JP4785888B2

JP4785888B2 - 変速機の制御システム

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Publication number: JP4785888B2
Application number: JP2008099433A
Authority: JP
Inventors: 修石川; 健岡部; 望上岡; 智久正田; 雅樹堀井; 泰文小川; 史郎米澤
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-04-07
Filing date: 2008-04-07
Publication date: 2011-10-05
Anticipated expiration: 2028-04-07
Also published as: JP2009250355A; US8788167B2; DE102009005204B4; US20090254258A1; DE102009005204A1

Description

この発明は、自動車等の車両に搭載される変速機を制御する変速機の制御システムに係り、特に、モータによって変速制御を行う変速機の制御システムに関するものである。

従来、自動車等の車両に搭載され、係合力を自在に変更できるクラッチを備えた変速機が知られている。この変速機では、乾式単板のクラッチにアクチュエータが装備されており、アクチュエータがクラッチのストローク量を変化させることでクラッチ係合力を調整するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−８１４７２号公報（段落００１４〜００１６、図２）

しかし、上記特許文献に開示されたクラッチを備えた変速機では、クラッチを係合させた状態で走行する場合には、アクチュエータを常時作動させることによりクラッチの係合力を発生させ、エンジントルクをクラッチを介して自動変速装置に伝達する必要がある。このため、アクチュエータの電力消費が多くなり、燃費が悪化する問題があった。

この発明は、上記のような実情に鑑みて提案されたもので、走行状態に応じて、クラッチを備えた変速機のクラッチ係合力を調整するモータを短絡させ、このときに発生するモータ制動力によりクラッチを係合させる変速機の制御システムを提供するものである。

この発明に係る変速機の制御システムは、車両に搭載されるエンジンと、上記エンジンの出力軸に接続されて上記エンジンの動力を変速機構部に伝達するエンジン側クラッチと変速機構側クラッチとで構成されるクラッチを有する変速機と、回転角が上記エンジン側クラッチに対する上記変速機構側クラッチのストローク量に比例するクラッチモータを制御するクラッチモータ制御手段を有し、上記クラッチの接続および切断を行うクラッチ制御手段と、を備えた変速機の制御システムにおいて、上記クラッチモータ制御手段は、上記クラッチモータのトルクを上記車両の運転状態に応じたトルクとする目標クラッチモータ電流を演算する目標クラッチモータ電流演算手段と、上記目標クラッチモータ電流演算手段により演算された目標クラッチモータ電流と、実際に検出されたクラッチモータ電流との差に応じて上記クラッチモータの出力をフィードバック制御して上記クラッチモータを駆動させるモータ駆動モードと、上記クラッチモータを短絡し、上記変速機構側クラッチに、上記エンジン側クラッチに対する開放側にストロークする力と逆方向の制動トルクを発生させるモータ制動モードとを選択するモータ駆動・制動手段と、を備え、上記モータ制動モードの時、上記エンジン側クラッチの回転数と、上記変速機構側クラッチの回転数との差が所定値よりも大きい場合には、上記モータ駆動・制動手段により上記モータ駆動モードが選択され、上記クラッチモータを駆動するものである。

この発明に係る変速機の制御システムによれば、クラッチを備えた変速機のクラッチ係合力を調整するモータを短絡することにより発生する制動力でクラッチを係合するので、走行中のモータの消費電力を低減することができ、燃費を向上させることができる。

以下、添付の図面を参照して、この発明に係る変速機の制御システムについて好適な実施の形態を説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は実施の形態１に係る変速機の制御システムを説明する図である。図１において、エンジン１０１の出力軸１０２ａとエンジン側クラッチ１０３ａは直結され、自動変速機構側クラッチ１０３ｂは自動変速装置１０４の変速段を変更する自動変速機構１０５の入力軸１０２ｂに直結されている。符号１０６はクラッチモータで、このクラッチモータ１０６を駆動させることにより、自動変速機構側クラッチ１０３ｂをストロークさせ、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合させたり開放させたりすることができる。

エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂが係合されている場合には、エンジン１０１から自動変速機構１０５に動力が伝達され、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂが開放されている場合には、エンジン１０１から自動変速機構１０５に動力が伝達されない。

自動変速制御装置１０７は、変速時のエンジントルク量を制御する指令を出力するとともに、自動変速装置１０４のエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂの係合、及び自動変速機構１０５の構成変更を行い自動変速装置１０４の変速段を制御する指令を出力する。

エンジントルク制御手段１０８は、自動変速制御装置１０７の指令により変速時のエンジントルク量を制御する。また、クラッチ制御手段１０９は自動変速制御装置１０７の指令により変速時のクラッチ制御を行い、変速機構制御手段１１０は、自動変速制御装置１０７の指令により自動変速機構１０５の変速段の制御を行う。

エンジン１０１の出力軸１０２ａには、エンジン側クラッチ回転数検出手段１１１が設けられており、このエンジン側クラッチ回転数検出手段１１１は、エンジン１０１の出力軸１０２ａの回転数を検出することにより、これと直結されたエンジン側クラッチ１０３ａの回転数を検出する。また、自動変速機構１０５の入力軸１０２ｂには、自動変速機構側クラッチ回転数検出手段１１２が設けられており、この自動変速機構側クラッチ回転数検出手段１１２は自動変速機構１０５の入力軸１０２ｂの回転数を検出することにより、これと直結された自動変速機構側クラッチ１０３ｂの回転数を検出する。

図２はクラッチ制御手段１０９に含まれているクラッチモータ制御手段のシステム構成を説明する図である。クラッチ制御手段１０９はクラッチモータ１０６の回転角が自動変速機構側クラッチ１０３ｂのストローク量に比例する機構となっており、クラッチモータ１０６のトルクによって係合量を調整できるものである。そして、クラッチモータ制御手段２０１は、自動変速機構側クラッチ１０３ｂを駆動するクラッチモータ１０６を制御するもので、次のように構成されている。

図２のように、クラッチモータ駆動回路２０２は、ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬの６個のＦＥＴから構成されており、電源２０３に接続されている。クラッチモータ１０６に流れる電流は、シャント抵抗２０４で検出され、シャント抵抗２０４の両端電圧はフィルタ回路２０５で平均化される。クラッチモータ電流検出手段２０６は、フィルタ回路２０５で平均化されたシャント抵抗２０４の両端電圧からクラッチモータ１０６に流れる電流を検出する。

また、目標クラッチモータ電流演算手段２０７により、変速状態や車両の運転状態に応じて目標のクラッチモータ電流が演算され、クラッチモータ電流検出手段２０６で検出した実電流と目標クラッチモータ電流演算手段２０７で演算した目標電流によって、クラッチモータ駆動回路２０２に与える駆動デューティーがクラッチモータ駆動デューティー演算手段２０８により演算される。クラッチモータ１０６のトルクはクラッチモータ電流量と比例関係にあるため、クラッチモータ電流量をフィードバック制御することで目標とするモータトルク量を調整する。

モータ駆動・制動選択手段２０９は、アクセル開度検出センサ２１０で検出したドライバのアクセル開度、車速検出センサ２１１で検出した車速、エンジン側クラッチ回転数検出手段１１１によって検出したエンジン側クラッチ回転数、及び自動変速機構側クラッチ回転数検出手段１１２によって検出した自動変速機構側クラッチ回転数に応じて、クラッチモータ１０６を駆動モードにするか制動モードにするかを選択する。なお、クラッチモータ１０６の回転位置は、モータ位置検出手段、例えばクラッチモータ回転位置検出センサ２１２により検出する。

ドライバ駆動・制動手段２１３は、モータ駆動・制動選択手段２０９によりモータ駆動モードが選択された場合には、クラッチモータ回転位置検出センサ２１２で検出したモータ位置に応じて駆動するＦＥＴを選択して、そのＦＥＴに対してクラッチモータ駆動デューティー演算手段２０８で演算した駆動デューティーに応じてクラッチモータ駆動回路２０２を駆動し、モータ制動モードが選択された場合には、クラッチモータ１０６を短絡させることにより、クラッチモータ１０６を制動する。

