域である。

この実用可能領域内に、自動変速機３の変速機損失及びモータジェネレータMGのモータ損失を考慮して、一点鎖線で示すアップシフト線(Low→High)及び破線で示すダウンシフト線(High→Low)を設定する。なお、アップシフト線(Low→High)は、ダウンシフト線(High→Low)よりも、ヒステリシス分だけ高車速側に設定する。

そして、変速コントローラ２１において、アクセルペダルが踏み込まれているドライブ走行時は、アクセル開度APOから求めた要求モータトルクである要求モータ駆動トルクと、車速VSPにより運転点を決定する。一方、ブレーキペダルが踏み込まれている制動時には、ブレーキストローク量BSTから求めた要求モータトルクである要求モータ回生トルクと、車速VSPにより運転点を決定する。運転点を決定すると、図５の変速マップ上で、運転点がLow側変速段領域に存在するか、又は、運転点がHigh側変速段領域に存在するかによって、現在の運転状態に好適な目標変速段（ローギア段又はハイギア段）を求める。

次に、求めた目標変速段がローギア段であれば、係合クラッチ８３を係合締結状態とし、摩擦クラッチ９３を開放状態とするローギア段の選択状態にする。また、求めた目標変速段がハイギア段であれば、摩擦クラッチ９３を摩擦締結状態とし、係合クラッチ８３を開放状態とするハイギア段の選択状態にする。

さらに、ローギア段の選択状態のとき、実用可能領域内の運転点がアップシフト線(Low→High)を横切ってHigh側変速段領域に入ると、目標変速段をハイギア段に切り替える。一方、ハイギア段の選択状態である場合、実用可能領域内の運転点がダウンシフト線(High→Low)を横切ってロー側変速段領域に入ると、目標変速段をローギア段に切り替える。
そして、目標変速段の切り替えによりアップ変速要求又はダウン変速要求が出力され、変速要求に基づく変速制御（アップ変速制御又はダウン変速制御）が実行される。

通常変速制御において、自動変速機３をローギア段からハイギア段へ移行させるアップ変速制御は、係合締結状態の係合クラッチ８３を開放し、開放状態の摩擦クラッチ９３を摩擦締結するという架け替え変速により行われる。一方、自動変速機３をハイギア段からローギア段へ移行させるダウン変速制御は、開放状態の係合クラッチ８３を係合締結し、摩擦締結状態の摩擦クラッチ９３を開放するという架け替え変速により行われる。

［アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるアップ変速継続作用］
図６は、実施例１の制御装置において、１→２変速制御中に２→１変速要求があっても１→２変速を継続した際の自動変速機出力回転数・自動変速機出力トルク・モータ回転数・モータトルク・係合クラッチ伝達トルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチスリーブ位置・摩擦クラッチスライダ位置の各特性を示すタイムチャートである。以下、図６に基づいて、アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるアップ変速継続作用を説明する。

図６に示すタイムチャートにおける時刻t１において、ローギア段の選択状態での走行中、実用可能領域内の運転点がアップシフト線(Low→High)を横切ってHigh側変速段領域に入ることで、アップ変速要求（第１の変速要求）が出力される。
これにより、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ１→ステップＳ２へと進み、アップ変速制御の実行が開始され、まず、締結側要素である摩擦クラッチ９３のスライダ９６が第２電動アクチュエータ４２によって駆動されて、スライダ９６のがた詰が行われる。つまり、スライダ９６は、開放位置から次第に締結位置へと移動する。

時刻t２において、スライダ９６のがた詰が終了すると、摩擦クラッチ９３の伝達トルクが増加し始めると共に、モータジェネレータMGがトルク制御され、自動変速機３への入力トルクであるモータトルクを増加する。ここで、開放側要素である係合クラッチ８３の伝達トルクは、自動変速機３への入力トルク（モータトルク）と、摩擦クラッチ９３の伝達トルクとの差分となるため、徐々に減少する。

