以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、車両用駆動装置10の概略構成を説明する骨子図であり、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)又はMR(ミッドシップエンジン・リヤドライブ)車両用のものである。図1において、車両用駆動装置10は、原動機或いは走行用駆動源としてのエンジン12、自動クラッチ14、変速機16、差動歯車装置18を備えている。自動クラッチ14は、例えば図2に示す乾式単板式の摩擦クラッチで、エンジン12のクランクシャフト20に取り付けられたフライホイール22、クラッチ出力軸24に配設されたクラッチディスク26、クラッチハウジング28に配設されたプレッシャプレート30、プレッシャプレート30をフライホイール22側へ付勢することによりクラッチディスク26を挟圧して動力伝達するダイヤフラムスプリング32、クラッチレリーズシリンダ34によりレリーズフォーク36を介して図の左方向へ移動させられることにより、ダイヤフラムスプリング32の内端部を図の左方向へ変位させてクラッチを開放(遮断)するレリーズスリーブ38を有して構成されている。
変速機16は、差動歯車装置18と共に共通のハウジング40内に配設されてトランスアクスルの一部を構成しており、そのハウジング40内に所定量だけ充填された潤滑油に浸漬され、差動歯車装置18と共に潤滑されるようになっている。変速機16は、(a) 平行な一対の入力軸42、出力軸44間にギヤ比が異なり且つ常時噛み合わされた複数対の変速ギヤ対46a〜46eが配設されるとともに、それ等の変速ギヤ対46a〜46eに対応して複数のシンクロナイザ(回転同期装置)付噛合クラッチ48a〜48eが設けられた並行2軸常時噛合式の変速機構と、(b) それ等の噛合クラッチ48a〜48eの3つのクラッチハブスリーブ50a、50b、50cの何れかを選択的に移動させて変速段を切り換える図示しないシフト・セレクトシャフトとを備えており、前進5段の変速段が成立させられるようになっている。入力軸42および出力軸44には更に後進ギヤ対54が配設され、図示しないカウンタシャフトに配設された後進用アイドル歯車と噛み合わされることにより後進変速段が成立させられるようになっている。なお、入力軸42は、スプライン嵌合55によって前記自動クラッチ14のクラッチ出力軸24に連結されているとともに、出力軸44には出力歯車56が配設されて差動歯車装置18のリングギヤ58と噛み合わされている。
上記クラッチハブスリーブ50bは噛合クラッチ48bおよび48cに共通のもので、クラッチハブスリーブ50cは噛合クラッチ48dおよび48eに共通のものである。図示しないシフト・セレクトシャフトは、軸心まわりの回動可能且つ軸方向の移動可能に配設され、セレクトシリンダ76(図3参照)により軸方向の3位置、すなわち前記クラッチハブスリーブ50cと係合可能な第1セレクト位置、クラッチハブスリーブ50bと係合可能な第2セレクト位置、およびクラッチハブスリーブ50aと係合可能な第3セレクト位置に位置決めされる。また、シフトシリンダ78(図3参照)により軸心まわりの3位置、すなわち噛合クラッチ48a〜48eが何れも遮断され且つ後進変速段も成立しない中央の中立位置(図1の状態)と、その軸心まわりにおける両側の第1シフト位置(図1の右側)および第2シフト位置(図1の左側)とに位置決めされる。中立位置では、入力軸42と出力軸44との間の動力伝達が遮断される動力伝達遮断状態になる。
上記第1セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48eが連結されることにより変速比e(=入力軸42の回転数NIN/出力軸44の回転数NOUT )が最も大きい第1変速段が成立させられ、第1セレクト位置の第2シフト位置では、噛合クラッチ48dが連結されることにより変速比eが2番目に大きい第2変速段が成立させられる。第2セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48cが連結されることにより変速比eが3番目に大きい第3変速段が成立させられ、第2セレクト位置の第2シフト位置では、噛合クラッチ48bが連結されることにより変速比eが4番目に大きい第4変速段が成立させられる。この第4変速段の変速比eは略1である。第3セレクト位置の第1シフト位置では、噛合クラッチ48aが連結されることにより変速比eが最も小さい第5変速段が成立させられ、第3セレクト位置の第2シフト位置では後進変速段が成立させられる。
