JP3722689B2

JP3722689B2 - 同期噛合式自動変速機の制御装置

Info

Publication number: JP3722689B2
Application number: JP2000339191A
Authority: JP
Inventors: 敏夫大塚
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-07
Filing date: 2000-11-07
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2020-11-07
Also published as: JP2002138875A; DE10121520A1; US6524222B2; KR100456754B1; US20020055414A1; KR20020035738A; DE10121520B4

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、変速操作時に短時間でスロットル弁の開度を目標開度に設定することが可能な車両用の同期噛合式自動変速機の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動変速機を使用した車両におけるクラッチ操作とスロットル操作とに関する制御方法としては例えば特開平６０−３５６３３号公報にその一例が開示されている。この公報に開示された技術は、変速動作開始時において、クラッチを解放するときのクラッチ解放速度とスロットル閉速度とを制御するもので、クラッチの断接を制御するアクチュエータと、スロットルの開閉を行うスロットル制御手段と、これらを制御するコントロールユニットとを備えたものにおいて、コントロールユニットにスロットル開度量に対するクラッチ断速度のマップと、スロットル開度量に対するスロットル閉速度のマップとを格納しておき、アクセルペダルの踏み込み量をパラメータとしてクラッチ断速度とスロットル閉速度とを制御することにより、クラッチ解放時のショックや吹き上がりの軽減策を講じると共に、この策に伴う変速時間の増大を防止しようとするものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この従来技術に開示されているように、自動変速機を搭載した車両においてはクラッチの解放時におけるエンジンの吹き上がりやショックを防止したり、クラッチの再結合時におけるショックやエンストを防止するために、変速操作時にはスロットル開度を制御し、スロットル開度の設定後にクラッチの断接を行っているが、従来の車両ではこのスロットル開度をアクセルペダルの踏み込み量をパラメータとして制御するのが通常であり、自動変速機の動作中にアクセル操作がなされた場合には、スロットルアクチュエータによるスロットル操作速度が一定であるため、アクセルペダルが踏み込まれたときにはスロットル開度の設定に時間がかかったり、戻された場合には即座に回転が伝達されてショックが発生するなど、運転者に違和感を与えることが多くあった。
【０００４】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、変速中にアクセル操作がなされても、常にほぼ一定の時間でスロットル開度の設定がなされ、ショックが発生したり違和感を与えたりすることのない同期噛合式自動変速機の制御装置を得ることを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる同期噛合式自動変速機の制御装置は、車両に搭載された内燃機関と、この内燃機関に電磁クラッチを介して結合され、異なるギヤ比の複数の変速ギヤを有する変速機と、この変速機のギヤを切り換えて結合するシフト・セレクトアクチュエータと、内燃機関の吸気量を変えることにより回転速度を制御するスロットル弁と、このスロットル弁をアクセル操作量と変速時のプログラムとに応じて操作するスロットルアクチュエータと、所定のプログラムに従いシフト・セレクトアクチュエータに信号を与え、ギヤを切り換えて変速制御を行うと共に、スロットル弁の目標開度の演算と実際の開度の検知とを行い、変速制御終了時にギヤ切換の完了を判定してスロットルアクチュエータを操作し、スロットル弁の目標開度と実際の開度との差に応じた操作速度でスロットル弁を目標開度位置まで移行させる制御手段とを備え、制御手段は、スロットル弁の実際の開度と目標開度との差が大であるほどスロットル弁の操作速度が大になり、実際の開度が目標開度に近づけばスロットル弁の操作速度が小となるようにスロットルアクチュエータを制御し、スロットル弁をほぼ一定の時間で目標開度位置まで移行させるようにしたものである。
【０００６】
また、スロットル弁の操作速度が制御手段に格納された制御マップに準拠し、演算周期毎に決定されるようにしたものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１ないし図６は、この発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の制御装置の構成と動作とを説明するためのもので、図１は同期噛合式自動変速機の制御装置の構成図、図２は変速機構の構成説明図、図３と図４とは動作説明用の特性図、図５は動作説明用のフローチャート、図６はスロットル操作特性図の一例である。
