JP2010038168A - 変速機装置および動力出力装置並びに動力出力装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速ショックを抑制しながら変速段の変更を迅速に行なう。
【解決手段】エンジンからオートマチックトランスミッションの入力軸にトルクが作用している状態でアップシフト変速が指示されたとき、オンすべきクラッチやブレーキにトルク相実行圧Ｐｔｏｒを作用させて待機することによりトルク相を行ない（Ｓ１３０）、トルク相が完了したときにトルク相実行圧Ｐｔｏｒで待機している状態でエンジンのトルクダウンによってイナーシャ相を開始させて変速段を変更する（Ｓ１４０，Ｓ１５０）。これにより、オンすべきクラッチやブレーキに作用させる油圧を増圧することによりイナーシャ相を行なうものに比して、変速ショックを抑制しながら変速段の変更を迅速に行なうことができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、変速機装置および動力出力装置並びに動力出力装置の制御方法に関し、詳しくは、動力源と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれ少なくとも一つの摩擦係合手段の係合状態を切り替えることにより変速段を変更して前記動力源からの動力を前記駆動軸に伝達する自動変速機を備える変速機装置および駆動軸に動力を出力する動力出力装置並びに動力出力装置の制御方法に関する。

従来、この種の動力出力装置としては、自動変速機のアップシフト変速が要求されたとき、係合すべきクラッチ（摩擦要素）のトルク伝達容量を徐々に大きくしていき、イナーシャ相の開始前にエンジンをトルクダウンするプリトルクダウンを実行し、イナーシャ相の開始後に更にエンジンのトルクダウンを実行することにより変速段を変更するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この装置では、イナーシャ相の開始前にエンジンのプリトルクダウンを実行することにより、変速ショックを抑制すると共にクラッチの熱負荷を低減することができる、としている。
特開２００８−５１２６８号公報

上述した動力出力装置では、変速段の変更をトルク相とイナーシャ相の２相によって行なう場合、イナーシャ相の開始前のトルク相が行なわれている最中には出力軸側のトルクの落ち込みを伴うことから、トルク相でエンジンのトルクダウンが行われると、トルク相による加速の落ち込みを助長させ、変速フィーリングを悪化させてしまう。また、一般に、変速段を変更するときには、変速ショックや変速フィーリングを良好なものとすると共に変速段の変更を素早く行なうことも重要な課題として考えられている。

本発明の変速機装置および動力出力装置並びに動力出力装置の制御方法は、変速ショックを抑制しつつ変速段の変更を素早く行なうことを主目的とする。

本発明の変速機装置および動力出力装置並びに動力出力装置の制御方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の変速機装置は、
動力源と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれ、少なくとも一つの摩擦係合手段の係合状態を切り替えることにより変速段を変更して前記動力源からの動力を前記駆動軸に伝達する自動変速機を備える変速機装置であって、
前記摩擦係合手段の係合圧を調節する係合圧調節手段と、
前記自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で前記摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、該変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と前記入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれるよう前記動力源の制御と共に前記係合圧調節手段を制御し、前記トルク相が所定の係合圧で前記摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれ前記イナーシャ相が前記所定の係合圧で待機している状態で前記動力源から前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう前記動力源の制御と共に前記係合圧調節手段を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の変速機装置では、自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれ、トルク相が所定の係合圧で摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれイナーシャ相が所定の係合圧で待機している状態で動力源から入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう動力源の制御と共に係合圧調節手段を制御する。したがって、イナーシャ相を摩擦係合手段の滑りを伴う係合圧を増圧させることにより行なうものやトルク相で動力源からの入力軸に作用するトルクを減少させるものに比して、摩擦係合手段の係合に伴う変速ショックを抑制しつつ変速段の変更を素早く行なうことができる。また、変速に伴う摩擦係合手段の摩擦による発熱を抑制することができる。ここで、「摩擦係合手段」には、二つの回転系を接続するクラッチの他、一つの回転系をケースなどの固定系に接続するブレーキも含まれる。

こうした本発明の変速機装置において、前記摩擦係合手段は、流体圧により駆動する手段であり、前記係合圧調節手段は、前記摩擦係合手段に作用させる流体圧を調節する流体圧調節手段であり、前記制御手段は、前記トルク相が前記所定の係合圧として所定の流体圧を前記摩擦係合手段に作用させて待機することにより行なわれ前記イナーシャ相が前記所定の流体圧で待機している状態で前記動力源から前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう前記動力源の制御と共に前記流体圧調節手段を制御する手段であるものとすることもできる。

摩擦係合手段が流体圧により駆動する態様の本発明の変速機装置において、前記制御手段は、前記トルク相が行なわれるようステップ状に前記所定の流体圧まで増圧する流体圧指令を設定して前記流体圧調節手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、変速段の変更をより素早く行なうことができる。

また、摩擦係合手段が流体圧により駆動する態様の本発明の変速機装置において、前記制御手段は、前記イナーシャ相の終期までに亘って前記所定の流体圧で待機している状態が保持されるよう前記流体圧調節手段を制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、イナーシャ相が行なわれている最中の摩擦係合手段の係合圧は比較的低い状態に保持されるから、変速ショックをより抑制することができる。