前記差動歯車装置18は傘歯車式のもので、一対のサイドギヤ80R、80Lにはそれぞれドライブシャフト82R、82Lがスプライン嵌合などによって連結され、左右の前輪(駆動輪)又は後輪(駆動輪)84R、84Lを回転駆動する。
図3は、上記自動クラッチ14および変速機16において変速作動を実行させるための油圧制御回路の一例を示している。油圧ポンプ94は、図示しない駆動モータを一体に備えた電動式ポンプであって、オイルパン或いはオイルタンク88に還流した作動油を蓄圧装置90へ圧送する。この蓄圧装置90には元圧(アキュム圧)センサ92が設けられており、この元圧センサ92により検出された圧力PA が予め設定された下限値P0 を下まわると後述の変速機用電子制御装置116により図示しない駆動回路を介して油圧ポンプ94が駆動されるが、圧力PA が予め設定された通常の上限値P1 を上まわると油圧ポンプ94の駆動が停止させられるようになっている。この蓄圧装置90内の油圧PA は、クラッチソレノイド弁98および調圧弁95へ供給されるので、自動クラッチ14を駆動するクラッチレリーズシリンダ34、変速機16の変速操作を行うセレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78の元圧に対応している。上記クラッチソレノイド弁98は、変速機用電子制御装置116からの指令に応じて自動クラッチ14を係合させ或いは解放させる。上記調圧弁95は、変速機用電子制御装置116からの指令に応じて調圧した変速駆動用制御油圧PB をセレクトソレノイド弁102、シフトソレノイド弁104へ供給する。調圧弁95の出力側に設けられた制御油圧センサ96により検出される制御油圧PB は、シンクロナイザに付加されるシフト荷重を適切として異音を低下させるために、たとえば図4に示すように、上記変速機用電子制御装置116によりスロットル開度、ギヤ段、アップ変速またはダウン変速、油温などに基づいて過渡的に調圧される。図示しないシフト・セレクトシャフトを軸方向に往復移動させるセレクトシリンダ76および図示しないシフト・セレクトシャフトを軸心まわりに回転させるシフトシリンダ78は変速アクチュエータとして機能しており、上記変速機用電子制御装置116によって制御されるセレクトソレノイド弁102、シフトソレノイド弁104によってシフト操作或いはセレクト操作を行うように作動させられる。セレクトシリンダ76は、たとえば、図示しないシフト・セレクトシャフトを軸方向に往復移動させることにより、クラッチハブスリーブ50a、50b、50cにそれぞれ係合するシフトフォークのいずれかと選択的に連結させ、シフトシリンダ78は、たとえば、図示しないシフト・セレクトシャフトを軸心まわりの3位置すなわち、一対のセレクト位置とそれ等の中間の中立位置とに移動させることによりクラッチハブスリーブ50a、50b、50cのいずれかを中立位置を挟む噛み合い位置へ移動させるのである。
図5は、本実施例の車両用駆動装置10の電気的制御系統を説明するブロック線図である。エンジン用電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)114、変速機用電子制御装置(ECU)116、ABS(Antilock Brake System)用電子制御装置(ECU)118は、通信回線を介してそれ等の間で必要な情報をやり取りする。これ等のECU114、116、118は、何れもマイクロコンピュータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。なお、記憶機能に書換え可能なROMを使用し、必要に応じて書き換えながら使用することも可能である。