特開 2024-31588 車両用自動変速機の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024031588

(43)【公開日】2024-03-07

(54)【発明の名称】車両用自動変速機の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F16H 61/02 20060101AFI20240229BHJP

   F16H 59/78 20060101ALI20240229BHJP

   B60T 7/12 20060101ALI20240229BHJP

   F16H 63/48 20060101ALI20240229BHJP

   F16H 63/50 20060101ALI20240229BHJP

【ＦＩ】

F16H61/02

F16H59/78

B60T7/12 A

F16H63/48

F16H63/50

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022135239

(22)【出願日】2022-08-26

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125265

【弁理士】

【氏名又は名称】貝塚 亮平

(72)【発明者】

【氏名】中野 秀哉

(72)【発明者】

【氏名】太田 知介

(72)【発明者】

【氏名】橘田 祐也

(72)【発明者】

【氏名】山岸 亮平

【テーマコード（参考）】

3D246

3J552

【Ｆターム（参考）】

3D246DA02

3D246EA02

3D246EA12

3D246HA26A

3D246HA39A

3D246JB03

3D246JB32

3J552MA02

3J552MA12

3J552NA01

3J552NB01

3J552PA59

3J552QA13C

3J552QA26C

3J552RA29

3J552RB02

3J552RC01

3J552RC03

3J552SB03

3J552UA02

3J552VA32W

3J552VA37W

3J552VA44W

3J552VA48W

3J552VA63W

3J552VC01W

3J552VC07W

3J552VC09W

(57)【要約】

【課題】比較的に簡易な自動変速機の制御によってエンジンの負荷を意図的に上げてエンジンの効果的な暖機を行うことが可能な車両用自動変速機の制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンの出力軸と自動変速機の入力軸との間に設けたトルクコンバータと、自動変速機を制御する制御手段と、を備え、自動変速機は、回転要素同士の係合・非係合を切り替える一又は複数のクラッチと回転要素と固定要素との係合・非係合を切り替える一又は複数のブレーキの少なくともいずれかを含む係合機構を備え、制御手段は、車両の停車中にエンジンの暖機要求があると判断した場合に、係合機構の係合・非係合を制御することで、出力部材には駆動力が伝達されず、かつ、入力軸が固定された状態とする停車時エンジン暖機制御を行う。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両の駆動源であるエンジンと、
入力軸に入力された前記エンジンの駆動力による回転を変速して出力部材に出力する自動変速機と、
前記エンジンの出力軸と前記自動変速機の入力軸との間に設けたトルクコンバータと、
前記自動変速機を制御する制御手段と、を備え、
前記自動変速機は、前記自動変速機内で回転可能な回転要素および前記自動変速機内で固定された固定要素と、前記回転要素同士の係合・非係合を切り替える一又は複数のクラッチと前記回転要素と前記固定要素との係合・非係合を切り替える一又は複数のブレーキの少なくともいずれかを含む係合機構と、を備え、
前記制御手段は、前記車両の停車中に前記エンジンの暖機要求があると判断した場合に、前記係合機構の係合・非係合を制御することで、前記出力部材には駆動力が伝達されず、かつ、前記入力軸が固定された状態とする停車時エンジン暖機制御を行う
ことを特徴とする車両用自動変速機の制御装置。

【請求項2】

前記自動変速機の前記出力部材と前記車両の駆動輪との間に設けられて前記駆動輪を固定可能なパーキングロック機構を備え、
前記制御手段は、前記停車時エンジン暖機制御を行う際、前記パーキングロック機構を制御して前記駆動輪を固定した状態とする
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の制御装置。

【請求項3】

前記トルクコンバータは、前記エンジンの出力軸と前記自動変速機の前記入力軸とを直結させるためのロックアップクラッチを備えたロックアップクラッチ付きのトルクコンバータであり、
前記制御手段は、前記停車時エンジン暖機制御を行う際、前記ロックアップクラッチをスリップ状態で係合させる
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の制御装置。

【請求項4】

前記自動変速機は、変速段を前進変速段から後進変速段に切り替える際に後進変速段準備処理の設定が可能であり、
前記停車時エンジン暖機制御において係合させる前記係合機構は、前記後進変速段準備処理において係合させる前記係合機構と同じ係合機構である
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の制御装置。

【請求項5】

前記制御手段は、車両起動時に触媒温度が所定以下の場合に、前記車両の停車中に前記エンジンの暖機要求があると判断する
ことを特徴とする請求項１に記載の車両用自動変速機の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両に搭載される車両用自動変速機の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、車両の動力伝達装置には、エンジンなどの駆動源から入力軸に入力される回転を変速して出力軸へと伝達する自動変速機が設けられている。この自動変速機は、一般的には、遊星ギヤ機構と、クラッチやブレーキなどの係合機構を備えており、係合機構によって動力伝達経路を切り替えることによって各変速段を確立するようにしている。

【0003】

ところで、近年、地球環境上の悪影響を軽減するために自動車の排気ガス規制が一段と進んでいる。そのため、駆動源としてのエンジン（内燃機関）を搭載した車両では、エミッションを低減する目的でエンジンを効率よく暖機する必要がある。そのための方策として、例えば特許文献１に示す手法では、エンジンの出力軸に繋がるクラッチを滑らせる制御を行うことで、エンジン負荷を意図的に増加させている。しかしながら、特許文献１の手法では、クラッチを滑らせる制御を行うため、クラッチ板の摩耗の問題があり、また、制御が複雑化するという問題もある。さらに、当該制御の実施により車両が動く可能性があるため、車両を制動するためのブレーキ制御が更に必要となる。また、駆動輪への伝達トルクを減少させるために高速段のギヤを選択した状態で制御を行う必要があり、その点でも制御の複雑化につながるおそれがある。また、特許文献２、３では、エンジン自体の制御パラメータを変更することでエンジンの暖機時間の短縮化を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－２５５８０６号公報

