(57)【要約】【課題】  バイパスクラッチを備える自動変速機の変速品質を向上させる。【解決手段】  平行軸式の自動変速機には、変速段を同期させて締結する締結状態とこれを解放する中立状態とに作動する同期切換機構が設けられ、変速する際に入力軸を同期回転させるバイパスクラッチが設けられる。同期切換機構が中立状態のとき、ECUは入力軸回転数Niと目標同期回転数Noとの回転数差(Ni-No)に積分ゲインKiを乗算した締結力を演算周期毎に加算してF/B積分量Tfbiを演算し(ステップＳ４２)、これに基づいて締結力Tを演算する(ステップＳ４３)。一方、同期切換機構が締結状態に向けて作動するとき、ECUは積分ゲインKiに１以下の補正係数nを乗算してF/B積分量Tfbiを演算し(ステップＳ６３)、これに基づいて締結力Tを演算する(ステップＳ６４)。従って、同期切換機構の作動をバイパスクラッチによって妨げることがなく、変速品質の向上を達成できる。【選択図】      図６
2005076804.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の駆動歯車を備える入力軸と、
前記入力軸に平行に設けられ、前記駆動歯車に噛み合って複数の変速歯車列を形成する複数の従動歯車を備える出力軸と、
前記変速歯車列を動力伝達状態に切り換える締結状態と、動力伝達状態を解除する中立状態とに作動する同期切換機構と、
前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記変速歯車列を切り換える際に前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達して前記入力軸を同期回転させるバイパスクラッチと、
前記入力軸の同期回転状況に基づいて、前記バイパスクラッチの締結力を演算するクラッチ制御手段とを有し、
前記クラッチ制御手段は、前記同期切換機構が中立状態のときのフィードバック係数と、前記同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動するときのフィードバック係数とを異なる値に設定することを特徴とする自動変速機。
【請求項２】
複数の駆動歯車を備える入力軸と、
前記入力軸に平行に設けられ、前記駆動歯車に噛み合って複数の変速歯車列を形成する複数の従動歯車を備える出力軸と、
前記変速歯車列を動力伝達状態に切り換える締結状態と、動力伝達状態を解除する中立状態とに作動する同期切換機構と、
前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記変速歯車列を切り換える際に前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達して前記入力軸を同期回転させるバイパスクラッチと、
入力軸回転数と目標同期回転数とに基づいて、前記バイパスクラッチの締結力をフィードバック制御するクラッチ制御手段とを有し、
前記クラッチ制御手段は、前記同期切換機構が中立状態のときのフィードバック係数に対し、前記同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動するときのフィードバック係数を小さい値に設定することを特徴とする自動変速機。
【請求項３】
請求項１または２記載の自動変速機において、前記同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動するときのフィードバック係数を、前記同期切換機構の切換作動量または切換経過時間に伴って変化させることを特徴とする自動変速機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載される平行軸式の自動変速機に関し、特に、変速時に入力軸を同期回転させるためのバイパスクラッチを備える自動変速機に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転手の手動操作により変速を行うマニュアル式変速機（ＭＴ）は、複数の駆動歯車を備える入力軸と、駆動歯車に噛み合って変速歯車列を形成する複数の従動歯車を備える出力軸とを有している。このＭＴにあっては、手動操作されるシンクロメッシュ機構などの同期切換機構によって変速歯車列のいずれかを動力伝達状態に切り換えることにより、変速操作つまりシフトチェンジを行っている。
【０００３】
このシフトチェンジをシフトアクチュエータによって行うようにすると、ＭＴをベースとした自動変速機とすることができる。複数の変速歯車列を有するこのタイプの自動変速機（Automated Manual Transmission以下ＡＭＴと略す）は、自動変速機構にプラネタリーギヤなどを有する通常のトルクコンバータ式自動変速機（ＡＴ）に比して部品点数が少ないために軽量化を図り易く、しかも動力の伝達効率が高いという利点を有している。
【０００４】
このＡＭＴタイプの自動変速機には、シフトチェンジ時に入力軸から出力軸に動力を伝達するバイパスクラッチを備えるものが開発されている。このようなバイパスクラッチを用いて入力軸から出力軸に動力を伝達することにより、シフトチェンジ中における駆動トルクの落ち込みを軽減することができ、変速品質の向上を達成することができる。また、バイパスクラッチの締結状態つまり伝達トルク容量を変化させることにより、シンクロメッシュ機構の中立状態において入力軸回転数を所定の範囲で同期制御することができ、滑らかなシフトチェンジを達成することができる。
【０００５】
