JP3427065B2 - 自動変速装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は車両の走行状態に応
じて変速操作を自動的に行う自動変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動変速装置は複数の歯車比を形成する
歯車列と、動力伝達を行う歯車列の切換を行う切換機構
とを有している。自動変速装置には歯車列の形態によっ
て、１軸上での変速が可能な遊星歯車式と、手動変速機
と同様な平行軸式とがある。遊星歯車式の自動変速装置
にあっては、入力軸と出力軸との間に設けられた遊星歯
車列をクラッチやブレーキからなる摩擦係合要素を作動
させることによって動力伝達を行う歯車列の切換が行わ
れる。

【０００３】一方、平行軸式の自動変速装置にあって
は、たとえば、特開2000-65199号公報に開示されるよう
に、相互に平行となって配置された入力軸と出力軸の間
に設けられた複数の常時噛み合い式の変速歯車列の中か
ら動力伝達を行う変速歯車列をシンクロメッシュつまり
同期噛合機構によって切換動作している。この自動変速
装置にあっては、入力軸と出力軸との間に、切換操作を
行わせるときに入力軸から出力軸にトルクを伝達する油
圧式多板クラッチからなるバイパスクラッチを設け、切
換操作が行われる際には、バイパスクラッチを介して出
力軸にトルクを伝達している。また、変速操作時には、
入力軸回転と出力軸回転の回転同期を、エンジンのスロ
ットルによって制御しようとしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
平行軸式の自動変速装置にあっては、変速中に入力軸回
転と出力軸回転との回転同期を、エンジンのスロットル
によって制御しようとしているので、アクセルペダルが
踏み込まれて加速変速操作が行われているときに運転者
がアクセルペダルを戻してもすぐに減速されずに、回転
同期がとれて加速変速操作が終了した後に減速操作が行
われることになる。したがって、運転者がアクセルペダ
ルを戻したにも拘わらず、変速中は加速を続けることに
なり、運転者は違和感を感じることになる。

【０００５】さらに、バイパスクラッチの油圧制御やエ
ンジンのスロットル制御は誤差、バラツキ、応答不良が
あるため、バイパスクラッチによってエンジントルクが
全てバイパスされない可能性がある。その場合には、次
の変速段への回転同期時間つまり変速時間が伸びてしま
い、運転者がアクセルペダルを戻した際に感じる違和感
はさらに大きくなる。

【０００６】一方、変速中もアクセルに追従するように
スロットルを制御した場合、変速中に運転者がアクセル
を戻すことによりスロットルを閉じると、入力軸回転数
が急激に低下するために、次の変速段の回転数を下回
り、回転同期がとれずに、変速が終了しない問題も発生
する。

【０００７】本発明の目的は、変速操作中に運転者がア
クセルを操作しても、違和感なく変速操作を終了させる
ことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の自動変速装置
は、エンジン動力が伝達される入力軸と、前記入力軸に
複数の歯車列を介して連結されるとともに前記入力軸に
平行に配置され、駆動輪に動力を伝達する出力軸とを有
する自動変速装置であって、前記エンジンの吸入空気量
を調整する電子制御スロットルと、前記エンジンと前記
入力軸との間に設けられ、前記エンジンの動力を前記入
力軸に伝達する状態と遮断する状態とに切り換える入力
クラッチと、前記入力軸と前記出力軸との間に設けら
れ、前記入力軸から前記出力軸に伝達されるエンジント
ルクを調整するバイパスクラッチと、複数の前記歯車列
の中から動力の伝達を行う歯車列を切換え操作する切換
機構と、変速操作中に入力軸回転数が次の変速段の回転
数よりも所定値以上下回ったときに回転同期不良を判定
する同期不良判定手段と、同期不良が検出されたとき
に、前記入力クラッチを開放し、前記電子制御スロット
ルを制御して前記切換機構により再度歯車列の切換操作
を行う制御手段とを有することを特徴とする。

【０００９】本発明の自動変速装置にあっては、変速操
作中に入力軸回転数が次の変速段の回転数よりも下回る
ことにより、回転同期がとれずに同期不良となった場合
には、入力クラッチを開放して再度次の変速段に変速操
作を行うので、確実に変速操作を行うことができる。

【００１０】同期不良の判断は、変速操作中にアクセル
ペダルが所定時間継続して戻されたときに同期不良と判
定するようにしても良く、変速操作中にアクセルペダル
が所定時間継続して戻され、かつ前記入力軸が次の変速
段における回転数よりも下回ったときに同期不良と判定
するようにしても良い。また、変速制御は運転者のアク
セル操作に応じて求められるスロットル開度以下で行う
ようにしても良い。

【００１１】本発明の自動変速装置は、エンジン動力が
伝達される入力軸と、前記入力軸に複数の歯車列を介し
て連結されるとともに前記入力軸に平行に配置され、駆
動輪に動力を伝達する出力軸とを有する自動変速装置で
あって、前記エンジンの吸入空気量を調整する電子制御
スロットルと、前記入力軸と前記出力軸との間に設けら
れ、前記入力軸から前記出力軸に伝達されるエンジント
ルクを調整するバイパスクラッチと、複数の前記歯車列
の中から動力の伝達を行う歯車列を切換え操作する切換
機構と、変速操作中に入力軸回転数が次の変速段の回転
数よりも所定値以上下回ったときに回転同期不良を判定
する同期不良判定手段と、同期不良が検出されたとき
に、前記バイパスクラッチに連結された歯車列を介して
動力伝達を行うことを特徴とする。

