JP4939976B2

JP4939976B2 - 自動クラッチを備えた車両の制御装置および制御方法

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Publication number: JP4939976B2
Application number: JP2007044843A
Authority: JP
Inventors: 辰哉越智; 博史坂本; 義幸吉田; 哲生松村; 欽也藤本
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2007-02-26
Filing date: 2007-02-26
Publication date: 2012-05-30
Anticipated expiration: 2027-02-26
Also published as: JP2008208883A

Description

本発明は、自動クラッチを備えた車両の制御装置および制御方法に関する。

近年、自動車の低燃費の観点から歯車式変速機を自動化した変速機が普及している。この変速機は、平行２軸に設けられた軸上に遊転可能な歯車列と噛合いクラッチを備え、この噛合いクラッチをアクチュエータにより切り替えて変速動作を行う自動変速機である。

このような歯車式変速機は、エンジンとの間の駆動系に軽量かつ高効率の少なくとも１つ以上のクラッチを備え付け、エンジンから変速機へと伝達される動力を断接するとともに、クラッチの伝達トルクをアクチュエータにより自動的に制御する自動クラッチである。上記自動クラッチは、摩擦板の押し付けによりエンジンで発生した動力を伝達するものであり、車両の発進動作や変速動作の際に、クラッチを解放状態からスリップ状態（半クラッチ状態）とし滑らかな動力伝達を行う必要がある。したがって、半クラッチ状態による摩擦熱が多量に発生するためクラッチ温度が上昇し、焼損するおそれがある。

このようなクラッチの発熱時の対処法として、発進時における半クラッチ状態の継続時間を計測し、この継続時間が予め設定した判定値を超過した場合は、自動クラッチの伝達トルクを強制的に増加してクラッチを直結（ロックアップ）することにより、過剰なスリップによる自動クラッチの摩擦損耗を防止するものが知られている（例えば特許文献１参照）。

特開２００３−１３００９２号公報

しかし、従来技術によれば、例えば上述の半クラッチ継続時間が所定値を超過したときに、変速機の出力軸回転数がエンジンのアイドル回転数よりも低い場合、自動クラッチを保護すべく伝達トルクを強制的に増加させていくと、エンストを引き起こす。また、出力軸回転数がある程度高い状態から発進動作を開始した場合には、車両が停車した状態からの発進と同じ判定値を設定すると、過剰なスリップによって自動クラッチの摩擦損耗を促進してしまう。

そこで本発明は、上述のような課題を解決し、自動クラッチを備えた車両において、より良好な発進性能を実現する制御装置および制御方法を提供する。

上記目的は、エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる自動クラッチを備えた車両の制御装置であって、エンジン回転数と変速機入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御部と、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御部と、前記エンジン回転数，前記変速機入力軸回転数、または変速機出力軸回転数の少なくともいずれか一つに応じて、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える制御切り替え部とを有し、前記制御切り替え部は、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第２切り替え制御を実施する自動クラッチを備えた車両の制御装置において、前記第２制御部は、前記第１切り替え制御を行った場合の前記自動クラッチの伝達トルクの増加割合よりも、前記第２切り替え制御を行った場合の伝達トルクの増加割合を大きくすることにより達成される。
また、上記目的は、エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる自動クラッチを備えた車両の制御装置であって、エンジン回転数と変速機入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御部と、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御部と、前記エンジン回転数，前記変速機入力軸回転数、または変速機出力軸回転数の少なくともいずれか一つに応じて、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える制御切り替え部とを有し、前記制御切り替え部は、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第２切り替え制御を実施する自動クラッチを備えた車両の制御装置において、前記制御切り替え部は、前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とアクセル開度との間で所定の関係が満たされているか否かを判断することより達成される。
また、上記目的は、エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる自動クラッチを備えた車両の制御装置であって、エンジン回転数と変速機入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御部と、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御部と、前記エンジン回転数，前記変速機入力軸回転数、または変速機出力軸回転数の少なくともいずれか一つに応じて、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える制御切り替え部とを有し、前記制御切り替え部は、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第２切り替え制御を実施する自動クラッチを備えた車両の制御装置において、前記制御切り替え部は、前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とアクセル開度との間で所定の関係が満たされているかどうかをデータテーブルによって判断するとともに、前記データテーブルはヒステリシスを有することにより達成される。
また、上記目的は、エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる自動クラッチを備えた車両の制御方法であって、エンジン回転数，変速機入力軸回転数、または変速機出力軸回転数の少なくともいずれか一つに応じて、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御から、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御に切り替え、前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御から前記第２制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御から前記第２制御に切り替える第２切り替え制御を実施する自動クラッチを備えた車両の制御方法において、前記第１切り替え制御を行った場合の前記自動クラッチの伝達トルクの増加割合よりも、前記第２切り替え制御を行った場合の伝達トルクの増加割合を大きくすることにより達成される。

