JP4515592B2

JP4515592B2 - 車両の自動変速装置

Info

Publication number: JP4515592B2
Application number: JP2000093003A
Authority: JP
Inventors: 伸之西村
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2000-03-28
Filing date: 2000-03-28
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: JP2001270347A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特にトラクタ等の大型車両に適用される車両の自動変速装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近ではドライバの負担を軽減するため、トラクタやトラック等の大型車両においても自動変速装置を採用する例が多く見られる。このような大型車両では、メインギヤの他に、副変速機としてのスプリッタ及びレンジギヤを有する多段変速機が装備される。この場合、部品数及びコストの低減を図るため、メインギヤから機械的シンクロ機構を省略し、代わりにシンクロ制御なるものを行ってギヤインの際の同期を図ることが考えられる。ここでシンクロ制御とは、主に、シフトアップのときはカウンタシャフトブレーキ制御を行うことであり、シフトダウンのときはダブルクラッチ制御を行うことである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シフトダウンでダブルクラッチ制御するとき、エンジン回転をシンクロ可能な目標回転まで上昇させ、ドグギヤ回転をスリーブ回転に合わせ込む。このとき、エンジンの劣化や故障その他の原因によりエンジン回転の上昇が遅れると、変速時間が長くなったり、実質的にシンクロ不能、変速不能となる虞もある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、ダブルクラッチ制御でエンジン回転の上昇が遅いとき、その回転上昇を早め、変速時間の長期化及び変速不能を防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る車両の自動変速装置は、機械的なシンクロ機構を有しないメインギヤを含む変速機と、変速機の変速制御を実行する変速制御手段と、変速機の変速時に摩擦クラッチの断接制御を実行するクラッチ制御手段と、変速機の変速時に実アクセル開度から独立したエンジン制御を実行するエンジン制御手段とを備え、変速機のシフトダウンの際に所定のダブルクラッチ制御を実行するものであり、ダブルクラッチ制御が、クラッチを断する際に、クラッチが接から半クラッチ領域に入った直後の位置になったときにギヤ抜きとエンジン回転を所定の目標エンジン回転まで上昇させるエンジン制御とを開始し、ギヤ抜き終了後クラッチを接し、目標メインギヤ段におけるドグギヤ回転をスリーブ回転付近まで上昇させる制御を含み、上記ダブルクラッチ制御中、エンジン回転を所定の目標エンジン回転まで上昇させる上記エンジン制御を開始した後にクラッチを接する際に、クラッチが断から半クラッチ領域に入り上記位置に達していてもなおエンジン回転が目標エンジン回転に到達していないときに、目標エンジン回転を高める制御を行うものである。
【０００７】
また、上記目標エンジン回転を高める制御が、当初の目標エンジン回転に、制御時間毎に累積増大する所定値を加算して新たな目標エンジン回転とするものであり、該所定値が、制御時間毎に加算されていくカウンタ値にエンジン回転の設定値を乗じて得られる値であるのが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。
【０００９】
図１に本実施形態に係る車両の自動変速装置を示す。ここでは車両がトレーラを牽引するトラクタであり、エンジンがディーゼルエンジンである。図示するように、エンジン１にクラッチ２を介して変速機３が取り付けられ、変速機３のアウトプットシャフト４（図２参照）が図示しないプロペラシャフトに連結されて後輪（図示せず）を駆動するようになっている。エンジン１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６によって電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、エンジン回転センサ７とアクセル開度センサ８との出力から現在のエンジン回転速度及びエンジン負荷を読取り、主にこれらに基づいて燃料噴射ポンプ１ａを制御し、燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する。
【００１０】
