JP2001336631A - 自動変速装置の制御装置 - Google Patents

自動変速装置の制御装置

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JP2001336631A
JP2001336631A JP2000160629A JP2000160629A JP2001336631A JP 2001336631 A JP2001336631 A JP 2001336631A JP 2000160629 A JP2000160629 A JP 2000160629A JP 2000160629 A JP2000160629 A JP 2000160629A JP 2001336631 A JP2001336631 A JP 2001336631A
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speed
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gear
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Shiro Ogami
史朗 尾神
Yoshinori Ito
嘉規 伊藤
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Aisin AI Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シンクロの負荷を少なくして寿命を長くする
とともに、シフト回数を少なくしてトータルのシフト時
間も短くすること。 【解決手段】 シンクロメッシュ式歯車変速機を自動変
速する自動変速装置の制御装置において、変速指令を検
出することにより、検出した変速指令による他の変速段
と現在の変速段との比較を行うことによって判別された
他の変速段が、現在の変速段から次の変速段を飛び越し
た飛び越し変速に相当する場合は、同期装置を構成する
中間段のシンクロによって仮同期させた後、前記他の変
速段に変速するように構成されている自動変速装置の制
御装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シンクロメッシュ
式歯車変速機を自動変速する自動変速装置の制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の第１の自動変速装置の制御装置
は、シンクロメッシュ式歯車変速機を自動変速するもの
であるが、例えば５速から３速へ変速する場合は、図１
２のフローチャートおよび図９（Ａ）のタイムチャート
図に示されるようにまず５速の変速段から４速の変速段
へ変速し、次に４速の変速段から３速の変速段へ変速す
るものであった。
【０００３】また５速から３速へ変速する場合のその他
の第２の自動変速装置の制御装置におけるアプローチと
しては、図１３のフローチャートおよび図９（Ｂ）のタ
イムチャート図に示されるように５速の変速段から４速
の変速段を飛び越して直接３速の変速段へ変速するもの
であった。すなわちＨ形状のシフトパターンを利用して
ニュートラル状態を検出して３速の変速段に一気に切り
換えるものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の第１の自動
変速装置の制御装置における５速の変速段から順次４速
の変速段および３速の変速段へ変速する場合は、シンク
ロの負荷は少ないが、シフト回数が多いためトータルの
シフト時間が長くなるという問題があった。
【０００５】また上記従来の第２の自動変速装置の制御
装置における５速の変速段から４速の変速段を飛び越し
て直接３速の変速段へ変速する場合は、シフト回数が少
なくシフト時間も短くなるが、ギヤ比の関係から相対回
転が高いためシンクロの同期時間が多く必要になり、シ
ンクロの同期時間を短くするとシンクロの負荷が大きく
なり、寿命に影響を与えるという問題があった。
【０００６】上記従来の第２の自動変速装置の制御装置
において、負荷を抑制するためにシフト速度を下げてシ
フト時間を長くする方法もあるが、上記従来の第１の装
置よりも効率が悪くなるという問題があった。
【０００７】そこで本発明者は、シンクロメッシュ式歯
車変速機を自動変速する自動変速装置の制御装置におい
て、ある変速段から次の変速段を飛び越した他の変速段
