JP2003156073A - 同期噛合式自動変速装置 - Google Patents
同期噛合式自動変速装置Info
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Abstract
にクラッチの接続を開始する場合、エンジンストールが
発生するという課題があった。 【解決手段】 エンジン1の出力軸から同期噛合式自動
変速機3の入力軸への動力を伝達又は遮断する電磁クラ
ッチ2と、前記同期噛合式自動変速機の入力軸回転速度
を検出する変速機入力軸回転センサ14と、エンジンス
トール判定処理において、入力軸回転速度が所定の判定
値以下である場合には、クラッチ接続処理において、所
定のクラッチ励磁電流増加量を、フィードバック制御の
最後の目標クラッチ励磁電流に、クラッチ接続処理周期
毎に加算することにより、目標クラッチ励磁電流を演算
し、前記電磁クラッチを前記目標クラッチ励磁電流によ
り閉ループ制御するコントロールユニット4とを備え
た。 【効果】 クラッチ接続時のエンジンストール発生を抑
制する。
Description
変速装置のクラッチ制御に関し、特にギア段の切り換え
後のクラッチ接続におけるエンジンストールを抑制する
ことができる同期噛合式自動変速装置に関するものであ
る。
開昭63−270252号公報に示すようなものがあ
る。これにおいては、エンジンの駆動力を電磁クラッチ
のON/OFF操作により歯車式自動変速機に入力す
る。変速時のギア段の切り換えは、一対の油圧電磁弁の
作動組み合わせによりセレクト用3位置油圧シリンダを
駆動して変速ギアの選択を行い、上記一対の油圧電磁弁
の作動組み合わせによりシフト用3位置油圧シリンダを
駆動して変速ギア段の切り換えを行っている。
願2000−211450号、特許出願2001−01
7283号に示すようなものがある。これにおいては、
ギア段の切り換え後のクラッチ接続を、「エンジン回転
速度変化量」、または「スリップ回転速度変化量」のフ
ィードバック制御によって行っている。
17283号で示される制御装置の場合、「スリップ回
転速度変化量」のフィードバック制御を行い、クラッチ
の劣化、摩耗によるギア段切り換え時のショック発生を
防止する効果がある。また、電磁クラッチの個体差によ
る結合力の違いを考慮することなく、クラッチ接続制御
を行うことが出来るという効果がある。
ば、2速から1速、または3速から1速)を開始して、
停車後にクラッチの接続を開始するという状態になった
場合、停車中であり変速機入力軸回転速度は0[r/m
in]で変動しないため、「スリップ回転速度変化量」
のフィードバック接続を行うと、エンジン回転速度が0
[r/min]に向かって制御されることになってしま
い、エンジンストールが発生するという問題点があっ
た。なお、『スリップ回転速度』とは、エンジン回転速
度と変速機入力軸回転速度との差を意味する。
めになされたもので、「エンジン回転速度変化量」また
は「スリップ回転速度変化量」のフィードバック制御に
よるクラッチ接続時のエンジンストールの発生を抑制す
ることができる同期噛合式自動変速装置を得ることを目
的とする。
式自動変速装置は、エンジンの出力軸から同期噛合式自
動変速機の入力軸への動力を伝達又は遮断する電磁クラ
ッチと、前記同期噛合式自動変速機の入力軸回転速度を
検出する変速機入力軸回転センサと、エンジンストール
判定処理において、前記入力軸回転速度が所定の判定値
以下でない場合は、クラッチ接続処理において、制御区
間に応じて目標スリップ回転速度変化量を求め、前記目
標スリップ回転速度変化量に基づいて第1の目標クラッ
チ励磁電流を演算し、前記電磁クラッチを前記第1の目
標クラッチ励磁電流によりフィードバック制御し、前記
エンジンストール判定処理において、前記入力軸回転速
度が所定の判定値以下である場合には、前記クラッチ接
続処理において、所定のクラッチ励磁電流増加量を、前
記フィードバック制御の最後の第1の目標クラッチ励磁
電流に、クラッチ接続処理周期毎に加算することによ
り、第2の目標クラッチ励磁電流を演算し、前記電磁ク
ラッチを前記第2の目標クラッチ励磁電流により閉ルー
プ制御するコントロールユニットとを備えたものであ
る。
