JP2008190485A - パワーユニットの変速制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このため、パワーユニットの変速制御装置において、変速制御装置は、変速判断による変速入力開始を判断した際に、スロットル開度制御装置によってエンジントルクを変更するようにスロットル閉制御を行い、実エンジントルクがクラッチ解放可能な目標エンジントルクと一致した際に、クラッチ解放を行い、スロットル全閉と同時に速やかに燃料供給制御装置によって燃料カット制御を開始し、実エンジン回転数が所定の目標エンジン回転数と一致するまで、スロットル閉制御と燃料カット制御とによってエンジン出力の低下を継続して実施した後、スロットル閉制御及び燃料カット制御を終了する。
【選択図】図1
Description
変速機には、運転者により操作されるシフトレバーで切換機構の噛合クラッチを操作し、ギヤ段を切り換えるようにした手動変速機や、運転状態に応じて駆動手段によりギヤ段を自動的に切り換える自動変速機がある。
また、自動変速機には、複数のギヤ段からなる平行軸歯車式変速部を有する手動変速機をベースとして、この手動変速機に油圧で作動するシフトアクチュエータを追加し、このシフトアクチュエータで切換機構の噛合クラッチを操作し、ギヤ段を切り換えるようにした自動変速機がある。
従来の平行軸歯車式変速部を有する手動変速機をベースとする多段変速機には、既存の手動変速機の変速機ケースに油圧によりシフト動作を行なうシフトアクチュエータを外付けし、同じく外付けのオイルポンプからの油圧を同じく外付けの油圧配管等にて調整・分配してシフトアクチュエータを作動させ、変速を行なうものがある。
この特許文献1においては、変速開始判定を行った場合、スロットル弁開度を減少させてエンジンの出力を低下される出力低下工程から自動クラッチを解放させる工程への切り換え時のエンジン出力低下不足に起因するエンジン吹け上がりや、エンジン出力過剰低下に起因するエンジンブレーキを防止するために、エンジン出力低下工程における最適なスロットル弁制御を行い、滑らかにクラッチ解放工程へ移動できるように提案している。
また、上記の特許文献3に開示される車両においては、クラッチ解放工程における変速中の変速変化を変速中の駆動トルクへ反映されることで、変速終了時に急激なトルク変動を抑制し、運転者に違和感のない走行を行うことを可能にする制御装置を提案している。
特許文献1、3のいずれにおいても、クラッチ解放工程中は電子スロットルにより、目標エンジン回転数にエンジン回転数をフィードバックさせ、クラッチ係合時の駆動力変化に伴うショック発生を防止している。
しかしながら、実エンジン回転数を目標エンジン回転数に収束させるまでの収束待ち時間中は、クラッチ解放を維持するため、クラッチ解放による車両空走間が発生するという不都合がある。
つまり、変速動作を行うために、クラッチを解放する変速機を備えた車両においては、変速中に駆動力が無くなり、車速が低下する場合が発生する。
特に、加速に伴うアップシフト時は、速やかな変速を遂行しないと、クラッチ解放による車両空走間が顕著であり、変速時間の短縮が課題であった。
また、空走感がなくスムーズでフィーリングの良い変速機を提供するために、回転数の偏差を減少することや、クラッチ解放トルクの偏差を減少することについて、管理することを重視している。
従って、変速機の回転が同期されるまでの時間が短縮できる。
すなわち、シフト抜きからシフト入れ、クラッチ締結までの時間を短くすることが可能になり、スロットル操作ないしシフト操作の人為操作状態によっては操作に対する負担を減らし運転に余裕もできる。全変速時間も短くできる。
また、クラッチを解放した状態を短くできるので、クラッチ解放に伴う車両空走感を低減できる。
更に、回転が同期されるまでの時間に燃料噴射を停止するので、燃料消費を抑えることができる。
このため、変速機の回転が同期されるまでの時間を短縮し、シフト抜きからシフト入れ、クラッチ締結までの時間を短くすることが可能になり、スロットル操作ないしシフト操作の人為操作状態によっては操作に対する負担を減らし運転に余裕もできるとともに、全変速時間も短くなる。
図1において、1は車両、2は車両1に搭載される変速制御装置(「TCU」ともいう。)である。
前記車両1は、図1に示す如く、パワーユニット3を搭載する。
