JP5835573B2

JP5835573B2 - 自動変速機のクラッチ制御装置

Info

Publication number: JP5835573B2
Application number: JP2011270214A
Authority: JP
Inventors: 哲郎小関
Original assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Current assignee: Mitsubishi Fuso Truck and Bus Corp
Priority date: 2011-12-09
Filing date: 2011-12-09
Publication date: 2015-12-24
Anticipated expiration: 2031-12-09
Also published as: JP2013122263A

Description

本発明は自動変速機のクラッチ制御装置に係り、詳しくは車両発進のために自動変速機を発進段に切り換える際に、シンクロ機構のドグの突き当たりを防止すべくダブルクラッチ操作を実行するクラッチの制御装置に関する。

近年では乗用車のみならずトラックやバスなどの大型車両においても、運転者のアクセル操作量や車速などに応じて変速段を自動的に切り換える自動変速機が普及している。この種の自動変速機の形式としては、例えばトルクコンバータに遊星歯車機構を組み合わせた自動変速機やベルト式などの無段変速機の他に、従来からの機械式の手動変速機をベースとして変速操作及び変速に伴うクラッチ操作をアクチュエータにより自動化した自動変速機が存在する。
このような手動変速機をベースとした自動変速機では、車両の走行中に所定のシフトマップに基づきアクセル開度や車速から目標変速段を決定し、この目標変速段を達成すべく適宜クラッチを断接操作しながら変速機の変速段を切り換えている。例えば車両の減速に伴うシフトダウンの実行時には、シンクロ機構の負担軽減などを目的としてダブルクラッチ操作を自動的に実行するようにした自動変速機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ダブルクラッチ操作は、まずクラッチを切断して変速段をニュートラルにし、一旦クラッチを接続してアクセルを煽った上でクラッチを切断し、その後に変速段を切り換えて再びクラッチを接続する手順で実行される。周知のようにシンクロ機構は、摩擦作用によりクラッチ側と駆動輪側のドグ同士を回転同期させた後に噛合させて目標変速段を達成している。クラッチ接続状態でのアクセルの煽りは、エンジンと共にクラッチ側のドグの回転を引き上げる役割を果たし、これにより駆動輪側のドグに対する大まかな回転同期がなされてシンクロ機構の負担軽減に繋がる。
ところで、停車中の車両の発進時には、クラッチ切断状態で変速機を発進段（例えば２速）に切り換え（以下の説明では、この操作をギヤ入れと称することもある）、その後にクラッチ接続により車両を発進させている。発進段への切換はシンクロ機構のクラッチ側と駆動輪側のドグが共に停止した状態で噛合が行われるため、その点では回転同期の必要はないものの、偶然にドグの山同士が対峙しているときには噛合不能に陥る場合がある。特に角歯形状のドグでは山同士が対峙し易く、噛合不能となる頻度が高い。
このようなときには、クラッチを僅かに接続してエンジンの駆動力でクラッチ側のドグの位相を変化させればドグ同士の噛合が可能となるが、車両走行中のダブルクラッチ操作を想定した上記特許文献１の技術では対処できない。そこで、発進段への切換時には以下の手順で停車状態でのダブルクラッチ操作が行われている。

図５は従来技術における車両発進に際して発進段にギヤ入れするときのダブルクラッチ操作の制御状況を示すタイムチャートである。
アクセル踏込み操作により発進判定が下されると、まずクラッチを接続方向に操作し始め、それに伴ってクラッチストロークＳＴ（クラッチの接続方向への操作量）が増加して半クラッチ開始点ＳＴ1を超える（ポイントａ）。この時点でエンジンからの駆動力伝達によりクラッチ回転速度Ｎc（クラッチ出力側の回転速度）が上昇を開始し、変速機内においてクラッチ側のドグの位相が変化する。クラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1よりも接続側に設定された所定のホールド点ＳＴ2に到達すると、そのホールド点ＳＴ2を保持する（ポイントｂ）。
その後にクラッチ回転速度Ｎcが予め設定されたギヤ入れ可能判定値Ｎc0に到達したことが回転速度センサにより検出されると（ポイントｃ）、クラッチ側のドグの位相変化によりドグ同士が噛合可能、換言すればギヤ入れ可能になったものと見なし（以下、ギヤ入れ可能判定と称する）、クラッチをホールド点ＳＴ2から切断方向に操作し始める。クラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1まで低下してエンジン駆動力の伝達が中止されると（ポイントｄ）、ギヤ入れを開始して変速完了に至る。クラッチ回転速度Ｎcは半クラッチ開始点ＳＴ1以降も暫くは上昇し続け、その後に低下に転じる（ポイントｅ）。

