JPH0544822A - Detector of clutch torque for transmission - Google Patents

Detector of clutch torque for transmission

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JPH0544822A
JPH0544822A JP22491591A JP22491591A JPH0544822A JP H0544822 A JPH0544822 A JP H0544822A JP 22491591 A JP22491591 A JP 22491591A JP 22491591 A JP22491591 A JP 22491591A JP H0544822 A JPH0544822 A JP H0544822A
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Abstract

PURPOSE:To provide a clutch torque detector excellent in detecting accuracy, reliability and durability without cost increase by utilizing an accelerator opening sensor and rotational frequency sensor to figure out the clutch torque of a transmission. CONSTITUTION:The respective detecting signals of an accelerator opening sensor 2, engine rotational frequency sensor 3 and torque converter output rotational frequency sensor 6 are inputted to an engine torque curve panel 11 in a controller 7 by the accelerator opening and torque converter performance curve panel 14 so that torque converter output torque T1 and rate domega1/dt of transmission input rotational speed change are figured out by calculating processes 12, 15. Since the accelerator opening sensor and rotational frequency sensor guaranteed for detecting accuracy, reliability and durability are thus utilized to figure out the clutch torque of the transmission, it can be applied also to mass production vehicles without causing any troubles. Also, since a new detecting means is not needed to be additionally provided, cost is not increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、油圧を用いてクラッチ
を切換えることにより変速操作を行う変速機のクラッチ
トルク検出装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a clutch torque detecting device for a transmission which performs a gear shift operation by switching a clutch using hydraulic pressure.

【0002】[0002]

【従来の技術】建設機械、産業車両等に搭載され、遊星
歯車式あるいは多軸多板クラッチ式など、油圧を用いて
クラッチを切換えることによって前後進の切換えや速度
段の切換えを行う変速機において、クラッチ発熱量の最
適制御方法の開発や変速ショック軽減対策のため、クラ
ッチトルクの検出が必要な場合には、下記の方法が用い
られている。 (1)歪ゲージによってクラッチトルクを実測する方
法。 (2)非接触式トルクセンサを用いてクラッチトルクを
実測する方法。 (3)クラッチ油圧PC を検出し、下記算式によってク
ラッチトルクを演算する方法。 TC =a×μ×
PC ただし、TC :クラッチトルク、a:定数、μ:クラッ
チディスクの摩擦係数
2. Description of the Related Art A transmission mounted on a construction machine, an industrial vehicle, or the like, such as a planetary gear type or a multi-axis multi-plate clutch type, which changes the clutch using hydraulic pressure to switch between forward and reverse and speed stages. The following method is used when the clutch torque needs to be detected in order to develop an optimal method for controlling the clutch heat generation amount and to reduce gear shift shock. (1) A method of actually measuring the clutch torque with a strain gauge. (2) A method of actually measuring the clutch torque using a non-contact torque sensor. (3) A method of detecting the clutch oil pressure PC and calculating the clutch torque by the following formula. TC = a × μ ×
PC where TC: clutch torque, a: constant, μ: friction coefficient of clutch disc

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記方法にはそれぞれ
下記の問題点があるため、量産車両に装着して実用化す
るのは困難である。 (1)歪ゲージは耐久性が低く、テスト用にしか適用で
きない。 (2)非接触式(磁歪式)トルクセンサは信頼性が低
く、またセンサの価格が高い。 (3)クラッチ油圧によってクラッチトルクを演算する
方法は、クラッチデイスクの摩擦係数や油温のばらつき
等により検出精度が低い。また、油圧センサを追設する
必要があるため、コストアップになる。
Each of the above methods has the following problems, so that it is difficult to put them on a mass-produced vehicle for practical use. (1) The strain gauge has low durability and can be applied only for testing. (2) The non-contact (magnetostrictive) torque sensor has low reliability and the sensor price is high. (3) The method of calculating the clutch torque based on the clutch hydraulic pressure has low detection accuracy due to variations in the friction coefficient of the clutch disk and the oil temperature. Further, since it is necessary to additionally install the hydraulic pressure sensor, the cost is increased.

