(57)【要約】【課題】発進クラッチを係合させる際の差回転数を迅速に求める。【解決手段】発進クラッチＣ1は、駆動力源３からトルクが伝達される入力側部材と、入力側部材に選択的に係合する出力側部材とを有するとともに、入力側部材と出力側部材とが相対的にスリップしつつトルクを伝達できるように構成され、変速機構は、設定される変速比に応じて回転数が異なる複数の回転部材と出力軸１２と回転数がゼロの状態を含む所定の回転数の範囲が不感帯となる回転数センサ１４とを有し、複数の回転部材は、出力軸１２が停止している状態で発進クラッチＣ1が係合し始めることにより出力軸１２よりも速く回転数が増大する中間回転部材１３を含み、回転数センサ１４は、発進クラッチＣ1が係合し始めた後の中間回転部材１３の回転数を検出し、検出された中間回転部材１３の回転数に基づいて発進クラッチＣ1における差回転数を検出するように構成されている。【選択図】図１
2018112298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力源が出力したトルクを前記駆動力源の出力側に連結された変速機における変速機構に選択的に伝達する発進クラッチの差回転数検出装置において、
前記発進クラッチは、前記駆動力源からトルクが伝達される入力側部材と、前記入力側部材に選択的に係合する出力側部材とを有するとともに、前記入力側部材と前記出力側部材とが相対的にスリップしつつトルクを伝達できるように構成され、
前記変速機構は、設定される変速比に応じて回転数が異なる複数の回転部材と、出力軸と、回転数がゼロの状態を含む所定の回転数の範囲が不感帯となる回転数センサとを有し、
前記複数の回転部材は、前記出力軸が停止している状態で前記発進クラッチが係合し始めることにより前記出力軸よりも速く回転数が増大する中間回転部材を含み、
前記回転数センサは、前記発進クラッチが係合し始めた後の前記中間回転部材の回転数を検出し、
検出された前記中間回転部材の回転数に基づいて前記発進クラッチにおける前記入力側部材と前記出力側部材との回転数差である差回転数を検出するように構成されている
ことを特徴とする発進クラッチの差回転数検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されている変速機に設けられ、発進時に係合させられて駆動力源が出力するトルクを出力軸側に伝達する発進クラッチにおける差回転数を検出する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
変速機を搭載している車両には、停車状態でエンジンなどの駆動力源と変速機とを切り離すためのクラッチが設けられることがある。そのクラッチは、車両が発進する際に解放状態から係合状態に切り替えられて、駆動力源のトルクを変速機に伝達し、これにより車両が発進するので、発進クラッチと称されることがある。したがって、発進クラッチのトルク容量は、急激な加速あるいはショックを避けるために、徐々に増大させることが好ましく、従来、発進クラッチのトルク容量を制御するために、その差回転数を検出することが行われている。その一例が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されている装置は、車両の走行中に所定の条件の成立によってニュートラル状態に設定し、その後にニュートラル状態からの復帰条件が成立することによりクラッチを係合させる装置であり、そのクラッチを係合させる際に、タービン回転数と出力軸回転数に変速比を掛けた値とによって、クラッチの差回転数を求めるように構成されている。また、発進時にクラッチをスリップ状態に制御する装置が特許文献２に記載されており、特許文献２に記載された発明では、自動変速機の出力軸回転数を車速から求めている。さらに、特許文献３には、発進時に係合させるクラッチの出力側回転数を、変速機の出力軸回転数と変速比とから求めるように構成された装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−７４５７９号公報
【特許文献２】特開２０１６−１７６５７５号公報
