CN1016529B - 变速器的控制装置 - Google Patents

Abstract

带有同步装置的变速器的控制装置，有具备进行变速器的换挡操作的电动机的换挡执行机构，在换挡操作时测量同步负荷，当测得的同步负荷在规定的负荷范围内时，学习换挡执行机构的换挡行程值，记忆所学习的换挡行程值，根据这个记忆的换挡行程值，在换挡操作时控制换挡执行机构的电动机。

Description

本发明与车辆用变速器的控制装置有关，更确切地说，与带有同步啮合装置的变速器的变速执行机构的控制装置有关。

近年来，开发了用作车辆变速器的采用微型电子计算机的电子控制自动变速器。

这种自动变速器的变速执行机构，一般使用油压执行元件。

但是，使用油压执行元件存在以下问题，即，必须有油压发生装置，以便提供驱动执行元件的油压，还必须有连接油压发生装置和执行元件的油压回路及控制供给油压的控制阀等，整个装置是大型的，而且重量重、成本也高。

为了消除上述问题，提出了使用电动机的变速执行机构的建议。

使用电动机的变速执行机构，具有电动机、降低该电动机转速的减速机构及将旋转运动变成直线运动的转换机构。

带同步装置的变速器的变速用执行机构，特别是换挡执行机构，在其换挡行程中，有同步转动区域和同步转动后的同步转动外区域。同步转动区域中的换挡动作的负荷（同步负荷）比同步转动外区域的负荷大，所以在同步转动区域要用大的推力。如果在同步转动后的同步转动外区域使执行机构动作时这个推力不变，那么，换挡时将产生大的冲击，变速器齿轮将受到不必要的作用力，产生冲击噪音，同时产生各零件的耐久可靠性下降的问题。

在特开昭58-134256号日本专利申请公开公报中，公开了一种解决上述问题的技术措施，即，在靠上述电动执行机构的变换机构变换为直线运动的换挡杆的致动杆上安装弹簧缓冲装置。

然而，该公报公开的技术措施中，由于使用了缓冲弹簧装置，带来了执行机构结构复杂化的问题。

本发明的目的在于提供一种变速器的控制装置，它能在变速器换挡操作时，使在同步转动区域和同步转动外区域的操作圆滑地进行，能防止换档时产生冲击。

本发明的第二个目的在于提供一种变速器的控制装置，它不须在变速执行机构中设置复杂的缓冲装置就能进行防止产生冲击的圆滑的换档操作。

本发明的第三个目的在于提供一种变速器的控制装置，其中变速器的各个尺寸的标准离差十分对应，能经常地进行圆滑的换档操作。

根据本发明，在带有同步装置的变速器的控制装置中，有：

带有电动机的能进行变速器的换档操作的换档执行机构;

检出该换档执行机构进行换档操作时的换档行程的装置;

测量上述换档执行机构进行换档操作时的同步负荷的装置;

根据用测量手段测得的同步负荷，学习同步转动结束时的上述换档执行机构的换档行程值的装置;

存储该学习到的同步转动结束时的换档行程的装置;

根据由该存储装置所存储的换档行程值，控制换档操作时驱动换档执行机构的电动机装置。

本发明的其它目的和特征，可以从以下的说明中得知。

至于本发明比现有技术好，好在以下几点。日本公开专利公报58-134256作为现有技术公开的防止齿轮在同步装置进行同步啮合操作之后换档时所产生的冲击是在传动装置齿轮换档时完成的;这个现有技术包括一个装在执行机构上的弹簧缓冲装置，而本发明只借助于一个变速控制装置无需任何复杂的缓冲装置就可以防止在完成选择工序之后齿轮换档时产生冲击。

第1图的（a）是表示本发明的变速器控制装置的一个实施例的结构 概图，第1图的（b）是第1图（a）所示的变速器控制装置的换挡顺序示意图。

第2图是用于本发明的变速器控制装置的电动机的驱动电路图。

第3图是表示本发明装置进行换挡动作时电动机的电流变化的图。

第4图是表示本发明装置动作的一个例子的处理程序图。

第5图是表示本发明装置动作的另一例的处理程序图。

下面，参照附图详细说明本发明的实施例。

第1图的（a）表示本发明的变速器控制装置的一个实施例的结构概图，第1图的（b）是第1图所示的变速器控制装置中的换挡顺序图，第2图是用于本发明的变速器控制装置的电动机的驱动电路图，第3图是表示换挡动作时电动机电流变化的图。

在第1图（a）中，1是换挡执行机构，它包括：电动机11，带有在与电动机11的旋转轴连接并使电动机减速的同时，能将旋转运动变换成直线运动的变换机构的减速装置12，与该减速装置连接并按箭头A的方向作直线运动的杆13。

该换挡执行机构1的杆13的动作位置由行程传感器14检出，该行程传感器14检出的杆13的动作位置检出信号被输入下面将叙述的控制器5。

21是与上述杆13的一端可转动地连接的换挡杆，它的另一端与换档杆的轴22连接。

2是插入式拨杆，它的上端通过花键孔与上述换挡杆轴22上的花键轴部分221配合，并可沿其轴向移动;它的下端23可与分别安装在换挡拨叉轴35、36、37、38上的换挡拨块31、32、33、34中的任一个配合。

