(57)【要約】【課題】車両の停車中に発進段へのギヤ入れに失敗した場合に、速やかにギヤ入れ不能判定を下して早期にリトライ操作に移行でき、もって全体としてのギヤ入れ所要時間を短縮化して円滑な車両の発進を実現できる自動変速機の制御装置を提供する。【解決手段】停車中の車両を発進させる際に、クラッチシリンダ８によりクラッチ装置２を切断し（ポイントａ）、入力軸回転速度Ｎinがギヤ入れ開始判定値Ｎin1まで低下すると（ポイントｃ）、ギヤ入れシリンダを作動させる。シフトストロークＧstがギヤ入れ完了判定値Ｇst0に達することなく、入力軸回転速度Ｎinが０まで低下して制限時間Ｔが経過した場合に（ポイントｅ）、ギヤ入れ不能判定を下してリトライ操作に移行する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンクロ機構により各変速段を達成する有段式の変速機を走行用動力源に対しクラッチを介して連結し、該変速機の変速操作及び上記クラッチの断接操作をそれぞれアクチュエータにより自動化し、停車中の車両を発進させる際に、ギヤ入れ制御手段により駆動制御される上記各アクチュエータにより上記クラッチを切断して自動変速機の発進段へのギヤ入れ操作を実行すると共に、ギヤ入れの失敗によりギヤ入れ不能判定手段がギヤ入れ不能判定を下した場合にはリトライ操作を繰り返す自動変速機の制御装置において、
上記自動変速機の入力軸回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、
上記ギヤ入れ不能判定手段は、上記車両の発進に際した上記ギヤ入れ操作の実行時に、ギヤ入れを完了することなく、上記クラッチの切断に伴って上記回転速度検出手段により検出された入力軸回転速度が０まで低下し、その後に予め設定された制限時間が経過したときにギヤ入れ不能判定を下して上記リトライ操作に移行することを特徴とする自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動変速機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では乗用車のみならずトラックやバスなどの大型車両においても、運転者のアクセル操作量や車速などに応じて変速段を自動的に切り換える自動変速機が普及している。この種の自動変速機の形式としては、例えばトルクコンバータに遊星歯車機構を組み合わせた自動変速機やベルト式などの無段変速機の他に、従来からの有段式の手動変速機をベースとして、変速段の切換操作及び変速に伴うクラッチ装置の断接操作をアクチュエータにより自動化した自動変速機が存在する。
このような手動変速機をベースとした自動変速機では、車両の走行中に所定のシフトマップに基づきアクセル開度や車速から目標変速段を決定し、この目標変速段を達成すべく適宜クラッチ装置を断接操作しながら変速段を切り換えている。また、車両の停車中において発進のためにＮレンジからＤレンジに切り換えられると、自動変速機をニュートラル位置から発進段（例えば第２速）に切り換える所謂ギヤ入れ操作を実行する。走行中の変速とは異なり発進段へのギヤ入れ操作では、車両の停車により発進段に備えられたシンクロ機構の駆動輪側が停止しており、クラッチ装置の切断に伴ってシンクロ機構のクラッチ装置側も急激に回転低下して停止する。このため、シンクロ機構のドグ同士が対峙して噛合不能に陥ることがある。
従来の技術では、初回のギヤ入れ操作を開始してから所定の時間が経過した時点でもギヤ入れが完了しない場合にギヤ入れ不能判定を下し、よりギヤ入れし易い条件の下でリトライ操作を繰り返している。リトライ操作では、例えば特許文献１に記載のように、半クラッチ操作を実行して一旦０まで低下した自動変速機の入力軸回転速度を再び上昇させた上で、ギヤ入れを試みている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１２２２６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
初回のギヤ入れ操作によりギヤ入れを完了できない状況では、速やかにギヤ入れ不能判定を下してリトライ操作に移行することが望ましい。しかしながら、従来の技術では、ギヤ入れ不能判定を下すタイミングが遅いため、たとえリトライ操作によってギヤ入れが完了したとしても、全体としてのギヤ入れ所要時間が長引いてしまうという問題があった。
具体的には、図３のタイムチャートに示すように、Ｄレンジへの切換により発進段へのギヤ入れ要求があると（図３のポイントＡ）、まずクラッチ装置が切断される（図３のポイントＢ）。クラッチ装置の切断により自動変速機の入力軸回転速度Ｎinが低下し始め（図３のポイントＢ）、入力軸回転速度Ｎinがギヤ入れ開始判定値Ｎin1まで低下すると（図２のポイントＣ）、ギヤ入れシリンダが低操作力で作動する（図３のポイントＣ）。
