(57)【要約】【課題】自動変速機での変速ショックを悪化させることなく動力損失を低減する。【解決手段】所定の変速状態ではいずれか二つの部材を相対回転させてこれら二つの部材の間でトルクを伝達させず、かつ他の変速状態では二つの部材を一体化させる自動変速機の変速制御装置において、所定の変速状態では無効化されかつ他の変速状態では有効化される、二つの部材の間に設けられた噛み合い式係合機構と、変速状態の切り換えの指示を検出するシフト検出手段（ステップＳ２，Ｓ２２）と、変速状態の切り換えの指示が検出された場合に、二つの部材の相対回転数を低下させる相対回転数低減手段（ステップＳ８，Ｓ２２，Ｓ２６）と、二つの部材の相対回転数が所定値以下になった際に噛み合い式係合機構を有効化する有効化手段（ステップＳ１０，Ｓ２８）とを備えている。【選択図】  図６
2006105401.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の変速比を設定している状態ではいずれか二つの部材の間で相対回転が生じてこれらの部材の間でのトルク伝達が生じず、他の変速比を設定している状態では、前記二つの部材がトルク伝達可能に連結されて一体となる自動変速機において、
前記二つの部材の間に設けられ、正逆いずれか一方の回転方向で係合してこれら二つの部材を連結する第１の一方向係合機構と、
前記二つの部材の間に設けられ、正逆いずれか他方の回転方向で係合してこれら二つの部材を連結する第２の一方向係合機構と、
前記第１の一方向係合機構と第２の一方向係合機構との少なくともいずれか一方を、前記二つの部材の間に係合方向のトルクが掛かっても前記二つの部材を連結しない無効状態と前記二つの部材の間に係合方向のトルクが掛かった場合に係合して前記二つの部材を連結する有効状態とに切り換える切換手段と
を備えていることを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
所定の変速状態ではいずれか二つの部材を相対回転させてこれら二つの部材の間でトルクを伝達させず、かつ他の変速状態では前記二つの部材を一体化させる自動変速機の変速制御装置において、
前記所定の変速状態では無効化されて前記二つの部材の間でのトルクを伝達することがなくかつ前記他の変速状態では有効化されて前記二つの部材を一体化するように連結する、前記二つの部材の間に設けられた噛み合い式係合機構と、
前記所定の変速状態から前記他の変速状態への切り換えの指示を検出するシフト検出手段と、
前記所定の変速状態から前記他の変速状態への切り換えの指示が前記シフト検出手段によって検出された場合に、前記二つの部材の相対回転数を低下させる相対回転数低減手段と、
前記二つの部材の相対回転数が所定値以下になった際に前記噛み合い式係合機構を有効化する有効化手段と
を備えていることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記相対回転数低減手段が、前記自動変速機が搭載されている車両の制動をおこなう制動装置を含むことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項４】
前記相対回転数低減手段が、前記車両の動力源に対する出力要求量に応じて前記制動装置の制動力を制御する手段を含むことを特徴とする請求項３に記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項５】
前記相対回転数低減手段が、前記自動変速機が搭載されている車両の動力源の出力を制御する出力制御装置を含むことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の変速制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、所定の二つの部材を連結し、あるいはその連結を解くことにより変速比を変化させる自動変速機およびその自動変速機での変速を制御するための装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両用の自動変速機として、有段式変速機および無段変速機が従来、知られている。前者の有段変速機は、複数の遊星歯車機構によって形成される動力の伝達経路を、クラッチやブレーキなどの係合機構を適宜に係合・解放させて選択し、それぞれの経路に応じた変速比を設定するように構成されている。また、後者の無段変速機は、入力側の部材と出力側の部材との間に、ベルトやパワーローラなどの動力伝達部材を介在させ、その動力伝達部材とのトルク伝達点の半径を変更することにより、変速比を無段階に、すなわち連続的に変化させるように構成されている。
【０００３】
前述した有段式変速機における係合機構として、従来、湿式多板クラッチやブレーキなどのいわゆる摩擦式係合機構が使用されている。そのため、変速に伴って歯車や回転軸あるいはエンジンなどの回転部材の回転数を変化させる場合、それらの回転部材の慣性エネルギーを変速に関与する摩擦式係合機構の摩擦によって吸収でき、出力軸トルクの急変を防止して滑らかな変速をおこなうことができる。また、無段変速機では、それ自体での変速の際にクラッチやブレーキなどの係合装置の切り換えをおこなうことはないが、変速比の幅を拡大したり、あるいは動力の伝達効率を向上させるために、歯車変速機構を併用することがあり、その場合には、歯車変速機構におけるトルクの伝達経路を変更するために、摩擦式の係合機構を使用することがある。その一例が、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特表平１１−５０４４１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の摩擦式係合機構におけるトルクの伝達は、交互に配置されているディスクとプレートとを互いに接触する方向に押圧して摩擦力を増大させることにより生じる。また、反対にその押圧力を解放すれば、ディスクとプレートとの間の摩擦力がほぼゼロになるので、トルクの伝達が生じなくなる。しかしながら、係合応答性を良好にし、また限られたスペースに収容するなどの要請があるから、摩擦式係合機構を解放状態にしても、そのディスクおよびプレートが完全に離れているわけではなく、押圧力（面圧）が生じない程度の状態で接触させている場合がある。特に、潤滑油を摩擦面の間に介在させる湿式の係合機構では、潤滑油を介して実質的な接触状態となる。そのため、摩擦式係合機構では、解放状態であってもトルクの伝達が皆無にはならず、多板式係合機構や湿式係合機構では、解放状態でも伝達トルク容量を特に持ちやすい。
【０００５】
この種の係合機構を使用した上記の自動変速機や無段変速機では、その係合機構を解放した変速状態であっても、その係合機構における相対回転によってトルクの伝達が生じ、それに伴う動力が熱の形で消費されてしまう。いわゆる引き摺りトルクによる動力の損失である。
【０００６】
摩擦式の係合機構は、上述したように、係合もしくは解放の過渡状態で滑りを生じるので、伝達トルク容量が次第に増大し、トルクの変化を緩和することができるが、その反面、燃費の悪化の要因になっており、昨今の排ガスの削減や環境の保全などの要請を考慮すれば、改善が望まれるところである。
【０００７】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、変速ショックを悪化させることなく燃費を改善することのできる自動変速機およびその変速を制御するための装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の自動変速機は、上記の目的を達成するために、係合方向が互いに反対の二つの一方向係合機構を、所定の二つの部材の間に配置し、かつその少なくともいずれか一方の一方向係合機構を選択的に有効化する手段を設けたことを特徴とするものである。また、この発明の変速制御装置は、所定の二つの部材の間に噛み合い式の係合機構を設け、その噛み合い式の係合機構を有効化する際にそれら二つの部材の相対回転数を低減させる手段を設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
より具体的には、請求項１の発明は、所定の変速比を設定している状態ではいずれか二つの部材の間で相対回転が生じてこれらの部材の間でのトルク伝達が生じず、他の変速比を設定している状態では、前記二つの部材がトルク伝達可能に連結されて一体となる自動変速機において、前記二つの部材の間に設けられ、正逆いずれか一方の回転方向で係合してこれら二つの部材を連結する第１の一方向係合機構と、前記二つの部材の間に設けられ、正逆いずれか他方の回転方向で係合してこれら二つの部材を連結する第２の一方向係合機構と、前記第１の一方向係合機構と第２の一方向係合機構との少なくともいずれか一方を、前記二つの部材の間に係合方向のトルクが掛かっても前記二つの部材を連結しない無効状態と前記二つの部材の間に係合方向のトルクが掛かった場合に係合して前記二つの部材を連結する有効状態とに切り換える切換手段とが設けられていることを特徴とする自動変速機である。
【００１０】
