JPS60146953A - 自動車用自動変速装置のギヤシフト制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は自動車用自動変速装置のギヤシフト制御方法に
関する。

（従来技術と問題点） 自動車に代表される内燃機関を持った車両は、内燃機関
の出力を有効に利用するため、内燃機関と駆動輪との間
に変速機を設けている。そして、たとえば、車両が低速
走行するとき、変速機のギヤ比を犬きくして内燃機関の
回転数を高くしている。

ところで、従来のギヤ切換操作をマニュアルで行う変速
機では、このギヤ切換えをする際、内燃機関の回転合わ
せを行い、シフトレバ−を移動し、ドライブギヤがメイ
ンシャフトに同期回転したことを感知した上で、シフト
１７人−を押し込む操作を行い、変速ショックを生じな
い様にするとともに、同期不完全によるギヤ鳴りを防止
してｌ、）る一方、最近電子制御装置により制御される
油圧機構を用いて変速機のギヤ切換えを自動的に行う自
動変速機か提供されている。この自動変速機では変速指
示データに基づき、シフトラインごとに設けた油圧式ギ
ヤシフトユニットを全ストロークにわたって一定の力、
早さで作動せしめる構成となっていたため、ドライブシ
ャフトとメインシャフトが同期しないうちに噛合作動し
てしましλ、ギヤ鳴りや同期機構のダメージを招き易い
という問題があった。つまり、人間の勘による既述の回
転合せ動作がないため、機械的噛合動作時にギヤ鳴りを
生じていた。

もっとも、上記油圧式ギヤシフトユニ・ントの系内に絞
り弁を挿入し、緩慢に変化する油圧によって各シフトラ
インとも同一の速度でドライブシャフトにメインシャフ
トを徐々に継ぐ方法も考えられているが、各ギヤ段ごと
に最適のシフト条件とすることが難しく、ギヤ切換えに
時間が掛かり過ぎるほか、特定ギヤ段でのギヤ鳴りや同
期Ｊａ、ｍのダメージか避けられない。

（発明の目的） 本発明はかかる従来の問題点に着目してなされたもので
あり、アクチュエータのニュートラル位置からギヤの噛
合が完了するまでの目標ストロークに対して、所定量ス
トロークされた位置で同期作用が完了することが予め機
械的に設定できるまで、この所定ストロークまではアク
チュエータのギヤシフト動作速度を速くし、それ以後は
ギヤシフト動作を緩慢にすることにより、ギヤ鳴りを生
じることなく迅速なギヤ切換えを自動的に行わしめる自
動車用自動変速機のキヤツプＩ・制御方法を提供するこ
−とを目的とする。　２ （発明の概要） そしてこの目的達成のため、本発明はドライブギヤとメ
インシャフトとを同期回転させた後連繋させるシフトア
クチュエータを各シフトラインごとに設けたシンクロメ
ツシュタイプの自動車用自動変速機に於いて、上記同期
回転が完成するシフトアクチュエータの目標ストローク
に対する、上記連繋作動が終るまでのシフトアクチュエ
ータの変位ストロークをストロークセンサにより検知し
、この検知結果に基づいて、上記シフトアクチュエータ
を、同期作動が終るまでは迅速に、同期作動が完了した
後は緩慢に作動制御する方法としたのである。

（発明の実施例） 次に１本発明の実施例を図面について詳細に説明する。

第１図は本発明の方法実施に利用されるシンクロメツシ
ュタイプの変速機構の一部を示す。同図において、１は
インプットシャフトでドッグ歯２ａを備えたインプット
ギヤ２が設けられている。

３はインプットシャフトｌと同一軸線上に配設されたメ
インシャフト、４はメインシャフト３」−に回転可能に
配設された変速歯車で、ドッグ歯４ａを備えている。な
お、該変速歯車４および前記インプントギヤ２は図示し
ないカウンタギヤと常時ｒｊ〜合っている。５および６
は前記インプットギヤ２および変速歯車４に形成された
コーン面２ｂおよび４ｂ上に配設されたシンクロナイザ
−ノング、７は前記メインシャフト３と一体的に回転す
るように配設されたクラッチハブ、８は該ハブ７の外周
に軸方向に摺動可能にスプライン嵌合されたクラッチス
リーブ、９は該クラッチスリーブ８と前記フランチハブ
７との間に耐刊されたキーで、キースプリング１０．１
０によって常にクラ・フチスリーブ８側に押圧されてい
る。

