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JP5862803B2 - 変速機の制御装置および制御方法 - Google Patents

変速機の制御装置および制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、停車に伴って自動的に運転停止される原動機を有する車両に搭載されると共に、当該原動機から入力軸に付与された動力を複数の係合要素の係脱により変速比を複数段に変更して出力軸に伝達可能な変速機の制御装置および制御方法に関する。
従来、この種の変速機の制御装置として、入力軸から出力軸への回転駆動力を伝達し、出力軸から入力軸への回転駆動力を伝達しない変速段である一方向伝達段を形成可能な変速機を制御するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この変速機において、一方向伝達段は、複数の係合要素の中の第1係合要素とワンウェイクラッチとの双方を係合させることにより形成される。そして、上記制御装置は、車両が停車することや、いわゆるコースト状態でエンジンの出力が低下していることを含むアイドル停止条件の成立に伴ってエンジンの運転を停止(アイドル停止)させる際に、第1係合要素とワンウェイクラッチ以外の他の係合要素との双方の係合により変速段が形成されている場合、当該他の係合要素を解放させる。これにより、第1係合要素の係合が維持されたままワンウェイクラッチが係合することにより一方向伝達段が形成されることから、エンジン停止中のエンジンの引きずりを回避しつつ、エンジンの再始動時における駆動力伝達の応答性を向上させることができる。なお、特許文献1に記載の変速機では、エンジンの運転停止に伴って機械式オイルポンプの動作が停止される間、電動ポンプからの油圧が第1係合要素に供給される。
特開2010−223399号公報
ここで、車両の停車に伴ってエンジンの運転を停止させる場合には、車両の停車と概ね同時にエンジンの運転が停止されることが好ましいが、そのためには、車両の走行中からエンジンの運転停止処理を開始する必要がある。また、車両の走行中からエンジンの運転停止処理を開始する場合、エンジンの回転低下に伴って機械式オイルポンプからの油圧が低下するので、車両の停車前から電動ポンプにより係合要素に油圧を供給する必要がある。この場合、電動ポンプの負担を低減化して小型化を図る観点から、第1係合要素とワンウェイクラッチ以外の他の係合要素との係合により変速段が形成されている際には、車両の停車前かつエンジンの運転停止前に第1係合要素の係合を維持したまま当該他の係合要素を解放させることが好ましい。しかしながら、エンジンの停止要求に応じて、車両の停車前に第1係合要素の係合を維持したまま上記他の係合要素を解放させると、車両の状態によっては、ワンウェイクラッチが急係合することによりショックが発生してしまうおそれがある。
そこで、本発明は、原動機の運転停止に伴って、第1係合要素と共に係合していた第2係合要素を車両の停車前に解放する際にワンウェイクラッチが係合することによるショックの発生を良好に抑制することを主目的とする。
本発明の変速機の制御装置および制御方法は、上記主目的を達成するために以下の手段を採っている。
本発明による変速機の制御装置は、
停車に伴って自動的に運転停止される原動機を有する車両に搭載されると共に、前記原動機から入力軸に付与された動力を複数の係合要素の係脱により変速比を複数段に変更して出力軸に伝達可能であり、第1係合要素とワンウェイクラッチとの双方の係合により第1変速段を形成すると共に前記第1係合要素と第2係合要素との双方の係合により前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段を形成する変速機の制御装置において、
前記原動機の自動停止要求に応じて該原動機の運転が停止される際に前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段が形成されている場合に、前記原動機からの動力により前記変速機の入力軸が回転駆動されない非駆動状態であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記原動機からの動力により前記変速機の入力軸が回転駆動される駆動状態であると判定された場合には前記第2係合要素を解放させず、前記判定手段により前記非駆動状態であると判定された場合に前記第2係合要素を解放させる解放制御手段と、
を備えることを特徴とする。
この変速機の制御装置は、第1係合要素とワンウェイクラッチとの双方の係合により第1変速段を形成すると共に第1係合要素と第2係合要素との双方の係合により第1変速段よりも変速比の小さい変速段を形成する変速機を制御するものである。そして、この制御装置は、原動機の自動停止要求に応じて当該原動機の運転が停止される際に第1変速段よりも変速比の小さい変速段が形成されている場合に、原動機からの動力により変速機の入力軸が回転駆動されない非駆動状態であるか否かを判定し、原動機からの動力により変速機の入力軸が回転駆動される駆動状態であると判定した場合には第2係合要素を解放させず、非駆動状態であると判定した場合に第2係合要素を解放させる。これにより、駆動状態でワンウェイクラッチが係合するのを抑制すると共に、非駆動状態で第1係合要素の係合を維持したままワンウェイクラッチを緩やかに係合させて第1変速段を形成することができる。従って、この制御装置によれば、原動機の自動停止要求に応じて、第1係合要素と共に係合していた第2係合要素を車両の停車前に解放する際にワンウェイクラッチが係合することによるショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
また、前記判定手段は、前記原動機の回転数が前記第1変速段での変速比と車速または前記出力軸の回転数とから定まる前記入力軸の同期回転数以上である場合に前記駆動状態であると判定すると共に、前記原動機の回転数が前記同期回転数未満である場合に前記非駆動状態であると判定するものであってもよい。これにより、駆動状態であるか非駆動状態であるか否かをより適正に判定することができるので、駆動状態でワンウェイクラッチが係合するのを良好に抑制すると共に、非駆動状態で第1係合要素の係合を維持したままワンウェイクラッチを緩やかに係合させて第1変速段を形成することが可能となる。
更に、前記解放制御手段は、前記判定手段により前記駆動状態であると判定される場合であっても、前記車両が停車している場合には、前記第2係合要素を解放させるものであってもよい。これにより、車両の再発進前に第1変速段を形成して再発進性能を良好に確保することが可能となる。
