JP2005090604A - 自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入力軸から出力軸への伝達トルクを可変するクラッチと非対称のチャンファ面を有するシンクロ機構とによる変速制御時のスプライン噛合を良好に維持し、変速ショックを防止する。
【解決手段】バイパスクラッチの締結力を制御し（Ｓ１０１）、バイパスクラッチの伝達トルクＴａがエンジントルクＴｅに略等しくなったとき、１速ギヤを開放し（Ｓ１０３）、バイパスクラッチのトルクアップによる回転数フィードバック制御の目標値を同期判定回転数範囲内に設定して２速ギヤ回転同期を行い（Ｓ１０４）、回転同期した否かを判定する（Ｓ１０５）。その結果、回転同期条件を満足したとき、シンクロ機構のシンクロスリーブを２速ドリブンギヤのギヤドッグ側にシフトさせて噛み合わせ、２速ギヤを締結する（Ｓ１０６）。これにより、変速制御時のスプライン噛合を良好に維持し、変速ショックを防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ギヤ式のマニュアル変速機の構成をベースとした自動変速機の変速制御装置に関する。

エンジンに連結する変速機として、既存のギヤ式マニュアル変速機をベースとしてクラッチ操作や各変速ギヤ列の回転同期切換えを行うシンクロ機構のシフト操作をアクチュエータを用いて自動化し、高効率を維持しながら通常の自動変速機同様にマニュアル変速操作が不要な機械式自動変速機（ＡＭＴ：Automatic Mechanical Transmission ）が知られている。この機械式自動変速機には、特開２００１−２２７５９９号公報に開示されているように、エンジンのクランク軸と変速機の入力軸との間に介装されたメインクラッチの他に、シフトチェンジ時におけるトルク切れを防止するためのサブクラッチを追加した構成がある。

サブクラッチは、変速ギヤ列の一方の変速ギヤが取り付けられた入力軸の軸線上、入力軸および出力軸に対して平行に配置されたカウンタ軸の軸線上、或いは、変速ギヤ列を構成する各変速ギヤが取り付けられた複数の取り付け軸の軸線上以外の位置に配置された中間軸等に設けられ、入力軸から出力軸に伝達される伝達トルクが可変制御される。このサブクラッチの伝達トルク制御は、シンクロ機構のシンクロスリーブに対するシフト制御とのタイミング制御に基づいて実行される。

このサブクラッチの伝達トルク制御及びシンクロ機構のシフト制御について、１速から２速への変速動作を例に取って説明する。尚、１速と２速との回転同期を行うシンクロ機構は、出力軸に回転自在に取り付けられた１速ドリブンギヤと２速ドリブンギヤとの間の出力軸上に設けられ、シンクロスリーブが出力軸と一体回転するシンクロハブにスプライン結合されているものとする。

図１０のフローチャートに示すように、先ず、サブクラッチを締結し、入力軸からサブクラッチを経由して出力軸に伝達される伝達トルクがエンジントルク相当のトルクとなるように、サブクラッチの締結力を制御する（ステップＳ１）。そして、サブクラッチ経由の伝達トルクがエンジントルク相当になり、エンジントルクがすべてサブクラッチを介して伝達されて１速ギヤへのトルクが無くなったとき、シンクロスリーブを１速ギヤのギヤドッグから離間させて１速ギヤを開放する（ステップＳ２，Ｓ３）。

次に、入力軸回転数が２速相当の回転数となるようにサブクラッチをトルクアップ制御して回転同期を行い（ステップＳ４）、回転が同期したか否かの判定を行う（ステップＳ５）。この回転同期の判定は、入力軸回転数Ｎiが出力軸回転数に２速のギヤ比を乗算した回転数（同期回転数）Ｎｏに対して差回転αによる上下限範囲（Ｎｏ±αの範囲）内に入ったか否かを調べることで判定するようにしており、Ｎｏ−α≦Ｎi≦Ｎｏ＋αになり、回転同期がとれたと判定されたときには、シンクロスリーブを２速ギヤのギヤドッグに噛み合わせて２速ギヤを締結する（ステップＳ６）。そして、サブクラッチを開放し（ステップＳ７）、変速動作を終了する。

一方、このような機械式自動変速機では、コスト低減のため、マニュアル変速機との部品の共用化を図り、マニュアル変速機のシンクロ機構におけるシンクロスリーブ、ボークリング（シンクロナイザーリングと称する場合もある）、ギヤドッグ（クラッチギヤと称する場合もある）等を流用することが行われる。マニュアル変速機のシンクロ機構では、シフトフィーリングの向上のため、実開昭５０−１２２７３２号公報に開示されているように、非対称の接触面を有するチャンファ形状を、スリーブスプライン（シンクロスリーブ）、ギヤスプライン（ギヤドッグ）に設けることがある。