そして、摩擦クラッチ９３の伝達トルクを増加している途中の時刻t３において、係合クラッチ８３を開放させる開放指令が出力される。なお、この開放指令は、変速コントローラ２１から第１位置サーボコントローラ５１を介して第１電動アクチュエータ４１へと出力される。また、この開放指令は、自動変速機３への入力トルク（モータトルク）と、摩擦クラッチ９３の伝達トルクが一致するタイミングに合わせて、係合クラッチ８３のカップリングスリーブ８６が開放位置に達する時間（時刻t６）から逆算して求められる。

時刻t４において、係合クラッチ８３のカップリングスリーブ８６が、締結位置から開放位置に向かって移動を開始する。そして、時刻t５において、カップリングスリーブ８６が、係合クラッチ８３の開放完了を判断できる閾値位置、つまり、カップリングスリーブ８６のチャンファ部８６ｂと、シンクロナイザリング８７のチャンファ部８７ｂとが全面的に接触している状態に達する。これにより、係合クラッチ８３の開放完了が判断される。

その後、時刻tαにおいて、運転点がダウンシフト線(High→Low)を横切ってLow側変速段領域に入ることで、ダウン変速要求（第２の変速要求）が出力される。しかしながら、この時刻tαの時点では、すでに係合クラッチ８３の開放完了が判断されている（時刻t５）。このため、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５へと進み、アップ変速制御が継続される。

すなわち、係合クラッチ８３の開放動作は継続し、時刻t６において、カップリングスリーブ８６は開放位置に達し、係合クラッチ８３は完全に開放する。これにより、モータトルクと摩擦クラッチ伝達トルクが一致し、係合クラッチ伝達トルクはゼロになる。そして、モータジェネレータMGの回転数制御が開始される。なお、このとき、摩擦クラッチ９３のスライダ９６は、摩擦クラッチ９３がスリップ締結状態を維持する位置で停止する。

時刻t７においてモータ回転数がアップ変速後の目標回転数に一致したら、摩擦クラッチ９３のスライダ９６を締結方向に駆動し、時刻t８において摩擦クラッチ９３が完全締結したらアップ変速制御が終了し、ハイギア段が選択された状態になる。

このように、実施例１の制御装置では、アップ変速要求による係合クラッチ８３を開放させる変速制御の途中、係合クラッチ８３の開放完了を判断した後に、この係合クラッチ８３を締結させるダウン変速要求があった場合には、アップ変速要求によるアップ変速制御を継続する。
そのため、アップ変速制御の途中で、開放完了を判断された状態から係合クラッチ８３が締結状態になることが防止され、カップリングスリーブ８６やシンクロナイザリング８７に対して無理なトルクが作用することを防止できる。これにより、係合クラッチ８３の摩耗を低減して、耐久性が損なわれることを防止できる。

［アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるダウン変速実行作用］
図７は、実施例１の制御装置において、１→２変速制御中に２→１変速要求があったことで２→１変速を実行した際の自動変速機出力回転数・自動変速機出力トルク・モータ回転数・モータトルク・係合クラッチ伝達トルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチスリーブ位置・摩擦クラッチスライダ位置の各特性を示すタイムチャートである。以下、図７に基づいて、アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるダウン変速実行作用を説明する。

図７に示すタイムチャートにおける時刻t１１において、ローギア段の選択状態での走行中、実用可能領域内の運転点がアップシフト線(Low→High)を横切ってHigh側変速段領域に入ることで、アップ変速要求（第１の変速要求）が出力される。
これにより、図４に示すフローチャートにおいてステップＳ１→ステップＳ２へと進み、アップ変速制御の実行が開始され、まず、締結側要素である摩擦クラッチ９３のスライダ９６が第２電動アクチュエータ４２によって駆動されて、スライダ９６のがた詰が行われる。つまり、スライダ９６は、開放位置から次第に締結位置へと移動する。

時刻t１２において、スライダ９６のがた詰が終了すると、摩擦クラッチ９３の伝達トルクが増加し始めると共に、モータジェネレータMGがトルク制御され、自動変速機３への入力トルクであるモータトルクを増加する。ここで、開放側要素である係合クラッチ８３の伝達トルクは、自動変速機３への入力トルク（モータトルク）と、摩擦クラッチ９３の伝達トルクとの差分となるため、徐々に減少する。

