JP2003314592A - 自動変速機のクラッチ制御装置 - Google Patents

自動変速機のクラッチ制御装置

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JP2003314592A
JP2003314592A JP2002119220A JP2002119220A JP2003314592A JP 2003314592 A JP2003314592 A JP 2003314592A JP 2002119220 A JP2002119220 A JP 2002119220A JP 2002119220 A JP2002119220 A JP 2002119220A JP 2003314592 A JP2003314592 A JP 2003314592A
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transmission
vehicle speed
exciting current
range
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Toshio Otsuka
敏夫 大塚
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁パウダークラッチの伝達トルク−励磁電
流の関係を変更した場合の車両による再マッチングの必
要がなく、良好な走行フィーリングを得る。 【解決手段】 同期噛合式変速機は変速開始時および変
速終了時に動力の伝達、遮断およびクリープ制御を行う
電磁パウダークラッチを含み、制御手段はシフト位置が
走行レンジまたはリバースレンジのときに電磁パウダー
クラッチに励磁電流を供給することにより電磁パウダー
クラッチを締結または半締結状態にして車両を低速走行
させるクラッチ制御部を含み、クラッチ制御部はブレー
キスイッチおよびアクセルポジションによる検出がない
とき目標車速と実車速の偏差に基づく閉ループ制御によ
り得られる偏差信号に応じて算出されたクラッチ伝達ト
ルクを励磁電流との所定の関係特性に基づいて励磁電流
に変換する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は自動変速機のクラ
ッチ制御装置に関し、特にクリープ走行中の安定した走
行技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、車両エンジンのクラッチ制御方法
としては、例えば、特開平６−１５９３９８号公報に参
照されるものがある。周知のように、自動変速機はクリ
ープ機能を有しており、レンジスイッチによる信号によ
りシフト位置が前進または後退位置であることが検知さ
れるとともに、アクセルポジションセンサによる信号に
よりアクセルを踏んでいない低速走行状態であることが
認識されたときには、渋滞道路や車庫入れなどの運転が
容易にできるようなクリープ電流を流している。
【０００３】上記公報記載の装置においては、電磁パウ
ダークラッチを締結または半締結状態にして車両を低速
走行させている状態で、アクセルを踏んでいないとき、
前記電磁パウダークラッチに通電する励磁電流値、即ち
クリープ電流値をプログラムマップからその車速に対応
して算出するか、車速を変数として算出することによ
り、車両の負荷、道路状態などにより車速が変化するこ
とを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の自動変速機のク
ラッチ制御装置は、以上のようにクリープ電流値を算出
しているので、設計変更等により電磁パウダークラッチ
の伝達トルク−励磁電流の関係が変更された場合に、車
両による再マッチングの必要が生じるという問題点があ
った。
【０００５】また、プログラムマップから車速に対応し
たクリープ電流値を算出する場合、ちょっとした登り坂
等の勾配に対して、適切な駆動力が得られないという問
題点があった。
【０００６】この発明は上記のような問題を解決するた