特許第３９９７７４１号明細書

上記のように停車時のダブルクラッチ操作により山同士が対峙しているドグを噛合させるには、エンジン駆動力の伝達によりクラッチ側のドグを僅かに回転させてその位相を変化させるだけで十分である。逆にエンジン駆動力が大き過ぎるとクラッチ側のドグが過剰に回転上昇し、シンクロ機構による回転同期が行われてもギヤ入れ時にギヤ鳴りやショックが生じてしまう。また、過剰な回転上昇時の対策としてドグが回転低下するまで待機すると、ギヤ入れ時間の延長化ひいては車両発進の遅延を引き起こしてしまう。
従って、図５において、クラッチの接続方向への制御によりクラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1に到達したポイントａの直後（僅かに駆動力伝達）でギヤ入れを開始することが、ギヤ鳴り及びショック抑制とギヤ入れ時間の短縮との観点から最も望ましい。

上記した従来技術では、回転速度センサの検出に基づきギヤ入れ可能を判定しているが、当該回転速度センサには検出領域の下限が存在する。そして、クラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1に到達した後にクラッチ回転速度Ｎcが上昇し始めることを鑑みると、仮にセンサ検出領域の下限にギヤ入れ可能判定値Ｎc0を設定したとしても、クラッチ回転速度Ｎcがセンサ検出領域に入ってギヤ入れ可能判定値Ｎc0に基づきギヤ入れ可能を判定できるのは、半クラッチ開始点ＳＴ1よりも大幅に遅れたポイントｃの時点になってしまう。このため従来技術では、ポイントｃを超えた後のエンジン駆動力の伝達が中止されたポイントｄでギヤ入れを開始するしかなく、ギヤ入れ時間の延長化により車両発進の遅延が避けられなかった。
しかも、クラッチストロークＳＴをホールド点ＳＴ2に保持している間にクラッチ回転速度Ｎcが上昇し続けるため、クラッチ側のドグの回転が高い状態でギヤ入れが行われることになる。よって、ギヤ鳴りやショックを発生する虞があり、その対策としてドグが回転低下するまで待機すると、ギヤ入れ時間が一層延長化してしまう。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、車両発進に際してダブルクラッチ操作を適切に実行し、もってギヤ鳴りやショックを生じることなく迅速に発進段への切換を完了して車両を発進させることができる自動変速機のクラッチ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、停車中の車両を発進させるべく変速機を発進段に切り換える際に、クラッチ制御手段に制御されるアクチュエータでクラッチを接続方向に操作することによりエンジン駆動力を変速機側に伝達し、発進段のクラッチ側のドグを回転させて駆動輪側のドグに対して噛合可能とした上で、アクチュエータによりクラッチを切断するダブルクラッチ操作を行い、その後に発進段への切換を実行する自動変速機のクラッチ制御装置において、クラッチ制御手段が、アクチュエータによるクラッチの接続方向への操作時に、アクチュエータの操作量が、予めエンジン駆動力の伝達によりクラッチ側のドグの位相を変化可能な値として設定されたギヤ入れ可能点に到達するまでクラッチ操作を継続し、アクチュエータの操作量がギヤ入れ可能点に到達するとクラッチを切断方向に操作し、さらに、発進段への切換不能時に再試行されるリトライ操作の回数が増加するほど、ギヤ入れ可能点を大きな値に設定するギヤ入れ可能点設定手段を備え、ギヤ入れ可能点設定手段により設定されたギヤ入れ可能点に基づき、クラッチ制御手段がアクチュエータによりクラッチを操作するものである。

請求項２の発明は、請求項１において、変速機の油温が低いほど、ギヤ入れ可能点を大きな値に設定するギヤ入れ可能点設定手段を備え、クラッチ制御手段が、ギヤ入れ可能点設定手段により設定されたギヤ入れ可能点に基づきアクチュエータにより上記クラッチを操作するものである。
請求項３の発明は、請求項１において、クラッチ制御手段が、クラッチの接続方向への操作によりアクチュエータの操作量がギヤ入れ可能点に到達するとクラッチを切断方向に操作する一方、クラッチ側のドグの回転速度が予め設定されたギヤ入れ可能判定値に到達したときにもクラッチを切断方向に操作するものである。

請求項４の発明は、請求項２において、クラッチ制御手段が、変速機の低い油温に対応して設定された大きなギヤ入れ可能点に基づきクラッチ操作を実行したにも拘わらず発進段に切換不能なときに、クラッチ側のドグの回転速度が予め設定されたギヤ入れ可能判定値に到達するまでクラッチの接続方向への操作を継続し、ギヤ入れ可能判定値への到達が判定されたときにクラッチを切断方向に操作するものである。
請求項５の発明は、請求項１において、クラッチ制御手段が、リトライ操作の回数が上限に達したにも拘わらず発進段に切換不能なときに、クラッチ側のドグの回転速度が予め設定されたギヤ入れ可能判定値に到達するまでクラッチの接続方向への操作を継続し、ギヤ入れ可能判定値への到達が判定されたときにクラッチを切断方向に操作するものである。