すなわち、図１１及び図１２に示すように、シンクロ機構において互いにスプライン噛合するシンクロスリーブ５１とボークリング５２とギヤドッグ５３とに対し、シンクロスリーブ５１の先端に設けられたチャンファ面５１ａ，５１ｂの稜線をスリーブ軸線上からずらして非対称とし、一方のチャンファ面５１ａの面積を大きくし、他方のチャンファ面５１ｂの面積を相対的に小さく形成する。また、これに対応して、ギヤドッグ５３先端のチャンファ面５３ａ，５３ｂの稜線をギヤドッグ軸線上からずらして非対称とし、一方のチャンファ面５３ａの面積を大きくし、他方のチャンファ面５３ｂの面積を相対的に小さく形成することにより、シンクロスリーブ５１がギヤドッグ５３と噛み合う際に、ギヤドッグ５３の引きずりトルクに対抗してギヤドッグ５３をずらす力を小さくし、シフトフィーリングを向上する。

尚、以下では、面積の小さい方のチャンファ面を形成する際のシンクロスリーブ５１及びギヤドッグ５３のスプライン側面を基準として、面積の小さい方のチャンファ面を鋭角のチャンファ面、面積の大きい方のチャンファ面を鈍角のチャンファ面と称することにする。
特開２００１−２２７５９９号公報 実開昭５０−１２２７３２号公報

上述のシンクロスリーブ及びギヤドッグのチャンファ面を非対称に形成したシンクロ機構を採用し、差回転αによる上下限範囲の回転同期判定を行う場合、図１１に示すように、入力側のギヤドッグ５３の回転数（１速から２速への変速の場合、２速ギヤの回転数）Ｎ２ｎｄが出力側のシンクロスリーブ５１の回転数Ｎｏｔより小さい状態で互いのチャンファ面が接触する場合と、図１２に示すように、ギヤドッグ５３の回転数Ｎ２ｎｄがシンクロスリーブ５１の回転数Ｎｏｔより大きい状態で互いのチャンファ面が接触する場合とがある。

ギヤドッグ５３の回転数がシンクロスリーブ５１の回転数より小さい前者の場合、図１１（ａ）に示すように、シンクロスリーブ５１の鈍角のチャンファ面５１ａがギヤドッグ５３の鈍角のチャンファ面５３ａに接触してギヤドッグ５３をずらす場合には、ギヤドッグ５３がシンクロスリーブ５１から相対的に離れる方向となり、接触面におけるシンクロスリーブ５１のシフト方向の分力を十分に確保することができ、円滑なスプライン噛合を得ることができる。

また、図１１（ｂ）に示すように、シンクロスリーブ５１の鋭角のチャンファ面５１ｂがギヤドッグ５３の鋭角のチャンファ面５３ｂに接触してギヤドッグ５３をずらす場合、シンクロスリーブ５１とギヤドッグ５３とが押し付け合う向きとなるが、鋭角の接触面であるため、シンクロスリーブ５１のシフト方向の分力に与える影響が小さく、同様に、円滑なスプライン噛合を確保することができる。

一方、ギヤドッグ５３の回転数がシンクロスリーブ５１の回転数より大きい後者の場合、図１２（ｂ）に示すように、シンクロスリーブ５１の鋭角のチャンファ面５１ｂがギヤドッグ５３の鋭角のチャンファ面５３ｂに接触してギヤドッグ５３をずらす場合には、図１１（ａ）の場合と同様にギヤドッグ５３がシンクロスリーブ５１から相対的に離れる方向となって不都合はない。

しかしながら、図１２（ａ）に示すように、シンクロスリーブ５１の鈍角のチャンファ面５１ａがギヤドッグ５３の鈍角のチャンファ面５３ａに接触してギヤドッグ５３をずらす場合には、鈍角の接触面でギヤドッグ５３とシンクロスリーブ５１とが押し付け合うことになり、入力軸及び出力軸から掛かるトルクによって接触面におけるシンクロスリーブ５１のシフト方向の分力が小さくなってしまい、シンクロスリーブ５１の移動が阻害される。このため、シフトスピードが低下し、シフト開始時には取れていた回転同期がシフトストローク中に崩れ、変速ショックが発生する虞がある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、入力軸から出力軸への伝達トルクを可変するクラッチと非対称のチャンファ面を有するシンクロ機構とによる変速制御時のスプライン噛合を良好に維持し、変速ショックを防止することのできる自動変速機の変速制御装置を提供することを目的としている。

