JP3433934B2

JP3433934B2 - 自動変速装置

Info

Publication number: JP3433934B2
Application number: JP2001361660A
Authority: JP
Inventors: 晴夫藤木
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2001-11-27
Filing date: 2001-11-27
Publication date: 2003-08-04
Anticipated expiration: 2021-11-27
Also published as: JP2003161367A

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】自動変速装置はそれぞれ所定の歯車比を
形成する複数の歯車列を有し、動力伝達を行う歯車列の
切換を切換機構によって行うようにしている。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
同期噛合機構などの噛合いクラッチ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、スロッ
トルによってエンジンの回転数を調整するとともに、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。

【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、回転同期がとれた
状態で変速歯車列の切換操作を行うようにしているが、
バイパスクラッチの油圧制御およびエンジンのスロット
ル制御にはそれぞれ誤差、バラツキや応答不良があるた
めに、変速動作時にバイパスクラッチを介して全てのエ
ンジントルクが出力軸に伝達されなくなる可能性があ
る。その場合には、噛合いクラッチによって切換動作が
なされても、シンクロメッシュに余分なトルクがかかっ
てしまい、円滑な切換動作が行われなくなるという問題
が発生する。円滑な切換動作が行われないと、シンクロ
メッシュの摩擦面が摩耗することになる。また、変速時
にバイパスクラッチを作動させる場合に、変速動作に時
間がかかるとバイパスクラッチが発熱するおそれがあ
る。

【０００５】本発明の目的は、自動変速装置における変
速動作を確実に行い得るようにすることにある。

【０００６】

【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
複数の変速歯車列を介して連結され、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、複数の前記変速歯車列の中から動力の伝
達を行う歯車列を切り換える噛合いクラッチと、前記噛
合いクラッチにより前記変速歯車列を切り換える際に前
記噛合いクラッチの噛合い不良を検出する噛合い不良検
出手段と、噛合い不良が発生したときに前記バイパスク
ラッチに供給される油圧を増減変化させる揺さぶり制御
手段とを有することを特徴とする。

【０００７】本発明の自動変速装置によれば、変速歯車
列を次の変速段に噛合いクラッチにより切り換える際に
噛合い不良が発生した場合には、バイパスクラッチの油
圧を揺さぶるようにしたので、確実に次の変速段に切り
換えることができる。

【０００８】本発明の自動変速装置においては、前記噛
合いクラッチの噛合い指令を与えてから所定時間経過し
ても噛合いが完了しないときに前記噛合い不良と判定し
ても良く、前記噛合いクラッチの移動速度が所定の移動
速度よりも遅く、かつ前記噛合いクラッチが噛合い完了
しないときに前記噛合い不良と判定しても良く、前記噛
合いクラッチの移動速度が所定の移動速度よりも遅い時
間が所定時間経過し、かつ前記噛合いクラッチが噛合い
完了しないときに前記噛合い不良と判定しても良い。

【０００９】本発明の自動変速装置においては、車両の
運転状況に応じて設定された周期と揺さぶり量でバイパ
スクラッチの油圧を揺さぶるようにしても良く、前記入
力軸の回転数と変速後の目標回転数との差に応じた周期
と揺さぶり量でバイパスクラッチの油圧を揺さぶるよう
にしても良く、油圧の応答に基づいた周期とエンジント
ルクと噛合いクラッチの操作力に応じた揺さぶり量でバ
イパスクラッチの油圧を揺さぶるようにしても良い。

【００１０】

【００１１】

【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。

【００１２】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。

【００１３】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、複数の変速歯車
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。

【００１４】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の噛合いクラッチ
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の噛合いクラ
ッチ３２が設けられ、第５速の駆動歯車１５に隣接させ
て第３の噛合いクラッチ３３が設けられている。これら
の噛合いクラッチ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の噛合
いクラッチ３１を入力軸３に設け、第２および第３の噛
合いクラッチを出力軸４に設けるようにしても良い。

【００１５】噛合いクラッチ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２
１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。

【００１６】他の噛合いクラッチ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，３３
ａと、それらにそれぞれ常時噛み合う切換スリーブ３２
ｂ，３３ｂとを有し、それぞれ対応する外歯１３ａ，１
４ａ，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。

【００１７】第１の噛合いクラッチ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。

【００１８】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はセンター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、センター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
３９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。

