JPS60179557A

JPS60179557A - 自動変速機

Info

Publication number: JPS60179557A
Application number: JP59033860A
Authority: JP
Inventors: Hidefumi Tamai; 玉井　秀文
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1984-02-24
Publication date: 1985-09-13
Also published as: JPH054544B2

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）本発明は車１・１り用変速機の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搭載した車両は内燃機関
の出力を有効に利用するために、内燃機関と駆動輪との
間に変速機を設けている。

ところで、従来の変速操作をマこアルで行う変速機では
、この変速操作をする際、内燃機関の回転合わせな行い
、シフトレバを作動し、変速機のメインシャフトと変速
しようとする変速歯車との回転数が同期したことを感知
したうえで、シフトレバを押し込む操作を行い、変速シ
ョックが生じないようにするとともに、同期不完全によ
るキヤ鳴りを防止していた。

一方、鹸近電子制御装置により制御される流体圧装置を
用いて変速機の変速操作を自動的に行う自動変速機が提
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、流体圧アクチュエータを全ストロークにわたって
一定の力、速さで作動せしめるようになっているため、
変速機のメインシャフトと変速しようとする変速歯車と
の回転数が同期しないうちに噛合作動してしまい、ギヤ
鳴りや同期機構のダメージを招くという問題があった。

つまり人１１１１の勘による既述の同ＪＩＪＪ動作が確
実に行われないため、機械的噛合動作時にギヤ鳴りが生
していた。

このような問題点を解消するために、前記流体圧装置の
系内に絞り弁を挿入し、緩慢に変化する流体圧によって
変速操作を行う方法も考えられているが、各変速歯車毎
に最適のシフト条件とすることは難しく、変速操作に時
間が掛かり過ぎるほか、特定の変速段でのギヤ鳴りや同
期装置のダメージが避けられない。

（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、変速機のメインシャフトと変速しようとする変速
歯車との回転数が同期するまでは変速操作速度を速くし
、同期後は変速操作速度を緩慢にすることにより、ギヤ
鳴りを生じることなく、迅速な変速操作を行わしめるこ
とができる車両用変速機のシフト制御方法を提供するこ
とを目的とする。

（発明の概要）このＹＪ的を達成するため本発明は、同期装置を備えた
変速機と、該変速機の変速操作を行うアクチュエータと
、該アクチュエータを作動制御する電子制御装置とを備
え、変速機のメインシャフトの回転数と変速しようとす
る歯車の回転数が同期するまでは前記アクチュエータの
操作速度を速く同期後は緩慢に作動制御する方法とした
のである。

（実施例）次に、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明によるシフト制御力法の実施に用いられ
る変速制御装置の一例を示す概略図を示すもので、■は
同期装置を備えた前進５段、後進１段変速機である。工
０は該変速機ｌのインプ・ントシャフトで、インプット
歯車１２を備えており、図示しないクラッチを介して内
燃機関に伝動連絡されている。１１．は該インプットシ
ャフト１０と同一軸線上に配設されたメインシャフトで
、図示しないプロペラシャフトおよび終段減速装置を介
して駆動車軸に伝動連結されている。該メインシャツ）
１１上には第１速変速歯車１６、第２速変速歯車１５、
第３速変速歯車１４、第４速変速歯車１３および後進用
歯車１７か各々回転可能に配設されている。該各変速歯
車１６，１５，１４．１３および前記インプットシャフ
ト歯車１２はメインシャフト１１と平行に配置されたカ
ウンタシャフト１８に取伺けられたカウンタ歯車１８ｅ
、１８ｄ、１８ｃ、１８ｂおよび１８ａに各々常時噛合
っており、また前記後進用歯車１７は図示しないアイド
ル歯車を介してカウンタ歯車１８ｆに噛合っている。１
９ａ、１９ｂ、１９ｃは前記インプント歯車１２と第４
速変速歯車１３との間、第３速変速歯車１４と第２速変
速歯車１５との間、第１速変速歯車１６と後進用歯車１
７との間においてメインシャフト１１上に各々配設され
た同期装置を備えた変速クラッチで、以下第２図に基づ
いてその一例を説明する。第２図はインプット歯車１２
と第４速変速歯車１３との間に配設された変速クラッチ
１９ａを例示したものである。