以上説明したように請求項１の発明の自動変速機のクラッチ制御装置によれば、車両発進時の発進段への切換に際してダブルクラッチ操作を行うとき、アクチュエータの操作量が予め設定されたギヤ入れ可能点に到達するまでクラッチを接続方向に操作し、操作量がギヤ入れ可能点に到達するとクラッチを切断方向に操作するようにした。
即ち、クラッチに対するアクチュエータの操作量を指標として、操作量がギヤ入れ可能点に到達した時点で発進段への切換（ギヤ入れ）が可能になったと見なしている。従って、回転速度センサで検出したクラッチ側のドグの回転速度（クラッチ回転速度）に基づきギヤ入れ可能を判定する従来技術のように、センサ検出領域の制限に起因するギヤ入れ可能の判定遅れは発生しない。
よって、本発明によれば、大幅に速いタイミングで発進段への切換を開始でき、もって迅速に発進段への切換を完了して車両を発進させることができる。また、ギヤ入れ可能点に到達した時点でクラッチを切断方向に操作するため、クラッチ側のドグの過剰な回転上昇を抑制でき、もって発進段への切換時のギヤ鳴りやショックを未然に防止することができる。
また、リトライ操作の回数が増加するほどギヤ入れ可能点を大きな値に設定し、そのギヤ入れ可能点に基づきクラッチを操作するようにした。
従って、リトライ操作を繰り返す毎にアクチュエータの操作量が増加し、それに伴ってエンジンから伝達される駆動力も順次増加する。よって、何れかのリトライ操作の時点で、エンジン駆動力の伝達によりクラッチ側のドグの位相が変化して変速段への切換完了に至ることから、発進不能などのトラブルを確実に回避することができる。

請求項２の発明の自動変速機のクラッチ制御装置によれば、請求項１に加えて、変速機の油温が低いほどギヤ入れ可能点を大きな値に設定し、そのギヤ入れ可能点に基づきクラッチを操作するようにした。
従って、エンジン駆動力の伝達時にクラッチ側のドグが回転上昇し難い傾向となる低油温時には、大きなギヤ入れ可能点に基づきアクチュエータの操作量が増加することから、確実にドグが回転上昇してドグ同士の噛合による発進段への切換が可能となる。一方、クラッチ側のドグが回転上昇し易い傾向となる高油温時には、小さなギヤ入れ可能点に基づきアクチュエータの操作量が減少することから、ドグの過剰な回転上昇が抑制されてギヤ鳴りやショックが未然に回避される。よって、変速機の油温変動に関係なくダブルクラッチ操作を常に適切に実行して発進段に切り換えることができる。

請求項３の発明の自動変速機のクラッチ制御装置によれば、請求項１に加えて、ギヤ入れ可能点に基づくクラッチ操作の制御に加えて、ドグ回転速度に基づくクラッチ操作の制御を実行するようにした。従って、ギヤ入れ可能点に基づきギヤ入れ可能と判定されない場合であっても、ドグ回転速度に基づきギヤ入れ可能と判定されるため、ギヤ入れ時間を一層短縮化して迅速な車両の発進を実現することができる。

請求項４の発明の自動変速機のクラッチ制御装置によれば、請求項２に加えて、大きなギヤ入れ可能点に基づきクラッチ操作したにも拘わらず発進段に切換不能なときに、クラッチ側のドグの回転速度が予め設定されたギヤ入れ可能判定値に到達するまでクラッチの接続方向への操作を継続し、ギヤ入れ可能判定値に到達するとクラッチを切断方向に操作するようにした。
従って、発進段に切換不能なときには、クラッチ側のドグの回転速度がギヤ入れ可能判定値に到達するまでクラッチの接続方向への操作を継続する。このため、エンジン駆動力がより確実に変速機側に伝達されて、一層確実に発進段への切換を完了することができる。
請求項５の発明の自動変速機のクラッチ制御装置によれば、請求項１に加えて、リトライ回数が上限に達したにも拘わらず発進段に切換不能なときに、クラッチ側のドグの回転速度が予め設定されたギヤ入れ可能判定値に到達するまでクラッチの接続方向への操作を継続し、ギヤ入れ可能判定値に到達するとクラッチを切断方向に操作するようにした。
従って、発進段に切換不能なときには、クラッチ側のドグの回転速度がギヤ入れ可能判定値に到達するまでクラッチの接続方向への操作を継続する。このため、エンジン駆動力がより確実に変速機側に伝達されて、一層確実に発進段への切換を完了することができる。

