(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯車式変速機の平行な軸間に複数のトルク伝達手段を備え、少なくとも一つの変速段のトルク伝達手段を摩擦クラッチとし、その他の変速段のトルク伝達手段を噛合クラッチとし、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記摩擦クラッチを制御する変速制御装置において、
上記摩擦クラッチの係合状態を検出する摩擦クラッチ係合検出手段と、
上記噛合クラッチの係合状態を検出する噛合クラッチ係合検出手段と、
上記歯車式変速機に入力されるエンジントルクに基づいて、上記摩擦クラッチの限界トルクを算出し、上記摩擦クラッチ係合検出手段によって検出されたトルク容量と、算出された上記限界トルクとにより上記摩擦クラッチの係合状態を判定し、上記噛合クラッチ係合検出手段の出力により噛合クラッチの係合状態を判定し、両者の判定結果に基づいて、２つのクラッチの同時係合を判定する同時係合判定手段と、
この同時係合判定手段により、２つのクラッチが同時係合であると判定した場合は、少なくとも１つのクラッチを強制的に開放する強制開放手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の自動変速機の制御装置において、
上記噛合クラッチ係合検出手段は、噛合クラッチのクラッチハブスリーブの移動量を検出するストロークセンサであることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項３】
請求項１記載の自動変速機の制御装置において、
上記摩擦クラッチ係合検出手段は、摩擦クラッチに作用する油圧を検出する油圧センサであることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項４】
請求項１記載の自動変速機の制御装置において、
上記摩擦クラッチ係合検出手段は、摩擦クラッチに作用する油圧を検出する油圧スイッチであることを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項５】
歯車式変速機の平行な軸間に複数のトルク伝達手段を備え、少なくとも一つの変速段のトルク伝達手段を摩擦クラッチとし、その他の変速段のトルク伝達手段を噛合クラッチとし、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記摩擦クラッチを制御する変速制御方法であって、
上記摩擦クラッチの係合状態を検出し、
上記噛合クラッチの係合状態を検出し、
上記歯車式変速機に入力されるエンジントルクに基づいて、上記摩擦クラッチの限界トルクを算出し、
上記噛合クラッチが係合状態であり、かつ上記摩擦クラッチのトルク容量が上記摩擦クラッチの限界トルクよりもより大きい場合、上記摩擦クラッチおよび上記噛合クラッチの２つのクラッチが同時係合であると判定し、
２つのクラッチが同時係合であると判定した場合は、少なくとも１つのクラッチを強制的に開放することを特徴とする自動変速機の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御装置および制御方法に係り、特に、アシストクラッチを用いた自動ＭＴの制御に用いるに好適な自動変速機の制御装置および制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
手動変速機を搭載した自動車は、トルクコンバータを用いた変速機を搭載するものに比べ燃費がすぐれており、最近では、手動変速機の機構を用いてクラッチとギアチェンジを自動化したシステム，自動化マニュアルトランスミッション（以下、「自動ＭＴ」と称する）が開発されている。しかし、従来の自動ＭＴにおける変速時の制御では、エンジンと変速機間のトルク伝達の断・接を行なうための第１の摩擦クラッチ（発進クラッチ）の開放動作により変速中のトルク中断が発生し、変速ショックとして乗員に違和感を与えるという問題があった。
【０００３】
そこで、例えば、特開２０００−６５１９９号公報に記載されているように、従来の自動ＭＴに変速中のトルク伝達を行なうために第２の摩擦クラッチ（アシストクラッチ）を変速機の入力軸と出力軸の間に設ける自動変速機が提案されている。アシストクラッチを設けた自動ＭＴにおける変速制御では、変速開始時に噛合クラッチが係合している状態からアシストクラッチを係合させることで、アシストクラッチの滑りによるトルク伝達を行ない、所定のトルク伝達が実現した状態で、噛合クラッチを解放する。このように、噛合クラッチからアシストクラッチにトルク伝達経路を切り替えることで変速中のトルク中断を抑制している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、噛合クラッチおよびアシストクラッチは、エアシリンダや油圧シリンダ等の流体圧式アクチュエータあるいは電気式アクチュエータによって駆動されており、変速中は一方のクラッチを係合させると共に他方を開放する、いわゆるクラッチ架け替えを行っている。