このパワーユニット3は、人為的なシフト操作手段4を有し、このシフト操作手段4のシフト操作に基づき、また、変速制御装置2の変速判断に基づき自動的に変速可能に設けた常時噛合式の有段変速機(「自動変速機」あるいは「AT+MT」とも換言可能である。)5と、スロットル開度制御装置6及び燃料供給制御装置であるエンジン制御装置7を備えたエンジン8と、これら有段変速機5とエンジン7との間に介装され自動的に接続解放動作可能に設けたクラッチ(「発進クラッチ」ともいう。)9とを備えている。
つまり、図1に示す如く、前記車両1にパワーユニット3のエンジン8を搭載するとともに、左右の駆動車輪10a、10bの駆動車輪軸11a、11bに前記有段変速機5を連絡して設け、前記エンジン8と有段変速機5との間にクラッチ9を介装している。
そして、前記変速制御装置2は、人為的なスロットル操作を反映してスロットル開度を制御可能に設けたスロットル開度制御機能と、燃料の供給と停止とを制御する燃料供給停止制御機能と、接続解放動作を制御するクラッチ制御機能とを備えている。
つまり、前記変速制御装置2に、図1に示す如く、エンジン制御装置7を接続して設けるとともに、このエンジン制御装置7に前記スロットル開度制御装置6を接続して設ける。
このオイルポンプ21は、前記エンジン8のクランク軸の回転により駆動されて油圧を発生し、図示しないバルブボディに供給する。
また、前記第2入力軸15は、第1入力軸14の他端側の軸線延長上に配置され、第2入力軸軸受23により変速機ケース12に軸支されている。
更に、前記出力軸16は、第1入力軸14と第2入力軸15に平行に配置され、出力軸軸受24により変速機ケース12に軸支されている。
このとき、この主変速部18は、共通のサンギヤ25を有する第1・第2遊星歯車列26・27の2列で構成されるシンプソンタイプである。
この第1リングギヤ28は、第1入力軸14の他端側に対向する第2入力軸15の一端側の軸端において、第2入力軸15周りに回動可能な第1支持部材31の他端側に固定して設けている。
また、前記第1ピニオンギヤ29は、第1入力軸14の他端側に対向する第2入力軸15の一端側の軸端に固設された第1キャリア32に回動可能に軸支され、前記第1リングギヤ28に噛合する。
更に、前記サンギヤ25は、第2入力軸15の一端側の端部近傍に回動可能に軸支され、一端側に設けられた第1サンギヤ部30を第1ピニオンギヤ29に噛合する。
そして、この第2リングギヤ33は、サンギヤ25の他端側に近接して第2入力軸15に固設された第2支持部材36外周に固定して設けている。
また、前記第2ピニオンギヤ34は、第2リングギヤ33内周において第2入力軸15周りに回動可能な第2キャリア37に回動可能に軸支され、前記第2リングギヤ33に噛合する。
更に、前記サンギヤ25は、第1サンギヤ部30と反対の他端側に設けられた第2サンギヤ部35を前記第2ピニオンギヤ34に噛合する。
また、前記主変速部18は、サンギヤ25の第1・第2サンギヤ部30・35間の外周から径外方向に延びる円環部材38の外周と、この円環部材38外周に対峙する変速機ケース12との間に、油圧で作動される摩擦式のバンドブレーキ39を設けている。
更に、前記主変速部18は、円環部材38途中から第1支持部材31方向に延びる円筒部材40先端と、第1支持部材31の途中から径外方向に延びる延長部材41内周との間に、油圧で作動される摩擦式のダイレクトクラッチ42を設けている。
更にまた、前記主変速部18は、第2遊星歯車列27の第2キャリア37から変速機ケース12方向に延びる環状部材43外周と、この環状部材43外周に対峙する変速機ケース12との間に、逆転方向の回転を阻止するワンウェイクラッチ(「1ウェイクラッチ」ともいう。)44を設けている。
このバルブボディは、変速機ケース12下部に装着されるオイルパン内に配設され、前記オイルポンプ21がポンプ用油圧回路(図示せず)により連絡されている。
前記シフト油圧制御装置は、制御手段(図示せず)によりバルブボディに内蔵された各制御バルブを動作制御し、オイルポンプ21の発生する油圧を摩擦係合要素45を構成するクラッチ9とバンドブレーキ39とダイレクトクラッチ42とに供給・排出して作動を制御し、図4に示す如く、ワンウェイクラッチ44との組み合わせで前記主変速部18を1速から3速までの間で変速操作する。
