JP2003118432A - 車両用変速時制御装置 - Google Patents
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Abstract
停止させてアップシフトを行う場合に、変速後に駆動ト
ルクが得られるようになるまでの所要時間を短くして空
走感を抑制する。 【解決手段】 変速機のアップシフト後にエンジントル
クTEが上昇し始める前から係合トルク指令値STCに
従って自動クラッチの係合トルク(STCと略同じ)を
立ち上げるとともに、エンジントルク指令値STEを不
連続に増大させてエンジントルクTEを速やかに上昇さ
せ、エンジントルクTEが係合トルクの制限値TCGを
越えたら、そのエンジントルクTEに追従させて係合ト
ルク指令値STCを上昇させる。これにより、エンジン
トルクTEより係合トルク指令値STCが大きい時間t
3 よりも前では、エンジンの慣性で駆動トルクが発生さ
せられ、エンジントルクTEが上昇する時間t3 以降で
は、慣性およびエンジントルクTEに基づいて駆動トル
クが滑らかに上昇させられる。
Description
置に係り、特に、変速機を変速する際に自動クラッチを
一時的に遮断するとともに走行用駆動源の出力を一時的
に制限する車両用変速時制御装置の改良に関するもので
ある。
クが電気的に制御される走行用駆動源と、(b) その走行
用動力源から車輪までの間の動力伝達経路に配設されて
動力伝達を接続、遮断する自動クラッチと、(c) 前記動
力伝達経路に配設されるとともに、変速比が異なる複数
の変速段を成立させることができる変速機と、を有する
車両が、例えば特開昭61−115731号公報に記載
されている。そして、このような自動クラッチを有する
車両において、前記変速機のアップシフト時には、自動
クラッチを遮断するとともに走行用駆動源の出力を制限
する一方、アップシフト完了後に自動クラッチを接続す
るとともに走行用駆動源の出力制限を解除するようにな
っているのが普通である。すなわち、運転者がマニュア
ル操作でクラッチを断続しながら変速を行う場合と基本
的に同じ手順で変速を行うのであり、一般に人による変
速操作と略同じかそれより短時間で駆動トルクが得られ
るようになる。
までの所要時間は短いが、機械が自動的に走行用駆動源
の出力を増大したり自動クラッチを接続したりするた
め、運転者は何も操作することなく駆動トルクが再び得
られるようになるのを待っているだけであるため、走行
用駆動源のトルクが立ち上がって駆動トルクが得られる
ようになるまでの時間を長く感じ、空走感を生じさせる
ことがあった。特に、走行用駆動源として、燃料の燃焼
によって動力を発生するとともに電子制御されるスロッ
トル弁開度によってトルクが制御されるガソリンエンジ
ン等の内燃機関が用いられる場合には、スロットル弁開
度の開き制御からトルクが立ち上がるまでの応答性が悪
く、上記問題が顕著となる。
もので、その目的とするところは、駆動トルクが得られ
るようになるまでの所要時間を短くして空走感を抑制す
ることにある。
めに、第1発明は、(a) 運転者のトルク要求量に応じて
トルクが電気的に制御される走行用駆動源と、(b) その
走行用駆動源から車輪までの間の動力伝達経路に配設さ
れて動力伝達を接続、遮断するとともに、係合トルクが
電気的に制御される自動クラッチと、(c) 前記動力伝達
経路に配設されて変速比を変更可能な変速機と、を有
し、(d) 前記変速機のアップシフト時に前記自動クラッ
チを遮断するとともに前記走行用駆動源の出力を制限す
る一方、アップシフト完了後にその自動クラッチを接続
するとともにその走行用駆動源の出力制限を解除してト
ルクを復帰させる車両用変速時制御装置において、(e)
前記アップシフト完了後に前記自動クラッチを接続する
際に、前記走行用駆動源の慣性で駆動トルクが得られる
ように、その走行用駆動源のトルクが復帰する前にその
走行用駆動源のトルクより大きな係合トルクでその自動
クラッチを係合制御する慣性駆動手段を有することを特
徴とする。なお、上記アップシフトとは、変速比(=入
力回転速度/出力回転速度)が小さくなるように変速機
を変速することで、その変速に伴って入力回転速度すな
わち走行用駆動源の回転速度は低下するため、変速後の
同期回転速度まで低下する前に自動クラッチを係合制御
することにより走行用駆動源の慣性で駆動トルクが得ら
れる。
装置において、前記アップシフト完了後に前記走行用駆
動源のトルクを復帰させる際に、その走行用駆動源に対
するトルク指令値を所定量だけ不連続に増大させる出力
復帰手段を有することを特徴とする。
応じてトルクが電気的に制御される走行用駆動源と、
(b) その走行用駆動源から車輪までの間の動力伝達経路
に配設されて動力伝達を電気的に接続、遮断する自動ク
ラッチと、(c) 前記動力伝達経路に配設されて変速比を
変更可能な変速機と、を有し、(d) 前記変速機の変速時
に前記自動クラッチを遮断するとともに前記走行用駆動
源の出力を制限する一方、変速完了後にその自動クラッ
チを接続するとともにその走行用駆動源の出力制限を解
除してトルクを復帰させる車両用変速時制御装置におい
て、(e) 前記変速完了後に前記走行用駆動源のトルクを
復帰させる際に、その走行用駆動源に対するトルク指令
値を所定量だけ不連続に増大させる出力復帰手段を有す
ることを特徴とする。
両用変速時制御装置において、(a)前記走行用駆動源
