JP5930117B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
このとき、このドグクラッチを再度締結させようとすると、ドググラッチに無理なトルクが作用してしまい、ドグクラッチの耐久性が低下する懸念があった。
そして、前記変速コントローラは、第1の変速要求による前記係合クラッチを開放させる変速制御の途中、前記係合クラッチの開放開始を判断した後に、前記係合クラッチを締結させる第2の変速要求があったときには、前記第1の変速要求による変速制御を継続する。
すなわち、係合クラッチの開放開始が判断された後であれば、第2の変速要求は無視され、係合クラッチを開放させる第1の変速要求を継続する。このため、開放開始が判断された係合クラッチを再締結することがなく、この係合クラッチに無理なトルク作用することを防止できる。
この結果、係合クラッチを開放させる変速制御中に係合クラッチを締結させる新たな変速要求があっても、係合クラッチの耐久性の低下を防止することができる。
まず、構成を説明する。
実施例1における電気自動車(車両の一例)に搭載された自動変速機の制御装置の構成を、「全体システム構成」、「変速制御系の詳細構成」、「変速制御処理構成」に分けて説明する。
図1は、実施例1の制御装置が適用された電気自動車の駆動系構成と制御系構成を示す。以下、図1に基づき、全体システム構成を説明する。
また、係合クラッチ83が開放で摩擦クラッチ93が摩擦締結のハイギア段が選択されている状態でローギア段へダウン変速する際、係合クラッチ83の係合締結と摩擦クラッチ93の開放による架け替え制御を遂行する。すなわち、アップ変速では、噛合いクラッチである係合クラッチ83が開放要素になり、ダウン変速では、噛合いクラッチである係合クラッチ83が締結要素になる。
図2は、実施例1の変速制御系の詳細構成を示す。以下、図2に基づき、変速制御系の詳細構成を説明する。
この係合クラッチ83の係合締結と開放は、カップリングスリーブ86の位置によって決まる。そこで、変速コントローラ21は、スリーブ位置センサ27の値を読み込み、スリーブ位置が締結位置又は開放位置になるように第1電動アクチュエータ41に電流を与える第1位置サーボコントローラ51(例えば、PID制御による位置サーボ系)を備えている。
そして、カップリングスリーブ86が、クラッチギア84及びクラッチハブ85の外周クラッチ歯の双方に噛合した図1に示す噛み合い位置(締結位置)にあるとき、ギア81を変速機出力軸7に駆動連結する。一方、カップリングスリーブ86が、図1に示す位置から軸線方向へ変位することでクラッチギア84及びクラッチハブ85の外周クラッチ歯の一方と非噛み合い位置(開放位置)にあるとき、ギア81を変速機出力軸7から切り離す。
前記カップリングスリーブ86は、クラッチハブ85(図1参照)の外周に形成されたスプライン部(図示省略)に噛み合った状態を維持しながら、図3Aにおいて左右方向である軸方向に移動可能に支持されている。そして、カップリングスリーブ86の軸方向の移動は、第1電動アクチュエータ41(図2参照)の駆動により成される。
前記係合クラッチ83では、開放状態から係合締結する場合、カップリングスリーブ86によって、シンクロナイザリング87をクラッチギア84に近接するように軸方向に押圧する。これにより、シンクロナイザリング87とコーン部84bとの間に摩擦力が生じ、この摩擦力によりカップリングスリーブ86とクラッチギア84とが同期回転して締結される。
この摩擦クラッチ93の伝達トルク容量は、スライダ96の位置によって決まり、また、スライダ96はネジ機構となっており、第2電動アクチュエータ42の入力が0(ゼロ)のとき、位置を保持する機構となっている。変速コントローラ21は、スライダ位置センサ26の値を読み込み、所望の伝達トルク容量が得られるスライダ位置になるように第2電動アクチュエータ42に電流を与える第2位置サーボコントローラ52(例えば、PID制御による位置サーボ系)を備えている。
そして、摩擦クラッチ93は、変速機入力軸6と一体に回転し、摩擦締結するときギア91を変速機入力軸6に駆動連結し、開放するとき、ギア91と変速機入力軸6の駆動連結を切り離す。
図4は、実施例1の変速コントローラにて実行される変速制御処理の流れを示す。以下、図4に基づき、変速制御処理構成をあらわす各ステップについて説明する。
ここで、アップ変速要求は、変速コントローラ21において用いる変速マップ(図5)において、車速VSPと要求モータトルクで決まる運転点が、例えば車速VSPが上昇すること等によりアップ変速線を横切ったときに発生する。
なお、車速VSPは車速センサ22により検出する。また、要求モータトルクは、アクセル開度センサ23により検出されたアクセル開度APO又はブレーキストロークセンサ24により検出されたブレーキストローク量BSTに基づいて算出する。
このアップ変速制御により、係合クラッチ83を締結→開放とし、摩擦クラッチ93を開放→締結へとする架け替え制御が開始される。
ここで、ダウン変速要求は、変速コントローラ21において用いる変速マップ(図5)において、車速VSPと要求モータトルクで決まる運転点が、例えばドライバーのアクセル踏み込み等によりダウン変速線を横切ったときに発生する。