【０００８】
図１において、１は車両に搭載された内燃機関、２は内燃機関１のクランク軸１ａに設けられ、内燃機関１と同期噛合式の自動変速機３とを結合する電磁クラッチ、４は自動変速機３を制御する制御手段（コントロールユニット）、５は制御手段４に制御され、自動変速機３のギヤ結合を操作するシフト・セレクトアクチュエータ、６はシフト・セレクトアクチュエータ５の動作位置を検出するシフト・セレクトポジションセンサ、７は内燃機関１の吸気通路８に設けられたスロットル弁９の開度を検出するスロットルポジションセンサ、１０は図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサ、１１はアクセルポジションセンサ１０の出力に応じて、また、変速操作時には所定のプログラムで制御手段４に駆動され、スロットル弁９の開度を操作するスロットルアクチュエータ、１２は制御手段４にシフト位置を与えるシフトレバーである。
【０００９】
自動変速機３は、電磁クラッチ２に結合された入力軸１３と、この入力軸１３とはプライマリギヤセット１４により結合されたカウンタ軸１５と、車両を駆動する出力軸１６と、カウンタ軸１５と出力軸１６との間にそれぞれ対として設けられた一速ギヤセット１７と、二速ギヤセット１８と、三速ギヤセット１９と、五速ギヤセット２０と、後進ギヤセット２１と、出力軸１６に回転方向には固定され、軸方向に移動可能に装着された結合機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃとから構成されている。各ギヤセット１７、１８、１９、２０、２１の一方のカウンタ軸１５側のギヤはカウンタ軸１５に固定されており、他方の出力軸１６側のギヤは出力軸１６に回転自在に装着され、各結合機構２２ａ〜２２ｃとの係合によりそれぞれが個別に出力軸１６と固定されるように構成されている。
【００１０】
２３は入力軸１３の回転速度を検出する入力軸回転速度センサ、２４は出力軸１６の回転速度を検出する出力軸回転速度センサ、２５は結合機構２２ｃが後進ギヤセット２１と係合したことを検知する後進ギヤスイッチ、２６は内燃機関１の回転速度を検出する内燃機関回転速度センサ、２７はブレーキ操作を検知するブレーキスイッチである。また、電磁クラッチ２は制御手段４に制御されて励磁電流に比例した伝達トルクを発生し、内燃機関１のクランク軸１ａと自動変速機３の入力軸１３との間の動力の伝達と遮断とを行うように構成されている。
【００１１】
シフト・セレクトアクチュエータ５による自動変速機３の操作の概要を示したのが図２の構成説明図である。シフト・セレクトアクチュエータ５はシフトアクチュエータ５１とセレクトアクチュエータ５４とからなり、シフトアクチュエータ５１はシフトモータ５２と減速機５３とから構成され、シフトポジションセンサ６１によりシフト位置を検出しながら結合機構２２ａ〜２２ｃを一速、三速、五速側と、ニュートラル位置と、二速、四速、後進側との三位置にシフトする。また、セレクトアクチュエータ５４はセレクトモータ５５と減速機５６とからなり、セレクトポジションセンサ６２によりセレクト位置を検出しながら結合機構２２ａと、２２ｂと、２２ｃとを選択するように構成されている。
【００１２】
自動変速機３の各ギヤセット１７、１８、１９、２０は前進用であり、それぞれが異なるギヤ比を有し、この実施の形態では前進五段、後進一段の場合を構成例として示している。各ギヤセット１７、１８、１９、２０、２１と出力軸１６とを個別に固定する結合機構２２ａ〜２２ｃは、プライマリギヤセット１４と三速ギヤセット１９との間には結合機構２２ａが、一速ギヤセット１７と二速ギヤセット１８との間には結合機構２２ｂが、五速ギヤセット２０と後進ギヤセット２１との間には結合機構２２ｃが設けられており、セレクトアクチュエータ５４により結合機構２２ａ、２２ｂ、２２ｃのいずれか一つが選択され、シフトアクチュエータ５１によりいずれかの側に移送されることにより一速から五速までの前進ギヤのいずれか、あるいは、後進ギヤが選択され、また、ニュートラルが選択される。なお、図１の構成では、四速はプライマリギヤセット１４と出力軸１３とが結合されるようになっている。
【００１３】
図３はシフトポジションセンサ６１のシフト位置と出力電圧との関係を示し、図４はセレクトポジションセンサ６４のセレクト位置と出力電圧との関係を示すものである。シフトポジションセンサ６１は、結合機構２２ａ〜２２ｃが一速、三速、五速側にあるときには電圧ＶＹＡを出力し、これが制御手段４によるシフト制御時の目標位置電圧となる。同様にニュートラル位置では電圧ＶＹＢが、また、二速、四速、後進側にあるときには電圧ＶＹＣがシフトポジションセンサ６１の出力電圧であり、シフト制御時の目標位置電圧となる。また、セレクトポジションセンサ６４は五速と後進との切換を行う結合機構２２ｃのセレクト時の出力と目標位置電圧はＶＸＣであり、三速と四速との切換を行う結合機構２２ａのセレクト時は電圧ＶＸＢが、一速と二速との切換を行う結合機構２２ｂのセレクト時は電圧ＶＸＡがそれぞれ出力と目標位置電圧となる。