良好な発進性能を実現することができる。

本発明の実施形態を、図面を用いて以下説明する。

以下の実施形態は、エンジンが発生する動力を変速機へ伝達するとともに、その係合力（伝達トルク）をアクチュエータで自動的に操作することができる自動クラッチを備えた車両の制御装置であり、より詳しくは、自動クラッチの過熱による焼損を防止することが可能な自動クラッチを備えた車両の制御装置である。

図１は、本発明の実施例１をなす自動クラッチを備えた車両の制御装置主要部のシステム構成図を示す。

歯車式変速機３は、自動クラッチ２を介して、車両の動力源であるエンジン１と連結されている。エンジン１にて発生した動力は、自動クラッチ２および変速機入力軸４を経由して歯車式変速機３へと入力され、各変速段に対応した所定歯車列を経由して、変速機出力軸５へと伝達される。歯車式変速機３の詳細は後述する。自動クラッチ２は、クラッチアクチュエータ１０により押し付け力（クラッチ伝達トルク）を調節することで、エンジン１の動力を変速機入力軸４へ伝達／遮断を行うことができる。自動クラッチ２は、一般に乾式単板方式が用いられるが、湿式多板クラッチや電磁クラッチなどすべての摩擦伝達手段を用いることも可能である。

電子制御系の構成として、図１に示す１００は車両の制御装置であり、エンジン１，自動クラッチ２、および歯車式変速機３をアクチュエータにより制御する。エンジン１の回転数はエンジン回転数センサ２０により検出され、変速機入力軸４および変速機出力軸５の回転数は、それぞれ入力軸回転数センサ２１および出力軸回転数センサ２２により検出され、制御装置１００に入力される。本実施形態における制御装置１００の主要部は、入力部１３０，第１制御部１１０，第２制御部１２０、および制御切り替え部１４０により構成されている。

入力部１３０は、エンジン回転数センサ２０，入力軸回転数センサ２１および出力軸回転数センサ２２において検出した検出値がそれぞれ入力される。第１制御部１１０は、エンジン１の回転数と変速機入力軸４との間の回転数差が所定回転数差となるよう、すなわち自動クラッチ２がスリップして半クラッチ状態となるようなクラッチ伝達トルクを演算する。一方、第２制御部１２０は、エンジン１の回転数と変速機入力軸４の回転数とが一致するよう、すなわち自動クラッチ２が直結してロックアップ状態となるようなクラッチ伝達トルクを演算する。

ここで、車両が停車状態から発進する際には、自動クラッチ２を解放状態から半クラッチ状態とし、エンジン１の動力を変速機出力軸５へと伝達させていく。半クラッチ状態が継続すると、摩擦熱が多量に発生して自動クラッチ２を焼損するため、自動クラッチ２を半クラッチ状態から次第にロックアップ状態とする必要がある。したがって、制御切り替え部１４０において、入力部１３０において入力したいずれかの回転数を用いて、第１制御部１１０と第２制御部１２０との演算結果を切り替えて、クラッチアクチュエータ１０に出力する。

このように、車両の制御装置１００の主要部を構成することにより、発進時の過剰な半クラッチ制御による自動クラッチの摩擦損耗を抑制することができる。

図２は、図１の歯車変速機３のスケンルトン図を示す。

エンジン１には、エンジン１の回転数を計測するエンジン回転数センサ２０，エンジントルクを調節する電子制御スロットル（図示しない），吸入空気量に見合う燃料量を噴射するための燃料噴射装置（図示しない）が設けられており、エンジン制御ユニット（図示しない）により、吸入空気量，燃料量，点火時期等を操作することで、エンジン１の動力を高精度に制御することができるようになっている。