たとえば、第１速から第２速にアップシフトが実行される場合には、第１速による走行中にバイパスクラッチが締結され始め、第１速の変速歯車列を介して出力軸に伝達されていた駆動トルクは、徐々にバイパスクラッチを介して出力軸に伝達されることになる。続いて、バイパスクラッチによって伝達される駆動トルクがエンジントルク相当まで高められると、第１速に代わってバイパスクラッチから出力軸に駆動トルクの大部分が伝達されるため、第１速にかかる荷重が軽減された状態となり、滑らかにシンクロメッシュ機構を切り換えることができる。
【０００６】
続いて、シンクロメッシュ機構が中立状態に切り換えられると、バイパスクラッチの締結力が更に高められる。このとき、バイパスクラッチは第３速と第４速との中間ギヤ比相当の駆動トルクで動力を伝達するため、第１速による走行で上昇していた入力軸回転数は、第３速から第４速の中間ギヤ比相当に向けて低下する。そして、入力軸回転数が第２速相当の回転数まで低下したと判定されると、シンクロメッシュ機構を作動させて第２速が動力伝達状態に切り換えられる。このように、第２速を動力伝達状態に切り換えた後に、バイパスクラッチを解放することにより、第１速から第２速へのアップシフトが完了する（たとえば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２３４９８９号公報（第５頁、図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、第２速の変速歯車列を動力伝達状態に切り換える際に、入力軸を同期回転させるバイパスクラッチの締結力は、エンジントルク、入力軸回転数、出力軸回転数、目標変速時間などに基づいて設定される。つまり、現在の出力軸回転数とギヤ比からアップシフト後の入力軸回転数が演算されるとともに、この回転数に現在の入力軸回転数が収束するように、エンジントルクや目標変速時間などを加味してバイパスクラッチの締結力が設定されている。
【０００８】
しかしながら、回転数センサなどから検出される入力軸回転数や出力軸回転数には定常的な検出誤差が含まれる場合がある。検出された出力軸回転数に誤差が含まれていると、出力軸回転数に基づいて演算される入力軸回転数も誤差の影響を受けるため、バイパスクラッチは誤差の影響を受けた回転数を目標として入力軸を制御することになる。
【０００９】
これに対して、シンクロメッシュ機構を作動させて第２速を動力伝達状態に切り換える際には、シンクロリングによって生ずる摩擦トルクにより、第２速の変速歯車列と入力軸との同期回転が機械的に図られることになる。
【００１０】
従って、バイパスクラッチによる同期制御が実行されるとともに、シンクロメッシュ機構による同期制御が実行されると、バイパスクラッチとシンクロメッシュ機構とはそれぞれに異なった回転数に向けて入力軸を制御することになる。このような同期制御は、バイパスクラッチやシンクロメッシュ機構に負荷をかけるだけでなく、変速ショックの発生や変速時間の長期化を招くおそれがある。
【００１１】
本発明の目的は、入力軸回転数や出力軸回転数に検出誤差が含まれる場合であっても、同期切換機構に影響を与えることなくバイパスクラッチを締結制御することにより、自動変速機の変速品質を向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の自動変速機は、複数の駆動歯車を備える入力軸と、前記入力軸に平行に設けられ、前記駆動歯車に噛み合って複数の変速歯車列を形成する複数の従動歯車を備える出力軸と、前記変速歯車列を動力伝達状態に切り換える締結状態と、動力伝達状態を解除する中立状態とに作動する同期切換機構と、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記変速歯車列を切り換える際に前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達して前記入力軸を同期回転させるバイパスクラッチと、前記入力軸の同期回転状況に基づいて、前記バイパスクラッチの締結力を演算するクラッチ制御手段とを有し、前記クラッチ制御手段は、前記同期切換機構が中立状態のときのフィードバック係数と、前記同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動するときのフィードバック係数とを異なる値に設定することを特徴とする。
【００１３】
本発明の自動変速機は、複数の駆動歯車を備える入力軸と、前記入力軸に平行に設けられ、前記駆動歯車に噛み合って複数の変速歯車列を形成する複数の従動歯車を備える出力軸と、前記変速歯車列を動力伝達状態に切り換える締結状態と、動力伝達状態を解除する中立状態とに作動する同期切換機構と、前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記変速歯車列を切り換える際に前記入力軸と前記出力軸との間でトルクを伝達して前記入力軸を同期回転させるバイパスクラッチと、入力軸回転数と目標同期回転数とに基づいて、前記バイパスクラッチの締結力をフィードバック制御するクラッチ制御手段とを有し、前記クラッチ制御手段は、前記同期切換機構が中立状態のときのフィードバック係数に対し、前記同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動するときのフィードバック係数を小さい値に設定することを特徴とする。
【００１４】
本発明の自動変速機は、前記同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動するときのフィードバック係数を、前記同期切換機構の切換作動量または切換経過時間に伴って変化させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、同期切換機構が中立状態のときのフィードバック係数と、同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動するときのフィードバック係数とを異なる値に設定するようにしたので、変速歯車列を切り換える際の変速品質を向上させることができる。
