JP4289865B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦クラッチと歯車式変速機とからなる自動変速機の制御装置において、特に、応答速度の向上を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、摩擦クラッチと歯車式変速機とを電子制御することで、走行状態に応じて自動変速する機械式自動変速機が実用化されている。機械式自動変速機では、エンジンから駆動輪までの駆動力伝達系に流体クラッチ（トルクコンバータ）が介在しないので、駆動力伝達効率が高く、燃費向上を図ることができる。また、流体クラッチ特有のスリップ感がないため、ドライバビリティも向上する。
【０００３】
歯車式変速機では、ギヤをニュートラルに変速した後は、エンジンからの駆動力は遮断されることとなる。このため、機械式自動変速機では、走行状態から停車するときに、歯車式変速機をニュートラルに変速した後、摩擦クラッチを接続させる制御が一般的に行われている。また、機械式自動変速機の変速制御では、特許文献１又は先行出願（特願２００１−９２１１９号）に開示されるように、歯車式変速機がニュートラルに変速された停車直前に、再加速すべくアクセル操作が行われると、車速に応じた最適な変速段に変速する技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２７６３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術では、歯車式変速機をニュートラルに変速した後アクセル操作による変速開始までの間、摩擦クラッチの制御については言及されていなかった。機械式自動変速機では、摩擦クラッチをアクチュエータで断接させるため、停車時に歯車式変速機をニュートラルに変速して摩擦クラッチを接続させてしまうと、再加速をさせようとしてアクセル操作を行っても、摩擦クラッチを再度切断してから変速する必要があり、応答速度が良好ではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、走行状態から停車するときに、歯車式変速機をニュートラルに変速した後、摩擦クラッチを切断状態のまま保持することにより、再加速時の摩擦クラッチの切断を不要とし、応答速度を向上させた自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明では、停車条件が成立したか否かを判定する停車条件判定手段と、該停車条件判定手段により停車条件が成立したと判定されたときに、摩擦クラッチを切断してその状態を保持すると共に、歯車式変速機をニュートラルに変速させる第１の変速制御手段と、該第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後の走行中に、アクセル開度が所定値以上になると、歯車式変速機を車速に応じた変速段に変速させると共に、摩擦クラッチを接続させる第２の変速制御手段と、を含んで構成された自動変速機の制御装置において、前記第２の変速制御手段は、車速が第１の所定値以上であるときに、摩擦クラッチを接続させる一方、車速が第１の所定値未満であるときに、摩擦クラッチを半クラッチ状態を経て徐々に接続させることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、停車条件が成立すると、摩擦クラッチが切断されその状態が保持されると共に、歯車式変速機がニュートラルに変速される。そして、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれ、アクセル開度が所定値以上になると、歯車式変速機が車速に応じた変速段に変速させられると共に、摩擦クラッチが接続される。このため、車両が減速して低速での再加速、例えば、停止信号によって減速し、歯車式変速機がニュートラルに変速された停車寸前に信号が変わり、再加速をする場合であっても、摩擦クラッチが切断状態のまま保持されているので、これを再度切断する必要がなく、そのまま走行段への変速が可能となる。
【００１０】
このとき、車速が第１の所定値未満であるときには、停車寸前の極低速からの再加速（再発進）であると判断することができる。そして、車速が第１の所定値未満であるときには、摩擦クラッチを半クラッチ状態を経て徐々に接続させることで、例えば、その接続に際してのショックやエンストが防止される。
【００１１】
請求項２記載の発明では、前記第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、車速が第１の所定値より小さい第２の所定値未満になると、歯車式変速機を発進段に変速させる第３の変速制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、車速が第１の所定値より小さい第２の所定値未満になると、停車したと判断することができる。そして、摩擦クラッチを切断したまま、発進に備えて歯車式変速機が発進段に変速される。このため、停車したときには、歯車式変速機が発進段に変速され、かつ、摩擦クラッチが切断されているので、摩擦クラッチを接続するだけで発進が可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、前記第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、アクセル開度が所定値未満の状態が所定時間持続すると、摩擦クラッチを接続させる第４の変速制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、アクセル開度が所定値未満の状態が所定時間持続すると、停車すると判断することができる。そして、歯車式変速機がニュートラルに変速された状態で、摩擦クラッチを接続させることで、例えば、長時間に亘る停車に対応させることが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、前記停車判定手段は、歯車式変速機が走行段に変速され、ブレーキが作動中であり、かつ、エンジン回転速度又は車速が所定値未満であるときに、停車条件が成立したと判定することを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、歯車式変速機の変速状態，ブレーキの作動状態及びエンジン回転速度又は車速に基づいて、停車条件が成立したか否かが容易に判定される。即ち、歯車式変速機が走行段に変速されている状態で、ブレーキが作動しかつエンジン回転速度又は車速が低下すると、停車に向けての操作が行われていると判断することができる。このため、かかる状態のときには、停車条件が成立していると判定することで、運転者の意思を反映した正確な制御が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
