專利名稱：變速器的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明與車輛用變速器的控制裝置有關(guān)，更確切地說，與帶有同步嚙合裝置的變速器的變速執(zhí)行機構(gòu)的控制裝置有關(guān)。
近年來，開發(fā)了用作車輛變速器的采用微型電子計算機的電子控制自動變速器。
這種自動變速器的變速執(zhí)行機構(gòu)，一般使用油壓執(zhí)行元件。
但是，使用油壓執(zhí)行元件存在以下問題，即，必須有油壓發(fā)生裝置，以便提供驅(qū)動執(zhí)行元件的油壓，還必須有連接油壓發(fā)生裝置和執(zhí)行元件的油壓回路及控制供給油壓的控制閥等，整個裝置是大型的，而且重量重、成本也高。
為了消除上述問題，提出了使用電動機的變速執(zhí)行機構(gòu)的建議。
使用電動機的變速執(zhí)行機構(gòu)，具有電動機、降低該電動機轉(zhuǎn)速的減速機構(gòu)及將旋轉(zhuǎn)運動變成直線運動的轉(zhuǎn)換機構(gòu)。
帶同步裝置的變速器的變速用執(zhí)行機構(gòu)，特別是換擋執(zhí)行機構(gòu)，在其換擋行程中，有同步轉(zhuǎn)動區(qū)域和同步轉(zhuǎn)動后的同步轉(zhuǎn)動外區(qū)域。同步轉(zhuǎn)動區(qū)域中的換擋動作的負荷(同步負荷)比同步轉(zhuǎn)動外區(qū)域的負荷大，所以在同步轉(zhuǎn)動區(qū)域要用大的推力。如果在同步轉(zhuǎn)動后的同步轉(zhuǎn)動外區(qū)域使執(zhí)行機構(gòu)動作時這個推力不變，那么，換擋時將產(chǎn)生大的沖擊，變速器齒輪將受到不必要的作用力，產(chǎn)生沖擊噪音，同時產(chǎn)生各零件的耐久可靠性下降的問題。
在特開昭58-134256號日本專利申請公開公報中，公開了一種解決上述問題的技術(shù)措施，即，在靠上述電動執(zhí)行機構(gòu)的變換機構(gòu)變換為直線運動的換擋桿的致動桿上安裝緩沖彈簧裝置。
然而，，該公報公開的技術(shù)措施中，由于使用了緩沖彈簧裝置，帶來了執(zhí)行機構(gòu)結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的問題。
本發(fā)明的目的在于提供一種變速器的控制裝置，它能在變速器換擋操作時，使在同步轉(zhuǎn)動區(qū)域和同步轉(zhuǎn)動外區(qū)域的操作圓滑地進行，能防止換擋時產(chǎn)生沖擊。
本發(fā)明的第二目的在于提供一種變速器的控制裝置，它不需在變速執(zhí)行機構(gòu)中設(shè)置復(fù)雜的緩沖裝置就能進行防止產(chǎn)生沖擊的圓滑的換擋操作。
本發(fā)明的第三個目的在于提供一種變速器的控制裝置，其中變速器的各個尺寸的標準離差十分對應(yīng)，能經(jīng)常地進行圓滑的換擋操作。
根據(jù)本發(fā)明，在帶有同步裝置的變速器的控制裝置中，有帶有電動機的能進行變速器的換擋操作的換擋執(zhí)行機構(gòu);
檢出該換擋執(zhí)行機構(gòu)進行換擋操作時的換擋行程的手段;
測量上述換擋執(zhí)行機構(gòu)進行換擋操作時的同步負荷的手段;
根據(jù)用測量手段測得的同步負荷，學(xué)習(xí)同步轉(zhuǎn)動結(jié)束時的上述換擋執(zhí)行機構(gòu)的換擋行程值的手段;
記憶用該學(xué)習(xí)手段學(xué)習(xí)的同步轉(zhuǎn)動結(jié)束時的換擋行程值的手段;
根據(jù)由該記憶手段記憶的換擋行程值，控制換擋操作時驅(qū)動換擋執(zhí)行機構(gòu)的電動機的手段。
