JP6330194B2 - Control device for automatic transmission - Google Patents
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Description
本発明は、トルク伝達が途切れることなく変速可能な自動変速機の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an automatic transmission capable of shifting without interruption of torque transmission.
特許文献1には、平行2軸型常時噛み合い変速機において、トルク伝達が途切れることなく変速可能(以下、シームレスシフトと記載する。)な自動変速機が開示されている。例えば1速で走行中に2速へのアップシフトを行うにあたり、2速ギヤと噛み合う2速用クラッチリングを噛み合わせると、1速ギヤにコースティングトルクが作用する。このコースティングトルクを利用して1速用クラッチリングに噛合い解除方向への軸力を発生させ、2速へのシームレスシフトを達成する。 Patent Document 1 discloses an automatic transmission that is capable of shifting without interruption of torque transmission (hereinafter referred to as a seamless shift) in a parallel two-shaft type continuously meshing transmission. For example, when performing an upshift to the second speed during traveling at the first speed, if a second-speed clutch ring that meshes with the second-speed gear is engaged, a coasting torque acts on the first-speed gear. The coasting torque is used to generate an axial force in the meshing release direction in the first-speed clutch ring to achieve a seamless shift to the second speed.
しかしながら、例えば2速用クラッチリングを2速ギヤに噛み合わせる際、2速ギヤは1速ギヤよりも低回転であり、2速用クラッチリングは1速ギヤと同回転であるため、相対回転を持った状態で2速用クラッチリングを噛み合わせる必要があり、噛合いに伴う打撃音が大きく運転者に違和感を与えるという問題があった。
本発明の目的は、打撃音を抑制しつつシームレスシフトが可能な自動変速機の制御装置を提供することにある。
However, for example, when the 2nd speed clutch ring is engaged with the 2nd speed gear, the 2nd speed gear has a lower rotation than the 1st speed gear, and the 2nd speed clutch ring has the same rotation as the 1st speed gear. There is a problem that it is necessary to mesh the second-speed clutch ring while holding it, and the hitting sound associated with the meshing is large, which makes the driver feel uncomfortable.
An object of the present invention is to provide a control device for an automatic transmission that can perform a seamless shift while suppressing an impact sound.
上記目的を達成するため、本発明の自動変速機の制御装置では、第1シャフトに固定または相対回転可能に支持された第1低速ギヤ及び第1高速ギヤと、第2シャフトに固定または相対回転可能に支持され前記第1低速ギヤと常時噛み合う第2低速ギヤ及び第1高速ギヤと常時噛み合う第2高速ギヤと、軸方向噛合い側への移動により、前記第1低速ギヤもしくは第2低速ギヤのいずれかである低速側相対回転体のドグと噛合う低速クラッチリングドグを有し、前記低速側相対回転体のドグから前記低速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する低速側ガイド部を有する低速クラッチリングと、軸方向噛合い側への移動により、前記第1高速ギヤもしくは第2高速ギヤのいずれかである高速側相対回転体のドグと噛合う高速クラッチリングドグを有し、前記高速側相対回転体のドグから前記高速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する高速側ガイド部を有する高速クラッチリングと、軸方向噛合い側への移動により前記低速クラッチリング及び前記高速クラッチリングを軸方向噛合い方向に移動可能であって軸方向噛合い解除側への移動を許容するシフトアクチュエータと、前記低速クラッチリングドグと前記低速側相対回転体のドグとが噛み合った状態で、高速クラッチリングを軸方向噛合い側に移動させるときの前記シフトアクチュエータの軸方向移動速度を、前記高速側相対回転体の前記高速クラッチリングとの相対回転数が大きいほど速くするシフトアクチュエータ制御手段と、を備え、前記シフトアクチュエータ制御手段は、予め設定された0より大きな目標相対回転数を有し、前記高速クラッチリングドグと前記高速側相対回転体のドグとが軸方向位置において重なり始める軸方向初期位置での前記高速側相対回転体と前記高速クラッチリングとの相対回転数と、前記目標相対回転数とが一致するように前記軸方向移動速度を演算する。 In order to achieve the above object, in the automatic transmission control device of the present invention, the first low-speed gear and the first high-speed gear supported on the first shaft so as to be fixed or relatively rotatable, and the second shaft fixed or relative rotation. A second low-speed gear that is movably supported and always meshes with the first low-speed gear, a second high-speed gear that always meshes with the first high-speed gear, and the first low-speed gear or the second low-speed gear by movement toward the axial meshing side. A low-speed clutch ring dog that meshes with the dog of the low-speed relative rotating body, and when the torque acts on the low-speed clutch ring dog from the dog of the low-speed relative rotating body, it moves to the axial engagement release side slow and slow clutch ring having a side guide portion, the axial movement of the meshing side, the dog of the high-speed relative rotation body is either the first high-speed gear or the second high-speed gear to A high-speed clutch ring having a high-speed clutch ring dog that has a high-speed side guide portion that moves to an axial engagement release side when torque is applied to the high-speed clutch ring dog from the dog of the high-speed side relative rotating body; A shift actuator capable of moving the low-speed clutch ring and the high-speed clutch ring in the axial meshing direction by movement to the direction meshing side and allowing movement to the axial meshing release side; and the low-speed clutch ring dog And the dog of the low-speed relative rotating body mesh with each other, the axial movement speed of the shift actuator when the high-speed clutch ring is moved to the axial meshing side is defined as the high-speed clutch of the high-speed relative rotating body. e Bei shift actuator control unit to increase the larger the rotational speed of relative rotation between the ring and the Shifutoakuchu The data control means has a preset target relative rotational speed greater than 0, and the high-speed clutch ring dog and the dog of the high-speed relative rotating body start to overlap at the axial position at the axial initial position. The axial movement speed is calculated so that the relative rotational speed between the high-speed relative rotating body and the high-speed clutch ring matches the target relative rotational speed.