【０００５】
しかし、アクチュエータの特性ばらつきやクラッチの摩擦材の経年変化などの要因によって、クラッチ架け替えの際に、タイアップ状態（係合の進行に対して相対的に開放の進行が遅れる）が生じると、出力軸トルクが急激に変動し、変速機の各部材に非常に大きな負荷トルクが掛かり、耐久性が低下するという問題がある。また、極度のタイアップ状態においては、変速機内で２重噛合状態を形成し、変速機が破損するという恐れがある。
【０００６】
本発明の目的は、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制できる自動変速機の制御装置および制御方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
（１）上記目的を達成するために、本発明は、歯車式変速機の平行な軸間に複数のトルク伝達手段を備え、少なくとも一つの変速段のトルク伝達手段を摩擦クラッチとし、その他の変速段のトルク伝達手段を噛合クラッチとし、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記摩擦クラッチを制御する変速制御装置において、上記摩擦クラッチの係合状態を検出する摩擦クラッチ係合検出手段と、上記噛合クラッチの係合状態を検出する噛合クラッチ係合検出手段と、上記歯車式変速機に入力されるエンジントルクに基づいて、上記摩擦クラッチの限界トルクを算出し、上記摩擦クラッチ係合検出手段によって検出されたトルク容量と、算出された上記限界トルクとにより上記摩擦クラッチの係合状態を判定し、上記噛合クラッチ係合検出手段の出力により噛合クラッチの係合状態を判定し、両者の判定結果に基づいて、２つのクラッチの同時係合を判定する同時係合判定手段と、この同時係合判定手段により、２つのクラッチが同時係合であると判定した場合は、少なくとも１つのクラッチを強制的に開放する強制開放手段とを備えるようにしたものである。かかる構成により、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制し得るものとなる。
【０００８】
（２）上記（１）において、好ましくは、上記噛合クラッチ係合検出手段は、噛合クラッチのクラッチハブスリーブの移動量を検出するストロークセンサとしたものである。
【０００９】
（３）上記（１）において、好ましくは、上記摩擦クラッチ係合検出手段は、摩擦クラッチに作用する油圧を検出する油圧センサとしたものである。
【００１０】
（４）上記（１）において、好ましくは、上記摩擦クラッチ係合検出手段は、摩擦クラッチに作用する油圧を検出する油圧スイッチとしたものである。
【００１１】
（５）また、上記目的を達成するために、本発明は、歯車式変速機の平行な軸間に複数のトルク伝達手段を備え、少なくとも一つの変速段のトルク伝達手段を摩擦クラッチとし、その他の変速段のトルク伝達手段を噛合クラッチとし、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記摩擦クラッチを制御する変速制御方法であって、上記摩擦クラッチの係合状態を検出し、上記噛合クラッチの係合状態を検出し、上記歯車式変速機に入力されるエンジントルクに基づいて、上記摩擦クラッチの限界トルクを算出し、上記噛合クラッチが係合状態であり、かつ上記摩擦クラッチのトルク容量が上記摩擦クラッチの限界トルクよりもより大きい場合、上記摩擦クラッチおよび上記噛合クラッチの２つのクラッチが同時係合であると判定し、２つのクラッチが同時係合であると判定した場合は、少なくとも１つのクラッチを強制的に開放するようにしたものである。かかる方法により、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制し得るものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図９を用いて、本発明の第１の実施形態による自動変速機の制御装置および制御方法について説明する。
最初に、図１を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置を用いた自動変速機制御システムの全体構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態による自動変速機の制御装置を用いた自動変速機制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【００１３】
