JP2015215078A - 変速機学習方法及び学習装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】ニュートラル位置学習等を含むギアエンド学習を同時に行なうことが出来る変速機用学習方法と装置を提供する。
【解決手段】TCU20aには搬送コンベアのパレットに載置され学習工程まで搬送されてきたユニットUのギア切替アクチュエータ26のシフトアクチュエータ24a及びセレクトアクチュエータ25aが接続され、TCU20bにはユニットUのHCA22のクラッチアクチュエータ制御部22aが接続される。クラッチストロークデータをクラッチアクチュエータ制御部22aを介してTCU20bに転送すると同時に、パーキングポジションセンサ等の各種センサの導通確認及びニュートラル位置学習等を含むギアエンド学習データがTCU20aに転送される。転送されたデータはメモリ22bに転送され、書き込まれる。
【選択図】図4

Description

本発明は、個々の変速機ごとに異なる特性値を学習する方法とその装置に関する。
車両の製造においては、車両を構成する複数のユニットをユニット工場で別々に生産し、完成した各ユニットを車両組立工場で組み付けて一体化することにより車両を完成させることが通常である。例えば、自動変速機は自動変速機本体とこれを制御する電子制御装置から構成され、構成要素である自動変速機本体と電子制御装置は別々に製造され、車体に組み付けて一体化することにより完成される。
そして自動変速機本体には、機械的部品形状のばらつきや各センサ等の電気部品の特性のばらつきが存在するため、検査工程において、制御対象となるユニットの特性値(ギアエンド、シンクロ位置、クラッチ締結位置等の基準位置など)を取得し、この特性値を制御装置に入力することで所定の変速性能を確保することが行われている。
特に、自動マニュアル変速機(AMT:Automated Manual Transmission)にあっては、各ユニットが連動して変速動作を自動的に行う場合、各ユニットを車体に組み付けて一体化した状態で変速機のクラッチアクチュエータオイルを充填し、クラッチアクチュエータの油圧−ストローク検査によりクラッチストロークが基準内であることを確認し、更に変速機の特性値を学習する必要がある。
上記を行なう為には複数の工程が必要であり、車両組立工場の組立ラインが冗長となり、また各種検査、学習を行なう場合、車体に組み付けられた変速機と組立ラインのラインサイドに配設された制御装置の配線を着脱する必要がある。前記着脱はエンジンルーム内の狭い空間における作業者の作業が必要である為、煩雑であり、また接続不良による異常が発生し、各種検査、学習を再度実施する必要が生じる等の不具合があった。
これを解消するために特許文献1では、ユニット工場で組み立てられた自動変速機本体とユニット工場に配設された制御設備を電気的に接続し、自動変速機本体のアクチュエータに制御信号を送信し、自動変速機本体が制御信号に応じて動作することにより出力される特性データを制御設備において受信し、個々の自動変速機本体の固体特性情報として、個々の自動変速機本体の固体識別情報と対応付けして学習値データとしてデータベース化する。
そして上記の学習データを車両組立工場へ転送し、車両組立工場に配設されたデータベース管理設備に蓄積する。車両組立工場では車体に組み付けられた自動変速機本体及びエンジンと電子制御装置が電気的に接続され、車体の組立完了後、データベース管理設備から該当する車体に搭載された自動変速機本体固有の学習値データが固体識別情報に基づき読み出され、該当する車体の電子制御装置の記憶回路に書き込まれる。
これにより、電子制御装置は学習値データと基準値データとのずれを補正して変速動作を行なう方法が開示されている。
また特許文献2では、特許文献1に記載の制御設備に構築されたデータベースの代わりに各自動変速機本体に一体に特性記憶装置を配設し、この特性記憶装置の記憶手段にソレノイド、センサ等の特性、油圧の立ち上り特性などのデータを記憶させておく。そして、車両組立の際、自動変速機本体と結合される電子制御装置に前記データを読込み、このデータに基づいて自動変速機本体の特性を補正し、変速性能のばらつきを小さくする電子制御式自動変速機が開示されている。