に飛び越し変速する場合に、中間段のシンクロによって
仮同期させて相対回転を下げた後、前記他の変速段に変
速するようにするという本発明の技術的思想に着眼し、
更に研究開発を重ねた結果、シンクロの負荷を少なくし
て寿命を長くするとともに、シフト回数を少なくしてト
ータルのシフト時間も短くするという目的を達成する本
発明に到達した。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明（請求項１に記載
の第１発明）の自動変速装置の制御装置は、シンクロメ
ッシュ式歯車変速機を自動変速する自動変速装置の制御
装置において、ある変速段から次の変速段を飛び越した
他の変速段に飛び越し変速する場合に、中間段のシンク
ロによって仮同期させた後、前記他の変速段に変速する
ようにしたものである。
【０００９】本発明（請求項２に記載の第２発明）の自
動変速装置の制御装置は、前記第１発明において、前記
飛び越し変速は、変速指令を検出することにより判別さ
れるものである。
【００１０】本発明（請求項３に記載の第３発明）の自
動変速装置の制御装置は、前記第２発明において、前記
飛び越し変速は、検出した変速指令による他の変速段と
現在の変速段との比較を行うことにより判別されるもの
である。
【００１１】本発明（請求項４に記載の第４発明）の自
動変速装置の制御装置は、前記第１発明において、前記
中間段のシンクロによる仮同期は、前記中間段のシンク
ロを部分的に同期させるものである。
【００１２】本発明（請求項５に記載の第５発明）の自
動変速装置の制御装置は、前記第４発明において、前記
中間段のシンクロによる仮同期は、前記中間段のシンク
ロの係合荷重を調整することにより部分的に同期させる
ものである。
【００１３】本発明（請求項６に記載の第６発明）の自
動変速装置の制御装置は、前記第５発明において、前記
部分的な同期が、変速時の同期の半分の同期であるもの
である。
【００１４】本発明（請求項７に記載の第７発明）の自
動変速装置の制御装置は、前記第６発明において、前記
中間段は、前記現在の変速段と前記他の変速段との間に
複数の変速段を飛び越し変速する場合は、ギヤ比におい
て中間に近い方の変速段とし、そのシンクロによって仮
同期させるものである。
【００１５】
【発明の作用および効果】上記構成より成る第１発明の
自動変速装置の制御装置は、シンクロメッシュ式歯車変
速機を自動変速する自動変速装置の制御装置において、
ある変速段から次の変速段を飛び越した他の変速段に飛
び越し変速する場合に、中間段のシンクロによって仮同
期させた後、前記他の変速段に変速するようにしたの
で、シンクロの負荷を少なくして寿命を長くするととも
に、シフト回数を少なくしてトータルのシフト時間も短
くするという効果を奏する。
【００１６】上記構成より成る第２発明の自動変速装置
の制御装置は、前記第１発明において、変速指令を検出
することにより前記飛び越し変速が判別されるので、容
易に前記飛び越し変速が判別されるという効果を奏す
る。
【００１７】上記構成より成る第３発明の自動変速装置
の制御装置は、前記第２発明において、検出した変速指
令による他の変速段と現在の変速段との比較を行うこと
により、前記飛び越し変速が判別されるので、仮同期さ
せる中間段のシンクロが確実に選択されるという効果を
奏する。
【００１８】上記構成より成る第４発明の自動変速装置
の制御装置は、前記第１発明において、前記中間段のシ
ンクロメッシュによる仮同期は、前記中間段のシンクロ
メッシュを部分的に同期させるので、確実に相対回転を
下げた後、前記他の変速段に変速するため、シンクロの
負荷を少なくして寿命を長くするという効果を奏する。
【００１９】上記構成より成る第５発明の自動変速装置
の制御装置は、前記第４発明において、前記中間段のシ
ンクロメッシュによる仮同期は、前記中間段のシンクロ
メッシュの係合荷重を調整することにより部分的に同期
させるので、相対回転を適当なレベルに下げた後、前記
他の変速段に変速するため、シンクロの負荷を少なくし
て寿命を長くするという効果を奏する。
【００２０】上記構成より成る第６発明の自動変速装置
の制御装置は、前記第５発明において、前記部分的な同
期が、変速時の同期の半分の同期であるので、相対回転
を通常変速時の半分のレベルに下げた後、前記他の変速
段に変速するため、シンクロの負荷を少なくして寿命を
長くするという効果を奏する。
【００２１】上記構成より成る第７発明の自動変速装置