エンジン１にて発生したトルクは、発進クラッチ２を介して、変速機１３に入力する。変速機１３は、複数の歯車列および軸からなる歯車式変速機構５と、噛合クラッチ３と、摩擦クラッチ４と、シフト／セレクトアクチュエータ６と、アシストアクチュエータ７とを備えている。噛合クラッチ３は、歯車式変速機構５の歯車列の動力伝達経路を切り替えるものであり、シフト／セレクトアクチュエータ６によって駆動される。摩擦クラッチ４は、変速中のトルク伝達を可能にするものであり、アシストアクチュエータ７によって駆動される。歯車式変速機構５は、入力軸、カウンタ軸および出力軸（ドリブン軸）と、各軸に装着され所定の常時噛合状態にされた歯車列とからなり、出力軸上の歯車列はそれぞれ出力軸に対して遊転可能に装着されている。歯車式変速機構５は、噛合クラッチ３によって歯車列のうち所定歯車が出力軸と同回転される操作を受ける。これにより、所定の変速比が歯車式変速機構５に設定されることになる。噛合クラッチ３の構成については、図２を用いて後述する。
【００１４】
ここで、従来の自動ＭＴでは、変速の際に発進クラッチ２を開放し、エンジン１からの動力伝達を一時的に遮断する。この間に、噛合クラッチ３を油圧あるいは電気的に駆動するシフト/セレクトアクチュエータ６により動作させて、所定の変速段となるよう歯車式変速機構５の歯車列を選択し、その後、発進クラッチ２を再び係合することで変速が完了する。このような変速動作においては、変速中におけるトルク中断が発生し、乗員に違和感を与えることになる。そこで、図１に示す変速機では。発進クラッチ２を係合させた状態で、油圧あるいは電気的に駆動するアシストアクチュエータ７により、摩擦クラッチ４を係合させる。これによって、摩擦クラッチ４により、出力軸へトルク伝達が行われるので、変速中のトルク中断が無く良好な変速特性が実現するものである。
【００１５】
制御装置８は、同時係合判定手段１１と、強制開放手段１２とを備えている。制御装置８には、噛合クラッチ係合検出手段９と、摩擦クラッチ係合検出手段１０による検出信号が入力する。制御装置８は、歯車式変速機構５を構成する各軸の回転数Ni，Noおよび動力源であるエンジン１の回転数Ne、またエンジン１から出力されるトルクを制御するスロットル開度ＴVOなどの信号が入力され、これらの信号に基づいて変速動作を行う基本プログラムと、本実施形態による２つのクラッチの同時係合を検出した際に、少なくともいずれか一方のクラッチを強制的に開放するプログラムをもつマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータは、各プログラムに基づいてシフト/セレクトアクチュエータ６およびアシストアクチュエータ７への制御信号を出力し、噛合クラッチ３および摩擦クラッチ４の係合開放を制御する。
【００１６】
噛合クラッチ係合検出手段９は、噛合クラッチ３の軸方向の移動量から噛合クラッチ３の係合状態を検出する。一方、摩擦クラッチ係合検出手段１０は、摩擦クラッチ４の有するトルク容量などから、摩擦クラッチ４の係合状態を検出する。
【００１７】
そして、制御手段８の同時係合判定手段１１は、噛合クラッチ係合検出手段９および摩擦クラッチ係合検出手段１０の出力信号に基づいて、噛合クラッチ３および摩擦クラッチ４の双方が係合したことを判定する。ここで、同時係合を判定した場合には、強制開放手段１２において少なくとも１つのクラッチを強制的に開放するよう、制御装置８からの指令信号がシフト/セレクトアクチュエータ６およびアシストアクチュエータ７に出力される。
【００１８】
以上のような構成とすることで、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制することができる。
次に、図２を用いて、本実施形態による自動変速機に用いる噛合クラッチの構成について説明する。
図２は、本発明の第１の実施形態による自動変速機に用いられる噛合クラッチの構成を示す部分断面図である。
【００１９】
図１に示した噛合クラッチ３は、クラッチハブスリーブ１４に係合したシフティングキー１５と、所定の遊びを有する状態でシフティングキー１５と共に回転させられるシンクロナイザリング１６と、変速ギア対の入力歯車１７に設けられたコーン部１８とを備えている。クラッチハブスリーブ１４の内周面にはスプライン歯１９が設けられて入力軸とスプライン嵌合され、入力軸と常に一体的に回転させられるようになっている。クラッチハブスリーブ１４が図の右方向へ移動させられると、シフティングキー１５を介してシンクロナイザリング１６がコーン部１８に押圧されてテーパ嵌合させられ、それらの摩擦によって入力歯車１７に動力伝達がおこなわれるようになる。クラッチハブスリーブ１４が更に右方向に移動させられると、スプライン歯１９は、シンクロナイザリング１６に設けられたスプライン歯２０、更には入力歯車１７に設けられたスプライン歯２１と噛合わされ、これにより入力軸と入力歯車１７とが一体的に連結されて、変速ギア対を介して動力伝達が行われシフト動作を完了する。
