JP2005042798A - シンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シフトストロークに基づいて的確にシフト操作力を切り換えることにより、切換操作時間を短縮するとともに切換音や切換ショックの発生を防止する。
【解決手段】変速開始時は所定のシフト速度を維持する速度制御モードによりシフトアクチュエータを駆動し（ステップＳ１）、シフトストロークがボーク点記憶手段により記憶された前回のボーク点に到達した後は（ステップＳ４，Ｓ６）、所定のシフト操作力を維持する推力制御モードによりシフトアクチュエータを駆動し（ステップＳ５，Ｓ７）、同期完了が判定された後は（ステップＳ１０）、前記速度制御モードによりシフトアクチュエータを駆動する（ステップＳ１１）。ボーク点は入力軸の回転数変化率に基づいて検出され（ステップＳ２，Ｓ８）、記憶される（ステップＳ３，Ｓ９）。
【選択図】 図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の走行状態に応じて変速制御を自動的に行うシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機はそれぞれ所定の歯車比を形成する複数の歯車列を有し、動力伝達を行う歯車列の切換を切換機構によって行うようにしている。自動変速機には歯車列の形態によって、１軸上での変速が可能な遊星歯車式と、手動変速機と同様な平行軸式とがある。遊星歯車式の自動変速機にあっては、入力軸と出力軸との間に設けられた遊星歯車列の切換はクラッチやブレーキからなる摩擦係合要素を作動させることによって行われる。
【０００３】
一方、平行軸式の自動変速機にあっては、例えば、特許文献１に開示されるように、相互に平行となって配置された入力軸と出力軸との間に設けられた複数の常時噛合い式の変速歯車列の中から動力伝達を行う変速歯車列をシンクロメッシュつまり同期噛合機構などの噛合いクラッチによって切り換えている。この自動変速機にあっては、切換操作を行わせるときに入力軸から出力軸にトルクを伝達する油圧式多板クラッチからなるバイパスクラッチを入力軸と出力軸との間に設け、切換操作が行われる際には、スロットルによってエンジンの回転数を調整するとともに、バイパスクラッチを介して出力軸にトルクを伝達している。
【０００４】
この噛合いクラッチは、油圧により作動するシフトアクチュエータによって駆動されるようになっている。たとえば、第１速から第２速に変速操作が行われる際には、第１速の歯車列に締結されている噛合いクラッチをシフトアクチュエータを駆動することで開放状態にした後、第２速の歯車列に締結される位置にまで駆動させる。
【０００５】
このような切換操作は短時間で行われることが好ましいが、噛合いクラッチのシフト速度を単に速くすれば良いというわけではなく、シフト荷重が大きくなるボーク点から同期完了までの間は、切換音や切換ショックの発生を抑制するためにもシフト操作力を大きくして緩やかに切換操作を行うことが求められる。ボーク点とは、シンクロメッシュ機構において、スリーブが直接シンクロリングを押し付けることでシンクロリングがドッグギヤ（クラッチギヤ）のコーン面に押し付けられて発生する入力軸回転数の変化点のことである。ボーク点は、スリーブの同期トルクが直接シンクロリングを介してドッグギヤに伝達される最初のポイントでもあり、同期の始まる開始点と言うこともできる。
【０００６】
そこで、このボーク点を正確に検出し、ボーク点に到達するまではシフト速度を大きくして短時間で噛合いクラッチの移動を行い、ボーク点到達後、即ち同期開始時から同期完了後まではシフト操作力を大きくして緩やかに切換操作を行うことが求められる。特許文献２に開示される技術では、切換操作のたびに入力軸回転数の変化率を検出し、これが所定値以上となったときにボーク点に到達したものと判定して、その前後でシフト操作力を切り換えるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−９０８２６号公報
【０００８】
【特許文献２】
特開２０００−４６１７６号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
