JP2002138875A - 同期噛合式自動変速機の制御装置 - Google Patents

同期噛合式自動変速機の制御装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 常にほぼ一定の時間でスロットル開度の設定
がなされ、ショックが発生したり違和感を与えることの
ない同期噛合式自動変速機の制御装置を得る。 【解決手段】 車両に搭載された内燃機関１とは電磁ク
ラッチ２を介して結合され、異なるギヤ比の複数の変速
ギヤを有する変速機３と、この変速機３のギヤを切り換
えるシフト・セレクトアクチュエータ５と、内燃機関１
の回転速度を制御するスロットル弁９と、このスロット
ル弁９を操作するスロットルアクチュエータ１１と、所
定のプログラムに従いシフト・セレクトアクチュエータ
５に信号を与え、ギヤを切り換えて変速制御を行うと共
に、スロットル弁９の目標開度の演算と実際の開度の検
知とを行い、変速制御終了時にギヤ切換の完了を判定し
てスロットルアクチュエータ１１を操作し、スロットル
弁９の目標開度と実際の開度との差に応じた速度で目標
開度位置まで移行させる制御手段４とを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、変速操作時に短
時間でスロットル弁の開度を目標開度に設定することが
可能な車両用の同期噛合式自動変速機の制御装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】自動変速機を使用した車両におけるクラ
ッチ操作とスロットル操作とに関する制御方法としては
例えば特開平６０−３５６３３号公報にその一例が開示
されている。この公報に開示された技術は、変速動作開
始時において、クラッチを解放するときのクラッチ解放
速度とスロットル閉速度とを制御するもので、クラッチ
の断接を制御するアクチュエータと、スロットルの開閉
を行うスロットル制御手段と、これらを制御するコント
ロールユニットとを備えたものにおいて、コントロール
ユニットにスロットル開度量に対するクラッチ断速度の
マップと、スロットル開度量に対するスロットル閉速度
のマップとを格納しておき、アクセルペダルの踏み込み
量をパラメータとしてクラッチ断速度とスロットル閉速
度とを制御することにより、クラッチ解放時のショック
や吹き上がりの軽減策を講じると共に、この策に伴う変
速時間の増大を防止しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この従来技術に開示さ
れているように、自動変速機を搭載した車両においては
クラッチの解放時におけるエンジンの吹き上がりやショ
ックを防止したり、クラッチの再結合時におけるショッ
クやエンストを防止するために、変速操作時にはスロッ
トル開度を制御し、スロットル開度の設定後にクラッチ
の断接を行っているが、従来の車両ではこのスロットル
開度をアクセルペダルの踏み込み量をパラメータとして
制御するのが通常であり、自動変速機の動作中にアクセ
ル操作がなされた場合には、スロットルアクチュエータ
によるスロットル操作速度が一定であるため、アクセル
ペダルが踏み込まれたときにはスロットル開度の設定に
時間がかかったり、戻された場合には即座に回転が伝達
されてショックが発生するなど、運転者に違和感を与え
ることが多くあった。
【０００４】この発明は、このような課題を解決するた
めになされたもので、変速中にアクセル操作がなされて
も、常にほぼ一定の時間でスロットル開度の設定がなさ
れ、ショックが発生したり違和感を与えたりすることの
ない同期噛合式自動変速機の制御装置を得ることを目的
とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この発明に係わる同期噛
合式自動変速機の制御装置は、車両に搭載された内燃機
関と、この内燃機関とは電磁クラッチを介して結合さ
れ、異なるギヤ比の複数の変速ギヤを有する変速機と、
この変速機のギヤを切り換えて結合するシフト・セレク
トアクチュエータと、内燃機関の吸気量を変えることに
より回転速度を制御するスロットル弁と、このスロット
ル弁をアクセル操作量と変速時のプログラムとに応じて
操作するスロットルアクチュエータと、所定のプログラ
ムに従いシフト・セレクトアクチュエータに信号を与
え、ギヤを切り換えて変速制御を行うと共に、スロット
ル弁の目標開度の演算と実際の開度の検知とを行い、変
