JP2003262237A - 機械式自動変速機の変速制御装置 - Google Patents
機械式自動変速機の変速制御装置Info
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- Hydraulic Clutches, Magnetic Clutches, Fluid Clutches, And Fluid Joints (AREA)
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Abstract
に関するに関し、緩衝部材等を設けることなくシフトシ
ョックを低減しコストを低減してシステムの小型化、簡
素化を図るようにする。 【解決手段】 同期装置を備えた機械式変速機と、機械
式変速機のギヤ位置を切り替える駆動手段と、駆動手段
のギヤ入れストロークの目標値を設定する目標値設定手
段とを設け、目標値設定手段が、ギヤ入れ開始から所定
ストロークまでは、ギヤ入れストロークの目標値を比較
的緩やかに増加させ、所定ストロークからギヤシフト完
了位置までは、ギヤ入れストロークの目標値を比較的急
激に増加させるように設定する。
Description
切り替えることにより変速を行なうようにした自動変速
機に用いて好適の、機械式自動変速機の変速制御装置に
関する。
ル車と同様な変速ギヤ機構及びクラッチ機構にそれぞれ
アクチュエータを付設して自動変速を行なえるようにし
た機械式自動変速機が開発、実用化されており、主にト
ラックやバス等の大型車を中心に適用されている。
図であって、図示はしないがトランスミッション3には
シンクロ機構(同期装置)も設けられている。シャフト
110上には2つのギヤ101,102がシャフト11
0に対して相対回転可能に設けられている。また、これ
らの2つのギヤ101,102の間には、シャフト11
0に対して一体に回転するシンクロナイザスリーブ10
3が設けられており、変速時には、このシンクロナイザ
スリーブ103と、2つのギヤ101,102のうちの
いずれか一方とが同期した後係合することにより、シャ
フト110と上記一方のギアとが一体回転し、変速が完
了する。
ザスリーブ103にはシフトフォーク104が係合して
いる。また、シフトフォーク104には、シフトロッド
等(図示省略)を介してスライディングレバー105が
係合されており、このスライディングレバー105は駆
動手段としてのエアシリンダ(アクチュエータ)106
に連結されている。そして、このエアシリンダ106に
対して高圧エアを供給したり、エアシリンダ106内の
エアを排出したりすることにより、シンクロナイザスリ
ーブ103を移動させてギヤの切換が行なわれる。
うに構成した場合には、ギヤシフト時の各ギヤ101、
102の同期開始位置までのエアシリンダ106の操作
速度が過大になり、同期開始時にエアシリンダ106が
同期開始位置で急停止したり、急停止によって過剰な同
期操作力が発生したりすることが原因でショックが生じ
フィーリングが悪化する。
107等の緩衝部材を設け、アクチュエータ(エアシリ
ンダ)106の過度の操作速度を抑制しショックの発生
を防止していた。ところが、このような従来の技術で
は、緩衝部材107を設ける分だけコストが増加すると
ともに、システムの小型化が困難であるという課題があ
る。
たもので、緩衝部材等を設けることなくシフトショック
を低減しコストを低減してシステムの小型化、簡素化を
図るようにした、機械式自動変速機の変速制御装置を提
供することを目的とする。
の本発明の機械式自動変速機の変速制御装置は、同期装
置を備えた機械式変速機と、上記機械式変速機のギヤ位
置を切り替える駆動手段と、上記駆動手段のギヤ入れス
トロークの目標値を設定する目標値設定手段とを有する
とともに、上記目標値設定手段は、ギヤ入れ開始から所
定ストロークまでは、上記ギヤ入れストロークの目標値
を比較的緩やかに増加させ、上記所定ストロークからギ
ヤシフト完了位置までは、上記ギヤ入れストロークを比
較的急激に増加させるように設定することを特徴として
いる。
ークまでは、比較的ゆっくりと駆動手段が作動し、所定
ストローク以降は速やかに作動するので、ギヤ入れ時の
駆動手段の速度過剰に起因するショックが抑制される。
また、好ましくは、上記目標値設定手段は、上記ギヤ入
れストローク開始から上記所定ストロークまでは上記ギ
ヤ入れストロークの目標値をランプ状に増加させ、上記
所定ストロークから上記ギヤシフト完了位置までは上記
ギヤ入れストロークの目標値をステップ状に増加させる
(請求項2)。これにより、所定ストローク以降は速や
かに駆動手段を作動させて、ギヤ入れを短時間で完了す