は、燃料の燃焼によって動力を発生する内燃機関で、
(b) 前記変速機は、平行な2軸間に変速比が異なる複数
の変速ギヤ対が配設されるとともに、それ等の変速ギヤ
対に対応して同期噛合クラッチが設けられた同期噛合式
変速機で、(c) 前記出力復帰手段は、前記同期噛合クラ
ッチが同期した段階で予め定められた第1トルク指令値
に従って前記内燃機関のトルクを制御し、その同期噛合
クラッチのスプラインが噛み合った段階でその第1トル
ク指令値よりも大きい第2トルク指令値に従ってその内
燃機関のトルクを制御するものであることを特徴とす
る。
ては、変速機のアップシフト完了後、走行用駆動源のト
ルクが復帰する前に自動クラッチを係合制御することに
より、走行用駆動源の慣性で駆動トルクが得られるよう
にしたため、走行用駆動源のトルクが復帰する前から駆
動トルクが得られるようになり、アップシフト完了後に
駆動トルクが得られるようになるまでの時間が短くなっ
て空走感が抑制される。すなわち、走行用駆動源の回転
速度はアップシフトに伴って低下するため、その回転速
度が変速後の同期回転速度になる前に自動クラッチを係
合制御すると、その係合トルクに応じて走行用駆動源の
回転速度が強制的に低下させられ、その時の角速度によ
って駆動トルクが発生するのである。
用駆動源のトルクを復帰させる際に、その走行用駆動源
に対するトルク指令値を所定量だけ不連続に増大させる
ため、所定の増加率で増加させる場合に比較して走行用
駆動源のトルクの立ち上がり(上昇)が早くなり、慣性
駆動手段により慣性によって得られる駆動トルクに引き
続いて、慣性および走行用駆動源のトルクに基づいて駆
動トルクが滑らかに上昇させられる。その場合に、自動
クラッチは走行用駆動源のトルクが復帰する前から係合
制御されているため、走行用駆動源のトルク急増に拘ら
ず走行用駆動源の回転速度が異常上昇(吹き上がり)す
ることが良好に防止される。
動源のトルクの立ち上がり(上昇)が早くなるため、自
動クラッチの係合制御を適当に行うことにより、駆動ト
ルクが速やかに得られるようになって空走感が抑制され
る。
が用いられるとともに、変速機として同期噛合式変速機
が用いられている場合で、同期噛合クラッチが同期した
段階すなわち変速完了に先立って第1トルク指令値に従
って内燃機関のトルク、すなわちスロットル弁開度など
が制御され、同期噛合クラッチのスプラインが噛み合っ
た段階すなわち変速完了後に第2トルク指令値に従って
内燃機関のトルクが制御されるため、例えばスロットル
弁の開き制御からトルク立ち上がりまでの応答遅れに拘
らず、変速機の変速完了後に内燃機関のトルクが一層速
やかに上昇させられるようになる。
のように内燃機関が好適に用いられるが、電気エネルギ
ーで回転させられるとともに電流値等のトルク指令値に
従ってトルクが制御される電動モータを用いることも可
能である。内燃機関および電動モータの両方を走行用駆
動源として備えている車両にも適用され得る。
量に応じて電気的にトルクが制御されるが、そのトルク
要求量は、運転者によって操作されるアクセルペダルな
どのトルク要求操作部材の操作量や操作力などに基づい
て検出されるように構成される。
従って自動的に変速したり、運転者の選択操作(アップ
ダウン操作を含む)に従って変速段を切り換えたりする
など、変速アクチュエータによって変速段を自動的に切
り換えるものが好適に用いられるが、運転者のシフトレ
バー操作などで機械的に変速段が切り換えられるもので
も良い。本発明は、運転者がトルク要求している場合に
好適に適用され、変速条件に従って変速段を自動的に切
り換える自動変速機の場合には、アクセルペダルを踏込
み操作しているなど運転者がトルクを要求しているパワ
ーオンアップシフトに好適に適用される。
えられる場合は、運転者が意識的にトルク要求を中断す
る場合があるが、手動操作でアップシフトする場合は一
般にトルクを欲しているため、トルク要求の有無に拘ら
ず本発明を適用することが望ましい。その場合に、運転
者がトルク要求している場合には、自動クラッチを大き
な係合トルクで係合させたり、走行用駆動源のトルク指
令値を大きな値として、係合によるショックよりも駆動
トルクの迅速な復帰を優先させるなど、運転者のトルク
要求の有無で自動クラッチの係合制御や走行用駆動源の
復帰制御の内容を変更することもできる。
合式変速機が好適に用いられるが、変速時に必ずしも動
力伝達を遮断したり走行用駆動源の出力制限を行ったり
する必要がない遊星歯車式の変速機を用いることもでき
る。これらの変速機は、変速比が異なる複数の変速段を
成立させる有段変速機であるが、変速比を連続的に変化
させるベルト式等の無段変速機を採用することもでき
る。
できる摩擦係合式クラッチや磁粉式電磁クラッチなどが
好適に用いられる。摩擦係合式クラッチは、例えばダイ
ヤフラムスプリング等のスプリングの付勢力に従って摩
擦係合させられるとともに、クラッチレリーズシリンダ
によりレリーズスリーブをスライドさせることによって
解放(遮断)されるように構成され、係合トルクは、例
えばクラッチレリーズシリンダのストローク量によって
制御される。クラッチレリーズシリンダのストローク量
は、例えば電磁切換弁などによる油圧回路の切換によっ
て制御される。なお、遊星歯車装置の反力要素をハウジ
ング等に固定する油圧式ブレーキを用いて動力伝達を接
続したり遮断したりする場合も、全体として自動クラッ
チの一実施態様である。