速操作終了時にギヤ切換の完了を判定してスロットルア
クチュエータを操作し、スロットル弁の目標開度と実際
の開度との差に応じた速度で目標開度位置まで移行させ
る制御手段とを備えるようにしたものである。
【０００６】また、制御手段によるスロットル弁の移行
速度が制御装置に格納された制御マップに準拠し、演算
周期毎に決定されるようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１ないし図６
は、この発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速
機の制御装置の構成と動作とを説明するためのもので、
図１は同期噛合式自動変速機の制御装置の構成図、図２
は変速機構の構成説明図、図３と図４とは動作説明用の
特性図、図５は動作説明用のフローチャート、図６はス
ロットル操作特性図の一例である。
【０００８】図１において、１は車両に搭載された内燃
機関、２は内燃機関１のクランク軸１ａに設けられ、内
燃機関１と同期噛合式の自動変速機３とを結合する電磁
クラッチ、４は自動変速機３を制御する制御手段（コン
トロールユニット）、５は制御手段４に制御され、自動
変速機３のギヤ結合を操作するシフト・セレクトアクチ
ュエータ、６はシフト・セレクトアクチュエータ５の動
作位置を検出するシフト・セレクトポジションセンサ、
７は内燃機関１の吸気通路８に設けられたスロットル弁
９の開度を検出するスロットルポジションセンサ、１０
は図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するア
クセルポジションセンサ、１１はアクセルポジションセ
ンサ１０の出力に応じて、また、変速操作時には所定の
プログラムで制御手段４に駆動され、スロットル弁９の
開度を操作するスロットルアクチュエータ、１２は制御
手段４にシフト位置を与えるシフトレバーである。
【０００９】自動変速機３は、電磁クラッチ２に結合さ
れた入力軸１３と、この入力軸１３とはプライマリギヤ
セット１４により結合されたカウンタ軸１５と、車両を
駆動する出力軸１６と、カウンタ軸１５と出力軸１６と
の間にそれぞれ対として設けられた一速ギヤセット１７
と、二速ギヤセット１８と、三速ギヤセット１９と、五
速ギヤセット２０と、後進ギヤセット２１と、出力軸１
６に回転方向には固定され、軸方向に移動可能に装着さ
れた結合機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃとから構成されて
いる。各ギヤセット１７、１８、１９、２０、２１の一
方のカウンタ軸１５側のギヤはカウンタ軸１５に固定さ
れており、他方の出力軸１６側のギヤは出力軸１６に回
転自在に装着され、各結合機構２２ａ〜２２ｃとの係合
によりそれぞれが個別に出力軸１６と固定されるように
構成されている。
【００１０】２３は入力軸１３の回転速度を検出する入
力軸回転速度センサ、２４は出力軸１６の回転速度を検
出する出力軸回転速度センサ、２５は結合機構２２ｃが
後進ギヤセット２１と係合したことを検知する後進ギヤ
スイッチ、２６は内燃機関１の回転速度を検出する内燃
機関回転速度センサ、２７はブレーキ操作を検知するブ
レーキスイッチである。また、電磁クラッチ２は制御手
段４に制御されて励磁電流に比例した伝達トルクを発生
し、内燃機関１のクランク軸１ａと自動変速機３の入力
軸１３との間の動力の伝達と遮断とを行うように構成さ
れている。
【００１１】シフト・セレクトアクチュエータ５による
自動変速機３の操作の概要を示したのが図２の構成説明
図である。シフト・セレクトアクチュエータ５はシフト
アクチュエータ５１とセレクトアクチュエータ５４とか
らなり、シフトアクチュエータ５１はシフトモータ５２
と減速機５３とから構成され、シフトポジションセンサ
６１によりシフト位置を検出しながら結合機構２２ａ〜
２２ｃを一速、三速、五速側と、ニュートラル位置と、
二速、四速、後進側との三位置にシフトする。また、セ
レクトアクチュエータ５４はセレクトモータ５５と減速
機５６とからなり、セレクトポジションセンサ６２によ
りセレクト位置を検出しながら結合機構２２ａと、２２
ｂと、２２ｃとを選択するように構成されている。
【００１２】自動変速機３の各ギヤセット１７、１８、
１９、２０は前進用であり、それぞれが異なるギヤ比を
有し、この実施の形態では前進五段、後進一段の場合を
構成例として示している。各ギヤセット１７、１８、１
