JPS6390443A - 車両用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 本発明は車両用自動変速機の発進クラッチ制御方法、特
に湿式多板クラッチからなる発進クラブチの制御方法に
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（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、発進クラッチとして湿式多板クラッチを使用し
、そのクラッチ油圧を制御弁（電磁弁を含む）と電子制
御装置とを用いて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、
例えば特開昭６１−１２９３３９号公報にて提案されて
′いる。すなわち、発進クラッチの係合力を制御するた
めに、予め電子制御装置内にクラッチ油圧−入力回転数
特性を設定しておき、この特性に沿うで入力回転数に応
じたクラッチ油圧を発生すべく電子制御装置は制御弁を
電子制御している。

ところで、Ｄ、Ｒなどのパワーレンジでは車両停止状態
でスロットルを開いても、エンジン回転数をストール回
転数以上に上げることはできないが、ニュートラルレン
ジではこのような制限がないため、例えばニュートラル
レンジでスロットルを開けば、車両停止状態のままエン
ジン回転数をストール回転数以上に上げることが可能で
ある。

もし、この状態でパワーレンジへ切り換えると、その時
の発進クラッチの入力回転数が予め電子制御装置に設定
された発進クラッチ特性の入力回転数の上限を越える可
能性があり、この場合にはクラッチ油圧は最大、すなわ
ち発進クラッチを即座に完全係合させることになる。し
かしながら、車両は停止状態にあるため、上記のように
即座に発進クラッチを完全係合させたのでは、エンジン
に過大な負荷が掛り、エンストを起こしてしまう。

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、ニュートラルレンジの高エンジン回転状態からパ
ワーレンジへ切り換えた時、エンストを起こさずに急加
速発進を実現できる車両用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、湿式多板クラッ
チからなる発進クラッチと、該発進クラッチへ油圧を供
給する発進制御弁と、発進クラッチのクラッチ油圧−入
力回転数特性が設定され、該特性に沿って発進制御弁を
電子制御する電子制御装置とを備えた車両用自動変速機
において、停車状態でかつエンジン回転数が所定値以上
の高回転状態のニュートラルレンジからパワーレンジへ
切り換えた時のクラッチ油圧の上限値を、通常発進時の
クラッチ油圧の上限値より低くし、かつ上記切換時のク
ラッチ油圧の上限値をスロットル開度に応じて設定した
ものである。

すなわち、ニュートラルレンジの高エンジン回転状態か
らパワーレンジへ切り換えた時のクラッチ油圧の上限値
を、通常発進時のクラッチ油圧の上限値より低くしたの
で、エンジン回転数が高（でもクラッチ油圧は即座に最
大にならず、発進クラッチが徐々に係合してエンストを
起こす事態を解消できる。また、クラッチ油圧の上限値
はスロットル開度に応じて設定しであるので、スロット
ル開度に応じた加速性が得られる。

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ｌ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°設けた駆動側ブー１
月２と、従動軸１３に設けた従動側ブー１月４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１２
ｂ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、従動側ブーＩＪ１４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１
８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図のようにボール伏弁体５３で入力ボ
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５６へ制御油圧を出力する３ボ一ト式電磁弁単体
としてもよい。

上記制御弁４３．４５を、例えば第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＄５０の出力油圧Ｐ。

は次式で与えられる。

Ｐ　ａｒｒ　Ｘ　Ａ　＋　＝　Ｐ　Ｌ　Ｘ　Ｄ　Ｘ　Ａ
　２　＋　Ｆ　　　−（１１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、ＰＬ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カは次式％式％ （１１式、（２）式において、Ａ、、Ａ２．Ｐ、、Ｆは
一定値であるので、デユーティ比りと出力油圧Ｐ虹とは
比例する。また、出力油圧Ｐゆによって無段変速装置１
０の変速比および発進クラッチ２０の伝達トルクは任意
に制御できるので、結局デユーティ比りによって無段変
速装置１０の変速比および発進クラッチ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の回転数を検出する
センサ、６４はＰ、Ｒ，Ｎ、Ｄ、Ｌの各シフト泣面を検
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のスロットル開度信
号はＡ／Ｄ変換器６７でデジタル信号に変換される。６
８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データが格納されたリードオンリメ
モリ　（ＲＯＭ）、Ｔｏ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ＣＰＵ６８、ＲＯＭ６９、ＲＡ　Ｍ２Ｏ、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のクラッチ油圧−入力回転数特性の一例を示し、流
体継手や遠心クラッチと同様に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、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、第５図の縦軸をクラッチ油圧に代えてデユ
ーティ比止してもよい。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が所定
のすべりカ（クリープ力）を生成するように低油圧Ｐａ
が導かれている。また、所定回転数Ｎｂ以上の領域にお
いては最大クラッチ油圧Ｐｗｔｘが導かれ、発進クラッ
チ２０が完全係合する。

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。

発進クラッチ２０は、通常発進時には第５図実線で示す
特性曲線に沿って入力回転数の上昇につれてクラッチ油
圧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できる。そ
のため、人、出力回転数の差が設定値以下となった時に
は、Ａ点から即座に発進クラッチ２０のクラッチ油圧を
最大ｐｍ（デユーティ比１００％）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、ニュートラルレンジにおいてはスロットルを
開くと、エンジン回転数をストール回転数以上まで上昇
させることができる。そこで、急加速発進を行うために
、ニュートラルレンジの高回転状態からパワーレンジに
切り換えると、その時の発進クラッチ２０の入力回転数
が第５図の回転数Ｎｂの近傍あるいはそれ以上となる可
能性があり、この場合には電子制御装置６０は即座に発
進制御弁４５にデユーティ比１（１０％を出力するため
、発進クラッチ２０は即座に完全係合することになる。

