JP2003130091A - 歯車変速機の自動クラッチ制御装置 - Google Patents

歯車変速機の自動クラッチ制御装置

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 非変速中の減速時に過大な減速度が発生する
のを防止し得る自動クラッチの締結力制御を実現する。 【解決手段】 Ｓ１で非変速中と、Ｓ２で自動変速モー
ドと、Ｓ３で惰性走行中と、Ｓ４で非制動中と、Ｓ８で
減速中と判定する時、Ｓ９で車両減速度αを求め、Ｓ１
０で減速度αから減速時における基本的な目標クラッチ
容量Ｃを検索する。このクラッチ容量Ｃは車両減速度α
が設定減速度以上の間、自動クラッチをスリップさせて
過大なエンジンブレーキの発生を防止するものとする。
Ｓ１１では、車速からクラッチ容量Ｃの補正係数Ｋを求
め、補正係数Ｋは、クラッチ容量Ｃの上記低下を低車速
ほど大きくし、低車速時に車両が滑らかに減速するもの
とする。Ｓ１２では、クラッチ容量Ｃと補正係数Ｋとの
乗算により減速時の目標クラッチ伝達トルクを求め、Ｓ
１３で当該減速時の目標クラッチ伝達トルクを指令クラ
ッチ伝達トルクとして自動クラッチの締結力制御に資す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、歯車変速機の自動
クラッチを、車両の減速時において適切に制御するため
の装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】自動クラッチを具えた歯車変速機として
は従来、例えば特開２０００−８８０１０号公報に記載
のごとく、平行軸式歯車変速機構と自動クラッチとの組
み合わせにより、自動クラッチを介し入力された回転を
選択変速段に応じ変速して出力し、選択変速段の切り換
えに際しては自動クラッチの解放により入力回転を断っ
た状態で、例えばシンクロメッシュ機構による同期切り
換え動作により歯車の噛み合いを変更して当該切り換え
を行い、その後に自動クラッチを再締結させるようにし
た自動クラッチ式歯車変速機が提案されている。
【０００３】この種歯車変速機における自動クラッチ
は、上記変速時の解放、再締結制御のほかに非変速中
も、車両の減速時において当該減速を滑らかなものにす
るために締結力制御する必要がある。車両減速時におけ
る自動クラッチの締結力制御としては従来、例えば特開
平６−１１７４５６号公報に記載のごとく、車速の低下
につれて自動クラッチの締結力を低下させることにより
半クラッチ状態を作り出し、これにより低車速時に車両
がガクガク振動を発生することのないようにして車両の
滑らかな減速を実現しようとする技術が提案されてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
に自動クラッチを車速のみに応じて締結力制御するので
は、以下のような走行時において滑らかな減速を保証し
得ないという懸念があった。つまり、高速走行中におい
てアクセルペダルを釈放した場合などでは、自動変速機
におけるワンウエイクラッチのフリーランニングで達成
させるような車両の空走感が要求される。この要求は、
加速途中で未だ最高速変速段に至っていない中速段選択
状態においてアクセルペダルを釈放した場合に、大きな
エンジンブレーキを回避するために特に顕著となる。
【０００５】しかるに従来のように自動クラッチを車速
のみに応じて締結力制御し、車速が低下した時に自動ク
ラッチの締結力を低下させるというのでは、上記のごと
く高速走行中においてアクセルペダルを釈放した車両減
速時は自動クラッチの締結力低下制御が行われないこと
となり、この時大きなエンジンブレーキが発生して不自
然な感じを乗員に与えるという懸念があった。
【０００６】本発明は、車両の減速度に応じ自動クラッ