39是安装在2挡-3挡用的换挡拨叉轴36上的拨叉，它与图中未表示的变速器的2挡-3挡用的同步啮合装置的离合器套筒配合。上述换挡拨叉轴35、37、38上也安装着与上述换挡拨叉39相 同的换挡拨叉，它们分别与1挡倒挡用、4挡-5挡用、6挡用的离合器套筒配合。

4是选择执行机构，它包括：和上述换挡执行机构1的电动机同样的电动机41，带有在与电动机41的旋转轴连接并使其减速的同时，能将旋转运动转换成直线运动的变换机构的减速装置42，与该减速装置连接并按箭头B的方向作直线运动的杆43。

44是与选择执行机构4的杆43的一端垂直地安装在一起的选择拨杆，它的另一端做成叉状，与上述插入式拨杆2的中间部位配合。

45是安装在该选择执行机构4的电动机41上的旋转式编码器，它的输出信号输进下面叙述的控制器中。

现在，说明具有上述结构的变速操作机构的动作。

当选择执行机构4的电动机41转动时，通过减速装置42使杆43按箭头B的方向动作，这个动作通过选择拨杆44使插入式拨杆2沿换挡杆轴22的轴向移动，插入式拨杆2的下端选择与换挡拨块31、32、33、34中的一个配合的位置。这样，就完成了选择操作。

接着，当换挡执行机构1的电动机11转动时，通过减速装置12使杆13沿箭头A的方向动作，这个动作通过换挡拨杆21使换挡杆的轴22转动，从而使插入式拨杆2转动，并使与拨杆2下端23配合的换挡拨块动作。这样，就完成了换挡操作。

象上述那样，利用选择执行机构4和换挡执行机构1的适当动作，就能在如图1（b）所示的换挡图中所希望的变速范围内进行变速操作。

5是由微型电子计算机构成的控制器，它具有进行演算处理的中 央控制装置，记忆变速机构的控制程序和下述学习值等的各种存储器，以及输入输出电路等。输入该控制器的信号中，除来自行程传感器14和旋转式编码器45的信号外，还有来自检测驾驶者操作的选择杆的位置的选择传感器51、来自检测离合器接合状态的离合器传感器52、来自检测车辆行驶速度的车速传感器53和来自检测油门踏板踏动量的加速传感器54的信号。

第2图是上述换挡执行机构1和选择执行机构4的电动机11和41的驱动电路图，由晶体管Q₁～Q₄及其保护二极管D₁～D₄的组合经接线组成的桥式电路控制电动机11的输入电流的方向，就可以控制电动机的旋转方向。例如，当向右端子I输入控制信号时，晶体管Q₁和Q₄导通，在Q₁→电动机11→Q₄→R₁的线路中通电，电动机11按箭头r方向旋转，在电阻值微小的电阻R₁处产生电压降V，利用对附加在右端子I的控制信号的功率控制来控制供给电动机11的电功率，这样，就能自由地对电动机11的转动扭矩进行控制。一般来说，电动机的转动扭矩与供给的电功率几乎是成正比地增减，因此通过测量电阻R₁的电压降V或者通过的电流就能测出电动机11的负荷的大小。

当向左端子Ⅱ附加控制信号时，通过检测电阻R₂的电压降或通过的电流就能测出电动机11的负荷的大小。

第3图表示换挡动作时驱动换挡执行机构的电动机的电流的变化。横轴表示自原点N至换挡目标位置的换挡行程，纵轴表示电动机的电流。其中，X是同步啮合装置由于同步动作而负荷上升的区域，因此也是电流上升的部分;y在同步转动区域之外，电动机的负荷电流减少，当达到换挡目标位置时，电流切断。Z点是同步啮合装置同步区 域终止，向同步外区域转移的点。测量换挡动作中的电动机电流，在其电流减少的过程中，自Z点起电流的减少进入规定的稳定状态。

通过记忆作为学习值的Z点的电流值Z′和换挡行程值，只要测量电动机的电流就可以判断换挡动作中的由同步区域向同步外区域的转移。

第4图是本实施例的动作的一个例子的处理程序图。下面结合第4图说明换挡控制的处理。

在程序1，校验控制器5的存储器中有无同步区域的学习值，当有学习值存储时，进入程序2，进行设定的规定的功率控制，驱动电动机11。在程序3，根据来自行程传感器14的信号，读入换挡行程值;在程序4，校验换挡行程是否处于同步区域的x区域，若在x区域，则重复程序2、3。

当在程序4判断为在x区域外时，在程序5，根据以Z′的电流值为上限的功率控制来驱动电动机11。接着，在程序6，根据来自行程传感器14的信号，读入换挡行程的值;在程序7，校验其是否变化，当换挡行程达到设定值时，由于达到了换挡目标位置，程序便终止。在这种场合，因为在程序5用功率控制限制了电流值，所以能防止换挡时给变速机构以过分的冲击。