９、２０、２１と出力軸１６とを個別に固定する結合機
構２２ａ〜２２ｃは、プライマリギヤセット１４と三速
ギヤセット１９との間には結合機構２２ａが、一速ギヤ
セット１７と二速ギヤセット１８との間には結合機構２
２ｂが、五速ギヤセット２０と後進ギヤセット２１との
間には結合機構２２ｃが設けられており、セレクトアク
チュエータ５４により結合機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃ
のいずれか一つが選択され、シフトアクチュエータ５１
によりいずれかの側に移送されることにより一速から五
速までの前進ギヤのいずれか、あるいは、後進ギヤが選
択され、また、ニュートラルが選択される。なお、図１
の構成では、四速はプライマリギヤセット１４と出力軸
１３とが結合されるようになっている。
【００１３】図３はシフトポジションセンサ６１のシフ
ト位置と出力電圧との関係を示し、図４はセレクトポジ
ションセンサ６４のセレクト位置と出力電圧との関係を
示すものである。シフトポジションセンサ６１は、結合
機構２２ａ〜２２ｃが一速、三速、五速側にあるときに
は電圧ＶＹＡを出力し、これが制御手段４によるシフト
制御時の目標位置電圧となる。同様にニュートラル位置
では電圧ＶＹＢが、また、二速、四速、後進側にあると
きには電圧ＶＹＣがシフトポジションセンサ６１の出力
電圧であり、シフト制御時の目標位置電圧となる。ま
た、セレクトポジションセンサ６４は五速と後進との切
換を行う結合機構２２ｃのセレクト時の出力と目標位置
電圧はＶＸＣであり、三速と四速との切換を行う結合機
構２２ａのセレクト時は電圧ＶＸＢが、一速と二速との
切換を行う結合機構２２ｂのセレクト時は電圧ＶＸＡが
それぞれ出力と目標位置電圧となる。
【００１４】制御手段４による変速操作は、シフトレバ
ー１２の位置信号と、アクセルポジションセンサ１０の
信号と、入力軸回転速度センサ２３と出力軸回転速度セ
ンサ２４と内燃機関回転速度センサ２６の各回転速度信
号とを入力し、制御手段４に記憶されたシフトパターン
により走行状態に適合した変速段を決定し、シフト・セ
レクトポジションセンサ６によりシフト・セレクト位置
を検出しながらシフト・セレクトアクチュエータ５を操
作することにより実行される。例えば、二速から三速に
ギヤチェンジするとき、シフト・セレクトアクチュエー
タ５は現在までの変速段の二速ギヤ１８から結合機構２
２ｂを離脱させ、目標変速段に該当する結合機構２２ａ
をセレクトアクチュエータ５４が選択し、シフトアクチ
ュエータ５１がシフトして目標変速ギヤである三速ギヤ
１９に結合機構２２ａを係合させることにより変速がな
される。
【００１５】このとき、結合機構２２ａのシフトと共に
図示しないシンクロ機構が働き、結合機構２２ａと目標
変速段のギヤである三速ギヤ１９とが同期回転状態とな
り、この同期回転状態が入力軸回転速度センサ２３と出
力軸回転速度センサ２４とにより検出され、回転同期が
完了すると共に最終的なシフトが行われて結合機構２２
ａと三速ギヤ１９とが係合される。この変速動作時、制
御手段４はスロットルアクチュエータ１１を操作してス
ロットル弁９を所定の開度位置に絞り、電磁クラッチ２
の励磁電流をオフにして同期噛合式の自動変速機３をパ
ワーオフ状態にして上記の変速を行い、また、変速完了
後、すなわち、結合機構２２ａと三速ギヤ１９との係合
完了後、電磁クラッチ２の励磁電流とスロットルアクチ
ュエータ１１とを操作して内燃機関１の回転速度を制御
しながら電磁クラッチ２の結合力を強めて行く。
【００１６】この結合機構２２と目標ギヤとの係合完了
後における制御手段４の制御動作は図５のフローチャー
トに示すように行われる。なお、図５のステップ５０１
は一連の変速制御のルーチンにおける変速制御の完了を
判断するステップであり、ステップ５０２以降のルーチ
ンは変速制御の完了を判断して行われるサブルーチンを
示すものである。ステップ５０２ではシフト・セレクト
アクチュエータ５による変速制御の完了、すなわちギヤ
切換が完了したかどうかが判定される。このギヤ切換完
了の判定は回転同期状態による判定や、シフト・セレク
トポジションセンサ６によるシフト・セレクトアクチュ
エータ５の位置判定により行われ、シフト・セレクトポ
ジションセンサ６による判定は図３と図４とに示した位
置電圧の読み取りにより行われるものである。
【００１７】ステップ５０２にてギヤの切り換えが完了