【特許文献2】特開２００６－４６３４１号公報

【特許文献3】特開平８－２５８５９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記問題に鑑みてなされたもので、その目的は、比較的に簡易な自動変速機の制御によってエンジンの負荷を意図的に上げてエンジンの効果的な暖機を可能とすることで、エミッションの効果的な低減を図ることができ、地球環境上の悪影響の防止に寄与できる車両用自動変速機の制御装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するため、本発明は、車両の駆動源であるエンジン（ＥＧ）と、入力軸（１０）に入力されたエンジン（ＥＧ）の駆動力による回転を変速して出力部材（１１）に出力する自動変速機（１）と、エンジン（ＥＧ）の出力軸（２）と自動変速機（１）の入力軸（１０）との間に設けたトルクコンバータ（ＴＣ）と、自動変速機（１）を制御する制御手段（１００）と、を備え、自動変速機（１）は、自動変速機（１）内で回転可能な回転要素（３）および自動変速機（１）内で固定された固定要素（４）と、回転要素（３）同士の係合・非係合を切り替える一又は複数のクラッチ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）と回転要素（３）と固定要素（４）との係合・非係合を切り替える一又は複数のブレーキ（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ１）の少なくともいずれかを含む係合機構（５）と、を備え、制御手段（１００）は、車両の停車中にエンジン（ＥＧ）の暖機要求があると判断した場合に、係合機構（５）の係合・非係合を制御することで、出力部材（１１）には駆動力が伝達されず、かつ、入力軸（１０）が固定された状態とする停車時エンジン暖機制御を行うことを特徴とする。

【0007】

本発明にかかる車両用自動変速機の制御装置では、車両の停車中にエンジンの暖機要求があると判断した場合に、自動変速機の係合機構の係合・非係合を制御することで、出力部材には駆動力が伝達されず、かつ、入力軸が固定された状態とする停車時エンジン暖機制御を行うので、車両の停車状態を維持しまま入力軸を固定してトルクコンバータをストール状態にすることができ、エンジンに意図的な負荷を与えてエンジンの暖機を行うことができる。そして、この停車時エンジン暖機制御は、自動変速機が備える係合機構の係合・非係合を制御するだけの比較的に簡単な制御で行うことができるので、制御や構成の複雑化につながるおそれがない。また、停車時エンジン暖機制御では、出力部材には駆動力が伝達されないので、車両の停車状態を確実に維持することができ、車両の停車中にエンジンの暖機が必要となった際に実行することが可能な制御となる。

【0008】

また、本発明の停車時エンジン暖機制御によれば、エンジンに負荷を与えることによってエンジン自体を暖機することができるだけでなく、トルクコンバータがストール状態となることで、トルクコンバータや自動変速機を流通する作動油（ＡＴＦ）の油温をより早期に昇温することが可能となる。したがって、エンジンのみでなくトルクコンバータや自動変速機を含む車両の駆動システム全体の効果的な暖機を行うことができる。

【0009】

また、上記の本発明では、自動変速機（１）の出力部材（１１）と車両の駆動輪（Ｈ）との間に設けられて駆動輪（Ｈ）を固定可能なパーキングロック機構（１４０）を備え、制御手段（１００）は、停車時エンジン暖機制御を行う際、パーキングロック機構（１４０）を制御して駆動輪（Ｈ）を固定した状態としてもよい。

【0010】

この構成によれば、停車時エンジン暖機制御を行う際、パーキングロック機構を制御して駆動輪を固定した状態とすることで、車両を確実に停車状態として停車時エンジン暖機制御を行うことができる。そのうえ、停車時エンジン暖機制御では、出力部材には駆動力が伝達されないので、固定状態のパーキングロック機構にも駆動力が伝わらずに済むことで、パーキングロック機構による固定を解除した際に振動や騒音などのショックが生じることを抑制しながらエンジンの暖機を行うことが可能となる。

【0011】

また、上記の本発明では、トルクコンバータ（ＴＣ）は、エンジン（ＥＧ）の出力軸（２）と自動変速機（１）の入力軸（１０）とを直結させるためのロックアップクラッチ（ＬＣ）を備えたロックアップクラッチ付きのトルクコンバータ（ＴＣ）であり、制御手段（１００）は、停車時エンジン暖機制御を行う際、ロックアップクラッチ（ＬＣ）をスリップ状態で係合させるようにしてもよい。

【0012】

この構成によれば、停車時エンジン暖機制御を行う際、ロックアップクラッチをスリップ状態で係合させることで、エンジンにより大きな負荷を与えることが可能となるので、エンジンをより短時間で効果的に暖機することが可能となる。また、トルクコンバータを含む自動変速機の早期の昇温が可能となるので、車両の駆動システム全体のより効果的な暖機を行うことができる。

【0013】

また、上記の本発明では、自動変速機（１）は、変速段を前進変速段から後進変速段に切り替える際に後進変速段準備処理の設定が可能であり、停車時エンジン暖機制御において係合させる係合機構（５）は、後進変速段準備処理において係合させる係合機構（５）と同じ係合機構（Ｃ１，Ｃ３，Ｂ３）であってよい。

【0014】

この構成によれば、停車時エンジン暖機制御において係合させる係合機構は、後進変速段準備処理において係合させる係合機構と同じ係合機構であることで、制御装置は、車両の停車中にエンジンの暖機要求があると判断した場合に、自動変速機の係合機構の係合・非係合を後進変速段準備処理と同じ状態に制御することでエンジンの暖機を行うことができる。したがって、制御の簡素化・容易化を図ることができる。

【0015】

また、上記の本発明では、制御手段（１００）は、車両起動時に触媒温度が所定以下の場合に、車両の停車中にエンジンの暖機要求があると判断してよい。

【0016】

この構成によれば、車両起動時に触媒温度が所定以下の場合に、車両の停車中にエンジンの暖機要求があると判断することで、エンジンの暖機が必要な状況を適切に判断して停車時エンジン暖機制御を行うことが可能となる。

