JPS6372921A - 自動変速機の発進クラツチ制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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、湿式多板クラッチや電磁粉式クラッチなどのす
べり式クラッチを使用し、伝達トルクを電子制御するこ
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６
１−１２９３３９号公報参照）。

上記のようなすべり式発進クラッチの場合、完全係合す
べきかあるいはすべり状態に維持すべきかの判断は、発
進クラッチの入力回転数と出力回転数との差が設定値以
下であるか否かによって行なうのが最も簡単である。例
えば設定値を３０Ｏｒｐｍに設定した場合、入力回転数
と出力回転数との差が３００ｒｐａ＋以上の時には発進
クラッチの係合力が徐々に増すようにずペリ制御し、３
００ｒｐｍ以下になれば発進クラッチを完全係合させて
発進を完了すればよい。

ところが、上記のように発進クラッチの係合完了を判断
すべき設定値が入力回転数に関係なく一定値であると、
次のような問題が生じる。すなわち、発進クラッチの入
，出力回転数の検出精度には必然的にバラツキがあり、
このバラツキを包含するために設定値をやや大き目に設
定すると、入力回転数の低回転域においては発進クラッ
チの係合時に保合ショックを伴う。逆に設定値を小さ目
に設定すると、入力回転数の高回転域では入，出力回転
数の検出バラツキが大きくなるので、保合完了の判断が
できなくなる。つまり、入力回転数の低回転域では設定
値を小さくする方が保合ショックを和らげるために有利
であり、−刃高回転域では設定値を大きくした方が保合
完了の判断が容易となり、かつ設定値を大きくしても殆
どショックを伴わない。

発明の目的 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、入力回転数の高低に関係な（常にショックの無い
クラッチの係合完了判断が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、該発進ク
ラッチの入，出力回転数の差が設定値以上の時には発進
クラッチをすべり制御し、入，出力回転数の差が設定値
以下となった時点で発進クラッチを完全係合させるよう
にした自動変速機において、上記設定値を入力回転数の
増大につれて増加するように設定したものである。

すなわち、発進クラッチの入力回転数が低い時には設定
値を小さくし、入，出力回転数差がこの設定値以下とな
った時点で完全係合させることにより、係合ショックを
少なくし、一方入力回転数が高い時には設定値を大きく
し、回転数の検出バラツキを許容して保合完了の判断を
容易にしたものである。

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■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１
１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１
２と、従動軸１３に設けた従動側プーリ１４と、両ブー
り間に巻き掛けたＶベル）１５とで構成されている。駆
動側プーリ１２は固定シーブ１２ａと可動シープ１２ｂ
とを有しており、可動シープ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は人力トルクに比例した推力を
発生し、圧縮スプリング１７器ま■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）
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、従動側ブー！月４も駆動側プーリ１２と同様に、
固定シープ１４ａと可動シープ１４ｂとを有しており、
可動シープ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２
２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２
９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４
３及び発進制御弁４５に出力している。プーリ制御弁４
３及び発進制御弁４５は電子制御装置６０から出力され
るデユーティ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ブー１月
４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の具体的構造は、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
とドレンボート５５とを選択的に開閉し、出力ボート５
６へ制御油圧を出力する３ポ一ト式電磁弁単体としても
よい０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に出力されるデユーティ比を
Ｄとすると、スプール弁５０の出力油圧ＰＩＩＩＴは次
式で与えられる。

Ｐ、１ＩＴｘＡ、＝ＰＬｘＤｘＡ、、＋Ｆ　　　−（１
１上式において、Ａ、、Ａ２はそれぞれスプール弁５０
のランド５０ａ、５０ｂの受圧面積、Ｐ、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ｐＨｌＩＴは次式％式
％ （１１式、（２）式において、Ａ、、Ａ２．ＰＬ、Ｆは
一定値であるので、デユーティ比りと出力油圧Ｐぼとは
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ヨによって制御でき
るので、結局デユーティ比り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・ノ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。６８は中央演算処理
装置（ＣＰ　Ｕ）、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　（Ｒ
ＯＭ）、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　（ＲＡＭ
）、７１は出力インターフェースであり、これらＣＰＵ
６Ｂ、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フ３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とにデユーティ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の伝達トルク特性の一例を示し、流体継手や遠心ク
ラッチと同様に伝達トルクが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クラッチ油圧とデユー
ティ比とが比例するので、縦軸をデユーティ比としても
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ＯＦ
Ｆ、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。