チの締結力を制御することにより上述の問題を解消した
歯車変速機の自動クラッチ制御装置を提案することを目
的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この目的のため本発明に
よる歯車変速機の自動クラッチ制御装置は、請求項１に
記載のごとく、非変速中で車両減速度が設定減速度以上
の間、自動クラッチを締結力の低下によりスリップさせ
るよう構成したものである。
【０００８】なお上記自動クラッチの締結力低下量は、
請求項２に記載のごとく、車両減速度が大きい時ほど大
きくして所定減速度以上で自動クラッチを解放させるよ
うなものにするのが良い。
【０００９】また上記自動クラッチ締結力の低下量は、
請求項３に記載のごとく、低車速ほど大きくするのが良
い。
【００１０】更に自動クラッチ締結力の上記低下を、請
求項４に記載のごとく、運転者による制動操作中は禁止
するよう構成するのが良い。
【００１１】
【発明の効果】本発明においては、非変速中で車両減速
度が設定減速度以上の間、自動クラッチを締結力の低下
によりスリップさせるため、高速走行中でも、アクセル
ペダルを釈放した車両減速時に車両減速度が設定減速度
以上であれば自動クラッチの上記締結力低下制御が確実
に行われることとなり、自動クラッチの上記スリップに
より大きなエンジンブレーキの発生を防止することがで
き、乗員がこの大きなエンジンブレーキを不自然に感じ
るという懸念を払拭することができる。
【００１２】なお上記自動クラッチの締結力低下量を請
求項２に記載のごとく、車両減速度が大きい時ほど大き
くして所定減速度以上で自動クラッチを解放させるよう
なものにする場合、車両減速度が大きくてエンジンブレ
ーキが大きくなる傾向にあっても、この大きなエンジン
ブレーキが発生するのを防止することができ、如何なる
車両減速度のもとでも上記の作用効果を確実に奏し得
る。
【００１３】また上記自動クラッチ締結力の低下量を請
求項３に記載のごとく、低車速ほど大きくする場合、低
車速になるにつれて自動クラッチの締結力が小さくな
り、そのスリップ量が増すことから、低車速時に車両が
ガクガク振動を発生することのないようにして低車速時
における車両の滑らかな減速をも実現することができ
る。
【００１４】更に自動クラッチ締結力の上記低下を請求
項４に記載のごとく、運転者による制動操作中は禁止す
る場合、運転者がエンジンブレーキのみでは制動力不足
を感じて制動操作を行っているのに自動クラッチの締結
力を低下させてエンジンブレーキが小さくなるようにす
る愚を避けることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形
態になる自動クラッチ制御装置を具えた歯車変速機を示
し、この自動クラッチ式歯車変速機は、相互に平行に配
置して設けた入力軸１および出力軸２、並びにアイドラ
シャフト３と、これら３軸上に以下のごとくに設けた歯
車とよりなる、前輪駆動車用の平行軸式オートマチック
トランスアクスルとする。
【００１６】なお図１では便宜上、３軸１〜３の全てが
同一図面上に表れるよう展開して示したが、実際は入力
軸１、出力軸２、およびアイドラシャフト３を図２に示
す相関関係をもって配置する。変速機入力軸１には、自
動クラッチ４を介してエンジンクランクシャフト５に断
接される軸端側より順次、１速入力ギヤ６、リバース入
力ギヤ７、２速入力ギヤ８を一体回転可能に設けると共
に、３速入力ギヤ９、４速入力ギヤ１０、５速入力ギヤ
１１、６速入力ギヤ１２を回転自在に設ける。
【００１７】変速機出力軸２には、１速入力ギヤ６と噛
合する１速出力ギヤ１３、および２速入力ギヤ８と噛合
する２速出力ギヤ１４を回転自在に設けると共に、３速
入力ギヤ９と噛合する３速出力ギヤ１５、４速入力ギヤ