【発明の効果】

【0017】

本発明によれば、比較的に簡易な自動変速機の制御によってエンジンの負荷を意図的に上げてエンジンの効果的な暖機を行うことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】車両用自動変速機の基本構成を示すスケルトン図である。

【図2】車両用自動変速機における各係合機構の係合表を示す図である。

【図3】車両用自動変速機の各遊星ギヤ機構のギヤレシオの一例を示す図である。

【図4】車両用自動変速機の共線図（速度線図）である。

【図5】本発明に係る制御装置の構成を示すブロック図である。

【図6】油圧センサの配置例を示す図である。

【図7】後進（リバース）段の設定時の各係合機構の係合動作を示す図である。

【図8】停車時エンジン暖機制御における自動変速機の状態を説明するための概略図である。

【図9】停車時エンジン暖機制御における自動変速機の状態を示すスケルトン図である。

【図10】停車時エンジン暖機制御を実施する際の処理手順を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

【0020】

［車両用自動変速機］
＜車両用自動変速機の基本構成＞
まず、本発明に係る制御装置を備える車両用自動変速機（以下、単に「自動変速機」と称する）の基本構成を図１に基づいて以下に説明する。

【0021】

図１は自動変速機１の基本構成を示すスケルトン図である。図示の自動変速機１は、変速機ケースを構成するケーシング１２内に回転可能に支持された入力軸１０と、入力軸１０と同軸回りに回転可能に配置された出力部材（出力軸）１１とを備えている。ここで、出力部材１１は、ケーシング１２に支持された支持部材１２ａによって回転可能に支持されている。

【0022】

出力部材１１の回転は、出力部材１１と噛合するアイドルギヤ１２１と、アイドルギヤ１２１を軸支するアイドル軸１２３と、アイドル軸１２３に軸支されるファイナルドライブギヤ１２５と、ファイナルドライブギヤ１２５に噛合するファイナルドリブンギヤ１２７を備えるデファレンシャルギヤ（図示せず）とを介して車両の駆動輪Ｈ（図８参照）に伝達される。

【0023】

また、本実施形態の自動変速機１は、パーキングロック機構１４０を備えている。アイドル軸１２３には、パーキングロック機構１４０のパーキングギヤ１４２が一体回転するように固定されている。パーキングギヤ１４２の近傍には、支軸１４４ａに枢支されたパーキングポール１４４が配置されている。パーキングポール１４４のパーキングギヤ１４２側の端部には、係合爪１４６が設けられている。この係合爪１４６がパーキングギヤ１４２と係合することにより、アイドル軸１２３を介して駆動輪が回転不能となる状態（パーキングロック状態）となる。パーキングポール１４４は、係合爪１４６がパーキングギヤ１４２から離脱する方向に離脱スプリング１４８で付勢されている。

【0024】

パーキングポール１４４の他方端には、カム１５０が進退自在に配置されている。カム１５０が前進することにより、パーキングポール１４４は離脱スプリング１４８の付勢力に抗して揺動し、係合爪１４６がパーキングギヤ１４２に係合される。カム１５０が後退することにより、パーキングポール１４４は離脱スプリング１４８の付勢力で元の位置に戻り、係合爪１４６とパーキングギヤ１４２との係合が解除される。

【0025】

カム１５０には、リンク１５２を介してパーキングピストン１５４が接続されている。パーキングピストン１５４は油圧によって自身の軸方向へ移動自在に構成されている。そして、パーキングピストン１５４が軸方向へ移動することにより、リンク１５２を介してカム１５０が進退動作を行うように構成されている。

【0026】

入力軸１０は、駆動源であるエンジンＥＧからの駆動力が入力されるが、この入力軸１０とエンジンＥＧとの間には、流体継手型のトルクコンバータＴＣが設けられている。トルクコンバータＴＣにはエンジンＥＧの出力軸２と自動変速機１の入力軸１０とを直結させるためのロックアップクラッチＬＣが付帯している。エンジンＥＧからの駆動力は、トルクコンバータＴＣを介して入力軸１０に伝達され、この駆動力によって入力軸１０が所定の速度で回転駆動される。

【0027】

自動変速機１は、筐体としてのケーシング１２内に、変速機構として４つの遊星ギヤ機構Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４と、回転要素同士の係合・非係合を切り替えるための係合機構である３つのクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、回転要素と固定要素との係合・非係合を切り替えるための係合機構である３つのブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３、および１つの機械式係合機構Ｆ１を備えている。ここで、本実施の形態においては、４つの遊星ギヤ機構Ｐ１～Ｐ４は、何れもシングルピニオン型を採用するものであって、これらの遊星ギヤ機構Ｐ１～Ｐ４によって入力軸１０の回転が変速されて出力部材１１へと伝達される。すなわち、係合機構を構成するクラッチＣ１～Ｃ３とブレーキＢ１～Ｂ３および機械式係合機構Ｆ１は、遊星ギヤ機構Ｐ１～Ｐ４における駆動力の伝達経路を切り替えて複数の変速段（本実施の形態では、前進１０段、後進１段）を確立する。

【0028】

４つの遊星ギヤ機構Ｐ１～Ｐ４は、サンギヤＳ１～Ｓ４と、リングギヤＲ１～Ｒ４と、サンギヤＳ１～Ｓ４とリングギヤＲ１～Ｒ４に噛合するピニオンギヤ（遊星ギヤ）を回転可能に支持するキャリアＣｒ１～Ｃｒ４を複数（計１２個）の回転要素としてそれぞれ備えており、これらは入力軸１０と同軸上に配設されている。

【0029】

係合機構を構成する各３つのクラッチＣ１～Ｃ３とブレーキＢ１～Ｂ３を係合状態（締結状態）または係合解除状態（開放状態）に切り替え、機械式係合機構Ｆ１の状態を切り替えることによって、入力軸１０から出力部材１１への動力伝達経路が切り替えられて複数の変速段が確立される。なお、本実施の形態では、クラッチＣ１～Ｃ３とブレーキＢ１～Ｂ３には、何れも油圧式摩擦係合機構が用いられており、この油圧式摩擦係合機構としては、乾式または湿式の単板或いは多板クラッチ或いは単板或いは多板ブレーキが用いられている。