低速ギヤが選択された状態では、第1シャフトと第1低速ギヤは自動変速機入力回転数で一体に回転し、第2シャフトと第2低速ギヤは低速ギヤのギヤ比に応じた所定回転数で一体に回転する。また、低速クラッチリングドグ及び高速クラッチリングドグは、第1シャフト又は第2シャフトと一体に回転する。このとき、高速側相対回転体は高速ギヤのギヤ比に応じて高速クラッチリングドグよりも低い回転数で回転している。この状態で、高速クラッチリングを軸方向噛合い側に移動させると、高速クラッチリングは高速側ガイド部により回転を伴いながら軸方向に移動し、高速クラッチリングの回転数は低下する。。そして、シフトアクチュエータの軸方向移動速度は、予め設定された0より大きな目標相対回転数を有し、高速クラッチリングドグと高速側相対回転体のドグとが軸方向位置において重なり始める軸方向初期位置での高速側相対回転体と高速クラッチリングとの相対回転数と、前記目標相対回転数とが一致するように演算される。よって、高速側相対回転体の相対回転数が大きいほどシフトアクチュエータの軸方向移動速度を速くするとともに、高速クラッチリングドグと高速側相対回転体のドグとが軸方向位置において重なり始める軸方向初期位置での高速側相対回転体と高速クラッチリングとの相対回転数と、前記目標相対回転数とが一致するように演算された軸方向移動速度で移動することで、高速側相対回転体の回転数と高速クラッチリングの回転数との相対回転数を小さくすることができ、高速クラッチリングドグと高速側相対回転体のドグとが噛み合う際の打撃音等を抑制できる。
When the low-speed gear is selected, the first shaft and the first low-speed gear rotate together at the automatic transmission input rotation speed, and the second shaft and the second low-speed gear rotate at a predetermined rotation speed according to the gear ratio of the low-speed gear. Rotate together. The low speed clutch ring dog and the high speed clutch ring dog rotate together with the first shaft or the second shaft. At this time, the high-speed relative rotating body rotates at a lower rotational speed than the high-speed clutch ring dog according to the gear ratio of the high-speed gear. When the high speed clutch ring is moved to the axial meshing side in this state, the high speed clutch ring is moved in the axial direction while being rotated by the high speed side guide portion, and the rotational speed of the high speed clutch ring is reduced. . The axial movement speed of the shift actuator has a preset target relative rotational speed greater than 0, and the axial initial position at which the high-speed clutch ring dog and the dog of the high-speed relative rotating body start to overlap at the axial position. The relative rotational speed of the high-speed side relative rotating body and the high-speed clutch ring in FIG. 6 is calculated so as to match the target relative rotational speed. Accordingly, the higher the relative rotational speed of the high-speed relative rotating body, the faster the axial movement speed of the shift actuator and the initial axial position at which the high-speed clutch ring dog and the dog of the high-speed relative rotating body begin to overlap at the axial position. The rotational speed of the high-speed side relative rotator is moved by moving at the axial movement speed calculated so that the relative rotational speed of the high-speed side relative rotator and the high-speed clutch ring matches the target relative rotational speed. And the rotation speed of the high-speed clutch ring can be reduced, and the impact sound and the like when the high-speed clutch ring dog and the dog of the high-speed side relative rotation body are engaged with each other can be suppressed.
〔実施例1〕
図1は実施例1の自動変速機を表す概略システム図である。エンジン1のエンジン出力軸1aには、クラッチ2を介して自動変速機3が接続されている。自動変速機3は、クラッチ2の自動変速機側に接続された第1シャフト301と、第1シャフト301と平行に配置された第2シャフト302とを有する。第1シャフト301上には、第1シャフト301に対して相対回転可能に支持された1速ドライブギヤ311(第1低速ギヤに相当)と、2速ドライブギヤ321(第1高速ギヤに相当)と、3速ドライブギヤ331と、4速ドライブギヤ341と、を有する。第2シャフト302上には、第2シャフト302に固定され、第2シャフト302と一体に回転する1速ドリブンギヤ312(第2低速ギヤに相当)と、2速ドリブンギヤ322(第2高速ギヤに相当)と、3速ドリブンギヤ332と、4速ドリブンギヤ342と、を有する。各ドリブンギヤは、各ドライブギヤと常時噛み合っている。
