JP4634746B2 - 車両用変速制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動変速機の変速制御装置、特に主変速機に副変速機を組み合わせた変速機の変速操作を電気信号により電気的に変速するようにした車両用変速制御装置に関するものである。

従来、機械式クラッチと同期噛合歯車式変速機とを電子制御することで、走行状態に応じた走行段に自動変速する自動変速機が提案されている（特開文献１参照）。この自動変速機では、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）が介在されないので、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させることができる。
実開２００４−１２５００３号公報

前述の自動変速機においては、エンジンと自動変速機との間に摩擦クラッチを設置して、動力の流れを制御している。この摩擦クラッチ係合時のいわゆる半クラッチ状態では、摩擦クラッチに作用する負荷エネルギーが生じ、特に発進時において負荷エネルギーの発生が大きくなる。

このような自動変速機においては、発進時のギア段は運転者によって設定され、また発進時に使用できるギア段も所定の複数のギア段に制限されるものがある。ドライバーが発進時において、設定可能なギア段のうち高速側のギア段を設定し、発進する場合に、車両が積載状態、または登坂路での発進時には、摩擦クラッチの係合が完全ではなく、エンジン回転速度と変速機の回転速度とに間に差が生じる、いわゆる半クラッチの状態が長くなり、摩擦クラッチに作用する負荷が大きくなる。このため、摩擦クラッチの耐久性が低下するという課題が生じる。

そこで本発明は、摩擦クラッチに作用する負荷エネルギー量を適正に制御するように発進時のギア段を選択し、摩擦クラッチの耐久性を向上する車両用変速制御装置を提供することを目的とする。

第１の発明は、駆動源としてのエンジンと、エンジンの回転速度を少なくとも高速側と低速側のギア比を用いて所定の回転速度に変速する副変速機を備えた歯車式自動変速機と、前記エンジンの回転を前記自動変速機に伝達する摩擦クラッチと、車両の走行状態や運転者の要求に応じて前記自動変速機の変速及び前記摩擦クラッチの係合を制御する制御手段と、を備える車両において、前記制御手段は、発進時の半クラッチ制御中の摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量を演算する手段と、発進時に摩擦クラッチが半クラッチ制御中でなくなり、車両が動き出して発進が終了したときに前記エネルギー量の演算値を所定値と比較する手段と、この比較に基づいて前記エネルギー量の演算値が所定値以上のときに負荷が所定値以上になった回数を１回インクリメントする手段と、発進時の半クラッチ制御に先立ち、摩擦クラッチに作用する負荷が所定値以上になった回数が所定回数以上かどうかを判定する手段と、その判定が所定回数以上のときに発進時のギア比として低速側のギア比を設定する一方、同じく所定回数未満のときに発進時のギア比として高速側のギア比を設定する手段と、を備えることを特徴とする。

第２の発明は、駆動源としてのエンジンと、エンジンの回転速度を少なくとも高速側と低速側のギア比を用いて所定の回転速度に変速する副変速機を備えた歯車式自動変速機と、前記エンジンの回転を前記自動変速機に伝達する摩擦クラッチと、車両の走行状態や運転者の要求に応じて前記自動変速機の変速及び前記摩擦クラッチの係合を制御する制御手段と、を備える車両において、前記制御手段は、発進時の半クラッチ制御中の摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量を演算する手段と、発進時に摩擦クラッチが半クラッチ制御中でなくなり、車両が動き出して発進が終了したときに前記エネルギー量の演算値を所定値と比較する手段と、この比較に基づいて前記エネルギー量の演算値が所定値以上のときにクラッチ負荷大フラグをオンする一方、前記エネルギー量の演算値が所定値未満のときにクラッチ負荷大フラグをオフする手段と、発進時の半クラッチ制御に先立ち、クラッチ負荷大フラグがオンかどうかを判定する手段と、その判定がオンのときに発進時のギア比として低速側のギア比を設定する一方、同じくオフのときに発進時のギア比として高速側のギア比を設定する手段と、を備えることを特徴とする。