【００１６】
つまり、同期切換機構の作動状態に応じて、バイパスクラッチの締結力を演算する際のフィードバック係数の値を切り換えることにより、同期制御に対するバイパスクラッチの寄与率を変化させることができる。従って、同期切換機構とバイパスクラッチとが制御目標とする入力軸回転数が異なる場合であっても、バイパスクラッチによって同期切換機構の同期作動を妨げることがなく、変速品質を向上させることができる。
【００１７】
また、同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動するときのフィードバック係数を、同期切換機構の切換作動量または切換経過時間に伴って変化させるようにしたので、同期制御に対する同期切換機構の寄与率に応じて、バイパスクラッチの寄与率を設定することができる。これにより、安定した同期制御を図ることができ、同期制御の耐性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１９】
図１は本発明の一実施の形態である自動変速機１０を示すスケルトン図である。この自動変速機１０はエンジン１１に連結される入力軸１２と、これに平行であって図示しない駆動輪に連結される中空の出力軸１３とを有している。入力軸１２と出力軸１３とは図示しないトランスミッションケース内に組み込まれており、この自動変速機１０は縦置きに配置されて４輪駆動車に適用される。
【００２０】
エンジン１１と入力軸１２との間には入力クラッチ１４が設けられており、この入力クラッチ１４は、油圧制御によってエンジン動力を入力軸１２に伝達する締結状態と遮断する解放状態とに切り換えられる。入力クラッチ１４は、フライホイール１５を介してエンジン１１のクランク軸に取り付けられるプレッシャプレート１６と、入力軸１２に取り付けられるクラッチディスク１７とを備えている。プレッシャプレート１６はクラッチスプリングによりクラッチディスク１７に押し付けられる一方、油圧駆動されるレリーズフォークによりクラッチディスク１７への押し付けが解除される。つまり、プレッシャプレート１６とクラッチディスク１７とをばね力によって締結することにより入力軸１２にエンジン動力が伝達され、レリーズフォークを作動させて締結を解くことによりエンジン動力の伝達が遮断される。なお、図示する入力クラッチ１４は単板式であるが、多板式の入力クラッチ１４を用いるようにしても良い。
【００２１】
入力軸１２には第１速の駆動歯車２１と第２速の駆動歯車２２とが固定され、第３速から第５速の駆動歯車２３〜２５が回転自在に装着されている。一方、出力軸１３には第１速の従動歯車３１と第２速の従動歯車３２が回転自在に装着され、第３速から第５速の従動歯車３３〜３５が固定されている。それぞれの駆動歯車２１〜２５と、これに対応する従動歯車３１〜３５とが噛み合って前進段の変速歯車列を形成している。複数の変速歯車列のいずれかが動力伝達状態に切り換えられると、自動変速機１０はその変速歯車列に対応した変速段となり、この変速段に応じた駆動トルクで出力軸１３を回転駆動する。
【００２２】
出力軸１３には変速段を第１速と第２速のいずれかに切り換える第１の同期切換機構４１が設けられている。また、入力軸１２には第３速と第４速のいずれかに切り換える第２の同期切換機構４２が設けられ、第５速に切り換える第３の同期切換機構４３が設けられている。なお、同期切換機構４１を入力軸１２に設け、同期切換機構４２，４３を出力軸１３に設けるようにしても良く、全ての同期切換機構４１〜４３を入力軸１２または出力軸１３に設けるようにしても良い。また、これらの同期切換機構４１〜４３はシンクロリングの摩擦トルクによって同期制御を行うシンクロメッシュ機構である。
【００２３】
同期切換機構４１は、第１速と第２速の従動歯車３１，３２の間に配置されるとともに出力軸１３に固定されるシンクロハブ４１ａと、これに常時噛み合うシンクロスリーブ４１ｂとを有している。シンクロスリーブ４１ｂを従動歯車３１に一体形成されたスプライン３１ａに噛み合わせると第１速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられ、従動歯車３２に一体形成されたスプライン３２ａに噛み合わせると第２速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられる。
【００２４】
同期切換機構４２は第３速と第４速の駆動歯車２３，２４の間に配置されるとともに入力軸１２に固定されるシンクロハブ４２ａと、これに常時噛み合うシンクロスリーブ４２ｂとを有している。シンクロスリーブ４２ｂを駆動歯車２３に一体形成されたスプライン２３ａに噛み合わせると第３速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられ、駆動歯車２４に一体形成されたスプライン２４ａに噛み合わせると第４速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられる。
【００２５】
同期切換機構４３は第５速の駆動歯車２５の隣りに配置されるとともに入力軸１２に固定されるシンクロハブ４３ａと、これに常時噛み合うシンクロスリーブ４３ｂとを有している。シンクロスリーブ４３ｂを駆動歯車２５に一体形成されたスプライン２５ａに噛み合わせると第５速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられる。なお、これらの同期切換機構４１〜４３は、シンクロスリーブ４１ｂ〜４３ｂとスプライン３１ａ，３２ａ，２３ａ〜２５ａとを噛み合わせる締結状態だけでなく、これらのシンクロスリーブ４１ｂ〜４３ｂとスプライン３１ａ，３２ａ，２３ａ〜２５ａとを噛み合わせない中立状態に作動させることができる。
