JPH075037B2 - 自動発進クラッチの制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動発進クラッチの制御装置、特にエンジン冷
間時におけるクリープトルクを制御するための装置に関
するものである。

従来技術とその問題点 従来、エンジン回転速度に応じてクラッチ供給油圧を上
昇させ、このクラッチ供給油圧によりクラッチを円滑に
締結する自動クラッチの制御装置が提案されている（特
開昭59−75840号公報）。上記制御装置の場合には、エ
ンジン回転数に対応してクラッチ供給油圧が一義的に決
定される。

ところで、近年の車両には、エンジンの気化器に自動チ
ョーク装置を設けたものが多く、冷間時には自動的にチ
ョークが作動してアイドル回転数を上昇させている。と
ころが、上記制御装置の場合には、自動チョーク作動時
にアイドル回転数の上昇につれてクラッチ伝達トルクも
上昇し、車両が飛び出すおそれがある。

そこで、自動チョークが作動された時のみ、クラッチ供
給油圧をある程度低くし、クリープトルクの安定化を図
る方法が考えられるが、自動チョークによるアイドル回
転数の上昇量はエンジン水温によって変化するので、ク
ラッチ供給油圧の低下量を一律に決定できない。しか
も、自動チョークが作動される冷間時には、エンジンオ
イルやミッションオイルの粘性が大となるため、エンジ
ン内部の損失や変速機内部の損失変化により、エンジン
の発生トルクやクラッチ供給油圧が同一でも、車輪に実
際に伝達される出力トルクは変動し、クリープトルクは
安定しない。

また、車輪に伝達される出力トルクをトルクセンサで検
出し、この検出信号を電子制御装置にフィードバックし
てクラッチの伝達トルクを制御すれば、クリープトルク
を安定化することは可能であるが、車両に設置し得るだ
けの信頼性を有しかつ安価なトルクセンサは存在しない
ため実現性が薄い。

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、トルクセンサを使用せずにクリープトルクを推定
し、自動チョーク作動時におけるクリープトルクを安定
化できる自動発進クラッチの制御装置を提供することに
ある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は第７図のように、
自動チョーク装置を有するエンジンおよび変速機と組み
合わせて使用され、アクチュエータにより伝達容量を連
続的に制御可能な自動発進クラッチにおいて、エンジン
回転数を検出する手段と、エンジン冷却水温を検出する
手段と、変速機のシフト位置を検出する手段と、アイド
リング状態を検出する手段と、走行レンジにおけるエン
ジン水温に対応した目標アイドル回転数を決定する目標
アイドル回転数決定手段と、該手段により決定された目
標アイドル回転数に実際のアイドル回転数が近づくよう
に発進クラッチの伝達容量を調整すべくアクチュエータ
に制御信号を出力する制御信号出力手段とを備えたもの
である。

即ち、移動チョークの作動特性や冷間時の動力損失はエ
ンジン水温によって変化するので、予めエンジン水温に
対応した走行レンジの目標アイドル回転数を設定してお
き、この設定データから実際のエンジン水温に対応する
目標アイドル回転数を読み出し、実際のアイドル回転数
が目標アイドル回転数に近づくように制御すれば、クリ
ープトルクをトルクセンサなどで検出しなくても、容易
に安定化させることができる。

なお、走行レンジにおける目標アイドル回転数は、予め
各エンジン水温に対応したデータとして設定しておいて
もよいが、自動チョーク装置の作動に伴う非走行レンジ
におけるエンジン水温−アイドル回転数特性と、非走行
レンジから走行レンジへの切り換えに伴うエンジン水温
−目標アイドル回転降下量特性との差から求めることも
できる。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる無段変速機の一例であるＶベル
ト式無段変速機の概略構造を示し、自動チョーク装置1a
を有するエンジン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
自動発進クラッチ20によって断続される。自動発進クラ
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
ウァレンシャル装置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から出力される制御信号（例え
ばデューテイ制御信号）によりソレノイド44,46を作動
させ、ライン圧を調圧して各々従動側プーリ14の油圧室
18と発進クラッチ20とにそれぞれ制御油圧を出力してい
る。したがって、電子制御装置60からソレノイド44,46
への制御信号のみによって、無段変速装置10の変速比お
よび発進クラッチ20のトルク伝達容量を自在に制御でき
る。

第２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Nin（入力軸４の回転数）を検出する
センサ、62は車速Ｖ（出力軸32の回転数）を検出するセ
ンサ、63は従動軸13の回転数Nout（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）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、6
5はスロットル開度を検出するセンサ、66はエンジン冷
却水温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67に入力され、センサ65,66
の信号はA/D変換器68でデジタル信号に変換される。69
は中央演算処理装置（CPU）、70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
グラムやデータや格納されたリードオンリメモリ（RO
M）、71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（RAM）、72は
出力インターフェースであり、これらCPU69、ROM70、RA
M71、出力インターフェース72、入力インターフェース6
7及びA/D変換器68はバス73によって相互に連絡されてい
る。出力インターフェース72の出力は、出力ドライバ74
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とに制御信号（例えばデューティ信号）とし
て出力されている。