【００１２】本発明の自動変速装置にあっては、変速操
作中に入力軸回転数が次の変速段の回転数よりも下回っ
て回転同期がとれずに同期不良となった場合には、入力
クラッチを締結したまま、バイパスクラッチに連結され
た歯車列を介して動力伝達を行うようにしたので、バイ
パスクラッチに連結された歯車列を介して確実に変速操
作を行うことができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】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。図１は本発明の一実施の形
態である自動変速装置を示すスケルトン図であり、エン
ジン１には、エンジントルクやエンジン回転数を調整す
る電子制御スロットル２が設けられており、通常は図示
しないアクセルペダルの踏込み量に応じた電子制御装置
（制御ユニット）からの出力信号により電子制御スロッ
トル２を開閉してエンジン制御を行う。また、電子制御
スロットル２は、必要に応じてアクセルペダルの踏込み
量に関係なく、検出された運転状態により予め設定され
たマップなどに基づき開閉してエンジン制御を行うこと
が可能である。

【００１４】そして、エンジン１により発生した動力を
駆動輪に伝達する自動変速装置は、エンジン１に連結さ
れる入力軸３と、これに平行となって駆動輪に連結され
る出力軸４とを有し、これらは車両の進行方向を向いて
トランスミッションケース５内に組み込まれている。入
力軸３はトルクコンバータ６を介してエンジン１のクラ
ンク軸７に連結されている。

【００１５】入力軸３には、第１速と第２速の駆動歯車
１１，１２が一体に設けられ、第３速から第５速までの
駆動歯車１３〜１５が回転自在に設けられている。出力
軸４には、第１速と第２速の被駆動歯車２１，２２が回
転自在に取り付けられ、第３速から第５速までの被駆動
歯車２３〜２５が一体に設けられている。それぞれの駆
動歯車１１〜１５は対応する被駆動歯車２１〜２５に常
時噛み合って変速歯車列となっており、それぞれの歯車
列により第１速から第５速までの前進側変速段が形成さ
れる。これらの変速歯車列の中から動力を伝達すること
になる変速歯車列を切り換えることによって変速動作が
行われる。入力軸３にはさらに後退用の駆動歯車１６が
一体に設けられている。

【００１６】出力軸４には、第１速の被駆動歯車２１と
第２速の被駆動歯車２２との間に第１の切換機構３１が
設けられている。入力軸３には第３速の駆動歯車１３と
第４速の駆動歯車１４との間に第２の切換機構３２が設
けられ、第５速の駆動歯車１５に隣接させて第３の切換
機構３３が設けられている。これらの切換機構はそれぞ
れ同期噛合機構つまりシンクロメッシュにより構成され
ている。ただし、第１の切換機構３１を入力軸３に設
け、第２および第３の切換機構を出力軸４に設けるよう
にしても良い。

【００１７】切換機構３１は出力軸４に固定されたシン
クロハブつまり切換ハブ３１ａと、これに常時噛み合う
シンクロスリーブつまり切換スリーブ３１ｂとを有し、
この切換スリーブ３１ｂを第１速の被駆動歯車２１に設
けられた外歯２１ａに噛み合わせると変速比は第１速に
設定され、逆に第２速の被駆動歯車２２に設けられた外
歯２２ａに噛み合わせると第２速に設定される。それぞ
れの外歯２１ａ，２２ａは、歯車２１，２２に形成され
たスプライン歯部と、シンクロナイザリングに形成され
た歯部とにより形成される。

【００１８】他の切換機構３２，３３も同様の構造であ
り、入力軸３に固定された切換ハブ３２ａ，３３ａと、
それらにそれぞれ常時噛み合う切換スリーブ３２ｂ，３
３ｂとを有し、それぞれ対応する外歯１３ａ，１４ａ，
１５ａのいずれかに噛み合わせることにより、変速比は
第３速から第５速のいずれかに設定される。それぞれの
切換スリーブ３１ｂ，３２ｂおよび３３ｂの軸方向の噛
合移動は、図示しない油圧アクチュエータによって行わ
れる。

【００１９】第１の切換機構３１の切換スリーブ３１ｂ
には後退用の被駆動歯車２６が取り付けられ、入力軸３
と出力軸４とに平行となったアイドラ軸（図示省略）に
は、後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６とに噛み合
う位置と、噛み合いを離脱する位置とに移動自在にアイ
ドラ歯車（図示省略）が軸方向に摺動自在に装着されて
いる。したがって、切換スリーブ３１ｂが中立位置のも
とで、アイドラ歯車を摺動させると、アイドラ歯車は後
退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６とに噛み合い、入
力軸３の回転は出力軸４に逆方向となって伝達される。

【００２０】出力軸４は中空軸となっており、内部には
前輪出力軸３４が組み込まれ、出力軸４と前輪出力軸３
４はセンタディファレンシャル装置３５により連結され
ている。前輪出力軸３４はフロントディファレンシャル
装置３６を介して前輪用のドライブシャフト（図示省
略）に連結され、このドライブシャフトにより前輪が駆
動される。また、センタディファレンシャル装置３５は
駆動歯車３７と被駆動歯車３８とを介して後輪出力軸３
９に連結されており、後輪出力軸３９は図示しないリヤ
ディファレンシャル装置を介して後輪用のドライブシャ
フト（図示省略）に連結され、このドライブシャフトに
より後輪が駆動される。