【0004】本発明は上記従来の問題点に着目し、検出
精度および信頼性、耐久性に優れ、かつコストアップに
ならない変速機のクラッチトルク検出装置を提供するこ
とを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a clutch torque detecting device for a transmission, which is excellent in detection accuracy, reliability and durability, and which does not increase the cost, paying attention to the above conventional problems.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る変速機のクラッチトルク検出装置は、油
圧を用いてクラッチを切換えることにより変速操作を行
う変速機において、アクセル開度α、エンジン回転速度
ωE、トルクコンバータ出力回転速度ω1 をそれぞれ検
出する各手段と、前記検出手段によって検出したアクセ
ル開度α、エンジン回転速度ωE をアクセル開度別エン
ジントルクカーブパネルに当てはめて、エンジン出力ト
ルクTEを求め、このTE をトルクコンバータのロック
アップレンジにおけるトルクコンバータ出力トルクT1
とする手段と、前記検出手段によって検出したエンジン
回転速度ωE、 トルクコンバータ出力回転速度ω1に基
づいてトルクコンバータ速度比eを演算する手段と、前
記速度比eを用いてトルクコンバータ性能カーブパネル
からトルクコンバータ入力軸トルク係数tp およびトル
ク比tを求める手段と、前記ωE,tp,tを用いてトル
クコンバータレンジにおけるトルクコンバータ出力トル
クT1 を算出する演算手段と、トルクコンバータ出力回
転速度ω1 を用いてトルクコンバータ出力回転速度変化
率dω1/dt を算出する微分演算処理手段と、ロック
アップレンジ時、トルクコンバータレンジ時のそれぞれ
に対応するトルクコンバータ出力トルクT1 を選択する
手段と、選択したトルクコンバータ出力トルクT1、 前
記トルクコンバータ出力回転速度変化率 dω1/dt、
および変速機のクラッチ入力側減速比ρ1、 変速機入力
部回転慣性モーメントI1 を用いてクラッチトルクTC
を算出する演算手段とを備える構成とした。
In order to achieve the above object, a clutch torque detecting device for a transmission according to the present invention is an accelerator opening α in a transmission in which a shift operation is performed by switching a clutch using hydraulic pressure. , Engine rotation speed ωE, torque converter output rotation speed ω1 respectively, and the accelerator output α and engine rotation speed ωE detected by the detection means are applied to the engine torque curve panel for each accelerator opening to obtain the engine output. The torque TE is calculated and this TE is used as the torque converter output torque T1 in the lockup range of the torque converter.
Means for calculating the torque converter speed ratio e based on the engine rotation speed ωE detected by the detection means and the torque converter output rotation speed ω1, and the torque converter performance curve panel using the speed ratio e. A means for obtaining the converter input shaft torque coefficient tp and the torque ratio t, a calculating means for calculating the torque converter output torque T1 in the torque converter range using the aforementioned ωE, tp, t, and a torque using the torque converter output rotational speed ω1. Differential calculation processing means for calculating the converter output rotation speed change rate dω1 / dt, means for selecting the torque converter output torque T1 corresponding to each of the lockup range and the torque converter range, and the selected torque converter output torque T1. , The torque converter output rotation Time rate of change dω1 / dt,
And the clutch input side speed reduction ratio ρ1 of the transmission and the transmission input portion rotational inertia moment I1 are used to determine the clutch torque TC.
And a calculation means for calculating

【0006】[0006]

