JP2010203560A - 自動変速機の制御方法および制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、車両発進時にクラッチが締結する回転数をガラ音が発生する回転数より高くすることで、車両発進時におけるクラッチ締結において、ガラ音の発生を抑制できる自動変速機の制御方法および制御装置を提供することにある。
【解決手段】自動ＭＴは、摩擦面を押し付ける押し付け部材の位置もしくは荷重を調整することで駆動力源７の出力トルクを伝達する発進クラッチ８と、発進クラッチ８が伝達するトルクを受けて回転する入力軸４１と、駆動軸にトルクを出力する出力軸４２と、入力軸４１と出力軸４２を連結することで所定の変速段を実現する複数の連結機構１，１１，２１，…とから構成される。パワートレーン制御ユニット１００は、動力源と入力軸回転数の回転数差が収束する発進クラッチ８の完全締結前に、車両の前後方向の勾配に応じて、前記発進クラッチの押し付け部材の位置もしくは押し付け荷重を調整する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車の制御方法および制御装置に係り、特に、自動車における自動変速機のクラッチを制御するに好適な自動変速機の制御方法および制御装置に関する。

従来、手動変速機の自動車は、トルクコンバータを用いた変速機を搭載するものに比べ燃費が優れている。しかし、発進時の発進クラッチとアクセルの連携操作が難しいものとなっている。この発進時の発進クラッチとアクセルの連携操作がうまくいかないと、発進クラッチ締結時にショックが発生したり、発進クラッチ圧が足りなければエンジン回転数が急激に上昇する、所謂吹き上がり現象が生じる。また、エンジン回転数が十分でない内に発進クラッチを急に締結しようとしたり、坂道で発進するとき等でエンジンが停止してしまう、所謂エンストを起こすことがある。

これらを解決すべく、手動変速機の機構を用いて発進クラッチとギアの切替を自動化したシステム，自動ＭＴ（自動化マニュアル・トランスミッション）が開発されている。

手動変速機の自動車はトルクコンバータを用いた変速機を搭載するものに比べ燃費がすぐれており、最近では、手動変速機の機構を用いてクラッチとギヤチェンジを自動化したシステム，自動ＭＴ（自動化マニュアル・トランスミッション）が開発されている。従来型手動変速機と同様にエンジンと変速機との間に駆動力を断・接可能な発進クラッチを１つ有する初期の自動ＭＴ（自動化マニュアル・トランスミッション）では、アップシフト，ダウンシフトといった変速段切替の際に、前記発進クラッチの解放・締結操作を伴うため、加速度変動が発生し、乗員に違和感を与えることがある。

そこで、従来の自動ＭＴ（自動化マニュアル・トランスミッション）に変速中のトルク伝達を行うために第２の摩擦式クラッチ（アシストクラッチ）を変速機の入力軸と出力軸の間に設ける自動変速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、エンジンからの駆動力伝達軸に対し、複数の入力軸を持つとともに摩擦式クラッチを有し、各軸に設けた噛合い式クラッチにより締結された変速ギア段によりトルク伝達を行う所謂ツインクラッチ自動ＭＴが近年実用化され始めている。

このような自動ＭＴの技術としては、車両の発進時に半クラッチを所定の保持時間にとどめて、強制締結することで、半クラッチの時間を短縮し、クラッチすべりによるクラッチ接続面の磨耗を防ぐものが開示されている。

特開２０００−６５１９９号公報 特開２００３−１３００９２号公報

しかし、車両発進時のエンジン回転数が低い、または入力軸回転数が低い状態で、クラッチを締結させると、エンジンの振動が変速機に伝わり、変速機の入力軸上の歯車列と出力軸上の歯車列の歯面同士が叩き合うことで生じる歯打ち音として、所謂ガラ音が発生する可能性がある。

本発明の目的は、車両発進時にクラッチが締結する回転数をガラ音が発生する回転数より高くすることで、車両発進時におけるクラッチ締結において、ガラ音の発生を抑制できる自動変速機の制御方法および制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、駆動力源と、摩擦面を押し付ける押し付け部材の位置もしくは荷重を調整することで駆動力源の出力トルクを伝達する発進クラッチと、前記発進クラッチが伝達するトルクを受けて回転する入力軸と、駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸を連結することで所定の変速段を実現する複数の連結機構と、から構成される自動変速機に用いられ、前記発進クラッチの締結を制御する発進クラッチの制御方法において、
駆動力源と入力軸回転数の回転数差が収束する前記発進クラッチの完全締結前に、車両の前後方向の勾配を検出もしくは推定し、検出もしくは推定した車両の前後方向の勾配に応じて、前記発進クラッチの押し付け部材の位置もしくは押し付け荷重を調整することを特徴とする発進クラッチの制御方法を提供する。

かかる方法により、車両発進時におけるクラッチ締結において、ガラ音の発生を抑制できるものとなる。

本発明によれば、車両発進時におけるクラッチ締結において、ガラ音の発生を抑制できる。

本発明の一実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの第１の構成を示すスケルトン図である。 本発明の一実施形態による自動車の制御装置の入出力信号を示すブロック図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置の全体の制御内容の概略を示すフローチャートである。 図３に図示のテーブル関数を示す図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置における目標クラッチトルク演算処理の内容を示すフローチャートである。 図５に図示のテーブル関数を示す図である。 図５に図示のマップ関数を示す図である。 図７に図示のマップ関数の代わりに用いることのできるマップ関数を示す図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置における発進クラッチ動作の内容を示すタイムチャートである。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置における目標クラッチトルク演算処理の内容を示すフローチャートである。 図１０に図示のテーブル関数を示す図である。 図１１に図示のマップ関数の代わりに用いることのできるマップ関数を示す図である。 図１０に図示のテーブル関数を示す図である。 本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置における発進クラッチ動作の内容を示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの構成を示すスケルトン図である。