【００２１】入力軸３には駆動側のバイパス歯車１７が
回転自在に取り付けられ、出力軸４には被駆動側のバイ
パス歯車２７が一体に取り付けられ、これらの歯車１
７，２７は所定の歯車比で常時噛み合っている。図示す
る場合にはこれらの歯車比は第３速相当に設定されてい
る。入力軸３には油圧式多板クラッチからなるバイパス
クラッチ１８が設けられており、バイパスクラッチ１８
は入力軸３に固定されたクラッチハブ２０と、バイパス
歯車１７に固定されたクラッチドラム１９とを有してい
る。クラッチドラム１９とクラッチハブ２０とにそれぞ
れ交互に複数の駆動側および従動側のクラッチプレート
が配置されており、油圧によりクラッチプレートを押圧
すると、入力軸３のトルクはバイパスクラッチ１８を介
して出力軸４に伝達される。

【００２２】トルクコンバータ６のタービン軸８と入力
軸３との間には、発進クラッチつまり入力クラッチ４１
が設けられており、この入力クラッチ４１はタービン軸
８に固定されるクラッチドラム４２と、入力軸３に取り
付けられるクラッチハブ４３とを有している。クラッチ
ドラム４２とクラッチハブ４３との間に装着されるクラ
ッチプレートを係合させることによりタービン軸８と入
力軸３とが締結状態となって、エンジン動力が入力軸３
に伝達される。一方、係合を離脱させると、タービン軸
８と入力軸３は開放された状態となり、エンジン動力の
入力軸３に対する動力伝達が遮断される。

【００２３】トランスミッションケース５内にはオイル
ポンプ４４が装着され、オイルポンプ４４のロータはト
ルクコンバータ６のポンプ側アウターシェルに連結さ
れ、クランク軸７により回転駆動される。オイルポンプ
４４から吐出する作動油は、トルクコンバータ６、バイ
パスクラッチ１８、入力クラッチ４１および前述した油
圧アクチュエータなどの油圧作動機器に供給されるとと
もに各潤滑部に供給される。ただし、オイルポンプ４４
をエンジンにより駆動することなく、電動モータにより
駆動するようにしても良い。

【００２４】この自動変速装置は、エンジン回転数、ア
クセル開度、車速、入力軸の回転数および変速段位置な
どの信号によって車両の走行状態を検出して予め設定さ
れたマップに基づいて変速動作が自動的に行われる。

【００２５】図２は図１に示した自動変速装置の作動を
制御する制御回路を示すブロック図である。図２に示す
ように、この自動変速装置はバイパスクラッチ１８を作
動するためのバイパスクラッチアクチュエータ５１と、
入力クラッチ４１を作動するための入力クラッチアクチ
ュエータ５２とを有している。さらに、自動変速装置は
複数の変速歯車列の中から動力伝達を行う変速歯車列に
切り換えるために、セレクトアクチュエータ５３とシフ
トアクチュエータ５４とを有している。これらの２つの
アクチュエータ５３，５４の直線往復動を、図示しない
セレクトレバーおよびシフトレバーを有する方向変更機
構を介して前述したそれぞれの切換機構３１〜３３およ
び後退用の切換機構の切換移動に変換することにより、
第１速〜第５速の前進段と後退段の切換が自動的に行わ
れる。

【００２６】前述したそれぞれのアクチュエータは油圧
アクチュエータであり、それぞれのアクチュエータには
オイルポンプ４４から吐出する作動油が供給される。バ
イパスクラッチアクチュエータ５１には電磁圧力制御弁
VA1を介し、入力クラッチアクチュエータ５２には電磁
圧力制御弁VA2を介してそれぞれ作動油が供給される。
また、セレクトアクチュエータ５３には電磁切換弁VA3,
VA4を介して作動油が供給され、シフトアクチュエータ
５４には電磁圧力制御弁VA5,VA6を介して作動油が供給
される。セレクトアクチュエータ５３は図２において矢
印Ａで示す方向にセレクトレバーを駆動し、シフトアク
チュエータ５４は図２において矢印Ｂで示す方向にセレ
クトレバーを駆動する。

【００２７】シフトアクチュエータ５４を電磁圧力制御
弁VA5,VA6により制御するのに対し、セレクトアクチュ
エータ５３が電磁切換弁VA3,VA4により制御可能なの
は、Ａ方向の切換操作（セレクト操作）は、デッドスト
ップに突き当てるまで大きな操作力で単純に押せば足り
るからである。これに対して、Ｂ方向の３位置切換操作
（シフト操作）は、シンクロによる同期が必要であり、
過大な操作力はシンクロリングの摩耗を招来させるため
操作力自体の制御が求められるため、シフトアクチュエ
ータ５４を電磁圧力制御弁VA5,VA6により制御する。ま
た、Ｂ方向のシフト操作はＡ方向のセレクト操作力に比
して大きいため、デッドストップ当接時に大きな音が出
易く操作音対策も必要となる。このため、シフト操作で
はシフトアクチュエータ５４により操作期間を３段階に
分け、迅速なシフト動作とシンクロリングの保護、そし
て操作音の低減という要求を満たしている。すなわち、
初期は強く、シンクロ同期時は中程度、終期は弱く操作
力を調整している。したがって、シフトアクチュエータ
５４については、単に油圧のオンオフを行うのみの制御
弁ではなく、供給油圧の調整が可能な電磁圧力制御弁を
使用して作動させる。

【００２８】それぞれの電磁弁VA1〜VA6は制御ユニット
ECU５５からの信号によって制御され、オイルポンプ４
４からの吐出圧（ライン圧）は圧力センサ５６によりモ
ニタされるようになっている。オイルポンプ４４から供
給される作動油は、その一部がアキュムレータ５７に貯
留される。アキュムレータ５７の密封容器内には窒素等
の気体が充満されており、そこに作動油を押し込むこと
により気体が圧縮され、作動油の圧力エネルギが気体の
圧力エネルギに変換されて蓄えられる。つまり、アキュ
ムレータ５７にはライン圧が蓄えられてライン圧の安定
化が図られている。また、アキュムレータ５７に蓄えた
圧力により、ポンプの故障やオイル漏れなどの油圧系に
障害が生じた場合でも、変速段をたとえば第３速に強制
的にシフトチェンジするなどの最低限の非常動作が確保
できるようになっている。