本發(fā)明的其它目的和特征，可以從以下的說明中得知。
第1圖的(a)是表示本發(fā)明的變速器控制裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)概圖，第1圖的(b)是第1圖(a)所示的變速器控制裝置的換擋順序示意圖。
第2圖是用于本發(fā)明的變速器控制裝置的電動機的驅(qū)動電路圖。
第3圖是表示本⒚髯爸媒謝壞捕魘鋇綞牡緦鞅浠耐肌 第4圖是表示本發(fā)明裝置動作的一個例子的處理程序圖。
第5圖是表示本發(fā)明裝置動作的另一例的處理程序圖。
下面，參照附圖詳細說明本發(fā)明的實施例。
第1圖的(a)表示本發(fā)明的變速器控制裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)概圖，第1圖的(b)是第1圖所示的變速器控制裝置中的換擋順序圖，第2圖是用于本發(fā)明的變速器控制裝置的電動機的驅(qū)動電路圖，第3圖是表示換擋動作時電動機電流變化的圖。
在第1圖(a)中，1是換擋執(zhí)行機構(gòu)，它包括電動機11，帶有在與電動機11的旋轉(zhuǎn)軸連接并使電動機減速的同時，能將旋轉(zhuǎn)運動變換成直線運動的變換機構(gòu)的減速裝置12，與該減速裝置連接并按箭頭A的方向作直線運動的桿13。
該換擋執(zhí)行機構(gòu)1的桿13的動作位置由行程傳感器14檢出，該行程傳感器14檢出的桿13的動作位置檢出信號被輸入下面將敘述的控制器5。
21是與上述桿13的一端可轉(zhuǎn)動地連接的換擋桿，它的另一端與換擋桿的軸22連接。
2是插入式撥桿，它的上端通過花鍵孔與上述換擋桿軸22上的花鍵軸部分221配合，并可沿其軸向移動;它的下端23可與分別安裝在換擋撥叉軸35、36、37、38上的換擋撥塊31、32、33、34中的任一個配合。
39是安裝在2擋-3擋用的換擋撥叉軸36上的撥叉，它與圖中未表示的變速器的2擋-3擋用的同步嚙合裝置的離合器套筒配合。上述換擋撥叉軸35、37、38上也安裝著與上述換擋撥叉39相同的換擋撥叉，它們分別與1擋倒擋用、4擋-5擋用、6擋用的離合器套筒配合。
4是選擇執(zhí)行機構(gòu)，它包括和上述換擋執(zhí)行機構(gòu)1的電動機同樣的電動機41，帶有在與電動機41的旋轉(zhuǎn)軸連接并使其減速的同時，能將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換成直線運動的變換機構(gòu)的減速裝置42，與該減速裝置連接并按箭頭B的方向作直線運動的桿43。
44是與選擇執(zhí)行機構(gòu)4的桿43的一端垂直地安裝在一起的選擇撥桿，它的另一端做成叉狀，與上述插入式撥桿2的中間部位配合。
45是安裝在該選擇執(zhí)行機構(gòu)4的電動機41上的旋轉(zhuǎn)式編碼器，它的輸出信號輸進下面敘述的控制器中。
現(xiàn)在，說明具有上述結(jié)構(gòu)的變速操作機構(gòu)的動作。
當選擇執(zhí)行機構(gòu)4的電動機41轉(zhuǎn)動時，通過減速裝置42使桿43按箭頭B的方向動作，這個動作通過選擇撥桿44使插入式撥桿2沿換擋桿軸22的軸向移動，插入式撥桿2的下端選擇與換擋撥塊31、32、33、34中的一個配合的位置。這樣，就完成了選擇操作。
接著，當換擋執(zhí)行機構(gòu)1的電動機11轉(zhuǎn)動時，通過減速裝置12使桿13沿箭頭A的方向動作，這個動作通過換擋撥桿21使換擋桿的軸22轉(zhuǎn)動，從而使插入式撥桿2轉(zhuǎn)動，并使與撥桿2下端23配合的換擋撥塊動作。這樣，就完成了換擋操作。