【００２０】
次に、図３を用いて、本実施形態による自動変速機に用いるシフト/セレクトアクチュエータの構成について説明する。
図３は、本発明の第１の実施形態による自動変速機に用いるシフト/セレクトアクチュエータの構成を示す構成図である。
【００２１】
電動ポンプやアキュムレータで構成される油圧源３０は、シフト/セレクトアクチュエータ６を駆動するための油圧を供給する。シフト方向のアクチュエータは、油圧源３０に接続されたシフト用ソレノイド２２，２３の出力ポートに接続されたシリンダ２４により構成されている。ソレノイド２２，２３は、比例電磁式圧力制御弁であり、シリンダ２４を互いに反対方向に移動可能であると共に、シリンダ２４に連結したストロークセンサ２７の検出値を入力としてマイクコンピュータのＰＷＭ制御によって、シリンダ２４と連結したシフトフォーク２９を動作させる作用荷重を可変する。これにより、噛合クラッチ３のスリーブ１４を軸方向に移動させることができる。また、シフト用ソレノイド２２，２３に同じ油圧を発生させれば、シリンダ２４の圧力バランスにより噛合クラッチ３を中立状態に保持することができる。さらに、セレクト方向のアクチュエータは、セレクト用ソレノイド２６およびソレノイド２６の出力ポートに接続されたシリンダ２８により構成されている。セレクト用ソレノイド２６には、比例電磁式流量制御弁が用いられており、シフトアンドセレクシャフト２５を介して、変速段に応じてシフト動作するシフトフォーク２９が選択される。
【００２２】
ここで、図３に示した油圧システムによって作動する図１の変速機の基本動作を説明する。運転者の操作意志または車両の走行状態から制御手段８のマイクロコンピュータによって変速段が決定されると、セレクト用ソレノイド２６によってシフト動作されるシフトフォーク２９が選択される。そして、シフト用ソレノイド２２，２３が動作することによって、シフトフォーク２９を介して噛合クラッチ３のクラッチハブスリーブ１４を軸方向へ移動させる作用を行い、シフト動作が実行される。
【００２３】
次に、図４を用いて、本実施形態による自動変速機の噛合クラッチ係合検出手段の動作について説明する。
図４は、本発明の第１の実施形態による自動変速機の噛合クラッチ係合検出手段の動作説明図であり、図４（Ａ）は前進５速段および後進変速段を有する変速機構のシフト位置を示しており、図４（Ｂ）は変速機構のシフト方向の移動量を検出するストロークセンサの特性を示している。
図示するように、１速段（1sＴ）、３速段（3rd）および５速段（5Ｔh）の位置と、２速段（2sＴ）、４速段（4Ｔh）および後進段（R）の位置とのストロークは２０ｍｍであり、図３に示したストロークセンサ２７は、０．９〜４．３Ｖの電圧を出力する。ストロークとセンサ出力とは線形な関係にあり、ストロークセンサ信号によりシリンダ２４の可動部材の移動量を検出する。
ここで、ストロークセンサの信号に予めしきい値を設け、噛合クラッチが係合しているか否かを判定できる。ここでは、1sＴ，3rd，5Ｔhの変速段への係合しきい値を１．３Ｖ（Lv135）に設定し、2nd，4Ｔh，Rの変速段への係合しきい値を４．０Ｖ（Lv24R）に設定してある。しきい値の設定は噛合クラッチの各部寸法などによって変化し得る値であるが、クラッチハブスリーブ１４のスプライン歯１９がシンクロナイザリング１６に設けられたスプライン歯２０の溝へ進入可能となる領域よりも更に押付けた領域に設定されている。
【００２４】
図３および図４にて説明したように、クラッチハブスリーブ１４に連結されたシリンダ２４の移動量をストロークセンサ２７で検出することにより、噛合クラッチの係合状態を判定することが可能となる。すなわち、図３に示したストロークセンサ２７が、図１に示した噛合クラッチ係合検出手段９に相当する。また、ストロークセンサ２７は、クラッチハブスリーブに隣接させ、直接クラッチハブスリーブの移動量を検出するような構成としてもよいものである。
【００２５】
次に、図５を用いて、本実施形態による自動変速機の摩擦クラッチ係合検出手段の動作について説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態による自動変速機に用いる摩擦クラッチの構成を示す部分断面図である。
【００２６】