実施形態の自動変速機のクラッチ制御装置が適用されたトラックの駆動系を示す全体構成図である。実施形態における車両発進に際して発進段にギヤ入れときのダブルクラッチ操作の制御状況を示すタイムチャートである。変速機の油温（リトライ回数）に基づきギヤ入れ可能点を算出するための制御マップを示す図である。ダブルクラッチ操作時のリトライ毎のクラッチストロークの制御状況を示すタイムチャートである。従来技術における車両発進に際して発進段にギヤ入れするときのダブルクラッチ操作の制御状況を示すタイムチャートである。

［第１実施形態］
以下、本発明を具体化した自動変速機のクラッチ制御装置の第１実施形態を説明する。
図１は本実施形態の自動変速機のクラッチ制御装置が適用されたトラックの駆動系を示す全体構成図である。
車両には走行用動力源としてディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１が搭載されている。エンジン１の出力軸１ｂにはクラッチ装置２を介して自動変速機（以下、単に変速機という）３の入力軸３ａが接続され、クラッチ装置２の接続時にエンジン１の回転が変速機３に伝達されるようになっている。当該変速機３は、前進６段及び後退１段を備えた手動式変速機をベースとしたものであり、以下に述べるように、その変速操作及び変速に伴うクラッチ装置２の断接操作を自動化したものである。

クラッチ装置２は、フライホイール４にクラッチ板５をプレッシャスプリング６により圧接させて接続される一方、フライホイール４からクラッチ板５を離間させることにより切断される摩擦式クラッチとして構成されている。クラッチ板５にはアウタレバー７を介してエアシリンダ８が連結され、エアシリンダ８には電磁弁９が介装されたエア通路１０を介して圧縮エアを充填したエアタンク１１が接続されている。
電磁弁９の開弁時にはエアタンク１１からエア通路１０を介してエアシリンダ８（アクチュエータ）に圧縮エアが供給され、エアシリンダ８が作動してアウタレバー７を介してクラッチ板５をフライホイール４から離間させ、これによりクラッチ装置２が接続状態から切断状態に切り換えられる。一方、電磁弁９が閉弁すると、圧縮エアの供給中止によりエアシリンダ８が作動しなくなることから、クラッチ板５はプレッシャスプリング６によりフライホイール４に圧接され、これによりクラッチ装置２は切断状態から接続状態に切り換えられる。このように電磁弁９の開閉に応じてエアシリンダ８が作動して、クラッチ装置２を自動的に断接操作可能になっている。

変速機３には変速段を切り換えるためのギヤシフトユニット１４が設けられ、図示はしないがギヤシフトユニット１４は、変速機３内の各変速段に対応するシフトフォークを作動させる複数のエアシリンダ、及び各エアシリンダを作動させる複数の電磁弁を内蔵している。ギヤシフトユニット１４はエア通路１２を介して上記したエアタンク１１と接続されており、各電磁弁の開閉に応じてエアタンク１１からの圧縮エアが対応するエアシリンダに供給され、そのエアシリンダが作動して対応するシフトフォークを切換操作すると、切換操作に応じて変速機３の変速段が切り換えられる。このようにギヤシフトユニット１４の電磁弁の開閉に応じてエアシリンダが作動して、変速機３を自動的に変速操作可能になっている。

車室内には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶に供される記憶装置（ＲＯＭ，ＲＡＭなど）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタなどを備えたＥＣＵ（制御ユニット）２１が設置されており、エンジン１、クラッチ装置２、変速機３の総合的な制御を行う。
ＥＣＵ２１の入力側には、エンジン１の回転速度Ｎeを検出するエンジン回転速度センサ２２、変速機３の入力軸３ａの回転速度（クラッチ回転速度Ｎc）を検出するクラッチ回転速度センサ２３、運転席に設けられたチェンジレバー１３の切換位置を検出するレバー位置センサ２４、変速機３のギヤ位置を検出するギヤ位置センサ２５、アクセルペダル２６の操作量Ａccを検出するアクセルセンサ２７、変速機３の出力軸３ｂに設けられて出力軸回転速度Ｖss（車速Ｖと相関する）を検出する車速センサ２８、及びフットブレーキ２９の操作を検出するブレーキスイッチ３０、クラッチ装置２のクラッチストロークＳＴ（エアシリンダ８によるクラッチ装置２の接続方向への操作量）を検出するストロークセンサ３１などのセンサ類が接続されている。