同図において、１９１は前記メインシャツ）１１と一体
的に回転するように配設されたクラッチハブで、その外
周には外向スプラインが形成されている。１９２は該ク
ラッチハブ１９１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で、その外周には環状溝
１９２ａを備えている。１９３は該クラッチスリーブ１
９２とクラッチハブ１９１との間に配設されたシンクロ
ナイザキーで、キースプリング１９４ａ、１９４ｂによ
って常にクラッチスリーブ１９２側に押圧されている。

１９５および１９６は前記インプット歯車１２および第
４速変速歯車１３に設けられたコーン面１２ａおよび１
３ａ上に配設されたシンクロナイザーリングで、その外
周には各々１ＪＱ１９５ａおよび１９６ａを備えている
。

この変速クラッチは、クラッチスリーブ１９２をその環
状溝１９２ａに係合するシフトフォークにより、図にお
いて右方へ作動すると、クラッチスリーブ１９２ととも
に作動するシンクロナイザ−キー１９３がシンクロナイ
ザ−リング１９６を右方に移動しコーン面１３ａに押し
伺ける。このため、シンクロナイザ−リング１９６はそ
の摩擦力によって回動し、その歯１９６ａのチャンファ
と右方へ作動されているクラッチスリーブ１９２のスプ
ライン歯のチャンファとが係合する。この状態でクラッ
チスリーブ１９２に更に右方への作動力が作用すること
により、シンクロナイザ−リング１９６はコーン面１３
ａに強く押し伺けられることになり、その摩擦接触によ
って第４速変速歯車１３の回転に次第に同期されていく
。このようにしてシンクロナイザ−リング１９６の回転
数即ちクラッチスリーブ１９２ないしメインシャフト１
１の回転数か第４速変速歯車１３の回転数とほぼ一致す
ると、クラッチスリーブ１９２はシンクロナイザ−キー
１９３を押し下げ、シンクロナイザ−リング１９６の歯
１９６ａを押しのけて、１４速変速歯車１３のトング歯
１３ｂと噛合いシフト操作が終了する。

第１図において、２０ａは前記変速クラッチ１９ａを制
御作動するアクチュエータで、シリンダ２】と、該シリ
ンダ２１内に！ｉ！？動ｉｉＪ能に配設されシリンダ２
１を２つの油室２１ａ、２１ｂに区画するピストン２２
と、該ピストン２２に一端を連結したビスＩ・ンロット
２３とからなっており、該ピストンロッド２３の他端に
前記クラッチスリーブ１９２の環状溝１９２ａと係合す
るシフトフォーク２４か取（＝Ｊけられている。

２５．２６は前記アクチュエータ２０ａの油室２１ａ、
２１ｂ内への作動油の給排制御をする制御バルブで、電
磁／ヘルプとして構成され、後述する電磁制御装置によ
ってデユーティ制御されるようになっており、これらは
油圧ポンプ２７とタンク３０とを連絡する油路２８中に
配設されている。なお、２９は該油路２８中に配設され
た電磁バルブで構成されたメインバルブ、４０はポンプ
２７近傍の油路２８に連結したアキュームレータである
。

２０ｂおよび２０ｃは前記変速クラッチ１９ｂおよび１
９ｃを各々制御するアクチュエータで、ＩｉＩ記アクチ
ュエータ２０ａと同様に構成され、前記制御バルブ２５
．２６と同様の制御バルブを介してメインパルプ２９お
よびタンク３０に接続されている。

３１ａ、３１ｂ、３１ｃは前記アクチュエータ２１ａ、
２１ｂ、２１ｃのピストン口、１：２３゜２３．２３の
変位に応じて抵抗値を変えるポテンショメータなとのス
トロークセンサで、ピストン口、ド２３の位置に対応し
た信号を電子制御装置３２に入力する。電子制御装置３
２はシフト抜き時即ち、クラッチスリーブ１９ａ、１９
ｂ、１９Ｃがドッグ歯に噛合っている状態から中立位置
までのピストンロッド２３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
ークおよびこれら谷の、別ストロークに対する前記制御
バルブ２５．２６の作動デユーティをメモリに記憶して
いる。つまり、電子制御装置３２ではアクチュエータの
ピストン口・ンド２３の現在の実ＪｕｌｌＩストローク
と目標ストロークとの差に応じたデユーティのパルスを
各制御Ａ）レプ２５．２６に出力する。なお、シフト抜
き時における前記ストローク差に対応するパルスデュー
ティの関係は、例えば第３図に示すように定められ、こ
れが前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２１の中央を中心に左右方向に向っ
て等距離に定められる。