すなわち、前記主変速部18は、バンドブレーキ39及びダイレクトクラッチ42の解放により1速ギヤ段に変速されるとともに、ワンウェイクラッチ44の動作により、主変速部18の逆回転が防止され、バンドブレーキ39の結合により2速ギヤ段に変速操作され、ダイレクトクラッチ42の結合により3速ギヤ段に変速操作される。
この副変速部19は、3速ギヤ段46と4速ギヤ段47と5速ギヤ段48とリバースギヤ段49とからなり、3速ギヤ段46〜5速ギヤ段48を主変速部18に近接する側から離間する側に向かって順次に配設し、3速ギヤ段46と4速ギヤ段47との間にリバースギヤ段49を配設している。
前記3速ギヤ段46は、第2入力軸15に固設された第2入力軸側3速ギヤ50と、出力軸16に回動自在に軸支されて第2入力軸側3速ギヤ50に噛合する出力軸側3速ギヤ51とからなる。
前記4速ギヤ段47は、第2入力軸15に固設された第2入力軸側4速ギヤ52と、出力軸16に回動自在に軸支されて第2入力軸側4速ギヤ52に噛合する出力軸側4速ギヤ53とからなる。
前記5速ギヤ段48は、第2入力軸15に回動自在に軸支された第2入力軸側5速ギヤ54と、出力軸16に固設されて第2入力軸側5速ギヤ54に噛合する出力軸側5速ギヤ55とからなる。
前記リバースギヤ段49は、第2入力軸15に固設された第2入力軸側リバースギヤ56と、後述する3速・4速噛合クラッチ59の3速・4速シフトスリーブ63に一体に設けた出力軸側リバースギヤ57と、第2入力軸側リバースギヤ56及び出力軸側リバースギヤ57に噛合・離脱されるようにリバースアイドラ軸17に軸方向移動自在且つ回動自在に軸支されたリバースアイドラギヤ58とからなる。
この3速・4速噛合クラッチ59は、出力軸側3速ギヤ51に設けた3速ギヤ用係合部60と、出力軸側4速ギヤ53に設けた4速ギヤ用係合部61と、出力軸16に固設された3速・4速ハブ62と、この3速・4速ハブ62に軸方向移動可能且つ回転不能に係合されて3速ギヤ用係合部60及び4速ギヤ用係合部61に選択的に係合・離脱される3速・4速シフトスリーブ63とからなる。
前記3速・4速噛合クラッチ59は、3速・4速シフトスリーブ63を3速ギヤ用係合部60及び4速ギヤ用係合部61に選択的に係合・離脱させることにより、出力軸側3速ギヤ51及び出力軸側4速ギヤ53を出力軸16に対して選択的に固定・解放し、3速ギヤ段46及び4速ギヤ段47のいずれか一方に切り換える。
この5速噛合クラッチ64は、第2入力軸側5速ギヤ54に設けた5速ギヤ用係合部65と、第2入力軸15に固設された5速ハブ66と、この5速ハブ66に軸方向移動可能且つ回転不能に係合されて5速ギヤ用係合部65に係合・離脱される5速シフトスリーブ67とからなる。
前記5速噛合クラッチ64は、5速シフトスリーブ67を5速ギヤ用係合部65に係合・離脱させることにより、第2入力軸側5速ギヤ54を第2入力軸15に対して固定・解放し、5速ギヤ段48に切り換える。
このリバース切換機構68は、リバースアイドラギヤ58にリバースシフトスリーブ69を設けている。
そして、前記リバース切換機構68は、リバースシフトスリーブ69によりリバースアイドラギヤ58をリバースアイドラ軸17の軸方向に移動させ、第2入力軸側リバースギヤ56及び出力軸側リバースギヤ57に噛合・離脱させることにより、リバースギヤ段49に切り換える。
また、このリバース切換機構68および前述した各噛合クラッチ59、64は、いずれも、常時噛合式変速ギヤとの間に詳細図示しないシンクロメッシュ機構を備える。
そして、これらの動作に関係するボーク位置移動、同期、ギヤインについて補足すると、これらボークとは、このシンクロメッシュ機構のシンクロナイザリングの摩擦動作により成立させようとするギヤがある程度回転するもののスリップ状態であり、シンクロナイザスリーブ側に対して充分な同期回転に満たない状態を指し、ボーク位置移動は、ギヤが自由となる中立の状態からボークに至る状態を指す。
同期とは、シンクロメッシュ機構のシンクロナイザスリーブ側とシンクロナイザリング側の回転が合う状態ないしさらに噛合っている状態を指す。
ギヤインは、それらにさらに成立させようとするギヤを加えて三者が噛合っている状態、すなわちギヤが成立した状態を指す。
前記シフト油圧制御装置(図示せず)は、前記変速制御装置2によりバルブボディに内蔵された各制御バルブを動作制御し、オイルポンプ21の発生する油圧を油圧回路(図示せず)により各シリンダに供給・排出して各ピストンの作動を制御し、図4に示す如く、前記副変速部19を3速から5速までの間とリバースとに変速操作する。