第３の発明は、第１または第２の発明において、前記摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量を演算する手段は、エンジンへの燃料噴射量とエンジンの回転速度と前記摩擦クラッチに接続する自動変速機の入力軸の回転速度とに基づき、前記摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量を演算することを特徴とする。

第４の発明は、第１発明〜第３の発明において、前記発進時のギア比の設定後、半クラッチ制御に先立ち、摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量の演算値を０にキャンセルする手段と、を備えることを特徴とする。

したがって、第１〜第４の発明では、摩擦クラッチに作用する負荷エネルギー量に応じて発進時のギア比を最適に設定することができるため、摩擦クラッチに過度の負荷エネルギーが作用することがなく、摩擦クラッチの耐久性を維持することができる。

図１において、１はエンジン、２は摩擦クラッチ（摩擦係合手段）、３は同期噛合式トランスミッションであり、トランスミッション３の出力軸はプロペラシャフト（図示せず）を介して駆動軸（たとえば、リヤアクスル）に連結される。エンジン１に燃料を供給する燃料噴射ポンプにその燃料噴射量（ラック位置）を制御する電子ガバナ装置１Ａが設けられ、エンジン１の動力をトランスミッション３に伝達するクラッチ２にその係合を操作するクラッチブースタ２Ａが設けられ、トランスミッション３にはトランスミッションを構成するギア列をシフトさせるギヤシフトユニット３Ａ、が設けられる。２７はクラッチブースタ２Ａの制御バルブ、３１はエアタンクであり、ギヤシフトユニット３Ａおよびクラッチブースタ２Ａを構成するアクチュエータへの作動圧（圧縮空気）を供給する。

トランスミッション３は、図２に示すように、主変速機として主変速ギア列４０Ａ（Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ３−Ｚｃ３、ＺｍＲ−ＺｃＲ）の入力側及び出力側に、副変速機としてのスプリッタギア列４０Ｂ（Ｚｍ４−Ｚｃ４、Ｚｍ５−Ｚｃ５）及びレンジギア列４０Ｃ（Ｚｒ１−Ｚｃｒ１、Ｚｒ２−Ｚｃｒ２）が夫々連結された構成を有する。以下、トランスミッション３の構成について説明する。

エンジン１の出力を入力するインプットシャフト４２には、スプリッタギア列４０Ｂを高速段に切り換えるスプリッタギヤＺｍ５が遊転自由に配置されると共に、その先端部にシンクロメッシュ機構４４を構成するシンクロナイザハブ４４Ａが固定される。インプットシャフト４２と同軸上に配置されたメインシャフト４６には、主変速ギア列４０Ａの各変速段を構成するドライブギヤＺｍ４、３速ギヤＺｍ３、２速ギヤＺｍ２、１速ギヤＺｍ１及びリバースギヤＺｍＲが夫々遊転自由に配置されると共に、その先端部にレンジギア列４０Ｃを高速段に切り換えるレンジハイギヤＺｒ１が固定される。ドライブギヤＺｍ４及び３速ギヤＺｍ３、２速ギヤＺｍ２及び１速ギヤＺｍ１、並びに、１速ギヤＺｍ１及びリバースギヤＺｍＲの間のメインシャフト４６には、夫々、シンクロメッシュ機構４４を構成するシンクロナイザハブ４４Ａが固定される。

一方、インプットシャフト４２及びメインシャフト４６と平行に配置されたメインカウンタシャフト４８には、スプリッタギヤＺｍ５、ドライブギヤＺｍ４、３速ギヤＺｍ３、２速ギヤＺｍ２及び１速ギヤＺｍ１と常時噛合う、カウンタスプリッタギヤＺｃ５、カウンタドライブギヤＺｃ４、カウンタ３速ギヤＺｃ３、カウンタ２速ギヤＺｃ２及びカウンタ１速ギヤＺｃ１が固定される。また、メインカウンタシャフト４８には、リバースアイドラギヤＺｍＲ１を介して、リバースギヤＺｍＲと常時噛合うカウンタリバースギヤＺｃＲが固定される。