更に特許文献3には以下の自動変速機の製造方法とその製造方法を用いた自動変速機が開示されている。
即ち、自動変速機本体の完成品の検査を終えると、単体で特性試験を行ない、試験データを取得し、求めた各値に基づいて、変速制御時の各定数を決定し、前記各定数を特性識別マークとして、複数の色、バーコード、記号等を使用して表示するラベルが作成され、このラベルを対応する自動変速機本体の適所に貼り付ける。さらに、コントロールバルブについても同様に特性識別マークを貼り付ける。そしてサービスマンは、自動変速機本体およびコントロールバルブに貼り付けてあるラベルを見て、電子制御装置の記憶回路に、各特性識別マークに対応する油圧制御用の定数および変速制御用の定数を書込む。電子制御装置には、書込んだ定数に対応する定数識別マークを付したラベルが貼り付けられる。最後に、コントロールバルブを自動変速機本体に組み付け、電子制御装置と自動変速機本体とを電気的に接続して、自動変速機を完成させる。
特開2005−337387号公報 特開平05−215206号公報 特開2003−254418号公報
特許文献1に開示される方法では、ユニット工場に配設した制御設備にデータベースを構築する為、データベースを保全するバックアップ機構等が必要となりコスト高となる。また前回送信したデータと今回送信したデータの継目管理等を行なう必要が生じる。更に特許文献1に開示される方法は、単純に車両組立工場で行う各種検査、学習を行なう工程をユニット工場に移設したのみである為、工程数は以前と変わらず、全体としてのライン長は変化しない。また工数の削減も図られない。
特許文献2に記載の電子制御式自動変速機では、自動変速機本体に特性記憶装置を配設する必要があり、コスト高となり、また特許文献2では自動変速機本体の各種検査、学習を行なう工程については記載されていない為、前記特許文献1と同様に工程数は以前と変わらず、全体としてのライン長は変化しない。また工数の削減も図られない。
特許文献3に記載の自動変速機を完成させる製造方法及び前記製造方法を用いた自動変速機においては、自動変速機本体の固体性能識別マークを付したラベルを貼着する必要があり、煩雑である。
またユニット工場から車両組立工場への搬送の間または、車体への組付け時にラベルが剥がれたり、破損したりしてデータの読み取りが出来ない不具合が発生する。また、電子制御装置に書き込む為の前記データの読み取りは作業者が行なう必要があり、必ずしも生産性が高いものではない。
上記不具合を解消するため、本発明に係る変速機学習方法は、
変速機組立工場で変速機の制御装置以外を組み立ててユニットと為し、前記ユニットの状態でクラッチストロークとギアエンド位置の学習を2つの制御装置を用いて同時に行い、
前記データを前記ユニットのクラッチアクチュエータに配設された制御部に附設されたメモリに書き込み、
前記メモリに前記データが書き込まれたユニットを車両組立工場に向けて搬送し、
前記車両組立工場でエンジンにユニットを組み付けてエンジン組立体と為し、更に前記エンジン組立体を車体に組み付け、更に車体に予め組み付けられた制御装置に前記ユニットを接続して完成車を完成させ、前記メモリに書き込まれた前記データを前記車体に予め組み付けられた制御装置に読込み、
次いで完成車の状態でシンクロ位置学習、クラッチタッチポイント学習、クラッチ摩耗係数学習の学習を行ない学習データを前記車体に予め組み付けられた制御装置に書き込み走行可能な完成車とする。
また本発明に係る上記の変速機用学習方法に用いられる変速機用学習装置は、
変速機組立工場に敷設された搬送コンベアに沿って配置された各工程で搬送コンベアにより搬送されるパレット上に変速機のうち、制御装置以外の部品を組み立ててユニットを完成させ、
次いで、搬送コンベアにより前記ユニットを学習工程に搬送し、
学習工程に配設された学習装置により前記ユニットに対してクラッチストロークとギアエンド位置の学習を同時行なうように構成し、
前記学習装置は、コンピュータとコンピュータに接続された第一の制御装置と第二の制御装置、前記第一の制御装置に接続されたダミーのクラッチアクチュエータ、前記第二の制御装置に接続されたダミーのギア切替アクチュエータより構成され、
前記第一の制御装置は更に前記ユニットのギア切替アクチュエータに接続され、
前記第二の制御装置は更に前記ユニットのクラッチアクチュエータに接続され、