この変速機構では、クラッチスリーブの外周１こ形成さ
れた環状溝８ａに係合したシフトフォークを図において
右方に押すと、先ずキー９がシンクロナイザリング６を
右方に移動させ、該シンクロナイザリング５はコーン面
４ｂに圧接されて回転する。この回転によりシンクロナ
イザリングの外周に形成された歯のチャンファと右方に
移動されたクラッチスリーブ８のスプラインチャンファ
と係合し、スリーブ８の右方への移動によってシンクロ
ナイザリング５はコーン面４ｂに更に強く押し付けられ
る。このシンクロナイザリング６とコ期されていく。こ
のようにクラッチスリーブ８と変速歯車４の回転が一致
し即ち同期が完了すると、クラッチスリーブ８の右方へ
の作動力により、シンクロナイザリング６を押しのけて
クラ・ンチスリーブ８は更に右方に移動して、ド・ング
歯４ａと０シ合う。この変速動作において、クラ・ンチ
スリーブ８のニュートラル位置から同期が完了するまで
のストロークは設計上設定することができる。

第２図は上記シフトフォークを制御作動するギヤシフト
アクチュエータＡを示す。同図に於いて、２１はシリン
ダ２２内を２つの油室２３．２４に隔成するピストンで
あり、このピストン２１にはアクチュエータロッド２５
が取り付けられ、このロッド２５が油室２３を貫通して
シリンダ２２外に突出している。また、この口、アト２
５の先端には前記のシフトフォーク２６が固定され、こ
のシフトフォーク２６端がスリーブ４の溝８に嵌合して
いる。

２７．２８はシリンダ２２内の油室２３．２４内への作
動油の給排制御をする給圧バルブおよび排圧バルブで、
電磁バルブとして構成され、これらが油室ポンプ、２９
とタンク３０とを結ぶ油路３１に設けられている。なお
、３２はポンプ２９近傍の油路３１に連結したアキュー
ムレータであるまた、かかる給圧バルブ２７および排圧
バルブ２８はシフトフォーク２６が直線変位して選択で
きる２種のギヤ切換えモード、例えば第３図に於いて３
段目と２段目のギヤモードを選択する様になっており、
従ってかかる２つのバルブ２７．２８を持ったギヤシフ
トアクチュエータＡ、と同様のギヤシフトアクチュエー
タＡ２．Ａ３、Ａ４が１段目とリヤ一段、５段目と４段
目および６段目に１組ずつ設けられる。

３３はアクチュエータロッド２５の変位に応じて抵抗値
を変えるポテンショメータなどのストロークセンサで、
ドライブギヤ６に対しメインギヤ１を完全に嗜合わせる
までのアクチュエータロッド２５のストロークを目標ス
トロークとして、この目標ストロークに至るまでの分割
ストロークおよびこれら各分割ストロークに対する上記
バルブ２７．２８の作動デユーティがコントローラ３４
内メモリに記憶されている。つまり、コントローラ３４
ではアクチュエータロッド２５の現在の実測ストローク
と目標ストロークとの差に応したデユーティのパルスを
各バルブ２７．２８に出力する。なお、上記ストローク
差に対するパルスデューティの関係は１例えばシフト抜
きの場合およびシフト入れの各場合に応じて、第４図（
Ａ）、（Ｂ）に示す様に定められ、これが上記メモリに
記憶されている。また、目標ストロークは例えばシリン
ダ２２の中央を中心に左右方向に向って等距離に定めら
れる。

−すなわち、その関係はシフト抜きの場合は、当初のス
トローク差が大きいときは迅速に、ニュートラル近くに
なったとき緩慢になる様に設定され、シフト入れの場合
は上記同期作動の終了するであろうとして設定した所定
位置までのストローク差が大きいところでは迅速に、前
記所定位置から最終ストローク位置に至るまでは緩慢に
なる様に第４図（Ａ）、（Ｂ）に示す様に設定される。

また、上記バルブ２７．２８はパルスデューティによっ
て制御されるものであるので、パルスデューティが小さ
い場合には大きい場合に比べて、シリンダ２２の各油室
２３．２４に対する作動油の給排着が少なくなる。

なお、第４図（Ａ）、（Ｂ）に於いて、ｄ、。

ｄ２は目標ストロークに対するアクチュエータロッド２
５のストロークの差が零となるときの最小のバルブデユ
ーティを示すが、これらのデユーティはアクチュエータ
ロッド２５のシフト方向によって異る。また、Ｓは第４
図（Ｂ）に於いて、既述の回転同期が完了し、スリーブ
４内面のスプラインがインプットギヤ６に嗜合い始める
。直前のアクチュエータロツド２５のストローク位置を
示す。