【００２９】制御ユニットECU５５には、入力軸３の回
転数を検出する入力軸回転センサ６１、出力軸４の回転
数を検出する出力軸回転センサ６２、セレクトレバーの
位置を検出するセレクトセンサ６３、およびシフトレバ
ーの位置を検出するシフトセンサ６４からの検出信号が
入力される。この制御ユニットECU５５は電子制御スロ
ットル２に対して制御信号を出力する。なお、図示する
場合には、セレクトアクチュエータ５３とシフトアクチ
ュエータ５４の２つの油圧アクチュエータによって前進
５段と後退段の切換動作を行うようにしているが、それ
ぞれの切換機構を別々の油圧アクチュエータによって切
換動作させるようにしても良い。

【００３０】図３は第１速から第２速へのアップシフト
時におけるエンジン回転数Ｎeと出力軸４のトルクＴoの
変化を示すタイムチャートである。図３において、シフ
ト位置は切換スリーブ３１ｂの噛み合い位置を示す。切
換スリーブ３１ｂは、第１速の被駆動歯車２１に設けら
れた外歯２１ａに噛み合う第１速の位置から、中立位置
を経て第２速の被駆動歯車２２に設けられた外歯２２ａ
に噛み合う第２速の位置に移動する。

【００３１】この変速動作が行われる際には、駆動歯車
１１と被駆動歯車２１からなる第１速の変速歯車列を介
して動力伝達が行われている状態から、第１速の変速歯
車列とバイパス歯車１７，２７の歯車列との２系統を介
して動力の伝達を行う１相の状態に変化する。ここで、
第１速の被駆動歯車２１とバイパス歯車２７は同一出力
軸に配置されているが、各々は相違した歯車比となって
おり、第１速の被駆動歯車２１の回転に対してバイパス
歯車２７の回転は変速比の関係から駆動歯車１１よりも
早く回転するので、バイパスクラッチ１８を係合すると
係合状態に応じたトルクがバイパス歯車１７，２７によ
り伝達される。

【００３２】次いで、切換スリーブ３１ｂは切換ハブ３
１ａのみに噛み合った中立位置つまり２相状態となり、
この状態のもとではバイパス歯車１７，２７の歯車列を
介して入力軸３から出力軸４に対して動力伝達されると
ともに、電子制御スロットル２を閉動作するように制御
してエンジン動力つまり入力軸３の回転数を低下させて
同期させる。

【００３３】エンジンの回転数が第２速相当の回転数に
まで低下した時点で切換スリーブ３１ｂを、切換ハブ３
１ａのみに噛み合った状態から切換ハブ３１ａと外歯２
２ａとに噛み合う状態に移動させると、第２速の変速歯
車列とバイパス歯車１７，２７の歯車列との２系統を介
して動力の伝達が行われる３相状態となる。この３相状
態のもとでバイパスクラッチ１８に供給される油圧をド
レンしてバイパスクラッチ１８を開放すると、第２速へ
のアップシフトが完了する。これにより、入力軸３から
出力軸４に対しては第２速の変速歯車列を介して動力伝
達がなされることになる。

【００３４】このように、アップシフト時にはバイパス
クラッチ制御とエンジン制御とをともに行いエンジン回
転数が第２速相当の回転数まで低下した時点で切換スリ
ーブ３１ｂが外歯２２ａと噛み合うことになるので、ギ
ヤ鳴きが発生することなく、円滑に変速操作が行われ
る。しかも、切換スリーブ３１ｂが中立位置になるとき
には、バイパスクラッチ１８を介して動力伝達を行うよ
うにしたので、特に駆動力変化の大きな第１速から第２
速、第２速から第３速などのアップシフト時に問題とな
る駆動力の落ち込みつまりトルク切れの発生を低減する
ことができる。

【００３５】図３は第１速から第２速へのアップシフト
時のエンジン回転数とトルクの変化を示すが、第２速か
ら第３速などの他の変速段へのアップシフト動作も同様
に行うことができる。図示する場合には、バイパスクラ
ッチ１８のバイパス歯車１７，２７の歯車比を第３速相
当に設定されているが、第４速相当あるいはそれよりも
高速段側に設定するようにしても良い。また、第４速か
ら第５速へのアップシフトなどの高速段におけるアップ
シフト動作を行う際には、駆動力の落ち込みの影響が少
ないので、バイパスクラッチ１８を開放した状態で変速
動作を行うようにしても良い。

【００３６】一方、ダウンシフト時には出力トルクの落
ち込みは走行性能上あまり問題とならないので、入力ク
ラッチ４１により入力軸３への動力伝達を遮断させるよ
うにしても良い。また、ダウンシフト時にもアップシフ
ト時と同様にバイパスクラッチ１８を係合状態とし、こ
れとともにエンジン制御を行って変速歯車列とバイパス
歯車１７，２７の歯車列との２系統での動力伝達と、バ
イパスクラッチ１８のみの動力伝達とに切換制御しなが
らダウンシフト時の同期を円滑かつ迅速に行うようにし
ても良い。

