JP2978605B2 - 変速機のクラッチトルク検出装置 - Google Patents
変速機のクラッチトルク検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、油圧を用いてクラッチ
を切換えることにより変速操作を行う変速機のクラッチ
トルク検出装置に関する。
を切換えることにより変速操作を行う変速機のクラッチ
トルク検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】建設機械、産業車両等に搭載され、遊星
歯車式あるいは多軸多板クラッチ式など、油圧を用いて
クラッチを切換えることによって前後進の切換えや速度
段の切換えを行う変速機において、クラッチ発熱量の最
適制御方法の開発や変速ショック軽減対策のため、クラ
ッチトルクの検出が必要な場合には、下記の方法が用い
られている。 （１）歪ゲージによってクラッチトルクを実測する方
法。 （２）非接触式トルクセンサを用いてクラッチトルクを
実測する方法。 （３）クラッチ油圧ＰC を検出し、下記算式によってク
ラッチトルクを演算する方法。 ＴC ＝ａ×μ×
ＰC ただし、ＴC ：クラッチトルク、ａ：定数、μ：クラッ
チディスクの摩擦係数
歯車式あるいは多軸多板クラッチ式など、油圧を用いて
クラッチを切換えることによって前後進の切換えや速度
段の切換えを行う変速機において、クラッチ発熱量の最
適制御方法の開発や変速ショック軽減対策のため、クラ
ッチトルクの検出が必要な場合には、下記の方法が用い
られている。 （１）歪ゲージによってクラッチトルクを実測する方
法。 （２）非接触式トルクセンサを用いてクラッチトルクを
実測する方法。 （３）クラッチ油圧ＰC を検出し、下記算式によってク
ラッチトルクを演算する方法。 ＴC ＝ａ×μ×
ＰC ただし、ＴC ：クラッチトルク、ａ：定数、μ：クラッ
チディスクの摩擦係数
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記方法にはそれぞれ
下記の問題点があるため、量産車両に装着して実用化す
るのは困難である。 （１）歪ゲージは耐久性が低く、テスト用にしか適用で
きない。 （２）非接触式（磁歪式）トルクセンサは信頼性が低
く、またセンサの価格が高い。 （３）クラッチ油圧によってクラッチトルクを演算する
方法は、クラッチデイスクの摩擦係数や油温のばらつき
等により検出精度が低い。また、油圧センサを追設する
必要があるため、コストアップになる。
下記の問題点があるため、量産車両に装着して実用化す
るのは困難である。 （１）歪ゲージは耐久性が低く、テスト用にしか適用で
きない。 （２）非接触式（磁歪式）トルクセンサは信頼性が低
く、またセンサの価格が高い。 （３）クラッチ油圧によってクラッチトルクを演算する
方法は、クラッチデイスクの摩擦係数や油温のばらつき
等により検出精度が低い。また、油圧センサを追設する
必要があるため、コストアップになる。
【０００４】本発明は上記従来の問題点に着目し、検出
精度および信頼性、耐久性に優れ、かつコストアップに
ならない変速機のクラッチトルク検出装置を提供するこ
とを目的とする。
精度および信頼性、耐久性に優れ、かつコストアップに
ならない変速機のクラッチトルク検出装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る変速機のクラッチトルク検出装置は、油
圧を用いてクラッチを切換えることにより変速操作を行
う変速機において、アクセル開度α、エンジン回転速度
ωE、トルクコンバータ出力回転速度ω1 をそれぞれ検
出する各手段と、前記検出手段によって検出したアクセ
ル開度α、エンジン回転速度ωE をアクセル開度別エン
ジントルクカーブパネルに当てはめて、エンジン出力ト
ルクＴEを求め、このＴE をトルクコンバータのロック
アップレンジにおけるトルクコンバータ出力トルクＴ1
