JP3845555B2 - 自動変速機の制御装置および制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動変速機の制御装置および制御方法に係り、特に、アシストクラッチを用いた自動MTの制御に用いるに好適な自動変速機の制御装置および制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
手動変速機を搭載した自動車は、トルクコンバータを用いた変速機を搭載するものに比べ燃費がすぐれており、最近では、手動変速機の機構を用いてクラッチとギアチェンジを自動化したシステム,自動化マニュアルトランスミッション(以下、「自動MT」と称する)が開発されている。しかし、従来の自動MTにおける変速時の制御では、エンジンと変速機間のトルク伝達の断・接を行なうための第1の摩擦クラッチ(発進クラッチ)の開放動作により変速中のトルク中断が発生し、変速ショックとして乗員に違和感を与えるという問題があった。
【0003】
そこで、例えば、特開2000−65199号公報に記載されているように、従来の自動MTに変速中のトルク伝達を行なうために第2の摩擦クラッチ(アシストクラッチ)を変速機の入力軸と出力軸の間に設ける自動変速機が提案されている。アシストクラッチを設けた自動MTにおける変速制御では、変速開始時に噛合クラッチが係合している状態からアシストクラッチを係合させることで、アシストクラッチの滑りによるトルク伝達を行ない、所定のトルク伝達が実現した状態で、噛合クラッチを解放する。このように、噛合クラッチからアシストクラッチにトルク伝達経路を切り替えることで変速中のトルク中断を抑制している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、噛合クラッチおよびアシストクラッチは、エアシリンダや油圧シリンダ等の流体圧式アクチュエータあるいは電気式アクチュエータによって駆動されており、変速中は一方のクラッチを係合させると共に他方を開放する、いわゆるクラッチ架け替えを行っている。
【0005】
しかし、アクチュエータの特性ばらつきやクラッチの摩擦材の経年変化などの要因によって、クラッチ架け替えの際に、タイアップ状態(係合の進行に対して相対的に開放の進行が遅れる)が生じると、出力軸トルクが急激に変動し、変速機の各部材に非常に大きな負荷トルクが掛かり、耐久性が低下するという問題がある。また、極度のタイアップ状態においては、変速機内で2重噛合状態を形成し、変速機が破損するという恐れがある。
【0006】
本発明の目的は、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制できる自動変速機の制御装置および制御方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)上記目的を達成するために、本発明は、歯車式変速機の平行な軸間に複数のトルク伝達手段を備え、少なくとも一つの変速段のトルク伝達手段を摩擦クラッチとし、その他の変速段のトルク伝達手段を噛合クラッチとし、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記摩擦クラッチを制御する変速制御装置において、上記摩擦クラッチの係合状態を検出する摩擦クラッチ係合検出手段と、上記噛合クラッチの係合状態を検出する噛合クラッチ係合検出手段と、上記歯車式変速機に入力されるエンジントルクに基づいて、上記摩擦クラッチの限界トルクを算出し、上記摩擦クラッチ係合検出手段によって検出されたトルク容量と、算出された上記限界トルクとにより上記摩擦クラッチの係合状態を判定し、上記噛合クラッチ係合検出手段の出力により噛合クラッチの係合状態を判定し、両者の判定結果に基づいて、2つのクラッチの同時係合を判定する同時係合判定手段と、この同時係合判定手段により、2つのクラッチが同時係合であると判定した場合は、少なくとも1つのクラッチを強制的に開放する強制開放手段とを備えるようにしたものである。かかる構成により、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制し得るものとなる。
【0008】
(2)上記(1)において、好ましくは、上記噛合クラッチ係合検出手段は、噛合クラッチのクラッチハブスリーブの移動量を検出するストロークセンサとしたものである。
【0009】
(3)上記(1)において、好ましくは、上記摩擦クラッチ係合検出手段は、摩擦クラッチに作用する油圧を検出する油圧センサとしたものである。
【0010】