ることができる。
同期開始位置又は同期開始位置よりもギヤシフト完了位
置寄りに設定する(請求項3)。これにより、少なくと
も同期開始位置までは駆動手段の駆動速度が抑制される
ことになり、ギヤ入れ時に発生するショックを抑制する
ことができる。なお、上記同期開始位置はギヤ入れスト
ロークの微分値が所定値以下の値に変化した時点とする
のが好ましい(請求項4)。これにより、同期開始を簡
単且つ正確に判定することができる。
用するのが好ましい(請求項5)。この場合には、駆動
手段の作動速度の制御が容易となる。
施形態にかかる機械式自動変速機の変速制御装置につい
て説明すると、図1は(a),(b)はともにその要部
構成を説明するための模式図、図2は本装置が適用され
る自動変速機の要部機能に着目して示す模式図、図3は
その特性を説明するための図である。
機について図2を用いて簡単に説明すると、この自動変
速機はエンジン1に付設されており、エンジン1の出力
部に付設され摩擦クラッチを有するクラッチ機構(単に
クラッチともいう)2と、このクラッチ機構2を介して
エンジン1の出力部に接続された機械式自動変速機本体
3とをそなえている。
チュエータとしてのクラッチ制御ユニット(クラッチブ
ースタ)21によって断接駆動されるようになってい
る。変速機本体3は、ギヤシフトユニット(GSU)3
1によって変速操作されるようになっている。このギヤ
シフトユニット31には、セレクト方向にシフトロッド
等のシフト部材を駆動する電動モータ32a〔図1
(a)参照〕と、シフト方向にギヤシフト部材を駆動す
る駆動手段としての電動モータ32b〔図1(b)参
照〕とをそなえている。(以下、両電動モータを特に区
別する必要がない場合には単に符号32で示す。)そし
て、変速操作時には、電動モータ32によって所要部位
を駆動して、変速機本体3のギヤ機構の噛合状態を切り
替えることにより変速段を所要の状態にシフト駆動する
ようになっている。
ニット(エンジンECU)42によって、クラッチ制御
ユニット21及びギヤシフトユニット31は、変速機の
ための電子制御ユニットである変速機電子コントロール
ユニット(変速機ECU)41によって、それぞれ電気
信号を通じて制御されるようになっている。また、この
機械式自動変速機は、ドライバの手動操作による変速段
のシフト指令を電気信号としてクラッチ制御ユニット2
1及びギヤシフトユニット31に伝達してこれらのクラ
ッチ制御ユニット21及びギヤシフトユニット31を遠
隔操作する手動シフトモードと、車両の走行状態(例え
ば車速やエンジン負荷)に応じた最適変速段にするため
に変速段の切替が必要な時にクラッチ制御ユニット21
及びギヤシフトユニット31の作動を制御する自動シフ
トモードとを選択して実行できるようになっている。
バーユニット5,車速センサ(車速検出手段)51,ク
ラッチストロークセンサ52,クラッチペダル6の踏み
込みを検出するクラッチスイッチ53,変速機本体3の
変速段を検出するトランスミッションギヤセンサ(図示
略),クラッチ回転速度(すなわち、クラッチ機構2の
出力側回転数)を検出するクラッチ回転数センサ54,
ブレーキペダル7が踏み込まれるとONになりブレーキ
の作動を検出するストップランプスイッチ(ブレーキの
エア圧を検知するタイプも含む)56,エンジンECU
42,エマージェンシスイッチ(図示略),インジケー
タ60,パーキングブレーキスイッチ59等がそれぞれ
接続されており、各種の信号が入力されるようになって
いる(図2参照)。
サ51,アクセル踏込量センサ57,エンジン回転数セ
ンサ58,変速機ECU41及びエキゾーストブレーキ
系61等がそれぞれ接続されている。なお、アクセル踏
込量センサ57はアクセルペダル8に付設される。そし
て、チェンジレバーユニット5を通じて手動シフトモー
ドが選択されると、変速機ECU41に設けられた手動
変速用遠隔操作制御部(図示略)を介して、チェンジレ
バーユニット5からの指令に基づいて、ギヤシフトユニ
ット31やクラッチ制御ユニット21が遠隔操作される
ようになっている。
手動シフトモード時に、チェンジレバーユニット5のチ
ェンジレバー5aを手動操作するだけで、ギヤシフトユ
ニット31及びクラッチ制御ユニット21を遠隔操作し
て、変速機本体3の要部及びクラッチ機構2を駆動しな
がら、クラッチ断,ギヤチェンジ,クラッチ接の動作を
制御するようになっている。
フトモードが選択されると、自動シフトモードを実施す
るようになっている。この自動シフトモード時には、変
速機ECU41に設けられた自動変速用遠隔操作制御部
(図示省略)を介して、各種の情報に基づきギヤシフト