以下、図１〜図１５を用いて、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の構成及び動作について説明する。

最初に、図１を用いて、本実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの構成について説明する。

図１は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの第１の構成を示すスケルトン図である。

図１に示す自動車システムは、自動変速機として、自動化したマニュアル・トランスミッション（自動ＭＴ）を適用している。

駆動力源であるエンジン７では、吸気管（図示しない）に設けられたスロットル１０により吸入空気量が制御され、吸入空気量に見合う燃料量が燃料噴射装置（図示しない）から噴射される。また、吸入空気量および燃料量から決定される空燃比，エンジン回転数等の信号から点火時期が決定され、点火装置（図示しない）により点火される。燃料噴射装置には、燃料が吸気ポートに噴射される吸気ポート方式あるいはシリンダ内に直接噴射される筒内噴射方式があるが、エンジンに要求される運転域（エンジントルク，エンジン回転数で決定される領域）を比較して燃費が低減でき、かつ排気性能が良い方式のエンジンを選択することが望ましい。駆動力源としては、ガソリンエンジンのみならず、ディーゼルエンジンや天然ガスエンジンでもよい。

エンジン７と入力軸４１の間には発進クラッチ８が介装され、発進クラッチ８の位置を制御することにより発進クラッチ８の押し付け力を調節することが可能であり、エンジン７から入力軸４１へ動力を伝達することができる。また、発進クラッチ８を解放することにより、エンジン７から入力軸４１への動力伝達を遮断することができる。一般に、発進クラッチ８には乾式単板方式の摩擦クラッチが用いられ、発進クラッチ８の押し付け力を調整することによりエンジン７から入力軸４１へ伝達するトルクを調節することが可能である。発進クラッチ８の発進アクチュエータ６１は、モータ（図示せず）とモータの回転運動を直線運動に変換するメカ機構から構成されており、パワートレーン制御ユニット１００によって、発進アクチュエータ６１に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、発進クラッチ８の押し付け力が制御される。また、発進クラッチ８には、湿式多板方式の摩擦クラッチや電磁クラッチ等、伝達するトルクを調節可能なクラッチならば何れも適用可能である。発進クラッチ８は、通常のマニュアル・トランスミッションを搭載した車両において一般的に用いられており、発進クラッチ８を徐々に押し付けていくことにより車両を発進させることができる。

また、パワートレーン制御ユニット１００によって、セレクトアクチュエータ６３に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、シフト／セレクト機構２４に設けられたコントロールアーム（図示しない）のストローク位置（セレクト位置）を制御し、スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３のいずれを移動するか選択している。

また、パワートレーン制御ユニット１００によって、シフトアクチュエータ６２に設けられたモータ（図示しない）の電流を制御することで、シフト／セレクト機構２４に設けられたコントロールアーム（図示しない）の回転力，回転位置を制御し、セレクトアクチュエータ６３によって選択された、スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３のいずれかを動作させる荷重またはストローク位置（シフト位置）を制御できるようになっている。

入力軸４１には、ギア１，ギア４が固定されており、出力軸４２に対して回転自在に取り付けられたギア１１，ギア１４と、それぞれ噛合している。また、ギア２，ギア３，ギア５およびギア６が、入力軸４１に対して回転自在に取り付けられており、出力軸４２に固定されたギア１２，ギア１３，ギア１５およびギア１６とそれぞれ噛合している。

入力軸４１には、入力軸回転数センサ３１が取り付けられており、入力軸回転数の検出が可能である。

出力軸４２には、出力軸回転数センサ３２が取り付けられており、出力軸回転数の検出が可能である。

次に、スリーブ，同期装置から成る同期噛合い式クラッチについて説明する。

同期噛合い式クラッチは、通常のマニュアル・トランスミッションを搭載した車両において一般的に用いられており、この同期装置によってギア切替時における回転同期が可能であり、変速操作を容易にすることができる。

まず、スリーブ２１および同期装置５１，同期装置５４から成る同期噛合い式クラッチについて説明する。

出力軸４２には、ギア１１およびギア１４と出力軸４２と直結するスリーブ２１が設けられており、ギア１１およびギア１４のトルクを出力軸４２に伝達するためには、スリーブ２１を出力軸４２の軸方向へ移動させ、ギア１１あるいはギア１４とスリーブ２１とを直結する必要がある。また、ギア１１とスリーブ２１の間には同期装置５１が設けられており、スリーブ２１を同期装置５１に押し付けることにより、ギア１１と同期装置５１との間に摩擦力が発生する。このとき、ギア１１から同期装置５１を介してスリーブ２１へのトルク伝達が行われ、スリーブ２１の回転数にギア１１の回転数が同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２１はギア１１に直結する。同様に、ギア１４とスリーブ２１の間には同期装置５４が設けられており、スリーブ２１を同期装置５４に押し付けることにより、ギア１４と同期装置５４との間に摩擦力が発生する。このとき、ギア１４から同期装置５４を介してスリーブ２１へトルク伝達が行われ、スリーブ２１の回転数にギア１４の回転数が同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２１はギア１４に直結する。