また、ＥＣＵ２１の出力側には、上記したクラッチ装置２の電磁弁９、ギヤシフトユニット１４の各電磁弁などが接続されると共に、図示はしないが、エンジン１の燃料噴射弁などが接続されている。なお、このように単一のＥＣＵ２１で総合的に制御することなく、例えばＥＣＵ２１とは別にエンジン制御専用のＥＣＵを備えるようにしてもよい。

そして、例えばＥＣＵ２１は、エンジン回転速度センサ２２により検出されたエンジン回転速度Ｎe及びアクセルセンサ２７により検出されたアクセル操作量Ａccに基づき、図示しないマップからエンジン１の各気筒への燃料噴射量を算出すると共に、エンジン回転速度Ｎe及び燃料噴射量Ｑに基づき図示しないマップから燃料噴射時期を算出する。そして、これらの算出値に基づき各気筒の燃料噴射弁を駆動制御しながらエンジン１を運転する。
また、ＥＣＵ２１は、レバー位置センサ２４によりチェンジレバー１３のＤレンジへの切換が検出されているときには自動変速モードを実行し、アクセル操作量Ａcc及び車速センサ２８により検出された車速Ｖに基づき、図示しないシフトマップから目標変速段を算出する。そして、クラッチ装置２の電磁弁９を開閉してエアシリンダ８によりクラッチ装置２を断接操作させながら、ギヤシフトユニット１４の所定の電磁弁を開閉してエアシリンダにより対応するシフトフォークを切換操作して変速段を目標変速段に切り換え（変速制御手段）、これにより常に適切な変速段をもって車両を走行させる。

ところで、停車中の車両を発進させるべく運転者によりアクセルペダル２６が踏込み操作されると、ＥＣＵ２１はクラッチ切断状態で変速機３を発進段（例えば２速）に切り換える所謂ギヤ入れを行い、その後にクラッチ装置２を接続して車両を発進させる。ギヤ入れに際しては、発進段のドグの山同士が対峙して噛合不能な場合を想定して、ダブルクラッチ操作を実行している（クラッチ制御手段）。
しかしながら、［発明が解決しようとする課題］で述べたように、回転速度センサの検出に基づきギヤ入れ可能を判定する従来技術では、センサ検出領域の制限による判定遅れが生じ、ギヤ入れ時間が延長化したり、ギヤ鳴りやショックが発生したりするという問題があった。

ここで本発明者は、このような停車時のダブルクラッチ操作に要求されるクラッチ回転速度Ｎcの上昇は、車両走行中のダブルクラッチ操作で要求される回転上昇とは異なる点に着目した。即ち、車両走行中のダブルクラッチ操作では、回転同期のためにクラッチ側のドグの回転速度を駆動輪側のドグの回転域まで上昇させる必要があり、そのためには回転速度センサの検出に基づくクラッチ回転速度Ｎcの判定が必須である。
これに対して停車時のダブルクラッチ操作では、クラッチ側のドグの位相を僅かに変化させれば確実に山同士の対峙が解消されるため、必ずしも回転速度センサの検出に基づきギヤ入れ可能を判定する必要はない。そこで、本実施形態ではセンサ検出に基づきギヤ入れ可能を判定することなく、予め設定されたクラッチストロークＳＴだけクラッチ装置２を接続方向に操作した時点で、エンジン駆動力の伝達によりギヤ入れ可能になったと見なしてギヤ入れを行っている。以下、停車中の車両を発進させるときにＥＣＵ２１により実行される発進段へのギヤ入れ処理を説明する。

図２は車両発進に際して発進段にギヤ入れときのダブルクラッチ操作の制御状況を示すタイムチャートである。
アクセル踏込み操作により発進判定が下されると、ＥＣＵ２１は、まずクラッチ装置２を接続方向に操作し始め、それに伴ってクラッチストロークＳＴ（接続方向への操作量）が増加して半クラッチ開始点ＳＴ1を超える（ポイントＡ）。その時点或いは直後にエンジン１からの駆動力伝達によりクラッチ回転速度Ｎcが上昇を開始する。クラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1よりも接続側に設定されたギヤ入れ可能点ＳＴ0に到達するまでは接続方向への操作を継続し（クラッチ制御手段）、ギヤ入れ可能点ＳＴ0に到達すると（ポイントＢ）、クラッチ装置２の操作方向を逆転させて切断方向に操作し始める（クラッチ制御手段）。