また、請求項２の発明は、所定の変速状態ではいずれか二つの部材を相対回転させてこれら二つの部材の間でトルクを伝達させず、かつ他の変速状態では前記二つの部材を一体化させる自動変速機の変速制御装置において、前記所定の変速状態では無効化されて前記二つの部材の間でのトルクを伝達することがなくかつ前記他の変速状態では有効化されて前記二つの部材を一体化するように連結する、前記二つの部材の間に設けられた噛み合い式係合機構と、前記所定の変速状態から前記他の変速状態への切り換えの指示を検出するシフト検出手段と、前記所定の変速状態から前記他の変速状態への切り換えの指示が前記シフト検出手段によって検出された場合に、前記二つの部材の相対回転数を低下させる相対回転数低減手段と、前記二つの部材の相対回転数が所定値以下になった際に前記噛み合い式係合機構を有効化する有効化手段とを備えていることを特徴とする変速制御装置である。
【００１１】
さらに、請求項３の発明は、請求項２の構成において、前記相対回転数低減手段が、前記自動変速機が搭載されている車両の制動をおこなう制動装置を含むことを特徴とする変速制御装置である。
【００１２】
またさらに、請求項４の発明は、請求項３の構成に加えて、前記相対回転数低減手段が、前記車両の動力源に対する出力要求量に応じて前記制動装置の制動力を制御する手段を含むことを特徴とする変速制御装置である。
【００１３】
そして、請求項５の発明は、請求項２の構成に加えて、前記相対回転数低減手段が、前記自動変速機が搭載されている車両の動力源の出力を制御する出力制御装置を含むことを特徴とする変速制御装置である。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明では、第１および第２の一方向係合機構が共に有効状態となることにより、前記二つの部材が、正転方向および逆転方向のいずれの方向にも連結され、実質的に一体的に連結される。また、いずれか一方の一方向係合機構を無効状態にすると、その一方向係合機構が係合する方向において、前記二つの部材の連結が解かれる。その結果、これら二つの部材の相対回転を生じさせる変速状態を達成することができる。その場合、一方向係合機構が、スプラグなどの転動体を噛み込む形式のものやラチェットなどの可動片を相手部材に噛み合わせる形式のものなどを採用することにより、解放状態でトルクの伝達が生じない。また、一方の一方向係合機構のみを無効化し、また有効化すれば、前記二つの部材の連結を実質的に解いた解放状態とし、また連結した係合状態とすることができ、その制御が容易になる。
【００１５】
請求項２の発明では、所定の変速状態では、噛み合い式係合機構が有効化されて前記二つの部材が連結される。また、他の変速状態では、その噛み合い式係合機構が無効化されて前記二つの部材の連結が解かれ、相対回転が生じる。その場合、これら二つの部材を連結する機構が噛み合い式であるため、解放状態ではトルクの伝達がなく、動力損失が防止される。また、前記他の変速状態から所定の変速状態に変更する場合、すなわち噛み合い式係合機構を無効状態から有効状態に変更する場合、前記二つの部材の相対回転数が低減され、その後、噛み合い式係合機構が有効化される。その結果、二つの部材が連結される時点では、両者の回転数がほぼ一致しているので、噛み合い式係合機構が有効化されて二つの部材が連結されることによる回転数の急変が殆どなく、変速ショックが防止もしくは抑制される。
【００１６】
請求項３の発明では、所定の変速状態から他の変速状態に変更する場合、制動装置によって車両が減速されることにより、前記二つの部材の相対回転数が低下する。そのため変速を実行するにあたって噛み合い式係合機構を有効化して前記二つの部材を連結する場合、既存の制動装置を利用して相対回転数を低下させることができるので、噛み合い式係合装置が係合することによるショックを防止できると同時に、自動変速機あるいは変速制御装置の大型化を防止することができる。
【００１７】
請求項４の発明では、出力要求量が大きい場合には、制動力が相対的に大きくなる。出力要求量が大きくなっているのは、変速状態を直ちに切り換えてその切り換え後の状態で走行することを強く望んでいることを意味しているので、制動力を増大させて相対回転数の低下を促進し、かつ噛み合い式係合機構を有効化するタイミングを早くする。その結果、運転者の意図に合致した変速が可能になる。
【００１８】
請求項５の発明では、前記所定の変速状態から他の変速状態に変更する場合、動力源の出力が増大もしくは低減されることにより、前記二つの部材の相対回転数が低下させられ、その後、噛み合い式係合機構が有効化されて二つの部材が連結される。そのため、噛み合い式係合機構が有効化されて二つの部材が連結される際にショックが生じることが防止され、また既存の手段を利用して相対回転数を低下させるので、自動変速機あるいは変速制御装置の大型化を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。図１は、この発明に係る自動変速機１を搭載した車両の駆動系統および制御系統を模式的に示す図であり、エンジン２が車両の幅方向に向けて配置され、その出力側に自動変速機１が連結されている。この自動変速機１は、ベルト式の無段変速機構（バリエータ）３と歯車変速機構４とを主体として構成されている。
【００２０】
図２はその自動変速機１のスケルトン図であり、エンジン２の出力軸に、自動変速機１における入力部材としての入力軸５が配置され、その入力軸５とエンジン２とが連結されている。したがってエンジン２の出力軸と入力軸５とは、常時、共に回転するように構成されている。なお、エンジン２は、要は、燃料を燃焼して動力を出力する動力装置であって、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン、天然ガスエンジンなどを採用することができ、さらにモータあるいはモータ・ジェネレータと併用されたものであってもよい。また、このエンジン２は、スロットル開度などの負荷を電気的に制御できるように構成されており、その一例として電子スロットルバルブを備えたエンジン２が使用されている。
【００２１】
その入力軸５の先端側すなわちエンジン２とは反対側に、バリエータ３における駆動部材である駆動プーリー６が配置され、その中心軸線上に設けられている駆動軸６Ａが、入力軸５と同一軸線上に位置している。この駆動プーリー６は、固定シーブに対して可動シーブを軸線方向に移動させて両者の間隔すなわち溝幅を大小に変化させるように構成されている。なお、その可動シーブは、固定シーブに対してエンジン２とは反対側（すなわち図２での左側）に配置されている。それに伴って可動シーブを軸線方向に前後動させるためのアクチュエータ７が、可動シーブの背面側（図２での左側）に配置されている。
【００２２】
また、バリエータ３における従動部材である従動プーリー８が、上記の駆動プーリー６と平行に配置されている。この従動プーリー８は、上記の駆動プーリー６と同様の構成であって、固定シーブと可動シーブとを有し、その可動シーブをアクチュエータ９によって前後動させて溝幅を変更するように構成されている。なお、各プーリー６，８の溝幅は、一方が増大することに伴って他方が減少するように制御され、その際にそれぞれのプーリー６，８の軸線方向での中心位置が変化しないようにするために、従動プーリー８におけるアクチュエータ９は、駆動プーリー６におけるアクチュエータ７とは軸線方向で反対側すなわち図２での右側に配置されている。
【００２３】
そして、これらのプーリー６，８に伝動部材であるベルト１０が巻き掛けられている。したがって、各プーリー６，８の溝幅を互いに反対方向に変化させることにより、これらのプーリー６，８に対するベルト１０の巻き掛け有効径が変化して各プーリー６，８の回転数比すなわち入出力回転数比が連続的に変化するようになっている。また、従動プーリー８に対してトルクを入出力するために、その従動プーリー８に従動軸１１が取り付けられている。
【００２４】
つぎに、歯車変速機構４について説明すると、図２に示す例ではその歯車変速機構としてシングルピニオン型の遊星歯車機構４が採用されており、その外歯歯車であるサンギヤ１２と、そのサンギヤ１２に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１３と、これらのサンギヤ１２とリングギヤ１３とに噛合したピニオンギヤを自転および公転自在に保持したキャリヤ１４とを回転要素とするものであって、上記の入力軸５の外周側に入力軸５と同軸上に配置されている。より具体的には、入力軸５の外周に、サンギヤ軸１５が回転自在に嵌合されており、前記サンギヤ１２がこのサンギヤ軸１５に一体化されている。
【００２５】
この遊星歯車機構４におけるキャリヤ１４と入力軸５とを選択的に連結するクラッチＣh が設けられている。このクラッチＣh は、遊星歯車機構４に増速作用を生じさせるためのものであって、いわゆる高速モード用クラッチである。さらに、キャリヤ１４を選択的に固定するブレーキＢr が設けられている。これは、遊星歯車機構４に反転減速作用を生じさせるためのものであって、リバースブレーキとなっている。
【００２６】
さらに、前記入力軸５の先端側、すなわち上記の高速モード用クラッチＣh と駆動プーリー６との間に、入力軸５と駆動軸６Ａ（駆動プーリー６）とを選択的に連結する発進用クラッチＣs が設けられている。この発進用クラッチＣs は、そのトルク容量を徐々に変化させることが可能なクラッチであり、一例として摩擦クラッチが採用されている。またこの発進用クラッチＣs は、湿式あるいは乾式のいずれでもよい。
【００２７】