一方、変速機の変速時は、アクセル開度センサ８によって検知される実アクセル開度から独立して、ＥＣＵ６自らが加工した疑似アクセル開度なるものに基づいてエンジン制御を実行する。これは特に後述するダブルクラッチ制御において必要である。
【００１１】
図２に示すように、エンジンのクランク軸にフライホイール１ｂが取り付けられ、フライホイール１ｂの外周にリングギヤ１ｃが形成され、リングギヤ１ｃの歯が通過する度にエンジン回転センサ７がパルスを出力し、ＥＣＵ６が単位時間当たりのパルス数をカウントしてエンジン回転数を算出する。
【００１２】
図１に示すように、ここではクラッチ２と変速機３とがトランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動制御される。即ちかかる自動変速装置には自動クラッチ装置と自動変速機とが備えられる。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能である。
【００１３】
図１、図２、図３に示すように、クラッチ２は機械式摩擦クラッチであり、入力側をなすフライホイール１ｂ、出力側をなすドリブンプレート２ａ、及びドリブンプレート２ａをフライホイール１ｂに摩擦接触或いは離反させるプレッシャプレート２ｂから構成される。そしてクラッチ２は、クラッチブースタ（クラッチアクチュエータ）１０によりプレッシャプレート２ｂを軸方向に操作し、基本的には自動断接され、ドライバの負担を軽減し得るものとなっている。一方、微低速バックに際しての微妙なクラッチワークや、非常時のクラッチ急断等を可能とするため、ここではクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能となっている。所謂セレクティブオートクラッチの構成である。クラッチ位置（即ちプレッシャプレート２ｂの位置）を検出するためのクラッチストロークセンサ１４と、クラッチペダル１１の位置を検出するためのクラッチペダルストロークセンサ１６とが設けられ、それぞれＴＭＣＵ９に接続される。
【００１４】
図３に分かりやすく示すが、クラッチブースタ１０は実線で示す二系統の空圧通路ａ，ｂを通じてエアタンク５に接続され、エアタンク５から供給される空圧で作動する。一方の通路ａがクラッチ自動断接用、他方の通路ｂがクラッチマニュアル断接用である。一方の通路ａが二股状に分岐され、そのうちの一方に自動断接用の電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２が直列に設けられ、他方に非常用の電磁弁ＭＶＣＥが設けられる。分岐合流部にダブルチェックバルブＤＣＶ１が設けられる。他方の通路ｂに、クラッチブースタ１０に付設される油圧作動弁１２が設けられる。両通路ａ，ｂの合流部にもダブルチェックバルブＤＣＶ２が設けられる。ダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２は差圧作動型の三方弁である。
【００１５】
上記電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２，ＭＶＣＥはＴＭＣＵ９によりON/OFF制御され、ONのとき上流側を下流側に連通し、OFF のとき上流側を遮断して下流側を大気開放する。まず自動側を説明すると、電磁弁ＭＶＣ１は単にイグニッションキーのON/OFFに合わせてON/OFFされるだけである。イグニッションキーOFF 、つまり停車中はOFF となり、エアタンク５からの空圧を遮断する。電磁弁ＭＶＣ２は比例制御弁で、供給又は排出エア量を自由にコントロールできる。これはクラッチの断接速度制御を行うためである。電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２がともにONだとエアタンク５の空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２をそれぞれ切り換えてクラッチブースタ１０に供給される。これによりクラッチが分断される。クラッチを接続するときはＭＶＣ２のみがOFF され、これによりクラッチブースタ１０の空圧がＭＶＣ２から排出されてクラッチが接続される。
【００１６】
ところでもし仮にクラッチ分断中に電磁弁ＭＶＣ１又はＭＶＣ２に異常が生じ、いずれかがOFF となると、ドライバの意思に反してクラッチが急接されてしまう。そこでこのような異常がＴＭＣＵ９の異常診断回路で検知されたら、即座に電磁弁ＭＶＣＥをONする。すると電磁弁ＭＶＣＥを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１を逆に切り換えてクラッチブースタ１０に供給され、クラッチ分断状態が維持され、クラッチ急接が防止される。
【００１７】