次に、スリーブ２２および同期装置５２，同期装置５５から成る同期噛合い式クラッチについて説明する。

入力軸４１には、ギア２およびギア５と入力軸４１と直結するスリーブ２２が設けられており、入力軸４１のトルクをギア２およびギア５に伝達するためには、スリーブ２２を入力軸４１の軸方向へ移動させ、ギア２あるいはギア５とスリーブ２２とを直結する必要がある。また、ギア２とスリーブ２２の間には同期装置５２が設けられており、スリーブ２２を同期装置５２に押し付けることにより、同期装置５２とギア２との間に摩擦力が発生する。このとき、スリーブ２２から同期装置５２を介してギア２へトルク伝達が行われ、スリーブ２２の回転数がギア２の回転数に同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２２はギア２に直結する。同様に、ギア５とスリーブ２２の間には同期装置５５が設けられており、スリーブ２２を同期装置５５に押し付けることにより、同期装置５２とギア５との間に摩擦力が発生する。このとき、スリーブ２２から同期装置５２を介してギア５へトルク伝達が行われ、スリーブ２２の回転数がギア５の回転数に同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２２はギア５に直結する。

次に、スリーブ２３および同期装置５３，同期装置５６から成る同期噛合い式クラッチについて説明する。

入力軸４１には、ギア３およびギア６と入力軸４１と直結するスリーブ２３が設けられており、入力軸４１のトルクをギア３およびギア６に伝達するためには、スリーブ２３を入力軸４１の軸方向へ移動させ、ギア３あるいはギア６とスリーブ２３とを直結する必要がある。また、ギア３とスリーブ２３の間には同期装置５３が設けられており、スリーブ２３を同期装置５３に押し付けることにより、同期装置５３とギア３との間に摩擦力が発生する。このとき、スリーブ２３から同期装置５３を介してギア３へのトルク伝達が行われ、スリーブ２３の回転数がギア３の回転数に同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２３はギア３に直結する。同様に、ギア６とスリーブ２３の間には同期装置５６が設けられており、スリーブ２３を同期装置５６に押し付けることにより、同期装置５６とギア６との間に摩擦力が発生する。このとき、スリーブ２３から同期装置５６を介してギア６へのトルク伝達が行われ、スリーブ２３の回転数がギア６の回転数に同期される。回転数同期が終了すると、スリーブ２３はギア６に直結する。

このように、入力軸４１の回転トルクを出力軸４２へ伝達するためには、スリーブ２１、またはスリーブ２２、またはスリーブ２３のいずれかを選択し、シフト／セレクト機構２４を動作させることによって、スリーブ２１、またはスリーブ２２、またはスリーブ２３のいずれかをギア１１、またはギア１４、またはギア２、またはギア５、またはギア３、またはギア６に直結させ、入力軸４１の回転トルクを出力軸４２へ伝達することができる。

エンジン７は、エンジン制御ユニット１０１によって制御される。

なお、本実施形態では、発進アクチュエータ６１およびセレクトアクチュエータ６２，シフトアクチュエータ６３としてモータとメカ機構を組み合せたものを使用しているが、電磁弁等を用いた油圧アクチュエータを採用しても良い。

次に、図２を用いて、本実施形態による自動車の制御装置の入出力信号について説明する。

図２は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置の入出力信号を示すブロック図である。

図２は、パワートレーン制御ユニット１００とエンジン制御ユニット１０１との入出力関係を示している。

パワートレーン制御ユニット１００は、入力部１００ｉと、出力部１００ｏと、コンピュータ１００ｃを備えたコントロールユニットとして構成される。同様に、エンジン制御ユニット１０１も、入力部１０１ｉと、出力部１０１ｏと、コンピュータ１０１ｃを備えたコントロールユニットとして構成される。パワートレーン制御ユニット１００からエンジン制御ユニット１０１に、通信手段１０３を用いてエンジントルク指令値ＴＴＥが送信され、エンジン制御ユニット１０１はエンジントルク指令値ＴＴＥを実現するように、エンジン７の吸入空気量，燃料量，点火時期等（図示しない）を制御する。また、エンジン制御ユニット１０１内には、変速機への入力トルクとなるエンジントルクの検出手段（図示しない）が備えられ、エンジン制御ユニット１０１によってエンジン７の回転数ＮＥ，エンジン７が発生したエンジントルクＴＥを検出し、通信手段１０３を用いてパワートレーン制御ユニット１００に送信する。エンジントルク検出手段には、トルクセンサを用いるか、またはインジェクタの噴射パルス幅や吸気管内の圧力とエンジン回転数等、エンジンのパラメータによる推定手段としても良い。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、入力軸回転数センサ３１，出力軸回転数センサ３２から、入力軸回転数ＮＩ，出力軸回転数ＮＯがそれぞれ入力され、アクセル開度センサ３３からアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳが入力される。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、レバー装置３４から、Ｐレンジ・Ｒレンジ・Ｎレンジ・Ｄレンジ等、シフトレバーの位置を示す信号RngPosが入力される。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、クラッチ位置センサ６１ａから発進クラッチの位置を示す発進クラッチ位置ＲＰＣＬＨが入力される。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、変速機油温センサ３５からギア１，ギア１１，ギア４，ギア１４，ギア２，ギア１２，ギア５，ギア１５，ギア３，ギア１３，ギア６，ギア１６，スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３を潤滑する油の温度を示す変速機油温OilTmpが入力される。

また、パワートレーン制御ユニット１００には、勾配センサ３６から車両前後方向の傾斜を示す勾配ＩＮＣが入力される。勾配ＩＮＣは、車両の前方より車両の後方が低いとき、すなわち上り勾配のとき、正の値となり、車両の前方より車両の後方が高いとき、すなわち下り勾配のとき、負の値となる。

