JP4470919B2

JP4470919B2 - 車両のオートクラッチ制御装置

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Publication number: JP4470919B2
Application number: JP2006201021A
Authority: JP
Inventors: 伸之西村
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2006-07-24
Filing date: 2006-07-24
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2020-03-21
Also published as: JP2007008465A

Description

本発明は、特にトラクタ等の大型車両に適用される車両のオートクラッチ制御装置に関する。

最近ではドライバの負担を軽減するため、トラクタやトラック等の大型車両においても自動変速装置を採用する例が多く見られる。この場合、車速に応じた最適ギヤ段がマップに従って定められ、車両の加速・減速に合わせて自動的にシフトアップ・シフトダウンがなされる（例えば、特許文献１参照）。

一方、このような自動変速装置にあっては摩擦クラッチをアクチュエータで自動断接する自動クラッチ装置を備えるのが一般的である。これによれば変速の際、ギヤ抜き前にクラッチが自動分断され、ギヤ入れ後クラッチが自動接続される。いわゆる発進制御を行うものもあり、この場合、車両停止状態でクラッチが断保持され、変速機のギヤが発進段に入れられ、あとはアクセル待ちの状態となる。そしてドライバがアクセルを踏み込むと、これに伴ってクラッチが徐々に自動接続されていく。

この自動クラッチ装置にあって、クラッチ回転の上昇・下降に合わせてクラッチを自動接続・分断するものがある。この様子を図７に示す。ここでクラッチ回転とは、摩擦クラッチの出力側ドリブンプレートの回転或いは変速機の入力軸の回転をいい、これはクラッチが接続されているときはエンジン回転と等しい。

例えば、下り坂で発進するとき、アクセル踏み待ちの状態でブレーキが解除されると、車両が惰性走行（惰行）状態となり坂をどんどん下り落ちていってしまう。そこでこのようなときはクラッチを自動接続してエンジンブレーキを与えてやるのである。このときは変速機がギヤイン状態にあるので、車両の増速に伴ってクラッチ回転も上昇する。図７に示すように、クラッチ回転が上昇していって所定値Ｎ_A に達したとき、クラッチを自動接続する。

一方、車両走行中、ギヤイン状態且つクラッチ接状態でアクセルを戻し、車両を減速するときがある（このような状態も惰行状態に含める）。このときエンジン回転があまりに低くなるとギクシャク感が生じたり、最悪エンストしてしまうので、図７に示すように、クラッチ回転が下降していって所定値Ｎ_B に達したとき、クラッチを自動分断する。ヒステリシスを与えるためＮ_A ＜Ｎ_B とされ、Ｎ_B はエンジンのアイドリング回転Ｎ_I より当然高い。

特開平６２−２３８１２５号公報

しかし、このクラッチ自動分断に際して以下の問題がある。即ち、発進時のクラッチ接制御に際しては、アクセル待ちの状態でドライバがアクセルを踏み込むと、アクセル開度に比例してクラッチが自動接続されていく。このときドライバは自らのアクセルコントロールでエンジントルクとクラッチ接量とをコントロールする訳だが、エンジンがファーストアイドルを行っているとアクセル開度と無関係に燃料噴射量が増量されてしまうため、ドライバの意思に即した円滑な発進が行えない。