在上述程序1中，若没有同步区域的学习值，则进入程序9，按规定的功率控制驱动电动机11。在程序10，根据上述电阻R₁或者R₂的电压降，读入电动机的电流;在程序11，比较电动机的起始电流和这次的电流，当这次的电流减小时，进入程序17，比较规定的电流值和电动机电流值。然后，当电动机的电流小时，在程序18，根据来自换挡行程传感器14的信号，读入换挡行程值。在程 序19，校验读入的换挡行程值是否在预先设定的两个规定值之间，若在给定值之间，则将该行程值作为学习值记忆在RAM中（程序20）。此后，进行设定的功率控制，驱动电动机（程序21），校验换挡行程值是否达到设定的目标值（程序22），若换挡行程值在设定值以上，则进入程序16，停止驱动电动机。

在程序11，当读入的电动机电流值不比起始电流值小时，将该电流值记忆在存储器中，根据来自换挡行程传感器14的信号读入换挡行程值（程序12、13）。在程序14，将换挡行程值和所定的设定值比较，如果在这个设定值以下，则重复程序10-14。若在程序14中，换挡行程值在设定值以上，则在程序15中，代入作为同步区域学习值的备用值，接着在程序16停止驱动电动机。

第5图是关于上述第1图（b）的换挡顺序中各中间位置N₁、N₂、N₃、N₄的学习的处理程序图。选择操作是根据旋转式编码器45的脉冲数控制电动机42的，因此在N₁位置进行编码输出的初期化。

首先，根据来自选择传感器51的信号校验齿轮是否在中间位置（程序31），根据来自车速传感器52的信号校验车速是否为零（程序32），并校验选择的学习标志是否是ON（程序33）。这时，如果齿轮处在中间位置，车速＝0，而选择的学习标志是OFF，那未首先向N₁方向驱动选择执行机构4（程序34）。校验旋转式编码器45的脉冲数（程序35），如有变化，待变化中止后重复程序34。在程序35，如果旋转式编码器45的脉冲数没有变化。即，如果插入式拨杆2的下端部23与换挡拨块31接触，那么校验是否经过设定的时间（程序36），如果经过，则使编码器45的发生脉 冲计数器值向零初期化（程序37）。

在下面的程序38-41中，进行中间位置N₄的学习。向N₄位置的方向驱动电动机42（程序38），上述插入式拨杆2的下端部与换挡拨块34接触，在编码器45的脉冲数不变化时的点（程序39），等待设定时间的经过（程序40），并且在选择N₄开关接通时，将编码器45的发生脉冲计数器值作为N₄位置的学习值记忆在RAM中（程序41）。

再在程序42-44中，进行中间位置N₂、N₃位置的学习。

中间N₂、N₃位置由N₄位置的学习值按比例演算出来。在N₂、N₃位置是N₁～N₄等分位置的场合，计算N₂的学习值（＝1/3×N₄学习值）并记忆在RAM中（程序42），计算N₃的学习值（＝2/3×N₄学习值）并记忆在RAM中（程序43）。学习终止，选择学习标志在ON（程序44）。

上述的学习只在中间位置进行，若上述程序31中，齿轮不在中间的位置，则清除学习标志（程序45）。

以上根据图示的实施例对本发明作了说明，但本发明不限于所示的实施例。在本发明的主题范围内可以有各种演变，但这些均不出本发明的范围。

Claims (4)

1、一种带有同步装置的变速器的控制装置，具有一个选择执行机构，一个换档执行机构和一个控制器，选择执行机构具有一台用以选择传动齿轮的电动机，换档执行机构具有一台对传动齿轮进行换档的电动机，控制器用以控制选择机构和换档执行机构的操作，其特征在于，所述变速器的控制装置包括：

换档行程检测装置，用以在换档执行机构对齿轮进行换档时检测换档执行机构的换档行程；

负荷电流测定装置，用以在换档执行机构对齿轮进行换档时测定流经电动机的负荷电流；

换档行程值学习装置，用以在流经电动机的负荷电流(它由测定流经电动机电流的装置测定)在同步装置完成同步啮合而稳定下来时学习换档执行机构的换档行程值；

存储装置，用以存储所学习到的换档行程值；和

电动机控制装置，用以在对齿轮换档时根据所存储的换档行程值控制换档执行机构的电动机。

2、根据权利要求1的变速器的控制装置，其特征在于，上述换档行程值学习机构具有，当换档执行机构的电动机的负荷电流在稳定点的电流值在规定范围内时，学习换档执行机构的换档行程值的装置。

3、根据权利要求1的变速器的控制装置，其特征在于，上述换档行程值学习机构具有，当同步终止且上述换档执行机构的换档行程值在规定范围内时，学习换档执行机构的换档行程值的装置。

4、根据权利要求1的变速器的控制装置，其特征在于，上述换档行程值学习机构具有，当同步终止且上述换档执行机构的换档行程值在规定范围以外时，用备用值取代换档行程的学习值的装置。

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