[Example 1]
FIG. 1 is a schematic system diagram showing an automatic transmission according to a first embodiment. An automatic transmission 3 is connected to the
変速機コントローラ3aは、図外の各種センサやシフト信号に基づいて所望の変速段を決定し、シフトアクチュエータ30にシフトアクチュエータ駆動信号を出力する。シフトアクチュエータ30は、第1シフトフォーク31及び第2シフトフォーク32を軸方向に移動可能に構成されている。このシフトアクチュエータ30は、外周に各シフトフォークと係合する溝を有するシフトドラムをモータで位置制御する。第1シフトフォーク31及び第2シフトフォーク32には、軸方向の所定位置に付勢可能な位置決め機構31b及び32bを有する。この位置決め機構31b及び32bは、各シフトフォークがシフトアクチュエータ30により位置決めされた後、後述するトルク作用方向に伴うドグの噛合い位置の変化に応じて軸方向への若干の移動を許容すると共に、複数の位置において各シフトフォークに所定の軸方向位置の保持力を付与する。詳細については後述する。
The
1速ドライブギヤ311と3速ドライブギヤ331とは隣接して配置されている。2速ドライブギヤ321と4速ドライブギヤ341とは隣接して配置されている。第1ドライブギヤ311の第3ドライブギヤ331と対向する側面には、軸方向に延在された第1ドグ311aを有する。同様に、第3ドライブギヤ331の第1ドライブギヤ311と対向する側面には第3ドグ331aを有する。第2ドライブギヤ321の第4ドライブギヤ341と対向する側面には、軸方向に延在された第2ドグ321aを有する。同様に、第4ドライブギヤ341の第2ドライブギヤ321と対向する側面には第4ドグ341aを有する。
The first
1速ドライブギヤ311と3速ドライブギヤ331との間、及び2速ドライブギヤ321と4速ドライブギヤ341との間には、第1及び第2ドグクラッチ機構DG1,DG2を有する。第1ドグクラッチ機構DG1は、第1シャフト301上に固定設置された第1クラッチリングカム400と、第1クラッチリングカム400の外周に設置され、第1シフトフォーク31に対して相対回転可能に噛み合う第1クラッチリング33を有する。第1クラッチリングカム400の外周には、外周面に形成されたV字溝401を有する。このV字溝401は、第1シャフト301の正回転方向側に向かって傾斜する1速側傾斜溝401aと、3速側傾斜溝401cとを有する。
Between the first
また、第1クラッチリング33の1速ドライブギヤ311側に向かい合う端部には、1速側傾斜溝401aと接続され、軸方向に平行な保持溝401bを有する。同様に、第1クラッチリング33の3速ドライブギヤ331側に向かい合う端部には、3速側傾斜溝401cと接続され、軸方向に平行な保持溝401dを有する。尚、第2ドグクラッチ機構DG2にも、第1ドグクラッチ機構DG1と同様の、第2クラッチリング34、第2クラッチリングカム500、V字溝501、2速側傾斜溝501a、4速側傾斜溝501c、保持溝501b,501dを有する。構成は第1ドグクラッチ機構DG1と同じであるため説明を省略する。
The end of the
第1クラッチリング33は、第1クラッチリングカム400の外周と相対移動可能な円筒状部材33eと、円筒状部材33eの軸方向中央から外径側に向かって拡径された第1スリーブ33aを有する。第1スリーブ33aは、シフトフォーク31に相対回転可能に保持されつつシフトフォーク31との間で軸力を相互に付与可能な円盤状部材である。第1クラッチリング33は、第1スリーブ33aから1速ドライブギヤ311と対向する側面の軸方向に延在された1速用第1クラッチリングドグ33cと、3速ギヤ331と対向する側面の軸方向に延在された3速用第1クラッチリングドグ33dと、円筒状部材34eの内周側に突出し、第1クラッチリングカム400のV字溝401内にガイドされるガイド用第1突起33bと、を有する。
The
同様に、第2クラッチリング34は、第2クラッチリングカム500の外周と相対移動可能な円筒状部材34eと、円筒状部材34eの軸方向中央から外径側に向かって拡径された第2スリーブ34aを有する。第2スリーブ34aは、シフトフォーク32に相対回転可能に保持されつつシフトフォーク32と軸力を相互に付与可能な円盤状部材である。第2クラッチリング34は、第2スリーブ34aから2速ドライブギヤ321と対向する側面の軸方向に延在された2速用第2クラッチリングドグ34cと、4速ギヤ341と対向する側面の軸方向に延在された4速用第2クラッチリングドグ34dと、円筒状部材34eの内周側に突出し、第2クラッチリングカム500のV字溝501内にガイドされるガイド用第2突起34bと、を有する。
Similarly, the second
次に、アップシフト作用を簡単に説明する。具体例として、1速走行状態で2速へのアップシフトを行う場合を説明する。図2は実施例1の自動変速機における1速から2速へのアップシフトにおける第1ドグクラッチ機構の作用を表す概略図である。1速では、第1シフトフォーク31が図1中の左側に移動した状態である。図2(a)に示すように、第1クラッチリング33は、1速ドライブギヤ311にトルクが作用する前の状態では、ガイド用第1突起33bが保持溝401bに位置し、コースティングトルクが作用しても軸方向に移動することはない。
Next, the upshift operation will be briefly described. As a specific example, a case where the upshift to the second speed is performed in the first speed traveling state will be described. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the first dog clutch mechanism in the upshift from the first speed to the second speed in the automatic transmission of the first embodiment. In the first speed, the
図2(b)に示すように、第1クラッチリング33の1速用第1クラッチリングドグ33cの歯面であってドライビングトルク作用時に1速ドライブギヤ311の第1ドグ311aと係合する位置には、傾斜面33c1が形成されている。1速ドライブギヤ311から1速ドリブンギヤ312へドライビングトルクが作用すると、この傾斜面33c1に沿って第1クラッチリング33が噛み合い解除側に向けてリフトする。これにより、ガイド用第1突起33bは保持溝401bから1速側傾斜溝401aの位置に移動する。ただし、1速ドライブギヤ311の第1ドグ311aと1速用クラッチリングドグ33cとの噛み合いは継続しており、トルク伝達状態である。尚、この動作を行うにあたって、前述した位置決め機構31bが作動する。すなわち、リフトに伴い第1シフトフォーク31が軸方向に僅かに移動することを許容しつつ、リフト後の第1クラッチリング33の軸方向位置を安定的に保持している。