【特許文献３】特開平８−１７８０４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の各特許文献に記載されているクラッチは、油圧によってトルク容量を増大させる摩擦式のクラッチであり、係合させる際に油圧を次第に増大させることにより、トルクの変化を滑らかにしている。その油圧あるいはトルク容量の制御のためにクラッチの入力側の部材と出力側の部材との回転数差あるいはスリップ量を求めている。その場合の出力側の部材の回転数は、出力軸回転数に変速比を掛けて求めている。しかしながら、出力軸回転数を検出するセンサには不可避的な不感帯がある。例えば、パルスギヤと電磁ピックアップとを使用したセンサでは、パルスの幅がある程度短くなるまで、すなわち回転数がある程度の回転数に上昇するまでは回転数の検出信号を出力しない。また、外乱信号を取り込まないようにするために、ある程度以上の回転数より低い回転数の検出信号は取り込まないようにしている。したがって、出力軸回転数と変速比とに基づいてクラッチの差回転数を求めるように構成された装置では、クラッチを係合させ始めた後、差回転数がある程度大きくなるまでは、差回転数を求めることができず、その間は、クラッチの油圧あるいはトルク容量の制御を行うことができない不都合があった。
【０００５】
本発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車両が発進する際に次第に係合させられる発進クラッチの差回転数を迅速に検出することのできる装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、駆動力源が出力したトルクを前記駆動力源の出力側に連結された変速機における変速機構に選択的に伝達する発進クラッチの差回転数検出装置において、前記発進クラッチは、前記駆動力源からトルクが伝達される入力側部材と、前記入力側部材に選択的に係合する出力側部材とを有するとともに、前記入力側部材と出力側部材とが相対的にスリップしつつトルクを伝達できるように構成され、前記変速機構は、設定される変速比に応じて回転数が異なる複数の回転部材と出力軸と回転数がゼロの状態を含む所定の回転数の範囲が不感帯となる回転数センサとを有し、前記複数の回転部材は、前記出力軸が停止している状態で前記発進クラッチが係合し始めることにより前記出力軸よりも速く回転数が増大する中間回転部材を含み、前記回転数センサは、前記発進クラッチが係合し始めた後の前記中間回転部材の回転数を検出し、検出された前記中間回転部材の回転数に基づいて前記発進クラッチにおける前記入力側部材と前記出力側部材との回転数差である差回転数を検出するように構成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、発進クラッチを次第に係合させると、発進クラッチはスリップしつつトルクを次第に伝達し、それに伴って出力軸や変速機構における複数の回転部材が回転し始める。その複数の回転部材には、出力軸より速く回転数が増大する中間回転部材が含まれ、回転数センサは、その中間回転部材の回転数を検出する。したがって、出力軸の回転数が回転数センサの不感帯の領域にある回転数となっている場合であっても、中間回転部材の回転数が回転数センサの不感帯を超えた回転数となって回転数センサが回転数の検出信号を出力する。その中間回転部材の回転数と出力軸の回転数との間には，変速機構の構造によって決まる所定の関係（もしくは比率）が成立しているので、中間回転部材の回転数から出力軸回転数が求まり、また出力軸回転数に基づいて発進クラッチの出力側部材の回転数が求まる。また、発進クラッチの入力側部材の回転数は、駆動力源などの回転数に基づいて求められるので、結局、出力軸の回転数が回転数センサの不感帯の回転数を超える以前に、発進クラッチの差回転数を求めることができる。すなわち、本発明によれば、発進クラッチの差回転数の検出を迅速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施形態における自動変速機のギヤトレーンの一例を示すスケルトン図である。
【図２】各変速段を設定するためのクラッチおよびブレーキならびにワンウェイクラッチの係合・解放の状態をまとめて示す図表である。
【図３】この発明の実施形態における他の自動変速機のギヤトレーンの一例を示すスケルトン図である。
【図４】ギヤトレーンを構成している各遊星歯車機構についての第１速状態を示す共線図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の実施形態における発進クラッチは、車両に搭載される自動変速機における変速機構に組み込まれ、係合することにより駆動力源のトルクを出力軸に伝達するクラッチであり、駆動力源を変速機構に連結するためのクラッチや発進変速段を設定するためのクラッチを含む。なお、発進変速段は、通常は前進段で最も変速比が大きい第１速であり、スクウォート制御を実行する自動変速機では第２速もしくは第３速である。