【0030】

また、機械式係合機構Ｆ１は、所定の回転要素（本実施の形態では、互いに連結されているキャリアＣｒ１とＣｒ２）とケーシング１２との間に設けられている。この機械式係合機構Ｆ１は、所定の回転要素（キャリアＣｒ１とＣｒ２）の一方向の回転のみを規制し逆方向の回転を許容する「一方向回転許容状態」（ワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）状態）と、その双方向の回転を規制する「回転阻止状態」（ツーウェイクラッチ（ＴＷＣ）状態）とに切り替え可能である。

【0031】

ここで、上記「一方向回転許容状態」とは、いわゆるワンウェイクラッチ（ＯＷＣ）と同じ機能となる状態であり、回転方向の一方では駆動伝達し、他方向では空転させる状態である。本実施の形態では、機械式係合機構Ｆ１は、ブレーキとして機能するため、以下、この機械式係合機構Ｆ１を「ブレーキＦ１」と称する。このブレーキＦ１が「一方向回転許容状態」にある場合には、所定の回転要素（キャリアＣｒ１とＣｒ２）の一方向の回転のみが許容される状態となる。

【0032】

また、上記「回転阻止状態」とは、回転方向の双方向で駆動伝達が行われる状態であって、本実施の形態では、ブレーキＦ１は、ブレーキとして機能し、このブレーキＦ１が「回転阻止状態」にある場合には、所定の回転要素（キャリアＣｒ１とＣｒ２）は、双方向の回転が阻止されるロック状態にある。

【0033】

ブレーキＦ１としては、例えば、公知のツーウェイクラッチ（ＴＷＣ）を採用することができる。ここで、公知のツーウェイクラッチとしては、油圧アクチュエータや電磁アクチュエータの駆動制御によって、「一方向回転許容状態」、「双方向回転阻止状態」または「双方向回転許容状態」の何れかに切り替えることが可能なものがある。また、「一方向回転許容状態」をさらに「正方向の回転許容状態」と「逆方向の回転許容状態」とに切り替え可能なものもある。本実施の形態では、「一方向回転許容状態」と「双方向回転阻止状態」とに切り替えられればよく、「一方向回転許容状態」は、片側の回転方向の許容状態のみを利用することができれば足りる。しかし、「双方向回転許容状態」等の他の状態を選択することができるツーウェイクラッチを用いてもよい。

【0034】

＜各構成要素間の連結関係＞
ここで、自動変速機１における各構成要素間の連結関係を図１に基づいて説明する。

【0035】

遊星ギヤ機構Ｐ３のサンギヤＳ３は、入力軸１０に連結され、キャリアＣｒ３は、遊星ギヤ機構Ｐ１のリングギヤＲ１と遊星ギヤ機構Ｐ４のキャリアＣｒ４に連結されている。また、遊星ギヤ機構Ｐ２のキャリアＣｒ２は、遊星ギヤ機構Ｐ１のキャリアＣｒ１に連結され、リングギヤＲ２は、出力部材１１に連結されている。したがって、遊星ギヤ機構Ｐ２は、後述するアイドル軸１２３などを介して車両の駆動輪Ｈ（図８参照）側に駆動力を出力する機能を果たす。

【0036】

クラッチＣ１は、係合状態において入力軸１０と遊星ギヤ機構Ｐ１のキャリアＣｒ１と遊星ギヤ機構Ｐ２のキャリアＣｒ２とを連結し、開放状態においてこれらのキャリアＣｒ１とＣｒ２との連結を解除する。また、クラッチＣ２は、係合状態において遊星ギヤ機構Ｐ３のリングギヤＲ３と遊星ギヤ機構Ｐ４のサンギヤＳ４とを連結し、開放状態においてこれらのリングギヤＲ３とサンギヤＳ４との連結を解除する。そして、クラッチＣ３は、係合状態において入力軸１０と遊星ギヤ機構Ｐ４のリングギヤＲ４とを連結し、開放状態においてこれらの入力軸１０とリングギヤＲ４との連結を解除する。

【0037】

ブレーキＢ１は、係合状態においてケーシング１２と遊星ギヤ機構Ｐ１のサンギヤＳ１とを連結し、開放状態においてケーシング１２とサンギヤＳ１との連結を解除する。また、ブレーキＢ２は、係合状態においてケーシング１２と遊星ギヤ機構Ｐ４のサンギヤＳ４とを連結し、開放状態においてこれらのケーシング１２とサンギヤＳ４との連結を解除する。そして、ブレーキＢ３は、係合状態においてケーシング１２と遊星ギヤ機構Ｐ４のリングギヤＲ４とを連結し、開放状態においてこれらのケーシング１２とリングギヤＲ４との連結を解除する。

【0038】

ブレーキＦ１は、前述のように、これが「一方向回転許容状態」にある場合には、遊星ギヤ機構Ｐ２のキャリアＣｒ２（とこれに連結されたキャリアＣｒ１）の一方向の回転のみを規制し、これが「双方向回転阻止状態」にある場合には、遊星ギヤ機構Ｐ２のキャリアＣｒ２（とこれに連結されたキャリアＣｒ１）をケーシング１２に固定した状態とする。

【0039】

［自動変速機の制御装置］
次に、本発明に係る自動変速機１の制御装置について説明する。

【0040】

＜制御装置の基本構成＞
図５は自動変速機１の制御装置１００の基本構成を示すブロック図である。図示の制御装置１００は、自動変速機１のみならず、エンジンＥＧやトルクコンバータＴＣ（図１参照）及びパーキングロック機構１４０等の各制御も行うことが可能である。本実施の形態においては、エンジンＥＧは、制御装置１００とは別に設けられたエンジンＥＣＵ２００によって制御される構成が採用されている。この場合、制御装置１００は、エンジンＥＣＵ２００からエンジンＥＧや車両の各種情報を受信することができるとともに、自動変速機１の情報をエンジンＥＣＵ２００に送信することができる。