そこで、本発明の目的は、エンジンがファーストアイドルを行っていることに起因する上記のような弊害を防止することにある。

上記目的を達成するために本発明は、冷間時等にエンジンの暖機を促進するためにエンジンのアイドリング回転数を通常より高いファーストアイドル回転に制御するエンジンのファーストアイドル制御手段を備えたエンジンと、該エンジンと変速機の間に介設される摩擦型のクラッチと、クラッチ回転数を検出する手段と、アクセル開度を検出する手段と、前記変速機のギヤイン状態を検出する手段と、前記クラッチを断接駆動するクラッチアクチュエータと、該クラッチアクチュエータに指令して前記クラッチの断、接動作を制御するコントローラとを備え、該コントローラは、車両の発進時に、車速がゼロで前記クラッチが断状態、かつ前記変速機が発進段にギヤイン状態であるアクセル待ちの状態から、前記アクセルペダルが踏まれることで、アクセル開度に比例して前記クラッチを徐々に自動接続するオートクラッチ装置において、前記クラッチ回転が下降するに際して、そのクラッチ回転が前記ファーストアイドル回転よりも低い所定のクラッチ断回転に達した時クラッチを自動分断し、他方、前記クラッチ回転が上昇するに際して、そのクラッチ回転が前記クラッチ断回転よりも低い所定のクラッチ接回転に達した時クラッチを自動接続する制御手段と、前記アクセル待ちの状態から、前記アクセルペダルが踏み込まれることで前記コントローラの前記自動接続により前記クラッチが徐々に接続されて前記車両が発進したときに、前記アクセル待ちの状態、及び前記アクセル待ちの状態から車速が所定速度未満の間は、前記エンジンの前記ファーストアイドル制御を禁止する制御手段とを備えたものである。

本発明は、エンジンがファーストアイドル中でもドライバの意思に即した円滑な発進が可能となるという優れた効果を発揮する。

以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１に本実施形態に係る車両の自動変速装置を示す。ここでは車両がトレーラを牽引するトラクタであり、エンジンがディーゼルエンジンである。図示するように、エンジン１にクラッチ２を介して変速機３が取り付けられ、変速機３の出力軸４（図２参照）が図示しないプロペラシャフトに連結されて後輪（図示せず）を駆動するようになっている。エンジン１はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）６によって電子制御される。即ち、ＥＣＵ６は、エンジン回転センサ７とアクセル開度センサ８との出力から現在のエンジン回転速度及びエンジン負荷を読取り、主にこれらに基づいて燃料噴射ポンプ１ａを制御し、燃料噴射時期及び燃料噴射量を制御する。

図２に示すように、エンジンのクランク軸にフライホイール１ｂが取り付けられ、フライホイール１ｂの外周にリングギヤ１ｃが形成され、リングギヤ１ｃの歯が通過する度にエンジン回転センサ７がパルスを出力し、ＥＣＵ６が単位時間当たりのパルス数をカウントしてエンジン回転数を算出する。

図１に示すように、ここではクラッチ２と変速機３とがトランスミッションコントロールユニット（ＴＭＣＵ）９の制御信号に基づいて自動制御される。即ちかかる自動変速装置には自動クラッチ装置（オートクラッチ装置）と自動変速機とが備えられる。ＥＣＵ６とＴＭＣＵ９とは互いにバスケーブル等を介して接続され、相互に連絡可能である。

図１、図２、図３に示すように、クラッチ２は機械式摩擦クラッチであり、入力側をなすフライホイール１ｂ、出力側をなすドリブンプレート２ａ、及びドリブンプレート２ａをフライホイール１ａに摩擦接触或いは離反させるプレッシャプレート２ｂから構成される。そしてクラッチ２は、クラッチブースタ１０によりプレッシャプレート２ｂを軸方向に操作し、基本的には自動断接され、ドライバの負担を軽減し得るものとなっている。一方、微低速走行に際しての微妙なクラッチワークや、非常時のクラッチ急断を可能とするため、ここではクラッチペダル１１によるマニュアル断接も可能となっている。所謂セレクティブオートクラッチの構成である。クラッチ自体のストローク（即ちプレッシャプレート２ｂの位置）を検知するクラッチストロークセンサ１４と、クラッチペダル１１の踏込みストロークを検知するクラッチペダルストロークセンサ１６とが設けられ、それぞれＴＭＣＵ９に接続される。

図３に分かりやすく示すが、クラッチブースタ１０は実線で示す二系統の空圧通路ａ，ｂを通じてエアタンク５に接続され、エアタンク５から供給される空圧で作動する。一方の通路ａがクラッチ自動断接用、他方の通路ｂがクラッチマニュアル断接用である。一方の通路ａが二股状に分岐され、そのうちの一方に自動断接用の電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２が直列に設けられ、他方に非常用の電磁弁ＭＶＣＥが設けられる。分岐合流部にダブルチェックバルブＤＣＶ１が設けられる。他方の通路ｂに、クラッチブースタ１０に付設される油圧作動弁１２が設けられる。両通路ａ，ｂの合流部にもダブルチェックバルブＤＣＶ２が設けられる。ダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２は差圧作動型の三方弁である。

