JP6700116B2 - 自動変速機の制御装置及び自動変速機の制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の制御装置及び自動変速機の制御方法に関する。

シフトレバーの操作に応じて、締結要素を締結・解放させるレンジ切替バルブを備える自動変速機が知られている。特許文献１では、シフトレバーとレンジ切替バルブとが機械的にリンクしない態様、つまり機械的に独立した態様でレンジ切替バルブのバルブ位置を移動可能にする技術が開示されている。

特開２００４−３１６８６２号公報

特許文献１が開示する技術では、走行レンジから非走行レンジへのレンジ変更の際に、レンジ切替バルブを即座に動かすことで、レンジ変更指示に応じてレンジ切替バルブを忠実に動作させることができる。ところが、締結要素解放の際の締結要素の油圧低下度合いには、自動変速機の油温、入力側回転速度等に応じてばらつきが生じる。このためこの場合には、締結要素が適切に解放されずに解放ショックが生じる虞がある。

本発明はこのような課題に鑑みてなされたもので、走行レンジから非走行レンジへのレンジ変更の際に、締結要素の解放によって解放ショックが発生することを改善可能な自動変速機の制御装置及び自動変速機の制御方法を提供することを目的とする。

本発明のある態様の自動変速機の制御装置は、油圧アクチュエータ、レンジ切替バルブ、及び前記油圧アクチュエータ及び前記レンジ切替バルブを介して油圧が供給される締結要素、を有する自動変速機の制御装置であって、前記自動変速機のレンジが走行レンジから非走行レンジに変更された際に、前記油圧アクチュエータにより前記締結要素へ供給される油圧を漸減させて前記締結要素を前記油圧アクチュエータへの前記締結要素の解放指示圧に応じて解放した後に、前記レンジ切替バルブのバルブ位置を前記非走行レンジに対応する非走行レンジ位置に変更する制御部、を有する。

本発明の別の態様によれば、油圧アクチュエータ、レンジ切替バルブ、及び前記油圧アクチュエータ及び前記レンジ切替バルブを介して油圧が供給される締結要素、を有する自動変速機の制御方法であって、前記自動変速機のレンジが走行レンジから非走行レンジに変更された際に、前記油圧アクチュエータにより前記締結要素へ供給される油圧を漸減させて前記締結要素を前記油圧アクチュエータへの前記締結要素の解放指示圧に応じて解放した後に、前記レンジ切替バルブのバルブ位置を前記非走行レンジに対応する非走行レンジ位置に変更すること、を含む自動変速機の制御方法が提供される。

これらの態様によれば、シフト操作と機械的に独立した態様でレンジ切替バルブを動作させることができることに着目し、上記のように制御するようにしたので、締結要素の解放によって解放ショックが発生することを改善できる。

変速機の要部を示す断面図である。 第１実施形態の制御の一例をフローチャートで示す図である。 第１実施形態の制御に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。 第２実施形態の制御の一例をフローチャートで示す図である。 第２実施形態の制御に対応するタイミングチャートの一例を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、変速機ＴＭの要部を示す概略構成図である。

変速機ＴＭは自動変速機であり、具体的にはベルト式無段変速機である。変速機ＴＭは、Ｄレンジすなわちドライブレンジ、Ｒレンジすなわちリバースレンジ、Ｎレンジすなわちニュートラルレンジ、Ｐレンジすなわち駐車レンジ等のレンジを有する。変速機ＴＭのレンジは、運転者がレンジ選択の際に操作するシフターを構成するシフトレバーによって選択される。ＤレンジとＲレンジとは走行レンジを構成し、ＮレンジとＰレンジとは、非走行レンジを構成する。変速機ＴＭは、トロイダル型無段変速機や有段自動変速機であってもよい。

変速機ＴＭは、前進クラッチ１１及び後進ブレーキ１２と、レンジ切替機構２０と、パークロック機構３０と、シフターコントロールユニット４０と、コントローラ５０と、を備える。変速機ＴＭは、パイロット圧Ｐに調圧されるパイロット油圧部８０を含む油圧回路を有する。パイロット圧Ｐは、ライン圧をもとに調圧することができる。パイロット圧Ｐは、ライン圧であってもよい。