【００２６】
図２は同期切換機構４１によって第２速が動力伝達状態に切り換えられる過程を示す説明図である。図２（Ａ）は同期切換機構４１の中立状態を示し、（Ｂ）は同期切換機構４１が中立状態から締結状態に向けて作動する状態を示し、（Ｃ）は同期切換機構４１の締結状態を示している。なお、同期切換機構４２，４３も同様の構造を有している。
【００２７】
図２に示すように、出力軸１３に回転自在に装着される従動歯車３２には、シンクロハブ４１ａに向けて延びるテーパ状のコーン部４４が形成されている。このコーン部４４の外周側に嵌合するように、従動歯車３２とシンクロハブ４１ａとの間にはシンクロリング４５が配置されており、シンクロリング４５には放射方向に延びる複数の歯４５ａが形成されるとともに、シンクロハブ４１ａに向けて開口する複数のキー溝４５ｂが形成されている。
【００２８】
また、シンクロハブ４１ａとシンクロスリーブ４１ｂとの間にはキー溝４５ｂに入り込むキー４６が軸方向に移動自在に装着されている。このキー４６は図示しないスプリングによってシンクロスリーブ４１ｂに押し付けられており、シンクロスリーブ４１ｂとは所定の範囲内において一体に軸方向に移動するようになっている。さらに、シンクロスリーブ４１ｂの内周面には複数の歯４１ｃが形成されており、この歯４１ｃがスプライン３２ａの歯３２ｂに噛み合ってシンクロスリーブ４１ｂから従動歯車３２に動力を伝達する。
【００２９】
以下、第１速から第２速に変速する際の同期切換機構４１の作動状況について説明する。まず、図２（Ａ）に示すように、シンクロリング４５のキー溝４５ｂにはキー４６が入り込んでいるため、シンクロリング４５はシンクロスリーブ４１ｂやシンクロハブ４１ａと一体に回転する。また、従動歯車３２は駆動歯車２２と常時噛み合っているため、第２速のギヤ比に応じた回転速度で回転する。つまり、同期切換機構４１の中立状態においては、シンクロリング４５は第１速相当の回転速度Ｖ１で回転する一方、従動歯車３２はこれよりも速い第２速相当の回転速度Ｖ２で回転することになる。
【００３０】
次いで、図２（Ｂ）に示すように、シンクロスリーブ４１ｂを従動歯車３２に向けて移動させるときはシンクロスリーブ４１ｂとともに軸方向に移動する。このとき、キー４６はシンクロリング４５を従動歯車３２のコーン部４４に向けて押し動かすため、シンクロリング４５と従動歯車との間に生じている回転速度差により、シンクロリング４５はキー溝４５ｂの隙間分だけ回転して、シンクロスリーブ４１ｂとシンクロリング４５とに形成される歯４１ｃ，４５ａの切り欠き面が対面するように位置決めされる。
【００３１】
さらに、シンクロスリーブ４１ｂを従動歯車３２に向けて移動させると、シンクロスリーブ４１ｂとキー４６とは切り離され、シンクロスリーブ４１ｂのみがシンクロリング４５に向けて移動する。そして、シンクロスリーブ４１ｂとシンクロリング４５が切り欠き面を介して当接することにより、コーン部４４に対してシンクロリング４５が押し付けられる。この押し付け動作により、シンクロリング４５とコーン部４４との間には摩擦トルクが発生し、出力軸１３と従動歯車３２との回転速度を一致させる同期制御が開始される。この場合、シフトチェンジ時の車速を一定とすると、従動歯車３２の回転速度Ｖ２が出力軸１３の回転速度Ｖ１に向けて減速を開始する。つまり、同期切換機構４１の同期制御により入力軸１２の回転数が低下することになる。
【００３２】
続いて、図２（Ｃ）に示すように、従動歯車３２とシンクロリング４５との回転速度が等しくなると、従動歯車３２とシンクロスリーブ４１ｂとの回転速度差が消滅するため、シンクロリング４５とコーン部４４との間の摩擦トルクも消滅する。これにより、シンクロリング４５の歯４５ａを抜けるようにシンクロスリーブ４１ｂを移動させることができ、スプライン３２ａとシンクロスリーブ４１ｂとに形成される歯３２ｂ，４１ｃを相互に噛み合わせて、第２速の変速歯車列を動力伝達状態に切り換えることができる。このように、シンクロリング４５から生ずる摩擦トルクによって、シフトチェンジ時には従動歯車の同期を図ることができ、円滑な変速動作を行うことができる。
【００３３】
また、図１に示すように、入力軸１２には後退用の駆動歯車２６が固定される一方、出力軸１３にはシンクロスリーブ４１ｂを介して後退用の従動歯車３６が取り付けられており、それぞれの歯車２６，３６は、アイドラ軸４７に回転自在に設けられたアイドラ歯車４８を介して噛み合うようになっている。このアイドラ歯車４８は、歯車２６，３６に噛み合う位置と、噛み合いが外れる位置とに移動自在にアイドラ軸４７に装着されており、図示しない切換機構によってアイドラ歯車４８を軸方向に移動し、アイドラ歯車４８を介して駆動歯車２６と従動歯車３６とを噛み合わせることによって、後退段の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられる。
【００３４】
そして、前進段や後退段の変速歯車列を介して出力軸１３に伝達される動力は、出力軸１３からセンタディファレンシャル装置４９に入力される。センタディファレンシャル装置４９を介して出力軸１３に連結される前輪出力軸５０は、中空の出力軸１３内に組み込まれている。自動変速機１０の前方に向けて延びる前輪出力軸５０の端部にはフロントディファレンシャル装置５１が連結されており、このフロントディファレンシャル装置５１を介して前輪出力軸５０は図示しない前輪用のドライブシャフトに連結される。また、センタディファレンシャル装置４９を介して出力軸１３に連結される後輪出力軸５２は、自動変速機１０から車両の後方に向けて延びて設けられており、後輪出力軸５２は図示しないリヤディファレンシャル装置を介して図示しない後輪用のドライブシャフトに連結される。