【００２０】
図１は、本発明に係る自動変速機の制御装置を備えた車両構成を示す。
【００２１】
エンジン１０には、摩擦クラッチ（以下「クラッチ」という）１２を介して、歯車式変速機（以下「変速機」という）１４が取り付けられる。また、エンジン１０には、マイクロコンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット１６により燃料噴射量が制御される燃料噴射ポンプ１８と、エンジン回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２０と、が取り付けられる。クラッチ１２には、クラッチ駆動用アクチュエータとしてのクラッチブースタ２２の出力軸が接続されると共に、そのストロークＬを検出するクラッチストロークセンサ２４が取り付けられる。
【００２２】
一方、変速機１４には、マイクロコンピュータを内蔵した変速機コントロールユニット２６により開閉制御される電磁弁２８を介して、その変速段を作動流体で切り換えるアクチュエータ３０が取り付けられる。また、変速機１４には、変速段を検出するポジションセンサ３２と、その出力軸の回転速度から車速Ｖを検出する車速センサ３４と、カウンタシャフトの回転速度Ｎcを検出するカウンタ回転速度センサ３６と、が取り付けられる。
【００２３】
なお、変速機コントロールユニット２６により、停車条件判定手段，第１の変速制御手段，第２の変速制御手段，第３の変速制御手段及び第４の変速制御手段が夫々実現される。
【００２４】
運転室内には、アクセルペダル３８の踏込量を介してアクセル開度θを検出するアクセル開度センサ４０と、ブレーキべダル４２が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチ４４と、変速機１４の変速指示を入力するシフトレバー４６と、変速機１４の変速状態を表示する表示モニター４８と、が備えられる。なお、表示モニター４８には、変速終了，異常発生などを報知するブザーなどの報知装置を組み込むようにしてもよい。
【００２５】
そして、アクセル開度センサ４０の信号がエンジンコントロールユニット１６に入力され、アクセル開度θに応じて、燃料噴射ポンプ１８が制御される。一方、エンジン回転速度センサ２０，クラッチストロークセンサ２４，ポジションセンサ３２，車速センサ３４，カウンタ回転速度センサ３６，ブレーキスイッチ４４及びシフトレバー４６の各信号が変速機コントロールユニット２６に入力され、エンジンコントロールユニット１６と相互通信しつつ、自動変速制御又は手動変速制御を行うべく、クラッチブースタ２２及び電磁弁２８が制御される。
【００２６】
図２〜図４は、変速機コントロールユニット２６による変速制御内容の第１実施形態を示す。なお、かかる変速制御は、エンジン１０の始動開始後、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２７】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、ポジションセンサ３２からの信号に基づいて、変速機１４がニュートラル以外、即ち、走行段（前進段又は後進段）に変速されているか否かが判定される。そして、変速機１４がニュートラル以外に変速されていればステップ２へと進み（Ｙｅｓ）、変速機１４がニュートラルに変速されていれば待機する（Ｎｏ）。
【００２８】
ステップ２では、ブレーキスイッチ４４からの信号に基づいて、ブレーキがＯＮ（作動中）であるか否かが判定される。そして、ブレーキが作動中であればステップ３へと進み（Ｙｅｓ）、ブレーキが作動中でなければステップ１へと戻る（Ｎｏ）。
【００２９】
ステップ３では、エンジン回転速度センサ２０からの信号に基づいて、エンジン回転速度Ｎeが所定値未満であるか否かが判定される。そして、エンジン回転速度Ｎeが所定値未満であればステップ４へと進み（Ｙｅｓ）、エンジン回転速度Ｎeが所定値以上であればステップ１へと戻る（Ｎｏ）。なお、エンジン回転速度Ｎeに代えて、車速センサ３４からの信号に基づいて、車速Ｖが所定値未満であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、ステップ１〜ステップ３における一連の処理が、停車条件判定手段に該当する。
【００３１】
ステップ４では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を切断させる。そして、クラッチ１２を切断した後は、その状態を保持する。
【００３２】
ステップ５では、電磁弁２８を作動させてアクチュエータ３０に作動流体を供給し、変速機１４のニュートラルへの変速を開始する。
【００３３】
ステップ６では、ポジションセンサ３２からの信号に基づいて、変速機１４のニュートラルへの変速が完了したか否かが判定される。そして、ニュートラルへの変速が完了したならばステップ７へと進み（Ｙｅｓ）、ニュートラルへの変速が未完了であればステップ５へと戻る（Ｎｏ）。
【００３４】
ここで、ステップ４〜ステップ６における一連の処理が、第１の変速制御手段に該当する。
【００３５】
ステップ７では、車速センサ３４からの信号に基づいて、車速Ｖが２km/h（第２の所定値）以上であるか否かが判定される。そして、車速Ｖが２km/h以上であればステップ８へと進み（Ｙｅｓ）、車速Ｖが２km/h未満であればステップ１４へと進む（Ｎｏ）。
【００３６】
ステップ８では、アクセル開度センサ４０からの信号に基づいて、アクセル開度θが所定値以上であるか否かが判定される。そして、アクセル開度θが所定値以上であればステップ９へと進み（Ｙｅｓ）、アクセル開度θが所定値未満であればステップ１５へと進む（Ｎｏ）。
【００３７】
ステップ９では、図示しない最適変速マップを参照し、車速センサ３４により検出された車速Ｖに対応した変速段（ニュートラルを含む）が決定される。