前進クラッチ１１及び後進ブレーキ１２はともに締結要素であり、油圧に応じて締結・解放される油圧式のクラッチで構成される。前進クラッチ１１及び後進ブレーキ１２は、変速機ＴＭの前後進切替機構や副変速機構に設けることができる。

レンジ切替機構２０は、レンジ切替バルブ２１と、レンジ切替アクチュエータ２２と、ディテント機構２３と、セレクトソレノイド２４と、を備える。レンジ切替機構２０は、選択レンジすなわちシフトレバーで選択されたレンジに応じたレンジ要求信号に基づき、変速機ＴＭのレンジを切り替えるシフトバイワイヤ式の切替機構となっている。

レンジ切替バルブ２１は、変速機ＴＭのレンジに対応するバルブ位置として、Ｄレンジに対応するＤレンジ位置と、Ｒレンジに対応するＲレンジ位置と、Ｎレンジに対応するＮレンジ位置と、を有する。バルブ位置は、レンジ切替バルブ２１のスプールの位置によって決定される。

レンジ切替バルブ２１では、Ｄレンジ位置で前進クラッチ１１への油圧供給が許可され、後進ブレーキ１２の油圧が解放される。これにより、後進ブレーキ１２を解放しつつ、前進クラッチ１１を締結することが可能になる。Ｒレンジ位置では、前進クラッチ１１の油圧が解放され、後進ブレーキ１２への油圧供給が許可される。これにより、前進クラッチ１１を解放しつつ、後進ブレーキ１２を締結することが可能になる。Ｎレンジ位置では、前進クラッチ１１及び後進ブレーキ１２それぞれの油圧が解放される。これにより、前進クラッチ１１及び後進ブレーキ１２を解放することが可能になる。

Ｎレンジ位置は、Ｐレンジ位置を兼ねる。換言すれば、Ｎレンジ位置は、Ｐレンジにも対応する。前進クラッチ１１、後進ブレーキ１２の油圧の解放は、前進クラッチ１１、後進ブレーキ１２から油をドレンすることで行うことができる。

レンジ切替アクチュエータ２２は、シフトレバー操作に応じて、レンジ切替バルブ２１を駆動してバルブ位置を変更する。レンジ切替アクチュエータ２２は、油圧アクチュエータであり、レンジ切替アクチュエータ２２には、パイロット油圧部８０からパイロット圧Ｐが供給される。

レンジ切替アクチュエータ２２は、油圧アクチュエータのほか、当該油圧アクチュエータへのパイロット圧Ｐの給排態様を切り替えることで、当該油圧アクチュエータの制御位置を切り替える電磁バルブをさらに含む構成とされる。つまり、レンジ切替アクチュエータ２２は、電磁バルブ一体型の油圧アクチュエータとして構成される。

レンジ切替アクチュエータ２２は、レンジ切替バルブ２１のバルブ位置をＰレンジ位置に設定する場合にＰレンジ制御位置とされる。Ｎレンジ、Ｄレンジについても同様である。レンジ切替アクチュエータ２２は、電動アクチュエータであってもよい。

ディテント機構２３は、レンジ切替バルブ２１のバルブ位置を保持する。ディテント機構２３は、レンジ切替バルブ２１のスプールからレンジ切替バルブ２１外に延伸する軸部に設けることができる。

セレクトソレノイド２４は、前進クラッチ１１、後進ブレーキ１２への供給油圧系統８１において、レンジ切替バルブ２１の上流側でレンジ切替バルブ２１と直列に設けられる。セレクトソレノイド２４にはパイロット油圧部８０からパイロット圧Ｐが供給される。

セレクトソレノイド２４は、前進クラッチ１１、後進ブレーキ１２への供給油圧を調整する。セレクトソレノイド２４は、リニアソレノイド部とバルブ部とを有して構成される。リニアソレノイド部は、指示圧に基づき、供給されるパイロット圧Ｐをもとにパイロット圧を生成する。バルブ部は、リニアソレノイド部が生成したパイロット圧によって動作し前進クラッチ１１、後進ブレーキ１２への供給油圧が指示圧になるように調整する。