上記電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２，ＭＶＣＥはＴＭＣＵ９によりON/OFF制御され、ONのとき上流側を下流側に連通し、OFF のとき上流側を遮断して下流側を大気開放する。まず自動側を説明すると、電磁弁ＭＶＣ１は単にイグニッションキーのON/OFFに合わせてON/OFFされるだけである。イグニッションキーOFF 、つまり停車中はOFF となり、エアタンク５からの空圧を遮断する。電磁弁ＭＶＣ２は比例制御弁で、供給又は排出エア量を自由にコントロールできる。これはクラッチの断接速度制御を行うためである。電磁弁ＭＶＣ１，ＭＶＣ２がともにONだとエアタンク５の空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１，ＤＣＶ２をそれぞれ切り換えてクラッチブースタ１０に供給される。これによりクラッチが分断される。クラッチを接続するときはＭＶＣ２のみがOFF され、これによりクラッチブースタ１０の空圧がＭＶＣ２から排出されてクラッチが分断される。

ところでもし仮にクラッチ分断中に電磁弁ＭＶＣ１又はＭＶＣ２に異常が生じ、いずれかがOFF となると、ドライバの意思に反してクラッチが急接されてしまう。そこでこのような異常がＴＭＣＵ９の異常診断回路で検知されたら、即座に電磁弁ＭＶＣＥをONする。すると電磁弁ＭＶＣＥを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ１を逆に切り換えてクラッチブースタ１０に供給され、クラッチ分断状態が維持され、クラッチ急接が防止される。

次にマニュアル側を説明する。クラッチペダル１１の踏込み・戻し操作に応じてマスタシリンダ１３から油圧が給排され、この油圧が破線で示す油圧通路１３ａを介して油圧作動弁１２に供給される。これによって油圧作動弁１２が開閉され、クラッチブースタ１０への空圧の給排が行われ、クラッチ２のマニュアル断接が実行される。油圧作動弁１２が開くと、これを通過した空圧がダブルチェックバルブＤＣＶ２を切り換えてクラッチブースタ１０に至る。なお、クラッチの自動断接とマニュアル断接とが干渉した場合はマニュアル断接を優先させるようになっている。

図２に詳細に示すように、変速機３は基本的に常時噛み合い式のいわゆる多段変速機で、前進１６段、後進２段に変速可能である。変速機３は入力側と出力側とにそれぞれ副変速機としてのスプリッタ１７及びレンジギヤ１９を備え、これらの間にメインギヤ段１８を備えている。そして、入力軸１５に伝達されてきたエンジン動力をスプリッタ１７、メインギヤ段１８、レンジギヤ１９へと順に送って出力軸４に出力する。

変速機３を自動変速すべくギヤシフトユニットＧＳＵが設けられ、これはスプリッタ１７、メインギヤ段１８、レンジギヤ１９それぞれの変速を担当するスプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２から構成される。これらアクチュエータもクラッチブースタ１０同様空圧作動され、ＴＭＣＵ９によって制御される。各ギヤ１７，１８，１９の現在ポジションはギヤポジションスイッチ２３（図１参照）で検知される。カウンタシャフト３２の回転速度がカウンタシャフト回転センサ２６で検知され、出力軸４の回転速度が出力軸回転センサ２８で検知される。これら検知信号はＴＭＣＵ９に送られる。

この自動変速機ではマニュアルモードが設定され、ドライバのシフトチェンジ操作に基づくマニュアル変速が可能である。この場合、図１に示すように、クラッチ２の断接制御及び変速機３の変速制御は運転席に設けられたシフトレバー装置２９からの変速指示信号を合図に行われる。即ち、ドライバが、シフトレバー装置２９のシフトレバー２９ａをシフト操作すると、シフトレバー装置２９に内蔵されたシフトスイッチが作動し、変速指示信号がＴＭＣＵ９に送られ、これを基にＴＭＣＵ９はクラッチブースタ１０、スプリッタアクチュエータ２０、メインアクチュエータ２１及びレンジアクチュエータ２２を適宜作動させ、一連の変速操作（クラッチ断→ギヤ抜き→ギヤ入れ→クラッチ接）を実行する。そしてＴＭＣＵ９は現在のシフト段をモニター３１に表示する。