(4)上記(1)において、好ましくは、上記摩擦クラッチ係合検出手段は、摩擦クラッチに作用する油圧を検出する油圧スイッチとしたものである。
【0011】
(5)また、上記目的を達成するために、本発明は、歯車式変速機の平行な軸間に複数のトルク伝達手段を備え、少なくとも一つの変速段のトルク伝達手段を摩擦クラッチとし、その他の変速段のトルク伝達手段を噛合クラッチとし、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記摩擦クラッチを制御する変速制御方法であって、上記摩擦クラッチの係合状態を検出し、上記噛合クラッチの係合状態を検出し、上記歯車式変速機に入力されるエンジントルクに基づいて、上記摩擦クラッチの限界トルクを算出し、上記噛合クラッチが係合状態であり、かつ上記摩擦クラッチのトルク容量が上記摩擦クラッチの限界トルクよりもより大きい場合、上記摩擦クラッチおよび上記噛合クラッチの2つのクラッチが同時係合であると判定し、2つのクラッチが同時係合であると判定した場合は、少なくとも1つのクラッチを強制的に開放するようにしたものである。かかる方法により、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制し得るものとなる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、図1〜図9を用いて、本発明の第1の実施形態による自動変速機の制御装置および制御方法について説明する。
最初に、図1を用いて、本実施形態による自動変速機の制御装置を用いた自動変速機制御システムの全体構成について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態による自動変速機の制御装置を用いた自動変速機制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【0013】
エンジン1にて発生したトルクは、発進クラッチ2を介して、変速機13に入力する。変速機13は、複数の歯車列および軸からなる歯車式変速機構5と、噛合クラッチ3と、摩擦クラッチ4と、シフト/セレクトアクチュエータ6と、アシストアクチュエータ7とを備えている。噛合クラッチ3は、歯車式変速機構5の歯車列の動力伝達経路を切り替えるものであり、シフト/セレクトアクチュエータ6によって駆動される。摩擦クラッチ4は、変速中のトルク伝達を可能にするものであり、アシストアクチュエータ7によって駆動される。歯車式変速機構5は、入力軸、カウンタ軸および出力軸(ドリブン軸)と、各軸に装着され所定の常時噛合状態にされた歯車列とからなり、出力軸上の歯車列はそれぞれ出力軸に対して遊転可能に装着されている。歯車式変速機構5は、噛合クラッチ3によって歯車列のうち所定歯車が出力軸と同回転される操作を受ける。これにより、所定の変速比が歯車式変速機構5に設定されることになる。噛合クラッチ3の構成については、図2を用いて後述する。
【0014】
ここで、従来の自動MTでは、変速の際に発進クラッチ2を開放し、エンジン1からの動力伝達を一時的に遮断する。この間に、噛合クラッチ3を油圧あるいは電気的に駆動するシフト/セレクトアクチュエータ6により動作させて、所定の変速段となるよう歯車式変速機構5の歯車列を選択し、その後、発進クラッチ2を再び係合することで変速が完了する。このような変速動作においては、変速中におけるトルク中断が発生し、乗員に違和感を与えることになる。そこで、図1に示す変速機では。発進クラッチ2を係合させた状態で、油圧あるいは電気的に駆動するアシストアクチュエータ7により、摩擦クラッチ4を係合させる。これによって、摩擦クラッチ4により、出力軸へトルク伝達が行われるので、変速中のトルク中断が無く良好な変速特性が実現するものである。
【0015】
制御装置8は、同時係合判定手段11と、強制開放手段12とを備えている。制御装置8には、噛合クラッチ係合検出手段9と、摩擦クラッチ係合検出手段10による検出信号が入力する。制御装置8は、歯車式変速機構5を構成する各軸の回転数Ni,Noおよび動力源であるエンジン1の回転数Ne、またエンジン1から出力されるトルクを制御するスロットル開度TVOなどの信号が入力され、これらの信号に基づいて変速動作を行う基本プログラムと、本実施形態による2つのクラッチの同時係合を検出した際に、少なくともいずれか一方のクラッチを強制的に開放するプログラムをもつマイクロコンピュータである。マイクロコンピュータは、各プログラムに基づいてシフト/セレクトアクチュエータ6およびアシストアクチュエータ7への制御信号を出力し、噛合クラッチ3および摩擦クラッチ4の係合開放を制御する。
【0016】
