JP4090213B2 - 機械式変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車速検出手段、アクセル開度検出手段、およびギア位置検出手段の各検出信号に基づいて車速に対応した最適ギア段を選択して変速制御を行うクラッチを有する機械式変速機の制御装置に関し、特にその発進時の制御の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明の出願人は、電子制御により自動的に変速制御を行う、商用車用の機械式半自動変速機（セミオートマチックトランスミッション）の変速制御装置について、実開平６−８８２５号公報にその技術を開示している。
この技術では、図８に示すように、クラッチペダル６を備えており、制御装置１０Ａは、シフトタワー７からの信号に基づき機械式クラッチ２およびシフト装置４を電子制御し、機械式変速機３の変速操作を行うもので、クラッチペダル６が踏まれたのを検出して変速操作の制御を行うものである。
しかし、係る技術では、発進時のクラッチ操作については自動化されていなかった。
【０００３】
発進時のクラッチ操作の自動化に関しては、発進時にショックやもたつき感がなく、また、種々の運転状態においても運転者のフィーリング通りの制御ができなければならない。例えば、走行状態から減速して停車寸前（変速機はニュートラルになっている）になって急に加速しようとした場合においても、アクセルペダル５の操作で最適なギア段が選択され、スムースに加速が行われる必要がある。
しかし、その様な技術は、現時点では提案されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は係る従来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、機械式変速機の自動制御装置による発進時のクラッチ制御において、走行状態から停車寸前まで減速し、再加速する場合に、最適なギア段が選択されてショックやもたつき感を感じさせないで加速が行われる変速機の制御装置の提供を目的としている。
【０００５】
【問題を解決するための手段】
本発明の機械式変速機の制御装置によれば、走行車速を検出する車速検出手段１１とアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段１２と変速機のギア位置を検出するギア位置検出手段１４とが制御装置１０に接続され、その制御装置１０は車速に応じた最適ギア段を指示する最適ギア段マップ１０ａを有して検出された走行車速、アクセル開度、およびギア位置の各信号から最適ギア段を選択し変速制御手段４に出力して変速制御を行っており、かつ車両の減速によって変速機がニュートラルに制御されたのを検出し、極低速の所定車速範囲内にありしかもアクセル開度が所定値以上であるのを検出してその車速に対する最適ギア段を選択する極低速最適ギア段選択手段２０を有しているクラッチペダル５を備えた機械式変速機３の制御装置１０において、クラッチストロークを検出するクラッチストローク検出手段１３を前記制御装置１０に接続し、その制御装置１０は前記極低速最適ギア選択手段２０による制御の後に後記の自動クラッチ発進制御手段３０の制御に移行し、その自動クラッチ発進制御手段３０はアクセル開度が所定値以上であるのを検出して（Ｓ１１）クラッチ急接続制御（Ｓ１２）を行い、そしてクラッチが所定値以下に接近したならば（Ｓ１３）後記のクラッチ緩接続制御（Ｓ１４）を行い、さらにエンジン回転数とギア回転数との検出値による判定（Ｓ１５）によってクラッチ完全接続制御（Ｓ１６）を行う機能を有し、前記クラッチ緩接続制御（Ｓ１４）は、エンジン回転数を検出しかつその回転加速度を演算し（Ｓ２１）、予め設定されたマップを用いてその回転数に対応するクラッチ緩接続係数（Ｋ１）と回転加速度に対応するクラッチ緩接続補正係数（Ｋ２）とをそれぞれ読み込んで（Ｓ３１、Ｓ３３）クラッチ緩接続決定係数Ｋ（＝Ｋ１×Ｋ２）を演算し（Ｓ３３）、そのクラッチ緩接続決定係数Ｋを予め設定された定数Ａ１（クラッチ保持を決定する定数）および定数Ａ２（マグネチックバルブ開閉時間を決定する定数）と比較し（Ｓ３４、Ｓ３５）、その決定係数Ｋが定数Ａ１より小さければクラッチを一旦保持する、その決定係数Ｋが定数Ａ２より小さければマグネチックバルブを短時間開いてアクチュエータ８を作動しクラッチをゆっくり接続する（Ｓ３６）、そしてその決定係数Ｋが定数Ａ２より大きければマグネチックバルブを長時間開いてアクチュエータ８を作動しクラッチをやや速めに接続する（Ｓ３７）、の各制御を行う機能を有している。
【０００６】