すなわち、副変速部19は、オイルポンプ21の油圧により作動されるシフトアクチュエータによって、3速・4速変速機構と5速変速機構とリバース変速機構とを介して、3速・4速噛合クラッチ59と5速噛合クラッチ64とリバース切換機構68とが操作され、3速ギヤ段46・4速ギヤ段47・5速ギヤ段48・リバースギヤ段49が切り換えられる。
また、2速時には、図4に示す如く、前記主変速部18を2速とするとともに、前記副変速部19を3速とし、2速ギヤを構成する。
更に、3速時には、図4に示す如く、前記主変速部18を3速とするとともに、前記副変速部19を3速とし、3速ギヤを構成する。
更にまた、4速時には、図4に示す如く、前記主変速部18を3速とするとともに、前記副変速部19を4速とし、4速ギヤを構成する。
また、5速時には、図4に示す如く、前記主変速部18を3速とするとともに、前記副変速部19を5速とし、5速ギヤを構成する。
更に、リバース時には、図4に示す如く、前記主変速部18を2速とするとともに、前記副変速部19をリバースとし、リバースギヤを構成する。
この差動機72には、左右の駆動車軸73・74の一端側を連絡して設けている。
そして、駆動車軸73・74は、左右の車軸軸受75・76により変速機ケース12に軸支され、他端側を左右の前記駆動車輪10a、10bの駆動車輪軸11a、11bに夫々連絡して設けている。
つまり、前記有段変速機5は、断続可能な発進用のクラッチ9を介して駆動源であるエンジン8に接続される主変速部18と、この主変速部18から回転が伝達される副変速部19とで構成され、前記主変速部18をサンギヤ25が連結された第1、第2遊星歯車列26・27を有する遊星歯車機構で構成し、前記第1遊星歯車列26の第1リングギヤ28を前記クラッチ9に連結し、前記第1遊星歯車列26のプラネタリキャリヤである第1キャリア32及び前記第2遊星歯車列27の第2リングギヤ33を前記遊星歯車機構の出力軸側となるように前記第2入力軸15に連結し、前記第2遊星歯車列27のプラネタリキャリヤである第2キャリア37を1ウェイクラッチ44を介して変速機ケース12に連結するとともに、前記サンギヤ25にはこのサンギヤ25の回転を規制するバンドブレーキ39と前記第1遊星歯車列26の第1リングギヤ28に連結するダイレクトクラッチ42とを設け、前記副変速部19を変速及び、前後進への切換が可能な平行軸式歯車機構で構成している。
図5に示す如く、シフトLO側に油圧を作用させると、3速、5速方向にシフトが行われる。
また、シフトHI側に油圧を作用させると、4速、リバース方向にシフトが行われる。
更に、ニュートラル位置にて油圧を作用させると、5速、リバース側にセレクトが行われる。
そしてこのとき、5速、リバース側にセレクトした場合には、後述するセレクトスイッチ(図示せず)がオンとなる。
逆に、油圧の作用を解除(油圧=0)すると、後述するスプリング80の不勢力によって3速、4速側にセレクトが行われる。
この3速、4速側にセレクトした場合には、セレクトスイッチ(図示せず)はオフとなる。
なお、「油圧を作用させる」とは、前記オイルポンプ21が連絡されている油圧回路を切り換えて、アクチュエータ(油圧ピストン)にかかる油圧を変化させ、アクチュエータの駆動をシフトアンドセレクト機構からなる油圧シフト入力機構77に伝えることである。
つまり、前記油圧シフト入力機構77は、図6に示す如く、シフトアンドセレクトシャフト78と、このシフトアンドセレクトシャフト78に取り付けたシフトアンドセレクトレバー79とを有している。
このとき、シフトアンドセレクトレバー79には、前記シフトアンドセレクトシャフト78の径方向において夫々対向する方向に油圧を作用させる図示しないアクチュエータ(油圧ピストン)を設けている。
つまり、図6において右下方向から左上方向に伸びる斜め左上がり方向に前記シフトアンドセレクトレバー79に油圧を作用させるシフトLO側のアクチュエータと、図6において左上方向から右下方向に伸びる斜め右下がり方向に前記シフトアンドセレクトレバー79に油圧を作用させるシフトHI側のアクチュエータとを有する。
従って、対向するシフトLO側及びシフトHI側のアクチュエータが前記シフトアンドセレクトレバー79に作用する。
また、前記シフトアンドセレクトシャフト78は、シフトアンドセレクトシャフト78の軸方向の一方向、つまり図6において左下方向から右上方向に伸びる斜め右上がり方向に油圧を作用させる図示しないセレクトHI側のアクチュエータ(油圧ピストン)を設けている。