As shown in FIG. 2B, the tooth surface of the first
次に、第2シフトフォーク32が図1中の左側に移動し、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが係合を開始すると、インターロック状態となり、1速用クラッチリングドグ33cと第1ドグ311aとの間にコースティングトルクが作用する。すると、図2(c)に示すように、ガイド用第1突起33bが1速側傾斜溝401aに沿って移動するため、第1クラッチリング33は噛合い解除側に移動し、1速ドライブギヤ11の第1ドグ311aと1速用クラッチリングドグ33cとの噛合いが完全に解除される。このインターロック状態に伴うコースティングトルクによって軸方向に発生する力は、位置決め機構31bの保持力よりも十分に大きいため、第1シフトフォーク31の移動は速やかに行われる。
Next, when the
すなわち、1速時に2速ドライブギヤ321と2速用第2クラッチリングドグ34cとを係合し、この係合に伴って生じるインターロック状態に伴うコースティングトルクを利用して1速ドライブギヤ311と第1クラッチリング33との噛合いを解除する。よって、アップシフト時に常にトルク伝達状態を維持することができる。このようなシフト動作をシームレスシフトと言う。尚、ダウンシフトについても同様の作用によって行われるものであり、詳細な変速動作については、例えば特開2012−127471号公報等を参照されたい。
That is, the first-
(シフトアクチュエータ制御処理)
次に、変速機コントローラ3a内におけるシフトアクチュエータ制御処理について説明する。実施例1の自動変速機では、上述したようにシームレスシフトを行う場合、シフト後変速段におけるドライブギヤとクラッチリングとの噛合いが成立すれば、直ちにシフトする。このシフトを達成するには、シフト後変速段におけるドライブギヤとクラッチリングとの噛合いを適切に行う必要がある。例えば、1速で第1シャフト301が1000rpmで回転していたと仮定し、2速ドライブギヤ321の第2ドグ321aは、1速と2速のギヤ比の関係から例えば500rpmで回転していると仮定する。このとき、シフトアクチュエータ30を作動させて第2シフトフォーク32の軸方向移動を行ったとしても、2速用第2クラッチリングドグ34cは1000rpmで回転しているため、第2ドグ321aとの相対回転数が大きい。この状態で2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが噛み合うと、打撃音が大きくなり運転者に違和感を与えるおそれがある。また、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとの位相が異なるため、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aの歯先同士が当たってしまうと、噛み合うことができない(以下、この現象を入り不と記載する。)おそれがある。
(Shift actuator control processing)
Next, the shift actuator control process in the
ここで、発明者は鋭意検討の結果、シフトフォークの軸方向移動時に、V字溝の作用によってクラッチリングが減速することを見出した。もともとV字溝はインターロック状態によるコースティングトルク作用時に、既に噛み合っているクラッチリングを噛合い解除側に移動させる目的で設定されたものである。しかしながら、シフト時にこれから噛み合わせるクラッチリングを噛合い側に移動させる際には、クラッチリングの回転数を減速させながら移動する減速現象が発生することを見出した。そこで、実施例1では、この減速現象を利用してシフトフォークの軸方向移動速度を制御し、シフト後変速段におけるドライブギヤとクラッチリングとの相対回転数を抑制しつつ、また、シフトタイミングを制御することで入り不を回避するシフトアクチュエータ制御を行うこととした。 Here, as a result of intensive studies, the inventors have found that the clutch ring is decelerated by the action of the V-shaped groove when the shift fork moves in the axial direction. The V-shaped groove is originally set for the purpose of moving the already engaged clutch ring to the engagement release side when the coasting torque is applied in the interlock state. However, it has been found that when the clutch ring to be meshed is shifted to the meshing side during shifting, a deceleration phenomenon occurs in which the clutch ring moves while decelerating. Therefore, in the first embodiment, the speed of the shift fork in the axial direction is controlled using this deceleration phenomenon, and the relative rotational speed between the drive gear and the clutch ring at the post-shift gear stage is suppressed, and the shift timing is set. It was decided to perform shift actuator control to avoid incompletion by controlling.
図3は実施例1のシフトアクチュエータ制御を表す制御ブロック図である。クラッチリングドグ位置検出センサ101は、1速用第1クラッチリングドグ33c、3速用第1クラッチリングドグ33d、2速用第2クラッチリングドグ34c及び4速用第2クラッチリングドグ34d(以下、総称してクラッチリングドグとも記載する。)のクラッチ側ドグ回転位置θcを検出する。ギヤドグ位置検出センサ102は、第1ドグ311a、第2ドグ321a、第3ドグ331a及び第4ドグ341a(以下、総称してギヤドグとも記載する。)のギヤ側ドグ回転位置θgを検出する。第1シャフト回転数検出センサ103は、第1シャフト301の第1シャフト回転数ωを検出する。段間比出力部104では、シフトを行う変速比間の段間比Δi(例えば1速から2速のアップシフトであれば、i1を1速のギヤ比、i2を2速のギヤ比とした時、Δi=i1/i2)を出力する。