【００１９】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。

【００２０】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。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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噛合いクラッチ３１〜３
３および後退用の噛合いクラッチ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。

【００２４】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。

【００２５】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、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によりシフト位
置に応じて操作力を制御し、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、その後、徐々に操作
力を弱くするよう調整する。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。

【００２６】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。

【００２７】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、その他、図示し
ないアクセル開度センサなど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
噛合いクラッチ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。

【００２８】図１に示す自動変速装置において、たとえ
ば、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、駆
動歯車１２と被駆動歯車２２とからなる第２速の変速歯
車列を介して動力伝達を行う状態に変速操作する場合に
は、まず、第１速の変速歯車列とバイパス歯車１７，２
７の歯車列との２系統を介して動力の伝達を行う状態に
設定する。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。

【００２９】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に移動される。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。

【００３０】エンジンの回転数が次の変速段である第２
速相当の回転数にまで低下した時点で切換スリーブ３１
ｂを、切換ハブ３１ａのみに噛み合った状態から切換ハ
ブ３１ａと外歯２２ａ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状態とな
る。この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。

【００３１】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。

【００３２】上述した変速操作は、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１に示す自動変速装置にあっては、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。

【００３３】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。

【００３４】図３〜図６は、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３は切換スリーブ３１
ｂ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３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においてバイパスクラッ
チ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。

【００３５】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。

【００３６】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。

【００３７】Ｐb＝ｋ1×Tｂ＋k2 ただし、ｋ1、k2は油圧変換係数である。

【００３８】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６
４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
ットする。

【００３９】図４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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】Ｐb＝ｋ1×Ｔb＋k2 ただし、ｋ1、k2は油圧変換係数である。

【００４３】バイパスクラッチ油圧指令を出力すると、
バイパスクラッチ油圧が立ち上がりバイパスクラッチ１
８を介して伝達されるバイパストルクの方が第１速の歯
車列を介して伝達されるトルクよりも大きくなる。この
結果、入力軸回転数が下降して次の変速段である第２速
の回転付近となったら、すなわち、ステップＳ１８にお
いて入力軸回転数Ｎｉと出力軸回転数Ｎoが条件|Ｎi−
Ｇnxt×Nｏ|≦N1（設定値）を満たしたら、ステップＳ
１９で回転同期完了と判定する。回転同期完了が判断さ
れたならば、ステップＳ２０，Ｓ２１で回転同期完了時
の入力軸回転数Ｎisと出力軸回転数Ｎosを算出し、回転
同期制御を終了する。

【００４４】図５はギヤ挿入制御を示すフローチャート
であり、回転同期制御が終了した後には、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、この制御が実行される。ステップ
Ｓ３１において回転同期完了が判定されたならば、バイ
パストルクＴbとバイパスクラッチ油圧Ｐbが算出されて
バイパスクラッチ油圧指令が出力される（ステップＳ３
２〜Ｓ３４）。ステップＳ３５においてはギヤ挿入指令
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。

【００４５】ステップＳ３６ではタイマＴＭ2のカウン
トを開始し、カウントアップ前にシフトセンサ６４から
の信号により噛合いクラッチの噛合い完了がステップＳ
３７で判定されたならば、すなわち、所定の時間Ｔ2が
経過する前に、シフトセンサ≧Sp2の状態となったら、
ステップＳ３８で変速を終了する。

【００４６】しかし、切換スリーブ３１ｂを第２速の歯
車列に噛み合わせる際に、バイパスクラッチ１８の油圧
制御およびエンジンのスロットル制御ともに誤差、バラ
ツキや応答不良があると、バイパスクラッチ１８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。また、回転同期判定は検出された入力軸回転数Ｎi
と目標回転数(Gnxt×No)との差の絶対値が設定値Ｎ1以
内の範囲で行われるので、このバラツキもある。その場
合には、切換スリーブ３１ｂを挿入移動させても、噛合
いクラッチ３１に余分なトルクがかかってしまい、第２
速の歯車列に切換えられなくなる。そこで、第２速への
切換挿入指令を出力してから、所定の時間Ｔ2が経過し
ても、第２速の歯車列に切換スリーブ３１ｂが噛み合わ
ないとき、つまり、第２速の歯車列に噛合わせる指令を
出力してからシフトセンサ＜Sp2の状態がＴ2時間継続し
たことがステップＳ４０で判断されたら、ステップＳ４
１で噛合いクラッチ３１の噛合い不良と判断し、後述す
る揺さぶり制御が実行される。