噛合クラッチ係合検出手段9は、噛合クラッチ3の軸方向の移動量から噛合クラッチ3の係合状態を検出する。一方、摩擦クラッチ係合検出手段10は、摩擦クラッチ4の有するトルク容量などから、摩擦クラッチ4の係合状態を検出する。
【0017】
そして、制御手段8の同時係合判定手段11は、噛合クラッチ係合検出手段9および摩擦クラッチ係合検出手段10の出力信号に基づいて、噛合クラッチ3および摩擦クラッチ4の双方が係合したことを判定する。ここで、同時係合を判定した場合には、強制開放手段12において少なくとも1つのクラッチを強制的に開放するよう、制御装置8からの指令信号がシフト/セレクトアクチュエータ6およびアシストアクチュエータ7に出力される。
【0018】
以上のような構成とすることで、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制することができる。
次に、図2を用いて、本実施形態による自動変速機に用いる噛合クラッチの構成について説明する。
図2は、本発明の第1の実施形態による自動変速機に用いられる噛合クラッチの構成を示す部分断面図である。
【0019】
図1に示した噛合クラッチ3は、クラッチハブスリーブ14に係合したシフティングキー15と、所定の遊びを有する状態でシフティングキー15と共に回転させられるシンクロナイザリング16と、変速ギア対の入力歯車17に設けられたコーン部18とを備えている。クラッチハブスリーブ14の内周面にはスプライン歯19が設けられて入力軸とスプライン嵌合され、入力軸と常に一体的に回転させられるようになっている。クラッチハブスリーブ14が図の右方向へ移動させられると、シフティングキー15を介してシンクロナイザリング16がコーン部18に押圧されてテーパ嵌合させられ、それらの摩擦によって入力歯車17に動力伝達がおこなわれるようになる。クラッチハブスリーブ14が更に右方向に移動させられると、スプライン歯19は、シンクロナイザリング16に設けられたスプライン歯20、更には入力歯車17に設けられたスプライン歯21と噛合わされ、これにより入力軸と入力歯車17とが一体的に連結されて、変速ギア対を介して動力伝達が行われシフト動作を完了する。
【0020】
次に、図3を用いて、本実施形態による自動変速機に用いるシフト/セレクトアクチュエータの構成について説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態による自動変速機に用いるシフト/セレクトアクチュエータの構成を示す構成図である。
【0021】
電動ポンプやアキュムレータで構成される油圧源30は、シフト/セレクトアクチュエータ6を駆動するための油圧を供給する。シフト方向のアクチュエータは、油圧源30に接続されたシフト用ソレノイド22,23の出力ポートに接続されたシリンダ24により構成されている。ソレノイド22,23は、比例電磁式圧力制御弁であり、シリンダ24を互いに反対方向に移動可能であると共に、シリンダ24に連結したストロークセンサ27の検出値を入力としてマイクコンピュータのPWM制御によって、シリンダ24と連結したシフトフォーク29を動作させる作用荷重を可変する。これにより、噛合クラッチ3のスリーブ14を軸方向に移動させることができる。また、シフト用ソレノイド22,23に同じ油圧を発生させれば、シリンダ24の圧力バランスにより噛合クラッチ3を中立状態に保持することができる。さらに、セレクト方向のアクチュエータは、セレクト用ソレノイド26およびソレノイド26の出力ポートに接続されたシリンダ28により構成されている。セレクト用ソレノイド26には、比例電磁式流量制御弁が用いられており、シフトアンドセレクシャフト25を介して、変速段に応じてシフト動作するシフトフォーク29が選択される。
【0022】
ここで、図3に示した油圧システムによって作動する図1の変速機の基本動作を説明する。運転者の操作意志または車両の走行状態から制御手段8のマイクロコンピュータによって変速段が決定されると、セレクト用ソレノイド26によってシフト動作されるシフトフォーク29が選択される。そして、シフト用ソレノイド22,23が動作することによって、シフトフォーク29を介して噛合クラッチ3のクラッチハブスリーブ14を軸方向へ移動させる作用を行い、シフト動作が実行される。
【0023】
次に、図4を用いて、本実施形態による自動変速機の噛合クラッチ係合検出手段の動作について説明する。
図4は、本発明の第1の実施形態による自動変速機の噛合クラッチ係合検出手段の動作説明図であり、図4(A)は前進5速段および後進変速段を有する変速機構のシフト位置を示しており、図4(B)は変速機構のシフト方向の移動量を検出するストロークセンサの特性を示している。