と変速機との間の動力伝達を接続、遮断するように配設
されるが、変速機と車輪との間の動力伝達を接続、遮断
するように配設することも可能である。
ば内燃機関のフューエルカットのようにトルクを略0に
するものでも良いが、運転者のトルク要求量に応じて、
或いはトルク要求量とは無関係に、比較的小さな所定量
のトルクを発生するようになっていても良い。第1発明
の「走行用駆動源のトルクが復帰する前」とは、復帰制
御によりトルクが実際に上昇し始める前であり、そのト
ルクより大きな係合トルクで自動クラッチを係合させる
ことにより、主として走行用駆動源の慣性に基づいて、
その走行用駆動源のトルク復帰に先立って駆動トルクが
得られることになる。
除や自動クラッチの接続は、実質的に変速完了後に走行
用駆動源の出力が上昇したりクラッチ係合トルクが発生
したりするようになっておれば良く、それ等の指令出力
自体は変速完了前であっても差し支えない。
クラッチの係合トルクは、所定の初期値まで不連続に増
大させるとともに、引き続いて所定の増加量(変化率)
で滑らかに増加させることが望ましく、その増加量は、
例えば運転者のトルク要求量や、走行用駆動源の回転速
度と変速後の同期回転速度との回転速度差などをパラメ
ータとして予め定められたデータマップなどから求めら
れるようにすることが望ましい。また、急係合によるシ
ョックを防止するため、係合トルクに制限値を設けるこ
とが望ましい。
によって制御される係合トルクを超えた後は、その走行
用駆動源のトルクに追従して係合トルクを増大させるよ
うにすれば良い。その場合は、更に走行用駆動源の実際
の回転速度変化などに基づいて係合トルクをフィードバ
ック制御することが望ましい。
動源のトルク指令値は、例えば運転者のトルク要求量や
変速段(変速比)をパラメータとして予め定められたデ
ータマップなどから求められるようにすることが望まし
い。走行用駆動源の回転速度が変速後の同期回転速度の
近傍に達したら、運転者のトルク要求量に対応するトル
ク指令値まで所定の増加量(変化率)でトルク指令値を
滑らかに増加させることが望ましく、その時の増加量も
上記と同様に運転者のトルク要求量や変速段(変速比)
をパラメータとして予め定められたデータマップなどか
ら求められるようにすることが望ましい。
詳細に説明する。図1は、本発明が適用された自動クラ
ッチ車両の車両用駆動装置10の概略構成を説明する骨
子図で、FF(フロントエンジン・フロントドライブ)
車両用のものであり、燃料の燃焼で動力を発生する内燃
機関としてのエンジン12、自動クラッチ14、変速機
16、差動歯車装置18を備えている。エンジン12は
走行用駆動源である。自動クラッチ14は、例えば図2
に示す乾式単板式の摩擦クラッチで、エンジン12のク
ランクシャフト20に取り付けられたフライホイール2
2、クラッチ出力軸24に配設されたクラッチディスク
26、クラッチカバー28に配設されたプレッシャプレ
ート30、プレッシャプレート30をフライホイール2
2側へ付勢することによりクラッチディスク26を挟圧
して動力伝達するダイヤフラムスプリング32、クラッ
チレリーズシリンダ34によりレリーズフォーク36を
介して図の左方向へ移動させられることにより、ダイヤ
フラムスプリング32の内端部を図の左方向へ変位させ
てクラッチを解放(遮断)するレリーズベアリング38
を有して構成されている。
圧回路90(図5参照)のクラッチソレノイドバルブ9
4に接続されており、電動式のオイルポンプ92によっ
て汲み上げられた作動油がクラッチソレノイドバルブ9
4からクラッチレリーズシリンダ34に供給されると自
動クラッチ14は遮断され、クラッチレリーズシリンダ
34内の作動油の流出が許容されると、自動クラッチ1
4のダイヤフラムスプリング32の付勢力に従ってクラ
ッチレリーズシリンダ34のピストンが押し返されると
ともに、自動クラッチ14が接続(係合)状態になる。
自動クラッチ14の係合トルクは、クラッチレリーズシ
リンダ34のピストンのストローク量S CLに関連して連
続的に変化するため、上記クラッチソレノイドバルブ9
4を電気的に開閉してストローク量SCLを変更すること
により、係合トルクを電気的に制御できる。
装置18と共に共通のハウジング40内に配設されてト
ランスアクスルを構成しており、そのハウジング40内
に所定量だけ充填された潤滑油に浸漬され、差動歯車装
置18と共に潤滑されるようになっている。変速機16
は同期噛合式変速機で、(a) 平行な一対の入力軸42、
出力軸44間にギヤ比が異なる複数の変速ギヤ対46a
〜46eが配設されるとともに、それ等の変速ギヤ対4
6a〜46eに対応して複数の同期噛合クラッチ48a
〜48eが設けられた2軸噛合式の変速機構と、(b) そ
れ等の同期噛合クラッチ48a〜48eの3つのクラッ
チハブスリーブ50a、50b、50cの何れかを選択
的に移動させて変速段を切り換えるシフト・セレクトシ
ャフト52とを備えており、前進5段の変速段が成立さ
せられるようになっている。入力軸42および出力軸4
4には更に後進ギヤ対54が配設され、図示しないカウ
ンタシャフトに配設された後進用アイドル歯車と噛み合
わされることにより後進変速段が成立させられるように
なっている。なお、入力軸42は、スプライン嵌合55
によって前記自動クラッチ14のクラッチ出力軸24に
連結されているとともに、出力軸44には出力歯車56
が配設されて差動歯車装置18のリングギヤ58と噛み