前記の入力軸５を含む平面と該平面に平行でかつ前記従動軸１１を含む平面との間に、これらの軸５，１１と平行に出力部材に相当する出力軸１６が回転自在に配置されている。この出力軸１６と前記リングギヤ１３とが一対のギヤ１７，１８によって連結されている。また、この出力軸１６とフロントデファレンシャル１９とが、他の一対のギヤ２０，２１によって連結されている。そして、このフロントデファレンシャル１９から左右の車輪２２，２３にトルクを出力するようになっている。したがって上記のリングギヤ１３が出力要素となっている。
【００２８】
また、前記従動プーリー８から前記サンギヤ１２（サンギヤ軸１５）にトルクを伝達するためのギヤ対が設けられている。このギヤ対は、図２に示すように、従動軸１１に取り付けられた第１ギヤ２４と、出力軸１６に回転自在に保持されているアイドルギヤ２５と、前記サンギヤ軸１５に取り付けられた第２ギヤ２６とによって構成されている。この第１ギヤ２４と第２ギヤ２６とのギヤ比は、前記バリエータ３で設定される最も小さい回転数比（駆動プーリー６と従動プーリー８との回転数の比率）γmin の逆数（１／γmin ）とほぼ等しい値に設定されている。また、前記一対のギヤ１７，１８のギヤ比が、前記アイドルギヤ２５と第２ギヤ２６とのギヤ比と同じである。
【００２９】
さらに、出力軸１６とアイドルギヤ２５との間には、これらを選択的に連結するクラッチ機構Ｃd が設けられている。このクラッチ機構Ｃd は、出力軸１６がアイドルギヤ２５に対して相対的に正回転する方向で係合する第１一方向クラッチ機能（その機能を生じる部分を第１一方向クラッチＦ1 と記す）を選択的に有効にするとともに、出力軸１６がアイドルギヤ２５に対して相対的に逆回転する方向で係合する第２一方向クラッチ機能（その機能を生じる部分を第２一方向クラッチＦ2 と記す）を選択的に有効にするように構成された４モードクラッチ機構によって構成されている。ここで４モードとは、上記の各一方向クラッチ機能が個別に有効になっている２つのモードと、各一方向クラッチ機能が共に有効になって出力軸１６とアイドルギヤ２５とが一体化されているモードと、各一方向クラッチ機能が共に無効にされているモードとの合計４つのモードである。そして、各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 を選択的に有効・無効にする制御部２７が設けられている。
【００３０】
なお、その出力軸１６が前記一対のギヤ１７，１８を介してサンギヤ１２に連結され、またアイドルギヤ２５が第２ギヤ２６およびサンギヤ軸１５を介してサンギヤ１２に連結されているので、４モードクラッチ機構Ｃd のいずれかの一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が係合することにより、サンギヤ１２とリングギヤ１３とが連結される。そしてこれらのギヤ１２，１３の相対回転（差動回転）が阻止されて、遊星歯車機構４の全体が一体となって回転するようになっている。したがってこの４モードクラッチ機構Ｃd はいわゆる直結クラッチとなっている。
【００３１】
ここで、この４モードクラッチ機構Ｃd の一例を更に具体的に説明すると、図３に示すように、アイドルギヤ２５を回転自在に保持するための２つの軸受２８，２９が、出力軸１６に互いに隣接して取り付けられている。これらの軸受２８，２９におけるインナーレース２８Ａ，２９Ａは、半径方向にある程度の厚みをもったリング状の部材である。また、アイドルギヤ２５の内周部には、これらのインナーレース２８Ａ，２９Ａの間に延びたフランジ部３０が形成されている。
【００３２】
各インナーレース２８Ａ，２９Ａにおけるフランジ部３０に対向している側面の円周方向での複数箇所に、凹部（ポケット部）が形成されている。それらのポケット部には、ラチェットとして機能する薄板状の爪板３１，３２が、フランジ部３０側に突出できるように収容されている。この爪板３１，３２は、それぞれが収容されているポケット部とほぼ同じ形状であって、収容状態ではポケット部に完全に収まってフランジ部３０側に突出することがなく、また突出時には円周方向での一端部が、フランジ部３０側に突出するようになっている。すなわち、円周方向に傾斜した状態で突出するようになっている。
【００３３】
なお、各爪板３１，３２のフランジ部３０側に突出する端部は、互いに反対になっている。すなわち図３における右側の爪板３１は、アイドルギヤ２５の正回転方向での後側の端部が、フランジ部３０に向けて突出するようになっており、したがってこの爪板３１が前述した第１一方向クラッチＦ1 の一部を構成している。また図３における左側の爪板３２は、アイドルギヤ２５の正回転方向での前側の端部が、フランジ部３０に向けて突出するようになっており、したがってこの爪板３２が前述した第２一方向クラッチＦ2 の一部を構成している。
【００３４】
これに対してフランジ部３０の両側面で前記各爪板３１，３２に対向する位置には、爪板３１，３２を入り込ませる凹部３３，３４が形成されている。前述したように、各爪板３１，３２は、円周方向に対して傾斜した状態でフランジ部３０側に突出するので、これらを入り込ませる凹部３３，３４は、爪板３１，３２の傾斜と同様に傾斜して形成されている。その一例を図４に模式的に示してある。すなわち第１一方向クラッチＦ1 における爪板３１が入り込む凹部３３は、アイドルギヤ２５の正回転方向での後ろ側が次第に深くなる形状の凹部である。また第２一方向クラッチＦ2 における爪板３２が入り込む凹部３４は、アイドルギヤ２５の正回転方向での前側が次第に深くなる形状の凹部である。
【００３５】
つぎに、これらの爪板３１，３２をフランジ部３０側に選択的に突出させ、あるいはポケット部に後退させる制御部２７、すなわち各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 を選択的に有効化し、また無効化する制御部２７の一例を説明する。前記各爪板３１，３２のフランジ部３０側に突出する一端部には、フランジ部３０の内周端より回転中心側に延びた押圧部３１Ａ，３２Ａが形成されており、その押圧部３１Ａ，３２Ａをフランジ部３０とは反対方向に押圧する弾性部材（例えばコイルバネ）３５が、フランジ部３０の内周端より回転中心側に、軸線方向と平行な方向に向けて配置されている。
【００３６】
このコイルバネ３５に対して爪板３１，３２を挟んだ反対側には、ピストン３６，３７が配置され、各インナーレース２８Ａ，２９Ａに形成したシリンダ部に前後動自在に収容されている。そして、これらのピストン３６，３７の背面側には、各インナーレース２８Ａ，２９Ａおよび出力軸１６を貫通して形成した制御油路３８，３９がそれぞれ連通している。したがってこれらの制御油路３８，３９を介して各ピストン３６，３７の背面側に油圧を供給することにより、ピストン３６，３７がコイルバネ３５の弾性力に抗して爪板３１，３２を押し動かし、その結果、爪板３１，３２の一端部が前記凹部３３，３４の内部に突出して各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が有効化される。
【００３７】
すなわち、アイドルギヤ２５が出力軸１６に対して正回転もしくは逆回転しようとすると、いずれかの一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が係合して出力軸１６とアイドルギヤ２５とが連結されるようになっている。なお、油圧を抜くことにより、爪板３１，３２がコイルバネ３５に押されてポケット部に後退し、一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が無効化され、その結果、出力軸１６とアイドルギヤ２５とが相対的に自由に回転する。
【００３８】
なお、上記のクラッチＣh ならびにブレーキＢr は、一例として、前記４モードクラッチ機構Ｃd と同様に、油圧によって動作する構成のものが採用されており、したがって特には図示しないが、これらの係合機構を制御する油圧制御装置が設けられている。また、これらの係合機構の係合・解放状態を制御するとともに、バリエータ３で設定する入出力回転数比γを制御するための電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）４０が設けられている。
【００３９】
この電子制御装置４０は、マイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、制御データとして各種の検出信号が入力され、それらの入力信号および予め記憶しているデータならびにプログラムに従って、以下に説明する変速モードの切り換えや変速制御を実行するようになっている。また、上記の自動変速機１における走行レンジを選択するシフト装置４１が設けられており、このシフト装置４１で選択したレンジ（シフトポジション）を指示する信号が電子制御装置４０に入力されている。
【００４０】
ここで、電子制御装置４０に入力されている制御データの例を挙げると、エンジン水温（Ｅ／Ｇ水温）、キックダウンスイッチ（ＫＤ  ＳＷ）の信号、シフトレバー（図示せず）によって選択した変速レンジを示す信号（レバー信号）、マニュアル操作で変速比もしくは変速段を選択もしくは制限するスイッチからの信号（例えばステアマチック信号）、車速、バリエータ３の油温（ＣＶＴ油温）、その他の信号が電子制御装置４０に入力されている。
【００４１】