FIG. 3 is a control block diagram illustrating the shift actuator control according to the first embodiment. The clutch ring dog
相対回転数演算部110では、検出された第1シャフト回転数ωと段間比Δiとに基づいてシフト後の変速段における相対回転体であるシフト後ドライブギヤと第1シャフト301との相対回転数Δωを以下の式により算出する。
(式1)
Δω=ω×(1−Δi)
In the relative rotational
(Formula 1)
Δω = ω × (1−Δi)
目標相対回転数出力部111では、予め設定された0よりも大きな目標相対回転数Δω*(例えば、100rpm)を出力する。ここで、目標相対回転数Δω*を0よりも大きく設定するのは、相対回転数を抑制した状態でクラッチリングドグとギヤドグとを噛み合わせるためである。仮に目標相対回転数Δω*を0に設定したとすると、両者が噛み合う前にクラッチリングドグの軸方向移動が完了してしまうおそれがある。そうすると、相対回転数を小さくするための軸方向移動が行えない状態でクラッチリングドグとギヤドグとが噛み合ってしまい、高い相対回転数となってから噛み合うことになる。これでは、噛合いに伴う打撃音やショックを抑制できないからである。
偏差演算部112では、相対回転数Δωと目標相対回転数Δω*の偏差Δωvを演算する。
The target relative rotational
The
シフト速度演算部113では、偏差Δωvに基づいてシフトフォークの移動速度であるシフト速度Vsを演算する。図4は、実施例1の偏差Δωvとシフト速度Vsとの関係を表す特性マップである。この特性の傾きは、V字溝に形成された傾斜溝の傾斜角によって規定される。傾斜溝の傾斜角が大きければ、シフト速度Vsに対するクラッチリングの減速作用が大きくなり、傾斜溝の傾斜角が小さければ、シフト速度Vsに対するクラッチリングの減速作用が小さくなる。尚、この特性は傾斜角に依存するため、傾斜溝の形状に応じた特性となる。今、ある傾斜角にて設定されたV字溝に対し、偏差Δωvを達成するシフト速度Vsは、予め設定された特性マップから容易に算出できる。この特性マップから算出されたシフト速度Vsでシフトフォークを移動することで、相対回転数を目標相対回転数Δω*まで減速させることができる。尚、このシフト速度Vsは、シフトフォーク作動初期から発生する必要はなく、少なくとも両ドグが噛み合うタイミングにおいて発生すればよい。
The shift
ドグ相対位置演算部114では、検出されたクラッチ側ドグ回転位置θcとギヤ側ドグ回転位置θgに基づいてドグ相対位置Δθ(=θc−θg)を演算する。
シフト開始位置演算部115では、演算されたシフト速度Vsに基づいてシフトフォークの作動開始タイミングを表すシフト開始位置Δθ*を演算する。
The dog relative
The shift start
図5は実施例1のドグ相対位置Δθと噛合い長さの関係を表す特性図である。噛合い長さとは、クラッチリングドグとギヤドグとが噛み合うときの軸方向における両ドグの噛合い深さを表す。クラッチリングドグは、回転しながら軸方向移動するため、回転位置と軸方向位置とはV字溝の形状に応じた対応関係を有する。クラッチリングドグの歯先とギヤドグの歯先とが軸方向位置において重なり始める位置を軸方向初期位置、クラッチリングドグが軸方向噛合い側に最も移動した位置を軸方向底付き位置と定義すると、軸方向初期位置よりも噛合い側であって、軸方向底付き位置よりも噛合い解除側の所定軸方向噛合い位置で噛み合う必要がある。例えば、所定軸方向噛合い位置を、軸方向初期位置から軸方向底付き位置の70%程度の位置まで移動した位置(噛合い長さ70%)に設定すると、軸方向初期位置においてはギヤドグとの相対位置Δθが確保され、所定軸方向噛合い位置においてはギヤドグとの相対位置Δθが0となる必要がある。この軸方向位置とドグ相対位置Δθの関係が図5の特性図である。 FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the dog relative position Δθ and the meshing length in the first embodiment. The meshing length represents the meshing depth of both dogs in the axial direction when the clutch ring dog and the gear dog mesh with each other. Since the clutch ring dog moves in the axial direction while rotating, the rotational position and the axial position have a corresponding relationship according to the shape of the V-shaped groove. When the position where the tooth tip of the clutch ring dog and the tooth tip of the gear dog begin to overlap in the axial position is defined as the axial initial position, and the position where the clutch ring dog has moved most to the axial meshing side is defined as the axial bottom position, It is necessary to mesh at a predetermined axial direction meshing position on the meshing side from the axial initial position and on the meshing release side from the axial bottom position. For example, when the predetermined axial meshing position is set to a position (meshing length 70%) moved from the axial initial position to a position that is about 70% of the axial bottom position, the gear dog Relative position Δθ is ensured, and the relative position Δθ with respect to the gear dog needs to be zero at the predetermined axial engagement position. The relationship between the axial position and the dog relative position Δθ is the characteristic diagram of FIG.