装置は、エンジンの出力軸から同期噛合式自動変速機の
入力軸への動力を伝達又は遮断する電磁クラッチと、前
記同期噛合式自動変速機の出力軸回転速度を検出する変
速機出力軸回転センサと、エンジンストール判定処理に
おいて、前記出力軸回転速度が所定の判定値以下でない
場合は、クラッチ接続処理において、制御区間に応じて
目標スリップ回転速度変化量を求め、前記目標スリップ
回転速度変化量に基づいて第1の目標クラッチ励磁電流
を演算し、前記電磁クラッチを前記第1の目標クラッチ
励磁電流によりフィードバック制御し、前記エンジンス
トール判定処理において、前記出力軸回転速度が所定の
判定値以下である場合には、前記クラッチ接続処理にお
いて、所定のクラッチ励磁電流増加量を、前記フィード
バック制御の最後の第1の目標クラッチ励磁電流に、ク
ラッチ接続処理周期毎に加算することにより、第2の目
標クラッチ励磁電流を演算し、前記電磁クラッチを前記
第2の目標クラッチ励磁電流により閉ループ制御するコ
ントロールユニットとを備えたものである。
速装置は、前記コントロールユニットが、前記エンジン
ストール判定処理を変速段毎に行い、前記所定の判定値
を変速段毎に設定するものである。
形態1に係る同期噛合式自動変速装置について図面を参
照しながら説明する。図1は、この発明の実施の形態1
に係る同期噛合式自動変速装置の構成を示す図である。
なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。
ラッチ、3は同期噛合式自動変速機、4はコントロール
ユニットである。
トアクチュエータ、6はシフト・セレクトポジションセ
ンサ、7はアクセルポジションセンサ、8はシフトレバ
ー、9は変速機出力軸回転センサ、10はスロットルア
クチュエータ、11は吸気管、12はスロットルバル
ブ、13はエンジン回転センサ、14は変速機入力軸回
転センサである。
軸、22は同期噛合式自動変速機3の入力軸、23は同
期噛合式自動変速機3の出力軸である。
バルブ12が設けられている。コントロールユニット4
は、運転者のアクセルペダル(図示しない)の踏み込み
量に比例したアクセルポジションセンサ7からの出力信
号を信号処理し、スロットルアクチュエータ10を制御
する。このスロットルバルブ12は、スロットルアクチ
ュエータ10によってアクセル踏み込み量に応じた目標
スロットル開度位置に、フィードバック制御される。
比例したコントロールユニット4からのクラッチ励磁電
流よって制御され、エンジン1のクランク軸21から同
期噛合式自動変速機3の入力軸22への動力を伝達ある
いは遮断する。
の異なる5組の前進用変速歯車、1組の後退用変速歯車
を有している。コントロールユニット4は、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、ギア切り換え用のシフト・セレクトアクチュ
エータ5を制御する。この同期噛合式自動変速機3は、
シフト・セレクトアクチュエータ5によりフィードバッ
ク制御され、目標変速段に変速操作される。
ルの踏み込み量を表すアクセルポジションセンサ7から
の信号と、運転者が操作するシフトレバー8の位置に応
じたシフトレバー位置信号と、自動変速機3の出力軸2
3の回転速度を検出する変速機出力軸回転センサ9から
の信号を入力し、変速機シフトパターン(図示しない)
により車両走行状態に適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でシフト・セレクト位置を
検出しつつ、シフト・セレクトアクチュエータ5に制御
信号を出力して、自動変速機3の変速操作を行う。
式自動変速装置の動作について図面を参照しながら説明
する。
期噛合式自動変速装置のクラッチ接続制御の動作を示す
タイミングチャートである。
動変速機3の変速ギア段の切り換え後にクラッチ制御を
行う。このクラッチ制御は、例えば図2に示すように、
4つの区間に分けて行う。制御区間は、A→B→C→D
区間と遷移する。
標スリップ回転速度変化量が小さくなるようにフィード
バック制御する。これによって、クラッチ接続開始時の
ショックを低減する。
ば、目標スリップ回転速度変化量をある程度大きくして
もショックは発生しにくいため、B区間では、変速時間
