JPS6326452A - 自動変速機の変速制御装置 - 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〕 この発明は、同期噛合歯車式変速機を用いた自動変速機
における変速動作を制御する自動変速機の変速制′４Ｂ
装置に関する。 〔従来の技術〕 近年、自動変速機が多（用いられており、その一形態と
して、従来手動変速機に利用されている同期噛合歯車式
変速機を油圧制御アクチュエータと電子制御装置を用い
て自動変速制御を行うものが開示されている。この自動
変速制御を行う自動変速機については、同期噛合歯車式
装置を用いているために、変速の度に、クラッチの保合
を解除し、エンジンと変速機とを切り放し、同期作動の
完了後、再びクラッチを連結しなければならない。 そのために、変速操作に少なからず時間がかかり、また
、変速中に、クラッチが開放されるために、駆動力が伝
達されず一時的に空走状態となる。このために運転者は
車両の脱力感、失速感等を怒し取り、運転フィーリング
上不快感を持つ恐れがあった。 そこで、上記のような問題点を取り除く一つの方法とし
て、変速中の同期負荷の大きさを検出し、負荷が同期装
置の容量に対し過大である時には、同期操作（シフト操
作）前に中立状態において変速操作のため断状態にされ
たクラッチを一旦接の状態とし、再びクラッチを断とし
同期操作を行うことによって同期操作前に同期負荷を低
減させる、いわゆる、ダブルクラッチ操作により同期負
荷を低減させることにより、変速に要する時間を短縮し
、且つ、アンダーシンクロを防止するような自動変速機
の制御方法が開示されている（特開昭６０−１１７５４
号参照）。 〔発明が解決しようとする問題点〕 しかしながら、上記のような同期負荷を低減させる手段
を持った自動変速機の制御装置であっても、例えば、手
動５速変速機をアクチュエータにより自動変速させた自
動変速機の制御装置では、変速は円錐クラッチにより回
転をシンクロ装置によって合わせているため、変速の度
に、クラッチを切り、シンクロ完了後に再びクラッチを
連結しなければならず、エンジンと変速機との動力伝達
の断接操作は常に伴うものであって同期操作に必要な時
間は短縮されたとしても、クラッチを断接するに要する
時間は必ず必要であると共に、また変速中にクラッチが
切れているため、駆動力が伝達されておらず、運転者が
脱力感、失速感等を感じることは完全に避けることがで
きないという問題点を有している。 この発明の目的は、上記の問題点を解消するものであり
、自動変速操作のうち、シフトアップ時における変速制
御を円滑に行い得るようにシフトアップ時には、クラッ
チを切ることなく変速操作を行い得るようにし、それに
より、変速に要する時間を短縮し、且つ、変速時の駆動
力抜けを防止して運転者に変速のタイムラグを感じさせ
ないようにした同期噛合歯車式自動変速機の変速制御装
置を提供することである。 〔問題点を解決するための手段〕 この発明は、上記の問題点を解決し、上記の目的を達成
するために、次のように構成されている。 即ち、この発明は、最高速変速段に伝達トルク可変手段
を装着し、シフトアンプ時に前記伝達トルク可変手段に
トルクを負担させ、しかも前記伝達トルク可変手段の負
を旦トルクを徐々に増大させてシフトし、シフト後に前
記伝達トルク可変手段の負担トルクを解放する制御手段
を備えていることを特徴とする自動変速機の変速制御装
置に関し、更に具体的に詳述すると、各変速段間の各シ
フトによって負担トルクの大きさが異なっており、前記
伝達トルク可変手段が電磁多板クラッチ等の摩擦クラッ