シフトレバー装置２９において、Ｒはリバース、Ｎはニュートラル、Ｄはドライブ、ＵＰはシフトアップ、ＤＯＷＮはシフトダウンをそれぞれ意味する。また運転席に、変速モードを自動とマニュアルに切り換えるモードスイッチ２４と、変速を１段ずつ行うか段飛ばしで行うかを切り換えるスキップスイッチ２５とが設けられる。

自動変速モードのとき、シフトレバー２９ａをＤレンジに入れておけば車速に応じて自動的に変速が行われる。またこの自動変速モードでも、ドライバがシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作すれば、マニュアルでのシフトアップ又はシフトダウンが可能である。この自動変速モードにおいて、スキップスイッチ２５がOFF （通常モード）なら変速は１段ずつ行われる。これはトレーラ牽引時等、積載荷重が比較的大きいときに有効である。またスキップスイッチ２５がON（スキップモード）なら変速は１段飛ばしで行われる。これはトレーラを牽引してないときや荷が軽いときなどに有効である。

一方、マニュアル変速モードのときは、変速は完全にドライバの意思に従う。シフトレバー２９ａがＤレンジのときは変速は行われず、現在ギヤが保持され、ドライバの積極的な意思でシフトレバー２９ａをＵＰ又はＤＯＷＮに操作したときのみ、シフトアップ又はシフトダウンが可能である。このときも前記同様、スキップスイッチ２５がOFF なら変速は１段ずつ行われ、スキップスイッチ２５がONなら変速は１段飛ばしで行われる。このモードではＤレンジは現ギヤ段を保持するＨ（ホールド）レンジとなる。

なお、運転席に非常用変速スイッチ２７が設けられ、ＧＳＵの電磁弁等が故障したときはスイッチ２７の手動切換により変速できるようになっている。

図２に示すように、変速機３にあっては、入力軸１５、メインシャフト３３及び出力軸４が同軸上に配置され、カウンタシャフト３２がそれらの下方に平行配置される。入力軸１５がクラッチ２のドリブンプレート２ａに接続され、入力軸１５とメインシャフト３３とが相対回転可能に支持される。

まずスプリッタ１７とメインギヤ段１８の構成を説明する。入力軸１５にスプリットハイギヤＳＨが回転可能に取り付けられる。またメインシャフト３３にも前方から順にメインギヤＭ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１，ＭＲが回転可能に取り付けられる。ＭＲを除くギヤＳＨ，Ｍ４，Ｍ３，Ｍ２，Ｍ１は、それぞれカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＨ，Ｃ４，Ｃ３，Ｃ２，Ｃ１に常時噛合される。ギヤＭＲはアイドルリバースギヤＩＲに常時噛合され、アイドルリバースギヤＩＲはカウンタシャフト３２に固設されたカウンタギヤＣＲに常時噛合される。

入力軸１５及びメインシャフト３３に取り付けられた各ギヤＳＨ，Ｍ４…に、当該ギヤを選択し得るようスプライン３６が一体的に設けられ、これらスプライン３６に隣接して入力軸１５及びメインシャフト３３に第１〜第４スプライン３７〜４０が固設される。第１〜第４スプライン３７〜４０に常時係合して第１〜第４スリーブ４２〜４５が前後スライド可能に設けられる。第１〜第４スリーブ４２〜４５を適宜選択してスライド移動させ、ギヤ側スプライン３６と係合・離脱させることによりギヤ入れ・ギヤ抜きを行える。第１スリーブ４２の移動をスプリッタアクチュエータ２０で行い、第２〜第４スリーブ４３〜４５の移動をメインアクチュエータ２１で行う。

このように、スプリッタ１７とメインギヤ段１８とは各アクチュエータ２０，２１によって自動変速され得る常時噛み合い式の構成とされる。特に、スプリッタ１７のスプライン部には通常の機械的なシンクロ機構が存在するものの、メインギヤ段１８のスプライン部にはシンクロ機構が存在しない。このため、シンクロ制御なるものを行ってエンジン回転とギヤ速度とを調速し、シンクロ機構なしで変速できるようになっている。ここではメインギヤ段１８以外にスプリッタ１７にもニュートラルポジションが設けられ、所謂ガラ音対策がなされている（特願平11-319915 号参照）。