このため、セレクトソレノイド２４は、リニアソレノイド部によって駆動されるバルブ部を含むバルブ一体型の油圧アクチュエータとして構成される。セレクトソレノイド２４は、バルブ部を含まない構成とされてもよい。この場合でも、リニアソレノイド部と、リニアソレノイド部と別体とされたバルブ部とで、油圧アクチュエータが構成されると把握することができる。

パークロック機構３０は、パーキングギヤ３１と、パーキングポール３２と、パークロッド３３と、カム３４と、パークアクチュエータ３５と、ロック機構３６と、ロックアクチュエータ３７と、を備える。

パーキングギヤ３１は、変速機ＴＭの出力軸に固定され、出力軸と共に回転または停止する。パーキングギヤ３１には、パーキングポール３２が係合する。

パーキングポール３２は、パークロッド３３の動きに応じて揺動する。パーキングポール３２が揺動すると、パーキングギヤ３１とパーキングポール３２との係合状態が変更される。

パーキングギヤ３１とパーキングポール３２とが係合した状態では、パーキングギヤ３１が機械的にロックされ、出力軸もロックされる。これにより、パークロック機構３０がパークロック状態になり、車両の移動が規制される。

パーキングギヤ３１とパーキングポール３２との係合が解除された状態では、パーキングギヤ３１及び出力軸のロックが解除され、パーキングギヤ３１及び出力軸が回転可能となる。これにより、パークロック機構３０がパークロック解除状態になり、車両の移動規制が解除される。

パークロッド３３は、一方の端部側でパークアクチュエータ３５に接続される。パークロッド３３の他方の端部には、カム３４が取り付けられる。パークロッド３３は、パークアクチュエータ３５によって、第１位置である前進位置と、第２位置である後退位置と、に駆動される。パークロッド３３の位置は、前進位置及び後退位置間で変化する。

カム３４は、パーキングポール３２に当接する。カム３４は、パークロッド３３の動きに応じてパーキングポール３２を揺動させる。カム３４は、パークロッド３３が前進位置にある場合に、パーキングギヤ３１とパーキングポール３２とを係合させ、パークロッド３３が後退位置にある場合に、パーキングギヤ３１とパーキングポール３２との係合を解除する。

パークアクチュエータ３５は、パークロッド３３を駆動する。パークアクチュエータ３５は、Ｐレンジが選択された場合に、パークロッド３３を前進位置に駆動する前進駆動を行い、Ｐレンジ以外のレンジが選択された場合に、パークロッド３３を後退位置に駆動する後退駆動を行う。

パークアクチュエータ３５は、油圧シリンダで構成され、パークアクチュエータ３５にはパイロット油圧部８０からパイロット圧Ｐが供給される。パークアクチュエータ３５は、パイロット圧Ｐの給排を切り替える電磁バルブをさらに含む構成とされる。パークアクチュエータ３５では、ＯＦＦの場合すなわち非通電時に、パイロット圧Ｐが解放され、ばね等の付勢力によって前進駆動が行われる。また、ＯＮの場合すなわち通電時に、パイロット圧Ｐが供給され、パイロット圧Ｐによって後退駆動が行われる。

ロック機構３６は、パークロック機構３０をパークロック状態及びパークロック解除状態でロックする。ロック機構３６は、これらの状態でパークロッド３３に係合することで、パークロック機構３０をロックする。ロック機構３６は、パークロッド３３と一体的に動作する動作部材に係合することで、パークロッド３３に係合する構成とすることができる。

ロックアクチュエータ３７は、ロック機構３６を作動させてパークロック機構３０のロック・ロック解除を行う。ロックアクチュエータ３７は、電磁アクチュエータで構成され、ＯＦＦの場合すなわち非通電時に、ロック機構３６がパークロック機構３０をロックするようにし、ＯＮの場合すなわち通電時に、ロック機構３６がパークロック機構３０のロックを解除するようにする。ロックアクチュエータ３７は、油圧アクチュエータ等であってもよい。