パワートレーン制御ユニット１００は、アクセルペダルを踏み込んだときは運転者に発進，加速の意志があると判断し、運転者の意図を実現するように、エンジントルク指令値ＴＴＥを設定する。

また、パワートレーン制御ユニット１００は、所望の発進クラッチ位置を実現するために、発進クラッチアクチュエータ６１の発進クラッチモータ６１ｂへ印加する電圧Ｖ１_sta，Ｖ２_staを調整することで、クラッチモータ６１ｂの電流を制御し、発進クラッチ８を係合、解放する。

また、パワートレーン制御ユニット１００は、所望のセレクト位置を実現するために、セレクトアクチュエータ６３のセレクトモータ６３ｂへ印加する電圧Ｖ１_sel，Ｖ２_selを調整することで、セレクトモータ６３ｂの電流を制御し、スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３のいずれを噛合させるかを選択する。

また、パワートレーン制御ユニット１００は、所望のシフト荷重もしくはシフト位置を実現するために、シフトアクチュエータ６２のシフトモータ６２ｂへ印加する電圧Ｖ１_sft，Ｖ２_sftを調整することで、シフトモータ６２ｂの電流を制御し、スリーブ２１，スリーブ２２，スリーブ２３のいずれかの噛合・解放を行う。

なお、パワートレーン制御ユニット１００には、電流検出回路（図示しない）が設けられており、各モータの電流が目標電流に追従するよう電圧出力を変更して、各モータの回転トルクを制御している。

またここで、各アクチュエータに備えられるモータは、磁石が固定されて巻線が回転される、いわゆる直流モータによって構成されているが、巻線が固定して磁石が回転される、いわゆる永久磁石同期モータでも良く、種々のモータが適用可能である。

次に、図３〜図９を用いて、本実施形態による自動車の制御装置による具体的な制御内容について説明する。

最初に、図３を用いては、本実施形態による自動変速機の制御装置の全体の制御内容の概略について説明する。

図３は、本発明の一実施形態による自動変速機の制御装置の全体の制御内容の概略を示すフローチャートである。

図３の内容は、パワートレーン制御ユニット１００のコンピュータ１００ｃにプログラミングされ、あらかじめ定められた周期で繰り返し実行される。すなわち、以下のステップ３０１〜３０３の処理は、パワートレーン制御ユニット１００によって実行される。

ステップ３０１は発進開始か否かの判断工程である。パワートレーン制御ユニット１００は、入力されるレンジ位置信号RngPos，出力軸回転数ＮＯ，アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳから、例えば、レンジレバーがドライブレンジであり、車両が停車しアクセルペダルが踏まれたことを検知し、発進指令が発生していることを確認できる。

ステップ３０２は、目標クラッチトルク演算工程である。パワートレーン制御ユニット１００は、入力されるエンジントルクＴＥ，出力軸回転数ＮＯ，アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳ，変速機油温OilTmp，勾配ＩＮＣからガラ音を抑制しつつ車両を発進させるために必要な目標クラッチトルクＴＴＣを演算する。なお、ステップ３０２の詳細については、図５または図１０を用いて後述する。

ステップ３０３は、目標クラッチ目標位置演算工程である。この工程では、前記ステップ３０２にて演算される目標クラッチトルクＴＴＣに基づいて、図４に示す制御マップ４０１から発進クラッチ位置の目標位置ＴＰＣを演算し、発進クラッチ位置が目標クラッチ位置ＴＰＣと一致するよう図２の発進クラッチモータ６１ｂへ印加する電圧Ｖ１_sta，Ｖ２_staを調節することで発進クラッチ８の位置を制御する。

次に、図５を用いて、図３のステップ３０２（目標クラッチトルク）の詳細について説明する。

ステップ５０１は、ストール回転数基本値演算工程である。この工程では、アクセルペダル踏み込み量ＡＰＳに基づいて図６に示す制御マップ６０１からストール回転数基本値ＮＳＴＬ０を演算する。ここで、ストール回転数基本値ＮＳＴＬ０は、入力軸回転数ＮＩ以下とならないことが望ましい。

ステップ５０２は、車両の前方より車両の後方が低い、すなわち上り勾配か、車両の前方より車両の後方が高い、すなわち下り勾配かを判断する工程である。勾配ＩＮＣが正のとき、車両は上り勾配であると判断し、ステップ５０３へ進み、変速機油温OilTmpと勾配ＩＮＣに基づいて図７に示す制御マップ７０１からストール回転数補正ゲインＧＡＩＮを演算する。勾配ＩＮＣが０または負のとき、車両は下り勾配であると判断し、ステップ５０４へ進み、ストール回転数補正ゲインＧＡＩＮを所定値ＣＧＡＩＮに一定とする。

また、本実施例におけるステップ５０３では変速機油温OilTmpを用いたが、変速機油温OilTmpの代わりに油の粘度を用いて、図８に示す制御マップ８０１からストール回転数補正ゲインＧＡＩＮを演算してもよい。

ステップ５０５は、ストール回転数演算工程である。この工程では、ステップ５０１で演算したストール回転数基本値ＮＳＴＬ０とステップ５０３またはステップ５０４で演算したストール回転数補正ゲインＧＡＩＮを乗算し、ストール回転数ＮＳＴＬを演算する。ここで、ストール回転数ＮＳＴＬは入力軸回転数ＮＩ以下とならないことが望ましい。

