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JP2001280175A - 歯車式機構を用いた自動変速機の制御装置及び方法 - Google Patents

歯車式機構を用いた自動変速機の制御装置及び方法

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Publication number
JP2001280175A
JP2001280175A JP2000097817A JP2000097817A JP2001280175A JP 2001280175 A JP2001280175 A JP 2001280175A JP 2000097817 A JP2000097817 A JP 2000097817A JP 2000097817 A JP2000097817 A JP 2000097817A JP 2001280175 A JP2001280175 A JP 2001280175A
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JP
Japan
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torque
output shaft
shift
friction clutch
shaft torque
Prior art date
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Pending
Application number
JP2000097817A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Kayano
光男 萱野
Toshimichi Minowa
利通 箕輪
Tatsuya Ochi
辰哉 越智
Hiroshi Sakamoto
博史 坂本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US09/792,032 priority patent/US6514172B2/en
Priority to EP01106438A priority patent/EP1138986A1/en
Priority to EP03026247A priority patent/EP1411276A3/en
Publication of JP2001280175A publication Critical patent/JP2001280175A/ja
Priority to US10/300,018 priority patent/US6705971B2/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】出力軸トルクの高い状態で変速をした場合でも
出力軸トルクが滑らかに、摩擦クラッチが発生できるト
ルクを変化しスムーズな変換を行うこと。 【解決手段】自動変速機において変速指令(1)があっ
た場合、出力軸トルクが摩擦クラッチのトルク容量に摩
擦クラッチに設けられたギア比を掛けた限界伝達出力軸
トルクを越える場合には出力軸トルクを限界伝達出力軸
トルクになるようにエンジントルクを制御し(5)、出
力軸トルクが限界伝達出力軸トルクになったならばエン
ジントルクの制御を切換え、変速を開始する(2,
3)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は歯車式機構を用いた
自動変速機の制御装置及び方法に関する。
【0002】
【従来の技術】歯車式変速機の機構を用いた自動変速機
の従来例として特開昭61−45163 号がある。この従来例
では歯車式変速機の一番高速のギアを摩擦クラッチを用
いて締結/解放を行い、変速時にはその摩擦クラッチを
滑らせてエンジン回転数を制御し出力軸の回転数と同期
させて変速を行うことによりスムーズな変速をするもの
である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし摩擦クラッチの
トルク容量が小さいと出力軸トルクの高い状態で変速を
した場合、摩擦クラッチが発生できるトルクとの差がト
ルク変化として出力軸に伝わり乗員に違和感として感じ
られるという課題がある。
【0004】本発明は、出力軸トルクの高い状態から変
速する場合でも出力軸トルクが滑らかに変化しスムーズ
な変速を行うことを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】そこで本発明では上記の
課題を解決するために歯車式変速機の入力軸と出力軸の
間にトルク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の
前記トルク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変
速段の前記トルク伝達手段がかみ合い式クラッチであ
り、一方の変速段から他方の変速段へ変速する際に前記
摩擦クラッチを制御することによりスムーズな変速を行
う自動変速機において、前記自動変速機において変速指
令があった場合、出力軸トルクが摩擦クラッチのトルク
容量に摩擦クラッチに設けられたギア比を掛けた限界伝
達出力軸トルクを越える場合には出力軸トルクを限界伝
達出力軸トルクになるようにエンジントルクを制御し、
出力軸トルクが限界伝達出力軸トルクになったならばエ
ンジントルクの制御を切換え、変速を開始する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面に基づ
き詳細に説明する。
【0007】図1は本発明の実施例を示す変速開始時の
ブロック図である。変速指令出力手段1から変速指令が
出力されたらトルク比較手段4で現在の出力軸トルクと
限界伝達出力軸トルクを比較する。出力軸トルクが限界
伝達出力軸トルクよりも大きければ変速許可手段2は変
速指令を変速手段3に伝えない。またトルク制御手段5
は出力軸トルクを限界伝達出力軸トルクに近づくよう制