即ち、その関係は第３図に示すように当初のストローク
差が大きいときは迅速に、中立位置に近くなったとき緩
慢になるように設定されている。

また、前記制御バルブ２５．２６はパルプデユーティに
よって制御されるものであるので、パルスデューティが
小さい場合は大きい場合に比べて、シリンダ２１の各油
室２１ａ、２１ｂに対する作動油の給排量が少なくなる
。

なお、第３図において、ｄ、は目標ストｏ−りに対する
ピストンロッド２３のストローク差が零となるときの最
小のバルブデユーティな示す。

３３は変速機ｌのインプットシャフトＩＯの回転ｂ（Ｎ
ｉ）を検出するインプットシャフト回転センサ、３４は
変速機のメインシャツ）１１の回転ＳＲ（Ｎｍ）を検出
するメインシャフト回転センサで、各々回転数に対応し
た信号を前記電子制御装置３２に入力する。電子制御装
置３２はメインシャツ）１１の回転数（Ｎｍ）と各変速
歯車１２．１３，１４，１５，１６．１７の回転数（Ｎ
ｇ）即ちインプットシャフトｌＯの回転数（Ｎｉ）にギ
ヤ比を掛けた値との差（絶対値）に対応してシフト入れ
時即ちクラッチスリーブの中立位置からトング歯に噛合
せるまでにおける前記制御バルブ２５．２６の作動デユ
ーティをメモリに記憶している。つまり電子制御装置３
２はメインシャフト１１の回転数（Ｎｍ）と各変速歯車
の回転数（Ｎｇ）との差（絶対値）に応じたデユーティ
のパルスを前記各制御バルブ２５．２６に出力する。

なお、シフト入れ時における前記回転差に対応するパル
スデューティの関係は、例えば第４図に示すように定め
られ、これが前記メモリに記憶されている。即ち、その
関係は第４ＵｙＪに示すように前記回転差が大きいとき
はアクチュエータを迅速に作動すべくバルブデユーティ
を大きく、前記回転差が例えば３Ｏｒｐｍ以下になると
アクチュエータの作動を緩慢にすべくバルブデユーティ
を急激に減少するように設定されている。

なお、第４図において、ｄ２は前記回転差が零となった
ときの最小のバルブデユーティを示す。

次に、前記実施例の動作を第４速から第５速への！、Ｉ
Ｊ換えについて説明する。変速機１が第４速にある場合
、アクチュエータ２０ａのピストンロット２３が図示の
状態から右方へ移動されており。

第２図におけるクラッチスリーブ１９２が第４速変速歯
車１３のドッグ歯１３ｂ、！−噛合；ている。

ここで、第４速から第５速への変速信号に基づき、図示
しないクラッチを切り、アクチュエータ２０ａを中立位
置に作動する。即ち、メインバルブ２９を開くとともに
、第３図に示すシフト抜き特性に基づいて、アクチュエ
ータ２０ａのピストン口・ンド２３の現在のストローク
と中立位置までの目標ストロークとの差が電子制御装置
３２で演算され、そのストローク差に応じたデユーティ
の大きいパルスが制御バルブ２５に入力される。このた
め、アクチュエータ２０ａの油室２１ａおよび２１ｂに
油圧が作用するが、ピストン２２の油圧作用面積はピス
トンロッド２３の面積分だけ油室２１ｂ側が大きいので
、ピストン２２およびピストンロッド２３は図において
左方即ち中立位置に向って急激に変位する。この変位に
よりアクチュエータ２０ａのピストンロッド２３のスト
ロークが目標ストローク即ち中立位置近傍に至り、これ
らのストローク差が所定値以下になったとき、第３図の
特性により前記制御バルブ２５の開放量が徐々に縮小し
、ピストン２３はゆっくりとシリング２１の中央部へ移
動して、ストローク差が零になったとき、つまりアクチ
ュエータ２０ａが図示の状態でクラッチスリーブ１９２
が中立位置になつたとき、制御バルブ２５を完全に閉止
する。このようにして、アクチュエータ２０ａによって
作動されるクラッチスリーブ１９２は、初めは迅速に、
その後は緩慢に作動せしめられ、シフト抜き動作が終る
。