さらに、摩擦係合手段が流体圧により駆動する態様の本発明の変速機装置において、前記所定の流体圧は、前記トルク相は完了するが前記イナーシャ相は開始されない流体圧であるものとすることもできる。こうすれば、トルク相をより適正な流体圧で行なうことができ、変速ショックをより抑制することができる。

また、摩擦係合手段が流体圧により駆動する態様の本発明の変速機装置において、前記摩擦係合手段で受け持つ反力を用いて前記動力源からのトルクを前記駆動軸側に伝達するよう構成され、前記所定の流体圧は、前記動力源から出力されるトルクに対して反力を受け持つために必要十分な流体圧であるものとすることもできる。こうすれば、トルク相をより適正な流体圧で行なうことができ、変速ショックをより抑制することができる。

また、摩擦係合手段が流体圧により駆動する態様の本発明の変速機装置において、前記制御手段は、前記トルク相の完了を判定し、前記トルク相が完了したと判定したタイミングで前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより前記イナーシャ相が開始されるよう制御する手段であるものとすることもできる。こうすれば、動力源から入力軸に作用するトルクを減少させるタイミングをより適正なものとすることができる。この場合、本発明の変速機装置において、前記制御手段は、前記所定の流体圧が前記摩擦係合手段に作用するよう前記流体圧調節手段の制御を開始してからの経過時間に基づいて前記トルク相の完了を判定する手段であるものとすることもできるし、前記制御手段は、前記自動変速機の入力軸の回転加速度または出力軸の回転加速度に基づいて前記トルク相の完了を判定する手段であるものとすることもできる。こうすれば、トルク相の完了をより適切に判定することができる。

本発明の動力出力装置は、
駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
動力源と、
少なくとも一つの摩擦係合手段と、該摩擦係合手段の係合圧を調節する係合圧調節手段と、を有し、前記摩擦係合手段の係合状態を切り替えることにより変速段を変更して前記動力源からの動力を前記駆動軸に伝達する自動変速機と、
前記自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で前記摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、該変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と前記入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれ、前記トルク相が所定の係合圧で前記摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれるよう前記係合圧調節手段を制御し、前記イナーシャ相が前記所定の係合圧で待機している状態で前記動力源から前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう前記動力源を制御する制御手段と、
を備えることを要旨とする。

この本発明の動力出力装置では、自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれ、トルク相が所定の係合圧で摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれるよう係合圧調節手段を制御しイナーシャ相が所定の係合圧で待機している状態で動力源から入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう動力源を制御する。したがって、イナーシャ相を摩擦係合手段の滑りを伴う係合圧を増圧させることにより行なうものやトルク相で動力源からの入力軸に作用するトルクを減少させるものに比して、摩擦係合手段の係合に伴う変速ショックを抑制しつつ変速段の変更を素早く行なうことができる。また、変速に伴う摩擦係合手段の摩擦による発熱を抑制することができる。

本発明の動力出力装置の制御方法は、
動力源と、少なくとも一つの摩擦係合手段と該摩擦係合手段の係合圧を調節する係合圧調節手段とを有し前記摩擦係合手段の係合状態を切り替えることにより変速段を変更して前記動力源からの動力を駆動軸に伝達する自動変速機と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
前記自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で前記摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、該変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と前記入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれ、前記トルク相が所定の係合圧で前記摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれるよう前記係合圧調節手段を制御し、前記イナーシャ相が前記所定の係合圧で待機している状態で前記動力源から前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう前記動力源を制御する
ことを特徴とする。

この本発明の動力出力装置の制御方法によれば、自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれ、トルク相が所定の係合圧で摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれるよう係合圧調節手段を制御しイナーシャ相が所定の係合圧で待機している状態で動力源から入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう動力源を制御する。したがって、イナーシャ相を摩擦係合手段の滑りを伴う係合圧を増圧させることにより行なうものやトルク相で動力源からの入力軸に作用するトルクを減少させるものに比して、摩擦係合手段の係合に伴う変速ショックを抑制しつつ変速段の変更を素早く行なうことができる。また、変速に伴う摩擦係合手段の摩擦による発熱を抑制することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を実施例を用いて説明する。

図１は本発明の一実施例としての変速機装置が組み込まれた動力出力装置を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図であり、図２はオートマチックトランスミッション２０の作動表を示し、図３はオートマチックトランスミッション２０の油圧回路５０の構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車１０は、図１に示すように、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料の爆発燃焼により動力を出力する内燃機関としてのエンジン１２と、エンジン１２のクランクシャフト１４に取り付けられたロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ２４と、このトルクコンバータ２４の出力側に入力軸２１が接続されると共にギヤ機構２６およびデファレンシャルギヤ２８を介して駆動輪１８ａ，１８ｂに出力軸２２が接続され入力軸２１に入力された動力を変速して出力軸２２に伝達する有段の自動変速機としてのオートマチックトランスミッション２０と、動力出力装置全体をコントロールするメイン電子制御ユニット（以下、メインＥＣＵという）６０とを備える。