ステップ５０６は、目標エンジン回転数演算工程である。この工程では、ステップ５０５で演算したストール回転数ＮＳＴＬを目標エンジン回転数ＴＮＥに代入する。

ステップ５０７は目標クラッチトルク演算工程である。この工程では、ステップ５０６で演算した目標エンジン回転数ＴＮＥとエンジン回転数ＮＥが一致するよう、目標エンジン回転数とエンジン回転数ＮＥの偏差やエンジントルクＴＥを用いて目標クラッチトルクＴＴＣを演算する。

また、クラッチの発熱量が予め設定した所定発熱量より大きい場合は、ステップ５０６で演算した目標エンジン回転数ＴＮＥやエンジン回転数ＮＥに依らず目標クラッチクラッチトルクＴＴＣを増加させることが望ましい。

次に図８を用いて、本発明の実施形態による発進動作について説明する。図８は、本発明の実施形態による登坂路の発進動作を示すタイムチャートである。

図９の横軸は時間を示している。また、縦軸の（Ａ）はスロットル開度ＴＶＯ、（Ｂ）は目標エンジン回転数ＴＮＥとエンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩ、（Ｃ）は勾配ＩＮＣ、（Ｄ）はエンジントルクＴＥ、（Ｅ）は目標クラッチトルクＴＴＣ、（Ｆ）はクラッチ位置ＲＰＣＬＨを示している。クラッチ位置ＲＰＣＬＨは、エンジントルクを入力軸へ伝達する締結方向を正とし、エンジントルクを入力軸へ伝達しない完全解放位置を０としている。図９では、発進中の、アクセルペダル踏み込み量は一定の状態を示しており、簡単のため、発進中のエンジントルクＴＥは一定と仮定している。

また、図９では、登坂路であるため、図９（Ｃ）に示す勾配ＩＮＣは正の値となっている。

時刻ｔ１で、図９（Ａ）に示すように、運転者の意思に基づいてアクセルペダルが踏まれスロットル開度ＴＶＯがある値で一定となっている。この時、（Ｂ）に示す目標エンジン回転数ＴＮＥは、図５のステップ５０１に示すストール回転数基本値ＮＳＴＬ０を図５のステップ５０３に示すストール回転数補正ゲインＧＡＩＮで補正した図５のステップ５０５のストール回転数ＮＳＴＬにしたがい、設定され、ある値で一定となっている。この時、（Ｄ）に示すエンジントルクＴＥが増加し、（Ｂ）に示すエンジン回転数ＮＥが増加を開始すると、目標エンジン回転数ＴＮＥとエンジン回転数ＮＥが一致するように、（Ｅ）に示す目標クラッチトルクＴＴＣが設定される。よって、目標クラッチトルクＴＴＣにしたがい、（Ｆ）に示すクラッチ位置ＲＰＣＬＨが締結方向へ動作を開始する。

時刻ｔ２で、（Ｂ）に示すエンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩが一致すると、発進クラッチが完全締結したと判定し、（Ｅ）に示す発進クラッチ目標トルクを最大値ＴＣＭＡＸまで増加させ、（Ｆ）に示すクラッチ位置ＲＰＣＬＨを完全締結位置ＣＬＨＯＮへ移動させ、発進制御は完了する。

このように、変速機油温が上昇、または、勾配が正方向に増加するにしたがい、目標エンジン回転数ＴＮＥを増加することで、ガラ音が発生する入力軸回転数でのクラッチ完全締結を防止することで、ガラ音の発生を抑制することができる。

次に図１０〜図１４を用いて、図３のステップ３０２（目標クラッチトルク）のもう一つの実施例の詳細について説明する。

ステップ１００１は、クラッチ締結回転数演算工程である。この工程では、変速機油温OilTmpと勾配ＩＮＣに基づいて図１１に示す制御マップ１１０１からクラッチ締結回転数ＮＣＬＯＮを演算する。クラッチ締結回転数ＮＣＬＯＮはクラッチ完全締結においてガラ音が発生しない回転数より大きな値を設定することが望ましい。

また、本実施例におけるステップ１００１では変速機油温OilTmpを用いたが、変速機油温OilTmpの代わりに油の粘度を用いて、図１２に示す制御マップ１２０１からクラッチ締結回転数ＮＣＬＯＮを演算してもよい。

ステップ１００２は、入力軸回転数ＮＩとステップ１００１で演算したクラッチ締結回転数ＮＣＬＯＮを比較する工程である。

入力軸回転数ＮＩがクラッチ締結回転数ＮＣＬＯＮより大きいときは、クラッチ完全締結においてガラ音が発生しないと判定し、ステップ１００３へ進む。ステップ１００３では、クラッチ締結制御を実行し、クラッチを締結するために必要な目標クラッチトルクＴＴＣを演算する。

入力軸回転数ＮＩがクラッチ締結回転数ＮＣＬＯＮ以下のときは、クラッチ完全締結においてガラ音が発生すると判定し、ステップ１００４へ進む。

ステップ１００４は、目標スリップ量演算工程である。この工程では、クラッチ完全締結前に保持する入力軸回転数ＮＩとエンジン回転数ＮＥの差回転数である目標スリップ量ＴＳＬＩＰを演算する。本実施例では、目標スリップ量ＴＳＬＩＰに所定値ＣＳＬＩＰを代入するが、図１３に示す制御マップ１３０１からアクセルペダル踏み込み量ＡＰＳ基づいて設定してもよい。

ステップ１００５は、エンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩの差と、ステップ１００４で演算した目標スリップ回転数ＴＳＬＩＰを比較する工程である。

エンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩの差が目標スリップ回転数ＴＳＬＩＰよりおおきいときは、クラッチを締結方向へ動作させるため、ステップ１００３へ進む。ステップ１００３では、クラッチ締結制御を実行し、クラッチを締結するために必要な目標クラッチトルクＴＴＣを演算する。

エンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩの差が目標スリップ回転数ＴＳＬＩＰ以下のときは、目標スリップ回転数ＴＳＬＩＰを保持するため、ステップ１００６へ進む。ステップ１００６では、クラッチスリップ制御を実行し、エンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩの差が目標スリップ回転数ＴＳＬＩＰとなるように目標クラッチトルクＴＴＣを演算する。

また、クラッチの発熱量が予め設定した所定発熱量より大きい場合や、ステップ１００６のクラッチスリップ制御を所定時間以上実行した場合は、目標クラッチクラッチトルクを増加させることが望ましい。

次に図１４を用いて、本発明の実施形態によるもう一つの実施例の発進動作について説明する。図１４は、本発明の実施形態による登坂路の発進動作を示すタイムチャートである。

図１４の横軸は時間を示している。また、縦軸の（Ａ）はスロットル開度ＴＶＯ、（Ｂ）は目標エンジン回転数ＴＮＥとエンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩ、（Ｃ）は勾配ＩＮＣ、（Ｄ）はエンジントルクＴＥ、（Ｅ）は目標クラッチトルクＴＴＣ、（Ｆ）はクラッチ位置ＲＰＣＬＨを示している。クラッチ位置ＲＰＣＬＨは、エンジントルクを入力軸へ伝達する締結方向を正とし、エンジントルクを入力軸へ伝達しない完全解放位置を０としている。図１４では、発進中の、アクセルペダル踏み込み量は一定の状態を示しており、簡単のため、発進中のエンジントルクＴＥは一定と仮定している。

また、図１４では、登坂路であるため、図９（Ｃ）に示す勾配ＩＮＣは正の値となっている。

時刻ｔ１で、図１４（Ａ）に示すように、運転者の意思に基づいてアクセルペダルが踏まれスロットル開度ＴＶＯがある値で一定となっている。この時、（Ｄ）に示すエンジントルクＴＥが増加し、（Ｂ）に示すエンジン回転数ＮＥが増加を開始すると、クラッチ締結制御により目標クラッチトルクＴＴＣが増加を開始する。よって、目標クラッチトルクＴＴＣにしたがい、（Ｆ）に示すクラッチ位置ＲＰＣＬＨが締結方向へ動作を開始する。

時刻ｔ２で、図１４（Ｂ）に示すように、エンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩの差回転数が目標スリップ回転数ＴＳＬＩＰとなると、クラッチスリップ制御によりエンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩの差回転数が目標スリップ回転数ＴＳＬＩＰを保持するため、目標クラッチトルクＴＴＣが減少を開始する。よって、目標クラッチトルクＴＴＣにしたがい、（Ｆ）に示すクラッチ位置ＲＰＣＬＨが解放方向へ動作を開始する。

時刻ｔ３で、図１４（Ｂ）に示すように、入力軸回転数ＮＩがクラッチ締結回転数ＮＣＬＯＮ以上となると、クラッチ締結制御により再び目標クラッチトルクＴＴＣが増加を開始する。よって、目標クラッチトルクＴＴＣにしたがい、（Ｆ）に示すクラッチ位置ＲＰＣＬＨが締結方向へ動作を開始する。

時刻ｔ４で、（Ｂ）に示すエンジン回転数ＮＥと入力軸回転数ＮＩが一致すると、発進クラッチが完全締結したと判定し、（Ｅ）に示す発進クラッチ目標トルクを最大値ＴＣＭＡＸまで増加させ、（Ｆ）に示すクラッチ位置ＲＰＣＬＨを完全締結位置ＣＬＨＯＮへ移動させ、発進制御は完了する。

このように、変速機油温が上昇、または、勾配が正方向に増加するにしたがい、クラッチ締結回転数ＮＣＬＯＮを増加させ、ガラ音が発生する入力軸回転数でのクラッチ完全締結を防止することで、ガラ音の発生を抑制することができる。

次に、図１５を用いて、本実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの第２の構成について説明する。

図１５は、本発明の一実施形態による自動車の制御装置によって制御される自動車システムの構成を示すスケルトン図である。なお、図１と同一符号は、同一部分を示している。

自動変速機５１は、第１クラッチ１５０８，第２クラッチ１５０９，第１入力軸１５４１，第２入力軸１５４２，出力軸１５４３，第１ドライブギア１５０１，第２ドライブギア１５０２，第３ドライブギア１５０３，第４ドライブギア１５０４，第５ドライブギア１５０５，第１ドリブンギア１５１１，第２ドリブンギア１５１２，第３ドリブンギア１５１３，第４ドリブンギア１５１４，第５ドリブンギア１５１５，第１噛合い伝達機構１５２１，第２噛合い伝達機構１５２２，第３噛合い伝達機構１５２３，入力軸回転数センサ３１，出力軸回転数センサ３２，回転センサ３３を備えている。

本構成例が、図１に図示の構成例と異なる点は、図１に図示の構成例が入力軸クラッチ８の係合によってエンジン７のトルクを変速機入力軸４１に伝達するように構成されているのに対し、本構成例がツインクラッチで構成している点である。

すなわち、第１クラッチ１５０８の係合によって、エンジン７のトルクを第１入力軸１５４１に伝達し、また第２クラッチ１５０９の係合によって、エンジン７のトルクを第２入力軸１５４２に伝達する。第２入力軸１５４２は中空になっており、第１入力軸１５４１は、第２入力軸１５４２の中空部分を貫通し、第２入力軸１５４２に対し回転方向への相対運動が可能な構成となっている。