【0041】

制御装置１００は、ＣＰＵなどの処理部１０１と、ＲＡＭやＲＯＭなどを備える記憶部１０２と、外部デバイスやエンジンＥＣＵ２００と処理部１０１とをインターフェースするＩＦ部１０３を備えている。ここで、ＩＦ部１０３は、例えば、通信インターフェースや入出力インターフェースなどによって構成されている。

【0042】

処理部１０１は、記憶部１０２に記憶されている各種プログラムを実行し、各種のセンサ１１０の検出結果に基づいて各種のアクチュエータ１２０を駆動制御する。

【0043】

また、各種のセンサ１１０には、自動変速機１に設けられた各種センサが含まれるが、各種センサ１１０としては、入力軸回転数センサ１１１、ＳＰセンサ（シフトポジションセンサ）１１２、油圧センサ１１３、触媒温度センサ１１４などが挙げられる。

【0044】

入力軸回転数センサ１１１は、入力軸１０（図１参照）の回転数（回転速度）を検出するセンサであり、ＳＰセンサ１１２は、運転者が選択したシフトポジションを検出するセンサである。ここで、シフトポジションとしては、Ｐレンジ（パーキングレンジ）、Ｄレンジ（前進レンジ）、Ｎレンジ（ニュートラルレンジ）およびＲレンジ（後進レンジ）の４種類のレンジが設定されている。車両の運転者によってＤレンジが選択された場合には、処理部１０１は、記憶部１０２に記憶されている車速マップにしたがって１速段（１ｓｔ）～１０速段（１０ｔｈ）の何れかを選択して変速を行う。また、Ｒレンジが選択された場合には、処理部１０１は、後進段（ＲＶＳ）を選択する。また、Ｐレンジが選択された場合には、処理部１０１は、パーキングロック機構１４０を制御して、係合爪１４６をパーキングギヤ１４２に係合させることで、駆動輪が回転不能となる状態（パーキングロック状態）とする。なお、本実施形態の場合、車両の運転者は、ダイヤル１１６を回転させることによりシフトレンジを切り替え可能である。

【0045】

油圧センサ１１３は、クラッチＣ１～Ｃ３とブレーキＢ１～Ｂ３に供給される各作動油の油圧を検出するためのセンサである。また、触媒温度センサ１１４は、エンジンＥＧからの排気が流通する排気通路に配置されて排気に含まれているＨＣ、Ｎｏｘといった化学物質を除去する触媒（図示せず）の温度を検知するためのセンサである。

【0046】

処理部１０１によって駆動制御される各種のアクチュエータ１２０には、自動変速機１に設けられたクラッチＣ１～Ｃ３とブレーキＢ１～Ｂ３およびブレーキＦ１の動作状態を切り替える電磁ソレノイドなどの電磁アクチュエータが含まれる。

【0047】

ここで、油圧センサ１１３の配置例を図６に示すが、油圧センサ１１３は、クラッチＣ１～Ｃ３、ブレーキＢ１～Ｂ３およびブレーキＦ１ごとに設けることができる。これにより、クラッチＣ１～Ｃ３、ブレーキＢ１～Ｂ３およびブレーキＦ１にそれぞれ供給される作動油の油圧を検出することができる。なお、油圧センサ１１３は、必ずしもクラッチＣ１～Ｃ３、ブレーキＢ１～Ｂ３ごとにそれぞれ設ける必要はない。

【0048】

ところで、図６に示すように、エンジンＥＧによって駆動されるオイルポンプ１１６から係合機構（クラッチＣ１～Ｃ３、ブレーキＢ１～Ｂ３）への作動油の供給ラインＬには、電磁弁ＬＳが設けられている。電磁弁ＬＳは、作動油の供給ラインＬを開放または遮断することによって、係合機構（クラッチＣ１～Ｃ３、ブレーキＢ１～ｂ３）の係合と開放を切り替える機能を果たす。

【0049】

＜自動変速機の作動＞
ここで、本実施の形態に係る自動変速機１の作動を図２～図４に基づいて以下に説明する。

【0050】

図２は自動変速機１の各係合機構Ｃ１～Ｃ３、Ｂ１～Ｂ３およびＦ１の係合表、図３は自動変速機１の各遊星ギヤ機構Ｐ１～Ｐ４のギヤレシオの一例を示す図、図４は自動変速機１の共線図（速度線図）である。なお、図２に示す「ギヤレシオ」は、入力軸１０と出力部材１１間のギヤレシオを示す。

【0051】

本実施の形態に係る自動変速機１においては、前進１０段（１ｓｔ～１０ｔｈ）、後進１段（ＲＶＳ）の変速段の確立が可能である。なお、図２における「Ｐ／Ｎ」は、非走行レンジを示しており、「Ｐ」はパーキングレンジを示し、「Ｎ」はニュートラルレンジを示している。また、「ＲＰＭ」は後述するリバース準備処理（以下、「ＲＶＳ準備処理」と称する）におけるクラッチＣ１～Ｃ３とブレーキＢ１～Ｂ３およびブレーキＦ１の係合の組み合わせを示しており、このＲＶＳ準備処理においては、ブレーキＦ１は、「一方向回転許容状態（ＯＷＣ）」から「双方向回転阻止状態（ＴＷＣ）」へと切り替えられる。

【0052】

図２に示す作動表において、「○」は係合状態であることを示し、無印は解放状態であることを示している。なお、変速段に必須ではないが、隣接する前後の変速段への移行をスムーズに行うために、作動表には、係合状態（「○」で表示）としている係合機構が含まれている。例えば、１速段（１ｓｔ）の場合、ブレーキＢ２の係合は必須ではないが、後進段（ＲＶＳ）や２速段（２ｎｄ）へ移行する場合に、係合状態を切り替える係合機構の数を少なくする目的で係合状態としている。同様に、５速段（５ｔｈ）の場合、クラッチＣ３の係合は必須ではないが、４速段（４ｔｈ）や６速段（６ｔｈ）へ移行する場合に、係合状態を切り替える係合機構の数を少なくする目的で係合状態としている。