エンジン用ECU114には、イグニッションスイッチ120、エンジン回転数(NE )センサ122、車速(V)センサ124、スロットル弁開度(θTH)センサ126、吸入空気量(Q)センサ128、吸入空気温(TA )センサ130、エンジン冷却水温(TW )センサ132、ニュートラルスイッチ133、ブレーキスイッチ144などが接続され、それぞれイグニッションスイッチ120の操作位置、エンジン回転数NE 、車速V(出力軸44の回転数NOUT に対応)、スロットル弁開度θTH、吸入空気量Q、吸入空気温(外気温)TA 、エンジン冷却水温TW 、ニュートラルスイッチ133の操作位置、ブレーキスイッチ144の操作位置などを表す信号が供給されるようになっており、それ等の信号に従ってスタータ(電動モータ)134を回転駆動してエンジン12を始動したり、燃料噴射弁136の燃料噴射量や噴射時期を制御したり、イグナイタ138により点火プラグの点火時期を制御したりする。イグニッションスイッチ120は、「ON」および「スタート」位置を備えており、「スタート」位置へ操作されることによりエンジン用ECU114はスタータ134を作動させてエンジン12を始動する。
変速機用ECU116には、元圧センサ92、制御油圧センサ96、イグニッションスイッチ120、レバーポジション(PSH)センサ140、マニュアルシフトスイッチ142、ブレーキスイッチ144、入力回転数(NIN:入力軸42の回転数)センサ146、クラッチストローク(SCL)センサ150、オートモードスイッチ156、シフト位置センサ158、セレクト位置センサ160などが接続され、元圧PA 、制御油圧PB 、イグニッションスイッチ120の操作位置、シフトレバー170(図6参照)の操作レンジであるレバーポジションPSH、マニュアルシフトによるアップダウン(±)、ブレーキのON、OFF、入力回転数NIN、自動クラッチ14のストロークすなわちクラッチレリーズシリンダ34のストロークSCL、オートモードのON、OFF、シフトシリンダ78により駆動される図示しないシフト・セレクトシャフトの軸心まわり位置であるシフト位置、セレクトシリンダ76により駆動される図示しないシフト・セレクトシャフトの軸方向位置であるセレクト位置などを表す信号がそれぞれ供給されるようになっている。そして、それ等の信号や、前記エンジン制御用ECU114、ABS用ECU118から必要な信号を取り込むことにより、前記油圧ポンプ94の作動を制御したり、クラッチソレノイドバルブ98、セレクトソレノイドバルブ102、シフトソレノイドバルブ104を切換え制御したりすることにより、セレクトシリンダ76およびシフトシリンダ78の作動状態を切り換えて変速機16の変速制御(前後進切換え制御を含む)を行うとともに、クラッチレリーズシリンダ34の作動状態を切り換えて変速時に自動クラッチ14の遮断、接続制御などを行う。
シフトレバー170は、例えば運転席の横に配設されており、図6に示すように「R」、「N」、および「S」の3つの操作レンジに選択操作されて位置決め保持されるようになっており、レバーポジションセンサ140は、例えば複数のスライドスイッチや各操作レンジに配設された複数のON−OFFスイッチ等によってその操作レンジを検出する。そして、シフトレバー170が「R」レンジへ操作されると、変速機16は後進変速段に切り換えられ、「N」レンジへ操作されると動力伝達遮断状態に切り換えられる。「R」レンジはリバースレンジに、「N」レンジはニュートラルレンジにそれぞれ相当する。オートモードスイッチ156によりオードモードが選択されている場合は、図示しない変速線図から実際の車速Vおよびアクセル開度(スロットル開度)に基づいて変速判断されることにより変速機16が自動的に変速される。また、「S」レンジはマニュアルシフトレンジで、「S」レンジの上下、すなわち車両の前後方向位置には、「(+)」位置および「(−)」位置が設けられており、マニュアルモードが選択されているときは、その「(+)」位置または「(−)」位置へシフトレバー170が操作されると、そのことがマニュアルシフトスイッチ142によって検出され、変速機16の複数の前進変速段がアップダウンされる。「(+)」位置はアップ位置で、一回の操作毎に変速段はアップすなわち変速比eが小さい高速段側へ1段ずつ変速される一方、「(−)」位置はダウン位置で、一回の操作毎に変速段はダウンすなわち変速比eが大きい低速側の変速段へ1段ずつ変速される。なお、図示は省略するが、ステアリングホイールにも同様のマニュアルシフトスイッチが配設され、押圧操作で変速段をアップダウンできるようになっている。