次にレンジギヤ１９の構成を説明する。レンジギヤ１９は遊星歯車機構３４を採用しており、ハイ・ローいずれかのポジションに切り替えることができる。遊星歯車機構３４は、メインシャフト３３の最後端に固設されたサンギヤ６５と、その外周に噛合される複数のプラネタリギヤ６６と、プラネタリギヤ６６の外周に噛合される内歯を有したリングギヤ６７とからなる。各プラネタリギヤ６６は共通のキャリア６８に回転可能に支持され、キャリア６８は出力軸４に連結される。リングギヤ６７は管部６９を一体的に有し、管部６９は出力軸４の外周に相対回転可能に嵌め込まれて出力軸４とともに二重軸を構成する。

第５スプライン４１が管部６９に一体的に設けられる。また第５スプライン４１の後方に隣接して、出力軸４に出力軸スプライン７０が一体的に設けられる。第５スプライン４１の前方に隣接して、ミッションケース側に固定された固定スプライン７１が設けられる。第５スプライン４１に常時係合して第５スリーブ４６が前後スライド可能に設けられる。第５スリーブ４６の移動がレンジアクチュエータ２２で行われる。レンジギヤ１９の各スプライン部にはシンクロ機構が存在する。

第５スリーブ４６が前方に移動するとこれが固定スプライン７１に係合し、第５スプライン４１と固定スプライン７１とが連結される。これによりリングギヤ６７がミッションケース側に固定され、出力軸４が１より大きい減速比で回転駆動されるようになる。これがローのポジションである。

一方、第５スリーブ４６が後方に移動するとこれが出力軸スプライン７０に係合し、第５スプライン４１と出力軸スプライン７０とが連結される。これによりリングギヤ６７とキャリア６８とが互いに固定され、出力軸４が１の減速比で直結駆動されるようになる。これがハイのポジションである。

このように、この変速機３では、前進側において、スプリッタ１７でハイ・ローの２段、メインギヤ段１８で４段、レンジギヤ１９でハイ・ローの２段に変速可能であり、計２×４×２＝１６段に変速することができる。また後進側では、スプリッタ１７のみでハイ・ローを切り替えて２段に変速することができる。

次に、各アクチュエータ２０，２１，２２について説明する。これらアクチュエータはエアタンク５の空圧で作動する空圧シリンダと、空圧シリンダへの空圧の給排を切り替える電磁弁とで構成される。そしてこれら電磁弁がＴＭＣＵ９で選択的に切り替えられ、空圧シリンダを選択的に作動させるようになっている。

スプリッタアクチュエータ２０は、ダブルピストンを有した空圧シリンダ４７と三つの電磁弁ＭＶＨ，ＭＶＦ，ＭＶＧとで構成される。スプリッタ１７をニュートラルにするときはＭＶＨ／ＯＮ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をハイにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＦＦ，ＭＶＧ／ＯＮとされる。スプリッタ１７をローにするときはＭＶＨ／ＯＦＦ，ＭＶＦ／ＯＮ，ＭＶＧ／ＯＦＦとされる。

メインアクチュエータ２１は、ダブルピストンを有しセレクト側の動作を担当する空圧シリンダ４８と、シングルピストンを有しシフト側の動作を担当する空圧シリンダ４９とを備える。各空圧シリンダに対しそれぞれ複数個の電磁弁ＭＶＣ，ＭＶＤ，ＭＶＥ及びＭＶＢ，ＭＶＡが設けられる。

セレクト側空圧シリンダ４８は、ＭＶＣ／ＯＦＦ，ＭＶＤ／ＯＮ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の下方に移動し、メインギヤの３ｒｄ、４ｔｈ又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤの１ｓｔ、２ｎｄ又はＮ２を選択可能とし、ＭＶＣ／ＯＮ，ＭＶＤ／ＯＦＦ，ＭＶＥ／ＯＦＦのとき図の上方に移動し、メインギヤのＲｅｖ又はＮ１を選択可能とする。