エンジン１２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）１６により運転制御されている。エンジンＥＣＵ１６は、詳細に図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートとを備える。このエンジンＥＣＵ１６には、クランクシャフト１４に取り付けられた回転数センサなどのエンジン１２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ１６からは、スロットル開度を調節するスロットルモータへの駆動信号や燃料噴射弁への制御信号，点火プラグへの点火信号などが出力ポートを介して出力されている。エンジンＥＣＵ１６は、メインＥＣＵ６０と通信しており、メインＥＣＵ６０からの制御信号によってエンジン１２を制御したり、必要に応じてエンジン１２の運転状態に関するデータをメインＥＣＵ６０に出力する。

オートマチックトランスミッション２０は、６段変速の有段変速機として構成されており、シングルピニオン式の遊星歯車機構３０とラビニヨ式の遊星歯車機構４０と三つのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３と二つのブレーキＢ１，Ｂ２とワンウェイクラッチＦ１とを備える。シングルピニオン式の遊星歯車機構３０は、外歯歯車としてのサンギヤ３１と、このサンギヤ３１と同心円上に配置された内歯歯車としてのリングギヤ３２と、サンギヤ３１に噛合すると共にリングギヤ３２に噛合する複数のピニオンギヤ３３と、複数のピニオンギヤ３３を自転かつ公転自在に保持するキャリア３４とを備え、サンギヤ３１はケースに固定されており、リングギヤ３２は入力軸２１に接続されている。ラビニヨ式の遊星歯車機構４０は、外歯歯車の二つのサンギヤ４１ａ，４１ｂと、内歯歯車のリングギヤ４２と、サンギヤ４１ａに噛合する複数のショートピニオンギヤ４３ａと、サンギヤ４１ｂおよび複数のショートピニオンギヤ４３ａに噛合すると共にリングギヤ４２に噛合する複数のロングピニオンギヤ４３ｂと、複数のショートピニオンギヤ４３ａおよび複数のロングピニオンギヤ４３ｂとを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア４４とを備え、サンギヤ４１ａはクラッチＣ１を介してシングルピニオン式の遊星歯車機構３０のキャリア３４に接続され、サンギヤ４１ｂはクラッチＣ３を介してキャリア３４に接続されると共にブレーキＢ１を介してケースに接続され、リングギヤ４２は出力軸２２に接続され、キャリア４４はクラッチＣ２を介して入力軸２１に接続されている。また、キャリア４４はブレーキＢ２を介してケースに接続されると共にワンウェイクラッチＦ１を介してケースに接続されている。

