JP2008128438A - Shift control device for transmission - Google Patents

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JP2008128438A JP2006316943A JP2006316943A JP2008128438A JP 2008128438 A JP2008128438 A JP 2008128438A JP 2006316943 A JP2006316943 A JP 2006316943A JP 2006316943 A JP2006316943 A JP 2006316943A JP 2008128438 A JP2008128438 A JP 2008128438A
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Daisuke Ido
大介 井戸
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Toyota Motor Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a shift control device for transmission, which ensures a desired life in conformity with each specification even in a transmission of the same structure which need not be enhanced in strength or durability more than necessary. <P>SOLUTION: In the shift control device, an actual shift load Fx is determined from a driving condition of an automobile or the like, and a shifting frequency Nx according to the actual shift load Fx is calculated. An allowable shift load is calculated from a shift frequency Nlim satisfying an equation (1): α(Lold-1/Nx)=(Nref-ΣN)/Nlim to limit the actual shift load. In the equation (1), α represents a coefficient, Lold represents the remaining life of the transmission at the time of completion of the previous shifting operation, Nx represents the shift frequency ensured in shifting operation with the shift load Fx, Nref represents the shift frequency ensured in shifting operation with general traveling shift load Fref, ΣN represents the accumulated shift frequency, and Nlim represents the ensured shift frequency needed in the remaining life. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、シフトチェンジ動作をアクチュエータによって実行する変速機のシフト制御装置に係る。特に、本発明は、シフトチェンジ動作を実行するためのアクチュエータの駆動力である「シフト荷重」の適正化を図る対策に関する。   The present invention relates to a shift control apparatus for a transmission that performs a shift change operation by an actuator. In particular, the present invention relates to a measure for optimizing a “shift load” that is a driving force of an actuator for executing a shift change operation.

例えば下記の特許文献1に開示されているように、従来のマニュアルトランスミッションの構成に、電動モータや油圧シリンダ等のアクチュエータ(クラッチ用アクチュエータ及びシフトチェンジ用アクチュエータ)をアドオンし、これらアクチュエータによってクラッチの継脱動作やシフトチェンジ動作を実行する変速機が知られている。   For example, as disclosed in Patent Document 1 below, actuators (clutch actuators and shift change actuators) such as electric motors and hydraulic cylinders are added to the configuration of a conventional manual transmission, and clutch engagement is performed by these actuators. There is known a transmission that performs a disengagement operation or a shift change operation.

この変速機(以下、トランスミッションと呼ぶ場合もある)によれば、
1)クラッチ操作の自動化が図れる。
According to this transmission (hereinafter sometimes referred to as transmission)
1) The clutch operation can be automated.

2)「自動変速モード」の選択時には、自動変速機(オートマチックトランスミッション)と同様に、アクセル開度や車速等の走行条件に応じた最適なギヤ段が選択されて自動シフトチェンジ動作がなされ、これによって、オートマチックトランスミッション車よりも優れた低燃費とイージドライブとを両立できる。   2) When selecting the “automatic transmission mode”, an automatic shift change operation is performed by selecting the optimum gear according to the travel conditions such as the accelerator opening and the vehicle speed, as in the case of the automatic transmission (automatic transmission). This makes it possible to achieve both low fuel consumption and easy drive, which are superior to those of automatic transmission vehicles.

3)「手動変速モード」の選択時には、ドライバのシフトレバー操作(アップシフト、ダウンシフト)による変速指示信号に基づいてシフトチェンジ動作がなされ、これによって、マニュアルトランスミッション車ならではの軽快かつダイレクト感のあるスポーティ走行が可能であってドライバの意図した運転が可能になる。   3) When the “manual shift mode” is selected, a shift change operation is performed based on a shift instruction signal by a driver's shift lever operation (upshift, downshift), and this provides a light and direct feeling unique to a manual transmission vehicle. Sporty driving is possible and driving intended by the driver becomes possible.

また、この種の変速機としては、上記「自動変速モード」及び「手動変速モード」のうち一方のモードのみを備えたものや、クラッチペダルが備えられ、このクラッチペダルの操作に基づく電気信号によりクラッチ用アクチュエータを作動させるもの(クラッチバイワイヤ式のもの)も知られている。   Further, as this type of transmission, there is provided one having only one of the “automatic transmission mode” and the “manual transmission mode”, or a clutch pedal, and an electric signal based on the operation of this clutch pedal. A device that operates a clutch actuator (clutch-by-wire type) is also known.

また、この種の変速機は、通常のマニュアルトランスミッションと同様に、メインシャフト上のギヤとカウンタシャフト上のギヤとのうち動力伝達を行うギヤを選択するべく、シンクロナイザリング等をシフトフォークによってメインシャフトの軸心方向にスライド移動させる構成となっている。このため、上記シフトチェンジ用アクチュエータからの操作力(以下、シフト荷重と呼ぶ)がシフトフォークに付与され、これによりシフトチェンジ動作がなされる。   Also, this type of transmission is similar to a normal manual transmission in that a synchronizer ring or the like is connected to the main shaft by a shift fork in order to select a gear that transmits power from the gear on the main shaft and the gear on the counter shaft. It is configured to slide in the axial direction. For this reason, an operating force (hereinafter referred to as a shift load) from the shift change actuator is applied to the shift fork, whereby a shift change operation is performed.

上記シフト荷重は、シフトチェンジに要する時間の短縮化を図る観点からすると、高めに設定しておくことが好ましいが、このシフト荷重が高い程、変速機の各部位に与える負荷も高くなり、変速機の寿命を縮めてしまうことに繋がる。つまり、シフト荷重の増大と変速機の長寿命化とは互いに背反する関係にある。   From the viewpoint of shortening the time required for the shift change, the shift load is preferably set higher. However, the higher the shift load, the higher the load applied to each part of the transmission. It leads to shortening the life of the machine. That is, the increase in shift load and the extension of the life of the transmission are in a mutually contradictory relationship.

このため、実際には、自動車の走行条件(車速やアクセル開度等)や外部環境(外気温度等)に応じてシフト荷重は変更される。例えば、下記の特許文献2では、外気温度の変化に対応するオイル粘度の変化に応じ、オイル粘度が高い程、シフト荷重を増加させるようにしている。   For this reason, the shift load is actually changed according to the driving conditions (vehicle speed, accelerator opening, etc.) of the automobile and the external environment (outside air temperature, etc.). For example, in Patent Document 2 below, the shift load is increased as the oil viscosity increases in accordance with a change in oil viscosity corresponding to a change in outside air temperature.

ところで、自動車に搭載される変速機の耐久性としては、所定回数のシフトチェンジ動作が保証されている必要がある。例えば50万回のシフトチェンジ動作を保証する場合には、変速機が破損することなしに、この50万回のシフトチェンジ動作が良好に行えるような構成としておく必要がある。   By the way, as a durability of a transmission mounted on an automobile, it is necessary to guarantee a predetermined number of shift change operations. For example, when guaranteeing a shift change operation of 500,000 times, it is necessary to have a configuration in which the shift change operation of 500,000 times can be satisfactorily performed without damaging the transmission.

しかしながら、自動車の運転状態はドライバによって様々であり、変速機の使用状況も大きく異なっている。例えば、急加速や急減速を頻繁に行うドライバの場合には、上記シフト荷重が高い値で使用される場合が多い。また、上記特許文献2に開示されている技術の場合、寒冷地で使用される状況では上記シフト荷重が高い値で使用される場合が多い。逆に、急加速や急減速をあまり行わないドライバの場合には、上記シフト荷重は低い値で使用される場合が多くなる。   However, the driving state of the automobile varies depending on the driver, and the use situation of the transmission is also greatly different. For example, in the case of a driver who frequently performs rapid acceleration and rapid deceleration, the shift load is often used at a high value. In the case of the technique disclosed in Patent Literature 2, the shift load is often used at a high value in a situation where the technology is used in a cold region. On the other hand, in the case of a driver that does not perform rapid acceleration or rapid deceleration, the shift load is often used at a low value.

これまでは、如何なる変速機の使用状況であっても(例えば常にシフト荷重が高い値で使用される場合であっても)上記変速保証回数を確保するために、変速機の構成としては、高い強度が得られ且つ十分な耐久性が確保されるように設計していた。   Until now, in order to ensure the above-mentioned guaranteed number of shifts regardless of the state of use of the transmission (for example, even when the shift load is always used at a high value), the configuration of the transmission is high. It was designed to obtain strength and ensure sufficient durability.