【作用】図3はパワートレインモデルの一例を示す模型
図である。エンジン1の出力トルクはトルクコンバータ
4を経て変速機5に入り、変速機5の出力トルクは終減
速装置に伝えられる。いま、エンジン1の出力軸回転速
度をωE 、トルクコンバータ4の出力軸回転速度をω
1、出力トルクをT1、変速機5内の一つのクラッチ5b
のトルクをTC 、前記クラッチ5b前後の減速比をそれ
ぞれρ1 、ρ2 、変速機5の出力軸回転速度をω2 、出
力トルクをT2 、入力部回転慣性モーメントをI1 、出
力部回転慣性モーメントをI2 、トルクコンバータ4の
出力回転速度の変化率すなわち変速機5の入力回転速度
の変化率を dω1/dtとすると、クラッチトルクTC
は次の算式で表すことができる。 TC =ρ1(T1 −I1×dω1/dt) 上記算式において、ρ1 とI1 とは一定であるから、T
1 およびdω1/dtが得られればクラッチトルクTC
を求めることができる。トルクコンバータ出力トルクT
1 は、トルクコンバータレンジ時にはトルクコンバータ
速度比からトルクコンバータ性能曲線に基づいて求める
ことができ、ロックアップクラッチ作動時(ロックアッ
プレンジ時)にはT1=TE(TEはエンジン出力トル
ク)となるため、アクセル開度α、エンジン回転速度ω
E からエンジントルクカーブに基づいて求めることがで
きる。また、変速機入力回転速度の変化率dω1/dt
は、トルクコンバータ出力回転速度ω1 を微分処理する
ことにより算出可能である。
FIG. 3 is a model diagram showing an example of the power train model. The output torque of the engine 1 enters the transmission 5 via the torque converter 4, and the output torque of the transmission 5 is transmitted to the final reduction gear transmission. Now, the output shaft rotation speed of the engine 1 is ω E, and the output shaft rotation speed of the torque converter 4 is ω E
1, output torque T1, one clutch 5b in the transmission 5
Is the torque of TC, the reduction ratios before and after the clutch 5b are ρ1 and ρ2, the output shaft rotational speed of the transmission 5 is ω2, the output torque is T2, the input portion rotational inertia moment is I1, the output portion rotational inertia moment is I2, If the rate of change of the output rotational speed of the torque converter 4, that is, the rate of change of the input rotational speed of the transmission 5 is dω1 / dt, the clutch torque TC
Can be expressed by the following formula. TC = ρ1 (T1−I1 × dω1 / dt) In the above formula, since ρ1 and I1 are constant, T
If 1 and dω1 / dt are obtained, the clutch torque TC
Can be asked. Torque converter output torque T
1 can be obtained from the torque converter speed ratio based on the torque converter performance curve in the torque converter range, and T1 = TE (TE is engine output torque) when the lockup clutch is operating (lockup range). , Accelerator opening α, engine speed ω
It can be obtained from E based on the engine torque curve. In addition, the change rate dω1 / dt of the transmission input rotation speed
Can be calculated by differentiating the torque converter output rotational speed ω 1.

【0007】本発明は、アクセル開度センサ、エンジン
回転数センサ、トルクコンバータ出力回転数センサの各
検出信号を、コントローラ内のアクセル開度別エンジン
トルクカーブパネルとトルクコンバータ性能カーブパネ
ルとに入力し、演算処理によってトルクコンバータ出力
トルクT1 と変速機入力回転速度変化率 dω1/dtと
を算出することにしたので、これらの算出値を用いるこ
とによりクラッチトルクTC を容易に算出することがで
きる。
According to the present invention, the detection signals of the accelerator opening sensor, the engine speed sensor, and the torque converter output speed sensor are input to the engine torque curve panel for each accelerator opening and the torque converter performance curve panel in the controller. Since the torque converter output torque T1 and the transmission input rotation speed change rate dω1 / dt are calculated by the calculation process, the clutch torque TC can be easily calculated by using these calculated values.