また、前記第2係合要素は、複数の係合要素を含んでもよく、前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段には、複数の変速段が含まれてもよい。これにより、車両の停車に伴って原動機の運転が停止される際に第1変速段よりも変速比の小さい複数の変速段の何れが形成されていても、第1係合要素と共に係合していた第2係合要素を車両の停車前に解放する際にワンウェイクラッチが係合することによるショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
更に、前記第1変速段は、前記車両の発進時に形成される変速段であってもよく、前記第1係合要素が解放されている場合には、停車に伴う前記原動機の運転停止を禁止してもよい。これにより、車両の停車に伴って原動機の運転が停止される際に発進段である第1変速段をスムースに形成して停車後の再発進性能を良好に確保することが可能となる。そして、第1係合要素が解放されている場合に車両の停車に伴う原動機の運転停止を禁止することで、それまで解放されていた第1係合要素を係合させてから上述のように第2係合要素を解放させ、それによりワンウェイクラッチが係合することによるショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
また、前記原動機と前記変速機の前記入力軸とは、トルクコンバータを介して連結されてもよい。すなわち、原動機と変速機の入力軸とがトルクコンバータを介して連結されている場合に車両の停車後に原動機の運転を停止させると、車両が停車してから原動機の運転が停止されるまでの間にトルクコンバータで増幅されたトルクが入力軸に伝達されることに起因した違和感を車両の運転者に与えてしまうおそれがある。これに対して、本発明によれば、ワンウェイクラッチの急係合によるショックの発生を抑制しつつ車両が停車するまでに原動機の運転を停止させることが可能となる。従って、本発明は、トルクコンバータを介して原動機と連結される入力軸を有する変速機に極めて好適である。
更に、前記車両は、前記原動機の自動停止要求に応じて該原動機の回転数が予め定められた閾値以下になると前記第1係合要素に油圧を供給する電動ポンプを有してもよい。これにより、原動機の自動停止要求に応じて車両の停車前に当該原動機の停止処理を開始しても、電動ポンプから第1係合要素に油圧を供給して当該第1係合要素の係合を維持することが可能となる。
本発明による変速機の制御方法は、
停車に伴って自動的に運転停止される原動機を有する車両に搭載されると共に、前記原動機から入力軸に付与された動力を複数の係合要素の係脱により変速比を複数段に変更して出力軸に伝達可能であり、第1係合要素とワンウェイクラッチとの双方の係合により第1変速段を形成すると共に前記第1係合要素と第2係合要素との双方の係合により前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段を形成する変速機の制御方法において、
(a)前記原動機の自動停止要求がなされた際に前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段が形成されている場合に、前記原動機からの動力により前記変速機の入力軸が回転駆動されない非駆動状態であるか否かを判定するステップと、
(b)ステップ(a)にて前記原動機からの動力により前記変速機の入力軸が回転駆動される駆動状態であると判定された場合には前記第2係合要素を解放させず、ステップ(a)にて前記非駆動状態であると判定された場合に前記第2係合要素を解放させるステップと、
を含むものである。
この方法によれば、原動機の自動停止要求に応じて、第1係合要素と共に係合していた第2係合要素を車両の停車前に解放する際にワンウェイクラッチが係合することによるショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
本発明による制御装置により制御される自動変速機25を含む動力伝達装置20を搭載した自動車10の概略構成図である。 動力伝達装置20を示す概略構成図である。 自動変速機25の各変速段とクラッチおよびブレーキの作動状態との関係を示す作動表である。 油圧制御装置50を示す系統図である。 本発明による制御装置である変速ECU21により実行されるアイドルストップ時解放制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。
次に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明による制御装置により制御される自動変速機25を含む動力伝達装置20を搭載した自動車10の概略構成図である。同図に示す自動車10は、ガソリンや軽油といった炭化水素系の燃料と空気との混合気の爆発燃焼により動力を出力する原動機としてのエンジン(内燃機関)12や、エンジン12を制御するエンジン用電子制御ユニット(以下、「エンジンECU」という)14、図示しない電子制御式油圧ブレーキユニットを制御するブレーキ用電子制御ユニット(以下、「ブレーキECU」という)16、エンジン12に接続されると共にエンジン12からの動力を左右の駆動輪DWに伝達する動力伝達装置20等を含む。動力伝達装置20は、トランスミッションケース22や、流体伝動装置23、自動変速機25、油圧制御装置50、これらを制御する本発明による制御装置としての変速用電子制御ユニット(以下、「変速ECU」という)21等を有する。
エンジンECU14は、図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート(何れも図示せず)等を有する。図1に示すように、エンジンECU14には、アクセルペダル91の踏み込み量(操作量)を検出するアクセルペダルポジションセンサ92からのアクセル開度Accや、車速センサ97からの車速V、クランクシャフトの回転位置を検出する図示しないクランクシャフトポジションセンサといった各種センサ等からの信号、ブレーキECU16や変速ECU21からの信号等が入力され、エンジンECU14は、これらの信号に基づいて何れも図示しない電子制御式のスロットルバルブや燃料噴射弁および点火プラグ等を制御する。更に、エンジンECU14は、クランクシャフトポジションセンサにより検出されるクランクシャフトの回転位置に基づいてエンジン12の回転数Neを算出する。また、本実施形態において、エンジンECU14は、自動車10の停車に伴って通常エンジン12がアイドル運転される際等にエンジン12の運転を停止させると共にアクセルペダル91の踏み込みによる自動車10に対する発進要求に応じてエンジン12を再始動させるアイドルストップ制御(自動停止始動制御)を実行可能に構成されている。