また、自動車を出荷する仕向け毎に、その地域(例えば輸出先の国)での変速機の使用状況に適した強度及び耐久性を有する変速機を個別に製造するようにしていた。つまり、シフト荷重が比較的高い値で使用される地域へ出荷される耐久性の高い変速機と、シフト荷重が比較的低い値で使用される地域へ出荷される小型軽量化が図られた変速機とを個別に製造するようにしていた。
特開2006−29465号公報 特開2005−147302号公報
In addition, each time a vehicle is shipped, a transmission having strength and durability suitable for the state of use of the transmission in the region (for example, the country of the export destination) is individually manufactured. In other words, a highly durable transmission shipped to an area where the shift load is used at a relatively high value, and a small and lightweight transmission shipped to an area where the shift load is used at a relatively low value. The machine was manufactured separately.
JP 2006-29465 A JP-A-2005-147302

しかしながら、上述したように如何なる変速機の使用状況であっても上記変速保証回数が確保できるように変速機を設計する場合には、シフト荷重が比較的低い値で使用される地域へ出荷される変速機としては必要以上に大型化及び重量の増大化を招いてしまい、無駄が多くコストアップにも繋がってしまうことになる。   However, as described above, when the transmission is designed so that the guaranteed number of shifts can be ensured regardless of the state of use of the transmission, it is shipped to a region where the shift load is used at a relatively low value. As a transmission, the size and weight of the transmission are increased more than necessary, which is wasteful and leads to an increase in cost.

また、仕向け毎に変速機を設計する場合には、多種類の変速機を設計及び製造する必要があるため、煩雑であるばかりでなく、量産効果によるコストダウンを図ることが難しくなる。   In addition, when designing a transmission for each destination, it is necessary to design and manufacture many types of transmissions, which is not only complicated, but also makes it difficult to reduce costs due to mass production effects.

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、必要以上に強度や耐久性を高めておく必要のない同一構成の変速機であっても、各仕向けに適合した動作を行って所望の寿命を確保することができる変速機のシフト制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to adapt to each destination even in the case of a transmission having the same configuration that does not need to have higher strength and durability than necessary. An object of the present invention is to provide a shift control device for a transmission that can ensure a desired life by performing the above operation.

−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、過去のシフトチェンジ回数とそれぞれのシフト荷重との累積から変速機の残存寿命を推定し、この残存寿命に達するまでの間に保証されるべきシフトチェンジ回数を実行可能とするための許容シフト荷重を求めることによって、アクチュエータのシフト荷重を上記許容シフト荷重以下に制限できるようにしている。
-Solving principle-
The solution principle of the present invention taken in order to achieve the above object is to estimate the remaining life of the transmission from the cumulative number of past shift changes and respective shift loads, and to reach this remaining life. By obtaining an allowable shift load for enabling execution of the number of shift changes that should be guaranteed, the shift load of the actuator can be limited to the allowable shift load or less.

−解決手段−
具体的に、本発明は、アクチュエータから変速作動部に付与する「シフト荷重」が変更可能であって、この「シフト荷重」による変速作動部の作動によって、駆動源から車輪に向けて動力伝達を行う歯車を変更するシフトチェンジ動作を実行する変速機のシフト制御装置を前提とする。この変速機のシフト制御装置に対し、過去に実行されたシフトチェンジ動作における「シフト荷重」及びそのシフト回数の累積値から変速機の残存寿命を推定する残存寿命推定手段と、この残存寿命推定手段によって推定された変速機の残存寿命に基づいて、上記「シフト荷重」の上限規制値となる「許容シフト荷重」を算出する許容シフト荷重算出手段とを備えさせている。
-Solution-
Specifically, according to the present invention, the “shift load” applied from the actuator to the speed change operation unit can be changed, and power is transmitted from the drive source to the wheels by the operation of the speed change operation unit by this “shift load”. A shift control device for a transmission that executes a shift change operation for changing a gear to be performed is assumed. Remaining life estimation means for estimating the remaining life of the transmission from the cumulative value of the “shift load” and the number of shifts in the shift change operation executed in the past for the shift control device of the transmission, and the remaining life estimation means And an allowable shift load calculating means for calculating an “allowable shift load” that is an upper limit regulation value of the “shift load” based on the remaining life of the transmission estimated by the above.

この特定事項によれば、過去に実行されたシフトチェンジ動作における「シフト荷重」及びそのシフト回数の累積値から変速機の残存寿命を推定し、保証されるべきシフトチェンジ回数が同一であっても上記残存寿命が短い程「許容シフト荷重」を低い値として算出する。これにより、保証されるべきシフトチェンジ回数を達成可能とするためのシフト荷重で変速機のシフトチェンジ動作を実行することができる。つまり、残存寿命が比較的長い場合には、「許容シフト荷重」が比較的高い値として算出でき、アクチュエータの「シフト荷重」が高く設定されることを許容するのに対し、残存寿命が比較的短い場合には、「許容シフト荷重」が比較的低い値として算出され、アクチュエータの「シフト荷重」を制限することになる。これにより、変速機の出荷先での使用状況や環境に関わりなく、保証されるべきシフトチェンジ回数に達する前に変速機が寿命に達してしまう(破損や故障を生じる)といった状況が回避でき、変速機の信頼性を確保することができる。   According to this specific matter, the remaining life of the transmission is estimated from the “shift load” and the cumulative value of the number of shifts in the previously performed shift change operation, and even if the number of shift changes to be guaranteed is the same. The “allowable shift load” is calculated as a lower value as the remaining life is shorter. As a result, the shift change operation of the transmission can be executed with the shift load for enabling the guaranteed number of shift changes to be achieved. In other words, when the remaining life is relatively long, the “allowable shift load” can be calculated as a relatively high value, allowing the actuator “shift load” to be set high, whereas the remaining life is relatively long. If it is short, the “allowable shift load” is calculated as a relatively low value, which limits the “shift load” of the actuator. This avoids situations where the transmission reaches the end of its life (causes breakage or failure) before reaching the guaranteed number of shift changes, regardless of the transmission usage at the shipping destination and the environment. The reliability of the transmission can be ensured.

また、上記目的を達成するための他の解決手段としては以下の構成が挙げられる。先ず、アクチュエータから変速作動部に付与する「シフト荷重」が変更可能であって、この「シフト荷重」による変速作動部の作動によって、駆動源から車輪に向けて動力伝達を行う歯車を変更するシフトチェンジ動作を実行する変速機のシフト制御装置を前提とする。この変速機のシフト制御装置に対し、以下の式(1)、
α(Lold−1/Nx)=(Nref−ΣN)/Nlim …(1)
(α:係数、Lold:前回のシフトチェンジ動作終了時点での変速機の残存寿命、Nx:シフト荷重(Fx)でシフトチェンジ動作が行われる場合に保証されるシフト回数(シフト荷重(Fx)はシフトチェンジ動作が実行された際の実シフト荷重)、Nref:通常走行時のシフト荷重(Fref)でシフトチェンジ動作が行われる場合に保証されるシフト回数(シフト荷重(Fref)はハード設計上の標準化されたシフト荷重)、ΣN:累積シフト回数、Nlim:残存寿命において必要とされる保証シフト回数)
となるシフト回数(Nlim)に応じた許容シフト荷重(Flim)を算出する許容シフト荷重算出手段を備えさせている。
Moreover, the following structure is mentioned as another solution means for achieving the said objective. First, the “shift load” applied from the actuator to the speed change operation unit can be changed, and the gear that performs power transmission from the drive source to the wheels is changed by the operation of the speed change operation unit by this “shift load”. Assume a shift control device for a transmission that performs a change operation. For the shift control device of this transmission, the following equation (1),
α (Lold−1 / Nx) = (Nref−ΣN) / Nlim (1)
(Α: coefficient, Lold: remaining life of transmission at end of previous shift change operation, Nx: number of shifts guaranteed when shift change operation is performed with shift load (Fx) (shift load (Fx) is The actual shift load when the shift change operation is executed), Nref: the number of shifts guaranteed when the shift change operation is performed with the shift load (Fref) during normal driving (the shift load (Fref) is determined by hardware design) Standardized shift load), ΣN: cumulative shift count, Nlim: guaranteed shift count required for remaining life)
An allowable shift load calculating means for calculating an allowable shift load (Flim) corresponding to the number of shifts (Nlim) is provided.