【0008】[0008]

【実施例】以下に本発明に係る変速機のクラッチトルク
検出装置の実施例について、図面を参照して説明する。
図1は、エンジンから遊星歯車式変速機までの動力伝達
経路に装着する各センサの配置説明図である。エンジン
1の燃料噴射ポンプにアクセル開度センサ2、エンジン
1の出力軸1aにエンジン回転数センサ3がそれぞれ装
着され、トルクコンバータ4の出力軸または遊星歯車式
変速機(以下変速機という)5の入力軸にトルクコンバ
ータ出力回転数センサ6が装着されている。これらの各
センサの出力配線はコントローラ7に接続され、トルク
コンバータ4のロックアップクラッチ制御弁4aと変速
機5のクラッチ圧制御弁5aには、それぞれコントロー
ラ7の制御指令を伝達する出力配線が接続されている。
なお、変速機のクラッチ断続によるトルク切れや変速シ
ョックを防止する目的で、クラッチ圧電子制御機構を備
えた変速機においては、検出手段の一つとして上記の各
センサが既設されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a clutch torque detecting device for a transmission according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a layout explanatory diagram of each sensor mounted on a power transmission path from an engine to a planetary gear type transmission. An accelerator opening sensor 2 is attached to a fuel injection pump of the engine 1, an engine speed sensor 3 is attached to an output shaft 1a of the engine 1, and an output shaft of a torque converter 4 or a planetary gear type transmission (hereinafter referred to as a transmission) 5 is installed. A torque converter output speed sensor 6 is attached to the input shaft. The output wiring of each of these sensors is connected to the controller 7, and the lock-up clutch control valve 4a of the torque converter 4 and the clutch pressure control valve 5a of the transmission 5 are connected to the output wiring for transmitting the control command of the controller 7, respectively. Has been done.
For the purpose of preventing torque cutoff and shift shock due to clutch engagement and disengagement of the transmission, each of the above-mentioned sensors is already installed as one of the detecting means in the transmission including the clutch pressure electronic control mechanism.

【0009】図2は本実施例によるクラッチトルク検出
機構のブロック図である。同図において、アクセル開度
センサ2、エンジン回転数センサ3の各検出信号は、コ
ントローラ7内のエンジントルク検出手段11に入力さ
れる。エンジントルク検出手段11はアクセル開度別エ
ンジントルクカーブから該当するアクセル開度αと、エ
ンジン出力軸回転速度ωE とに基づいてエンジン出力ト
ルクTE を検出し、これをトルクコンバータ出力トルク
演算手段12に入力する。前記演算手段12は演算式T
1 =TE に基づいてトルクコンバータ出力トルクT1 を
算出する。
FIG. 2 is a block diagram of a clutch torque detecting mechanism according to this embodiment. In the figure, the detection signals of the accelerator opening sensor 2 and the engine speed sensor 3 are input to the engine torque detecting means 11 in the controller 7. The engine torque detecting means 11 detects the engine output torque TE based on the corresponding accelerator opening α and the engine output shaft rotation speed ωE from the engine torque curve for each accelerator opening, and the torque output torque calculating means 12 detects this. input. The calculation means 12 is a calculation formula T
The torque converter output torque T1 is calculated based on 1 = TE.

【0010】また、エンジン回転数センサ3およびトル
クコンバータ出力回転数センサ6の各検出信号は、コン
トローラ7内のトルクコンバータ速度比演算手段13に
入力され、演算式e=ω1 /ωE によってトルクコンバ
ータ速度比eが算出される。前記速度比eは、入力軸ト
ルク係数・トルク比検出手段14に入力される。入力軸
トルク係数・トルク比検出手段14では、トルクコンバ
ータ性能カーブから該当する速度比eに基づいて入力軸
トルク係数tpとトルク比tとを検出し、トルクコンバ
ータ出力トルク演算手段15に入力する。前記演算手段
15は下記演算式からトルクコンバータ出力トルクT1
を算出する。 T1 =tp×ωE2×t
Further, the detection signals of the engine speed sensor 3 and the torque converter output speed sensor 6 are input to the torque converter speed ratio calculating means 13 in the controller 7, and the torque converter speed is calculated by the arithmetic expression e = ω1 / ωE. The ratio e is calculated. The speed ratio e is input to the input shaft torque coefficient / torque ratio detection means 14. The input shaft torque coefficient / torque ratio detection means 14 detects the input shaft torque coefficient tp and the torque ratio t from the torque converter performance curve based on the corresponding speed ratio e, and inputs them to the torque converter output torque calculation means 15. The calculation means 15 calculates the torque converter output torque T1 from the following calculation formula
To calculate. T1 = tp × ωE2 × t