めになされたものであり、電磁パウダークラッチの伝達
トルク−励磁電流の関係を変更した場合の車両による再
マッチングの必要がなく、登り坂等の路面の状況により
走行フィーリングが変わることのない自動変速機のクラ
ッチ制御装置を得ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る自動変速
機のクラッチ制御装置は、複数のギヤ段を自動的に切り
換える自動変速機のクラッチ制御装置であって、エンジ
ンの回転速度を検出するエンジン回転センサと、ブレー
キペダルを踏み込んでいる状態を検出するブレーキスイ
ッチと、走行レンジ、ニュートラルレンジ、およびリバ
ースレンジのいずれであるかシフト位置を検出するレン
ジスイッチと、アクセルペダルの踏込量をアクセル開度
として検出するアクセルポジションセンサと、同期噛合
式変速機の出力回転速度を車速として検出する車速セン
サと、前記エンジン回転センサ、前記ブレーキスイッ
チ、前記レンジスイッチ、前記アクセルポジションセン
サおよび前記車速センサの検出信号に基づいて前記同期
噛合式変速機の変速状態を切り換える制御手段とを備
え、前記同期噛合式変速機は、変速開始時および変速終
了時に動力の伝達、遮断およびクリープ制御を行う電磁
パウダークラッチを含み、前記制御手段は、前記シフト
位置が前記走行レンジまたは前記リバースレンジのとき
に前記電磁パウダークラッチに励磁電流を供給すること
により、前記電磁パウダークラッチを締結または半締結
状態にして車両を低速走行させるクラッチ制御部を含
み、前記クラッチ制御部は、前記ブレーキスイッチおよ
び前記アクセルポジションによる検出がないとき、目標
車速と実車速の偏差に基づく閉ループ制御により得られ
る偏差信号に応じて算出されたクラッチ伝達トルクを前
記励磁電流との所定の関係特性に基づいて励磁電流に変
換するものである。
【０００８】また、前記クラッチ伝達トルクに上限値を
設け、前記クラッチ制御部は、前記伝達トルクが上限値
以上となる場合には所定の励磁電流へ変換するものであ
る。
【０００９】また、前記クラッチ制御部は、前記エンジ
ン回転数が所定の範囲外となるとき、前記クラッチ伝達
トルクに対して所定の補正を施すものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。図１はこの発明の実施の形態１を概略的に示すブ
ロック構成図である。
【００１１】図１において、エンジン１のクランク軸２
１には、電磁パウダークラッチ２を介して、同期噛合式
自動変速機を構成する同期噛合式の有段変速機３（以
下、単に「有段変速機３」という）が連結されている。
【００１２】コントロールユニット４は、各種演算機能
を有するマイクロコンピュータを含み、エンジン１の運
転状態を示す各種センサ情報に基づいて、エンジン１、
電磁パウダークラッチ２および有段変速機３を制御す
る。
【００１３】シフト・セレクトアクチュエータ５は、コ
ントロールユニット４の制御下で有段変速機３を駆動す
る。シフト・セレクトポジションセンサ６は、有段変速
機３の実際のシフト・セレクト位置ＶＹ、ＶＸを検出し
て、コントロールユニット４に入力する。
【００１４】有段変速機３のインプットシャフト２２に
は、プライマリギヤとして機能する４速ギヤ２３が直結
されている。４速ギヤ２３の後段には、３速ギヤ２４、
２速ギヤ２５、１速ギヤ２６、５速ギヤ２７および後退
ギヤ２８が順次配列されている。
【００１５】各ギヤ２３〜２８の間には、３つのスリー
ブギヤ２９が配置されている。各スリーブギヤ２９は、
有段変速機３のアウトプットシャフト３０に直結される
とともに、軸方向に移動可能になっている。
【００１６】また、各ギヤ２３〜２８は、アウトプット
シャフト３０に並設されたカウンタシャフト３１に直結
されたギヤとセットを構成しており、カウンタシャフト
３１上のギヤと常に噛み合っている。
【００１７】上記構成により、アウトプットシャフト３
０は、スリーブギヤ２９を介して、各ギヤ２３〜２８の
いずれかに直結されることにより、インプットシャフト
２２に直結されるようになっている。