ここで、「カップリングスリーブのストローク駆動」とは、カップリングスリーブ86が第1電動アクチュエータ41により開放位置に向かって押圧され、スリーブ位置が変動することをいう。つまり、カップリングスリーブ86の位置が、係合クラッチ83の締結位置から開放位置に向かって移動していれば、ストローク駆動を開始したと判断する。
なお、アップ変速制御が終了した時点で、変速マップ上の運転点の位置等からダウン変速要求の発生が判断できれば、直ちにダウン変速制御が実行される。
実施例1の自動変速機の制御装置における作用を、「通常の変速制御作用」、「アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるアップ変速継続作用」、「アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるダウン変速実行作用」に分けて説明する。
変速コントローラ21は、車速センサ22からの車速と、アクセル開度センサ23からのアクセル開度APOと、ブレーキストロークセンサ24からのブレーキストローク量BSTと、を入力する。そして、これら入力情報と、図5に例示する変速マップに基づいて、以下に述べるように、自動変速機3の変速制御を行う。
そして、目標変速段の切り替えによりアップ変速要求又はダウン変速要求が出力され、変速要求に基づく変速制御(アップ変速制御又はダウン変速制御)が実行される。
図6は、実施例1の制御装置において、1→2変速制御中に2→1変速要求があっても1→2変速を継続した際の自動変速機出力回転数・自動変速機出力トルク・モータ回転数・モータトルク・係合クラッチ伝達トルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチスリーブ位置・摩擦クラッチスライダ位置の各特性を示すタイムチャートである。以下、図6に基づいて、アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるアップ変速継続作用を説明する。
これにより、図4に示すフローチャートにおいてステップS1→ステップS2へと進み、アップ変速制御の実行が開始され、まず、締結側要素である摩擦クラッチ93のスライダ96が第2電動アクチュエータ42によって駆動されて、スライダ96のがた詰が行われる。つまり、スライダ96は、開放位置から次第に締結位置へと移動する。
このため、図4のフローチャートにおいて、ステップS3→ステップS4→ステップS5へと進み、アップ変速制御が継続される。
そのため、アップ変速制御の途中で、開放開始を判断された状態から係合クラッチ83が締結状態になることが防止され、カップリングスリーブ86やシンクロナイザリング87に対して無理なトルクが作用することを防止できる。これにより、係合クラッチ83の摩耗を低減して、耐久性が損なわれることを防止できる。
図7は、実施例1の制御装置において、1→2変速制御中に2→1変速要求があったことで2→1変速を実行した際の自動変速機出力回転数・自動変速機出力トルク・モータ回転数・モータトルク・係合クラッチ伝達トルク・摩擦クラッチ伝達トルク・係合クラッチスリーブ位置・摩擦クラッチスライダ位置の各特性を示すタイムチャートである。以下、図7に基づいて、アップ変速中のダウン変速要求発生時におけるダウン変速実行作用を説明する。
これにより、図4に示すフローチャートにおいてステップS1→ステップS2へと進み、アップ変速制御の実行が開始され、まず、締結側要素である摩擦クラッチ93のスライダ96が第2電動アクチュエータ42によって駆動されて、スライダ96のがた詰が行われる。つまり、スライダ96は、開放位置から次第に締結位置へと移動する。
これにより、ダウン変速要求の出力直後に、係合クラッチ83を締結させる締結指令が出力されたときには、係合クラッチ83のカップリングスリーブ86は移動することなく、締結位置に留まり、完全締結状態を維持する。
そのため、アップ変速制御の途中であっても、直ちにダウン変速要求に応えることができ、新たに生じた変速要求を満たすことができる。また、係合クラッチ83の開放動作は行われず、係合締結状態が維持される。これにより、係合クラッチ83に無理なトルクが作用することが防止でき、係合クラッチ83の摩耗を低減して、耐久性が損なわれることを防止できる。
実施例1の自動変速機の制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
前記変速コントローラ21は、第1の変速要求(アップ変速要求)による前記係合クラッチ83を開放させる変速制御(アップ変速制御)の途中、前記係合クラッチ83の開放開始を判断した後に、前記係合クラッチ83を締結させる第2の変速要求(ダウン変速要求)があったときには、
前記第1の変速要求(アップ変速要求)による変速制御(アップ変速制御)を継続する構成とした。
これにより、係合クラッチ83を開放させる変速制御(アップ変速制御)中に新たな変速要求(ダウン変速要求)があっても、係合クラッチ83の耐久性の低下を防止することができる。
前記変速コントローラ21は、前記係合クラッチ83の開放開始を、前記係合クラッチ用アクチュエータ(カップリングスリーブ86)が開放側にストロークしたときに判断する構成とした。
これにより、(1)の効果に加え、係合クラッチ83の摩耗発生の可能性が生じる限界まで、第2の変速要求(ダウン変速要求)に応えることができる。
実施例2は、係合クラッチの開放開始の判断を、実施例1とは異なる構成とした例である。