メインシャフト４６と同軸上に配置され、図示しないプロペラシャフトに接続するアウトプットシャフト５０には、レンジギア列４０Ｃを低速段に切り換えるレンジローギヤＺｒ２が遊転自由に配置されると共に、その一端部にシンクロメッシュ機構４４を構成するシンクロナイザハブ４４Ａが固定される。アウトプットシャフト５０と平行に配置されたレンジカウンタシャフト５２には、レンジハイギヤＺｒ１及びレンジローギヤＺｒ２と常時噛合う、レンジカウンタハイギヤＺｃｒ１及びレンジカウンタローギヤＺｃｒ２が夫々固定される。

トランスミッション３は、図２のように主変速機のメインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ３−Ｚｃ３、ＺｍＲ−ＺｃＲ（前進３速後退１速）と、そのエンジン側に配置される副変速機のスプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４、Ｚｍ５−Ｚｃ５（Ｌｏｗ以下単にＬ、Ｈｉ以下単にＨ）、同じくプロペラシャフト側に配置される副変速機のレンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１、Ｚｒ２−Ｚｃｒ２（Ｈ、Ｌ）、を備えるものであり、メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ３−Ｚｃ３の切り換えと、スプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４、Ｚｍ５−Ｚｃ５の切り換えと、さらにレンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１、Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の切り換えと、により前進１２段（最低速側の１Ｌから最高速側の６Ｈまで）に変速可能に構成される。

車両の変速制御に必要な検出手段として、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサ２９、アクセルペダル７の踏み量（アクセル開度の要求量）を検出するアクセル開度センサ２８、クラッチ２のストローク位置を検出するクラッチストロークセンサ２２、トランスミッション３のシフト位置（スプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４、Ｚｍ５−Ｚｃ５の選択位置、メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ３−Ｚｃ３、ＺｍＲ−ＺｃＲの選択位置、レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｃｒ１、Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の選択位置）を検出するギヤポジションスイッチ（ギヤシフトユニット３Ａに内蔵される）、トランスミッション３の出力軸から回転速度を検出する車速センサ２１、トランスミッション３のメインギヤＺｍ１からメインカウンタシャフトの回転速度を検出するメインカウンタシャフト回転速度センサ２３、トランスミッション３のレンジギヤＺｒ１からレンジカウンタシャフトの回転速度を検出するレンジカウンタシャフト回転速度センサ１７が備えられる。

クラッチ２の係合制御の自動制御と運転者のマニュアル操作に基づく手動制御を切り換えるため、クラッチペダルの初期位置（解放状態）と作動位置（踏込状態）を検出するクラッチペダルスイッチ２４、２５が設けられる。トランスミッション３の変速指示手段として運転室にシフトレバーユニット４が備えられ、シフトレバー４Ａのシフト位置に応じた変速指示信号（ニュートラル指示信号も含む）を出力する。また、車両の変速が運転者の変速指示に応じて行われるマニュアル変速モードと、運転状態に応じて自動的に行われるオート変速モードと、を選択するためのスイッチ５（モード切換スイッチ）がシフトレバー４Ａのノブに設けられる。運転室には、トランスミッション３のシフト位置などを表示するディスプレイユニット１３と、ブレーキペダル（図示せず）の踏込みを検出するブレーキペダルスイッチ２６と、が備えられる。１３Ａは警報手段（たとえば、ブザー）である。

変速制御を司るのがトランスミッションコントロールユニット（ＴＣＵ）１１およびエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）１２であり、これらの間はシリアル通信（ＬＡＮ）で結ばれる。ＴＣＵ１１において、モード切換スイッチ５がマニュアル変速モードのときは、シフトレバーユニット４の変速指示信号がトランスミッション３のギヤポジションスイッチに基づくシフト位置と一致しないときに変速指示信号に対応する目標位置へのシフト要求（変速指令）を発生する。モードスイッチ５がオート変速モードのときは、アクセル開度センサ２８の検出信号および車速センサ２１の検出信号から予め設定の変速マップに基づいて目標段を求め、この目標段がトランスミッション３のギヤポジションスイッチに基づくシフト位置と一致しないときに目標段へのシフト要求（変速指令）を発生する。