そして、このセレクトHI側のアクチュエータに対して、セレクトLO側に不勢力を作用させるスプリング80を前記シフトアンドセレクトシャフト78に設けている。
従って、セレクトHI側へはセレクトHI側のアクチュエータにかかる油圧が作用するとともに、セレクトLO側へはスプリング80の不勢力が作用する。
前記変速制御装置2は、エンジン制御装置7からエンジン回転やスロットル開度、電気負荷、エンジントルク等の各種信号を入力し、エンジン制御装置7へ燃料停止/供給信号を出力する。
このとき、前記変速制御装置2の入力側には、エンジン回転速度を検出し、エンジン回転信号を出力するエンジン回転速度センサ81と、車速を検出し、車速信号を出力する車速センサ82と、クラッチ出力(「ミッションインプット」ともいう。)の回転速度を検出するATインプット回転センサ83と、変速機出力(「ミッションアウトプット」ともいう。)の回転速度を検出するATアウトプット回転センサ84と、前記遊星ギヤ(AT)式変速部である主変速部18出力(「MTインプットシャフト」ともいう。)の回転速度を検出するMTインプット回転速度センサ85と、シフトストローク量を検出し、シフトストロークセンサ信号を出力するシフト位置センサ86と、図示しないアクセルペダルのアクセル開度を検出し、アクセル開度信号を出力するアクセル開度センサ87とが接続される。
なお、前記シフト位置センサ86の検出するシフトストローク量において、ゲート式シフト入力のシフトストロークを使っている(スイッチ式等の極端なショートストロークではない)ため、空間的、時間的な余裕(無駄)を利用していることも言え、制御結果を最終的に好ましいものとしていると考えることが可能である。
また、前記エンジン制御装置7には、このエンジン制御装置7と通信を行い、図示しないスロットル弁のスロットル開度の制御を行う前記スロットル開度制御装置6が接続される。
前記エンジン制御装置7は、前記変速制御装置2と同様な各種信号を入力するとともに、変速制御装置2からの燃料停止/供給信号を入力し、変速制御装置2へエンジン回転やスロットル開度、電気負荷、エンジントルク等の各種信号を出力し、前記エンジン8側へインジェクタ駆動/停止信号を出力するとともに、前記スロットル開度制御装置6へ全閉指令や回転維持指令などの指令を出力する。
このとき、前記変速制御装置2は、図7に示す如く、車速信号やアクセル開度信号、電気負荷信号、目標変速段を入力し、目標回転信号を出力する目標回転算出部88と、この目標回転算出部88からの目標回転信号とエンジン回転信号とを入力し、燃料停止指令を出力する燃料停止判定部89と、前記目標回転算出部88からの目標回転信号とエンジン回転信号と燃料停止判定部89からの燃料停止指令を入力し、燃料供給指令を出力する燃料供給判定部90と、前記目標回転算出部88からの目標回転信号とエンジン回転信号と燃料停止判定部89からの燃料停止指令と燃料供給判定部90からの燃料供給指令と入力し、全閉指令と回転維持指令とを出力する電子スロットル制御部91とからなる。
更に、スロットル開度制御装置6は、前記エンジン制御装置7から全閉指令や回転維持指令などの指令を入力し、前記エンジン8側へスロットル操作信号を出力する。
例えば、アップ変速動作の場合には、以下の6つのフェーズを有している。
(1)フェーズ0 −−−通常
(2)フェーズ1 −−−スロットル閉じ、クラッチ解放
(3)フェーズ2 −−−シフト抜き(「ギヤ抜き」とも換言できる。)
(4)フェーズ3 −−−セレクト
(5)フェーズ4 −−−シフト入れ(「ギヤ入れ」とも換言できる。)
(6)フェーズ5 −−−クラッチ係合、スロットル開け
そして、フェーズ0は、アクセル開度に対応したスロットル開度となるように電子スロットル制御をしている。
また、フェーズ1は、変速判断後に処理を開始し、エンジントルク要求値が所定値までは漸減量1、所定値以下では漸減量2を用いてエンジントルクを低減させる。
前記クラッチ9の目標油圧は、以下の式により求める。
目標油圧=実エンジントルクX係数+マージン
この間の電子スロットル制御はトルク要求制御を行う。
上記の実エンジントルクがクラッチ切断判定トルク以下になった時点で、クラッチ9の目標油圧を「0(ゼロ)」とする。
この時点で電子スロットル全閉要求指示を行う。
更に、フェーズ2は、目標位置をニュートラル位置としてシフト油圧をPID制御(「比例・積分・微分制御」ともいう。)で求める。