【００３５】
このように、出力軸１３に伝達された動力は、センタディファレンシャル装置４９を介して前輪と後輪とに分配され、フロントディファレンシャル装置５１やリヤディファレンシャル装置を介して前輪や後輪の左右輪にそれぞれ分配される。なお、センタディファレンシャル装置４９は複合遊星歯車式であり、センタディファレンシャル装置４９に組み込まれた一体型のピニオンギヤ４９ａを介して、前輪出力軸５０と後輪出力軸５２とに駆動トルクが所定の分配比で分配される。また、一体型のピニオンギヤ４９ａの回転により前輪と後輪との回転差は差動吸収されるが、センタディファレンシャル装置４９には差動制限クラッチ４９ｂが設けられており、前輪または後輪がスリップして大きな差動回転が生じたときは、差動制限クラッチ４９ｂが締結されて差動回転が抑制される。
【００３６】
次いで、変速操作を行う際に入力軸１２と出力軸１３との間でトルクを伝達するためのバイパスクラッチ５５について説明する。自動変速機１０には入力軸１２に平行となって中間軸５６が設けられており、この中間軸５６の一端には第５速の駆動歯車２５に噛み合う出力歯車５７が固定されている。また、中間軸５６の他端には入力歯車５８が回転自在に装着されており、この入力歯車５８は入力軸１２の端部に固定される入力歯車５９に噛み合っている。中間軸５６にはバイパスクラッチ５５が設けられており、バイパスクラッチ５５は油圧制御によって入力軸１２からの動力を出力軸１３に伝達する締結状態と遮断する解放状態とに切り換えられる。
【００３７】
バイパスクラッチ５５は中間軸５６に固定されるクラッチハブ５５ａと、入力歯車５８に固定されるクラッチドラム５５ｂとを備えている。クラッチハブ５５ａとクラッチドラム５５ｂとの間には複数のクラッチプレート５５ｃが組み込まれており、クラッチドラム５５ｂには油圧ピストン５５ｄが収容されている。油圧ピストン５５ｄを介してクラッチプレート５５ｃを相互に押圧することによりバイパスクラッチ５５は締結状態に切り換えられ、押圧を解放することにより解放状態に切り換えられる。バイパスクラッチ５５を締結状態に切り換えることにより、入力軸１２の動力は入力歯車５８，５９、バイパスクラッチ５５、出力歯車５７、駆動歯車２５、従動歯車３５を介して出力軸１３に伝達される。バイパスクラッチ５５を介して入力軸１２と出力軸１３とを連結する歯車列の総ギヤ比は、第３速と第４速との間のギヤ比に設定されており、バイパスクラッチ５５を締結状態に切り換えることによって第３速と第４速との中間ギヤ比相当の駆動トルクを出力軸１３に伝達することができる。
【００３８】
図３は自動変速機１０の制御系を示す概略図である。なお、後退段の設定に用いられる制御系は省略して図示している。図３に示すように、制御系は油圧駆動部としての、バイパスクラッチ５５と、入力クラッチ１４を切り換える入力クラッチアクチュエータ６０とを有している。また、変速歯車列のいずれかを動力伝達状態に切り換えるために、セレクトアクチュエータ６１とシフトアクチュエータ６２とを有しており、この２つのアクチュエータ６１，６２からの駆動力は、図示しないシフトロッドやシフトフォークを介して各同期切換機構４１〜４３に伝達される。なお、セレクトアクチュエータ６１は図３に矢印Ａで示すように同期切換機構４１〜４３のいずれかを選択し、シフトアクチュエータ６２は矢印Ｂで示すように選択された同期切換機構４１〜４３を締結状態に作動させて変速歯車列を動力伝達状態に切り換える。
【００３９】
これらの油圧駆動部５５，６０〜６２を駆動するための作動油は、電動モータ６４に駆動されるオイルポンプ６５によって供給される。バイパスクラッチ５５には電磁弁ＶＡ１を介して作動油が供給され、入力クラッチアクチュエータ６０には電磁弁ＶＡ２を介して作動油が供給される。また、セレクトアクチュエータ６１には電磁弁ＶＡ３，ＶＡ４を介して作動油が供給され、シフトアクチュエータ６２には電磁弁ＶＡ５，ＶＡ６を介して作動油が供給される。なお、電磁弁ＶＡ１や電磁弁ＶＡ２としては電磁圧力制御弁が用いられており、バイパスクラッチ５５や入力クラッチ１４を単なる締結状態と解放状態との切り換えだけでなく、半クラッチ状態（滑り状態）に制御することができる。また、電磁弁ＶＡ５，ＶＡ６にも電磁圧力制御弁が用いられており、シフトアクチュエータ６２を滑らかに駆動することができる。
【００４０】
それぞれの電磁弁ＶＡ１〜ＶＡ６や電動モータ６４は、クラッチ制御手段である電子制御ユニット（ＥＣＵ）６３からの制御信号によって駆動される。電動モータ６４に駆動されるオイルポンプ６５からの吐出圧は圧力センサ６６により監視されており、吐出される作動油の一部がアキュムレータ６７に蓄圧されることでライン圧の安定化が図られる。また、アキュムレータ６７に蓄えた圧力により、オイルポンプ６５の故障やオイル漏れなど油圧系に障害が生じた場合でも、最低限の非常動作が確保できるようになっている。なお、オイルポンプ６５をエンジン動力によって駆動させても良い。
【００４１】
ＥＣＵ６３には各種センサやスイッチから検出信号が入力される。これらの各種センサやスイッチとしては、入力軸１２の回転数を検出する入力軸回転数センサ７０、出力軸１３の回転数を検出する出力軸回転数センサ７１、前後輪の回転数を検出する車輪回転数センサ７２、スロットルバルブの開度量を検出するスロットル開度センサ７３、エンジン１１の回転数を検出するエンジン回転数センサ７４、運転手によるセレクトレバーの操作状況を検出するインヒビタスイッチ７５、シフトアクチュエータ６２の切換作動量を検出するシフトストロークセンサ７６などが設けられている。ＥＣＵ６３は入力される検出信号に基づいて車両状態を判定するとともに、必要に応じて各電磁弁ＶＡ１〜ＶＡ６に制御信号を出力する。