回転数変化率に基づいてボーク点を検出した後、シフトアクチュエータのシフト操作力を切り換えるようにする特許文献２に開示される技術では、新たに設定されたシフト操作力でシフトアクチュエータを作動させるまでには所定の時間を要する。そのため、ボーク点からずれた位置でシフト操作力を切り換えることになってしまう。シフト操作力の切換えがボーク点において正確に行われないと、同期が完了するまでの時間が長くなり切換操作時間が長くなってしまうばかりか、切換音や切換ショックが発生してしまう。
【００１０】
一方、同期の始まるボーク点は、主に機差バラツキや長時間の経時変化により変動するものであって、切換操作のたびに大きく変動するわけではない。
【００１１】
本発明の目的は、シフトストロークに基づいて的確にシフト操作力を切り換えることにより、切換操作時間を短縮するとともに切換音や切換ショックの発生を防止することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置は、相互に平行となった入力軸と出力軸との間に設けられた変速歯車列を構成する歯車に装着されたシンクロリングと、軸方向にシフトして当該歯車に設けられたドッグギヤと当該シンクロリングとに噛み合うシンクロスリーブとを有するシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置であって、所定の制御モードで前記シンクロスリーブをシフトさせるシフトアクチュエータのシフトストロークを検出するシフト位置センサと、前記シンクロスリーブが前記シンクロリングに接触したときのシフトストロークをボーク点として記憶するボーク点記憶手段と、前記シフトアクチュエータのシフト速度の制御又はシフト操作の推力制御を行なう制御モードと有し、前記ボーク点記憶手段からの信号に基づいて前記シフトアクチュエータの制御モードを切り換えることを特徴とする。
【００１３】
本発明のシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置は、前記ボーク点記憶手段により記憶された前回のボーク点または当該ボーク点よりも所定量だけ手前の位置で前記シフトアクチュエータの制御モードを切り換えることを特徴とする。
【００１４】
本発明のシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置は、変速開始時は所定のシフト速度を維持する速度制御モードにより前記シフトアクチュエータを駆動し、シフトストロークが前記ボーク点記憶手段により記憶された前回のボーク点または当該ボーク点よりも所定量だけ手前の位置に到達した後は所定のシフト操作力を維持する推力制御モードにより前記シフトアクチュエータを駆動し、前記入力軸と前記出力軸との回転数差に基づいて同期完了が判定された後は前記速度制御モードにより前記シフトアクチュエータを駆動することを特徴とする。
【００１５】
本発明のシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置によれば、シフトアクチュエータの制御モードをシフトストロークに応じて切り換えることにより、変速時間の短縮化を図るとともに、ギヤ締結時の切換音や切換ショックの発生を防止することができる。また、前回の変速制御時に検出されたボーク点に基づいて次回のシフト操作力の切換点を決定する学習制御によりシフトアクチュエータを駆動することで、切換操作のタイミング遅れを解消することができ、シンクロメッシュ式自動変速機に過負荷のかからない自動変速操作を実現することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はシンクロメッシュ式自動変速機を示すスケルトン図であり、エンジン１には、エンジントルクやエンジン回転数を調整する電子制御スロットル２が設けられており、通常は図示しないアクセルペダルの踏込み量に応じた電子制御装置（制御ユニット）からの出力信号により電子制御スロットル２を開閉してエンジン制御を行う。また、電子制御スロットル２は、必要に応じてアクセルペダルの踏込み量に関係なく、検出された運転状態により予め設定されたマップなどに基づき開閉してエンジン制御を行うことが可能である。
【００１７】