とする手段と、前記検出手段によって検出したエンジン
回転速度ωE、 トルクコンバータ出力回転速度ω1に基
づいてトルクコンバータ速度比ｅを演算する手段と、前
記速度比ｅを用いてトルクコンバータ性能カーブパネル
からトルクコンバータ入力軸トルク係数ｔp およびトル
ク比ｔを求める手段と、前記ωE，ｔp，ｔを用いてトル
クコンバータレンジにおけるトルクコンバータ出力トル
クＴ1 を算出する演算手段と、トルクコンバータ出力回
転速度ω1 を用いてトルクコンバータ出力回転速度変化
率ｄω1／ｄｔ を算出する微分演算処理手段と、ロック
アップレンジ時、トルクコンバータレンジ時のそれぞれ
に対応するトルクコンバータ出力トルクＴ1 を選択する
手段と、選択したトルクコンバータ出力トルクＴ1、 前
記トルクコンバータ出力回転速度変化率 ｄω1／ｄｔ、
および変速機のクラッチ入力側減速比ρ1、 変速機入力
部回転慣性モーメントＩ1 を用いてクラッチトルクＴC
を算出する演算手段とを備える構成とした。
に本発明に係る変速機のクラッチトルク検出装置は、油
圧を用いてクラッチを切換えることにより変速操作を行
う変速機において、アクセル開度α、エンジン回転速度
ωE、トルクコンバータ出力回転速度ω1 をそれぞれ検
出する各手段と、前記検出手段によって検出したアクセ
ル開度α、エンジン回転速度ωE をアクセル開度別エン
ジントルクカーブパネルに当てはめて、エンジン出力ト
ルクＴEを求め、このＴE をトルクコンバータのロック
アップレンジにおけるトルクコンバータ出力トルクＴ1
とする手段と、前記検出手段によって検出したエンジン
回転速度ωE、 トルクコンバータ出力回転速度ω1に基
づいてトルクコンバータ速度比ｅを演算する手段と、前
記速度比ｅを用いてトルクコンバータ性能カーブパネル
からトルクコンバータ入力軸トルク係数ｔp およびトル
ク比ｔを求める手段と、前記ωE，ｔp，ｔを用いてトル
クコンバータレンジにおけるトルクコンバータ出力トル
クＴ1 を算出する演算手段と、トルクコンバータ出力回
転速度ω1 を用いてトルクコンバータ出力回転速度変化
率ｄω1／ｄｔ を算出する微分演算処理手段と、ロック
アップレンジ時、トルクコンバータレンジ時のそれぞれ
に対応するトルクコンバータ出力トルクＴ1 を選択する
手段と、選択したトルクコンバータ出力トルクＴ1、 前
記トルクコンバータ出力回転速度変化率 ｄω1／ｄｔ、
および変速機のクラッチ入力側減速比ρ1、 変速機入力
部回転慣性モーメントＩ1 を用いてクラッチトルクＴC
を算出する演算手段とを備える構成とした。
【０００６】
【作用】図３はパワートレインモデルの一例を示す模型
図である。エンジン１の出力トルクはトルクコンバータ
４を経て変速機５に入り、変速機５の出力トルクは終減
速装置に伝えられる。いま、エンジン１の出力軸回転速
度をωE 、トルクコンバータ４の出力軸回転速度をω
1、出力トルクをＴ1、変速機５内の一つのクラッチ５ｂ
のトルクをＴC 、前記クラッチ５ｂ前後の減速比をそれ
ぞれρ1 、ρ2 、変速機５の出力軸回転速度をω2 、出
力トルクをＴ2 、入力部回転慣性モーメントをＩ1 、出
力部回転慣性モーメントをＩ2 、トルクコンバータ４の
出力回転速度の変化率すなわち変速機５の入力回転速度
の変化率を ｄω1／ｄｔとすると、クラッチトルクＴC
は次の算式で表すことができる。 ＴC ＝ρ1（Ｔ1 −Ｉ1×ｄω1／ｄｔ） 上記算式において、ρ1 とＩ1 とは一定であるから、Ｔ
1 およびｄω1／ｄｔが得られればクラッチトルクＴC
を求めることができる。トルクコンバータ出力トルクＴ
1 は、トルクコンバータレンジ時にはトルクコンバータ
速度比からトルクコンバータ性能曲線に基づいて求める
ことができ、ロックアップクラッチ作動時（ロックアッ
プレンジ時）にはＴ1＝ＴE（ＴEはエンジン出力トル
ク）となるため、アクセル開度α、エンジン回転速度ω
E からエンジントルクカーブに基づいて求めることがで
きる。また、変速機入力回転速度の変化率ｄω1／ｄｔ