合わされている。また、図1は、入力軸42、出力軸4
4、およびリングギヤ58の軸心を共通の平面内に示し
た展開図である。
わりの回動可能且つ軸方向の移動可能に配設され、セレ
クトアクチュエータ96(図5参照)により軸心まわり
の3位置、すなわち前記クラッチハブスリーブ50cと
係合可能な第1セレクト位置、クラッチハブスリーブ5
0bと係合可能な第2セレクト位置、およびクラッチハ
ブスリーブ50aと係合可能な第3セレクト位置に位置
決めされる。また、シフトアクチュエータ98(図5参
照)により軸方向の3位置、すなわち同期噛合クラッチ
48a〜48eが何れも遮断され且つ後進変速段も成立
しない中央の中立位置(図1の状態;ニュートラル)
と、その軸方向における両側の第1シフト位置(図1の
右側)および第2シフト位置(図1の左側)とに位置決
めされる。上記セレクトアクチュエータ96およびシフ
トアクチュエータ98は変速アクチュエータに相当し、
それぞれセレクトソレノイドバルブ102、シフトソレ
ノイドバルブ104を介して油圧回路90に接続され、
油圧制御や回路の切換えによって作動状態が制御され
る。
は、同期噛合クラッチ48eが連結されることにより変
速比e(=入力軸42の回転速度NIN/出力軸44の回
転速度NOUT )が最も大きい第1変速段が成立させら
れ、第1セレクト位置の第2シフト位置では、同期噛合
クラッチ48dが連結されることにより変速比eが2番
目に大きい第2変速段が成立させられる。第2セレクト
位置の第1シフト位置では、同期噛合クラッチ48cが
連結されることにより変速比eが3番目に大きい第3変
速段が成立させられ、第2セレクト位置の第2シフト位
置では、同期噛合クラッチ48bが連結されることによ
り変速比eが4番目に大きい第4変速段が成立させられ
る。この第4変速段の変速比eは1である。第3セレク
ト位置の第1シフト位置では、同期噛合クラッチ48a
が連結されることにより変速比eが最も小さい第5変速
段が成立させられ、第3セレクト位置の第2シフト位置
では後進変速段が成立させられる。
aの構成および作動を具体的に説明する図で、キースプ
リング60によってクラッチハブスリーブ50aに係合
させられたシフティングキー62と、所定の遊びを有す
る状態でシフティングキー62と共に回転させられるシ
ンクロナイザリング64と、変速ギヤ対46aの入力歯
車66に設けられたコーン部68とを備えている。クラ
ッチハブスリーブ50aの内周面にはスプライン歯70
が設けられて入力軸42とスプライン嵌合され、入力軸
42と常に一体的に回転させられるようになっており、
そのクラッチハブスリーブ50aが図の右方向へ移動さ
せられると、シフティングキー62を介してシンクロナ
イザリング64がコーン部68に押圧されてテーパ嵌合
させられ、それ等の間の摩擦によって入力歯車66に動
力伝達が行われるようになる。クラッチハブスリーブ5
0aが更に右方向へ移動させられると、図4に示すよう
に、スプライン歯70はシンクロナイザリング64に設
けられたスプライン歯72、更には入力歯車66に設け
られたスプライン歯74と噛み合わされ、これにより入
力軸42と入力歯車66とが一体的に連結されて、変速
ギヤ対46aを介して動力伝達が行われる。図3は同期
噛合クラッチ48aが遮断された状態で、図4は同期噛
合クラッチ48aが接続された状態であり、それ等の図
の(a) は軸心を含む一平面の断面図、(b) は(a) の状態
を外周側から見たクラッチハブスリーブ50aの円筒部
分を除く展開図である。
記同期噛合クラッチ48aと実質的に同じ構成である
が、クラッチハブスリーブ50bは同期噛合クラッチ4
8bおよび48cに共通のもので、クラッチハブスリー
ブ50cは同期噛合クラッチ48dおよび48eに共通
のものである。
で、一対のサイドギヤ80R、80Lにはそれぞれドラ
イブシャフト82R、82Lがスプライン嵌合などによ
って連結され、左右の前輪(駆動輪)84R、84Lを
回転駆動する。
制御系統を説明するブロック線図で、エンジン・変速機
ECU(Electronic Control Unit)110を備えてい
る。エンジン・変速機ECU110はマイクロコンピュ
ータを含んで構成されており、RAMの一時記憶機能を
利用しつつROMに予め記憶されたプログラムに従って
信号処理を行う。エンジン・変速機ECU110には、
イグニッションスイッチ120、エンジン回転速度(N
E )センサ122、車速(V)センサ124、スロット
ル弁開度(θTH)センサ126、吸入空気量(Q)セン
サ128、吸入空気温(TA )センサ130、エンジン
冷却水温(TW )センサ132、レバーポジション(P
L )センサ134、アクセル操作量(θACC )センサ1
36、ブレーキスイッチ138、入力軸回転速度
(NIN:入力軸42の回転速度)センサ140、クラッ
チストローク(SCL)センサ142、セレクトストロー
ク(SSE)センサ144、シフトストローク(SSH)セ
ンサ146などが接続され、それぞれイグニッションス
イッチ120の操作位置、エンジン回転速度NE 、車速
V(出力軸44の回転速度NOUT に対応)、電子スロッ
トル弁156の開度θTH、吸入空気量Q、吸入空気温
(外気温)TA 、エンジン冷却水温TW 、シフトレバー
160(図6参照)の操作位置であるレバーポジション
PL 、アクセルペダルの操作量θACC 、フットブレーキ