【００４７】ただし、噛合い不良の判定方式としては、
上述以外に、シフトセンサ６４により検出されるシフト
アクチュエータ５４の変化量が所定値以下であり、噛合
い操作させたときの噛合いクラッチ３１の移動速度が所
定値よりも遅く、|シフトセンサ変化量|＜Ｄsp1であっ
て、シフトセンサ＜Sp2の状態が所定時間Ｔ2a（Ｔ2a＜
Ｔ2）継続した時としても良い。この場合には、噛合い
クラッチの移動速度を判断することによって、前述した
場合よりも噛合い不良の判定を速めることができる。ま
た、噛合いクラッチの移動速度を検出してその移動速度
が所定値よりも遅い時間が所定時間経過し、かつ噛合い
クラッチが噛合い完了しないときに噛合い不良と判断す
るようにしても良い。なお、ステップＳ３１で回転同期
が完了していないときには、ステップＳ３９へ進み、タ
イマＴＭ2をリセットする。

【００４８】図６は揺さぶり制御を示すフローチャート
であり、図７は揺さぶり制御を行った場合における変速
開始から変速終了までの入力軸回転数などの変化を示す
タイムチャートである。

【００４９】図６に示すステップＳ５１で噛合い不良で
あると判断されると、ステップＳ５２で揺さぶり制御中
であるか否かを判断し、揺さぶり制御中でなければバイ
パスクラッチ１８に供給する揺さぶり上限油圧Ｐyhと揺
さぶり下限油圧Ｐylと揺さぶり開始時のバイパスクラッ
チ油圧Ｐbsとを算出する（ステップＳ５３〜Ｓ５５）。

【００５０】図８は揺さぶり制御における上限油圧Ｐyh
と下限油圧Ｐylとを設定するためのマップデータを示す
特性図である。これらの油圧値は、エンジントルクＴe
と噛合いクラッチを操作させるためのシフト力Ｆsに基
づいて算出され、これらの値が大きい程、揺さぶり開始
時のバイパスクラッチ油圧Ｐbsとの差が大きくなるよう
に設定されている。

【００５１】ところで、回転同期完了が判定されるの
は、ステップＳ１８で示したように、次の変速段の目標
回転数（Ｇnxt×Ｎo）と入力軸回転数Ｎｉとの差の絶対
値が設定値Ｎ1以下の範囲内のときであり、この設定値
幅により回転同期完了時の同期回転は入力軸回転数Ｎｉ
sが次の変速段の回転数(Ｇnxt×Ｎos)、即ち目標回転数
よりも大きい状態で同期完了する場合と小さい状態で同
期完了する場合とがある。ただし、Ｎosは図4のステッ
プＳ２１で示すように、回転同期完了時の出力軸回転数
である。図７にあっては、ＮｉsがＧnxt×Ｎosよりも大
きい上側で同期完了した場合を示している。

【００５２】そこで、ステップＳ５６では、同期完了時
に上側から同期したか否か、つまり、同期完了時にＮｉ
sがＧnxt×Ｎosの目標回転数よりも大きい状態であった
か否かを判断している。このステップで上側から同期し
たと判断された場合には、ステップＳ５７で揺さぶり油
圧Ｐyを、揺さぶり開始時のバイパスクラッチ油圧より
も圧力を下げるように、次の式により算出する。

【００５３】Ｐy＝Ｐy−Ｋpy ただし、Ｋpyは設定値
である。

【００５４】算出された揺さぶり油圧Ｐyが下限油圧Ｐy
lの値よりも小さいとステップＳ５８で判断されたなら
ば、バイパスクラッチ油圧ＰbをＰbs＋Ｐylの値にステ
ップＳ５９で設定する。設定されたバイパスクラッチ油
圧の指令がステップＳ６０で出力され、ステップＳ６１
では噛合いクラッチ３１を第２速の歯車列に噛み合わせ
るべく、ギヤ挿入指令が出力される。これにより、ステ
ップＳ６２で噛合い完了が判断されれば、ステップＳ６
３で変速操作は終了する。

