(57)【要約】【課題】メイン変速機構のギヤ入れ状態に関わらず、スプリッタ変速機構のギヤ入れを円滑に実施できる自動変速機の制御装置を提供する。【解決手段】車両の走行状態に応じて目標変速段を設定し、この目標変速段が達成されるように各シリンダ８,１４ａ,１４ｂを駆動制御して自動変速機３のスプリッタ変速機構３Ｂ及びメイン変速機構３Ａの変速段を適宜切り換える。目標変速段に基づきスプリッタ変速機構３Ｂの変速段を切り換えるためのギヤ入れが不能な場合に（Ｓ２０がＹes）、メイン変速機構３Ａをニュートラルに戻した上でスプリッタ変速機構３Ｂのギヤ入れを再試行する（Ｓ２２）。【選択図】図３
2015045385.tif 000002
【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、該変速機を上記走行用動力源側のスプリッタ変速機構と駆動輪側のメイン変速機構とから構成すると共に、該メイン変速機構及びスプリッタ変速機構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、車両の走行状態に応じて設定される目標変速段を達成するように、変速制御手段により上記各アクチュエータを駆動制御して上記スプリッタ変速機構及びメイン変速機構の変速段を切り換える自動変速機の制御装置において、
上記変速制御手段は、上記目標変速段に基づき上記スプリッタ変速機構の変速段を切り換えるためのギヤ入れが不能な場合に、上記メイン変速機構をニュートラルに戻した上で上記スプリッタ変速機構のギヤ入れを再試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】
本発明はスプリッタ変速機構を備えた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。
【０００３】
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。
ところで、トラックやバスなどの大型車両の自動変速機には、変速段の細分化を目的として、本来のメイン変速機構に加えて副変速機としてスプリッタ変速機構やレンジ変速機構が備えられる場合がある。例えば特許文献１の技術では、メイン変速機構のエンジン側にスプリッタ変速機構を、駆動輪側にレンジ変速機構を互いに直列配置となるように設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１１９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された自動変速機では、例えば車両の停車中に発進段を達成する際にスプリッタ変速機構のギヤ入れを円滑に実施できない場合があった。
このような現象は、スプリッタ変速機構のギヤ入れの時点で、既にメイン変速機構のギヤ入れが完了している場合に発生する。メイン変速機構が未だギヤ入れされていないニュートラル状態のときには、スプリッタ変速機構の出力側が駆動輪側から切り離され、クラッチの切断によりスプリッタ変速機構の入力側もエンジン側から切り離されている。結果としてシンクロ機構のドグ同士が回転自在な状態に保たれているため、これらのドグ同士の噛合が容易になり、何ら問題なくスプリッタ変速機構のギヤ入れを完了できる。
【０００６】
これに対してメイン変速機構が既に何れかの変速段にギヤ入れされているときには、スプリッタ変速機構の出力側が駆動輪側と連結され、シンクロ機構の出力側が回転規制される。このためドグ同士を噛合させ難くなり、この要因によりスプリッタ変速機構を円滑にギヤ入れできなかった。
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、メイン変速機構のギヤ入れ状態に関わらず、スプリッタ変速機構のギヤ入れを円滑に実施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】
【０００７】
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、変速機を走行用動力源側のスプリッタ変速機構と駆動輪側のメイン変速機構とから構成すると共に、メイン変速機構及びスプリッタ変速機構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、車両の走行状態に応じて設定される目標変速段を達成するように、変速制御手段により各アクチュエータを駆動制御してスプリッタ変速機構及びメイン変速機構の変速段を切り換える自動変速機の制御装置において、変速制御手段は、目標変速段に基づきスプリッタ変速機構の変速段を切り換えるためのギヤ入れが不能な場合に、メイン変速機構をニュートラルに戻した上でスプリッタ変速機構のギヤ入れを再試行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、メイン変速機構のギヤ入れ状態に関わらず、スプリッタ変速機構のギヤ入れを円滑に実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【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】ＥＣＵが実行する発進段ギヤ入れ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】ＥＣＵが実行する発進段ギヤ入れ制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