なお、走行レンジとは、後進段を設定するリバース（Ｒ）レンジ、出力軸トルクを発生させないパーキング（Ｐ）レンジおよびニュートラル（Ｎ）レンジ、前進走行するためのドライブ（Ｄ）レンジ、エンジンブレーキを効かせるブレーキ（Ｂ）レンジである。さらに、前記その他の信号には、アクセル開度、変速機に対する入力回転数（エンジン回転数）、前記各プーリー６，８の回転数などの検出信号が含まれる。
【００４２】
また、動力源の出力すなわち上記のエンジン２の負荷を電気的に制御するための電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）４２が設けられている。このエンジン用の電子制御装置４２は、上記の変速機用電子制御装置４０と同様にマイクロコンピュータを主体として構成されたものであって、この電子制御装置４２は、例えば、アクセル開度などで表される出力要求量と車速などの走行状態とを含む制御データに基づいて目標トルクを求め、出力トルクがその目標トルクとなるようにエンジン２の負荷を設定する制御である。そして、上記の各電子制御装置４０，４２は相互にデータ通信可能に接続されている。
【００４３】
さらに、上記の車両にはトラクションコントロールシステムが搭載されている。このトラクションコントロールシステムは、駆動輪に生じる過剰な駆動トルクを抑制して駆動輪のグリップ力を確保するための装置であり、制動装置とエンジン２の出力制御装置とを主体として構成されている。すなわち、各車輪の回転数から算出される基準車速と各車輪の回転数とを比較し、基準車速に対して回転数が過剰な車輪の制動をおこない、また同時に必要に応じてエンジン２のスロットル開度を絞って出力を低下させる制御をおこなうように構成されている。その制御をおこなうために電子制御装置（ＴＲＣ−ＥＣＵ）４３が設けられている。この電子制御装置４３は、前述した各電子制御装置４０，４２とデータ通信可能に接続されている。
【００４４】
そして、上記の入力軸５の回転数を検出するＮinセンサー４４と、バリエータ３の入力回転数である駆動軸６Ａの回転数を検出するＮcvinセンサー４５と、出力軸１６の回転数を検出するＮo センサー４６とが設けられている。これらのセンサー４４，４５，４６の検出信号が、上述したいずれかの電子制御装置４０，４２，４３（例えば変速機用の電子制御装置４０）に入力されている。
【００４５】
上述したバリエータ３および遊星歯車機構４を有する自動変速機では、バリエータ３のみの変速作用で変速比を設定する変速モード、すなわちバリエータ３における入出力回転数比γの増大・減少に応じて自動変速機の変速比が増大・減少する変速モード（仮にダイレクトモードあるいはＬモードという）と、バリエータ３の変速作用と遊星歯車機構４の変速作用との両方で変速比を設定する変速モード、すなわちバリエータ３における入出力回転数比γが増大・減少すると、それとは反対に自動変速機の変速比が変化する変速モード（仮に動力循環モードあるいはＨモードという）との２つの変速モードでの変速をおこなうことができる。したがってＬモードでは、遊星歯車機構４が差動作用をおこなわず、またＨモードでは遊星歯車機構４が差動作用をおこなう。
【００４６】
これらの変速モードを含む各走行レンジを設定するためのクラッチおよびブレーキの係合解放状態をまとめて示せば、図５のとおりである。なお、図５において○印は係合状態を示し、空欄は解放状態を示す。
【００４７】
図５から知られるように、車速が増大して変速比を低下させるべくＨモードが設定されると、各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が解放させられる。すなわちリングギヤ１３がサンギヤ１２に対して高速回転し、前述した出力軸１６とアイドルギヤ２５との間に相対回転が生じる。これに対して各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 は前述したように、いわゆるラチェットタイプの噛み合い式の係合機構であるから、解放状態（無効化状態）であれば、トルク伝達がほぼ皆無となる。すなわち引き摺りトルクに相当するトルクが生じない。その結果、高速走行時の動力損失が低減され、燃費が向上する。
【００４８】
図５に示すＲ、Ｐ、Ｄ、Ｎの各レンジは、前述したシフト装置４１を手動操作することにより選択される。したがってＲ（リバース）レンジを選択して後進走行している状態でＮ（ニュートラル）レンジあるいはＤ（ドライブ）レンジに切り換えられることがある。このような変速状態の切り換えは、第１および第２の一方向クラッチＦ1，Ｆ2 の解放状態から係合状態への切り換えを伴う。これらの一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 は係合方向が互いに反対であるから、共に有効化されて係合すると、前記遊星歯車機構４におけるリングギヤ１３とサンギヤ１２とが連結されて、遊星歯車機構４の全体が一体化される。
【００４９】
したがって後進走行中にＮレンジもしくはＤレンジにシフトし、それに伴って各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が直ちに有効化されて係合すると、サンギヤ１２およびこれに連結されている部材の回転方向が正回転方向から逆回転方向に反転され、その慣性トルクが出力軸トルクとして現れ、ショックの原因となる。このような不都合を回避するためにこの発明の変速制御装置は、以下の制御を実行する。
【００５０】
図６はその制御例を示すフローチャートであって、先ず、変速をおこなうべき状態が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１）。すなわち変速判断の有無の判断である。このステップＳ１で否定的に判断された場合には、特に制御をおこなうことなくリターンする。また、肯定的に判断された場合には、その変速が後進状態から前進状態へのシフト（ＲレンジからＤレンジへのシフト）か否かが判断される（ステップＳ２）。このステップＳ２で肯定的に判断された場合、前述したように各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 を無効状態から有効状態に切り換えて共に係合させることになるので、以下の制御が実行される。
【００５１】
後進状態から前進状態に切り換えるために、先ず、ブレーキＢr を解放させる制御が開始される（ステップＳ３）。ついで発進用クラッチＣs を解放する制御もしくはその伝達トルク容量を低下させる制御が実行される（ステップＳ４）。これは、変速時の過渡的な制御であるから、変速後の前進走行の際に直ちに必要十分なトルクが伝達されるようにするために、発進用クラッチＣs は、パッククリアランスが詰まった状態、すなわち係合力が僅かに増大することにより直ちに伝達トルク容量を生じるスタンバイ状態に設定することが好ましい。
【００５２】
ついで車速が予め定めた基準車速以下か否か、すなわち車両が停止しているか否かが判断される（ステップＳ５）。車速が生じていることによりこのステップＳ５で否定的に判断された場合には、後進走行しているか否かが判断される（ステップＳ６）。車両が後退移動していることによりステップＳ６で肯定的に判断された場合には、フットブレーキがオンか否かが判断される（ステップＳ７）。すなわち人為的な制動操作がおこなわれているか否かが判断される。
【００５３】
人為的な制動操作がおこなわれていないことによりステップＳ７で否定的に判断された場合には、アクセル開度に応じた制動が実行される（ステップＳ８）。これは、例えば前述したトラクションコントロールシステムを使用して全ての車輪もしくは少なくとも駆動輪２２，２３の制動をおこなう。その制動力は、例えば図７に示すように、車両の出力要求量を表すアクセル開度に応じて増大する制動力とする。ここでアクセル開度で表される出力要求量は、変速後の状態での出力要求量であるから、後進状態から前進状態への切り換えを迅速化するために、出力要求量に応じて制動力を増大させる。
【００５４】
その後、再度、車両が停止しているか否かが判断される（ステップＳ９）。このステップＳ９は、前述したサンギヤ１２とリングギヤ１３との相対回転数（出力軸１６とアイドルギヤ２５との相対回転数）がゼロになったか否かを車速で判断しているステップである。したがってこのステップＳ９で否定的に判断された場合にはリターンし、また反対に肯定的に判断された場合には、４モードクラッチ機構Ｃd が有効化されて係合させられる（ステップＳ１０）。すなわち遊星歯車機構４の全体を一体化させる。これと併せて発進用クラッチＣs の伝達トルク容量を増大させられる（ステップＳ１１）。
【００５５】
したがって車両が後退移動している状態でＲレンジからＤレンジにシフトされた場合、噛み合い式係合機構である４モードクラッチ機構Ｃd によって連結するべき二つの部材すなわちサンギヤ１２とリングギヤ１３との相対回転数（出力軸１６とアイドルギヤ２５との相対回転数）を低減するように制動操作されから、変速に要する時間が短くなって変速応答性が良好になる。また、４モードクラッチ機構Ｃd を構成している各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が有効化されて係合する時点では、その一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 によって連結されている部材が共に停止している（言い換えれば、回転状態が同じである）から、係合に伴う回転変化やそれに起因するショックが発生しない。