次にマニュアル側を説明する。クラッチペダル１１の踏込み・戻し操作に応じてマスタシリンダ１３から油圧が給排され、この油圧が破線で示す油圧通路１３ａを介して油圧作動弁１２に供給される。これによって油圧作動弁１２が開閉され、クラッチブースタ１０への空圧の給排が行われ、クラッチ２のマニュアル断接が実行される。油圧作動弁１２が開くと、これを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ２を切り換えてクラッチブースタ１０に至る。
【００１８】
図２に詳細に示すように、変速機３は基本的に常時噛み合い式の多段変速機で、前進１６段、後進２段に変速可能である。変速機３はメインギヤ１８と、その入力側及び出力側にそれぞれ副変速機としてのスプリッタ１７及びレンジギヤ１９を備える。そして、インプットシャフト１５に伝達されてきたエンジン動力をスプリッタ１７、メインギヤ１８、レンジギヤ１９へと順に送ってアウトプットシャフト４に出力する。
【００１９】
変速機３を自動変速すべくギヤシフトユニットＧＳＵが設けられ、これはスプリッタ１７、メインギヤ１８、レンジギヤ１９それぞれの変速を担当するスプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２から構成される。これらアクチュエータもクラッチブースタ１０同様空圧作動され、ＴＭＣＵ９によって制御される。各ギヤ１７，１８，１９の現在ポジションはギヤポジションスイッチ２３（図１参照）で検知される。カウンタシャフト３２の回転速度がカウンタシャフト回転センサ２６で検知され、アウトプットシャフト４の回転速度がアウトプットシャフト回転センサ２８で検知される。これら検知信号はＴＭＣＵ９に送られる。
【００２０】
この自動変速機ではマニュアルモードが設定され、ドライバのシフトチェンジ操作に基づくマニュアル変速が可能である。この場合、図１に示すように、クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は運転席に設けられたシフトレバー装置２９からの変速指示信号を合図に行われる。即ち、ドライバが、シフトレバー装置２９のシフトレバー２９ａをシフト操作すると、シフトレバー装置２９に内蔵されたシフトスイッチが作動（ON）し、変速指示信号がＴＭＣＵ９に送られ、これを基にＴＭＣＵ９はクラッチブースタ１０、スプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２を適宜作動させ、一連の変速操作（クラッチ断→ギヤ抜き→ギヤ入れ→クラッチ接）を実行する。そしてＴＭＣＵ９は現在のシフト段をモニター３１に表示する。
【００２１】
図示するシフトレバー装置２９において、Ｒはリバース、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、ＵＰはシフトアップ、ＤＯＷＮはシフトダウンをそれぞれ意味する。シフトスイッチはこれら各ポジションに応じた信号を出力する。また運転席に、変速モードを自動とマニュアルに切り換えるモードスイッチ２４と、変速を１段ずつ行うか段飛ばしで行うかを切り換えるスキップスイッチ２５とが設けられる。
【００２２】
自動変速モードのとき、シフトレバー２９ａをＤレンジに入れておけば車速に応じて自動的に変速が行われる。またこの自動変速モードでも、ドライバがシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作すれば、マニュアルでのシフトアップ又はシフトダウンが可能である。この自動変速モードにおいて、スキップスイッチ２５がOFF （通常モード）なら、シフトレバー２９ａの１回のＵＰ又はＤＯＷＮの操作により、変速は１段ずつ行われる。これはトレーラ牽引時等、積載荷重が比較的大きいときに有効である。またスキップスイッチ２５がON（スキップモード）なら変速は１段飛ばしで行われる。これはトレーラを牽引してないときや荷が軽いときなどに有効である。
【００２３】
一方、マニュアル変速モードのときは、変速は完全にドライバの意思に従う。シフトレバー２９ａがＤレンジのときは変速は行われず、現在ギヤが保持され、ドライバの積極的な意思でシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作したときのみ、シフトアップ又はシフトダウンが可能である。このときも前記同様、スキップスイッチ２５がOFF なら１回の操作につき変速は１段ずつ行われ、スキップスイッチ２５がONなら変速は１段飛ばしで行われる。このモードではＤレンジは現ギヤ段を保持するＨ（ホールド）レンジとなる。
【００２４】
なお、運転席に非常用変速スイッチ２７が設けられ、ＧＳＵの電磁弁等が故障したときはスイッチ２７の手動切換により変速できるようになっている。
【００２５】