【００１８】この場合、有段変速機３は、カウンタシャ
フト型の５段ギヤ変速機であり、ギヤ比の異なる５組の
前進用ギヤセットと、１組の後退用ギヤセットと、ギヤ
噛合状態切換用の３つのスリーブギヤとを備えている。
【００１９】インプットシャフト２２上の４速ギヤ２３
には、有段変速機３の入力回転速度Ｎｉを検出するため
の入力回転速度センサ７が設けられている。アウトプッ
トシャフト３０には、有段変速機３の出力回転速度を車
速Ｖｒとして検出するための出力回転速度センサ８が設
けられている。
【００２０】エンジン１の吸気管９には、スロットルア
クチュエータ１１により駆動されるスロットルバルブ１
０が設けられている。スロットルポジションセンサ１２
は、スロットルバルブ１０の開度θを検出する。
【００２１】アクセルポジションセンサ１３は、運転者
によるアクセルペダル（図示せず）の踏込量に比例した
信号を、アクセル開度αとしてコントロールユニット４
に入力する。
【００２２】コントロールユニット４は、アクセルポジ
ションセンサ１３の出力信号を処理して、アクセル開度
αに応じた目標スロットル開度θｏを演算し、スロット
ル開度θをフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御しながら、θ
＝θｏとなるように、スロットルアクチュエータ１１を
介してスロットルバルブ１０を駆動する。
【００２３】シフトレバー１４は、運転者により操作さ
れたシフト位置（たとえば、パーキングレンジＰ、リバ
ースレンジＲ、ニュートラルレンジＮ、走行レンジＤ）
をコントロールユニット４に入力する。エンジン回転速
度センサ１５は、エンジン１の回転速度Ｎｅを検出して
コントロールユニット４に入力する。
【００２４】有段変速機３内の後退ギヤ２８には、後退
ギヤスイッチ１６が設けられており、後退ギヤの動作状
態が検出されている。ブレーキスイッチ１７は、運転者
がブレーキペダル（図示せず）を踏込中のブレーキ動作
状態を示す信号をコントロールユニット４に入力する。
【００２５】コントロールユニット４は、各種センサ信
号に基づいて変速判定を行うとともに、変速判定に応じ
てシフト・セレクトアクチュエータ５を制御し、アクセ
ル開度αおよび車速Ｖｒによるシフトパターン（シフト
線図）から求められる変速段にギヤ段を設定し、有段変
速機３の複数のギヤ段を自動的に切り換える。
【００２６】次に、図１に示したこの発明の実施の形態
１による基本的な動作について説明する。電磁クラッチ
２は、コントロールユニット４の制御下で、クラッチ伝
達トルクに比例したクラッチ励磁電流により駆動され、
エンジン１のクランク軸２１から有段変速機３のインプ
ットシャフト２２への動力伝達（または、遮断）を制御
する。
【００２７】有段変速機３において、入力回転は、ま
ず、最前方のプライマリギヤ（インプットシャフト２
２）からカウンタシャフト３１に伝えられる。アウトプ
ットシャフト３０は、３速ギヤセットの前方まで延長さ
れており、この上のギヤのうち、どれを連結するかによ
り伝達経路および変速比（プライマリギヤのギヤ比×各
速ギヤのギヤ比）が変化する。
【００２８】４速においては、インプットシャフト２２
とアウトプットシャフト３０が直結状態となる。有段変
速機３は、ギヤ切換用のシフト・セレクトアクチュエー
タ５によりスリーブギヤ２９がシフト制御されて変速操
作される。
【００２９】すなわち、有段変速機３は、スリーブギヤ
２９のシフト制御により、現在の変速段の歯車同志の機
械的噛合を外す開放作動と、次期の変速段の歯車同志を
機械的に噛み合わせる連結作動とに切り換えられる。
【００３０】コントロールユニット４は、シフトレバー
１４の操作位置、アクセル開度α、ブレーキペダル（図
示しない）の踏み込み状態、回転速度Ｎｅおよび車速Ｖ
ｒに基づくシフトパターンから最適変速段を設定し、シ
フト・セレクトポジションセンサ６でシフト・セレクト
位置を検出しつつ、シフト・セレクトアクチュエータ５
を制御する。
【００３１】スリーブギヤ２９の同期状態は、各センサ
７、８により検出された入出力回転速度関係から検出さ