本発明による自動変速機の変速制御装置は、非対称のチャンファ面を有するシンクロ機構と、入力軸から出力軸への伝達トルクを可変するクラッチとを制御し、ギヤ式変速機の変速動作を自動的に制御する自動変速機の変速制御装置であって、上記シンクロ機構の回転同期を判定するための同期判定回転数範囲を、この同期判定回転数範囲の上限値が出力軸回転数にギヤ比を乗算した同期回転数を上回らないよう設定する手段と、上記ギヤ式変速機を変速動作させるとき、上記クラッチのトルク可変による回転数フィードバック制御の目標値を、上記同期判定回転数範囲内に設定して上記シンクロ機構の回転同期を行う手段と、入力軸回転数が上記同期判定回転数範囲内となったとき、上記シンクロ機構をシフト動作させて変速段を変更する手段とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、入力軸から出力軸への伝達トルクを可変するクラッチと非対称のチャンファ面を有するシンクロ機構とによる変速制御時のスプライン噛合を良好に維持することができ、変速ショックを防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図５は本発明の実施の第１形態に係わり、図１は変速系の構成図、図２は１速から２速への変速制御を示すフローチャート、図３はバイパスクラッチのトルクアップ制御を示すフローチャート、図４は入力軸回転数と同期判定の回転数範囲とを示す説明図、図５は入力軸回転数と同期回転数とギヤ締結タイミングとの関係を示す説明図である。

図１において、符号１はエンジンであり、このエンジン１の出力軸に入力クラッチ２を介して変速機３が連設されている。図１は、前進５段の自動変速機を車両上縦置きにレイアウトした例を示しており、変速機３の入力軸４、出力軸５、アイドラ軸６及び中間軸７が互いに平行に配置されている。入力クラッチ２は、エンジン１の動力を入力軸４に伝達し、或いはそれを遮断するメインクラッチであり、例えば乾式単板クラッチからなり、油圧制御によって締結力が制御される。

エンジン１側から変速機３に入力される動力は、基本的には、特定のギヤ列を介して入力軸４から出力軸５に伝達される。出力軸５に伝達された動力は、更に、センターディファレンシャル装置８を介してフロントドライブ軸９とリアドライブ軸１０とに分配され、フロントドライブ軸９の動力がフロントディファレンシャル装置１１を介して左右の前輪に伝達され、同様に、リアドライブ軸１０の動力が図示しないリアディファレンシャル装置を介して左右の後輪に伝達される。

尚、出力軸５は中空状に形成され、この中空状の出力軸５の内部を貫通した状態でフロントドライブ軸９が回転自在に取付けられている。また、センターディファレンシャル装置８は、図１においては、プラネタリ式デファレンシャル装置であり、プラネタリキャリアとリアドライブ軸１０との間には、多板クラッチで構成された差動制限機構１２が介装されている。この差動制限機構１２は、良好な走行性を確保するために設けられており、走行状況（例えば、スリップの程度や舵角）に応じて多板クラッチの係合状態が制御される。

ここで、変速機３は、複数の変速ギヤ列を有する機械式変速機であり、入力軸４と出力軸５との間に、１速から５速までの各変速比を規定する複数の変速ギヤ列が設けられている。各変速ギヤ列は、図１の左側から軸方向に、１速のドライブギヤ及びドリブンギヤからなる変速ギヤ列１３，１４、２速のドライブギヤ及びドリブンギヤからなる変速ギヤ列１５，１６、３速のドライブギヤ及びドリブンギヤからなる変速ギヤ列１７，１８、４速のドライブギヤ及びドリブンギヤからなる変速ギヤ列１９，２０、５速のドライブギヤ及びドリブンギヤからなる変速ギヤ列２１，２２の順に並んでいる。

１速ドライブギヤ１３は、入力軸４に固定的に取り付けられており、この１速ドライブギヤ１３と噛合する１速ドリブンギヤ１４は、出力軸５に回転自在な状態で取り付けられている。同様に、２速ドライブギヤ１５は、入力軸５に固定的に取り付けられ、この２速ドライブギヤ１５と噛合する２速ドリブンギヤ１６は、出力軸５に回転自在に取り付けられている。