御する。これにより出力軸トルクが限界伝達出力軸トル
ク以下になったら変速許可手段2により変速指令を変速
手段3へ伝え、変速を開始する。このようにすることに
より出力軸トルクの高い状態から変速する場合でも出力
軸トルクが滑らかに変化しスムーズな変速を行える。
【0008】図2は本発明の実施例を示す変速終了時の
ブロック図である。変速終了検出手段6から変速終了信
号が出力されたらトルク比較手段4で現在の出力軸トル
クと目標出力軸トルクを比較する。出力軸トルクが目標
出力軸トルクでなければトルク制御手段5は出力軸トル
クを目標出力軸トルクに近づくよう制御する。このよう
にすることにより変速終了時の出力軸トルクが目標出力
軸トルクと異なる場合でも出力軸トルクが滑らかに変化
しスムーズな変速を行える。
【0009】図3は本発明の自動車の制御装置を用いる
自動車の詳細な全体構成の一例である。図3に示す例に
おいては、動力発生装置として、エンジンを用いてお
り、動力伝達装置として、歯車変速機を用いている。
【0010】コントロールユニット405は電子制御ス
ロットル103を制御する電子制御スロットルコントロ
ールユニット401とエンジンを制御するエンジンコン
トロールユニット402と変速機を制御する変速機コン
トロールユニット403とを備えている。
【0011】エンジン101はエンジントルクを調整す
る電子制御スロットル103と、エンジン回転数を検出
するエンジン回転数センサ102とを備えている。エン
ジン101はエンジンコントロールユニット402によ
って制御される。電子制御スロットル103は電子制御
スロットルコントロールユニット401によって制御さ
れる。
【0012】歯車式変速機はフライホイール201と発
進クラッチ202と、発進クラッチアクチュエータ20
3とワイヤ204と入力軸205と、出力軸301と、
歯車206,207,208,209,210,21
1,212,213,214,215,230,231
と、1−2速用ドッグクラッチ220Aと、3−4速用
ドッグクラッチ220Cと、6速用ドッグクラッチ22
0Eと、シフトアクチュエータ221と、セレクトアク
チュエータ222と、シフトフォーク223,224,
232とギア切換アシストクラッチ225とギア切換ア
シストクラッチアクチュエータ226と出力軸回転数セ
ンサ300から構成されている。ここで1−2用ドッグ
クラッチ220Aはクラッチハブ216Aと、スリーブ
217Aと、シンクロナイザリング218A,218B
とギアスプライン219A,219Bとから構成されてい
る。また、3−4速用ドッグクラッチ220Cはクラッ
チハブ216Cと、スリーブ217Cと、シンクロナイ
ザリング218C,218Dと、ギアスプライン219
C,219Dとから構成されている。また、6速用ドッ
グクラッチ220Eはクラッチハブ216Eと、スリー
ブ217Eと、シンクロナイザリング218Eと、ギア
スプライン219Eとから構成されている。この図では
リバースの機構は省略してある。
【0013】歯車式変速機を構成するアクチュエータ2
03,221,222,226は油圧またはモータによ
り、変速機コントロールユニット403によって制御さ
れる。
【0014】エンジン101から出力するエンジントル
クはフライホイール201及び発進クラッチ202を介
して歯車変速機の入力軸205に伝達され、歯車20
6,207,208,209,210,211,21
2,213,214,215,230,231のいずれ
かを介して出力軸301へ伝達され、最終的にタイヤに
伝達され自動車を走行させる。エンジントルクを歯車変
速機の入力軸205へ伝える発進クラッチ202は、発
進クラッチ用203によって締結/解放され、エンジン
トルクの伝達率を制御する。
【0015】1速から4速までと6速の走行は、入力軸
205に対して回転可能な歯車210,212,230また
は出力軸301に対し回転可能な歯車207,209の
いずれかを噛合い式クラッチ(例えば、ドッグクラッチ)
220A,220C,220Eのスリーブ217A,21
7C,217Eをシフトフォーク223,224,23
2によって動かしクラッチハブ216A,216C,2
16Eとギアスプライン219A,219B,219
C,219D,219Eのいずれかを締結させ決定す
る。シフトフォーク223,224,232はシフトアク
チュエータ221と、セレクトアクチュエータ222に
よって駆動される。この時クラッチハブ216A,21
6C,216Eとギアスプライン219A,219B,
219C,219D,219Eとの同期を取るために、
シンクロナイザリング218A,218B,218C,
218D,218Eが設けられている。
【0016】1速のとき、入力軸205の駆動軸トルク
は、歯車206−歯車207−クラッチハブ216A−
を介して、出力軸301に伝達される。歯車207とク
ラッチハブ216Aとは、スリーブ217Aによって連
結される。2速のとき、入力軸205の駆動トルクは、
歯車208−歯車209−クラッチハブ216A−を介
して、出力軸301に伝達される。歯車209とクラッ
チハブ216Aとは、スリーブ217Aによって連結さ
れる。3速のとき、入力軸205の駆動トルクは、クラ
ッチハブ216C−歯車210−歯車211を介して、
出力軸301に伝達される。歯車210とクラッチハブ
216Cとは、スリーブ217Cによって連結される。
4速のとき、入力軸205の駆動トルクは、クラッチハ
ブ216C−歯車212−歯車213を介して、出力軸3
01に伝達される。歯車212とクラッチハブ216C
とは、スリーブ217Cによって連結される。6速のと
き、入力軸205の駆動トルクは、クラッチハブ216
E−歯車230−歯車231を介して、出力軸301に伝
達される。歯車230とクラッチハブ216Eとは、ス
リーブ217Eによって連結される。このようにドッグ
クラッチ220A,220C,220Eは、1速から4
速までと6速の各ギアに設けられている。走行中はドッ
グクラッチ220A,220C,220Eで締結する歯
車は必ず1つでそれ以外の歯車は解放する。
【0017】また、5速にする場合は、入力軸205と
