JP6330194B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
本発明の目的は、打撃音を抑制しつつシームレスシフトが可能な自動変速機の制御装置を提供することにある。
図1は実施例1の自動変速機を表す概略システム図である。エンジン1のエンジン出力軸1aには、クラッチ2を介して自動変速機3が接続されている。自動変速機3は、クラッチ2の自動変速機側に接続された第1シャフト301と、第1シャフト301と平行に配置された第2シャフト302とを有する。第1シャフト301上には、第1シャフト301に対して相対回転可能に支持された1速ドライブギヤ311(第1低速ギヤに相当)と、2速ドライブギヤ321(第1高速ギヤに相当)と、3速ドライブギヤ331と、4速ドライブギヤ341と、を有する。第2シャフト302上には、第2シャフト302に固定され、第2シャフト302と一体に回転する1速ドリブンギヤ312(第2低速ギヤに相当)と、2速ドリブンギヤ322(第2高速ギヤに相当)と、3速ドリブンギヤ332と、4速ドリブンギヤ342と、を有する。各ドリブンギヤは、各ドライブギヤと常時噛み合っている。
次に、変速機コントローラ3a内におけるシフトアクチュエータ制御処理について説明する。実施例1の自動変速機では、上述したようにシームレスシフトを行う場合、シフト後変速段におけるドライブギヤとクラッチリングとの噛合いが成立すれば、直ちにシフトする。このシフトを達成するには、シフト後変速段におけるドライブギヤとクラッチリングとの噛合いを適切に行う必要がある。例えば、1速で第1シャフト301が1000rpmで回転していたと仮定し、2速ドライブギヤ321の第2ドグ321aは、1速と2速のギヤ比の関係から例えば500rpmで回転していると仮定する。このとき、シフトアクチュエータ30を作動させて第2シフトフォーク32の軸方向移動を行ったとしても、2速用第2クラッチリングドグ34cは1000rpmで回転しているため、第2ドグ321aとの相対回転数が大きい。この状態で2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが噛み合うと、打撃音が大きくなり運転者に違和感を与えるおそれがある。また、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとの位相が異なるため、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aの歯先同士が当たってしまうと、噛み合うことができない(以下、この現象を入り不と記載する。)おそれがある。
(式1)
Δω=ω×(1−Δi)
偏差演算部112では、相対回転数Δωと目標相対回転数Δω*の偏差Δωvを演算する。
シフト開始位置演算部115では、演算されたシフト速度Vsに基づいてシフトフォークの作動開始タイミングを表すシフト開始位置Δθ*を演算する。
Δθ*=Δθ1+K(Δθ2−Δθ1)
として設定する。ただし、Kはゲインであり、70%程度の噛合い長さを確保したい場合には0.7に設定する。そして、ドグ相対位置ΔθがΔθ*に到達したタイミングで、シフトフォークをシフト速度Vsで作動させる指令をシフトアクチュエータ30に出力する。これにより、入り不領域を回避しつつ相対回転数を抑制した状態で、両ドグを噛み合わせることができる。
1速で走行している状態では、図6の領域(a)及び図7(a)に示すように、第1ドグ311a,1速用第1クラッチリングドグ33c及び2速用第2クラッチリングドグ34cは1000rpm、第2ドグ321aは500rpmで回転している。よって、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとの相対回転数Δωは500rpmである。この状態で、2速へのアップシフト指令が出力される。
(1)第1シャフト301に(固定または)相対回転可能に支持された1速ドライブギヤ311(第1低速ギヤ)及び2速ドライブギヤ321(第1高速ギヤ)と、
第2シャフト302に固定(または相対回転可能に支持)され1速ドライブギヤ311と常時噛み合う1速ドリブンギヤ312(第2低速ギヤ)及び2速ドライブギヤ321と常時噛み合う2速ドリブンギヤ322(第2高速ギヤ)と、
軸方向噛合い側への移動により、第1ドグ311a(前記第1低速ギヤもしくは第2低速ギヤのいずれかである低速側相対回転体のドグ)と噛合う1速用第1クラッチリングドグ33c(低速クラッチリングドグ)を有し、第1ドグ311aから1速用第1クラッチリングドグ33cにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する第1クラッチリングカム400のV字溝401及びガイド用第1突起33b(低速側ガイド部)を有する第1クラッチリング33(低速クラッチリング)と、
軸方向噛合い側への移動により、第2ドグ321a(前記第1低速ギヤもしくは第2高速ギヤのいずれかである高速側相対回転体のドグ)と噛合う2速用第2クラッチリングドグ34c(高速クラッチリングドグ)を有し、第2ドグ321aから2速用第2クラッチリングドグ34cにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する第2クラッチリングカム500のV字溝501及びガイド用第2突起34b(高速側ガイド部)を有する第2クラッチリング34(高速クラッチリング)と、
軸方向噛合い側への移動により第1クラッチリング33及び第2クラッチリング34を軸方向噛合い方向に移動可能であって軸方向噛合い解除側への移動を許容する第1シフトフォーク31,第2シフトフォーク32及びシフトアクチュエータ30と、
1速用第1クラッチリングドグ33cと第1ドグ311aとが噛み合った状態で、第2クラッチリング34を軸方向噛合い側に移動させるときの第2シフトフォーク32の軸方向移動速度を、第2ドグ321aの相対回転数が大きいほど速くする変速機コントローラ3a(シフトアクチュエータ制御手段)と、
を備えた。