これらシフト要求の発生により変速制御が起動され、ＴＣＵ１１およびＥＣＵ１２において、そのときの目標位置へのギヤシフトを円滑に遂行すべく、電子ガバナ装置１Ａとクラッチブースタ２Ａとギヤシフトユニット３Ａと、を制御する。図２において、スプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４、Ｚｍ５−Ｚｃ５は、トランスミッション３が１段毎に変速する都度、ＬからＨまたはＨからＬに切り換わる一方、レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｒｃ１、Ｚｒ２−Ｚｃｒ２は、トランスミッション３が１Ｌ〜２Ｈから３Ｌ〜６Ｈまたはその逆方向へ変速するときにのみ、ＬからＨまたはＨからＬに切り換わるのである。

レンジギヤ列Ｚｒ１−Ｚｒｃ１、Ｚｒ２−Ｚｃｒ２の切り換えを伴わない変速制御については、変速指令（シフト要求）が発生すると、エンジン１のアクセル開度（燃料噴射ポンプのラック位置）を無負荷状態へ絞ると共に、クラッチ２を切断する。そして、クラッチ２の切断が検出されると、メインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ３−Ｚｃ３をニュートラルへセット（ギヤ抜き）すると同時にスプリットギヤ列Ｚｍ４−Ｚｃ４、Ｚｍ５−Ｚｃ５の切り換えを行う一方、エンジン回転をレンジカウンタシャフト回転とトランスミッション３の変速完了後のギヤ比（レシオ）とから計算される目標回転（主変速機のギヤ入れすべき変速段の同期回転）に制御する。これに合わせてクラッチ２をダブルクラッチ動作（クラッチ非係合→クラッチ係合→クラッチ非係合）により、トランスミッション３のメインカウンタシャフト回転を目標回転に制御しながら、変速指令に対応するメインギヤ列Ｚｍ１−Ｚｃ１〜Ｚｍ３−Ｚｃ３へのギヤ入れを行う。その後、このギヤ入れが完了したら、クラッチ２を接続すると共にエンジン回転の制御をアクセル開度に応じた通常の制御に切り換えるようになる。

本発明を適用するトランスミッション３は以上のように構成され、次に図３に示すブロック図を用いて、本発明の発進時ギア段制御を実施するＴＣＵ（制御手段）１１の構成について説明する。

ＴＣＵ１１には、トランスミッション３の運転状態が各センサから入力される。具体的には、エンジン１の回転速度がエンジン回転速度センサ２９から入力され、エンジン１の燃料噴射量がＥＣＵ１２から入力される。また、メインカウンタシャフトの回転速度がメインカウンタシャフト回転速度センサ２３から入力され、アクセル開度がアクセル開度センサ２８から入力され、シフトレバー位置がギアポジションスイッチ（３Ａ）から入力される。さらにスプリッタギア列４０Ｂの固定されたギアの位置を検出するギアポジションセンサ６２の信号が入力される。

各入力された信号に基づいて、ＴＣＵ１１はスプリットギヤ列やレンジギア列の切り換えやクラッチ２の係合を行うとともに、車両発進時のギア段を制限する発進時ギア段制限制御を実施する。

図４−１、図４−２は、本発明の発進時ギア段制限制御の内容を説明するフローチャートである。この実施形態においては、発進時のギア段として選択可能なギア比のうち低速側から２番目と３番目のギア比である１Ｈおよび２Ｌのみを選択可能として以下、説明する。通常、平坦路を無積載で発進するような場合にはギア段として２Ｌを運転者が選択し、積載状態あるいは登坂路発進時にはギア段１Ｈを選択する。しかしながら、登坂路発進時にもギア段２Ｌを選択することは可能であり、そのような場合には半クラッチ状態が長くなり、摩擦クラッチ２に作用する負荷が大きくなり、摩擦クラッチ２の耐久性が低下するという課題がある。そこで本発明では、摩擦クラッチ２の耐久性が低下するような場合には、摩擦クラッチに作用する負荷エネルギー量が抑制されるように発進時のギア段を低速側のギア段に制限するものである。