ここで、上記極低速最適ギア段選択手段における車両減速時のニュートラル検出はギア位置検出手段で検出し、極低速時の車速範囲の検出は車速検出手段で、所定値以上のアクセル開度の検出はアクセル開度検出手段で検出するのが好ましい。
【０００７】
そして、極低速の所定車速範囲としては、停車はしていないが微速で動いている程度、例えば、２〜５ｋｍ／ｈの範囲とし、２ｋｍ／ｈ以下は、停車と判断するのが好ましい。
【０００８】
また、上記自動クラッチ発進制御手段では、エンジンの回転数を検出するエンジン回転数センサおよびクラッチのストロークを検出するクラッチストロークセンサを設けてクラッチ緩接続制御を行い、そして、変速機のギア回転数を検出するギア回転数センサを設けてエンジン回転数とカウンタシャフト回転数との一致を検出するのが好ましい。
【００１０】
係る構成を具備する本発明によれば、車両が減速して極低速になり、変速機ギアがニュートラルとなった場合においても、アクセルを踏めば、その極低速に対する最適なギア段が選択され、自動クラッチ発進制御に移行するので、ショックやもたつき感がなく、運転者のフィーリング通りにスムースな再加速が実現される。
そして、自動クラッチ発進制御では、まずクラッチストロークの所定値まで急接続制御が行われ、それからは緩接続制御に移りショックやもたつき感を感じることなく制御され、完全接続はエンジン回転数とカウンタシャフト回転数の一致で検出されて制御を終了する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１は、本発明による変速機制御装置１０の極低速最適ギア段選択手段２０の構成を示すブロック図である。車速に応じた最適ギア段を指示するための最適ギア段マップ１０ａを内蔵しており、走行車速を検出する車速検出手段１１、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）１２、および変速機のギア位置を検出するギア位置検出手段１４が接続されており、検出信号がそれぞれ入力されている。そして、変速制御手段４が接続されてこれらの検出手段の入力信号に基づいて変速制御が行われている。
【００１２】
次に、図２を参照して極低速最適ギア段選択手段２０による制御作用の態様を説明する。
まず、ステップＳ１において、車が減速して変速機３がニュートラル位置になったかギア位置検出手段１４で検出し、Ｎｏであればそのまま、ＹｅｓであればステップＳ２に進む。
【００１３】
ステップＳ２では、車速検出手段１１の検出値が所定範囲内か判定する。すなわち、例えば車速が５ｋｍ／ｈ以上の走行状態であれば、ステップＳ１に戻り、また、２ｋｍ／ｈ以下であれば、停車と判断してステップＳ５に進む。そして、５〜２ｋｍ／ｈの範囲であれば、ステップＳ３に進む。
【００１４】
ステップＳ３では、アクセル開度センサ１２の検出値が所定値以上か（すなわち、減速状態からの再加速か否か）を判断し、Ｎｏの場合はステップＳ２に戻り、そして、ＹｅｓであればステップＳ４に進み、マップ１０ａを参照してその車速に対する最適ギア段を選択し、自動クラッチ発進制御（図４）に進む。
【００１５】
また、自動クラッチ発進制御手段３０の構成は、図３にブロック図で示されている。
自動クラッチ発進制御手段３０には、エンジン回転数センサ１６、クラッチストロークセンサ１３、ギア回転数センサ１７、およびアクセル開度センサ１２がそれぞれ接続され、それらの各検出信号が入力されており、また、クラッチを作動するクラッチアクチュエータ８に接続されて制御信号が出力されている。
【００１６】
そのエンジン回転数センサ１６は、発進制御手段３０のエンジン回転数演算部３０ｃに接続されており、エンジン回転数演算部３０ｃからさらにエンジン回転加速演算部３０ｄに接続されている。
また、クラッチストロークセンサ１３はクラッチストローク演算部３０ｆに接続され、ギア回転数センサ１７はギア回転数演算部３０ｇに、アクスル開度センサ１２はアクスル開度演算部３０ｅにそれぞれ接続されている。
【００１７】
そして、これらのエンジン回転数演算部３０ｃ、エンジン回転加速度演算部３０ｄ、クラッチストローク演算部３０ｆ、ギア回転数演算部３０ｄ、およびアクスル開度演算部３０ｅは、それぞれクラッチ接続判断部３０ａに接続され、さらに、クラッチ制御部３０ｂを介してクラッチアクチュエータ８に接続されている。
【００１８】
また、図５には、後記するクラッチ緩接続制御の場合の構成３０Ａが示されている。この場合は、前記自動クラッチ発進制御手段３０（図３）の一部構成部品を使わないで構成される。 すなわち、エンジン回転センサ１６からの入力が、エンジン回転演算部３０ｃに接続され、さらにエンジン回転加速度演算部３０ｄに接続されている。そして、それらのエンジン回転演算部３０ｃとエンジン回転加速度演算部３０ｄとがクラッチ接続判断部３０ａに接続され、クラッチ制御部３０ｂを介してクラッチアクチュエータに出力されている。