一方、３速ドライブギヤ１７は、入力軸４に回転自在に取り付けられ、この３速ドライブギヤ１７と噛合する３速ドリブンギヤ１８は、出力軸５に固定的に取り付けられている。また、４速ドライブギヤ１９は、入力軸４に回転自在に取り付けられており、この４速ドライブギヤ１９と噛合する４速ドリブンギヤ２０は、出力軸５に固定的に取り付けられている。更に、５速ドライブギヤ２１は、入力軸４に回転自在に取り付けられ、この５速ドライブギヤ２１と噛合する５速ドリブンギヤ２２は、出力軸５に固定的に取り付けられている。尚、各変速段の変速比は、対応する変速ギヤ列のギヤ比によって規定される。

各変速ギヤ列の切換えは、３つのシンクロ機構２３，２４，２５によって行われる。第１のシンクロ機構２３は、１速ドリブンギヤ１４と２速ドリブンギヤ１６との間における出力軸５上に設けられている。また、第２のシンクロ機構２４は、３速ドライブギヤ１７と４速ドライブギヤ１９との間における入力軸４上に設けられている。更に、第３のシンクロ機構２５は、５速ドライブギヤ２１の背面側近傍における入力軸４上に設けられている。

これらのシンクロ機構２３〜２５は、入力軸４或いは出力軸５と一体回転するシンクロハブ５０にスプライン結合されるシンクロスリーブ５１、ボークリング５２、ギヤドッグ５３を基本要素として回転同期を行う周知の構造であり、前述の図１１，図１２で説明したように、シンクロスリーブ５１及びギヤドッグ５３の各チャンファ面が、それぞれ非対称に形成されている。シンクロ機構２３〜２５の各シンクロスリーブ５１の軸方向へのシフトは、油圧によって自動制御される。このシフトの自動制御は、以下に述べるバイパスクラッチ３０に対する伝達トルク制御とのタイミング制御により行われる。

尚、符号２６は、シンクロスリーブ５１の外周に一体的に取り付けられた後退用ドリブンギヤであり、符号２７は、入力軸４に固定的に取り付けられた後退用ドライブギヤである。後退時においては、アイドラ軸６に回転自在に取り付けられたアイドラギヤ２８がアイドラ軸６上を軸方向にスライドして、後退用ドライブギヤ２７及び後退用ドリブンギヤ２６の双方と噛合することにより、入力軸４の動力が後退用ドライブギヤ２７、アイドラギヤ２８及び後退用ドリブンギヤ２６を介して出力軸５に伝達される。その結果、後退時には、アイドラギヤ２８を介して出力軸５に動力が伝達されることになり、出力軸５の回転方向は前進時とは逆になって駆動輪は後退方向に回転する。

バイパスクラッチ３０は、油圧制御される湿式多板式クラッチからなるサブクラッチであり、クラッチドラム３０ａ及びクラッチハブ３０ｂという一対の回転部材を有している。シンクロ機構２３〜２５によるシフトチェンジ時においては、バイパスクラッチ３０が半クラッチ状態に設定され、入力側ギヤ列を形成する２つの中間ギヤ３１，３２、バイパスクラッチ３０、出力側ギヤ列を形成する中間ギヤ３３と５速ドライブギヤ２１と５速ドリブンギヤ２２とを介した動力伝達経路が入出力軸４，５間に設定される。

具体的には、入力軸４の端部（入力クラッチ２の反対側）に、第１の中間ギヤ３１が固定的に取り付けられており、中間軸７に回転自在に取り付けられた第２の中間ギヤ３２と噛合している。この第２の中間ギヤ３２は、バイパスクラッチ３０のクラッチドラム３０ａと一体的に連結している。また、バイパスクラッチ３０のクラッチハブ３０ｂは、中間軸７に固定的に取り付けられた第３の中間ギヤ３３に一体的に連結している。そして、第３の中間ギヤ３３は、入力軸４に回転自在に取り付けられた５速ドライブギヤ２１を介して、出力軸５に固定的に取り付けられた５速ドリブンギヤ２２と噛合している。

尚、ギヤ列３１，３２又はギヤ列２１，３３のギヤ比は、増速又は減速のギヤ比に設定されている。１速−２速や２速−３速の低速側のシフトチェンジにおいては、出力トルクの落ち込みによるシフトショックが問題となるが、４速−５速といった高速側のシフトチェンジにおいては、ドライバーが不快に感じる程大きなショックは生じない。このような観点から、入力側ギヤ列３１，３２と出力側ギヤ列３３，２１，２２とからなる総ギヤ列のギヤ比を、３速から４速までの変速比相当に設定している。

以上の構成による自動変速機は、制御ユニット１００によって制御される。制御ユニット１００には、入力軸４の回転数Ｎｉ、出力軸５の回転数Ｎｏｕｔ、エンジン回転数Ｎｅ、その他、アクセル開度（スロットル開度でも可）、車速、選択されている変速段及びセレクト位置等の各種信号が入力される。制御ユニット１００は、これらの信号から現在の走行状態に応じた変速段を特定し、図示しない油圧回路に対して適切な制御信号を出力する。

