JP3340432B2 - クラッチ制御システム - Google Patents

クラッチ制御システム

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半自動または全自動変速装置を備える車両
におけるクラッチの制御に関する。
閉ループ制御の概念を用い、それによりクラッチの係
合度を変動させて、予め計算された基準回転速度に等し
くなる如く機関回転速度が制御されるようにした、休止
状態からテークアップする、車両クラッチを制御する装
置が、特許GB ２ 088 007、GB2 079 888およびGB
２ 074 884に記載されている。この装置によれば、
車両が平面上にあろうと坂を登りつつあろうと、運転者
の望みに応じて車両が休止状態から、静かにも強力にも
円滑に発進することを保証できる。
特許出願WO 89/10282には、歯車変換中のクラッチの
制御器を包含する制御システムが記載されており、特許
出願WO 89/03318には、絞りの突然の変化に起因する動
力伝達系統の衝撃を除する方法による、正常運転中のク
ラッチの制御器が記載されている。最適滑りトルクを付
与すべく意図されたクラッチの係合度を計算するシステ
ムがこれらの特許出願の双方に記載されているが、クラ
ッチ・フェーシングの摩擦材料の性能の固有変動性のた
め、最終効果は、やや粗雑過ぎまたは柔軟過ぎる可能性
がある。本発明の目的は、最初に述べた諸特許の閉ルー
プ制御の概念を、一般に非テークアップ歯車を以て駆動
するクラッチの制御に拡張して、歯車変換、突然の絞り
操作およびその他の外乱の作用中の乗心地の滑らかさを
向上させることにある。
他のシステムが周知されているが、この場合は機関回
転速度が被動プレート回転速度と直接に比較され、次い
でそれは、150rpmのような有限の値にこの差を設定すべ
く試みられる。ここに説明されるシステムのそのほかの
利点は、機関回転速度を、正しく選ばれた基準と比較す
ることにより差が零に近付くことであり、それは、差を
表示するパラメタの尺度構成を一層有利に選ぶことがで
き、この制御システムを更に高い精度を以て作動させ得
ることを意味する。このシステムがマイクロプロッサ内
で実施される場合には、回転速度ループ内での諸計算が
他の諸計算よりも高い頻度で反復される必要がある。誤
差が零に近く更に計算を必要としないループの設計は、
ループ内でなされるべき計算を最小化するのに役立つ。
本発明によれば、クラッチ作動装置、伝動装置および
機関を有する車両のクラッチ制御システムにして、機関
の回転速度に伴い変動し得る機関回転速度信号を生成す
る機関回転速度センサおよびクラッチの係合状態に伴い
変動し得るクラッチ位置信号を生成するクラッチ位置セ
ンサを包含する検出装置と、基準信号を生成する基準信
号生成装置と、制御装置にて、制御装置が基準信号を機
関回転速度信号と比較し且つ機関回転速度が基準信号に
接近する如くなるようにクラッチ作動装置を作動させる
第一モードおよびクラッチ作動装置が基準信号により制
御されない第二モードで作動でき且つ検出装置からの信
号に応答して両モードの間で転換すべく配置された制御
装置とを包含する制御システムが得られる。
ここで本発明の好適な実施例を、添付図面のみにつ
き、例示として説明する。
第１図は、本発明によるクラッチ制御システムの線
図、 第２図は、歯車変換中の第１図のシステム内の各種パ
ラメタの時間的変動を示すグラフ、 第３図は、トルクについての運転者の突然の要求に伴
う、第１図のシステム内の各種パラメタの時間的変動を
示すグラフ、 第４図は、機関回転速度が設定値よりも低下する場合
の、第１図のシステムの各種パラメタの時間的変動を示
すグラフである。
第１図について説明すると、歯車箱入力軸（15）を介
し、摩擦クラッチ（14）を経て結合された機関（10）お
よび歯車箱（12）が車両クラッチ・システムに含まれて
いる。燃料は、加速ペダル（19）により操作される絞り
弁（18）を包含する絞り（16）によって機関へ供給され
る。クラッチ（14）は、従動シリンダ（22）により操作
される解放フォーク（20）によって作動される。歯車箱
は、変速レバー（24）によって操作される。検出装置に
は、変換器を包含し且つ機関回転速度に比例した信号
（Ve）を生成する機関回転速度センサ（26）を備える機
関回転速度信号発生器と、絞りが開く量に比例した信号