シフト側空圧シリンダ４９は、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＮのとき中立となり、メインギヤのＮ１、Ｎ２又はＮ３を選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＮ，ＭＶＢ／ＯＦＦのとき図の左側に移動し、メインギヤの２ｎｄ，４ｔｈ又はＲｅｖを選択可能とし、ＭＶＡ／ＯＦＦ，ＭＶＢ／ＯＮのとき図の右側に移動し、メインギヤの１ｓｔ又は３ｒｄを選択可能とする。

レンジアクチュエータ２２は、シングルピストンを有した空圧シリンダ５０と二つの電磁弁ＭＶＩ，ＭＶＪとで構成される。空圧シリンダ５０は、ＭＶＩ／ＯＮ，ＭＶＪ／ＯＦＦのとき図の右側に移動し、レンジギヤをハイとし、ＭＶＩ／ＯＦＦ，ＭＶＪ／ＯＮのとき図の左側に移動し、レンジギヤをローとする。

ところで、上記メインギヤ１８のシンクロ制御に際してカウンタシャフト３２を制動するため、カウンタシャフト３２にはカウンタシャフトブレーキ２７が設けられる。カウンタシャフトブレーキ２７は湿式多板ブレーキであって、エアタンク５の空圧で作動する。この空圧の給排を切り替えるため電磁弁ＭＶＢＲＫが設けられる。電磁弁ＭＶＢＲＫがＯＮのときカウンタシャフトブレーキ２７に空圧が供給され、カウンタシャフトブレーキ２７が作動状態となる。電磁弁ＭＶＢＲＫがＯＦＦのときにはカウンタシャフトブレーキ２７から空圧が排出され、カウンタシャフトブレーキ２７が非作動となる。

次に、自動変速制御の内容を説明する。ＴＭＣＵ９には図４に示すシフトアップマップと図５に示すシフトダウンマップとがメモリされており、ＴＭＣＵ９は、自動変速モードのとき、これらマップに従って自動変速を実行する。例えば図４のシフトアップマップにおいて、ギヤ段ｎ（ｎは１から１５までの整数）からｎ＋１へのシフトアップ線図がアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ上では現在のアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）とからただ１点が定まる。車両加速中は、車輪に連結された出力軸４の回転数が次第に増加していく。そこで通常の自動変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に１段ずつシフトアップを行うこととなる。このときスキップモードであれば線図を交互に１本ずつ飛ばして２段ずつシフトアップを行う。

図５のシフトダウンマップにおいても同様に、ギヤ段ｎ＋１（ｎは１から１５までの整数）からｎへのシフトダウン線図がアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）との関数で決められている。そしてマップ上では現在のアクセル開度（％）と出力軸回転数（rpm ）とからただ１点が定まる。車両減速中は出力軸４の回転数が次第に減少していくので、通常の自動変速モードでは、現在の１点が各線図を越える度に１段ずつシフトダウンを行う。スキップモードであれば線図を交互に１本ずつ飛ばして２段ずつシフトダウンする。

一方、マニュアルモードのときは、これらマップと無関係にドライバが自由にシフトアップ・ダウンを行える。通常モードなら１回のシフトチェンジ操作で１段変速でき、スキップモードなら１回のシフトチェンジ操作で２段変速できる。

現在のアクセル開度はアクセル開度センサ８により検知され、現在の出力軸回転数は出力軸回転センサ２８により検知される。特に、ＴＭＣＵ９は、現在の出力軸回転数の値から現在の車速を換算し、これをスピードメータに表示する。つまり車速が出力軸回転数から間接的に検知され、出力軸回転数と車速とは比例関係にある。

次に、本装置のクラッチ制御について説明する。

本装置では、車両発進時に以下の発進制御を行い、ドライバのアクセルワークだけで容易に発進できるようになっている。即ち、車両停止状態（車速実質ゼロ）、クラッチ断保持、変速機が発進段に入れられている状態で、アクセル踏み待ちの状態となり、ドライバがアクセルペダルを踏み込むと、アクセル開度に比例してクラッチが徐々に自動接続されていき、車両が発進される。