図３はモータ駆動モードにおいて、クラッチモータ回転位置検出センサ２１２で検出したクラッチモータ１０６の回転位置情報に対して、クラッチモータ１０６を一方向へ回転させる際のクラッチモータ駆動回路２０２の駆動パターンを示す図である。

図３において、符号Ａはクラッチモータ回転位置検出センサ２１２の出力パターンで、ここでは３相ブラシレスモータからなるクラッチモータ１０６を１２０度通電駆動した場合のセンサＨ１、Ｈ２、Ｈ３の出力パターンを示している。センサＨ１、Ｈ２、Ｈ３の出力は、ハイレベル（Ｈ）またはローレベル（Ｌ）で、クラッチモータ１０６の回転角度に応じてａ〜ｆの順序で６通りのパターンを繰り返し出力する。符号Ｂはクラッチモータ回転位置検出センサ２１２の出力パターンに対するクラッチモータ駆動回路２０２の通電パターンを示したもので、各相のＦＥＴの駆動状態を示している。

例えば、図３のａの場合では、クラッチモータ回転位置検出センサ２１２の出力パターンが、（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）＝（Ｈ、Ｌ、Ｈ）のとき、クラッチモータ駆動回路２０２のＵＨとＶＬのＦＥＴをＯＮにする。
図３のｂの場合では、クラッチモータ回転位置検出センサ２１２の出力パターンが（Ｈ１、Ｈ２、Ｈ３）＝（Ｈ、Ｌ、Ｌ）のとき、クラッチモータ駆動回路２０２のＵＨとＷＬのＦＥＴをＯＮにする。

このように、クラッチモータ回転位置検出センサ２１２の出力パターンに対して、クラッチモータ駆動回路２０２のＦＥＴ通電パターンを切り換えていくことにより、クラッチモータ１０６を自動変速機構側クラッチ１０３ｂがエンジン側クラッチ１０３ａに係合する方向へ回転させることができる。

また、モータ制動モードにおいては、クラッチモータ駆動回路２０２のＵＨとＶＨとＷＨのＦＥＴをモータ制動モード期間中ＯＦＦにし、ＵＬとＶＬとＷＬのＦＥＴをモータ制動モード期間中ＯＮにすることにより、クラッチモータ１０６を短絡させる。

クラッチモータ１０６が短絡状態の場合には、これまでモータ駆動状態において、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合していたモータ駆動力が発生しなくなるため、自動変速機構側クラッチ１０３ｂが開放側にストロークする。ここでクラッチモータ１０６の回転角は自動変速機構側クラッチ１０３ｂのストローク量と比例する機構となっているので、クラッチモータ１０６の回転方向は、モータ駆動時（自動変速機構側クラッチ１０３ｂがエンジン側クラッチ１０３ａに係合するストローク方向）とは逆方向の回転となる。

しかし、クラッチモータ１０６を短絡させた場合には、クラッチモータ１０６の内部に逆起電力が発生し、外力による回転方向とは逆方向の制動トルクが発生する。このため、クラッチモータ１０６の制動時に、クラッチモータ１０６が自動変速機構側クラッチ１０３ｂの開放側にストロークする力（外力）により回転する場合、逆起電力により、クラッチモータ１０６には自動変速機構側クラッチ１０３ｂの開放側にストロークする力（外力）とは逆方向の制動トルクを発生する。この制動トルクにより、自動変速機構側クラッチ１０３ｂが開放側にストロークするのを妨げることになり、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂの係合が維持され、エンジン１０１の動力を自動変速機構１０５に伝達することができる。ただし、モータ制動モードにおけるクラッチ係合力は、モータ駆動モードにおけるクラッチ係合力よりも小さくなる。

図４及び図５はクラッチモータ１０６の制御方法を説明するフローチャートで、クラッチモータ回転位置検出センサ２１２の出力信号に変化があったときに処理を行っている。なお、図４及び図５のフローチャートの説明については図１及び図２を参照する。