１０と噛合する４速出力ギヤ１６、５速入力ギヤ１１と
噛合する５速出力ギヤ１７、および６速入力ギヤ１２と
噛合する６速出力ギヤ１８を一体回転可能に設ける。
【００１８】変速機出力軸２には更に、１速出力ギヤ１
３および２速出力ギヤ１４間に配して通常のシンクロメ
ッシュ機構を設け、そのカップリングスリーブ１９を図
１の中立位置から右行させる時ドグクラッチにより１速
出力ギヤ１３が変速機出力軸２に駆動結合されて、変速
機入力軸１へのエンジン回転を１速入力ギヤ６から１速
出力ギヤ１３を経て変速機出力軸２に伝達し得る第１速
選択状態が得られるようにすると共に、カップリングス
リーブ１９を図１の中立位置から左行させる時ドグクラ
ッチにより２速出力ギヤ１４が変速機出力軸２に駆動結
合されて、変速機入力軸１へのエンジン回転を２速入力
ギヤ８から２速出力ギヤ１４を経て変速機出力軸２に伝
達し得る第２速選択状態が得られるようにする。
【００１９】変速機入力軸１には更に、３速入力ギヤ９
および４速入力ギヤ１０間に配して通常のシンクロメッ
シュ機構を設け、そのカップリングスリーブ２０を図１
の中立位置から右行させる時ドグクラッチにより３速入
力ギヤ９が変速機入力軸１に駆動結合されて、変速機入
力軸１へのエンジン回転を３速入力ギヤ９から３速出力
ギヤ１５を経て変速機出力軸２に伝達し得る第３速選択
状態が得られるようにすると共に、カップリングスリー
ブ２０を図１の中立位置から左行させる時ドグクラッチ
により４速入力ギヤ１０が変速機入力軸１に駆動結合さ
れて、変速機入力軸１へのエンジン回転を４速入力ギヤ
１０から４速出力ギヤ１６を経て変速機出力軸２に伝達
し得る第４速選択状態が得られるようにする。
【００２０】変速機入力軸１には又、５速入力ギヤ１１
および６速入力ギヤ１２間に配して通常のシンクロメッ
シュ機構を設け、そのカップリングスリーブ２１を図１
の中立位置から右行させる時ドグクラッチにより５速入
力ギヤ１１が変速機入力軸１に駆動結合されて、変速機
入力軸１へのエンジン回転を５速入力ギヤ１１から５速
出力ギヤ１７を経て変速機出力軸２に伝達し得る第５速
選択状態が得られるようにすると共に、カップリングス
リーブ２１を図１の中立位置から左行させる時ドグクラ
ッチにより６速入力ギヤ１２が変速機入力軸１に駆動結
合されて、変速機入力軸１へのエンジン回転を６速入力
ギヤ１２から６速出力ギヤ１８を経て変速機出力軸２に
伝達し得る第６速選択状態が得られるようにする。
【００２１】ここで変速機出力軸２への回転は、ファイ
ナルドライブギヤ組２２を経てディファレンシャルギヤ
装置２３に入力され、このディファレンシャルギヤ装置
２３から図示せざる左右駆動輪に分配出力されるものと
する。
【００２２】上記は前進１速〜６速の伝動系についての
説明であるが、後進の伝動系は以下の構成とする。変速
機入力軸１上のリバース入力ギヤ７と噛合するリバース
カウンターギヤ２４をアイドラシャフト３上に一体回転
するよう設け、アイドラシャフト３上には更に、自動ク
ラッチ４に近い軸端側に配してリバースアイドラギヤ２
５を回転自在に設ける。
【００２３】このリバースアイドラギヤ２５に対し図２
のごとくに噛合するリバースメインギヤ２６を、図１に
示すごとく変速機出力軸２上に一体回転するよう設け
る。また、リバースアイドラギヤ２５とアイドラシャフ
ト３との間には通常のシンクロメッシュ機構を設け、そ
のカップリングスリーブ２７を図１の中立位置から右行
させる時ドグクラッチによりリバースアイドラギヤ２５
がアイドラシャフト３に駆動結合されて、変速機入力軸
１へのエンジン回転をリバース入力ギヤ７からリバース
カウンタギヤ２４、アイドラシャフト３、リバースアイ
ドラギヤ２５、およびリバースメインギヤ２６を順次経
て変速機出力軸２に伝達し得るリバース（後進）選択状
態が得られるようにする。