ユニット31及びクラッチ制御ユニット21が遠隔操作
されるとともに、エンジンECU42を介して、各種の
情報に基づき電子ガバナ11が遠隔操作されるようにな
っている。
系に着目すると、図1(a)に示すように、セレクト用
の電動モータ32aにはセレクト方向に沿って設けられ
たボールネジ33aが接続されており、このボールネジ
33aにナット34aが螺合している。また、ナット3
4aにはスライディングレバー35が係合している。し
たがって、モータ32aが回転駆動するとボールネジ3
3a上をナット34aがセレクト方向に直線運動して、
スライディングレバー35のセレクト位置が変更される
ようになっている。なお、図示するように、ナット34
aにはアングルセンサ37aが接続されており、このア
ングルセンサ37aではナット34aの直線運動を回転
運動に変換して、その回転量を検出することでセレクト
位置を検出するようになっている。
タ32bには、シフト方向に沿って配設されたボールネ
ジ33bが接続されており、このボールネジ33bにナ
ット34bが螺合している。また、ナット34bにはア
ーム36を介して上記スライディングレバー35が係合
している。また、アーム36及びスライディングレバー
35はシャフト38を中心に回動可能に支持されてお
り、ナット34bが直線運動することにより、スライデ
ィングレバー35がシフト方向に揺動して、これにより
ギヤ入れ及びギヤ抜き動作(後述)が行なわれるように
なっている。また、図示はしないが、シャフト38には
アングルセンサが取り付けられており、シャフト38の
回転角度を検出することによりスライディングレバー3
5のストロークを検出するようになっている。
続部を除いては、変速機本体3は一般的な平行2軸歯車
式のマニュアルトランスミッションと同様に構成されて
いる。そして、これらの電動モータ32の駆動状態を適
宜制御することにより、変速機本体3内の歯車の噛合状
態が切り替えられるようになっている。例えばギヤチェ
ンジを行なう際には、まず、クラッチ制御ユニット21
によりクラッチ2が切断され、その後シフト用の電動モ
ータ32bが駆動されることによりスライディングレバ
ー35がシフト方向に移動し、現在の変速段の噛み合い
が解除される(以下、ギヤ抜きという)。
動する必要性があれば、上記電動モータ31aを駆動
し、その必要性がない場合には、セレクト用の電動モー
タ31aを停止させておく。そして、再びシフト用電動
モータ31bが駆動されることによりスライディングレ
バー35が駆動されて、所望の変速段への切り換え(以
下、ギヤ入れという)が行なわれ、ギヤチェンジが完了
する。
が解決しようとする課題の欄でも述べたように、スライ
ディングレバー35を駆動することにより、変速機3の
内部ではシンクロナイザスリーブ(図4の103参照)
が移動してギヤ入れが行なわれる。この場合、シンクロ
ナイザスリーブの移動速度を適正に制御しないと、シン
クロナイザ機構(同期装置)が同期を開始する位置まで
過大な速度でシンクロナイザスリーブが移動してしまい
変速フィーリングが悪化する。このため、従来は油圧ダ
ンパ等の緩衝部材を設けて、シンクロナイザスリーブの
過大な移動速度(すなわち、スライディングレバー35
の移動速度)を抑制しショックの発生を防止している
が、このような緩衝部材を設けるとその分だけコストが
増加する。
制御装置では、変速機ECU41に変速機3のギヤ入れ
時におけるスライディングレバー35のストローク目標
値(モータ32bの駆動量の目標値)を設定するための
目標値設定手段61が設けられている。この目標値設定
手段61では、時間に対するシフト方向のストローク目
標値が設定されており、ギヤ入れ開始から所定ストロー
クまでは、ギヤ入れストロークを比較的緩やかに増加さ
せ、所定ストロークからギヤシフト完了位置までは、比
較的急激に増加させるようになっている。
に示すようなマップが設けられており、このマップに設
定された目標値となるようにスライディングレバー35
のストローク、即ち、電動モータ32bの駆動量が制御
されるようになっている。そして、本実施形態では、図
3に線aで示すように、ギヤ入れストローク開始から所
定ストロークまではギヤ入れストロークを例えばランプ
状に増加させ、所定ストロークからギヤシフト完了位置
まではステップ状に増加させるようになっている。
態ではシンクロ機構における同期開始位置よりもギヤシ
フト完了寄りである。また、この所定のストローク量及
びギヤシフト完了位置のストローク量は予め計算や実験
により求めた数値であり変速機ECU41内に記憶され
ている。また、実際のギヤ入れストロークは上述のアン
グルセンサ(図示省略)により検出されるようになって