そして、エンジン１により発生した動力を駆動輪に伝達する自動変速機は、エンジン１に連結される入力軸３と、これに平行となって駆動輪に連結される出力軸４とを有し、これらは車両の進行方向を向いてトランスミッションケース５内に組み込まれている。入力軸３はトルクコンバータ６を介してエンジン１のクランク軸７に連結されている。
【００１８】
入力軸３には、第１速と第２速の駆動歯車１１，１２が一体に設けられ、第３速から第５速までの駆動歯車１３〜１５が回転自在に設けられている。出力軸４には、第１速と第２速の被駆動歯車２１，２２が回転自在に取り付けられ、第３速から第５速までの被駆動歯車２３〜２５が一体に設けられている。それぞれの駆動歯車１１〜１５は対応する被駆動歯車２１〜２５に常時噛み合って変速歯車列となっており、複数の変速歯車列の中から動力を伝達することになる変速歯車列を切り換えることによって変速操作が行われる。入力軸３にはさらに後退用の駆動歯車１６が一体に設けられている。
【００１９】
出力軸４には、第１速の被駆動歯車２１と第２速の被駆動歯車２２との間に第１の噛合いクラッチ３１が設けられている。入力軸３には第３速の駆動歯車１３と第４速の駆動歯車１４との間に第２の噛合いクラッチ３３が設けられ、第５速の駆動歯車１５に隣接させて第３の噛合いクラッチ３４が設けられている。これらの噛合いクラッチはそれぞれ同期噛合機構つまりシンクロメッシュにより構成されている。ただし、第１の噛合いクラッチ３１を入力軸３に設け、第２および第３の噛合いクラッチを出力軸４に設けるようにしても良い。
【００２０】
噛合いクラッチ３１としては、図２に示すような一般的なシンクロメッシュ機構を用いることができる。この噛合いクラッチ３１は、出力軸４に装着されたシンクロハブ３１ａと、これに常時噛み合うシンクロスリーブ３１ｂとを有している。図示する場合にあっては、シンクロスリーブ３１ｂはシンクロハブ３１ａのみに噛合う中立位置にある。
【００２１】
シンクロスリーブ３１ｂの内側にはスプラインが刻まれており、シンクロスリーブ３１ｂをキーとともに軸方向に摺動することができる。シンクロハブ３１ａと第１速の被駆動歯車２１との間にはシンクロリング３２ａが装着されている。シンクロリング３２ａの内周にはテーパ面が形成されており、このテーパ面に対応した傾斜面がドッグギヤ２１ａの一部を軸方向に突出して設けられるコーン部２１ｂに形成されている。そして、シンクロスリーブ３１ｂがシフトしてシンクロリング３２ａを押し付けることにより、テーパ面がコーン部２１ｂの傾斜面に接触することで同期トルクが伝達されるようになっている。同様に、シンクロハブ３１ａと第２速の被駆動歯車２２との間にはシンクロリング３２ｂが装着され、シンクロリング３２ｂのテーパ面とドッグギヤ２２ａのコーン部２２ｂとが相互に接触して同期トルクを伝達するようになっている。
【００２２】
ドッグギヤ２１ａと第１速の被駆動歯車２１とは一体に形成されており、同様にドッグギヤ２２ａと第２速の被駆動歯車２２とは一体に形成されている。また、ドッグギヤ２１ａ，２２ａとシンクロリング３２ａ，３２ｂ、およびシンクロスリーブ３１ｂの内歯との歯数は同じ歯数に設定されており、シンクロスリーブ３１ｂが左右いずれの方向にシフトしたときでも噛合うようになっている。そして、シンクロスリーブ３１ｂを第１速の被駆動歯車２１に設けられたドッグギヤ２１ａに噛み合わせると変速比は第１速に設定され、逆に第２速の被駆動歯車２２に設けられたドッグギヤ２２ａに噛み合わせると第２速に設定される。
【００２３】
他の噛合いクラッチ３３，３４も同様の構造であり、入力軸３に装着されたシンクロハブ３３ａ，３４ａと、それらにそれぞれ常時噛み合うシンクロスリーブ３３ｂ，３４ｂとを有し、それぞれ対応するドッグギヤ１３ａ，１４ａ，１５ａのいずれかに噛み合わせることにより、変速比は第３速から第５速のいずれかに設定される。それぞれのシンクロスリーブ３１ｂ，３３ｂおよび３４ｂの軸方向へのシフトは、図示しない油圧アクチュエータによって行われる。
【００２４】
第１の噛合いクラッチ３１のシンクロスリーブ３１ｂには後退用の被駆動歯車２６が取り付けられ、入力軸３と出力軸４とに平行となったアイドラ軸（図示省略）には、後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６とに噛み合う位置と、噛み合いを離脱する位置とに移動自在にアイドラ歯車（図示省略）が軸方向に摺動自在に装着されている。したがって、シンクロスリーブ３１ｂが中立位置のもとで、アイドラ歯車を摺動させると、アイドラ歯車は後退用の駆動歯車１６と被駆動歯車２６とに噛み合い、入力軸３の回転は出力軸４に逆方向となって伝達される。