【００３７】図４〜図８は、図３に示した第１速から第
２速へのアップシフト動作が行われる際における変速動
作の制御手順を示すフローチャートであり、図４は切換
スリーブ３１ｂを外歯２１ａから開放させるギヤ開放制
御を示すフローチャートである。図４に示すように、車
速とアクセル開度などの走行状態のマップデータに基づ
いて第１速から第２速への変速開始がステップＳ１にお
いて判定されたときには、第２速の変速比よりも高速側
の歯車比に設定されたバイパスクラッチ１８を介してエ
ンジントルクを出力軸４に伝達させるために、ステップ
Ｓ２，Ｓ３においてバイパストルクＴbとバイパスクラ
ッチアクチュエータ５１に供給するバイパスクラッチ油
圧Ｐbを次式により演算して、ステップＳ４においてバ
イパス油圧指令を出力する。これにより、バイパスクラ
ッチアクチュエータ５１に油圧が供給される。

【００３８】しかし、実際のバイパスクラッチ油圧には
応答遅れがあるため、すぐには全てのエンジントルクが
入力軸３から出力軸４にバイパスされない。そこで、ス
テップＳ５においてタイマーＴＭ1を起動させて、バイ
パスクラッチ油圧が立ち上がって全てのエンジントルク
がバイパスされるまでの時間Ｔ1（設定値）が経過する
まで、バイパスクラッチ油圧を保持する。

【００３９】Ｔb＝Ｔe ただし、Ｔeはエンジントルクであり、Ｔb≧０としてリ
ミッタ処理を行う。

【００４０】Ｐb＝ｋ1×Tｂ＋k2 ただし、ｋ1、k2は油圧変換係数である。

【００４１】ステップＳ６で設定時間Ｔ1が経過したこ
とが判定されたならば、全てのエンジントルクがバイパ
スされて、切換スリーブ３１ｂを外歯２１ａから開放す
ることが可能となるので、ステップＳ７においてシフト
アクチュエータ５４に対してで第１速歯車の開放指令を
出力する。シフトアクチュエータ５４にはシフトセンサ
６４が装着されており、シフトセンサ６４からの信号に
基づいて、ステップＳ８では切換スリーブ３１ｂが締結
状態であるか開放状態となったかを判定する。すなわ
ち、spn1≧シフトセンサ≧spn2となったときに、開放完
了と判定し、ギヤ開放制御を終了する。ただし、spn1、
spn2は設定値である。なお、変速開始を除くときには、
ステップＳ１からステップＳ９へ進み、タイマＴＭ1を
リセットしてルーチンを抜ける。

【００４２】図５は回転同期制御を示すフローチャート
であり、ステップＳ１１でギヤ開放の終了が判断された
ならば、入力軸３の回転を第２速相当の回転数に降下さ
せるため、バイパストルクをエンジントルクよりも大き
くさせるように、ステップＳ１２〜Ｓ１６において、目
標入力軸回転変化dωi／dt、バイパストルクＴb、バイ
パスクラッチ油圧Ｐbを次式により求め、ステップＳ１
７においてバイパスクラッチ油圧指令を出力する。

【００４３】dωi／dt＝Ｎo×(Gnxt−Gnw)／Tsft ただし、Gnxtは変速後の歯車比、Gnwは変速前の歯車
比、Ｎoは出力軸回転数、Tsftは目標同期時間（設定
値）である。

【００４４】Ｔb＝Ｔe −Ｉe× dωi／dt ただし、Ｔe はエンジントルク、Ｉeはエンジン１から
入力軸３までの慣性モーメント（イナーシャ）であり、
Ｔb≧０としてリミッタ処理を行う。

【００４５】Ｐb＝ｋ1×Ｔb＋k2 ただし、ｋ1、k2は油圧変換係数である。

【００４６】回転同期制御時には、慣性力による変速シ
ョックを軽減するために、スロットルを閉じてエンジン
トルクを低下させる。この時の目標エンジントルクTe
t、目標スロットル開度Ｔhtは、ステップＳ１８でアク
セル要求トルクＴaを算出した後に、ステップＳ１９，
Ｓ２２において次式により演算される。

【００４７】Ｔet＝Gnxt／Ｇb×Ｔa＋Ｉe× dωi／dt ただし、Gbはバイパス歯車のギヤ比であり、Ｉeはエン
ジン１から入力軸３までの慣性モーメントであり、運転
者のアクセルペダル操作によって要求される要求トルク
Ｔaはアクセル開度accとエンジン回転数Ｎeのマップか
ら求められる。

【００４８】図９（Ａ）はこの要求トルクＴaを求める
マップデータｆ１の一例であり、制御ユニット内のメモ
リにこのデータが格納されており、アクセル開度accと
エンジン回転数Ｎeに基づいて要求トルクＴaが求められ
る。目標スロットル開度Ｔhtは、目標エンジントルクＴ
etとエンジン回転数Nｅのマップｆ２から求められる。
図９（Ｂ）はこの目標スロットル開度Ｔhtを求めるマッ
プデータの一例であり、制御ユニット内のメモリーに格
納されている。

【００４９】また、目標エンジントルクＴetを、運転者
のアクセルペダルの操作により設定されるアクセル開度
Ａccとエンジン回転数Ｎeとから求められる要求トルク
Ｔa以下となるように設定すれば、変速操作中に運転者
がアクセルペダルを戻したときには、すぐに減速するこ
とができる。すなわち、ステップＳ２０で目標エンジン
トルクＴetを要求トルクＴaより大きいと判断されたと
きには、ステップＳ２１で目標エンジントルクＴetを要
求トルクＴaに設定する。一方、目標エンジントルクＴe
tが要求トルクＴaよりも小さいと判断されたときには、
算出された目標エンジントルクＴetの値に基づいてステ
ップＳ２２により目標スロットル開度Ｔhtを算出する。