ギヤ入れ操作の開始から第１ギヤ入れ時間Ｔ1が経過してもギヤ入れが完了しない場合には、ギヤ入れシリンダを高操作力に切り換える（図３のポイントＤ）。それにも拘わらず第２ギヤ入れ時間Ｔ2が経過してもギヤ入れが完了しない場合に、ギヤ入れ不能判定が下されてリトライ操作に移行する（図３のポイントＥ）。
図３から明らかなように、クラッチ装置の切断と共に自動変速機の入力軸回転速度Ｎinは急激に低下して０に至る。この時点でシンクロ機構のドグ同士が対峙して噛合不能であれば、以降にドグの相対位置が改善する可能性はほとんどない。しかし、従来の技術では、それよりも遥かに遅いタイミング（Ｔ1＋Ｔ2）までギヤ入れ不能判定が下されないため、無用に初回のギヤ入れ操作が継続されることによってギヤ入れ所要時間が長引いてしまうのである。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両の停車中に発進段へのギヤ入れに失敗した場合に、速やかにギヤ入れ不能判定を下して早期にリトライ操作に移行でき、もって全体としてのギヤ入れ所要時間を短縮化して円滑な車両の発進を実現することができる自動変速機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、本発明は、シンクロ機構により各変速段を達成する有段式の変速機を走行用動力源に対しクラッチを介して連結し、変速機の変速操作及びクラッチの断接操作をそれぞれアクチュエータにより自動化し、停車中の車両を発進させる際に、ギヤ入れ制御手段により駆動制御される各アクチュエータによりクラッチを切断して自動変速機の発進段へのギヤ入れ操作を実行すると共に、ギヤ入れの失敗によりギヤ入れ不能判定手段がギヤ入れ不能判定を下した場合にはリトライ操作を繰り返す自動変速機の制御装置において、自動変速機の入力軸回転速度を検出する回転速度検出手段を備え、ギヤ入れ不能判定手段が、車両の発進に際したギヤ入れ操作の実行時に、ギヤ入れを完了することなく、クラッチの切断に伴って回転速度検出手段により検出された入力軸回転速度が０まで低下し、その後に予め設定された制限時間が経過したときに、ギヤ入れ不能判定を下してリトライ操作に移行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、車両の停車中に発進段へのギヤ入れに失敗した場合に、速やかにギヤ入れ不能判定を下して早期にリトライ操作に移行でき、もって全体としてのギヤ入れ所要時間を短縮化して円滑な車両の発進を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施形態の自動変速機の制御装置が適用されたトラックの駆動系を示す全体構成図である。
【図２】実施形態の制御装置によるギヤ入れ操作及びリトライ操作の実行状況を示すタイムチャートである。
【図３】従来の技術によるギヤ入れ操作及びリトライ操作の実行状況を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を具体化した自動変速機の制御装置の実施形態を説明する。
図１は本実施形態の自動変速機の制御装置が適用されたトラックの駆動系を示す全体構成図である。
車両には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１が搭載されている。エンジン１の出力軸１ｂにはクラッチ装置２を介して自動変速機３の入力軸３ａが接続され、クラッチ装置２の接続時にエンジン１の回転が自動変速機３に伝達されるようになっている。当該自動変速機３は、前進６段及び後退１段を備えた有段式の手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置２の断接操作を自動化している。
【０００９】
クラッチ装置２は、フライホイール４にクラッチ板５をプレッシャスプリング６により圧接させて接続される一方、フライホイール４からクラッチ板５を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板５にはアウタレバー７を介してクラッチシリンダ８（アクチュエータ）が連結され、クラッチシリンダ８には電磁弁９が介装されたエア通路１０を介して圧縮エアを充填したエアタンク１１が接続されている。
電磁弁９の開弁時にはエアタンク１１からエア通路１０を介してクラッチシリンダ８に圧縮エアが供給され、クラッチシリンダ８が作動してアウタレバー７を介してクラッチ板５をフライホイール４から離間させ、クラッチ装置２が接続状態から切断状態に切り換えられる。一方、電磁弁９が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりクラッチシリンダ８が作動しなくなることから、クラッチ板５はプレッシャスプリング６によりフライホイール４に圧接され、クラッチ装置２は切断状態から接続状態に切り換えられる。このように電磁弁９の開閉に応じてクラッチシリンダ８が作動して、クラッチ装置２を自動的に断接操作可能になっている。