【００２５】
出力軸４は中空軸となっており、内部には前輪出力軸３５が組み込まれ、出力軸４と前輪出力軸３５はセンターディファレンシャル装置３６により連結されている。前輪出力軸３５はフロントディファレンシャル装置３７を介して前輪用のドライブシャフト（図示省略）に連結され、このドライブシャフトにより前輪が駆動される。また、センターディファレンシャル装置３６は駆動歯車３８と被駆動歯車３９とを介して後輪出力軸４０に連結されており、後輪出力軸４０は図示しないリヤディファレンシャル装置を介して後輪用のドライブシャフト（図示省略）に連結され、このドライブシャフトにより後輪が駆動される。
【００２６】
入力軸３には駆動側のバイパス歯車１７が回転自在に取り付けられ、出力軸４には被駆動側のバイパス歯車２７が一体に取り付けられ、これらの歯車１７，２７は所定の歯車比で常時噛み合っている。図示する場合にはこれらの歯車比は第３速相当に設定されている。入力軸３には油圧式多板クラッチからなるバイパスクラッチ１８が設けられており、バイパスクラッチ１８は入力軸３に固定されたクラッチハブ２０と、バイパス歯車１７に固定されたクラッチドラム１９とを有している。クラッチドラム１９とクラッチハブ２０とにそれぞれ交互に複数の駆動側および従動側のクラッチプレートが配置されており、油圧によりクラッチプレートを押圧すると、入力軸３のトルクはバイパスクラッチ１８を介して出力軸４に伝達される。
【００２７】
トルクコンバータ６のタービン軸８と入力軸３との間には、発進クラッチつまり入力クラッチ４１が設けられており、この入力クラッチ４１はタービン軸８に固定されるクラッチドラム４２と、入力軸３に取り付けられるクラッチハブ４３とを有している。クラッチドラム４２とクラッチハブ４３との間に装着されるクラッチプレートを係合させることによりタービン軸８と入力軸３とが締結状態となって、エンジン動力が入力軸３に伝達される。一方、係合を解除させると、タービン軸８と入力軸３は開放された状態となり、エンジン動力の入力軸３に対する動力伝達が遮断される。
【００２８】
トランスミッションケース５内にはオイルポンプ４４が装着され、オイルポンプ４４のロータはトルクコンバータ６のポンプ側アウターシェルに連結され、クランク軸７により回転駆動される。オイルポンプ４４から吐出する作動油は、トルクコンバータ６、バイパスクラッチ１８、入力クラッチ４１および前述した油圧アクチュエータなどの油圧作動機器に供給されるとともに各潤滑部に供給される。ただし、オイルポンプ４４をエンジンにより駆動することなく、電動モータにより駆動するようにしても良い。
【００２９】
この自動変速機は、エンジン回転数、アクセル開度、車速、入力軸の回転数および変速段位置などの信号によって車両の走行状態を検出して予め設定されたマップに基づいて変速操作が自動的に行われる。
【００３０】
図３は図１に示した自動変速機の作動を制御する制御回路を示すブロック図である。図３に示すように、この自動変速機はバイパスクラッチ１８を作動するためのバイパスクラッチアクチュエータ５１と、入力クラッチ４１を作動するための入力クラッチアクチュエータ５２とを有している。さらに、自動変速機は複数の変速歯車列の中から動力伝達を行う変速歯車列に切り換えるために、セレクトアクチュエータ５３とシフトアクチュエータ５４とを有している。これらの２つのアクチュエータ５３，５４の直線往復動を、図示しないセレクトレバーおよびシフトレバーを有する方向変更機構を介して前述したそれぞれの噛合いクラッチ３１，３３および後退用の噛合いクラッチの切換移動つまりシフト移動に変換することにより、第１速〜第５速の前進段と後退段の切換が自動的に行われる。
【００３１】
前述したそれぞれのアクチュエータは油圧アクチュエータであり、それぞれのアクチュエータにはオイルポンプ４４から吐出する作動油が供給される。バイパスクラッチアクチュエータ５１には電磁圧力制御弁ＶＡ１を介し、入力クラッチアクチュエータ５２には電磁圧力制御弁ＶＡ２を介してそれぞれ作動油が供給される。また、セレクトアクチュエータ５３には電磁切換弁ＶＡ３，ＶＡ４を介して作動油が供給され、シフトアクチュエータ５４には電磁圧力制御弁ＶＡ５，ＶＡ６を介して作動油が供給される。セレクトアクチュエータ５３は図３において矢印Ａで示す方向にセレクトレバーを駆動し、シフトアクチュエータ５４は図３において矢印Ｂで示す方向にセレクトレバーを駆動する。