図5において、前記ABS用ECU118には、4本の車輪にそれぞれ配設された車輪速(VW )センサ152から車輪速VW を表す信号が供給され、それ等の車輪速VW を比較することにより、スリップの有無を検出してブレーキ油圧制御弁154を制御して各車輪のブレーキ油圧を制御することによりスリップの発生を抑制したり、或いは車輪速(VW )センサ152のフェイル(異常)を判定する。
図7は、上記変速機用電子制御装置116の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。本実施例の変速機用電子制御装置116は、図3の油圧制御回路において調圧弁95により調圧される変速駆動用制御油圧PB を検出する制御油圧センサ96が異常であると、調圧弁95による調圧が不能となり、図示しないシフト・セレクトシャフトを駆動するセレクトシリンダ76、シフトシリンダ78を制御するセレクトソレノイド弁102、シフトソレノイド弁104へ供給される変速駆動用制御油圧PB がその最大値すなわち蓄圧装置90内の油圧PA とされて、シフト力が過大となり、変速機16内のシフト装置たとえばシンクロナイザに損傷を与える恐れがあるので、これを避けるために、蓄圧装置90内の圧力PA を通常時よりも低くしてシフト負荷を軽減させる。このため、上記変速機用電子制御装置116は、制御油圧センサ異常判定手段216、通常蓄圧制御手段218、フェイル時蓄圧制御手段220を備えている。
上記通常蓄圧制御手段218は、元圧センサ92により検出された蓄圧装置90内の油圧PA が予め設定された下限値P0 を下回ると油圧ポンプ94を作動させ、その油圧PAが予め設定された上限値P1 を上まわると油圧ポンプ94を停止させることにより、蓄圧装置90内の油圧PA を下限値P0 と上限値P1 の間に維持する。フェイル時蓄圧制御手段220は、蓄圧装置90内の油圧PA が上記上限値P1 よりも低く設定された上限値P2 を上まわると油圧ポンプ94を停止させ、下限値P0 を下回ると油圧ポンプ94を作動させることにより、蓄圧装置90内の油圧PA を下限値P0 と上限値P2 の間に維持する。制御油圧センサ異常判定手段216は、制御油圧センサ96が断線、短絡、或いは特性劣化などの異常であるか否かを図示しない異常判定回路などからの信号に基づいて判定し、異常でない場合は上記通常蓄圧制御手段218により蓄圧装置90内の油圧PA を制御させるが、異常である場合はその通常蓄圧制御手段218に替えてフェイル時蓄圧制御手段220により蓄圧装置90内の油圧PA を制御させることにより、蓄圧装置90内の油圧PA の最大値を低くする。これにより、制御油圧センサ96が異常であるときには、制御油圧PB が図4の破線に示すように低くされて、シフト負荷が軽減される。因みに、本制御が行われない場合は、図4の1点鎖線に示すように高い油圧とされ、過大なシフト負荷が作用される。
図8および図9は、上記変速機用電子制御装置116の制御作動の要部すなわちフェイル時蓄圧制御ルーチンおよび定圧制御ルーチンを説明するフローチャートである。図8において、前記制御油圧センサ異常判定手段216に対応するSD1では、制御油圧センサ96が異常であるか否かが判断される。このSD1の判断が否定された場合は、前記通常蓄圧制御手段218に対応するSD2において、たとえば図9の定圧制御ルーチンのSD11乃至SD14が実行されることにより、蓄圧装置90内の圧力PA が下限値P0 と上限値P1 との間に維持される。しかし、上記SD1の判断が肯定された場合は、前記フェイル時蓄圧制御手段220に対応するSD3において、フェイル時蓄圧制御が実行され、蓄圧装置90内の圧力PA が下限値P0 と上限値P2 との間に維持される。このフェイル時蓄圧制御においても、SD11の上限値P1 がそれよりも低い上限値P2 に置換された状態で図9に示す定圧保持制御が実行される。