また本装置では、クラッチ回転の上昇・下降に合わせてクラッチを自動接続・分断するようになっている。この様子を図７に示す。クラッチ回転とは、クラッチ２のドリブンプレート２ａ（出力側）或いは変速機３の入力軸１５の回転をいい、これはクラッチ接状態にあってはエンジン回転と等しい。

図７に示すように、クラッチ回転が上昇していって所定値Ｎ_A に達したとき、クラッチを自動接続し、逆にクラッチ回転が下降していって所定値Ｎ_B に達したとき、クラッチを自動分断する。Ｎ_A ＜Ｎ_B とされ、ここではＮ_A ＝900(rpm)、Ｎ_B ＝1000(rpm) とされる。Ｎ_A 、Ｎ_B はエンジンのアイドリング回転Ｎ_I より高い。ここではＮ_I ＝500(rpm)とされる。

クラッチ回転は、カウンタシャフト回転センサ２６により検知されるカウンタシャフト回転から換算する。即ち、ＴＭＣＵ９は変速機内の各ギヤ歯数及び各ギヤ組のギヤ比を記憶しており、クラッチ回転数Ｎ₁ を、カウンタシャフト回転数Ｎ₂ と、スプリットハイギヤＳＨ（インプットギヤともいう）の歯数Ｚ₁ と、カウンタギヤＣＨ（インプットカウンタギヤともいう）の歯数Ｚ₂ とから次式により換算する。

Ｎ₁ ＝（Ｚ₂ ／Ｚ₁ ）×Ｎ₂
このようにクラッチ回転をカウンタシャフト回転センサ２６を用いて間接的に検知するようにしたのは、クラッチ回転を直接検知するセンサをスペース上の都合で設置できない等の理由による。しかしながら、当該センサを設置する変形例は当然可能である。

既述したように、上記クラッチ接制御によって、例えば下り坂惰行時のエンジンブレーキによる減速が自動的に行える。また上記クラッチ断制御によって、例えば減速惰行時のアイドリング手前における自動クラッチ断が行える。

しかしながら、エンジンのファーストアイドルが行われ、そのファーストアイドル回転Ｎ_FIがクラッチ断回転Ｎ_B より高いと、ブレーキを踏んで強制的にエンジン回転及び車速を落とさない限りクラッチ回転をＮ_B まで落とすことができず、自動クラッチ断を行えない。特に、トラクタのような強力なエンジンを搭載した車両では通常のブレーキ踏力で車速を落とすことが困難で、問題が顕著である。

一方、発進時のクラッチ接制御に際してエンジンがファーストアイドルを行っていると、アクセル開度と無関係に燃料噴射量が勝手に増量されてしまうため、ドライバのアクセルコントロールによる意思通りの発進が行えない。

そこで、本装置では、このようなエンジンのファーストアイドルに起因する弊害を防止するため、一時的にファーストアイドルを中止し、アイドリング回転を本来の回転Ｎ_I に戻すようにしている。図６はこのファーストアイドル中止を決定するためのフローチャートである。このフローはＴＭＣＵ９によって実行される。

図示されるように、ＴＭＣＵ９はまずステップ１０１で現在のギヤ段がニュートラル（Ｎ）でないか否かをギヤポジションスイッチ２３の出力から判断する。ギヤ段がニュートラルでない、即ち変速機がギヤイン状態にあるときに、減速過程でクラッチが切れない、或いは発進が妨げられるなどの問題が発生するからである。ニュートラルのときはステップ１０５に進んでエンジンのファーストアイドルを許可する。エンジンのファーストアイドルがＥＣＵ６によって制御されるので、ステップ１０５では具体的にＴＭＣＵ９がＥＣＵ６に何等信号を送らない。これによってＥＣＵ６は通常通りファーストアイドル制御を実行することになる。ニュートラルでないときはステップ１０２に進む。

ステップ１０２では、アクセル開度センサ８により検知された現在のアクセル開度を予め記憶された所定開度と比較し、その所定開度以下か否かを判断する。所定開度とはここでは５(%) で、実質的にゼロとなるような値が設定される。これはドライバがアクセルペダルを戻して減速中であるという状態を検知するためである。