【００５６】
なお、人為的な制動操作がおこなわれていてステップＳ７で肯定的に判断された場合には、直ちにステップＳ９に進み、車両が停止しているか否かが判断される。すなわち、人為的な制動操作による車両の停止を待って、各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 を有効化して係合させる。したがってその場合であっても、係合に伴うショックが発生することはない。
【００５７】
他方、ＲレンジからＤレンジにシフトした際に既に車両が停止していることによりステップＳ５で肯定的に判断された場合には、直ちにステップＳ１０に進み、各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 を有効化して係合させる。したがってその場合であっても、係合に伴うショックが発生することはない。
【００５８】
これに対して車両が前進走行していることによりステップＳ６で否定的に判断された場合には、前進クラッチＣs の伝達トルク容量を増大させる（ステップＳ１２）。こうすることにより、ブレーキＢr のトルクに抗してサンギヤ１２およびこれに連結されている部材の回転数が増大する。
【００５９】
そして、サンギヤ１２の回転数がリングギヤ１３の回転数に同期したか否かが判断される（ステップＳ１３）。これは、入力回転数と出力軸回転数ならびに変速比に基づいて判断することができる。同期していないことによりステップＳ１３で否定的に判断された場合にはリターンし、これとは反対に同期した場合、すなわち回転数が一致した場合には、ステップＳ１０に進んで、各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 を有効化して係合させる。
【００６０】
さらにまた、ＲレンジからＤレンジへのシフトではないことによりステップＳ２で否定的に判断された場合には、それぞれのシフトに応じた変速処理が実行される（ステップＳ１４）。
【００６１】
上記の制御をフットブレーキがオフ、アクセル開度が全閉、後進走行中におこなった場合のタイムチャートを図８に示してある。ＲレンジからＤレンジへのシフトがｔ1 時点に成立すると、これと同時に、発進クラッチＣs のスタンバイ状態への制御、リバースブレーキＢr の解放開始の制御、トラクションコントロールシステムによる制動の制御が開始される。発進クラッチＣs の伝達トルク容量Ｔscが低下することにより、それより上流側の慣性トルク低減され、かつ出力軸トルクが負トルクからほぼゼロに変化する。また、サンギヤ１２の回転数が次第に低下し、さらにリングギヤ１３の回転数が後進方向の回転数から次第にゼロになる。なお、リバースブレーキＢr が完全には解放されておらず、所定のトルク容量Ｔrevbを有しているので、キャリヤ１４の回転数はゼロになっている。
【００６２】
サンギヤ１２およびリングギヤ１３の回転数がゼロになる直前のｔ2 時点に強制的な制動力が解除される。これによって車両の加速度が負から次第に正に変化する。そして、その直後のｔ3 時点にサンギヤ１２およびリングギヤ１３の回転が止まり、それに伴って各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が有効化されて係合することによ所定のトルク容量Ｔowc を持ち、かつ発進クラッチＣs の伝達トルク容量Ｔscが増大させられる。その結果、車両加速度が増大し、かつ出力軸トルクが現れる。
【００６３】
なお、この発明の制御装置によらずに、各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 をシフトの判断の直後に有効化して係合させた場合には、出力軸トルクおよびサンギヤ１２とリングギヤ１３との回転数が破線で示すように変化する。その結果、出力軸トルクの急激かつ大きな変化によってショックが発生し、あるいはバリエータ３でベルト１０の滑りが発生する。これは、乗り心地の悪化や耐久性の低下の要因になる。
【００６４】
なお、リバースブレーキＢr の伝達トルク容量をｔ2 時点もしくはｔ3 時点まで残しておかずに、変速の判断の成立の直後にリバースブレーキＢr を完全に解放することもできる。その場合、遊星歯車機構４のサンギヤ１２、リングギヤ１３、キャリヤ１４の回転数が共に完全にゼロに一致しない状態で各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 を係合させる場合も生じるが、その慣性トルクが小さいので、係合に伴うショックを大幅に低減することができる。
【００６５】
また、図５に示すように、この発明ではＮレンジ（非走行レンジ）で各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 を係合させておく。そのため、Ｎレンジを設定している状態で車両が登降坂路を移動している状態でＤレンジにシフトした場合、Ｄレンジへの切り換えに伴って、遊星歯車機構４での回転要素の相対回転数に変化が生じることがないので、ショックを防止することができる。
【００６６】
ところでこの発明は、上述したベルト式のバリエータ３を有する自動変速機およびこれを対象とした変速制御装置に限定されないのであり、いわゆる有段式の自動変速機およびその自動変速機を対象とした変速制御装置にも適用することができる。以下、その例を説明する。
【００６７】
図９は、この発明を前進５段後進１段の自動変速機に適用した例を示すスケルトン図であって、ここに示す自動変速機は、トルクコンバータや自動クラッチなどの発進装置５０を介してエンジンなどの動力源（図示せず）の出力側に連結されている。そしてこの自動変速機は、副変速部５１と主変速部５２とを備えている。
【００６８】
副変速部５１は、いわゆるオーバードライブ部であって１組のシングルピニオン型遊星歯車機構５３によって構成され、そのキャリヤ５４が入力軸５５に連結され、またこのキャリヤ５４とサンギヤ５６との間に、第１の３モードクラッチ機構５７が設けられている。この３モードクラッチ機構５７は、前述した図２に示す４モードクラッチ機構Ｃd と類似した構成の機構であって、サンギヤ５６がキャリヤ５４に対して相対的に正回転（入力軸５５の回転方向の回転）する方向に係合する噛み合い式の第１一方向クラッチＦ01と、この第１一方向クラッチＦ01とは反対の方向に係合する噛み合い式の第２一方向クラッチＦ02と、この第２一方向クラッチＦ02を有効状態および無効状態に切り換える切換機構（図示せず）とを備えている。したがって、第２一方向クラッチＦ02を無効化した状態では、第１一方向クラッチＦ01が解放する方向でのサンギヤ５６とキャリヤ５４との相対回転が可能になり、また第２一方向クラッチＦ02を有効化した場合には、サンギヤ５６とキャリヤ５４とが連結されて遊星歯車機構５３の全体が一体となって回転するようになっている。
【００６９】
またサンギヤ５６の回転を選択的に止める多板ブレーキＢ0 が設けられている。そしてこの副変速部５１の出力要素であるリングギヤ５８が、主変速部５２の入力要素である中間軸５９に接続されている。
【００７０】
したがって副変速部５１においては、第２一方向クラッチＦ02が有効化された状態では、遊星歯車機構５３の全体が一体となって回転するため、中間軸５９が入力軸５５と同速度で回転し、低速段となる。またブレーキＢ0 を係合させてサンギヤ５６の回転を止めた状態では、リングギヤ５８が入力軸５５に対して増速されて正回転し、高速段となる。
【００７１】
他方、主変速部５２は、三組の遊星歯車機構６０，６１，６２を備えており、三組の遊星歯車機構６０，６１，６２を構成する回転要素が、以下のように連結されている。すなわち、第１遊星歯車機構６０のサンギヤ６３と、第２遊星歯車機構６１のサンギヤ６４とが互いに一体的に連結されている。また、第１遊星歯車機構６０のリングギヤ６５と、第２遊星歯車機構６１のキャリヤ６６と、第３遊星歯車機構６２のキャリヤ６７とが連結されている。さらに、キャリヤ６７に出力軸６８が連結されている。さらにまた、第２遊星歯車機構６１のリングギヤ６９が、第３遊星歯車機構６２のサンギヤ７０に連結されている。
【００７２】
この主変速部５２の歯車列においては、後進側の１つの変速段と、前進側の４つの変速段とを設定することができる。このような変速段を設定するための摩擦係合装置、つまりクラッチおよびブレーキが、以下のように設けられている。先ずクラッチについて述べると、リングギヤ６９およびサンギヤ７０と、中間軸５９との間に多板式の第１クラッチＣ1 が設けられている。また、互いに連結されたサンギヤ６３およびサンギヤ６４と、中間軸５９との間に多板式の第２クラッチＣ2 が設けられている。
【００７３】
つぎにブレーキについて述べると、第１ブレーキＢ1 はバンドブレーキであって、第１遊星歯車機構６０のサンギヤ６３、および第２遊星歯車機構６１のサンギヤ６４の回転を止めるように配置されている。またこれらのサンギヤ６３，６４とケーシング７１との間には、一方向クラッチＦ11と、多板ブレーキである第２ブレーキＢ2 とが直列に配列されている。この一方向クラッチＦ11はスプラグなどの転動体をインナーレースとアウターレースとの間に噛み込ませる形式の一方向クラッチであって、サンギヤ６３，６４が逆回転、つまり入力軸５５の回転方向とは反対方向に回転しようとする際に係合してトルクを伝達するようになっている。