このように構成されたパークロック機構３０は、レンジ切替バルブ２１及びディテント機構２３と独立して作動可能な独立作動式パークロック機構となっている。パークロック機構３０は、前進位置と後退位置とを逆にした構成とされてもよい。

シフターコントロールユニット４０は、選択レンジを検出する検出スイッチからの信号に基づき、選択レンジに応じたレンジ要求信号を生成してコントローラ５０に出力する。

コントローラ５０は、ＡＴＣＵすなわち自動変速機のコントロールユニットであり、コントローラ５０には、シフターコントロールユニット４０からのレンジ要求信号のほか、レンジ切替バルブ２１のバルブ位置を検知するバルブポジションセンサ６１や、パークロッド３３の位置を検知するパーキングポジションセンサ６２や、変速機ＴＭの正逆転を検知するリバースセンサ６３や、車体部の動作を制御するＢＣＭすなわちボディコントロールモジュール７０からの信号が入力される。

車体部は例えば、パワーウインドウやリクライニング機構等である。ボディコントロールモジュール７０からコントローラ５０には、イグニッションスイッチのＯＮ・ＯＦＦ、ドアロックのＯＮ・ＯＦＦ等についての信号が入力される。パーキングポジションセンサ６２は、ストロークセンサで構成することができる。パーキングポジションセンサ６２は、前進位置、後退位置など必要な位置を検知する１以上のセンサであってもよい。

コントローラ５０は、これらの信号に基づき変速機ＴＭを制御する。例えばコントローラ５０は、少なくともレンジ要求信号に基づき、レンジ切替アクチュエータ２２、パークアクチュエータ３５、ロックアクチュエータ３７を制御する。レンジ切替アクチュエータ２２を制御するにあたり、コントローラ５０は、レンジ要求信号に応じたレンジ指示を行う。コントローラ５０は、さらにパーキングポジションセンサ６２からの信号に基づき、パークアクチュエータ３５、ロックアクチュエータ３７を制御することができる。

コントローラ５０は、前進クラッチ１１、後進ブレーキ１２への供給油圧の指示圧を算出し、算出した指示圧に基づき、セレクトソレノイド２４を制御する。コントローラ５０は、レンジ要求信号に基づき、算出する指示圧を前進クラッチ１１及び後進ブレーキ１２のうちいずれかへの供給油圧の指示圧に決定することができる。

ところで、ＤレンジからＮレンジへのレンジ変更の際には、レンジ切替バルブ２１を即座に動かすことで、レンジ変更指示に応じてレンジ切替バルブ２１を忠実に動作させることができる。ところが、前進クラッチ１１解放の際の前進クラッチ１１の油圧低下度合いには、変速機ＴＭの油温、入力側回転速度等に応じてばらつきが生じる。このためこの場合は、前進クラッチ１１が適切に解放されずに解放ショックが生じることが懸念される。

このような事情に鑑み、コントローラ５０は次に説明する制御を行う。

図２は、コントローラ５０が行う制御の一例を示すフローチャートである。図３は、図２に示すフローチャートに対応するタイミングチャートの一例を示す図である。図２に示すフローチャートの処理は例えば微小時間毎に繰り返し実行することができる。

ステップＳ１で、コントローラ５０は、ＤレンジからＮレンジへのレンジ変更指示があったか否かを判定する。このような判定は、シフターコントロールユニット４０からのレンジ要求信号に基づき行うことができる。ステップＳ１で否定判定であれば、本フローチャートの処理は一旦終了する。ステップＳ１で肯定判定であれば、処理はステップＳ２に進む。図３では、タイミングＴ１がステップＳ１で肯定判定の場合に対応する。

ステップＳ２で、コントローラ５０は、セレクトソレノイド２４に前進クラッチ１１への供給油圧の漸減指示を行う。これにより、指示に応じたセレクトソレノイド２４の制御が行われる。ステップＳ２で、前進クラッチ１１への供給油圧は、セレクトソレノイド２４で指示圧に応じたドレンが行われることで漸減される。