歯車214とをギア切換アシストクラッチ225で締結
し実現する。ギア切換アシストクラッチ225はギア切
換アシストクラッチアクチュエータ226によって駆動
される。また、変速中はギア切換アシストクラッチ22
5を制御し、伝達トルクを制御することにより変速中の
脱力感や吹けあがりを防止する。
【0018】変速機コントロールユニット403には、
アクセル踏込み量を検出するアクセルペダルセンサ40
6と、シフトレバー位置を検出するインヒビタースイッ
チ407と、出力軸の回転数を検出する出力軸回転数セ
ンサ300と、自動変速モードと手動変速モードを切り
換えるモードスイッチ408と、手動変速モードの時に
変速段を1つ上げるプラススイッチ409と、手動変速
モードの時に変速段を1つ下げるマイナススイッチ41
0等の自動車センサ信号が入力される。また、変速機コ
ントロールユニット403は、エンジンコントロールユ
ニット402と電子制御スロットルコントロールユニッ
ト401にCAN(Control AreaNetwork)等の通信線
404を介し接続されている。
【0019】変速機コントロールユニット403は、取
り込まれた各信号から運転状態を把握し、発進クラッチ
状態,ギア位置を適切な状態に制御する。一定速度での
走行や変速中は発進クラッチ202は締結制御を行う。
また、変速機コントロールユニット403は、自動変速
モード時の変速中はエンジン101が吹き上がらないよ
うに、電子制御スロットルコントロールユニット401
を介して電子制御スロットル103を制御する。また、
変速機コントロールユニット403は変速直前の伝達ト
ルクから変速直後の伝達トルクへ滑らかに変化させるよ
うに、電子制御スロットル103とギア切換アシストク
ラッチ225を制御する。更に、点火時期の補正値を変
速機コントロールユニット403からエンジンコントロ
ールユニット402に送り、点火時期を制御する。ま
た、変速前の出力軸トルクがギア切換アシストクラッチ
225のトルク容量に5速のギア比を掛けた値である限
界伝達出力軸トルクよりも大きい場合は電子制御スロッ
トル103を制御し変速前後の急激な変速ショックを無
くし、運転者への違和感を軽減する。
【0020】図4にギア切換アシストクラッチ225の
トルク容量が大きい時と小さい時での変速動作のタイム
チャートの一例を示す。低速を1速,高速を2速とする
と、1速から2速へのアップシフトの変速例で、実線が
トルク容量が大きい場合で、破線がトルク容量が小さい
場合の各部の動作を示している。横軸は時間である。
(0)アクセルペダル位置は一定とする。(1)スロット
ル開度はアクセルペダル位置の関数とする。例えばスロ
ットル開度TVO=a*アクセル踏込み量APS+b
(a,bは定数)で表される。時刻t0〜時刻Aにおい
て、(1)スロットル開度が一定とすると、(2)エン
ジン回転数及び(3)出力軸回転数(車速)が増加す
る。そして、車速が、所定速度になって、変速条件を満
たすと、時刻Aにおいて、(6)目標ギア位置が1速か
ら2速に変わり、変速を開始する。変速を開始すると、
1速のドッグクラッチによる(7)低速側ドッグクラッ
チトルクが0になる。この時、ギア切換アシストクラッ
チ225への押付け荷重を上昇させ、(9)ギア切換ア
シストクラッチトルクを出力軸に伝達する。この押付け
荷重は、エンジントルク特性から求められ、変速開始前
の出力軸トルクから変速終了後の出力軸トルクが滑らか
になるように制御する。このような制御を行うと、トル
ク容量がTqmax1の場合は(10)出力軸トルクのトル
ク変動はTshock1と少なく、時間t1で変速が終了す
る。しかし、一方、トルク容量がTqmax1よりも小さい
Tqmax2の場合は(10)出力軸トルクのトルク変動は
Tshock2と大きく、時間t1より長い時間t2で変速
が終了する。このようにギア切換アシストクラッチのト
ルク容量が出力軸トルクより小さい場合は変速ショック
が大きく、変速時間も伸びて運転者に違和感を与える。
【0021】このような課題を解決するのに変速中に電
子制御スロットルを制御する方法がある。図5に変速中
に電子制御スロットルを制御する変速動作のタイムチャ
ートの一例を示す。時刻Aまでの動作は図4と同じであ
る。時刻Aから(1)スロットル開度を(2)エンジン
回転数が早く下がるように制御する。このようにするこ
とにより変速時間は時間t3となり変速時間を短くする
ことが出来る。しかし、変速ショックは変わらず、運転
者に違和感を与える。このようにトルク容量が小さいと
変速中のトルク低下は必ず起きる。よって、このような
場合には変速の前後で電子制御スロットルを制御し、変
速前後で短時間での出力軸トルクの変動がなるべくない
ようにする。図6に変速前後に電子制御スロットルを制
御する変速動作のタイムチャートの一例を示す。時刻Z
から時刻Aまでは破線のように変速指令が出た場合、ス
ロットル開度を制御して出力軸トルクを滑らかに落とし
ていく。そして時刻Aで出力軸トルクが限界伝達出力軸
トルクTqmax2まで落ちたら、低速側ドッグクラッチト
ルクを落とす。変速中は図5と同様の制御を行う。時刻
Bで変速が終了したらスロットル開度を目標出力軸トル
クに滑らかに戻していく。時刻Cで目標出力軸トルクに
なったらスロットル開度はアクセルペダル位置の関数と
する。このように制御することにより出力軸トルクの高
い状態から変速する場合でも出力軸トルクが滑らかに変
化しスムーズな変速を行うことができる。
【0022】図7に変速前の制御フローチャートの一例
を示す。このフローチャートはタイマで一定周期(例え
ば10[ms])で起動される。S701で変速指令が
有るか否か判定し、無ければ何もせず、変速指令が有れ
ばS702へ行く。S702では現在出力軸トルクCT
oがギア切換アシストクラッチのトルク容量に5速のギ
ア比を掛けた限界伝達出力軸トルクTqmax以下か判定す
る。現在出力軸トルクが限界伝達出力軸トルクよりも大
きければS705へ行き、現在出力軸トルクが限界伝達
出力軸トルク以下になるようにエンジントルクを制御す
る。現在出力軸トルクが限界伝達出力軸トルク以下なら
ばS703へ行き、変速中エンジントルク制御に切換