【0011】トルクコンバータ出力回転数センサ6の検
出信号は、変速機入力回転変化率演算手段16にも入力
され、演算式 dω1i/dt=(ω1i−ω1i-1)/△t
によって回転変化率dω1i/dtが算出される。ただし
△tはω1 検出のサンプリングタイムである。
The detection signal of the torque converter output rotation speed sensor 6 is also input to the transmission input rotation change rate calculation means 16 and the calculation expression dω1i / dt = (ω1i-ω1i-1) / Δt
Thus, the rotation change rate dω1i / dt is calculated. However, Δt is the sampling time for ω1 detection.

【0012】上記手順によって算出された各値に対し
て、そのときのトルクコンバータの稼動状態がロックア
ップレンジであれば、選択手段17により、トルクコン
バータ出力トルク演算手段12の算出値が選択される。
また、そのときのトルクコンバータの稼動状態がトルク
コンバータレンジであれば、選択手段17により、トル
クコンバータ出力トルク演算手段15の算出値が選択さ
れる。選択されたトルクコンバータ出力トルクT1 と、
変速機入力回転変化率 dω1/dtとがクラッチトルク
演算手段18に入力されると、クラッチトルク演算手段
18は下記演算式により変速機のクラッチトルクTC を
算出する。 TC =ρ1(T1−I1×dω1/dt)
For each value calculated by the above procedure, if the operating state of the torque converter at that time is the lockup range, the selecting means 17 selects the calculated value of the torque converter output torque calculating means 12. ..
If the operating state of the torque converter at that time is in the torque converter range, the selection unit 17 selects the calculated value of the torque converter output torque calculation unit 15. The selected torque converter output torque T1 and
When the transmission input rotation change rate dω1 / dt is input to the clutch torque calculating means 18, the clutch torque calculating means 18 calculates the clutch torque TC of the transmission by the following calculation formula. TC = ρ1 (T1-I1 × dω1 / dt)

【0013】算出されたクラッチトルクTC の値は、ク
ラッチトルク判定手段19に入力され、必要に応じて変
速機のクラッチ圧制御弁5aまたはトルクコンバータの
ロックアップクラッチ制御弁4aに指令信号が出力され
る。
The calculated value of the clutch torque TC is input to the clutch torque determining means 19, and a command signal is output to the clutch pressure control valve 5a of the transmission or the lockup clutch control valve 4a of the torque converter as necessary. It

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ク
ラッチ圧電子制御機構を備えた変速機に従来から装着さ
れていて、検出精度、信頼性、耐久性が保証されている
アクセル開度センサと回転数センサとを利用して変速機
のクラッチトルクを算出する方式としたので、量産車両
に対しても問題なく適用することができる。また、油圧
センサ、トルクセンサ等新規検出手段を追設する必要が
ないので、コストアップにつながることはない。
As described above, according to the present invention, the accelerator opening degree, which has been conventionally mounted in the transmission having the clutch pressure electronic control mechanism and whose detection accuracy, reliability and durability are guaranteed. Since the clutch torque of the transmission is calculated using the sensor and the rotation speed sensor, it can be applied to mass-produced vehicles without any problem. Further, since it is not necessary to additionally install a new detecting means such as a hydraulic pressure sensor and a torque sensor, the cost will not be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】変速機のクラッチトルク検出に必要な各センサ
の配置説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view of the arrangement of each sensor required for detecting a clutch torque of a transmission.

【図2】変速機のクラッチトルク検出機構のブロック図
である。
FIG. 2 is a block diagram of a clutch torque detection mechanism of the transmission.