チであり、前記を磁多板クラッチの負担トルクの増大は
ｉｆＬを増加させることによって達成されることを特徴
とする自動変速機の変速制御装置に関し、言い換えると
、従来公知の同期噛合歯車式自動変速機の最高速歯車比
変速段即ち最高速変速段に設けられている同期手段に代
えて、電磁多板クラッチ又は流体圧多板クラッチである
多板クラッチを装着し、現変速段から次変速段へのシフ
トアップ時に、前記多板クラッチへ所定の電流を通電さ
せる又は流体圧を掛けることにより、トルクの伝達を現
変段の歯車列から前記最高速変速段の歯車列へ一時的に
負担させ、その状態で前記現変速段の噛み合いを中立に
した後、前記多板クラッチへの電流又は流体圧を増加し
て前記最高速変速段の負荷を増大させ、それにより、前
記次変速段に適した所定の回転数にエンジン回転数を調
整し、その後、前記次変速段へのギヤ入れを行うと共に
、前記多板クラッチへの電流又は流体圧を解放し、前記
最高速変速段の歯車列の負荷を解除するように構成され
ていることを特徴とする自動変速機の変速制御装置に関
する。 〔作用〕 上記のような構成を存するこの発明による自動変速機の
変速制御装置については、車両停止の状態から初期発進
までの作用及び変速制御の内シフトダウン制御について
は、例えば、前掲特開昭６０−１１７５４号公報に開示
されているような同期噛合歯車式自動変速機と同様な制
御を行うが、しかしながら、変速制御の内シフトアップ
時の制御については、上記の構成によりクラッチの断接
動作を行うことなく、クラッチの接続状態のままで変速
制御が可能となる。 Ｃ実施例〕 以下、図面を参照して、この発明による自動変速機の変
速制御装置の一実施例を詳述する。第１図は、この発明
による自動変速機の変速制御装置を制御するシステムの
概要を示すブロック図であり、後述する同期噛合歯車式
変速機の最終変速段即ち最高速歯車比変速段（以下、最
高速変速段という）に用いられる電磁多板クラッチ及び
それを制御する制御回路部分を除き、例えば、前掲特開
昭６０−１１７５４号公報に開示されたものとほぼ同一
のシステムである。 第１図において、吸入気体（空気又は混合気）量を制御
するスロットルバルブを含むエンジン１が示されており
、エンジン１の出力軸にはフライホイル１ａが取付けら
れている。摩擦クラッチ２は、レリーズレバ−２ａによ
って解放状態にされるものであり、レリーズレバ−２ａ
はクラッチアクチュエータ３によって作動されるピスト
ンロフト３ａによって往復運動され、したがってクラッ
チアクチェエータ３は摩擦クラッチ２の係脱を制御する
ものである。クラッチアクチュエータ３は油圧装置４か
らの油圧によって制御される。変速機アクチュエータ５
には電磁多板クラッチアクチュエータが設けられている
ものである。同期噛合歯車式変速機６は、変速機アクチ
ェエータ５により駆動され、変速動作を行うものであり
、クラッチ２と接続されたインプットシャフト（入力軸
）６ａ、出力軸即ち駆動軸６ｂ、及び変速段（ギヤ位置
）を検出するギヤ位置センサ６Ｃとを備えている。セレ
クトレバー７は、運転者により操作され、「Ｎ」レンジ
（中立位置）、ｆ”ＤＪレンジ（自動変速）、「ｌ」レ
ンジ（ｌ速）、ｒ２Ｊレンジ（２速）、「３」レンジ（
１，２，３速の自動変速）、ｒＲＪレンジ（後退）の各
レンジをセレクトレバー７のレバーポジションによって
選択でき、選択されたレンジを示す選択信号ｓｐはセレ
クトセンサ７ａによって出力される０回転センサ８ａは
、インプットシャフト（入力軸）６ａの回転数を検出す
る。車速センサ８ｂは、駆動軸６ｂの回転数から車速を
検出するためのものである。 エンジン回転センサ１０は、フライホイール１ａの回転