前記クラッチストロークとギアエンド位置の学習を同時に行なう。
本発明によると一つの工程でハイドロクラッチアクチュエータ(以下、HCAと称する)へのオイルの充填(クラッチストロークデータの学習)とパーキングポジションセンサ等の各種センサの導通確認及びニュートラル位置学習等を含むギアエンド学習を同時に行なうことが出来るため、作業時間が大幅に削減される。
変速機用学習方法及び学習装置を用いた変速機の全学習形態を示す模式図 従来の変速機用学習方法及び学習装置を示す模式図 変速機を車体に取り付けた状態を示す模式図 本発明の変速機用学習方法及び学習装置を示す模式図
先ず図1〜図3に基づき、本出願人が現在行っている車体への自動変速機の組付け工程を説明する。
ユニット工場1では変速機の半完成品である変速機ユニットUの学習を行い、学習が終了した変速機ユニットUを搬送台車53に積み込み、トラックなどによって組立工場51に送り込んで車体Wに変速機ユニットUを組付ける。
前記ユニット工場1には搬送コンベア2が設けられ、この搬送コンベア2によって変速機ユニットUを載置したパレット3が移動可能とされ、移動ラインの一部に設けられた学習工程4において変速機ユニットUの特性値の学習が行われる。
前記変速機ユニットUは図2に示すように、クラッチ21と、HCA22と、ギア機構23と、シフトアクチュエータ24及びセレクトアクチュエータ25から成るギア切替アクチュエータ26とから構成され、トランスミッション制御ユニット{以下「TCU」と称する。(TCU:Transmission Control Unit)}20はユニットUを構成しない。
クラッチ21には、油圧配管21aを介してHCA22のクラッチアクチュエータ制御部22aが接続されている。HCA22は、TCU20からの指令(クラッチ動作信号S1)に応じて、クラッチ21のクラッチ動作を制御する。HCA22は、エンジンEのフライホイール(図示せず)に対するプレッシャプレート(図示せず)の位置を示すクラッチ位置信号S2をTCU20に送信する。
ギア機構23は、図示しない複数のギアを有し、ギア切替えが可能である。このギア機構23の複数のシフトフォーク27には、選択されたギア段に応じて、ギア切替アクチュエータ26のシフトアーム28が接続される。シフトアーム28は、シフトアクチュエータ24によりシフト動作(図2中、水平方向への移動)を行い、セレクトアクチュエータ25によりセレクト動作(シフトアームの軸を中心とする回転)を行う。
前記TCU20は学習工程4に配置され、組立工場51の車体WにはTCU52が予め取り付けられている。これらTCU20及びTCU52は、変速機ユニットUを構成するHCA22、シフトアクチュエータ24及びセレクトアクチュエータ25を制御するが、TCU20は学習工程4においてクラッチストロークデータ学習及びギアエンド学習するためのものであり、TCU52は上記の学習値を読み込み実際の走行時の制御を行うためのものである。
前記学習工程4では、コンピュータ30に前記TCU20が接続され、このTCU20に前記ユニットUのギア切替アクチュエータ26のシフトアクチュエータ24及びセレクトアクチュエータ25、HCA22のクラッチアクチュエータ制御部22aを接続して学習を行う。
学習を行うには最初にHCA22にオイルの充填を自動で行なう。
オイルの充填は、まずHCA22のリザーブタンクU1のオイル供給孔U2に充填カプラ5を接続し、HCA22のリザーブタンクU1及びオイル通路内の真空引きを行なってオイルの充填を行なう。次いで、オイルの油面が基準内であることを確認し、最後にHCA22に附設されたクラッチストロークセンサ32(図2参照)によりクラッチストロークが基準内であることを確認し、クラッチストロークデータはクラッチアクチュエータ制御部22aを介してTCU20に転送される。転送されたデータは更にコンピュータ30に転送される。
次にコンピュータ30からの指示(作業者によるキーボードの押釦)によりギアエンド学習指示が出力され、TCU20に記憶されているギアエンド学習プログラムに基づいて学習がなされる。