【００３８】
ステップ１０では、ステップ９において決定された変速段に対応するギヤセット指令が出力される。具体的には、電磁弁２８を作動させてアクチュエータ３０に作動流体を供給し、変速機１４をその変速段に変速させる。
【００３９】
ステップ１１では、車速センサ３４からの信号に基づいて、車速Ｖが５km/h（第１の所定値）以上であるか否かが判定される。そして、車速Ｖが５km/h以上であればステップ１２へと進み（Ｙｅｓ）、車速Ｖが５km/h未満であればステップ１３へと進む（Ｎｏ）。
【００４０】
ステップ１２では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を接続させる。
【００４１】
ステップ１３では、発進時の発進クラッチ制御を実行すべく、図３に示すサブルーチンがコールされる。
【００４２】
ここで、ステップ８〜ステップ１３における一連の処理、並びに、後述する図３及び図４の処理が、第２の変速制御手段に該当する。
【００４３】
ステップ１４では、電磁弁２８を作動させてアクチュエータ３０に作動流体を供給し、変速機１４を発進時の変速段（発進段）に変速させる。なお、発進段は、例えば、積載重量に応じて決定することが望ましい。
【００４４】
ここで、ステップ７及びステップ１４の処理が、第３の変速制御手段に該当する。
【００４５】
ステップ１５では、クラッチ１２が切断され、かつ、変速機１４がニュートラルに変速されてから所定時間経過したか否かが判定される。そして、所定時間経過していれば停車すると判断し、クラッチ１２を接続させるべく、ステップ１２へと進む（Ｙｅｓ）。一方、所定時間経過していなければステップ７へと戻る（Ｎｏ）。なお、所定時間経過したか否かを判定する代わりに、車速Ｖが所定値未満のときに、停車すると判断するようにしてもよい。
【００４６】
ここで、ステップ８，ステップ１２及びステップ１５における一連の処理が、第４の変速制御手段に該当する。
【００４７】
図３は、発進クラッチ制御を行うサブルーチンの処理内容を示す。
【００４８】
ステップ２１では、アクセル開度センサ４０からの信号に基づいて、アクセル開度θが所定値以上であるか否かが判定される。そして、アクセル開度θが所定値以上であればステップ２２へと進み（Ｙｅｓ）、アクセル開度θが所定値未満であれば待機する（Ｎｏ）。
【００４９】
クラッチ２２では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を急接続させる。
【００５０】
ステップ２３では、クラッチストロークセンサ２４からの信号に基づいて、クラッチストロークＬが所定値以下になったか否かが判定される。ここで、所定値は、クラッチ１２が半クラッチ状態となるか否かを判定する値であって、クラッチ１２の特性に応じて適切な値に設定される。そして、クラッチストロークＬが所定値以下になればステップ２４へと進み（Ｙｅｓ）、クラッチストロークＬが所定値より大きければステップ２２へと戻る（Ｎｏ）。
【００５１】
ステップ２４では、クラッチ１２を半クラッチ状態から完全に接続させるべく、運転状態に応じてクラッチ１２を緩接続させるサブルーチン（図４参照）がコールされる。
【００５２】
ステップ２５では、エンジン回転速度センサ２０及びカウンタ回転速度センサ３６からの信号に基づいて、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎｃとが略一致したか否かが判定される。そして、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎcとが略一致したならばステップ２６へと進み（Ｙｅｓ）、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎcとが略一致していなければステップ２４へと戻る（Ｎｏ）。
【００５３】
ステップ２６では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を完全接続させる。
【００５４】
図４は、クラッチ緩接続制御を行うサブルーチンの処理内容を示す。
【００５５】
ステップ３１では、エンジン回転速度センサ２０からエンジン回転速度Ｎeが読み込まれる。
【００５６】
ステップ３２では、エンジン回転速度Ｎeの変化率に基づいて、エンジン回転加速度αが演算される。
【００５７】
ステップ３３では、エンジン回転速度Ｎeが低め、かつ、エンジン回転加速度αが小又は負であるか否かが判定される。そして、かかる条件が成立するならば本サブルーチンにおける処理を終了し（Ｙｅｓ）、かかる条件が成立しなければステップ３４へと進む（Ｎｏ）。
【００５８】
ステップ３４では、「エンジン回転速度Ｎeが高め、かつ、エンジン回転加速度αが小」又は「エンジン回転速度Ｎeが低め、かつ、エンジン回転加速度αが大」であるか否かが判定される。そして、かかる条件が成立するならばステップ３５へと進み（Ｙｅｓ）、かかる条件が成立しなければステップ３６へと進む（Ｎｏ）。
【００５９】
ステップ３５では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２をゆっくり接続、若しくは、接続量を少なくする。
【００６０】
ステップ３６では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を早めに接続、若しくは、接続量をやや多めにする。
【００６１】
以上説明した変速制御によれば、変速機１４が走行段にあるときに、ブレーキが作動し、かつ、エンジン回転速度Ｎeが所定値未満になると、停車する条件が成立したと判定することができる。停車する条件が成立すると、クラッチ１２が切断されその状態が保持されたまま、変速機１４がニュートラルに変速される。そして、車速Ｖが２km/h以上であって、アクセル開度θが所定値以上になると、そのときの車速Ｖに応じて変速が行われる。変速が行われた後で、車速Ｖが５km/h以上であれば、低速からの再加速であると判断し、クラッチ１２が接続される。一方、変速が行われた後で、車速Ｖが５km/h未満であれば、停車寸前の極低速からの再加速（再発進）であると判断し、運転状態に応じてクラッチ１２が緩接続（半クラッチ状態を経た接続）される。
【００６２】