第３図は電子制御装置60に設定された走行レンジでかつ
暖機時における発進クラッチ20の係合特性を示し、トル
ク伝達容量がエンジン回転数の上昇につれて連続的に上
昇するように設定されている。なお、第３図の縦軸は伝
達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の出力油圧と発進制御用ソレノイド46に入力さ
れるデューテイ比とが比例関係に設定されておれば、縦
軸をデューテイ比としてもよい。アイドル回転数（例え
ば800rpm）において、発進クラッチ20は緩く係合して一
定のクリープトルクTi（デューテイ比20％）を発生して
おり、エンジン回転数が所定値Nsまで上昇すると、伝達
容量が最大Tmax（デューティ比100％）となり、発進ク
ラッチ20は締結される。

なお、非走行レンジ（P,Nレンジ）においては発進制御
用ソレノイド46のデューテイ比を０％とするか、または
図示しないマニュアル弁によって発進クラッチ20への供
給油路を遮断し、発進クラッチ20は常時遮断されてい
る。

第４図はエンジン水温に対応したデューテイ比補正率ｒ
を示す。冷間時には後述するように自動チョーク装置1a
が作動してアイドル回転数が上昇するので、そのアイド
ル回転数に対応したデューテイ比を第３図から読み出し
て発進制御用ソレノイド46に出力したのでは、発進クラ
ッチ20の伝達トルクが大きくなり過ぎ、車両が飛び出す
おそれがある。そのため、暖機時のエンジン回転数に対
応したデューテイ比D₀をエンジン水温に対応した補正率
ｒによって次式のように補正する。

Ｄ＝D₀（１−ｒ） …（１） 第５図のは自動チョーク装置1aの非走行レンジにおけ
る作動特性を示し、冷間状態（例えば60℃以下）におい
て、エンジン冷却水温の低下に応じてアイドル回転数Ni
が上昇するように設定されている。一方、非走行レンジ
から走行レンジへ切り換えると、発進クラッチ20が緩く
係合するため、アイドル回転数が降下する。換言すれば
車輪にトルクが伝達されるためにアイドル回転数が降下
する。したがって、アイドル回転降下量が分かれば車輪
への伝達トルク（クリープトルク）を求めることが可能
である。かかる観点から、第５図のは、クリープトル
クを一定にするため、非走行レンジから走行レンジへの
切り換えに伴う目標アイドル回転降下量ΔＮを実験的に
求めたものである。第５図のでは目標アイドル回転降
下量ΔＮがエンジン水温の低下に応じて上昇するように
設定されており、これでは冷間時ほどクリープトルクが
大きくなるが、実際には冷間時は暖機時に比べてエンジ
ン内部や変速機内部の動力損失が大きくなる傾向にある
ため、この動力損失を考慮して、冷間時ほどアイドル回
転降下量を大きくしている。

本発明では、上記のようにアイドル回転数の降下量によ
ってクリープトルクが決定される点、およびエンジン水
温によってアイドル回転数が変化する点に着目し、走行
レンジにおける目標アイドル回転数N_Rをエンジン水温に
応じて求め、実際のアイドル回転数Ninが目標アイドル
回転数N_Rに近づくように発進クラッチ20の伝達容量を制
御するものである。なお、目標アイドル回転数N_Rは、自
動チョークの作動特性や冷間時の動力損失を考慮して、
自動チョーク作動時（冷間時）のアイドル回転数Niと目
標アイドル回転降下量ΔＮとから求めることができる。
このようにすれば、トルクセンサなどで実際のクリープ
トルクを検出しなくても、アイドル回転数を制御するの
みで、冷間時，暖機時に関係なくクリープトルクを一定
に制御できる。

例えばエンジン水温が−30℃の時には、第５図から非走
行レンジにおける目標アイドル回転数Niは3000rpm、目
標アイドル回転降下量ΔＮは500rpmであるから、（２）
式より走行レンジにおける目標アイドル回転数N_Rは2500
rpmとなる。一方、上記エンジン水温における実際のア
イドル回転数Ninに対応したデューディ比を第３図から
読み出すとともに、デューティ比補正率を第４図から読
み出し、（１）式により補正デューティ比を求め、この
補正デューティ比を発進制御用ソレノイド46に出力す
る。そして、実際のアイドル回転数Ninと目標アイドル
回転数N_Rとの偏差が減少するように発進制御用ソレノイ
ド46のデューティ比を増減すれば、暖機時（60℃以上）
と同様なクリープトルクを発生させることができる。

つぎに、本発明の制御装置の具体的動作について第６図
にしたがって説明する。

制御がスタートすると、エンジン回転数Nin,従動軸回転
数Nout,車速V,シフト位置，エンジン水温，スロットル
開度θなどの各種信号を入力し（80）、つぎにレンジの
判別を行う（81）。シフト位置がP,Nのような非走行レ
ンジであれば、図示しないアイドル回転数制御装置によ
りアイドル回転数が第５図に示すエンジン水温に対応し
た目標アイドル回転数Niに一致するように調整される
が、本発明制御と直接関係がないので省略する。一方、
シフト位置がD,L,Rなどの走行レンジであれば、次にア
イドリング状態であるか否かを判別する（82）。具体的
にはスロットル開度が微少開度より大か小かによって判
別する。非アイドリング時であれば、走行状態へ移行す
るため、発進制御または変速制御へ移行する（83）。ア
イドリング時であれば、続いて車速Ｖを微少車速V₀と比
較し（84）、Ｖ≧V₀であれば、走行状態にあるので、発
進制御または変速制御へ移行する（83）。