え、S704で変速を開始する。このようにすることに
より変速前の出力軸トルクが限界伝達出力軸トルクより
大きい場合でも出力軸トルクが滑らかに変化しスムーズ
な変速を行うことができる。
【0023】図8に図7のS705で行うエンジントル
ク制御の一例を示す。S801では変速指令が出てから
初めて起動されるか否か判定する。初めてならばS80
7で変速指令が出た時刻での現在出力軸トルクCToを
初期値CTo0として取り込み、カウンタnを0に初期
化する。S802で現在出力軸トルクCToがギア切換
アシストクラッチのトルク容量に5速のギア比を掛けた
限界伝達出力軸トルクTqmax以下か判定する。現在出力
軸トルクが限界伝達出力軸トルクよりも大きければS8
03で(1)式より目標出力軸トルクTTonを求め
る。ここでti1はS705が起動される周期(例えば
10[ms])、tc1は変速前に行う制御時間(例え
ば200[ms])である。
【0024】 TTon=CTo0−(CTo0−Tqmax)・ti1・n/tc1 …(1) S804では目標出力軸トルクTTonと現在エンジン
回転数CNeから目標スロットル開度TTVOnを求め
る。S805では求めた目標スロットル開度TTVOn
に現在スロットル開度がなるように指令を出す。S80
6でカウンタnをインクリメントする。このようにする
ことにより変速前の出力軸トルクが限界伝達出力軸トル
クより大きい場合でも出力軸トルクが滑らかに変化しス
ムーズな変速を行うことができる。
【0025】図9に図7のS705で行うエンジントル
ク制御の一例を示す。S901では変速指令が出てから
初めて起動されるか否か判定する。初めてならばS90
7で変速指令が出た時刻での現在出力軸トルクCToを
初期値CTo0として取り込み、カウンタnを0に初期
化する。S902で現在出力軸トルクCToがギア切換
アシストクラッチのトルク容量に5速のギア比を掛けた
限界伝達出力軸トルクTqmax以下か判定する。現在出力
軸トルクが限界伝達出力軸トルクよりも大きければS9
03で(2)式より目標出力軸トルクTTonを求め
る。ここでti1はS705が起動される周期(例えば
10[ms])、tt1は時定数(例えば200[m
s])である。
【0026】 TTon=(CTo0−Tqmax)・(e^(−ti1・n/tt1))+Tqmax …(2) S904では目標出力軸トルクTTonと現在エンジン
回転数CNeから目標スロットル開度TTVOnを求め
る。S905では求めた目標スロットル開度TTVOn
に現在スロットル開度がなるように指令を出す。S90
6でカウンタnをインクリメントする。このようにする
ことにより変速前の出力軸トルクが限界伝達出力軸トル
クより大きい場合でも出力軸トルクが滑らかに変化しス
ムーズな変速を行うことができる。
【0027】図10に変速前の制御フローチャートの一
例を示す。このフローチャートはタイマで一定周期(例
えば10[ms])で起動される。S1001で変速指
令が有るか否か判定し、無ければ何もせず、変速指令が
有ればS1002へ行く。S1002では現在出力軸ト
ルクCToがギア切換アシストクラッチのトルク容量に
5速のギア比を掛けた限界伝達出力軸トルクTqmax以下
かまたは変速指令が出てからtl1[s]以上過ぎたか
否か判定する。現在出力軸トルクが限界伝達出力軸トル
クよりも大きいかつ変速指令が出てからtl1[s]過
ぎていなければS1005へ行き、現在出力軸トルクが
限界伝達出力軸トルク以下になるようにエンジントルク
を制御する。現在出力軸トルクが限界伝達出力軸トルク
以下または変速指令が出てからtl1[s]以上過ぎて
いるならばS1003へ行き、変速中エンジントルク制
御に切換え、S704で変速を開始する。このようにす
ることにより変速前の出力軸トルクが限界伝達出力軸ト
ルクより大きい場合でも出力軸トルクが滑らかに変化し
スムーズな変速を行うことができる。ここで述べた限界
伝達出力軸トルクTqmaxは必ずしもギア切換アシストク
ラッチのトルク容量に5速のギア比を掛けた値でなくて
も良く、限界伝達出力軸トルクTqmax以下の値を使って
制御を行っても良い。
【0028】図11に変速後の制御フローチャートの一
例を示す。このフローチャートはタイマで一定周期(例
えば10[ms])で起動される。S1101で変速が
終了したか否か判定し、していなければ何もせず、変速
が終了していればS1102へ行く。S1102では現
在出力軸トルクCToが現在のアクセルペダル位置より
求まる目標出力軸トルクTtoaps以上か否か判定す
る。現在出力軸トルクが目標出力軸トルクよりも小さけ
ればS1104へ行き、現在出力軸トルクが目標出力軸
トルク以上になるようにエンジントルクを制御する。現
在出力軸トルクが目標出力軸トルク以上ならばS110
3へ行き、アクセルペダル位置に基づいたエンジントル
ク制御に切換える。このようにすることにより変速後の
出力軸トルクがアクセルペダルに基づいた目標出力軸ト
ルクより小さい場合でも出力軸トルクが滑らかに変化し
スムーズな変速を行うことができる。
【0029】図12に図11のS1104で行うエンジ
ントルク制御の一例を示す。S1201では変速が終了して
から初めて起動されるか否か判定する。初めてならばS
1207で変速終了した時刻での現在出力軸トルクCToを
初期値CTo0として取り込み、カウンタnを0に初期
化する。S1202で現在出力軸トルクCToがアクセ
ルペダル位置より求まる目標出力軸トルクTtoaps
以上か否か判定する。現在出力軸トルクが目標出力軸ト
ルクよりも小さければS1203で(3)式より目標出
力軸トルクTTonを求める。ここでti2はS110
4が起動される周期(例えば10[ms])、tc2は
変速後に行う制御時間(例えば200[ms])であ
る。
【0030】 TTon=CTo0+(TToaps−CTo0)ti2・n/tc2…(3) S1204では目標出力軸トルクTTonと現在エンジ
ン回転数CNeから目標スロットル開度TTVOnを求
める。S1205では求めた目標スロットル開度TTV
Onに現在スロットル開度がなるように指令を出す。S