この特定事項により、算出された許容シフト荷重(Flim)以下の「シフト荷重」でシフトチェンジ動作を行っていけば、シフト回数(Nlim)を達成することができる。つまり、保証されるべきシフトチェンジ回数に達する前に変速機が寿命に達してしまう(破損や故障を生じる)といった状況を回避することができ、変速機の出荷先での使用状況や環境に関わりなく変速機の信頼性を確保することが可能になる。   With this specific matter, if the shift change operation is performed with a “shift load” equal to or less than the calculated allowable shift load (Flim), the number of shifts (Nlim) can be achieved. In other words, it is possible to avoid the situation where the transmission reaches the end of its life (causing damage or failure) before the guaranteed number of shift changes is reached. Therefore, it is possible to ensure the reliability of the transmission.

上記「許容シフト荷重」が算出された後に、実際にアクチュエータが変速作動部に付与する「シフト荷重」を求めるための構成として、具体的には、上記許容シフト荷重算出手段が算出した「許容シフト荷重」と、変速機が破損に至る限界のシフト荷重である「最大許容シフト荷重」とを比較し、上記「許容シフト荷重」が「最大許容シフト荷重」よりも高い値として算出された場合に、アクチュエータの「シフト荷重」を「最大許容シフト荷重」以下の値に制限するシフト荷重制限手段を備えさせている。   Specifically, the “allowable shift load” calculated by the allowable shift load calculation means is used as a configuration for obtaining the “shift load” that the actuator actually applies to the speed change operation unit after the “allowable shift load” is calculated. When the "allowable shift load" is calculated as a value higher than the "maximum allowable shift load" by comparing the "load" with the "maximum allowable shift load", which is the limit shift load that causes the transmission to break. A shift load limiting means for limiting the “shift load” of the actuator to a value equal to or less than the “maximum allowable shift load” is provided.

上記変速機の「最大許容シフト荷重」とは、この荷重よりも高い荷重でシフトチェンジ動作を行った場合には変速機が破損してしまう可能性のある荷重である。本解決手段では、仮に「許容シフト荷重」が高い値として求められた場合であっても、その値が「最大許容シフト荷重」よりも高い場合には、この「最大許容シフト荷重」を超えないようにアクチュエータの「シフト荷重」を制限している。これにより、保証されるべきシフトチェンジ回数に達する前に変速機が寿命に達してしまうといった状況を回避し、且つ「シフト荷重」が高すぎるために(上記「最大許容シフト荷重」を超えてしまって)変速機が破損してしまうといった状況を回避することができる。つまり、本解決手段によれば、変速機の強度面と疲労による寿命の面との両面から変速機の動作を保証することが可能になる。   The “maximum allowable shift load” of the transmission is a load that may damage the transmission when a shift change operation is performed with a load higher than this load. In this solution, even if the “allowable shift load” is obtained as a high value, if the value is higher than the “maximum allowable shift load”, this “maximum allowable shift load” is not exceeded. Thus, the “shift load” of the actuator is limited. This avoids the situation where the transmission reaches the end of its life before reaching the guaranteed number of shift changes, and the “shift load” is too high (the above “maximum allowable shift load” is exceeded). B) The situation where the transmission is damaged can be avoided. In other words, according to the present solution, it is possible to guarantee the operation of the transmission from both the strength side of the transmission and the lifetime of fatigue.

許容シフト荷重算出手段による「許容シフト荷重」の算出動作の実行タイミングとして、具体的には、所定のシフトチェンジ回数毎(例えば1000回毎)に実行したり、シフトチェンジ動作が実行される度に実行することが挙げられる。前者(所定のシフトチェンジ回数毎の「許容シフト荷重」算出)の場合、「許容シフト荷重」が急激に変動してしまうことを抑制できて、「シフト荷重」の急激な変化により車両の乗員に違和感を与えてしまうといった状況を回避できる。一方、後者(シフトチェンジ動作が実行される度の「許容シフト荷重」算出)の場合、常に最適な「許容シフト荷重」を求めることが可能になり、「許容シフト荷重」が大きすぎたり小さすぎたりする状況が継続されてしまうといった状況を回避できる。   As the execution timing of the “allowable shift load” calculation operation by the allowable shift load calculation means, specifically, every time a predetermined shift change is performed (for example, every 1000 times) or every time a shift change operation is executed To execute. In the former case (calculation of “allowable shift load” for each predetermined number of shift changes), it is possible to suppress the “allowable shift load” from fluctuating abruptly. It is possible to avoid a situation in which a sense of incongruity is given. On the other hand, in the latter case ("allowable shift load" calculation every time a shift change operation is performed), it becomes possible to always obtain the optimum "allowable shift load", and the "allowable shift load" is too large or too small. Can be avoided.

更に、残存寿命推定手段による変速機の残存寿命の推定動作として、具体的には、「シフト荷重(F)」と、その「シフト荷重」でシフトチェンジ動作が継続的に行われる場合に保証されるシフト回数(N)との関係を求める「F/N線図」から変速機の残存寿命を推定するようにしている。これにより、比較的簡素な手法で変速機の残存寿命を正確に求めることが可能になる。   Further, as the operation for estimating the remaining life of the transmission by the remaining life estimating means, specifically, it is guaranteed when the shift change operation is continuously performed with the “shift load (F)” and the “shift load”. The remaining life of the transmission is estimated from the “F / N diagram” for obtaining the relationship with the number of shifts (N). This makes it possible to accurately determine the remaining life of the transmission by a relatively simple method.

本発明では、過去のシフトチェンジ回数とそれぞれのシフト荷重との累積から変速機の残存寿命を推定し、この残存寿命に達するまでの間に保証されるべきシフトチェンジ回数を実行可能とするための許容シフト荷重を求め、アクチュエータのシフト荷重を、この許容シフト荷重以下に制限できるようにしている。このため、保証されるべきシフトチェンジ回数に達する前に変速機が寿命に達してしまうといった状況を回避することが可能となり、必要以上に強度や耐久性を高めておく必要のない同一の変速機であっても各仕向けに適合したシフト荷重の設定により所望の寿命を確保することが可能になる。   In the present invention, the remaining life of the transmission is estimated from the cumulative number of past shift changes and the respective shift loads, and the number of shift changes that should be guaranteed before the remaining life is reached can be executed. An allowable shift load is obtained, and the shift load of the actuator can be limited to the allowable shift load or less. For this reason, it is possible to avoid the situation where the transmission reaches the end of its life before reaching the guaranteed number of shift changes, and the same transmission that does not need to have higher strength and durability than necessary. Even so, it is possible to ensure a desired life by setting the shift load suitable for each destination.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、クラッチの継脱(断続)動作と変速機のシフトチェンジ動作とをアクチュエータによって実行するSMT(シーケンシャル・マニュアル・トランスミッション)を搭載した自動車に本発明を適用した場合について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case will be described in which the present invention is applied to an automobile equipped with an SMT (Sequential Manual Transmission) in which clutch engagement / disconnection (intermittent) operation and transmission shift change operation are executed by an actuator.

また、本実施形態では、「自動変速モード」及び「手動変速モード」を備え、各モードが切り換え可能とされた変速機を例に挙げて説明するが、何れか一方のモードのみを備えた変速機に対しても本発明は適用可能である。上記「自動変速モード」とは、アクセル開度や車速等の走行条件に応じた最適なギヤ段が選択されて自動的に(ドライバの操作を必要とすることなく)クラッチの継脱動作及び変速機のシフトチェンジ動作が行われるモードである。一方、「手動変速モード」とは、ドライバのシフトレバー操作に応じて後述する各アクチュエータが駆動してクラッチの継脱動作及び変速機のシフトチェンジ動作が行われるモードである。   Further, in the present embodiment, an explanation will be given by taking as an example a transmission that includes an “automatic transmission mode” and a “manual transmission mode”, and each mode can be switched. However, a transmission that includes only one of the modes is described. The present invention can also be applied to a machine. In the above "automatic shift mode", the optimum gear is selected according to the travel conditions such as the accelerator opening and the vehicle speed, and the clutch engagement / disengagement operation and gear change are automatically performed (without requiring the driver's operation). This is the mode in which the machine shift changes. On the other hand, the “manual shift mode” is a mode in which each of the actuators described later is driven in accordance with the shift lever operation of the driver to perform the clutch disengagement operation and the shift change operation of the transmission.