ドグ相対位置Δθが0からΔθ1までの領域では、ドグの歯先同士が衝突する入り不領域となる。また、ドグ相対位置ΔθがΔθ2以上の領域では、クラッチリングドグがギヤドグの歯底位置まで移動してしまう領域を表す。目標相対回転数出力部111でも説明したように、両ドグはクラッチリングドグが軸方向に移動している最中に噛み合わせる必要があり、入り不領域ではそもそも噛み合うことができない。
In the region where the dog relative position Δθ is from 0 to Δθ1, it becomes a non-entry region where the tooth tips of the dog collide. Further, the region where the dog relative position Δθ is equal to or larger than Δθ2 represents the region where the clutch ring dog moves to the tooth bottom position of the gear dog. As described in the target relative rotational
そこで、Δθ1よりも大きく、Δθ2よりも小さい領域(図5中のOK領域)内で噛み合いを生じさせる必要がある。この特性図は、シフト速度Vsの演算後に決定できる特性図であるため、シフト速度Vs演算後、Δθ1とΔθ2とを演算し、例えば、Δθ1とΔθ2の中間よりΔθ2寄りであって、ある程度の噛合い長さを確保できる目標シフト開始位置Δθ*を演算する。例えば、
Δθ*=Δθ1+K(Δθ2−Δθ1)
として設定する。ただし、Kはゲインであり、70%程度の噛合い長さを確保したい場合には0.7に設定する。そして、ドグ相対位置ΔθがΔθ*に到達したタイミングで、シフトフォークをシフト速度Vsで作動させる指令をシフトアクチュエータ30に出力する。これにより、入り不領域を回避しつつ相対回転数を抑制した状態で、両ドグを噛み合わせることができる。
Therefore, it is necessary to cause meshing within a region (OK region in FIG. 5) that is larger than Δθ1 and smaller than Δθ2. Since this characteristic diagram is a characteristic diagram that can be determined after the calculation of the shift speed Vs, after calculating the shift speed Vs, Δθ1 and Δθ2 are calculated. For example, the difference between Δθ1 and Δθ2 is closer to Δθ2 and is somewhat meshed. A target shift start position Δθ * that can secure a large length is calculated. For example,
Δθ * = Δθ1 + K (Δθ2−Δθ1)
Set as. However, K is a gain, and is set to 0.7 when it is desired to secure a meshing length of about 70%. Then, at the timing when the dog relative position Δθ reaches Δθ *, a command for operating the shift fork at the shift speed Vs is output to the
次に、上記制御に基づく作用について説明する。図6は実施例1の自動変速機において1速から2速にアップシフトする際のタイムチャート、図7は実施例1の自動変速機においてアップシフト時のクラッチリングドグとギヤドグとの関係を表す概略図である。
1速で走行している状態では、図6の領域(a)及び図7(a)に示すように、第1ドグ311a,1速用第1クラッチリングドグ33c及び2速用第2クラッチリングドグ34cは1000rpm、第2ドグ321aは500rpmで回転している。よって、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとの相対回転数Δωは500rpmである。この状態で、2速へのアップシフト指令が出力される。
Next, the operation based on the above control will be described. FIG. 6 is a time chart when upshifting from the first speed to the second speed in the automatic transmission of the first embodiment, and FIG. 7 shows the relationship between the clutch ring dog and the gear dog at the time of upshifting in the automatic transmission of the first embodiment. FIG.
In the state of traveling at the first speed, as shown in the area (a) and FIG. 7 (a) of FIG. 6, the
時刻t1において、ドグ相対位置Δθがシフト開始位置Δθ*となると、シフトアクチュエータ30に第2シフトフォーク32をシフト速度Vsに到達するように作動させる指令が出力される。これにより、図6の領域(b)及び図7(b)に示すように、シフト速度の上昇に伴って2速用第2クラッチリングドグ34c回転数は徐々に減少(図7(b)では800rpmを表す。)していく。
When the dog relative position Δθ reaches the shift start position Δθ * at time t1, a command for causing the
時刻t2において、2速用第2クラッチリングドグ34cが所定軸方向噛合い位置に到達し、相対位置Δθが0となると、第2ドグ321aと2速用第2クラッチリングドグ34cとが噛み合う。このとき、図7(c)に示すように、2速用第2クラッチリングドグ34cは600rpm、第2ドグ321aは500rpmとなり、目標相対回転数Δω*=100rpmの状態である。これにより、両ドグの相対速度が抑制された状態で噛み合うことができる。その後、図6の領域(c)に示すように、2速用第2クラッチリングドグ34cの回転数は500rpmに一気に減速される。
At time t2, when the second speed second
時刻t3において、両ドグが完全に噛み合うと、図7(d)に示すように、第1ドグ311aの回転数は500rpmに減速されるため、1速用第1クラッチリングドグ33cとの間にコースティングトルクが発生し、このコースティングトルクによって1速用第1クラッチリングドグ33cは噛合い解除方向に移動し、シームレスシフトが完了する。
When the dogs are completely engaged at time t3, as shown in FIG. 7 (d), the rotation speed of the
以上説明したように、実施例1にあっては下記に列挙する作用効果が得られる。
(1)第1シャフト301に(固定または)相対回転可能に支持された1速ドライブギヤ311(第1低速ギヤ)及び2速ドライブギヤ321(第1高速ギヤ)と、
第2シャフト302に固定(または相対回転可能に支持)され1速ドライブギヤ311と常時噛み合う1速ドリブンギヤ312(第2低速ギヤ)及び2速ドライブギヤ321と常時噛み合う2速ドリブンギヤ322(第2高速ギヤ)と、
軸方向噛合い側への移動により、第1ドグ311a(前記第1低速ギヤもしくは第2低速ギヤのいずれかである低速側相対回転体のドグ)と噛合う1速用第1クラッチリングドグ33c(低速クラッチリングドグ)を有し、第1ドグ311aから1速用第1クラッチリングドグ33cにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する第1クラッチリングカム400のV字溝401及びガイド用第1突起33b(低速側ガイド部)を有する第1クラッチリング33(低速クラッチリング)と、
軸方向噛合い側への移動により、第2ドグ321a(前記第1低速ギヤもしくは第2高速ギヤのいずれかである高速側相対回転体のドグ)と噛合う2速用第2クラッチリングドグ34c(高速クラッチリングドグ)を有し、第2ドグ321aから2速用第2クラッチリングドグ34cにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する第2クラッチリングカム500のV字溝501及びガイド用第2突起34b(高速側ガイド部)を有する第2クラッチリング34(高速クラッチリング)と、
軸方向噛合い側への移動により第1クラッチリング33及び第2クラッチリング34を軸方向噛合い方向に移動可能であって軸方向噛合い解除側への移動を許容する第1シフトフォーク31,第2シフトフォーク32及びシフトアクチュエータ30と、
1速用第1クラッチリングドグ33cと第1ドグ311aとが噛み合った状態で、第2クラッチリング34を軸方向噛合い側に移動させるときの第2シフトフォーク32の軸方向移動速度を、第2ドグ321aの相対回転数が大きいほど速くする変速機コントローラ3a(シフトアクチュエータ制御手段)と、
を備えた。
As described above, the effects listed below are obtained in the first embodiment.