は、トルクコンバータ出力回転速度ω1 を微分処理する
ことにより算出可能である。
図である。エンジン１の出力トルクはトルクコンバータ
４を経て変速機５に入り、変速機５の出力トルクは終減
速装置に伝えられる。いま、エンジン１の出力軸回転速
度をωE 、トルクコンバータ４の出力軸回転速度をω
1、出力トルクをＴ1、変速機５内の一つのクラッチ５ｂ
のトルクをＴC 、前記クラッチ５ｂ前後の減速比をそれ
ぞれρ1 、ρ2 、変速機５の出力軸回転速度をω2 、出
力トルクをＴ2 、入力部回転慣性モーメントをＩ1 、出
力部回転慣性モーメントをＩ2 、トルクコンバータ４の
出力回転速度の変化率すなわち変速機５の入力回転速度
の変化率を ｄω1／ｄｔとすると、クラッチトルクＴC
は次の算式で表すことができる。 ＴC ＝ρ1（Ｔ1 −Ｉ1×ｄω1／ｄｔ） 上記算式において、ρ1 とＩ1 とは一定であるから、Ｔ
1 およびｄω1／ｄｔが得られればクラッチトルクＴC
を求めることができる。トルクコンバータ出力トルクＴ
1 は、トルクコンバータレンジ時にはトルクコンバータ
速度比からトルクコンバータ性能曲線に基づいて求める
ことができ、ロックアップクラッチ作動時（ロックアッ
プレンジ時）にはＴ1＝ＴE（ＴEはエンジン出力トル
ク）となるため、アクセル開度α、エンジン回転速度ω
E からエンジントルクカーブに基づいて求めることがで
きる。また、変速機入力回転速度の変化率ｄω1／ｄｔ
は、トルクコンバータ出力回転速度ω1 を微分処理する
ことにより算出可能である。
【０００７】本発明は、アクセル開度センサ、エンジン
回転数センサ、トルクコンバータ出力回転数センサの各
検出信号を、コントローラ内のアクセル開度別エンジン
トルクカーブパネルとトルクコンバータ性能カーブパネ
ルとに入力し、演算処理によってトルクコンバータ出力
トルクＴ1 と変速機入力回転速度変化率 ｄω1／ｄｔと
を算出することにしたので、これらの算出値を用いるこ
とによりクラッチトルクＴC を容易に算出することがで
きる。
回転数センサ、トルクコンバータ出力回転数センサの各
検出信号を、コントローラ内のアクセル開度別エンジン
トルクカーブパネルとトルクコンバータ性能カーブパネ
ルとに入力し、演算処理によってトルクコンバータ出力
トルクＴ1 と変速機入力回転速度変化率 ｄω1／ｄｔと
を算出することにしたので、これらの算出値を用いるこ
とによりクラッチトルクＴC を容易に算出することがで
きる。
【０００８】
【実施例】以下に本発明に係る変速機のクラッチトルク
検出装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は、エンジンから遊星歯車式変速機までの動力伝達
経路に装着する各センサの配置説明図である。エンジン
１の燃料噴射ポンプにアクセル開度センサ２、エンジン
１の出力軸１ａにエンジン回転数センサ３がそれぞれ装
着され、トルクコンバータ４の出力軸または遊星歯車式
変速機（以下変速機という）５の入力軸にトルクコンバ
ータ出力回転数センサ６が装着されている。これらの各
センサの出力配線はコントローラ７に接続され、トルク
コンバータ４のロックアップクラッチ制御弁４ａと変速
機５のクラッチ圧制御弁５ａには、それぞれコントロー
ラ７の制御指令を伝達する出力配線が接続されている。
なお、変速機のクラッチ断続によるトルク切れや変速シ
ョックを防止する目的で、クラッチ圧電子制御機構を備
えた変速機においては、検出手段の一つとして上記の各
センサが既設されている。
検出装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図１は、エンジンから遊星歯車式変速機までの動力伝達
経路に装着する各センサの配置説明図である。エンジン
１の燃料噴射ポンプにアクセル開度センサ２、エンジン
１の出力軸１ａにエンジン回転数センサ３がそれぞれ装
着され、トルクコンバータ４の出力軸または遊星歯車式