れる。変速時においては、スロットルアクチュエータ１
１によりスロットル開度θを所定の開度位置に絞り、電
磁クラッチ２の励磁電流を０にして有段変速機３をパワ
ーオフ状態にして変速段の切り換えを行う。
【００３２】次に、図２のクリープフィードバック制御
ブロック線図を参照しながら、この発明の実施の形態１
による具体的な動作について説明する。図２はクリープ
閉ループ制御時のクラッチ励磁電流値を計算する部分の
ブロック線図である。
【００３３】図２において、１００は目標車速と実車速
の偏差を計算する減算器、１１０は減算器１００による
偏差に基づく閉ループ制御により得られた偏差信号に対
して比例係数ＫＰを乗じる比例ゲインであり、比例項
（Ｐ項）を計算している。また、１２０は積分項（Ｉ
項）を計算するか否かを切換えるスイッチ（ＳＷ）であ
る。
【００３４】このスイッチ１２０は、後述するクラッチ
伝達トルク値の上限処理において上限値にかかったとき
には積分項（Ｉ項）の計算を停止する場合に使用する。
また、スイッチ１２０で積分項（Ｉ項）の計算有りが選
択された場合、１／Ｓ１３０と積分ゲインＫＩ１４０で
積分項（Ｉ項）を計算する。以上のように、それぞれ計
算した比例項（Ｐ項）と積分項（Ｉ項）は加算器１５０
で加算され、クラッチ伝達トルク値が算出される。
【００３５】次に、１６０はエンジン回転速度センサ１
５により検出されたエンジン１の回転速度Ｎｅが所定の
上限値、下限値を超える場合にクラッチ伝達トルク値に
対して所定の補正を施すトルク補正部であり、加算器１
６５により予め定められた補正量が加算される。
【００３６】上記トルク補正部１６０の処理により、エ
ンジン回転低回転時のエンジンストールの防止、および
エンジン高回転時のエンジン吹き上が防止の効果が得ら
れる。
【００３７】次いで、上限処理部１７０では、クラッチ
伝達トルク値の上限処理を行う。即ち、上限処理部１７
０に入力されたクラッチ伝達トルク値が予め設定された
値より大きい場合には、所定のクラッチ伝達トルク値を
出力とすることで、一定の値を超えるクラッチ伝達トル
ク値が出力されないように処理されている。
【００３８】このように上限処理を設けることにより、
本自動変速機のクラッチ制御装置を備えた車両は、ある
程度の勾配の坂までは力強く登坂するとともに、それ以
上の勾配の坂ではエンジンストールを防止することがで
きる。
【００３９】さらに、テーブル変換部１８０では、上限
処理されたクラッチ伝達トルク値を図３に示すようなク
ラッチ伝達トルクとクラッチ励磁電流との所定の関係特
性を示すマップデータに当てはめることによりクラッチ
励磁電流を算出する。かかる図３に示したマップデータ
は一例であり、電磁パウダークラッチ２の特性、たとえ
ば電磁パウダークラッチ２を構成している電磁巻線数や
内部のパウダー量によって異なる。
【００４０】また、図４には車両停止状態からのクラッ
チ実電流と実車速の変化をタイミングチャート図として
示した。図４において、ブレーキＳＷがＯＦＦになる
と、クラッチ実電流（クラッチ励磁電流）は、ある程度
の制御時間差をもって図２で示した閉ループ制御に基づ
いて計算される実車速を目標車速とするのに必要なクラ
ッチ伝達トルクに対応する電流値にまで引き上げられ
る。
【００４１】このクラッチ実電流の供給に伴い、実車速
は徐々に目標車速へ上昇し、目標電流に到達した後も、
閉ループ制御によって実車速は目標電流へ収束して安定
した走行フィーリングを提供することができる。
【００４２】以上のように、本実施の形態における自動
変速機のクラッチ制御装置によれば、目標車速と実車速
との偏差に基づく閉ループ制御により得られる偏差信号
に応じて算出されたクラッチ伝達トルク値を励磁電流と
の所定の関係特性（マップデータ）に基づいて励磁電流
に変換することにより、電磁パウダークラッチ２の伝達
トルク−励磁電流の関係が変更された場合に、車両の再
マッチングをする必要がなく、かつ安定した走行フィー
リングを提供することができる。
【００４３】
【発明の効果】この発明に係る自動変速機のクラッチ制
御装置によれば、目標車速と実車速との偏差に基づく閉