歯車式変速機の変速機入力軸４には、１速ドライブギア４１，２速ドライブギア４２，３速ドライブギア４３，４速ドライブギア４４、および５速ドライブギア４５が設けられている。また、５速ドライブギア４５には変速機入力軸４の回転数を検出するためのセンサ２１が設けられている。一方、変速機出力軸５には、１速ドリブンギア５１，２速ドリブンギア５２，３速ドリブンギア５３，４速ドリブンギア５４、および５速ドリブンギア５５が、回転自在に設けられている。１速ドライブギア４１は１速ドリブンギア５１と噛合しており、２速ドライブギア４２は２速ドリブンギア５２と噛合している。３速ドライブギア４３は３速ドリブンギア５３噛合しており、４速ドライブギア４４は４速ドリブンギア５４と噛合している。また、５速ドライブギア４５は５速ドリブンギア５５と噛合している。

そして、１速ドリブンギア５１と２速ドリブンギア５２との間には、回転同期機構を有した噛合いクラッチ６０ａが設けられている。そして、シフト／セレクトアクチュエータ１１を操作して、上記噛合いクラッチ６０ａを左右方向に移動させることにより、１速ドリブンギア５１、あるいは２速ドリブンギア５２を変速機出力軸５と連結状態にすることができる。したがって、１速ドライブギア４１、または２速ドライブギア４２から１速ドリブンギア５１または２速ドリブンギア５２に伝達された回転トルクは、前記噛合いクラッチ６０ａを介して変速機出力軸５に伝達される。

同様に３速ドリブンギア５３と４速ドリブンギア５４との間には、噛合いクラッチ60ｂが設けられている。そして、シフト／セレクトアクチュエータ１１を操作して、上記噛合いクラッチ６０ｂを左右方向に移動させることにより、３速ドリブンギア５３、あるいは４速ドリブンギア５４を変速機出力軸５と連結状態にすることができる。さらに、５速ドリブンギア５４には、噛合いクラッチ６０ｃが設けられている。そして、シフト／セレクトアクチュエータ１１を操作して、噛合いクラッチ６０ｃを左右方向に移動させることにより、５速ドリブンギア５４を変速機出力軸５と連結状態にすることができる。

上述の噛合いクラッチ６０ａ，６０ｂ、および６０ｃは、制御装置１００によって制御される。制御装置１００では、歯車式変速機３の目標変速ギア位置を演算し、シフト／セレクトアクチュエータ１１を操作して、いずれかの噛合いクラッチを変速機出力軸５と連結させることにより、所定変速段を形成することができる。

エンジン１と前記歯車式変速機との間には自動クラッチ２が配設されており、自動クラッチ２の押付け力（クラッチ伝達トルク）をクラッチアクチュエータ１０により調整することで、エンジン１の動力を変速機入力軸４へと伝達／遮断することが可能である。クラッチアクチュエータ１０は制御装置１００にて演算されたクラッチ伝達トルクを実現するよう、自動クラッチ２への押し付け力を発生させる。

制御装置１００は、車両が停車状態において運転者のアクセル操作等の信号を検出して発進要求が生じたことを判断すると、自動クラッチ２が半クラッチ状態となるようクラッチ伝達トルクを演算し、クラッチアクチュエータ１０へと出力することにより、車両を発進させることができる。そして、エンジン回転数，変速機入力軸回転数，変速機出力軸回転数のいずれかの回転数を用いて、自動クラッチ２が半クラッチ状態からロックアップ状態となるようクラッチ伝達トルクの演算方法を切り替える。

図３は、図１の制御装置１００の電気的制御系統を説明するブロック図を示す。

車両の制御装置１００は、エンジン用電子制御装置（ＥＣＵ：Electronic Control
Unit）１５０，変速機用電子制御装置（ＥＣＵ）１６０の２つのＥＣＵで構成されており、各ＥＣＵ間は通信回線を介して必要な情報をやり取りする。これらのＥＣＵ１５０，
１６０は、何れもマイクロコンピュータを含んで構成されており、ＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつＲＯＭに予め記憶されたプログラムに従って信号処理を行う。なお、記憶機能に書換え可能なＲＯＭを使用し、必要に応じて書換えながら使用することも可能である。

エンジン用ＥＣＵ１５０には、アクセル開度センサ３１，スロットル開度センサ３２，エンジン回転数センサ２０，空気量センサ３４，冷却水温センサ３５などが接続され、それぞれアクセル開度ＡＰＳ，スロットル開度ＴＶＯ，エンジン回転数ＮＥ，吸入空気量
ＱＡ，エンジン冷却水温ＴＷなどを表す信号が供給されるようになっている。そして、それらの入力信号に従って燃料噴射弁３６の燃料噴射量や噴射時期を制御したり、イグナイタ３７により点火プラグの点火時期を制御したり、また変速機用ＥＣＵ１６０から必要な信号を取り込むことにより、スロットルアクチュエータ３８を駆動してスロットル開度を制御したりする。