【0053】

ブレーキＦ１については、「○」は双方向回転阻止状態であることを示し、「△」は一方向回転許容状態であることを示している。１速段（１ｓｔ）の場合、ブレーキＦ１は、双方向回転阻止状態と一方向回転許容状態の何れの状態であってもよいが、双方向回転阻止状態である場合には、エンジンブレーキが有効化され、一方向回転許容状態である場合には、エンジンブレーキが効かなくなる。１速段（１ｓｔ）の場合にブレーキＦ１を何れの状態とするかのアルゴリズムは適宜設計することができるが、例えば、１速段（１ｓｔ）に移行する前の状態を継続するものとしてもよい。具体的には、後進段（ＲＶＳ）から１速段（１ｓｔ）に移行する場合、１速段（１ｓｔ）は双方向回転阻止状態のままとする。但し、車速が所定速度よりも高くなった場合などにおいて一方向回転許容状態に切り替えてもよい。同様に、他の前進段（２ｎｄ～１０ｔｈ）から１速段（１ｓｔ）に移行する場合、１速段（１ｓｔ）は一方向回転許容状態のままとする。

【0054】

非走行レンジ（Ｐ／Ｎ）においても、ブレーキＦ１の状態は、双方向回転阻止状態と一方向回転許容状態の何れの状態であってもよい。したがって、１速段（１ｓｔ）と同様に、非走行レンジ（Ｐ／Ｎ）に移行する前の状態を継続してもよい。

【0055】

２速段（２ｎｄ）～１０速段（１０ｔｈ）において、ブレーキＦ１は、一方向回転許容状態とされるが、自動変速機１の構造上から空転状態となる。このため、図２に示す作動表においては、ブレーキＦ１の状態を「（△）」と表示している。仮に、ブレーキＦ１が、双方向回転許容状態を選択可能なものである場合、２速段（２ｎｄ）～１０速段（１０ｔｈ）においてブレーキＦ１を双方向回転許容状態とすることも可能である。

【0056】

なお、本実施の形態においては、２速段（２ｎｄ）～１０速段（１０ｔｈ）においては何れもブレーキＦ１の状態として、一方向回転許容状態が選択される構成としているが、自動変速機１の構成によっては、双方向回転阻止状態が選択される構成も採用することができる。

【0057】

図４に示す速度線図（共線図）は、入力軸１０への入力に対する各要素の各変速段における回転速度比を示している。図４の縦軸は、速度比を示しており、速度比「１」が入力軸１０と同速度であることを示し、速度比「０」は、停止状態であることを示している。そして、横軸は、遊星ギヤ機構Ｐ１～Ｐ４の回転要素間のギヤレシオを示しており、図中の「λ」は、キャリアＣｒとサンギヤＳとのギヤレシオを示している。なお、図４には、出力軸１３に対応する要素については図示を省略している。

【0058】

＜前進段から後進段への切替制御＞
図７は、変速段を前進一速段から後進段に切り替える際（後進段を設定する際）の係合機構の係合組合せを示す図である。変速段が前進一速段にある場合、図２に示したようにブレーキＢ１，Ｂ２が係合状態にある。ブレーキＦ１は一方向回転許容状態にある場合を想定する。

【0059】

まず、図７の段階１に示すように、ブレーキＢ１，Ｂ２を解放状態に制御する。ブレーキＢ１，Ｂ２の解放を開始すると、次の段階２に移行する。

【0060】

段階２では、クラッチＣ１，Ｃ３及びブレーキＢ３を係合する。リングギヤＲ２及び出力軸１３は回転自在であり、駆動輪Ｈは自由回転可能になる。よって車両が不測の挙動を示す事態を回避できる。

【0061】

図４の速度線図から明らかなように、クラッチＣ３及びブレーキＢ３を係合することで、入力軸１０はケーシング１２に固定された状態となる。クラッチＣ１を係合することでキャリアＣｒ２が入力軸１０に連結された状態となる。

【0062】

なお、段階１と段階２とは並行して行うことができる。具体的には、ブレーキＢ１，Ｂ２を解放状態にする制御を行いながら、クラッチＣ１，Ｃ３及びブレーキＢ３を係合する制御を行う。このようにすることで、変速段を後進段に切り替える際の応答性を向上することができる。

【0063】

次に、所定の条件が成立すると、次の段階３に移行する。所定の条件は、キャリアＣｒ２の回転数が０であることが確認される条件である。基本的には、クラッチＣ１の係合完了と、入力軸回転数センサ１１１の検出結果＜所定値（例えば０とみなせる値）である。クラッチＣ１の係合完了は、例えば、クラッチＣ１用の油圧センサ１１３の検出結果が所定油圧を示す場合や、クラッチＣ１用の電磁弁ＬＳに対する制御量が規定値に達した場合等に係合が完了したと判定することができる。他の係合機構の係合完了についても、同様の判定手法を採用することができる。

【0064】

段階３では、ブレーキＦ１を一方向回転許容状態から回転阻止状態に切り替える。ブレーキＦ１のケーシング１２側と、キャリアＣｒ２側との差回転が０であるため、異音や振動が発生することを回避できる。ブレーキＦ１の切り替えが完了すると、段階４に進む。段階４では、クラッチＣ１、ブレーキＢ３を解除し、ブレーキＢ２を係合する。以上により、後進段の組み合わせ（図２のＲＶＳ）が成立する。