ブレーキECU16も図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート(何れも図示せず)等を有する。図1に示すように、ブレーキECU16には、ブレーキペダル93が踏み込まれたときにマスタシリンダ圧センサ94により検出されるマスタシリンダ圧Pmcや、車速センサ97からの車速V、図示しない各種センサ等からの信号、エンジンECU14や変速ECU21からの信号等が入力され、ブレーキECU16は、これらの信号に基づいて図示しないブレーキアクチュエータ(油圧アクチュエータ)等を制御する。
変速ECU21も図示しないCPUを中心とするマイクロコンピュータとして構成されており、CPUの他に各種プログラムを記憶するROM、データを一時的に記憶するRAM、入出力ポートおよび通信ポート(何れも図示せず)等を備える。図1に示すように、変速ECU21には、アクセルペダルポジションセンサ92からのアクセル開度Accや、複数のシフトレンジの中から所望のシフトレンジを選択するためのシフトレバー95の操作位置を検出するシフトレンジセンサ96からのシフトレンジSR、車速センサ97からの車速V、自動変速機25の入力回転数(タービンランナ23tまたは自動変速機25の入力軸26の回転数)Ninを検出する入力回転数センサ98、自動変速機25の出力回転数(出力軸27の回転数)Noutを検出する出力回転数センサ99といった各種センサ等からの信号、エンジンECU14やブレーキECU16からの信号等が入力され、変速ECU21は、これらの信号に基づいて流体伝動装置23や自動変速機25、すなわち油圧制御装置50を制御する。
動力伝達装置20の流体伝動装置23は、トルク増幅作用を有するトルクコンバータとして構成されており、図2に示すように、エンジン12のクランクシャフトに接続される入力側のポンプインペラ23pや、自動変速機25の入力軸(入力部材)26に接続される出力側のタービンランナ23t、ポンプインペラ23pおよびタービンランナ23tの内側に配置されてタービンランナ23tからポンプインペラ23pへの作動油(ATF)の流れを整流するステータ23s、ステータ23sの回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ23o、ロックアップクラッチ23c等を含むものである。オイルポンプ(機械式ポンプ)24は、ポンプボディとポンプカバーとからなるポンプアッセンブリや、ハブを介して流体伝動装置23のポンプインペラ23pに接続される外歯ギヤ等を含むギヤポンプとして構成されている。エンジン12からの動力により外歯ギヤを回転させれば、オイルポンプ24によりオイルパン(図示省略)に貯留されている作動油が吸引されて油圧制御装置50へと圧送される。
自動変速機25は、6段変速式の変速機として構成されており、図2に示すように、シングルピニオン式遊星歯車機構30や、ラビニヨ式遊星歯車機構35、入力側から出力側までの動力伝達経路を変更するための3つのクラッチC1,C2およびC3、2つのブレーキB1およびB2並びにワンウェイクラッチF1等を含む。シングルピニオン式遊星歯車機構30は、トランスミッションケース22に固定された外歯歯車であるサンギヤ31と、このサンギヤ31と同心円上に配置されると共に入力軸26に接続された内歯歯車であるリングギヤ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ヤ34とを有する。
ラビニヨ式遊星歯車機構35は、外歯歯車である2つのサンギヤ36a,36bと、自動変速機25の出力軸(出力部材)27に固定された内歯歯車であるリングギヤ37と、サンギヤ36aに噛合する複数のショートピニオンギヤ38aと、サンギヤ36bおよび複数のショートピニオンギヤ38aに噛合すると共にリングギヤ37に噛合する複数のロングピニオンギヤ38bと、互いに連結された複数のショートピニオンギヤ38aおよび複数のロングピニオンギヤ38bを自転かつ公転自在に保持すると共にワンウェイクラッチF1を介してトランスミッションケース22に支持されたキャリヤ39とを有する。また、自動変速機25の出力軸27は、ギヤ機構28および差動機構29を介して駆動輪DWに接続される。
クラッチC1は、ピストン、複数の摩擦板や相手板、作動油が供給される油室等により構成される油圧サーボを有し、シングルピニオン式遊星歯車機構30のキャリヤ34とラビニヨ式遊星歯車機構35のサンギヤ36aとを締結すると共に両者の締結を解除することができる多板摩擦式油圧クラッチ(摩擦係合要素)である。クラッチC2は、ピストン、複数の摩擦板や相手板、作動油が供給される油室等により構成される油圧サーボを有し、入力軸26とラビニヨ式遊星歯車機構35のキャリヤ39とを締結すると共に両者の締結を解除することができる多板摩擦式油圧クラッチである。クラッチC3は、ピストン、複数の摩擦板や相手板、作動油が供給される油室等により構成される油圧サーボを有し、シングルピニオン式遊星歯車機構30のキャリヤ34とラビニヨ式遊星歯車機構35のサンギヤ36bとを締結すると共に両者の締結を解除することができる多板摩擦式油圧クラッチである。
ブレーキB1は、油圧サーボを含むバンドブレーキあるいは多板摩擦式ブレーキとして構成されており、ラビニヨ式遊星歯車機構35のサンギヤ36bをトランスミッションケース22に固定すると共にサンギヤ36bのトランスミッションケース22に対する固定を解除することができる油圧ブレーキである。ブレーキB2は、油圧サーボを含むバンドブレーキあるいは多板摩擦式ブレーキとして構成されており、ラビニヨ式遊星歯車機構35のキャリヤ39をトランスミッションケース22に固定すると共にキャリヤ39のトランスミッションケース22に対する固定を解除することができる油圧ブレーキである。また、ワンウェイクラッチF1は、例えばインナーレースやアウターレース、複数のスプラグ等を含み、インナーレースに対してアウターレースが一方向に回転した際にスプラグを介してトルクを伝達すると共に、インナーレースに対してアウターレースが他方向に回転した際に両者を相対回転させるものである。ただし、ワンウェイクラッチF1は、ローラ式といったようなスプラグ式以外の構成を有するものであってもよい。
これらのクラッチC1〜C3、ブレーキB1およびB2は、油圧制御装置50による作動油の給排を受けて動作する。図3に、自動変速機25の各変速段とクラッチC1〜C3、ブレーキB1およびB2の作動状態との関係を表した作動表を示す。自動変速機25は、クラッチC1〜C3、ブレーキB1およびB2を図3の作動表に示す状態とすることで第1速から第6速の前進段と後進段とを提供する。図3に示すように、自動変速機25の第1速は、クラッチC1が係合した状態でワンウェイクラッチF1が係合することにより形成され、第2速から第4速は、クラッチC1を係合させると共にブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかを係合させることにより形成される。また、自動変速機25の第5速および第6速は、クラッチC2を係合させると共にクラッチC3およびブレーキB1の何れかを係合させることにより形成される。なお、クラッチC1〜C3、ブレーキB1およびB3の少なくとも何れかは、ドグクラッチといった噛み合い係合要素とされてもよい。