のON、OFF、入力軸回転速度NIN、自動クラッチ1
4のストロークすなわちクラッチレリーズシリンダ34
のピストンのストローク量SCL、前記セレクトアクチュ
エータ96のストローク量SSE、前記シフトアクチュエ
ータ98のストローク量SSHなどを表す信号が供給され
るようになっている。アクセル操作量θACC はトルク要
求量に相当し、アクセルペダルは運転者のトルク要求量
に応じて操作されるトルク要求操作部材に相当する。ま
た、シフトアクチュエータ98のストローク量SSHは、
同期噛合クラッチ48a〜48eのクラッチハブスリー
ブ50a〜50cの移動ストロークに対応し、同期噛合
クラッチ48a〜48eのスプライン70〜74が噛み
合うギヤ入り判定、言い換えれば変速機16の変速が完
全に終了したか否かを判断できる。
モータ)150を回転駆動してエンジン12を始動した
り、燃料噴射弁152の燃料噴射量や噴射時期を制御し
たり、イグナイタ154により点火プラグの点火時期を
制御したり、電動モータ等のスロットルアクチュエータ
により電子スロットル弁156の開度θTHを開閉制御し
たりすることにより、エンジン12の出力状態を電気的
に制御する。また、前記油圧回路90のオイルポンプ9
2の作動を制御したり、クラッチソレノイドバルブ9
4、セレクトソレノイドバルブ102、シフトソレノイ
ドバルブ104を切換え制御したりすることにより、ク
ラッチレリーズシリンダ34の作動状態を切り換えて自
動クラッチ14の遮断、接続制御や係合トルク制御を電
気的に行うとともに、セレクトアクチュエータ96およ
びシフトアクチュエータ98の作動状態を切り換えて変
速機16の変速制御を電気的に行う。
の横に配設されており、図6に示すように「R(リバー
ス)」、「N(ニュートラル)」、および「S(シーケ
ンシャル)」、の3つの操作位置に選択操作されて位置
決め保持されるとともに、「S」位置では、車両の前後
方向に設けられた「(−)」位置および「(+)」位置
へ操作されるようになっており、レバーポジションセン
サ140は、例えば各操作位置に配設された複数のON
−OFFスイッチ等によってその操作位置(レバーポジ
ション)を検出する。そして、シフトレバー160が
「R」位置へ操作されると、変速機16は後進変速段に
切り換えられ、「N」位置へ操作されると動力伝達遮断
状態(ニュートラル)に切り換えられる。また、「S」
位置では、複数の前進変速段を運転者の変速意思により
手動操作で変更するシーケンシャルモードが成立させら
れ、「(+)」位置または「(−)」位置へシフトレバ
ー160が操作されると、変速機16の複数の前進変速
段がアップダウンされる。「(+)」位置はアップ位置
で、一回の操作毎に変速段はアップすなわち変速比eが
小さい高速段側へ1段ずつ変速される一方、「(−)」
位置はダウン位置で、一回の操作毎に変速段はダウンす
なわち変速比eが大きい低速段側へ1段ずつ変速され
る。「S」位置の前後に設けられた「(−)」位置、
「(+)」位置は何れも不安定で、それ等の「(−)」
位置、「(+)」位置へ操作されたシフトレバー160
はスプリング等の付勢装置により自動的に「S」位置へ
戻される。
は、上記シフトレバー160の変速操作に従って変速機
16がアップシフトされる際に、前記自動クラッチ14
を遮断するとともにエンジン12の出力を電子スロット
ル弁156の閉じ制御などにより一時的に停止する一
方、アップシフト完了後に自動クラッチ14を接続する
とともにエンジン12の出力を復帰させる機能を備えて
いる。図7は、変速後の自動クラッチ14の係合制御を
具体的に説明するフローチャートで、図8は、変速後の
エンジン12の復帰制御を具体的に説明するフローチャ
ートであり、図9は、それ等の係合制御および復帰制御
が行われる際の各部の作動変化を示すタイムチャートの
一例である。
ップシフト時に噛み合わされる同期噛合クラッチ48a
〜48eの何れかが、ギヤ入りしたか否か、具体的には
スプライン70と74とが完全に噛み合う位置に達して
変速が完了したか否かを、シフトアクチュエータ98の
シフトストロークSSHに基づいて判断する。図9のシフ
トストロークSSHは、中立位置を基準(0)にして表し
たグラフで、時間t2がギヤ入りした時間である。
(肯定)になると、ステップS2を実行し、エンジン回
転速度NE が入力軸回転速度NINよりも大きいか否かを
判断する。アップシフトでは入力軸回転速度NINが低下
するため、通常はNE >NINでYESになるが、変速機
16のギヤ入りに時間が掛かった場合などにNE ≦N IN
となる可能性があり、その場合はエンジン12の慣性に
よる駆動トルクが得られないため、そのまま終了し、例
えばエンジン12のトルクの復帰に対応させて自動クラ
ッチ14の係合トルクを上昇させるような係合制御が行
われる。
の場合には、ステップS3を実行し、自動クラッチ14
の係合トルクの増分ΔTCを算出する。増分ΔTCは、
例えばアクセル操作量θACC および回転速度差(NE −
NIN)をパラメータとして、それ等が大きい程大きくな
るように予め定められたデータマップから求められる。
アップシフト時にはエンジン12が停止させられるた
め、アクセル操作する必要はないが、アクセル操作の有
無やアクセル操作量θACC の大小により、例えばアクセ
ル操作量θACC が大きい場合には係合ショックよりも駆
動トルクの迅速な復帰を優先させるため大きな係合トル