ギヤ入れ可能点ＳＴ0は、クラッチ装置２を介したエンジン駆動力の伝達によりクラッチ側のドグの位相を変化可能な最小限のクラッチストロークＳＴとして、予め実施した試験により求められた値である。即ち、クラッチストロークＳＴが増加して半クラッチ開始点ＳＴ1を超えると、これと同時或いは直後にクラッチ装置２を介してエンジン駆動力が変速機３側に伝達され始め、それに伴いクラッチ側のドグが回転を開始してその位相が変化し始める。このドグの回転開始時のクラッチストロークＳＴに対し接続側に若干の余裕分を加えた値として、上記ギヤ入れ可能点ＳＴ0が設定されている。
従って、クラッチストロークＳＴがギヤ入れ可能点ＳＴ0に到達したとき、エンジン駆動力の伝達によりクラッチ側のドグの位相が確実に変化しており、ドグ同士の噛合が可能な状態となっている。
なお、本実施形態では、エアシリンダ８を制御する電磁弁９の開閉状態とクラッチストロークＳＴとの間に相関性がないことから、クラッチストロークＳＴセンサからの検出情報に基づきクラッチストロークＳＴがギヤ入れ可能点ＳＴ0に到達したことを判定しているが、これに限ることはない。例えば、電磁式のアクチュエータによりクラッチ装置２を操作する構成では、アクチュエータの励磁電流とクラッチストロークＳＴとの間に相関関係が成立する。そこで、センサ情報を参照することなく、アクチュエータに供給した励磁電流に基づきクラッチストロークＳＴがギヤ入れ可能点ＳＴ0に到達したことを判定してもよい。

クラッチ装置２の切断方向への操作によりクラッチストロークＳＴは次第に低下し、クラッチストロークセンサからの検出情報に基づきクラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1を下回ったと判定すると（ポイントＣ）、ギヤ入れを開始して変速完了に至る。一方、クラッチ装置２の切断方向への操作に伴いクラッチ回転速度Ｎcは減少方向に転じ、ギヤ入れの操作中に０まで低下する。

以上のように本実施形態の自動変速機３のクラッチ制御装置は、車両発進時のダブルクラッチ操作では回転速度センサの検出に基づくギヤ入れ可能の判定が必ずしも必要でなく、却って判定遅れによる弊害を生じる点に着目した。そして、センサ検出に基づきギヤ入れ可能を判定することなく、クラッチ装置２の接続方向への操作によりクラッチストロークＳＴが所定のギヤ入れ可能点ＳＴ0に到達した時点でギヤ入れ可能になったと見なし、その後にクラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1まで低下したときにギヤ入れを開始している。
従って、ギヤ入れ開始のタイミングは、ギヤ入れ可能点ＳＴ0に到達後にクラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1まで低下したポイントＣの時点となる。図５に示す従来技術では、上昇中のクラッチ回転速度Ｎcがセンサ検出領域に入るまでギヤ入れ可能を判定不能なため、それ以降のポイントｄでしかギヤ入れを開始できなかったが、これに比較すると、本実施形態では大幅に速いタイミングでギヤ入れを開始することができる。結果としてギヤ入れ時間を短縮化でき、もって迅速に発進段への切換を完了して車両を発進させることができる。

また、上記クラッチストロークＳＴの制御の結果、クラッチストロークＳＴが半クラッチ開始点ＳＴ1を上回る（駆動力を伝達する）のはごく短時間に限られ、その間にクラッチ回転速度Ｎcはドグを噛合可能とする必要最小限だけ上昇するに過ぎない。このため、クラッチ側のドグが過剰に回転上昇したことによるギヤ入れ時のギヤ鳴りやショックを未然に防止することができる。換言すれば、ドグが回転低下するまで待機する必要が一切ないため、これに起因するギヤ入れ時間の延長化の虞もない。
一方、センサ検出に基づきギヤ入れ可能を判定する従来技術の制御手法を採りつつ、その不具合を可能な限り軽減するには、検出領域の下限を引き下げた高価な回転速度センサが必要となる。本実施形態の場合には、クラッチ回転速度Ｎcを参照しなくても実施可能なため、元々回転速度センサ自体が必要ない。また、仮に他のクラッチ制御でセンサ情報が必要な場合でも、検出領域の下限を引き下げた回転速度センサを用いる必要がないことから、実施する際の製造コストの面でも有利である。

ところで、図２に示す本発明の制御手法に加えて、図５に示す従来技術の制御手法を併用するように構成してもよい。例えばクラッチストロークＳＴの増加に対してクラッチ側のドグが容易に回転上昇する傾向がある場合、本発明の制御手法においてクラッチストロークＳＴがギヤ入れ可能点ＳＴ0に到達する以前に、従来手法において回転速度センサの検出からギヤ入れ可能と判定されることがあり得る。このような場合には本発明の制御によるギヤ入れ可能判定に先行して、従来手法に基づきギヤ入れ可能と判定されるため、ギヤ入れ時間を一層短縮化して迅速な車両の発進を実現することができる。
一方、ダブルクラッチ操作時にクラッチストロークＳＴが同様に制御されて変速機３側に同一駆動力が伝達されたとしても、変速機３内の油温に応じたオイル粘度の変化に起因してクラッチ側のドグの回転上昇が相違する。このため単一のギヤ入れ可能点ＳＴ0に基づきクラッチストロークＳＴを制御した場合、クラッチストロークＳＴの不足によりギヤ入れ不能になったり、逆にクラッチストロークＳＴの過剰によりギヤ鳴りやショックの兆候が現れたりする可能性がある。そこで、油温に応じてギヤ入れ可能点ＳＴ0を設定してもよく、以下、この別例を第２実施形態として説明する。