走行レンジで、アイドリング時で、かつ車速ＶがV₀未満
であれば、エンジン水温に対応した非走行レンジのアイ
ドル回転数Niを第５図から読み出し（85）、続いてエン
ジン水温に対応した目標アイドル回転降下量ΔＮを第５
図から読み出す（86）。そして、アイドル回転数Niと目
標アイドル回転降下量ΔＮとの差により、目標アイドル
回転数N_Rを演算する（87）。

目標アイドル回転数N_Rを演算した後、実際のアイドル回
転数Ninに対応した暖機時のデューテイ比D₀を第３図か
ら読み出し（88）、さらにエンジン水温に対応したデュ
ーテイ比補正率ｒを第４図から読み出し（89）、これら
デューテイ比D₀と補正率ｒとによって、（１）式から冷
間時のデューテイ比Ｄを演算する（90）。

つぎに、実際のアイドル回転数Ninと目標アイドル回転
数N_Rとの差の絶対値を一定値εと比較し（91）、|Nin−
N_R|≦εであれば、NinがN_Rの近傍にあることを意味する
ので、上記演算した冷間時のデューテイ比Ｄをそのまま
発進制御用ソレノイド46に出力する（92）。一方、|Nin
−N_R|＞εであれば、NinがN_Rとが離れていることを意味
するので、続いてNin−N_Rとを比較し（93）、Nin＞N_Rの
時には上記演算した冷間時のデューテイ比Ｄに一定値α
（例えば５％）を加算して発進制御用ソレノイド46に出
力し（94）、（91）以下の動作を繰り返す。Nin≦N_Rの
時には上記演算した冷間時のデューテイ比Ｄから一定値
αを減算して発進制御用ソレノイド46に出力し（95）、
（91）以下の動作を繰り返す。

上記のようにして、アイドル回転数が目標アイドル回転
数に一致するように発進クラッチ20の伝達容量を調整す
れば、結果的にクリープトルクがほぼ一定となり、エン
ジンの冷間時も暖機時と同様なクリープトルクを発生で
きる。

なお、上記実施例では発進クラッチ20を無段変速装置10
の出力側に設けたが、これは急減速時のシフトダウンを
確実に行うためであり、無段変速装置10の入力側に設け
てもよいことは勿論である。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば自動チョ
ーク作動時における走行レンジの目標アイドル回転数を
エンジン水温に応じて決定し、実際のアイドル回転数が
目標アイドル回転数に近づくように発進クラッチの伝達
容量を制御するものであるから、アイドル回転数を制御
するのみでクリープトルクを一定に制御でき、自動チョ
ークの作動を何ら損うことがない。

また、本発明の制御はアイドル回転数の変化によってク
リープトルクを推定するので、新たにトルクセンサなど
を設ける必要がなく、電子制御装置のソフトウエアのみ
で実現可能であり、安価に構成できる。

【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概
略図、第２図は電子制御装置のブロック図、第３図は発
進クラッチの係合特性図、第４図は発進制御用ソレノイ
ドのデューテイ比のエンジン水温による補正率、第５図
はアイドル回転数および目標アイドル回転降下量とエン
ジン水温との関係を示す図、第６図は本発明の制御装置
の動作を示すフローチャート図、第７図は本発明の構成
を示すブロック図である。 １……エンジン、1a……自動チョーク装置、10……無段
変速装置、20……発進クラッチ、43……プーリ制御弁、
44……プーリ制御用ソレノイド、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 (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】自動チョーク装置を有するエンジンおよび
   変速機と組み合わせて使用され、アクチュエータにより
   伝達容量を連続的に制御可能な自動発進クラッチにおい
   て、エンジン回転数を検出する手段と、エンジン冷却水
   温を検出する手段と、変速機のシフト位置を検出する手
   段と、アイドリング状態を検出する手段と、走行レンジ
   におけるエンジン水温に対応した目標アイドル回転数を
   決定する目標アイドル回転数決定手段と、該手段により
   決定された目標アイドル回転数に実際のアイドル回転数
   が近づくように発進クラッチの伝達容量を調整すべくア
   クチュエータに制御信号を出力する制御信号出力手段と
   を備えたことを特徴とする自動発進クラッチの制御装
   置。
2. 【請求項２】上記目標アイドル回転数決定手段は、自動
   チョーク装置の作動に伴う非走行レンジにおけるエンジ
   ン水温−アイドル回転数特性と、非走行レンジから走行
   レンジへの切り換えに伴うエンジン水温−目標アイドル
   回転降下量特性とから、走行レンジにおけるエンジン水
   温に対応した目標アイドル回転数を決定することを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の自動発進クラッチの
   制御装置。