| 【発明の名称】 |
同期噛合式自動変速機の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】渡部 晋治
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| 【要約】 |
【課題】同期噛合い式変速機のギヤ切り換え操作をシフト・セレクトアクチュエータによる変速位置制御で変速の自動化を図る。
【解決手段】同期噛合い式変速機に入出力軸回転速度検出用の速度センサを設けギヤ段切換え時のシンクロナイザーの動作状態を検出するとともに、シフトアクチュエータ制御時のシンクロナイザーの回転同期開始シフト位置をシフトポジションセンサにより検出して学習する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 複数のギヤ段を自動的に切り換える同期噛合式自動変速機において、入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸へ変速して伝達するための複数の変速用歯車列と、前記複数の変速用歯車列の１つを選択して、この選択された変速用歯車列を介して前記入力軸から前記出力軸へ動力を伝達するためのシフトギヤと、前記シフトギヤを駆動するシフトアクチュエータと、前記シフトギヤのシフト位置を検出するシフト位置センサと、前記入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度センサと、前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、変速時の前記シフトアクチュエータによる前記シフトギヤの切換え動作において、前記入力軸回転速度センサにより検出した変速機入力軸回転速度と前記出力軸回転速度センサにより検出した変速機出力軸回転速度とギヤ比との関係、及び前記シフト位置センサの出力により前記シフトギヤの同期開始シフト位置を学習補正するコントロールユニットと、を備えることを特徴とする同期噛合式自動変速機の制御装置。
【請求項２】 複数のギヤ段を自動的に切り換える同期噛合式自動変速機において、入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸へ変速して伝達するための複数の変速用歯車列と、前記複数の変速用歯車列の１つを選択して、この選択された変速用歯車列を介して前記入力軸から前記出力軸へ動力を伝達するためのシフトギヤと、前記シフトギヤを軸方向に移動するシフトアクチュエータと、前記シフトギヤのシフト位置を検出するシフト位置センサと、前記シフトギヤを回転方向に移動させて、前記複数の変速用歯車列の１つを選択させるセレクトアクチュエータと、前記セレクトアクチュエータのセレクト位置を検出するセレクト位置センサと、前記入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度センサと、前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、変速時の前記シフトアクチュエータ及び前記セレクトアクチュエータによるギヤ切り換え動作において、前記変速機の入力軸回転速度と出力軸回転速度とギヤ比との関係、及び前記シフト位置センサにより検出された前記シフトギヤのシフト位置と前記セレクト位置センサにより検出された前記シフトギヤのセレクト位置の関係に基づいてギヤ切り換え動作の完了判定するコントロールユニットと、を備えることを特徴とする同期噛合式自動変速機の制御装置。
【請求項３】 前記同期開始シフト位置学習値の初期値は、前記シフトギヤのシフトニュートラル位置学習値とシフト完了位置学習値とに基づいて設定するようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の同期噛合式自動変速機の制御装置。
【請求項４】 前記シフトニュートラル位置学習及びシフト完了位置学習は、バッテリ外し後のキースイッチＯＮ時に行うようにしたことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の同期噛合式自動変速機の制御装置。
【請求項５】 前記ギヤ段切換え時のシフト動作は、前記シフトギヤのシフト開始位置から同期開始シフト位置までは第１のシフト速度で、同期開始シフト位置到達後はシフト完了位置までを第２のシフト速度で前記シフトギヤをシフト動作させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の同期噛合式自動変速機の制御装置。