図２に示すように、変速機３にあっては、インプットシャフト１５、メインシャフト３３及びアウトプットシャフト４が同軸上に配置され、カウンタシャフト３２がそれらの下方に平行配置される。インプットシャフト１５がクラッチ２のドリブンプレート２ａに接続され、インプットシャフト１５とメインシャフト３３とが相対回転可能に支持される。
【００２６】
まずスプリッタ１７とメインギヤ１８の構成を説明する。インプットシャフト１５にインプットギヤＳＨが回転可能に取り付けられる。またメインシャフト３３にも前方から順にギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳＨ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１は、それぞれカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１に常時噛合される。ギヤＭＲはアイドルリバースギヤＩＲに常時噛合され、アイドルリバースギヤＩＲはカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＲに常時噛合される。
【００２７】
インプットシャフト１５及びメインシャフト３３に取り付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギヤを選択し得るようドグギヤ３６が一体的に設けられ、これらドグギヤ３６に隣接してインプットシャフト１５及びメインシャフト３３に第１〜第４ハブ３７〜４０が固設される。第１〜第４ハブ３７〜４０には第１〜第４スリーブ４２〜４５が嵌合される。ドグギヤ３６及び第１〜第４ハブ３７〜４０の外周部と、第１〜第４スリーブ４２〜４５の内周部とにスプラインが形成されており、第１〜第４スリーブ４２〜４５は第１〜第４ハブ３７〜４０に常時係合してインプットシャフト１５又はメインシャフト３３と同時回転すると共に、前後にスライド移動してドグギヤ３６に対し選択的に係合・離脱する。この係合・離脱によりギヤイン・ギヤ抜きが行われる。第１スリーブ４２の移動をスプリッタアクチュエータ２０で行い、第２〜第４スリーブ４３〜４５の移動をメインアクチュエータ２１で行う。
【００２８】
このように、スプリッタ１７とメインギヤ１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変速され得る常時噛み合い式の構成とされる。特に、スプリッタ１７のスプライン部には通常の機械的なシンクロ機構が存在するものの、メインギヤ１８の各スプライン部にはシンクロ機構が存在しない。このため、後述のシンクロ制御なるものを行ってドグギヤ回転とスリーブ回転とを同期させ、シンクロ機構なしで変速できるようにしている。ここではメインギヤ１８以外にスプリッタ１７にもニュートラルポジションが設けられ、所謂ガラ音対策がなされている（特願平11-319915 号参照）。
【００２９】
次にレンジギヤ１９の構成を説明する。レンジギヤ１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ・ローいずれかのポジションに切り替えることができる。遊星歯車機構３４は、メインシャフト３３の最後端に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能に支持され、キャリア６８はアウトプットシャフト４に連結される。リングギヤ６７は管部６９を一体的に有し、管部６９はアウトプットシャフト４の外周に相対回転可能に嵌め込まれてアウトプットシャフト４とともに二重軸を構成する。
【００３０】
第５ハブ４１が管部６９に一体的に設けられる。また第５ハブ４１の後方に隣接して、アウトプットシャフト４にアウトプットシャフトドグギヤ７０が一体的に設けられる。第５ハブ４１の前方に隣接して、ミッションケース側に固定ドグギヤ７１が設けられる。第５ハブ４１の外周に第５スリーブ４６が嵌合される。これら第５ハブ４１、アウトプットシャフトドグギヤ７０、固定ドグギヤ７１及び第５スリーブ４６にも前記同様にスプラインが形成され、第５スリーブ４６が第５ハブ４１に常時係合すると共に、前後にスライド移動してアウトプットシャフトドグギヤ７０又は固定ドグギヤ７１に対し選択的に係合・離脱する。第５スリーブ４６の移動がレンジアクチュエータ２２で行われる。レンジギヤ１９のスプライン部には機械的なシンクロ機構が存在する。
【００３１】
第５スリーブ４６が前方に移動するとこれが固定ドグギヤ７１に係合し、第５ハブ４１と固定ドグギヤ７１とが連結される。これによりリングギヤ６７がミッションケース側に固定され、アウトプットシャフト４が１より大きい比較的大きな減速比（ここでは4.5 ）で回転駆動されるようになる。これがローのポジションである。
【００３２】