次に、かかる実施例の動作につｌ、％て説明する。

先ず、変速機のギヤ可変えを、例えばり段目から６段目
に行おうとする場合には、ギヤシフトアクチュエータＡ
４を作動する。ここで、第４図（Ａ）に示す様なシフト
抜き特性に基づいて、シフト抜きをする場合には、アク
チュエータロッド２５の現在のストロークと目標ストロ
ークとの差がコントローラ３４で演算され、そのストロ
ーク差に応じたデユーティの大きいパルスが排圧／くル
ブ２８に入力される。このため油室２４はタンク３０に
継かり油室２３はポンプに継がって、ピストン２１がシ
リンダ２２の中央部に向って急速に変位する。また、こ
の変位によりアクチュエータロッド２５のストロークが
目標ストロークすなわちニュートラル近傍に至り、これ
らのストローク差が所定値以下になったとき、第４図（
Ａ）の特性により上記バルブ２８の開放量が徐々番と縮
小し、ピストン２１はゆっくりとシリンダ２２の中央部
へ移動し、ストローク差が零になったとき、つまリギャ
シフトがニュートラルに入ったとき、バルブ２８を完全
に閉止する。こうして、ギヤシフトアクチュエータＡ４
のシフトフォーク２６が第１図のスリーブ（４）をドラ
イブギヤ６から初めは迅速に、その後は緩慢に抜いてシ
フト抜き動作が終る。

一方、６段目にギヤ可変えを行うために、第３図のギヤ
シフトアクチュエータＡ４が作動する。

この場合には、このギヤアクチュエータＡ４のコントロ
ーラが第２図に示すバルブ２７に相当するバルブを閉じ
、バルブ２８に相当するバルブを開いて、シリンダ内の
ピストンを急速に右行させる。この急速作動は例えば第
４図（Ｂ）の様な特性のストローク差がＳになるまで行
われる。次に、ストローク差がこのＳより小さくなると
、同期作動が完了したものとする。このため、コンＩ・
ローラ３４から出力されるパルスデューティが短くな　
ｒす、バルブ２８に相当するバルブの開放時間が縮小し
、ピストンはゆっくりとシリンダ中を右行し、遂にはス
トローク差が零になってギヤが６段目に切変えられて落
着くことになる。つまり、インプットギヤ２のドッグ歯
２ａに対しメインシャフト１即ち、クラッチスリーブ８
が同期するであろうとして設定した所定位置まではギヤ
可変え動作を迅速に、同期作動すると指定した所定位置
からはゆっくりと行わしめることにより、ギヤ鳴りを生
じず、かつ全体として迅速なギヤ可変えを自動的に実施
できる。

なお、上記ギヤシフトアクチュエータは油圧による制御
のほか、空気圧やランクアンドピニオンとモータを組合
せた機械力による制御も可能である。また、上記実施例
の様に油圧による制御の場合には、冷間時に作動油の粘
度が高くなることによって、シフト動作が鈍くなるが、
上記作動油の粘度（実際には温度）に基づいた補正信号
をコントローラ３４に人力することによって、各バルブ
２７．２８のバルブデユーティを大きくし、シフトの遅
れを防止することができる。

一方、上記の様なシフトストロークに基づくドライブギ
ヤとメインシャフトとの同期作動制御とは別に、変速機
のインプットシャフトの回転数とアウトプットシャフト
の回転数（車速）の差をそ大きい場合には両シャフトが
同期作動が完了する前であるからギヤシフト動作を早く
し、その差が少なくなった場合には同期作動が完了した
ものと見做して、ギヤシフト動作を緩慢にする様に、上
記給圧バルブ２７、排圧バルブ２８のデユーティを補正
制御することもできる。この補正制御は第５図に示す様
に、実際の同期作動完了点Ｎｓの直前からギヤ噛合作動
途中での」二記各バルブ２７．２８のデユーティを制御
することによって、上記ストローク差に基づくシフトフ
ォーク２６によるシフト作動速度を微妙に調整すること
ができ、ギヤ鳴りのより少ないシフト動作が可能となる
。

次いで、この発明の動作を第６図の流れ図を使って説明
する。

先ず、車両の走行中に於いて変速指示を指示する。コン
トローラ３４はステップａに於いて、あるギヤ段のシフ
ト抜きについてアクチュエータロッド２５の目標ストロ
ークと、この目標ストロークおよび実測シフトストロー
クの差に応じたバルブ２７．２８のデユーティを所定の
シフト抜きマツプより決定する。変速指示によりコント
ローラ３４からシフト抜きのためのパルスが出力され、
ステップｂでこのパルスデューティに応じてバルブ２７
．２８を作動し、シリンダ２２の油室２３または２４に
作動油を給排する。したがって、アクチュエータロッド
２５およびシフトフォーク２６は移動して所定のシフト
抜きマツプに応じたギヤシフトを行なう。次に、ステッ
プＣに於いて、所定の微少時間Ｔｃごとに、目標ストロ
ークＬ。