【００４２】
以下、図３に示す制御系を用いた自動変速制御について説明する。まず、車両の停止状態から、運転手によるセレクトレバーの操作により走行レンジが選択されると、ＥＣＵ６３から出力される駆動信号によりセレクトアクチュエータ６１とシフトアクチュエータ６２とが駆動され、同期切換機構４１が切り換えられて変速段が第１速に設定される。次いで、ブレーキペダルが解放されてアクセルペダルが踏み込まれると、ＥＣＵ６３からの締結信号の出力により入力クラッチアクチュエータ６０が駆動され、入力クラッチ１４が締結状態に切り換えられるため、車両は走行を開始する。
【００４３】
ＥＣＵ６３には車速やスロットル開度などをパラメータとした変速特性マップが記憶されており、走行中は車速やスロットル開度に応じて変速段が設定される。たとえば、第１速で走行を開始した車両の車速が上昇したときには、ＥＣＵ６３は変速特性マップに従って第２速へのアップシフトを決定する。続いて、ＥＣＵ６３からの駆動信号によってシフトアクチュエータ６２やバイパスクラッチ５５が作動制御され、変速段が第１速から第２速に切り換えられる。このように、ＥＣＵ６３は変速特性マップに従いながら車両状況に応じた変速段を決定し、この変速段に向けてアップシフトやダウンシフトを適宜行うことになる。なお、車速は車輪回転数センサ７２や出力軸回転数センサ７１からの検出信号に基づきＥＣＵ６３によって演算される。
【００４４】
続いて、変速操作を行う際に実行されるバイパスクラッチ５５の締結制御について説明する。図４は第１速から第２速に変速する際のバイパスクラッチ５５の締結手順を示すフローチャートであり、図５は第１速から第２速に変速する際の入力軸１２の回転数変化を示す線図である。
【００４５】
まず、図４に示すように、ステップＳ１では、入力クラッチ１４の締結状態を維持したままバイパスクラッチ５５は徐々に締結され始める。このとき、変速段は第１速に設定された状態であるが、第１速の変速歯車列を介して出力軸１３に伝達されていた動力は徐々に低下する一方、バイパスクラッチ５５を介して出力軸１３に伝達される動力は徐々に高められる。続いて、ステップＳ２に示すように、バイパスクラッチ５５の伝達トルクがエンジントルクにほぼ一致するか否かが判定される。ステップＳ２において、バイパスクラッチ５５の伝達トルクがエンジントルクとほぼ一致する場合には、続くステップＳ３に進み、同期切換機構４１を締結状態から中立状態に切り換えられ、第１速の変速歯車列が動力切断状態に切り換えられる。
【００４６】
一方、ステップＳ２において、バイパスクラッチ５５の伝達トルクがエンジントルクに満たない場合には、第１速にかかる負荷が十分に軽減されていないため、再びステップＳ１において、バイパスクラッチ５５の締結力が設定され、伝達トルクがエンジントルクにほぼ一致するまで、バイパスクラッチ５５の締結力が高められることになる。
【００４７】
続いて、第１速の変速歯車列が動力切断状態に切り換えられると、ステップＳ４に進み、バイパスクラッチ５５による入力軸１２の同期制御が開始される。バイパスクラッチ５５は第３速と第４速との中間ギヤ比相当の駆動トルクで動力を伝達することができるため、バイパスクラッチ５５の締結力を更に高めることにより、第１速での走行により上昇していた入力軸回転数を、第３速と第４速との中間ギヤ比相当に向けて低下させることができる。
【００４８】
続いて、ステップＳ５では、バイパスクラッチ５５の締結に伴って低下する入力軸回転数Ｎｉが、所定範囲Ｒｎ内に収束するか否かが判定される。図５に示すように、所定範囲Ｒｎとはアップシフトが完了したときの入力軸回転数（目標同期回転数Ｎｏ）に所定の幅を持たせた範囲（Ｎｏ±α）であり、この所定範囲ＲｎはＥＣＵ６３によって演算される。ステップＳ５において、現在の入力軸回転数Ｎｉが所定範囲Ｒｎに収束したと判定される場合には、ステップＳ６に進み、同期切換機構４１が中立状態から締結状態に切り換えられ、第２速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられる。そして、ステップＳ７に進み、バイパスクラッチ５５が解放されることにより、第２速による走行が開始される。一方、ステップＳ５において、現在の入力軸回転数Ｎｉが所定範囲Ｒｎに収束していないと判定された場合には、所定範囲Ｒｎに収束するまでバイパスクラッチ５５の同期制御が継続されることになる。
【００４９】
以下、図４のステップＳ４〜Ｓ７にかけて実行されるバイパスクラッチ５５の同期制御について詳細に説明する。図６はバイパスクラッチ５５による同期制御手順の一例を示すフローチャートであり、このフローチャートは符号ａで接続されている。
【００５０】
図６に示すように、第１速の変速歯車列が動力切断状態に切り換えられた後には、ステップＳ４１において、現在の入力軸回転数Ｎｉと目標同期回転数Ｎｏとの回転数差（Ｎｉ−Ｎｏ）に比例するフィードバック比例量Ｔｆｂｐ（以下、Ｆ／Ｂ比例量という）が以下の式（１）により求められる。なお、Ｋｐは所定の乗数であり、実験やシミュレーションなどにより予め設定される。
Ｔｆｂｐ＝Ｋｐ×（Ｎｉ−Ｎｏ）・・・・・・（１）
【００５１】
続いて、ステップＳ４２では、回転数差（Ｎｉ−Ｎｏ）に比例する締結力を演算周期毎に加算したフィードバック積分量Ｔｆｂｉ（以下、Ｆ／Ｂ積分量という）が以下の式（２）により求められる。なお、加算する締結力を算出するためのフィードバック係数つまり積分ゲインＫｉは、実験やシミュレーションなどにより予め設定される。