象上述那樣，利用選擇執(zhí)行機構(gòu)4和換擋執(zhí)行機構(gòu)1的適當動作，就能在如
圖1(b)所示的換擋圖中所希望的變速范圍內(nèi)進行變速操作。
5是由微型電子計算機構(gòu)成的控制器，它具有進行演算處理的中央控制裝置，記憶變速機構(gòu)的控制程序和下述學(xué)習(xí)值等的各種存儲器，以及輸入輸出電路等。輸入該控制器的信號中，除來自行程傳感器14和旋轉(zhuǎn)式編碼器45的信號外，還有來自檢測駕駛者操作的選擇桿的位置的選擇傳感器51、來自檢測離合器接合狀態(tài)的離合器傳感器52、來自檢測車輛行駛速度的車速傳感器53和來自檢測油門踏板踏動量的加速傳感器54等的信號。
第2圖是上述換擋執(zhí)行機構(gòu)1和選擇執(zhí)行機構(gòu)4的電動機11和41的驅(qū)動電路圖，由晶體管Q1～Q4及其保護二極管D1～D4的組合經(jīng)接線組成的橋式電路控制電動機11的輸入電流的方向，就可以控制電動機的旋轉(zhuǎn)方向。例如，當向右端子I輸入控制信號時，晶體管Q1和Q4導(dǎo)通，在Q1→電動機11→Q4→R1的線路中通電，電動機11按箭頭r方向旋轉(zhuǎn)，在電阻值微小的電阻R1處產(chǎn)生電壓降V，利用對附加在右端子I的控制信號的功率控制來控制供給電動機11的電功率，這樣，就能自由地對電動機11的轉(zhuǎn)動扭矩進行控制。一般來說，電動機的轉(zhuǎn)動扭矩與供給的電功率幾乎是成正比地增減，因此通過測量電阻R1的電壓降V或者通過的電流就能測出電動機11的負荷的大小。
當向左端子Ⅱ附加控制信號時，通過檢測電阻R2的電壓降或通過的電流就能測出電動機11的負荷的大小。
第3圖表示換擋動作時驅(qū)動換擋執(zhí)行機構(gòu)的電動機的電流的變化。橫軸表示自原點N至換擋目標位置的換擋行程，縱軸表示電動機的電流。其中，X是同步嚙合裝置由于同步動作而負荷上升的區(qū)域，因此也是電流上升的部分;y在同步轉(zhuǎn)動區(qū)域之外，電動機的負荷電流減少，當達到換擋目標位置時，電流切斷。Z點是同步嚙合裝置同步區(qū)域終止，向同步外區(qū)域轉(zhuǎn)移的點。測量換擋動作中的電動機電流，在其電流減少的過程中，自Z點起電流的減少進入規(guī)定的穩(wěn)定狀態(tài)。
通過記憶作為學(xué)習(xí)值的Z點的電流值Z′和換擋行程值，只要測量電動機的電流就可以判斷換擋動作中的由同步區(qū)域向同步外區(qū)域的轉(zhuǎn)移。
第4圖是本實施例的動作的一個例子的處理程序圖。下面結(jié)合第4圖說明換擋控制的處理。
在程序1，校驗控制器5的存儲器中有無同步區(qū)域的學(xué)習(xí)值，當有學(xué)習(xí)值存儲時，進入程序2，進行設(shè)定的規(guī)定的功率控制，驅(qū)動電動機11。在程序3，根據(jù)來自行程傳感器14的信號，讀入換擋行程值;在程序4，校驗換擋行程是否處于同步區(qū)域的x區(qū)域，若在x區(qū)域，則重復(fù)程序2、3。
當在程序4判斷為在x區(qū)域外時，在程序5，根據(jù)以Z′的電流值為上限的功率控制來驅(qū)動電動機11。接著，在程序6，根據(jù)來自行程傳感器14的信號，讀入換擋行程的值;在程序7，校驗其是否變化，當換擋行程達到設(shè)定值時，由于達到了換擋目標位置，程序便終止。在這種場合，因為在程序5用功率控制限制了電流值，所以能防止換擋時給變速機構(gòu)以過分的沖擊。