【００２４】上記の構成になる自動クラッチ式歯車変速
機の伝動作用は前記の通りであるが、変速に際しては、
まず自動クラッチ４を図示しない電磁式アクチュエータ
や油圧式アクチュエータにより解放することにより入力
軸１およびエンジンクランクシャフト５間を遮断してお
き、この入力回転遮断状態で、走行条件に好適な目標変
速段に対応したカップリングスリーブ１９,２０,２１,
２７を図示しない電磁式アクチュエータや油圧アクチュ
エータなどで自動的に対応方向へストロークさせ、その
後に自動クラッチ４を再締結させる。
【００２５】ところで本実施の形態においては、上記ア
クチュエータを介した自動クラッチ４の解放および締結
制御と、カップリングスリーブ１９,２０,２１,２７の
ストローク制御をコントローラ３１により行うものとす
る。ただし図１では便宜上、コントローラ３１からの制
御信号線を直に自動クラッチ４およびカップリングスリ
ーブ１９,２０,２１,２７に接続して示し、上記のアク
チュエータは図示を省略した。
【００２６】コントローラ３１には、スロットル開度Ｔ
ＶＯを検出するスロットル開度センサ３２からの信号
と、車速ＶＳＰを検出する車速センサ３３からの信号
と、アクセルペダルの釈放時にＯＮとなるアイドルスイ
ッチ３４からの信号と、ブレーキペダルの踏み込みによ
る制動時にＯＮとなるブレーキスイッチ３５からの信号
と、シフトレバー３６からの信号とを入力する。ここで
シフトレバー３６は、上記の歯車変速機を手動変速機と
して機能させる（マニュアルモード）か、自動変速機と
して機能させる（オートモード）かを決定するほかに、
前者のマニュアルモードでは手動変速レバーとして、ま
た後者のオートモードでは自動変速機と同様なＰ，Ｒ，
Ｎ，Ｄ，Ｄｓレンジを選択するためのセレクトレバーと
して機能するものとする。
【００２７】コントローラ３１は、上記入力情報のうち
スロットル開度ＴＶＯおよび車速ＶＳＰから好適変速段
を決定し、選択中の変速段から当該好適変速段への変速
を前記したようにして行うと共に、図３に示す制御プロ
グラムを実行して本発明が狙いとする自動クラッチ４の
締結力制御を行う。図３に示す自動クラッチ４の締結力
制御を以下に詳述するに、ステップＳ１において変速中
か否かを、またステップＳ２において上記のオート（自
動変速）モードか否かを、更にステップＳ３でアイドル
スイッチ３４がＯＮか否かを、次いでステップＳ４にお
いてブレーキスイッチ３５がＯＦＦか否かを判定する。
【００２８】ステップＳ１において変速中と判別する
時、本発明が狙いとする減速度調整用に行う自動クラッ
チ４の締結力制御が不要であるから、ステップＳ５にお
いて変速時の目標クラッチ伝達トルクを算出すると共
に、ステップＳ６において当該目標クラッチ伝達トルク
を指令クラッチ伝達トルクとし、自動クラッチ４を伝達
トルクがこの指令クラッチ伝達トルクとなるよう締結力
制御する。ここで変速時の目標クラッチ伝達トルクは、
変速ショックが問題とならないよう、しかし問題となる
変速遅れを生ずることのないように漸増するものとす
る。
【００２９】ステップＳ２においてオートモードでない
と判定するマニュアル（手動変速）モード選択時や、ス
テップＳ３でアイドルスイッチ３４がＯＮでないと判定
する加速走行または定常走行時や、ステップＳ４におい
てブレーキスイッチ３５がＯＦＦでないと判定する制動
中は、本発明が狙いとする減速度調整用に行う自動クラ
ッチ４の締結力制御が不要であるから、ステップＳ７に
おいてクラッチ完全締結用の伝達トルク容量を指令クラ
ッチ伝達トルクとし、自動クラッチ４を伝達トルクがこ
の指令クラッチ伝達トルクとなるよう締結力制御する。
【００３０】ステップＳ１で非変速中と判定し、ステッ
プＳ２でオート（自動変速）モードと判定し、ステップ
Ｓ３でアイドルスイッチ３４がＯＮ（惰性走行中）と判