図4は、油圧制御装置50を示す系統図である。油圧制御装置50は、エンジン12からの動力により駆動されてオイルパンから作動油を吸引して吐出する上述のオイルポンプ24に接続されるものであり、流体伝動装置23や自動変速機25により要求される油圧を生成すると共に、各種軸受などの潤滑部分に作動油を供給する。油圧制御装置50は、図示しないバルブボディや、オイルポンプ24からの作動油を調圧してライン圧PLを生成するプライマリレギュレータバルブ51、シフトレバー95の操作位置に応じてプライマリレギュレータバルブ51からのライン圧PLの供給先を切り替えるマニュアルバルブ52、アプライコントロールバルブ53、それぞれマニュアルバルブ52等(プライマリレギュレータバルブ51)から供給される元圧としてのライン圧PLを調圧して対応するクラッチ等への油圧を生成する調圧バルブとしての第1リニアソレノイドバルブSL1、第2リニアソレノイドバルブSL2、第3リニアソレノイドバルブSL3および第4リニアソレノイドバルブSL4等を含む
プライマリレギュレータバルブ51は、変速ECU21により制御されてオイルポンプ24側(例えばライン圧PLを調圧して一定の油圧を出力するモジュレータバルブ)からの作動油をアクセル開度Accあるいは図示しないスロットルバルブの開度に応じて調圧するリニアソレノイドバルブSLTからの油圧により駆動される。マニュアルバルブ52は、シフトレバー95と連動して軸方向に摺動可能なスプールや、ライン圧PLが供給される入力ポート、第1〜第4リニアソレノイドバルブSL1〜SL4の入力ポートと油路を介して連通するドライブレンジ出力ポート、リバースレンジ出力ポート等を有する(何れも図示省略)。運転者によりドライブレンジやスポーツレンジといった前進走行シフトレンジが選択されている際には、マニュアルバルブ52のドライブレンジ出力ポートを介して、プライマリレギュレータバルブ51からのライン圧(ドライブレンジ圧)PLが第1〜第4リニアソレノイドバルブSL1〜SL4に元圧として供給される。また、運転者によりリバースレンジが選択された際には、マニュアルバルブ52のスプールにより入力ポートがリバースレンジ出力ポートのみと連通され、パーキングレンジやニュートラルレンジの選択時には、マニュアルバルブ52の入力ポートとドライブレンジ出力ポートおよびリバースレンジ出力ポートとの連通が遮断される。
アプライコントロールバルブ53は、第3リニアソレノイドバルブSL3からの油圧をクラッチC3に供給する第1状態と、プライマリレギュレータバルブ51からのライン圧PLをクラッチC3に供給すると共にマニュアルバルブ52のリバースレンジ出力ポートからのライン圧PL(リバースレンジ圧)をブレーキB2に供給する第2状態と、マニュアルバルブ52のリバースレンジ出力ポートからのライン圧PL(リバースレンジ圧)をクラッチC3とブレーキB2とに供給する第3状態と、第3リニアソレノイドバルブSL3からの油圧をブレーキB2に供給する第4状態とを選択的に形成可能なスプールバルブである。
第1リニアソレノイドバルブSL1は、印加される電流に応じてマニュアルバルブ52からのライン圧PLを調圧してクラッチC1への油圧Psl1を生成可能な常閉型リニアソレノイドバルブである。第2リニアソレノイドバルブSL2は、印加される電流に応じてマニュアルバルブ52からのライン圧PLを調圧してクラッチC2への油圧Psl2を生成可能な常閉型リニアソレノイドバルブである。第3リニアソレノイドバルブSL3は、印加される電流に応じてマニュアルバルブ52からのライン圧PLを調圧してクラッチC3あるいはブレーキB2への油圧Psl3を生成可能な常閉型リニアソレノイドバルブである。第4リニアソレノイドバルブSL4は、印加される電流に応じてマニュアルバルブ52からのライン圧PLを調圧してブレーキB1への油圧Psl4を生成可能な常閉型リニアソレノイドバルブである。すなわち、自動変速機25の摩擦係合要素であるクラッチC1〜C3、ブレーキB1およびB2への油圧は、それぞれに対応する第1、第2、第3または第4リニアソレノイドバルブSL1,SL2,SL3またはSL4により直接制御(設定)される。
ここで、エンジンECU14によりアイドルストップ制御が実行されてエンジン12の運転が停止されると、当該エンジン12の回転低下や運転停止に伴ってオイルポンプ24の吐出圧が低下したり、駆動が停止されたりすることでライン圧PLが低下し、自動変速機25の第1速(発進段)の形成時に係合させられる発進クラッチとしてのクラッチC1に対応した第1リニアソレノイドバルブSL1も油圧Psl1を生成し得なくなる。このため、図4に示すように、油圧制御装置50は、電磁ポンプ(電動ポンプ)60を含んでおり、当該電磁ポンプ60からの油圧をクラッチC1に供給可能に構成されている。電磁ポンプ60は、周知の構成を有するものであり、図示しない補機バッテリからの電力により駆動されると共にオイルパンから作動油を吸引して吐出する。
電磁ポンプ60としては、エンジン12の運転停止中にクラッチC1(単一の係合要素)の係合(完全係合)を保持し得る油圧を発生可能なものが用いられる。これにより、電磁ポンプ60を小型化して油圧制御装置50をコンパクト化すると共に低コスト化することができる。また、本実施形態では、自動車10の停車中にアイドルストップ制御によりエンジン12の運転が停止されている間にはクラッチC1を完全係合状態に維持しておく必要がないことから、その間、電磁ポンプ60は、消費電力を低下させるべく、クラッチC1を係合直前の状態にし得る程度(ピストンをストロークがなくなるように移動させることができる程度)の油圧を発生するように制御される。
なお、電磁ポンプ60の代わりに、電動モータ等により駆動される一般的な電動ポンプが採用されてもよく、電磁ポンプ60や電動ポンプは、クラッチC1のピストンをストロークがなくなるように移動させることができる程度の油圧を発生するものであってもよい。また、クラッチC1と第1リニアソレノイドバルブSL1および電磁ポンプ60との間には、クラッチC1に第1リニアソレノイドバルブSL1からの油圧Psl1を供給可能とする第1状態と、クラッチC1に電磁ポンプ60からの油圧を供給可能とする第2状態とを形成可能な図示しない切替バルブが配置されてもよい。