そして、摩擦クラッチ９３の伝達トルクを増加している途中の時刻t１３において、係合クラッチ８３を開放させる開放指令が出力され、時刻t１４において、係合クラッチ８３のカップリングスリーブ８６が、締結位置から開放位置に向かって移動を開始する。その後、時刻tβにおいて、運転点がダウンシフト線(High→Low)を横切ってLow側変速段領域に入ることで、ダウン変速要求（第２の変速要求）が出力される。

ここで、ダウン変速要求が出力された時刻tβは、カップリングスリーブ８６の位置が係合クラッチ８３の開放完了を判断する閾値位置に達する前であるため、図４のフローチャートにおいて、ステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ６へと進む。これにより、アップ変速制御が中断され、ダウン変速制御が実行される。つまり、自動変速機３はローギア段の選択状態へと戻ることとなる。
これにより、ダウン変速要求の出力直後に、係合クラッチ８３を締結させる締結指令が出力され、時刻t１５において、係合クラッチ８３のカップリングスリーブ８６が、現在の位置から締結位置に向かって移動を開始する。その後、この係合クラッチ８３は、時刻t１６においてカップリングスリーブ８６が締結位置に達し、再び完全締結状態になる。

一方、摩擦クラッチ９３のスライダ９６は、ダウン変速要求が出力された時刻tβから開放位置に向かって移動を開始し、摩擦クラッチ９３の伝達トルクは低減し始める。また、モータジェネレータMGはトルク制御され、自動変速機３への入力トルクであるモータトルクを低減する。なお、係合クラッチ８３の伝達トルクは、自動変速機３への入力トルク（モータトルク）と、摩擦クラッチ９３の伝達トルクとの差分となるため、徐々に増加する。

そして、時刻t１７において、摩擦クラッチ９３のスライダ９６が開放位置に達したら、摩擦クラッチ伝達トルクはゼロになり、モータトルクと係合クラッチ８３の伝達トルクが一致する。これにより、ダウン変速制御が終了し、ローギア段が選択された状態になる。

このように、実施例１の制御装置では、アップ変速要求による係合クラッチ８３を開放させる変速制御の途中、係合クラッチ８３の開放完了を判断する前に、この係合クラッチ８３を締結させるダウン変速要求があった場合には、アップ変速制御を中止し、ダウン変速要求によるダウン変速制御を実行する。
そのため、アップ変速制御の途中であっても、係合クラッチ８３の開放がなされず、直ちにローギア段を選択した状態に戻すことができる。これにより、例えばドライバー要求によって生じたダウン変速要求を速やかに満足することができ、新たに生じた変速要求に速やかに答えることができる。また、係合クラッチ８３は開放完了せず、係合締結を判断できる状態が維持される。これにより、係合クラッチ８３に無理なトルクが作用することが防止でき、係合クラッチ８３の摩耗を低減して、耐久性が損なわれることを防止できる。

しかも、実施例１の制御装置では、カップリングスリーブ８６が、係合クラッチ８３の開放完了を判断できる閾値位置、つまり、カップリングスリーブ８６のチャンファ部８６ｂと、シンクロナイザリング８７のチャンファ部８７ｂとが全面的に接触している状態に達したら、係合クラッチ８３の開放完了が判断される。
すなわち、この実施例１では、係合クラッチ８３の開放完了を、カップリングスリーブ８６の位置が予め設定した閾値位置を超えたときに判断する。

そのため、カップリングスリーブ８６を移動させる第１電動アクチュエータ４１の押付力が不明であっても、係合クラッチ８３の開放完了を精度よく判断することができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の自動変速機の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