図示するように、摩擦クラッチには湿式多板クラッチが用いられている。ソレノイド４０は、制御装置８からの指令信号に基づいて油圧を発生する。ソレノイド４０には、比例電磁式圧力制御弁が用いられおり、コイルに流れる電流に比例した油圧（アシスト油圧）を発生することができる。このアシスト油圧の発生により、ピストン３５はスプリング３４に抗して移動し、ドライブ側ドラム３８に取り付けられたドライブ側プレート３７は、ドリブン側プレート３３を接触して動力を伝達する。つまり、ソレノイド４０が、図１で述べたアシストアクチュエータ７に相当するものである。また、アシストギア３１は、ドリブン側ドラム３２と固着され、かつ出力軸３６とは空転しており、摩擦クラッチ４の係合によってアシストギア３１から出力軸３６へトルクが伝達される。ここで、アシスト油圧油圧Ｐｃと、それによって生ずるトルク容量Ｔｃとの間には、以下に示す式(１)の関係が成り立つ。
【００２７】
Ｔｃ ＝ μ・Ｒ・N（A・Ｐｃ−F）  …（１）
ここで、μ：摩擦係数、R：クラッチ有効半径、N：プレート枚数、A：ピストン受圧面積、F：ピストン反力である。
【００２８】
ここで、ソレノイド４０から摩擦クラッチ４までの配管には油圧センサ３９が備えられており、アシスト油圧が検出され制御装置８へ入力される。よって、制御装置８において、(1)式より摩擦クラッチ４のトルク容量Ｔｃを算出することができるので、これにより摩擦クラッチの係合状態を検出することができる。すなわち、図５に示した油圧センサ３９が、図１に示した摩擦クラッチ係合検出手段１０に相当する。
【００２９】
次に、図６〜図８を用いて、本発明の第１の実施形態による自動変速機の制御方法について説明する。
【００３０】
図６は、本発明の第１の実施形態による自動変速機の制御装置による制御方法を示すフローチャートであり、図７は、本発明の第１の実施形態による自動変速機の制御装置による制御時のタイムチャートである。図８のフローチャートに示した処理内容は、図１に示した制御装置８のマイクロコンピュータに組み込まれるプログラムである。
【００３１】
図６のステップＳ１において、同時係合判定手段１１は、ソレノイド４０によって発生したアシスト油圧Ｐｃを、摩擦クラッチ係合検出手段９である油圧センサ３９より読み込む。
【００３２】
次に、ステップＳ２において、同時係合判定手段１１は、上述の式（１）により、摩擦クラッチ４のトルク容量Ｔｃを算出する。
【００３３】
次に、ステップＳ３において、同時係合判定手段１１は、エンジン回転数Neを読み込み、また、ステップＳ４において、スロットル開度ＴVOの値を読み込む。
【００３４】
次に、ステップＳ５において、同時係合判定手段１１は、エンジン回転数Ne、スロットル開度ＴVOを用いて、エンジン１から発生するエンジントルクＴeを算出する。このエンジントルクＴeが変速機への入力軸トルクとなる。エンジントルクＴeは、具体的にはエンジントルクマップと称されるテーブルデータにより求められるが、このテーブルデータは事前にベンチ試験によりその特性データを収集しておく必要がある。
【００３５】
次に、ステップｓ６において、同時係合判定手段１１は、２つのクラッチがタイアップして変速機が破損に至るアシスト限界トルク値ＴｃLimを算出する。
【００３６】
ここで、図８を用いて、変速機内部におけるトルクの伝達経路について、詳細に説明する。
図８は、本発明の第１の実施形態による自動変速機の歯車式変速機構の構成を示す概要図である。
【００３７】
図１に示した歯車式変速機構５は、出力軸６１、カウンタ軸６２のほかに第３軸６３が設けられており、この第３軸６３に摩擦クラッチ４が設けられている。ここで、カウンタギア列６４の減速比をｇ0、１速ギア列６５の減速比をｇ１、アシストギア列６６の減速比をｇaとすると、１速ギア比Ｇ１＝ｇ0・ｇ１、アシストギア比Ga＝ｇ0・ｇaとなる。ここで、図８はその他変速段のギア列は省略してある。
【００３８】
１速定常走行において、噛合クラッチ３を介して出力軸６１へ伝達されるトルクはＧ１・Ｔｅとなり、これが出力軸トルクＴoとなる。ここで、摩擦クラッチ４のトルク容量Ｔｃが上昇すると，摩擦クラッチ４による動力損失によって出力軸トルクＴoが低下していく。トルクの釣り合いから考えると，トルク容量Ｔｃは、アシストギア列６６を介してカウンタ軸６２への負荷トルク（１／Ｇａ）・Ｔｃとなる．よって、噛合クラッチ３を介した伝達トルクは、エンジン側からのトルクＧ１・Ｔｅから摩擦クラッチによる負荷トルク（Ｇ１／Ｇａ）・Ｔｃを差し引いたトルクが伝達されるため、出力軸トルクＴoの低下が生じる．ここで，のようなエンジン側からの駆動トルクと，摩擦クラッチ４からの負荷トルク双方の作用により，出力軸トルクＴoは、以下に示す式（２）となる。
【００３９】
Ｔo＝Ｇ１・Ｔｅ−（（Ｇ１−Ｇａ）／Ｇａ）・Ｔａ …（２）