次に、第５速へのシフト入れ動作が行なわれる。この場
合、電子制御装置３２は制御バルブ２５を開いて、アク
チュエータ２０ａのピストン２２およびピストンロット
２３を第１図の状態から急速に左行される。この急速作
動は例えば第４図に示すような特性即ち、メインシャツ
）１１の回転ｌａ（Ｎｍ）と変速しようとする第５速歯
車１２の回転数との差が例えば３Ｏｒｐｍつまり両回転
数がほぼ同期するまで行なわれる。なお、変速歯車の回
転数はインプットシャフトｌＯの回転数にギヤ比を掛け
た値であるが、第５速変速歯車１２はインプットシャフ
ト１０に取付けられているので、ギヤ比はｌであり、こ
の場合インプットシャフト１０の回転数と同一となる。

次に、前記両回転数の差が３０ｒｐｍ以下になると、第
４図に示す特性により電子制御装置３２かも出力される
パルスデューティが１υかくなり、制御パルプ２５の開
放時間が縮小し、アクチュエータ２０ａのピストン２２
およびピストンロッド２３はゆっくり左行し、シフト完
了位置まで移動し、この時点で制御バルブ２５およびメ
インバルブ２９は閉止する。つまりメインシャフト１１
の回転数に対して変速歯車１２の回転数かほぼ同期する
まではシフト動作を迅速に、その後はゆっくりと行なわ
しめることにより、変速時にギヤ鳴りを生ずることなく
、かつ全体として迅速なギヤ切換えを自動的に実施でＳ
る。

また、第５速からギヤを抜く場合は、制御パルプ２５を
閉止した状態でメインバルブ２９を開くとともに、制御
パルプ２６を前記第３図に示す特性に基づいてパルス制
御し、アクチュエータ２０ａの油室２１ｂをタンク２８
と連通ずることにより、ピストン２２およびピストンロ
ッド２３を右行せしめる。

なお、前記アクチュエータは油室による制御のほか、空
気圧やラッ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、前記実施例のように油
圧による制御の場合には、寒冷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、前記作動
油の粘度（実際には温度）に基づいた補正信号を電子制
御装置３２に入力することによって、各制御パルプ２５
．２６のバルブデユーティを大きくし、シフト遅れを防
止することができる。

なお、前記のようにシフト入れ時におけるアクチュエー
タを作動するバルブデユーティは、変速機のメインシャ
フトと変速しようとする歯車の回転差に基づいて設定さ
れているが、シフト開始時において両者がほぼ同期した
状態であると、バルブデユーティは最初から小さくなる
ので、アクチュエータの動作速度が遅くなる場合がある
。このような場合にも通常同期作用が完了するストロー
クまではアクチュエータの動作速度を速くするように、
制御パルプ２５．２６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図に示すアクチュエータ
の目標値（中立位置からシフト入れ完了までのストロー
ク）と現在値とのストローク差に基づくバルブデユーテ
ィの補係数（ｆｌ）を、メインシャフトと変速歯車との
回転差に基づくバルブデユーディに掛けることによって
行なわれる。なお、第５図において、前記ストロク差Ｓ
１の位置は、通常同期作用がほぼ完了するまでのストロ
ーク位置に設定される。従って、Ｓ１位置よりストロー
ク差が大きい場合は、補正係数を全て４程度即ち第４図
に示すバルブデユーティを全て１００％にしてもよい。

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、車両の走行中において変速指示を行なう。電子制
御装置３２はステップ（ａ）において、アクチュエータ
２０ａ、２０ｂ、２０ｃの位置センサ３１ａ、３１ｂ、
３１ｃからアクチュエータの位置を読み込む。次に電子
制御装置はステップ（ｂ）において現在投入されている
変速段のシフト抜きについてアクチュエータの目標スト
ロークと、目標ストロークおよび実測シフトストローク
の差に応じた制御パルプ２５．２６のデユーティを第３
図のシフト抜きマツプにより決定する。

゛電子制御装置３２はステップ（ｅ）において、ステッ
プ（ｂ）で決定されたデユーティに基づき制御パルプ２
５．２６を作動し、アクチュエータの油室２１ａ、２１
ｂに油圧を作用せしめてアクチュエータを作動する。

次に、電子制御装ｒＪ、３２はステップ（ｄ）において
、所定の微小時間Ｔｃ毎に、目標ストロークに対するピ
ストンロッド２３のシフトストロークの差を繰返し比較
し、所定時間Ｔｃ毎（Ｔｏ　ＴＣ）にデユティ幅の更新
を行ない、目標ストロークにシフトストロークが一致し
たとき、ステップ（ｅ）において制御パルプ２５．２６
の作動を止め、アクチュエータを停止する。こうしてギ
ヤのシフト抜きにより変速機は中立状態になる。