本実施例によれば、油圧ポンプ94の吐出圧を元圧とした自動変速用制御装置の駆動用制御油圧PB を検出する制御油圧センサ96が異常であるときには、その元圧PA が自動的に低下させられるので、駆動用制御油圧PB の制御不能による高圧化により自動変速用制御装置の制御性低下が抑制されるとともに、過大のシフト負荷が付加されることが防止される。たとえば、シフト操作力やセレクト操作力が強くなり過ぎて変速機16に損傷を与えてしまうことが好適に防止される。
また、本実施例によれば、油圧ポンプ94の吐出圧を蓄圧する蓄圧装置90と、この蓄圧装置90内の圧力PA を検出する元圧センサ92と、この元圧センサ92により検出された圧力PA が所定の上限値P1 を超えると油圧ポンプ94を停止させるが所定の下限値P0 を下まわると油圧ポンプ94を起動させる通常蓄圧制御手段218とが設けられる一方、車両用変速機の制御装置は、フェイル時蓄圧制御手段220により、上記制御油圧センサ96が異常であるときには、その蓄圧制御手段218の上限値P1 をそれよりも低い上限値P2 に更新するものであることから、自動変速用制御装置の駆動用制御油圧の元圧である蓄圧装置90内の圧力PA が好適に低下させられるので、シフト操作力やセレクト操作力が強くなり過ぎて変速機に損傷を与えてしまうことが好適に防止される。
図10は、本発明の他の実施例における変速機用電子制御装置116の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。本実施例の変速機用電子制御装置116は、蓄圧装置90内の圧力PA を検出する元圧センサ92が異常であると、蓄圧装置90内の圧力PA が規定できなくなり、図示しないシフト・セレクトシャフトを駆動するセレクトシリンダ76、シフトシリンダ78を制御するセレクトソレノイド弁102、シフトソレノイド弁104へ供給される変速駆動用制御油圧PB の元圧がどのような値となるか制御出来なくなるので、これを避けるために、蓄圧装置90内の作動油消費量に応じて油圧ポンプ94からその蓄圧装置90へ作動油を供給させることによりその蓄圧装置90内の油圧PAを好適に維持させる。このため、上記変速機用電子制御装置116は、油圧ポンプ駆動制御手段222、元圧センサ異常判定手段224、油圧ポンプ作動状態変更手段226を備えている。
上記油圧ポンプ駆動制御手段222は、元圧センサ92により検出された蓄圧装置90内の油圧PA が所定の上限値P1 を超えると油圧ポンプ94を停止させるが所定の下限値P0 を下まわると油圧ポンプ94を起動させることにより、蓄圧装置90内の油圧PA をその下限値P0 と上限値P1 との間に保持する。元圧センサ異常判定手段224は、上記元圧センサ92が断線、短絡、或いは特性劣化などの異常であるか否かを、図示しない異常判定回路からの信号に基づいて判定する。油圧ポンプ作動状態変更手段226は、元圧センサ異常判定手段224により元圧センサ92の異常が判定されたときには、上記油圧ポンプ駆動制御手段222により駆動される油圧ポンプ94の作動状態を、それまでの蓄圧装置90内の油圧PA を所定範囲内に保持させる作動状態から、蓄圧装置90内の作動油消費量に対応した作動油が油圧ポンプ94から供給されるように、変速回数nshや経過時間tELに基づいて変更する。すなわち、精度は高くはないが元圧センサ92を用いないでも蓄圧装置90内の油圧PA を維持する作動状態に変更する。
上記油圧ポンプ作動状態変更手段226は、元圧センサ異常判定手段224により元圧センサ92の異常が判定されたときには、油圧ポンプ94を一定の時間T1 だけ駆動することにより、蓄圧装置90内の油圧PA を間欠駆動に先立って所定圧だけ高める油圧ポンプ初期駆動手段228と、変速機16の変速回数nshが予め定められた回数Nを越えたか否かを判定する変速回数判定手段230と、前回の油圧ポンプ駆動が終了してからの経過時間tELが予め定められた時間T3 を越えたか否かを判定する経過時間判定手段232と、上記変速回数判定手段230により変速機16の変速回数nshが予め定められた回数Nを越えたと判定されるか、或いは経過時間判定手段232により前回の油圧ポンプ駆動が終了してからの経過時間TELが予め定められた時間T3 を越えたと判定されると、油圧ポンプ94を一定の時間T2 だけ駆動することにより蓄圧装置90内の油圧PA を所定圧だけ高める間欠駆動制御手段234とを備えている。上記一定の時間T1 は、変速機16の変速がN回行われたとき、或いは前回の油圧ポンプ駆動が終了してからT3 時間が経過したときに蓄圧装置90内から消費される量と同等以上の作動油量を予め供給してその蓄圧装置90内の油圧PA が下限値P0 を下回らないように定められている。また、上記一定の時間T2 は、変速機16の変速がN回行われたとき、或いは前回の油圧ポンプ駆動が終了してからT3 時間が経過したときに蓄圧装置90内から消費される作動油量に相当する量の作動油が蓄圧装置90内に供給されるように予め求められたものである。