ステップＳ３で、コントローラ５０は、前進クラッチ１１が解放されたか否かを判定する。ステップＳ３で否定判定であれば、処理はステップＳ２に戻る。ステップＳ３で肯定判定であれば、処理はステップＳ４に進む。図３では、タイミングＴ１からタイミングＴ２までが、ステップＳ２、ステップＳ３間で処理が繰り返される場合に対応する。

ステップＳ４で、コントローラ５０は、レンジ切替アクチュエータ２２にＮレンジ位置へのバルブ位置の変更指示を行う。これにより、前進クラッチ１１が解放された後に、レンジ切替バルブ２１がＮレンジ位置に駆動され、バルブ位置がＮレンジ位置に変更される。ステップＳ４の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。

図３では、タイミングＴ３がステップＳ４に対応する。タイミングＴ２、タイミングＴ３間の時間は例えば、予め設定した時間とすることができる。タイミングＴ３は、前進クラッチ１１の回転速度変化に基づき設定されてもよい。

本実施形態では、コントローラ５０が変速機ＴＭの制御装置を構成するとともに、ステップＳ２からステップＳ４の処理を含む本フローチャートの処理を実行することで制御部を有した構成とされる。

次に、本実施形態の主な作用効果について説明する。

コントローラ５０は、セレクトソレノイド２４と、レンジ切替バルブ２１と、セレクトソレノイド２４及びレンジ切替バルブ２１を介して油圧が供給される前進クラッチ１１と、を有する変速機ＴＭの制御装置を構成する。コントローラ５０は、変速機ＴＭのレンジがＤレンジからＮレンジに変更された際に、セレクトソレノイド２４により前進クラッチ１１へ供給される油圧を漸減させて前進クラッチ１１を解放した後に、レンジ切替バルブ２１のバルブ位置をＮレンジ位置に変更する。

このような構成のコントローラ５０によれば、シフト操作と機械的に独立した態様でレンジ切替バルブ２１を動作させることができることに着目し、上記のように制御するようにしたので、前進クラッチ１１の解放によって解放ショックが発生することを改善できる（請求項１、３に対応する効果）。

（第２実施形態）
本実施形態では、コントローラ５０がさらに次に説明する制御を行うように構成される。この点以外、変速機ＴＭは第１実施形態と同様に構成される。

図４は、本実施形態の制御の一例をフローチャートで示す図である。図５は、図４に示すフローチャートに対応するタイミングチャートの一例を示す図である。

ステップＳ１１で、コントローラ５０は、所定条件が成立したか否かを判定する。所定条件は、前進クラッチ１１の緊急的な解放が必要な場合であることと、低油温時を含む。低油温時の油温範囲は、実験等により予め設定することができる。所定条件は具体的には例えば、駆動輪への駆動力の伝達を遮断するフェールセーフが必要な場合であること、車軸側からの入力に対してパワートレインの保護が必要な場合であること、エンジンを駆動源とする車両においてエンジンストールの回避が必要な場合であること、油温が低く油のドレン性が悪化する場合であること、を含む。

所定条件が成立した場合、コントローラ５０からシフターコントロールユニット４０に所定条件が成立したことを示す信号が入力され、これに応じて、シフターコントロールユニット４０がコントローラ５０にＮレンジ要求信号を入力する。ステップＳ１１の処理は例えば、シフターコントロールユニット４０が行うように構成されてもよい。ステップＳ１１で肯定判定であれば、処理はステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２で、コントローラ５０は、レンジ切替アクチュエータ２２にＮレンジ指示を行う。これにより、レンジ切替バルブ２１がＮレンジ位置に駆動され、バルブ位置がＮレンジに変更される。図５では、タイミングＴ１１がステップＳ１１で肯定判定であった場合、及びステップＳ１２に対応する。