次のフェーズへは、シフトセンサ出力に関して以下の条件が成立した時点で移行する。
ニュートラル位置−所定値≦シフトセンサ位置≦ニュートラル位置+所定値
更にまた、フェーズ3は、目標シフト位置が5速またはリバースの場合に、図示しないセレクトソレノイドであるセレクト弁をONする。
目標シフト位置が3速または4速の場合には、セレクトソレノイドであるセレクト弁をOFFする。
このセレクトソレノイドであるセレクト弁の駆動状態と図示しないセレクトスイッチの状態とが所定時間一致した時点で次のフェーズに移行する。
また、フェーズ4は、目標位置を「目標変速段 4速(3速−4速変速の場合)」としてシフト油圧を制御する。
なお、各変速段においても同様であるが、このフェーズ4は、以下のような3つの細分割されたフェーズに区別される。
(a)フェーズ4.1 −−−ボーク位置移動
(b)フェーズ4.2 −−−同期
(c)フェーズ4.3 −−−ギヤイン
このフェーズ4では、シフト速度(単位時間におけるシフト位置変化量)を目標速度と一致させる制御を行う。
シフト油圧は、以下の式により求める。
シフト油圧=シフト速度F/B補正油圧+オフセット補正油圧
そして、目標速度及びオフセット油圧は、フェーズ4.X毎に選択する。
更に、フェーズ5は、変速後目標エンジン回転速度(=出力軸回転速度XMT部変速比XAT部変速比)に実エンジン回転速度が一致するように前記クラッチ9の油圧をPID制御する。
そして、クラッチ9の直結判定が成立した時点で、
クラッチ9の油圧=直結時油圧
とし、フェーズを「0(ゼロ)」にする。
なお、フェーズ5において、細分割されたフェーズ5.1からは、スロットル開度をΔTHRずつアクセル開度から求められるスロットル開度まで漸増していく。
詳述すれば、この発明の実施例は、上記の「(2)フェーズ1 −−−スロットル閉じ、クラッチ解放」処理後の燃料停止/噴射に関わる制御を提案するものであり、変速時にシフト、セレクト及びクラッチ操作を自動で行い、エンジン発生トルクを電子スロットルにより調整可能な機構を備えた常時噛合式の前記有段変速機5において、アップシフト変速開始時に、トルクの急変を防止するために、電子スロットルによりエンジントルクを漸減させ、クラッチ解放動作を行った後に、燃料停止によりエンジン回転数の目標エンジン回転数への早期収束を達成することにより、変速時間短縮及び、燃料削減を達成できるようにしている。
つまり、変速機の回転が同期されるまでの時間を短縮し、シフト抜きからシフト入れ、クラッチ締結までの時間を短くし、人為操作状態においては操作に対する余裕を確保し、全変速時間も短くし、しかも、クラッチを解放した状態を短くしてクラッチ解放に伴う車両空走感を低減するとともに、燃料噴射を停止して燃料消費を抑えるものである。
詳述すれば、燃料噴射を開始する回転を目標回転に車両状況(例えば、アクセル開度、電気負荷のON/OFF)に応じたオフセット回転を加算することにより、燃料停止に伴うエンジン回転数のアンダシュートに伴う変速時間の延長化を防止可能なように構成されている。
つまり、オフセット回転数を加算することにより、アンダシュート等を低減し、回転数が同期するまでの時間が長くなることを防止するものである。
また、燃料噴射の開始後は、電子スロットルによりエンジン回転数を目標エンジン回転数に維持し、変速終了時に駆動力の変化に伴うショック発生を防止するように構成されている。
つまり、燃料停止を1回として回転数制御のハンチングを防止するとともに、オフセット回転数が車両の状態に応じて変更されるため、異なる走行状態でも変速時間をほぼ同じにするものである。
このエンジン出力低下は、まず、電子スロットルを用いたスロットル閉制御、次いで、実エンジントルクがクラッチ解放可能な目標エンジン回転トルクと一致したら、燃料カットを行い、実エンジン回転数がクラッチ解放を行う目標エンジン回転数と一致するまで実施する。
また、燃料カットからの復帰は、実エンジン回転数が目標としている次変速段に応じた次段目標エンジン回転数にオフセット回転数を加算して設定した目標エンジン回転数と一致するまで実施する。
更に、オフセット回転数は、予め人為的なスロットル操作(アクセル開度)に応じて設定したテーブルによって求め、アクセル開度が大きい程大きくなる値とし、また、電気負荷があれば、無い場合と比べて増大させる。
図9には、5速−4速−3速変速のDOWNシフト例を示すMT変速動作のタイムチャートを開示する。