数を検出してエンジン１の回転数を検出するためのもの
である。マイクロコンピュータで構成される電子制御袋
Ｗ９は、演算処理を行うプロセッサ９ａと、変速機６、
クラッチ３を制御するための制御プログラムを格納した
リードオンリーメモリ　（ＲＯＭ）９ｂと、出力ボート
９ｃと入力ポート９ｄと演算結果等を格納するランダム
アクセスメモリ　（ＲＡＭ）９ｅと、これらを接続する
アドレス・データバス（ＢＵＳ）９ｆとで構成されてい
る。出カポ−）９ｃは、クラッチアクチュエータ３、油
圧機構４、変速機アクチュエータ５、ｉｆ磁多板アクチ
ュエータに接続され、これらを駆動する駆動信号ＣＤＶ
、ＰＤＶ、ＡＤＶ及びＣＡ■を出力する。一方、入カポ
−）９ｄは、各種センサー６ｃ、７ａ、８ａ、８ｂ、１
０及び後述するアクセルペダル及びブレーキペダルから
の検出（８号１１　ａ、　　１２　ａを受ける。アクセ
ルペダル１１は、アクセルペダル１１の踏込量を検出す
るセンサ１１ａ　（ポテンショメータ）を有し、また、
ブレーキペダル１２は、ブレーキペダル１２の踏込量を
検出するセンサ１２ａを有するものである。 次に、第１図に示されているこの発明による自動変速機
の変速制御装置のブロック図の動作について説明する。 〔１〕先づ、セレクトレバー７がｒＤＪレンジに操作さ
れ、ｒＤＪレンジの選択信号ＳＰが位置センサー７ａか
ら入力ポート９ｄから入力するとプロセッサ９ａはＢＵ
Ｓ９ｆを介し読み取り、ＲＡＭ９ｅに格納し変速機アク
チュエータ５に駆動信号ＡＤＶを出力ポート９ｃがら出
力し、変速機アクチュエータ５を駆動し、変速機を１速
にシフトする。 〔２〕次に、プロセッサ９ａはギヤ位置センサー６ｃか
らギヤ位置信号ＣＰを受ける。この位置信号ＣＰにより
プロセッサ９ａは実際に変速機６が１速に変速されたこ
とを検出し、ＲＡＭ９ｅにＴＣＳとして格納する。 〔３〕次に、プロセッサ９ａはクラッチ駆動信号ＣＤＶ
を出力ポート９ｃを介してクラッチアクチュエータ３に
送り、クラッチアクチュエータ３によってピストンロッ
ド３ａを徐々に左方に移動させ、レリーズレバ−２ａを
徐々に左方に駆動する。 これによりクラッチ２は第３図に示す符号ａの如く、ク
ラッチ２の保合量が変化し、クラッチ２は解放状態から
半クラッチの状態を経て接続状態となる。これにより車
両は発進する。 〔４〕以降はプロセッサ９ａが車速センサー８ｂから検
出信号（検出パルス）ＷＰを周期的に入力ポート９ｄか
ら受け、プロセッサ９ａが車速Ｖを演算し、ＲＡＭ９ｅ
に格納し、また、アクセルペダル１１の踏込量ＡＰをセ
ンサｌｌａから人力ボート９ｄを介して受け、ＲＡＭ９
ｅに格納すると共に、ＲＯＭ９ｂのプログラムの一部と
して格納されている車速ＳＰＤ、踏込量ＡＰに対応する
シフトマツプＳＭより変速段を求める。即ち、ＲＯＭ９
ｂには第２図に示すように、車速と踏込量に応じたシフ
トマツプＳＭがテーブルとして格納されている。第２図
において、符号■、■、■、■、■は各変速段を示し、
実線はシフトアップ時、点線はシフトダウン時の変速段
の境界線を示しているものである。そして、踏込量と車
速から次変速段ＴＣＩを求める。 〔５〕次にプロセッサ９ａは、ＲＡＭ９ｅに格納されて
いる現在選択されている変速段ＴＣ３を求めた変速段と
を比較し、同一であれば駆動信号ＡＤＶを介さずに処理
を進め、相違している場合には、それがシフトアップを
要するものであるか又はシフトダウンを要するものであ
るかを判断し、シフトダウンの場合には、前掲特開昭６
０−１１７５４号公報に開示されると同様の処理を行い
、シフトアンプの場合には、求めた変速段に変速操作を