【００１０】
図１には、ドライブ（Ｄ）ポジションで前進８段を設定できる自動変速機のギヤトレーン（変速機構）の一例をスケルトン図で示してある。ここに示す例は、フロント側にダブルピニオン型遊星歯車機構１と、リヤ側のラビニョ型遊星歯車機構２とを歯車機構として備えた例である。その歯車機構に駆動力源としてのエンジン３からトルクコンバータ４を介してトルクを入力するように構成されている。トルクコンバータ４は、従来知られている構成と同様の構成のものであって、エンジン３に連結されているフロントカバー５と一体のポンプインペラ６と、ポンプインペラ６に対向して配置されたタービンランナ７と、これらポンプインペラ６とタービンランナ７との間でこれらの回転中心側に配置されたステータ８とを有し、そのステータ８はワンウェイクラッチ９を介して所定の固定部に連結されている。なお、符号１０はロックアップクラッチであって、タービンランナ７をフロントカバー５に選択的に連結するように構成されている。
【００１１】
フロント側の遊星歯車機構１におけるサンギヤＳ1がケーシングなどの所定の固定部に連結されて固定要素となっている。また、サンギヤＳ1に噛み合っているピニオンギヤと、そのピニオンギヤおよびリングギヤＲ1に噛み合っている他のピニオンギヤを保持しているキャリヤＣA1が入力要素であってタービンランナ７に連結されている。キャリヤＣA１をタービンランナ７に連結している回転軸が入力軸１１であり、その回転数が入力回転数Ｎinである。
【００１２】
ラビニョ型遊星歯車機構２はフロント側の遊星歯車機構１と同一軸線上でかつ前記トルクコンバータ４とは反対側に配置され、第１サンギヤＳ2とリングギヤＲRとにロングピニオンＰLが噛み合っており、そのロングピニオンＰLに噛み合っているショートピニオンＰSに第２サンギヤＳ3が噛み合い、そしてそれらロングピニオンＰLとショートピニオンＰSとがキャリヤＲCAによって保持されている。リングギヤＲRが出力要素となっていて出力軸１２に連結され、出力軸１２の回転数が出力回転数Ｎoである。
【００１３】
各変速段を設定するために係合する複数のクラッチやブレーキである係合装置が設けられている。先ず、クラッチについて説明すると、ダブルピニオン型遊星歯車機構１におけるリングギヤＲ1とラビニョ型遊星歯車機構２における第２サンギヤＳ3とを選択的に連結する第１クラッチＣ1と、入力軸１１とラビニョ型遊星歯車機構２におけるキャリヤＲCAとを選択的に連結する第２クラッチＣ2と、ダブルピニオン型遊星歯車機構１におけるリングギヤＲ1とラビニョ型遊星歯車機構２における第１サンギヤＳ2とを選択的に連結する第３クラッチＣ3と、ダブルピニオン型遊星歯車機構１におけるキャリヤＣA1とラビニョ型遊星歯車機構２における第１サンギヤＳ2とを選択的に連結する第４クラッチＣ4とが設けられている。ここで、第１クラッチＣ1が本発明の実施形態における発進クラッチに相当し、リングギヤＲ1に連結されている入力側部材と、第１サンギヤＳ2に連結されている出力側部材とを有し、これらの入力側部材と出力側部材との回転数の差が差回転数である。
【００１４】
つぎにブレーキについて説明すると、ラビニョ型遊星歯車機構２における第１サンギヤＳ2の回転を止める第１ブレーキＢ1と、ラビニョ型遊星歯車機構２におけるキャリヤＲCAの回転を止める第２ブレーキＢ２とが設けられている。なお、第２ブレーキＢ２と並列にワンウェイクラッチＦ1が設けられており、このワンウェイクラッチＦ1はキャリヤＲCAがエンジン３とは反対方向に回転しようとする際に係合してキャリヤＲCAの逆回転を阻止するように構成されている。
【００１５】
なお、図１に示す例では、第４クラッチＣ4と第１サンギヤＳ2とを連結している部材は、コネクティングドラムあるいはクラッチドラムもしくはブレーキドラムと称される部材であって本発明の実施形態における中間回転部材１３である。この中間回転部材１３の回転を検出する回転数センサ１４が設けられている。この回転数センサ１４は、従来の自動変速機で用いられているセンサと同様のものであってよく、回転数がゼロの状態を含む所定の回転数の範囲では回転数を検出することのできない不感帯のあるセンサである。
【００１６】