ループ制御により得られる偏差信号に応じて算出された
クラッチ伝達トルクを励磁電流との所定の関係式に基づ
いて励磁電流に変換することにより、電磁パウダークラ
ッチのクラッチ伝達トルク−クラッチ励磁電流の関係が
変更された場合に、車両の再マッチングをする必要がな
い。
【００４４】また、クラッチ伝達トルクに上限値を設
け、クラッチ制御部は伝達トルクが上限値以上となる場
合には所定の励磁電流へ変換することにより、ある程度
の勾配の坂までは力強く登坂し、それ以上の勾配の坂で
はエンジンストールを防止させることができる。
【００４５】また、クラッチ制御部はエンジン回転数が
所定の範囲外となるとき、クラッチ伝達トルクに対して
所定の補正を施すことにより、エンジン回転が急激に低
下したときにはクラッチ伝達トルクを下げ、エンジンス
トールを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１の構成図である。
【図２】 この発明の実施の形態１のブロック線図であ
る。
【図３】 この発明の実施の形態１のクラッチ伝達トル
クとクラッチ励磁電流の関係特性を示すデータマップで
ある。
【図４】 この発明の実施の形態１のタイミングチャー
ト図である。
【符号の説明】
１ エンジン、２ 電磁パウダークラッチ、３ 有段変
速機（同期噛合式変速機）、４ コントロールユニット
（制御手段）、８ 出力回転速度センサ（車速セン
サ）、１３ アクセルポジションセンサ、１４ シフト
レバー（レンジスイッチ）、１５ エンジン回転セン
サ、１７ ブレーキスイッチ。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数のギヤ段を自動的に切り換える自動
    変速機のクラッチ制御装置であって、 エンジンの回転速度を検出するエンジン回転センサと、 ブレーキペダルを踏み込んでいる状態を検出するブレー
    キスイッチと、 走行レンジ、ニュートラルレンジ、およびリバースレン
    ジのいずれであるかシフト位置を検出するレンジスイッ
    チと、 アクセルペダルの踏込量をアクセル開度として検出する
    アクセルポジションセンサと、 同期噛合式変速機の出力回転速度を車速として検出する
    車速センサと、 前記エンジン回転センサ、前記ブレーキスイッチ、前記
    レンジスイッチ、前記アクセルポジションセンサおよび
    前記車速センサの検出信号に基づいて前記同期噛合式変
    速機の変速状態を切り換える制御手段とを備え、 前記同期噛合式変速機は、変速開始時および変速終了時
    に動力の伝達、遮断およびクリープ制御を行う電磁パウ
    ダークラッチを含み、 前記制御手段は、前記シフト位置が前記走行レンジまた
    は前記リバースレンジのときに前記電磁パウダークラッ
    チに励磁電流を供給することにより、前記電磁パウダー
    クラッチを締結または半締結状態にして車両を低速走行
    させるクラッチ制御部を含み、 前記クラッチ制御部は、前記ブレーキスイッチおよび前
    記アクセルポジションによる検出がないとき、目標車速
    と実車速の偏差に基づく閉ループ制御により得られる偏
    差信号に応じて算出されたクラッチ伝達トルクを前記励
    磁電流との所定の関係特性に基づいて励磁電流に変換す
    ることを特徴とする自動変速機のクラッチ制御装置。
  2. 【請求項２】 前記クラッチ伝達トルクに上限値を設
    け、前記クラッチ制御部は、前記伝達トルクが上限値以
    上となる場合には所定の励磁電流へ変換することを特徴
    とする請求項１に記載の自動変速機のクラッチ制御装
    置。
  3. 【請求項３】 前記クラッチ制御部は、前記エンジン回
    転数が所定の範囲外となるとき、前記クラッチ伝達トル
    クに対して所定の補正を施すことを特徴とする請求項１
    または２に記載の自動変速機のクラッチ制御装置。
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