図示するように、1速段(1sT)、3速段(3rd)および5速段(5Th)の位置と、2速段(2sT)、4速段(4Th)および後進段(R)の位置とのストロークは20mmであり、図3に示したストロークセンサ27は、0.9〜4.3Vの電圧を出力する。ストロークとセンサ出力とは線形な関係にあり、ストロークセンサ信号によりシリンダ24の可動部材の移動量を検出する。
ここで、ストロークセンサの信号に予めしきい値を設け、噛合クラッチが係合しているか否かを判定できる。ここでは、1sT,3rd,5Thの変速段への係合しきい値を1.3V(Lv135)に設定し、2nd,4Th,Rの変速段への係合しきい値を4.0V(Lv24R)に設定してある。しきい値の設定は噛合クラッチの各部寸法などによって変化し得る値であるが、クラッチハブスリーブ14のスプライン歯19がシンクロナイザリング16に設けられたスプライン歯20の溝へ進入可能となる領域よりも更に押付けた領域に設定されている。
【0024】
図3および図4にて説明したように、クラッチハブスリーブ14に連結されたシリンダ24の移動量をストロークセンサ27で検出することにより、噛合クラッチの係合状態を判定することが可能となる。すなわち、図3に示したストロークセンサ27が、図1に示した噛合クラッチ係合検出手段9に相当する。また、ストロークセンサ27は、クラッチハブスリーブに隣接させ、直接クラッチハブスリーブの移動量を検出するような構成としてもよいものである。
【0025】
次に、図5を用いて、本実施形態による自動変速機の摩擦クラッチ係合検出手段の動作について説明する。
図5は、本発明の第1の実施形態による自動変速機に用いる摩擦クラッチの構成を示す部分断面図である。
【0026】
図示するように、摩擦クラッチには湿式多板クラッチが用いられている。ソレノイド40は、制御装置8からの指令信号に基づいて油圧を発生する。ソレノイド40には、比例電磁式圧力制御弁が用いられおり、コイルに流れる電流に比例した油圧(アシスト油圧)を発生することができる。このアシスト油圧の発生により、ピストン35はスプリング34に抗して移動し、ドライブ側ドラム38に取り付けられたドライブ側プレート37は、ドリブン側プレート33を接触して動力を伝達する。つまり、ソレノイド40が、図1で述べたアシストアクチュエータ7に相当するものである。また、アシストギア31は、ドリブン側ドラム32と固着され、かつ出力軸36とは空転しており、摩擦クラッチ4の係合によってアシストギア31から出力軸36へトルクが伝達される。ここで、アシスト油圧油圧Pcと、それによって生ずるトルク容量Tcとの間には、以下に示す式(1)の関係が成り立つ。
【0027】
Tc = μ・R・N(A・Pc−F) …(1)
ここで、μ:摩擦係数、R:クラッチ有効半径、N:プレート枚数、A:ピストン受圧面積、F:ピストン反力である。
【0028】
ここで、ソレノイド40から摩擦クラッチ4までの配管には油圧センサ39が備えられており、アシスト油圧が検出され制御装置8へ入力される。よって、制御装置8において、(1)式より摩擦クラッチ4のトルク容量Tcを算出することができるので、これにより摩擦クラッチの係合状態を検出することができる。すなわち、図5に示した油圧センサ39が、図1に示した摩擦クラッチ係合検出手段10に相当する。
【0029】
次に、図6〜図8を用いて、本発明の第1の実施形態による自動変速機の制御方法について説明する。
【0030】
図6は、本発明の第1の実施形態による自動変速機の制御装置による制御方法を示すフローチャートであり、図7は、本発明の第1の実施形態による自動変速機の制御装置による制御時のタイムチャートである。図8のフローチャートに示した処理内容は、図1に示した制御装置8のマイクロコンピュータに組み込まれるプログラムである。
【0031】
図6のステップS1において、同時係合判定手段11は、ソレノイド40によって発生したアシスト油圧Pcを、摩擦クラッチ係合検出手段9である油圧センサ39より読み込む。
【0032】
次に、ステップS2において、同時係合判定手段11は、上述の式(1)により、摩擦クラッチ4のトルク容量Tcを算出する。
【0033】
次に、ステップS3において、同時係合判定手段11は、エンジン回転数Neを読み込み、また、ステップS4において、スロットル開度TVOの値を読み込む。
【0034】