変速機（以下変速機という）５の入力軸にトルクコンバ
ータ出力回転数センサ６が装着されている。これらの各
センサの出力配線はコントローラ７に接続され、トルク
コンバータ４のロックアップクラッチ制御弁４ａと変速
機５のクラッチ圧制御弁５ａには、それぞれコントロー
ラ７の制御指令を伝達する出力配線が接続されている。
なお、変速機のクラッチ断続によるトルク切れや変速シ
ョックを防止する目的で、クラッチ圧電子制御機構を備
えた変速機においては、検出手段の一つとして上記の各
センサが既設されている。
【０００９】図２は本実施例によるクラッチトルク検出
機構のブロック図である。同図において、アクセル開度
センサ２、エンジン回転数センサ３の各検出信号は、コ
ントローラ７内のエンジントルク検出手段１１に入力さ
れる。エンジントルク検出手段１１はアクセル開度別エ
ンジントルクカーブから該当するアクセル開度αと、エ
ンジン出力軸回転速度ωE とに基づいてエンジン出力ト
ルクＴE を検出し、これをトルクコンバータ出力トルク
演算手段１２に入力する。前記演算手段１２は演算式Ｔ
1 ＝ＴE に基づいてトルクコンバータ出力トルクＴ1 を
算出する。
機構のブロック図である。同図において、アクセル開度
センサ２、エンジン回転数センサ３の各検出信号は、コ
ントローラ７内のエンジントルク検出手段１１に入力さ
れる。エンジントルク検出手段１１はアクセル開度別エ
ンジントルクカーブから該当するアクセル開度αと、エ
ンジン出力軸回転速度ωE とに基づいてエンジン出力ト
ルクＴE を検出し、これをトルクコンバータ出力トルク
演算手段１２に入力する。前記演算手段１２は演算式Ｔ
1 ＝ＴE に基づいてトルクコンバータ出力トルクＴ1 を
算出する。
【００１０】また、エンジン回転数センサ３およびトル
クコンバータ出力回転数センサ６の各検出信号は、コン
トローラ７内のトルクコンバータ速度比演算手段１３に
入力され、演算式ｅ＝ω1 ／ωE によってトルクコンバ
ータ速度比ｅが算出される。前記速度比ｅは、入力軸ト
ルク係数・トルク比検出手段１４に入力される。入力軸
トルク係数・トルク比検出手段１４では、トルクコンバ
ータ性能カーブから該当する速度比ｅに基づいて入力軸
トルク係数ｔpとトルク比ｔとを検出し、トルクコンバ
ータ出力トルク演算手段１５に入力する。前記演算手段
１５は下記演算式からトルクコンバータ出力トルクＴ1
を算出する。 Ｔ1 ＝ｔp×ωE2×ｔ
クコンバータ出力回転数センサ６の各検出信号は、コン
トローラ７内のトルクコンバータ速度比演算手段１３に
入力され、演算式ｅ＝ω1 ／ωE によってトルクコンバ
ータ速度比ｅが算出される。前記速度比ｅは、入力軸ト
ルク係数・トルク比検出手段１４に入力される。入力軸
トルク係数・トルク比検出手段１４では、トルクコンバ
ータ性能カーブから該当する速度比ｅに基づいて入力軸
トルク係数ｔpとトルク比ｔとを検出し、トルクコンバ
ータ出力トルク演算手段１５に入力する。前記演算手段
１５は下記演算式からトルクコンバータ出力トルクＴ1
を算出する。 Ｔ1 ＝ｔp×ωE2×ｔ
【００１１】トルクコンバータ出力回転数センサ６の検
出信号は、変速機入力回転変化率演算手段１６にも入力
され、演算式 ｄω1i／ｄｔ＝（ω1i−ω1i-1）／△ｔ
によって回転変化率ｄω1i／ｄｔが算出される。ただし
△ｔはω1 検出のサンプリングタイムである。
出信号は、変速機入力回転変化率演算手段１６にも入力
され、演算式 ｄω1i／ｄｔ＝（ω1i−ω1i-1）／△ｔ
によって回転変化率ｄω1i／ｄｔが算出される。ただし
△ｔはω1 検出のサンプリングタイムである。
【００１２】上記手順によって算出された各値に対し
て、そのときのトルクコンバータの稼動状態がロックア
ップレンジであれば、選択手段１７により、トルクコン
バータ出力トルク演算手段１２の算出値が選択される。
また、そのときのトルクコンバータの稼動状態がトルク
コンバータレンジであれば、選択手段１７により、トル