ここで、ギアエンドとは、シフトフォーク27とシフトアーム28とが完全に接続され、ギア機構23内の各ギアが接続される位置(同条件でシフトアクチュエータ24及びセレクトアクチュエータ25を作動させてもそれ以上シフトアーム28がシフトフォーク27側に移動しない位置)を示し、エンジンを掛けるための学習である。また、ギアエンド学習時に併せて、ユニットUに取り付けられたパーキングポジションセンサ等の各種センサの導通確認、ニュートラル位置の学習等を行なう。
シフトアクチュエータ24は、TCU20からの指令(シフト動作信号S3)に応じてシフトアーム28をシフト動作させる。シフトアクチュエータ24は、その内部に配置された位置センサ(図示せず)によりシフトアーム28のシフト方向への移動量(シフト移動量A)[mm]を検出し、このシフト移動量Aを示す信号(シフト移動量信号S4)をTCU20に送信する。
セレクトアクチュエータ25は、TCU20からの指令(セレクト動作信号S5)に応じてシフトアーム28をセレクト動作させる。セレクトアクチュエータ25は、その内部に配置された位置センサ(図示せず)によりシフトアーム28のセレクト方向への移動量(セレクト移動量B)[θ]を検出し、このセレクト移動量Bを示すセレクト移動量信号S6をTCU20に送信する。
更にHCA22に附設されたクラッチストロークセンサ32が検出するクラッチストロークST)[mm]を示す信号S9をクラッチアクチュエータ制御部22aを介してTCU20に送信する。
学習が終了するとギアエンド学習データはTCU20に転送される。転送されたデータは更にコンピュータ30に転送される。
次いで、ギアエンド学習が終了した前記ユニットUはTCU20から取り外される。
そしてコンピュータ30では前記転送されてきたクラッチストロークデータ及びギアエンド学習位置データをユニットUのシリアルナンバーと紐付きにして、例えば3次元バーコード29としてプリンタから出力し、前記ユニットUに貼着し、前記搬送コンベア2のパレット3上から搬送台車53上に移載し車両組立工場51に搬送する。或いは、複数台の前記ユニットUの紐付きデータを纏めてコンピュータ30からコンパクトディスク31に読み込ませ、コンパクトディスク31と共に前記複数台のユニットUを車両組立工場51に搬送しても良い。
車両組立工場51に搬送されたユニットUは、図3に示すように車体Wに予め組み付けられたTCU52に接続され、ユニットUに貼着された3次元バーコード29をバーコードリーダで読み込む、または、ユニットUのシリアルナンバーに基づいて、コンパクトディスク31からデータを読み出し、TCU52に書き込み、このデータに基づいて、以降のシンクロ位置学習、クラッチタッチポイント学習、クラッチ摩耗係数学習を行なう。
これらシンクロ位置学習、クラッチタッチポイント学習、クラッチ摩耗係数学習はユニットUの状態では学習することができず、車体Wにエンジンとともに結合され、タイヤを駆動可能な完成車の状態で行う必要がある。
ここで、シンクロ位置学習とは、シフトフォークとシフトアームとが接触を開始する位置を示し、変速できるようにするための学習である。
クラッチタッチポイント学習とは、クラッチがエンジンとつながる位置を示し、発進できるようにするための学習である。
クラッチ摩耗係数学習とは、変速ショック低減のための学習である。
車体WユニットUが搭載された状態では、エンジンEに附設されたエンジン回転数センサE2と、エンジントルクセンサE1がTCU52に接続されており、エンジン回転数センサE2は、エンジンEの回転数(エンジン回転数N)[rpm]を検出し、このエンジン回転数Nを示すエンジン回転数信号S7をTCU52に送信する。エンジントルクセンサE1は、エンジンEのトルク(エンジントルクET)[N]を検出し、このエンジントルクETを示すエンジントルク信号S8をTCU52に送信する。
またエンジンEからの駆動力Fは、前記クラッチ21を介してギア機構23に伝達される。ギア機構23に伝達された駆動力Fは、伝達系を介して駆動輪に伝達される。
さらに、TCU52は、シフトレバー、イグニションスイッチ、ハンドブレーキ、フットブレーキ、ドア、コントロールパネル、スピーカに電気的に接続され各々とデータの受信または送信を行なう。
またTCU52に附設されたメモリは、ギアエンド学習プログラム、シンクロ位置学習プログラム及びクラッチ締結位置学習プログラムを書換え可能に記憶する。