また、クラッチ１２を切断し、かつ、変速機１４をニュートラルに変速した後、車速Ｖが２km/h未満であれば、停車すると判断し、発進に備えて変速機１４が発進段に変速される。このとき、クラッチ１２は、切断したままである。
【００６３】
従って、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、変速機１４がニュートラルに変速された停車寸前に信号が変わり、再加速をする場合であっても、クラッチ１２が切断状態のまま保持されていることから、これを再度切断する必要がなく、応答速度を向上させることができる。また、停車したときには、変速機１４が発進段に変速され、かつ、クラッチ１２が切断されているので、クラッチ１２を接続するだけで発進ができる。このため、発進するときの応答速度も向上させることができる。さらに、極低速からの再加速では、クラッチ１２が緩接続制御されるので、例えば、その接続に際してのショックやエンストを防止しつつ、円滑な発進を行うことができる。
【００６４】
図５は、変速機コントロールユニット２６による変速制御内容の第２実施形態を示す。なお、本実施形態における変速制御内容は、先の第１実施形態とステップ１〜ステップ７が同一であるので、相違する制御内容についてのみ説明する。
【００６５】
ステップ４１では、アクセル開度センサ４０からの信号に基づいて、アクセル開度θが所定値以上であるか否かが判定される。そして、アクセル開度θが所定値以上であればステップ４２へと進み（Ｙｅｓ）、アクセル開度θが所定値未満であればステップ４５へと進む（Ｎｏ）。
【００６６】
ステップ４２では、図示しない最適変速マップを参照し、車速センサ３４により検出された車速Ｖに対応した変速段（ニュートラルを含む）が決定される。
【００６７】
ステップ４３では、ステップ４２において決定された変速段に対応するギヤセット指令が出力される。具体的には、電磁弁２８を作動させてアクチュエータ３０に作動流体を供給し、変速機１４をその変速段に変速させる。
【００６８】
ステップ４４では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を接続させる。
【００６９】
ステップ４５では、車速センサ３４からの信号に基づいて、車速Ｖが所定値未満であるか否かが判定される。そして、車速Ｖが所定値未満であれば停車すると判断し、ステップ４４へと進む（Ｙｅｓ）。一方、車速Ｖが所定値以上であればステップ７へと戻る（Ｎｏ）。なお、車速Ｖの代わりに、クラッチ１２が切断され、かつ、変速機１４がニュートラルに変速されてから所定時間経過したときに、停車すると判断するようにしてもよい。
【００７１】
以上説明した変速制御によれば、停車に向けての変速制御が行われ、クラッチ１２が切断され、かつ、変速機１２がニュートラルに変速された後で、アクセル開度θが所定値以上になると、そのときの車速Ｖに応じた変速段に変速され、クラッチ１２が接続される。このため、停車に向けた低速においてアクセルペダル３８を踏み込むと、クラッチ１２が切断された状態のまま変速が行われることとなり、再加速のためにクラッチ１２を再度切断する必要がなく、応答速度を向上させることができる。また、アクセル開度θが所定値未満であれば、停車すると判断し、クラッチ１２が接続される。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、車両が減速して低速での再加速をする場合であっても、摩擦クラッチが切断状態のまま保持されているので、これを再度切断する必要がなく、そのまま走行段への変速が可能となる。このため、再加速に際して、摩擦クラッチを断接して変速する必要がなく、応答速度を向上させることができる。
【００７３】
このとき、車速が第１の所定値未満であるときには、摩擦クラッチを半クラッチ状態を経て徐々に接続させることで、例えば、その接続に際してのショックやエンストを防止しつつ、円滑な発進を行うことができる。
【００７４】
請求項２記載の発明によれば、停車したときには、歯車式変速機が発進段に変速され、かつ、摩擦クラッチが切断されているので、摩擦クラッチを接続するだけで発進が可能となる。このため、発進するときに、摩擦クラッチを断接して変速する必要がなく、発進時の応答速度を向上させることができる。
【００７５】
請求項３記載の発明によれば、停車するときには、歯車式変速機がニュートラルに変速された状態で、摩擦クラッチを接続させることで、例えば、長時間に亘る停車に対応させることができる。
【００７６】
請求項４記載の発明によれば、歯車式変速機が走行段に変速されている状態で、ブレーキが作動しかつエンジン回転速度又は車速が低下すると、停車に向けての操作が行われていると判断することができる。このため、かかる状態のときには、停車条件が成立していると判定することで、運転者の意思を反映した正確な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る自動変速機の制御装置を備えた車両構成図
【図２】 変速制御内容の第１実施形態を示すメインルーチンのフローチャート
【図３】 発進クラッチ制御を行うサブルーチンのフローチャート
【図４】 クラッチ緩接続制御を行うサブルーチンのフローチャート
【図５】 変速制御内容の第２実施形態を示すフローチャート
【符号の説明】
１２ クラッチ
１４ 変速機
２０ エンジン回転速度センサ
２２ クラッチブースタ
２４ クラッチストロークセンサ
２６ 変速機コントロールユニット
２８ 電磁弁
３０ アクチュエータ
３２ ポジションセンサ
３４ 車速センサ
３６ カウンタ回転速度センサ
４０ アクセル開度センサ
４４ ブレーキスイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、摩擦クラッチと歯車式変速機とからなる自動変速機の制御装置において、特に、応答速度の向上を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、摩擦クラッチと歯車式変速機とを電子制御することで、走行状態に応じて自動変速する機械式自動変速機が実用化されている。機械式自動変速機では、エンジンから駆動輪までの駆動力伝達系に流体クラッチ（トルクコンバータ）が介在しないので、駆動力伝達効率が高く、燃費向上を図ることができる。また、流体クラッチ特有のスリップ感がないため、ドライバビリティも向上する。
【０００３】