【請求項６】 前記ギヤ段切換え時のシフト動作において、前記シフトギヤの同期開始シフト位置到達後からシフト完了位置までの第２のシフト速度は、変速の種類及び変速機出力軸回転速度に基づいて設定するようにしたことを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の同期噛合式自動変速機の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、同期噛合式自動変速機の制御装置に関し、特に、同期噛合式有段変速機のギヤ段の切換えに際して発生するギヤ鳴き抑制やシンクロ機構の耐久性を向上させる技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の同期噛合式自動変速機の制御装置として、特開昭６３−２７０２５２号公報に示すようなものがある。これにおいては、エンジンの駆動力を電磁クラッチのＯＮ／ＯＦＦ操作により該電磁クラッチを介して同期噛合式自動変速機に入力し、変速時のギヤ段の切換えは、一対の油圧電磁弁の作動組み合わせによりセレクト用３位置油圧シリンダを駆動して変速ギヤの選択を行い、一対の油圧電磁弁の作動組み合わせによりシフト用３位置油圧シリンダを駆動して変速ギヤ段の切換えを行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジンと変速機間の動力接続／遮断用のクラッチとして磁粉式電磁クラッチを用いているため、変速機入力軸側の慣性力の増加を避けられない。また、シフト用３位置油圧シリンダによるシフト駆動により変速ギヤ段の切換えを行っているため、ギヤ段切換え時のシンクロ動作が急激となり、ギヤ段切換え時の変速機入力軸側と出力軸側との回転同期をスムーズに行うことができない。この結果、変速段切換え時のギヤ鳴きやシンクロ機構の耐久性に問題が生じる。また、シンクロ機構の強度強化により耐久性を確保しようとすると、サイズアップやコストアップにつながるなどの問題があり、他方、シフト動作を遅くしてギヤ鳴きを抑制しようとすると、変速時間が必要以上に長くなりフィーリング上好ましくない等の問題点がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の一側面によれば、複数のギヤ段を自動的に切り換える同期噛合式自動変速機において、入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸へ変速して伝達するための複数の変速用歯車列と、前記複数の変速用歯車列の１つを選択して、この選択された変速用歯車列を介して前記入力軸から前記出力軸へ動力を伝達するためのシフトギヤと、前記シフトギヤを駆動するシフトアクチュエータと、前記シフトギヤのシフト位置を検出するシフト位置センサと、前記入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度センサと、前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、変速時の前記シフトアクチュエータによる前記シフトギヤの切換え動作において、前記入力軸回転速度センサにより検出した変速機入力軸回転速度と前記出力軸回転速度センサにより検出した変速機出力軸回転速度とギヤ比との関係、及び前記シフト位置センサの出力により前記シフトギヤの同期開始シフト位置を学習補正するコントロールユニットと、を備える同期噛合式自動変速機の制御装置が提供される。
【０００５】本発明の他の側面によれば、複数のギヤ段を自動的に切り換える同期噛合式自動変速機において、入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸へ変速して伝達するための複数の変速用歯車列と、前記複数の変速用歯車列の１つを選択して、この選択された変速用歯車列を介して前記入力軸から前記出力軸へ動力を伝達するためのシフトギヤと、前記シフトギヤを軸方向に移動するシフトアクチュエータと、前記シフトギヤのシフト位置を検出するシフト位置センサと、前記シフトギヤを回転方向に移動させて、前記複数の変速用歯車列の１つを選択させるセレクトアクチュエータと、前記セレクトアクチュエータのセレクト位置を検出するセレクト位置センサと、前記入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度センサと、前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、変速時の前記シフトアクチュエータ及び前記セレクトアクチュエータによるギヤ切り換え動作において、前記変速機の入力軸回転速度と出力軸回転速度とギヤ比との関係、及び前記シフト位置センサにより検出された前記シフトギヤのシフト位置と前記セレクト位置センサにより検出された前記シフトギヤのセレクト位置の関係に基づいてギヤ切り換え動作の完了判定するコントロールユニットと、を備える同期噛合式自動変速機の制御装置が提供される。