変速機用ＥＣＵ１６０には、入力回転数センサ２１，出力軸回転数センサ２２，シフト位置センサ２３，シフト位置センサ２４，セレクト位置センサ２５，クラッチ位置センサ２６，ブレーキスイッチ２７などが接続されており、それぞれ変速機入力軸４の回転数
ＮＩ，変速機出力軸５の回転数ＮＯ，シフトアクチュエータにより駆動される図示しないシフト／セレクトシャフトの軸心まわり位置であるシフト位置ＲＰＳＳＦＴ１，RPSSFT２，セレクトアクチュエータにより駆動される図示しないシフト／セレクトシャフトの軸方向位置であるセレクト位置ＲＰＳＳＥＬ，自動クラッチ２のストロークＲＰＳＳＣ，ブレーキスイッチＢＲＫＳＷなどを表す信号が供給されるようになっている。

そして、これらの信号やエンジン制御用ＥＣＵ１５０から必要な信号を取り込むことにより、クラッチアクチュエータ１０，シフト／セレクトアクチュエータ１１を駆動することにより、歯車式変速機３の変速段の切り替えや自動クラッチ２の係合／解放を行う。

以上述べたような電気的な接続とし、制御装置１００においてエンジン回転数，変速機入力軸回転数，変速機出力軸回転数のいずれかの回転数を用いて、自動クラッチ２が半クラッチ状態からロックアップ状態となるようクラッチ伝達トルクを演算し、クラッチアクチュエータ１０に出力する。

図４は、図１の制御装置１００の主要処理フローチャートを示す。

ステップＳ４１において、エンジン１と変速機入力軸４との回転数差の絶対値を算出し、この値が所定回転数よりも小さい条件が成立している時間が所定時間以上継続したか否かを判定する。すなわち、自動クラッチ２の入力側と出力側との回転数が略一致したことを判定する。エンジン１と変速機入力軸４とが略一致したと判定するとステップＳ４４へ進み、そうでない場合にはステップＳ４２へ進む。

ステップＳ４２では、アクセル開度と車速との間に所望の関係が成立しているか否かの判定を行う。具体的には、車両が発進した初期の状態か、あるいは車両がある程度進んでいる発進の過渡状態なのかを判断する。発進の過渡状態と判断した場合にはステップＳ44へ進み、そうでない場合にはステップＳ４３へ進む。

つまり、上記ステップＳ４１とステップＳ４２の処理が、制御切り替え部１４０に相当する。

次にステップＳ４３において、エンジン１と変速機入力軸４との間の回転数差が所定回転数差となるよう、自動クラッチ２の伝達トルクを演算する。具体的には、エンジン回転数の目標軌道を設定し、実際のエンジン回転数が目標エンジン回転数に追従するよう、フィードバック制御が実行される。このように、自動クラッチ２を半クラッチ状態とすることにより、停車状態からスムースな発進動作を実現することができる。一方、ステップＳ４４では、エンジン１と変速機入力軸４の回転数が一致するよう、自動クラッチ２の伝達トルクを演算する。具体的には、回転数差とは無関係にクラッチ伝達トルクを増加させて、自動クラッチ２をロックアップ状態とする。具体的には、回転数差とは無関係にクラッチ伝達トルクを増加させて、自動クラッチ２をロックアップ状態とする。つまり、ステップＳ４３が第１制御部１１０に相当し、ステップＳ４４が第２制御部１２０に相当する処理となる。

そして、ステップＳ４５において、算出したクラッチ伝達トルク指令をクラッチアクチュエータ１０に出力して、一連の発進動作における自動クラッチの処理フローが終了する。

このように、通常の発進動作においては、ステップＳ４１において、エンジン１と変速機入力軸４との回転数差が所定値以下に収束したことを判定し、自動クラッチ２の制御方法を切り替える。しかし、自動クラッチ２またはエンジン１に何らかの異常が発生すると、回転数差が収束しないため、半クラッチ状態を継続してしまう。しかし、ステップＳ42において、アクセル開度と車速との関係から車両の発進状態を判定し、クラッチ伝達トルクの演算方法を切り替えることにより、過剰な半クラッチ状態継続による自動クラッチ２の摩擦損耗を抑制することができる。