に対するシフトフォーク２６のストロークの差を繰り返
し比較し、所定の時間Ｔｏ毎（Ｔｏ＞Ｔｃ）にＤＵＴＹ
幅の更新を行ない、目標ストロークＬＯにシフトストロ
ークが一致したとき、ステップｄに於いてバルブ２７．
２８の作動を止める。

こうしてギヤのシフト抜きによりニュートラルモードに
入る。次に、コントローラ３４はステップｅに於いて、
あるギヤ段へのシフト入れについて、アクチュエータロ
ッド２５の目標ストロークと、これと実測シフトストロ
ークの差に応じたバルブ２７．２８のデユーティを所定
のシフト入れマツプより決定する。また、ステップｆで
は、インプットシャフトとアウトプットシャフトの回転
差による同期作動状態を判別して、同期作動をスムース
に行うために上記デユーティを補正する。こうしてステ
ップｇに於いて、コントローラ３４からシフト入れのパ
ルスがバルブ２７．２８に入力され、そのパルスデュー
ティに応じたアクチュエータロッドのシフトが行われる
。次に、ステップｈに於いて、所定の微少時間Ｔｃごと
に、目標ストロークＬＯに対するシフトフォーク２６の
ストロークの差を繰り返し比較し、所定の時間Ｔｏ（Ｔ
ｏ＞Ｔｃ）毎にＤＵＴＹ幅の更新を行ない、目　２標ス
トロークＬＯにシフトストロークが一致したとき、ステ
ップｉに於いて、バルブ２７．２８の作動を停止する。

こうしてギヤがニュートラルから所定のギヤ段に入るこ
とになる。つまり、シフト抜きおよびシフト入れの動作
が各独自の制御マツプによって緩急制御される。

（発明の効果） 以上詳細に説明した様に、本発明によれば、アクチュエ
ータのニュートラル位置からギヤの唯合が完了するまで
の目標ストロークに対して、所定量ストロークされた位
置で同期作用が完了することが予め機械的に設定できる
まで、この所定ストロークまではアクチュエータのギヤ
シフト動作速度を速くし、それ以後はギヤシフト動作を
緩慢にすることにより、ギヤ鳴りを生じることなく迅速
にギヤを切換えることができる。

また、インプットギヤ側のインプットシャフトおよびメ
インシャフト側のアウトプットシャフト間の回転速度差
より」二記同期作動状態を検出し、これでシフトアクチ
ュエータのストローク対バルブデユーティ特性を補正す
ることによって、同期作動をより円滑化し、上記ギヤ鳴
りを略完全に抑制することができる。

さらに、同期作動の円滑化により、ギヤの継ぎが静かに
なり、乗心地が改善する。

【図面の簡単な説明】

第１図はシンクロメツシュタイプの変速機構造を示す断
面図、第２図はギヤシフトアクチュエータの接続図、第
３図はギヤ切換モードの説明図、第４図はバルブデユー
ティの特性グラフ、第５図はバルブデユーティ補正率の
特性グラフ、第６図はギヤシフト制御の流れを示す流れ
図である。 ｌ・・・インプットシャフト、２・・・インプットギヤ
、４・・・メインシャフト、６・・・ドライブギヤ、２
５・・・シフトアクチュエータのアクチュエータロッド
、３３・・・ストロークセンサ、３４・・・コントロー
ラ特許出願人　いすｙ自動車株式会社 代　理　人　弁理士　辻　實 （外１名） 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）シンクロメツシュタイプの自動車用自動変速装置
   に於いて、シフトアクチュエータの目標ストロークに対
   する、上記連繋作動が終るまでのシフトアクチュエータ
   の変位ストロークをストロークセンサにより検知し、こ
   の検知結果に基づいて、上記シフトアクチュエータを同
   期作動が終る所定位置までは迅速に動作し、該所定位置
   から該目標ストローク位置までは緩慢に作動制御する様
   にしたことを特徴とする自動車用自動変速装置のギヤシ
   フト制御方法。
2. （２）シンクロメツシュタイプの自動車用自動変速装置
   に於いて、シフトアクチュエータの目標ストロークに対
   する、上記連繋作動が終るまでのシフトアクチュエータ
   の変位ストロークをストロークセンサにより検知し、こ
   の検知結果に基づいて、上記シフトアクチュエータを同
   期作動が終る所定位置までは迅速に動作し、該所定位置
   から最終目標ストローク位置までは緩慢に作動制御する
   とともに、上記同期作動の速度をインプントシャフトお
   よびアウトプットシャフトの回転速度差に応じて補正す
   る様にしたことを特徴とする自動車用自動変速装置のギ
   ヤシフト制御方法。