【００７４】
また、第１遊星歯車機構６０のキャリヤ７２とケーシング７１との間に、多板ブレーキである第３ブレーキＢ3 が設けられている。そして第３遊星歯車機構６２はリングギヤ７３を備えており、リングギヤ７３の回転を止めるブレーキとして、第２の３モードクラッチ機構７４が設けられている。この３モードクラッチ機構７４は、上記の副変速部５１に設けられている３モードクラッチ機構５７と同様の構成であって、リングギヤ７３が逆回転しようとする方向に係合する第１一方向クラッチＦ21と、この第１一方向クラッチＦ21とは反対の方向に係合する第２一方向クラッチＦ22と、この第２一方向クラッチＦ22を有効状態および無効状態に切り換える切換機構（図示せず）とを備えている。したがって、第２一方向クラッチＦ22を無効化した状態では、第１一方向クラッチＦ21が解放する方向にリングギヤ７３の回転が可能になり、また第２一方向クラッチＦ22を有効化した場合には、リングギヤ７４がケーシング７１に連結されてその回転が阻止されるようになっている。
【００７５】
上記のように構成された自動変速機においては、各クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置および噛み合い式係合機構を、図１０の図表に示すように係合・解放することにより、前進５段・後進１段の変速段を設定することができる。なお、図１０において○印は係合すること（一方向クラッチについては有効化されること）を示し、△印はエンジンブレーキ時に係合することを示し、●印は駆動時に係合することを示し、空欄は解放されること（一方向クラッチについては無効化されること）を示している。
【００７６】
上記の図９に示す自動変速機における引き摺りトルクを生じる可能性のある多板式の係合機構は、副変速部５１のブレーキＢ0 、主変速部５２における第１および第２のクラッチＣ1 ，Ｃ2 、第２および第３のブレーキＢ2 ，Ｂ3 の合計５つの係合機構である。これらのうち前進第１速では、第１クラッチＣ1 が係合するので、他の４つの係合機構で引き摺りトルクが生じる可能性があるが、前進第１速での相対回転数が特には大きくないうえに、この変速段が設定されている時間が短いので、動力損失が特には生じない。また前進第２速では、第１クラッチＣ1 と第３ブレーキＢ3 とが係合するので、他の３つの係合機構で引き摺りトルクが生じる可能性があるが、上記の３モードクラッチ機構５７，７４に替えて多板式の係合機構と一方向クラッチとを併用する構成と比較して引き摺りトルクの生じる係合機構を少なくでき、その分、動力損失を低減することができる。
【００７７】
さらに前進第３速では、第１クラッチＣ1 と第２ブレーキＢ2 とが係合するので、他の３つの係合機構で引き摺りトルクが生じる可能性がある。さらに前進第４速では、第１および第２のクラッチＣ1 ，Ｃ2 と第２ブレーキＢ2 とが係合するので、他の２つの係合機構で引き摺りトルクが生じる可能性がある。そして、最高速段である前進第５速では、第１および第２のクラッチＣ1 ，Ｃ2 と、副変速部５１のブレーキＢ0 と、主変速部５２の第２ブレーキＢ2 とが係合するので、引き摺りトルクを生じる可能性のある係合機構は、第３ブレーキＢ3 の一つに過ぎない。
【００７８】
このように図９に示す自動変速機では、一対の一方向クラッチを組み合わせて構成した３モードクラッチ機構を採用していることにより、引き摺りトルクの生じる可能性のある係合機構の数を少なくすることができる。特に、第４速や第５速などの高速段側では相対回転数が大きくなり、またその変速段で走行する時間が長くなるが、これらの変速段で引き摺りトルクを生じる可能性のある係合機構の数を少なくすることができるので、燃費（特に高速燃費）の向上効果を増大させることができる。
【００７９】
図１０に示すよう第２の３モードクラッチ機構７４における第２一方向クラッチＦ22は、前進第１速でエンジンブレーキを効かせる場合に係合させられる。この変速状態は、シフト装置（図示せず）を所定のレンジ（ロー（Ｌ）レンジ）にシフトすることにより選択される。このようなシフト操作によって第２一方向クラッチＦ22を有効化して係合させる場合、第３遊星歯車機構６２のリングギヤ７３が回転していれば、すなわちリングギヤ７３とケーシング７１との相対回転が生じていれば、第２一方向クラッチＦ22が有効化されて係合することにより、リングギヤ７４の回転が急激に止められるので、その慣性力に起因するショックが生じる可能性がある。そこで図９に示す自動変速機を対象とするこの発明に係る変速制御装置は、Ｌレンジへシフトして第２一方向クラッチＦ22を有効化する際の制御を以下のように実行する。
【００８０】
図１１はその制御例を示すフローチャートであって、先ず、変速すべき状態となっているか否か、すなわち変速判断の有無が判断される（ステップＳ２１）。このステップＳ２１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくリターンし、これとは反対に肯定的に判断された場合には、その変速がＬレンジへのシフトによる変速か否かが判断される（ステップＳ２２）。
【００８１】
ＬレンジへのシフトであることよりステップＳ２２で肯定的に判断された場合には、高速段側の係合要素を解放する（ステップＳ２３）。この高速段側の係合要素とは、Ｌレンジで設定される第１速の直前の変速段を設定するために係合しておりかつ第１速で解放されるクラッチもしくはブレーキであり、例えば第２速を上限とする“２”レンジからＬレンジにシフトする場合には、第３ブレーキＢ3 がこの高速段側の係合要素に相当する。
【００８２】
ついで、パワーオフ状態か否かが判断される（ステップＳ２４）。パワーオフ状態であることによりステップＳ２４で肯定的に判断された場合には、制動力を生じさせるようにブレーキ制御をおこなう（ステップＳ２５）。これは、例えば前述した具体例におけるトラクションコントロールシステムにより制動力を発生させることにより実行できる。また、その制動力は、Ｌレンジで設定される第１速で生じる制動力（エンジンブレーキ力）に相当する制動力であることが好ましい。
【００８３】
また、これと同時に、エンジン（図示せず）のスロットル開度を増大させる（ステップＳ２６）。この制御は、例えばエンジンに設けられている電子スロットルバルブ（図示せず）を電気的に制御してその開度を増大させることにより実行される。また、ハイブリッド車の場合には、動力源として備えられている電動機の出力回転数を増大させることにより実行される。
【００８４】
このように制御することにより、入力軸回転数が同期回転数に達したか否かが判断される（ステップＳ２７）。この同期回転数とは、第１速の変速比と出力軸６８との回転数に基づいて決まる入力軸５５の回転数である。したがって、動力源の出力を増大させることにより入力軸回転数を増大させ、その回転数が第１速の変速比と出力軸回転数とから決まる回転数に一致したか否かが判断される。
【００８５】
入力回転数を増大させると、第３遊星歯車機構６２のリングギヤ７３の回転数が次第に低下し、入力回転数が同期回転数に達した時点では、第２の３モードクラッチ機構７４における第１一方向クラッチＦ21が係合し、リングギヤ７３の回転が止まる。したがって同期回転数に達していないことによりステップＳ２７で否定的に判断された場合にはリターンして従前の制御を継続し、また反対に同期回転数に達したことが検出されてステップＳ２７で肯定的に判断された場合には、第２一方向クラッチＦ22を有効化してこれを係合させる（ステップＳ２８）。その場合、リングギヤ７３の回転が止まっているから、すなわちケーシング７１との相対回転数がゼロであるから、第２一方向クラッチＦ22を有効化して係合させても回転変化が生じず、ショックが発生することはない。
【００８６】
そして、第２一方向クラッチＦ22を有効化して係合させるのに要する所定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ２９）。このステップＳ２９で否定的に判断された場合、すなわち所定時間が経過していない場合にはリターンし、所定時間が経過したことによりステップＳ２９で肯定的に判断された場合には、動力源の出力を徐々に減じる（ステップＳ３０）。また、これに合わせて制動力を徐々に解除する（ステップＳ３１）。その場合、動力源の出力の低減は、例えば電子スロットルバルブを閉じることにより実行され、具体的には、パワーオフ状態まで急速に出力を低下させ、その後、出力をゆっくり低下させることが好ましい。また、制動力は、動力源の出力をパワーオフ状態まで急速に低下させた後に、低下させることが好ましい。
【００８７】
一方、パワーオン状態であることによりステップＳ２４で否定的に判断された場合には、入力回転数が同期回転数に達したか否かが判断される（ステップＳ３２）。同期回転数に達していないことによりこのステップＳ３２で否定的に判断された場合にはリターンし、また反対に同期回転数に達したことによりステップＳ３２で肯定的に判断された場合には、上記のパワーオフの場合と同様に、第２一方向クラッチＦ22を有効化してこれを係合させる（ステップＳ３３）。この場合も、回転変化やそれに起因するショックが生じることはない。
【００８８】