次に、ステップS5において、同時係合判定手段11は、エンジン回転数Ne、スロットル開度TVOを用いて、エンジン1から発生するエンジントルクTeを算出する。このエンジントルクTeが変速機への入力軸トルクとなる。エンジントルクTeは、具体的にはエンジントルクマップと称されるテーブルデータにより求められるが、このテーブルデータは事前にベンチ試験によりその特性データを収集しておく必要がある。
【0035】
次に、ステップs6において、同時係合判定手段11は、2つのクラッチがタイアップして変速機が破損に至るアシスト限界トルク値TcLimを算出する。
【0036】
ここで、図8を用いて、変速機内部におけるトルクの伝達経路について、詳細に説明する。
図8は、本発明の第1の実施形態による自動変速機の歯車式変速機構の構成を示す概要図である。
【0037】
図1に示した歯車式変速機構5は、出力軸61、カウンタ軸62のほかに第3軸63が設けられており、この第3軸63に摩擦クラッチ4が設けられている。ここで、カウンタギア列64の減速比をg0、1速ギア列65の減速比をg1、アシストギア列66の減速比をgaとすると、1速ギア比G1=g0・g1、アシストギア比Ga=g0・gaとなる。ここで、図8はその他変速段のギア列は省略してある。
【0038】
1速定常走行において、噛合クラッチ3を介して出力軸61へ伝達されるトルクはG1・Teとなり、これが出力軸トルクToとなる。ここで、摩擦クラッチ4のトルク容量Tcが上昇すると,摩擦クラッチ4による動力損失によって出力軸トルクToが低下していく。トルクの釣り合いから考えると,トルク容量Tcは、アシストギア列66を介してカウンタ軸62への負荷トルク(1/Ga)・Tcとなる.よって、噛合クラッチ3を介した伝達トルクは、エンジン側からのトルクG1・Teから摩擦クラッチによる負荷トルク(G1/Ga)・Tcを差し引いたトルクが伝達されるため、出力軸トルクToの低下が生じる.ここで,のようなエンジン側からの駆動トルクと,摩擦クラッチ4からの負荷トルク双方の作用により,出力軸トルクToは、以下に示す式(2)となる。
【0039】
To=G1・Te−((G1−Ga)/Ga)・Ta …(2)
限界値は、式(2)におけるToが0以上であることから、これを整理すると、限界値TcLimは、以下の式(3)で与えられる。
【0040】
TcLim=G1・Te(Ga/(G1−Ga)) …(3)
次に、図6のステップS7において、同時係合判定手段11は、トルク容量Tcと限界値TcLimとを比較する。トルク容量Tcが大きい場合には、摩擦クラッチ4が係合状態であると判断し、ステップS8へ進む。また、トルク容量Tcが小さい場合には、処理を終了する。
【0041】
次に、ステップS8において、同時係合判定手段11は、噛合クラッチ係合検出手段9であるストロークセンサ信号SfTPosを読み込み、ステップS9において噛合クラッチの係合状態判定を行う。ストロークセンサ信号SfTPosが予め定められたしきい値Lv24Rより大きいか、またはしきい値Lv135より小さい場合には、噛合クラッチが完全にストロークして係合状態であると判断して、ステップS10に進む。それ以外の場合は処理を終了する。
【0042】
次に、ステップS1〜S9の判定により、摩擦クラッチ4および噛合クラッチ3が同時係合していると判定されると、ステップS10において、強制開放手段12は、摩擦クラッチ4を強制的に開放するようソレノイド40への指令信号を出力するとともに、ステップS11において、噛合クラッチを中立状態へ開放するようシフト用ソレノイド22および23への指令信号を出力する。
【0043】
以上説明した一連の処理内容は、自動変速機が変速中のみならず、所定ギア段への定常走行時においても常に実行されるものである。
【0044】
ここで、図7に示すタイムチャートを用いて、本実施形態による自動変速機の制御方法について説明する。ここでは、1―2変速における制御方法を例にして説明する。
【0045】
図示するように、1速定常走行時に時刻T0において、制御装置8により変速判断が下されると、図7(F)に示すように、制御装置8は、摩擦クラッチ4に作用する油圧の油圧指令値Pcを最大値に設定し、所定時間(Tp)保持する。ここで、所定時間Tpは、摩擦クラッチ4に作用する油圧の応答遅れを補正するためのプリチャージ期間であり、変速機の運転条件によって予め実験により求められた最適値が制御装置8に記憶されている。
【0046】