図11は、本実施例の変速機用電子制御装置116の制御作動の要部すなわちセンサフェイル時油圧ポンプ制御ルーチンを説明するフローチャートである。図11において、前記元圧センサ異常判定手段224に対応するSE1では、元圧センサ92が異常であるか否かが判定される。このSE1の判断が否定される場合は、蓄圧制御などの他の制御ルーチンが実行されるが、肯定される場合は、前記油圧ポンプ初期駆動手段228に対応するSE2において、油圧ポンプ94が一定の時間T1 だけ駆動され、蓄圧装置90内の油圧PA が間欠駆動に先立って所定圧だけ高められる。続くSE3において油圧ポンプ94が停止させられた後、前記変速回数判定手段230に対応するSE4において、変速機16の変速回数nshが予め定められた回数Nを越えたか否かが判断される。このSE4の判断が否定される場合は、前記経過時間判定手段232に対応するSE5において、前回の油圧ポンプ駆動が終了してからの経過時間tELが予め定められた時間T3 を越えたか否かが判断される。上記SE4およびSE5の判断が共に否定される場合はSE4以下が繰り返し実行されるが、上記SE4およびSE5の判断の一方が肯定される場合は、SE6において油圧ポンプ94がT2 時間だけ駆動される。このようなSE3乃至SE6の実行が繰り返されることにより、油圧ポンプ94が間欠的に作動させられる。
本実施例によれば、セレクトシリンダ76、シフトシリンダ78を含む自動変速用制御装置に用いられる駆動用制御油圧PB の元圧である蓄圧装置90内の油圧PA を検出する元圧センサ92の異常時には、油圧ポンプ作動状態変更手段226(SE2乃至SE6)により油圧ポンプ94の作動状態が変更されるので、元圧PA が検出されず不明である状態であっても元圧PA が自動的に確保され、変速機16の自動変速が継続的に可能となる。
また、本実施例によれば、油圧ポンプ作動状態変更手段226は、元圧PA の作動油の消費量に基づいて、その消費量を補充するように定められた所定時間T2 だけ油圧ポンプ94を作動させる間欠作動状態に変更するものであることから、元圧PA の作動油の消費量に基づいてその消費量を補充するように定められた所定時間T2 だけ油圧ポンプ94を作動させるので、必要かつ十分に元圧が保持される。
また、本実施例によれば、駆動用制御油圧PB の元圧PA を検出する元圧センサ92が異常であるか否かを判定する元圧センサ異常判定手段224が設けられ、油圧ポンプ作動状態変更手段226は、その元圧センサ異常判定手段224により元圧センサの異常が判定された場合には油圧ポンプ94を優先的に所定時間T1 だけ作動させる油圧ポンプ初期駆動手段228(SE2)と、変速機16の変速回数nshが所定値Nを超えたか否かを判定する変速回数判定手段230(SE4)と、油圧ポンプ駆動終了後の経過時間tELが所定値T3 を超えたか否かを判定する経過時間判定手段232(SE5)と、変速回数判定手段230により変速機16の変速回数nshが所定値Nを超えたと判定されたこと、または経過時間判定手段232により油圧ポンプ駆動終了後の経過時間tELが所定値T3 を超えたと判定されたことに基づいて油圧ポンプ94を所定時間T2 だけ作動させるポンプ間欠駆動制御手段234(SE6など)とを含むものであることから、元圧PA の作動油の消費量に基づいてその消費量を補充するように定められた所定時間T2 だけ油圧ポンプ94が間欠作動されるので、必要かつ十分に元圧が保持される。
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実施することができる。