こうして構成されたオートマチックトランスミッション２０では、図２に示すように、クラッチＣ１〜Ｃ３のオンオフ（オンが係合状態でオフが解放状態）とブレーキＢ１，Ｂ２のオンオフとの組み合わせによって前進１速〜６速と後進とニュートラルとを切り替えることができるようになっている。ニュートラルの状態は、クラッチＣ１〜Ｃ３とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることにより形成することができる。また、前進１速の状態は、クラッチＣ１をオンとすると共にクラッチＣ２，Ｃ３とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、入力軸２１からシングルピニオン式の遊星歯車機構３０のリングギヤ３２に入力される動力はサンギヤ３１の固定によりサンギヤ３１側で反力を受け持つことにより減速されてキャリア３４およびクラッチＣ１を介してラビニヨ式の遊星歯車機構４０のサンギヤ４１ａに伝達されると共にサンギヤ４１ａに入力される動力はワンウェイクラッチＦ１によるキャリア４４の固定によりキャリア４４側で反力を受け持つことにより減速されてリングギヤ４２を介して出力軸２２に出力されるから、入力軸２１に入力される動力は比較的大きな減速比をもって減速して出力軸２２に出力される。前進１速の状態では、エンジンブレーキ時には、ブレーキＢ２をオンとすることにより、ワンウェイクラッチＦ１に代えてキャリア４４が固定される。前進２速の状態は、クラッチＣ１とブレーキＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ２，Ｃ３とブレーキＢ２とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、入力軸２１からシングルピニオン式の遊星歯車機構３０のリングギヤ３２に入力される動力はサンギヤ３１の固定によりサンギヤ３１側で反力を受け持つことにより減速されてキャリア３４およびクラッチＣ１を介してラビニヨ式の遊星歯車機構４０のサンギヤ４１ａに伝達されると共にサンギヤ４１ａに入力される動力はブレーキＢ１によるサンギヤ４１ｂの固定によりサンギヤ４１ｂ側で反力を受け持つことにより減速されてリングギヤ４２を介して出力軸２２に出力されるから、入力軸２１に入力される動力は前進１速よりも小さな減速比をもって減速して出力軸２２に出力される。前進３速の状態は、クラッチＣ１，Ｃ３をオンとすると共にクラッチＣ２とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、入力軸２１からシングルピニオン式の遊星歯車機構３０のリングギヤ３２に入力される動力はサンギヤ３１の固定によりサンギヤ３１側で反力を受け持つことにより減速されてキャリア３４およびクラッチＣ１を介してラビニヨ式の遊星歯車機構４０のサンギヤ４１ａに伝達されると共にサンギヤ４１ａに入力される動力はクラッチＣ１およびクラッチＣ３のオンによるラビニヨ式の遊星歯車機構４０の一体回転により等速をもってリングギヤ４２を介して出力軸２２に出力されるから、入力軸２１に入力される動力は前進２速よりも小さな減速比をもって減速して出力軸２２に出力される。前進４速の状態は、クラッチＣ１，Ｃ２をオンとすると共にクラッチＣ３とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、入力軸２１からシングルピニオン式の遊星歯車機構３０のリングギヤ３２に入力される動力はサンギヤ３１の固定によりサンギヤ３１側で反力を受け持つことにより減速されてキャリア３４およびクラッチＣ１を介してラビニヨ式の遊星歯車機構４０のサンギヤ４１ａに伝達される一方で入力軸２１からクラッチＣ２を介して直接にラビニヨ式の遊星歯車機構４０のキャリア４４に伝達されてリングギヤ４２すなわち出力軸２２の駆動状態が決定されるから、入力軸２１に入力される動力は前進３速よりも小さな減速比をもって減速して出力軸２２に出力される。前進５速の状態は、クラッチＣ２，Ｃ３をオンとすると共にクラッチＣ１とブレーキＢ１，Ｂ２とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、入力軸２１からシングルピニオン式の遊星歯車機構３０のリングギヤ３２に入力される動力はサンギヤ３１の固定によりサンギヤ３１側で反力を受け持つことにより減速されてキャリア３４およびクラッチＣ３を介してラビニヨ式の遊星歯車機構４０のサンギヤ４１ｂに伝達される一方で入力軸２１からクラッチＣ２を介して直接にラビニヨ式の遊星歯車機構４０のキャリア４４に伝達されてリングギヤ４２すなわち出力軸２２の駆動状態が決定されるから、入力軸２１に入力される動力は増速して出力軸２２に出力される。前進６速の状態は、クラッチＣ２とブレーキＢ１とをオンとすると共にクラッチＣ１，Ｃ３とブレーキＢ２とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、入力軸２１からクラッチＣ２を介してラビニヨ式の遊星歯車機構４０のキャリア４４に入力される動力はブレーキＢ１によるサンギヤ４１ｂの固定によりサンギヤ４１ｂ側で反力を受け持つことにより増速されてリングギヤ４２を介して出力軸２２に出力されるから、入力軸２１に入力される動力は前進５速よりも小さな減速比をもって増速して出力軸２２に出力される。後進１速の状態は、クラッチＣ３とブレーキＢ２とをオンとすると共にクラッチＣ１，Ｃ２とブレーキＢ１とをオフとすることにより形成することができ、この状態では、入力軸２１からシングルピニオン式の遊星歯車機構３０のリングギヤ３２に入力される動力はサンギヤ３１の固定によりサンギヤ３１側で反力を受け持つことにより減速されてキャリア３４およびクラッチＣ３を介してラビニヨ式の遊星歯車機構４０のサンギヤ４１ｂに伝達されると共にサンギヤ４１ｂに入力される動力はブレーキＢ２によるキャリア４４の固定によりキャリア４４側で反力を受け持つことにより逆回転してリングギヤ４２を介して出力軸２２に出力されるから、入力軸２１に入力される動力は比較的小さな減速比をもって減速して逆回転の動力として出力軸２２に出力される。

オートマチックトランスミッション２０のクラッチＣ１〜Ｃ３やブレーキＢ１，Ｂ２は、図３に部分的に示す油圧回路５０によりオンオフされる。油圧回路５０は、図示するように、エンジン１２からの動力により作動油を圧送する機械式オイルポンプ５２と、機械式オイルポンプ５２により圧送された作動油の圧力（ライン圧ＰＬ）を調節するレギュレータバルブ５４と、このレギュレータバルブ５４を駆動するリニアソレノイド５５と、ライン圧ＰＬをマニュアルバルブ５６を介して入力すると共に調圧してクラッチＣ１側に出力するリニアソレノイドＳＬＣ１と、同じくライン圧ＰＬをマニュアルバルブ５６を介して入力すると共に調圧しブレーキＢ１側に出力するリニアソレノイドＳＬＢ１などにより構成されている。なお、図３では、クラッチＣ１とブレーキＢ１の油圧系のみを図示したが、その他のクラッチＣ２，Ｃ３やブレーキＢ２についても同様の油圧系により構成することができる。

