JPH0667693B2 - 自動変速機の発進クラツチ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動変速機の発進クラッチ制御方法、特に伝達
トルクを任意に制御し得るすべり式発進クラッチの制御
方法に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、自動変速機の発進クラッチとしては流体継手や遠
心クラッチなどの自動クラッチが広く使用されている
が、流体継手の場合には通常走行時の動力損失が大き
く、また遠心クラッチの場合に伝達トルク特性がエンジ
ン回転数のみに依存するため、完全なニュートラル状態
が得られない。また、自動クラッチの場合には外部から
の制御が不要である反面、伝達トルク特性を変化させる
ことは不可能であり、発進特性が固定化するという欠点
もある。

そこで、湿式多板クラッチ、乾式クラッチ、電磁粉式ク
ラッチなどのすべり式クラッチを使用し、その伝達トル
ク容量を電子制御することにより自動クラッチと同様な
スムーズな発進性と動力損失の低減、さらには発進特性
の自由度の拡大とを実現するようにしたものが提案され
ている（例えば特開昭61−129339号公報参照）。

上記のようなすべり式発進クラッチの場合、パワーレン
ジのアイドリング時において、発進の円滑性、坂道発進
時の逆行防止等を目的として流体継手と同様なクリープ
力を発生させるべくすべり制御することが可能である。
ところが、クリープ力は温度変化やクラッチ部品のバラ
ツキなどによって異なり、運転者が予期しないクリープ
力を発生することがある。例えば、湿式多板クラッチに
おいては、油温変化によってフェーシング部の摩擦係数
やクラッチ油圧にバラツキが生じ、またリターンスプリ
ングのばね力のような部品バラツキもクリープ力に大き
く影響する。

発明の目的 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、その目的
は、温度変化や部品バラツキなどによるクリープ力のバ
ラツキを防止できる自動変速機の発進クラッチ制御方法
を提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、伝達トルクを任
意に制御し得るすべり式発進クラッチを備え、パワーレ
ンジのアイドリング時において所定のクリープ力を発生
するように発進クラッチをすべり制御した自動変速機に
おいて、車両停止状態で、スロットル開度全閉で、ブレ
ーキ作動中でかつパワーレンジ状態の時、一定時間発進
クラッチを遮断し、その時のエンジン回転数の上昇変化
量を検出し、該変化量と予め規定されたアイドル変化量
との差に応じてクラッチ伝達トルク容量を補正し、クリ
ープ力を自動調整するものである。

すなわち、パワーレンジでアイドリング状態にある時、
発進クラッチを一定時間遮断し、エンジン回転数の上昇
変化量と規定変化量とを比較することにより、クリープ
力を予め決められた値に近づけるようにしたものであ
る。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる自動変速機の一例であるＶベル
ト式無段変速機を示し、エンジン１のクランク軸２はダ
ンパ機構３を介して入力軸４に接続されている。入力軸
４の端部には外歯ギヤ５が固定されており、この外歯ギ
ヤ５は無段変速装置10の駆動軸11に固定された内歯ギヤ
６と噛み合い、入力軸４の動力を減速して駆動軸11に伝
達している。

無段変速装置10は駆動軸11に設けた駆動側プーリ12と、
従動軸13に設けた従動側プーリ14と、両プーリ間に巻き
掛けたＶベルト15とで構成されている。駆動側プーリ12
は固定シーブ12aと可動シーブ12bとを有しており、可動
シーブ12bの背後にはトルクカム装置16と圧縮スプリン
グ17とが設けられている。上記トルクカム装置16は入力
トルクに比例した推力を発生し、圧縮スプリング17はＶ
ベルト15が弛まないだけの初期推力を発生し、これら推
力によりＶベルト15にトルク伝達に必要なベルト張力を
付与している。一方、従動側プーリ14も駆動側プーリ12
と同様に、固定シーブ14aと可動シーブ14bとを有してお
り、可動シーブ14bの背後には変速比制御用の油圧室18
が設けられている。この油圧室18への油圧は後述するプ
ーリ制御弁43にて制御される。