1206でカウンタnをインクリメントする。このよう
にすることにより変速後の出力軸トルクがアクセルペダ
ルに基づいた目標出力軸トルクより小さい場合でも出力
軸トルクが滑らかに変化しスムーズな変速を行うことが
できる。
【0031】図13に図11のS1104で行うエンジ
ントルク制御の一例を示す。S1301では変速が終了して
から初めて起動されるか否か判定する。初めてならばS
1307で変速終了した時刻での現在出力軸トルクCToを
初期値CTo0として取り込み、カウンタnを0に初期
化する。S1302で現在出力軸トルクCToがアクセ
ルペダル位置より求まる目標出力軸トルクTToaps
以上か否か判定する。現在出力軸トルクが目標出力軸ト
ルクよりも小さければS1303で(4)式より目標出
力軸トルクTTonを求める。ここでti2はS110
4が起動される周期(例えば10[ms])、tt2は
時定数(例えば200[ms])である。
【0032】 TTon=CTo0+(TToaps−CTo0)・(1−e^(−ti2・n /tt2)) …(4) S1304では目標出力軸トルクTTonと現在エンジ
ン回転数CNeから目標スロットル開度TTVOnを求
める。S1305では求めた目標スロットル開度TTV
Onに現在スロットル開度がなるように指令を出す。S
1306でカウンタnをインクリメントする。このよう
にすることにより変速後の出力軸トルクがアクセルペダ
ルに基づいた目標出力軸トルクより小さい場合でも出力
軸トルクが滑らかに変化しスムーズな変速を行うことが
できる。
【0033】図14に変速後の制御フローチャートの一
例を示す。このフローチャートはタイマで一定周期(例
えば10[ms])で起動される。S1401で変速が
終了したか否か判定し、変速が終了していなければ何も
せず、変速が終了していればS1402へ行く。S14
02では現在出力軸トルクCToがアクセルペダル位置
より求まる目標出力軸トルクTtoaps以上かまたは
変速が終了してからtl2[s]以上過ぎたか否か判定
する。現在出力軸トルクが目標出力軸トルクよりも小さ
いかつ変速が終了してからtl2[s]過ぎていなけれ
ばS1404へ行き、現在出力軸トルクが目標出力軸ト
ルクに以下になるようにエンジントルクを制御する。現
在出力軸トルクが目標出力軸トルク以上または変速が終
了してからtl2[s]以上過ぎているならばS140
3へ行き、変速中エンジントルク制御に切換える。この
ようにすることにより変速後の出力軸トルクがアクセル
ペダルに基づいた目標出力軸トルクより小さい場合でも
出力軸トルクが滑らかに変化しスムーズな変速を行うこ
とができる。図7から図14まで説明してきたそれぞれ
のトルクは加速度に置き換えても良い。
【0034】図15は本発明の自動車の制御装置を用い
る自動車の詳細な全体構成の一例である。ここに示した
自動変速機はエンジン101からの動力を第1クラッチ
1501と第2クラッチ1502へ分けて入力できる構造に
なっている。1速ドライブギア1503と1速ドリブン
ギア1504、3速ドライブギア1505と3速ドリブ
ンギア1506は常時かみ合っており、1速ドライブギ
ア1503と3速ドライブギア1505は第1クラッチ
1501が締結している時に第1入力軸1511と一緒に回
転する。1速ドリブンギア1504と3速ドリブンギア
1506は1速−3速ドッグクラッチ1514により出
力軸1513に締結し、タイヤに動力を伝える。2速ド
ライブギア1509と2速ドリブンギア1510,4速
ドライブギア1507と4速ドリブンギア1508は常
時かみ合っており、2速ドライブギア1509と4速ド
ライブギア1507は第2クラッチ1502が締結して
いる時に第2入力軸1512と一緒に回転する。2速ド
リブンギア1510と4速ドリブンギア1508は2速
−4速ドッグクラッチ1515により出力軸1513に締結
し、タイヤに動力を伝える。変速する場合(例えば1速
から2速)は1速走行の状態から2速ドリブンギア15
10を締結し、その後第1クラッチ1501を解放、第
2クラッチ1502を締結する。その後1速ドリブンギ
ア1504を解放する。このような自動変速機において
第1クラッチ1501または第2クラッチ1502が劣
化しトルク容量が小さくなった場合、図16に示すよう
な制御を行う。
【0035】図16に変速前の制御フローチャートの一
例を示す。このフローチャートはタイマで一定周期(例
えば10[ms])で起動される。S1601で変速指
令が有るか否か判定し、無ければ何もせず、変速指令が
有ればS1602へ行く。S1602では現在出力軸ト
ルクCToが第1クラッチまたは第2クラッチのうちで
目標のギアの付いているクラッチのトルク容量に目標の
ギア比を掛けた限界伝達出力軸トルクTq1max以下
か判定する。現在出力軸トルクが限界伝達出力軸トルク
よりも大きければS1605へ行き、現在出力軸トルク
が限界伝達出力軸トルク以下になるようにエンジントル
クを制御する。現在出力軸トルクが限界伝達出力軸トル
ク以下ならばS1603へ行き、変速中エンジントルク
制御に切換え、S1604で第1クラッチと第2クラッ
チの掛け換え制御を開始する。このようにすることによ
り変速前の出力軸トルクが限界伝達出力軸トルクより大
きい場合でも出力軸トルクが滑らかに変化しスムーズな
変速を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す変速開始時のブロック
図。
【図2】本発明の実施例を示す変速終了時のブロック
図。
【図3】本発明の自動車の制御装置を用いる自動車の詳
細な全体構成の一例。
【図4】ギア切換アシストクラッチ225のトルク容量
が大きい時と小さい時での変速動作のタイムチャートの
一例。
【図5】変速中に電子制御スロットルを制御する変速動
作のタイムチャートの一例。
【図6】変速前後に電子制御スロットルを制御する変速
動作のタイムチャートの一例。
【図7】変速前の制御フローチャートの一例。
【図8】図7のS705で行うエンジントルク制御の一
例。
【図9】図7のS705で行うエンジントルク制御の一
例。
【図10】変速前の制御フローチャートの一例。