油圧回路は、エンジン１又は電動モータで駆動されるオイルポンプや電磁バルブ等で構成され、制御ユニット１００からの制御信号に応じて、入力クラッチ２、バイパスクラッチ３０、その他、シンクロ機構２３〜２５の各シンクロスリーブ５１やアイドラギヤ２８をスライドさせるための各種油圧アクチュエータに、調圧された油圧を供給する。

制御ユニット１００による変速制御においては、シンクロ機構２３〜２５に対するシフト制御とバイパスクラッチ３０に対する伝達トルク制御とのタイミング制御により、予めプログラムされた変速パターンに従って、適宜、シフトアップ、シフトダウンを行う。その際、シンクロ機構の回転同期を最適に制御し、非対称のチャンファ面を有するシンクロ機構２３〜２５における円滑なスプライン噛合を維持し、円滑な変速動作を確保するようにしている。

特に、ドライバーが不快に感じるショックが発生する虞のある１速から２速への変速時、第１のシンクロ機構２３の円滑なシフト動作を妨げるスプライン噛合の機会（シンクロスリーブ５１の鈍角のチャンファ面５１ａとギヤドッグ５３の鈍角のチャンファ面５３ａとが接触する機会）をなくし、良好なスプライン噛合を確保して変速ショックを未然に回避する。

以下、１速から２速への変速制御について、図２及び図３のフローチャートを用いて説明する。

先ず、ステップＳ１０１において、バイパスクラッチ３０の締結力を制御し、入力軸４からバイパスクラッチ３０を経由して出力軸５に伝達される伝達トルクＴａがエンジントルクＴｅ相当のトルクとなるように制御する。具体的には、入力クラッチ２の係合状態を維持したままでバイパスクラッチ３０の油圧を制御して半クラッチ状態とし、１速の変速ギヤ列１３，１４を介した動力の伝達経路と共に、バイパスクラッチ３０を介した動力伝達経路を形成する。このとき、入力軸４の動力は、入力軸４と一体的に回転するギヤ列３１，３２を介して、バイパスクラッチ３０のクラッチドラム３０ａ側に伝達され、更に、バイパスクラッチ３０の係合の程度に応じて、クラッチドラム３０ａ側の動力がクラッチハブ３０ｂ側へ伝達され、このクラッチハブ３０ｂから出力軸５へと動力が伝達される。このような動力伝達経路において、５速ドライブギヤ２１は、アイドラギヤとして機能する。

そして、ステップＳ１０２において、バイパスクラッチ３０の伝達トルクＴａがエンジントルクＴｅに略等しくなったか否かを調べ、Ｔａ≠Ｔｅの場合には、ステップＳ１０１に戻ってバイパスクラッチ３０の締結力を制御し、Ｔａ≒Ｔｅの場合、ステップＳ１０３へ進んで１速ギヤを開放する。すなわち、エンジントルクＴｅのほとんどがバイパスクラッチ３０を介した動力伝達経路を経由し、１速の変速ギヤ列１３，１４の伝達トルクが実質的に０になったタイミングで、第１のシンクロ機構２３のシンクロスリーブ５１を中立位置へとシフトさせ、１速ドリブンギヤ１４側のギヤドッグ５３とシンクロスリーブ５１との噛み合いを開放する。

次に、ステップＳ１０４へ進んで図３の処理を実行し、入力軸回転数Ｎｉが出力軸回転数Ｎｏｕｔに２速のギヤ比ｉ２を乗算した回転数（同期回転数）Ｎｏに略等しくなるようにバイパスクラッチ３０の油圧を上昇させてトルクアップ制御することにより、車速対応の２速ギヤ回転同期を行う。

このトルクアップ制御では、入力軸回転数Ｎｉに対する回転数フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御の目標値を、同期回転数Ｎｏを２速ギヤ締結開始時の回転数と同量のオフセット値βだけ低回転側にオフセットさせた値（Ｎｏ−β）とする。これは、以下のステップＳ１０４において、入力軸回転数Ｎｉが同期判定回転数範囲内に入ったか否かにより同期判定を行う際に、同期回転数Ｎｏをオフセット値βだけ低回転側にオフセットさせた回転数（Ｎｏ−β）を中心として上下に差回転αの幅の同期判定回転数範囲（Ｎｏ−β±αの範囲）を設定することに呼応するものである。