ところが、車両は停止状態にあるため、エンジンに急激
な負荷が掛かってエンストを起こし、急加速発進を行う
ことができない。

このような問題を解消するため、本発明では、第５図−
点鎖線で示すように停車状態でかつエンジン回転数が高
回転状態のニュートラルレンジからパワーレンジへ切り
換えた時のクラッチ油圧の上限値Ｐ。′を通常発進時の
上限値Ｐゆより低くし、しかも上記上附値Ｐ工゛をスロ
７）ル開度に応じて変化するように設定したものである
。これにより、ニュートラルレンジの高回転状態からパ
ワーレンジへ切り換えた時、発進クラッチ２０が即座に
完全係合せず、エンストを起こさずに急加速発進が可能
である。

第６図はニュートラルレンジからパワーレンジへの切換
時におけるクラッチ油圧の上限値Ｐ、”を与えるデユー
ティ比とスロットル開度との関係を示し、スロットル開
度の増大につれて上限値デユーティ比が例えば２０％〜
６０％へと上昇するように設定されている。したがって
、例えばスロットル開度が２／４でニュートラルレンジ
からパワーレンジへ切り換えたとすると、その時の上限
値デユーティ比は４０％であり、第５図におけるクラッ
チ油圧の上限値Ｐ。”は通常発進時の上限値Ｐゎの４０
％となる。なお、上記急発進時の特性曲線（第５図−点
鎖線で示す）において、例えばＢ点で発進クラッチ２０
の人、出力回転数の差が設定値以下となれば、通常発進
時と同様に、Ｂ点から即座に発進クラッチ２０のクラッ
チ油圧を最大Ｐ。（デユーティ比１００％）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ればよ
い。

つぎに、本発明の発進クラッチ制御方法の具体的−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、車速■が零、即ち車両が停
止しているか否かを判別しく８０）、続いて発進クラッ
チ２０の入力回転数Ｎ　ｉｎが所定値Ｎｓ　　（例えば
ストール回転数）より高いか否かを判別する（８１）。

■≠０またはＮ１ｏ≦Ｎｓの時には以下の制御を行わず
にリターンし、■＝０でかつＮ、ｎ＞Ｎｓの時には、続
いてＮレンジからパワーレンジ、すなわちり、Ｒ，Ｌの
いずれかのレンジに切り換わったか否かを判別する（８
２）。切り換わっていなければ以下の制御は行わずリタ
ーンし、切り換わった時には、その時のスロットル開度
に応じた上限値デユーティ比を第６図のデータマツプか
ら決定する（８３）。そして、この上限値デユーティ比
によって第５図−点鎖線のように特性を修正し、この特
性からその時の発進クラッチ２００Å力回転数Ｎ　ｉｎ
に応じたデユーティ比（クラッチ油圧）を読み出しく８
４）、このデユーティ比を発進制御用ソレノイド４６に
出力する（８５）。これにより、急加速発進を行うべ（
発進クラッチ２０がすべり制御される。続いて、発進ク
ラッチ２００Å力回転数Ｎ１ｏと出力回転数ＮａＩＴと
の差の絶対値と設定値εとを比較しく８６）、Ｉ　Ｎｕ
ｎ　　Ｎｕ　ｌ　＞εの時には未だ発進過程にあること
を意味するので、再び（８３）に戻って制御を続行し、
ＩＮ：ｎ−Ｎａｒｒｌ≦εの時には既に発進を完了すべ
き状態にあるので、発進制御用ソレノイド４６にデユー
ティ比１００％を出力しく８７）、発進クラッチ２０を
完全係合させて制御を終了する。

なお、上記制御において、発進クラッチ２０の入力回転
数Ｎ、ｒ＋はセンサ６３によって検出される従動軸１３
の回転数で求められ、出力回転数Ｎ、はセンサ６２によ
って検出される車速（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。

また、本発明の自動変速機としては、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、本発明によればニュート
ラルレンジの高回転状態からパワーレンジへ切り換えて
急加速発進を行う時、発進クラッチのクラッチ油圧の上
限値を通常発進時の上限値より低く制限したので、エン
ジンに急激な負荷が掛からず、エンストを起こさずに発
進できる。また、上記上限値がスロットル開度によって
変化するので、スロットル開度に応じた加速性を得るこ
とができる。

【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図はクラッチ油圧の上限
値デユーティ比とスロットル開度との関係を示す図、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１図 第２図　　　　　　　　　第３図 第４図 第５図 ム 第６図 スロットＩ１．＋ｗｐｌ友 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　湿式多板クラッチからなる発進クラッチと、該
   発進クラッチへ油圧を供給する発進制御弁と、発進クラ
   ッチのクラッチ油圧−入力回転数特性が設定され、該特
   性に沿って発進制御弁を電子制御する電子制御装置とを
   備えた車両用自動変速機において、停車状態でかつエン
   ジン回転数が所定値以上の高回転状態のニュートラルレ
   ンジからパワーレンジへ切り換えた時のクラッチ油圧の
   上限値を、通常発進時のクラッチ油圧の上限値より低く
   し、かつ上記切換時のクラッチ油圧の上限値をスロット
   ル開度に応じて設定したことを特徴とする車両用自動変
   速機の発進クラッチ制御方法。