【００５０】求められた目標スロットル開度Ｔhtは、ス
テップＳ２３で電子制御スロットル２に出力される。こ
れにより、バイパスクラッチ油圧が立ち上がってバイパ
ストルクがエンジントルクよりも大きくなり、入力軸３
の回転が降下する。その結果、入力軸３の回転数Ｎi
と、切り換えられる変速歯車列のギヤ比Ｇnxtに出力軸
回転数Ｎoを積算した値との差が所定値以下、つまり|Ｎ
i−Ｇnxt×Nｏ|≦Ｎ1（N1は設定値）を満たしたことが
ステップＳ２４で判断されたら、ステップＳ２５で回転
同期完了と判断し、回転同期制御を完了する。一方、ス
テップＳ２４でNOと判断されたときには、ステップS２
６の同期不良判定制御が実行される。

【００５１】図６はギヤ挿入制御を示すフローチャート
であり、ステップＳ２５で回転同期が完了したと判断さ
れた後には、切換スリーブ３１ｂを外歯２２ａに噛み合
わせて第２速に変速歯車列を切り換えるために、図６に
示すギヤ挿入制御が実行される。ステップＳ３１におい
て回転同期完了が判断されたならば、バイパストルクＴ
bと、バイパスクラッチ油圧Ｐbが算出される（ステップ
Ｓ３２，Ｓ３３）。ステップＳ３４でバイパスクラッチ
油圧指令が出力され、ステップＳ３５においてギヤ挿入
指令が出力されて、切換スリーブ３１ｂが外歯２２ａに
向けて挿入移動を開始する。そして、閉じていたスロッ
トルつまりダウンしていたエンジントルクは、アクセル
に追従するように、次式により目標スロットル開度Ｔht
を求めて制御し、スロットル開度の指令を出力する（ス
テップＳ３６，Ｓ３７）。

【００５２】Ｔht＝acc ただし、accはアクセル開度である。

【００５３】スロットル開度の指令が出力されてシフト
センサによって第２速の変速歯車列に切り換えられたこ
とをステップＳ３８で判定したら、ステップＳ３９で変
速操作が終了する。

【００５４】図７は図５におけるステップＳ２６のサブ
ルーチンを示すフローチャートであり、図５に示すステ
ップＳ２４でNOと判断されたときには、図７に示す同期
不良判定制御が実行される。ステップＳ４１において
は、Ｎi−Ｇnxt×Nｏ≦N2（ただし、Ｎ2は負の設定値）
のとき、つまり入力軸3の回転数Ｎiが、次の変速段の回
転数（Ｇnxt×Nｏ）を下回るときにはYESと判断され、
さらにステップＳ４２においては、アクセル開度Accが
設定値Acc1以下のとき、たとえば運転者がアクセルペダ
ルをオフしているときにはYESと判断される。

【００５５】そして、ステップＳ４３〜Ｓ４４により、
前述したように回転数Ｎiが下回り、かつ運転者がアク
セルペダルをオフしている状態の継続時間が設定値Ｔ2
以上であると判断されたならば、ステップＳ４５におい
て同期不良と判断し、後述するように入力クラッチ４１
を開放した変速操作へ移行する。一方、ステップＳ４
１，Ｓ４２においてNOと判断されたときには、ステップ
Ｓ４６でタイマーＴＭ2をリセットする。

【００５６】図８はステップＳ４５で同期不良と判断さ
れた場合における入力クラッチ開放変速制御を示すフロ
ーチャートである。ステップＳ５１で同期不良と判断さ
れたら、バイパスクラッチアクチュエータ５１の油圧Ｐ
bをＰb＝０に設定し、バイパスクラッチ油圧指令を出力
する（ステップＳ５２，Ｓ５３）。そして、ステップＳ
５４で第２速ギヤへの切換挿入が完了していないと判断
された時、つまりシフトセンサ＞Sp2の時には、ステッ
プＳ５５で入力クラッチ４１の開放を指令し、ステップ
Ｓ５８において第２速ギヤへの挿入指令を出力する。こ
の際には、入力クラッチ４１の応答遅れがあるため、ス
テップＳ５６，Ｓ５７を経て、入力クラッチ４１が完全
に開放される時間Ｔ3が経過した後に第２速ギヤへの挿
入指令を出力する。

【００５７】第２速ギヤへの挿入指令が出力された後
に、ステップＳ５９，Ｓ６０で目標エンジントルクＴe
t，目標スロットル開度Ｔhtを以下のようにして順次求
めて、ステップＳ６１でスロットル指令を出力し、エン
ジン回転数Ｎeと入力軸回転Ｎiの差が無くなるようにス
ロットル開度を制御する。

【００５８】Ｔet＝ｆ3(Ｎe−Ｎi) ただし、Ｎe−Ｎiはエンジン回転数Ｎeと入力軸回転数
Ｎiとの差である。

【００５９】Ｔht＝ｆ2(Ｔet，Ｎe) 図１０は前記回転数差Ｎe−Ｎiと目標エンジントルクＴ
etとの関係の一例を示す特性線図であり、このような特
性に対応した演算式やマップデータは制御ユニット５５
内のメモリに格納されている。また、目標スロットル開
度Ｔhtは、図９（Ｂ）に示すマップデータにより目標エ
ンジントルクＴetとエンジン回転数Ｎeに基づいて設定
される。