一方、第５スリーブ４６が後方に移動するとこれがアウトプットシャフトドグギヤ７０に係合し、第５ハブ４１とアウトプットシャフトドグギヤ７０とが連結される。これによりリングギヤ６７とキャリア６８とが互いに固定され、アウトプットシャフト４が１の減速比で直結駆動されるようになる。これがハイのポジションである。このようにかかるレンジギヤ１９ではハイ・ロー間の減速比が比較的大きく異なる。
【００３３】
結局、この変速機３では、前進側において、スプリッタ１７でハイ・ローの２段、メインギヤ１８で４段、レンジギヤ１９でハイ・ローの２段に変速可能であり、計２×４×２＝１６段に変速することができる。また後進側では、スプリッタ１７のみでハイ・ローを切り替えて２段に変速することができる。
【００３４】
次に、各アクチュエータ２０，２１，２２について説明する。これらアクチュエータはエアタンク５の空圧で作動する空圧シリンダと、空圧シリンダへの空圧の給排を切り替える電磁弁とで構成される。そしてこれら電磁弁がＴＭＣＵ９で選択的に切り替えられ、空圧シリンダを選択的に作動させるようになっている。
【００３５】
スプリッタアクチュエータ２０は、ダブルピストンを有した空圧シリンダ４７と三つの電磁弁ＭＶＨ，ＭＶＦ，ＭＶＧとで構成される。スプリッタ１７をニュートラルにするときはＭＶＨ／ＯＮ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をハイにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をローにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＮ，ＭＶＧ／ＯＦＦとされる。
【００３６】
メインアクチュエータ２１は、ダブルピストンを有しセレクト側の動作を担当する空圧シリンダ４８と、シングルピストンを有しシフト側の動作を担当する空圧シリンダ４９とを備える。各空圧シリンダ４８及び４９に対しそれぞれ複数ずつ電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤ，ＭＶＥ及びＭＶＢ，ＭＶＡが設けられる。
【００３７】
セレクト側空圧シリンダ４８は、ＭＶＣ／ＯＦＦ，ＭＶＤ／ＯＮ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の下方に移動し、メインギヤの３ｒｄ、４ｔｈ又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤの１ｓｔ、２ｎｄ又はＮ２を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の上方に移動し、メインギヤのＲｅｖ又はＮ１を選択可能とする。
【００３８】
シフト側空圧シリンダ４９は、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤのＮ１、Ｎ２又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＦＦのとき図の左側に移動し、メインギヤの２ｎｄ，４ｔｈ又はＲｅｖを選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＦＦ，ＭＶＢ／ＯＮのとき図の右側に移動し、メインギヤの１ｓｔ又は３ｒｄを選択可能とする。
【００３９】
レンジアクチュエータ２２は、シングルピストンを有した空圧シリンダ５０と二つの電磁弁ＭＶＩ，ＭＶＪとで構成される。空圧シリンダ５０は、ＭＶＩ／ＯＮ，ＭＶＪ／ＯＦＦのとき図の右側に移動し、レンジギヤをハイとし、ＭＶＩ／ＯＦＦ，ＭＶＪ／ＯＮのとき図の左側に移動し、レンジギヤをローとする。
【００４０】
ところで、後述するシンクロ制御に際してカウンタシャフト３２を制動するため、カウンタシャフト３２にはカウンタシャフトブレーキ２７が設けられる。カウンタシャフトブレーキ２７は湿式多板ブレーキであって、エアタンク５の空圧で作動する。この空圧の給排を切り替えるため電磁弁ＭＶＢＲＫが設けられる。電磁弁ＭＶＢＲＫがＯＮのときカウンタシャフトブレーキ２７に空圧が供給され、カウンタシャフトブレーキ２７が作動状態となる。電磁弁ＭＶＢＲＫがＯＦＦのときにはカウンタシャフトブレーキ２７から空圧が排出され、カウンタシャフトブレーキ２７が非作動となる。
【００４１】
次に、自動変速制御の内容を説明する。ＴＭＣＵ９には図４に示すシフトアップマップと図５に示すシフトダウンマップとがメモリされており、ＴＭＣＵ９は、自動変速モードのとき、これらマップに従って自動変速を実行する。例えば図４のシフトアップマップにおいて、ギヤ段ｎ（ｎは１から１５までの整数）からｎ＋１へのシフトアップ線図がアクセル開度（％）とアウトプットシャフト回転（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ上では現在のアクセル開度（％）とアウトプットシャフト回転（rpm ）とからただ１点が定まる。車両加速中は、車輪に連結されたアウトプットシャフト４の回転が次第に増加していく。そこで通常の自動変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に１段ずつシフトアップを行うこととなる。このときスキップモードであれば線図を交互に１本ずつ飛ばして２段ずつシフトアップを行う。