すなわち、図４に示すように、同期回転数Ｎｏを目標値としてバイパスクラッチ３０のトルクアップ制御により入力軸回転数Ｎｉの回転同期を行った場合には、入力軸回転数Ｎｉが同期回転数Ｎｏに向かって収束するよう制御されることから、入力軸回転数Ｎｉが同期回転数Ｎｏに向かって収束していく過程において、入力軸回転数Ｎｉが同期判定回転数範囲の上限値（Ｎｏ＋α−β）より高い状態に止まって同期判定がなされず、ギヤ締結の機会を失う虞がある。このため、バイパスクラッチ３０のトルクアップによる回転数フィードバック制御の目標値を、同期回転数Ｎｏから同期判定回転数範囲の中心値（Ｎｏ−β）にオフセットさせることで、確実にギヤ締結の機会を得るようにする。

具体的には、先ず、図３のステップＳ２０１において、同期回転数Ｎｏをオフセット値βだけ低回転側にオフセットさせて入力軸回転数Ｎｉの回転フィードバックの目標値とし、以下の（１）式に示すように、入力軸回転数Ｎｉと回転フィードバックの目標値との差分に比例定数Ｋｐを乗算してＦ／Ｂ比例量Ｔｆｂｐを算出する。
Ｔｆｂｐ＝Ｋｐ×（Ｎｉ−（Ｎｏ−β）） …（１）

続くステップＳ２０２では、以下の（２）式に示すように、入力軸回転数Ｎｉと回転フィードバックの目標値との差分に積分定数Ｋｉを乗算した値を演算周期毎に積算し、Ｆ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉを算出する。
Ｔｆｂｉ＝Ｔｆｂｉ＋Ｋｉ×（Ｎｉ−（Ｎｏ−β）） …（２）

更に、ステップＳ２０３で、以下の（３）式に示すように、バイパスクラッチ３０の回転同期開始時の入力軸回転数及び入力トルクと目標変速時間とから演算されるバイパスクラッチ締結力のフィードフォーワード分Ｔｆｆに、Ｆ／Ｂ比例量ＴｆｂｐとＦ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉとを加算してバイパスクラッチ締結力Ｔを算出し、対応する油圧を出力することにより、バイパスクラッチ３０をトルクアップする。
Ｔ＝Ｔｆｆ＋Ｔｆｂｐ＋Ｔｆｂｉ …（３）

以上のバイパスクラッチ３０のトルクアップ制御により、入力側ギヤ列３１，３２と出力側ギヤ列３３，２１，２２とを介して出力軸５に伝達されるトルクが上昇する。このとき、総ギヤ列のギヤ比が３速〜４速相当の変速比に設定されているので、入力軸回転数（１速ギヤでのエンジン回転数）Ｎｉは、３速〜４速相当に向けて低下していく。そして、ステップＳ１０５において、回転同期判定を行う。

この回転同期判定は、入力軸回転数Ｎｉが同期回転数Ｎｏに差回転αを加えた上限値と同期回転数Ｎｏから差回転αを減算した下限値との範囲（Ｎｏ±αの範囲）内に入ったか否かを判定する従来の同期判定に対し、同期回転数Ｎｏをオフセット値βだけ低回転側にオフセットさせた回転数（Ｎｏ−β）を中心として上下に差回転αの幅を有する同期判定回転数範囲（Ｎｏ−β±αの範囲）、換言すれば、同期回転数Ｎｏに差回転αを加えた値と同期回転数Ｎｏから差回転αを減算した値との双方を、オフセット値βだけ低回転数側にオフセットさせた同期判定回転数範囲内に入力軸回転数Ｎｉが入ったか否かを判定することにより行う。

ここで、オフセット値βは、差回転α以上の値とし（β≧α）、回転同期判定における上限値（Ｎｏ＋α−β）が同期回転数Ｎｏを上回らないようにする。また、同期判定回転数範囲の幅を、従来と同様の回転数幅２αとするのは、必要な判定時間を確保するためである。

そして、入力軸回転数ＮｉがＮｏ−α−β≦Ｎｉ≦Ｎｏ＋α−βの条件を満足するまで前述のステップＳ１０４のトルクアップ制御を行い、Ｎｏ−α−β≦Ｎｉ≦Ｎｏ＋α−βの条件を満足したとき、２速へのシフト操作可能な回転数になったと判断し、ステップＳ１０５からステップＳ１０６へ進んで第１のシンクロ機構２３のシンクロスリーブ５１を２速ドリブンギヤ１６のギヤドッグ５３側にシフトさせて噛み合わせ、２速ギヤを締結する。この２速ギヤの締結によるアップシフト後は、ステップＳ１０７で、油圧を下げてバイパスクラッチ３０を開放し、１速から２速への変速制御を終了する。