さらに、ＬレンジへのシフトではないことによりステップＳ２２で否定的に判断された場合には、それぞれの変速の態様に応じて変速処理が実行される（ステップＳ３４）。
【００８９】
上記の制御をパワーオフ状態でかつ“２”レンジからＬレンジへのシフトの際に実行した場合の過渡特性を図１２にタイムチャートで示してある。ｔ11時点に“２”レンジからＬレンジへのシフトの判断が成立すると、第３ブレーキＢ3 を解放する制御が実行されてそのトルクＴb3が低下する。第３ブレーキＢ3 がほぼ完全に解放されたｔ12時点に電子スロットルバルブの開度が増大させられて動力源の出力が増大し、それに伴って入力回転数が増大する。またこれと同時に制動が実行されるので、出力軸トルク（負のトルク）が更に低下する。
【００９０】
こうして入力回転数が同期回転数に達すると（ｔ13時点）、出力軸トルクが変速後のトルクに低下するとともに、第２一方向クラッチＦ22が有効化されて係合し、所定のトルクＴf22 を持つ。そして、所定時間後（ｔ14時点）に電子スロットルバルブが閉じられて動力源の出力が急激に低下させられ、パワーオフ状態になったｔ15時点にその出力の低下度合いが緩やかになり、同時に制動力が次第に低下させられる。最終的には電子スロットルバルブが閉じられ、かつ制動力が解除される（ｔ16時点）。
【００９１】
このように多段式の自動変速機に、係合方向が互いに反対の一対の一方向クラッチを並列的に使用し、かつ少なくとも一方を選択的に無効化・有効化するように構成した場合であっても、変速ショックを悪化させることなく変速を実行でき、また、同期を促進するように制御するので、変速の遅れを回避することできる。さらに一方向クラッチは解放状態あるいは無効状態では引き摺りトルクが皆無に近いので、動力損失を低減して燃費を向上させることができる。
【００９２】
ここで、上記の各具体例とこの発明との関係を説明すると、図２に示す各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 および図１１に示す各一方向クラッチＦ01，Ｆ02，Ｆ21，Ｆ22が、請求項１における第１もしくは第２の一方向係合機構に相当し、また請求項２の噛み合い係合機構に相当する。また、図２に示す制御部２７が、この発明の切換手段に相当する。さらに、上述したステップＳ２およびステップＳ２２の機能的手段が、請求項２ないし請求項５の発明におけるシフト検出手段に相当し、上述したステップＳ８およびステップＳ２２，Ｓ２６の機能的手段が、請求項２ないし請求項５の発明における相対回転数低減手段に相当し、ステップＳ１０およびステップＳ２８の機能的手段が、請求項２ないし請求項５の発明における有効化手段に相当する。
【００９３】
なお、この発明は上述した各具体例に限定されないのであって、一方向クラッチはスプラグなどの転動体を使用したタイプ、ラチェットを使用したタイプなどの適宜の構造のものを使用でき、またこれを有効化・無効化する切換手段は、油圧式や電気式あるいは両者を併用した構造など、必要に応じて適宜に構造のものを使用することができる。さらに、この発明における噛み合い式係合機構は、要は、完全係合と完全解放との二つの状態に切り換えられ、その中間の滑りの状態のない係合機構であり、一方向クラッチを組み合わせた構造のものに限らず適宜の構造のものを使用できる。そして、一対の一方向クラッチを併用した構造の場合、いずれか一方を選択的に有効化・無効化できればよい。
【００９４】
そしてまた、この発明で対象とする自動変速機のギヤトレーンは、上述した具体例で示したものに限定されない。またさらに、この発明の制動装置は、前述したトラクションコントロールシステムに
限定されないのであって、例えば自動変速機に組み込まれている他の係合装置を係合させて、自動変速機の内部をロック状態にして制動力を発生させるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】この発明に係る自動変速機を搭載した車両の駆動系統および制御系統を模式的に示す図である。
【図２】その自動変速機のスケルトン図である。
【図３】この発明で使用可能な４モードクラッチ機構の一例を示す断面図である。
【図４】その爪板およびその制御部の一例を模式的に示す斜視図である。
【図５】その各クラッチおよびブレーキの係合・解放状態をまとめて示す図表である。
【図６】図１に示す自動変速機におけるＲレンジからＤレンジへの変速の制御例を示すフローチャートである。
【図７】強制的に生じさせる制動力とアクセル開度との関係を示す線図である。
【図８】図６に示す制御をおこなった場合の過渡特性を示すタイムチャートである。
【図９】この発明に係る他の自動変速機を模式的に示すスケルトン図である。
【図１０】図９に示す自動変速機についての各変速段を設定するため係合機構の係合・解放状態を示す図表である。
【図１１】図１０に示す自動変速機でのＬレンジへのシフトの際の制御例を示すフローチャートである。
【図１２】図１１に示す制御をおこなった場合の過渡特性を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００９６】
１…自動変速機、  ２…エンジン、  ３…無段変速機（バリエータ）、  １２…サンギヤ、  １３…リングギヤ、  １４…キャリヤ、  １６…出力軸、  ２３…アイドルギヤ、  ２７…制御部、  ４０，４２，４３…電子制御装置、  ５７，７４…３モードクラッチ機構、  ７１…ケーシング、  ７３…リングギヤ、  Ｃd …４モードクラッチ機構、  Ｆ1 ，Ｆ2 ，Ｆ21，Ｆ22 …一方向クラッチ。
【図１】
2006105401.tif 000003
【図２】
2006105401.tif 000004
【図３】
2006105401.tif 000005
【図４】
2006105401.tif 000006
【図５】
2006105401.tif 000007
【図６】
2006105401.tif 000008
【図７】
2006105401.tif 000009
【図８】
2006105401.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2006105401.tif 000012
【図１１】
2006105401.tif 000013
【図１２】
2006105401.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成17年11月24日(2005.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の変速状態ではいずれか二つの部材を相対回転させてこれら二つの部材の間でトルクを伝達させず、かつ他の変速状態では前記二つの部材を一体化させる自動変速機の変速制御装置において、
前記所定の変速状態では無効化されて前記二つの部材の間でのトルクを伝達することがなくかつ前記他の変速状態では有効化されて前記二つの部材を一体化するように連結する、前記二つの部材の間に設けられた噛み合い式係合機構と、
前記所定の変速状態から前記他の変速状態への切り換えの指示を検出するシフト検出手段と、
前記所定の変速状態から前記他の変速状態への切り換えの指示が前記シフト検出手段によって検出された場合に、前記二つの部材の相対回転数を低下させる相対回転数低減手段と、
前記二つの部材の相対回転数が所定値以下になった際に前記噛み合い式係合機構を有効化する有効化手段と
を備えていることを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
【請求項２】
前記相対回転数低減手段は、前記自動変速機が搭載されている車両の制動をおこなう制動装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項３】
前記相対回転数低減手段は、前記車両の動力源に対する出力要求量に応じて前記制動装置の制動力を制御する手段を含むことを特徴とする請求項２に記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項４】
前記相対回転数低減手段は、前記自動変速機が搭載されている車両の動力源の出力を制御する出力制御装置を含むことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項５】
前記噛み合い式係合機構は、前記二つの部材の間に設けられ、正逆いずれか一方の回転方向で係合してこれら二つの部材を連結する第１の一方向係合機構と、前記二つの部材の間に設けられ、正逆いずれか他方の回転方向で係合してこれら二つの部材を連結する第２の一方向係合機構とを含み、
さらに前記第１の一方向係合機構と第２の一方向係合機構との少なくともいずれか一方を、前記二つの部材の間に係合方向のトルクが掛かっても前記二つの部材を連結しない無効状態と前記二つの部材の間に係合方向のトルクが掛かった場合に係合して前記二つの部材を連結する有効状態とに切り換える切換手段を備えている
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動変速機の変速制御装置。
【請求項６】
前記切換手段は、前記第１の一方向係合機構のみが有効となっている状態と、前記第２の一方向係合機構のみが有効となっている状態と、前記第１および第２の各一方向係合機構が有効となっている状態とを設定する手段を含むことを特徴とする請求項５に記載の自動変速機の変速制御装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