図４及び図５において、まず、ステップ４０１ではクラッチモータ回転位置検出センサ２１２のパターンの読み込みを行い、ステップ４０２において読み込んだクラッチモータ回転位置検出センサ２１２のパターンが正常であるかを判断する。なお、ステップ４０１及びステップ４０２の動作はドライバ駆動・制御手段２１３により実行される。

図３で示したように、クラッチモータ回転位置検出センサ２１２の出力パターンは全部で６通りあって、特定パターンから正転、逆転した場合のパターンは１つずつしかないため、それ以外のパターンを検出した場合には異常であると判断することができる。

ステップ４０２において、パターンが正常であると判断した場合にはステップ４０３に進み、パターンが異常であると判断した場合にはステップ４０４へ進む。

ステップ４０３はクラッチモータ１０６の電流を平均化するステップで、フィルタ回路２０５により平均化された電圧を検出する。

ステップ４０４はクラッチモータ１０６の電流を演算するステップで、ステップ４０３でフィルタ回路２０５により検出された電圧とシャント抵抗２０４の抵抗値とからクラッチモータ１０６の電流をクラッチモータ電流検出手段２０６で演算し、ステップ４０５へ進む。

ステップ４０５は、運転状態に応じた適当なモータトルクとするための目標クラッチモータ電流を演算するステップで、この目標クラッチモータ電流が目標クラッチモータ電流演算手段２０７により演算される。

ステップ４０６は、ステップ４０５で演算した目標クラッチモータ電流に対して、ステップ４０４で演算したクラッチモータ１０６の電流が一致するように、クラッチモータ駆動デューティー演算手段２０８でフィードバック演算を行う。これによりモータ制御デューティーを演算する。

ステップ４０７では、アクセル開度センサ２１０から検出したアクセル開度（ＡＰＳ）と、車速センサ２１１から検出した車速（ＶＰＳ）と、エンジン側クラッチ回転数検出センサ１１１から検出したエンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と、自動変速機構側クラッチ回転数センサ１１２から検出した自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）を読み込む。

ステップ４０８では、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂが係合しているかどうかを判断し、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）の差の絶対値がクラッチ係合判定値αより小さい場合には、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂが係合していると判断し、ステップ４１１へ進みクラッチ係合完了フラグを１にセットし、ステップ４１２へ進む。

エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）の差がクラッチ係合判定値αより大きい場合には、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂが係合していないと判断し、ステップ４０９へ進みクラッチ係合完了フラグを０にリセットし、次いでモータ制動許可フラグを０にリセットするべくステップ４１０へ進む。

ステップ４１２では、目標変速段が変化してから実変速段が目標変速段に達する期間ではないかどうか、換言すれば、ギア変速中ではないかどうかを判定する。ギア変速中である場合には、ステップ４０９へ進み、クラッチ係合完了フラグを０にリセットし、次いでモータ制動許可フラグを０にリセットするべくステップ４１０へ進む。また、ギア変速中ではない場合はステップ４１３へ進む。

ステップ４１３では、アクセル開度（ＡＰＳ）と車速（ＶＰＳ）に基づいて、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂをモータ駆動モードにより係合するか、モータ制動モードにより係合するかを選択する。モータ駆動モードとは、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂをモータの駆動力により係合させるモードで、モータ制動モードとは、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂをモータの制動力により係合させるモードである。

具体的には図６に示すように、ギア段毎に横軸に車速、縦軸にアクセル開度とで構成されたデータマップを用いて、モータ駆動モードにすべき運転領域か、あるいはモータ制動モードにするべき運転領域かを現在のギア段に応じて判定する。即ち、運転者がアクセルを少し踏んで低速運転している場合や、アクセルを踏まずに低速で惰性運転している場合には、モータ制動モードによりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合すると判定し、運転者が加速、あるいは高速走行している場合には、モータ駆動モードによりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合すると判定する。

エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂをモータ制動モードにより係合すると判定された場合には、ステップ４１４に進む。また、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂをモータ制動モードにより係合すると判定されない場合には、ステップ４１０に進み、モータ制動許可フラグを０にリセットする。ここで、モータ制動許可フラグが０にリセットされるということは、モータ駆動モードが確定したということである。

ステップ４１４では、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）の差の絶対値、即ち、クラッチ回転数偏差がモータ制動解除判定値β以上であるかどうかを判定する。ここで、クラッチ係合判定値αとモータ制動解除判定値βの大小関係は、クラッチ係合判定値α＞モータ制動解除判定値βとなる。

クラッチ回転数偏差がモータ制動解除判定値βより大きい場合は、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）の差の絶対値が大きく（クラッチの滑りが大きく）、エンジン１０１と自動変速装置１０４の間で駆動力の伝達が効率的に出来ていないと判断し、ステップ４１０へ進み、モータ制動許可フラグを０にリセットする。また、クラッチ回転数偏差がモータ制動解除判定値βより小さい場合は、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）の差の絶対値が小さく（クラッチの滑りが小さく）、エンジン１０１と自動変速装置１０４との間で駆動力の伝達が効率的に出来ていると判断し、ステップ４１５に進み、モータ制動許可フラグを１にセットする。ここで、モータ制動許可フラグが1にセットされるということは、モータ制動モードが確定したということである。

例えば、モータ制動モードとなる運転領域を維持しているにも関わらず、モータ制動力によるクラッチ係合力では、エンジン１０１の出力軸１０２ａと直結したエンジン側クラッチ１０３ａと、自動変速機構１０５の入力軸１０２ｂに直結した自動変速機構側クラッチ１０３ｂとを係合し続けることが出来なくなった場合、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）に差が発生する。そして、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）の差の絶対値がモータ制動解除判定値βよりも大きくなった場合には、モータ制動モードではなく、モータ駆動モードを選択し、モータ制動力よりも係合力が大きいモータ駆動力によりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合する。

また、モータ制動解除判定値βは、車両の実走試験において、モータ制動解除判定値を変化させた場合の車両のドライバビリティー（加速、減速、定常走行中にクラッチの滑り感がないかなど）とモータ制動解除判定値βの相関関係から実験的に決定することができる。

ステップ４１６では、モータ制動許可フラグが０の場合にはモータ駆動モードなので、ドライバ駆動・制御手段２１３の通電パターンを、ステップ４０１でクラッチモータ回転位置検出センサ２１２から読み込んだパターンに応じたパターンに切り替えを行い、ステップ４０６で演算したモータ制御デューティーに応じてモータを駆動させる。また、モータ制動許可フラグが１の場合には、モータ制動モードなので、クラッチモータ回転位置検出センサ２１２から読み込んだパターンに関係なく、ドライバ駆動・制御手段２１３の通電パターンをＵＨとＶＨとＷＨのＦＥＴはモータ制動許可フラグが１である期間ＯＦＦにし、ＵＬとＶＬとＷＬのＦＥＴはモータ制動許可フラグが１である期間ＯＮにすることにより、クラッチモータ１０６を短絡させ、クラッチモータ１０６を制動させる。

以上のステップ４０７からステップ４１６の各動作は、モータ駆動・制動選択手段２０９により実行される。

図７は車両走行時の自動変速装置１０４の変速挙動を示したチャートである。図７において、符号Ａは車速であり、本チャートは停車状態から発進、加速及び減速を行ったものである。符号Ｂはアクセル開度（ＡＰＳ）である。符号Ｃは目標変速段（点線）と実変速段（実線）を示し、加速に伴い変速段は１速から２速まで変化している。符号Ｄは自動変速機構１０５のギア位置を示している。符号Ｅはエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂの断続状態を示し、チャート中、ＯＰＥＮの位置ではエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂは開放されており、エンジン１０１からの動力は自動変速装置１０４に伝達されていない状態を示す。ＣＬＯＳＥの位置ではエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂは係合されており、エンジン１０１からの動力が自動変速装置１０４に伝達されている状態である。