まずステップＳ１、Ｓ２でシフトレバー４Ａの位置を読み込み、その位置が走行レンジにあるかどうかを判定する。走行レンジになければ発進状態にないとしてステップＳ１に戻り、走行レンジにある場合にはステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、摩擦クラッチ２の耐久性の観点から予め実験等により設定された所定値以上の負荷が摩擦クラッチ２に作用した回数を所定回数と比較する。ここで、摩擦クラッチ２に所定値以上の負荷が所定回数以上作用した場合には、摩擦クラッチ２の摩耗が進行し、クラッチ２の耐久性が低下する。そこで、所定値以上の負荷が所定回数以上作用した場合には発進時のギア段を制限し、より低速のギア段に変更する。

本実施形態では、判定条件が成立した場合にはステップＳ４に進み、発進時のギア段をドライバーの選択にかかわらずギア段１Ｈに設定する。一方、判定条件が不成立の場合には、摩擦クラッチ２の耐久性低下の恐れがないとしてステップＳ５に進み、ドライバーの選択に従い、発進時のギア段を高速側のギア段２Ｌに設定する。例えば、ドライバーの選択が２Ｌであっても、摩擦クラッチ２の負荷状態がステップ３の条件に一致するような場合には、ギア段を１Ｈとして摩擦クラッチ２に作用する負荷を低減し、摩擦クラッチ２の耐久性の低下を抑制する。また、ギア段が要求ギア段と異なる制御を実施していることをドライバーに報知するようにしても良い。ここでステップＳ３、Ｓ４が、請求項のギア比変更手段に相当する。

ギア段設定後、ステップＳ６、Ｓ７でシフト位置を読み込み、シフト位置がニュートラル、つまりドライバーが発進を中止したかどうかを判断する。ニュートラルの場合にステップＳ１に戻り、ニュートラル以外の走行レンジにある場合には、ステップＳ８に進み、アクセル開度センサ２８からアクセル開度を読み込む。そしてステップＳ９でアクセル開度が０でないかどうかを判定し、アクセル開度が０の場合にはステップＳ６に戻り、０でない場合にはステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、摩擦クラッチ２に作用する負荷エネルギー量Ｑを０にキャンセルする。次にステップＳ１１で、インプットシャフト４２の回転速度、及びエンジン回転速度とインプットシャフトの回転速度との差を演算し、摩擦クラッチ２が半クラッチ状態かどうかを判定する。摩擦クラッチ２が完全に係合した状態あるいは、インプットシャフト４２の回転が伝達されていない状態であれば、ステップＳ１３に進み、発進が終了したかどうかを判定する。

そして半クラッチ状態であれば、次のステップＳ１２とステップＳ１４でエンジン回転速度Ｂ、メインカウンタシャフト回転速度およびスプリッタギア列４０Ｂの位置を読み込み、ステップＳ１５でスプリッタギア列４０Ｂの位置とメインカウンタシャフトの回転速度とからインプットシャフト４２の回転速度Ｃを演算する。

続くステップＳ１６で、エンジン回転速度Ｂを読み込み、またインプットシャフト４２の回転速度Ｃを演算し、ステップＳ１７でこれらと燃料噴射量Ａから次式より、摩擦クラッチ２に作用する負荷エネルギー量ｄＱを演算する。

続くステップＳ１８で、演算したエネルギー量ｄＱに前回演算までのエネルギー量の積算値Ｑを加えて、新たな積算エネルギー量ＱとしてステップＳ１４の半クラッチ判定に戻る。この演算を半クラッチ状態中、繰り返し演算し積算することで半クラッチ状態での摩擦クラッチ２に作用する積算エネルギー量Ｑを演算することができる。ここでステップＳ１５、１７及び１８が、請求項の負荷エネルギー量演算手段に相当する。

