JP2014077533A - 自動化手動変速機の同期制御方法 - Google Patents

自動化手動変速機の同期制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 自動化手動変速機の同期制御方法を提供する。
【解決手段】 同期化が進行する全体同期区間を同期化が進行する速度によって多数の同期区間に分ける同期区間区分段階、 上記同期区間別に同期化が進行する速度に応じて入力軸の目標回転数変化率をそれぞれ設定する目標回転数変化率設定段階、及び同期化進行時、入力軸の回転数変化率が上記目標回転数変化率に追従しながら同期化されるようにフィードバック制御する同期化段階、を含んで構成されることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動化手動変速機の同期制御方法に係り、より詳しくは、同期化が進行する区間別に同期速度を違えて印加して、同期化に伴う衝撃及び騷音を防止するようにした自動化手動変速機の同期制御方法に関する。
一般に、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）及びＤＣＴ（Ｄｕａｌ Ｃｌｕｔｃｈ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）方式の自動化手動変速機車両は、車両の運転中にアクチュエータによって自動的に変速がなされて自動変速機と類似した運転の便宜性を提供し、自動変速機より優れた動力伝達効率により車両の燃費向上に寄与することができる。（例えば参照特許文献１。）
上記の自動化手動変速機の変速過程を詳察すれば、変速段ギアの変速指令が出されると、変速機構のセレクティング及びシフティング動作がなされて望みの変速段ギアに変速が可能になる。
この時、上記自動化手動変速機は、同期噛合い式の手動変速メカニズム機構が採用されるため、上記変速機構のセレクティング及びシフティング動作過程で同期噛合い機構による同期化がなされ、上記の同期化制御は、オープンループ（ＯＰＥＮ ＬＯＯＰ）制御方式によって一定した力で同期化制御が遂行される。
すなわち、同期噛合い機構でのシンクロナイザリングと変速段ギアのスリップがなされる同期化区間の開始地点に至るようになると、アクチュエーターでは同期装置に一定の力を印加して同期を終えるようになり、この後スリーブがシンクロンギアと変速段ギアに噛合わされてシフティング動作が完了する。
しかし、上記の従来の同期化制御方式は、図１に図示したように、同期化進行区間別に詳細な制御ロジッグがなく、初期に設定された力を同期化初期から区間末期まで印加することにより、同期化末期区間では同期化に伴う衝撃及び騷音を誘発する問題があった．
上記の背景技術として説明した事項は、本発明の背景についての理解増進のためのものであって、当業者に既に知られた従来技術に該当するものとして受け入れてはならない。
特開２００４−２７０８１１号公報
本発明は前記のような点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、同期化が進行する区間別に同期速度を違えて印加して、同期化に伴う衝撃及び騷音を防止するようにした自動化手動変速機の同期制御方法を提供することにある。
このような目的を達成するための本発明は、同期化が進行する全体同期区間を同期化が進行する速度によって多数の同期区間に分ける同期区間区分段階、上記同期区間別に同期化が進行する速度に応じて入力軸の目標回転数変化率をそれぞれ設定する目標回転数変化率設定段階、及び同期化の進行時、入力軸の回転数変化率が上記目標回転数変化率を追従しながら同期化されるようにフィードバック制御する同期化段階、を含むことを特徴とする。
一方、本発明の他の構成は、同期化が進行する全体同期区間を同期化が進行する速度によって多数の同期区間に分ける同期区間区分段階、上記同期区間別に同期化が進行する速度に応じて出力軸の回転変位に対する入力軸の目標回転数変化率をそれぞれ設定する目標回転数変化率設定段階、及び同期化進行時、出力軸の回転変位に対する入力軸の回転数変化率が上記目標回転数変化率を追従しながら同期化されるようにフィードバック制御する同期化段階、を含むことを特徴とする。
上記目標回転数変化率設定段階で、上記全体同期区間中で初期の同期区間と末期の同期区間は、中間の同期区間より上記目標回転数変化率を小さく設定することを特徴とする。
上記目標回転数変化率設定段階で、上記全体同期区間中で末期の同期区間は、残りの同期区間より上記目標回転数変化率を小さく設定することを特徴とする。
上記目標回転数変化率設定段階で、上記中間の同期区間は、同期化が進行する速度を最大限早く設定してギア変速時間を短縮するようにすることを特徴とする。
上記目標回転数変化率及び回転数変化率は、同期装置のスリップ量変化で制御可能であることを特徴とする。
上記の課題解決手段を通じて本発明は、同期化が進行する全体区間で各同期区間別に同期速度を互いに違えて設定し、実際の同期化進行時、各同期区間ではこの設定された同期速度に追従して同期化がなされるようにフィードバック制御することにより、同期化制御をより精密に遂行することができる効果がある。