の制御装置は、前記第６発明において、前記中間段は、
前記現在の変速段と前記他の変速段との間に複数の変速
段を飛び越し変速する場合は、ギヤ比において中間に近
い方の変速段とし、そのシンクロメッシュによって仮同
期させるので、相対回転を実用上最適なレベルに下げた
後、前記他の変速段に変速するため、シンクロの負荷を
少なくして寿命を長くするという効果を奏する。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態につき、
図面を用いて説明する。
【００２３】（実施形態）本実施形態の自動変速装置の
制御装置は、図１ないし図８に示されるように図２のシ
ンクロメッシュ式歯車変速機２を自動変速する自動変速
装置１００の制御装置６において、変速指令を検出する
ことにより、検出した変速指令による他の変速段と現在
の変速段との比較を行うことによって判別された他の変
速段が、現在の変速段から次の変速段を飛び越した飛び
越し変速に相当する場合は、同期装置３を構成する中間
段のシンクロによって仮同期させた後、前記他の変速段
に変速するように構成されているものである。
【００２４】本実施形態における自動変速装置の概略ハ
ード構成の一例が、図２に示されている。図２に示され
る自動変速装置は、変速機ケース１に収納された歯車変
速機構２と、該歯車変速機構２の噛合い歯車の組合せ
（伝達状態）を切り換えて変速比を設定するシンクロメ
ッシュ機構３０と、該シンクロメッシュ機構３０を電気
式に駆動するセレクトアクチュエータ４０およびシフト
アクチュエータ５０、該アクチュエータ４０、５０を制
御する制御装置６とから構成されている。
【００２５】前記制御装置６は、スイッチ、レバー等の
マニュアル部材７の信号により前記アクチュエータ４
０、５０を駆動するものであり、該アクチュエータ４
０、５０を構成する電気モータを制御するＥＣＵ６２等
によって構成されている。
【００２６】検出手段としては、前記アクチュエータ４
０および５０の位置検出として、ストロークセンサ４１
および５１と、入力シャフト２１の回転数を検出する入
力シャフト回転センサ２３と、出力シャフト２２の回転
数を検出する出力シャフト回転センサ２４とがあり、そ
れらの検出信号は、前記ＥＣＵ６２に入力されている。
【００２７】図２に示される自動操作変速装置は、マニ
ュアルトランスミッション（以下、手動変速機）を想定
しており、手動変速機の歯車変速機構２は、例えば入力
シャフト２１、カウンタシャフトおよび出力シャフト２
２（ドリブンシャフト）上に配列された常時噛合い式歯
車列の伝達状態を同期装置３を構成する操作機構として
のシンクロメッシュ機構３０によって切り換えることに
より所定の変速比が設定（シフト）される。
【００２８】前記操作機構は、コーン摩擦面により相対
的にブレーキをかけるシンクロメッシュ機構が主に採用
されており、図３に示すシンクロナイザリング３３１、
３３２を備えたこのシンクロメッシュ機構３０とそのス
リーブ３２１、３２２、スプライン３５１、３５２に係
合したシフトフォーク３４１、３４２とから構成され
る。
【００２９】前記シンクロナイザリング３３１、３３２
に対向するギヤピース３６１、３６２の外周部にドグ歯
３７１、３７２が形成され、前記シンクロナイザリング
３３１、３３２の外周部に外歯３８１、３８２が形成さ
れ、前記スリーブ３２１、３２２に対向してクラッチハ
ブ３９１、３９２が配設されている。
【００３０】車速を検出する前記車速検出手段は、前記
コントローラ６を構成する前記ＥＣＵ６２に接続された
出力シャフト回転センサ２４によって構成されている。
【００３１】前記セレクトアクチュエータ４０およびシ
フトアクチュエータ５０の詳細について、以下に図４に
基づき説明する。
【００３２】レバー１２９の動きを検出するセンサ１２
８の検出信号に基づきＣＰＵ１２５によって構成される
コントローラ１１５が後述する弁に制御信号を出力し、
ポンプ１１９はリザーバの油を吸い込み圧油を供給し、
アキュームレータ１３０に蓄圧されるとともにマスター
弁１２０に供給する。
【００３３】マスター弁１２０は、コントローラ１１５
が出力する制御信号に基づき前記ポンプ１１９から供給
された圧油をセレクト流量制御弁１２１およびシフト流
量制御弁１２２に切り換え制御する。
【００３４】セレクト流量制御弁１２１は、コントロー
ラ１１５が出力する制御信号に基づき、ソレノイド１２
１ａにより前記ポンプ１１９から供給された圧油の前記