ステップＳ１１の半クラッチ判定に戻り、この判定で半クラッチ制御中でない場合にはステップＳ１３の発進終了判定に進み、エンジン１の回転速度とインプットシャフト４２の回転速度が一致したことを条件として発進が終了したと判定する。エンジン回転速度とインプットシャフト４２の回転速度に差がある場合（インプットシャフト４２の回転速度が０と考えられ、車両がまだ動き出していない状態と考えられる）には、発進が終了しておらず、ステップＳ１１に戻る。発進が終了したと判定された場合にはステップＳ１９に進み、摩擦クラッチ２の積算エネルギー量Ｑが所定値以上かどうかを判定し、所定値以上であれば、ステップＳ２０に進み、その所定値以上となった回数を１回インクリメントしステップＳ２１に進み、またステップＳ１９で積算エネルギー量Ｑが所定値未満である場合にもステップＳ２１に進む。ここで、ステップＳ２０が請求項の回数計測手段に相当する。

ステップＳ２１では、車両が停車しているかどうかを車速センサ２１の出力等から判定する。走行中であれば判定を繰り返して停車するまで待ち、停車すればステップ１に戻る。

このように、車両の発進時に選択可能なギア段の内、高速側のギア段を選択した場合において、摩擦クラッチ２に作用する負荷が所定エネルギー以上となった回数を記憶しておき、その回数が所定回数以上となった場合には、選択した高速側のギア段の使用を禁止して、低速側のギア段を使用するように制限する制御を行うため、摩擦クラッチ２に作用する負荷を低減することができ、摩擦クラッチ２の耐久性を延長させることができる。

図５−１、図５−２は、本発明の発進時ギア段制限制御の内容を説明する他のフローチャートである。この実施形態において、図４に示した制御内容と異なる点は、摩擦クラッチ２に作用する負荷の積算エネルギー量Ｑが所定値以上の場合に、フラグを立てて、フラグのオン／オフに基づいて発進時のギア段の制限制御を行うようにした点である。

まずステップＳ０でフラグをオフにセットする。

次にステップＳ１、Ｓ２でシフトレバー４Ａの位置を読み込み、その位置が走行レンジにあるかどうかを判定する。走行レンジになければ発進状態にないとしてステップＳ１に戻り、走行レンジにある場合にはステップＳ２´に進む。

ステップＳ２´では、摩擦クラッチ２の耐久性の観点から予め実験等により設定された所定値以上の負荷が摩擦クラッチに作用した場合にセットするフラグがオンになっているかどうかを判定する。オンの場合にはステップＳ４に進み、オフの場合には、ステップＳ５に進む。

本実施形態では、判定条件が成立した場合にはステップＳ４に進み、発進時のギア段をドライバーの選択にかかわらずギア段１Ｈに設定する。一方、判定条件が不成立の場合には、摩擦クラッチ２の耐久性低下の恐れがないとしてステップＳ５に進み、ドライバーの選択に従い、発進時のギア段を高速側のギア段２Ｌに設定する。例えば、ドライバーの選択が２Ｌであっても、摩擦クラッチ２の負荷状態がステップ３の条件に一致するような場合には、ギア段を１Ｈとして摩擦クラッチ２に作用する負荷を低減し、摩擦クラッチ２の耐久性の低下を抑制する。また、ギア段が要求ギア段と異なる制御を実施していることをドライバーに報知するようにしても良い。ここでステップＳ３、Ｓ４が、請求項のギア比変更手段に相当する。

ギア段設定後、ステップＳ６、Ｓ７でシフト位置を読み込み、シフト位置がニュートラル、つまりドライバーが発進を中止したかどうかを判断する。ニュートラルの場合にステップＳ１に戻り、ニュートラル以外の走行レンジにある場合には、ステップＳ８に進み、アクセル開度センサ２８からアクセル開度を読み込む。そしてステップＳ９でアクセル開度が０でないかどうかを判定し、アクセル開度が０の場合にはステップＳ６に戻り、０でない場合にはステップＳ１０に進む。