(パワートレイン及び制御系の構成)
図1は、本実施形態に係るFR(フロントエンジン・リヤドライブ)式自動車のパワートレイン及び制御系の概略構成を示す図であり、図2はSMT制御部(SMT ECU)6及びエンジン制御部(E/G ECU)7に関連する制御系の構成を示すブロック図である。
(Powertrain and control system configuration)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a power train and a control system of an FR (front engine / rear drive) type vehicle according to the present embodiment, and FIG. 2 shows an SMT control unit (SMT ECU) 6 and an engine control unit ( It is a block diagram which shows the structure of the control system relevant to E / G ECU) 7.

図1に示すように、自動車のパワートレインとして、エンジン(駆動源)1の出力軸(クランクシャフト)11にはクラッチ機構2を介して変速機3が連結されている。また、この変速機3の出力側は、プロペラシャフト41、デファレンシャルギヤ42及びドライブシャフト43,43を介して駆動輪44,44に連結されている。   As shown in FIG. 1, a transmission 3 is connected to an output shaft (crankshaft) 11 of an engine (drive source) 1 via a clutch mechanism 2 as a power train of an automobile. The output side of the transmission 3 is connected to drive wheels 44 and 44 via a propeller shaft 41, a differential gear 42 and drive shafts 43 and 43.

上記クラッチ機構2は、所謂自動クラッチとして構成されており、摩擦クラッチとこの摩擦クラッチの係合状態を変化させる電動モータで構成されるクラッチアクチュエータ21とを備えた構成となっている。そして、クラッチアクチュエータ21を正逆に回転駆動させることで、摩擦クラッチの接離状態が変化する機構となっている。尚、このクラッチアクチュエータ21としては油圧シリンダを採用してもよい。   The clutch mechanism 2 is configured as a so-called automatic clutch, and includes a friction clutch and a clutch actuator 21 including an electric motor that changes the engagement state of the friction clutch. The clutch actuator 21 is driven to rotate in the forward and reverse directions to change the contact / separation state of the friction clutch. The clutch actuator 21 may be a hydraulic cylinder.

上記変速機3は、後進ギヤ段及び複数の前進ギヤ段と、ギヤシフト用のアクチュエータ31とを備えており、このアクチュエータ31を駆動させることで各ギヤ機構の噛み合い状態(動力伝達経路)を切り換える機構となっている。具体的には、アクチュエータ31から図示しないシフトフォーク(変速作動部)に与えられる操作力(シフト荷重)によって、メインシャフトに備えられたシンクロナイザリングを軸心方向にスライド移動させ、ギヤ同士の動力伝達経路を切り換えることで減速比を変化させるようになっている。尚、このシンクロナイザリングのスライド移動に伴って減速比を変化させる構成については周知であるため、ここでの説明は省略する。   The transmission 3 includes a reverse gear stage, a plurality of forward gear stages, and a gear shift actuator 31, and a mechanism for switching the meshing state (power transmission path) of each gear mechanism by driving the actuator 31. It has become. Specifically, the synchronizer ring provided on the main shaft is slid in the axial direction by an operating force (shift load) applied from the actuator 31 to a shift fork (shift operation unit) (not shown) to transmit power between the gears. The reduction ratio is changed by switching the route. Since the configuration for changing the reduction ratio in accordance with the slide movement of the synchronizer ring is well known, description thereof is omitted here.

このように、この変速機3は、マニュアルトランスミッションの構成に、アクチュエータ31をアドオンし、このアクチュエータ31によってシフトチェンジ動作を実行するものとなっている。尚、このアクチュエータ31としても油圧シリンダが採用可能である。   As described above, the transmission 3 is configured to add on the actuator 31 to the configuration of the manual transmission, and execute a shift change operation by the actuator 31. A hydraulic cylinder can also be used as the actuator 31.

これにより、エンジン1の回転出力は、クラッチ機構2を介して変速機3に入力され、この変速機3において所定の減速比で減速された後に、プロペラシャフト41に伝達される。そして、プロペラシャフト41の回転が、デファレンシャルギヤ42及びドライブシャフト43,43を介して左右の駆動輪44,44に伝達される構成となっている。   As a result, the rotational output of the engine 1 is input to the transmission 3 via the clutch mechanism 2, and is transmitted to the propeller shaft 41 after being decelerated at a predetermined reduction ratio in the transmission 3. The rotation of the propeller shaft 41 is transmitted to the left and right drive wheels 44, 44 via the differential gear 42 and the drive shafts 43, 43.

一方、車室内のセンタコンソール部分には、ドライバによる操作が可能なシフトレバー(図示省略)を備えたシフト操作部5が設けられている。図1には、このシフトレバーの操作をガイドするシフトゲートの形状を示している。このシフトゲートのシフトパターンとしては、後進走行ポジション(Rポジション)、ニュートラルポジション(Nポジション)、自動変速ポジション(Eポジション)、手動変速ポジション(Mポジション)及びこのMポジションにおけるアップシフト(+)、ダウンシフト(−)をドライバが選択することができる構成となっている。この際、ドライバの手前方向となる「+」側に操作することで変速機3のアップシフト操作となり、反対方向となる「−」側に操作することで変速機3のダウンシフト操作となる。そして、シフトレバーを「+」側、「−」側に操作した場合、ドライバがシフトレバーから手を離すことで、中立のMポジションに復帰する機構となっている。尚、アップシフトは、変速機3の変速比(減速比=変速機の入力軸の回転量/変速機の出力軸の回転量)がより小さな値となるように変速段を切り替えることを意味し、ダウンシフトは、この変速比がより大きな値となるように変速段を切り替えることを意味する。   On the other hand, a shift operation section 5 having a shift lever (not shown) that can be operated by a driver is provided in the center console portion of the vehicle interior. FIG. 1 shows the shape of a shift gate that guides the operation of the shift lever. The shift gate shift patterns include reverse travel position (R position), neutral position (N position), automatic shift position (E position), manual shift position (M position), and upshift (+) at this M position, The driver can select the downshift (−). At this time, an operation of upshifting the transmission 3 is performed by operating the “+” side that is the forward direction of the driver, and a downshifting operation of the transmission 3 is performed by operating the “−” side of the opposite direction. When the shift lever is operated to the “+” side or the “−” side, the driver returns to the neutral M position by releasing the hand from the shift lever. The upshift means that the gear stage is switched so that the gear ratio of the transmission 3 (reduction ratio = the amount of rotation of the input shaft of the transmission / the amount of rotation of the output shaft of the transmission) becomes a smaller value. Downshift means that the gear position is switched so that the gear ratio becomes a larger value.

図1に示すシフトパターンは右ハンドル用のシフトパターンであって、左ハンドル用は左右対称のパターンとなる。   The shift pattern shown in FIG. 1 is a right handle shift pattern, and the left handle pattern is a symmetrical pattern.

尚、シフトゲートのシフトパターンとしては上述したものに限らず任意に設定可能である。例えば、「自動変速モード」を有しない変速機にあっては、上記自動変速ポジション(Eポジション)を備えないシフトパターンとなる。   Note that the shift pattern of the shift gate is not limited to that described above, and can be arbitrarily set. For example, a transmission that does not have the “automatic transmission mode” has a shift pattern that does not include the automatic transmission position (E position).

以上のようなシフトレバーの操作情報はSMT制御部6に与えられる。そして、SMT制御部6は、シフトレバーの操作情報を基にした各アクチュエータ21,31の制御を行う。つまり、シフトレバーが自動変速ポジションにある際には、アクセル開度や車速等の走行条件に応じてクラッチ機構2のクラッチアクチュエータ21及び変速機3のシフト&セレクトアクチュエータ31が作動して、自動シフトチェンジ動作が行われる。一方、シフトレバーが手動変速ポジションにある際には、ドライバが操作するシフトレバーの操作位置に応じてクラッチ機構2のクラッチアクチュエータ21及び変速機3のシフト&セレクトアクチュエータ31が作動して、シフトチェンジ動作が行われる。   The shift lever operation information as described above is given to the SMT controller 6. The SMT controller 6 controls the actuators 21 and 31 based on the operation information of the shift lever. That is, when the shift lever is in the automatic shift position, the clutch actuator 21 of the clutch mechanism 2 and the shift & select actuator 31 of the transmission 3 are operated according to the travel conditions such as the accelerator opening and the vehicle speed, and the automatic shift is performed. A change operation is performed. On the other hand, when the shift lever is in the manual shift position, the clutch actuator 21 of the clutch mechanism 2 and the shift & select actuator 31 of the transmission 3 are operated in accordance with the operation position of the shift lever operated by the driver. Operation is performed.