【００１９】
以下、自動クラッチ発進制御手段３０による制御作用を、図４および図６のフローチャートを参照し説明する。
図４において、まず、ステップＳ１１でアクセル開度センサ１２の検出値からアクセル開度が所定値以上か否か判定し、発進状態に入ったか判断する。Ｎｏであれば、そのままで、Ｙｅｓであれば、ステップＳ１２に進む。
ステップＳ１２では、クラッチ２の急接続制御を行い、クラッチストロークセンサ１３によってクラッチストロークが所定値以下になったか検出し（ステップＳ１３）、クラッチが所定値以下に接近したらステップＳ１４のクラッチ緩接続制御に移る。
【００２０】
また、クラッチ緩接続制御のフローは、図６に示されている。
まず、ステップＳ２１では、エンジン回転数センサ１６からエンジン回転数演算部３０ｃに入力し、さらにエンジン回転加速度演算部３０ｄでエンジン加速度を演算する。
【００２１】
そして、ステップＳ２２において、「エンジン回転数低め、かつエンジン回転加速度小または負」であるか判断し、Ｙｅｓであれば、図４のステップＳ１５に戻る。この場合、クラッチ２は一旦保持される。
Ｎｏであれば、ステップＳ２３に進み、「エンジン回転数高め、かつエンジン回転加速度小」、または「エンジン回転数低め、かつエンジン回転加速度大」であるかの判断をする。
Ｙｅｓであれば、ステップＳ２４に進み、クラッチ２をゆっくり接続、もしくは接続量を少なくする。そして、緩接続制御から図４のステップＳ１５に戻る。Ｎｏであれば、すなわち、「エンジン回転数高め、かつエンジン回転加速度大」であれば、ステップＳ２５に進み、クラッチ速めの接続もしくは接続量やや多めとして緩接続制御から図４のステップＳ１５に戻る。
【００２２】
こうして、図４に戻って、クラッチ緩接続制御が進むと、エンジン回転数センサ１６の検出値とギア回転数センサ１７の検出値とからエンジン回転数とカウンタシャフト回転数とが一致したかの判定をし（ステップＳ１５）、Ｎｏであれば、ステップＳ１４のクラッチ緩接続制御を続け、Ｙｅｓであれば、ステップＳ１６でクラッチ完全接続制御に進み、自動発進制御を終了する。
【００２３】
また、図７には、前記クラッチ緩接続制御（図４のステップＳ１４）の別な実施形態のフローが示されている。なお、この実施形態においては、クラッチ２を作動するクラッチアクチュエータ８は流体圧で作動されており、図示してない小排気マグネチックバルブの開閉によってクラッチ２が操作されるように構成されている。
【００２４】
図７において、まず、エンジン回転数が読み込まれ、エンジン回転加速度の演算が行われると（ステップＳ２１）、ステップＳ３１において、エンジン回転数に対応したクラッチ緩接続係数Ｋ１がマップ１から読み込まれる。次にステップＳ３２において、エンジン回転加速度に対応したクラッチ緩接続補正係数Ｋ２がマップ２から読み込まれる。さらに、ステップＳ３３において、クラッチ緩接続決定係数Ｋが前記係数Ｋ１および補正係数Ｋ２の積として演算される。
【００２５】
そして、ステップＳ３４にて、このクラッチ緩接続決定係数Ｋが、クラッチを一旦保持するかを決定する定数Ａ１と比較され、「Ｋ＜Ａ１」がＹｅｓであれば、ステップＳ１５に戻り（この場合、クラッチは一旦保持される。）、Ｎｏであれば、ステップＳ３５に進む。
【００２６】
ステップＳ３５では、クラッチ緩接続決定係数Ｋが、小排気マグネチックバルブの開閉時間を決定する定数（もしくは、接続速さまたは接続量、油圧を高める程度を決定する定数）Ａ２と比較され、「Ｋ＜Ａ２」がＹｅｓであれば、ステップＳ３６に進み、小排気マグネチックバルブを短時間、開く。これにより、クラッチはゆっくり接続、もしくは接続量少しとなる。また、油圧制御方式の場合には、圧力をやや高める。
また、「Ｋ＜Ａ２」がＮｏであれば、ステップＳ３７に進み、小排気マグネチックバルブを長時間、開く。これにより、クラッチはやや速めの接続、もしくは接続量やや多めとなる。また、油圧制御方式の場合には、圧力を大きめに高める。
そして、クラッチ緩接続制御から図４のステップＳ１５に戻る。
【００２７】
したがって、本発明によれば、車両が減速して極低速となり、変速機ギアがニュートラルになった場合において、アクセルを踏めば極低速最適ギア選択手段２０が、その時の車速を検出して最適なギア段が選択される。