(1) a first speed drive gear 311 (first low speed gear) and a second speed drive gear 321 (first high speed gear) supported by the
A first-speed driven gear 312 (second low-speed gear) fixed to the second shaft 302 (or supported so as to be relatively rotatable) and always meshed with the first-
A first
The second
A
The axial movement speed of the
Equipped with.
すなわち、1速が選択された状態では、第1シャフト301と1速ドライブギヤ311は自動変速機入力回転数で一体に回転し、第2シャフト302と2速ドライブギヤ321は1速のギヤ比に応じた所定回転数で一体に回転する。また、1速用第1クラッチリングドグ33c及び2速用第2クラッチリングドグ34cは、第1シャフト301と一体に回転する。このとき、第2ドグ321aは2速のギヤ比に応じて2速用第2クラッチリングドグ34cよりも低い回転数で回転している。この状態で、第2クラッチリング34を軸方向噛合い側に移動させると、第2クラッチリング34は第2クラッチリングカム500のV字溝501及びガイド用第2突起34bの作用により回転を伴いながら軸方向に移動する。そして、第2シフトフォーク32の軸方向移動速度が速い程、軸方向移動中の第2クラッチリング34の回転数は低下する。よって、第2ドグ321aの相対回転数が大きいほど第2シフトフォーク32の軸方向移動速度を速くすることで、第2ドグ321aの回転数と第2クラッチリング34の回転数との相対回転数を小さくすることができ、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが噛み合う際の打撃音等を抑制できる。
That is, in the state where the first speed is selected, the
(2)変速機コントローラ3aは、予め設定された0より大きな目標相対回転数Δω*(例えば100rpm)を有し、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが軸方向位置において重なり始める軸方向初期位置での第2ドグ321aと2速用第2クラッチリングドグ34cとの相対回転数Δωと、目標相対回転数Δω*とが一致するようにシフト速度Vs(軸方向移動速度)を演算する。
よって、相対回転数を抑制した状態で2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとを噛み合わせることが可能となり、噛み合う際の打撃音等を抑制できる。すなわち、仮に目標相対回転数Δω*を0に設定したとすると、両者が噛み合う前に2速用第2クラッチリングドグ34cの軸方向移動が完了してしまうおそれがある。そうすると、相対回転数を小さくするための軸方向移動が行えない状態で2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが噛み合ってしまい、高い相対回転数となってから噛み合うことになる。これでは、噛合いに伴う打撃音やショックを抑制できないからである。
(2) The
Therefore, the second speed second
(3)第2ドグ321aのギヤ側ドグ回転位置θg(高速側相対回転体のドグの回転方向位置)と、2速用第2クラッチリングドグ34cのクラッチ側ドグ回転位置θc(高速クラッチリングドグの回転方向位置)とのドグ相対位置Δθ(回転方向相対位置)を検出するドグ相対位置演算部114(回転方向相対位置検出手段)を有し、
変速機コントローラ3aは、シフト速度Vsに基づいて、2速用第2クラッチリングドグ34cが軸方向噛合い側に最も移動した軸方向底付き位置と軸方向初期位置との間の軸方向位置で、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが噛み合いを開始するシフト開始位置Δθ*を算出し、検出されたドグ相対位置Δθがシフト開始位置Δθ*に到達したときに第2シフトフォーク32の移動を開始する。
よって、入り不領域を回避しつつ相対回転数を抑制した状態で、両ドグを噛み合わせることができる。
(3) The gear-side dog rotation position θg of the
Based on the shift speed Vs, the
Therefore, both dogs can be engaged with each other in a state where the relative rotational speed is suppressed while avoiding the non-entry area.
(他の実施例)
以上、実施例1に基づいて説明したが、上記実施例に限らず、他の構成を備えた自動変速機に本発明を適用してもよい。例えば、実施例1では、第1シャフト301に相対回転体であるドライブギヤを配置し、これらドライブギヤを第1シャフト301に選択的に固定可能なドグクラッチ機構を設けた例を示したが、第1シャフト301に限らず、第2シャフト302に設けてもよいし、それぞれ組み合わせて第1シャフト301と第2シャフト302の両方に設定してもよい。
また、前進4速に限らず、前進2速や、更なる多段化した自動変速機にも適用できる。
また、作用を説明するにあたり、1速から2速へのアップシフトを例示したが、他のアップシフトにおいても同様に適用でき、また、ダウンシフトにも適用できる。
(Other examples)
As described above, the description is based on the first embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the present invention may be applied to an automatic transmission having another configuration. For example, in the first embodiment, an example in which a drive gear that is a relative rotating body is arranged on the
Further, the present invention can be applied not only to the fourth forward speed but also to the second forward speed and further automatic transmissions with multiple stages.
Further, in explaining the operation, the upshift from the first speed to the second speed has been illustrated, but the present invention can be similarly applied to other upshifts, and can also be applied to a downshift.