このプログラムがスタート(A00)すると、以下の式によって、基本目標エンジン回転数を算出する処理(A01)に移行する。
基本目標エンジン回転数
=車速×目標とする前記有段変速機5のMTギヤ比
×目標とする前記有段変速機5のATギヤ比
そして、処理(A01)により基本目標エンジン回転数を算出した後には、目標エンジン回転数加算量を算出する処理(A02)に移行する。
この目標エンジン回転数加算量は、例えば図14に示す如く、アクセル開度や電気負荷により個別設定を行う。
また、処理(A02)により目標エンジン回転数加算量を算出した後には、以下の式によって、目標エンジン回転数を算出する処理(A03)に移行する。
目標エンジン回転数
=基本目標エンジン回転数+目標エンジン回転数加算量
この処理(A03)により目標エンジン回転数を算出した後には、プログラムの終了(A04)に移行する。
このプログラムがスタート(B00)すると、燃料停止処理を遂行後に燃料復帰判定が成立したか否かの判断(B01)に移行する。
この判断(B01)は、1回のみ実施することにより、燃料停止と燃料供給間でのハンチングを防止するためのものである。
上記の燃料停止処理を遂行後に燃料復帰判定が成立したか否かの判断(B01)において、この判断(B01)がNO、つまり過去に燃料復帰履歴がない場合には、エンジン回転数が目標エンジン回転数よりも高いか否かの判断(B02)に移行し、判断(B01)がYES、つまり過去に燃料復帰履歴がある場合には、燃料停止条件不成立の処理(B03)とし、後述するプログラムの終了(B06)に移行する。
また、上記のエンジン回転数が目標エンジン回転数よりも高いか否かの判断(B02)において、この判断(B02)がYESの場合には、燃料停止条件成立の処理(B04)とし、プログラムの終了(B06)に移行する。
そして、判断(B02)NOの場合には、燃料停止条件不成立の処理(B05)とし、プログラムの終了(B06)に移行する。
このプログラムがスタート(C00)すると、現在、燃料停止条件成立中か否かの判断(C01)に移行する。
そして、この判断(C01)がYESの場合には、エンジン回転数が目標エンジン回転数以下であるか否かの判断(C02)に移行する。
また、判断(C01)がNOの場合には、後述する燃料供給条件不成立の処理(C05)とし、プログラムの終了(C06)に移行する。
つまり、燃料供給条件不成立の処理とは、燃料停止を継続する処理である。
上述のエンジン回転数が目標エンジン回転数以下であるか否かの判断(C02)において、この判断(C02)がYESの場合には、燃料供給条件成立の処理(C03)とし、プログラムの終了(C06)に移行する。
また、判断(C02)がNOの場合には、後述する燃料供給条件不成立の処理(C04)とし、プログラムの終了(C06)に移行する。
このプログラムがスタート(D00)すると、現在、燃料停止判定成立中か否かの判断(D01)に移行する。
この判断(D01)がYESの場合には、電子スロットル全閉要求指令の処理(D02)に移行し、処理(D02)において、電子スロットル全閉要求指令を前記エンジン制御装置7に、例えば通信を介して出力し、後述するプログラムの終了(D04)に移行する。
また、現在、燃料停止判定成立中か否かの判断(D01)において、この判断(D01)がNOの場合には、電子スロットル目標回転制御指令の処理(D03)に移行し、処理(D03)において、電子スロットル目標回転制御指令を前記エンジン制御装置7に、例えば通信を介して出力し、プログラムの終了(D04)に移行する。
なお、上記の処理(D03)では、電子スロットル目標回転制御指令を出力するとともに、目標エンジン回転数をも同様に前記エンジン制御装置7に出力する。
このとき、目標エンジン回転数は、上述した図10の前記目標回転算出部88の処理で算出した基本目標エンジン回転数とする。
この図15に開示するタイムチャートは、前述した図8の要部詳細である。
図15中のA点で変速判断によりアップシフト変速が開始された後に、B点まで電子スロットル開度を漸減し、前記クラッチ9を解放する。
そして、B点の到達後に、上述したフローチャートに従い、燃料停止を行う。
この燃料停止は、C点でエンジン回転数が基本目標回転数+加算回転数に到達するまで実施するため、この区間で燃料消費量が削減されるとともに、変速時間短縮が達成される。