歯車式変速機では、ギヤをニュートラルに変速した後は、エンジンからの駆動力は遮断されることとなる。このため、機械式自動変速機では、走行状態から停車するときに、歯車式変速機をニュートラルに変速した後、摩擦クラッチを接続させる制御が一般的に行われている。また、機械式自動変速機の変速制御では、特許文献１又は先行出願（特願２００１−９２１１９号）に開示されるように、歯車式変速機がニュートラルに変速された停車直前に、再加速すべくアクセル操作が行われると、車速に応じた最適な変速段に変速する技術が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２２７６３０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来技術では、歯車式変速機をニュートラルに変速した後アクセル操作による変速開始までの間、摩擦クラッチの制御については言及されていなかった。機械式自動変速機では、摩擦クラッチをアクチュエータで断接させるため、停車時に歯車式変速機をニュートラルに変速して摩擦クラッチを接続させてしまうと、再加速をさせようとしてアクセル操作を行っても、摩擦クラッチを再度切断してから変速する必要があり、応答速度が良好ではなかった。
【０００６】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、走行状態から停車するときに、歯車式変速機をニュートラルに変速した後、摩擦クラッチを切断状態のまま保持することにより、再加速時の摩擦クラッチの切断を不要とし、応答速度を向上させた自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明では、停車条件が成立したか否かを判定する停車条件判定手段と、該停車条件判定手段により停車条件が成立したと判定されたときに、摩擦クラッチを切断してその状態を保持すると共に、歯車式変速機をニュートラルに変速させる第１の変速制御手段と、該第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後の走行中に、アクセル開度が所定値以上になると、歯車式変速機を車速に応じた変速段に変速させると共に、摩擦クラッチを接続させる第２の変速制御手段と、を含んで構成された自動変速機の制御装置において、前記第２の変速制御手段は、車速が第１の所定値以上であるときに、摩擦クラッチを接続させる一方、車速が第１の所定値未満であるときに、摩擦クラッチを半クラッチ状態を経て徐々に接続させることを特徴とする。
【０００８】
かかる構成によれば、停車条件が成立すると、摩擦クラッチが切断されその状態が保持されると共に、歯車式変速機がニュートラルに変速される。そして、運転者によりアクセルペダルが踏み込まれ、アクセル開度が所定値以上になると、歯車式変速機が車速に応じた変速段に変速させられると共に、摩擦クラッチが接続される。このため、車両が減速して低速での再加速、例えば、停止信号によって減速し、歯車式変速機がニュートラルに変速された停車寸前に信号が変わり、再加速をする場合であっても、摩擦クラッチが切断状態のまま保持されているので、これを再度切断する必要がなく、そのまま走行段への変速が可能となる。
【００１０】
このとき、車速が第１の所定値未満であるときには、停車寸前の極低速からの再加速（再発進）であると判断することができる。そして、車速が第１の所定値未満であるときには、摩擦クラッチを半クラッチ状態を経て徐々に接続させることで、例えば、その接続に際してのショックやエンストが防止される。
【００１１】
請求項２記載の発明では、前記第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、車速が第１の所定値より小さい第２の所定値未満になると、歯車式変速機を発進段に変速させる第３の変速制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
かかる構成によれば、摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、車速が第１の所定値より小さい第２の所定値未満になると、停車したと判断することができる。そして、摩擦クラッチを切断したまま、発進に備えて歯車式変速機が発進段に変速される。このため、停車したときには、歯車式変速機が発進段に変速され、かつ、摩擦クラッチが切断されているので、摩擦クラッチを接続するだけで発進が可能となる。
【００１３】
請求項３記載の発明では、前記第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、アクセル開度が所定値未満の状態が所定時間持続すると、摩擦クラッチを接続させる第４の変速制御手段を備えたことを特徴とする。
【００１６】
かかる構成によれば、摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、アクセル開度が所定値未満の状態が所定時間持続すると、停車すると判断することができる。そして、歯車式変速機がニュートラルに変速された状態で、摩擦クラッチを接続させることで、例えば、長時間に亘る停車に対応させることが可能となる。
【００１７】
請求項４記載の発明では、前記停車判定手段は、歯車式変速機が走行段に変速され、ブレーキが作動中であり、かつ、エンジン回転速度又は車速が所定値未満であるときに、停車条件が成立したと判定することを特徴とする。
【００１８】
かかる構成によれば、歯車式変速機の変速状態，ブレーキの作動状態及びエンジン回転速度又は車速に基づいて、停車条件が成立したか否かが容易に判定される。即ち、歯車式変速機が走行段に変速されている状態で、ブレーキが作動しかつエンジン回転速度又は車速が低下すると、停車に向けての操作が行われていると判断することができる。このため、かかる状態のときには、停車条件が成立していると判定することで、運転者の意思を反映した正確な制御が可能となる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
【００２０】
図１は、本発明に係る自動変速機の制御装置を備えた車両構成を示す。
【００２１】