また、符号Ｆはエンジン１０１の回転速度の変化であり、符号Ｇはエンジントルクの変化を示している。符号Ｈはエンジン１０１の出力軸１０２ａに直結されたエンジン側クラッチ１０３ａの回転数（実線）と、自動変速機構１０５の入力軸１０２ｂに直結された自動変速機構側クラッチ１０３ｂの回転数（点線）を示している。符号Ｉはクラッチモータ１０６の目標電流である目標クラッチモータ電流である。符号Ｊはクラッチ係合完了フラグであり、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂが係合されていると判断された場合は、１にセットされ、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂが係合していないと判断された場合は、０にリセットされる。

さらに、符号Ｋはモータ制動許可フラグであり、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂをモータ制動により係合すると判定された場合には１にセットされ、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂをモータ駆動により係合すると判定された場合には０にリセットされる。符号Ｌはアクセル開度（ＡＰＳ）及び変速制御の状態等により変化するスロットル開度で、例えば変速中にはスロットル開度はゼロ付近となる。符号Ｍは目標クラッチ電流を実現するためにクラッチモータ１０６が消費する電流である。

続いて図７の動作を説明する。図７において、時刻ｔ０からｔ１の間は車速０Ｋｍ／ｈで停車している区間である。このとき、アクセル開度（ＡＰＳ）は全閉、スロットル開度はアイドル開度であり、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂは完全に開放されている。従って、クラッチ係合完了フラグは０であり、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）はアイドル回転数で、自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）はゼロである。また、目標変速段と実変速段及びギア位置は１速となっており、モータ制動許可フラグは０となっている。

時刻ｔ１からｔ２の間は停車からの発進時の挙動を示している。時刻ｔ１からｔ２の間は、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを接続しながらアクセルの踏み込みによりアクセル開度（ＡＰＳ）とスロットル開度を大きくし、エンジントルクを増加させる区間である。このとき、アクセル開度（ＡＰＳ）が全閉状態から増大することにより、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）が増大し、クラッチ位置を係合させるために目標クラッチモータ電流が増加するに伴い、フィードバック制御により実モータ電流も増加するので、モータ駆動力によりクラッチ位置がＯＰＥＮ状態からＣＬＯＳＥ状態に向かって移動する。これに伴い、自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）がエンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）に引きずられるように増大する。なお、時刻ｔ２ではクラッチ位置がＣＬＯＳＥ状態で、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）は一致しており、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂは完全に係合している。

時刻ｔ２からｔ３の間は１速で緩やかに加速している区間である。時刻ｔ２では、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂは完全に係合しているため、クラッチ係合完了フラグが１にセットされる。このとき、車速（ＶＰＳ）とアクセル開度（ＡＰＳ）は、モータ制動によりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合するべきと判定される運転領域であり、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）は一致しているので、モータ制動許可フラグが１にセットされる。

モータ制動許可フラグが１にセットされ、ドライバ駆動・制動手段２１３の通電パターンを、ＵＨとＶＨとＷＨのＦＥＴはＯＦＦ、ＵＬとＶＬとＷＬのＦＥＴはＯＮにすることにより、クラッチモータ１０６を短絡させると、モータ駆動力がゼロとなるが、モータ制動力によりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂの係合が維持される。また、目標クラッチモータ電流はゼロとなり、クラッチモータ１０６は短絡しているので、クラッチモータ１０６に電流は流れない。

時刻ｔ３からｔ４の間は、アクセル開度（ＡＰＳ）の増大と車速（ＶＰＳ）の上昇により、モータ駆動によりクラッチを係合するべきと判定される運転領域となり、モータ制動許可フラグが０にリセットされる。また、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂはモータ駆動力により係合されるので、クラッチモータ１０６には、フィードバック制御により目標クラッチモータ電流に応じた実モータ電流が流れる。

時刻ｔ４では車速（ＶＰＳ）の上昇により目標変速段が２速に変化しており、時刻ｔ４からｔ８の間は変速段を１速から２速に変更するときの挙動を示している。そのうちの時刻ｔ４からｔ５の間はエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを切断する際の動作を示しており、次にその動作について説明する。