一方、エンジン1を制御するエンジン制御部7には、アクセルポジションセンサ71で検出されるアクセルペダル7Aの操作量の情報や、エンジン回転数センサ72(図2参照)で検出されるエンジン回転数の情報などが与えられ、これらを基に、ドライバが要求するエンジン出力が求められる。そして、それに応じて、スロットルバルブ7Bの開度を調整するスロットルモータ7Cに対し開度制御信号を与えたり、図示しないインジェクタ(燃料噴射弁)からの燃料噴射量、吸排気の各バルブの開閉タイミング、点火プラグの点火時期等の制御を行う。   On the other hand, the engine control unit 7 that controls the engine 1 includes information on the operation amount of the accelerator pedal 7A detected by the accelerator position sensor 71 and the engine speed detected by the engine speed sensor 72 (see FIG. 2). Information or the like is given, and based on these, the engine output requested by the driver is obtained. Accordingly, an opening degree control signal is given to the throttle motor 7C for adjusting the opening degree of the throttle valve 7B, the fuel injection amount from an injector (fuel injection valve) (not shown), and the opening / closing timings of the intake and exhaust valves. The ignition timing of the spark plug is controlled.

また、上述した変速機3のシフトチェンジ動作における一連のギヤチェンジ制御の際には、クラッチ機構2を境として、エンジン1の出力軸11と変速機3の入力軸(図示せず)との回転数差が好適な範囲内となるように、エンジン1の出力調整制御も同時に実施される。このためSMT制御部6は、この変速(ギヤチェンジ)制御の際に、エンジン制御部7に対して、SMT制御上、好適なエンジン出力となるようなエンジン出力の要求値を出力するようになっている。   Further, during a series of gear change control in the shift change operation of the transmission 3 described above, the rotation of the output shaft 11 of the engine 1 and the input shaft (not shown) of the transmission 3 with the clutch mechanism 2 as a boundary. The output adjustment control of the engine 1 is also performed at the same time so that the number difference is within a preferable range. For this reason, the SMT control unit 6 outputs a required engine output value to the engine control unit 7 so as to provide a suitable engine output in the SMT control during the shift (gear change) control. ing.

また、加速スリップを抑制するトラクションコントロール(TRC)システムも搭載されており、TRC制御部(TRC ECU)8において制御処理が実行される。TRC制御部8では、駆動輪44,44と従動輪(図示せず)の車輪回転速度の差をもとに、各車輪におけるブレーキ装置44a,44aのブレーキ圧を制御するブレーキアクチュエータ81に対して油圧指示値を出力する。また同時に、トラクションコントロール制御上、好適なエンジン出力となるようなエンジン出力の要求値を求め、エンジン制御部7に対してこの要求値を出力する。   A traction control (TRC) system that suppresses acceleration slip is also mounted, and control processing is executed in a TRC control unit (TRC ECU) 8. The TRC control unit 8 controls the brake actuator 81 that controls the brake pressure of the brake devices 44a and 44a on each wheel based on the difference in wheel rotation speed between the drive wheels 44 and 44 and the driven wheel (not shown). Outputs the hydraulic pressure indication value. At the same time, a required engine output value is obtained so that the engine output is suitable for traction control control, and this required value is output to the engine control unit 7.

以下、図2を用いて、SMT制御部6及びエンジン制御部7に関連する制御系の構成をより具体的に説明する。   Hereinafter, the configuration of the control system related to the SMT control unit 6 and the engine control unit 7 will be described more specifically with reference to FIG.

SMT制御部6は、上記クラッチアクチュエータ21、シフト&セレクトアクチュエータ31、ギヤポジションセンサ61、変速機入力回転数センサ62、ブレーキランプスイッチ63、シフトレバーポジションセンサ64に接続されている。各センサ61,62,64の検知信号が、また、上記エンジン回転数センサ72からエンジン回転数信号がSMT制御部6にそれぞれ入力されるようになっている。   The SMT controller 6 is connected to the clutch actuator 21, shift & select actuator 31, gear position sensor 61, transmission input rotation speed sensor 62, brake lamp switch 63, and shift lever position sensor 64. Detection signals of the sensors 61, 62, and 64 and an engine speed signal from the engine speed sensor 72 are input to the SMT control unit 6, respectively.

上記シフト&セレクトアクチュエータ31は、例えば、シフト作動用電動モータ、セレクト作動用電動モータ、減速用ギヤ類(シフト用としてベベルギヤ、セレクト用としてラックアンドピニオン)、シフトストロークセンサ、セレクトストロークセンサなどを主要構成部品とするユニット部品である。このシフト&セレクトアクチュエータ31は、モータ駆動により、減速ギヤを介して、シフト作動及びセレクト作動を実施する。シフトについては、モータ出力により上記シフト荷重を制御するようになっている。   The shift & select actuator 31 includes, for example, an electric motor for shift operation, an electric motor for select operation, reduction gears (bevel gear for shift, rack and pinion for select), shift stroke sensor, select stroke sensor, etc. It is a unit part as a component part. The shift & select actuator 31 performs a shift operation and a select operation via a reduction gear when driven by a motor. Regarding the shift, the shift load is controlled by the motor output.

クラッチアクチュエータ21は、例えば、その主要構成部品として、クラッチ作動用電動モータ、減速用ウォームギヤ、アシストスプリング及びクラッチストロークセンサからなるユニット部品である。クラッチアクチュエータ21は、モータ駆動により、減速ギヤを介してクラッチの遮断及び係合を実施する。   The clutch actuator 21 is, for example, a unit component including a clutch operating electric motor, a deceleration worm gear, an assist spring, and a clutch stroke sensor as main components. The clutch actuator 21 performs clutch disconnection and engagement via a reduction gear by driving a motor.

これらのシフト&セレクトアクチュエータ31及びクラッチアクチュエータ21は、上述した如くSMT制御部6により制御される。   The shift & select actuator 31 and the clutch actuator 21 are controlled by the SMT controller 6 as described above.

エンジン制御部7は、電子スロットル制御システム73、エンジン1、アクセルポジションセンサ71、エンジン回転数センサ72、スロットル開度センサ74、エンジントルクセンサ75、表示装置・警告装置76に接続されている。各センサ71,72,74,75の検知信号がエンジン制御部7にそれぞれ入力されるようになっている。   The engine control unit 7 is connected to an electronic throttle control system 73, an engine 1, an accelerator position sensor 71, an engine speed sensor 72, a throttle opening sensor 74, an engine torque sensor 75, and a display / warning device 76. Detection signals from the sensors 71, 72, 74, and 75 are input to the engine control unit 7, respectively.

表示装置・警告装置76は、例えば、ギヤポジションインジケータとシステムウォーニングランプとから構成される。ギヤポジションインジケータは、基本的に変速機3のギヤポジションを表示するものであって、シフトレバーと変速機3との不一致が発生した場合は変速機3のギヤポジションを点滅させるような機能も有する。また、システムウォーニングランプは、このシステムに異常が発生した場合、ウォーニングランプを点灯または点滅させることによりドライバに警告を発するものである。   The display device / warning device 76 includes, for example, a gear position indicator and a system warning lamp. The gear position indicator basically displays the gear position of the transmission 3, and also has a function of blinking the gear position of the transmission 3 when a mismatch between the shift lever and the transmission 3 occurs. . Further, the system warning lamp issues a warning to the driver by lighting or blinking the warning lamp when an abnormality occurs in the system.