Ｔｆｂｉ＝Ｔｆｂｉ＋Ｋｉ×（Ｎｉ−Ｎｏ）・・・・・・（２）
【００５２】
続いて、ステップＳ４３では、バイパスクラッチ締結力Ｔが以下の式（３）により求められる。なお、フィードフォワード締結力Ｔｆｆは、バイパスクラッチ５５による同期開始時の入力軸回転数、入力軸トルクおよび目標変速時間から演算される締結力である。このように、バイパスクラッチ締結力Ｔは、フィードフォワード締結力Ｔｆｆと、Ｆ／Ｂ比例量Ｔｆｂｐと、Ｆ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉとを加算することによって設定される。
Ｔ＝Ｔｆｆ＋Ｔｆｂｐ＋Ｔｆｂｉ・・・・・・（３）
【００５３】
このようなフィードバック制御により、バイパスクラッチ締結力Ｔが演算されると、この締結力Ｔに基づいて設定された制御信号がＥＣＵ６３から電磁弁ＶＡ１に対して出力される。バイパスクラッチ５５を締結した結果、入力軸回転数Ｎｉが所定範囲Ｒｎに収束した場合には、続くステップＳ６１からの手順に従って第２速の変速歯車列が動力伝達状態に切り換えられる一方、入力軸回転数Ｎｉが所定範囲Ｒｎに収束しなかった場合には、ステップＳ４１から再びバイパスクラッチ締結力Ｔが演算され、新たな締結力Ｔに従ってバイパスクラッチ５５が締結される。
【００５４】
ステップＳ６１では、ＥＣＵ６３より電磁弁ＶＡ５，ＶＡ６に制御信号が出力され、同期切換機構４１の第２速側の締結状態に向けた作動が開始される。続くステップＳ６２では、ステップＳ４１と同様にＦ／Ｂ比例量Ｔｆｂｐが求められ、続くステップＳ６３では、回転数差（Ｎｉ−Ｎｏ）に比例する締結力を演算周期毎に加算したＦ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉが以下の式（４）により求められる。ここで、補正係数ｎは１以下の係数であり、この補正係数ｎを積分ゲインＫｉに乗算することにより、ステップＳ４２において演算される積分量Ｔｆｂｉに比べてＦ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉの単位時間当たりの変化量を抑制することができる。
Ｔｆｂｉ＝Ｔｆｂｉ＋ｎ×Ｋｉ×（Ｎｉ−Ｎｏ）・・・・・・（４）
【００５５】
ステップＳ６４では、ステップＳ４３と同様にバイパスクラッチ締結力Ｔが算出され、続くステップＳ６５では、第２速の切り換えが完了したか否かが判定される。ステップＳ６５において、第２速の切り換えが完了している場合には、図４に示すステップＳ７でバイパスクラッチ５５が解放される一方、第２速の切り換えが完了していない場合には、ステップＳ６２から再びバイパスクラッチ締結力Ｔが演算され、新たな締結力Ｔに従ってバイパスクラッチ５５が締結される。
【００５６】
このように、ステップＳ４２とステップＳ６３とにおいて、積分ゲインＫｉをそれぞれ異なる値に設定するようにしたので、変速時間の短縮や変速ショックの抑制を達成することができ、変速品質を向上させることができる。
【００５７】
つまり、バイパスクラッチ５５と同期切換機構４１との双方によって同期制御を実行する場合には、ステップＳ６３において、積分ゲインＫｉに補正係数ｎを乗算して値を減少させるとともに、減少させた積分ゲインＫｉを用いてＦ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉを演算するようにしたので、Ｆ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉの変化量を抑制することができる。これにより、バイパスクラッチ５５が検出誤差を含む目標同期回転数Ｎｏに向けて制御される場合であっても、第２速歯車列への締結開始からのバイパスクラッチ締結力Ｔの変化量を抑制することができ、同期制御に対するバイパスクラッチ５５の寄与率を低下させることができる。従って、異なる目標に向けて入力軸回転数Ｎｉを制御するバイパスクラッチ５５や同期切換機構４１の負荷を軽減するとともに、同期切換機構４１による同期制御を十分に発揮させることができ、変速時間の短縮や変速ショックの抑制を達成することができる。
【００５８】
しかも、同期切換機構４１が中立状態となっており、バイパスクラッチ５５のみによって同期制御を実行する場合には、ステップＳ４２において、積分ゲインＫｉを減少させることなくＦ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉを演算するようにしたので、十分な締結力Ｔを得ることができ同期時間を短縮することができる。
【００５９】
図７はバイパスクラッチ５５による同期制御手順の他の例を示すフローチャートであり、このフローチャートは符号ａで接続されている。なお、図７に示すフローチャートは、図６のフローチャートに示すステップＳ６３を変更したものであり、図６のフローチャートに示すステップと同一のステップには同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６０】
図７に示すように、バイパスクラッチ５５のみによる同期制御によって、入力軸回転数Ｎｉを所定範囲Ｒｎに収束させると、同期切換機構４１の第２速側の締結状態に向けた作動が開始される。続くステップＳ６２においてＦ／Ｂ比例量Ｔｆｂｐが求められた後に、続くステップＳ６３ａでは、同期切換機構４１の切換作動量を示すシフトアクチュエータ６２のシフトストローク残量Ｓｔに応じて、補正係数ｍが以下の式（５）により求められる。なお、補正係数ｍを算出する際の乗数Ｋｍは、実験やシミュレーションなどにより予め設定されており、シフトストローク残量Ｓｔに基づいて演算される補正係数ｍが１を超えないように設定される。