クを発生させるなど、アクセル操作量θAC C に応じてき
め細かな係合トルク制御を行うことにより、走行性能を
一層向上させることができる。運転者は、このようなア
ップシフト時の自動クラッチ14の係合トルク制御を認
識した上で運転操作することが望ましいが、認識してい
ない場合でも、アクセル操作したままアップシフトする
場合は加速要求が強いため、多少のショックが発生して
も違和感を生じさせる恐れは少ない。
合によりショックが発生したりエンジン回転速度NE が
急低下したりすることを防止するため、係合トルクの制
限値TCGを算出する。この制限値TCGも、前記増分
ΔTCと同様に例えばアクセル操作量θACC および回転
速度差(NE −NIN)をパラメータとして、それ等が大
きい程大きくなるように予め定められたデータマップか
ら求められる。ステップS5では、現在の係合トルク指
令値STCにステップS3で求めた増分ΔTCを加算し
た値(STC+ΔTC)と上記制限値TCGとを比較
し、制限値TCGの方が小さい場合にはステップS6で
新たな係合トルク指令値STCとして制限値TCGを設
定する一方、加算値(STC+ΔTC)が制限値TCG
以下の場合は、ステップS7で新たな係合トルク指令値
STCとしてその加算値(STC+ΔTC)を設定す
る。したがって、制限値TCGに達するまでは、係合ト
ルク指令値STCは増分ΔTCずつ増加させられること
になり、アクセル操作量θACCや回転速度差(NE −N
IN)が大きい程急な勾配で大きな値まで増加させられ
る。なお、係合トルク指令値STCは、初期値0から増
分ΔTCずつ増大させるようにしても良いが、本実施例
では予め定められた一定の初期値まで不連続に増大させ
た後、その初期値から増分ΔTCずつ増加させるように
なっている。また、自動クラッチ14の係合トルクは、
クラッチレリーズシリンダ34のピストンストロークで
あるクラッチストロークSCLによって制御されるため、
比較的応答性が高く、図9のタイムチャートに示す係合
トルク指令値STCに略沿って実際の係合トルクも変化
させられる。
はS7で設定された新たな係合トルク指令値STCが実
際のエンジントルクTEより大きいか否かを判断し、S
TC>TEの場合はそのままステップS10を実行し
て、係合トルク指令値STCで自動クラッチ14を係合
させる。すなわち、予め定められたデータマップや演算
式から係合トルク指令値STCに対応するクラッチスト
ロークSCLを求め、そのクラッチストロークSCLになる
ように、クラッチソレノイドバルブ94を制御するので
ある。また、エンジントルクTEが係合トルク指令値S
TC以上の場合は、ステップS9でエンジントルクTE
を係合トルク指令値STCとした後、ステップS10を
実行する。エンジントルクTEは、例えばエンジン回転
速度NE やスロットル弁開度θTH或いは吸入空気量Qな
どから算出(推定)できるが、トルクセンサなどで検出
しても良い。
完了)後、エンジントルクTEが上昇し始めるまでは、
予め定められた初期値から増分ΔTCずつ係合トルクが
増大させられるとともに、制限値TCGに達するとその
制限値TCGに制限され、エンジントルクTEが復帰制
御により上昇し始めると、そのエンジントルクTEに追
従して係合トルクも増大させられることになる。図9の
係合トルク指令値STCの欄の点線はエンジントルクT
Eで、時間t3 はエンジントルクTEが制限値TCGを
越えた時間であり、時間t6 は係合トルクが上昇してエ
ンジン回転速度NE と入力軸回転速度NINとが一致し、
自動クラッチ14が完全係合させられた時間である。な
お、エンジントルクTEに追従して係合トルク指令値S
TCを制御する際には、例えばエンジン回転速度NE が
所定の変化パターン(例えば一定の低下率)で変化する
ように、フィードバック制御の演算式に従って係合トル
ク指令値STCを補正することが望ましい。また、エン
ジントルクTEの立ち上がりが早い場合には、係合トル
ク指令値STCが制限値TCGに達する前に、エンジン
トルクTEが係合トルク指令値STCを越える場合もあ
る。
ルク指令値STCの方が大きい領域、すなわち図9の時
間t2 〜時間t3 の範囲では、自動クラッチ14が所定
の係合トルクで係合させられることによりエンジン回転
速度NE が低下させられ、この時の回転速度変化によっ
て生じるエンジン12の慣性により駆動トルクが発生さ
せられる。本実施例では、この時の係合トルク制御を行
う部分、すなわち図7のステップS3、S4、S5、S
6、S7を実行する部分が、慣性駆動手段として機能し
ている。
図8のステップR1では、変速機16のアップシフト時
に噛み合わされる同期噛合クラッチ48a〜48eの何
れかが、シンクロ(同期)状態になったか否かを、例え
ば出力軸回転速度NOUT に変速後の変速段の変速比eを
掛け算した同期回転速度(NOUT ×e)と入力軸回転速
度NINとが略一致するか否かによって判断する。そし
て、シンクロ判定が為されたらステップR2を実行し、
第1エンジントルク指令値STE1を算出して出力する
ことにより、その第1エンジントルク指令値STE1に
応じて電子スロットル弁156や燃料噴射弁152など
を制御する。第1エンジントルク指令値STE1は、例
えばアクセル操作量θACC や変速後の変速段などをパラ
メータとして予め定められたデータマップなどから求め
られ、アクセル操作量θACC が大きい程エンジントルク