【図3】パワートレインモデルの一例を示す模型図であ
る。
FIG. 3 is a model diagram showing an example of a power train model.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 アクセル開度センサ 3 エンジン回転数センサ 5 遊星歯車式変速機 6 トルクコンバータ出力回転数センサ 11 エンジン出力トルク検出手段 12,15 トルクコンバータ出力トルク検出手段 13 トルクコンバータ速度比演算手段 14 トルクコンバータ入力軸トルク係数、トルク比検
出手段 16 変速機入力回転速度変化率演算手段 17 選択手段 18 クラッチトルク演算手段
2 accelerator opening sensor 3 engine speed sensor 5 planetary gear type transmission 6 torque converter output speed sensor 11 engine output torque detection means 12, 15 torque converter output torque detection means 13 torque converter speed ratio calculation means 14 torque converter input shaft Torque coefficient / torque ratio detection means 16 Transmission input rotation speed change rate calculation means 17 Selection means 18 Clutch torque calculation means

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 油圧を用いてクラッチを切換えることに
より変速操作を行う変速機において、アクセル開度α、
エンジン回転速度ωE、 トルクコンバータ出力回転速度
ω1 をそれぞれ検出する各手段と、 前記検出手段によって検出したアクセル開度α、エンジ
ン回転速度ωE をアクセル開度別エンジントルクカーブ
パネルに当てはめて、エンジン出力トルクTEを求め、
このTE をトルクコンバータのロックアップレンジにお
けるトルクコンバータ出力トルクT1 とする手段と、 前記検出手段によって検出したエンジン回転速度ωE、
トルクコンバータ出力回転速度ω1 に基づいてトルクコ
ンバータ速度比eを演算する手段と、 前記速度比eを用いてトルクコンバータ性能カーブパネ
ルからトルクコンバータ入力軸トルク係数tp およびト
ルク比tを求める手段と、 前記ωE,tp,tを用いてトルクコンバータレンジにお
けるトルクコンバータ出力トルクT1 を算出する演算手
段と、 トルクコンバータ出力回転速度ω1 を用いてトルクコン
バータ出力回転速度変化率dω1/dt を算出する微分
演算処理手段と、 ロックアップレンジ時、トルクコンバータレンジ時のそ
れぞれに対応するトルクコンバータ出力トルクT1 を選
択する手段と、 選択したトルクコンバータ出力トルクT1、 前記トルク
コンバータ出力回転速度変化率 dω1/dt、および変
速機のクラッチ入力側減速比ρ1、 変速機入力部回転慣
性モーメントI1 を用いてクラッチトルクTC を算出す
る演算手段とを備えたことを特徴とする変速機のクラッ
チトルク検出装置。
1. A transmission in which a gear shift operation is performed by switching a clutch using hydraulic pressure, an accelerator opening α,
The engine output torque ωE and the torque converter output rotational speed ω1 are respectively detected, and the accelerator opening α and the engine rotational speed ωE detected by the detection means are applied to the engine torque curve panel for each accelerator opening to obtain the engine output torque. Seek TE,
Means for making this TE the torque converter output torque T1 in the lockup range of the torque converter; and engine speed ωE detected by the detection means,
Means for calculating a torque converter speed ratio e based on the torque converter output rotational speed ω1; means for obtaining a torque converter input shaft torque coefficient tp and a torque ratio t from a torque converter performance curve panel using the speed ratio e; Calculation means for calculating the torque converter output torque T1 in the torque converter range using ωE, tp, t, and differential calculation processing means for calculating the torque converter output rotation speed change rate dω1 / dt using the torque converter output rotation speed ω1. And means for selecting the torque converter output torque T1 corresponding to each of the lockup range and the torque converter range, the selected torque converter output torque T1, the torque converter output rotation speed change rate dω1 / dt, and the transmission. Clutch input side reduction ratio ρ1 Clutch torque detection apparatus for a transmission, characterized by comprising calculating means for calculating the clutch torque TC with transmission input rotational moment of inertia I1.
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