いる。
機の変速制御装置は上述のように構成されているので、
変速時のギア入れ時には、スライディングレバー35の
ストロークを図3に示すような特性となるように電動モ
ータ32bの駆動を制御することにより、従来の緩衝部
材(図4参照)を設けることなくシフトチェンジ時にお
けるショックを抑制することができる。
バー35の操作速度を比較的抑制することにより、同期
開始時のスライディングレバー35の急停止に伴うショ
ックが抑制されるとともに、シンクロ機構への押し付け
力も低減されて、この押し付け力過大に起因するショッ
クも抑制されることとなる。また、同期後は速やかにス
ライディングレバー35を作動させることにより、同期
後は、短時間でギヤチェンジを完了することができるの
である。
できるので自動変速機自体を小型化することができると
ともに、コストの低減を図ることができる。ところで、
図3における線bは、実際のスライディングレバー35
のストロークを示している。この線bに示すように、変
速機ECU41の目標値設定手段61で制御目標が設定
されると、同期開始位置まではこの目標値に沿ってスラ
イディングレバー35が作動する。ところが、同期開始
位置までスライディングレバー35が移動すると、その
後はシンクロ機構が同期するまで、ギアの噛合が行なわ
れないため線bに示すように、同期位置まではギヤ入れ
ストロークの傾き(即ちギヤ入れ速度)が緩やかとな
る。そして、その後同期が完了すると、制御目標に追従
するように、略ステップ状に変化する。その後は、ギヤ
シフト完了位置の制御目標と実ストロークとの偏差に基
づきPID制御を実施し、実ストロークを目標値に収束
させる。
ランプ状及びステップ状に与えるという簡素な手法で同
期するまでのアクチュエータ(本実施形態では電動モー
タ32b)の作動速度を抑制することができるという利
点があるほか、アクチュエータの作動速度を直接制御す
る場合に比べて複雑なロジックを必要としないという利
点がある。
ュエータの出力の制御により行なうことも考えられる
が、このような制御を実行しようとすると、シンクロ機
構の同期が開始し次第、出力制限を解除する必要がある
ため、同期開始位置あるいは同期開始タイミングを判定
する必要が生じる。しかしながら、これらを判定するた
めには制御ロジックが複雑なものとなってしまう。
動変速機の変速制御装置は、同期開始位置や同期開始タ
イミングを判定することなくギヤ入れ時のショックの抑
制が可能であり、シンプルな手法でギヤ入れショックを
解消することができ、緩衝部材を不要とすることができ
る。なお、本発明は上述の実施形態に限定されるもので
はなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形すること
ができる。例えば、上記実施形態では、ギヤ入れストロ
ーク開始から所定ストロークまでは目標ギヤ入れストロ
ークをランプ状に増加させ、所定ストロークからギヤシ
フト完了位置までは目標ギヤ入れストロークをステップ
状に増加させるように設定した場合について説明した
が、ギヤ入れストローク開始から所定ストロークまでの
間よりも、所定ストロークからギヤシフト完了位置まで
の間の方がギヤ入れストロークが急激(即ち、早い速
度)であればよく、ランプ状やステップ状以外にも種々
の特性を適用することができる。
をシンクロ機構における同期開始位置よりもギヤシフト
完了位置寄りとして説明したが、この所定ストロークを
同期開始位置に設定してもよい。そして、ギヤ入れスト
ローク開始から同期開始位置まではギヤ入れストローク
を緩やかに増加させ、同期開始位置以降は急激に増加さ
せるのである。
の線bに示すように、実ストロークの傾きが急激に変化
するので、図示しないアングルセンサから得られる実ス
トロークの微分値(速度)の変化に基づいて同期開始を
判定すればよい。この場合には、具体的にはギヤ入れス
トロークの微分値が所定値以下となった時点で同期が開
始したと判定すればよく、これにより、同期開始を簡単
且つ正確に判定することができる。また、これ以外にも
電動モータ32aの出力の変化に基づき同期開始を判定
するようにしてもよい。
ば、駆動手段として電動モータ32以外のアクチュエー
タ、エアシリンダを用いてもよい。
動変速機の変速制御装置によれば、ギヤ入れ開始から所
定ストロークまでは、比較的ゆっくりと駆動手段が作動
し、所定ストローク以降は速やかに作動するので、緩衝
部材を設けることなくギヤ入れ時における駆動手段の速
度過剰に起因するショックを抑制することができる。ま
た、緩衝部材を不要とすることができるので自動変速機
自体を小型化することができるとともに、コストの低減