【００４２】
図５のシフトダウンマップにおいても同様に、ギヤ段ｎ＋１（ｎは１から１５までの整数）からｎへのシフトダウン線図がアクセル開度（％）とアウトプットシャフト回転（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ上では現在のアクセル開度（％）とアウトプットシャフト回転（rpm ）とからただ１点が定まる。車両減速中はアウトプットシャフト４の回転が次第に減少していくので、通常の自動変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に１段ずつシフトダウンを行う。スキップモードであれば線図を交互に１本ずつ飛ばして２段ずつシフトダウンする。
【００４３】
一方、マニュアルモードのときは、これらマップと無関係にドライバが自由にシフトアップ・ダウンを行える。通常モードなら１回のシフトチェンジ操作で１段変速でき、スキップモードなら１回のシフトチェンジ操作で２段変速できる。
【００４４】
なおＴＭＣＵ９は、アウトプットシャフト回転センサ２８により検知される現在のアウトプットシャフト回転の値から現在の車速を換算し、これをスピードメータに表示する。つまり車速がアウトプットシャフト回転から間接的に検知され、アウトプットシャフト回転と車速とは比例関係にある。
【００４５】
次に、シンクロ制御の内容を説明する。
【００４６】
図６、図７に示すように、ＴＭＣＵ９には、スプリッタ１７及びメインギヤ１８における各ギヤの歯数Ｚ_SH，Ｚ₁〜Ｚ₄，Ｚ_R，Ｚ_CH，Ｚ_C1〜Ｚ_C4，Ｚ_CRと、レンジギヤ１９におけるハイ・ローの減速比とが予め記憶されている。そこでＴＭＣＵ９は、メインギヤ１８のギヤ歯数と、カウンタシャフト回転センサ２６によって検知されるカウンタシャフト回転(rpm) とに基づき、次回変速先となるメインギヤ１８のギヤ段（目標メインギヤ段）におけるドグギヤ回転(rpm) を算出する。またＴＭＣＵ９は、次回変速先となるレンジギヤ１９のギヤ段（目標レンジギヤ段）の減速比と、アウトプットシャフト回転センサ２８によって検知されるアウトプットシャフト回転(rpm) とに基づき、メインギヤ１８におけるスリーブ回転(rpm) を算出する。
【００４７】
図７の表の左欄において、左端に記載された「１ｓｔ」、「２ｎｄ」…「Ｒｅｖ」の語は目標メインギヤ段を示している。また括弧内の「１ｓｔ」、「２ｎｄ」…の語は各目標メインギヤ段が担当する変速機全体としての目標ギヤ段を示している。例えば、メインギヤ１８の「１ｓｔ」（ギヤＭ１）が担当する変速機全体のギヤ段は「１ｓｔ」、「２ｎｄ」、「９ｔｈ」、「１０ｔｈ」である。括弧内の語は最初の二つと後の二つとがレンジギヤ１９のロー・ハイで切り分けられる。例えばメインギヤ「１ｓｔ」だと「１ｓｔ」、「２ｎｄ」がレンジギヤロー、「９ｔｈ」、「１０ｔｈ」がレンジギヤハイである。そして最初の二つ又は後の二つの中において、先と後とがスプリッタ１７のロー・ハイで切り分けられる。例えばメインギヤ「１ｓｔ」でレンジギヤローだと、スプリッタローで変速機は「１ｓｔ」、スプリッタハイで変速機は「２ｎｄ」となる。またメインギヤ「１ｓｔ」でレンジギヤハイだと、スプリッタローで変速機は「９ｔｈ」、スプリッタハイで変速機は「１０ｔｈ」となる。目標メインギヤ段の「２ｎｄ」、「３ｒｄ」、「４ｔｈ」についても同様である。
【００４８】
目標メインギヤ段「Ｒｅｖ」ではレンジギヤ１９による切り分けは行われず、スプリッタ１７のみで切り分けがなされる。スプリッタハイでリバース「ｈｉｇｈ」、スプリッタローでリバース「ｌｏｗ」となる。
【００４９】
図７の表の右欄はドグギヤ回転(rpm) の算出式を示している。例えば目標メインギヤ段「１ｓｔ」だと、カウンタシャフト回転センサ２６による検出値（カウンタシャフト回転(rpm) ）に、ギヤ比Ｚ_C1／Ｚ₁を乗じた値が、ギヤＭ１に固設されたドグギヤ３６の回転即ちドグギヤ回転(rpm) となる。目標メインギヤ段「Ｒｅｖ」では、カウンタシャフト回転(rpm) に減速比Ｃ_Revを乗じた値がドグギヤ回転(rpm) となる。
【００５０】
一方、図７の下段は、メインギヤ１８のスリーブ４３、４４、４５の回転即ちスリーブ回転(rpm) の算出式を示している。次回変速先の目標レンジギヤ段がHighのときは、減速比が１なので、アウトプットシャフト回転センサ２８の検出値（アウトプットシャフト回転(rpm) ）がそのままスリーブ回転(rpm) となる。また目標レンジギヤ段がLow のときは、減速比がＣ_RG＝4.5 なので、アウトプットシャフト回転(rpm) に減速比Ｃ_RGを乗じた値がスリーブ回転(rpm) となる。