(シフト荷重制御)
次に、本実施形態の特徴部分である上記シフト荷重の制御動作について説明する。このシフト荷重の制御動作は、自動車の運転条件等から求められるシフト荷重(実シフト荷重:Fx)を設定するに際し、変速機3として保証すべきシフトチェンジ回数(以下、変速保証回数と呼ぶ)のシフトチェンジ動作を可能にするためのシフト荷重(Fx)の上限値(許容シフト荷重:Flim)を求め、上記シフト荷重(Fx)を許容シフト荷重(Flim)以下に制限するものである。
(Shift load control)
Next, the shift load control operation, which is a characteristic part of the present embodiment, will be described. This shift load control operation is performed for the number of shift changes to be guaranteed for the transmission 3 (hereinafter referred to as the guaranteed number of shifts) when setting the shift load (actual shift load: Fx) obtained from the driving conditions of the vehicle. An upper limit value (allowable shift load: Flim) of the shift load (Fx) for enabling the shift change operation is obtained, and the shift load (Fx) is limited to the allowable shift load (Flim) or less.

以下、図3のフローチャートに沿ってシフト荷重制御動作について説明する。この図3に示すルーチンは所定のシフトチェンジ回数毎、例えば1000回毎に実行される。つまり、シフトチェンジ動作が行われる度にカウント値をイクリメント(「1」を加算)するシフトチェンジカウンタを備えており、このシフトチェンジカウンタのカウント値が「1000」に達する度に本ルーチンを実行するようになっている。尚、この値は任意に設定可能である。   Hereinafter, the shift load control operation will be described with reference to the flowchart of FIG. The routine shown in FIG. 3 is executed every predetermined number of shift changes, for example, every 1000 times. That is, a shift change counter that increments (adds “1”) the count value every time a shift change operation is performed is provided, and this routine is executed every time the count value of the shift change counter reaches “1000”. It is like that. This value can be set arbitrarily.

先ず、自動車の走行時においてシフトチェンジ要求が発生した場合(「自動変速モード」の場合にはアクセル開度や車速等の走行条件からシフトチェンジ要求が発生した場合であり、「手動変速モード」の場合にはドライバのシフトレバー操作によりシフトチェンジ要求が発生した場合である)にステップST1において、各種条件(自動車の運転条件や外気温などの環境条件)から実シフト荷重(Fx)を求め、この実シフト荷重(Fx)に応じたシフトチェンジ回数(Nx)を算出する。尚、上記自動車の運転条件としては、車速、上記シフトレバーポジションセンサ64によって得られるギヤ段の情報、上記アクセルポジションセンサ71で検出されるアクセルペダル7Aの開度、上記エンジン回転数センサ72で検出されるエンジン回転数などが挙げられる。   First, when a shift change request is generated while the vehicle is running (in the case of the “automatic shift mode”, a shift change request is generated based on a travel condition such as an accelerator opening degree or a vehicle speed. In this case, the actual shift load (Fx) is obtained from various conditions (environmental conditions such as driving conditions of the vehicle and outside temperature) in step ST1. The number of shift changes (Nx) corresponding to the actual shift load (Fx) is calculated. The driving conditions of the automobile include vehicle speed, gear stage information obtained by the shift lever position sensor 64, the opening degree of the accelerator pedal 7A detected by the accelerator position sensor 71, and the engine speed sensor 72. The engine speed is given.

ここで求められる実シフト荷重(Fx)は、上記シフトフォークによるシンクロナイザリングのスライド移動を可能にする大きさであって、且つ前回の許容シフト荷重(Flim)算出動作(前回実行された図3のルーチン)によって求められた許容シフト荷重(Flim)以下の値として求められる(この許容シフト荷重(Flim)算出動作については以下に説明するとおりである)。また、上記シフトチェンジ回数(Nx)とは、変速機3が新品の状態からシフト荷重(Fx)のみでシフトチェンジ動作を行っていった場合に、変速機3が寿命に達するまでのシフトチェンジ回数である。このシフトチェンジ回数(Nx)としては、図4に示すように、実シフト荷重(Fx)と反比例の関係があり、実シフト荷重(Fx)が高い程、シフトチェンジ回数(Nx)は低い値として求められることになる。   The actual shift load (Fx) obtained here is a size that enables the slide movement of the synchronizer ring by the shift fork, and the previous allowable shift load (Flim) calculation operation (previously executed in FIG. 3). The value is equal to or less than the allowable shift load (Flim) determined by the routine (this allowable shift load (Flim) calculation operation is as described below). The number of shift changes (Nx) refers to the number of shift changes until the transmission 3 reaches the end of its life when the shifter 3 is performing a shift change operation only with the shift load (Fx) from a new state. It is. As shown in FIG. 4, the number of shift changes (Nx) is inversely proportional to the actual shift load (Fx). The higher the actual shift load (Fx), the lower the number of shift changes (Nx). It will be required.

その後、ステップST2において、変速機3の残存寿命の算出が行われる。この残存寿命の算出は以下の式(2)により求められる(残存寿命推定手段による残存寿命の推定動作)。   Thereafter, in step ST2, the remaining life of the transmission 3 is calculated. The calculation of the remaining life is obtained by the following equation (2) (the remaining life estimation operation by the remaining life estimation means).

Lnew=α(Lold−1/Nx) …(2)
ここで、Lnew:今回の実シフト荷重(Fx)でシフトチェンジ動作が行われた後における変速機3の残存寿命、α:係数、Lold:今回の実シフト荷重(Fx)でシフトチェンジ動作が行われる前の変速機3の残存寿命、Nx:シフト荷重(Fx)でシフトチェンジ動作が行われる場合に保証されるシフト回数である。
Lnew = α (Lold−1 / Nx) (2)
Here, Lnew: the remaining life of the transmission 3 after the shift change operation is performed with the current actual shift load (Fx), α: coefficient, Lold: the shift change operation is performed with the current actual shift load (Fx). Nx: the number of shifts guaranteed when a shift change operation is performed with a shift load (Fx).

その後、ステップST3に移り、累積シフト回数(ΣN)を求める。例えば、上記シフトチェンジカウンタの総カウント値を読み出す。   Thereafter, the process proceeds to step ST3, where the cumulative number of shifts (ΣN) is obtained. For example, the total count value of the shift change counter is read.

そして、ステップST4において、以下の式(3)から、残存寿命に応じたシフト回数(Nlim)を算出する。言い換えると、残存寿命において必要とされる保証シフト回数(Nlim)を算出する。   In step ST4, the number of shifts (Nlim) corresponding to the remaining life is calculated from the following equation (3). In other words, the number of guaranteed shifts (Nlim) required for the remaining life is calculated.

Nlim=(Nref−ΣN)/Lnew …(3)
ここで、Nlim:残存寿命において必要とされる保証シフト回数であって、後述する許容シフト荷重(Flim)でシフトチェンジ動作が行われる場合に保証可能なシフト回数、Nref:通常走行時のシフト荷重(Fref)でシフトチェンジ動作が行われる場合に保証されるシフト回数、Fref:ハード設計上の標準化されたシフト荷重、ΣN:累積シフト回数である。
Nlim = (Nref−ΣN) / Lnew (3)
Here, Nlim: guaranteed number of shifts required for the remaining life, which can be guaranteed when a shift change operation is performed with an allowable shift load (Flim) described later, Nref: shift load during normal driving The number of shifts guaranteed when a shift change operation is performed at (Fref), Fref: standardized shift load in hardware design, and ΣN: cumulative number of shifts.

上記式(2)を式(3)に代入すると、以下の式(1)が得られることになる。   Substituting the above equation (2) into equation (3), the following equation (1) is obtained.

α(Lold−1/Nx)=(Nref−ΣN)/Nlim …(1)
以上のようにしてシフト回数(Nlim)を求めることで、ステップST5において、このシフト回数(Nlim)に応じた許容シフト荷重(Flim)が求められる。つまり、この許容シフト荷重(Flim)は、以後の全てのシフトチェンジ動作において「シフト荷重」がこの許容シフト荷重(Flim)で実行されたとしても、シフト回数(Nlim)が保証可能となる(シフト回数(Nlim)だけシフトチェンジ動作を行っても変速機3が故障しない)シフト荷重の最大値に相当する値である(許容シフト荷重算出手段による許容シフト荷重(Flim)の算出動作)。
α (Lold−1 / Nx) = (Nref−ΣN) / Nlim (1)
By obtaining the number of shifts (Nlim) as described above, an allowable shift load (Flim) corresponding to the number of shifts (Nlim) is obtained in step ST5. That is, the allowable shift load (Flim) can guarantee the number of shifts (Nlim) even if the “shift load” is executed with the allowable shift load (Flim) in all subsequent shift change operations (shift). This value is equivalent to the maximum value of the shift load (the operation for calculating the allowable shift load (Flim) by the allowable shift load calculating means) even if the shift change operation is performed the number of times (Nlim).