上述の第1〜第4リニアソレノイドバルブSL1〜SL4(それぞれに印加される電流)は、変速ECU21により制御される。すなわち、変速ECU21は、変速段の変更すなわちアップシフトまたはダウンシフトに際して、予め定められた図示しない変速線図から取得されるアクセル開度Acc(あるいはスロットルバルブの開度)および車速Vに対応した目標変速段が形成されるように、変速段の変更に伴って係合させられるクラッチまたはブレーキ(係合側要素)に対応した第1〜第4リニアソレノイドバルブSL1〜SL4の何れか1つへの油圧指令値(係合圧指令値)を設定する。また、変速ECU21は、変速段の変更すなわちアップシフトまたはダウンシフトに際して、当該変速段の変更に伴って解放されるクラッチまたはブレーキ(解放側要素)に対応した第1〜第4リニアソレノイドバルブSL1〜SL4の何れか1つへの油圧指令値(解放圧指令値)を設定する。更に、変速ECU21は、変速段の変更中や変速完了後に、係合しているクラッチやブレーキ(係合側要素)に対応した第1〜第4リニアソレノイドバルブSL1〜SL4の何れか1つまたは2つへの油圧指令値(保持圧指令値)を設定する。そして、変速ECU21は、設定した油圧指令値に基づいて、第1〜第4リニアソレノイドバルブSL1〜SL4への電流を設定する図示しない駆動回路を制御する。
また、上述の電磁ポンプ60(印加される電流)も変速ECU21により制御される。変速ECU21は、エンジン12の回転数Neが予め定められた閾値(例えば、オイルポンプ24の吐出圧が所定圧以下になるときのエンジン12の回転数)以下になった時点から再始動後にエンジン12の回転数が当該閾値あるいはそれより若干高い所定値を上回るまで、電磁ポンプ60に対して所定デューティ比の矩形波電流が印加されるように図示しない駆動回路を制御する。これにより、運転者によりドライブレンジ等の前進走行シフトレンジが選択されている状態で上述のアイドルストップ制御によりエンジン12の回転数が低下したり、運転停止されたりしても(オイルポンプ24の吐出圧が低下したり、油圧が生成されなくなったりしても)、電磁ポンプ60からの油圧を発進クラッチであるクラッチC1に供給して自動変速機25を発進待機状態(クラッチC1が係合された状態)に保つことができる。
次に、自動車10の停車に伴ってエンジンECU14によりアイドルストップ制御が実行される際の変速ECU21による自動変速機25の制御手順について説明する。
図5は、変速ECU21により実行されるアイドルストップ時解放制御ルーチンの一例を示すフローチャートである。同図に示すように、変速ECU21(CPU)は、自動車10の走行中、所定時間(アイドルストップ制御が実行されていない際には、例えば数mSec)おきにRAMに格納されているアイドルストップ要求フラグの値を入力する(ステップS100)。更に、変速ECU21は、アイドルストップ要求フラグの値に基づいて、自動車10の停車に伴ってアイドルストップ制御を実行すべきと判定したエンジンECU14からアイドルストップ制御の実行が要求されたか否か、すなわちアイドルストップ要求(エンジン12の自動停止要求)がなされたか否かを判定する(ステップS103)。
本実施形態において、エンジンECU14は、例えば運転者によりブレーキペダル93が踏み込まれるとブレーキECU16から送信されるブレーキオン信号や、図示しない加速度センサ(Gセンサ)により検出されるか、あるいは計算により求められる減速加速度、更には車速V等に基づいて運転者のブレーキ操作により自動車10が減速して停車するか否かを判定し、自動車10が減速して停車すると判定した際にアイドルストップ要求信号を変速ECU21に送信する。また、変速ECU21は、エンジンECU14からアイドルストップ要求信号(自動停止要求)を受信すると、アイドルストップ要求フラグを値1に設定する。なお、アイドルストップ要求フラグは、アイドルストップ制御の実行後にエンジン12が再始動されると値0に設定される。
変速ECU21は、ステップS103にてアイドルストップ要求フラグが値0であってエンジンECU14からアイドルストップ要求がなされていない(アイドルストップ要求信号を受信していない)と判定した場合、以降の処理を実行することなく本ルーチンを終了させる。これに対して、変速ECU21は、ステップS103にてアイドルストップ要求フラグが値1であってエンジンECU14からアイドルストップ要求がなされている(アイドルストップ要求信号を受信している)と判定すると、RAMに格納されている現変速段Gを入力し(ステップS105)、入力した現変速段Gが第2速から第6速の何れかであるか否かを判定する(ステップS110)。
現変速段Gが第1速である場合、変速ECU21は、自動車10の停車に伴うアイドルストップ制御の実行すなわちエンジン12の運転停止を許容すべく、アイドルストップ許可信号をエンジンECU14に送信し(ステップS115)、他の処理を実行することなく本ルーチンを終了させる。すなわち、ステップS110にて現変速段Gが第1速であると判定された際には、発進クラッチである第1係合要素としてのクラッチC1と共にワンウェイクラッチF1が係合しており、解放すべき係合要素が存在しないことから、以降の処理が実行されることなくアイドルストップ制御の実行が許可される。こうして変速ECU21からエンジンECU14へとアイドルストップ許可信号が送信されると、エンジンECU14によるアイドルストップ制御の実行が許容され、エンジンECU14は、予め定められた制御手順に従って例えば自動車10が停車するのと概ね同時に運転停止するようにエンジン12を制御する。
また、現変速段Gが第2速から第6速の何れかである場合、変速ECU21は、アイドルストップ制御の実行を許可し得るか否かを判定する(ステップS120)。現変速段Gが第5速または第6速である場合および第6速から第5速へのダウンシフトが実行されている場合には、発進クラッチであるクラッチC1が係合されることがないことから(図3参照)、変速ECU21は、ステップS120において自動車10の停車に伴うアイドルストップ制御の実行すなわちエンジン12の運転停止を禁止すべきと判定する。この場合、変速ECU21は、アイドルストップ禁止信号をエンジンECU14に送信した上で(ステップS125)、本ルーチンを終了させる。なお、本実施形態において、ステップS120にて否定判断がなされたことにより本ルーチンを終了させた場合、変速ECU21は、油圧制御装置50を制御することにより、第2速または第3速が形成されるように、クラッチC2を解放させると共にクラッチC1を係合させる。