また、上記のロックアップクラッチ１０ならびに各クラッチＣ1〜Ｃ4およびブレーキＢ1，Ｂ2は、油圧に応じたトルク容量となる摩擦式係合装置であり、スリップしつつトルクを伝達できるように構成されている。これらの係合装置の油圧を制御する油圧制御装置１５が設けられている。その油圧制御装置１５は従来の自動変速機用油圧制御装置と同様の構成であってよく、電気的に制御されるバルブ（図示せず）によって油圧の調圧あるいは油圧の供給・排出の制御を行うように構成されている。
【００１７】
その油圧制御装置１５のバルブを制御して各変速段を設定し、また変速制御を実行する電子制御装置（ＥＣＵ）１６が設けられている。ＥＣＵ１６は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、前記回転数センサ１４を含む各種のセンサから入力されたデータや予め記憶しているマップなどのデータを使用して演算を行い、その演算の結果を制御指令信号として油圧制御装置１５に出力するように構成されている。その入力されるデータは、前記中間回転部材１３の回転数の他に、車速やアクセル開度、出力回転数Ｎo、入力回転数Ｎin、エンジン回転数Ｎeなどであり、またマップは変速段の領域を車速とアクセル開度とによって決めてある変速マップなどである。
【００１８】
各前進段を設定するための各クラッチＣ1〜Ｃ4およびブレーキＢ1，Ｂ2ならびにワンウェイクラッチＦ1の係合・解放の状態を図２にまとめて示してある。図２において、「〇」印は係合していること、「×」印は解放していることを示している。また、「１ST」〜「６TH」は第１速〜第６速を示し、「ＯＤ1」および「ＯＤ2」は、第１オーバードライブ段および第２オーバードライブ段を示す。さらに、「E/G  BREAKE」はエンジンブレーキ状態を示している。
【００１９】
なお、本発明の実施形態における自動変速機は、上記のトルクコンバータ４のない構成であってもよく、その例を図３にスケルトン図で示してある。図３に示す例は、図１に示す構成からトルクコンバータ４を省き、入力軸１１をエンジン３に連結するように構成した例である。したがって、図３に示す例であっても、前述した図２に示すように各クラッチＣ1〜Ｃ4およびブレーキＢ1，Ｂ2ならびにワンウェイクラッチＦ1を係合および解放させることにより、前進８段の変速段を設定することができる。
【００２０】
上記の図１および図３に示す構成のいずれの自動変速機であっても車両が発進する場合第１速が設定される。その場合、第１クラッチＣ1の油圧を徐々に増大させて出力軸１２のトルク（駆動トルク）を徐々に増大させると、出力軸１２および中間回転部材１３の回転数は、以下のように変化する。
【００２１】
図４は、第１速が設定されている状態における各遊星歯車機構１，２の動作状態を示す共線図である。フロント側の遊星歯車機構１においては、サンギヤＳ1が固定された状態でキャリヤＣA1が入力軸１１と一体となって回転するので、出力要素であるリングギヤＲ1がキャリヤＣA1および入力軸１１よりも低回転数で回転する。すなわち、フロント側の遊星歯車機構１が減速機として機能する。第１速では第１クラッチＣ1が係合するから、フロント側の遊星歯車機構１におけるリングギヤＲ1とリヤ側のラビニョ型遊星歯車機構２における第２サンギヤＳ３とが一体となって回転する。すなわち、ラビニョ型遊星歯車機構２においては第２サンギヤＳ3が入力要素となり、その状態でキャリヤＲCAの逆方向（負方向）の回転がワンウェイクラッチＦ1によって止められる。したがって、出力要素であるリングギヤＲRが出力軸１２と共に、第２サンギヤＳ３よりも低回転数が回転する。その状態でのラビニョ型遊星歯車機構２の動作状態では図4の（ｂ）に太い実線で示すとおりである。
【００２２】
この図４の（ｂ）から知られるように、リングギヤＲRおよび出力軸１２は、入力要素である第２サンギヤＳ3よりも低回転数が回転し、ラビニョ型遊星歯車機構２は減速機として機能する。この状態における第１サンギヤＳ2の回転数および第１サンギヤＳ2と一体の中間回転部材１３の回転数Ｎmは、図４の（ｂ）に示すように、リングギヤＲRおよび出力軸１２の回転数Ｎoより高回転数になる。具体的には、第１サンギヤＳ2とロングピニオンＰLとリングギヤＲRとによって構成されるシングルピニオン型遊星歯車機構におけるギヤ比（第１サンギヤＳ2の歯数とリングギヤＲRの歯数との比）をρとすると、
Ｎｍ＝Ｎo／ρ
となる。ギヤ比ρの値は、一例として「０．５」前後であるから、結局、中間回転部材１３の回転数は出力軸１２より高回転数になる。