このステップST5において許容シフト荷重(Flim)を求めた後、ステップST6では、上記求められた許容シフト荷重(Flim)が最大許容シフト荷重(Fmax)よりも大きいか否かが判定される。この最大許容シフト荷重(Fmax)とは、変速機3のハード設計上の最大許容シフト荷重であって、このシフト荷重を超える値のシフト荷重でシフトチェンジ動作を行った場合には変速機3が破損する可能性のある値である。   After obtaining the allowable shift load (Flim) in step ST5, in step ST6, it is determined whether or not the obtained allowable shift load (Flim) is larger than the maximum allowable shift load (Fmax). This maximum allowable shift load (Fmax) is the maximum allowable shift load in hardware design of the transmission 3, and when the shift change operation is performed with a shift load having a value exceeding the shift load, the transmission 3 A value that can be corrupted.

そして、このステップST6でNO判定(許容シフト荷重(Flim)は最大許容シフト荷重(Fmax)以下の値であると判定)された場合には、上記ステップST5において求められた許容シフト荷重(Flim)を今回の許容シフト荷重(Flim)として決定する。   If NO is determined in step ST6 (the allowable shift load (Flim) is determined to be a value equal to or less than the maximum allowable shift load (Fmax)), the allowable shift load (Flim) obtained in step ST5 is determined. Is determined as the current allowable shift load (Flim).

一方、ステップST6でYES判定(許容シフト荷重(Flim)は最大許容シフト荷重(Fmax)よりも大きい値であると判定)された場合には、上記ステップST7において、許容シフト荷重(Flim)の値を最大許容シフト荷重(Fmax)の値に置き換える。つまり、許容シフト荷重(Flim)に制限を与える(シフト荷重制限手段による制限動作)。   On the other hand, if YES is determined in step ST6 (the allowable shift load (Flim) is determined to be larger than the maximum allowable shift load (Fmax)), the value of the allowable shift load (Flim) is determined in step ST7. Is replaced with the value of the maximum allowable shift load (Fmax). That is, the allowable shift load (Flim) is limited (limit operation by the shift load limiting means).

以上のようにして許容シフト荷重(Flim)を算出し、次回のシフト荷重(Fx)の算出動作(次回のルーチンにおけるステップST1でのシフト荷重算出動作)では、この許容シフト荷重(Flim)によって上限が制限された値としてシフト荷重(Fx)が求められることになる。   The allowable shift load (Flim) is calculated as described above, and in the next shift load (Fx) calculation operation (shift load calculation operation in step ST1 in the next routine), the upper limit is set by the allowable shift load (Flim). The shift load (Fx) is obtained as a value in which is limited.

尚、上述の如く許容シフト荷重(Flim)が求められてシフト荷重(Fx)が制限された場合であっても、その後の変速機3のシフトチェンジ動作におけるシフト荷重(Fx)が低い値で推移した場合には、上記許容シフト荷重(Flim)は大きな値として得られていくことになる。つまり、突発的に高いシフト荷重でのシフトチェンジ動作が必要となった状況では、その要求に応えることが可能な状態を得ることができる。   Even when the allowable shift load (Flim) is obtained and the shift load (Fx) is limited as described above, the shift load (Fx) in the shift change operation of the transmission 3 thereafter changes at a low value. In this case, the allowable shift load (Flim) is obtained as a large value. That is, in a situation where a shift change operation with a sudden high shift load is required, a state capable of meeting the demand can be obtained.

以上説明したように、本実施形態では、保証されるべきシフトチェンジ回数を達成可能とするための許容シフト荷重(Flim)以下の値で実シフト荷重(Fx)が求められ、この実シフト荷重(Fx)により変速機3のシフトチェンジ動作を実行することができる。つまり、上記残存寿命(Lnew)が比較的長い場合には、「許容シフト荷重(Flim)」が比較的高い値として算出でき、シフト&セレクトアクチュエータ31の「シフト荷重」が高く設定されることを許容するのに対し、残存寿命(Lnew)が比較的短い場合には、「許容シフト荷重(Flim)」が比較的低い値として算出され、シフト&セレクトアクチュエータ31の「シフト荷重」を制限することになる。これにより、変速機3の出荷先での使用状況や環境に関わりなく、保証されるべきシフトチェンジ回数に達する前に変速機3が寿命に達してしまう(破損や故障を生じる)といった状況が回避でき、変速機3の信頼性を確保することができる。   As described above, in the present embodiment, the actual shift load (Fx) is obtained with a value equal to or less than the allowable shift load (Flim) for enabling the guaranteed number of shift changes to be achieved. Fx) allows the shift change operation of the transmission 3 to be executed. That is, when the remaining life (Lnew) is relatively long, the “allowable shift load (Flim)” can be calculated as a relatively high value, and the “shift load” of the shift & select actuator 31 is set high. If the remaining life (Lnew) is relatively short, the “allowable shift load (Flim)” is calculated as a relatively low value, and the “shift load” of the shift & select actuator 31 is limited. become. This avoids the situation where the transmission 3 reaches the end of its life (causes breakage or failure) before reaching the guaranteed number of shift changes regardless of the usage situation and environment of the transmission 3 at the shipping destination. The reliability of the transmission 3 can be ensured.

また、本実施形態では、上記「許容シフト荷重(Flim)」と、変速機3が破損に至る限界のシフト荷重である「最大許容シフト荷重(Fmax)」とを比較し、上記「許容シフト荷重(Flim)」が「最大許容シフト荷重(Fmax)」よりも高い値として算出された場合に、シフト&セレクトアクチュエータ31の「シフト荷重(Fx)」を「最大許容シフト荷重(Fmax)」以下の値に制限するようにしている。このため、保証されるべきシフトチェンジ回数に達する前に変速機3が寿命に達してしまうといった状況を回避し、且つ「シフト荷重(Fx)」が高すぎるために(上記「最大許容シフト荷重(Fmax)」を超えてしまって)変速機3が破損してしまうといった状況を回避することができる。つまり、本実施形態によれば、変速機3の強度面と疲労による寿命の面との両面から変速機3の動作を保証することが可能となっている。   Further, in the present embodiment, the “allowable shift load (Flim)” is compared with the “maximum allowable shift load (Fmax)” that is the limit shift load that causes the transmission 3 to be damaged. When (Flim) is calculated as a value higher than “maximum allowable shift load (Fmax)”, “shift load (Fx)” of shift & select actuator 31 is equal to or less than “maximum allowable shift load (Fmax)”. The value is limited. For this reason, the situation in which the transmission 3 reaches the end of its life before reaching the guaranteed number of shift changes is avoided, and the “shift load (Fx)” is too high (the above “maximum allowable shift load ( Fmax) ”can be avoided, and the transmission 3 can be damaged. That is, according to the present embodiment, it is possible to guarantee the operation of the transmission 3 from both the strength side of the transmission 3 and the lifetime of fatigue.

−その他の実施形態−
以上説明した実施形態は、FR(フロントエンジン・リヤドライブ)式自動車に搭載された変速機3に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)式自動車に搭載された変速機やミッドシップタイプの自動車に搭載された変速機に対しても適用可能である。
-Other embodiments-
In the embodiment described above, the case where the present invention is applied to the transmission 3 mounted in the FR (front engine / rear drive) type automobile has been described. The present invention is not limited to this, and can also be applied to a transmission mounted in an FF (front engine / front drive) type automobile or a transmission installed in a midship type automobile.

また、上述した実施形態では、所定のシフトチェンジ回数毎に許容シフト荷重(Flim)の算出動作を行うようにしていたが、シフトチェンジ毎(1回のシフトチェンジ動作が終了する度)に許容シフト荷重(Flim)の算出動作を行うようにしてもよい。   In the above-described embodiment, the allowable shift load (Flim) is calculated every predetermined number of shift changes. However, the allowable shift is performed every shift change (every time one shift change operation is completed). You may make it perform the calculation operation | movement of a load (Flim).