一方、現変速段Gが第1速から第4速の何れかである場合や、第1速から第4速間におけるダウンシフトが実行されている場合には、発進クラッチであるクラッチC1が係合されていることから(図3参照)、変速ECU21は、ステップS120において自動車10の停車に伴うアイドルストップ制御の実行すなわちエンジン12の運転停止を許可すべきと判定する。この場合、変速ECU21は、自動車10の停車に伴うアイドルストップ制御の実行すなわちエンジン12の運転停止を許容すべく、アイドルストップ許可信号をエンジンECU14に送信する(ステップS130)。これにより、エンジンECU14は、上述のように、予め定められた制御手順に従って例えば自動車10が停車するのと概ね同時に運転停止するようにエンジン12を制御する。
また、第5速または第6速から第1、第2、第3および第4速の何れか1つへのダウンシフトが実行されている場合、変速ECU21は、ステップS120において、クラッチC1に対応した第1リニアソレノイドバルブSL1への油圧指令値に基づいてクラッチC1が係合直前の状態になっているか(ピストンのストロークがなくなっているか)否かを判定する。そして、変速ECU21は、クラッチC1が係合直前の状態になった段階で、クラッチC1の係合により第1、第2、第3および第4速の何れか1つが形成されたとみなし、自動車10の停車に伴うアイドルストップ制御の実行すなわちエンジン12の運転停止を許可すべきと判定する。この場合も、変速ECU21は、自動車10の停車に伴うアイドルストップ制御の実行すなわちエンジン12の運転停止を許容すべく、アイドルストップ許可信号をエンジンECU14に送信し(ステップS130)、エンジンECU14は、予め定められた制御手順に従って例えば自動車10が停車するのと概ね同時に運転停止するようにエンジン12を制御する。
ステップ130の処理の後、変速ECU21は、車速センサ97からの車速Vを入力し(ステップS140)、車速Vが値0を上回っているか否か、すなわち自動車10が走行しているか否かを判定する(ステップS150)。ステップS150にて車速Vが値0を上回っており、自動車10が走行している(停車していない)と判定した場合、変速ECU21は、ステップS150にて入力した車速Vと、自動変速機25の第1速におけるギヤ比γ1と、ギヤ機構28および差動機構29における最終減速比γfやタイヤの外径等に基づく換算係数Kとから、自動変速機25の第1速における入力軸26の同期回転数Nsyn1を、Nsyn1=K・V・γ1として算出する(ステップS160)。なお、第1速における入力軸26の同期回転数Nsyn1は、出力回転数センサ99により検出される出力軸27の回転数Noutと第1速におけるギヤ比γ1とから算出されてもよい。次いで、変速ECU21は、エンジンECU14からのエンジン12の回転数Neを入力し(ステップS170)、入力した回転数NeがステップS160にて算出した同期回転数Nsyn1未満であるか否かを判定する(ステップS180)。
ステップS180にてエンジン12の回転数Neが自動変速機25の第1速における入力軸26の同期回転数Nsyn1以上であると判定した場合、変速ECU21は、再度ステップS140およびS150の処理あるいはステップS140〜S180の処理を実行する。なお、ステップS140以降の処理が繰り返し実行される場合、当該ステップS140の処理は、予め定められた時間(例えば数mSec)おきに実行される。これに対して、ステップS180にてエンジン12の回転数Neが自動変速機25の第1速における入力軸26の同期回転数Nsyn1未満であると判定した場合、変速ECU21は、第1係合要素としてのクラッチC1を解放させることなく(係合を維持したまま)、ステップS100にて入力した現変速段G(第2速、第3速および第4速の何れか)の形成に伴ってクラッチC1と共に係合している第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかの解放処理を開始する(ステップS190)。
変速ECU21は、ステップS200にて対象となるブレーキB1、クラッチC2およびC3が完全に解放されたと判定するまで、解放すべきブレーキB1等への油圧指令値を設定し、当該油圧指令値に基づいて解放すべきブレーキB1等に対応した第2〜第4リニアソレノイドバルブSL2〜SL4の何れかを制御し、ステップS200にて対象となるブレーキB1等が完全に解放されたと判定した時点で本ルーチンを終了させる。また、ステップS150にて車速Vが値0であって自動車10が停車していると判定した場合にも、変速ECU21は、ステップS100にて入力した現変速段Gの形成に伴ってクラッチC1と共に係合しているブレーキB1等の解放処理を実行し(ステップS190)、ステップS200にて対象となるブレーキB1等が完全に解放されたと判定した時点で本ルーチンを終了させる。
上述のような処理が行われる結果、ステップS180にてエンジン12の回転数Neが第1速における入力軸26の同期回転数Nsyn1以上であると判定された場合には、第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかは、解放させられることなく係合状態に維持される。これにより、エンジン12の回転数Neが同期回転数Nsyn1以上であってエンジン12からのトルクにより自動変速機25の入力軸26が回転駆動される駆動状態でワンウェイクラッチF1が係合することはない。これに対して、ステップS180にてエンジン12の回転数Neが第1速における入力軸26の同期回転数Nsyn1未満であると判定された場合、エンジン12からのトルクにより自動変速機25の入力軸26が回転駆動されることはない。従って、エンジン12の回転数Neが同期回転数Nsyn1未満であると判定された場合には、第1係合要素としてのクラッチC1の係合を維持したまま第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかを解放させることで、エンジン12からのトルクにより自動変速機25の入力軸26が回転駆動されない非駆動状態でワンウェイクラッチF1を緩やかに係合させて第1速を形成することができる。
これにより、エンジン12の運転停止に伴って、クラッチC1と共に係合していたブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れか自動車10の停車前に解放する際にワンウェイクラッチF1が係合する(係合してしまう)ことによるショックの発生を良好に抑制することが可能となる。なお、上述のように、自動車10が停車する前にエンジン12の回転数Neが予め定められた閾値以下になった時点から電磁ポンプ60からの油圧がクラッチC1に供給されることから、エンジン12の運転停止に伴って自動車10の停車前にオイルポンプ24からの油圧が低下しても、電磁ポンプ60からの油圧により、クラッチC1の係合を維持することが可能となる。