【００５１】
シンクロ制御では、これらドグギヤ回転とスリーブ回転とをギヤイン可能な範囲内に近付ける制御を行う。具体的には回転差Δ＝（ドグギヤ回転−スリーブ回転）を計算し、この値をギヤイン可能な範囲に入れる制御を行う。シフトアップでは、通常ギヤイン直前でドグギヤ回転＞スリーブ回転となっているので、カウンタシャフトブレーキ（以下ＣＳＢという）制御を行い、ドグギヤ回転を下げる。逆に、シフトダウンでは、通常ギヤイン直前でドグギヤ回転＜スリーブ回転となっているので、ダブルクラッチ制御を行い、ドグギヤ回転を上げる。
【００５２】
ダブルクラッチ制御は以下の如きである。図８に示すように、時刻ｔ₁で変速指示信号があった場合、まずクラッチ断し、ギヤ抜きを行う。ギヤ抜きは、クラッチが切れ始めた直後の位置、言い換えれば半クラッチ領域に入った直後の位置ｐ₁で開始する。エンジン制御は、クラッチ位置がｐ₁となった時点から、実アクセル開度から離れた疑似アクセル開度に基づく制御に移行する。このときエンジン回転は、カウンタシャフトを加速させるのに十分で、且つ目標メインギヤ段においてドグギヤ回転をスリーブ回転に略一致させることができるような回転（これを目標エンジン回転という）まで上昇され、この回転に達すると回転が一定に保持される。
【００５３】
ギヤ抜き後、クラッチが接続され、これにより目標メインギヤ段におけるドグギヤ回転がスリーブ回転付近まで上昇し、シンクロが完了する。シンクロ完了後、クラッチが再び断され、ギヤインが実行される。ギヤインは、クラッチ切り終わり直前となる位置、言い換えれば半クラッチ領域から抜け出る直前の位置ｐ₂から開始される。ギヤイン終了後、直ちにクラッチが再接続され、クラッチが完接されると変速終了し、エンジン及びカウンタシャフト回転が実アクセル開度に従った回転に移行する。
【００５４】
ところで、このダブルクラッチ制御ではギヤ抜きとギヤインとの間で１回クラッチを接続し、シンクロを行うが、何らかの原因でエンジン回転の上昇が遅れるとシンクロできず、変速時間が長くなったり実質変速不能となるなど不都合が生じる。これは特に車両が長期の使用に亘りエンジンが劣化してきた場合などに予測される。
【００５５】
そこで、本装置では、ダブルクラッチ制御開始から所定時間経過してもなおエンジン回転が目標エンジン回転に到達しなかったときは、目標エンジン回転を高めてエンジン回転上昇を促進するようにしている。以下これについて説明する。
【００５６】
図９は目標エンジン回転算出フロー、図１０は本発明に係るエンジン回転上昇促進制御のフローである。これらフローは所定の制御時間（ここでは３２ms）毎に実行される。図１０のフローを実行する前に図９のフローが必ず実行される。
【００５７】
図９のフローについて、ＴＭＣＵ９はまずステップ１０１でアウトプットシャフト回転センサ２８の出力信号から現アウトプットシャフト回転(rpm) を算出する。次にステップ１０２で変速機全体の目標ギヤ段のギヤ比を算出する。例えば目標ギヤ段９ｔｈだと、図６、図７に従えばスプリッタロー、メインギヤ１ｓｔ、レンジギヤハイなので、ギヤ比＝１／｛（Ｚ₄／Ｚ_C4）×（Ｚ_C1／Ｚ₁）×１｝となる。さらにステップ１０３で現アウトプットシャフト回転とギヤ比とを乗じ、目標エンジン回転(rpm) を算出する。この目標エンジン回転に実際のエンジン回転を合わせれば、クラッチを接したとき、自ずと目標メインギヤ段でシンクロが達成されるのである。
【００５８】
次に図１０のフローについて。ＴＭＣＵ９はまずステップ２０１で現在シンクロ制御中か否かを判断する。シンクロ制御中でなければ、シンクロ制御が完了したとしてステップ２０６に進んで内蔵カウンタをクリアしＥＮＤに進む。シンクロ制御中のときはステップ２０２に進み、現在ダブルクラッチ制御中か否かを判断する。ダブルクラッチ制御中でない、つまりＣＳＢ制御中のときはステップ２０６に進み、ダブルクラッチ制御中のときはステップ２０３に進む。
【００５９】
なお、ダブルクラッチ制御中か否かは、具体的にはカウンタシャフト回転センサ２６で検知される実際のカウンタシャフト回転(rpm) が、図９のフローで求められた目標エンジン回転に相当する値になったかどうかで判断する。このとき以下の換算式を用いる。
【００６０】
Ｎ_E＝（Ｚ_CH／Ｚ_SH）×Ｎ_C （スプリッタハイ時）
Ｎ_E＝（Ｚ_C4／Ｚ₄）×Ｎ_C （スプリッタロー時）
ただしＮ_E：エンジン回転、Ｎ_C：カウンタシャフト回転
なお、シンクロ制御前はスプリッタが必ずギヤインされる。そうしないとクラッチを接したときカウンタシャフトを加速できないからである。
【００６１】
ステップ２０３では現在クラッチが接されているか否かを判断する。具体的にクラッチストロークセンサ１４の出力値が図８の位置ｐ₁より接側の値を示しているか否かを判断する。クラッチが接されていなければステップ２０６に進み、クラッチが接されていればステップ２０４に進む。