在上述程序1中，若沒有同步區(qū)域的學(xué)習(xí)值，則進入程序9，按規(guī)定的功率控制驅(qū)動電動機11。在程序10，根據(jù)上述電阻R1或者R2的電壓降，讀入電動機的電流;在程序11，比較電動機的起始電流和這次的電流，當這次的電流減小時，進入程序17，比較規(guī)定的電流值和電動機電流值。然后，當電動機的電流小時，在程序18，根據(jù)來自換擋行程傳感器14的信號，讀入換擋行程值。在程序19，校驗讀入的換擋行程值是否在預(yù)先設(shè)定的兩個規(guī)定值之間，若在給定值之間，則將該行程值作為學(xué)習(xí)值記憶在RAM中(程序20)。此后，進行設(shè)定的功率控制，驅(qū)動電動機(程序21)，校驗換擋行程值是否達到設(shè)定的目標值(程序22)，若換擋行程值在設(shè)定值以上，則進入程序16，停止驅(qū)動電動機。
在程序11，當讀入的電動機電流值不比起始電流值小時，將該電流值記憶在存儲器中，根據(jù)來自換擋行程傳感器14的信號讀入換擋行程值(程序12、13)。在程序14，將換擋行程值和所定的設(shè)定值比較，如果在這個設(shè)定值以下，則重復(fù)程序10-14。若在程序14中，換擋行程值在設(shè)定值以上，則在程序15中，代入作為同步區(qū)域?qū)W習(xí)值的備用值，接著在程序16停止驅(qū)動電動機。
第5圖是關(guān)于上述第1圖(b)的換擋順序中各中間位置N1、N2、N3、N4的學(xué)習(xí)的處理程序圖。選擇操作是根據(jù)旋轉(zhuǎn)式編碼器45的脈沖數(shù)控制電動機42的，因此在N1位置進行編碼輸出的初期化。
首先，根據(jù)來自選擇傳感器51的信號校驗齒輪是否在中間位置(程序31)，根據(jù)來自車速傳感器52的信號校驗車速是否為零(程序32)，并校驗選擇的學(xué)習(xí)標志是否是ON(程序33)。這時，如果齒輪處在中間位置，車速＝0，而選擇的學(xué)習(xí)標志是OFF，那未首先向N1方向驅(qū)動選擇執(zhí)行機構(gòu)4(程序34)。校驗旋轉(zhuǎn)式編碼器45的脈沖數(shù)(程序35)，如有變化，待變化中止后重復(fù)程序34。在程序35，如果旋轉(zhuǎn)式編碼器45的脈沖數(shù)沒有變化。即，如果插入式撥桿2的下端部23與換擋撥塊31接觸，那么校驗是否經(jīng)過設(shè)定的時間(程序36)，如果經(jīng)過，則使編碼器45的發(fā)生脈沖計數(shù)器值向零初期化(程序37)。
在下面的程序38-41中，進行中間位置N4的學(xué)習(xí)。向N4位置的方向驅(qū)動電動機42(程序38)，上述插入式撥桿2的下端部與換擋撥塊34接觸，在編碼器45的脈沖數(shù)不變化時的點(程序39)，等待設(shè)定時間的經(jīng)過(程序40)，并且在選擇N4開關(guān)接通時，將編碼器45的發(fā)生脈沖計數(shù)器值作為N4位置的學(xué)習(xí)值記憶在RAM中(程序41)。
再在程序42-44中，進行中間位置N2、N3位置的學(xué)習(xí)。
中間N2、N3位置由N4位置的學(xué)習(xí)值按比例演算出來。在N2、N3位置是N1～N4等分位置的場合，計算N2的學(xué)習(xí)值(＝1/3×N4學(xué)習(xí)值)并記憶在RAM中(程序42)，計算N3的學(xué)習(xí)值(＝2/3×N4學(xué)習(xí)值)并記憶在RAM中(程序43)。學(xué)習(xí)終止，選擇學(xué)習(xí)標志在ON(程序44)。
上述的學(xué)習(xí)只在中間位置進行，若上述程序31中，齒輪不在中間的位置，則清除學(xué)習(xí)標志(程序45)。