【図11】変速後の制御フローチャートの一例。
【図12】図11のS1105で行うエンジントルク制
御の一例。
【図13】図11のS1105で行うエンジントルク制
御の一例。
【図14】変速後の制御フローチャートの一例。
【図15】本発明の自動車の制御装置を用いる自動車の
詳細な全体構成の一例。
【図16】変速前の制御フローチャートの一例。
【符号の説明】
1…変速指令出力手段、2…変速許可手段、3…変速手
段、4…トルク比較手段、5…トルク制御手段。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成13年4月20日(2001.4.2
0)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にトル
ク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記トル
ク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の前
記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の
変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラッ
チを制御する自動変速機の制御装置において、 変速開始前における出力軸トルクが前記摩擦クラッチの
トルク容量より大きい場合、前記出力軸トルクと前記変
速中のトルクとの偏差が小さくなるようにエンジントル
クを制御することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にトル
ク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記トル
ク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の前
記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の
変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラッ
チを制御する自動変速機の制御装置において、 変速開始前における出力軸トルクが前記摩擦クラッチの
トルク容量より大きい場合、前記出力軸トルクと前記摩
擦クラッチのトルク容量との偏差が小さくなるようにエ
ンジントルクを制御して前記出力軸トルクが前記摩擦ク
ラッチのトルク容量に応じた値になったとき、エンジン
トルクの制御を切換えて変速を開始することを特徴とす
る自動変速機の制御装置。
【請求項】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にトル
ク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記トル
ク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の前
記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の
変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラッ
チを制御する自動変速機の制御装置において、 変速開始前における出力軸トルクが前記摩擦クラッチに
より伝達される変速中のトルクより大きい場合、前記変
速中のトルクに応じた出力軸トルクになるようにエンジ
ントルクを制御して出力軸トルクが前記変速中のトルク
に応じた値になったとき、エンジントルクの制御を切換
えて、変速開始前に締結している一方の変速段の前記噛
み合い式クラッチを開放することを特徴とする自動変速
機の制御装置。
【請求項】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にトル
ク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記トル
ク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の前
記トルク伝達手段が噛み合い式クラッチであり、一方の
変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラッ
チを制御する自動変速機の制御装置において、 開放していた他方の変速段の前記噛み合い式クラッチが
締結した後における出力軸トルクがアクセルペダル開度
に基づいた目標出力軸トルクを下回る場合、前記出力軸
トルクを目標出力軸トルクになるようにエンジントルク
を制御して出力軸トルクが目標出力軸トルクになったと
き、エンジントルクの制御を切換える自動変速機の制御
装置。
【請求項】入力軸と出力軸との間のトルク伝達系が、
それぞれかみ合い式クラッチの組み合わせからなる第1
伝達系と第2伝達系とに分けられ、エンジンと第1伝達
系、エンジンと第2伝達系との間のトルク伝達系が、そ
れぞれ摩擦クラッチであり、一方の変速段から他方の変
速段へ変速する際に前記摩擦クラッチを制御する自動変
速機において、 変速開始前における出力軸トルクが前記摩擦クラッチに
より伝達される変速中のトルクより大きい場合、前記変
速中のトルクに応じた出力軸トルクになるようにエンジ
ントルクを制御して出力軸トルクが前記変速中のトルク
に応じた値になったとき、エンジントルクの制御を切換
えて、変速開始前に締結している一方の変速段の前記噛
み合い式クラッチを開放することを特徴とする自動変速
機の制御装置。
【請求項】請求項1乃至5の何れか1項記載の自動変
速機の制御装置において、 エンジントルクの制御は、スロットルを制御することに
より行うことを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項】請求項1乃至6の何れか1項記載の自動変
速機の制御装置において、 車両の加速度を用いてエンジントルクを制御することを
特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項】請求項1乃至7の何れか1項記載の自動変