定し、ステップＳ４でブレーキスイッチ３５がＯＦＦ
（非制動中）と判定する時は、ステップＳ８において減
速中か否かを判定し、減速中でなければ本発明が狙いと
する減速度調整用に行う自動クラッチ４の締結力制御が
不要であるから、上記したステップＳ７を実行する。
【００３１】ステップＳ８で減速中と判定する時は、本
発明が狙いとする減速度調整用の自動クラッチ４の締結
力制御を以下のごとくに行う。つまり先ずステップＳ９
において、例えば車速ＶＳＰを基にその時間変化割合か
ら車両の減速度αを求める。この代わりに車両の減速度
αはＧセンサにより直接検出してもよい。
【００３２】次いでステップＳ１０において、ステップ
Ｓ９で求めた減速度αから図４に例示する予定のマップ
を基に減速時の基本的な目標クラッチ伝達トルク容量Ｃ
を検索する。ここで、減速時の基本的な目標クラッチ伝
達トルク容量Ｃは図４に例示するごとく、車両減速度α
が設定減速度α１以上の間、自動クラッチ４を締結力の
低下によりスリップさせて、乗員が不自然に感じるよう
な過大なエンジンブレーキの発生を防止するためのもの
とする。これがため減速時の基本的な目標クラッチ伝達
トルク容量Ｃは、設定減速度α１以上の領域で減速度α
が大きくなるにつれ完全締結時の容量から大きく低下す
るように設定し、所定減速度α２以上では減速時の基本
的な目標クラッチ伝達トルク容量Ｃを自動クラッチ４が
解放されるよう０にする。
【００３３】次いでステップＳ１１において、例えば図
５のごとくに定めたマップを基に車速ＶＳＰから減速時
目標クラッチ伝達トルク容量Ｃの補正係数Ｋを求める。
この補正係数Ｋは、減速時目標クラッチ伝達トルク容量
Ｃの上記低下量を低車速ほど大きくして、低車速時に車
両がガクガク振動を発生することなく滑らかに減速し得
るように設定する。
【００３４】次のステップＳ１２では、減速時目標クラ
ッチ伝達トルク容量Ｃと補正係数Ｋとの乗算により減速
時の目標クラッチ伝達トルクを求め、ステップＳ１３に
おいて当該減速時の目標クラッチ伝達トルクを指令クラ
ッチ伝達トルクとし、自動クラッチ４を伝達トルクがこ
の指令クラッチ伝達トルクとなるよう締結力制御する。
【００３５】上記した図３のステップＳ９〜ステップＳ
１３による自動クラッチ４の減速時締結力制御によれ
ば、非変速中で車両減速度αが設定減速度α１以上の
間、自動クラッチ４を図４に示すような完全締結からの
締結力の低下によりスリップさせるため、高速走行中で
も、アクセルペダルを釈放した車両減速時に車両減速度
αが設定減速度α１以上であれば自動クラッチ４の上記
締結力低下制御を確実に行い得ることとなり、自動クラ
ッチ４の上記スリップにより大きなエンジンブレーキの
発生を防止することができ、乗員がこの大きなエンジン
ブレーキを不自然に感じるという懸念を払拭することが
できる。
【００３６】なお本実施の形態においては、自動クラッ
チ４の上記締結力低下の程度を図４に例示するごとく、
車両減速度αが大きい時ほど大きくして所定減速度α２
以上で自動クラッチ４を解放させることから、車両減速
度αが大きくてエンジンブレーキが大きくなる傾向にあ
っても、この大きなエンジンブレーキが発生するのを確
実に防止することができ、如何なる車両減速度のもとで
も上記の作用効果を確実に達成することができる。
【００３７】更に本実施の形態においては、自動クラッ
チ４の上記締結力低下量を図５に例示するごとく低車速
ほど大きくするため、低車速になるにつれて自動クラッ
チ４の締結力が小さくなり、そのスリップ量が増すこと
から、低車速時に車両がガクガク振動を発生することの
ないようにして低車速時における車両の滑らかな減速を
も実現することができる。
【００３８】加えて本実施の形態においては、図３のス
テップＳ４で運転者がブレーキペダルを踏み込んで制動