第１クラッチ１５０８の係合、解放は、電磁弁１０５ａによって制御する油圧によって行われ、第２クラッチ１５０９の係合、解放は、電磁弁１０５ｂによって制御する油圧によって行われる。

また、第１入力軸１５４１の回転数を検出する手段として、入力軸回転数センサ３１が設けられており、第２入力軸１５４２の回転数を検出する手段として、センサ３３が設けられている。

一方、出力軸１５４３には、第１ドリブンギア１５１１，第２ドリブンギア１５１２，第３ドリブンギア１５１３，第４ドリブンギア１５１４，第５ドリブンギア１５１５が設けられている。第１ドリブンギア１５１１，第２ドリブンギア１５１２，第３ドリブンギア１５１３，第４ドリブンギア１５１４，第５ドリブンギア１５１５は出力軸１５４３に対して回転自在に設けられている。

また、出力軸１５４３の回転数を検出する手段として、出力軸回転数センサ３２が設けられている。

また、第１ドリブンギア１５１１と第３ドリブンギア１５１３の間には、第１ドリブンギア１５１１を出力軸１５４３に係合させたり、第３ドリブンギア１６１３を出力軸１５４３に係合させる、第１噛合い伝達機構１５２１が設けられている。

また、第２ドリブンギア１５１２と第４ドリブンギア１５１４の間には、第２ドライブギア１５１２を出力軸１５４３に係合させたり、第４ドリブンギア１５１４を出力軸１５４３に係合させる、第３噛合い伝達機構１５２３が設けられている。

また、第５ドリブンギア１５１５には、第５ドリブンギア１５１５を出力軸１５４３に係合させる、第２噛合い伝達機構１５２２が設けられている。

ここで、前記噛合い伝達機構１５２１，１５２２，１５２３は、摩擦伝達機構を備え、摩擦面を押し付けることによって回転数を同期させて噛合いを行う同期噛合い式を用いることが望ましい。

シフトアクチュエータ７３によって、第１噛合い伝達機構１５２１の位置を移動し、第１ドリブンギア１５１１または、第３ドリブンギア１５１３と係合させることで、第２入力軸１５４２の回転トルクを、第１噛合い伝達機構１５２１を介して出力軸１５４３へと伝達することができる。

また、シフトアクチュエータ７５によって、第３噛合い伝達機構１５２３の位置を移動し、第２ドリブンギア１５１２または、第４ドリブンギア１５１４と係合させることで、第１入力軸１５４１の回転トルクを、第３噛合い伝達機構１５２３を介して出力軸１５４３へと伝達することができる。

また、シフトアクチュエータ７４によって、第２噛合い伝達機構１５２２の位置を移動し、第５ドリブンギア１５１５と係合させることで、第２入力軸１５４２の回転トルクを、第２噛合い伝達機構１５２２を介して出力軸１５４３へと伝達することができる。

また、制御装置であるパワートレーン制御ユニット２０１によって油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ａの電流を制御することで、前記第１クラッチ１５０８内に設けられたプレッシャプレート（図示しない）を制御し、前記第１クラッチ１５０８の伝達トルクの制御を行っている。すなわち、油圧機構１０５，電磁弁１０５ａが前記第１クラッチ１５０８を作動させる作動機構として構成されている。

また、パワートレーン制御ユニット２０１によって油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｂの電流を制御することで、前記第２クラッチ１５０９内に設けられたプレッシャプレート１５０９ｃ（図示しない）を制御し、前記第２クラッチ１５０９の伝達トルクの制御を行っている。すなわち、油圧機構１０５，電磁弁１０５ｂが前記第２クラッチ１５０９を作動させる作動機構として構成されている。

また、パワートレーン制御ユニット２０１によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｃ，１０５ｄの電流を制御することで、シフトアクチュエータ７３に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第１噛合い伝達機構１５２１の荷重またはストローク位置（第一シフト位置）を制御できるようになっている。なお、シフトアクチュエータ７３には第一シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、パワートレーン制御ユニット２０１によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｅ，１０５ｆの電流を制御することで、シフトアクチュエータ７４に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第２噛合い伝達機構１５２２の荷重またはストローク位置（第二シフト位置）を制御できるようになっている。なお、シフトアクチュエータ７４には第二シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、パワートレーン制御ユニット２０１によって、油圧機構１０５に設けられた電磁弁１０５ｇ，１０５ｈの電流を制御することで、シフトアクチュエータ７５に設けられた油圧ピストン（図示しない）を介して、第３噛合い伝達機構１５２３の荷重またはストローク位置（第三シフト位置）を制御できるようになっている。なお、シフトアクチュエータ７５には第三シフト位置を計測する位置センサ（図示しない）が設けられている。

また、変速機５０には、変速機５０内部の潤滑油の温度を計測する油温センサ（図示しない）が設けられている。なお、潤滑油温センサは、クラッチの冷却流路（クラッチ冷却直前の流路）に設けることが望ましい。

また、第１クラッチ１５０８，第２クラッチ１５０９の摩擦面の温度を間接的に計測するため、第１クラッチ１５０８，第２クラッチ１５０９の周囲の潤滑油の温度を計測する油温センサ（図示しない）が設けられている。

前記パワートレーン制御ユニット２０１，エンジン制御ユニット１０１は、通信手段１０３によって相互に情報を送受信する。

なお、本実施例においては、摩擦伝達機構である第１クラッチ１５０８，第２クラッチ１５０９を湿式多板クラッチで構成しているが、乾式単板クラッチで構成しても良く、摩擦面の押し付けによって動力を伝達する種々の摩擦伝達機構に適用可能である。