ステップＳ１３で、コントローラ５０は、セレクトソレノイド２４に前進クラッチ１１の解放指示を行う。これにより、指示に応じたセレクトソレノイド２４の制御が行われる。ステップＳ１３の処理は、ステップＳ１２の処理以降に行うことができる。図３では、タイミングＴ１２がステップＳ１３に対応する。タイミングＴ１２では、前進クラッチ１１の指示圧が締結指示から解放指示になる。この例では、タイミングＴ１２は、予め設定された所定時間が経過したタイミングとされている。ステップＳ１３の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。

ステップＳ１１で否定判定であれば、処理はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４で、コントローラ５０は、所定制御を実行する。ステップＳ１４では、第１実施形態で図２を用いて説明したフローチャートの処理が所定制御として、サブルーチンで実行される。ステップＳ１４の後には、本フローチャートの処理は一旦終了する。

次に、本実施形態のコントローラ５０の主な作用効果について説明する。

コントローラ５０は、所定条件が成立したことによりレンジをＤレンジからＮレンジに変更する際には、Ｎレンジ位置へのバルブ位置の変更指示以降に、セレクトソレノイド２４への前進クラッチ１１の解放指示を行う。

このように構成されたコントローラ５０によれば、所定条件が成立し緊急的に前進クラッチ１１を解放するシーンや低油温時においては、セレクトソレノイド２４の制御よりもレンジ切替バルブ２１の駆動を優先させることができる。つまり、このような場合に、解放ショックの改善よりも、応答性の良い前進クラッチ１１の解放を優先させることができる（請求項２に対応する効果）。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

例えば、コントローラ５０は、締結要素として前進クラッチ１１の代わりに後進ブレーキ１２を締結してもよい。前進クラッチ１１や後進ブレーキ１２には、油圧式のクラッチのほか電磁クラッチ等が用いられてもよい。

セレクトソレノイド２４は例えば、供給油圧系統８１において、レンジ切替バルブ２１の下流側で前進クラッチ１１及び後進ブレーキ１２それぞれに対して設けられた複数のソレノイドで構成されてもよい。

変速機ＴＭの制御装置及び制御部は例えば、複数のコントローラで実現されてもよい。

１１ 前進クラッチ（締結要素）
１２ 後進ブレーキ（締結要素）
２０ レンジ切替機構
２１ レンジ切替バルブ
２４ セレクトソレノイド（油圧アクチュエータ）
３０ パークロック機構
４０ シフターコントロールユニット
５０ コントローラ（制御部）
ＴＭ 変速機

Claims (3)

1. 油圧アクチュエータと、レンジ切替バルブと、前記油圧アクチュエータ及び前記レンジ切替バルブを介して油圧が供給される締結要素と、を有する自動変速機の制御装置であって、
   前記自動変速機のレンジが走行レンジから非走行レンジに変更された際に、前記油圧アクチュエータにより前記締結要素へ供給される油圧を漸減させて前記締結要素を前記油圧アクチュエータへの前記締結要素の解放指示圧に応じて解放した後に、前記レンジ切替バルブのバルブ位置を前記非走行レンジに対応する非走行レンジ位置に変更する制御部、
   を有することを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 請求項１に記載の自動変速機の制御装置であって、
   前記制御部は、所定条件が成立したことにより前記レンジを前記走行レンジから前記非走行レンジに変更する際には、前記非走行レンジ位置への前記バルブ位置の変更指示以降に、前記油圧アクチュエータへの前記締結要素の解放指示を行う、
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
3. 油圧アクチュエータと、レンジ切替バルブと、前記油圧アクチュエータ及び前記レンジ切替バルブを介して油圧が供給される締結要素と、を有する自動変速機の制御方法であって、
   前記自動変速機のレンジが走行レンジから非走行レンジに変更された際に、前記油圧アクチュエータにより前記締結要素へ供給される油圧を漸減させて前記締結要素を前記油圧アクチュエータへの前記締結要素の解放指示圧に応じて解放した後に、前記レンジ切替バルブのバルブ位置を前記非走行レンジに対応する非走行レンジ位置に変更すること、
   を含むことを特徴とする自動変速機の制御方法。

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