従動軸13の外周には中空軸19が回転自在に支持されてお
り、従動軸13と中空軸19とは湿式多板クラッチからなる
発進クラッチ20によって断続される。上記発進クラッチ
20への油圧は後述する発進制御弁45によって制御され
る。中空軸19には前進用ギヤ21と後進用ギヤ22とが回転
自在に支持されており、前後進切換用ドッグクラッチ23
によって前進用ギヤ21又は後進用ギヤ22のいずれか一方
を中空軸19と連結するようになっている。後進用アイド
ラ軸24には後進用ギヤ22に噛み合う後進用アイドラギヤ
25と、別の後進用アイドラギヤ26とが固定されている。
また、カウンタ軸27には上記前進用ギヤ21と後進用アイ
ドラギヤ26とに同時に噛み合うカウンタギヤ28と、終減
速ギヤ29とが固定されており、終減速ギヤ29はディファ
レンシャル装置30のリングギヤ31に噛み合い、動力を出
力軸32に伝達している。

調圧弁40は油溜41からオイルポンプ42によって吐出され
た油圧を調圧し、ライン圧としてプーリ制御弁43及び発
進制御弁45に出力している。プーリ制御弁43及び発進制
御弁45は電子制御装置60から出力されるデューテイ制御
信号によりソレノイド44,46を作動させ、ライン圧を制
御してそれぞれ従動側プーリ14の油圧室18と発進クラッ
チ20とに制御油圧を出力している。

上記制御弁43,45の具体的構成は、例えば第２図のよう
にスプール弁50と電磁弁52とを組合せたものの他、第３
図のようにボール状弁体53で入力ポート54とドレンポー
ト55とを選択的に開閉し、出力ポート56へ制御油圧を出
力する３ポート式電磁弁単体としてもよい。例えば、制
御弁43,45を第２図のようなスプール弁50と電磁弁52と
で構成した場合には、電子制御装置60から電磁弁52に出
力されるデューティ比をＤとすると、スプール弁50の出
力油圧P_OUTは次式で与えられる。

P_OUT×A₁＝P_L×Ｄ×A₂×Ｆ …（１） 上式において、A₁,A₂はそれぞれスプール弁50のランド5
0a,50bの受圧面積、P_Lはライン圧、Ｆはスプリング51の
ばね荷重である。

また、制御弁43,45を第３図のような電磁弁単体で構成
した場合には、その出力油圧P_OUTは次式で与えられる。

P_OUT＝P_L×Ｄ …（２） （１）式，（２）式において、A₁,A₂,P_L,Fは一定値であ
るので、デューテイ比Ｄと出力油圧P_OUTとは比例する。
一方、無段変速装置10の変速比や発進クラッチ20の伝達
トルクは出力油圧P_OUTによって制御できるので、結局デ
ューテイ比Ｄによって無段変速装置10の変速比及び発進
クラッチ20の伝達トルクを自在に制御できることにな
る。

第４図は電子制御装置60のブロック図を示し、図中、61
はエンジン回転数（入力軸４の回転数でもよい）を検出
するセンサ、62は車速を検出するセンサ、63は従動軸13
の回転数（発進クラッチ20の入力回転数又は従動側プー
リ14の回転数でもよい）を検出するセンサ、64はP,R,N,
D,Lの各シフト位置を検出するセンサ、65はスロットル
開度を検出するセンサであり、上記センサ61〜64の信号
は入力インターフェース66に入力され、センサ65の信号
はＡ／Ｄ変換器67でデジタル信号に変換される。なお、
上記センサのほかにブレーキスイッチ，アイドルアップ
センサまたはエンジン水温センサなどが適宜設けられ
る。68は中央演算処理装置（CPU）、69はプーリ制御用
ソレノイド44と発進制御用ソレノイド46を制御するため
のプログラムや各種データが格納されたリードオンリメ
モリ（ROM）、70は各センサから送られた信号やパラメ
ータを一時的に格納するランダムアクセスメモリ（RA
M）、71は出力インターフェースであり、これらCPU68、
ROM69、RAM70、出力インターフェース71、上記入力イン
ターフェース66、上記Ａ／Ｄ変換器67はバス72によって
相互に連絡されている。出力インターフェース71の出力
は出力ドライバ73を介して上記プーリ制御用ソレノイド
44と発進制御用ソレノイド46とにデューテイ制御信号と
して出力されている。