を行っている間、自動クラッチ４の上記締結力低下制御
を行わないようにしたから、運転者がエンジンブレーキ
のみでは制動力不足を感じて制動操作を行っているのに
自動クラッチ４を上記締結力低下制御によりスリップさ
せてエンジンブレーキが小さくなるようにする愚を避け
ることができる。
【００３９】なお本発明の前記した着想は、歯車変速機
構が図１および図２に示すような平行軸式である場合に
限らず、自動クラッチ４を具えたものであれば、あらゆ
る型式の歯車変速機に適用することができ、いずれの歯
車変速機構に適用する場合においても前記したと同様の
作用効果を奏しうること勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施の形態になる自動クラッチ制
御装置を具えた歯車変速機を、その制御システムと共に
示す展開略線図である。
【図２】 同歯車変速機における入力軸、出力軸、およ
びアイドラシャフトの配置を示す説明図である。
【図３】 同実施の形態になる自動クラッチ制御装置の
制御プログラムを示すフローチャートである。
【図４】 減速時における自動クラッチの基本的な目標
伝達トルク容量の変化特性を示す線図である。
【図５】 同基本的な目標クラッチ伝達トルク容量の補
正係数を示す変化特性図である。
【符号の説明】
１ 変速機入力軸 ２ 変速機出力軸 ３ アイドラシャフト ４ 自動クラッチ ５ エンジンクランクシャフト ６ １速入力ギヤ ７ リバース入力ギヤ ８ ２速入力ギヤ ９ ３速入力ギヤ 10 ４速入力ギヤ 11 ５速入力ギヤ 12 ６速入力ギヤ 13 １速出力ギヤ 14 ２速出力ギヤ 15 ３速出力ギヤ 16 ４速出力ギヤ 17 ５速出力ギヤ 18 ６速出力ギヤ 19 カップリングスリーブ 20 カップリングスリーブ 21 カップリングスリーブ 22 ファイナルドライブギヤ組 23 ディファレンシャルギヤ装置 24 リバースカウンターギヤ 25 リバースアイドラギヤ 26 リバースメインギヤ 27 カップリングスリーブ 31 コントローラ 32 スロットル開度センサ 33 車速センサ 34 アイドルスイッチ 35 ブレーキスイッチ 36 シフトレバー

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 歯車変速機構を具え、自動クラッチの解
    放により入力回転を断った状態で前記歯車変速機構にお
    ける歯車の噛み合いを切り換えて変速を行うようにした
    歯車変速機において、 非変速中で車両減速度が設定減速度以上の間、前記自動
    クラッチを締結力の低下によりスリップさせるよう構成
    したことを特徴とする歯車変速機の自動クラッチ制御装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１において、前記自動クラッチの
    締結力を、前記車両減速度が大きい時ほど大きく低下さ
    せて、所定減速度以上では自動クラッチを解放させるよ
    う構成したことを特徴とする歯車変速機の自動クラッチ
    制御装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２において、前記自動ク
    ラッチの締結力低下量を低車速ほど大きくするよう構成
    したことを特徴とする歯車変速機の自動クラッチ制御装
    置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１項におい
    て、前記自動クラッチ締結力の低下を、運転者による制
    動操作中は禁止するよう構成したことを特徴とする歯車
    変速機の自動クラッチ制御装置。
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