短縮とショックを考慮して目標スリップ回転速度変化量
を設定してフィードバック制御する。
変速機3の入力軸回転速度に近づいてくると、C区間で
は、両者の回転をショックなく合わせるために目標スリ
ップ回転速度変化量を小さく設定してフィードバック制
御する。
度が一致した後のD区間は、エンジン1のクランク軸2
1から同期噛合式自動変速機3の入力軸22へ、動力を
十分に伝達できるクラッチ励磁電流値を目標に一定速度
の開ループ制御で指示電流値を増加させる。
び(2)に基づいて行う。
[A]、 KI:積分ゲイン[A/(r/min/10ms)]、 KP:比例ゲイン[A/(r/min/10ms)]、 KD:微分ゲイン[A/(r/min/10ms)]、 (dNslp/dt)0:目標スリップ回転速度変化量[r
/min/10ms]、 (dNslp/dt)n:スリップ回転速度変化量[r/m
in/10ms]、 (nは今回演算時を意味する。また、n−1は前回演算
時を意味する。)。
期噛合式自動変速装置のクラッチ接続処理の動作を示す
フローチャートである。
後のクラッチ接続処理の動作を示すフローチャートであ
る。
に係る同期噛合式自動変速装置のエンジンストール判定
処理の動作を示すフローチャートである。
0ms毎に行う。
ロールユニット4は、同じコントロールユニット4内の
変速制御処理からの情報に基づいて、自動変速機3の変
速ギア段切り換え後のクラッチ接続要求があるかを判定
し、クラッチ接続要求があれば、次のステップ102へ
進む。クラッチ接続要求が無ければ、処理を終了する。
制御処理からの情報に基づいて、2→1変速要求かを判
定し、2→1変速要求であれば、ステップ103へ進
む。2→1変速要求で無ければ、その他の変速のクラッ
チ接続処理へ進む。
変速のクラッチ接続処理を行い、その後、処理を終了す
る。
クラッチ接続処理の詳細は、図4に示す。
ンストール判定処理を行う。
ール判定処理の詳細は、図5に示す。
入力軸回転センサ14から得た変速機入力軸回転速度が
判定値以下であるかを判定する。例えば、変速機入力軸
回転速度が1000r/min以下を満たすかを判定す
る。この判定値は、エンジンストールするエンジン回転
速度より大きい値にする。判定条件を満たした場合、制
御区間をD区間に更新する。
速のクラッチ接続処理における制御区間を判定し、各制
御区間での目標スリップ回転速度変化量を求める。最初
はA区間の処理へ進み、その後各区間の終了条件を満た
すと次の区間(→B→C→D)の処理へ進む。
A区間の目標スリップ回転速度変化量を求める。
スリップ回転速度変化量を求めた後、式(1)及び
(2)のフィードバック制御に基づいて、電磁クラッチ
2の目標クラッチ励磁電流を演算する。
て、A区間の終了判定を行う。例えば、A区間が200
ms経過したかを判定する。このA区間の終了判定条件
を満たした場合、制御区間をB区間に更新する。
B区間の目標スリップ回転速度変化量を求める。
スリップ回転速度変化量を求めた後、式(1)及び
(2)のフィードバック制御に基づいて、電磁クラッチ
2の目標クラッチ励磁電流を演算する。
て、B区間の終了判定を行う。例えば、エンジン回転セ
ンサ13から得たエンジン回転速度と、変速機入力軸回
転センサ14から得た変速機入力軸回転速度との差が3
00r/min以下を満たすかを判定する。このB区間
の終了判定条件を満たした場合、制御区間をC区間に更
新する。
C区間の目標スリップ回転速度変化量を求める。
ップ回転速度変化量を求めた後、式(1)及び(2)の
フィードバック制御に基づいて、電磁クラッチ2の目標
クラッチ励磁電流を演算する。
て、C区間の終了判定を行う。例えば、エンジン回転速
度と変速機入力軸回転速度との差が10r/min以下
を満たすかを判定する。このC区間の終了判定条件を満
たした場合、制御区間をD区間に更新する。
D区間のクラッチ励磁電流増加量を得る。このクラッチ
励磁電流増加量は、コントロールユニット4内の本ソフ
トウエアに組み込まれている。
励磁電流増加量を得た後、開ループ制御に基づいて、上
記クラッチ励磁電流増加量を、C区間の最後の目標クラ
ッチ励磁電流に、クラッチ接続処理周期の10ms毎に
加算することで、電磁クラッチ2の目標クラッチ励磁電
流を演算する。
て、D区間の終了判定を行う。演算で求めた目標クラッ