また、上述した実施形態では、変速機3の寿命として予め変速保証回数(例えば50万回)を設定しておき、この変速保証回数から累積シフト回数を減算した残り保証回数を確保するための許容シフト荷重(Flim)を算出するものであった。本発明は、これに限らず、変速機3を構成する各部品毎の寿命として、それぞれ予め作動保証回数を設定しておき、それぞれの作動保証回数から累積作動回数を減算した残り作動回数を確保するための許容シフト荷重(Flim)を算出する構成としてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the number of guaranteed shifts (for example, 500,000 times) is set in advance as the life of the transmission 3, and the allowance for securing the remaining guaranteed number of times by subtracting the cumulative number of shifts from this guaranteed number of shifts. The shift load (Flim) was calculated. The present invention is not limited to this, and as the lifetime of each part constituting the transmission 3, the guaranteed number of operations is set in advance, and the remaining number of operations is ensured by subtracting the cumulative number of operations from the number of guaranteed operations. The allowable shift load (Flim) may be calculated.

更に、上記実施形態では、「シフト荷重(F)」と、その「シフト荷重」でシフトチェンジ動作が行われる場合に保証されるシフト回数(N)との関係を求める「F/N線図」から変速機3の残存寿命を推定するものであった。これに代えて、シフト荷重とシフト回数との関係式を実験的に求め、この関係式を基に変速機3の残存寿命を推定するようにしてもよい。   Further, in the above embodiment, the “F / N diagram” for obtaining the relationship between the “shift load (F)” and the number of shifts (N) guaranteed when the shift change operation is performed with the “shift load”. From this, the remaining life of the transmission 3 was estimated. Instead, a relational expression between the shift load and the number of shifts may be obtained experimentally, and the remaining life of the transmission 3 may be estimated based on this relational expression.

加えて、上述した実施形態では、クラッチペダルを備えない2ペダル式の車両に本発明を適用した場合について説明したが、クラッチペダルが備えられ、このクラッチペダルの操作に基づく電気信号によりクラッチアクチュエータ21を作動させる所謂クラッチバイワイヤ式のものにも適用可能である。   In addition, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to a two-pedal type vehicle that does not include a clutch pedal has been described. It is applicable also to what is called a clutch-by-wire type which operates.

実施形態に係る自動車のパワートレイン及び制御系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the powertrain and control system of the motor vehicle which concern on embodiment. SMT制御部及びエンジン制御部に関連する制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system relevant to a SMT control part and an engine control part. シフト荷重制御動作の手順を示すフローチャート図である。It is a flowchart figure which shows the procedure of shift load control operation | movement. シフト荷重とシフト回数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a shift load and the frequency | count of a shift.

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン(駆動源)
3 変速機
31 シフト&セレクトアクチュエータ
44 駆動輪(車輪)
6 SMT制御部
1 Engine (drive source)
3 Transmission 31 Shift & Select Actuator 44 Drive Wheel (Wheel)
6 SMT controller

Claims (6)

アクチュエータから変速作動部に付与する「シフト荷重」が変更可能であって、この「シフト荷重」による変速作動部の作動によって、駆動源から車輪に向けて動力伝達を行う歯車を変更するシフトチェンジ動作を実行する変速機のシフト制御装置において、
過去に実行されたシフトチェンジ動作における「シフト荷重」及びそのシフト回数の累積値から変速機の残存寿命を推定する残存寿命推定手段と、
上記残存寿命推定手段によって推定された変速機の残存寿命に基づいて、上記「シフト荷重」の上限規制値となる「許容シフト荷重」を算出する許容シフト荷重算出手段とを備えていることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
A shift change operation that changes the gear that transmits power from the drive source to the wheels by the operation of the shift operation unit by this "shift load" that can be changed from the actuator to the shift operation unit In a shift control device for a transmission that executes
A remaining life estimation means for estimating the remaining life of the transmission from the "shift load" in the shift change operation executed in the past and the cumulative value of the number of shifts;
And an allowable shift load calculating means for calculating an “allowable shift load” that is an upper limit regulation value of the “shift load” based on the remaining life of the transmission estimated by the remaining life estimation means. A shift control device for a transmission.
アクチュエータから変速作動部に付与する「シフト荷重」が変更可能であって、この「シフト荷重」による変速作動部の作動によって、駆動源から車輪に向けて動力伝達を行う歯車を変更するシフトチェンジ動作を実行する変速機のシフト制御装置において、
以下の式(1)、
α(Lold−1/Nx)=(Nref−ΣN)/Nlim …(1)
(α:係数、Lold:前回のシフトチェンジ動作終了時点での変速機の残存寿命、Nx:シフト荷重(Fx)でシフトチェンジ動作が行われる場合に保証されるシフト回数(シフト荷重(Fx)はシフトチェンジ動作が実行された際の実シフト荷重)、Nref:通常走行時のシフト荷重(Fref)でシフトチェンジ動作が行われる場合に保証されるシフト回数(シフト荷重(Fref)はハード設計上の標準化されたシフト荷重)、ΣN:累積シフト回数、Nlim:残存寿命において必要とされる保証シフト回数)
となるシフト回数(Nlim)に応じた許容シフト荷重(Flim)を算出する許容シフト荷重算出手段を備えていることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
A shift change operation that changes the gear that transmits power from the drive source to the wheels by the operation of the shift operation unit by this "shift load" that can be changed from the actuator to the shift operation unit In a shift control device for a transmission that executes
The following formula (1),
α (Lold−1 / Nx) = (Nref−ΣN) / Nlim (1)
(Α: coefficient, Lold: remaining life of transmission at end of previous shift change operation, Nx: number of shifts guaranteed when shift change operation is performed with shift load (Fx) (shift load (Fx) is The actual shift load when the shift change operation is executed), Nref: the number of shifts guaranteed when the shift change operation is performed with the shift load (Fref) during normal driving (the shift load (Fref) is determined by hardware design) Standardized shift load), ΣN: cumulative shift count, Nlim: guaranteed shift count required for remaining life)
A shift control apparatus for a transmission, comprising: an allowable shift load calculating means for calculating an allowable shift load (Flim) corresponding to the number of shifts (Nlim).
上記請求項1または2記載の変速機のシフト制御装置において、
許容シフト荷重算出手段が算出した「許容シフト荷重」と、変速機が破損に至る限界のシフト荷重である「最大許容シフト荷重」とを比較し、上記「許容シフト荷重」が「最大許容シフト荷重」よりも高い値として算出された場合に、アクチュエータの「シフト荷重」を「最大許容シフト荷重」以下の値に制限するシフト荷重制限手段を備えていることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
In the shift control device for a transmission according to claim 1 or 2,
The “allowable shift load” calculated by the allowable shift load calculating means is compared with the “maximum allowable shift load” which is the limit shift load that causes the transmission to break. And a shift load limiting means for limiting the “shift load” of the actuator to a value equal to or less than the “maximum allowable shift load” when calculated as a value higher than “”. .
上記請求項1、2または3記載の変速機のシフト制御装置において、
許容シフト荷重算出手段は、「許容シフト荷重」の算出動作を所定のシフトチェンジ回数毎に実行するよう構成されていることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
In the shift control device for a transmission according to claim 1, 2, or 3,
The shift control device for a transmission is characterized in that the allowable shift load calculation means is configured to execute a calculation operation of “allowable shift load” every predetermined number of shift changes.
上記請求項1、2または3記載の変速機のシフト制御装置において、
許容シフト荷重算出手段は、「許容シフト荷重」の算出動作をシフトチェンジ動作が実行される度に実行するよう構成されていることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
In the shift control device for a transmission according to claim 1, 2, or 3,
The shift control device for a transmission is characterized in that the allowable shift load calculating means is configured to execute an operation of calculating an “allowable shift load” every time a shift change operation is performed.
上記請求項1〜5のうち何れか一つに記載の変速機のシフト制御装置において、
残存寿命推定手段は、「シフト荷重(F)」と、その「シフト荷重」でシフトチェンジ動作が継続的に行われる場合に保証されるシフト回数(N)との関係を求める「F/N線図」から変速機の残存寿命を推定する構成となっていることを特徴とする変速機のシフト制御装置。
In the shift control device for a transmission according to any one of claims 1 to 5,
The remaining life estimation means obtains the relationship between the “shift load (F)” and the number of shifts (N) guaranteed when the shift change operation is continuously performed with the “shift load”. A shift control apparatus for a transmission, characterized in that the remaining life of the transmission is estimated from the figure.
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