エンジン１０には、摩擦クラッチ（以下「クラッチ」という）１２を介して、歯車式変速機（以下「変速機」という）１４が取り付けられる。また、エンジン１０には、マイクロコンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット１６により燃料噴射量が制御される燃料噴射ポンプ１８と、エンジン回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２０と、が取り付けられる。クラッチ１２には、クラッチ駆動用アクチュエータとしてのクラッチブースタ２２の出力軸が接続されると共に、そのストロークＬを検出するクラッチストロークセンサ２４が取り付けられる。
【００２２】
一方、変速機１４には、マイクロコンピュータを内蔵した変速機コントロールユニット２６により開閉制御される電磁弁２８を介して、その変速段を作動流体で切り換えるアクチュエータ３０が取り付けられる。また、変速機１４には、変速段を検出するポジションセンサ３２と、その出力軸の回転速度から車速Ｖを検出する車速センサ３４と、カウンタシャフトの回転速度Ｎcを検出するカウンタ回転速度センサ３６と、が取り付けられる。
【００２３】
なお、変速機コントロールユニット２６により、停車条件判定手段，第１の変速制御手段，第２の変速制御手段，第３の変速制御手段及び第４の変速制御手段が夫々実現される。
【００２４】
運転室内には、アクセルペダル３８の踏込量を介してアクセル開度θを検出するアクセル開度センサ４０と、ブレーキべダル４２が踏み込まれたことを検出するブレーキスイッチ４４と、変速機１４の変速指示を入力するシフトレバー４６と、変速機１４の変速状態を表示する表示モニター４８と、が備えられる。なお、表示モニター４８には、変速終了，異常発生などを報知するブザーなどの報知装置を組み込むようにしてもよい。
【００２５】
そして、アクセル開度センサ４０の信号がエンジンコントロールユニット１６に入力され、アクセル開度θに応じて、燃料噴射ポンプ１８が制御される。一方、エンジン回転速度センサ２０，クラッチストロークセンサ２４，ポジションセンサ３２，車速センサ３４，カウンタ回転速度センサ３６，ブレーキスイッチ４４及びシフトレバー４６の各信号が変速機コントロールユニット２６に入力され、エンジンコントロールユニット１６と相互通信しつつ、自動変速制御又は手動変速制御を行うべく、クラッチブースタ２２及び電磁弁２８が制御される。
【００２６】
図２〜図４は、変速機コントロールユニット２６による変速制御内容の第１実施形態を示す。なお、かかる変速制御は、エンジン１０の始動開始後、所定時間毎に繰り返し実行される。
【００２７】
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、ポジションセンサ３２からの信号に基づいて、変速機１４がニュートラル以外、即ち、走行段（前進段又は後進段）に変速されているか否かが判定される。そして、変速機１４がニュートラル以外に変速されていればステップ２へと進み（Ｙｅｓ）、変速機１４がニュートラルに変速されていれば待機する（Ｎｏ）。
【００２８】
ステップ２では、ブレーキスイッチ４４からの信号に基づいて、ブレーキがＯＮ（作動中）であるか否かが判定される。そして、ブレーキが作動中であればステップ３へと進み（Ｙｅｓ）、ブレーキが作動中でなければステップ１へと戻る（Ｎｏ）。
【００２９】
ステップ３では、エンジン回転速度センサ２０からの信号に基づいて、エンジン回転速度Ｎeが所定値未満であるか否かが判定される。そして、エンジン回転速度Ｎeが所定値未満であればステップ４へと進み（Ｙｅｓ）、エンジン回転速度Ｎeが所定値以上であればステップ１へと戻る（Ｎｏ）。なお、エンジン回転速度Ｎeに代えて、車速センサ３４からの信号に基づいて、車速Ｖが所定値未満であるか否かを判定するようにしてもよい。
【００３０】
ここで、ステップ１〜ステップ３における一連の処理が、停車条件判定手段に該当する。
【００３１】
ステップ４では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を切断させる。そして、クラッチ１２を切断した後は、その状態を保持する。
【００３２】
ステップ５では、電磁弁２８を作動させてアクチュエータ３０に作動流体を供給し、変速機１４のニュートラルへの変速を開始する。
【００３３】
ステップ６では、ポジションセンサ３２からの信号に基づいて、変速機１４のニュートラルへの変速が完了したか否かが判定される。そして、ニュートラルへの変速が完了したならばステップ７へと進み（Ｙｅｓ）、ニュートラルへの変速が未完了であればステップ５へと戻る（Ｎｏ）。
【００３４】
ここで、ステップ４〜ステップ６における一連の処理が、第１の変速制御手段に該当する。
【００３５】
ステップ７では、車速センサ３４からの信号に基づいて、車速Ｖが２km/h（第２の所定値）以上であるか否かが判定される。そして、車速Ｖが２km/h以上であればステップ８へと進み（Ｙｅｓ）、車速Ｖが２km/h未満であればステップ１４へと進む（Ｎｏ）。
【００３６】
ステップ８では、アクセル開度センサ４０からの信号に基づいて、アクセル開度θが所定値以上であるか否かが判定される。そして、アクセル開度θが所定値以上であればステップ９へと進み（Ｙｅｓ）、アクセル開度θが所定値未満であればステップ１５へと進む（Ｎｏ）。
【００３７】
ステップ９では、図示しない最適変速マップを参照し、車速センサ３４により検出された車速Ｖに対応した変速段（ニュートラルを含む）が決定される。
【００３８】
ステップ１０では、ステップ９において決定された変速段に対応するギヤセット指令が出力される。具体的には、電磁弁２８を作動させてアクチュエータ３０に作動流体を供給し、変速機１４をその変速段に変速させる。
【００３９】
ステップ１１では、車速センサ３４からの信号に基づいて、車速Ｖが５km/h（第１の所定値）以上であるか否かが判定される。そして、車速Ｖが５km/h以上であればステップ１２へと進み（Ｙｅｓ）、車速Ｖが５km/h未満であればステップ１３へと進む（Ｎｏ）。
【００４０】
ステップ１２では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を接続させる。
【００４１】
ステップ１３では、発進時の発進クラッチ制御を実行すべく、図３に示すサブルーチンがコールされる。
【００４２】
ここで、ステップ８〜ステップ１３における一連の処理、並びに、後述する図３及び図４の処理が、第２の変速制御手段に該当する。
【００４３】