ステップＳ１０では、摩擦クラッチ２に作用する負荷エネルギー量Ｑを０にキャンセルする。次にステップＳ１１で、インプットシャフト４２の回転速度、及びエンジン回転速度とインプットシャフトの回転速度との差を演算し、摩擦クラッチ２が半クラッチ状態かどうかを判定する。摩擦クラッチ２が完全に係合した状態あるいは、インプットシャフト４２の回転が伝達されていない状態であれば、ステップＳ１３に進み、発進が終了したかどうかを判定する。

そして半クラッチ状態であれば、次のステップＳ１２とステップＳ１４でエンジン回転速度Ｂ、メインカウンタシャフト回転速度およびスプリッタギア列４０Ｂの位置を読み込み、ステップＳ１５でスプリッタギア列４０Ｂの位置とメインカウンタシャフトの回転速度とからインプットシャフト４２の回転速度Ｃを演算する。

続くステップＳ１６で、エンジン回転速度Ｂを読み込み、またインプットシャフト４２の回転速度Ｃを演算し、ステップＳ１７でこれらと燃料噴射量Ａから次式より、摩擦クラッチ２に作用する負荷エネルギー量ｄＱを演算する。

続くステップＳ１８で、演算したエネルギー量ｄＱに前回演算までのエネルギー量の積算値Ｑを加えて、新たな積算エネルギー量ＱとしてステップＳ１４の半クラッチ判定に戻る。この演算を半クラッチ状態中、繰り返し演算し積算することで半クラッチ状態での摩擦クラッチ２に作用する積算エネルギー量Ｑを演算することができる。ここでステップＳ１５、１７及び１８が、請求項の負荷エネルギー量演算手段に相当する。

ステップＳ１１の半クラッチ判定に戻り、この判定で半クラッチ制御中でない場合にはステップＳ１３の発進終了判定に進み、エンジン１の回転速度とインプットシャフト４２の回転速度が一致したことを条件として発進が終了したと判定する。エンジン回転速度とインプットシャフト４２の回転速度に差がある場合（インプットシャフト４２の回転速度が０と考えられ、車両がまだ動き出していない状態と考えられる）には、発進が終了しておらず、ステップＳ１１に戻る。発進が終了したと判定された場合にはステップＳ１９に進み、摩擦クラッチ２の積算エネルギー量Ｑが所定値以上かどうかを判定し、所定値以上であれば、ステップＳ２２に進み、摩擦クラッチ２に作用する負荷が所定値以上の場合にセットするフラグをオンにし、負荷が所定値未満の場合にはステップＳ２３に進み、フラグをオンまたはオフにして、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では、車両が停車しているかどうかを車速センサ２１の出力等から判定する。走行中であれば判定を繰り返して停車するまで待ち、停車すればステップ１に戻る。

このように、車両の発進時に選択可能なギア段の内、高速側のギア段を選択した場合において、摩擦クラッチ２に作用する負荷が所定エネルギー以上となった場合には、選択した高速側のギア段の使用を禁止して、低速側のギア段を使用するように制限する制御を行うため、摩擦クラッチ２に作用する負荷を低減することができ、摩擦クラッチ２の耐久性を延長させることができる。

尚、これまでの実施形態においては、発進時の選択可能なギア段として高低２つのギア段を用いて説明したが、同様の判断基準を用いることで、より多段の使用可能なギア段を設定することも可能である。