(1) 車両の駆動系に設けられ、変速要素として係合クラッチ８３を有する自動変速機３と、該自動変速機３の変速制御を行う変速コントローラ２１と、を備えた自動変速機の制御装置において、
前記変速コントローラ２１は、第１の変速要求（アップ変速要求）による前記係合クラッチ８３を開放させる変速制御（アップ変速制御）の途中、前記係合クラッチ８３の開放完了を判断する前に、前記係合クラッチ８３を締結させる第２の変速要求（ダウン変速要求）があったときには、
前記第２の変速要求（ダウン変速要求）による変速制御（ダウン変速制御）を実行する構成とした。
これにより、係合クラッチ８３を開放させる変速制御（アップ変速制御）中に生じた新たな変速要求（ダウン変速要求）に速やかに応えることができる。また、係合クラッチ８３の開放が完了した後では、係合クラッチ８３に無理にトルクが作用することを防止して、摩耗を低減することができる。

(2) 前記係合クラッチ８３は、係合クラッチ用アクチュエータ（カップリングスリーブ８６）をストロークさせることによって締結/開放が制御され、
前記変速コントローラ２１は、前記係合クラッチ８３の開放完了を、前記係合クラッチ用アクチュエータ（カップリングスリーブ８６）のストローク位置が予め設定した閾値（閾値位置）を超えたときに判断する構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、カップリングスリーブ８６を移動させる第１電動アクチュエータ４１の押付力が不明であっても、係合クラッチ８３の開放完了を精度よく判断することができる。

（実施例２）
実施例２は、係合クラッチの開放完了の判断を、実施例１とは異なる構成とした例である。

図８は、実施例２の変速コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示すフローチャートである。以下、図８に基づき、実施例２の自動変速機の制御装置を説明する。なお、実施例１と同等のステップについては、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

図８に示すステップＳ３において、ダウン変速要求ありと判断されると、ステップＳ24へと進む。このステップＳ24では、ステップＳ３でのダウン変速要求ありとの判断に続き、ダウン変速要求発生時の係合クラッチ８３における差回転数が、予め設定した閾値回転数を超えたか否かを判断する。YES（差回転数＞閾値差回転数）の場合はステップＳ５へ進み、NO（差回転数≦閾値差回転数）の場合はステップＳ６へ進む。
ここで、「閾値差回転数」は、係合クラッチ８３の開放完了を判断できる差回転数であり、具体的には、シンクロナイザリング８７からカップリングスリーブ８６が引き抜かれることで、カップリングスリーブ８６とシンクロナイザリング８７とが相対回転したことを認められる回数を閾値差回転数とする。なお、係合クラッチ８３の差回転数は、自動変速機３の入力回転数であるモータ回転数と、自動変速機出力回転数との差から求められる。

このように、係合クラッチ８３の開放完了を、係合クラッチ８３における差回転数に基づき、この差回転数が予め設定した閾値差回転数を超えた時に判断することで、係合クラッチ８３のカップリングスリーブ８６の位置を検出するスリーブ位置センサ２７を不要とすることができる。

次に、効果を説明する。
実施例２の自動変速機の制御装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。

(3) 前記変速コントローラ２１は、前記係合クラッチ８３の開放完了を、前記係合クラッチ８３における差回転数が予め設定した閾値（閾値差回転数）を超えたときに判断する構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、係合クラッチ８３のカップリングスリーブ８６の位置を検出するスリーブ位置センサ２７が不要とすることができる。

（実施例３）
実施例３は、ダウン変速要求があってもアップ変速制御を継続した際の摩擦クラッチ伝達トルクを、実施例１とは異なる構成とした例である。

図９は、実施例３の制御装置において、１→２変速制御中に２→１変速要求があっても１→２変速を継続した際の自動変速機出力回転数・自動変速機出力トルク・モータ回転数・モータトルク・係合クラッチ伝達トルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチスリーブ位置・摩擦クラッチスライダ位置の各特性を示すタイムチャートである。以下、図９に基づき、実施例３の自動変速機の制御装置を説明する。

実施例３の制御装置では、図９に示すように、アップ変速要求による係合クラッチ８３を開放させる変速制御の途中、係合クラッチ８３の開放完了を判断した後に、この係合クラッチ８３を締結させるダウン変速要求があっても、アップ変速要求によるアップ変速制御を継続する。しかも、ダウン変速要求がなされた後の摩擦クラッチ伝達トルクを、ダウン変速要求がなされていないときの摩擦クラッチ伝達トルクよりも大きくする。