【０００６】また、前記同期開始シフト位置学習値の初期値は、前記シフトギヤのシフトニュートラル位置学習値とシフト完了位置学習値とに基づいて設定される。
【０００７】さらに、前記シフトニュートラル位置学習及びシフト完了位置学習は、バッテリ外し後のキースイッチＯＮ時に行われる。
【０００８】さらにまた、前記ギヤ段切換え時のシフト動作は、前記シフトギヤのシフト開始位置から同期開始シフト位置までは第１のシフト速度で、同期開始シフト位置到達後はシフト完了位置までを第２のシフト速度で前記シフトギヤをシフト動作させる。
【０００９】また、前記ギヤ段切換え時のシフト動作において、前記シフトギヤの同期開始シフト位置到達後からシフト完了位置までの第２のシフト速度は、変速の種類及び変速機出力軸回転速度に基づいて設定される。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。
【００１１】実施の形態１．図１は本発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の制御装置の構成を示す図である。図１において、１はエンジン、２は電磁クラッチ、３は同期噛合式自動変速機、４はコントロールユニットである。
【００１２】エンジン１の吸気管１０にはスロットルバルブ１１が設けられ、そのスロットルバルブ１１のスロットル開度位置は、該スロットルバルブ１１の近傍において吸気管１０に設けられたスロットルポジションセンサ９により検出され、その出力信号がコントロールユニット４に入力される。
【００１３】また、運転者のアクセルペダル（図示しない）踏み込み量はアクセルポジションセンサ１３により検出され、アクセルポジションセンサ１３はアクセルペダル踏み込み量に比例した出力信号をコントロールユニット４に入力する。コントロールユニット４はアクセルポジションセンサ１３の出力信号を処理して、アクセルペダル踏み込み量に応じた目標スロットル開度位置を演算して、この目標スロットル開度位置とスロットルポジションセンサ９により検出されたスロットル開度位置との偏差に基づいて、スロットル開度位置が目標スロットル開度位置となるようにスロットルアクチュエータ１２を介してスロットルバルブ１１をフィードバック制御する。
【００１４】電磁クラッチ２は、エンジン１のクランク軸２１と同期噛合式自動変速機３の入力軸２２との間に介在され、クランク軸２１から同期噛合式自動変速機３の入力軸２２への動力の伝達／遮断を制御する。電磁クラッチ２は、コントロールユニット４によってクラッチ伝達トルクに比例したクラッチ励磁電流を供給されるように制御され、クランク軸２１の回転トルクを、コントロールユニット４により制御されたクラッチ伝達トルクとして同期噛合式自動変速機３の入力軸２２へ伝達する。
【００１５】同期噛合式自動変速機３は、例えばギヤ比の異なる５組の前進用変速歯車列３３〜３６及び３８と、１組の後退用変速歯車列３７と、これら変速歯車列と出力軸３２の連結を切り換える複数（図示例では３つ）のスリーブギヤ１００ａ〜１００ｃからなるシフトギヤ１００とを有するカウンタシャフト型の５段歯車変速機である。クランク軸２１から電磁クラッチ２をを介して入力軸２２に伝達された入力回転力は、まず入力軸２２上、最前方（図１で最左側）にあるプライマリーギヤ列３３を介して、入力軸２２と並列配置されたカウンターシャフト３１に伝えられる。出力軸３２は入力軸２２と同軸状に配置され、出力軸３２上には、前進用変速歯車列３３〜３６及び３８の被駆動側歯車３３ａ〜３６ａ及び３８ａ、後退用変速歯車列３７の被駆動側歯車３７ａがそれぞれ回転自在に取り付けられており、また、出力軸３２と並列配置されたカウンタシャフト３１上には、前進用変速歯車列３３〜３６及び３８の駆動側歯車３３ｂ〜３６ｂ及び３８ｂ、後退用変速歯車列３７の駆動側歯車３７ｂがそれぞれ固着されている。また、出力軸３２には、３速ギヤ列３４の前方（すなわちプライマリギヤ列３３と３速ギヤ列３４との間）に、第１スリーブギヤ１００ａが軸方向に移動可能に且つ回転不能に設けられ、２速ギヤ列３５と１速ギヤ列３６との間には、第２スリーブギヤ１００ｂが軸方向に移動可能に且つ回転不能に設けられ、後退用変速歯車列３７と５速ギヤ列３８との間には、第３スリーブギヤ１００ｃが軸方向に移動可能に且つ回転不能に設けられている。第１スリーブギヤ１００ａは、後述するシフトフォーク１０１により出力軸３２に沿って移動されてプライマリギヤ列３３の被駆動側歯車３３ａと連結されたとき、入力軸２２と出力軸３２とを直結して４速ギヤとして作用する。前進用変速歯車列３３〜３６、３８の被動側歯車３３ａ〜３６ａ、３８ａ及び後退用変速歯車列３７の被動側歯車３７ａのうちどれを連結するかで伝達経路／変速比（プライマリーギヤのギヤ比ｘ各速ギヤのギヤ比）が変わる。