オートマチックトランスミッション２０（油圧回路５０）は、オートマチックトランスミッション用電子制御ユニット（以下、ＡＴＥＣＵという）２９により駆動制御されている。ＡＴＥＣＵ２９は、詳細に図示しないが、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートとを備える。ＡＴＥＣＵ２９には、入力軸２１に取り付けられた回転数センサからの入力軸回転数Ｎｉｎや出力軸２２に取り付けられた回転数センサからの出力軸回転数Ｎｏｕｔなどが入力ポートを介して入力されており、ＡＴＥＣＵ２９からは、リニアソレノイド５５やリニアソレノイドＳＬＣ１，リニアソレノイドＳＬＢ１への駆動信号などが出力ポートを介して出力されている。ＡＴＥＣＵ２９は、メインＥＣＵ６０と通信しており、メインＥＣＵ６０からの制御信号によってオートマチックトランスミッション２０（油圧回路５０）を制御したり、必要に応じてオートマチックトランスミッション２０の状態に関するデータをメインＥＣＵ６０に出力する。

メインＥＣＵ６０は、詳細には図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートとを備える。メインＥＣＵ６０には、シフトレバー６１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ６２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダル６３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル６５の踏み込みを検出するブレーキスイッチ６６からのブレーキスイッチ信号ＢＳＷ，車速センサ６８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されている。メインＥＣＵ６０は、前述したように、エンジンＥＣＵ１６やＡＴＥＣＵ２９と通信ポートを介して接続されており、エンジンＥＣＵ１６やＡＴＥＣＵ２９と各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

ここで、実施例の動力出力装置としては、エンジン１２と、エンジンＥＣＵ１４と、オートマチックトランスミッション２０と、ＡＴＥＣＵ２９と、メインＥＣＵ６０とが該当し、変速機装置としては、オートマチックトランスミッション２０と、ＡＴＥＣＵ２９とが該当する。

次に、こうして構成された自動車１０が備える実施例の動力出力装置の動作、特に、オートマチックトランスミッション２０の変速段を変更する際の動作について説明する。図４は、ＡＴＥＣＵ２９により実行される変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、アップシフト変速が指示されたときに実行される。なお、アップシフト変速の指示は、アクセルペダルポジションセンサ６４からのアクセル開度Ａｃｃや車速センサ６８からの車速Ｖなどに基づいてメインＥＣＵ６０によりＡＴＥＣＵ２９に対して行なわれる。以下、図４の変速制御ルーチンについて、前進１速から前進２速へのアップシフト変速が指示されてブレーキＢ１をオンする場合を適用して説明する。なお、前進２速から前進３速へのアップシフト変速や前進３速から前進４速へのアップシフト変速，前進４速から前進５速へのアップシフト変速，前進５速から前進６速へのアップシフト変速については、オンしていたクラッチやブレーキをオフする処理が含まれるだけでその他の処理は前進１速から前進２速へのアップシフト変速と同様である。

変速制御ルーチンが実行されると、ＡＴＥＣＵ２９のＣＰＵは、まず、オンすべきクラッチやブレーキの図示しないピストンと摩擦板とのクリアランスを詰めるために作動油を急速充填するファストフィルを実行して（ステップＳ１００）、低圧で待機する（ステップＳ１１０）。ファストフィルは、前進１速から前進２速へアップシフト変速するときには、ブレーキＢ１側に作動油が供給されるよう比較的高いデューティ比をもってリニアソレノイドＳＬＢ１を駆動することにより行なわれる。なお、変速段の変更に伴ってオンしていたクラッチやブレーキをオフするときにはそのクラッチやブレーキに作用している油圧をドレンするドレン処理も行なわれる。

続いて、所定のトルク相実行圧Ｐｔｏｒまでステップ状に増圧する油圧指令によりオンすべきクラッチやブレーキに油圧を作用させて待機し（ステップＳ１２０）、トルク相が完了するのを待つ（ステップＳ１３０）。ここで、トルク相は、入力軸２１の回転数は変速前の変速段に応じた回転数を維持した状態で入力軸２１からのトルクを伝達するときに反力を受け持つクラッチやブレーキが変速後の変速段に応じたものに変更される状態であり、イナーシャ相は、入力軸２１の回転数が変速後の変速段に応じた回転数に変更される状態である。実施例では、オートマチックトランスミッション２０の変速段の変速は、トルク相とイナーシャ相の２相を伴って行なわれる。所定のトルク相実行圧Ｐｔｏｒは、トルク相が完了するために必要十分な油圧より大きくイナーシャ相が開始するために必要十分な油圧より小さな圧力として実験的に求めたものを設定するものとした。また、トルク相の完了は、トルク相実行圧Ｐｔｏｒをオンすべきクラッチやブレーキに作用させてから実際にトルク相が略完了するまでに要する所要時間を予め実験的に求めておき、この所要時間が経過したか否かにより判定することができる。