速機の制御装置において、 変速指令があってから所定時間がたったならばエンジン
トルクの制御を切換えることを特徴とする自動変速機の
制御装置。
【請求項】請求項1乃至8記載の自動変速機の制御装
置において、 前記変速中のトルクに応じた値とは、前記摩擦クラッチ
により伝達される変速中のトルクの最大値以下であるこ
とを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項10】請求項1乃至9の何れか1項記載の自動
変速機の制御装置において、 出力軸トルクの値が時間に対して一次遅れで所定の出力
軸トルク近づくようにエンジントルクを制御することを
特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項11】請求項1乃至9の何れか1項記載の自動
変速機の制御装置において、 出力軸トルクの値が時間に対して直線で所定の出力軸ト
ルク近づくようにエンジントルクを制御することを特徴
とする自動変速機の制御装置。
【請求項12】内燃機関から車輪への動力を伝達する少
なくとも1つの摩擦クラッチと、少なくとも1つの変速
段に設けられた噛み合いクラッチとを有する歯車式変速
機の変速に際し、前記摩擦クラッチを制御する自動変速
機の制御方法において、 変速開始前における出力軸トルクが前記摩擦クラッチの
トルク容量より大きい場合、スムーズに変速を行うため
に前記出力軸トルクと前記トルク容量との偏差が小さく
なるように、スロットルを制御して又は車両の加速度を
用いて、エンジントルクを制御する自動変速機の制御方
法。
【請求項13】内燃機関から車輪への動力を伝達する少
なくとも1つの摩擦クラッチと、少なくとも1つの変速
段に設けられた噛み合いクラッチとを有する歯車式変速
機の変速に際し、前記摩擦クラッチを制御する自動変速
機の制御方法において、 開放していた他方の変速段の前記噛み合い式クラッチが
締結した後における出力軸トルクがアクセルペダル開度
に基づいた目標出力軸トルクを下回る場合、前記出力軸
トルクを目標出力軸トルクになるようにエンジントルク
を制御して出力軸トルクが目標出力軸トルクになったと
き、エンジントルクの制御を切換える自動変速機の制御
装置。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F16H 59:24 F16H 59:24 59:48 59:48 59:70 59:70 (72)発明者 越智 辰哉 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 (72)発明者 坂本 博史 茨城県日立市大みか町七丁目1番1号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Fターム(参考) 3D041 AA53 AA59 AB01 AC01 AC07 AC11 AC15 AD02 AD04 AD10 AD31 AD51 AE04 AE14 AE32 AF01 3G065 CA00 DA05 DA06 EA13 GA10 GA11 GA32 GA46 JA04 JA09 JA11 KA02 3G093 AA05 BA03 CB08 DA01 DA06 DB05 DB11 EA09 EB03 EC02 EC04 FA04 FA11 FA12 3J552 MA04 MA13 MA17 NB01 PA02 RA02 SA26 SB33 SB36 TA01 TB12 UA08 VA39W VA39Y VA62Z VA74Y VA76W VB04W VC01Z VC03W VD02W

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にトル
    ク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記トル
    ク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の前
    記トルク伝達手段がかみ合い式クラッチであり、一方の
    変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラッ
    チを制御する自動変速機において、 変速指令があった場合、出力軸トルクが前記摩擦クラッ
    チにより伝達される変速中のトルクより大きい場合には
    前記摩擦クラッチにより伝達される変速中のトルクに応
    じた出力軸トルクになるようにエンジントルクを制御
    し、出力軸トルクが前記摩擦クラッチにより伝達される
    変速中のトルクに応じた値になったならばエンジントル
    クの制御を切換え、変速を開始することを特徴とする自
    動変速機の制御装置。
  2. 【請求項2】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にトル
    ク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記トル
    ク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の前
    記トルク伝達手段がかみ合い式クラッチであり、一方の
    変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラッ
    チを制御する自動変速機において、 変速指令があった場合、出力軸トルクが前記摩擦クラッ
    チにより伝達される変速中のトルクの最大値より大きい
    場合には出力軸トルクを前記摩擦クラッチにより伝達さ
    れる変速中のトルクの最大値以下になるようにエンジン
    トルクを制御し、出力軸トルクが前記摩擦クラッチによ
    り伝達される変速中のトルクの最大値になったならばエ
    ンジントルクの制御を切換え、変速を開始することを特
    徴とする自動変速機の制御装置。
  3. 【請求項3】エンジントルクの制御はスロットルを制御
    することにより行うことを特徴とする請求項1の自動変