限界値は、式（２）におけるＴoが０以上であることから、これを整理すると、限界値ＴｃLimは、以下の式（３）で与えられる。
【００４０】
ＴｃLim＝Ｇ１・Ｔｅ（Ｇａ／（Ｇ１−Ｇａ）） …（３）
次に、図６のステップＳ７において、同時係合判定手段１１は、トルク容量Ｔｃと限界値ＴｃLimとを比較する。トルク容量Ｔｃが大きい場合には、摩擦クラッチ４が係合状態であると判断し、ステップＳ８へ進む。また、トルク容量Ｔｃが小さい場合には、処理を終了する。
【００４１】
次に、ステップＳ８において、同時係合判定手段１１は、噛合クラッチ係合検出手段９であるストロークセンサ信号SfＴPosを読み込み、ステップＳ９において噛合クラッチの係合状態判定を行う。ストロークセンサ信号SfＴPosが予め定められたしきい値Lv24Rより大きいか、またはしきい値Lv135より小さい場合には、噛合クラッチが完全にストロークして係合状態であると判断して、ステップＳ１０に進む。それ以外の場合は処理を終了する。
【００４２】
次に、ステップＳ１〜Ｓ９の判定により、摩擦クラッチ４および噛合クラッチ３が同時係合していると判定されると、ステップＳ１０において、強制開放手段１２は、摩擦クラッチ４を強制的に開放するようソレノイド４０への指令信号を出力するとともに、ステップＳ１１において、噛合クラッチを中立状態へ開放するようシフト用ソレノイド２２および２３への指令信号を出力する。
【００４３】
以上説明した一連の処理内容は、自動変速機が変速中のみならず、所定ギア段への定常走行時においても常に実行されるものである。
【００４４】
ここで、図７に示すタイムチャートを用いて、本実施形態による自動変速機の制御方法について説明する。ここでは、１―２変速における制御方法を例にして説明する。
【００４５】
図示するように、１速定常走行時に時刻Ｔ0において、制御装置８により変速判断が下されると、図７（Ｆ）に示すように、制御装置８は、摩擦クラッチ４に作用する油圧の油圧指令値Ｐｃを最大値に設定し、所定時間（Ｔp）保持する。ここで、所定時間Ｔpは、摩擦クラッチ４に作用する油圧の応答遅れを補正するためのプリチャージ期間であり、変速機の運転条件によって予め実験により求められた最適値が制御装置８に記憶されている。
【００４６】
次に、時刻Ｔ1において、制御装置８は、摩擦クラッチ４にて生じたトルク容量と噛合クラッチ３に掛かるトルクが一致する時期を認識すると、図７（Ｃ），（Ｄ）に示すように、噛合クラッチ３を１速から中立状態へ移行させるべくシフト/セレクトアクチュエータ６への指令信号ＤｕＴｙ指令１３５およびＤｕＴｙ指令２４Ｒが所定の値に設定される。ここで、噛合クラッチ３と摩擦クラッチ４とのいわゆるクラッチ架け替えタイミングが最適でない場合には、タイアップやアンダーラップにより変速性能が著しく低下したり、また変速機構の破損を促すことになる。よって、時刻Ｔ0から時刻Ｔ1までの最適時間を予め実験により求める、あるいは摩擦クラッチ４にて生じるトルク容量を油圧センサを用いて検出あるいは推定し、架け替えタイミングが最適となるよう制御装置８により制御される。そして、噛合クラッチ３が中立状態となると、図７（Ｂ）に示すように、摩擦クラッチ４の滑りによって、入力軸回転数Niが低下を始める。
次に、時刻Ｔ1以降は、制御装置８は、入力軸回転数Niが目標値（図示していない）と一致するよう、摩擦クラッチ４に作用する油圧をフィードバック制御する。この目標値は変速機の運転状態や変速時間を考慮して予め設定されるものである。また、この間は摩擦クラッチ４を介して出力軸へトルク伝達されるため、従来の自動ＭＴの変速性能とは異なり、変速中のトルク中断が抑制され、スムーズな変速性能を実現することができる。
【００４７】
次に、時刻Ｔ2において、制御装置８は、図７（Ｂ）に示すように、入力軸回転数Niが２速における目標回転数NiRefまで低下したことを検出すると、トルクの伝達経路を摩擦クラッチから噛合クラッチへと切り換える。具体的には、図７（Ｄ）に示すように、ＤｕＴｙ指令２４Ｒを徐々に減少させていき、噛合クラッチ３を中立状態から２速へ移行させると共に、摩擦クラッチを開放させるべく、図７（Ｆ）に示すように、油圧指令値を減少させる。ここで、図７（Ｇ）に示す状態では、時刻Ｔ２以降に実線で示すように、図５で説明したソレノイド４０が機械的な動作不良により、アシスト油圧が低下せず油圧が保持されたままになっている。
【００４８】
ここで、時刻Ｔ3において、図７（Ｅ）に示すように、同時係合判定手段１１は、ストロークセンサ信号SfＴPosから噛合クラッチ３が、２速係合状態であることを検出する。また、アシスト油圧Ｐｃから算出したクラッチ容量Ｔｃが、アシスト限界トルクＴｃLimを超過しており、摩擦クラッチ４が係合状態であることが検出される。したがって、同時係合判定手段１１は、クラッチの同時係合と判定し、この判定に基づいて、強制開放手段１２は、双方のクラッチを開放すべく、図７（Ｄ）に示すように、ＤｕＴｙ指令２４Ｒを再び上昇させ、噛合式クラッチを中立状態へ再び移行させる。