チ励磁電流が、コントロールユニット4内の本ソフトウ
エア内部に設定された目標値に到達したかを判定する。
このD区間の終了判定条件を満たした場合、クラッチ接
続の完了処理を行う。
ール判定処理で判定条件を満たした場合は、フィードバ
ック制御から開ループ制御に移行することを特徴とす
る。
な同期噛合式自動変速装置において、「エンジン回転速
度変化量」または「スリップ回転速度変化量」のフィー
ドバック制御によるクラッチ接続時のエンジンストール
の発生を抑制する。
係る同期噛合式自動変速装置について図面を参照しなが
ら説明する。図6は、この発明の実施の形態2に係る同
期噛合式自動変速装置のエンジンストール判定処理の動
作を示すフローチャートである。なお、この実施の形態
2に係る同期噛合式自動変速装置の構成及び他の基本的
動作は、上記実施の形態1と同様である。
噛合式自動変速装置の動作について説明する。
比較して、エンジンストール判定処理のみが異なる。
ロールユニット4は、上記変速制御処理からの情報に基
づいて、現在の変速段を判定する。つまり、現在は1速
であるかを判定する。1速でない場合には、その他の変
速段のエンジンストール判定処理を行う。
変速機出力軸回転センサ5から得た変速機出力軸回転速
度が1速判定値以下であるかを判定する。例えば、1速
判定値として、「変速機出力軸回転速度×1速のギア
比」が1000r/minとする。各変速段の判定値
は、「変速機出力軸回転速度×現在の変速段のギア比」
がエンジンストールするエンジン回転速度より大きい値
にする。この判定条件を満たした場合、制御区間をD区
間に更新する。以下の処理は、上記実施の形態1と同じ
である。
な同期噛合式自動変速装置において、「エンジン回転速
度変化量」または「スリップ回転速度変化量」のフィー
ドバック制御によるクラッチ接続時のエンジンストール
の発生を抑制する。
は、以上説明したとおり、エンジンの出力軸から同期噛
合式自動変速機の入力軸への動力を伝達又は遮断する電
磁クラッチと、前記同期噛合式自動変速機の入力軸回転
速度を検出する変速機入力軸回転センサと、エンジンス
トール判定処理において、前記入力軸回転速度が所定の
判定値以下でない場合は、クラッチ接続処理において、
制御区間に応じて目標スリップ回転速度変化量を求め、
前記目標スリップ回転速度変化量に基づいて第1の目標
クラッチ励磁電流を演算し、前記電磁クラッチを前記第
1の目標クラッチ励磁電流によりフィードバック制御
し、前記エンジンストール判定処理において、前記入力
軸回転速度が所定の判定値以下である場合には、前記ク
ラッチ接続処理において、所定のクラッチ励磁電流増加
量を、前記フィードバック制御の最後の第1の目標クラ
ッチ励磁電流に、クラッチ接続処理周期毎に加算するこ
とにより、第2の目標クラッチ励磁電流を演算し、前記
電磁クラッチを前記第2の目標クラッチ励磁電流により
閉ループ制御するコントロールユニットとを備えたの
で、クラッチ接続時のエンジンストール発生を抑制する
という効果を奏する。
装置は、エンジンの出力軸から同期噛合式自動変速機の
入力軸への動力を伝達又は遮断する電磁クラッチと、前
記同期噛合式自動変速機の出力軸回転速度を検出する変
速機出力軸回転センサと、エンジンストール判定処理に
おいて、前記出力軸回転速度が所定の判定値以下でない
場合は、クラッチ接続処理において、制御区間に応じて
目標スリップ回転速度変化量を求め、前記目標スリップ
回転速度変化量に基づいて第1の目標クラッチ励磁電流
を演算し、前記電磁クラッチを前記第1の目標クラッチ
励磁電流によりフィードバック制御し、前記エンジンス
トール判定処理において、前記出力軸回転速度が所定の
判定値以下である場合には、前記クラッチ接続処理にお
いて、所定のクラッチ励磁電流増加量を、前記フィード
バック制御の最後の第1の目標クラッチ励磁電流に、ク
ラッチ接続処理周期毎に加算することにより、第2の目
標クラッチ励磁電流を演算し、前記電磁クラッチを前記
第2の目標クラッチ励磁電流により閉ループ制御するコ
ントロールユニットとを備えたので、クラッチ接続時の
エンジンストール発生を抑制するという効果を奏する。
速装置は、前記コントロールユニットが、前記エンジン