していると判定されるとステップ５０３に進み、ここで
はタイマが０であるかどうかが判定され、０でなければ
ステップ５０４に進んでスロットルポジションセンサ７
が検出する実際のスロットル開度と制御手段４が演算す
る目標スロットル開度とが比較される。実際のスロット
ル開度と目標スロットル開度とが一致していない場合に
はステップ５０５に進み、ここでは予め記憶されている
実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差に対
するスロットル操作速度のマップからスロットル操作速
度を決定し、このスロットル操作速度が制御手段４から
スロットルアクチュエータ１１に与えられ、スロットル
弁９が目標開度になるように与えられた速度で操作され
る。
【００１８】ステップ５０６ではタイマに初期値ａを設
定し、ルーチンを終えてステップ５０７にてリターンす
る。ステップ５０２にてギヤ切換が完了していないと判
断されたときにはステップ５０８に進み、タイマに初期
値ａを設定してステップ５０２でのギヤ切換完了の判定
に備え、ステップ５０４にて実際のスロットル開度と目
標スロットル開度とが一致している場合にはステップ５
０９に進んでタイマを１ずつ減じることにより０設定に
至らしめ、タイマが０設定になることによりステップ５
０３からステップ５０７にジャンプするように設定す
る。
【００１９】実際のスロットル開度と目標スロットル開
度との差に対するスロットル操作速度は、例えば、図６
に示すような特性がマップとして制御手段４に記憶さ
れ、実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差
が所定値以上であればこの差が大であるほどスロットル
操作速度は大きく設定される。また、ステップ５０６に
てタイマに初期値ａを設定してステップ５０７でリター
ンするので、ステップ５０４にて実際のスロットル開度
と目標スロットル開度とが一致したと判定され、ステッ
プ５０９でタイマが０になるまでステップ５０５におけ
る操作が実行されることになり、実際のスロットル開度
と目標スロットル開度との差が大であるほど操作速度は
大になり、実際のスロットル開度が目標スロットル開度
に近づけば操作速度が小さい所定の速度で移行すること
になる。
【００２０】以上のように、実際のスロットル開度と目
標スロットル開度との差が大であるほど操作速度は大に
なり、実際のスロットル開度が目標スロットル開度に近
づけば操作速度が小となるので、変速操作中にアクセル
ペダルの操作がなされた場合など、スロットル開度の如
何に拘わらずほぼ一定の時間で目標スロットル開度に移
行することになり、目標スロットル開度に移行と同時に
電磁クラッチ２の励磁が開始されることになる。従っ
て、変速操作完了時に実際のスロットル開度と目標スロ
ットル開度との差が小さい状態において、変速動作完了
後に即座に電磁クラッチが接続されて変速ショックを発
生したり、また、両者の差が大の状態において、スロッ
トル開度の設定に時間がかかって運転者に違和感を与え
たりすることが回避できるものである。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明によれ
ば、車両に搭載された内燃機関と電磁クラッチを介して
結合され、異なるギヤ比の複数の変速ギヤを有する変速
機と、この変速機のギヤを切り換えるシフト・セレクト
アクチュエータと、内燃機関の回転速度を制御するスロ
ットル弁と、このスロットル弁を操作するスロットルア
クチュエータと、所定のプログラムに従いギヤを切り換
えて変速制御を行うと共にスロットル弁の目標開度の演
算と実際の開度の検知とを行い、変速制御の完了を判定
してスロットルアクチュエータを操作し、目標開度と実
際の開度との差に応じた速度でスロットル弁を目標開度
位置まで移行させる制御手段とを備えるようにしたの
で、スロットル開度の如何に拘わらずほぼ一定の時間で
目標スロットル開度に移行することが可能であり、変速
動作完了時に変速ショックが発生したりスロットル開度
の設定に時間がかかって運転者に違和感を与えたりする
ことのない同期噛合式自動変速機の制御装置を得ること
ができるものである。
【００２２】また、請求項２の発明によれば、制御手段
によるスロットル弁の移行速度が制御装置に格納された
制御マップに準拠し、演算周期毎に決定されるようにし
たので、実際のスロットル開度と目標スロットル開度と
の差が大である場合にはスロットル弁の初期の動作速度