トルク相が完了すると、エンジン２２からの出力トルクを減少させるべき量として目標トルクダウン量ΔＴｅを設定し（ステップＳ１４０）、設定した目標トルクダウン量ΔＴｅでトルクダウン指令を出力する（ステップＳ１５０）。トルクダウン指令の出力は、この指令をメインＥＣＵ６０に送信することにより、トルクダウン指令を受信したメインＥＣＵ６０がエンジンＥＣＵ１６に対してトルクダウン指令を送信することにより行なわれる。トルクダウン指令を受信したエンジンＥＣＵ１６は、目標トルクダウン量ΔＴｅだけエンジントルクが減少するよう吸入空気量調節制御や燃焼噴射制御、点火制御を実行する。なお、ステップＳ１３０におけるトルク相の完了の判定をエンジン２２の応答時間だけ早いタイミングで行なってトルクダウン指令を出力するものとすれば、実際にトルク相が完了したタイミングでエンジン２２のトルクダウンを行なうことができる。ここで、目標トルクダウン量ΔＴｅとしては、前進１速から前進２速へアップシフト変速するときには、トルク相が完了してエンジン２２からのトルクの反力を丁度ブレーキＢ１により受け持っている状態でエンジン２２のトルクを減少させることによりイナーシャ相が開始されるのに必要なトルクダウン量として実験的に求めたものを設定するものとした。このように、オンすべきクラッチやブレーキの油圧をトルク実行圧Ｐｔｏｒで保持している状態でエンジン２２のトルクダウンによってイナーシャ相を開始させるのは、クラッチ圧（ブレーキ圧）の調圧はその機構上高い精度で行なうことが困難であることから、イナーシャ相の開始をオンすべきクラッチやブレーキへの油圧の増圧によって行なうと、急激な係合により変速ショックが生じる場合があり、この変速ショックを抑制するために油圧の増圧を緩やかに行なうと、変速レスポンスが悪化するためである。

イナーシャ相が開始されると、イナーシャ相が完了するまで待つ（ステップＳ１６０）。イナーシャ相の完了は、入力軸回転数センサ３６からの入力軸回転数Ｎｉｎを出力軸回転数センサ３８からの出力軸回転数Ｎｏｕｔで除することにより現在のギヤ比（減速比）を計算し、計算したギヤ比が目標ギヤ段のギヤ比に略一致するか否かを判定することにより行なうことができる。イナーシャ相が完了すると、メインＥＣＵ６０を介してエンジンＥＣＵ１６に送信したトルクダウン指令を解除すると共に（ステップＳ１７０）、オンすべきクラッチやブレーキに作用させる油圧を最大として（ステップＳ１８０）、本ルーチンを終了する。

図５は、目標ギヤ段とエンジントルクと入力軸回転数Ｎｉｎと出力トルクとブレーキＢ１の油圧指令の時間変化の様子を示す説明図である。なお、図中破線は、比較例におけるエンジントルクと入力軸回転数Ｎｉｎと出力トルクと油圧指令の時間変化の様子を示す。実施例では、図示するように、時刻ｔ１に前進１速から前進２速への変速段の変更が指示されると、ファストフィルを実行し、時刻ｔ２にトルク実行圧ＰｔｏｒをブレーキＢ１に作用させて待機することによりトルク相が行われ、時刻ｔ３にトルク相が完了すると、目標トルクダウン量ΔＴｅをもってエンジン２２のトルクダウンを行なう。これにより、イナーシャ相が開始され、入力軸２１の回転数（入力軸回転数Ｎｉｎ）は前進２速に応じた回転数に向けて素早く下降する。時刻ｔ４に入力軸回転数Ｎｉｎが前進２速に応じた回転数に至ってイナーシャ相が完了すると、エンジン２２のトルクダウンを解除すると共にブレーキＢ２に作用させる油圧を最大とする。これに対して、比較例では、図中の破線で示すように、時刻ｔ２でオンすべきクラッチやブレーキに作用させる油圧を徐々に増圧することによりトルク相が行なわれると共にイナーシャ相が開始され、イナーシャ相が開始された後にエンジン２２のトルクダウンを行なって変速段を変更する。この比較例では、クラッチやブレーキの係合に伴う変速ショックが生じないように変速段の変更にはオンすべきクラッチやブレーキに作用させる油圧の増圧を緩やかに行なっており、実施例に比して変速段の変更に長時間を要することがわかる。

以上説明した実施例の動力出力装置によれば、エンジン２２からオートマチックトランスミッション２０の入力軸２１にトルクが作用している状態で変速段の変更が指示されたとき、オンすべきクラッチやブレーキにトルク相実行圧Ｐｔｏｒを作用させて待機することによりトルク相を行なうと共にトルク相実行圧Ｐｔｏｒで待機している状態でエンジン２２のトルクダウンによってイナーシャ相を開始させることにより変速段を変更するから、オンすべきクラッチやブレーキに作用させる油圧の増圧によってトルク相を行なうと共にイナーシャ相を開始させるものに比して、変速ショックを抑制しながら変速段の変更を迅速に行なうことができる。しかも、イナーシャ相が行なわれている最中にはオンすべきクラッチやブレーキに作用させる油圧は比較的低圧のトルク相実行圧Ｐｔｏｒに保持するから、クラッチやブレーキを係合する際の発熱を抑制することができる。

実施例の動力出力装置では、トルク相を行なう際に、トルク相実行圧Ｐｔｏｒまでステップ状に増圧する油圧指令を設定してオンすべきクラッチやブレーキに油圧を作用させるものとしたが、これに限定されるものではなく、勾配をもってトルク実行圧Ｐｔｏｒまで増圧する油圧指令を設定するものとしてもよい。