【００１０】
自動変速機３には変速段を切り換えるためのギヤシフトユニット１４が設けられている。図示はしないがギヤシフトユニット１４は、自動変速機３内の各変速段をギヤ入れ方向に作動させる複数のギヤ入れシリンダ（アクチュエータ）、各変速段をギヤ抜き方向に作動させる複数のギヤ抜きシリンダ（アクチュエータ）、及び各シリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１４はエア通路１２を介して上記したエアタンク１１と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク１１からの圧縮エアが対応するギヤ入れシリンダ或いはギヤ抜きシリンダに供給される。これによりシリンダが作動して対応するシフトフォークを切換操作し、それに応じて自動変速機３の変速段が切り換えられる。このようにギヤシフトユニット１４の電磁弁の開閉に応じてギヤ入れシリンダ及びギヤ抜きシリンダが作動して、自動変速機３を自動的に変速操作可能になっている。
なお本実施形態では、ギヤ入れシリンダの操作力が高低２段階に制御可能であり、後述するように初回のギヤ入れ操作とその後のリトライ操作とでは異なる操作力が適用される。
【００１１】
車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２１が設置されており、エンジン１、クラッチ装置２、自動変速機３の総合的な制御を行う。
ＥＣＵ２１の入力側には、エンジン１の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２２、自動変速機３の入力軸３ａの回転速度Ｎinを検出する入力軸回転速度センサ２３（回転速度検出手段）、運転席に設けられたチェンジレバー１３の操作位置を検出するレバー位置センサ２４、自動変速機３の各変速段のシフトストロークＧst（結果としてギヤ位置を表す）を検出するシフトストロークセンサ２５、アクセルペダル２６の操作量θAccを検出するアクセルセンサ２７、自動変速機３の出力軸３ｂの回転速度Ｎout（車速Ｖに比例する）を検出する出力軸回転速度センサ２８、フットブレーキ２９の操作を検出するブレーキスイッチ３０、及びクラッチ装置２のクラッチストロークＣstを検出するクラッチストロークセンサ３１などのセンサ類が接続されている。
【００１２】
また、ＥＣＵ２１の出力側には、上記したクラッチ装置２の電磁弁９、ギヤシフトユニット１４の各電磁弁などが接続されると共に、図示はしないが、エンジン１の燃料噴射弁などが接続されている。
【００１３】
そして、例えばＥＣＵ２１は、エンジン回転速度センサ２２により検出されたエンジン回転速度Ｎe及びアクセルセンサ２７により検出されたアクセル操作量θAccに基づき、図示しないマップからエンジン１の各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転速度Ｎe及び燃料噴射量Ｑに基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。そして、これらの算出値に基づき各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン１を運転する。
また、ＥＣＵ２１は、レバー位置センサ２４によりチェンジレバー１３のＤレンジへの切換が検出されているときには自動変速モードを実行し、アクセル操作量θAcc及び出力軸回転速度センサ２８により検出された出力軸回転速度Ｎoutに基づき、図示しないシフトマップから目標変速段を算出する。そして、クラッチ装置２の電磁弁９を開閉してクラッチシリンダ８によりクラッチ装置２を断接操作させながら、ギヤシフトユニット１４の所定の電磁弁を開閉してギヤ入れシリンダ及びギヤ抜きシリンダにより対応するシフトフォークを切換操作する。これにより自動変速機３の変速段を目標変速段に切り換え、常に適切な変速段をもって車両を走行させる。
【００１４】
一方、停車中の車両を発進させるべく運転者によりＮレンジからＤレンジへの切換が実行されると、ＥＣＵ２１は、自動変速機３を発進段（例えば第２速）に切り換えるギヤ入れ操作を行う。以下、このＥＣＵ２１により実行される発進段のギヤ入れ操作について述べる。
図２はギヤ入れ操作及びリトライ操作の実行状況を示すタイムチャートである。
まず、Ｄレンジへの切換により発進段へのギヤ入れ要求があると（図２のポイントａ）、クラッチ装置２を切断する。クラッチ装置２の切断により自動変速機３の入力軸回転速度Ｎinが低下し始め（図２のポイントｂ）、入力軸回転速度Ｎinが予め設定されたギヤ入れ開始判定値Ｎin1まで低下すると（図２のポイントｃ）、ギヤ入れシリンダを低操作力で作動させる。以上の処理が、本発明のギヤ入れ制御手段に相当する。