【００３２】
シフトアクチュエータ５４を電磁圧力制御弁ＶＡ５，ＶＡ６により制御するのに対し、セレクトアクチュエータ５３が電磁切換弁ＶＡ３，ＶＡ４により制御可能なのは、Ａ方向の切換操作（セレクト操作）は、デッドストップに突き当てるまで大きな操作力で単純に押せば足りるからである。これに対して、Ｂ方向の３位置切換操作（シフト操作）は、シンクロメッシュによる同期が必要であり、過大なシフト操作力はシンクロリング３２ａ，３２ｂの摩耗を加速させるためシフト操作力自体の制御が求められ、シフトアクチュエータ５４を電磁圧力制御弁ＶＡ５，ＶＡ６により制御する。また、Ｂ方向のシフト操作は、デッドストップ当接時に大きな音が出易く操作音対策も必要となる。このため、シフト操作ではシフトアクチュエータ５４によりシフトストロークに応じてシフト操作力を制御し、迅速なシフト動作とシンクロリング３２ａ，３２ｂの保護、そして操作音の低減という要求を満たす必要がある。そのため、シフトアクチュエータ５４については、単に油圧のオンオフを行うのみの制御弁ではなく、供給油圧の調整が可能な電磁圧力制御弁を使用して作動させる必要がある。
【００３３】
それぞれの電磁弁ＶＡ１〜ＶＡ６は制御ユニットＥＣＵ５５からの信号によって制御され、オイルポンプ４４からの吐出圧（ライン圧）は圧力センサ５６によりモニタされるようになっている。オイルポンプ４４から供給される作動油は、その一部がアキュムレータ５７に貯留される。アキュムレータ５７の密封容器内には窒素等の気体が充満されており、そこに作動油を押し込むことにより気体が圧縮され、作動油の圧力エネルギが気体の圧力エネルギに変換されて蓄えられる。つまり、アキュムレータ５７にはライン圧が蓄えられてライン圧の安定化が図られている。また、アキュムレータ５７に蓄えた圧力により、ポンプの故障やオイル漏れなどの油圧系に障害が生じた場合でも、変速段をたとえば第３速に強制的にシフトチェンジするなどの最低限の非常動作が確保できるようになっている。
【００３４】
制御ユニットＥＣＵ５５には、入力軸３の回転数を検出する入力軸回転センサ６１、出力軸４の回転数を検出する出力軸回転センサ６２、セレクトレバーの位置を検出するセレクト位置センサ６３、およびシフトレバーの位置を検出するシフト位置センサ６４からの検出信号が入力される。この制御ユニットＥＣＵ５５は電子制御スロットル２に対して制御信号を出力する。また、制御ユニットＥＣＵ５５には、各種制御信号を演算する図示しないマイクロプロセッサや制御プログラム、演算式およびマップデータなどが格納されるＲＯＭやボーク点記憶手段としてＲＡＭなどの図示しないメモリが組み込まれている。なお、図示する場合には、セレクトアクチュエータ５３とシフトアクチュエータ５４の２つの油圧アクチュエータによって前進５段と後退段の切換操作を行うようにしているが、それぞれの噛合いクラッチを別々の油圧アクチュエータによって切換操作させるようにしても良い。
【００３５】
図１に示す自動変速機において、例えば、駆動歯車１１と被駆動歯車２１からなる第１速の変速歯車列を介して動力伝達が行われている状態から、駆動歯車１２と被駆動歯車２２とからなる第２速の変速歯車列を介して動力伝達を行う状態に変速する場合には、まず、第１速の変速歯車列とバイパス歯車１７，２７の歯車列との２系統を介して動力の伝達を行う状態に設定する。ここで、第１速の被駆動歯車２１とバイパス歯車２７は同一出力軸に配置されているが、各々は相違した歯車比となっており、第１速の被駆動歯車２１の回転に対してバイパス歯車２７の回転は変速比の関係から駆動歯車１１よりも早く回転するので、バイパスクラッチ１８を係合すると係合状態に応じたトルクがバイパス歯車１７，２７により伝達される。
【００３６】
バイパスクラッチ油圧が立ち上がって全てのエンジントルクがバイパスされると、シンクロスリーブ３１ｂをドッグギヤ２１ａから開放することが可能となる。このとき、シフトアクチュエータ５４に取り付けられたシフト位置センサ６４からの信号に基づいて、シンクロスリーブ３１ｂが締結状態であるか開放状態であるかを判定することができる。