するために、次の処理を行う。これを第４図のフローチ
ャートを併用して説明する。 〔６〕プロセツサ９ａは、シフトアップすべき変速指令
を認識すると、プロセッサ９ａが電磁多板クラッチ駆動
信号ＣＡＶを電磁多板クラッチアクチュエータ１５に出
力ポート９Ｃを介して送る（電磁多板クラッチは後述す
るように同期噛合歯車式変速機６の最高速変速段に設け
られている）。 該信号により電磁多板クラッチへは漸増するｔ流ＣＡが
印加される。電流の漸増骨（ＤＣＡ）に伴い、＠、磁磁
板板クラッチＣ３トルク伝達量（ＴＰ）は増加していき
、その値ＴＰは、入力ポート９ｄを介してプロセッサ９
ａのＲＡＭ９ｆ３に格納される。プロセッサ９ａは電磁
多板クラッチＣ３の伝達トルクＴＰが所定量に達し現変
速段の歯車列にかかる負荷がＲＯＭＱｂ内の所定の値よ
り小さくなったことを認知すると、プロセッサ９ａは変
速機アクチュエータ５内のシフトアクチェエータに駆動
信号ＡＤＶを出力ポート９Ｃを介し送り出し、現変速段
のギヤの噛み合いを中立にする。 〔７〕プロセツサ９ａはギヤ位置センサ６Ｃのギヤ位置
信号ＣＰから検出信号がオンになったことを検出し、実
際に変速機６が中立状態になったことを検出する。 〔８〕平行して、プロセッサ９ａは、ＲＡＭ９ｅ！の次
変速段ＴＣ１を読出すと共に、次変速段でのギヤ比１及
び最終段でのギヤ比ｉ（をＲＯＭ９ｂから続出し、ＲＡ
Ｍ９ｅの車速■との間で次の演算を行い、次変速段ＴＣ
Ｉへの変速操作のための最適エンジン回転数Ｎ１を求め
る。即ち、ｖ−１−１゜ ＮＩ　＝： （なお、Ｒはタイヤの半径） この値Ｎ、をＲＡＭ９　ｅに格納する。

〔９〕電磁多板クラツチＣ２への供給電流ＣＡは漸増を
続けており、従って、その伝達トルク（負荷）も増大す
るので、エンジンの回転数Ｎ。は低下していく。プロセ
ッサ９ａは回転センサー０からの検出パルスＩＰを入力
ポート９ｄを介して受け、これからエンジン回転数Ｎ０
を算出し、ＲＡＭ９ｅに格納する。 〔１０〕プロセツサ９ａは、ＲＡＭ９ｅのＮｌ　とＮｏ
を読みだし、Ｎ＝Ｎ＋−Ｎｏを演算すると共に、同期装
置の容量や許容され得る最小限の変速ショック等を考慮
して設定される設定許容回転差ΔＮをＲＯＭ９　ｂから
読み出し、ＮとΔＮとの大小を比較する。ΔＮは変速段
毎に設けられ、プロセッサ９ａは条件に応じて最適のΔ
Ｎを選択する。 〔１１〕プロセツサ９ａは、前述の比較によりＮくΔＮ
　即ち　Ｎ１−Ｎ、＜ΔＮ　を識別すると、出力ボート
９ｃを介して変速機アクチュエータ５の駆動信号ＡＤＶ
を再度送り出す。それにより適宜の油圧回路を介して、
変速機６のシフト駆動が行われ、次変速段へ変速される
。 〔１２〕プロセツサ９ａはギヤ位置センサ６ｃから入カ
ポ−）９ｄを介し入力されるギヤ位置検出信号ＣＰから
検出信号を認知しシフト駆動を確認すると共に、出力ボ
ート９ｃから１磁多板タラフチ駆動電流を遮断するため
の信号を送り出し、電磁多機クラッチＣ３の負荷を解除
し、ソフト駆動を停止する。 〔１３〕これにより、変速機６はより高速段に同期噛合
いが行われたこととなり、その状態で車両は走行すると
共に、プロセッサ９ａはＲＡＭ９ｅの現変速段ＴＣ３を
次変速段ＴＣＩに置き代え、変速動作は終了する。 上記のこの発明による自動変速機の変速制御装置のシス
テム図による説明からも明らかなように、この発明は、
シフトアップ時に特に有効なものであり、従って、車両
の初期始動時及びシフトダウン時には、従来公知の同期
噛合歯車式自動変速機の作動システムのいずれかを用い
ることが可能である。 第４図には、この発明によるシフトアップ時のフローチ
ャートと従来例による（従って、シフトダウン時等に作