すなわち、図９に示すタイムチャートにおける時刻t３１において、アップ変速要求（第１の変速要求）が出力されると、アップ変速制御の実行が開始され、まず、締結側要素である摩擦クラッチ９３のスライダ９６が第２電動アクチュエータ４２によって駆動されて、スライダ９６のがた詰が行われる。

時刻t３２において、スライダ９６のがた詰が終了すると、摩擦クラッチ９３の伝達トルクが増加し始めると共に、モータジェネレータMGがトルク制御され、自動変速機３への入力トルクであるモータトルクを増加する。また、開放側要素である係合クラッチ８３の伝達トルクは徐々に減少する。

そして、摩擦クラッチ９３の伝達トルクを増加している途中の時刻t３３において、係合クラッチ８３を開放させる開放指令が出力され、時刻t３４において、係合クラッチ８３のカップリングスリーブ８６が、締結位置から開放位置に向かって移動を開始する。そして、時刻t３５において、カップリングスリーブ８６が、係合クラッチ８３の開放完了を判断できる閾値位置に達することで、係合クラッチ８３の開放完了が判断される。

その後時刻tαにおいて、ダウン変速要求（第２の変速要求）が出力されても、この時刻tαの時点では、すでに係合クラッチ８３の開放完了が判断されているので、アップ変速制御が継続される。

そして、係合クラッチ８３の開放動作は継続し、時刻t３６において、カップリングスリーブ８６は開放位置に達し、係合クラッチ８３は完全に開放する。これにより、モータトルクと摩擦クラッチ伝達トルクが一致し、係合クラッチ伝達トルクはゼロになる。そして、モータジェネレータMGの回転数制御が開始される。このとき、摩擦クラッチ９３のスライダ９６は、変速途中でダウン変速要求が出力されていない場合には、例えば実施例１のように、摩擦クラッチ９３がスリップ締結状態を維持する位置で停止する（図６参照）。
これに対し、実施例３では、摩擦クラッチ９３のスライダ９６は、摩擦クラッチ９３がスリップ締結状態を維持する位置で停止せず、完全締結状態になる位置まで移動し続ける。つまり、摩擦クラッチ伝達トルクは時刻t３６以降も増加を続け、変速途中でダウン変速要求が出力されていない場合よりも大きくなる。
そして、時刻t３７において、摩擦クラッチ９３が完全締結したら、摩擦クラッチ伝達トルクとモータトルクが一致してアップ変速制御が終了し、ハイギア段が選択された状態になる。

このように、ダウン変速要求が出力されていない場合よりも摩擦クラッチ伝達トルクを大きくすることで、係合クラッチ８３を開放してから摩擦クラッチ９３を締結するまでの時間（時刻t３６から時刻t３７までの時間）は、例えば実施例１のように、摩擦クラッチ９３がスリップ締結状態を維持する位置で停止するように摩擦クラッチ伝達トルクを維持した後に摩擦クラッチ９３を完全締結させたときの係合クラッチ８３を開放してから摩擦クラッチ９３を締結するまでの時間（時刻t６から時刻t８までの時間；図６参照）よりも短くなる。これにより、アップ変速要求が出力されてからアップ変速制御が終了するまでの時間を、変速制御の途中でダウン変速要求が出されていない場合よりも短縮することができる。

なお、アップ変速制御中にダウン変速要求が出力された場合は、アップ変速制御後、直ちにダウン変速要求の出力が予測される。そのため、アップ変速制御を短時間で終了し、次の変速要求に備える必要がある。したがって、ダウン変速要求が出力されていない場合よりも摩擦クラッチ伝達トルクを大きくすることで、アップ変速制御を短時間で終了させることは、アップ変速制御終了後の自動変速機３の動作制御に有利になる。