図１１に示す構成においても、発進時にガラ音が発生する入力軸回転数でのクラッチ完全締結を防止することで、ガラ音の発生を抑制することができる。

１，１１ ギア（１速）
２，１２ ギア（３速）
３，１３ ギア（５速）
４，１４ ギア（２速）
５，１５ ギア（４速）
６，１６ ギア（６速）
７ エンジン
８ 発進クラッチ
１０ スロットル
２１ スリーブ（１速−２速）
２２ スリーブ（３速−４速）
２３ スリーブ（５速−６速）
２４ シフト／セレクト機構
３１ 入力軸回転数センサ
３２ 出力軸回転数センサ
４１ 入力軸
４２ 出力軸
５０ 自動変速機
１００，２０１ パワートレーン制御ユニット
１０１ エンジン制御ユニット
１０３ 通信手段

Claims (7)

1. 駆動力源と、
   摩擦面を押し付ける押し付け部材の位置もしくは荷重を調整することで駆動力源の出力トルクを伝達する発進クラッチと、前記発進クラッチが伝達するトルクを受けて回転する入力軸と、駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸を連結することで所定の変速段を実現する複数の連結機構とを備えた自動変速機に用いられ、前記発進クラッチの締結を制御する発進クラッチの制御方法において、
   駆動力源と入力軸回転数の回転数差が収束する前記発進クラッチの完全締結前に、車両の前後方向の勾配を検出もしくは推定し、検出もしくは推定した車両の前後方向の勾配に応じて、前記発進クラッチの押し付け部材の位置もしくは押し付け荷重を調整することを特徴とする発進クラッチの制御方法。
2. 請求項１において、
   前記発進クラッチの完全締結前に、車両の前後方向の勾配を検出もしくは推定し、検出もしくは推定した車両の前後方向の勾配に応じて、前記発進クラッチが完全締結する際の駆動力源の回転数を調整することを特徴とする発進クラッチの制御方法。
3. 請求項１において、
   前記完全締結前に、前記複数の連結機構を潤滑する油の温度を検出し、
   車両の前後方向の勾配と、複数の連結機構を潤滑する油の温度に応じて、前記発進クラッチの押し付け部材の位置もしくは押し付け荷重を調整することを特徴とする発進クラッチの制御方法。
4. 請求項１において、
   前記完全締結前に、前記複数の連結機構を潤滑する油の粘度を検出もしくは推定し、車両の前後方向の勾配と、複数の連結機構を潤滑する油の粘度に応じて、前記発進クラッチの押し付け部材の位置もしくは押し付け荷重を調整することを特徴とする発進クラッチの制御方法。
5. 駆動力源と、摩擦面を押し付ける押し付け部材の位置もしくは荷重を調整することで駆動力源の出力トルクを伝達する複数の発進クラッチと、前記発進クラッチがそれぞれ伝達するトルクを受けて回転する複数の入力軸と、駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸を連結する複数の連結機構とを備え、一方の発進クラッチが連結された入力軸と出力軸とを前記連結機構を介して連結し、かつ、一方の発進クラッチを締結するとともに、他方の発進クラッチを解放することにより所望の変速段を実現する自動変速機に用いられ、前記複数の発進クラッチの締結を制御する前記複数の発進クラッチの制御方法において、
   駆動力源と入力軸回転数の回転数差が収束する前記複数の発進クラッチの完全締結前に、車両の前後方向の勾配を検出もしくは推定し、検出もしくは推定した車両の前後方向の勾配に応じて、前記複数の発進クラッチの押し付け部材の位置もしくは押し付け荷重を調整することを特徴とする発進クラッチの制御方法。
6. 駆動力源と、摩擦面を押し付ける押し付け部材の位置もしくは荷重を調整することで駆動力源の出力トルクを伝達する発進クラッチと、前記発進クラッチが伝達するトルクを受けて回転する入力軸と、駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸を連結することで所定の変速段を実現する複数の連結機構と、から構成される自動変速機に用いられ、前記発進クラッチの締結を制御する制御手段を有する発進クラッチの制御装置において、
   前記制御手段は、駆動力源と入力軸回転数の回転数差が収束する前記発進クラッチの完全締結前に、車両の前後方向の勾配を検出もしくは推定し、検出もしくは推定した車両の前後方向の勾配に応じて、前記発進クラッチの押し付け部材の位置もしくは押し付け荷重を調整することを特徴とする発進クラッチの制御装置。
7. 駆動力源と、摩擦面を押し付ける押し付け部材の位置もしくは荷重を調整することで駆動力源の出力トルクを伝達する複数の発進クラッチと、前記発進クラッチがそれぞれ伝達するトルクを受けて回転する複数の入力軸と、駆動軸にトルクを出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸を連結する複数の連結機構とを備え、一方の発進クラッチが連結された入力軸と出力軸とを前記連結機構を介して連結し、かつ、一方の発進クラッチを締結するとともに、他方の発進クラッチを解放することにより所望の変速段を実現する自動変速機に用いられ、前記複数の発進クラッチの締結を制御する制御手段を有する前記複数の発進クラッチの制御方法において、
   前記制御手段は、駆動力源と入力軸回転数の回転数差が収束する前記複数の発進クラッチの完全締結前に、車両の前後方向の勾配を検出もしくは推定し、検出もしくは推定した車両の前後方向の勾配に応じて、前記複数の発進クラッチの押し付け部材の位置もしくは押し付け荷重を調整することを特徴とする発進クラッチの制御装置。

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