【0065】

段階１～段階３の処理をＲＶＳ準備処理と呼び、段階４の処理をＲＶＳインギヤ処理と呼ぶ場合がある。制御上、変速段の制御状態としてＲＶＳ準備モードが設定されるとＲＶＳ準備処理を行う。また、段階３が完了した段階で変速段の制御状態としてＲＶＳインギヤモードを設定し、ＲＶＳインギヤモードが設定されるとＲＶＳインギヤ処理を行う。このようなモード設定は例えば記憶部１０２にモード情報の記憶領域を設けて管理する。

【0066】

＜停車時エンジン暖機制御＞
本実施形態の車両では、制御装置１００は、車両の停車中にエンジンＥＧの暖機要求があると判断した場合に、自動変速機１の係合機構であるクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ１の係合・非係合を制御することで、自動変速機１の出力部材１１には駆動力が伝達されず、かつ、入力軸１０が固定された状態とする停車時エンジン暖機制御を行う。図８は、この停車時エンジン暖機制御における自動変速機の状態を説明するための概略図である。同図に示すように、停車時エンジン暖機制御では、自動変速機１内の固定要素４（ケーシング１２）と回転要素３（入力軸１０）との間でそれらの係合・非係合を切り替える係合機構５を係合し、かつ、自動変速機１内の回転要素３と出力部材１１との間の動力伝達が行われないように係合機構５の係合・非係合を制御することで、出力部材１１には駆動力が伝達されず、かつ、入力軸１０が固定された状態とする。これにより、エンジンＥＧの出力軸２が回転状態となり自動変速機１の入力軸１０が停止状態となることで、それらの間に設けたトルクコンバータＴＣが両者の回転差（差回転）によって内部の流体が強制的に対流する状態（いわゆるストール状態）となる。したがって、エンジンＥＧの出力軸２に相当量の負荷が与えられた状態となるので、エンジンＥＧの暖機が促進される効果を奏することができる。

【0067】

この停車時エンジン暖機制御は、一例として、自動変速機１の係合機構５であるクラッチＣ１とクラッチＣ３を係合させると共にブレーキＢ３を係合させることで実現が可能である。図９は、その場合の自動変速機の状態を示すスケルトン図である。停車時エンジン暖機制御では、クラッチＣ１，Ｃ３及びブレーキＢ３が係合していることで、同図に一点鎖線で示す回転要素３Ａが停止状態（（回転が拘束された状態）となり、実線で示すその他の回転要素３Ｂが回転可能な状態（回転が拘束されない状態）となる。したがって、自動変速機１の入力軸１０が固定される一方、出力部材１１にはエンジンＥＧからの駆動力が伝達されない状態となる。

【0068】

上記の停車時エンジン暖機制御において、自動変速機１のクラッチＣ１とクラッチＣ３を係合させると共にブレーキＢ３を係合させる係合状態は、既述の前進変速段から後進変速段への切り替えの際のＲＶＳ準備処理における係合状態と同じである。すなわち、本実施形態の自動変速機１による停車時エンジン暖機制御では、制御装置１００は、車両の停車中にエンジンＥＧの暖機要求があると判断した場合に、自動変速機１の係合機構５であるクラッチＣ１，Ｃ２，Ｃ３及びブレーキＢ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｆ１の係合状態をＲＶＳ準備処理と同じ係合状態とすることで、出力部材１１には駆動力が伝達されず、かつ、入力軸１０が固定された状態を実現するようにしている。

【0069】

また、制御装置１００は、停車時エンジン暖機制御を行う際、パーキングロック機構１４０を制御して駆動輪Ｈを固定した状態とすることができる。具体的には、係合爪１４６をパーキングギヤ１４２に係合させることで、駆動輪Ｈが回転不能となる状態（パーキングロック状態）とする。これにより、車両を確実に停車状態として停車時エンジン暖機制御を行うことができる。そのうえ、停車時エンジン暖機制御では、出力部材１１には駆動力が伝達されないので、パーキングロック状態のパーキングロック機構１４０の係合爪１４６やパーキングギヤ１４２にも駆動力が伝わらずに済む。これにより、パーキングロック機構１４０による固定を解除した際（係合爪１４６のパーキングギヤ１４２への係合を解除した際）に振動や騒音などのショックが生じることを効果的に抑制しながら、エンジンＥＧの暖機を行うことが可能となる。

【0070】

さらに、制御装置１００は、停車時エンジン暖機制御を行う際、トルクコンバータＴＣのロックアップクラッチＬＣをスリップ状態で係合させるようにしてもよい。なお、ここでいう「ロックアップクラッチＬＣをスリップ状態で係合させる」とは、ロックアップクラッチＬＣを完全に係合させる（エンジンＥＧの出力軸２と自動変速機１の入力軸１０を完全に直結してそれらに差回転が無い状態とする）のではなく、ロックアップクラッチＬＣのクラッチ板（図示せず）をある程度滑らせた状態（エンジンＥＧの出力軸２と自動変速機１の入力軸１０が差回転を有する状態）で係合することをいい、そのスリップ量（又はスリップ率）は任意の値とすることができる。すなわち、ロックアップクラッチＬＣのスリップ量（又はスリップ率）の設定に応じて、エンジンＥＧの出力軸２に与えられる負荷を調節することが可能である。

【0071】

図１０は、停車時エンジン暖機制御を実施する際の処理手順を示すフローチャートである。同図に示すフローチャートでは、ロックアップクラッチＬＣをスリップ状態で係合させて停車時エンジン暖機制御を行う場合を「停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＮ）」と表記し、ロックアップクラッチＬＣを係合させずに停車時エンジン暖機制御を行う場合を「停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＦＦ）」と表記する。