【００１４】
制御手段４による変速操作は、シフトレバー１２の位置信号と、アクセルポジションセンサ１０の信号と、入力軸回転速度センサ２３と出力軸回転速度センサ２４と内燃機関回転速度センサ２６の各回転速度信号とを入力し、制御手段４に記憶されたシフトパターンにより走行状態に適合した変速段を決定し、シフト・セレクトポジションセンサ６によりシフト・セレクト位置を検出しながらシフト・セレクトアクチュエータ５を操作することにより実行される。例えば、二速から三速にギヤチェンジするとき、シフト・セレクトアクチュエータ５は現在までの変速段の二速ギヤ１８から結合機構２２ｂを離脱させ、目標変速段に該当する結合機構２２ａをセレクトアクチュエータ５４が選択し、シフトアクチュエータ５１がシフトして目標変速ギヤである三速ギヤ１９に結合機構２２ａを係合させることにより変速がなされる。
【００１５】
このとき、結合機構２２ａのシフトと共に図示しないシンクロ機構が働き、結合機構２２ａと目標変速段のギヤである三速ギヤ１９とが同期回転状態となり、この同期回転状態が入力軸回転速度センサ２３と出力軸回転速度センサ２４とにより検出され、回転同期が完了すると共に最終的なシフトが行われて結合機構２２ａと三速ギヤ１９とが係合される。この変速動作時、制御手段４はスロットルアクチュエータ１１を操作してスロットル弁９を所定の開度位置に絞り、電磁クラッチ２の励磁電流をオフにして同期噛合式の自動変速機３をパワーオフ状態にして上記の変速を行い、また、変速完了後、すなわち、結合機構２２ａと三速ギヤ１９との係合完了後、電磁クラッチ２の励磁電流とスロットルアクチュエータ１１とを操作して内燃機関１の回転速度を制御しながら電磁クラッチ２の結合力を強めて行く。
【００１６】
この結合機構２２と目標ギヤとの係合完了後における制御手段４の制御動作は図５のフローチャートに示すように行われる。なお、図５のステップ５０１は一連の変速制御のルーチンにおける変速制御の完了を判断するステップであり、ステップ５０２以降のルーチンは変速制御の完了を判断して行われるサブルーチンを示すものである。ステップ５０２ではシフト・セレクトアクチュエータ５による変速制御の完了、すなわちギヤ切換が完了したかどうかが判定される。このギヤ切換完了の判定は回転同期状態による判定や、シフト・セレクトポジションセンサ６によるシフト・セレクトアクチュエータ５の位置判定により行われ、シフト・セレクトポジションセンサ６による判定は図３と図４とに示した位置電圧の読み取りにより行われるものである。
【００１７】
ステップ５０２にてギヤの切り換えが完了していると判定されるとステップ５０３に進み、ここではタイマが０であるかどうかが判定され、０でなければステップ５０４に進んでスロットルポジションセンサ７が検出する実際のスロットル開度と制御手段４が演算する目標スロットル開度とが比較される。実際のスロットル開度と目標スロットル開度とが一致していない場合にはステップ５０５に進み、ここでは予め記憶されている実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差に対するスロットル操作速度のマップからスロットル操作速度を決定し、このスロットル操作速度が制御手段４からスロットルアクチュエータ１１に与えられ、スロットル弁９が目標開度になるように与えられた速度で操作される。
【００１８】
ステップ５０６ではタイマに初期値ａを設定し、ルーチンを終えてステップ５０７にてリターンする。ステップ５０２にてギヤ切換が完了していないと判断されたときにはステップ５０８に進み、タイマに初期値ａを設定してステップ５０２でのギヤ切換完了の判定に備え、ステップ５０４にて実際のスロットル開度と目標スロットル開度とが一致している場合にはステップ５０９に進んでタイマを１ずつ減じることにより０設定に至らしめ、タイマが０設定になることによりステップ５０３からステップ５０７にジャンプするように設定する。
【００１９】
実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差に対するスロットル操作速度は、例えば、図６に示すような特性がマップとして制御手段４に記憶され、実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差が所定値以上であればこの差が大であるほどスロットル操作速度は大きく設定される。また、ステップ５０６にてタイマに初期値ａを設定してステップ５０７でリターンするので、ステップ５０４にて実際のスロットル開度と目標スロットル開度とが一致したと判定され、ステップ５０９でタイマが０になるまでステップ５０５における操作が実行されることになり、実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差が大であるほど操作速度は大になり、実際のスロットル開度が目標スロットル開度に近づけば操作速度が小さい所定の速度で移行することになる。
【００２０】