セレクトアクチュエータ４０を構成する直動シリンダ１
１６のピストン１１６ｂおよびロッド１１６ａの移動方
向に対応する左右室への供給方向および流量を制御す
る。
【００３５】シフト流量制御弁１２２は、コントローラ
１１５が出力する制御信号に基づき、ソレノイド１２２
ａにより前記ポンプ１１９から供給された圧油の前記シ
フトアクチュエータ５０を構成する直動シリンダ１１７
のピストン１１７ｂおよびロッド１１７ａの移動方向に
対応する上下室への供給方向および流量を制御する。
【００３６】前記ロッド１１６ａおよび１１７ａの移動
量ＸおよびＹは、位置センサ１２６および１２７によっ
て検出される。
【００３７】本第１実施形態における制御装置６の飛び
越し変速時の仮同期および同期制御について、図１およ
び図６ないし図８に示されるフローチャートに従い説明
する。
【００３８】図１におけるフローチャートのステップ１
０１において、検出した変速指令による変速後の他の変
速段と現在の変速段との比較を行うことにより、判別さ
れた変速後の他の変速段が、現在の変速段から次の変速
段を飛び越した飛び越し変速に相当するかどうか判定さ
れる。
【００３９】前記ステップ１０１において、飛び越し変
速と判定された場合は、ステップ１０２において、現在
の変速段と変速後の他の変速段との中間段による仮同期
を行い、相対回転を下げる。
【００４０】前記ステップ１０２における前記中間段
は、前記現在の変速段と前記変速指令による他の変速段
との間に複数の２個以上の変速段を飛び越し変速する場
合は、飛び越される変速段のうちギヤ比において中間に
近い方の変速段が中間段とされ、そのシンクロによって
仮同期させるものである。
【００４１】ステップ１０３において、変速指令による
他の変速段における通常の変速処理が行われる。
【００４２】次に図５に示されるシフト機構構成図にお
ける図中実線で示される５速から４速を飛び越し３速に
飛び越し変速する場合を例にとって、さらに図６を用い
て説明する。
【００４３】ステップ２０１において、図５の破線で示
されるように４速の変速段による仮同期が行われ、入力
シャフト２１と出力シャフト２２との相対回転数差を下
げる。
【００４４】４速の変速段のシンクロによる仮同期によ
り入力シャフト２１と出力シャフト２２との相対回転数
差を下げられた後、ステップ２０２において、３速の同
期が行われ、ステップ２０３において、３速の同期が行
われた後のシフト操作が継続して行われ３速のシフトが
完了され、終了する。
【００４５】前記ステップ２０１における仮同期につい
て、図７を用いてさらに詳細に説明する。
【００４６】ステップ２０１１において、従来通りの通
常の同期制御が途中まで行われ、すなわち前記中間段の
シンクロの係合荷重を調整することにより、部分的に同
期させる。
【００４７】ステップ２０１２において、通常の同期制
御における半分の同期制御が完了したところで、ステッ
プ２０１３において仮同期完了と判断され、終了する。
【００４８】またインプット回転をギヤ比をかけたアウ
トプット回転に合わせる同期制御について、図８を用い
てさらに詳細に説明する。
【００４９】ステップ３０１において、油圧、空圧また
は電気に基づく荷重によるレバー代用制御によって、自
動でレバーシフトする。
【００５０】ステップ３０２において、荷重を調整する
ことにより，同期時間の調整をして終了する。荷重が高
過ぎると、ミッション（シンクロ）の寿命が短くなる。
荷重が低過ぎると、シフト時間が長くなり、変速フィー
リングが悪くなる。
【００５１】本実施形態の自動変速装置の制御装置は、
図９（Ｃ）に示されるようにホークの操作によって４速
の変速段のシンクロによる仮同期により入力シャフト２
１の回転数を上昇させることにより、入力シャフト２１
の回転数と出力シャフト２２の回転数との相対回転数差
が下げられる。
【００５２】入力シャフト２１の回転数と出力シャフト
２２との相対回転数差を下げられた後、ホークの操作に
よって３速の変速段のシンクロによる３速の同期が行わ
れ、入力シャフト２１の回転数を上昇させることによ
り、インプット回転をギヤ比をかけたアウトプット回転
に合わせる。
【００５３】上述のように３速の同期が行われた後のシ
フト操作が継続して行われ、３速のシフトが完了され、
終了する。
【００５４】上述の本実施形態の自動変速装置の制御装
置は、ある変速段（例えば５速）から次の変速段（例え
ば４速）を飛び越した他の変速段（例えば３速）に飛び