ストール判定処理を変速段毎に行い、前記所定の判定値
を変速段毎に設定するので、クラッチ接続時のエンジン
ストール発生を抑制するという効果を奏する。
動変速装置の構成を示す図である。
動変速装置のクラッチ接続制御の動作を示すタイミング
チャートである。
動変速装置のクラッチ接続処理の動作を示すフローチャ
ートである。
動変速装置の2→1変速のクラッチ接続処理の動作を示
すフローチャートである。
動変速装置のエンジンストール判定処理の動作を示すフ
ローチャートである。
動変速装置のエンジンストール判定処理の動作を示すフ
ローチャートである。
変速機、4 コントロールユニット、5 シフト・セレ
クトアクチュエータ、6 シフト・セレクトポジション
センサ、7 アクセルポジションセンサ、8 シフトレ
バー、9 変速機出力軸回転センサ、10 スロットル
アクチュエータ、11 吸気管、12スロットルバル
ブ、13 エンジン回転センサ、14 変速機入力軸回
転センサ、21 クランク軸、22 自動変速機の入力
軸、23 自動変速機の出力軸。
Claims (3)
- 【請求項1】 エンジンの出力軸から同期噛合式自動変
速機の入力軸への動力を伝達又は遮断する電磁クラッチ
と、 前記同期噛合式自動変速機の入力軸回転速度を検出する
変速機入力軸回転センサと、 エンジンストール判定処理において、前記入力軸回転速
度が所定の判定値以下でない場合は、クラッチ接続処理
において、制御区間に応じて目標スリップ回転速度変化
量を求め、前記目標スリップ回転速度変化量に基づいて
第1の目標クラッチ励磁電流を演算し、前記電磁クラッ
チを前記第1の目標クラッチ励磁電流によりフィードバ
ック制御し、 前記エンジンストール判定処理において、前記入力軸回
転速度が所定の判定値以下である場合には、前記クラッ
チ接続処理において、所定のクラッチ励磁電流増加量
を、前記フィードバック制御の最後の第1の目標クラッ
チ励磁電流に、クラッチ接続処理周期毎に加算すること
により、第2の目標クラッチ励磁電流を演算し、前記電
磁クラッチを前記第2の目標クラッチ励磁電流により閉
ループ制御するコントロールユニットとを備えたことを
特徴とする同期噛合式自動変速装置。 - 【請求項2】 エンジンの出力軸から同期噛合式自動変
速機の入力軸への動力を伝達又は遮断する電磁クラッチ
と、 前記同期噛合式自動変速機の出力軸回転速度を検出する
変速機出力軸回転センサと、 エンジンストール判定処理において、前記出力軸回転速
度が所定の判定値以下でない場合は、クラッチ接続処理
において、制御区間に応じて目標スリップ回転速度変化
量を求め、前記目標スリップ回転速度変化量に基づいて
第1の目標クラッチ励磁電流を演算し、前記電磁クラッ
チを前記第1の目標クラッチ励磁電流によりフィードバ
ック制御し、 前記エンジンストール判定処理において、前記出力軸回
転速度が所定の判定値以下である場合には、前記クラッ
チ接続処理において、所定のクラッチ励磁電流増加量
を、前記フィードバック制御の最後の第1の目標クラッ
チ励磁電流に、クラッチ接続処理周期毎に加算すること
により、第2の目標クラッチ励磁電流を演算し、前記電
磁クラッチを前記第2の目標クラッチ励磁電流により閉
ループ制御するコントロールユニットとを備えたことを
特徴とする同期噛合式自動変速装置。 - 【請求項3】 前記コントロールユニットは、前記エン
ジンストール判定処理を変速段毎に行い、前記所定の判
定値を変速段毎に設定することを特徴とする請求項2記
載の同期噛合式自動変速装置。
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- 2001-11-20 JP JP2001354860A patent/JP3515555B2/ja not_active Expired - Fee Related
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2002
- 2002-07-23 DE DE10233380.7A patent/DE10233380B4/de not_active Expired - Fee Related
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