よって、相対回転数を抑制した状態で2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとを噛み合わせることが可能となり、噛み合う際の打撃音等を抑制できる。すなわち、仮に目標相対回転数Δω*を0に設定したとすると、両者が噛み合う前に2速用第2クラッチリングドグ34cの軸方向移動が完了してしまうおそれがある。そうすると、相対回転数を小さくするための軸方向移動が行えない状態で2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが噛み合ってしまい、高い相対回転数となってから噛み合うことになる。これでは、噛合いに伴う打撃音やショックを抑制できないからである。
変速機コントローラ3aは、シフト速度Vsに基づいて、2速用第2クラッチリングドグ34cが軸方向噛合い側に最も移動した軸方向底付き位置と軸方向初期位置との間の軸方向位置で、2速用第2クラッチリングドグ34cと第2ドグ321aとが噛み合いを開始するシフト開始位置Δθ*を算出し、検出されたドグ相対位置Δθがシフト開始位置Δθ*に到達したときに第2シフトフォーク32の移動を開始する。
よって、入り不領域を回避しつつ相対回転数を抑制した状態で、両ドグを噛み合わせることができる。
以上、実施例1に基づいて説明したが、上記実施例に限らず、他の構成を備えた自動変速機に本発明を適用してもよい。例えば、実施例1では、第1シャフト301に相対回転体であるドライブギヤを配置し、これらドライブギヤを第1シャフト301に選択的に固定可能なドグクラッチ機構を設けた例を示したが、第1シャフト301に限らず、第2シャフト302に設けてもよいし、それぞれ組み合わせて第1シャフト301と第2シャフト302の両方に設定してもよい。
また、前進4速に限らず、前進2速や、更なる多段化した自動変速機にも適用できる。
また、作用を説明するにあたり、1速から2速へのアップシフトを例示したが、他のアップシフトにおいても同様に適用でき、また、ダウンシフトにも適用できる。
1a エンジン出力軸
2 クラッチ
3 自動変速機
3a 変速機コントローラ
30 シフトアクチュエータ
31 第1シフトフォーク
32 シフトフォーク
33 第1クラッチリング
33a 第1スリーブ
33b ガイド用第1突起
33c 1速用第1クラッチリングドグ
33c1 傾斜面
33d 3速用第1クラッチリングドグ
33e 円筒状部材
34 第2クラッチリング
34a 第2スリーブ
34b ガイド用第2突起
34c 2速用第2クラッチリングドグ
34d 4速用第2クラッチリングドグ
34e 円筒状部材
101 クラッチリングドグ位置検出センサ
102 ギヤドグ位置検出センサ
103 シャフト回転数検出センサ
301 第1シャフト
302 第2シャフト
311 1速ドライブギヤ
311a 第1ドグ
312 1速ドリブンギヤ
321 2速ドライブギヤ
321a 第2ドグ
322 2速ドリブンギヤ
400 第1クラッチリングカム
401 V字溝
401a 1速側傾斜溝
401b,401d 保持溝
401c 3速側傾斜溝
500 第2クラッチリングカム
501 V字溝
501a 2速側傾斜溝
501b,501d 保持溝
501c 4速側傾斜溝
DG1 第1ドグクラッチ機構
DG2 第2ドグクラッチ機構
Claims (2)
- 第1シャフトに固定または相対回転可能に支持された第1低速ギヤ及び第1高速ギヤと、
第2シャフトに固定または相対回転可能に支持され前記第1低速ギヤと常時噛み合う第2低速ギヤ及び第1高速ギヤと常時噛み合う第2高速ギヤと、
軸方向噛合い側への移動により、前記第1低速ギヤもしくは第2低速ギヤのいずれかである低速側相対回転体のドグと噛合う低速クラッチリングドグを有し、前記低速側相対回転体のドグから前記低速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する低速側ガイド部を有する低速クラッチリングと、
軸方向噛合い側への移動により、前記第1高速ギヤもしくは第2高速ギヤのいずれかである高速側相対回転体のドグと噛合う高速クラッチリングドグを有し、前記高速側相対回転体のドグから前記高速クラッチリングドグにトルクが作用すると軸方向噛合い解除側に移動する高速側ガイド部を有する高速クラッチリングと、
軸方向噛合い側への移動により前記低速クラッチリング及び前記高速クラッチリングを軸方向噛合い方向に移動可能であって軸方向噛合い解除側への移動を許容するシフトアクチュエータと、
前記低速クラッチリングドグと前記低速側相対回転体のドグとが噛み合った状態で、高速クラッチリングを軸方向噛合い側に移動させるときの前記シフトアクチュエータの軸方向移動速度を、前記高速側相対回転体の前記高速クラッチリングとの相対回転数が大きいほど速くするシフトアクチュエータ制御手段と、
を備え、
前記シフトアクチュエータ制御手段は、予め設定された0より大きな目標相対回転数を有し、前記高速クラッチリングドグと前記高速側相対回転体のドグとが軸方向位置において重なり始める軸方向初期位置での前記高速側相対回転体と前記高速クラッチリングとの相対回転数と、前記目標相対回転数とが一致するように前記軸方向移動速度を演算する、
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 請求項1に記載の自動変速機の制御装置において、
前記高速側相対回転体のドグの回転方向位置と、前記高速クラッチリングドグの回転方向位置との回転方向相対位置を検出する回転方向相対位置検出手段を有し、
前記シフトアクチュエータ制御手段は、前記軸方向移動速度に基づいて、前記高速クラッチリングドグが軸方向噛合い側に最も移動した軸方向底付き位置と前記軸方向初期位置との間の軸方向位置で、前記高速クラッチリングドグと前記高速側相対回転体のドグとが噛み合いを開始するシフト開始位置を演算し、前記検出された回転方向相対位置が前記シフト開始位置に到達したときに前記シフトアクチュエータの移動を開始する、
ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
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