【００４９】
このように、何らかの要因によって噛合クラッチ３と摩擦クラッチ４との同時係合が発生した場合でも、油圧センサおよびストロークセンサを用いて、それぞれのクラッチの係合状態を検出し、クラッチの同時係合を判定した場合には、図６にて説明した制御装置８における一連の処理により、双方のクラッチを開放するよう、シフト/セレクトアクチュエータ６およびアシストアクチュエータ７に指令信号を出力する。このような一連の処理内容とすることで、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して変速機の耐久性低下を抑制することができる。
【００５０】
次に、図９および図１０を用いて、本実施形態による自動変速機の摩擦クラッチ係合検出手段の他の例について説明する。
【００５１】
図９は、本発明の第１の実施形態による摩擦クラッチ係合検出手段の他の例の動作説明図であり、図１０は、本発明の第１の実施形態による摩擦クラッチ係合検出手段の他の例である油圧スイッチの特性を示す特性図である。
【００５２】
図９において、油圧シリンダ４１に作動油が充満し圧力が上昇すると、その圧力によってピストン４２が図９の矢印方向に移動する。ピストン４２の動作にしたがい、摩擦クラッチ４が押し付けられていくことになるが、摩擦クラッチ４の係合状態を検出するため、油圧シリンダ４１に油圧スイッチ４３を配置する。油圧スイッチ４３が、図１に示した摩擦クラッチ係合検出手段１０に相当する。
【００５３】
油圧スイッチ４３は通常はオン状態となっており、油圧シリンダ４１の油圧が所定の値よりも大きくなると、オフ状態となる。このような構成とすることで、図１０の直線４４に示すように、摩擦クラッチ４の油圧が所定値を超過するまでは、制御装置８への入力信号４５は、図１０に示すように、Lowレベルとなり、摩擦クラッチ４の油圧が所定値を超過すると入力信号４５はHighレベルとなる。この油圧スイッチ４３を用いることで、摩擦クラッチ４の係合状態の検出が可能となる。
【００５４】
以上説明したように、本実施形態によると、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を検出すると、いずれか一方を強制開放して、同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制することができる。
【００５５】
次に、図１１を用いて、本発明の第２の実施形態による自動変速機の制御装置について説明する。
図１１は、本発明の第２の実施形態による自動変速機の制御装置の油圧回路図である。
【００５６】
図示のように、シリンダ２４はシフト用ソレノイド２２および２３の出力ポートに接続されている。シフト用ソレノイド２２および２３にて発生した油圧によって、シリンダ２４に内蔵されたピストンを移動させる。シフトバルブ５１は、シリンダ２４に内蔵されたピストンと連結しており、ピストンのストロークに連動して、図示のように矢印の方向へ移動可能な稼動部材が備え付けられている。シフトバルブ５１は、油圧源３０と接続されており、シリンダ２４が中立の場合には元圧が遮断されるが、噛合クラッチを係合させるべくピストンが移動すると、油圧源３０からの元圧はシフトバルブ５１を経て配管５２へ出力される。すなわち、シフトバルブ５１が噛合クラッチ係合検出手段９の動作に相当するものである。
【００５７】
次に、配管５２はタイアップバルブ５３に接続されている。タイアップバルブ５３は、図示のようにスプール弁とリターンスプリングで構成されている。タイアップバルブ５３には、シフトバルブ５１からの油圧およびアシストクラッチ駆動用のソレノイド４０のアシスト油圧が入力されている。アシスト油圧は、配管５６の内部の油圧であり、摩擦クラッチが係合されている場合には、配管５６に油圧が発生しており、摩擦クラッチが係合されていることを判定することができる。すなわち、配管５６が摩擦クラッチ係合検出手段１０に相当する。
【００５８】
すなわち、配管５２と配管５６に２つの油圧が生じているときには、配管５４に油圧が発生する。配管５４に油圧が発生する条件は、タイアップバルブ５３の配管径やリターンスプリングのばね定数等により定義されるものである。すなわち、タイアップバルブ５３が、同時係合判定手段１１の動作に相当するものである。
【００５９】