動する）システムのフローチャートを対比して示しであ
る。 次に、この発明に用いられる同期噛合歯車式変速機６の
機構の一例を、第５図から第７図に従って詳述する。 第５図は、この発明による同期噛合歯車式変速機６の要
部断面図であり、互いに平行なインプットシャフト（入
力軸）６ａ及び出力軸６ｂに、第１速から第５連用の歯
車列ＩＭ〜５Ｍが取り付けられている。２゛はインプッ
トシャフト（入力軸）６ａと一体となった摩擦クラッチ
板である。 第１連用歯車列ＩＭと第２連用歯軍列２Ｍとの間には公
知の同期装置り、、ＤＩが、更に、第３連用歯車列３Ｍ
と第４連用歯車列４Ｍとの間にも同様に同期装置Ｄ３．
Ｄ４が装着されており、それらの作動も従来公知のもの
と同様である。第５連用歯車列５Ｍの側部には前記した
’Ｑｉｆｆｆ多板クラッチＣ２が設けられ、歯車列５Ｍ
と出力軸６ｂとの動力伝達の断続を行うように構成され
ている。第６図は電磁多機クラッチＣ２の装着部の要部
を拡大して示している。図において、第５連用歯車列５
Ｍの一部に装着されたアウタディスク２０と出力軸６ｂ
に装着されたインナディスク２１とがコイル２２とアマ
チュア２３との電磁吸引作用により摩擦接触しトルク伝
達がなされる。！磁板板クラッチＣ３のトルク伝達力は
コイル２２に与えられる電流ＣＡに比例して増大するこ
とはよく知られており（第７図参照）、先に記載したよ
うにプロセッサ９ａからの信号ＣＡＶにより、電磁多板
クラッチＣ２の電磁多板クラッチアクチュエータ１５に
所定の電流ＣＡが与えられ、所要のトルク、伝達の増減
、断続を行うことは前記した通りである。即ち、今、第
１連用歯車列ＩＭによりトルク伝達がなされている場合
に、プロセッサ９ａがシフトアップ信号を発したとする
と、信号ＣＡＶにより電磁多板クラッチＣ３に通電が開
始される。 電流ＣＡは漸次増大していくにつれ、歯車列ＩＭと歯車
列５Ｍとの間の減速比の関係から、漸次歯車列５Ｍに転
移する。それにより、同期装置Ｄ１での歯車噛み合い負
荷は低減するので、歯車は抜は易くなり、ある一定の所
で、プロセッサ９ａがら変速機アクチュエータ駆動信号
ＡＤＶが発せられ、同期装置Ｄ１はギヤ抜きが行われ中
立状態となる。電磁多板クラッチＣ２への電流は更に増
大し、第５連用歯車列５Ｍへの負荷が更に増大すると、
歯車列５Ｍの減速比が小さいことからインプットシャフ
ト（人力軸＞６ａの回転数、即ちエンジンの回転数が低
下してくる。所定の回転数まで低下するとプロセッサ９
ａから再度変速機アクチュエータ駆動信号ＡＤＶが発せ
られ、第２連用歯車列２Ｍのための同期装置Ｄ７へのギ
ヤ入れが円滑に行われる。それと同時に、電磁多板クラ
ッチＣ３への電流の供給は遮断されるので、該クラッチ
は解放し、トルクは全て第２連用歯車列により伝達され
る。同様の作動が、第２速から第３連、第３速から第４
速等シフトアップ時には繰り返し行われるものである。 以上、この発明による自動変速機の変速制御装置の一実
施例について詳述したけれども、必ずしも上記の構成に
限定されるものではない０例えば、電磁多板クラッチに
限定されるものでなく、クラッチは伝達トルクを可変に
できるものであればよく、摩擦クラッチ、流体圧クラッ
チ、流体圧多板クラッチ等を適用することができること
は勿論であり、この発明は、その特許請求の範囲に記載
された事項により構成される技術的思想の範囲内におい
て、種々の設計変更を行い得るものである。 〔発明の効果〕 この発明は、以上の説明から明らかなように、上記のよ
うに構成したので、同期噛合歯車式自動変速機の変速作
動中、そのシフトアンプ時には、クラッチを切ることな