以上根據(jù)圖示的實施例對本發(fā)明作了說明，但本發(fā)明不限于所示的實施例。在本發(fā)明的主題范圍內(nèi)可以有各種演變，但這些均不出本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.帶有同步裝置的變速器的控制裝置，包括帶有進行變速器換擋操作的電動機的換擋執(zhí)行機構(gòu)；檢出該換擋執(zhí)行機構(gòu)換擋操作時的換擋行程的手段；測量上述換擋執(zhí)行機構(gòu)換擋操作時的同步負荷的手段；根據(jù)該測量手段測得的同步負荷，學(xué)習(xí)同步終止時的上述換擋執(zhí)行機構(gòu)的換擋行程值的手段；記憶用該學(xué)習(xí)手段學(xué)習(xí)的同步終止時的換擋行程值的手段；根據(jù)由該記憶手段記憶的換擋行程值控制換擋操作時換擋執(zhí)行機構(gòu)的電動機的手段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的變速器的控制裝置，其特征在于，測量上述同步負荷的手段是測量換擋執(zhí)行機構(gòu)的電動機的負荷電流的手段。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的變速器的控制裝置，其特征在于，學(xué)習(xí)上述換擋行程值的手段有，當用測量換擋執(zhí)行機構(gòu)的電動機的負荷電流的手段測量的電動機負荷電流的電流值在穩(wěn)定點時，學(xué)習(xí)換擋執(zhí)行機構(gòu)的換擋行程值的手段。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的變速器的控制裝置，其特征在于，學(xué)習(xí)上述換擋行程值的手段有，當用測量換擋執(zhí)行機構(gòu)的電動機的負荷電流的手段測量的電動機負荷電流在穩(wěn)定點的電流值在規(guī)定值以下時，學(xué)習(xí)換擋執(zhí)行機構(gòu)的換擋行程值的手段。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的變速器的控制裝置，其特征在于，學(xué)習(xí)上述換擋行程值的手段有，當同步終止且上述換擋執(zhí)行機構(gòu)的換擋行程值在規(guī)定范圍內(nèi)時，學(xué)習(xí)換擋執(zhí)行機構(gòu)的換擋行程值的手段。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的變速器的控制裝置，其特征在于，學(xué)習(xí)上述換擋行程值的手段有，當同步終止且上述換擋執(zhí)行機構(gòu)的換擋行程值在規(guī)定范圍以外時，用備用值取代換擋行程的學(xué)習(xí)值的手段。
全文摘要
帶有同步裝置的變速器的控制裝置，有具備進行變速器的換擋操作的電動機的換擋執(zhí)行機構(gòu)，在換擋操作時測量同步負荷，當測得的同步負荷在規(guī)定的負荷范圍內(nèi)時，學(xué)習(xí)換擋執(zhí)行機構(gòu)的換擋行程值，記憶所學(xué)習(xí)的換擋行程值，根據(jù)這個記憶的換擋行程值，在換擋操作時控制換擋執(zhí)行機構(gòu)的電動機。
文檔編號F16H61/00GK1033093SQ88107758
公開日1989年5月24日 申請日期1988年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1987年9月29日
發(fā)明者吉村洋, 白田彰宏, 畔柳楯三 申請人:五十鈴汽車有限公司