【００２３】
車両を滑らかに発進させるべく第１クラッチＣ1のトルク容量（油圧）を徐々に増大させると、出力軸１２の正方向（エンジン３の回転方向）の回転数が次第に増大するとともに、中間回転部材１３の負方向（エンジン３の回転方向とは反対方向）の回転数が次第に増大する。このような回転数の増大は同時に生じ、かつ中間回転部材１３の到達する回転数Ｎmが、出力軸１２の到達する回転数より高回転数であるから、中間回転部材１３の回転数は、出力軸１２よりも速く増大する。
【００２４】
図４の（ｂ）には、回転数センサ１４が回転数を検出できない範囲（不感帯）を破線で示してあり、出力軸１２の回転数がその不感帯での最大回転数に達した状態を破線で示してある。この破線で示してある状態は第１クラッチＣ1がスリップしつつトルクを伝達している過渡状態を示しており、この状態における中間回転部材１３（第１サンギヤＳ2）の回転数の絶対値は、回転数センサ１４の不感帯を超えた値になっている。すなわち、回転数センサ１４は、出力軸１２の回転数が出力軸１２の回転数を検出するセンサ（図示せず）の不可避的な不感帯の範囲内にあって出力軸１２の回転数を検出できない過渡状態であっても中間回転部材１３の回転数を検出することができる。
【００２５】
前述したように、中間回転部材１３の回転数Ｎmと出力軸１２の回転数Ｎoとの間に機構上決まる所定の関係が成り立っており、また第１クラッチＣ1の出力側部材の回転数である第２サンギヤＳ3の回転数は出力軸１２の回転数Ｎoに第１速の変速比を掛けた値となるから、結局、第１クラッチＣ1の出力側部材の回転数は、回転数センサ１４で得られた中間回転部材１３の回転数Ｎmと第１速の変速比とに基づいて求めることができる。
【００２６】
前述したＥＣＵ１６は、回転数センサ１４から入力される中間回転部材１３の回転数Ｎmに基づいて第１クラッチＣ1の出力側部材の回転数を求め、その求められた回転数と、タービン回転数もしくはエンジン回転数である入力軸回転数Ｎin（入力側部材の回転数）との差として第１クラッチＣ1における差回転数を求める。こうして求められる差回転数は、第１クラッチＣ1の係合の状態（トルク容量）と相関関係があるから、求められた差回転数が、出力軸トルクが滑らかに増大するように予め定めた目標差回転数となるように第１クラッチＣ1の油圧（トルク容量）が制御される。
【００２７】
したがって、本発明の実施形態における制御装置によれば、出力軸１２よりも速く回転数が増大する中間回転部材１３の回転数を検出し、その中間回転部材１３の回転数に基づいて、発進クラッチである第１クラッチＣ1の差回転数を求め、かつその第１クラッチＣ1のトルク容量の制御を行うので、第１クラッチＣ1の制御を発進制御の開始の後、早い時期に開始することが可能なる。言い換えれば、出力軸１２の回転数に基づいて発進クラッチの差回転数を求める制御では、出力軸１２の回転数がセンサの不感帯を超えるまでに時間が掛かり、その間に出力軸１２の回転数あるいは発進クラッチの差回転数がある程度増大してしまい、その時点で発進クラッチのトルク容量の制御を開始すると、その制御を開始した時点における実差回転数（実トルク容量）と目標差回転数（目標トルク容量）との偏差が大きくなってしなっていて、トルク容量の制御の開始に伴うトルクの変化が大きくショックが生じるなどの可能性がある。本発明の実施形態における制御装置によれば、そのようなショックなどの不都合を防止もしくは抑制することができる。
【００２８】
なお、本発明は上述した実施形態に限定されないのであり、変速機は上述した図１や図３に示す構成のギヤトレーンとは異なる構成のギヤトレーンを備えた変速機であってもよい。したがって、発進時に出力軸よりも速く回転数（回転数の絶対値）が増大する中間回転部材は、ラビニョ型遊星歯車機構におけるサンギヤと第４クラッチとを連結する部材以外の回転部材であってよく、ギヤトレーンの構成に応じて適宜に選択してよい。
【符号の説明】
【００２９】
１…ダブルピニオン型遊星歯車機構、  ２…ラビニョ型遊星歯車機構、  ３…（駆動力源）エンジン、  ４…トルクコンバータ、  １１…入力軸、  １２…出力軸、  １３…中間回転部材、  １４…回転数センサ、  １５…油圧制御装置、  １６…電子制御装置（ＥＣＵ）。
【図１】
2018112298.tif 000003
【図２】
2018112298.tif 000004
【図３】
2018112298.tif 000005
【図４】
2018112298.tif 000006