ここで、ステップＳ４２における処理における判定は、アクセル開度に限定されるものではなく、エンジンの出力トルクなどエンジン負荷に相当するパラメータであれば良い。また同様に、車速に限定されるものではなく、変速機入力軸回転数や変速機出力軸回転数などの、クラッチの車輪側回転数に相当するパラメータであれば良い。

図５は、図１の例における制御切り替え部の一例を示す。これは、前述のステップＳ42の処理の具体的な一例である。

図５に示すように、変速線と同じ構成でアクセル開度ＡＰＳと車速ＶＳＰとに基づくデータテーブルにより、発進領域判定車速と発進領域解除車速とが設定されている。車速が発進領域判定車速を下回った際に、車両の発進動作の初期段階であると判定する。同様に、車速が発進領域解除車速を上回った際に、発進動作の終了段階であると判定する。それ以外は、発進状態の更新を禁止し、ヒステリシスを設けてある。これにより、運転者の煩雑なアクセル操作や車速変化による、発進状態のハンチングを防止している。

そして、車速が発進領域解除車速を上回った際に、半クラッチ状態が継続されている場合には、クラッチ伝達トルクの演算方法を切り替えて、ロックアップ状態とすることにより、過剰な半クラッチ状態継続による自動クラッチ２の摩擦損耗を抑制することができる。ここで、上記データテーブルはアクセル開度に限定されるものではなく、エンジンの出力トルクなどエンジン負荷に相当するパラメータであれば良い。また同様に、車速に限定されるものではなく、変速機入力軸回転数や変速機出力軸回転数などの、クラッチの車輪側回転数に相当するパラメータであれば良い。

図６は、図１の制御装置１００において、第１切り替え制御を行う場合のタイムチャートを示す。これは、車両が停車状態から発進する際のタイムチャートであり、制御切り替え部１４０において、第１切り替え制御によりクラッチ伝達トルクの算出方法を切り替えた場合のタイムチャートである。

図６において（Ａ）の実線はエンジン回転数ＮＥ、破線は変速機入力軸回転数ＮＩを示す。（Ｂ）の実線は変速機出力軸回転数から算出した車速、破線は発進領域解除車速を示す。（Ｃ）は車両の発進状態を判定する発進領域判定フラグを示す。（Ｄ）の実線はエンジンにて発生した動力であるエンジントルク、破線は自動クラッチ２のクラッチ伝達トルクの目標値を示す。

図６に示すように車両が停車している状態では、自動クラッチ２の伝達トルクはゼロであり、クラッチが完全に解放されてエンジンの動力が遮断された状態となっている。そして、時刻ｔ０において運転者のアクセル操作により車両の発進動作が開始すると、アクセル操作量に応じてエンジントルクおよびエンジン回転数が上昇する。

一方、クラッチ伝達トルクは、エンジントルクに追従するよう演算され、自動クラッチ２を介してエンジン１の動力が歯車式変速機へと入力されるため、時刻ｔ１において変速機入力軸回転数および車速が上昇する。ここで、発進動作中におけるエンジン回転数が、所望の目標エンジン回転数（図示していない）と一致するよう、クラッチ伝達トルクをフィードバック制御する。これにより、自動クラッチ２を半クラッチ状態とし、滑らかな発進動作を実現する。

次に時刻ｔ２において、エンジン回転数と変速機入力軸回転数が略一致したと判定すると、過剰なスリップ状態の継続によるクラッチの焼損を防止するため、クラッチ伝達トルクを徐々に増加しロックアップ状態とする。この増加させる割合を大きく設定すると、クラッチ直結による軸振動が発生するため、緩やかな増加割合とする必要がある。

図７は、図１の制御装置１００において、第２切り替え制御を行う場合のタイムチャートを示す。制御切り替え部１４０において、第２切り替え制御によりクラッチ伝達トルクの算出方法に切り替えた場合のタイムチャートである。

図７に示す（Ａ）の実線はエンジン回転数ＮＥ、破線は変速機入力軸回転数ＮＩを示す。（Ｂ）の実線は変速機出力軸回転数から算出した車速、破線は発進領域解除車速を示す。（Ｃ）は車両の発進状態を判定する発進領域判定フラグを示す。（Ｄ）の実線はエンジンにて発生した動力であるエンジントルク、破線は自動クラッチ２のクラッチ伝達トルクの目標値を示す。