摩擦クラッチの耐久性を維持することができるため、副変速機を有する自動変速機に有用である。

この発明の実施形態を表す全体構成図である。 自動変速機の構成図である。 本発明の発進時ギア比制限制御を実施するＴＣＵのブロック図である。 本発明の発進時ギア比制限制御のフローチャートである。 本発明の発進時ギア比制限制御のフローチャートである。 本発明の他の発進時ギア比制限制御のフローチャートである。 本発明の他の発進時ギア比制限制御のフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
１Ａ 電子ガバナ装置
２ 摩擦クラッチ
２Ａ クラッチブースタ
３ 自動変速機
３Ａ ギヤシフトユニット
４ シフトレバーユニット
４Ａ シフトレバー
１１ トランスミッションコントロールユニット
１２ エンジンコントロールユニット
１３ ディスプレイユニット
１３Ａ ブザー
１７ スプリッタギヤ回転センサ
２１ 車速センサ
２２ クラッチストロークセンサ
２３ ギヤ回転センサ
２４、２５ クラッチスイッチ
２６ ブレーキペダルスイッチ
２８ アクセル開度センサ
２９ エンジン回転センサ
３２ レンジカウンタシャフト
４０Ａ 主変速機
４０Ｂ スプリッタ（副変速機）
４０Ｃ レンジ
４２ インプットシャフト
４４ シンクロメッシュ機構
４４Ａ シンクロナイザハブ
４６ メインシャフト
４８ メインカウンタシャフト
５０ アウトプットシャフト
６０ メインポジションセンサ
６２ スプリッタポジションセンサ
６４ レンジポジションセンサ

Claims (4)

1. 駆動源としてのエンジンと、
   エンジンの回転速度を少なくとも高速側と低速側のギア比を用いて所定の回転速度に変速する副変速機を備えた歯車式自動変速機と、
   前記エンジンの回転を前記自動変速機に伝達する摩擦クラッチと、
   車両の走行状態や運転者の要求に応じて前記自動変速機の変速及び前記摩擦クラッチの係合を制御する制御手段と、を備える車両において、
   前記制御手段は、
   発進時の半クラッチ制御中の摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量を演算する手段と、
   発進時に摩擦クラッチが半クラッチ制御中でなくなり、車両が動き出して発進が終了したときに前記エネルギー量の演算値を所定値と比較する手段と、
   この比較に基づいて前記エネルギー量の演算値が所定値以上のときに負荷が所定値以上になった回数を１回インクリメントする手段と、
   発進時の半クラッチ制御に先立ち、摩擦クラッチに作用する負荷が所定値以上になった回数が所定回数以上かどうかを判定する手段と、
   その判定が所定回数以上のときに発進時のギア比として低速側のギア比を設定する一方、同じく所定回数未満のときに発進時のギア比として高速側のギア比を設定する手段と、
   を備えることを特徴とする車両用変速制御装置。
2. 駆動源としてのエンジンと、
   エンジンの回転速度を少なくとも高速側と低速側のギア比を用いて所定の回転速度に変速する副変速機を備えた歯車式自動変速機と、
   前記エンジンの回転を前記自動変速機に伝達する摩擦クラッチと、
   車両の走行状態や運転者の要求に応じて前記自動変速機の変速及び前記摩擦クラッチの係合を制御する制御手段と、を備える車両において、
   前記制御手段は、
   発進時の半クラッチ制御中の摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量を演算する手段と、
   発進時に摩擦クラッチが半クラッチ制御中でなくなり、車両が動き出して発進が終了したときに前記エネルギー量の演算値を所定値と比較する手段と、
   この比較に基づいて前記エネルギー量の演算値が所定値以上のときにクラッチ負荷大フラグをオンする一方、前記エネルギー量の演算値が所定値未満のときにクラッチ負荷大フラグをオフする手段と、
   発進時の半クラッチ制御に先立ち、クラッチ負荷大フラグがオンかどうかを判定する手段と、
   その判定がオンのときに発進時のギア比として低速側のギア比を設定する一方、同じくオフのときに発進時のギア比として高速側のギア比を設定する手段と、
   を備えることを特徴とする車両用変速制御装置。
3. 前記摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量を演算する手段は、エンジンへの燃料噴射量とエンジンの回転速度と前記摩擦クラッチに接続する自動変速機の入力軸の回転速度とに基づき、前記摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用変速制御装置。
4. 前記発進時のギア比の設定後、半クラッチ制御に先立ち、摩擦クラッチに負荷されるエネルギー量の演算値を０にキャンセルする手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１つに記載の車両用変速制御装置。

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