を図ることができる(請求項1)。
トロークまではギヤ入れストロークの目標値をランプ状
に増加させ、所定ストロークからギヤシフト完了位置ま
ではギヤ入れストロークの目標値をステップ状に増加さ
せるように設定することにより、所定ストローク以降は
速やかに駆動手段を作動させて、ギヤ入れを短時間で完
了することができる。また、駆動手段の作動速度を直接
制御する場合に比べて複雑なロジックを必要としないと
いう利点がある(請求項2)。
又は同期開始位置よりもギヤシフト完了位置寄りに設定
することにより、少なくとも同期開始位置までは駆動手
段の駆動速度が抑制されることになり、ギヤ入れ時に発
生するショックを確実に抑制することができるという利
点がある(請求項3)。また、同期開始位置をギヤ入れ
ストロークの微分値が所定値以下の値に変化した時点と
することにより、同期開始を簡単且つ正確に判定するこ
とができるという利点がある(請求項4)。
用することにより駆動手段の作動速度の制御が容易とな
る(請求項5)。
かる機械式自動変速機の変速制御装置の要部構成を説明
するための模式図である。
の変速制御装置の要部機能に着目して示す模式図であ
る。
の変速制御装置の特性を説明するための図である。
の図である。
Claims (5)
- 【請求項1】 同期装置を備えた機械式変速機と、 上記機械式変速機のギヤ位置を切り替える駆動手段と、 上記駆動手段のギヤ入れストロークの目標値を設定する
目標値設定手段とを有するとともに、 上記目標値設定手段は、 ギヤ入れ開始から所定ストロークまでは、上記ギヤ入れ
ストロークの目標値を比較的緩やかに増加させ、上記所
定ストロークからギヤシフト完了位置までは、上記ギヤ
入れストロークの目標値を比較的急激に増加させるよう
に設定することを特徴とする、機械式自動変速機の変速
制御装置。 - 【請求項2】 上記目標値設定手段は、 上記ギヤ入れストローク開始から上記所定ストロークま
では上記ギヤ入れストロークの目標値をランプ状に増加
させ、上記所定ストロークから上記ギヤシフト完了位置
までは上記ギヤ入れストロークの目標値をステップ状に
増加させるように設定することを特徴とする、請求項1
記載の機械式自動変速機の変速制御装置。 - 【請求項3】 上記所定ストロークは、同期開始位置又
は同期開始位置よりもギヤシフト完了位置寄りであるこ
とを特徴とする、請求項1又は2記載の機械式自動変速
機の変速制御装置。 - 【請求項4】 上記同期開始位置はギヤ入れストローク
の微分値が所定値以下の値に変化した時点とすることを
特徴とする、請求項3記載の機械式自動変速機の変速制
御装置。 - 【請求項5】 該駆動手段が電動モータであることを特
徴とする、請求項1〜4のいずれか1項記載の機械式自
動変速機の変速制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002063590A JP4172188B2 (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 機械式自動変速機の変速制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publication Number | Publication Date |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007024247A (ja) * | 2005-07-20 | 2007-02-01 | Hino Motors Ltd | 変速装置 |
KR100836337B1 (ko) * | 2006-09-28 | 2008-06-09 | 현대자동차주식회사 | 자동화 수동 변속기의 변속 충격방지장치 및 방법 |
JP2009127852A (ja) * | 2007-11-28 | 2009-06-11 | Toyota Motor Corp | ドグクラッチシステム |
JP2017206095A (ja) * | 2016-05-17 | 2017-11-24 | 株式会社ジェイテクト | 四輪駆動車の制御装置 |
WO2018124217A1 (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | アイシン・エーアイ株式会社 | 動力伝達制御装置 |
-
2002
- 2002-03-08 JP JP2002063590A patent/JP4172188B2/ja not_active Expired - Lifetime
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