さらに、同期化初期に同期化速度を遅く進行して同期化初期の異常震動や衝撃が発生することを防止し、同期化の中期区間では同期化速度を最大限早く進行してギア変速時間の短縮を図り、同期化の末期区間では再び同期化速度を遅く進行して同期化末期に安定的なギア変速感性能を確保することができる効果もある。
従来技術による同期化制御による入力軸の速度変化を示した図面。 本発明による同期化制御方法を説明するためのフローチャート。 本発明による同期化制御方法による入力軸の速度変化と、各同期区間別同期速度を示した図面。
次に本発明の望ましい実施例を添付の図面によって詳しく説明する。
図２は、本発明による同期化制御方法を説明するためのフローチャートであり、図３は、本発明による同期化制御方法による入力軸の速度変化と、各同期区間別同期速度を示した図面である。
図示した図面を参照して、本発明の自動化手動変速機の同期制御方法についての一実施例を詳察すれば、同期化が進行する全体同期区間を同期化が進行する速度によって多数の同期区間に分ける同期区間区分段階、上記同期区間別に同期化が進行する速度に応じて入力軸の目標回転数変化率をそれぞれ設定する目標回転数変化率設定段階、及び同期化進行時、実際の入力軸の回転数変化率が上記目標回転数変化率を追従しながら同期化されるようにフィードバック制御する同期化段階、を含んで構成される。
具体的には、同期化が始まる時点から同期化が完了する時点までの区間を０．０〜１．０の速度比区間で設定し、この速度比区間内で同期化速度が変化する変曲点を基準として同期区間を分ける。そして、各同期区間別に入力軸回転数の目標回転数変化率をそれぞれ設定するようになるが、この後実際の車両の運行時に入力軸の回転数をモニタリングしながら各同期区間別に入力軸の回転数が設定された目標回転数変化率を追従するように入力軸の回転数変化率をフィードバック制御する。
一方、本発明の自動化手動変速機の同期制御方法についての他の実施例を詳察すれば、同期化が進行する全体同期区間を同期化が進行する速度によって多数の同期区間に分ける同期区間区分段階、上記同期区間別に同期化が進行する速度に応じて出力軸の回転変位に対する入力軸の目標回転数変化率をそれぞれ設定する目標回転数変化率設定段階、及び同期化進行時、出力軸の回転変位に対する実際の入力軸の回転数変化率が上記目標回転数変化率を追従しながら同期化されるようにフィードバック制御する同期化段階、を含んで構成される。
具体的には、同期化が始まる時点から同期化が完了する時点までの区間を０．０〜１．０の速度比で設定し、この速度比区間内で同期化速度が変化する変曲点を基準として同期区間を分ける。そして、各同期区間別に出力軸の回転数に対する入力軸回転数の目標回転数変化率をそれぞれ設定するようになるが、この後実際の車両の運行時に出力軸と入力軸の回転数をそれぞれモニタリングしながら各同期区間別に出力軸に対する入力軸の回転数が設定された目標回転数変化率を追従するように入力軸の回転数変化率をフィードバック制御するのである。
ここで、速度比は、同期化進行時シンクロナイザリングが移動しながら入力軸の速度が変化するようになる総変化区間に対する現在同期化が進行しながら入力軸の速度が変化する回転数変化区間の比を示したものである。
そして、本発明の同期制御方法が適用されるハードウェア構造は、手動変速メカニズムを使用するＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｍａｎｕａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）車両又は、ＤＣＴ（Ｄｕａｌ Ｃｌｕｔｃｈ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）車両であることができ、アクチュエーターによる力制御によって同期制御されることができる。
上記の実施例の構成によって、本発明は、同期化が進行する全体区間内で各個別同期区間別に互いに違った速度で同期化が進行するようにすることにより、同期化制御をさらに細密に実施することができる。
図３のように、本発明は、上記目標回転数変化率設定段階で、上記全体同期区間中で初期の同期区間と末期の同期区間は中間の同期区間より上記目標回転数変化率を小さく設定する。
また、上記目標回転数変化率設定段階で、上記全体同期区間中で末期の同期区間は、残りの同期区間より上記目標回転数変化率を小さく設定する。
すなわち、同期化初期にはシンクロナイザリングの移動速度又は移動量を多少減らして入力軸の回転数変化率を減らすようにすることにより、同期化初期の異常震動や衝撃の発生がないように制御し、特に同期化末期には震動及び衝撃の改善制御のために細心の制御が必要なので、シンクロナイザリングの移動速度又は移動量を最大限減らして同期化末期でのギア変速感性能を確保する。
本発明の上記目標回転数変化率設定段階で、上記中間の同期区間は、同期化が進行する速度を最大限早く設定してギア変速時間を短縮することができる。
すなわち、同期化初期以後に、シンクロナイザリングの移動速度又は移動量を最大限増大して、入力軸の回転数変化率が可能な限り最大に増大させるようにすることにより、ギア変速時間を短縮する。
本発明で上記目標回転数変化率及び回転数変化率は、同期装置のスリップ量変化を通じて制御可能である。