そして、図２に破線で示すように、発進段のシフトストロークＧstが予め設定されたギヤ入れ完了判定値Ｇst0に到達すると、ギヤ入れ完了判定を下す。一方、図２に実線で示すように、シフトストロークＧstがギヤ入れ完了判定値Ｇst0に達することなく、入力軸回転速度Ｎinが０まで低下し（図２のポイントｄ）、さらに予め設定された制限時間Ｔが経過するとギヤ入れ不能判定を下す（図２のポイントｅ）。
入力軸回転速度Ｎinの低下中には、シンクロ機構のクラッチ装置２側と駆動輪側とに適度な回転差が生じているためドグ同士が噛合し易い。また、ドグ同士の回転差がなくなったとしても、ドグ同士が対峙していなければ制限時間Ｔ中に噛合が完了する。制限時間Ｔが経過してもギヤ入れが完了しない場合には、ドグ同士が対峙して噛合不能に陥っていると見なせ、以降にドグの相対位置が改善する可能性はほとんどない。よって、このような場合にギヤ入れ不能判定が下されるのである。
なお、入力軸回転速度センサ２３が低め方向の検出誤差を有する場合には、実際の入力軸回転速度Ｎinが０まで低下する以前にギヤ入れ不能判定を下してしまう可能性がある。制限時間Ｔは、このような事態を防止する役割も果たす。
ギヤ入れ不能判定を下すとリトライ操作に移行し、まずギヤ抜きシリンダを作動させて発進段をニュートラル位置に戻す。次いで、クラッチ装置２を接続方向に操作し（図２のポイントｆ）、半クラッチ開始点を超えた後に切断方向に操作する。一旦０まで低下していた自動変速機３の入力軸回転速度Ｎinが再び上昇し、その後に低下し始める。入力軸回転速度Ｎinの低下速度は自動変速機３のカウンタ軸に備えられたブレーキにより調整されるが、初回のギヤ入れ操作に比較してリトライ操作ではブレーキ作用を弱めて回転低下を緩やかにする。そして、入力軸回転速度Ｎinが予め設定されたギヤ入れ開始判定値Ｎin2（＞Ｎin1）まで低下すると（図２のポイントｇ）、ギヤ入れシリンダを高操作力で作動させる。
以上が１回分のリトライ操作である。高めのギヤ入れ開始判定値Ｎin2に基づき早期にギヤ入れ操作を開始すること、入力軸回転速度Ｎinを緩やかに低下させること、及びギヤ入れシリンダの操作力を高めることにより、このリトライ操作は初回のギヤ入れ操作に比較してよりギヤ入れし易い条件の下で実行される。図２では、リトライ操作によりシフトストロークＧstがギヤ入れ完了判定値Ｇst0に到達してギヤ入れが完了した場合を示す。
一方、このリトライ操作において、ギヤ入れを完了することなく、入力軸回転速度Ｎinが０まで低下して制限時間Ｔが経過した場合には、再びギヤ入れ不能判定を下してリトライ操作を繰り返す。予め設定された回数だけリトライ操作を繰り返してもギヤ入れが完了しない場合には、異なる制御内容でリトライ操作を実行する。例えば、図３に示す従来の技術のギヤ入れ操作と同様に、ギヤ入れ操作の開始から所定の制限時間だけギヤ入れ操作を継続するようにしてもよい。この場合には、それ以前のリトライ操作と比較してギヤ入れシリンダの作動時間（ギヤ入れ継続時間）が長くなるため、ギヤ入れ完了の可能性が高まる。
以上のように本実施形態の自動変速機３の制御装置では、初回のギヤ入れ操作時において、入力軸回転速度Ｎinが０まで低下して制限時間Ｔが経過するまでの期間中にギヤ入れが完了しないときに、ギヤ入れ不能判定を下してリトライ操作に移行している。この期間を経過してもギヤ入れが完了しない場合には、ドグ同士が対峙して噛合不能に陥っていると見なせ、以降にドグの相対位置が改善する可能性はほとんどない。よって、制限時間Ｔが経過した時点でギヤ入れ不能判定を下すことにより、ギヤ入れの完了が望めない状況（実質的なギヤ入れの失敗）での無用なギヤ入れ操作の継続を防止できる。結果として、車両の停車中に発進段へのギヤ入れに失敗した場合に、速やかにギヤ入れ不能判定を下して早期にリトライ操作に移行でき、もって全体としてのギヤ入れ所要時間を短縮化して円滑な車両の発進を実現することができる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではトラックに適用したが、これに限ることはなくバスや乗用車に適用したりしてもよい。
また上記実施形態では、通常の有段式の手動式変速機をベースとした自動変速機３に適用したが、これに限るものではない。例えば、奇数変速段及び偶数変速段からある２系統の動力伝達系を備えた所謂デュアルクラッチ式自動変速機に適用してもよい。
【符号の説明】
【００１５】
１    エンジン（走行用動力源）
２    クラッチ装置（クラッチ）
３    自動変速機
８    クラッチシリンダ（アクチュエータ）
２１  ＥＣＵ（ギヤ入れ制御手段、ギヤ入れ不能判定手段）
２３  入力軸回転速度センサ（回転速度検出手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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