次に、時刻T1において、制御装置8は、摩擦クラッチ4にて生じたトルク容量と噛合クラッチ3に掛かるトルクが一致する時期を認識すると、図7(C),(D)に示すように、噛合クラッチ3を1速から中立状態へ移行させるべくシフト/セレクトアクチュエータ6への指令信号DuTy指令135およびDuTy指令24Rが所定の値に設定される。ここで、噛合クラッチ3と摩擦クラッチ4とのいわゆるクラッチ架け替えタイミングが最適でない場合には、タイアップやアンダーラップにより変速性能が著しく低下したり、また変速機構の破損を促すことになる。よって、時刻T0から時刻T1までの最適時間を予め実験により求める、あるいは摩擦クラッチ4にて生じるトルク容量を油圧センサを用いて検出あるいは推定し、架け替えタイミングが最適となるよう制御装置8により制御される。そして、噛合クラッチ3が中立状態となると、図7(B)に示すように、摩擦クラッチ4の滑りによって、入力軸回転数Niが低下を始める。
次に、時刻T1以降は、制御装置8は、入力軸回転数Niが目標値(図示していない)と一致するよう、摩擦クラッチ4に作用する油圧をフィードバック制御する。この目標値は変速機の運転状態や変速時間を考慮して予め設定されるものである。また、この間は摩擦クラッチ4を介して出力軸へトルク伝達されるため、従来の自動MTの変速性能とは異なり、変速中のトルク中断が抑制され、スムーズな変速性能を実現することができる。
【0047】
次に、時刻T2において、制御装置8は、図7(B)に示すように、入力軸回転数Niが2速における目標回転数NiRefまで低下したことを検出すると、トルクの伝達経路を摩擦クラッチから噛合クラッチへと切り換える。具体的には、図7(D)に示すように、DuTy指令24Rを徐々に減少させていき、噛合クラッチ3を中立状態から2速へ移行させると共に、摩擦クラッチを開放させるべく、図7(F)に示すように、油圧指令値を減少させる。ここで、図7(G)に示す状態では、時刻T2以降に実線で示すように、図5で説明したソレノイド40が機械的な動作不良により、アシスト油圧が低下せず油圧が保持されたままになっている。
【0048】
ここで、時刻T3において、図7(E)に示すように、同時係合判定手段11は、ストロークセンサ信号SfTPosから噛合クラッチ3が、2速係合状態であることを検出する。また、アシスト油圧Pcから算出したクラッチ容量Tcが、アシスト限界トルクTcLimを超過しており、摩擦クラッチ4が係合状態であることが検出される。したがって、同時係合判定手段11は、クラッチの同時係合と判定し、この判定に基づいて、強制開放手段12は、双方のクラッチを開放すべく、図7(D)に示すように、DuTy指令24Rを再び上昇させ、噛合式クラッチを中立状態へ再び移行させる。
【0049】
このように、何らかの要因によって噛合クラッチ3と摩擦クラッチ4との同時係合が発生した場合でも、油圧センサおよびストロークセンサを用いて、それぞれのクラッチの係合状態を検出し、クラッチの同時係合を判定した場合には、図6にて説明した制御装置8における一連の処理により、双方のクラッチを開放するよう、シフト/セレクトアクチュエータ6およびアシストアクチュエータ7に指令信号を出力する。このような一連の処理内容とすることで、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して変速機の耐久性低下を抑制することができる。
【0050】
次に、図9および図10を用いて、本実施形態による自動変速機の摩擦クラッチ係合検出手段の他の例について説明する。
【0051】
図9は、本発明の第1の実施形態による摩擦クラッチ係合検出手段の他の例の動作説明図であり、図10は、本発明の第1の実施形態による摩擦クラッチ係合検出手段の他の例である油圧スイッチの特性を示す特性図である。
【0052】
図9において、油圧シリンダ41に作動油が充満し圧力が上昇すると、その圧力によってピストン42が図9の矢印方向に移動する。ピストン42の動作にしたがい、摩擦クラッチ4が押し付けられていくことになるが、摩擦クラッチ4の係合状態を検出するため、油圧シリンダ41に油圧スイッチ43を配置する。油圧スイッチ43が、図1に示した摩擦クラッチ係合検出手段10に相当する。
【0053】
油圧スイッチ43は通常はオン状態となっており、油圧シリンダ41の油圧が所定の値よりも大きくなると、オフ状態となる。このような構成とすることで、図10の直線44に示すように、摩擦クラッチ4の油圧が所定値を超過するまでは、制御装置8への入力信号45は、図10に示すように、Lowレベルとなり、摩擦クラッチ4の油圧が所定値を超過すると入力信号45はHighレベルとなる。この油圧スイッチ43を用いることで、摩擦クラッチ4の係合状態の検出が可能となる。
【0054】
以上説明したように、本実施形態によると、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を検出すると、いずれか一方を強制開放して、同時係合を防止して、変速機の耐久性低下を抑制することができる。