1 エンジン
1a エンジン出力軸
2 クラッチ
3 自動変速機
3a 変速機コントローラ
30 シフトアクチュエータ
31 第1シフトフォーク
32 シフトフォーク
33 第1クラッチリング
33a 第1スリーブ
33b ガイド用第1突起
33c 1速用第1クラッチリングドグ
33c1 傾斜面
33d 3速用第1クラッチリングドグ
33e 円筒状部材
34 第2クラッチリング
34a 第2スリーブ
34b ガイド用第2突起
34c 2速用第2クラッチリングドグ
34d 4速用第2クラッチリングドグ
34e 円筒状部材
101 クラッチリングドグ位置検出センサ
102 ギヤドグ位置検出センサ
103 シャフト回転数検出センサ
301 第1シャフト
302 第2シャフト
311 1速ドライブギヤ
311a 第1ドグ
312 1速ドリブンギヤ
321 2速ドライブギヤ
321a 第2ドグ
322 2速ドリブンギヤ
400 第1クラッチリングカム
401 V字溝
401a 1速側傾斜溝
401b,401d 保持溝
401c 3速側傾斜溝
500 第2クラッチリングカム
501 V字溝
501a 2速側傾斜溝
501b,501d 保持溝
501c 4速側傾斜溝
DG1 第1ドグクラッチ機構
DG2 第2ドグクラッチ機構
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
第2シャフトに固定または相対回転可能に支持され前記第1低速ギヤと常時噛み合う第2低速ギヤ及び第1高速ギヤと常時噛み合う第2高速ギヤと、
軸方向噛合い側への移動により、前記第1低速ギヤもしくは第2低速ギヤのいずれかである低速側相対回転体のドグと噛合う低速クラッチリングドグを有し、前記低速側相対回転体のドグから前記低速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する低速側ガイド部を有する低速クラッチリングと、
軸方向噛合い側への移動により、前記第1高速ギヤもしくは第2高速ギヤのいずれかである高速側相対回転体のドグと噛合う高速クラッチリングドグを有し、前記高速側相対回転体のドグから前記高速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する高速側ガイド部を有する高速クラッチリングと、
軸方向噛合い側への移動により前記低速クラッチリング及び前記高速クラッチリングを軸方向噛合い方向に移動可能であって軸方向噛合い解除側への移動を許容するシフトアクチュエータと、
前記低速クラッチリングドグと前記低速側相対回転体のドグとが噛み合った状態で、高速クラッチリングを軸方向噛合い側に移動させるときの前記シフトアクチュエータの軸方向移動速度を、前記高速側相対回転体の前記高速クラッチリングとの相対回転数が大きいほど速くするシフトアクチュエータ制御手段と、
を備え、
前記シフトアクチュエータ制御手段は、予め設定された0より大きな目標相対回転数を有し、前記高速クラッチリングドグと前記高速側相対回転体のドグとが軸方向位置において重なり始める軸方向初期位置での前記高速側相対回転体と前記高速クラッチリングとの相対回転数と、前記目標相対回転数とが一致するように前記軸方向移動速度を演算する、
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 A first low speed gear and a first high speed gear supported on the first shaft so as to be fixed or relatively rotatable;
A second low-speed gear fixed to the second shaft or supported so as to be relatively rotatable, and a second low-speed gear that always meshes with the first low-speed gear; and a second high-speed gear that always meshes with the first high-speed gear;
A low-speed clutch ring dog that meshes with a dog of the low-speed relative rotating body that is either the first low-speed gear or the second low-speed gear by movement toward the axial meshing side; A low-speed clutch ring having a low-speed side guide portion that moves to an axial meshing release side when torque is applied from the dog to the low-speed clutch ring dog;
A high-speed clutch ring dog that meshes with a dog of the high-speed side relative rotating body that is either the first high-speed gear or the second high- speed gear by moving toward the axial meshing side; A high-speed clutch ring having a high-speed side guide portion that moves to an axial engagement release side when torque acts on the high-speed clutch ring dog from a dog;
A shift actuator capable of moving the low-speed clutch ring and the high-speed clutch ring in the axial meshing direction by movement toward the axial meshing side and allowing movement to the axial meshing release side;
The axial movement speed of the shift actuator when the high speed clutch ring is moved to the axial meshing side in a state where the low speed clutch ring dog and the dog of the low speed side relative rotating body are meshed with each other is the high speed side relative rotation. Shift actuator control means for speeding up as the relative rotational speed of the body with the high-speed clutch ring increases,
Bei to give a,
The shift actuator control means has a preset target relative rotational speed greater than 0, and the high-speed clutch ring dog and the dog of the high-speed side relative rotating body start to overlap at the axial position at the axial initial position. Calculating the axial movement speed such that the relative rotational speed of the high-speed relative rotating body and the high-speed clutch ring matches the target relative rotational speed;
A control device for an automatic transmission.
前記高速側相対回転体のドグの回転方向位置と、前記高速クラッチリングドグの回転方向位置との回転方向相対位置を検出する回転方向相対位置検出手段を有し、
前記シフトアクチュエータ制御手段は、前記軸方向移動速度に基づいて、前記高速クラッチリングドグが軸方向噛合い側に最も移動した軸方向底付き位置と前記軸方向初期位置との間の軸方向位置で、前記高速クラッチリングドグと前記高速側相対回転体のドグとが噛み合いを開始するシフト開始位置を演算し、前記検出された回転方向相対位置が前記シフト開始位置に到達したときに前記シフトアクチュエータの移動を開始する、
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 The control apparatus for an automatic transmission according to claim 1,
A rotation direction relative position detection means for detecting a rotation direction relative position between a rotation direction position of the dog of the high speed side relative rotation body and a rotation direction position of the high speed clutch ring dog;
The shift actuator control means is an axial position between the axial bottom position where the high-speed clutch ring dog has moved most to the axial meshing side and the axial initial position based on the axial movement speed. Calculating a shift start position where the high-speed clutch ring dog and the dog of the high-speed side relative rotating body start meshing, and when the detected rotational relative position reaches the shift start position, Start moving,
A control device for an automatic transmission.
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