第５図は電子制御装置60内に設定された発進クラッチ20
の伝達トルク容量特性の一例を示し、伝達トルク容量が
クラッチ入力回転数の二乗にほぼ比例した特性を有し、
円滑な発進性が得られるようにしている。なお、第５図
の縦軸は伝達トルク容量に代えてクラッチ油圧としても
よく、さらに発進制御弁45を第２図，第３図のように構
成した場合には（１），（２）式のようにクラッチ油圧
とデューテイ比とが比例するので、縦軸をデューテイ比
としてもよい。アイドル回転数Na付近の低回転域では、
発進時の応答性の向上およびクラッチ係合時のショック
防止を目的として、発進クラッチ20が伝達トルクTaを発
生するように低油圧が導かれ、すべり（クリープ）状態
を生成するように調整されている。上記すべり時の伝達
トルクTaは、例えば上り坂で車両が逆行せずに停止し得
る程度の大きさに設定されている。なお、ニュートラル
レンジ（N,Pレンジ）においては、電子制御装置60から
発進制御用ソレノイド46に出力される信号がOFF、又は
図示しないマニュアル弁によって発進クラッチ20への油
圧が遮断されるため、発進クラッチ20は完全遮断状態に
ある。

ところで、パワーレンジのアイドリング時においては、
クリープ力すなわち伝達トルクTaを発生するように発進
クラッチ20がすべり制御されるが、上記伝達トルクTaは
油温変化や部品バラツキなどによって変動するため、目
標とするクリープ力が得られない事態が生じる。このよ
うな問題に対処するため、本発明ではパワーレンジのア
イドリング状態において、一定時間だけ発進クラッチ20
を遮断し、この時のエンジン回転数の上昇変化量を検出
し、この変化量と予め設定した規定アイドル変化量との
差に応じてクラッチ伝達トルク容量を補正し、クリープ
力を自動調整するものである。換言すれば、パワーレン
ジのアイドリング状態において、一時的にニュートラル
レンジへ切り換えたと同様な状態とし、この時のエンジ
ン回転数の変化量からクリープ力が過大であるか又は過
小であるかを判断し、規定のクリープ力に近づけるもの
である。

第６図はパワーレンジからニュートラル状態へ切り換え
た時の規定アイドル変化量と、ニュートラルレンジにお
けるアイドル回転数との関係を示す。例えば、ニュート
ラルレンジのおけるアイドル回転数が1000rpmの場合
に、パワーレンジからニュートラルレンジへ切り換えた
時、エンジン回転数が180rpmだけ上昇するのが予め設定
されたアイドル変化量である。

また、第７図は第６図における規定アイドル変化量と実
際のアイドル変化量との差によって、クリープ力を補正
するための特性図であり、縦軸が補正デューテイ比、横
軸が規定アイドル変化量と実際のアイドル変化量との差
である。なお、縦軸としては、デューテイ比に代えてク
ラッチ油圧又は伝達トルク容量を用いてもよい。第７図
において、変化量差が０〜±10rpmの範囲では制御の安
定のために補正デューテイ比が０％、即ち補正を行わな
いようにしている。