ステップ１４では、電磁弁２８を作動させてアクチュエータ３０に作動流体を供給し、変速機１４を発進時の変速段（発進段）に変速させる。なお、発進段は、例えば、積載重量に応じて決定することが望ましい。
【００４４】
ここで、ステップ７及びステップ１４の処理が、第３の変速制御手段に該当する。
【００４５】
ステップ１５では、クラッチ１２が切断され、かつ、変速機１４がニュートラルに変速されてから所定時間経過したか否かが判定される。そして、所定時間経過していれば停車すると判断し、クラッチ１２を接続させるべく、ステップ１２へと進む（Ｙｅｓ）。一方、所定時間経過していなければステップ７へと戻る（Ｎｏ）。なお、所定時間経過したか否かを判定する代わりに、車速Ｖが所定値未満のときに、停車すると判断するようにしてもよい。
【００４６】
ここで、ステップ８，ステップ１２及びステップ１５における一連の処理が、第４の変速制御手段に該当する。
【００４７】
図３は、発進クラッチ制御を行うサブルーチンの処理内容を示す。
【００４８】
ステップ２１では、アクセル開度センサ４０からの信号に基づいて、アクセル開度θが所定値以上であるか否かが判定される。そして、アクセル開度θが所定値以上であればステップ２２へと進み（Ｙｅｓ）、アクセル開度θが所定値未満であれば待機する（Ｎｏ）。
【００４９】
クラッチ２２では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を急接続させる。
【００５０】
ステップ２３では、クラッチストロークセンサ２４からの信号に基づいて、クラッチストロークＬが所定値以下になったか否かが判定される。ここで、所定値は、クラッチ１２が半クラッチ状態となるか否かを判定する値であって、クラッチ１２の特性に応じて適切な値に設定される。そして、クラッチストロークＬが所定値以下になればステップ２４へと進み（Ｙｅｓ）、クラッチストロークＬが所定値より大きければステップ２２へと戻る（Ｎｏ）。
【００５１】
ステップ２４では、クラッチ１２を半クラッチ状態から完全に接続させるべく、運転状態に応じてクラッチ１２を緩接続させるサブルーチン（図４参照）がコールされる。
【００５２】
ステップ２５では、エンジン回転速度センサ２０及びカウンタ回転速度センサ３６からの信号に基づいて、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎｃとが略一致したか否かが判定される。そして、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎcとが略一致したならばステップ２６へと進み（Ｙｅｓ）、エンジン回転速度Ｎeとカウンタ回転速度Ｎcとが略一致していなければステップ２４へと戻る（Ｎｏ）。
【００５３】
ステップ２６では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を完全接続させる。
【００５４】
図４は、クラッチ緩接続制御を行うサブルーチンの処理内容を示す。
【００５５】
ステップ３１では、エンジン回転速度センサ２０からエンジン回転速度Ｎeが読み込まれる。
【００５６】
ステップ３２では、エンジン回転速度Ｎeの変化率に基づいて、エンジン回転加速度αが演算される。
【００５７】
ステップ３３では、エンジン回転速度Ｎeが低め、かつ、エンジン回転加速度αが小又は負であるか否かが判定される。そして、かかる条件が成立するならば本サブルーチンにおける処理を終了し（Ｙｅｓ）、かかる条件が成立しなければステップ３４へと進む（Ｎｏ）。
【００５８】
ステップ３４では、「エンジン回転速度Ｎeが高め、かつ、エンジン回転加速度αが小」又は「エンジン回転速度Ｎeが低め、かつ、エンジン回転加速度αが大」であるか否かが判定される。そして、かかる条件が成立するならばステップ３５へと進み（Ｙｅｓ）、かかる条件が成立しなければステップ３６へと進む（Ｎｏ）。
【００５９】
ステップ３５では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２をゆっくり接続、若しくは、接続量を少なくする。
【００６０】
ステップ３６では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を早めに接続、若しくは、接続量をやや多めにする。
【００６１】
以上説明した変速制御によれば、変速機１４が走行段にあるときに、ブレーキが作動し、かつ、エンジン回転速度Ｎeが所定値未満になると、停車する条件が成立したと判定することができる。停車する条件が成立すると、クラッチ１２が切断されその状態が保持されたまま、変速機１４がニュートラルに変速される。そして、車速Ｖが２km/h以上であって、アクセル開度θが所定値以上になると、そのときの車速Ｖに応じて変速が行われる。変速が行われた後で、車速Ｖが５km/h以上であれば、低速からの再加速であると判断し、クラッチ１２が接続される。一方、変速が行われた後で、車速Ｖが５km/h未満であれば、停車寸前の極低速からの再加速（再発進）であると判断し、運転状態に応じてクラッチ１２が緩接続（半クラッチ状態を経た接続）される。
【００６２】
また、クラッチ１２を切断し、かつ、変速機１４をニュートラルに変速した後、車速Ｖが２km/h未満であれば、停車すると判断し、発進に備えて変速機１４が発進段に変速される。このとき、クラッチ１２は、切断したままである。
【００６３】
従って、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、変速機１４がニュートラルに変速された停車寸前に信号が変わり、再加速をする場合であっても、クラッチ１２が切断状態のまま保持されていることから、これを再度切断する必要がなく、応答速度を向上させることができる。また、停車したときには、変速機１４が発進段に変速され、かつ、クラッチ１２が切断されているので、クラッチ１２を接続するだけで発進ができる。このため、発進するときの応答速度も向上させることができる。さらに、極低速からの再加速では、クラッチ１２が緩接続制御されるので、例えば、その接続に際してのショックやエンストを防止しつつ、円滑な発進を行うことができる。
【００６４】
図５は、変速機コントロールユニット２６による変速制御内容の第２実施形態を示す。なお、本実施形態における変速制御内容は、先の第１実施形態とステップ１〜ステップ７が同一であるので、相違する制御内容についてのみ説明する。