【００１６】同期噛合式自動変速機３は、コントロールユニット４の出力信号で制御されるギヤ切り換え用のシフト・セレクトアクチュエータ５によりシフトギヤ１００がシフト制御され、現変速段の歯車同志の機械的噛合いを外す開放作動と、次期変速段の歯車同志を機械的に噛み合わせる連結作動とにより変速操作される。
【００１７】コントロールユニット４は、運転者が操作するシフトレバー１４の位置に応じてスイッチ信号を出力するシフトレバー位置信号と、アクセルペダル（図示しない）の踏み込み量を表すアクセルポジションセンサ１３の出力信号と、変速機出力軸３２の回転速度を検出する変速機出力軸回転速度センサ８の出力信号を入力し、図示しない変速機シフトパターンにより車両走行状態に適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でシフトレバー１４のシフト・セレクト位置を検出しつつ、シフト・セレクトアクチュエータ５に制御信号を出力してシフトギヤ１００がシフト制御されて、現変速段の歯車同志の機械的噛合いを外す開放作動と、目標変速段の歯車同志を機械的に噛み合わせる連結作動とにより変速操作される。
【００１８】シフトギヤ１００の同期状態は、変速機入力軸回転速度センサ７及び変速機出力軸回転センサ８により検出された変速機入出力軸回転速度の関係から検出される。変速時には、スロットルアクチュエータ１２によりスロットルバルブ１１を所定の開度位置に絞り、電磁クラッチ２の励磁電流をＯＦＦして同期噛合い式変速機をパワーオフ状態にして変速段の切り換えを行う。
【００１９】図２は、本発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機の１速−２速変速時のシフトギヤ１００の動作図である。１速状態では、シフトギヤ１００の第２スリーブギヤ１００ｂは１速ギヤ側のシンクロナイザーリング１０２とシンクロナイザーコーン１０３と噛合い状態にあり、動力は１速ギヤから第２シフトギヤ１００ｂを介して変速機出力軸３３へと伝わる。１速−２速変速指令があると、コントロールユニット４の制御の下にシフト・セレクトアクチュエータ５によりシフトフォーク１０１が２速ギヤ方向にシフト制御され、第２スリーブギヤ１００ｂと１速ギヤとの機械的噛合いが外れ、次に、第２スリーブギヤ１００ｂが２速ギヤ側のシンクロナイザーリング１０２を２速ギヤ側に押圧してシンクロナイザーコーン１０３に押し付けられることにより変速機出力軸３３と２速ギヤ軸との回転同期が起こり、第２スリーブギヤ１００ｂとシンクロナイザーリング１０２及びシンクロナイザーコーン１０３とのギヤの機械的噛合いが行われて、１速−２速変速ギヤの切り換えが終わる。
【００２０】図３は本発明の実施の形態１による同期噛合式自動変速機のシフト・セレクトアクチュエータ５及びシフト・セレクトポジションセンサ６の構成図である。
【００２１】シフト・セレクトアクチュエータ５は、図３に示すように、シフトフォーク１０１をシフト駆動するシフトアクチュエータ５ａと、シフトフォーク１０１をセレクト駆動するセレクトアクチュエータ５ｂとから構成される。シフトアクチュエータ５ａは、シフトフォーク１０１を出力軸３２の軸方向へ移動させるシフトモータ５１と、シフトモータ５１の駆動力を減速してシフトフォーク１０１へ伝達する減速機５３とを備える。セレクトアクチュエータ５ｂは、シフトフォーク１０１を回転方向に移動させるセレクトモータ５２と、そのセレクトモータ５２の駆動力を減速してシフトフォーク１０１へ伝達する減速機５４とを備える。
【００２２】また、シフト・セレクトポジションセンサ６は、シフトアクチュエータ５ａの減速機５３に隣接して設けられ、シフトフォーク１０１のシフト位置を検出するシフトポジションセンサ６１と、セレクトアクチュエータ５ｂの減速機５４に隣接して設けられ、シフトフォーク１０１のセレクト位置を検出するセレクトポジションセンサ６１とを備える。