上述した本出願人が従来から行っている学習方法及び学習装置によると、HCA22にオイルの充填を行なってクラッチストロークデータを学習した後、ギアエンド学習を行なう構成となっている為、作業時間が長くなる不具合がある。また、車両組立工場51の生産台数に追従するためには複数のユニット組立ラインを敷設する必要がある。また、HCA22へのオイルの充填とギアエンド学習を二つの工程に分割することも考えられるが、TCU20とユニットUとの前記配線を取り外し、再度接続し直す等の前段取りが煩雑であり、導通不良の多発、作業員、工程スペースが増加する不具合がある。
また、前記した3次元バーコード29或いはコンパクトディスク31を用いたデータの車両組立工場51への転送についても前記特許文献1〜3の不具合を解消していない。
更に、前記したHCA22へのオイルの充填、ギアエンド学習、シンクロ位置学習、クラッチタッチポイント学習、クラッチ摩耗係数学習の作業手順は、前記説明した従来の変速機用学習方法及び学習装置より更に以前に車両組立工場51において、車体WにエンジンとともにユニットUを結合した後、行なう作業手順をそのまま踏襲したものである為、必ず車両Wとしての配線接続が完成された状態、即ち完成車WとしてTCU52とユニットUが接続された状態で行うことを前提としているので作業性が悪い。
上記の不具合を解消した本発明の実施例について図4を中心として説明する。尚、従来の構成(方法)と同様な個所については説明を省略する。
本発明にあっては、学習工程4のコンピュータ60に2台のTCU20a、20bが接続され、一方のTCU20aにはダミーのHCA50のクラッチアクチュエータ制御部50aが接続され、他方のTCU20bにはダミーのギア切替アクチュエータ56のシフトアクチュエータ54及びセレクトアクチュエータ55が接続されている。前記ダミーのHCA50とダミーのギア切替アクチュエータ56は実際にユニットの組立に使用される部品を使用している。
そして、前記TCU20aには搬送コンベア2のパレット3に載置され学習工程4まで搬送されてきたユニットUのギア切替アクチュエータ26のシフトアクチュエータ24及びセレクトアクチュエータ25が接続され、前記TCU20bにはユニットUのHCA22のクラッチアクチュエータ制御部22aが接続される。
この状態でHCA22へのオイルの充填とパーキングポジションセンサ等の各種センサの導通確認及びニュートラル位置学習等を含むギアエンド学習が同時に行なわれる。
即ち、オイルの油面が基準内であることを確認し、最後にHCA22に附設されたクラッチストロークセンサ32によりクラッチストロークが基準内であることを確認し、クラッチストロークデータをクラッチアクチュエータ制御部22a を介してTCU20bに転送すると同時に、パーキングポジションセンサ等の各種センサの導通確認及びニュートラル位置学習等を含むギアエンド学習データがTCU20aに転送される。
そしてTCU20a及びTCU20bに転送されたデータは、前記ユニットUのシリアルナンバーと紐付きにして前記ユニットUのHCA22内に配設されたクラッチアクチュエータ制御部22aのメモリ22bに転送され、書き込まれる。
前記クラッチアクチュエータ制御部22aはHCA22内のアクチュエータに備える各種センサからの入力信号やエンジンコントロールユニット(不図示)から得られる変速機のギヤポジション、エンジン回転数、車速、スロットル開度等の信号に基づいて前記アクチュエータの電動モータの作動を制御する機能を有し、前記データは前記クラッチアクチュエータ制御部の機能を阻害しないメモリ22bの余剰箇所に書き込まれる。
そして前記データの書き込みが完了したユニットUはパレット3から搬送台車53に移載され、車両組立工場51に移送され、エンジンにユニットを組み付けてエンジン組立体と為し、更に前記エンジン組立体を車体に組み付け、そして車体Wに予め組み付けられているTCU52に接続されることにより前記メモリ22b内のデータはTCU52に読み込まれ、TCU52内のメモリに保存され、以降のシンクロ位置学習、クラッチタッチポイント学習、クラッチ摩耗係数学習が完成車の状態で行われる。
尚、HCA22の制御部内のメモリ22bに書き込まれたデータはそのまま残っている。
前記はミッション工場が独立した形態である前提で、例えば車体工場でエンジンを組立て、エンジンにミッション工場で組み立てたミッションをドッキングし、更に車体に組み付けて完成車とする形態を例示したが、これに限定されるものではない。