越し変速する場合に、中間段（例えば４速）のシンクロ
ナイザリングによって仮同期させた後、前記他の変速段
（例えば３速）に変速するようにしたので、シンクロナ
イザリングの負荷およびダメージを少なくして寿命を長
くするという効果を奏する。
【００５５】また本第１実施形態の自動変速装置の制御
装置は、中間段（例えば４速）のシンクロナイザリング
によって仮同期を行うだけのため、シフト回数を少なく
して図９（Ｃ）に示されるようにトータルのシフト時間
も短くするという効果を奏する。
【００５６】なお上述の飛び越し変速の発生条件とし
て、自動変速で走行中に山道等で登り坂にさしかかった
時などに例えば４速で走行していたが、トルクを必要と
するするため２速に変速指令が出た時、本実施形態の手
順にて４速から３速へ、３速から２速へシフトすること
により、ドライバーの感性に適合したシフト変速をマニ
ュアルトランスミッションに負荷をかけずに実現出来る
ことになる。
【００５７】さらに本実施形態の自動変速装置の制御装
置は、変速指令を検出することにより前記飛び越し変速
が判別されるので、容易に前記飛び越し変速が判別され
るという効果を奏する。
【００５８】また本実施形態の自動変速装置の制御装置
は、検出した変速指令による他の変速段と現在の変速段
との比較を行うことにより、前記飛び越し変速が判別さ
れるので、仮同期させる中間段（例えば４速）のシンク
ロナイザリングが確実に選択されるという効果を奏す
る。
【００５９】さらに本実施形態の自動変速装置の制御装
置は、前記中間段（例えば４速）のシンクロナイザリン
グによる仮同期は、前記中間段のシンクロナイザリング
を部分的に同期させるので、確実に相対回転を下げた
後、前記他の変速段に変速するため、シンクロナイザリ
ングの負荷を少なくして寿命を長くするという効果を奏
する。
【００６０】すなわち５速から３速に飛び越し変速した
場合の実測データを示す図１０および４速から２速に飛
び越し変速した場合の実測データを示す図１１に示され
るように隣接する中間段における仮同期（４速、３速）
時におけるシフトストローク、インプット回転とアウト
プット回転との相対回転およびアクチュエータ圧力の変
動から明らかなように、仮同期（４速、３速）時のアク
チュエータ圧力における大荷重の入力が回避される。
【００６１】また本実施形態の自動変速装置の制御装置
は、前記中間段（例えば４速）のシンクロナイザリング
による仮同期は、前記中間段のシンクロナイザリングの
係合荷重を調整することにより部分的に同期させるの
で、相対回転を適当なレベルに下げた後、前記他の変速
段に変速するため、シンクロナイザリングの負荷を少な
くして寿命を長くするという効果を奏する。
【００６２】さらに本実施形態の自動変速装置の制御装
置は、前記部分的な同期が、変速時の同期の半分の同期
であるので、相対回転を通常変速時の半分のレベルに下
げた後、前記他の変速段に変速するため、シンクロナイ
ザリングの負荷を少なくして寿命を長くするという効果
を奏する。
【００６３】また本実施形態の自動変速装置の制御装置
は、前記中間段は、前記現在の変速段と前記他の変速段
との間に複数の変速段を飛び越し変速する場合は、ギヤ
比において中間に近い方の変速段とし、そのシンクロナ
イザリングによって仮同期させるので、相対回転を実用
上最適なレベルに下げた後、前記他の変速段に変速する
ため、シンクロナイザリングの負荷を少なくして寿命を
長くするという効果を奏する。
【００６４】上述の実施形態は、説明のために例示した
もので、本発明としてはそれらに限定されるものでは無
く、特許請求の範囲、発明の詳細な説明および図面の記
載から当業者が認識することができる本発明の技術的思
想に反しない限り、変更および付加が可能である。
【００６５】上述の実施形態においては、一例としてマ
ニュアルトランスミッションのシンクロを利用したシス
テムについて説明したが、クラッチ制御またはエンジン
制御を駆使して代用することも可能である。これはマニ
ュアルトランスミッションが、インプットとアウトプッ
トが接続していない時（ニュートラル時）に、エンジン
やクラッチ制御によってシフト変速して、インプット回
転数をアウトプット回転数に近づけるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の自動変速装置の制御装置に
おける制御フローを示すチャート図である。
【図２】本実施形態の自動変速装置の制御装置のシステ