以上のように、実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差が大であるほど操作速度は大になり、実際のスロットル開度が目標スロットル開度に近づけば操作速度が小となるので、変速操作中にアクセルペダルの操作がなされた場合など、スロットル開度の如何に拘わらずほぼ一定の時間で目標スロットル開度に移行することになり、目標スロットル開度に移行と同時に電磁クラッチ２の励磁が開始されることになる。従って、変速操作完了時に実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差が小さい状態において、変速動作完了後に即座に電磁クラッチが接続されて変速ショックを発生したり、また、両者の差が大の状態において、スロットル開度の設定に時間がかかって運転者に違和感を与えたりすることが回避できるものである。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、請求項１の発明によれば、車両に搭載された内燃機関と電磁クラッチを介して結合され、異なるギヤ比の複数の変速ギヤを有する変速機と、この変速機のギヤを切り換えるシフト・セレクトアクチュエータと、内燃機関の回転速度を制御するスロットル弁と、このスロットル弁を操作するスロットルアクチュエータと、所定のプログラムに従いギヤを切り換えて変速制御を行うと共にスロットル弁の目標開度の演算と実際の開度の検知とを行い、変速制御の完了を判定してスロットルアクチュエータを操作し、目標開度と実際の開度との差に応じた操作速度でスロットル弁を目標開度位置まで移行させる制御手段とを備え、制御手段は、スロットル弁の実際の開度と目標開度との差が大であるほどスロットル弁の操作速度が大になり、実際の開度が目標開度に近づけばスロットル弁の操作速度が小となるようにスロットルアクチュエータを制御し、スロットル弁をほぼ一定の時間で目標開度位置まで移行させるようにしたので、スロットル開度の如何に拘わらずほぼ一定の時間で目標スロットル開度に移行することが可能であり、変速動作完了時に変速ショックが発生したりスロットル開度の設定に時間がかかって運転者に違和感を与えたりすることのない同期噛合式自動変速機の制御装置を得ることができるものである。
【００２２】
また、請求項２の発明によれば、スロットル弁の操作速度が制御手段に格納された制御マップに準拠し、演算周期毎に決定されるようにしたので、実際のスロットル開度と目標スロットル開度との差が大である場合にはスロットル弁の初期の動作速度は速く、目標スロットル開度に近づけば動作速度が遅くなってオ−バーシュートなどのない安定したスロットル操作ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の制御装置の構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の制御装置の変速機構の構成説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の制御装置の動作説明用の特性図である。
【図４】この発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の制御装置の動作説明用の特性図である。
【図５】この発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の制御装置の動作説明用のフローチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の制御装置のスロットル操作特性図の一例である。
【符号の説明】
１内燃機関、２電磁クラッチ、３変速機、４制御手段、５シフト・セレクトアクチュエータ、６シフト・セレクト位置センサ、７スロットルポジションセンサ、９スロットル弁、１０アクセルポジションセンサ、１１スロットルアクチュエータ、１５カウンタ軸、１６出力軸、１７〜２１変速ギヤ、２２ａ〜２２ｃ結合機構、２３、２４、２６回転速度センサ。

Claims

車両に搭載された内燃機関、この内燃機関に電磁クラッチを介して結合され、異なるギヤ比の複数の変速ギヤを有する変速機、この変速機のギヤを切り換えて結合するシフト・セレクトアクチュエータ、前記内燃機関の吸気量を変えることにより回転速度を制御するスロットル弁、このスロットル弁をアクセル操作量と変速時のプログラムとに応じて操作するスロットルアクチュエータ、所定のプログラムに従い前記シフト・セレクトアクチュエータに信号を与え、前記ギヤを切り換えて変速制御を行うと共に、前記スロットル弁の目標開度の演算と実際の開度の検知とを行い、変速制御終了時にギヤ切換の完了を判定して前記スロットルアクチュエータを操作し、前記スロットル弁の目標開度と実際の開度との差に応じた操作速度で前記スロットル弁を目標開度位置まで移行させる制御手段を備え、
前記制御手段は、前記スロットル弁の実際の開度と目標開度との差が大であるほど前記スロットル弁の操作速度が大になり、実際の開度が目標開度に近づけば前記スロットル弁の操作速度が小となるように前記スロットルアクチュエータを制御し、前記スロットル弁をほぼ一定の時間で前記目標開度位置まで移行させる
ことを特徴とする同期噛合式自動変速機の制御装置。
前記スロットル弁の操作速度が前記制御手段に格納された制御マップに準拠し、演算周期毎に決定されることを特徴とする請求項１に記載の同期噛合式自動変速機の制御装置。