以上説明したように、本発明による制御装置としての変速ECU21は、第1係合要素としてのクラッチC1とワンウェイクラッチF1との双方の係合により第1速を形成すると共にクラッチC1と第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2またはC3との双方の係合により第1速よりもよりも変速比(減速比)の小さい(増速側)の第2速から第4速を形成する自動変速機25を制御するものである。そして、変速ECU21は、アイドルストップ要求(エンジン12の自動停止要求)に応じてエンジン12の運転が停止される際に増速側の第2速から第4速の何れかが形成されている場合に、エンジン12の回転数Neが、第1速でのギヤ比(変速比)γ1と車速V(または出力軸27の回転数Nout)とから定まる入力軸26の同期回転数Nsyn1未満であるか否かを判定する(図5のステップS180)。更に、変速ECU21は、エンジン12の回転数Neが同期回転数Nsyn1以上であると判定した場合、第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかを解放させず、エンジン12の回転数Neが同期回転数Nsyn1未満であると判定した場合に、第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかを解放させる(図5のステップS140〜S180)。
これにより、エンジン12からのトルクにより自動変速機25の入力軸26が回転駆動される駆動状態でワンウェイクラッチF1が係合するのを抑制すると共に、エンジン12からのトルクにより自動変速機25の入力軸26が回転駆動されない非駆動状態でクラッチC1の係合を維持したままワンウェイクラッチF1を緩やかに係合させて第1速を形成することができる。従って、自動変速機25では、エンジンECU14からのアイドルストップ要求に応じて、クラッチC1と共に係合していた第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかを自動車10の停車前に解放する際にワンウェイクラッチF1が係合することによるショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
また、上記実施形態において、変速ECU21は、エンジン12の回転数Neが第1速での変速比γ1と車速V(または出力軸27の回転数Nout)とから定まる入力軸26の同期回転数Nsyn1以上である場合に駆動状態であると判定すると共に、エンジン12の回転数Neが同期回転数Nsyn1未満である場合に非駆動状態であると判定する(ステップS160〜S180)。これにより、駆動状態であるか非駆動状態であるか否かをより適正に判定することができるので、駆動状態でワンウェイクラッチF1が係合するのを良好に抑制すると共に、非駆動状態でクラッチC1の係合を維持したままワンウェイクラッチF1を緩やかに係合させて第1速を形成することが可能となる。
更に、上記実施形態では、自動車10の停車に伴ってエンジン12の運転が停止される際に第1速よりも変速比の小さい第2速から第4速の何れが形成されていても、自動車10の停車前に第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかを解放する際にワンウェイクラッチF1が係合することによるショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
また、上記実施形態では、自動車10の停車に伴ってエンジン12の運転が停止される際にスムースに発進段である第1速を形成して停車後の再発進性能を良好に確保することが可能となる。そして、クラッチC1が解放される第5速または第6速が形成された状態での走行中(および第6速から第5速へのダウンシフトの実行中)には、自動車10の停車に伴うエンジン12の運転停止すなわちアイドルストップ制御の実行を禁止することで、それまで解放されていたクラッチC1を係合させてから上述のように第2係合要素を解放させ、それによりワンウェイクラッチF1が係合することによるショックの発生を良好に抑制することが可能となる。
更に、上記実施形態では、ステップS180にてエンジン12の回転数Neが同期回転数Nsyn1以上であって上記駆動状態であると判定される場合であっても、ステップS150にて自動車10が停車していると判定された場合には、第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかが解放させられる。これにより、自動車10の再発進前に第1速を形成して再発進性能を良好に確保することが可能となる。
また、エンジン12と自動変速機25の入力軸26とがトルクコンバータとして構成された流体伝動装置23を介して連結される場合、自動車10の停車後にエンジン12の運転を停止させると、停車中にエンジン12の運転が停止されるまでの間に流体伝動装置23で増幅されたトルクが入力軸26に伝達されることに起因した違和感を運転者に与えてしまうおそれがある。これに対して、上記実施形態では、ワンウェイクラッチF1の急係合によるショックの発生を抑制しつつ自動車10が停車するまでにエンジン12の運転を停止させることが可能となる。従って、図5に示すようなアイドルストップ制御が実行される際の変速ECU21による制御は、トルクコンバータとして構成された流体伝動装置23を介してエンジン12と連結される入力軸26を有する自動変速機25に極めて好適である。
更に、上述の自動車10(動力伝達装置20)は、アイドルストップ要求(エンジン12の自動停止要求)に応じて当該エンジン12の回転数Neが予め定められた閾値以下になるとクラッチC1に油圧を供給する電磁ポンプ60を有する。これにより、アイドルストップ要求に応じて自動車10の停車前にエンジン12の停止処理を開始しても、電磁ポンプ60からクラッチC1に油圧を供給して当該クラッチC1の係合を維持することが可能となる。
なお、上記実施形態では、オイルポンプ24(外歯ギヤ)がポンプインペラ23pを介してエンジン12のクランクシャフトに同軸に連結されるが、オイルポンプ24は、エンジン12のクランクシャフトとは異なる軸に連結されて当該エンジン12からの動力により駆動されるものであってもよい。このような構成においては、第2速から第4速が形成された状態でオイルポンプ24の回転数が所定回転数以下になると、当該オイルポンプ24からの吐出流量が低下し、第1係合要素としてのクラッチC1と第2係合要素としてのブレーキB1等との双方がスリップ状態となることから、第2係合要素としてのブレーキB1等を解放してもワンウェイクラッチF1が急係合することはない。従って、かかる構成では、図5のステップS180にてエンジン12の回転数Neが同期回転数Nsyn1以上であると判定される場合であっても、オイルポンプ24の回転数が所定回転数以下であると判定された場合には、第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3の何れかを解放させてもよい。