【００５５】一方、ステップＳ６２でNOと判断された
ら、ステップＳ５１に戻されてステップＳ６４でタイマ
ＴＭ3がカウントアップされる。このタイマＴＭ3は揺さ
ぶり基準時間Ｔ3をカウントするタイマであり、Ｔ3×1/
4時間が経過したが、Ｔ3×3/4時間は経過していないこ
とがステップＳ６５，Ｓ６６で判断されたら、ステップ
Ｓ６９を経てステップ７０が実行される。このステップ
Ｓ７０では、揺さぶり油圧Ｐyとして、Ｐy＋Ｋpyを算出
することにより、ステップＳ５７により算出された揺さ
ぶり油圧よりも高い圧力となる。

【００５６】ステップ７０で算出された揺さぶり油圧Ｐ
yが上限油圧Ｐyhよりも小さい場合には、ステップＳ７
１からステップＳ７２に進み、算出された揺さぶり油圧
が設定され、大きい場合にはステップＳ７３により上限
油圧Ｐyhに設定される。設定されたバイパスクラッチ油
圧はステップＳ６０でバイパスクラッチ１８に出力され
て、再度ギヤ挿入操作が行われる。このように、同期完
了時に上側から同期した場合には、バイパスクラッチ油
圧を下げる方向に揺さぶり制御する。そして、その揺さ
ぶりによっても噛合いが完了しない場合には、次にバイ
パスクラッチ油圧を高める方向に揺さぶり制御が行われ
る。したがって、噛合い不良が発生した場合には、バイ
パスクラッチ油圧Ｐbは図７に示されるように鋸歯状に
変化する。

【００５７】これに対して、図７において二点鎖線で示
すように、同期完了時に下側から同期した場合に、つま
り同期完了時に入力軸回転数Ｎｉs’がＧnxt×Ｎosの目
標回転数よりも小さい状態であった場合には、最初の揺
さぶりはステップＳ７０により実行されることになり、
揺さぶり開始時のバイパスクラッチ油圧Ｐbsよりも圧力
を高めるように揺さぶり油圧が制御される。この揺さぶ
りによっても噛合いが完了しないときには、次の揺さぶ
り油圧は圧力を下げる方向に設定される。

【００５８】このように、入力軸回転数Ｎｉが変速後の
目標回転数(Ｇnxt×Ｎo)よりも高い回転数側で回転同期
が終了した後に前記噛合い不良が発生したときには、バ
イパスクラッチ１８の油圧を小さくする方向に揺さぶり
を開始し、入力軸回転数が変速後の目標回転数よりも低
い回転数側で回転同期が終了した後に噛合い不良が発生
したときには、バイパスクラッチ１８の油圧を高くする
方向に揺さぶりを開始する。これにより、噛合いクラッ
チを中立位置に戻すことなく、迅速に変速操作を完了す
ることができる。

【００５９】上述した揺さぶり制御においては、車両の
運転状況に応じて設定された周期と揺さぶり量でバイパ
スクラッチの油圧を揺さぶるようにしても良く、入力軸
回転数と変速後の目標回転数との差に応じた周期と揺さ
ぶり量で揺さぶるようにしても良く、さらには、バイパ
スクラッチ１８の油圧の応答に基づいた周期とエンジン
トルクと噛合いクラッチの操作力に応じた揺さぶり量で
揺さぶるようにしても良い。

【００６０】ステップＳ６７において所定時間Ｔ3が経
過したことを判断したときには、ステップＳ６８でタイ
マＴＭ3をリセットして、上述した揺さぶり制御が繰り
返される。ただし、所定時間に渡って揺さぶり制御を行
っても、噛合いクラッチの噛合いが完了しなかった場合
には、入力クラッチ４１を開放して再度噛合いクラッチ
の噛合い操作を行うようにしても良い。

【００６１】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、噛合いクラッチとしてはシンク
ロメッシュに限られず、選択摺動式などの他のタイプの
ものとしても良い。

【００６２】

【発明の効果】本発明の自動変速装置によれば、変速歯
車列を次の変速段に噛合いクラッチにより切り換える際
に噛合い不良が発生した場合には、バイパスクラッチの
油圧を揺さぶるようにしたので、迅速かつ確実に次の変
速段に切り換えることができる。また、迅速に次の変速
段に切り換えることができるので、バイパスクラッチが
発熱したり焼き付くのを防止でき、バイパスクラッチの
劣化を防止してその耐久性を向上することができる。