ｍ＝Ｋｍ×Ｓｔ・・・・・・（５）
【００６１】
続いて、ステップＳ６３ｂでは、回転数差（Ｎｉ−Ｎｏ）に比例する締結力を演算周期毎に加算したＦ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉが以下の式（６）により求められる。ここで、ステップＳ６３ａにおいて演算された補正係数ｍは、シンクロリング４５による摩擦トルクが上昇するほどに小さく演算される１以下の係数であるため、この補正係数ｍを積分ゲインＫｉに乗算することにより、ステップＳ４２において演算される積分量Ｔｆｂｉに比べてＦ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉの単位時間当たりの変化量を抑制することができる。
Ｔｆｂｉ＝Ｔｆｂｉ＋ｍ×Ｋｉ×（Ｎｉ−Ｎｏ）・・・・・・（６）
【００６２】
ステップＳ６４では、ステップＳ４３と同様にバイパスクラッチ締結力Ｔが算出され、続くステップＳ６５では、第２速の切り換えが完了したか否かが判定される。ステップＳ６５において、第２速の切り換えが完了している場合には、図４に示すステップＳ７でバイパスクラッチ５５が解放される一方、第２速の切り換えが完了していない場合には、ステップＳ６２から再びバイパスクラッチ締結力Ｔが演算され、新たな締結力Ｔに従ってバイパスクラッチ５５が締結される。
【００６３】
このように、シフトストローク残量Ｓｔに伴って、積分ゲインＫｉを変化させるようにしたので、シフトチェンジ時の同期制御をより的確に実行することができる。つまり、シフトストローク残量Ｓｔが多いときには、シンクロリング４５による摩擦トルクが十分に発生していないため、同期制御に対するバイパスクラッチ５５の寄与率を大きく設定することができる一方、シフトストローク残量Ｓｔが少ないときには、シンクロリング４５による摩擦トルクが十分に発生しているため、同期制御に対するバイパスクラッチ５５の寄与率を小さく設定することができる。
【００６４】
これにより、シンクロリング４５による摩擦トルクが十分に発生していない状況下においても、同期制御に対するバイパスクラッチ５５の寄与率を急激に低下させることがないため同期制御の耐性を高めることができ、安定した同期制御を達成することができる。また、シンクロリング４５による摩擦トルクの発生状況に応じて、バイパスクラッチ５５の寄与率を滑らかに低下させることができ、変速品質を向上させることもできる。
【００６５】
また、ステップＳ６３ａでは、同期切換機構４１の切換作動量つまりシフトストローク残量Ｓｔに応じて補正係数ｍを演算しているが、シフトストローク残量Ｓｔに限られることはなく、同期切換機構４１の切換経過時間に応じて補正係数ｍを演算するようにしても良い。この場合には、ＥＣＵ６３によって設定された目標切換時間から切換経過時間を減算して求められる残時間に応じて補正係数ｍが演算されることになる。
【００６６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、積分ゲインＫｉを異なる値に設定する際や変化させる際に、積分ゲインＫｉに補正係数ｎや補正係数ｍを乗算するようにしているが、予め値の異なる積分ゲインを設定して積分ゲインテーブルや積分ゲインマップとしてＥＣＵ６３に格納することにより、状況に応じて積分ゲインを選択するようにしても良い。
【００６７】
また、入力クラッチ１４やバイパスクラッチ５５は作動油によって駆動されているが、たとえば、電磁クラッチのようにＥＣＵ６３からの電流制御によって駆動されるクラッチを用いるようにしても良い。
【００６８】
なお、図示する自動変速機１０は、縦置きに配置される４輪駆動用であるが、前輪駆動用や後輪駆動用の自動変速機１０であっても良く、横置きに配置される自動変速機１０であっても良い。さらに、図示する自動変速機１０は１つのバイパスクラッチ５５を備えているが、複数のバイパスクラッチ５５を設けるようにしても良いことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明の一実施の形態である自動変速機を示すスケルトン図である。
【図２】同期切換機構が締結状態に切り換えられる過程を示す説明図である。（Ａ）は同期切換機構の中立状態を示し、（Ｂ）は同期切換機構が中立状態から締結状態に向けて作動する状態を示し、（Ｃ）は同期切換機構の締結状態を示している。
【図３】自動変速機の制御系を示す概略図である。
【図４】第１速から第２速に変速する際のバイパスクラッチの締結手順を示すフローチャートである。
【図５】第１速から第２速に変速する際の入力軸の回転数変化を示す線図である。
【図６】バイパスクラッチによる同期制御手順の一例を示すフローチャートである。
【図７】バイパスクラッチによる同期制御手順の他の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７０】
１０    自動変速機
１２    入力軸
１３    出力軸
２１〜２６    駆動歯車
３１〜３６    従動歯車
４１〜４３    同期切換機構
５５    バイパスクラッチ
６３    ＥＣＵ（クラッチ制御手段）
Ｔ      締結力
Ｋｉ    積分ゲイン（フィードバック係数）
【図１】
2005076804.tif 000003
【図２】
2005076804.tif 000004
【図３】
2005076804.tif 000005
【図４】
2005076804.tif 000006
【図５】
2005076804.tif 000007
【図６】
2005076804.tif 000008
【図７】
2005076804.tif 000009