クコンバータ出力トルク演算手段１５の算出値が選択さ
れる。選択されたトルクコンバータ出力トルクＴ1 と、
変速機入力回転変化率 ｄω1／ｄｔとがクラッチトルク
演算手段１８に入力されると、クラッチトルク演算手段
１８は下記演算式により変速機のクラッチトルクＴC を
算出する。 ＴC ＝ρ1（Ｔ1−Ｉ1×ｄω1／ｄｔ）
て、そのときのトルクコンバータの稼動状態がロックア
ップレンジであれば、選択手段１７により、トルクコン
バータ出力トルク演算手段１２の算出値が選択される。
また、そのときのトルクコンバータの稼動状態がトルク
コンバータレンジであれば、選択手段１７により、トル
クコンバータ出力トルク演算手段１５の算出値が選択さ
れる。選択されたトルクコンバータ出力トルクＴ1 と、
変速機入力回転変化率 ｄω1／ｄｔとがクラッチトルク
演算手段１８に入力されると、クラッチトルク演算手段
１８は下記演算式により変速機のクラッチトルクＴC を
算出する。 ＴC ＝ρ1（Ｔ1−Ｉ1×ｄω1／ｄｔ）
【００１３】算出されたクラッチトルクＴC の値は、ク
ラッチトルク判定手段１９に入力され、必要に応じて変
速機のクラッチ圧制御弁５ａまたはトルクコンバータの
ロックアップクラッチ制御弁４ａに指令信号が出力され
る。
ラッチトルク判定手段１９に入力され、必要に応じて変
速機のクラッチ圧制御弁５ａまたはトルクコンバータの
ロックアップクラッチ制御弁４ａに指令信号が出力され
る。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
ラッチ圧電子制御機構を備えた変速機に従来から装着さ
れていて、検出精度、信頼性、耐久性が保証されている
アクセル開度センサと回転数センサとを利用して変速機
のクラッチトルクを算出する方式としたので、量産車両
に対しても問題なく適用することができる。また、油圧
センサ、トルクセンサ等新規検出手段を追設する必要が
ないので、コストアップにつながることはない。
ラッチ圧電子制御機構を備えた変速機に従来から装着さ
れていて、検出精度、信頼性、耐久性が保証されている
アクセル開度センサと回転数センサとを利用して変速機
のクラッチトルクを算出する方式としたので、量産車両
に対しても問題なく適用することができる。また、油圧
センサ、トルクセンサ等新規検出手段を追設する必要が
ないので、コストアップにつながることはない。
【図１】変速機のクラッチトルク検出に必要な各センサ
の配置説明図である。
の配置説明図である。
【図２】変速機のクラッチトルク検出機構のブロック図
である。
である。
【図３】パワートレインモデルの一例を示す模型図であ
る。
る。
２ アクセル開度センサ ３ エンジン回転数センサ ５ 遊星歯車式変速機 ６ トルクコンバータ出力回転数センサ １１ エンジン出力トルク検出手段 １２，１５ トルクコンバータ出力トルク検出手段 １３ トルクコンバータ速度比演算手段 １４ トルクコンバータ入力軸トルク係数、トルク比検
出手段 １６ 変速機入力回転速度変化率演算手段 １７ 選択手段 １８ クラッチトルク演算手段
出手段 １６ 変速機入力回転速度変化率演算手段 １７ 選択手段 １８ クラッチトルク演算手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48
Claims (1)
- 【請求項１】 油圧を用いてクラッチを切換えることに
より変速操作を行う変速機において、アクセル開度α、
エンジン回転速度ωE、 トルクコンバータ出力回転速度
ω1 をそれぞれ検出する各手段と、 前記検出手段によって検出したアクセル開度α、エンジ
ン回転速度ωE をアクセル開度別エンジントルクカーブ
パネルに当てはめて、エンジン出力トルクＴEを求め、
このＴE をトルクコンバータのロックアップレンジにお
けるトルクコンバータ出力トルクＴ1 とする手段と、 前記検出手段によって検出したエンジン回転速度ωE、
トルクコンバータ出力回転速度ω1 に基づいてトルクコ