つぎに、本発明の制御方法の一例を第８図に従って説明
する。

まず、制御がスタートすると、車速Ｖ＝０であるか否か
の判別（80）、スロットル開度θ＝０／４、即ちスロッ
トル開度が全閉であるか否かの判別（81）、ブレーキ信
号ON、即ち制動状態であるか否かの判別（82）、シフト
ポジションがD,R,Lのパワーレンジ状態にあるか否かの
判別（83）、アイドルアップ信号がOFFであるか否かの
判別（84）を順次行う。もし（80）〜（84）のいずれか
の条件が満たされない時にはカウント値ｎ＝０としてリ
ターンさせる（85）。（80）〜（84）の全ての条件が満
たされた場合にはカウント値ｎを１だけ加算し（86）、
このカウント値ｎを2sec（秒）と比較する（87）。この
時間（2sec）は以下の制御を安定させるための予備時間
である。ｎ＜2secの時にはリターンさせ、ｎ≧2secの時
には次にカウント値ｎが2secと5secの間にあるか否かを
比較し（88）、2sec≦ｎ＜5secであれば、パワーレンジ
時のアイドル回転数の平均値N_Dを計算し（89）、リター
ンさせる。一方、ｎ≧5secの時には次にカウント値ｎが
5secと7secの間にあるか否かを比較し（90）、5sec≦ｎ
＜7secであればニュートラル制御、即ち発進クラッチ20
を一時的に遮断させ（91）、リターンさせる。一方、ｎ
≧7secの時には次にカウント値ｎが7secと10secの間に
あるか否かを比較し（92）、7sec≦ｎ＜10secであれば
ニュートラル制御時のアイドル回転数の平均値N_Nを計算
し（93）、リターンさせる。ｎ≧10secの場合には、上
記ニュートラル制御時のアイドル回転数平均値N_Nとパワ
ーレンジ時のアイドル回転数平均値N_Dとの差△Nf（＝N_N
−N_D）を計算し、第６図からニュートラルレンジ時のア
イドル回転数（平均値N_N）に対応する規定アイドル変化
量△Nmを読み出し、この規定アイドル変化量△Nmと上記
のアイドル回転数の上昇変化量△Nfとの差に対応する補
正デューテイ比Dcを第７図から読み出す（94）。この補
正デューテイ比により第５図におけるアイドリング時の
デューテイ比を補正し（95）、クリープ力を調整した
後、カウント値ｎ＝０とし（96）、制御を終了する。

上記制御において、ブレーキ信号がON、即ちフートブレ
ーキが踏まれた状態を必要条件としたのは、例えば上り
坂のようにクリープ力が作用した状態で停車している場
合に、本発明の制御方法によりクリープ力を一旦解除す
ると、車両が逆行するおそれがあるからである。

また、アイドルアップ信号がOFFであることを必要条件
としたのは、アイドルアップ状態ではパワーレンジ及び
ニュートラルレンジの双方のアイドル回転数が通常時と
異なるため、アイドルアップ時には本発明制御を行わな
いためである。

なお、本発明において、発進クラッチ20としては湿式多
板クラッチに限らず電磁粉式クラッチや乾式クラッチも
使用できる。

また、本発明の自動変速機はＶベルト式無段変速機やト
ロイダル形無段変速機などの無段変速機に限らず、一般
の遊星ギヤ式の自動変速機も使用できることは勿論であ
る。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によればパワーレ
ンジのアイドリング状態において、一定時間だけ発進ク
ラッチを遮断し、この時のエンジン回転数の上昇変化量
を検出し、この変化量と予め設定した規定アイドル変化
量との差に応じてクラッチ伝達トルク容量を補正し、ク
リープ力を自動調整したので、温度変化や部品バラツキ
などがあっても、常に一定のクリープ力を発生できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるＶベルト式無段変速機の一
例の概略図、第２図，第３図は制御弁の具体的構造図、
第４図は電子制御装置のブロック図、第５図は発進クラ
ッチの伝達トルク特性図、第６図はパワーレンジからニ
ュートラルレンジへの切換時における規定アイドル変化
量とニュートラル時のアイドル回転数との関係を示す
図、第７図は補正デューテイ比と、規定アイドル変化量
と実際のアイドル変化量との差との関係を示す図、第８
図は本発明方法の一例を示すフローチャート図である。 １……エンジン、10……無段変速装置、20……発進クラ
ッチ、32……出力軸、45……発進制御弁、46……発進制
御用ソレノイド、60……電子制御装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝達トルクを任意に制御し得るすべり式発
   進クラッチを備え、パワーレンジのアイドリング時にお
   いて所定のクリープ力を発生するように発進クラッチを
   すべり制御した自動変速機において、車両停止状態で、
   スロットル開度全閉で、ブレーキ作動中でかつパワーレ
   ンジ状態の時、一定時間発進クラッチを遮断し、その時
   のエンジン回転数の上昇変化量を検出し、該変化量と予
   め規定されたアイドル変化量との差に応じてクラッチ伝
   達トルク容量を補正し、クリープ力を自動調整すること
   を特徴とする自動変速機の発進クラッチ制御方法。