時刻ｔ４ではエンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）は一致している。時刻ｔ４からｔ５の間はエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂの切断を行うため、まずスロットルを閉じてエンジントルクを低減するとともに、クラッチ位置を変化させるために目標クラッチモータ電流を増加させる。

このときフィードバック制御により実モータ電流は目標電流に応じて変化し、クラッチ位置がＣＬＯＳＥ状態からＯＰＥＮ状態に向かって移動するに伴い、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂの係合が解除され、エンジン１０１の出力軸１０２ａに直結されたエンジン側クラッチ１０３ａの出力が自動変速機構側クラッチ１０３ｂに伝わらなくなるため、自動変速機構側クラッチ１０３ｂの回転数よりもエンジン側クラッチ１０３ａの回転数の方が高くなる。

時刻ｔ５からｔ６の間ではクラッチ位置がＯＰＥＮ状態で、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを完全に開放している状態であり、クラッチモータ１０６を駆動しないためモータ電流は流れない。時刻ｔ６においては、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂが切断されるので自動変速機構制御装置１０７により、自動変速装置１０４のギア位置を１速から２速に変更する。

時刻ｔ７からｔ８の間はエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合する際の動作を示しており、次にその動作について説明する。

時刻ｔ７ではエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂの係合を行うため、目標クラッチモータ電流を増加させる。このときフィードバック制御により実モータ電流は増加し、モータ駆動力により、自動変速機構側クラッチ１０３ｂがエンジン側クラッチ１０３ａに対してＯＰＥＮ状態からＣＬＯＳＥ状態に向かって移動するに伴い、自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）はエンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）に引きずられて増大する。

時刻ｔ８ではエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂがＣＬＯＳＥ状態で、エンジン側クラッチ回転数と自動変速機構側クラッチ回転数は一致し、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂは完全に係合しており、変速が終了したと判断して、クラッチ係合完了フラグを１にセットし、実変速段を２速に変更する。

時刻ｔ９以降は、減速のためアクセル開度（ＡＰＳ）を減少させた際の動作を示している。時刻ｔ９からｔ１０の間はモータ駆動によりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合させ、２速で減速している状態である。このときエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂは完全に係合しているため、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）は一致しており、クラッチ係合完了フラグが１にセットされている。また、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂはモータ駆動力により係合されており、クラッチモータ１０６には、フィードバック制御により目標クラッチモータ電流に応じた実モータ電流が流れる。

時刻ｔ１０以降は、車速（ＶＰＳ）とアクセル開度（ＡＰＳ）は、モータ制動によりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合するべきと判定される運転領域となる。時刻ｔ１０ではエンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）は一致しているので、モータ制動許可フラグが１にセットされ、ドライバ駆動・制動手段２１３の通電パターンをＵＨとＶＨとＷＨのＦＥＴはＯＦＦ、ＵＬとＶＬとＷＬのＦＥＴはＯＮにすることにより、クラッチモータ１０６を短絡させると、モータ駆動力がゼロとなるが、モータ制動力によりクラッチの係合が維持される。このとき、目標クラッチモータ電流はゼロとなり、クラッチモータ１０６は短絡しているので、クラッチモータ１０６に電流は流れない。

モータ制動モードとなる運転領域を維持しているにも関わらず、モータ制動力によるクラッチ係合力ではエンジン１０１の出力軸１０２ａと直結したエンジン側クラッチ１０３ａと、自動変速機構１０５の入力軸１０２ｂに直結した自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合し続けることができなくなった場合、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）に差が発生する。

このように、時刻ｔ１１以降では、エンジン側クラッチ回転数（Ｎｅｃｌ）と自動変速機構側クラッチ回転数（Ｎｔｃｌ）の差が上記モータ制動解除判定値βよりも大きくなるため、エンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合し続けられないと判断し、モータ制動許可フラグをゼロにリセットし、モータ制動力によるエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂの係合を中止し、モータ駆動力によりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合する。このとき、クラッチモータ１０６には、フィードバック制御により目標クラッチモータ電流に応じた実モータ電流が流れる。