【0072】

同図のフローチャートに示すように、まず、制御装置１００は、エンジンＥＧの暖機要求があるか否かを判断する（ステップＳＴ１）。なお、ここでいうエンジンＥＧの暖機要求がある場合とは、具体例として車両起動時（イグニッションがオンされたとき）に触媒温度センサ１１４で検出される触媒温度が所定以下の場合などがある。その結果、エンジンＥＧの暖機要求が有る場合（ＹＥＳ）、続けて車両が停車状態か否かを判断する（ステップＳＴ２）。その結果、車両が停車状態であれば（ＹＥＳ）、続けて、エンジンＥＧに与えたい負荷量が閾値Ｗ１以下か否かを判断する（ステップＳＴ３）。ここでいうエンジンＥＧに与えたい負荷量とは、エンジンＥＧを必要程度まで暖機するために与える必要がある負荷の量をいい、現状のエンジンＥＧの諸状態及び予めシミュレーションなどで蓄積された暖機のデータなどから算出することができる。また、ここでの閾値Ｗ１は、停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＦＦ）の実施によってエンジンＥＧに与えることが可能な最大負荷量の値である。その結果、エンジンＥＧに与えたい負荷量が閾値Ｗ１より大きい場合（ＮＯ）は、停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＮ）を実施し（ステップＳＴ４）、エンジンＥＧに与えたい負荷量が閾値Ｗ１以下の場合（ＹＥＳ）は、停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＦＦ）を実施する（ステップＳＴ５）。そして、停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＮ）の実施中に、ロックアップクラッチＬＣの温度（詳細にはロックアップクラッチＬＣのクラッチ板（図示せず）の温度）が許容範囲内か否かを監視し（ステップＳＴ６）、当該監視している温度が許容範囲内で無ければ（ＮＯ）、ロックアップクラッチＬＣの係合を解除する（オフする）ことで、停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＦＦ）に切り替える（ステップＳＴ５）。また、当該監視している温度が許容範囲内であれば（ＹＥＳ）、トルクコンバータＴＣの内部温度（トルクコンバータＴＣ内を流通する作動油（ＡＴＦ）の温度）が閾値Ｔ１以上か否かを監視する（ステップＳＴ７）。ここでの閾値Ｔ１は、自動変速機１及びその油圧制御装置に対して予め規定されている（すなわち、自動変速機１のシステムで制限されている）作動油（ＡＴＦ）の最大温度である。その結果、この監視している温度が閾値Ｔ１以上の場合（ＹＥＳ）、ロックアップクラッチＬＣの係合を解除する（オフする）ことで、停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＦＦ）に切り替える（ステップＳＴ５）。また、この監視している温度が閾値Ｔ１未満の場合（ＮＯ）、停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＮ）の実施によって生じる振動量が許容範囲内か否かを監視し（ステップＳＴ８）、この監視している振動量が許容範囲内で無ければ（ＮＯ）、ロックアップクラッチＬＣの係合を解除する（オフする）ことで、停車時エンジン暖機制御（ＬＣ ＯＦＦ）に切り替える（ステップＳＴ５）。

【0073】

このように、停車時エンジン暖機制御を行う際、ロックアップクラッチＬＣをスリップ状態で係合させることで、エンジンＥＧにより大きな負荷を与えることが可能となるので、エンジンＥＧをより短時間で効果的に暖機することが可能となる。また、また、トルクコンバータＴＣを含む自動変速機１の早期の昇温が可能となるので、車両の駆動システム全体のより効果的な暖機を行うことができる。

【0074】

以上説明したように、本実施形態の車両用自動変速機の制御装置では、車両の停車中にエンジンＥＧの暖機要求があると判断した場合に、係合機構５の係合・非係合を制御することで、出力部材１１には駆動力が伝達されず、かつ、入力軸１０が固定された状態とする停車時エンジン暖機制御を行うので、車両の停車状態を維持しまま入力軸１０を固定してトルクコンバータＴＣをストール状態にすることができ、エンジンＥＧに意図的な負荷を与えてエンジンＥＧの暖機を行うことができる。そして、この停車時エンジン暖機制御は、自動変速機１が備える係合機構５の係合・非係合を制御するだけの比較的に簡単な制御で行うことができるので、制御や構成の複雑化につながるおそれがない。また、停車時エンジン暖機制御では、出力部材１１には駆動力が伝達されないので、車両の停車状態を確実に維持することができるので、車両の停車中にエンジンＥＧの暖機が必要となった際に実行することが可能な制御となる。

【0075】

また、この停車時エンジン暖機制御によれば、エンジンＥＧに負荷を与えることによってエンジンＥＧ自体を暖機することができるだけでなく、トルクコンバータＴＣがストール状態となることで、トルクコンバータＴＣや自動変速機１を流通する作動油（ＡＴＦ）の油温をより早期に昇温することが可能となる。したがって、エンジンＥＧのみでなくトルクコンバータＴＣや自動変速機１を含む車両の駆動システム全体の効果的な暖機を行うことができる。

【0076】

なお、本発明は、以上説明した実施の形態に適用が限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内で種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では、車両の駆動源としてエンジンのみを備えた車両を例に説明したが、これ以外にも、本発明の制御装置は、車両の駆動源としてエンジンとモータ（電動モータ）とを備えるハイブリッド車両にも適用が可能である。その場合、一例として、図示及び詳細な説明は省略するが、図１のスケルトン図において、エンジンＥＧとトルクコンバータＴＣの間（エンジンの出力軸２上）に駆動源としての電動モータを配置することが可能である。

【符号の説明】

【0077】

１ 自動変速機
２ （エンジンの）出力軸
３（３Ａ，３Ｂ） 回転要素
４ 固定要素
５ 係合機構
１０ 入力軸
１１ 出力部材
１２ ケーシング（固定要素）
１２ａ 支持部材
１００ 制御装置（制御手段）
１４０ パーキングロック機構
Ｂ１～Ｂ３ ブレーキ（係合機構）
Ｃ１～Ｃ３ クラッチ(係合機構）
Ｃｒ１～Ｃｒ４ キャリア
Ｆ１ ブレーキ（機械的係合機構）
Ｐ１～Ｐ４ 遊星ギヤ機構
ＥＧ エンジン（駆動源）
Ｈ 駆動輪
ＬＣ ロックアップクラッチ
ＴＣ トルクコンバータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】