［第２実施形態］
本実施形態の自動変速機３のクラッチ制御装置の全体的な構成は、図１に示した第１実施形態のものと同様であり、上記のように相違点はギヤ入れ可能点ＳＴ0の設定にある。そこで、共通する構成箇所は同一部材番号を付して説明を省略し、相違点を重点的に述べる。
図３は変速機３の油温に基づきギヤ入れ可能点ＳＴ0を算出するための制御マップを示す図である。
図に示すようにマップは、油温が低いほどギヤ入れ可能点ＳＴ0として大きな値が算出される特性に設定されている（ギヤ入れ可能点設定手段）。従って、冬期などで油温が低いときにはマップから大きな値のギヤ入れ可能点ＳＴ0が算出され、逆に夏期などで油温が高いときには小さな値のギヤ入れ可能点ＳＴ0が算出され、それらのギヤ入れ可能点ＳＴ0に基づきクラッチストロークＳＴが制御される。

従って、低油温時にはオイル粘度が高くなってクラッチ側のドグが回転上昇し難い傾向になるが、クラッチストロークＳＴの増加により確実にドグが回転上昇してドグ同士の噛合によるギヤ入れが可能となる。一方、高油温時にはオイル粘度が低くなってドグが回転上昇し易い傾向になるが、クラッチストロークＳＴの減少によりドグの過剰な回転上昇が抑制されてギヤ鳴りやショックが未然に回避される。よって、変速機３の油温変動に関係なくダブルクラッチ操作を常に適切に実行でき、もって第１実施形態で述べた種々の作用効果を確実に達成することができる。

ところで、変速機３の油温が低くて大きなギヤ入れ可能点ＳＴ0に基づきクラッチストロークＳＴを制御しても、ギヤ入れを完了できないことがあり得る。このような場合には、図２に示す本発明の制御手法から図５に示す従来技術の制御手法に切り換えるように構成してもよい。従来手法によれば、クラッチ回転速度Ｎcがギヤ入れ可能判定値Ｎc0に到達するまでクラッチストロークＳＴを増加させてホールド点ＳＴ2で保持するため、エンジン駆動力をより確実に変速機３側に伝達できるという特徴がある。そのため、本発明の制御手法でギヤ入れ不能であっても従来手法によればギヤ入れを完了できることから、このように従来手法に切り換えることで一層確実にギヤ入れを完了して車両を発進できるという利点が得られる。
一方、変速機３の油温以外にも何らかの要因によりギヤ入れ不能となる場合があり、その中にはエンジン駆動力の伝達不足が原因でクラッチ側のドグの位相が変化せずにギヤ入れ不能に陥ることもある。そこで、このような場合の対策として、ギヤ入れを再試行するリトライ操作の度にギヤ入れ可能点ＳＴ0を接続方向に設定し直して駆動力伝達を順次増加してもよく、以下、この別例を第３実施形態として説明する。

［第３実施形態］
図４は本実施形態のダブルクラッチ操作時のリトライ毎のクラッチストロークＳＴの制御状況を示すタイムチャートである。
リトライ毎のギヤ入れ可能点ＳＴ0は予め設定されたマップから算出され、そのマップ特性は図３に括弧書きで併記している。リトライ回数が増加するほど、ギヤ入れ可能点ＳＴ0として大きな値が算出される特性に設定されている（ギヤ入れ可能点設定手段）。従って、ギヤ入れ不能によりリトライを繰り返す毎にマップから大きなギヤ入れ可能点ＳＴ0が算出され、そのギヤ入れ可能点ＳＴ0に基づきクラッチストロークＳＴが制御される。
このため、エンジン駆動力の伝達不足が原因でクラッチ側のドグの位相が変化せずにギヤ入れ不能に陥っている場合であっても、リトライ操作を繰り返す毎にクラッチストロークＳＴが増加し、それに伴ってエンジン１から伝達される駆動力も順次増加する。よって、何れかのリトライ操作の時点で、エンジン駆動力の伝達によりクラッチ側のドグの位相が変化してギヤ入れ完了に至ることから、発進不能などのトラブルを確実に回避することができる。