は速く、目標スロットル開度に近づけば動作速度が遅く
なってオ−バーシュートなどのない安定したスロットル
操作ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による同期噛合式自
動変速機の制御装置の構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による同期噛合式自
動変速機の制御装置の変速機構の構成説明図である。
【図３】 この発明の実施の形態１による同期噛合式自
動変速機の制御装置の動作説明用の特性図である。
【図４】 この発明の実施の形態１による同期噛合式自
動変速機の制御装置の動作説明用の特性図である。
【図５】 この発明の実施の形態１による同期噛合式自
動変速機の制御装置の動作説明用のフローチャートであ
る。
【図６】 この発明の実施の形態１による同期噛合式自
動変速機の制御装置のスロットル操作特性図の一例であ
る。
【符号の説明】
１ 内燃機関、２ 電磁クラッチ、３ 変速機、４ 制
御手段、５ シフト・セレクトアクチュエータ、６ シ
フト・セレクト位置センサ、７ スロットルポジション
センサ、９ スロットル弁、１０ アクセルポジション
センサ、１１ スロットルアクチュエータ、１５ カウ
ンタ軸、１６ 出力軸、１７〜２１ 変速ギヤ、２２ａ
〜２２ｃ 結合機構、２３、２４、２６ 回転速度セン
サ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３７６Ｂ Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆ１６Ｈ 61/04 Ｆターム(参考） 3D041 AA31 AA36 AA53 AA63 AB01 AC01 AC15 AC18 AD02 AD04 AD10 AD22 AD23 AD31 AD41 AE04 AE22 AE31 AF01 AF09 3G084 BA05 CA08 DA03 DA11 DA18 DA34 DA35 EA11 EB08 EB12 EC03 FA06 FA10 FA33 3G093 AA05 BA03 BA05 BA06 BA15 CB08 DA01 DA06 DB03 DB04 DB10 DB11 EA09 EB03 EC02 EC04 FA07 FA10 FA11 FB01 3G301 HA01 JA04 JA31 JA34 KB10 LA03 MA01 NA06 NA07 NC02 ND03 NE04 PA11A PA11Z PF03Z PF06Z PF08A PF08Z 3J552 MA04 MA14 MA17 NA01 NB04 QB00 QB07 RA02 RA27 RC06 RC11 SB02 TA06 UA03 UA08 VA32Z VA37Z VA62Z VA65Z VA68Z VA74W VA74Y VB16Z VC01Z VC03W VC04W VC05W VD02Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両に搭載された内燃機関、この内燃機
    関に電磁クラッチを介して結合され、異なるギヤ比の複
    数の変速ギヤを有する変速機、この変速機のギヤを切り
    換えて結合するシフト・セレクトアクチュエータ、前記
    内燃機関の吸気量を変えることにより回転速度を制御す
    るスロットル弁、このスロットル弁をアクセル操作量と
    変速時のプログラムとに応じて操作するスロットルアク
    チュエータ、所定のプログラムに従い前記シフト・セレ
    クトアクチュエータに信号を与え、前記ギヤを切り換え
    て変速制御を行うと共に、前記スロットル弁の目標開度
    の演算と実際の開度の検知とを行い、変速制御終了時に
    ギヤ切換の完了を判定して前記スロットルアクチュエー
    タを操作し、前記スロットル弁の目標開度と実際の開度
    との差に応じた速度で目標開度位置まで移行させる制御
    手段を備えたことを特徴とする同期噛合式自動変速機の
    制御装置。
  2. 【請求項２】 制御手段によるスロットル弁の移行速度
    が制御装置に格納された制御マップに準拠し、演算周期
    毎に決定されることを特徴とする請求項１に記載の同期
    噛合式自動変速機の制御装置。
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