TEを速やかに復帰させるために大きな値が定められる
ようになっており、エンジントルク指令値STEが不連
続に増大させられる。但し、シンクロの段階では同期噛
合クラッチ48a〜48eが完全に噛み合っていないた
め、エンジン12のトルク立ち上がりの応答遅れを考慮
して、同期噛合クラッチ48a〜48eのギヤ入り後
(変速完了後)にエンジントルクTEが上昇し始めるよ
うに設定される。言い換えれば、エンジン12の応答遅
れを考慮してギヤ入り前からエンジン12のトルク復帰
制御を開始することにより、ギヤ入り後にエンジントル
クTEが速やかに復帰するようにしたのである。図9の
時間t1 はシンクロ判定が為された時間で、エンジント
ルク指令値STEの欄の一点鎖線は実際のエンジントル
クTEのグラフである。上記第1エンジントルク指令値
STE1は第1トルク指令値に相当する。
1と同様にしてギヤ入り判定を行い、ギヤ入りが確認さ
れたらステップR4を実行し、第2エンジントルク指令
値STE2を算出して出力することにより、その第2エ
ンジントルク指令値STE2に応じて電子スロットル弁
56や燃料噴射弁52などを制御する。第2エンジント
ルク指令値STE2は、第1エンジントルク指令値ST
E1と同様にアクセル操作量θACC や変速後の変速段な
どをパラメータとして予め定められたデータマップなど
から求められ、アクセル操作量θACC が大きい程エンジ
ントルクを速やかに復帰させるために大きな値が定めら
れるようになっており、エンジントルク指令値STEが
不連続に増大させられる。但し、自動クラッチ14の係
合前にエンジン12が吹き上がることがないように設定
される。図9の時間t2 はギヤ入り判定が為された時間
である。上記第2エンジントルク指令値STE2は第2
トルク指令値に相当する。
定後にギヤ入り判定ができない場合(タイマーなどで判
定)は、自動クラッチ14を遮断するとともにエンジン
12のトルク制御を回転速度制御に移行するなどして、
リトライロジックを行うか、運転者からの再変速要求を
待つようになっている。
ィープアップを開始する閾値ΔNSを算出し、ステップ
R6では、エンジン回転速度NE と入力軸回転速度NIN
との回転速度差(NE −NIN)が閾値ΔNSより小さく
なったか否かを判断する。閾値ΔNSは、エンジン回転
速度NE の完全同期を見越してスウィープアップを行う
ためのもので、例えばアクセル操作量θACC や変速後の
変速段などをパラメータとして予め定められたデータマ
ップなどから求められ、アクセル操作量θACCが大きい
程大きな値が定められるようになっている。そして、回
転速度差(NE−NIN)が閾値ΔNSより小さくなった
らステップR7を実行し、エンジントルク指令値STE
を所定の増分ΔTEずつ増大させるとともに、ステップ
R8でトルク指令値STEがアクセル操作量θACC に対
応する値に達したか否かを判断し、アクセル操作量θ
ACC に対応するトルク指令値STEに達するまでステッ
プR7を繰り返してエンジントルクをスウィープアップ
(漸増)する。増分ΔTEは、例えばアクセル操作量θ
ACC や変速後の変速段などをパラメータとして予め定め
られたデータマップなどから求められ、アクセル操作量
θACC が大きい程エンジントルクTEを速やかに復帰さ
せるために大きな値が定められるようになっている。図
9の時間t4 は、回転速度差(NE −NIN)が閾値ΔN
Sより小さくなった時間で、時間t5 は、トルク指令値
STEがアクセル操作量θACC に対応する値に達した時
間である。
を実行する部分はエンジン12の出力復帰手段として機
能しており、そのうちのステップR1〜R4を実行する
部分が、エンジントルク指令値STEを所定量ずつ不連
続に増大させてエンジントルクTEを速やかに立ち上が
らせる部分である。
の欄の点線は、所定の変化率で徐々に増大させる従来の
トルク指令値STEで、二点鎖線はその場合の実際のエ
ンジントルクTEである。また、回転速度および駆動ト
ルクの欄の点線は、その従来のエンジントルクTEに対
して、自動クラッチ14の係合トルクを始めから追従し
て増大させた場合のエンジン回転速度NE および駆動ト
ルクであり、時間t7は、その従来の場合にエンジン回
転速度NE が入力軸回転速度NINと一致して自動クラッ
チ14が完全係合させられた時間である。
ップシフト後の自動クラッチ14の係合制御に際して、
エンジントルクTEが上昇し始める前から自動クラッチ
14の係合トルクを立ち上げるようになっているため、
その係合トルクに応じてエンジン回転速度NE が強制的
に低下させられ、その時の角速度によって駆動トルクが
発生し、エンジントルクTEが復帰する前から駆動トル
クが得られるようになって空走感が抑制される。すなわ
ち、図9の駆動トルクの欄に示すように、実線で示す本
実施例では、点線で示す従来の場合に比較して駆動トル
クの立ち上がりが早くなるのである。
Eの復帰制御では、エンジントルク指令値STEを不連
続に増大させるようになっているため、所定の増加率で
増加させる場合に比較してエンジントルクTEの立ち上
がりが早くなり、時間t3 よりも前の主として慣性によ
って得られる駆動トルクに引き続いて、時間t3 以降に
慣性およびエンジントルクTEに基づいて駆動トルクが
滑らかに上昇させられるとともに、アクセル操作量θ
ACC に対応するエンジントルクTEが速やかに得られる
ようになる。その場合に、自動クラッチ14はエンジン