なお、本実施形態では図３に示すように、リトライ操作の１回目で半クラッチ開始点ＳＴ1よりも小さなギヤ入れ可能点ＳＴ0を設定し、４回目ではクラッチ装置２を完全接続したクラッチ完接点ＳＴ3に相当するギヤ入れ可能点ＳＴ0を設定している。しかし、これらのギヤ入れ可能点ＳＴ0の設定特性は任意に変更可能である。
また、本実施形態を上記第２実施形態と組み合わせ、変速機３の油温に応じてギヤ入れ可能点ＳＴ0を設定すると共に、リトライ回数の度にギヤ入れ可能点ＳＴ0を増加させるようにしてもよい。

ところで、本実施形態のようにリトライ操作を繰り返しながらクラッチストロークＳＴを順次増加させても、ギヤ入れを完了できないことがあり得る。このような場合には、リトライ回数が上限に達したときに図２に示す本発明の制御手法から図５に示す従来技術の制御手法に切り換えるように構成してもよい。上記のようにクラッチストロークＳＴをホールド点ＳＴ2で保持する従来手法では、エンジン駆動力をより確実に変速機３側に伝達できるという特徴がある。そのため、本発明の制御手法でギヤ入れ不能であっても従来手法によればギヤ入れを完了できることから、このように従来手法に切り換えることで一層確実にギヤ入れを完了して車両を発進できるという利点が得られる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態ではトラックに適用したが、これに限ることはなくバスや乗用車に適用したりしてもよい。

１エンジン
２クラッチ装置（クラッチ）
３自動変速機
８エアシリンダ（アクチュエータ）
２１ＥＣＵ（クラッチ制御手段、ギヤ入れ可能点設定手段）

Claims

停車中の車両を発進させるべく変速機を発進段に切り換える際に、クラッチ制御手段に制御されるアクチュエータでクラッチを接続方向に操作することによりエンジン駆動力を変速機側に伝達し、発進段のクラッチ側のドグを回転させて駆動輪側のドグに対して噛合可能とした上で、上記アクチュエータにより上記クラッチを切断するダブルクラッチ操作を行い、その後に上記発進段への切換を実行する自動変速機のクラッチ制御装置において、
上記クラッチ制御手段は、上記アクチュエータによる上記クラッチの接続方向への操作時に、該アクチュエータの操作量が、予め上記エンジン駆動力の伝達により上記クラッチ側のドグの位相を変化可能な値として設定されたギヤ入れ可能点に到達するまで上記クラッチ操作を継続し、上記アクチュエータの操作量がギヤ入れ可能点に到達すると上記クラッチを切断方向に操作し、
さらに、上記発進段への切換不能時に再試行されるリトライ操作の回数が増加するほど、上記ギヤ入れ可能点を大きな値に設定するギヤ入れ可能点設定手段を備え、
上記ギヤ入れ可能点設定手段により設定されたギヤ入れ可能点に基づき、上記クラッチ制御手段が上記アクチュエータにより上記クラッチを操作することを特徴とする自動変速機のクラッチ制御装置。
上記変速機の油温が低いほど、上記ギヤ入れ可能点を大きな値に設定するギヤ入れ可能点設定手段を備え、
上記クラッチ制御手段は、上記ギヤ入れ可能点設定手段により設定されたギヤ入れ可能点に基づき上記アクチュエータにより上記クラッチを操作することを特徴とする請求項１記載の自動変速機のクラッチ制御装置。
上記クラッチ制御手段は、上記クラッチの接続方向への操作により上記アクチュエータの操作量がギヤ入れ可能点に到達すると該クラッチを切断方向に操作する一方、上記クラッチ側のドグの回転速度が予め設定されたギヤ入れ可能判定値に到達したときにも上記クラッチを切断方向に操作することを特徴とする請求項１記載の自動変速機のクラッチ制御装置。
上記クラッチ制御手段は、上記変速機の低い油温に対応して設定された大きなギヤ入れ可能点に基づき上記クラッチ操作を実行したにも拘わらず上記発進段に切換不能なときに、上記クラッチ側のドグの回転速度が予め設定されたギヤ入れ可能判定値に到達するまで上記クラッチの接続方向への操作を継続し、該ギヤ入れ可能判定値への到達が判定されたときに上記クラッチを切断方向に操作することを特徴とする請求項２記載の自動変速機のクラッチ制御装置。
上記クラッチ制御手段は、上記リトライ操作の回数が上限に達したにも拘わらず上記発進段に切換不能なときに、上記クラッチ側のドグの回転速度が予め設定されたギヤ入れ可能判定値に到達するまで上記クラッチの接続方向への操作を継続し、該ギヤ入れ可能判定値への到達が判定されたときに上記クラッチを切断方向に操作することを特徴とする請求項１記載の自動変速機のクラッチ制御装置。