ンバータ速度比ｅを演算する手段と、 前記速度比ｅを用いてトルクコンバータ性能カーブパネ
ルからトルクコンバータ入力軸トルク係数ｔp およびト
ルク比ｔを求める手段と、 前記ωE，ｔp，ｔを用いてトルクコンバータレンジにお
けるトルクコンバータ出力トルクＴ1 を算出する演算手
段と、 トルクコンバータ出力回転速度ω1 を用いてトルクコン
バータ出力回転速度変化率ｄω1／ｄｔ を算出する微分
演算処理手段と、 ロックアップレンジ時、トルクコンバータレンジ時のそ
れぞれに対応するトルクコンバータ出力トルクＴ1 を選
択する手段と、 選択したトルクコンバータ出力トルクＴ1、 前記トルク
コンバータ出力回転速度変化率 ｄω1／ｄｔ、および変
速機のクラッチ入力側減速比ρ1、 変速機入力部回転慣
性モーメントＩ1 を用いてクラッチトルクＴC を算出す
る演算手段とを備えたことを特徴とする変速機のクラッ
チトルク検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22491591A JP2978605B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 変速機のクラッチトルク検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22491591A JP2978605B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 変速機のクラッチトルク検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544822A JPH0544822A (ja) | 1993-02-23 |
| JP2978605B2 true JP2978605B2 (ja) | 1999-11-15 |
Family
ID=16821160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22491591A Expired - Lifetime JP2978605B2 (ja) | 1991-08-09 | 1991-08-09 | 変速機のクラッチトルク検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2978605B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10029670B2 (en) * | 2016-11-08 | 2018-07-24 | Ford Global Technologies, Llc | System and method to prevent driveline float in lash region |
| CN112304602B (zh) * | 2020-11-16 | 2022-06-07 | 芜湖大捷离合器有限公司 | 汽车离合器从动盘总成扭转耐久测试方法 |
| CN113567118B (zh) * | 2021-06-16 | 2023-04-11 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种湿式离合器滑摩传动性能检测方法 |
| CN116773185B (zh) * | 2023-08-17 | 2023-12-05 | 盛瑞传动股份有限公司 | 液力变矩器耐久实验方法、装置、设备及可读存储介质 |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP22491591A patent/JP2978605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0544822A (ja) | 1993-02-23 |
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