【００２３】コントロールユニット４のシフト制御は次のようにして行われる。すなわち、シフトアクチュエータ５ａに内蔵されたシフトモータ５１により減速機５３を介してシフトフォーク１０１を変速機出力軸３３の軸方向に駆動して、シフトポジションセンサ６１によりシフトフォーク１０１のシフト位置を検出してシフト位置のフィードバック制御を行う。
【００２４】コントロールユニット４のセレクト制御は次のようにして行われる。すなわち、セレクトアクチュエータ５ｂに内蔵されたセレクトモータ５２により減速機５４を介してシフトフォーク１０１を変速機出力軸３２の回転方向に駆動して、シフトギヤ１００のスリーブギア１００ａ〜１００ｃの１つに選択的に係合させて、セレクトポジションセンサ６２によりシフトフォーク１０１のセレクト位置を検出してセレクト位置のフィードバック制御を行う。
【００２５】図４はシフトフォーク１０１の前記シフト位置と前記シフトポジションセンサ６１の出力特性の関係を示すもので、１速、３速、５速時のシフト位置電圧学習値はＶＹＡ、ニュートラル時のシフト位置電圧学習値はＶＹＢ、２速、４速、後退時のシフト位置電圧学習値はＶＹＣによりそれぞれ表される。
【００２６】図５はシフトフォーク１０１の前記セレクト位置と前記セレクトポジションセンサ６２の出力特性の関係を示したもので、１速、２速時のセレクト位置電圧学習値はＶＸＡ、３速、４速時（ニュートラル時含む）のセレクト位置電圧学習値はＶＸＢ、５速、後退時のセレクト位置電圧学習値はＶＸＣとしてそれぞれ表される。
【００２７】次に、この実施の形態１の動作について説明する。図６は、各シフト位置及び各セレクト位置学習動作のフローチャートである。図６において、キースイッチＯＮ時、電磁クラッチ２をＯＦＦ（励磁電流ＯＦＦ）しエンジン１と変速機２間をニュートラル状態にするとともに、シフトモータ５１及びセレクトモータ５２をＯＦＦする（ステップＳ１）。
【００２８】次に、キースイッチＯＮ前にバッテリが外されていたかを否かを、コントロールユニット４に内蔵されたＲＡＭの記憶値によって判定（ステップＳ２）し、ＮＯであれば前記シフト位置及びセレクト位置の各学習値は記憶された状態にあるので、学習しないで変速処理（ステップＳ８）に進む。
【００２９】ステップＳ２でバッテリ外しを検出した（ＹＥＳ）場合、ステップＳ３でシフトニュートラルポジション（シフトＮＰ）を前記シフトポジションセンサ６１の出力電圧値ＶＹＢとして学習し、同様にセレクトニュートラルポジション（セレクトＮＰ）を前記セレクトポジションセンサ６２の出力電圧値ＶＸＢとして学習する。
【００３０】シフトモータ５１をシフトニュートラル位置から３速シフト位置側に駆動し、前記シフトポジションセンサ６１の出力電圧値が十分安定した時点の電圧値ＶＹＡを１速、３速、５速側シフト位置として学習する（ステップＳ４）。
【００３１】次に、シフトモータ５１を３速シフト位置から４速シフト位置側に駆動し、前記シフトポジションセンサ６１の出力電圧値が十分安定した時点の電圧値ＶＹＣを２速、４速、後退側シフト位置として学習（ステップＳ５）した後、シフトモータ５１を再度シフトニュートラル位置に戻す。
【００３２】セレクトニュートラル位置は３速、４速時のセレクト位置学習値ＶＸＢでもあり、このセレクト位置からセレクトモータ５２を１速、２速セレクト位置側に駆動し、前記セレクトポジションセンサ６２出力電圧値が十分安定した時点の電圧値ＶＸＡを１速、２速側セレクト位置として学習する（ステップＳ６）。
【００３３】次に、１速、２速側セレクト位置からセレクトモータ５２を５速、後退セレクト位置側に駆動し、前記セレクトポジションセンサ６２の出力電圧値が十分安定した時点の電圧値ＶＸＣを５速、後退側セレクト位置として学習（ステップＳ７）した後、セレクトモータ５２を再度セレクトニュートラル位置に戻して変速判定処理（ステップＳ８）に進み、処理を終える。
【００３４】図７は同期噛合式自動変速機の変速判定処理のフローチャート図である。図７において、コントロールユニット４は、運転者により操作されるシフトレバー１４の動きに応じて、スイッチ信号として出力されるシフトレバー位置（例えばＰ，Ｒ，Ｎ，Ｄ位置）信号を読み込む。変速機入力軸回転速度センサ７及び変速機出力軸速度センサ８からの回転速度入力信号により変速機入力回転速度Ｎｉと変速機出力軸回転速度Ｎｏを演算するとともに、アクセルポジションセンサ１３から運転者のアクセルぺダル踏み込み量を電圧値としてアクセル開度Θｔを検出する（ステップＳ１０）。
【００３５】ステップＳ１１では、前記シフトレバー位置がＤ（ドライブ）レンジの場合に、アクセル開度Θｔと車速に相当する変速機出力軸回転速度Ｎｏとにより、予め設定された図示しないシフトパターン線図を用いてシフトパターンチェックを行う。