【００３７】
図４は第１速から第２速へのアップシフト動作が行われる際における噛合いクラッチ３１の作動を模式的に説明したものである。図４（ａ）は噛合いクラッチ３１がニュートラルの位置、すなわちシンクロスリーブ３１ｂがシンクロハブ３１ａのみに噛合った中立状態を示している。車両が第１速で走行している場合には、出力軸４に回転自在に装着され入力軸３の回転に連動して回転するドッグギヤ２２ａの方が、出力軸４に固定されたシンクロハブ３１ａに噛合うシンクロスリーブ３１ｂの回転よりも速く、図示するように、これらの部材の間には相対回転が生じている。このとき、シンクロスリーブ３１ｂと第２速の被駆動歯車２２とを噛み合わせるためには、入力軸３の回転を第２速相当の回転数に低下させる必要がある。そこで、同図（ｂ）に示すように、シンクロスリーブ３１ｂをシンクロリング３２ｂを押し付けることにより、シンクロリング３２ｂを介して同期トルクが伝達される状態として入力軸３の回転数を低下させる。このときの入力軸回転数の変化点は、第１速から第２速にアップシフトしたときのボーク点としてＥＣＵ５５に記憶される。なお、この自動変速機では、速やかに同期を完了させるため、バイパスクラッチ１８の伝達トルク容量を徐々に増加させるとともに、電子制御スロットル２を閉動作としてエンジン回転数を第２速のギヤ比に応じた所定の回転数まで低下させて同期作用を行わせているが、噛合いクラッチ３１のみで同期させることも可能である。
【００３８】
次いで、図４（ｃ）に示すように、入力軸３の回転が第２速相当の回転数に低下して同期がほぼ完了すると、シンクロリング３２ｂがシンクロスリーブ３１ｂの進行を妨害する力もなくなり、シンクロスリーブ３１ｂはシンクロリング３２ｂの歯間を通過できるようになる。その後、図４（ｄ）に示すように、シンクロリング３２ｂの歯間をすり抜けたシンクロスリーブ３１ｂはドッグギヤ２２ａに向けて挿入移動を開始する。そして、同図（ｅ）に示すように、ドッグギヤ２２ａのチャンファ面に当接したシンクロスリーブ３１ｂは直接同期トルクを伝達するようになる。そして、同図（ｆ）に示すように、シンクロスリーブ３１ｂとドッグギヤ２２ａとが噛み合うことで相対回転はなくなり同期は完全に終了することになる。このように、シンクロスリーブ３１ｂは、シンクロハブ３１ａのみに噛み合った状態からシンクロハブ３１ａとドッグギヤ２２ａとに噛み合う状態に移動される。
【００３９】
図５は第１速から第２速へのアップシフト動作が行われる際におけるシフトアクチュエータ５４の制御モードの切換え手順を示すフローチャートである。入力軸３の回転数は、中立位置からボーク点手前まではオイルの攪拌抵抗により緩やかに低下する。この区間はシフトアクチュエータ５４に対する抵抗が少なくストロークが速く進むので、目標シフト速度を設定して、目標として定めたシフト速度を維持する速度制御モードでシフトアクチュエータ５４を駆動することにより短時間でストロークを進める（ステップＳ１）。
【００４０】
ボーク点に達すると同期トルクにより入力軸の回転数が急激に低下する。ステップＳ２では、このときの回転数変化率が所定値以上であるか否かで、シフトストロークがボーク点に到達したか否かを判定し、ボーク点に到達したものと判定された場合にはその位置をボーク点として記憶する（ステップＳ３）。このようにボーク点は変速操作を行う度に記憶されるが、ステップＳ４においては、シフトストロークが前回の変速操作で記憶されたボーク点に到達したか否か判定する。そして、ボーク点に到達したものと判定された場合には、ステップＳ５にて、シフトアクチュエータ５４の制御モードをシフトストロークを進めずに所定のシフト操作力を維持する推力制御モードに切り換える。
【００４１】
他方、ステップＳ２において回転数変化率が所定値以上と判定されないまま、ステップＳ６にてシフトストロークが前回のボーク点に到達されたものと判定された場合には、シフトアクチュエータ５４を推力制御モードに切り換える（ステップＳ７）。その後、ステップＳ８において回転数変化率が所定値以上であると判定されたときに、ステップＳ９にて、そのときのシフトストロークをボーク点として記憶する。
【００４２】