すなわち、同期装置のシンクロナイザリングが移動しながら段ギアとのスリップによって同期化がなされるようになるが、この時、出力軸の回転変位に対する入力軸の回転数変化は、シンクロナイザリングと段ギア間のスリップ量変化に応じて制御される。よって、スリップ量変化率が小くなれば出力軸回転変位に対する入力軸の回転数が増大して入力軸の回転数変化率が大きくなるようになり、反対にスリップ量変化率が大きくなれば出力軸回転変位に対する入力軸の回転数が減少して入力軸の回転数変化率が小くなる。
ここで、入力軸回転数変化率は、単位時間当りの入力軸の分当り回転数（ｒｐｍ／ｔ）であって、入力軸の回転数が変化する程度を示し、スリップ量変化率は、単位時間当りの出力軸回転速度に対する入力軸の回転速度差（ｓｌｉｐ ｒｐｍ／ｔ）であって、スリップ量が変化する程度を示す。
図２及び図３によって本発明の作用及び効果を詳細に説明する。
自動化手動変速機が搭載された車両の走行中に車速に応じてそれに適した変速命令が出される場合、アクチュエーターによるセレクティング及びシフティング動作を通して変速がなされ、シフティング動作過程で同期装置による同期化が先行する。
この時、同期化が進行する全体区間で同期化初期区間では入力軸の目標回転数変化率が小さく設定されているため、入力軸の回転数又はスリップ量が既設定の入力軸の目標回転数変化率を追従して徐々に増大及び変化するようにフィードバック制御する。
以後、初期区間を過ぎてからは該当する中間区間での入力軸の目標回転数変化率が最大限大きく設定されているため、入力軸の回転数又はスリップ量が既設定の入力軸の目標回転数変化率を追従して最大限早く増大及び変化するようにフィードバック制御する。
そして、中間区間を過ぎて同期化末期区間では入力軸の目標回転数変化率が再び小さく設定されているため、入力軸の回転数又はスリップ量が既設定の入力軸の目標回転数変化率に追従出来るよう徐々に増大及び変化するようにフィードバック制御する。
このように、本発明での自動化手動変速機の同期制御方法は、同期化が進行する全体区間で細分化した各同期区間別に同期速度を互いに違えて設定し、実際の同期化進行時に、各同期区間ではこの設定された同期速度を追従して同期化がなされるようにフィードバック制御することにより、同期化制御をより精密に遂行することができるようになる。
特に、同期化初期に目標回転数変化率が小さく設定されるため、同期化初期の異常震動や衝撃が発生することを防止し、この後の同期化中間区間では同期化速度を最大限早く進行してギア変速時間の短縮を図り、この後の同期化末期区間では再び目標回転数変化率が小さく設定されるため、同期化末期に安定的なギア変速感性能を確保するようになる。
一方、本発明は上記の具体的な例についてのみ詳しく説明したが、当業者によって本発明の技術範囲内で多様な変形及び修正が可能である。
本発明は、同期化が進行する区間別に同期速度を違えて印加して、同期化に伴う衝撃及び騷音を防止するようにした自動化手動変速機の同期制御方法の分野に適用できる。

Claims (6)

  1. 同期化が進行する全体同期区間を同期化が進行する速度によって多数の同期区間に分ける同期区間区分段階、
    上記同期区間別に同期化が進行する速度に応じて入力軸の目標回転数変化率をそれぞれ設定する目標回転数変化率設定段階、及び
    同期化進行時、入力軸の回転数変化率が上記目標回転数変化率を追従しながら同期化されるようにフィードバック制御する同期化段階、を含むことを特徴とする自動化手動変速機の同期制御方法。
  2. 同期化が進行する全体同期区間を同期化が進行する速度によって多数の同期区間に分ける同期区間区分段階、
    上記同期区間別に同期化が進行する速度に応じて出力軸の回転変位に対する入力軸の目標回転数変化率をそれぞれ設定する目標回転数変化率設定段階、及び
    同期化進行時、出力軸の回転変位に対する入力軸の回転数変化率が上記目標回転数変化率を追従しながら同期化されるようにフィードバック制御する同期化段階、を含むことを特徴とする自動化手動変速機の同期制御方法。
  3. 上記目標回転数変化率設定段階で、上記全体同期区間中で初期の同期区間と末期の同期区間は中間の同期区間より上記目標回転数変化率を小さく設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動化手動変速機の同期制御方法。
  4. 上記目標回転数変化率設定段階で、上記全体同期区間中で末期の同期区間は、残りの同期区間より上記目標回転数変化率を小さく設定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動化手動変速機の同期制御方法。
  5. 上記目標回転数変化率設定段階で、上記中間の同期区間は、同期化が進行する速度を最大限早く設定してギア変速時間を短縮するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の自動化手動変速機の同期制御方法。
  6. 上記目標回転数変化率及び回転数変化率は、同期装置のスリップ量変化により制御可能であることを特徴とする請求項２に記載の自動化手動変速機の同期制御方法。
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