く接続状態のま＼で変速作動を行うことができるので、
従来のものと比べ、クラッチ解放及びクラッチ接続に要
する時間を短縮できると共に、常にクラッチが接続して
いることから、変速時（シフトアップ時）のトルク抜け
が生ぜず、また、クラッチ接続に伴うショックも防止す
ることができる。従って、運転者に脱力感や失速怒を与
えることなしに、スムースな変速が可能となる。また、
その構成においても、従来の同期噛合歯車式自動変速機
の構成のうち、最終変速段用即ち最高速歯車比変速段用
の同期装置を電磁多板クラッチ等の伝達トルク可変手段
に置き変えるだけの改変で済み、他の部品等については
全て共通して用い得るという大きな効果を有するもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を実施する場合のシステムの一例を示
すブロック図、第２図はこの発明を実施する際に用いる
変速作動のためのシフトアップの説明図、第３図はクラ
ッチの作動説明図、第４図（イ）は自動変速機の変速制
御装置による作動を示すフローチャート、第４図（ロ）
は従来の自動変速機の変速制御装置の作動を示すフロー
チャート、第５図はこの発明による同３ＩＪＩｒｌｉ合
歯車式自動変速機の要部断面図、第６図は電磁多板クラ
ッチの装着部の要部断面図、及び第７図は１ｉ磁クラツ
チの特性を示す図である。 １−・−・−・エンジン、２−・・・・・−クラッチ、
５−・−・・・変速機アクチュエータ、６−・−変速機
、５ａ−・・・・・人力軸、６ｂ−・・−出力軸、ＩＭ
〜５１ｖｔ−−−−−−一変速機歯車列、Ｄ　＋　”’
　Ｄ　４−・−・・・・同期装置、Ｃ３・−・・・・・
電磁多板クラッチ（伝達トルク可変手段）、１５−・−
・−電磁多板フランチアクチュエータ。 特許出願人　　　いすり自動車株式会社代理人　弁理士
　　　　尾　仲　−宗 第　　１　　図 第　２　　図　　　　　　　　　　　　填　３　図＠　
　６　　図 ｔ、ｉ　　　（Ａ）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）　最高速変速段に伝達トルク可変手段を装着し、
   シフトアップ時に前記伝達トルク可変手段にトルクを負
   担させ、しかも前記伝達トルク可変手段の負担トルクを
   徐々に増大させてシフトし、シフト後に前記伝達トルク
   可変手段の負担トルクを解放する制御手段を備えている
   ことを特徴とする自動変速機の変速制御装置。
2. （２）　各変速段間の各シフトによって負担トルクの大
   きさが異なっていることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の自動変速機の変速制御装置。
3. （３）　前記伝達トルク可変手段は摩擦クラッチである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動変
   速機の変速制御装置。
4. （４）　前記摩擦クラッチは電磁多板クラッチであるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の自動変速
   機の変速制御装置。
5. （５）　前記電磁多板クラッチの負担トルクの増大は電
   流を増加させることによって達成されることを特徴とす
   る特許請求の範囲第４項に記載の自動変速機の変速制御
   装置。
6. （６）　前記伝達トルク可変手段は流体圧クラッチであ
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の自動
   変速機の変速制御装置。