次いで、入力軸３の回転数が第２速相当の回転数まで低下し同期の完了が判定されたら（ステップＳ１０）、シンクロスリーブ３１ｂをドッグチャンファをすり抜け移動させるのみなので、再度速度制御モードに切り換える（ステップＳ１１）。こうすることにより、変速時間の短縮化を図るとともに、必要以上の推力による異音の発生を防ぐことができる。そして、ステップＳ１２にてシフトストロークがフルストロークに到達したものと判定されたら、噛合いクラッチ３１の変速操作を終了する。
【００４３】
次回の変速時は今回記憶したボーク点を基にシフトアクチュエータ６４の制御モードの切り換えが行われる。このように、リアルタイムにボーク点を検出して制御モードの切換点を制御するのではなく、前回の変速操作で記憶されたボーク点を基に次回の制御モードの切換点を決定する学習制御によりタイミング遅れを解消し、的確にシフトアクチュエータ６４の制御モードを切換えることができる。
【００４４】
ところで、実際には回転数変化率によるボーク点の検出には若干の遅れが伴う。また、推力制御モードへの切換指令が出てから実際に推力の変化が起こるまでにも遅れがある。そこで、前回の変速制御時に記憶したボーク点よりも所定量だけ手前の位置で制御モードの切換を行えば、より的確な制御が可能となる。
【００４５】
エンジンの回転数が次の変速段である第２速相当の回転数にまで低下した時点でシンクロスリーブ３１ｂを、シンクロハブ３１ａのみに噛み合った状態からシンクロハブ３１ａとドッグギヤ２２ａとに噛み合う状態に移動させると、第２速の変速歯車列とバイパス歯車１７，２７の歯車列との２系統を介して動力の伝達が行われる状態となる。この状態のもとでバイパスクラッチ１８に供給される油圧をドレンしてバイパスクラッチ１８を開放すると、第２速へのアップシフトが完了する。これにより、入力軸３から出力軸４に対しては第２速の変速歯車列を介して動力伝達がなされることになる。
【００４６】
このように、アップシフト時にはバイパスクラッチ制御とエンジン制御とをともに行いエンジン回転数が第２速相当の回転数まで低下した時点でシンクロスリーブ３１ｂがドッグギヤ２２ａと噛み合うことになるので、ギヤ鳴きが発生することなく、円滑に変速操作が行われる。また、シンクロスリーブ３１ｂが中立位置になるときには、バイパスクラッチ１８を介して動力伝達を行うようにすることで、特に駆動力変化の大きな第１速から第２速、第２速から第３速などのアップシフト時に問題となる駆動力の落ち込みつまりトルク切れの発生を低減することができる。
【００４７】
上述した変速操作は、第２速から第３速などの他の変速段へのアップシフト動作も同様に行うことができる。図１に示す自動変速機にあっては、バイパスクラッチ１８のバイパス歯車１７，２７の歯車比を第３速相当に設定されているが、第４速相当あるいはそれよりも高速段側に設定するようにしても良い。また、第４速から第５速へのアップシフトなどの高速段におけるアップシフト動作を行う際には、駆動力の落ち込みの影響が少ないので、バイパスクラッチ１８を開放した状態で変速操作を行うようにしても良い。
【００４８】
一方、ダウンシフト時には出力トルクの落ち込みは走行性能上あまり問題とならないので、入力クラッチ４１により入力軸３への動力伝達を遮断させるようにしても良い。また、ダウンシフト時にもアップシフト時と同様にバイパスクラッチ１８を係合状態とし、これとともにエンジン制御を行って変速歯車列とバイパス歯車１７，２７の歯車列との２系統での動力伝達と、バイパスクラッチ１８のみの動力伝達とに切換制御しながらダウンシフト時の同期を円滑かつ迅速に行うようにしても良い。
【００４９】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、シフト速度やシフト操作力は、変速段に応じてそれぞれ別個の値を設定することができ、直線状に変化させるのみでなく、曲線状に変化させるようにしても良い。本発明が適用される自動変速機は四輪駆動式のみならず、二輪駆動式でも良く、縦置き式でも横置き式でもいずれでも良い。前記実施の形態にあっては入力軸と出力軸とで動力伝達を行う２軸式の自動変速機に適用した場合を説明しているが、入力軸と出力軸とに平行にカウンタ軸を配設して構成される３軸式の自動変速機の場合にも適用できる。また、本発明の適用に際しては、自動変速機にバイパスクラッチ１８を設けることは必ずしも必要とはされず、これを省略することも可能である。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、リアルタイムにボーク点を検出してシフトアクチュエータの制御モードを制御するのではなく、前回の変速操作で記憶されたボーク点を基に次回の制御モードの切換点を決定する学習制御によりタイミング遅れを解消することができる。ボーク点は毎回大きく変動するわけではなく、機差バラツキや長時間の経時変化が支配的であり、学習制御で充分効果がある。