次に、効果を説明する。
実施例３の自動変速機の制御装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。

(4) 前記自動変速機３は、前記係合クラッチ８３と、前記係合クラッチ８３と架け替え変速される摩擦クラッチと９３を有し、
前記変速コントローラ２１は、前記第２の変速要求（ダウン変速要求）があっても前記第１の変速要求（アップ変速要求）による変速制御（アップ変速制御）を継続した場合の前記摩擦クラッチ９３の伝達トルクを、前記第２の変速要求（ダウン変速要求）がなかったときの前記第１の変速要求（アップ変速要求）による変速制御（アップ変速制御）中の前記摩擦クラッチ９３の伝達トルクよりも大きくする構成とした。
これにより、(1)〜(3)のいずれかの効果に加え、アップ変速制御を短時間で終了させることができ、アップ変速制御終了後の自動変速機３の動作制御を有利にすることができる。

以上、本発明の自動変速機の制御装置を実施例１〜実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

上記各実施例では、自動変速機として、係合クラッチ８３と摩擦クラッチ９３を有し、ハイギア段とローギア段の２速変速段による変速機の例を示した。しかし、自動変速機としては、係合クラッチを有する自動変速機であればよく、変速要素として係合クラッチのみを有する変速機であったり、２速変速段以上の変速段を有する変速機であってもよい。

実施例１では、係合クラッチ８３の開放完了を、シンクロナイザリング８７からカップリングスリーブ８６を引き抜いた際に、カップリングスリーブ８６のチャンファ部８６ｂと、シンクロナイザリング８７のチャンファ部８７ｂとが全面的に接触している状態を超えたときに判断する例を示した。しかしながら、これに限らず、例えば、シンクロナイザリング８７からカップリングスリーブ８６を引き抜いた際に、両チャンファ部８６ｂ,８７ｂがわずかでも接触した状態になったら係合クラッチ８３の開放完了を判断してもよい。開放完了の判断基準となるスリーブ位置は、任意に設定することができる。

上記各実施例では、本発明の自動変速機の制御装置を、駆動源にモータジェネレータMGを備えた電気自動車に適用する例を示した。しかし、本発明の制御装置は、駆動源にエンジンとモータジェネレータを備えたハイブリッド車両に適用することもできる。例えば、駆動源にエンジンと２つのモータジェネレータを備えたハイブリッド車両としては、図１０に示すように、実施例１の駆動系に、エンジン１、発電用モータジェネレータMG1、動力分配装置２を加えたものとしても良い。さらに、本発明の制御装置は、通常のエンジン駆動車や、燃料電池車等の電動車両にも適用することができる。

関連出願の相互参照

本出願は、２０１３年３月１３日に日本国特許庁に出願された特願２０１３-５０７１６に基づいて優先権を主張し、その全ての開示は完全に本明細書で参照により組み込まれる。

Claims (4)

1. 車両の駆動系に設けられ、変速要素として係合クラッチを有する自動変速機と、該自動変速機の変速制御を行う変速コントローラと、を備えた自動変速機の制御装置において、
   前記変速コントローラは、第１の変速要求による前記係合クラッチを開放させる変速制御の途中、前記係合クラッチの開放完了を判断する前に、前記係合クラッチを締結させる第２の変速要求があったときには、前記第２の変速要求による変速制御を実行する
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載された自動変速機の制御装置において、
   前記係合クラッチは、係合クラッチ用アクチュエータをストロークさせることによって締結/開放が制御され、
   前記変速コントローラは、前記係合クラッチの開放完了を、前記係合クラッチ用アクチュエータのストローク位置が予め設定した閾値を超えたときに判断する
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 請求項１に記載された自動変速機の制御装置において、
   前記変速コントローラは、前記係合クラッチの開放完了を、前記係合クラッチにおける差回転数が予め設定した閾値を超えたときに判断する
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載された自動変速機の制御装置において、
   前記自動変速機は、前記係合クラッチと、前記係合クラッチと架け替え変速される摩擦クラッチとを有し、
   前記変速コントローラは、前記第２の変速要求があっても前記第１の変速要求による変速制御を継続した場合の前記摩擦クラッチの伝達トルクを、前記第２の変速要求がなかったときの前記第１の変速要求による変速制御中の前記摩擦クラッチの伝達トルクよりも大きくする
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。

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