（Vt）を生成する絞り弁位置センサ（30）と、加速ペダ
ル（19）の位置即ちトルクに対する運転者の要求と共に
変動し得る信号を生成するペダル位置センサ（39）また
はトルク必要量センサと、係合される歯車に対応する信
号（Vg）を生成する歯車位置センサ（32）と、運転者に
より変速レバー（24）に付加される力を検出し且つ歯車
を変換する意図を表示する信号（Vs）を生成する変速レ
バー（24）上のノブスイッチ（33）と、従動シリンダの
位置と共に変動する信号（Vc）を生成する作動センサ
（34）と、クラッチ（14）の被動プレート（40）のそれ
に等しい、歯車箱入力軸（15）の回転速度に比例した信
号（Vdp）を生成する被動プレート回転速度センサ（4
2）とが含まれている。車両の速度は被動プレート回転
速度および係合される歯車に依存するため、被動プレー
ト回転速度センサ（42）は事実上、車両速度センサとし
て作用する。諸センサからの諸信号は、液圧制御器（3
8）を介してクラッチ（14）の作動を制御する制御ユニ
ット（36）へ伝送される。制御ユニット（36）には、基
準信号（Vr）を発生させる基準信号発生器が包含されて
いる。その理想化された曲線を第２図に示した絞り信号
（Vt）は、運転者に操作される絞りの代表的なものであ
る。絞り信号（Vt）は、望むならば、制御ユニット（3
6）により操作される自動絞り制御器（37）の操作に利
用することができる。この絞り制御器（37）は制御ユニ
ット（36）により操作され、従ってそれは、加速ペダル
（19）とは関わりなくスロットルを開放または閉鎖する
ことができる。
第２図について説明すると、車両が例えば第２速歯車
で加速しながら走行している間、制御システムは、クラ
ッチの動きを全く必要としない正常もしくは走行モード
である。運転者は時点ｔ＝０においてノブスイッチ（3
3）を動かし、彼が第３歯車に変換すべく意図している
ことを表示する。次いで制御システムが自動モードに転
換する。絞りの制御が運転者から取り上げられ、絞りは
絞り制御器（37）により、２段階で閉鎖される。クラッ
チは、２段階の絞り閉鎖の間に、液圧制御器（38）によ
り脱離される。また絞りが閉鎖されると、機関回転速度
も徐々に平準化する。時点（t1）においては、第２歯車
が脱離される。その後、シンクロメッシュにより被動プ
レート回転速度が急速に低減され、機関回転速度が徐徐
に低減する。時点（t2）においては、第３歯車が係合さ
れ、クラッチ係合が開始される。クラッチは設定された
速度制御で係合され、それが（t3）において最小限の係
合限度即ちキス・ポイントに到達する。次いで制御シス
テムが基準モードに転換し、基準信号（Vr）は、機関回
転速度信号（Ve）に等しい初期値に設定される。次いで
基準信号（Vr）は予定された全体形状の曲線に追従して
当初のクラッチ係合中に下降し、次いでクラッチ係合が
完了すると共に、上昇する。機関回転速度は、後段で説
明する如く、基準回転速度に追従する。（Vr）曲線の的
確な形状は、運転者が迅速に加速することを欲した場合
にクラッチが迅速に係合するよう、いかに加速ペダル
（19）が押し下げられるかに依存する。第３歯車の係合
に少し遅れてから、絞り弁（18）は、加速ペダル（19）
の位置に対応するその位置で（t4）まで、定常速度で開
放される。次いで絞りの制御が運転者へ戻される。機関
回転速度および被動プレート回転速度が等しい時点（t
5）においては制御ループが放棄され、クラッチは、（t
6）までの充分な係合のため、一定した緩徐な速度で係
合される。次いで制御システムは、正常もしくは走行モ
ードに転換し、クラッチ制御が再び必要であることを表
示する別の信号を待つ。
基準モードにおいては、機関回転速度信号（Ve）を基
準信号（Vr）に等しく保つため、制御ユニット（36）に
よりクラッチ係合が調整される。これは閉ループ作業に
よってなされ、その場合機関回転速度信号（Ve）が基準
信号（Vr）と比較され、且つ誤差信号（Ｅ）が生成され
るが、それは正または負の何れであっても良い。次いで
クラッチは、誤差信号が零になるようにするため、係合
または脱離される。その作業は継続的に反復される。こ
の場合、機関が被動プレートを駆動しているため、（V
e）が（Vr）より大、即ち（Ｅ）が負であれば、クラッ
チがわずかに係合されて機関が減速される。（Vr）が
（Ve）より大であれば、クラッチが脱離されて機関が増
速することを可能にさせる。