この発明は、所定の二つの部材を連結し、あるいはその連結を解くことにより変速比を変化させる自動変速機での変速を制御するための装置に関するものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、変速ショックを悪化させることなく燃費を改善することのできる自動変速機の変速を制御するための装置を提供することを目的とするものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、所定の変速状態ではいずれか二つの部材を相対回転させてこれら二つの部材の間でトルクを伝達させず、かつ他の変速状態では前記二つの部材を一体化させる自動変速機の変速制御装置において、前記所定の変速状態では無効化されて前記二つの部材の間でのトルクを伝達することがなくかつ前記他の変速状態では有効化されて前記二つの部材を一体化するように連結する、前記二つの部材の間に設けられた噛み合い式係合機構と、前記所定の変速状態から前記他の変速状態への切り換えの指示を検出するシフト検出手段と、前記所定の変速状態から前記他の変速状態への切り換えの指示が前記シフト検出手段によって検出された場合に、前記二つの部材の相対回転数を低下させる相対回転数低減手段と、前記二つの部材の相対回転数が所定値以下になった際に前記噛み合い式係合機構を有効化する有効化手段とを備えていることを特徴とする変速制御装置である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
さらに、請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記相対回転数低減手段が、前記自動変速機が搭載されている車両の制動をおこなう制動装置を含むことを特徴とする変速制御装置である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
またさらに、請求項３の発明は、請求項２の構成に加えて、前記相対回転数低減手段が、前記車両の動力源に対する出力要求量に応じて前記制動装置の制動力を制御する手段を含むことを特徴とする変速制御装置である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
そして、請求項４の発明は、請求項１の構成に加えて、前記相対回転数低減手段が、前記自動変速機が搭載されている車両の動力源の出力を制御する出力制御装置を含むことを特徴とする変速制御装置である。
またさらに、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記噛み合い式係合機構は、前記二つの部材の間に設けられ、正逆いずれか一方の回転方向で係合してこれら二つの部材を連結する第１の一方向係合機構と、前記二つの部材の間に設けられ、正逆いずれか他方の回転方向で係合してこれら二つの部材を連結する第２の一方向係合機構とを含み、さらに前記第１の一方向係合機構と第２の一方向係合機構との少なくともいずれか一方を、前記二つの部材の間に係合方向のトルクが掛かっても前記二つの部材を連結しない無効状態と前記二つの部材の間に係合方向のトルクが掛かった場合に係合して前記二つの部材を連結する有効状態とに切り換える切換手段を備えていることを特徴とする自動変速機の変速制御装置である。
さらに、請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記切換手段は、前記第１の一方向係合機構のみが有効となっている状態と、前記第２の一方向係合機構のみが有効となっている状態と、前記第１および第２の各一方向係合機構が有効となっている状態とを設定する手段を含むことを特徴とする自動変速機の変速制御装置である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
請求項１の発明では、所定の変速状態では、噛み合い式係合機構が有効化されて前記二つの部材が連結される。また、他の変速状態では、その噛み合い式係合機構が無効化されて前記二つの部材の連結が解かれ、相対回転が生じる。その場合、これら二つの部材を連結する機構が噛み合い式であるため、解放状態ではトルクの伝達がなく、動力損失が防止される。また、前記他の変速状態から所定の変速状態に変更する場合、すなわち噛み合い式係合機構を無効状態から有効状態に変更する場合、前記二つの部材の相対回転数が低減され、その後、噛み合い式係合機構が有効化される。その結果、二つの部材が連結される時点では、両者の回転数がほぼ一致しているので、噛み合い式係合機構が有効化されて二つの部材が連結されることによる回転数の急変が殆どなく、変速ショックが防止もしくは抑制される。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
請求項２の発明では、所定の変速状態から他の変速状態に変更する場合、制動装置によって車両が減速されることにより、前記二つの部材の相対回転数が低下する。そのため変速を実行するにあたって噛み合い式係合機構を有効化して前記二つの部材を連結する場合、既存の制動装置を利用して相対回転数を低下させることができるので、噛み合い式係合装置が係合することによるショックを防止できると同時に、自動変速機あるいは変速制御装置の大型化を防止することができる。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項３の発明では、出力要求量が大きい場合には、制動力が相対的に大きくなる。出力要求量が大きくなっているのは、変速状態を直ちに切り換えてその切り換え後の状態で走行することを強く望んでいることを意味しているので、制動力を増大させて相対回転数の低下を促進し、かつ噛み合い式係合機構を有効化するタイミングを早くする。その結果、運転者の意図に合致した変速が可能になる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
請求項４の発明では、前記所定の変速状態から他の変速状態に変更する場合、動力源の出力が増大もしくは低減されることにより、前記二つの部材の相対回転数が低下させられ、その後、噛み合い式係合機構が有効化されて二つの部材が連結される。そのため、噛み合い式係合機構が有効化されて二つの部材が連結される際にショックが生じることが防止され、また既存の手段を利用して相対回転数を低下させるので、自動変速機あるいは変速制御装置の大型化を防止することができる。
請求項５および請求項６の発明では、第１および第２の一方向係合機構が共に有効状態となることにより、前記二つの部材が、正転方向および逆転方向のいずれの方向にも連結され、実質的に一体的に連結される。また、いずれか一方の一方向係合機構を無効状態にすると、その一方向係合機構が係合する方向において、前記二つの部材の連結が解かれる。その結果、これら二つの部材の相対回転を生じさせる変速状態を達成することができる。その場合、一方向係合機構が、スプラグなどの転動体を噛み込む形式のものやラチェットなどの可動片を相手部材に噛み合わせる形式のものなどを採用することにより、解放状態でトルクの伝達が生じない。また、一方の一方向係合機構のみを無効化し、また有効化すれば、前記二つの部材の連結を実質的に解いた解放状態とし、また連結した係合状態とすることができ、その制御が容易になる。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
したがって車両が後退移動している状態でＲレンジからＤレンジにシフトされた場合、噛み合い式係合機構である４モードクラッチ機構Ｃd によって連結するべき二つの部材すなわちサンギヤ１２とリングギヤ１３との相対回転数（出力軸１６とアイドルギヤ２５との相対回転数）を低減するように制動操作されるから、変速に要する時間が短くなって変速応答性が良好になる。また、４モードクラッチ機構Ｃd を構成している各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 が有効化されて係合する時点では、その一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 によって連結されている部材が共に停止している（言い換えれば、回転状態が同じである）から、係合に伴う回転変化やそれに起因するショックが発生しない。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
ここで、上記の各具体例とこの発明との関係を説明すると、図２に示す各一方向クラッチＦ1 ，Ｆ2 および図１１に示す各一方向クラッチＦ01，Ｆ02，Ｆ21，Ｆ22が、請求項５における第１もしくは第２の一方向係合機構に相当し、また請求項１の噛み合い係合機構に相当する。また、図２に示す制御部２７が、この発明の切換手段に相当する。さらに、上述したステップＳ２およびステップＳ２２の機能的手段が、請求項１ないし請求項４の発明におけるシフト検出手段に相当し、上述したステップＳ８およびステップＳ２２，Ｓ２６の機能的手段が、請求項１ないし請求項４の発明における相対回転数低減手段に相当し、ステップＳ１０およびステップＳ２８の機能的手段が、請求項１ないし請求項４の発明における有効化手段に相当する。