上述の図６で示したタイムチャートと同様の動作となるが、このケースにおいては、時刻ｔ２においてエンジン回転数と変速機出力軸回転数が一致しておらず、半クラッチ状態を継続している。そしてｔ３において、車速が上昇し発進領域解除車速を上回ると、発進領域判定フラグをセットする。そして、エンジン回転数と入力軸回転数とが一致していない状況であっても、過剰なスリップ状態の継続によるクラッチの焼損を防止するため、クラッチ伝達トルクを所定の割合で増加させてロックアップ状態とする。

ここで、ロックアップ状態とすべくクラッチの制御方法が切り替わった際の伝達トルクの増加割合は、図６で示した場合の増加割合よりも大きく設定している。

このケースでは、何らかの異常によりエンジン回転数と変速機入力軸回転数が一致していない状態が継続しているため、早期にクラッチを直結させて過剰な半クラッチ状態継続による自動クラッチの摩擦損耗を抑制する必要がある。よって、増加割合は、図６で示した場合の増加割合よりも大きく設定するものである。

図６および図７を用いて述べたように、エンジン回転数，変速機入力軸回転数および変速機出力軸回転数を用いて、クラッチの制御方法を半クラッチ状態からロックアップ状態へと切り替えると共に、前記第１および第２切り替え制御の場合分けに応じたクラッチ伝達トルクの増加割合を設定することにより、クラッチ直結時の軸振動抑制とクラッチ摩擦損耗の抑制とを両立することができる。

図８は、本発明の実施例２をなす歯車式変速機のスケルトン図を示す。

図８に示す歯車式変速機は、自動クラッチ２として２組の湿式多板クラッチを備えたいわゆるツインクラッチと称される構造である。第１クラッチ２ａは第１変速機入力軸４ａに、第２クラッチ２ｂは第２変速機入力軸４ｂに直結されている。第２変速機入力軸４ｂは中空になっており、第１変速機入力軸４ａは第２変速機入力軸４ｂの中空部分を貫通し、回転方向への相対運動が可能な構成となっている。第１変速機入力軸４ａには、２速ドライブギア４２，４速ドライブギア４４、および６速ドライブギア４６が固定されており、第１変速機入力軸４ａに対しては回転自在となっている。また、第２変速機入力軸４ｂには、１速ドライブギア４１，３速ドライブギア４３，５速ドライブギア４５、および図示していないＲ速ドライブギアが固定されており、第１変速機入力軸４ａに対しては、回転自在となっている。また、前記エンジン１の回転数はエンジン回転数センサ２０により検出されるが、第１入力軸回転数センサ２１ａが２速ドライブギア４２に、第２入力軸回転数センサ２０ｂが１速ドライブギア４１に取り付けられており、それぞれの軸の回転数を検出する。

また、変速機出力軸５には、１速ドリブンギア５１，２速ドリブンギア５２，３速ドリブンギア５３，４速ドリブンギア５４，５速ドリブンギア５５，６速ドリブンギア５６、および図示していないＲ速ドリブンギアが回転自在に取り付けられている。そして、１速ドリブンギア５１，３速ドリブンギア５３との間には、回転同期機構を有した噛合いクラッチ６０ｄが設けられている。そして、図示していないシフト／セレクトアクチュエータ１１を制御して１−３速シフトフォークを操作し、上記噛合いクラッチ６０ｄを左右方向に移動させることにより、１速ドリブンギア５１、あるいは３速ドリブンギア５３を変速機出力軸５と連結状態にすることができる。したがって、１速ドライブギア４１、または３速ドライブギア４３から１速ドリブンギア５１または３速ドリブンギア５３に伝達された回転トルクは、噛合いクラッチ６０ｄを介して変速機出力軸５に伝達される。

同様に、５速ドリブンギア５５には、噛合いクラッチ６０ｅが設けられている。そして、図示していないシフト／セレクトアクチュエータ１１を制御して５速シフトフォークを操作し、上記噛合いクラッチ６０ｅを左方向に移動させることにより、５速ドリブンギア５５を変速機出力軸５と連結状態にすることができる。２速ドリブンギア５２，４速ドリブンギア５４との間には、噛合いクラッチ６０ｆが設けられている。そして、図示していないシフト／セレクトアクチュエータ１１を制御して２−４速シフトフォークを操作し、噛合いクラッチ６０ｆを左右方向に移動させることにより、２速ドリブンギア５２、あるいは４速ドリブンギア５４を変速機出力軸４２と連結状態にすることができる。また、６速ドリブンギア５６および図示していないＲ速ドリブンギアとの間には、噛合いクラッチ６０ｇが設けられている。そして、図示していないシフト／セレクトアクチュエータ１１を制御して６−Ｒ速シフトフォークを操作し、上記噛合いクラッチ６０ｇを左右方向に移動させることにより、６速ドリブンギア５６、あるいはＲ速ドリブンギアを変速機出力軸５と連結状態にすることができる。