実施例の動力出力装置では、トルク相の完了をトルク相実行圧Ｐｔｏｒの経過時間に基づいて判定するものとしたが、トルク相が完了すると車両の加速度が減少することから、入力軸回転数センサ３６からの入力軸回転数Ｎｉｎに基づいて演算される入力軸２１の回転加速度や出力軸回転数センサ３８からの出力軸回転数Ｎｏｕｔに基づいて演算される出力軸２２の回転加速度に基づいて車両の加速度が減少したか否かを判定することよりトルク相の完了を判定するものとしてもよい。この場合、トルク相が完了するときの車両の加速度の減少は、目標ギヤ段のギヤ比（減速比）が小さいほど小さく現われることから、前進１速から前進２速へのアップシフト変速や前進２速から前進３速へのアップシフト変速など比較的高いギヤ比の目標ギヤ段に変更する場合に限定して実行することが望ましい。

実施例の動力出力装置では、イナーシャ相が開始されてから完了するまでオンすべきクラッチやブレーキをトルク相実行圧Ｐｔｏｒで待機するものとしたが、トルク相実行圧Ｐｔｏｒで待機している状態でイナーシャ相が開始された後はイナーシャ相が完了する前にトルク相実行圧Ｐｔｏｒとは異なる油圧をオンすべきクラッチやブレーキに作用させるものとしてもよい。

実施例の動力出力装置では、６段変速のオートマチックトランスミッション２０を用いるものとしたが、変速段は６段に限定されるものではなく、２〜５段の変速段としたり、７段以上の変速段としてもよい。

実施例では、動力出力装置の形態として説明したが、動力出力装置の制御方法の形態とするものとしてもよいし、変速機装置の形態とするものとしてもよい。

ここで、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン１２が「動力源」に相当し、オートマチックトランスミッション２０が「自動変速機」に相当し、リニアソレノイドＳＬＣ１やリニアソレノイドＳＬＢ１などが「係合圧調節手段」に相当し、エンジン２２からオートマチックトランスミッション２０の入力軸２１にトルクが作用している状態で変速段の変更が指示されたとき、オンすべきクラッチやブレーキにトルク相実行圧Ｐｔｏｒを作用させて待機することによりトルク相を行ない、トルク相が完了したときにトルク相実行圧Ｐｔｏｒで待機している状態でエンジンのトルクダウンによってイナーシャ相を開始させて変速段を変更する図４の変速制御ルーチンを実行するＡＴＥＣＵ２９が「制御手段」に相当する。ここで、「動力源」としては、内燃機関としてのエンジン２２に限定されるものではなく、電動機など、動力源として機能するものであれば如何なるタイプの動力源であっても構わない。「係合圧調節手段」としては、ライン圧から最適なクラッチ圧（ブレーキ圧）を生成してクラッチ（ブレーキ）をダイレクトに制御可能なダイレクト制御用のリニアソレノイドとして構成されたリニアソレノイドＳＬＣ１，ＳＬＢ１などに限定されるものではなく、パイロット制御用のリニアソレノイドを用いて別途コントロールバルブを駆動することによりライン圧からクラッチ圧（ブレーキ圧）を生成してクラッチ（ブレーキ）を制御するものなど、摩擦係合手段に作用する流体圧を調節できるものであれば如何なるものであっても構わない。また、「係合圧調節手段」としては、油圧を用いてクラッチやブレーキの係合圧を調節するものに限定されるものではなく、油圧以外の他の流体圧によりクラッチやブレーキの係合圧を調節するものや、電磁クラッチなど電磁力によってクラッチやブレーキの係合圧を調節するものなどとしても構わない。なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための最良の形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、変速機の製造産業に利用可能である。

本発明の一実施例としての変速機装置が組み込まれた動力出力装置を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 オートマチックトランスミッション２０の作動表を示す説明図である。 油圧回路５０の構成の概略を示す構成図である。 実施例のＡＴＥＣＵ２９により実行される変速制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。 目標ギヤ段とエンジントルクと入力軸回転数Ｎｉｎと出力トルクと油圧指令の時間変化の様子を示す説明図である。

符号の説明

１０ 自動車、１２ エンジン、１４ クランクシャフト、１６ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、１８ａ，１８ｂ 駆動輪、２０ オートマチックトランスミッション、２１ 入力軸、２２ 出力軸、２４ トルクコンバータ、２６ ギヤ機構、２８ デファレンシャルギヤ、３０ シングルピニオン式の遊星歯車機構、３１ サンギヤ、３２ リングギヤ、３３ ピニオンギヤ、３４ キャリア、３６ 入力軸回転数センサ、３８ 出力軸回転数センサ、４０ ラビニヨ式の遊星歯車機構、４１ａ，４１ｂ サンギヤ、４２ リングギヤ、４３ａ ショートピニオンギヤ、４３ｂ ロングピニオンギヤ、４４ キャリア、５０ 油圧回路、５２ 機械式オイルポンプ、５４ レギュレータバルブ、５５ リニアソレノイド、５６ マニュアルバルブ、６０ メイン電子制御ユニット（メインＥＣＵ）、６１ シフトレバー、６２ シフトポジションセンサ、６３ アクセルペダル、６４ アクセルペダルポジションセンサ、６５ ブレーキペダル、６６ ブレーキスイッチ、６８ 車速センサ、Ｃ１〜Ｃ３ クラッチ、Ｂ１，Ｂ２ ブレーキ、ＳＬＣ１，ＳＬＢ１ リニアソレノイド。