以上のように、非対称のチャンファ面を有するシンクロ機構における回転同期判定の回転数範囲を、同期回転数を上回らないよう低回転数側にオフセット値βだけオフセットさせることにより、図５に示すように、入力軸回転数Ｎｉが差回転αによる回転数幅内にあり、且つ入力軸回転数Ｎｉが同期回転数Ｎｏ以下のときにのみ同期判定がなされる。従って、従来のオフセット無しの回転同期判定のように、入力軸回転数Ｎｉが同期回転数Ｎｏ以上であっても差回転αによる回転数幅内にあれば回転同期と判定されてしまうことがない。

これにより、入力軸回転数Ｎｉに対応するシンクロ機構のギヤドッグ５３の回転数が同期回転数Ｎｏに対応するシンクロスリーブ５１の回転数よりも大きい状態で互いのチャンファ面が接触する機会をなくし、ギヤドッグ５３の回転数がシンクロスリーブ５１の回転数よりも小さい状態で互いのチャンファ面を接触させて良好なスプライン噛合を得ることができる。すなわち、ギヤドッグ５３の鈍角のチャンファ面５３ａとシンクロスリーブ５１の鈍角のチャンファ面５１ａとが接触することによるシフトスピードの低下を回避し、回転同期の崩れと変速時のショックを防止することができる。

しかも、バイパスクラッチ３０のトルクアップ制御により回転同期を行う際、入力軸回転数の回転フィードバックの目標値を、同期判定回転数範囲の中心値（Ｎｏ−β）にオフセットさせるので、入力軸回転数が同期判定回転数範囲の上限値（Ｎｏ＋α−β）と同期回転数Ｎｏとの間に入ってギヤ締結の機会を失うことを防止し、確実にギヤ締結を行うことができる。

次に、本発明の実施の第２形態について説明する。図６〜図９は本発明の実施の第２形態に係わり、図６は入力軸回転数と同期判定の回転数範囲とを示す説明図、図７は１速から２速への変速制御を示すフローチャート、図８はバイパスクラッチのトルクアップ制御を示すフローチャート、図９は入力軸回転数と同期回転数とギヤ締結タイミングとの関係を示す説明図である。

前述の第１形態においては、回転同期の際の回転フィードバックの目標値を、同期判定回転数範囲の中心（Ｎｏ−β）としているため、図６に示すように、入力軸回転数Ｎｉが同期回転数Ｎｏから離れる作用が働いている場合であっても、同期判定回転数範囲内に入っていれば同期判定がなされ、ギヤ締結を開始する可能性がある。このような状況では、シフトストローク中に回転同期が崩れ、変速ショックが発生する虞がある。

従って、第２形態では、入力軸回転数Ｎｉが同期回転数Ｎｏに向かう作用が働くときにギヤ締結が開始されるよう、入力軸回転数の回転フィードバックにおける目標値を、より同期回転数Ｎｏに近い値に変更する。具体的には、図７に示す第２形態の変速制御において、第１形態と同様のステップＳ１０１〜Ｓ１０３を経てステップＳ１０４’でバイパスクラッチ３０のトルクアップ制御を実行する際に、図８に示すトルクアップ制御による回転数フィードバック制御の目標値を変更する。

すなわち、図８のステップＳ３０１，Ｓ３０２における入力軸回転数Ｎｉの回転フィードバックの目標値を、同期回転数Ｎｏを第２のオフセット値β’だけ低回転側にオフセットさせた値（Ｎｏ−β’）とし、（１），（２））式のオフセット値βを第２のオフセット値β’に代えて、Ｆ／Ｂ比例量Ｔｆｂｐ、Ｆ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉを算出する。そして、ステップＳ３０３において、前述の（３）式と同様、これらのＦ／Ｂ比例量Ｔｆｂｐ、Ｆ／Ｂ積分量Ｔｆｂｉをフィードフォーワード分Ｔｆｆに加算することにより、バイパスクラッチ締結力Ｔを算出する。

また、以上の回転フィードバックの目標値の変更に対応して、図７の変速制御における同期判定（ステップＳ１０５’）の回転数範囲も変更する。ステップＳ１０５’における同期判定回転数範囲は、回転フィードバックの目標値（Ｎｏ−β’）を上限とし、この上限から低回転側に差回転αによる幅２αを設けたものであり、入力軸回転数ＮｉがＮｏ−２α−β’≦Ｎｉ≦≦Ｎｏ−β’の範囲内に入ったとき、回転が同期したと判定する。