そして、自動クラッチ発進制御手段３０に移行し、まずクラッチストローク所定値であるクラッチミート点までは急接続制御を行い、それからは緩接続制御に移行し、エンジン回転数が高く、かつエンジン回転加速度が大の場合には、速いクラッチ接続制御を行い、また、エンジン回転数が低いか、あるいはエンジン回転加速度が小（あるいは負）の場合には、ゆっくりとしたクラッチ接続制御もしくは一旦保持とする制御が行われる。そして、エンジン回転数とカウンタシャフト回転数との一致の検出でクラッチ接続が検出されて制御が終了する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成され、以下の効果を奏する。
（１） 車両が減速して極低速での再加速、例えば、停止信号によって減速し、ギアがニュートラルとなった停車寸前に信号が変わり、再加速をしようとしたような場合、アクセルを踏めば、その速度で最適なギア段が選択され、自動クラッチ発進制御に移行して再加速が可能である。
（２） そして、自動クラッチ発進制御では、クラッチの所定ストロークまで急接続制御が行われ、それからは緩接続制御に移行し、エンジン回転数とカウンタシャフト回転数とが一致すると制御終了となるので、ショックやもたつき感を感じることなく加速が行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による極低速最適ギア段選択手段の構成を示すブロック図。
【図２】極低速最適ギア段選択手段による制御作用を示すフローチャート図。
【図３】自動クラッチ発進制御手段の構成を示すブロック図。
【図４】クラッチ接続制御手段による制御作用を示すフローチャート図。
【図５】クラッチ緩接続制御手段の構成を示すのブロック図。
【図６】クラッチ緩接続制御の一実施形態のフローチャート図。
【図７】クラッチ緩接続制御の別の実施形態のフローチャート図。
【図８】従来の変速機制御装置の全体構成を示す斜視図。
【符号の説明】
１・・・エンジン
２・・・クラッチ
３・・・変速機
４・・・シフト装置
５・・・アクセルペダル
６・・・クラッチペダル
７・・・シフトタワー
８・・・クラッチアクチュエータ
１０・・・制御装置（コントロールユニット）
１１・・・車速検出手段
１２・・・アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
１３・・・クラッチストロークセンサ
１４・・・ギア位置検出手段
１６・・・エンジン回転数センサ
１７・・・ギア回転数センサ
２０・・・極低速最適ギア選択手段
３０・・・自動クラッチ発進制御手段

Claims (1)

1. 走行車速を検出する車速検出手段（１１）とアクセル開度を検出するアクセル開度検出手段（１２）と変速機のギア位置を検出するギア位置検出手段（１４）とが制御装置（１０）に接続され、その制御装置（１０）は車速に応じた最適ギア段を指示する最適ギア段マップ（１０ａ）を有して検出された走行車速、アクセル開度、およびギア位置の各信号から最適ギア段を選択し変速制御手段（４）に出力して変速制御を行っており、かつ車両の減速によって変速機がニュートラルに制御されたのを検出し、極低速の所定車速範囲内にありしかもアクセル開度が所定値以上であるのを検出してその車速に対する最適ギア段を選択する極低速最適ギア段選択手段（２０）を有しているクラッチペダル（５）を備えた機械式変速機（３）の制御装置（１０）において、クラッチストロークを検出するクラッチストローク検出手段（１３）を前記制御装置（１０）に接続し、その制御装置（１０）は前記極低速最適ギア選択手段（２０）による制御の後に後記の自動クラッチ発進制御手段（３０）の制御に移行し、その自動クラッチ発進制御手段（３０）はアクセル開度が所定値以上であるのを検出してクラッチ急接続制御を行い、そしてクラッチが所定値以下に接近したならば後記のクラッチ緩接続制御を行い、さらにエンジン回転数とギア回転数との検出値による判定によってクラッチ完全接続制御を行う機能を有し、そして前記クラッチ緩接続制御は、エンジン回転数を検出しかつその回転加速度を演算し、予め設定されたマップを用いてその回転数に対応するクラッチ緩接続係数（Ｋ１）と回転加速度に対応するクラッチ緩接続補正係数（Ｋ２）とをそれぞれ読み込んでクラッチ緩接続決定係数Ｋを演算し、そのクラッチ緩接続決定係数Ｋを予め設定された定数Ａ１および定数Ａ２と比較し、その決定係数Ｋが定数Ａ１より小さければクラッチを一旦保持する、その決定係数Ｋが定数Ａ２より小さければマグネチックバルブを短時間開いてアクチュエータ（８）を作動しクラッチをゆっくり接続する、そしてその決定係数Ｋが定数Ａ２より大きければマグネチックバルブを長時間開いてアクチュエータ（８）を作動しクラッチをやや速めに接続する、の各制御を行う機能を有していることを特徴とする機械式変速機の制御装置。

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