【００３６】ステップＳ１１でのシフトパターンチェックで変速要求があるか判定（ステップＳ１２）し、変速要求があれば、ステップＳ１３で１速→２速変速要求かを判定し、１速→２速変速であれば、ステップＳ１４の１速→２速変速処理を行う。他の変速要求の場合も同様の処理を行う。
【００３７】図８は同期噛合式自動変速機の１速→２速変速処理のフローチャート図である。図８において、ステップＳ２０で１速→２速変速処理における制御フェーズを判定して各制御フェーズでの処理を行う。
【００３８】制御フェーズ＝０の場合、ステップＳ２１に進み、１速→２速変速時の同期開始シフト位置が学習済みかどうか判定し、未学習状態であればステップＳ２２で前記２速シフト位置学習値ＶＹＣとシフトニュートラル位置学習値ＶＹＢを用いて１速→２速変速時の同期開始シフト位置学習値ＶＹ１２の初期値を（１）式により算出し設定する。
【００３９】
ＶＹ１２＝（ＶＹＣ−ＶＹＢ）／２−α （１）
ここで、αは同期開始シフト位置手前でシフト速度を緩め急激なギヤの噛合いを防止する目的で予め設定された所定電圧値（例えば０．１Ｖ）である。
【００４０】ステップＳ２１で１速→２速変速時の同期開始シフト位置学習値ＶＹ１２が存在する場合、第１のシフト動作速度で目標シフト位置ＶＹｔａｇまでシフト動作させるために、前記同期開始シフト位置学習値ＶＹ１２を目標シフト位置ＶＹｔａｇに設定（ステップＳ２３）し、制御フェーズを１に更新（ステップＳ２４）して、ステップＳ２５で前記目標シフト位置ＶＹｔａｇと実際のシフト位置ＶＹとの位置偏差に基づいた制御（例えばＰＩＤ制御）により、シフトモータ５１が第１のシフト動作速度で駆動されてシフト位置フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御が行われる。これにより、第２スリーブギヤ１００ｂと１速ギヤ側のシンクロナイザーコーン１０３及びシンクロナイザーリング１０２との機械的噛合いが開放作動される。
【００４１】制御フェーズ＝１の場合、第２スリーブギヤ１００ｂが２速ギヤ側にシフト制御され、２速ギヤ側のシンクロナイザーリング１０２をシンクロナイザーコーン１０３に押し付けて回転同期が始まるまでの制御フェーズであり、前記シンクロナイザーの回転同期開始（同期開始シフト位置）判定を、変速機入力軸回転速度Ｎｉと変速機出力軸回転速度Ｎｏとが（２）式の関係になったかどうかで行う（ステップＳ２６）。
【００４２】
Ｎｉ≦（Ｎｏ＊Ｇ１−Ｎ１） （２）
ここで、Ｇ１は１速時のギヤ比、Ｎ１は、シンクロナイザーの回転同期が始まり入力軸回転速度が１速時の回転速度から２速時の回転速度方向に低下状態にあることを検出するために、予め設定された所定回転数（例えば１００ｒｐｍ）である。
【００４３】ステップＳ２６でシンクロナイザーの回転同期が始まっていないと（ＮＯ）判定された場合、ステップＳ２７でシフトポジションセンサ６１出力のシフト位置信号ＶＹが前記１速→２速変速時の同期開始シフト位置学習値ＶＹ１２に到達したかどうかを判定し、到達していなければ（ＮＯ判定）、ステップ２５で第１のシフト動作速度でシフト位置フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御が継続され、到達した場合には、ステップＳ２８で目標シフト位置ＶＹｔａｇを（３）式により設定して第２のシフト動作速度（第１のシフト動作速度より遅い）でシフト位置フィードバック（Ｆ／Ｂ）制御（ステップＳ２５）が継続され、シンクロナイザーの回転同期開始を待つ。
【００４４】
ＶＹｔａｇ（ｎ）＝ＶＹｔａｇ（ｎ−１）＋β （３）
ここで、ＶＹｔａｇ（ｎ）は今回制御周期時の目標シフト位置、ＶＹｔａｇ（ｎ−１）は前回制御周期時の目標シフト位置、βは目標シフト位置の増分を決める定数で、変速の種類及び変速機出力軸回転速度に基づいて設定される。定数βの大きさによりシフト動作速度が調整可能となる。
【００４５】ステップＳ２６でシンクロナイザーの回転同期が始まっている（ＹＥＳ）と判定された場合、回転同期開始判定時のシフト位置検出値ＶＹ（ｓ）を用いて、今回の１速−２速変速時の同期開始シフト位置学習値ＶＹ１２（ｎ）を（４）式により算出して更新し、ステップＳ３０で制御フェーズを２に更新して前記ステップＳ２８とステップＳ２５の処理を行う。
【００４６】
ＶＹ１２（ｎ）＝ＶＹ（ｓ）−α （４）
制御フェーズ＝２の場合、第２シフトギヤ１００ｂが２速ギヤ側のシンクロナイザーリング１０２及びシンクロナイザーコーン１０３と回転同期によりギヤの噛合いに移行する制御フェーズであり、前記シンクロナイザーの回転同期判定を変速機入力軸回転速度Ｎｉと変速機出力軸回転速度Ｎｏとが（５）式の関係になったかどうかで行う（ステップＳ３１）。