Claims (11)

1. 動力源と共に駆動軸に動力を出力する動力出力装置に組み込まれ、少なくとも一つの摩擦係合手段の係合状態を切り替えることにより変速段を変更して前記動力源からの動力を前記駆動軸に伝達する自動変速機を備える変速機装置であって、
   前記摩擦係合手段の係合圧を調節する係合圧調節手段と、
   前記自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で前記摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、該変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と前記入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれるよう前記動力源の制御と共に前記係合圧調節手段を制御し、前記トルク相が所定の係合圧で前記摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれ前記イナーシャ相が前記所定の係合圧で待機している状態で前記動力源から前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう前記動力源の制御と共に前記係合圧調節手段を制御する制御手段と、
   を備える変速機装置。
2. 請求項１記載の変速機装置であって、
   前記摩擦係合手段は、流体圧により駆動する手段であり、
   前記係合圧調節手段は、前記摩擦係合手段に作用させる流体圧を調節する流体圧調節手段であり、
   前記制御手段は、前記トルク相が前記所定の係合圧として所定の流体圧を前記摩擦係合手段に作用させて待機することにより行なわれ前記イナーシャ相が前記所定の流体圧で待機している状態で前記動力源から前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう前記動力源の制御と共に前記流体圧調節手段を制御する手段である
   変速機装置。
3. 前記制御手段は、前記トルク相が行なわれるようステップ状に前記所定の流体圧まで増圧する流体圧指令を設定して前記流体圧調節手段を制御する手段である請求項２記載の変速機装置。
4. 前記制御手段は、前記イナーシャ相の終期までに亘って前記所定の流体圧で待機している状態が保持されるよう前記流体圧調節手段を制御する手段である請求項２または３記載の変速機装置。
5. 前記所定の流体圧は、前記トルク相は完了するが前記イナーシャ相は開始されない流体圧である請求項２ないし４いずれか１項に記載の変速機装置。
6. 請求項２ないし５いずれか１項に記載の変速機装置であって、
   前記摩擦係合手段で受け持つ反力を用いて前記動力源からのトルクを前記駆動軸側に伝達するよう構成され、
   前記所定の流体圧は、前記動力源から出力されるトルクに対して反力を受け持つために必要十分な流体圧である
   変速機装置。
7. 前記制御手段は、前記トルク相の完了を判定し、前記トルク相が完了したと判定したタイミングで前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより前記イナーシャ相が開始されるよう制御する手段である請求項２ないし６いずれか１項に記載の変速機装置。
8. 前記制御手段は、前記所定の流体圧が前記摩擦係合手段に作用するよう前記流体圧調節手段の制御を開始してからの経過時間に基づいて前記トルク相の完了を判定する手段である請求項７記載の変速機装置。
9. 前記制御手段は、前記自動変速機の入力軸の回転加速度または出力軸の回転加速度に基づいて前記トルク相の完了を判定する手段である請求項７記載の変速機装置。
10. 駆動軸に動力を出力する動力出力装置であって、
    動力源と、
    少なくとも一つの摩擦係合手段と、該摩擦係合手段の係合圧を調節する係合圧調節手段と、を有し、前記摩擦係合手段の係合状態を切り替えることにより変速段を変更して前記動力源からの動力を前記駆動軸に伝達する自動変速機と、
    前記自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で前記摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、該変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と前記入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれ、前記トルク相が所定の係合圧で前記摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれるよう前記係合圧調節手段を制御し、前記イナーシャ相が前記所定の係合圧で待機している状態で前記動力源から前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう前記動力源を制御する制御手段と、
    を備える動力出力装置。
11. 動力源と、少なくとも一つの摩擦係合手段と該摩擦係合手段の係合圧を調節する係合圧調節手段とを有し前記摩擦係合手段の係合状態を切り替えることにより変速段を変更して前記動力源からの動力を駆動軸に伝達する自動変速機と、を備える動力出力装置の制御方法であって、
    前記自動変速機の入力軸にトルクが作用している状態で前記摩擦係合手段を係合することにより変速段を変更する際には、該変速段の変更がトルクの伝達を変速後の変速段による伝達に変更するトルク相と前記入力軸の回転数を変速後の変速段に応じた回転数に変更するイナーシャ相との２相によって行なわれ、前記トルク相が所定の係合圧で前記摩擦係合手段を滑りを伴って係合させて待機することにより行なわれるよう前記係合圧調節手段を制御し、前記イナーシャ相が前記所定の係合圧で待機している状態で前記動力源から前記入力軸に作用するトルクを減少させることにより行なわれるよう前記動力源を制御する
    ことを特徴とする動力出力装置の制御方法。

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