出力軸回転数センサ２２は２速ドリブンギア５２に取り付けられており、変速機出力軸５の回転数を検出する。

上述の噛合いクラッチ６０ｄ，６０ｅ，６０ｄ、および６０ｃは上記制御装置１００によって制御される。制御装置１００では、前記歯車式変速機３の目標変速ギア位置を演算し、図示していないシフト／セレクトアクチュエータ１１を操作して、いずれかの噛合いクラッチを変速機出力軸５と連結させることにより、所定変速ギアを形成することができる。

前記エンジン１と前記歯車式変速機との間に配設された自動クラッチ２は、２組の湿式多板クラッチで構成されており、前記第１クラッチ２ａおよび第２クラッチ２ｂの押し付け力（クラッチ伝達トルク）を第１クラッチアクチュエータ１０ａおよび第２クラッチアクチュエータ２ｂにより調整することで、エンジン１の動力を前記第１変速機入力軸４ａおよび前記第２変速機入力軸４ｂへと伝達／遮断することが可能である。第１クラッチアクチュエータ１０ａおよび第２クラッチアクチュエータ２ｂは、制御装置１００にて演算されたクラッチ伝達トルクを実現するよう、前記自動クラッチ２への押し付け力を発生する。

前記制御装置１００は、車両が停車状態において運転者のアクセル操作等の信号を検出して発進要求が生じたことを判断すると、前記自動クラッチ２が半クラッチ状態となるようクラッチ伝達トルクを演算し、前記クラッチアクチュエータ１０へと出力することにより、車両を発進させることができる。そして、前記検出したいずれかの回転数に基づいて、ロックアップ状態となるようクラッチ伝達トルクの演算方法を切り替える。

上記実施形態をまとめると、以下のようになる。

（１）エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる少なくとも１つ以上の自動クラッチを備えた車両の制御装置であって、前記エンジンの回転数の検出値と、前記変速機の入力軸回転数の検出値と、前記変速機の出力軸回転数の検出値とを入力する入力部と、前記検出したエンジン回転数と前記入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御部と、前記入力部で入力した前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御部と、前記入力部で入力したいずれかの回転数を用いて、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える制御切り替え部とを備えるよう構成したものである。

かかる構成により、発進時の過剰な半クラッチ状態の継続による自動クラッチの摩擦損耗を抑制し得るものとなる。

尚、ここで入力部はエンジンの回転数の検出値と、変速機の入力軸回転数の検出値と、変速機の出力軸回転数の検出値とを入力しているが、これらは特に検出値を入力しなくても、既存の技術によって各回転数を推定しても良いし、また変速機出力軸回転数については、その後の制御で使用しなければ、特に入力部において入力や推定をしなくても構わない。

（２）上記（１）において好ましくは、前記制御切り替え部は、前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第２切り替え制御を実施するように構成したものである。

（３）上記（２）において好ましくは、前記第２制御部は、前記第１切り替え制御を行った場合の前記自動クラッチの伝達トルクの増加割合よりも、前記第２切り替え制御を行った場合の伝達トルクの増加割合を大きくするように構成したものである。

（４）上記（２）において好ましくは、前記制御切り替え部は、前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とアクセル開度との間で所定の関係が満たされているか否かを判断するように構成したものである。

（５）上記（２）において好ましくは、前記制御切り替え部は、前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とアクセル開度との間で所定の関係が満たされているかどうかをデータテーブルによって判断するとともに、前記データテーブルはヒステリシスを有するように構成したものである。

（６）上記目的を達成するために、本発明は、エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる少なくとも１つ以上の自動クラッチを備えた車両の制御方法であって、前記エンジンの回転数の検出値と、前記変速機の入力軸回転数の検出値と、前記変速機の出力軸回転数の検出値とを入力し、前記検出したエンジン回転数と前記入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御を行い、前記入力部で入力したいずれかの回転数を用いて、前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御に切り替えるように構成したものである。