ここで、上記実施形態における主要な要素と発明の概要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。すなわち、上記実施形態では、停車に伴って自動的に運転停止されるエンジン12を有する自動車10に搭載されると共に、エンジン12から入力軸26に付与された動力をクラッチC1〜C3やブレーキB1,B2、ワンウェイクラッチF1の係脱により変速比を複数段に変更して出力軸27に伝達可能であり、クラッチC1およびワンウェイクラッチF1との双方の係合により第1速を形成すると共にクラッチC1と第2係合要素としてのブレーキB1、クラッチC2およびC3との双方の係合により第1速よりも変速比の小さい第2速から第4速を形成する自動変速機25が「変速機」に相当し、自動変速機25を制御する変速ECU21が「制御装置」に相当し、図5のステップS180の処理を実行する変速ECU21が「判定手段」に相当し、図5のステップS140〜S180の処理を実行する変速ECU21が「解放制御手段」に相当し、流体伝動装置23が「トルクコンバータ」に相当する。
ただし、上記実施形態における主要な要素と発明の概要の欄に記載された発明の主要な要素との対応関係は、実施形態が発明の概要の欄に記載された発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、発明の概要の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。すなわち、実施形態はあくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一例に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の解釈は、その欄の記載に基づいて行なわれるべきものである。
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に何ら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、様々な変更をなし得ることはいうまでもない。
本発明は、変速機の製造産業において利用可能である。

Claims (8)

  1. 停車に伴って自動的に運転停止される原動機を有する車両に搭載されると共に、前記原動機から入力軸に付与された動力を複数の係合要素の係脱により変速比を複数段に変更して出力軸に伝達可能であり、第1係合要素とワンウェイクラッチとの双方の係合により第1変速段を形成すると共に前記第1係合要素と第2係合要素との双方の係合により前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段を形成する変速機の制御装置において、
    前記原動機の自動停止要求に応じて該原動機の運転が停止される際に前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段が形成されている場合に、前記原動機からの動力により前記変速機の入力軸が回転駆動されない非駆動状態であるか否かを判定する判定手段と、
    前記判定手段により前記原動機からの動力により前記変速機の入力軸が回転駆動される駆動状態であると判定された場合には前記第2係合要素を解放させず、前記判定手段により前記非駆動状態であると判定された場合に前記第2係合要素を解放させる解放制御手段と、
    を備えることを特徴とする変速機の制御装置。
  2. 請求項1に記載の変速機の制御装置において、
    前記判定手段は、前記原動機の回転数が前記第1変速段での変速比と車速または前記出力軸の回転数とから定まる前記入力軸の同期回転数以上である場合に前記駆動状態であると判定すると共に、前記原動機の回転数が前記同期回転数未満である場合に前記非駆動状態であると判定することを特徴とする変速機の制御装置。
  3. 請求項1または2に記載の変速機の制御装置において、
    前記解放制御手段は、前記判定手段により前記駆動状態であると判定される場合であっても、前記車両が停車している場合には、前記第2係合要素を解放させることを特徴とする変速機の制御装置。
  4. 請求項1から3の何れか一項に記載の変速機の制御装置において、
    前記第2係合要素は、複数の係合要素を含み、前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段には、複数の変速段が含まれることを特徴とする変速機の制御装置。
  5. 請求項1から4の何れか一項に記載の変速機の制御装置において、
    前記第1変速段は、前記車両の発進時に形成される変速段であり、
    前記第1係合要素が解放されている場合には、停車に伴う前記原動機の運転停止を禁止することを特徴とする変速機の制御装置。
  6. 請求項1から5の何れか一項に記載の変速機の制御装置において、
    前記原動機と前記変速機の前記入力軸とは、トルクコンバータを介して連結されることを特徴とする変速機の制御装置。
  7. 請求項1から6の何れか一項に記載の変速機の制御装置において、
    前記車両は、前記原動機の自動停止要求に応じて該原動機の回転数が予め定められた閾値以下になると前記第1係合要素に油圧を供給する電動ポンプを有することを特徴とする変速機の制御装置。
  8. 停車に伴って自動的に運転停止される原動機を有する車両に搭載されると共に、前記原動機から入力軸に付与された動力を複数の係合要素の係脱により変速比を複数段に変更して出力軸に伝達可能であり、第1係合要素とワンウェイクラッチとの双方の係合により第1変速段を形成すると共に前記第1係合要素と第2係合要素との双方の係合により前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段を形成する変速機の制御方法において、
    (a)前記原動機の自動停止要求に応じて該原動機の運転が停止される際に前記第1変速段よりも変速比の小さい変速段が形成されている場合に、前記原動機からの動力により前記変速機の入力軸が回転駆動されない非駆動状態であるか否かを判定するステップと、
    (b)ステップ(a)にて前記原動機からの動力により前記変速機の入力軸が回転駆動される駆動状態であると判定された場合には前記第2係合要素を解放させず、ステップ(a)にて前記非駆動状態であると判定された場合に前記第2係合要素を解放させるステップと、
    を含む変速機の制御方法。
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