【００５１】
また、学習されたボーク点に対して所定量だけ手前の位置で制御モードを切り換えることも可能となり、ボーク点検出遅れやシフトアクチュエータ作動遅れを補償するための制御自由度が増え、変速時間の短縮、シンクロの保護、異音の防止効果がある。
【００５２】
同期完了後は、速度制御モードに切換えることで、切換操作時間を更に短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シンクロメッシュ式自動変速機を示すスケルトン図である。
【図２】シンクロメッシュ機構の構成図である。
【図３】図１に示した自動変速機の作動を制御する制御回路を示すブロック図である。
【図４】アップシフト動作が行われる際における噛合いクラッチの作動を模式的に説明したものである。
【図５】シフトアクチュエータの制御モードの切換え手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２ 電子制御スロットル
３ 入力軸
４ 出力軸
１１〜１６ 駆動歯車
１７ バイパス歯車
１８ バイパスクラッチ
２１〜２６ 被駆動歯車
２１ａ，２２ａ ドッグギヤ
３１，３３，３４ 噛合いクラッチ
３１ａ，３３ａ，３４ａ シンクロハブ
３１ｂ，３３ｂ，３４ｂ シンクロスリーブ
３２ａ，３２ｂ シンクロリング
５１ バイパスクラッチアクチュエータ
５２ 入力クラッチアクチュエータ
５３ セレクトアクチュエータ
５４ シフトアクチュエータ
５５ 制御ユニット（操作力制御手段）

Claims (3)

1. 相互に平行となった入力軸と出力軸との間に設けられた変速歯車列を構成する歯車に装着されたシンクロリングと、軸方向にシフトして前記歯車に設けられたドッグギヤと前記シンクロリングとに噛み合うシンクロスリーブとを有するシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置であって、
   前記シンクロスリーブをシフトさせるシフトアクチュエータのシフトストロークを検出するシフト位置センサと、
   前記シンクロスリーブが前記シンクロリングに接触したときのシフトストロークをボーク点として記憶するボーク点記憶手段と、
   前記シフトアクチュエータのシフト速度の制御又はシフト操作の推力制御を行なう制御モードとを有し、
   前記ボーク点記憶手段からの信号に基づいて前記シフトアクチュエータの制御モードを切り換えることを特徴とするシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置。
2. 請求項１記載のシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置において、前記ボーク点記憶手段により記憶された前回のボーク点または当該ボーク点よりも所定量だけ手前の位置で前記シフトアクチュエータの制御モードを切り換えることを特徴とするシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置。
3. 請求項２記載のシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置において、変速開始時は所定のシフト速度を維持する速度制御モードにより前記シフトアクチュエータを駆動し、シフトストロークが前記ボーク点記憶手段により記憶された前回のボーク点または当該ボーク点よりも所定量だけ手前の位置に到達した後は所定のシフト操作力を維持する推力制御モードにより前記シフトアクチュエータを駆動し、前記入力軸と前記出力軸との回転数差に基づいて同期完了が判定された後は前記速度制御モードにより前記シフトアクチュエータを駆動することを特徴とするシンクロメッシュ式自動変速機の変速制御装置。

Images