さらに、配管５４はドレインバルブ５５に接続されている。ドレインバルブ５５は、図示のようにスプール弁とリターンスプリングで構成されている。ドレインバルブ５５は、タイアップバルブ５３からの出力圧が生じていない場合には、ソレノイド４０のアシスト油圧がタイアップバルブを介して、摩擦クラッチ４へ直接作用し、クラッチの係合/開放を行う。しかし、配管５４にタイアップバルブ５３の出力圧が生じると、ドレインバルブ５５のスプール弁がストロークして、ソレノイド４０のアシスト油圧がドレインする構造になっている。すなわち、ドレインバルブ５５が強制開放手段１２の動作に相当するものである。
【００６０】
以上述べたように、本実施形態では、シフトバルブ５１にて噛合クラッチの係合状態を検出し、タイアップバルブ５３にてソレノイド４０の作動圧とが同時発生していることにより、噛合クラッチと摩擦クラッチとの同時係合と判定する。そして、ドレインバルブ５３にて摩擦クラッチへ作用する油圧をドレインさせることで、摩擦クラッチを強制的に開放することができる。このような油圧回路構成とすることにより、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止すべく、機械的に動作するので、変速機破損を防止することが可能となる。
なお、以上説明した各実施形態において、自動変速機は、複数の前進変速段を予め定められた変速マップに従って自動的に切り換えるものでも良いし、運転者の変速意志をスイッチ等で検出し、その変速意志に従って変速段を切り換えるものでもよいものである。
また、エンジン等の車両駆動力源としては、ガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジン、天然ガスエンジンまたはモータなどでもよいものである。
さらに、車両駆動力源と変速機との間には、例えば摩擦クラッチや電磁クラッチ等の自動クラッチ（発進クラッチ）が配設されるが、トルクコンバータ等の流体継手などが設けられてもよいものである。
また、アクチュエータとしては、エアシリンダや油圧シリンダ等の流体圧式アクチュエータが好適に用いられるが、電動モータ等の電気式アクチュエータ等が用いられてもよく、変速機構の構成などに応じて適宜定められるものである。
【００６１】
【発明の効果】
本発明によれば、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して変速機の耐久性低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による自動変速機の制御装置を用いた自動変速機制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態による自動変速機に用いられる噛合クラッチの構成を示す部分断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態による自動変速機に用いるシフト/セレクトアクチュエータの構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第１の実施形態による自動変速機の噛合クラッチ係合検出手段の動作説明図である。
【図５】本発明の第１の実施形態による自動変速機に用いる摩擦クラッチの構成を示す部分断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態による自動変速機の制御装置による制御方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態による自動変速機の制御装置による制御時のタイムチャートである。
【図８】本発明の第１の実施形態による自動変速機の歯車式変速機構の構成を示す概要図である。
【図９】本発明の第１の実施形態による摩擦クラッチ係合検出手段の他の例の動作説明図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態による摩擦クラッチ係合検出手段の他の例である油圧スイッチの特性を示す特性図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態による自動変速機の制御装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
１…エンジン
２…発進クラッチ
３…噛合クラッチ
４…摩擦クラッチ
５…歯車式変速機構
６…シフト/セレクトアクチュエータ
７…アシストアクチュエータ
８…制御装置
９…噛合クラッチ係合検出手段
１０…摩擦クラッチ係合検出手段
１１…同時係合判定手段
１２…強制開放手段
１３…変速機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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