アクセル開度が所定開度以下のときはステップ１０４に進み、エンジンのファーストアイドルを禁止する。具体的には、ＴＭＣＵ９がＥＣＵ６にファーストアイドルをキャンセルする旨の信号を送る。これによってＥＣＵ６がファーストアイドルをキャンセルし、アイドル回転を通常のアイドル回転Ｎ_I に戻す。これによりエンジン回転がアイドル回転Ｎ_I まで落ち込むことが許容され、減速過程でクラッチ回転がクラッチ断回転Ｎ_B まで落ちることができ、クラッチを自動分断することができる。

アクセル開度が所定開度を越えているときはステップ１０３に進み、出力軸回転センサ２８により間接的に検知される現在の車速を予め記憶された所定速度と比較し、その所定速度未満か否かを判断する。ここでは所定速度が１０(km/h)に設定され、十分な低速とされる。

このステップは発進制御の際に使用する。即ち、発進の際はアクセルが踏み込まれるのでアクセル開度が所定開度を越える。このときファーストアイドルが許可されるとドライバの意思に即した発進が行えないので、車速が十分出ていないとき（ステップ１０３でＹ）は発進時であると判断し、ステップ１０４に進んでファーストアイドルを禁止するのである。これによりドライバの意思に即した発進が可能となる。

一方、ステップ１０３で車速が所定速度以上と判断したときは、ステップ１０５に進んでファーストアイドルを許可する。このときは車速が十分出ており、減速でクラッチ断する必要性が殆どないからである。

このように、車速の所定速度としては、発進ギヤ段で発進後、クラッチが完全に接続された後の車速を若干越えるような値が設定される。

以上、本発明の実施形態は上述のものに限られない。例えば本発明を適用する車両はトラクタに限られない。

実施形態に係る車両の自動変速装置を示す構成図である。自動変速機を示す構成図である。自動クラッチ装置を示す構成図である。シフトアップマップである。シフトダウンマップである。本発明に係るファーストアイドル中止決定方法を示すフローチャートである。クラッチ回転とクラッチストロークとの関係を示すグラフである。

符号の説明

１エンジン
２クラッチ
３変速機
６エンジンコントロールユニット
８アクセル開度センサ
９トランスミッションコントロールユニット
１０クラッチブースタ
２６カウンタシャフト回転センサ
２８出力軸回転センサ
Ｎ_A クラッチ接回転
Ｎ_B クラッチ断回転
Ｎ_FI ファーストアイドル回転
Ｎ_I アイドル回転
Ｖ車速

Claims

冷間時等にエンジンの暖機を促進するためにエンジンのアイドリング回転数を通常より高いファーストアイドル回転に制御するエンジンのファーストアイドル制御手段を備えたエンジンと、該エンジンと変速機の間に介設される摩擦型のクラッチと、クラッチ回転数を検出する手段と、アクセル開度を検出する手段と、前記変速機のギヤイン状態を検出する手段と、前記クラッチを断接駆動するクラッチアクチュエータと、該クラッチアクチュエータに指令して前記クラッチの断、接動作を制御するコントローラとを備え、該コントローラは、車両の発進時に、車速がゼロで前記クラッチが断状態、かつ前記変速機が発進段にギヤイン状態であるアクセル待ちの状態から、前記アクセルペダルが踏まれることで、アクセル開度に比例して前記クラッチを徐々に自動接続するオートクラッチ装置において、
前記クラッチ回転が下降するに際して、そのクラッチ回転が前記ファーストアイドル回転よりも低い所定のクラッチ断回転に達した時クラッチを自動分断し、他方、前記クラッチ回転が上昇するに際して、そのクラッチ回転が前記クラッチ断回転よりも低い所定のクラッチ接回転に達した時クラッチを自動接続する制御手段と、
前記アクセル待ちの状態から、前記アクセルペダルが踏み込まれることで前記コントローラの前記自動接続により前記クラッチが徐々に接続されて前記車両が発進したときに、前記アクセル待ちの状態、及び前記アクセル待ちの状態から車速が所定速度未満の間は、前記エンジンの前記ファーストアイドル制御を禁止する制御手段とを備えたことを特徴とする車両のオートクラッチ制御装置。