発進クラッチ２０は、第５図の特性のように入力回転数
の上昇につれて伝達トルクが上昇するようにすべり制御
されるが、例えばＡ点において人。

出力回転数の差が設定値以下となった時、その時点で発
進クラッチ２０を完全係合させても殆どショックがなく
、しかも発進制御を短時間で完了することが可能である
。そのため、入，出力回転数の差が設定値以下となった
時には、第５図破線で示すようにＡ点から即座に発進ク
ラッチ２０の伝達トルクを最大Ｔ、（デユーティ比１０
０％）とし、発進クラッチ２０を完全係合させて発進制
御を完了する。

ところで、上記発進クラッチ２０の係合完了を判断する
設定値は、第６図に線ａで示すように入力回転数に関係
なく一定すると、入力回転数の低回転域においては係合
ショックを伴いやすく、高回転域においては回転数の検
出バラツキのために保合完了の判断が難しい、そこで、
本発明では第□図に線すで示すように設定値が入力回転
数の増大につれて増加するように設定した。これにより
、入力回転数の低回転域では入力回転数と出力回転数と
がかなり近づいてから発進クラッチ２０を完全係合させ
るため、係合ショックを少なくでき、−刃高回転域では
入力回転数と出力回転数との検出バラツキを見込んで設
定値を大きくできるので、係合完了の判断が容易になる
とともに、入力回転数と出力回転数とがある程度離れた
状態で完全係合させても、入力回転エネルギーが大きい
ので、殆ど係合ショックを伴うこともない、なお、設定
値は直線すのように入力回転数に比例する場合に限らず
、例えば直線Ｃのように入力回転数の二乗に比例した関
係に設定してもよい。

つぎに、設定値を第６図の直線すのように設定した場合
における本発明の制御方法の一例を第７図に従って説明
する。

まず、制御がスタートすると、発進クラッチ２０の入力
回転数Ｎ　ｉｎと出力回転数Ｎａ１Ｔとを入力する（８
０）。入力回転数１’ｌｔｎは従動軸１３の回転数で求
められ、出力回転数Ｎ１１１Ｔは車速（出力軸３２の回
転数で換算）と中空軸１９から出力軸３２までのギヤ比
との積で求められる。次に、入力回転数と出力回転数と
の差の絶対値を入力回転数で割った値と一定値εとを比
較する（８１）。この値εは第６図の直線すの傾きであ
り、例えば０．１程度に設定されている。入力回転数と
出力回転数との差の絶対値を入力回転数で割った値が一
定値ε以下であれば、発進を完了し得る状態にあるので
、発進クラッチ２０を完全係合させるべく発進制御用ソ
レノイド４６を○Ｎし、変速制御に移行する（８２）。

また、入力回転数と出力回転数との差の絶対値を入力回
転数で割った値が一定値ε以上であれば、未だ発進が完
了していないことを９味するので、発進制御用ソレノイ
ド４６をデユーティ制御し、発進クラッチ２０をすべり
状態に維持する（８３）。

なお、本発明において、発進クラッチ２０としては湿式
多板クラッチに躍らず電磁わ）式クラッチや乾式クラッ
チも使用でき、特に電磁粉式クラッチの場合には、電気
信号で直接伝達トルクを制御できるので、発進制御弁が
不要となり、油圧回路を簡素化できる。

また、本発明の自動変速機は■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、本発明によれば発進クラ
ッチを完全係合させるための判断基準となる設定値を入
力回転数の増大につれて増加するように設定したので、
入力回転数の低回転域においては係合ショックを和らげ
ることができ、高回転域では係合完了の判断が容易とな
り、かつ係合ショックも少ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が通用される■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プロソク図、第５図は発進クラ
ッチの伝達トルク特性図、第６図は設定値と入力回転数
との関係を示す図、第７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。 出　願　人　　ダイハツ工業株式会社 代　理　人　　弁理士　筒井　秀隆 第１１２１ 第２図　　　　　　　　　第３Ｉｌｌｌｌｆｆ第４図 第５図 ｆ 第６図 入力回！＃罠 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （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、該発進クラッチの入，出力回転数の差が設
   定値以上の時には発進クラッチをすべり制御し、入，出
   力回転数の差が設定値以下となった時点で発進クラッチ
   を完全係合させるようにした自動変速機において、上記
   設定値を入力回転数の増大につれて増加するように設定
   したことを特徴とする自動変速機の発進クラッチ制御方
   法。