上記したように本発明によると一つの工程でHCA22へのオイルの充填とパーキングポジションセンサ等の各種センサの導通確認及びニュートラル位置学習等を含むギアエンド学習を同時に行なうことが出来るため、作業時間が大幅に削減され、また、HCA22自体が元々有するクラッチアクチュエータ制御部22aのメモリ22bを有効活用することにより前記データをユニットU内に有した状態で車両組立工場51に移送することが出来る為、データの破損、データの継目管理等、前記した従来技術の不具合を解消することが出来る。
本発明に係る変速機用学習方法及び装置は、自動マニュアル変速機(AMT:Automated Manual Transmission)であり、運転者によるシフトレバーの操作に応じて、自動的にクラッチ動作(クラッチの切断及び接続)及びギア切替えを行う手動ギア切替モード、運転者がシフトレバーを操作することなく、自動的にクラッチ動作及びギア切替えを行うこともできる自動ギア切替モードの変速機に適用される。
1…ユニット工場
2…搬送コンベア
3…パレット
4…学習工程
5…充填カプラ
20、20a、20b、52…TCU
21…クラッチ
21a…油圧配管
22…HCA
22a…クラッチアクチュエータ制御部
22b…メモリ
23…ギア機構
24…シフトアクチュエータ
25…セレクトアクチュエータ
26…シフトアクチュエータ
27…シフトフォーク
28…シフトアーム
29…3次元バーコード
30,60…コンピュータ
31…コンパクトディスク
50…ダミーのHCA
50a…クラッチアクチュエータ制御部
51…組立工場
53…搬送台車
54…シフトアクチュエータ
55…セレクトアクチュエータ
56…ダミーのギア切替アクチュエータ
E…エンジン
E1…エンジントルクセンサ
E2…エンジン回転数センサ
F…駆動力
U…変速機ユニット
U1…リザーブタンク
U2…オイル供給孔
W…車体

Claims (2)

  1. 変速機における基準位置を前記変速機の制御装置に学習させる変速機用学習方法であって、
    変速機組立工場で変速機の制御装置以外を組み立ててユニットと為し、前記ユニットの状態で クラッチストロークとギアエンド位置の学習を2つの制御装置を用いて同時に行い、
    前記データを前記ユニットのクラッチアクチュエータに配設された制御部に附設されたメモリに書き込み、
    前記メモリに前記データが書き込まれたユニットを車両組立工場に向けて搬送し、
    前記車両組立工場でエンジンにユニットを組み付けてエンジン組立体と為し、更に前記エンジン組立体を車体に組み付け、更に車体に予め組み付けられた制御装置に前記ユニットを接続して完成車を完成させ、前記メモリに書き込まれた前記データを前記車体に予め組み付けられた制御装置に読込み、
    次いで完成車の状態でシンクロ位置学習、クラッチタッチポイント学習、クラッチ摩耗係数学習の学習を行ない学習データを前記車体に予め組み付けられた制御装置に書き込み走行可能な完成車とする
    ことを特徴とする変速機用学習方法。
  2. 請求項1に記載された変速機用学習方法に用いられる変速機用学習装置であって、
    変速機組立工場に敷設された搬送コンベアに沿って配置された各工程で搬送コンベアにより搬送されるパレット上に変速機のうち、制御装置以外の部品を組み立ててユニットを完成させ、
    次いで、搬送コンベアにより前記ユニットを学習工程に搬送し、
    学習工程に配設された学習装置により前記ユニットに対してクラッチストロークとギアエンド位置の学習を同時行なうように構成し、
    前記学習装置は、コンピュータとコンピュータに接続された第一の制御装置と第二の制御装置、前記第一の制御装置に接続されたダミーのクラッチアクチュエータ、前記第二の制御装置に接続されたダミーのギア切替アクチュエータより構成され、
    前記第一の制御装置は更に前記ユニットのギア切替アクチュエータに接続され、
    前記第二の制御装置は更に前記ユニットのクラッチアクチュエータに接続され、
    前記クラッチストロークとギアエンド位置の学習を同時に行なうことを特徴とする変速機用学習装置。

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