歯数比の上向き変換のための上記作業は、原則とし
て、歯数比の下向き変換のためにも利用できる。
第３図について説明すると、この場合、時点ｔ＝０に
おいて絞り信号（Vt）が設定値（Vn）よりも下方に降下
した場合、クラッチは部分的に脱離し、（Vc）は、その
トルク伝達能力が低減されるように減少する。絞り信号
は依然として低くまたは徐々に増大しているが、クラッ
チの滑りは全く発生していない。しかしながら、もし、
（t1）において加速ペダルが突然に押し下げられた場
合、設定量より以上に絞り信号を増大させることによ
り、制御システムが基準モードに転換し、基準信号（V
r）が、被動プレート信号（Vdp）よりも大きい初期値に
設定される。これにより、クラッチが脱離されて（Vc）
が低減され且つクラッチの滑りが可能となり、従って機
関は基準値に向かって増速することができる。上記の滑
りにより、突然の絞りの開きが動力伝達系統内にトルク
・サージを生成することが防止される。次いで基準信号
（Vr）が、短期間、一般に400ms、後に被動プレート回
転速度に戻る、予め計算された曲線に追従する如く設定
される。これによりクラッチは、上記期間中に、ほとん
ど完全な係合に復帰される。（t3）において機関回転速
度と被動プレート回転速度とがほとんど等しければ、ク
ラッチは、（t4）での完全係合まで定常的な速度で係合
される。クラッチが当初に部分的に係合される条件に
は、第１または第２歯車のような低速歯車が係合される
という要件が包含されることもある。
第４図に示す如き本発明のそのほかの用途において
は、可能な最大のエンジンブレーキを維持しながら、機
関が最大安全回転速度を超えて回転することを防止する
ために制御システムが用いられている。時点（t0）およ
び（t1）間では、車両がクラッチを完全に係合させて加
速するため、機関回転速度と被動プレート回転速度とが
同一である。第４図では、明確化のため（Ve）と（Vd
p）とが分離されているが、実際上それらは同等であ
る。図4bは、時点（t2）において、被動プレート速度
が、最大安全機関速度に相当する設定値に達する状況が
示されている。これは、例えば、下り坂の傾斜路上で車
両ブレーキが機能停止し、制動のため低速歯車が係合さ
れている場合に生じ得る。従って制御ユニットは、基準
信号を（Vem）に等しく設定して基準モードに転換す
る。この場合、基準モードにおいては、被動プレートが
機関を駆動するので、（Ve）が（Vem）よりも大であれ
ばクラッチがわずかに脱離して機関回転速度を低減さ
せ、（Ve）が（Vem）未満であればクラッチがわずかに
係合してそれ以上の制動を生起する。時点（t2）におい
て、被動プレート回転速度が（Vem）未満に低下した場
合には、クラッチは完全に係合し、制御信号は基準モー
ドから転換する。（Vdp）が基準（Vem）より大である期
間中は、被動プレート回転速度が機関回転速度をはるか
に超えているため、機関にクラッチを係合すべきではな
い、という事実を運転者に警告すべく警告装置を作動さ
せることができる。これは、運転者が高い路上速度で偶
発的に第１歯車を係合させると生起される可能性があ
る。
制御ユニットはまた、第５図に示す如き動力伝達系統
の振動を減少させるためにも用いることができる。機関
が遅く回転すると、例えばシリンダの点火により生ずる
機関回転速度の不整が顕著になる。この不整が歯車箱へ
伝達されることを防止するために機関回転速度信号（V
e）が監視され、それが（t1）において設定値未満に降
下した場合には制御ユニットが基準モードに転換し、基
準信号が、（Vdp）の上方の予定された量に留まるべく
設定される。これにより、クラッチは継続的なわずかな
滑りの状態に保たれ、機関回転速度の不整は被動プレー
トおよび歯車箱へ全く伝達されず、または部分的にしか
伝達されない。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャービス，ロジャー，ポーター イギリス国シーブイ32 ７ディージー ウオリックシャー，レーミントン スパ ー，ライム アベニュー 87 合議体 審判長 村本 佳史 審判官 常盤 務 審判官 前田 幸雄 (56)参考文献 特開 昭61−220942（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−106751（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−147525（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 25/14 640