第２のオフセット値β’は、回転フィードバックの目標値が、同期回転数Ｎｏより低い値で同期回転数Ｎｏに最も近い値となるように設定する。例えば、回転フィードバックの目標値（Ｎｏ−β’）を、第１形態の同期判定回転数範囲の上限値（Ｎｏ−β＋α）に設定する場合には、第２のオフセット値β’は、オフセット値βと差回転αとの差分に相当する。

以上により、図９に示すように、バイパスクラッチ３０のトルクアップ制御によって入力軸回転数Ｎｉが同期回転数Ｎｏに近い目標値で制御され、入力軸回転数Ｎｉが同期判定回転数範囲に入ったとき、入力軸回転数Ｎｉが同期判定回転数範囲内で同期回転数Ｎｏに向かう作用が働くときにギヤ締結が開始されることになる。これにより、第１形態と同様に確実にギヤ締結の機会を得ると共に、シフトストローク中の回転同期の崩れによる変速ショックを未然に回避することができる。

尚、上述した各実施の形態は、バイパスクラッチ３０のギヤ列に５速の変速ギヤを介在させた場合について説明したが、他の変速段の変速ギヤを用いてこのギヤ列を構成しても良い。また、上述した各実施の形態において、入力クラッチ２の上流（エンジン側）にトルクコンバータを配置しても良い。このような構成にすれば、トルクコンバータによるトルク増幅作用によって、駆動系の伝達トルクに余裕を持たせることができ、高負荷走行等において有利になる。

本発明の実施の第１形態に係わり、変速制御系を示す構成図 同上、１速から２速への変速制御を示すフローチャート 同上、バイパスクラッチのトルクアップ制御を示すフローチャート 同上、入力軸回転数と同期判定の回転数範囲とを示す説明図 同上、入力軸回転数と同期回転数とギヤ締結タイミングとの関係を示す説明図 本発明の実施の第２形態に係わり、入力軸回転数と同期判定の回転数範囲とを示す説明図 同上、１速から２速への変速制御を示すフローチャート 同上、バイパスクラッチのトルクアップ制御を示すフローチャート 同上、入力軸回転数と同期回転数とギヤ締結タイミングとの関係を示す説明図 従来例に係わり、１速から２速への変速制御を示すフローチャート 同上、ギヤドッグの回転数がシンクロスリーブの回転数より小さい状態でのチャンファ面の接触を示す説明図 同上、ギヤドッグの回転数がシンクロスリーブの回転数より大きい状態でのチャンファ面の接触を示す説明図

符号の説明

１ エンジン
３ 変速機
４ 入力軸
５ 出力軸
２３〜２５ シンクロ機構
３０ バイパスクラッチ
５０ シンクロハブ
５１ シンクロスリーブ
５１ａ，５１ｂ チャンファ面（シンクロスリーブのチャンファ面）
５２ ボークリング
５３ ギヤドッグ
５３ａ，５３ｂ チャンファ面（ギヤドッグのチャンファ面）
α 差回転
β オフセット値
Ｎｉ 入力軸回転数
Ｎｏｕｔ 出力軸回転数
Ｎｏ 同期回転数

代理人 弁理士 伊 藤 進

Claims (4)

1. 非対称のチャンファ面を有するシンクロ機構と、入力軸から出力軸への伝達トルクを可変するクラッチとを制御し、ギヤ式変速機の変速動作を自動的に制御する自動変速機の変速制御装置であって、
   上記シンクロ機構の回転同期を判定するための同期判定回転数範囲を、この同期判定回転数範囲の上限値が出力軸回転数にギヤ比を乗算した同期回転数を上回らないよう設定する手段と、
   上記ギヤ式変速機を変速動作させるとき、上記クラッチのトルク可変による回転数フィードバック制御の目標値を、上記同期判定回転数範囲内に設定して上記シンクロ機構の回転同期を行う手段と、
   入力軸回転数が上記同期判定回転数範囲内となったとき、上記シンクロ機構をシフト動作させて変速段を変更する手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. 上記同期判定回転数範囲を、上記同期回転数に規定の差回転を加えた値と、上記同期回転数から上記差回転を減算した値との双方を、上記差回転以上のオフセット値だけ低回転側にオフセットさせて設定することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の変速制御装置。
3. 上記目標値を、上記同期判定回転数範囲の中心値に設定することを特徴とする請求項１又は２記載の自動変速機の変速制御装置。
4. 上記目標値を、上記同期判定回転数範囲の上限値に設定することを特徴とする請求項１又は２記載の自動変速機の変速制御装置。

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