【００６０】一方、ステップＳ５４で第２速ギヤへの挿
入が完了していると判断されたとき、つまりシフトセン
サ≦Ｓp2のときには、入力クラッチ４１の締結ショック
を軽減するために、エンジン回転数Ｎeと入力軸回転数
Ｎiとの差の絶対値|Ｎe−Ｎi|が所定値Ｎ3よりも小さく
なったとステップＳ６２で判断したら、ステップＳ６３
で入力クラッチ４１の締結指令を出力する。そして、エ
ンジン回転数Ｎeと入力軸回転数Ｎiとの差が無くなるよ
うに制御していたスロットル開度を、アクセルに追従す
るように、目標スロットル開度Ｔhtを求めてステップＳ
６４，Ｓ６５においてスロットル開度を制御し、ステッ
プＳ６１で変速が終了する。なお、ステップＳ６２で|
Ｎe−Ｎi|＞Ｎ3のときには、上述のステップＳ５９へ進
み、また、ステップＳ５１において同期不良でないとき
には、ステップＳ６７でタイマＴＭ3をリセットしてル
ーチンを抜ける。

【００６１】図１１は回転同期不良と判断されて入力ク
ラッチを開放した変速制御が実行された場合における入
力クラッチなどの作動タイミングを示すタイムチャート
である。このタイムチャートにも示されるように、図４
〜図８に示した実施の形態にあっては、第１速から第２
速に変速操作を行うときに、入力軸回転数Ｎiが低下し
過ぎることによって入力軸回転数Ｎiと第２速の変速段
の回転数(Ｎo×Ｇnxt)とが同期しなかった場合には、運
転者がアクセルを所定時間Ｔ3以上オフしていることを
条件として、同期不良と判断し、入力クラッチ４１を開
放して再度第２速への変速操作を行うようにしている。

【００６２】このような制御方式に代えて、入力軸回転
数Ｎiが第２速の回転数(Ｎo×Ｇnxt)よりも低下したこ
とを判断することなく、運転者によってアクセルが所定
量以下に戻されている時間が、図１１に示すように、所
定時間Ｔ4経過したときには、同期不良と判断するよう
にしても良い。この場合には、変速操作が開始した後に
アクセルペダルが戻される時間が所定時間Ｔ4以上経過
したときには、入力軸回転数が第２速の変速段の回転数
を下回ったことを判断しないので、より迅速に図８に示
す入力クラッチ開放変速制御に移行させることができ
る。

【００６３】前述した変速制御は第１速から第２速へ変
速する場合を基本として説明したが、第２速から第３速
など他の変速段への切換制御についても同様に行うこと
ができる。また、図１に示すように、第３速相当の変速
歯車列を有するバイパスクラッチ１８を有する自動変速
装置についての変速制御について説明したが、第３速相
当と第５速相当の２つのバイパスクラッチを有する場合
にも同様にして変速制御を行うことができる。

【００６４】図１２は本発明のさらに他の制御方式を示
すフローチャートである。この制御方式にあっては、同
期不良と判断された場合には、前述した制御方式のよう
に入力クラッチ４１をオフして再度変速操作を行うこと
なく、バイパスクラッチ１８を締結してバイパスクラッ
チ１８に連結された歯車列を介して動力伝達を行うよう
にしている。したがって、入力クラッチ４１を開放する
ことなく、締結した状態を保持することになる。

【００６５】すなわち、ステップＳ７１で同期不良と判
断された場合には、ステップＳ７２においてバイパスク
ラッチ油圧Ｐbを前回の値としてステップＳ７３でバイ
パスクラッチ油圧指令を出力する。このように前回の油
圧を保持すると、入力軸回転ＮiがＮo（出力軸回転）×
Ｇb（バイパスギヤ比）の値に近づいてくる。そして、|
Ｎi−Ｎo×Ｇb|≦Ｎ4（設定値）となったことがステッ
プＳ７４で判断されたら、ステップＳ７５でバイパスク
ラッチ油圧Ｐbを最大油圧Ｐbmaxとして、ステップＳ７
６でバイパスクラッチ油圧指令を出力し、バイパスクラ
ッチ１８を完全に締結させる。バイパスクラッチ締結
後、閉じていたスロットルつまりダウンしていたエンジ
ントルクは、アクセルに追従するように、目標スロット
ル開度Ｔhtを算出して制御される（ステップＳ７７，Ｓ
７８）。さらに、目標エンジントルクＴetと、これに対
応する目標スロットル開度ＴhtとをステップＳ７９，Ｓ
８０で算出してスロットルを制御することにより変速が
終了する（ステップＳ８１，Ｓ８２）。

【００６６】したがって、第１速から第２速に変速する
ときに変速不良が発生した場合には、第３速相当のバイ
パス歯車を介して動力伝達が行われる。第２速から第３
速に変速するときに変速不良が発生した場合にも同様に
してバイパス歯車を介して動力伝達を行うようにする。
また、前述したように、第３速相当のバイパスクラッチ
と第５速相当のバイパスクラッチとを設けるようにすれ
ば、第３速から第４速への変速、第４速から第５速への
変速を行う際にそれぞれ変速不良が発生した場合には、
第５速相当のバイパスクラッチを介して動力伝達が行わ
れることになる。

【００６７】このような制御方式においても、変速不良
の判定方式としては、図７に示すように、入力軸回転数
が次の変速段の回転数よりも下回り、かつ運転者がアク
セルを所定時間以上オフしていることを条件としても良
く、入力軸回転数が次の変速段の回転数よりも低下した
ことを判断することなく、運転者によってアクセルが所
定量以下に戻されている継続時間が所定時間Ｔ4経過し
たときに同期不良と判断するようにしても良い。