また、自動変速機３の変速機構は、変速段の細分化を目的として、本来のメイン変速機構３Ａに加えて副変速機としてスプリッタ変速機構３Ｂ及びレンジ変速機構３Ｃを備えている。メイン変速機構３Ａのエンジン１側にスプリッタ変速機構３Ｂが、駆動輪側にレンジ変速機構３Ｃが互いに直列配置となるように設けられている。図示はしないが、メイン変速機構３Ａは、第１〜３速及びリバースの間でニュートラルを介して切換可能であり、スプリッタ変速機構３Ｂ及びレンジ変速機構３ＣはそれぞれＨｉとＬｏとの２位置間で切換可能となっている。
なお、各変速機構３Ａ〜３Ｃの変速段はこれに限るものではなく任意に変更可能であり、またレンジ変速機構３Ｃは必ずしも必要ではなく省略してもよい。
【００１２】
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。
【００１３】
自動変速機３には、メイン変速機構３Ａ、スプリッタ変速機構３Ｂ及びレンジ変速機構３Ｃの各変速段をそれぞれ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。ギヤシフトユニット１４は、各変速段をギヤ入れ側に作動させる複数のギヤ入れシリンダ１４ａ（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１４ｂ（アクチュエータ）、及び各シリンダ１４ａ，１４ｂを作動させる図示しない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１４ａ或いはギヤ抜きシリンダ１４ｂに供給される。これによりシリンダ１４ａ，１４ｂ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の各変速機構３Ａ〜３Ｃの変速段が切り換えられる。
【００１４】
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。
【００１５】
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、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、各変速機構３Ａ〜３Ｃ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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。さらに。この目標変速段の達成に必要な各変速機構３Ａ〜３Ｃの変速段を求める。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１４ａ及びギヤ抜きシリンダ１４ｂを作動させ、各変速機構３Ａ〜３Ｃの目的の変速段へのギヤ入れを行って当該変速段を達成する（変速制御手段）。
【００１８】
また、車両の停止中において運転者によりチェンジレバー１３がＮレンジからＤレンジに切り換えられると、ＥＣＵ２１は発進段へのギヤ入れを実行する。これにより各変速機構３Ａ〜３Ｃは発進段の達成に必要な変速段にそれぞれギヤ入れされるが、そのギヤ入れ完了のタイミングは状況に応じて相前後する。
例えばＥＣＵ２１は、車両が登坂路で一時停車すると路面勾配に応じて発進段を自動的に選択する発進段自動選択機能を備えている。選択された発進段に基づき各変速機構３Ａ〜３Ｃのギヤ入れが同時に開始されるが、それぞれのギヤ入れ完了のタイミングは相前後する。よって、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、メイン変速機構３Ａのギヤ入れが完了した状態でスプリッタ変速機構３Ｂのギヤ入れが実行される場合もある。
【００１９】
また、発進段自動選択機能により選択された発進段を運転者が不適切と見なして変更した場合、変更後の発進段によっては、スプリッタ変速機構３Ｂの変速段のみをギヤ入れし直すことがある。この時点では既にメイン変速機構３Ａのギヤ入れが完了しているため、この場合も［発明が解決しようとする課題］で述べた状況に該当する。
また、車両を後退させるときの運転者はチェンジレバー１３をリバースに切換操作する。それに応じてメイン変速機構３Ａがリバースにギヤ入れされ、その後にスプリット変速機構及びレンジ変速機構の変速段が選択される。よって、この場合も［発明が解決しようとする課題］で述べた状況に該当する。
【００２０】
以上の３種の状況ではスプリッタ変速機構３Ｂを円滑にギヤ入れできない可能性があり、その対策としてＥＣＵ２１が実行する処理を以下に説明する。
図２，３はＥＣＵ２１が実行する発進段ギヤ入れ制御ルーチンを示すフローチャートである。