【００４７】
（Ｎｏ＊Ｇ２−Ｎ２）≦Ｎｉ≦（Ｎｏ＊Ｇ２＋Ｎ２） （５）
ここで、Ｇ２は２速時のギヤ比、Ｎ２はシンクロナイザーの回転同期が完了間際であり入力軸回転速度Ｎｉが２速時の回転速度（Ｎｏ＊Ｇ２）に同期状態にあることを検出するため予め設定された所定回転数（例えば５０ｒｐｍ）である。
【００４８】ステップＳ３１で２速回転同期未完了判定（ＮＯ判定）の場合は、ステップＳ２８で目標シフト位置を更新しながら制御フェーズ＝１でのシフト位置フィードバック制御を行い、２速回転同期完了判定（ＹＥＳ判定）された場合は、判定時のシフト位置検出値ＶＹを２速シフト位置学習値ＶＹＣ２として学習するとともに目標シフト位置ＶＹｔａｇに設定して、ステップＳ２５のシフト位置フィードバック制御を所定時間継続して１速→２速変速処理を終わる。
【００４９】前記２速同期判定に時間要素を加えて判定しても同じ効果を奏する。すなわち、前記実施の形態１の図８の制御フェーズ＝１の処理で、第２スリーブギヤ１００ｂが２速ギヤ側にシフト制御されて２速ギヤ側のシンクロナイザーリング１０２をシンクロナイザーコーン１０３に押し付けて回転同期が始まる前記シンクロナイザーの回転同期開始（同期開始シフト位置）判定を、変速機入力軸回転速度Ｎｉと変速機出力軸回転速度Ｎｏとギヤ比Ｇ１との関係から行うようにしたが、これに回転同期開始可能なシフト位置条件として、例えば、シフト位置センサ出力が所定値範囲｛ＶＹ≧（ＶＹ１２−γ）：例えばγ＝０．２Ｖ｝に到達したかを前記判定条件に追加するか、又は前記（２）式の変速機入力軸回転速度Ｎｉと変速機出力軸回転速度Ｎｏとギヤ比Ｇ１との関係が所定時間継続することを判定条件に追加しても同様の効果を奏する。
【００５０】前記実施の形態１では、シフト・セレクトアクチュエータ５としてモータ駆動式のものを用いたがこれを油圧駆動式としても良い。
【００５１】実施の形態２．本発明の実施の形態２における１速→２速変速時の基本的な制御内容は、前記実施の形態１と同内容であり説明は省略する。本実施の形態２では、同期噛合式自動変速機の変速時のシフト・セレクト制御によるギヤ段の切り換え完了判定を実施の形態１の変速完了判定条件（ステップＳ３１の判定条件）に加える。２速シフト位置検出値ＶＹが前回の２速シフト位置学習値ＶＹＣ２（ｎ−１）と所定値（例えば±０．１Ｖ）の範囲内にあり、かつ、２速セレクト位置検出値ＶＸが前回の２速セレクト位置学習値ＶＸＡ２（ｎ−１）と所定値（例えば±０．１Ｖ）の範囲内にあれば、１速→２速変速完了と判定するとともに、前記２速シフト位置検出値ＶＹ及び前記２速セレクト位置検出値ＶＸをそれぞれ今回の学習値ＶＹＣ２（ｎ）、ＶＸＡ２（ｎ）として更新する。
【００５２】以上説明したように、この発明の同期噛合式自動変速機の制御装置によれば、変速時のシフトアクチュエータによるシフト制御でシンクロナイザーの同期開始シフト位置を検出して学習することにより、スムーズで迅速なシフト動作を安定して行うことができ、シンクロナイザーの耐久性向上やシフト時のギヤ鳴き防止およびシフト時間の短縮によるシフトフィーリングの向上等を達成することができる。
【００５３】
【発明の効果】本発明による同期噛合式自動変速機の制御装置は、次のような優れた効果を奏するものである。
【００５４】本発明の一側面に係る同期噛合式自動変速機の制御装置は、複数のギヤ段を自動的に切り換える同期噛合式自動変速機において、入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸へ変速して伝達するための複数の変速用歯車列と、前記複数の変速用歯車列の１つを選択して、この選択された変速用歯車列を介して前記入力軸から前記出力軸へ動力を伝達するためのシフトギヤと、前記シフトギヤを駆動するシフトアクチュエータと、前記シフトギヤのシフト位置を検出するシフト位置センサと、前記入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度センサと、前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、変速時の前記シフトアクチュエータによる前記シフトギヤの切換え動作において、前記入力軸回転速度センサにより検出した変速機入力軸回転速度と前記出力軸回転速度センサにより検出した変速機出力軸回転速度とギヤ比との関係、及び前記シフト位置センサの出力により前記シフトギヤの同期開始シフト位置を学習補正するコントロールユニットとを備えているので、ギヤ段切換え時のシンクロ動作が急激とならず、ギヤ段切換え時の変速機入力軸側と出力軸側との回転同期をスムーズに行なうことができ、変速段切換え時のギヤ鳴きを抑制できると共にシンクロ機構の耐久性を向上させることができるという効果を奏する。