次に、電子制御装置３２はステップ（ｆ）において、変
速Ｉａ、ｌのメインシャフトｌｌの回転数（Ｎｍ）を読
み込み、また、ステップ（ｇ）においてインプットシャ
フト１０の回転数（Ｎｉ）を読み込み、ステップ（ｈ）
において該回転数（Ｎｉ）に変速しようとする変速歯車
のギヤ比を掛けて、変速しようとする変速歯車の回転数
（Ｎｇ）を計算する。

次に、電子制御装置３２はステップ（ｉ）において、ス
テップ（ｈ）によって検出したメインシャフトの回転数
（Ｎｍ）と変速歯車の回転数（Ｎｇ）の回転差に基づく
バルブデユーティ　（Ｄ２）を第４図のシフＩ・入れマ
ツプからめ、これに第５図のシフトマツプからめられる
アクチュエータの作動ストロークと目標ストロークとの
差に基づくバルブデユーティ補正計数（ｆｌ）を掛けて
、シフト入れデユーティＣＤ）を決定する。

次に、電子制御装置３２はステップ（ｊ）において、ス
テップ（ｉ）において決定されたデユーティに基づき制
御バルブ２５．２６を作動し、アクチュエータをシフト
入れ作動せしめる。

次に、電子制御装置３２はステップ（ｋ）において、所
定の微小時間ＴＯ毎に前記回転数の差および目標ストロ
ークに対するアクチュエータのシフトストロークの差を
繰返し比較し、デユーティ幅の更新を行ない、シフト完
了位置に達したら、制御バルブ２５．２６の作動を止め
、アクチュエータの作動を停止する（ステップ９．）。

こうして所定の変速段にシフト入れされる。つまり、シ
フｉ・抜きおよびシフト入れ動作が各々独自の制御マツ
プによって緩急制御される。

（発明の効果）以に詳細に説明したように、本発明によれば、変速機の
メインシャツＩ・の回転数と変速しようとする変速歯車
の回転数がほぼ同期するまでは、シフト動作を迅速に、
その後はシフト動作を緩慢に行なうようにしたので、従
来ギヤシフトを一気に行なった場合に発生したキヤ鳴り
や、同期装置の破損等の不具合を効果的に防止できる。

また、アクチュエータの目標ストロークに対するシフト
ストロークとの差に応じて、前記シフト動作速度を補Ｉ
Ｆすることによって、シフト動作初期において既に前記
両回転数がほぼ同期されている状態におけるシフト遅れ
を防止し、迅速なシフト操作を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する変速制御装置の一例を示す説
明図、第２図は同期装置の−・例を示す縦断面図、第３
図はシフト抜き制御マフブ図、第４図はシフト入れ制御
マツプ図、第５図はシフト入れ制御の補正マツプ図、第
６図は変速制御の流れを示す流れ図である。ｌ・・・変速機、１０・・・インプントシャフト、１１
・・・メインシャフト、２０ａ、２０ｂ　、２０ｃ・・
・アクチュエータ、２５．２６・・・制御バルブ、３１
ａ、３１ｂ、３１ｃ・・・位置センサ、３２・・・電子
制御装置、３３・・・インプットシャフト回転センサ、
３４・・・メインシャフト回転センサ。特許出願人　いすず自動車株式会社代　理　人　弁理士　辻　實（外１名）第３図第４図第５図＠標イ直χのストロ−フタ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回期装置を備えた変速機と、該変速機の変速操作
を行うアクチュエータと、該アクチュエータを作動制御
する電子制御装置とを備え、変速機のメインシャフトの
回転数と変速しようとする変速歯車の回転数がほぼ同期
するまでは前記アクチュエータの操作速度を速く、同期
後は緩慢に作動制御するようにしたことを特徴とする小
両用変速機のシフト制御方法。
（２）同期装置を備えた変速機と、該変速機の変速操作
を行うアクチュエータと、該アクチュエータを作動制御
する電子制御装置とを備え、変速機のメインシャツＩ・
の回転数と変速しようとする変速歯車の回転数かほぼ同
期するまでは前記アクチュエータの操作速度を速く、同
期後は緩慢に作動制御するとともに、前記アクチュエー
タの操作速度を［１標ストロークとの差に応じて補正す
るようにしたことを特徴とする車両用変速機のシフト制
御方法。