    速機の制御装置。
  4. 【請求項4】出力軸トルクを所定の出力軸トルクに直線
    で近づくようにエンジントルクを制御することを特徴と
    する請求項1の自動変速機の制御装置。
  5. 【請求項5】出力軸トルクを所定の出力軸トルクに一次
    遅れで近づくようにエンジントルクを制御することを特
    徴とする請求項1の自動変速機の制御装置。
  6. 【請求項6】車両の加速度を用いてエンジントルクを制
    御することを特徴とする請求項1の自動変速機の制御装
    置。
  7. 【請求項7】変速指令があってから所定時間がたったな
    らばエンジントルクの制御を切換え、変速を開始するこ
    とを特徴とする請求項1の自動変速機の制御装置。
  8. 【請求項8】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にトル
    ク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記トル
    ク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の前
    記トルク伝達手段がかみ合い式クラッチであり、一方の
    変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラッ
    チを制御する自動変速機の制御装置において、変速が終
    了した場合、出力軸トルクがアクセルペダル開度に基づ
    いた目標出力軸トルクを下回る場合には出力軸トルクを
    目標出力軸トルクになるようにエンジントルクを制御
    し、出力軸トルクが目標出力軸トルクになったならばエ
    ンジントルクの制御を切換える自動変速機の制御装置。
  9. 【請求項9】エンジントルクの制御はスロットルを制御
    することにより行うことを特徴とする請求項8の自動変
    速機の制御装置。
  10. 【請求項10】出力軸トルクを目標出力軸トルクに直線
    で近づくようにエンジントルクを制御することを特徴と
    する請求項8の自動変速機の制御装置。
  11. 【請求項11】出力軸トルクを目標出力軸トルクに一次
    遅れで近づくようにエンジントルクを制御することを特
    徴とする請求項8の自動変速機の制御装置。
  12. 【請求項12】車両の加速度を用いてエンジントルクを
    制御することを特徴とする請求項8の自動変速機の制御
    装置。
  13. 【請求項13】変速指令があってから所定時間がたった
    ならばエンジントルクの制御を切換えることを特徴とす
    る請求項8の自動変速機の制御装置。
  14. 【請求項14】入力軸と出力軸との間のトルク伝達系
    が、それぞれかみ合い式クラッチの組み合わせからなる
    第一伝達系と第2伝達系とに分けられ、エンジンと第1
    伝達系、エンジンと第2伝達系との間のトルク伝達系
    が、それぞれ摩擦クラッチであり、一方の変速段から他
    方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラッチを制御する
    自動変速機において、変速指令があった場合、出力軸ト
    ルクが前記摩擦クラッチにより伝達される変速中のトル
    クより大きい場合には前記摩擦クラッチにより伝達され
    る変速中のトルクに応じた出力軸トルクになるようにエ
    ンジントルクを制御し、出力軸トルクが前記摩擦クラッ
    チにより伝達される変速中のトルクに応じた値になった
    ならばエンジントルクの制御を切換え、変速を開始する
    ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
  15. 【請求項15】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にト
    ルク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記ト
    ルク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の
    前記トルク伝達手段がかみ合い式クラッチであり、一方
    の変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラ
    ッチを制御する自動変速機において、変速指令があった
    場合、出力軸トルクが前記摩擦クラッチにより伝達され
    る変速中のトルクより大きい場合には前記摩擦クラッチ
    により伝達される変速中のトルクに応じた出力軸トルク
    になるようにエンジントルクを制御し、出力軸トルクが
    前記摩擦クラッチにより伝達される変速中のトルクに応
    じた値になったならばエンジントルクの制御を切換え、
    変速を開始することを特徴とする自動変速機の制御装置
    の制御方法。
  16. 【請求項16】歯車式変速機の入力軸と出力軸の間にト
    ルク伝達手段を設け、少なくとも一つの変速段の前記ト
    ルク伝達手段が摩擦クラッチであり、その他の変速段の
    前記トルク伝達手段がかみ合い式クラッチであり、一方
    の変速段から他方の変速段へ変速する際に前記摩擦クラ
    ッチを制御する自動変速機において、変速指令があった
    場合、出力軸トルクが前記摩擦クラッチにより伝達され
    る変速中のトルクより大きい場合には前記摩擦クラッチ
    により伝達される変速中のトルクと変速前の出力軸トル
    クとの偏差が小さくなるようにエンジントルクを制御
    し、出力軸トルクが前記摩擦クラッチにより伝達される
    変速中のトルクに応じた値になったならばエンジントル
    クの制御を切換え、変速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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