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】クラッチ作動装置、伝動装置および機関を
    有する車両のクラッチ制御システムにして、 機関の回転速度に伴い変動し得る機関回転速度信号を生
    成する機関回転速度センサ、クラッチの係合状態に伴い
    変動し得るクラッチ位置信号を生成するクラッチ位置セ
    ンサおよび、伝動装置の歯数比の変化を表示する信号を
    生成する歯車位置検出装置を包含する検出装置と、 基準信号を生成する基準信号生成装置と、 歯車変換に先立ってクラッチを脱離させ且つ歯車変換の
    検出に基づきクラッチを再係合させる如く配置された制
    御手段とを包含しており、 該制御装置が、制御装置が基準信号を機関回転速度信号
    と比較し且つ機関回転速度が基準信号に接近する如くな
    るようにクラッチ作動信号を作動させる第一モードおよ
    びクラッチ作動装置が基準信号により制御されない第二
    モードで作動でき且つ検出装置からの信号に応答して両
    モードの間で転換すべく配置されているクラッチ制御シ
    ステム。
  2. 【請求項２】請求の範囲第１項に記載のシステムにおい
    て、検出装置からの信号に応答して、第二モードから第
    一モードへ転換する如く制御装置が配置されているシス
    テム。
  3. 【請求項３】請求の範囲第２項に記載のクラッチ制御シ
    ステムにおいて、制御装置が第一モードへ転換する際、
    機関回転速度に応じ、基準信号が初期値に設定されるク
    ラッチ制御システム。
  4. 【請求項４】請求の範囲第３項に記載のクラッチ制御シ
    ステムにおいて、基準信号の初期値が、機関回転速度に
    依存するクラッチ制御システム。
  5. 【請求項５】請求の範囲第２項から第４項の何れか一つ
    の項に記載のクラッチ制御システムにおいて、基準信号
    が、機関回転速度に伴い適時に変動するクラッチ制御シ
    ステム。
  6. 【請求項６】請求の範囲第１項から第４項の何れか一つ
    の項に記載のクラッチ制御システムにおいて、基準信号
    が予定されたパターンに従い適時に変動するクラッチ制
    御システム。
  7. 【請求項７】請求の範囲第１項から第６項のいずれか一
    つの項に記載のクラッチ制御システムにおいて、制御装
    置が、予定された速度でクラッチを脱離させるクラッチ
    制御システム。
  8. 【請求項８】請求の範囲第７項に記載のクラッチ制御シ
    ステムにおいて、クラッチがその最小係合限界へ再係合
    される際に制御装置が第一モードに転換するクラッチ制
    御システム。
  9. 【請求項９】請求の範囲第１項から第６項の何れか一つ
    の項に記載のクラッチ制御システムにして、トルクに対
    する要求に伴って変動し得る信号を生成するトルク必要
    量センサを含み、前記トルクに対する要求に伴って変動
    し得る信号が突然増大した際に第一モードへ転換すべく
    制御装置が配置されているクラッチ制御システム。
  10. 【請求項１０】請求の範囲第９項に記載のクラッチ制御
    システムにおいて、基準信号の初期値が、機関回転速度
    信号よりも大きい、予定された量であるクラッチ制御シ
    ステム。
  11. 【請求項１１】請求の範囲第１項から第６項の何れか一
    つの項に記載のクラッチ制御システムにおいて、機関速
    度が設定最大値を超えていることを制御装置が検出した
    場合に該制御装置が第１モードへ転換し、基準信号が、
    最大許容機関回転速度を表示するクラッチ制御システ
    ム。
  12. 【請求項１２】請求の範囲第１項から第６項の何れか一
    つの項に記載のクラッチ制御システムにおいて、機関回
    転速度信号が予定された値未満にまで低下した場合、制
    御ユニットが第１モードに転換するクラッチ制御システ
    ム。
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