トルクTEが復帰する前から係合制御されているため、
エンジントルクTEの急増に拘らずエンジン回転速度N
E が異常上昇(吹き上がり)することが良好に防止され
る。
a〜48eが同期した段階すなわち変速完了に先立っ
て、第1エンジントルク指令値STE1に従って電子ス
ロットル弁156などが制御され、同期噛合クラッチ4
8a〜48eのギヤ入り判定すなわち変速完了後に第2
エンジントルク指令値STE2に従って電子スロットル
弁156などが制御されるため、その電子スロットル弁
156の開き制御からトルク立ち上がりまでの応答遅れ
に拘らず、変速機16の変速完了後にエンジントルクT
Eが一層速やかに上昇させられる。
ると、そのエンジントルクTEに追従して係合制御され
る自動クラッチ14の完全係合までの時間が短くなり、
自動クラッチ14の係合制御を含めたトータルの変速所
要時間が短くなる。すなわち、図9において、本実施例
では時間t6 で自動クラッチ14が完全係合させられる
が、従来は時間t7 まで掛かっていたのである。
前から自動クラッチ14の係合トルクを立ち上げること
により、エンジン12の慣性で駆動トルクが得られるよ
うになっているため、必ずしもエンジントルクTEを速
やかに復帰させる必要がなく、エンジン12のトルク復
帰までの時間に余裕ができて吸気系の設計に関する自由
度が高くなる。
細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、
本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良を加
えた態様で実施することができる。
ている自動クラッチ車両用の駆動装置の概略構成を示す
骨子図である。
る図である。
で、遮断時の状態を示す図である。
で、接続時の状態を示す図である。
線図である。
示す斜視図である。
れるアップシフト後の自動クラッチの係合制御を説明す
るフローチャートである。
れるアップシフト後のエンジンの復帰制御を説明するフ
ローチャートである。
クラッチの係合制御およびエンジンの復帰制御が行われ
る際の各部の作動状態を示すタイムチャートの一例であ
る。
自動クラッチ 16:変速機(同期噛合式変速機)
48a〜48e:同期噛合クラッチ 110:エン
ジン・変速機ECU θACC :アクセル操作量(トル
ク要求量) STE:係合トルク指令値(係合トルク) STE
1:第1エンジントルク指令値(第1トルク指令値)
STE2:第2エンジントルク指令値(第2トルク指
令値) ステップS3〜S7:慣性駆動手段 ステップR1〜R8:出力復帰手段
Claims (4)
- 【請求項1】 運転者のトルク要求量に応じてトルクが
電気的に制御される走行用駆動源と、 該走行用駆動源から車輪までの間の動力伝達経路に配設
されて動力伝達を接続、遮断するとともに、係合トルク
が電気的に制御される自動クラッチと、 前記動力伝達経路に配設されて変速比を変更可能な変速
機と、 を有し、前記変速機のアップシフト時に前記自動クラッ
チを遮断するとともに前記走行用駆動源の出力を制限す
る一方、アップシフト完了後に該自動クラッチを接続す
るとともに該走行用駆動源の出力制限を解除してトルク
を復帰させる車両用変速時制御装置において、 前記アップシフト完了後に前記自動クラッチを接続する
際に、前記走行用駆動源の慣性で駆動トルクが得られる
ように、該走行用駆動源のトルクが復帰する前に該走行
用駆動源のトルクより大きな係合トルクで該自動クラッ
チを係合制御する慣性駆動手段を有することを特徴とす
る車両用変速時制御装置。 - 【請求項2】 前記アップシフト完了後に前記走行用駆
動源のトルクを復帰させる際に、該走行用駆動源に対す
るトルク指令値を所定量だけ不連続に増大させる出力復
帰手段を有することを特徴とする請求項1に記載の車両
用変速時制御装置。 - 【請求項3】 運転者のトルク要求量に応じてトルクが
電気的に制御される走行用駆動源と、 該走行用駆動源から車輪までの間の動力伝達経路に配設
されて動力伝達を電気的に接続、遮断する自動クラッチ
と、 前記動力伝達経路に配設されて変速比を変更可能な変速
機と、 を有し、前記変速機の変速時に前記自動クラッチを遮断
するとともに前記走行用駆動源の出力を制限する一方、
変速完了後に該自動クラッチを接続するとともに該走行
用駆動源の出力制限を解除してトルクを復帰させる車両
用変速時制御装置において、 前記変速完了後に前記走行用駆動源のトルクを復帰させ
る際に、該走行用駆動源に対するトルク指令値を所定量
だけ不連続に増大させる出力復帰手段を有することを特
徴とする車両用変速時制御装置。 - 【請求項4】 前記走行用駆動源は、燃料の燃焼によっ
て動力を発生する内燃機関で、 前記変速機は、平行な2軸間に変速比が異なる複数の変
速ギヤ対が配設されるとともに、それ等の変速ギヤ対に
対応して同期噛合クラッチが設けられた同期噛合式変速
機で、 前記出力復帰手段は、前記同期噛合クラッチが同期した
段階で予め定められた第1トルク指令値に従って前記内
燃機関のトルクを制御し、該同期噛合クラッチのスプラ
インが噛み合った段階で該第1トルク指令値よりも大き
い第2トルク指令値に従って該内燃機関のトルクを制御
するものであることを特徴とする請求項2または3に記
載の車両用変速時制御装置。
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