【0055】
次に、図11を用いて、本発明の第2の実施形態による自動変速機の制御装置について説明する。
図11は、本発明の第2の実施形態による自動変速機の制御装置の油圧回路図である。
【0056】
図示のように、シリンダ24はシフト用ソレノイド22および23の出力ポートに接続されている。シフト用ソレノイド22および23にて発生した油圧によって、シリンダ24に内蔵されたピストンを移動させる。シフトバルブ51は、シリンダ24に内蔵されたピストンと連結しており、ピストンのストロークに連動して、図示のように矢印の方向へ移動可能な稼動部材が備え付けられている。シフトバルブ51は、油圧源30と接続されており、シリンダ24が中立の場合には元圧が遮断されるが、噛合クラッチを係合させるべくピストンが移動すると、油圧源30からの元圧はシフトバルブ51を経て配管52へ出力される。すなわち、シフトバルブ51が噛合クラッチ係合検出手段9の動作に相当するものである。
【0057】
次に、配管52はタイアップバルブ53に接続されている。タイアップバルブ53は、図示のようにスプール弁とリターンスプリングで構成されている。タイアップバルブ53には、シフトバルブ51からの油圧およびアシストクラッチ駆動用のソレノイド40のアシスト油圧が入力されている。アシスト油圧は、配管56の内部の油圧であり、摩擦クラッチが係合されている場合には、配管56に油圧が発生しており、摩擦クラッチが係合されていることを判定することができる。すなわち、配管56が摩擦クラッチ係合検出手段10に相当する。
【0058】
すなわち、配管52と配管56に2つの油圧が生じているときには、配管54に油圧が発生する。配管54に油圧が発生する条件は、タイアップバルブ53の配管径やリターンスプリングのばね定数等により定義されるものである。すなわち、タイアップバルブ53が、同時係合判定手段11の動作に相当するものである。
【0059】
さらに、配管54はドレインバルブ55に接続されている。ドレインバルブ55は、図示のようにスプール弁とリターンスプリングで構成されている。ドレインバルブ55は、タイアップバルブ53からの出力圧が生じていない場合には、ソレノイド40のアシスト油圧がタイアップバルブを介して、摩擦クラッチ4へ直接作用し、クラッチの係合/開放を行う。しかし、配管54にタイアップバルブ53の出力圧が生じると、ドレインバルブ55のスプール弁がストロークして、ソレノイド40のアシスト油圧がドレインする構造になっている。すなわち、ドレインバルブ55が強制開放手段12の動作に相当するものである。
【0060】
以上述べたように、本実施形態では、シフトバルブ51にて噛合クラッチの係合状態を検出し、タイアップバルブ53にてソレノイド40の作動圧とが同時発生していることにより、噛合クラッチと摩擦クラッチとの同時係合と判定する。そして、ドレインバルブ53にて摩擦クラッチへ作用する油圧をドレインさせることで、摩擦クラッチを強制的に開放することができる。このような油圧回路構成とすることにより、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止すべく、機械的に動作するので、変速機破損を防止することが可能となる。
なお、以上説明した各実施形態において、自動変速機は、複数の前進変速段を予め定められた変速マップに従って自動的に切り換えるものでも良いし、運転者の変速意志をスイッチ等で検出し、その変速意志に従って変速段を切り換えるものでもよいものである。
また、エンジン等の車両駆動力源としては、ガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジン、天然ガスエンジンまたはモータなどでもよいものである。
さらに、車両駆動力源と変速機との間には、例えば摩擦クラッチや電磁クラッチ等の自動クラッチ(発進クラッチ)が配設されるが、トルクコンバータ等の流体継手などが設けられてもよいものである。
また、アクチュエータとしては、エアシリンダや油圧シリンダ等の流体圧式アクチュエータが好適に用いられるが、電動モータ等の電気式アクチュエータ等が用いられてもよく、変速機構の構成などに応じて適宜定められるものである。
【0061】
【発明の効果】
本発明によれば、噛合クラッチと摩擦クラッチの同時係合を防止して変速機の耐久性低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態による自動変速機の制御装置を用いた自動変速機制御システムの全体構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1の実施形態による自動変速機に用いられる噛合クラッチの構成を示す部分断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態による自動変速機に用いるシフト/セレクトアクチュエータの構成を示す構成図である。