【００６５】
ステップ４１では、アクセル開度センサ４０からの信号に基づいて、アクセル開度θが所定値以上であるか否かが判定される。そして、アクセル開度θが所定値以上であればステップ４２へと進み（Ｙｅｓ）、アクセル開度θが所定値未満であればステップ４５へと進む（Ｎｏ）。
【００６６】
ステップ４２では、図示しない最適変速マップを参照し、車速センサ３４により検出された車速Ｖに対応した変速段（ニュートラルを含む）が決定される。
【００６７】
ステップ４３では、ステップ４２において決定された変速段に対応するギヤセット指令が出力される。具体的には、電磁弁２８を作動させてアクチュエータ３０に作動流体を供給し、変速機１４をその変速段に変速させる。
【００６８】
ステップ４４では、クラッチブースタ２２を制御し、クラッチ１２を接続させる。
【００６９】
ステップ４５では、車速センサ３４からの信号に基づいて、車速Ｖが所定値未満であるか否かが判定される。そして、車速Ｖが所定値未満であれば停車すると判断し、ステップ４４へと進む（Ｙｅｓ）。一方、車速Ｖが所定値以上であればステップ７へと戻る（Ｎｏ）。なお、車速Ｖの代わりに、クラッチ１２が切断され、かつ、変速機１４がニュートラルに変速されてから所定時間経過したときに、停車すると判断するようにしてもよい。
【００７１】
以上説明した変速制御によれば、停車に向けての変速制御が行われ、クラッチ１２が切断され、かつ、変速機１２がニュートラルに変速された後で、アクセル開度θが所定値以上になると、そのときの車速Ｖに応じた変速段に変速され、クラッチ１２が接続される。このため、停車に向けた低速においてアクセルペダル３８を踏み込むと、クラッチ１２が切断された状態のまま変速が行われることとなり、再加速のためにクラッチ１２を再度切断する必要がなく、応答速度を向上させることができる。また、アクセル開度θが所定値未満であれば、停車すると判断し、クラッチ１２が接続される。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、車両が減速して低速での再加速をする場合であっても、摩擦クラッチが切断状態のまま保持されているので、これを再度切断する必要がなく、そのまま走行段への変速が可能となる。このため、再加速に際して、摩擦クラッチを断接して変速する必要がなく、応答速度を向上させることができる。
【００７３】
このとき、車速が第１の所定値未満であるときには、摩擦クラッチを半クラッチ状態を経て徐々に接続させることで、例えば、その接続に際してのショックやエンストを防止しつつ、円滑な発進を行うことができる。
【００７４】
請求項２記載の発明によれば、停車したときには、歯車式変速機が発進段に変速され、かつ、摩擦クラッチが切断されているので、摩擦クラッチを接続するだけで発進が可能となる。このため、発進するときに、摩擦クラッチを断接して変速する必要がなく、発進時の応答速度を向上させることができる。
【００７５】
請求項３記載の発明によれば、停車するときには、歯車式変速機がニュートラルに変速された状態で、摩擦クラッチを接続させることで、例えば、長時間に亘る停車に対応させることができる。
【００７６】
請求項４記載の発明によれば、歯車式変速機が走行段に変速されている状態で、ブレーキが作動しかつエンジン回転速度又は車速が低下すると、停車に向けての操作が行われていると判断することができる。このため、かかる状態のときには、停車条件が成立していると判定することで、運転者の意思を反映した正確な制御を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る自動変速機の制御装置を備えた車両構成図
【図２】 変速制御内容の第１実施形態を示すメインルーチンのフローチャート
【図３】 発進クラッチ制御を行うサブルーチンのフローチャート
【図４】 クラッチ緩接続制御を行うサブルーチンのフローチャート
【図５】 変速制御内容の第２実施形態を示すフローチャート
【符号の説明】
１２ クラッチ
１４ 変速機
２０ エンジン回転速度センサ
２２ クラッチブースタ
２４ クラッチストロークセンサ
２６ 変速機コントロールユニット
２８ 電磁弁
３０ アクチュエータ
３２ ポジションセンサ
３４ 車速センサ
３６ カウンタ回転速度センサ
４０ アクセル開度センサ
４４ ブレーキスイッチ
Claims (4)
- 停車条件が成立したか否かを判定する停車条件判定手段と、
該停車条件判定手段により停車条件が成立したと判定されたときに、摩擦クラッチを切断してその状態を保持すると共に、歯車式変速機をニュートラルに変速させる第１の変速制御手段と、
該第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後の走行中に、アクセル開度が所定値以上になると、歯車式変速機を車速に応じた変速段に変速させると共に、摩擦クラッチを接続させる第２の変速制御手段と、
を含んで構成され、
前記第２の変速制御手段は、車速が第１の所定値以上であるときに、摩擦クラッチを接続させる一方、車速が第１の所定値未満であるときに、摩擦クラッチを半クラッチ状態を経て徐々に接続させることを特徴とする自動変速機の制御装置。 - 前記第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、車速が第１の所定値より小さい第２の所定値未満になると、歯車式変速機を発進段に変速させる第３の変速制御手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
- 前記第１の変速制御手段により摩擦クラッチが切断されてその状態が保持されると共に歯車式変速機がニュートラルに変速された後に、アクセル開度が所定値未満の状態が所定時間持続すると、摩擦クラッチを接続させる第４の変速制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動変速機の制御装置。
- 前記停車判定手段は、歯車式変速機が走行段に変速され、ブレーキが作動中であり、かつ、エンジン回転速度又は車速が所定値未満であるときに、停車条件が成立したと判定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の自動変速機の制御装置。
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