また、C点で燃料復帰後は、電子スロットルに対して目標回転制御指令を出力し、基本目標エンジン回転数にエンジン回転数が維持されるように電子スロットルを制御している。
従って、変速機の回転が同期されるまでの時間が短縮できる。
すなわち、シフト抜きからシフト入れ、クラッチ締結までの時間を短くすることが可能になり、スロットル操作ないしシフト操作の人為操作状態によっては操作に対する負担を減らし運転に余裕もできる。全変速時間も短くできる。
また、クラッチ9を解放した状態を短くできるので、クラッチ解放に伴う車両空走感を低減できる。
更に、回転が同期されるまでの時間に燃料噴射を停止するので、燃料消費を抑えることができる。
従って、オフセット回転数を加算することにより、アンダシュート等を低減し、回転数が同期するまでの時間が長くなることが防止できる。
従って、燃料停止が1回なので、回転数制御のハンチングを防止できる。
また、オフセット回転数が車両の状態に応じて変更されるので、異なる走行状態でも変速時間をほぼ同じにすることができる。
2 変速制御装置(「TCU」ともいう。)
3 パワーユニット
4 シフト操作手段
5 (常時噛合式)有段変速機
6 スロットル開度制御装置
7 燃料供給制御装置であるエンジン制御装置
8 エンジン
9 クラッチ(「発進クラッチ」ともいう。)
12 変速機ケース
18 主変速部
19 副変速部
72 差動機
77 油圧シフト入力機構
78 シフトアンドセレクトシャフト
79 シフトアンドセレクトレバー
81 エンジン回転速度センサ
82 車速センサ
83 ATインプット回転センサ
84 ATアウトプット回転センサ
85 MTインプット回転速度センサ
86 シフト位置センサ
87 アクセル開度センサ
88 目標回転算出部
89 燃料停止判定部
90 燃料供給判定部
91 電子スロットル制御部
Claims (3)
- パワーユニットが、変速段の変更が発生した場合に自動的に変速可能に設けた有段変速機と、スロットル開度制御装置及び燃料供給制御装置を備えたエンジンと、これら有段変速機とエンジンとの間に介装され自動的に接続解放動作可能に設けたクラッチとを備え、前記変速段の変更を発生する変速判断に基づき前記有段変速機を制御する変速制御機能と、人為的なスロットル操作を反映してスロットル開度を制御可能に設けたスロットル開度制御機能と、燃料の供給と停止とを制御する燃料供給停止制御機能と、接続解放動作を制御するクラッチ制御機能とを備えるパワーユニットの変速制御装置において、この変速制御装置は、前記変速判断による変速入力開始を判断した際に、前記スロットル開度制御装置によってエンジントルクを変更するようにスロットル閉制御を行い、実エンジントルクがクラッチ解放可能な目標エンジントルクと一致した際に、クラッチ解放を行い、スロットル全閉と同時に速やかに前記燃料供給制御装置によって燃料カット制御を開始し、実エンジン回転数が所定の目標エンジン回転数と一致するまで、スロットル閉制御と燃料カット制御とによってエンジン出力の低下を継続して実施した後、スロットル閉制御及び燃料カット制御を終了することを特徴とするパワーユニットの変速制御装置。
- 前記変速制御装置は、変速後の目標としている次変速段に応じた基本目標エンジン回転数の算出機能と、この基本目標エンジン回転数に所定のオフセット回転数を加算して目標エンジン回転数を設定する目標エンジン回転数設定機能とを有し、燃料カット制御を、実エンジン回転数が目標エンジン回転数と一致するまで実施してから燃料供給制御及びスロットル開度制御へ復帰し、復帰後のスロットル開度制御では基本目標エンジン回転数にフィードバック制御することを特徴とする請求項1に記載のパワーユニットの変速制御装置。
- 前記変速制御装置は、人為的なスロットル操作の操作状態に関わらず実エンジン回転数が目標エンジン回転数に到達する前に1回の燃料カットを実施し、オフセット回転数は、予め人為的なスロットル操作に応じた設定したテーブルによって求め、アクセル開度が大きい程大きくなる値とすることを特徴とする請求項2に記載のパワーユニットの変速制御装置。
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- 2007-02-07 JP JP2007027865A patent/JP4968455B2/ja active Active
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