【図4】本発明の第1の実施形態による自動変速機の噛合クラッチ係合検出手段の動作説明図である。
【図5】本発明の第1の実施形態による自動変速機に用いる摩擦クラッチの構成を示す部分断面図である。
【図6】本発明の第1の実施形態による自動変速機の制御装置による制御方法を示すフローチャートである。
【図7】本発明の第1の実施形態による自動変速機の制御装置による制御時のタイムチャートである。
【図8】本発明の第1の実施形態による自動変速機の歯車式変速機構の構成を示す概要図である。
【図9】本発明の第1の実施形態による摩擦クラッチ係合検出手段の他の例の動作説明図である。
【図10】本発明の第1の実施形態による摩擦クラッチ係合検出手段の他の例である油圧スイッチの特性を示す特性図である。
【図11】本発明の第2の実施形態による自動変速機の制御装置の油圧回路図である。
【符号の説明】
1…エンジン
2…発進クラッチ
3…噛合クラッチ
4…摩擦クラッチ
5…歯車式変速機構
6…シフト/セレクトアクチュエータ
7…アシストアクチュエータ
8…制御装置
9…噛合クラッチ係合検出手段
10…摩擦クラッチ係合検出手段
11…同時係合判定手段
12…強制開放手段
13…変速機
Claims (5)
- 歯車式変速機の平行な軸間に複数のトルク伝達手段を備え、少なくとも一つの変速段のトルク伝達手段を摩擦クラッチとし、その他の変速段のトルク伝達手段を噛合クラッチとし、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記摩擦クラッチを制御する変速制御装置において、
上記摩擦クラッチの係合状態を検出する摩擦クラッチ係合検出手段と、
上記噛合クラッチの係合状態を検出する噛合クラッチ係合検出手段と、
上記歯車式変速機に入力されるエンジントルクに基づいて、上記摩擦クラッチの限界トルクを算出し、上記摩擦クラッチ係合検出手段によって検出されたトルク容量と、算出された上記限界トルクとにより上記摩擦クラッチの係合状態を判定し、上記噛合クラッチ係合検出手段の出力により噛合クラッチの係合状態を判定し、両者の判定結果に基づいて、2つのクラッチの同時係合を判定する同時係合判定手段と、
この同時係合判定手段により、2つのクラッチが同時係合であると判定した場合は、少なくとも1つのクラッチを強制的に開放する強制開放手段とを備えたことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1記載の自動変速機の制御装置において、
上記噛合クラッチ係合検出手段は、噛合クラッチのクラッチハブスリーブの移動量を検出するストロークセンサであることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1記載の自動変速機の制御装置において、
上記摩擦クラッチ係合検出手段は、摩擦クラッチに作用する油圧を検出する油圧センサであることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1記載の自動変速機の制御装置において、
上記摩擦クラッチ係合検出手段は、摩擦クラッチに作用する油圧を検出する油圧スイッチであることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 歯車式変速機の平行な軸間に複数のトルク伝達手段を備え、少なくとも一つの変速段のトルク伝達手段を摩擦クラッチとし、その他の変速段のトルク伝達手段を噛合クラッチとし、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に上記摩擦クラッチを制御する変速制御方法であって、
上記摩擦クラッチの係合状態を検出し、
上記噛合クラッチの係合状態を検出し、
上記歯車式変速機に入力されるエンジントルクに基づいて、上記摩擦クラッチの限界トルクを算出し、
上記噛合クラッチが係合状態であり、かつ上記摩擦クラッチのトルク容量が上記摩擦クラッチの限界トルクよりもより大きい場合、上記摩擦クラッチおよび上記噛合クラッチの2つのクラッチが同時係合であると判定し、
2つのクラッチが同時係合であると判定した場合は、少なくとも1つのクラッチを強制的に開放することを特徴とする自動変速機の制御方法。
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