ここで、「開放指令」は、変速コントローラ21から第1位置サーボコントローラ51を介して第1電動アクチュエータ41へと出力される指令であり、この開放指令によって第1電動アクチュエータ41はカップリングスリーブ86をストローク駆動させる。
すなわち、実施例1のように、係合クラッチ83が実際に開放動作を行ったことを検出してからダウン変速要求に応えるか否かを判断すると、その判断の間に係合クラッチ83の開放制御が進行してしまうおそれがあり、適切な判断がなされないことが考えられる。
これに対し、開放指令が出力された段階で、係合クラッチ83の開放開始を判断すれば、係合クラッチ83の開放動作前にダウン変速要求に応えるか否かを判断することができ、適切な判断を行うことができる。しかも、カップリングスリーブ86の位置を検出するスリーブ位置センサ27の検出精度に拘らず、開放動作前にダウン変速要求に応えるか否かを判断することができる。
実施例2の自動変速機の制御装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
これにより、(1)の効果に加え、係合クラッチ83のストローク駆動を検出してから変速制御継続可否を判断する際に生じる判断のタイムラグ影響を防止することができる。
実施例3は、ダウン変速要求があってもアップ変速制御を継続した際の摩擦クラッチ伝達トルクを、実施例1とは異なる構成とした例である。
これに対し、実施例3では、図9に示すように、摩擦クラッチ93のスライダ96は、摩擦クラッチ93がスリップ締結状態を維持する位置で停止せず、完全締結状態になる位置まで移動し続ける。つまり、摩擦クラッチ伝達トルクは時刻t35以降も増加を続け、変速途中でダウン変速要求が出力されていない場合よりも大きくなる。
そして、時刻t36において、摩擦クラッチ93が完全締結したら、摩擦クラッチ伝達トルクとモータトルクが一致してアップ変速制御が終了し、ハイギア段が選択された状態になる。
実施例3の自動変速機の制御装置にあっては、下記に挙げる効果を得ることができる。
前記変速コントローラ21は、前記第2の変速要求(ダウン変速要求)があっても前記第1の変速要求(アップ変速要求)による変速制御(アップ変速制御)を継続した場合の前記摩擦クラッチ93の伝達トルクを、前記第2の変速要求(ダウン変速要求)がなかったときの前記第1の変速要求(アップ変速要求)による変速制御(アップ変速制御)中の前記摩擦クラッチ93の伝達トルクよりも大きくする構成とした。
これにより、(1)〜(3)のいずれかの効果に加え、アップ変速制御を短時間で終了させることができ、アップ変速制御終了後の自動変速機3の動作制御を有利にすることができる。
Claims (3)
- 車両の駆動系に設けられ、変速要素として係合クラッチを有する自動変速機と、該自動変速機の変速制御を行う変速コントローラと、を備えた自動変速機の制御装置において、
前記係合クラッチは、係合クラッチ用アクチュエータをストロークさせることによって締結/開放が制御され、
前記変速コントローラは、第1の変速要求による前記係合クラッチを開放させる変速制御の途中、前記係合クラッチの開放開始を判断した後に、前記係合クラッチを締結させる第2の変速要求があったときには、前記第1の変速要求による変速制御を継続し、
第1の変速要求による前記係合クラッチを開放させる変速制御の途中、前記係合クラッチの開放開始を判断する前に、前記係合クラッチを締結させる第2の変速要求があったときには、前記第2の変速要求による変速制御を実行すると共に、
前記係合クラッチの開放開始を、前記係合クラッチ用アクチュエータが開放側にストロークしたときに判断する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 車両の駆動系に設けられ、変速要素として係合クラッチを有する自動変速機と、該自動変速機の変速制御を行う変速コントローラと、を備えた自動変速機の制御装置において、
前記変速コントローラは、第1の変速要求による前記係合クラッチを開放させる変速制御の途中、前記係合クラッチの開放開始を判断した後に、前記係合クラッチを締結させる第2の変速要求があったときには、前記第1の変速要求による変速制御を継続し、
第1の変速要求による前記係合クラッチを開放させる変速制御の途中、前記係合クラッチの開放開始を判断する前に、前記係合クラッチを締結させる第2の変速要求があったときには、前記第2の変速要求による変速制御を実行すると共に、
前記係合クラッチの開放開始を、前記係合クラッチへの開放指令が出力されたときに判断する
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1又は請求項2に記載された自動変速機の制御装置において、
前記自動変速機は、前記係合クラッチと、前記係合クラッチと架け替え変速される摩擦クラッチとを有し、
前記変速コントローラは、前記第2の変速要求があっても前記第1の変速要求による変速制御を継続した場合の前記摩擦クラッチの伝達トルクを、前記第2の変速要求がなかったときの前記第1の変速要求による変速制御中の前記摩擦クラッチの伝達トルクよりも大きくする
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
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