ム構成を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の自動変速装置におけるシンクロメ
ッシュ機構を示す構成図である。
【図４】本実施形態におけるセレクトアクチュエータお
よびシフトアクチュエータの制御装置を示すブロック回
路図である。
【図５】本実施形態におけるシフト機構のシフト位置お
よび方向を説明するための説明図である。
【図６】本実施形態における５速から３速へ飛び越し変
速する場合の制御フローの例を示すチャート図である。
【図７】本実施形態における図６のフローにおける仮同
期ステップの詳細手順を示すチャート図である。
【図８】本実施形態における図６のフローにおける同期
ステップの詳細手順を示すチャート図である。
【図９】本実施形態と従来の第１および第２の自動変速
装置の制御装置の飛び越し変速シフト時におけるシフト
ストローク、インプットおよびアウトプット回転数の変
化特性を説明するための線図である。
【図１０】本実施形態における５速から３速へ飛び越し
変速シフト時におけるシフトストローク、インプットお
よびアウトプットの相対回転、アクチュエータの圧力の
実測変化を示す線図である。
【図１１】本実施形態における４速から２速へ飛び越し
変速シフト時におけるシフトストローク、インプットお
よびアウトプットの相対回転、アクチュエータの圧力の
実測変化を示す線図である。
【図１２】従来の第１装置における５速から４速を介し
て３速へ順次変速する場合の制御フローの例を示すチャ
ート図である。
【図１３】従来の第２装置における５速から３速へ飛び
越し変速する場合の制御フローの例を示すチャート図で
ある。
【符号の説明】
２ シンクロメッシュ式歯車変速機 ３ 同期装置 ６ 制御装置 １００ 自動変速装置
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J067 AA04 AA21 AB11 AC03 BA52 CA32 CA40 DB02 DB32 EA05 FB02 FB45 FB71 FB85 GA01 3J552 MA04 MA13 NA01 NB01 PA20 PA62 QB07 RA11 SA30 SB08 SB38 TA06 TB02 VA01W VA32Z VA37Z VA62Z VA74W VA75Z VA77Z VA78W

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 シンクロメッシュ式歯車変速機を自動変
    速する自動変速装置の制御装置において、 ある変速段から次の変速段を飛び越した他の変速段に飛
    び越し変速する場合に、中間段のシンクロによって仮同
    期させた後、前記他の変速段に変速するようにしたこと
    を特徴とする自動変速装置の制御装置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、 前記飛び越し変速は、変速指令を検出することにより判
    別されることを特徴とする自動変速装置の制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項２において、 前記飛び越し変速は、検出した変速指令による他の変速
    段と現在の変速段との比較を行うことにより判別される
    ことを特徴とする自動変速装置の制御装置。
  4. 【請求項４】 請求項１において、 前記中間段のシンクロによる仮同期は、前記中間段のシ
    ンクロを部分的に同期させることを特徴とする自動変速
    装置の制御装置。
  5. 【請求項５】 請求項４において、 前記中間段のシンクロによる仮同期は、前記中間段のシ
    ンクロの係合荷重を調整することにより部分的に同期さ
    せることを特徴とする自動変速装置の制御装置。
  6. 【請求項６】 請求項５において、 前記部分的な同期が、変速時の同期の半分の同期である
    ことを特徴とする自動変速装置の制御装置。
  7. 【請求項７】 請求項６において、 前記中間段は、前記現在の変速段と前記他の変速段との
    間に複数の変速段を飛び越し変速する場合は、ギヤ比に
    おいて中間に近い方の変速段とし、そのシンクロによっ
    て仮同期させることを特徴とする自動変速装置の制御装
    置。
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