【００６２】
ステップ２０４では内蔵カウンタをインクリメント（加算）する。初回は１、次回は２といった具合である。そしてステップ２０４の後ステップ２０５に進み、（図９のフローで求められた当初の目標エンジン回転）＋（カウンタ値）×（設定値）を計算し、これにより得られた値を新たな目標エンジン回転とする。設定値としては例えば10(rpm) 或いは１(rpm) が用いられる。このように、目標エンジン回転が当初の目標エンジン回転より高められ、高められた後の新たな目標エンジン回転は、当初の目標エンジン回転に、制御時間毎に累積増大する所定値を加算した値であり、所定値は、制御時間毎に加算されていくカウンタ値にエンジン回転の設定値を乗じて得られる値となる。
【００６３】
こうして新たな目標エンジン回転が決定されたら、その結果をＥＣＵ６に出力する。するとＥＣＵ６側で燃料噴射量を増大し、これによりエンジン回転が目標回転に早く到達するようになる。こうして本フローを終える。
【００６４】
通常、クラッチが接されれば即ドグギヤ回転がシンクロ回転まで上昇し、シンクロが達成される。従ってステップ２０３から２０４、２０５に移行する制御回数は僅かであり、目標エンジン回転の変更は実質なされない。
【００６５】
しかし、何らかの原因でエンジン回転上昇が遅れると、クラッチが接されてもドグギヤ回転がシンクロ回転までなかなか上昇しない。そしてこのときステップ２０３から２０４、２０５へと移行する制御回数は多数に及ぶ。よって、目標エンジン回転が実質的に変更され、目標エンジン回転は時間の経過と共に累積増大され、これに伴って燃料噴射量も増大され、エンジン回転が早期に立ち上がるようになる。
【００６６】
こうして、ダブルクラッチ制御でエンジン回転の上昇が遅いとき、その回転上昇を早め、変速時間の長期化及び変速不能を防止することができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明によれば、ダブルクラッチ制御でエンジン回転の上昇が遅いとき、その回転上昇を早め、変速時間の長期化及び変速不能を防止することができるという優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る車両の自動変速装置を示す構成図である。
【図２】自動変速機を示す構成図である。
【図３】自動クラッチ装置を示す構成図である。
【図４】シフトアップマップである。
【図５】シフトダウンマップである。
【図６】変速機内の各ギヤの歯数を示す。
【図７】ドグギヤ回転及びスリーブ回転の算出式を示す。
【図８】ダブルクラッチ制御の内容を示すタイムチャートである。
【図９】目標エンジン回転の算出方法を示すフローチャートである。
【図１０】エンジン回転上昇促進制御の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１エンジン
２クラッチ
３変速機
６エンジンコントロールユニット
８アクセル開度センサ
９トランスミッションコントロールユニット
１０クラッチブースタ（クラッチアクチュエータ）
１７スプリッタ
１８メインギヤ
１９レンジギヤ
２０スプリッタアクチュエータ
２１メインアクチュエータ
２２レンジアクチュエータ
２６カウンタシャフト回転センサ
２７カウンタシャフトブレーキ
２８アウトプットシャフト回転センサ

Claims

機械的なシンクロ機構を有しないメインギヤを含む変速機と、変速機の変速制御を実行する変速制御手段と、変速機の変速時に摩擦クラッチの断接制御を実行するクラッチ制御手段と、変速機の変速時に実アクセル開度から独立したエンジン制御を実行するエンジン制御手段とを備え、
変速機のシフトダウンの際に所定のダブルクラッチ制御を実行するものであり、
該ダブルクラッチ制御が、クラッチを断する際に、クラッチが接から半クラッチ領域に入った直後の位置になったときにギヤ抜きとエンジン回転を所定の目標エンジン回転まで上昇させるエンジン制御とを開始し、ギヤ抜き終了後クラッチを接し、目標メインギヤ段におけるドグギヤ回転をスリーブ回転付近まで上昇させる制御を含み、
上記ダブルクラッチ制御中、エンジン回転を所定の目標エンジン回転まで上昇させる上記エンジン制御を開始した後にクラッチを接する際に、クラッチが断から半クラッチ領域に入り上記位置に達していてもなおエンジン回転が目標エンジン回転に到達していないときに、目標エンジン回転を高める制御を行うことを特徴とする車両の自動変速装置。
上記目標エンジン回転を高める制御が、当初の目標エンジン回転に、制御時間毎に累積増大する所定値を加算して新たな目標エンジン回転とするものであり、該所定値が、制御時間毎に加算されていくカウンタ値にエンジン回転の設定値を乗じて得られる値である請求項１記載の車両の自動変速装置。