（７）上記（６）において好ましくは、前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御から前記第２制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御から前記第２制御に切り替えるように構成したものである。

（８）上記（７）において好ましくは、前記第１切り替え制御を行った場合の前記自動クラッチの伝達トルクの増加割合よりも、前記第２切り替え制御を行った場合の伝達トルクの増加割合を大きくするよう構成したものである。

本発明の実施例１をなす自動クラッチを備えた車両の制御装置主要部のシステム構成図を示す。図１の歯車変速機３のスケルトン図を示す。図１の制御装置１００の電気的制御系統を説明するブロック図を示す。図１の制御装置１００の主要処理フローチャートを示す。図１の例における制御切り替え部の一例を示す。図１の制御装置１００の第１切り替え制御によるタイムチャートを示す。図１の制御装置１００の第２切り替え制御によるタイムチャートを示す。本発明の実施例２をなす歯車式変速機のスケンルトン図を示す。

符号の説明

１エンジン
２自動クラッチ
３歯車式変速機
４変速機入力軸
５変速機出力軸
２０エンジン回転数センサ
２１入力軸回転数センサ
２２出力軸回転数センサ
１００制御装置
１１０第１制御部
１２０第２制御部
１３０入力部
１４０制御切り替え部

Claims

エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる自動クラッチを備えた車両の制御装置であって、
エンジン回転数と変速機入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御部と、
前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御部と、
前記エンジン回転数，前記変速機入力軸回転数、または変速機出力軸回転数の少なくともいずれか一つに応じて、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える制御切り替え部とを有し、
前記制御切り替え部は、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、
前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第２切り替え制御を実施する自動クラッチを備えた車両の制御装置において、
前記第２制御部は、前記第１切り替え制御を行った場合の前記自動クラッチの伝達トルクの増加割合よりも、前記第２切り替え制御を行った場合の伝達トルクの増加割合を大きくすることを特徴とする自動クラッチを備えた車両の制御装置。
エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる自動クラッチを備えた車両の制御装置であって、
エンジン回転数と変速機入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御部と、
前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御部と、
前記エンジン回転数，前記変速機入力軸回転数、または変速機出力軸回転数の少なくともいずれか一つに応じて、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える制御切り替え部とを有し、
前記制御切り替え部は、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、
前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第２切り替え制御を実施する自動クラッチを備えた車両の制御装置において、
前記制御切り替え部は、前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とアクセル開度との間で所定の関係が満たされているか否かを判断することを特徴とする自動クラッチを備えた車両の制御装置。
エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる自動クラッチを備えた車両の制御装置であって、
エンジン回転数と変速機入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御部と、
前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御部と、
前記エンジン回転数，前記変速機入力軸回転数、または変速機出力軸回転数の少なくともいずれか一つに応じて、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える制御切り替え部とを有し、
前記制御切り替え部は、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、
前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御部による制御から前記第２制御部による制御に切り替える第２切り替え制御を実施する自動クラッチを備えた車両の制御装置において、
前記制御切り替え部は、前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とアクセル開度との間で所定の関係が満たされているかどうかをデータテーブルによって判断するとともに、前記データテーブルはヒステリシスを有することを特徴とする自動クラッチを備えた車両の制御装置。
エンジンと変速機の間の伝達トルクをアクチュエータにより自動的に操作することのできる自動クラッチを備えた車両の制御方法であって、
エンジン回転数，変速機入力軸回転数、または変速機出力軸回転数の少なくともいずれか一つに応じて、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数とが異なる半クラッチ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第１制御から、前記エンジン回転数と前記変速機入力軸回転数が一致するロックアップ状態になるように前記自動クラッチの伝達トルクを制御する第２制御に切り替え、
前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が略一致したときに前記第１制御から前記第２制御に切り替える第１切り替え制御を実施するとともに、前記エンジン回転数と前記入力軸回転数が略一致せず、かつ前記変速機入力軸回転数または前記変速機出力軸回転数とエンジン負荷との間で所定の関係が満たされたと判断した場合に、前記第１制御から前記第２制御に切り替える第２切り替え制御を実施する自動クラッチを備えた車両の制御方法において、
前記第１切り替え制御を行った場合の前記自動クラッチの伝達トルクの増加割合よりも、前記第２切り替え制御を行った場合の伝達トルクの増加割合を大きくすること特徴とする自動クラッチを備えた車両の制御方法。