【００６８】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。たとえば、この自動変速装置は四輪駆動式のみな
らず、二輪駆動式でも良く、縦置き式でも横置き式でも
いずれでも良い。また、切換機構としては、シンクロメ
ッシュに限られず、選択摺動式などの他のタイプの切換
機構としても良い。さらに、図１に示すバイパスクラッ
チ１８に連結される歯車列は第３速相当の歯車比を有し
ているが、他の変速段、たとえば第５速相当の歯車比と
しても良い。

【００６９】

【発明の効果】本発明の自動変速装置によれば、変速操
作が行われているときに運転者がアクセルペダルを戻す
ことによって、入力軸回転数が次の変速段の回転数を下
回って回転同期不良となっても、変速操作を確実に行っ
て動力伝達することができる。

【００７０】回転同期不良が発生した場合には、入力ク
ラッチを開放した状態で再度変速操作を行うことによ
り、確実に変速することができる。また、回転同期不良
が発生した場合には、バイパスクラッチに連結された歯
車列を介して動力伝達を行いつつ変速操作を行うことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である自動変速装置を示
すスケルトン図である。

【図２】図１の自動変速装置の作動を制御する制御回路
を示すブロック図である。

【図３】第１速から第２速へのアップシフト時における
エンジン回転数と出力軸トルクの変化を示すタイムチャ
ートである。

【図４】変速操作が行われる際における変速動作の制御
手順のうちギヤ開放制御を示すフローチャートである。

【図５】回転同期制御を示すフローチャートである。

【図６】ギヤ挿入制御を示すフローチャートである。

【図７】同期不良判定制御を示すフローチャートであ
る。

【図８】入力クラッチ開放変速制御を示すフローチャー
トである。

【図９】（Ａ）はアクセル開度とエンジン回転数から求
められるアクセル要求トルクを示すマップであり、
（Ｂ）は目標エンジントルクとエンジン回転数から求め
られる目標スロットル開度を示すマップである。

【図１０】エンジン回転数と入力軸回転数との差と目標
エンジントルクとの関係を示す特性線図である。

【図１１】回転同期不良と判断されて入力クラッチを開
放した変速制御が実行された場合における入力クラッチ
などの作動タイミングを示すタイムチャートである。

【図１２】本発明の他の実施の形態であるバイパスクラ
ッチ締結変速制御を示すフローチャートである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 電子制御スロットル ３ 入力軸 ４ 出力軸 ６ トルクコンバータ ７ クランク軸 １１〜１６ 駆動歯車 １７ バイパス歯車 １８ バイパスクラッチ ２１〜２６ 被駆動歯車 ３１〜３３ 切換機構 ３１ａ，３２ａ，３３ａ 切換ハブ ３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ 切換スリーブ ５１ バイパスクラッチアクチュエータ ５２ 入力クラッチアクチュエータ ５３ セレクトアクチュエータ ５４ シフトアクチュエータ ５５ 制御ユニット（制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｈ 41/04 ３１０ 41/04 ３１０Ｇ // Ｆ１６Ｈ 59:18 Ｆ１６Ｈ 59:18 59:24 59:24 59:42 59:42 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16J 59/00 - 63/00 B60K 41/00 - 41/12 F02D 29/00 - 43/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン動力が伝達される入力軸と、前
   記入力軸に複数の歯車列を介して連結されるとともに前
   記入力軸に平行に配置され、駆動輪に動力を伝達する出
   力軸とを有する自動変速装置であって、 前記エンジンの吸入空気量を調整する電子制御スロット
   ルと、 前記エンジンと前記入力軸との間に設けられ、前記エン
   ジンの動力を前記入力軸に伝達する状態と遮断する状態
   とに切り換える入力クラッチと、 前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸
   から前記出力軸に伝達されるエンジントルクを調整する
   バイパスクラッチと、 複数の前記歯車列の中から動力の伝達を行う歯車列を切
   換え操作する切換機構と、 変速操作中に入力軸回転数が次の変速段の回転数よりも
   所定値以上下回ったときに回転同期不良を判定する同期
   不良判定手段と、 同期不良が検出されたときに、前記入力クラッチを開放
   し、前記電子制御スロットルを制御して前記切換機構に
   より再度歯車列の切換操作を行う制御手段とを有するこ
   とを特徴とする自動変速装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の自動変速装置において、
   変速操作中にアクセルペダルが所定時間継続して戻され
   たときに同期不良と判定することを特徴とする自動変速
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の自動変速装置において、
   変速操作中にアクセルペダルが所定時間継続して戻さ
   れ、かつ前記入力軸が次の変速段における回転数よりも
   下回ったときに同期不良と判定することを特徴とする自
   動変速装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の自動変速装置において、
   前記制御手段は運転者のアクセル操作に応じてスロット
   ル開度を求め、求められたスロットル開度以下で変速制
   御を行うことを特徴とする自動変速装置。
5. 【請求項５】 エンジン動力が伝達される入力軸と、前
   記入力軸に複数の歯車列を介して連結されるとともに前
   記入力軸に平行に配置され、駆動輪に動力を伝達する出
   力軸とを有する自動変速装置であって、 前記エンジンの吸入空気量を調整する電子制御スロット
   ルと、 前記入力軸と前記出力軸との間に設けられ、前記入力軸
   から前記出力軸に伝達されるエンジントルクを調整する
   バイパスクラッチと、 複数の前記歯車列の中から動力の伝達を行う歯車列を切
   換え操作する切換機構と、 歯車列の切換操作中に入力軸回転数が低下することによ
   り入力軸回転数と次の変速段の回転数との回転同期不良
   を判定する同期不良判定手段と、 同期不良が検出されたときに、前記バイパスクラッチに
   連結された歯車列を介して動力伝達を行うことを特徴と
   する自動変速装置。