まず、ＥＣＵ２１はステップＳ２で目標変速段と実際の変速段が不一致であるか否かを判定し、判定がＮo（否定）のときには変速不要として一旦ルーチンを終了する。ステップＳ２でＹes（肯定）の判定を下すと、ステップＳ４でクラッチ装置２が切断されているか否かを判定し、判定がＹesになるとステップＳ６でスプリッタ変速機構３Ｂのギヤ入れ、即ち目標変速段を達成するためのＨｉまたはＬｏへのギヤ入れを開始する。続くステップＳ８で所定の判定時間Ｔ内にギヤ入れが完了するとＹesの判定を下し、ステップＳ１０に移行してメイン変速機構３Ａ及びレンジ変速機構のギヤ入れを継続した後に一旦ルーチンを終了する。
【００２１】
また、ステップＳ８の判定がＮoのときにはステップＳ１２でリトライ回数Ｎを０にリセットした後に、ステップＳ１４でスプリッタ変速機構３Ｂを元の変速段に戻した上で再ギヤ入れを開始する。例えばＨｉへのギヤ入れ時には一旦Ｌｏに戻した後に再びＨｉへのギヤ入れを再試行し、Ｌｏへのギヤ入れ時には逆の操作を実行する。元の変速段に戻す操作によりシンクロ機構のドグの相対位相が変化するため、ドグ同士を噛合させて目的の変速段へのギヤ入れが完了する可能性が高まる。
【００２２】
続くステップＳ１６で判定時間Ｔ内にギヤ入れが完了すると、Ｙesの判定を下して上記ステップＳ１０に移行する。また、ステップＳ１６の判定がＮoのときにはステップＳ１８でリトライ回数Ｎをインクリメント（Ｎ＋１）した後に、ステップＳ２０でリトライ回数Ｎが第１判定回数Ｎ1に達したか否かを判定する。判定がＮoのときにはステップＳ１４に戻り、ステップＳ１４〜２０の処理を繰り返す。ギヤ入れを完了することなくステップＳ２０の判定がＹesになると、ステップＳ２２に移行する。
このようなギヤ入れ不能の要因の一つとして、既にメイン変速機構３Ａが何れかの変速段にギヤ入れされ、スプリッタ変速機構３Ｂの出力側が駆動輪側と連結されることにより、シンクロ機構の出力側が回転規制されている場合が挙げられる。そこで、ステップＳ２２では、メイン変速機構３Ａをニュートラルに戻した上で、スプリッタ変速機構３Ｂの再ギヤ入れを開始する。
【００２３】
メイン変速機構３Ａがニュートラルに戻されることにより、スプリッタ変速機構３Ｂの出力側が駆動輪側から切り離されるため、シンクロ機構の出力側は回転自在となる。続くステップＳ２４で判定時間Ｔ内にギヤ入れが完了すると、Ｙesの判定を下してステップＳ２６でメイン変速機構３Ａのギヤ入れを再開した後に上記ステップＳ１０に移行する。
また、ステップＳ２４の判定がＮoのときにはステップＳ２８でリトライ回数Ｎをインクリメント（Ｎ＋１）した後に、ステップＳ３０でリトライ回数Ｎが第２判定回数Ｎ2（＞Ｎ1）に達したか否かを判定する。判定がＮoのときにはステップＳ２２に戻り、ステップＳ２２〜３０の処理を繰り返す。
【００２４】
ギヤ入れを完了することなくステップＳ３０の判定がＹesになるとステップＳ３２に移行し、リトライ回数Ｎが第３判定回数Ｎ3（＞Ｎ2）に達したか否かを判定する。判定がＮoのときにはステップＳ３４でダブルクラッチ操作によりクラッチ装置２を一時的に接続した後にステップＳ２２に戻り、ステップＳ２２〜３４の処理を繰り返す。
クラッチ装置２の接続によりエンジン１からの駆動力がスプリッタ変速機構３Ｂの入力側(シンクロ機構の入力側)に伝達され、スプリッタ変速機構３Ｂの入力側が回転上昇する。シンクロ機構のドグの相対位相が変化するため、ドグ同士を噛合させて目的の変速段へのギヤ入れが完了する可能性が高まる。
【００２５】
そして、リトライ回数Ｎが第３判定回数Ｎ3に達する以前にギヤ入れが完了すると、上記ステップＳ２４からステップＳ２６を経てステップＳ１０に移行する。また、ギヤ入れを完了することなくステップＳ３２の判定がＹesになるとステップＳ３６に移行してギヤ入れ不良判定を下した後にルーチンを終了する。この場合には変速制御を中止し、例えば運転者に変速不能の事態を報知する。
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、スプリッタ変速機構３Ｂのギヤ入れのリトライを繰り返してもギヤ入れが完了しないときに、メイン変速機構３Ａをニュートラルに戻した上で、スプリッタ変速機構３Ｂのギヤ入れを再試行している。このため、スプリッタ変速機構３Ｂの出力側が駆動輪側から切り離されてシンクロ機構の出力側が回転自在となる。よって、ドグ同士の噛合によりギヤ入れが完了する可能性が大幅に高まり、スプリッタ変速機構３Ｂのギヤ入れを円滑に実施することができる。
【００２６】
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】
【００２７】
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
３Ａ    メイン変速機構
３Ｂ    スプリッタ変速機構
８      クラッチシリンダ（アクチュエータ）
１４ａ  ギヤ入れシリンダ（アクチュエータ）
１４ｂ  ギヤ抜きシリンダ（アクチュエータ）
２１  ＥＣＵ（変速制御手段）
【図１】
2015045385.tif 000003
【図２】
2015045385.tif 000004
【図３】
2015045385.tif 000005