【００６３】本発明の自動変速装置においては、噛合い
クラッチの噛合い指令を与えてから所定時間経過しても
噛合いが完了しないときに噛合い不良と判定しても良
く、噛合いクラッチの移動速度が所定の移動速度よりも
遅く、かつ噛合いクラッチが噛合い完了しないときに噛
合い不良と判定しても良く、噛合いクラッチの移動速度
が所定の移動速度よりも遅い時間が所定時間経過し、か
つ噛合いクラッチが噛合い完了しないときに噛合い不良
と判定しても良い。

【００６４】本発明の自動変速装置においては、車両の
運転状況に応じて設定された周期と揺さぶり量でバイパ
スクラッチの油圧を揺さぶるようにしても良く、入力軸
回転数と変速後の目標回転数との差に応じた周期と揺さ
ぶり量でバイパスクラッチの油圧を揺さぶるようにして
も良く、油圧の応答に基づいた周期とエンジントルクと
噛合いクラッチの操作力に応じた揺さぶり量でバイパス
クラッチの油圧を揺さぶるようにしても良い。

【００６５】また、本発明の自動変速装置においては、
入力軸回転数が変速後の目標回転数よりも高い回転数と
なって回転同期が終了した後に噛合い不良が発生したと
きには、バイパスクラッチの油圧を小さくする方向に揺
さぶりを開始し、入力軸回転数が変速後の目標回転数よ
りも低い回転数となって回転同期が終了した後に噛合い
不良が発生したときには、バイパスクラッチの油圧を高
くする方向に揺さぶりを開始するようにしても良い。

【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】噛合いクラッチを中立位置に移動させるギヤ開
放制御を示すフローチャートである。

【図４】入力軸回転数を次の変速段の回転数に同期させ
る回転同期制御を示すフローチャートである。

【図５】噛合いクラッチを次の変速段の歯車列に噛み合
わせるギヤ挿入制御を示すフローチャートである。

【図６】噛合い不良が発生した場合における揺さぶり制
御を示すフローチャートである。

【図７】揺さぶり制御を行った場合における変速開始か
ら変速終了までの入力軸回転数などの変化を示すタイム
チャートである。

【図８】揺さぶり制御における上限油圧と下限油圧とを
設定するためのマップデータを示す特性図である。

【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噛合いクラッチ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 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン動力が伝達される入力軸と、前
記入力軸に複数の変速歯車列を介して連結され、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、複数の前記変速歯車列の中から動力の伝達を行う歯車列
を切り換える噛合いクラッチと、前記噛合いクラッチにより前記変速歯車列を切り換える
際に前記噛合いクラッチの噛合い不良を検出する噛合い
不良検出手段と、噛合い不良が発生したときに前記バイパスクラッチに供
給される油圧を増減変化させる揺さぶり制御手段とを有
することを特徴とする自動変速装置。
【請求項２】請求項１記載の自動変速装置において、
前記噛合いクラッチの噛合い指令を与えてから所定時間
経過しても噛合いが完了しないときに前記噛合い不良と
することを特徴とする自動変速装置。
【請求項３】請求項１記載の自動変速装置において、
前記噛合いクラッチの移動速度が所定の移動速度よりも
遅く、かつ前記噛合いクラッチが噛合い完了しないとき
に前記噛合い不良とすることを特徴とする自動変速装
置。
【請求項４】請求項１記載の自動変速装置において、
前記噛合いクラッチの移動速度が所定の移動速度よりも
遅い時間が所定時間経過し、かつ前記噛合いクラッチが
噛合い完了しないときに前記噛合い不良とすることを特
徴とする自動変速装置。
【請求項５】請求項１〜４のいずれか１項に記載の自
動変速装置において、車両の運転状況に応じて設定され
た周期と揺さぶり量でバイパスクラッチの油圧を揺さぶ
ることを特徴とする自動変速装置。
【請求項６】請求項１〜４のいずれか１項に記載の自
動変速装置において、前記入力軸の回転数と変速後の目
標回転数との差に応じた周期と揺さぶり量でバイパスク
ラッチの油圧を揺さぶることを特徴とする自動変速装
置。
【請求項７】請求項１〜４のいずれか１項に記載の自
動変速装置において、油圧の応答に基づいた周期とエン
ジントルクと噛合いクラッチの操作力に応じた揺さぶり
量でバイパスクラッチの油圧を揺さぶることを特徴とす
る自動変速装置。