【００５５】本発明の他の側面に係る同期噛合式自動変速機の制御装置は、複数のギヤ段を自動的に切り換える同期噛合式自動変速機において、入力軸と、出力軸と、前記入力軸の回転を前記出力軸へ変速して伝達するための複数の変速用歯車列と、前記複数の変速用歯車列の１つを選択して、この選択された変速用歯車列を介して前記入力軸から前記出力軸へ動力を伝達するためのシフトギヤと、前記シフトギヤを軸方向に移動するシフトアクチュエータと、前記シフトギヤのシフト位置を検出するシフト位置センサと、前記シフトギヤを回転方向に移動させて、前記複数の変速用歯車列の１つを選択させるセレクトアクチュエータと、前記セレクトアクチュエータのセレクト位置を検出するセレクト位置センサと、前記入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度センサと、前記出力軸の回転速度を検出する出力軸回転速度センサと、変速時の前記シフトアクチュエータ及び前記セレクトアクチュエータによるギヤ切り換え動作において、前記変速機の入力軸回転速度と出力軸回転速度とギヤ比との関係、及び前記シフト位置センサにより検出された前記シフトギヤのシフト位置と前記セレクト位置センサにより検出された前記シフトギヤのセレクト位置の関係に基づいてギヤ切り換え動作の完了判定するコントロールユニットとを備えているので、上記効果に加えて、ギヤ段の切り換え動作を確実に行うことができ、安全性を向上させることができる。
【００５６】また、変速ギヤ切換え時の同期開始シフト位置学習値の初期値は、シフトニュートラル位置学習値とシフト完了位置学習値とに基づいて設定するようにしたので、同期開始シフト位置が未学習状態でもギヤ段切換え時のシンクロ動作が急激とならず、ギヤ段切換え時の変速機入力軸側と出力軸側との回転同期をスムーズに行うことができ、変速段切換え時のギヤ鳴きの抑制やシンクロ機構の耐久性が向上する。
【００５７】さらに、シフトニュートラル位置学習及びシフト完了位置学習は、バッテリ外し後のキースイッチＯＮ時に行うようにしたので、前記シフトニュートラル位置学習値およびシフト完了位置学習値データがバッテリ外しにより消失して同期開始シフト位置が未学習状態でも、ギヤ段切換え時のシンクロ動作が急激とならず、ギヤ段切換え時の変速機入力軸側と出力軸側との回転同期をスムーズに行うことができ、変速段切換え時のギヤ鳴きの抑制やシンクロ機構の耐久性が向上する。
【００５８】さらにまた、ギヤ段切換え時のシフト動作は、シフト開始位置から同期開始シフト位置までは第１のシフト速度で、同期開始シフト位置到達後はシフト完了位置までを第２のシフト速度でシフト動作させるようにしたので、ギヤ段切換え時のシンクロ動作が急激とならず、ギヤ段切換え動作を迅速に行うことができるため、ギヤ鳴きを抑制できると共にシンクロ機構の耐久性を向上させることができ、また良好なシフトフィーリングを得ることができる。
【００５９】また、ギヤ段切換え時のシフト動作における同期開始シフト位置到達後からシフト完了位置までの第２のシフト速度を、変速の種類及び変速機出力軸回転速度に基づいて設定するようにしたので、ギヤ切り換え時の変速機入出力軸回転速度差に応じてシフト速度が制御され、ギヤ鳴きを抑制できると共にシンクロ機構の耐久性を向上させることができ、また良好なシフトフィーリングを得ることができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６０１３
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年１１月１７日（１９９９．１１．１７） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００５７８７４
【弁理士】
【氏名又は名称】曾我 道照 （外６名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−１４１０４７（Ｐ２００１−１４１０４７Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年５月２５日（２００１．５．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−３２６７５９ |
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