以上のように、従来装置においては、クラッチ切断中以外は、クラッチモータ１０６に常時電流を流すことによりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合する必要があったが、この実施の形態１においては、上述したように区間t２からt３、及び区間t１０からt１１において、モータ制動によりエンジン側クラッチ１０３ａと自動変速機構側クラッチ１０３ｂを係合するので、この区間においてクラッチモータ１０６に流れる電流はゼロとなる。このため、燃費が向上することになり、環境に与える効果が良好である。

この発明に係る変速機の制御システムは、自動車等の車両に搭載される変速機を制御する変速機の制御システムに適用できる。

この発明の実施の形態１に係る変速機の制御システムを説明する図である。この発明の実施の形態１に係るクラッチモータ制御手段のシステム構成を説明する図である。この発明の実施の形態１に係るモータ回転位置検出センサ出力パターンとモータ駆動回路通電パターンの関係を示した図である。この発明の実施の形態１に係るクラッチモータの制御方法を示したフローチャートである。この発明の実施の形態１に係るクラッチモータの制御方法を示したフローチャートである。この発明の実施の形態１に係るクラッチモータのクラッチ制御において、モータ駆動モードとモータ制動モードの選択を行うデータマップの概略図であるこの発明の実施の形態１に係る自動変速装置の走行時の変速挙動を示したチャートである。

符号の説明

１０１エンジン
１０２ａエンジンの出力軸
１０２ｂ自動変速機構の入力軸
１０３ａエンジン側クラッチ
１０３ｂ自動変速機構側クラッチ
１０４自動変速装置
１０５自動変速機構
１０６クラッチモータ
１０６エンジントルク制御手段
１０７自動変速制御装置
１０８エンジントルク制御手段
１０９クラッチ制御手段
１１０変速機構制御手段
１１１エンジン側クラッチ回転数検出手段
１１２自動変速機構側クラッチ回転数検出手段
２０１クラッチモータ制御手段
２０２クラッチモータ駆動回路
２０３電源
２０４シャント抵抗
２０５フィルタ回路
２０６クラッチモータ電流検出手段
２０７目標クラッチモータ電流演算手段
２０８モータ駆動デューティー演算手段
２０９モータ駆動・制動選択手段
２１０アクセル開度センサ
２１１車速センサ
２１２クラッチモータ回転位置検出センサ
２１３ドライバ駆動・制動手段

Claims

車両に搭載されるエンジンと、
上記エンジンの出力軸に接続されて上記エンジンの動力を変速機構部に伝達するエンジン側クラッチと変速機構側クラッチとで構成されるクラッチを有する変速機と、
回転角が上記エンジン側クラッチに対する上記変速機構側クラッチのストローク量に比例するクラッチモータを制御するクラッチモータ制御手段を有し、上記クラッチの接続および切断を行うクラッチ制御手段と、を備えた変速機の制御システムにおいて、
上記クラッチモータ制御手段は、上記クラッチモータのトルクを上記車両の運転状態に応じたトルクとする目標クラッチモータ電流を演算する目標クラッチモータ電流演算手段と、
上記目標クラッチモータ電流演算手段により演算された目標クラッチモータ電流と、実際に検出されたクラッチモータ電流との差に応じて上記クラッチモータの出力をフィードバック制御して上記クラッチモータを駆動させるモータ駆動モードと、上記クラッチモータを短絡し、上記変速機構側クラッチに、上記エンジン側クラッチに対する開放側にストロークする力と逆方向の制動トルクを発生させるモータ制動モードとを選択するモータ駆動・制動手段と、を備え、
上記モータ制動モードの時、上記エンジン側クラッチの回転数と、上記変速機構側クラッチの回転数との差が所定値よりも大きい場合には、上記モータ駆動・制動手段により上記モータ駆動モードが選択され、上記クラッチモータを駆動することを特徴とする変速機の制御システム。