(57)【要約】【課題】車両発進時に車両が逆行しても、大きなショックやエンストが発生しないようにする。【解決手段】車両発進状態となったときには（Ｓ１）、機械式クラッチを断状態から半クラッチ状態まで急接続させた後（Ｓ２及びＳ３）、エンジン回転速度Ｎｅと変速機入力軸回転速度Ｎｉが略一致するまで、機械式クラッチの半クラッチ状態を強める（Ｓ４及びＳ５）。そして、エンジン回転速度Ｎｅと変速機入力軸回転速度Ｎｉとが略一致したとき、変速機入力軸が逆転しているか否かを判定する（Ｓ６）。変速機入力軸が逆転していれば、機械式クラッチを徐々に完全接続させる（Ｓ７及びＳ８）。一方、変速機入力軸が逆転していなければ、機械式クラッチを短時間で完全接続させる（Ｓ９）。【選択図】　図５
2004125002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両が発進状態にあるか否かを判定する発進状態判定手段と、
機械式クラッチが半クラッチ状態のときに、エンジン回転速度と変速機入力軸回転速度とが略一致したか否かを判定する一致判定手段と、
変速機入力軸が逆転しているか否かを判定する逆転判定手段と、
前記発進状態判定手段により発進状態にあると判定され、かつ、前記一致判定手段によりエンジン回転速度と変速機入力軸回転速度とが略一致したと判定されたときに、前記機械式クラッチを接続させる接続条件が成立したと判定する接続条件判定手段と、
該接続条件判定手段により接続条件が成立したと判定され、かつ、前記逆転判定手段により変速機入力軸が逆転していると判定されたときに、前記機械式クラッチを徐々に完全接続させる緩接続制御手段と、
前記接続条件判定手段により接続条件が成立したと判定され、かつ、前記逆転判定手段により変速機入力軸が逆転していないと判定されたときに、前記機械式クラッチを短時間で完全接続させる急接続制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする自動変速機の制御装置。
【請求項２】
前記変速機の変速段を検出する変速段検出手段と、
前記機械式クラッチの断接状態を検出する断接状態検出手段と、
アクセル開度を検出する開度検出手段と、
を備え、
前記発進状態判定手段は、前記変速段検出手段により走行段であることが検出され、前記断接状態検出手段により機械式クラッチが断状態であることが検出され、かつ、前記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度が所定値以上であるときに、車両が発進状態にあると判定することを特徴とする請求項１記載の自動変速機の制御装置。
【請求項３】
前記機械式クラッチのストロークを検出するストローク検出手段を備え、
前記一致判定手段は、該ストローク検出手段により検出されたストロークが第１の所定値以下かつ第２の所定値以上であるときに、前記機械式クラッチが半クラッチ状態にあると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の自動変速機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機械式クラッチと機械式変速機とからなる自動変速機の制御装置において、特に、円滑な車両発進を可能にする技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、機械式クラッチと機械式変速機とを電子制御することで、走行状態に応じた走行段に自動変速する自動変速機が提案されている（特開２００１−１６５２９４号公報参照）。かかる自動変速機では、エンジンから駆動輪までの駆動力伝達系に流体クラッチ（トルクコンバータ）が介在されないので、駆動力伝達効率が高く、燃費向上を図ることができる。また、流体クラッチ特有のスリップ感がないため、ドライバビリティも向上する。
【０００３】
機械式クラッチを搭載した車両では、車両発進時に、機械式クラッチを急接続させると、エンジン回転速度と変速機の入力軸回転速度との速度差が大であるため、大きなショックやエンストが発生してしまうおそれがある。このため、車両発進時には、手動変速機を搭載した車両と同様に、半クラッチ制御が不可欠である。このとき、半クラッチ制御は、エンジン回転速度と入力軸回転速度とが略一致したとき終了する。そして、半クラッチ制御が終了すると、機械式クラッチを急接続して発進制御を終了する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エンジン回転速度や変速機の入力軸回転速度を検出する回転速度センサは、回転方向を検出することができなかったために、次のような不具合が発生するおそれがある。即ち、登坂路で発進する場合には、変速機を走行段に変速しかつ機械式クラッチを断状態とした発進待機状態からブレーキを開放すると、重力により車両が後退してしまうことがある。このとき、車両が後退していることに気付かず、アクセルペダルを踏み込んで発進しようとすると、エンジン回転速度及び入力軸回転速度の絶対値が略一致し、機械式クラッチが急接続して、従来と同様に、大きなショックやエンストが発生してしまう。このような現象は、降坂路で後退発進しようとするときにも、同様に発生する。
【０００５】
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、車両発進時において、変速機入力軸の回転方向に応じて、機械式クラッチの接続制御内容を変えることで、車両が逆行しても、大きなショックやエンストが発生しないようにした自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の発明では、車両が発進状態にあるか否かを判定する発進状態判定手段と、機械式クラッチが半クラッチ状態のときに、エンジン回転速度と変速機入力軸回転速度とが略一致したか否かを判定する一致判定手段と、変速機入力軸が逆転しているか否かを判定する逆転判定手段と、前記発進状態判定手段により発進状態にあると判定され、かつ、前記一致判定手段によりエンジン回転速度と変速機入力軸回転速度とが略一致したと判定されたときに、前記機械式クラッチを接続させる接続条件が成立したと判定する接続条件判定手段と、該接続条件判定手段により接続条件が成立したと判定され、かつ、前記逆転判定手段により変速機入力軸が逆転していると判定されたときに、前記機械式クラッチを徐々に完全接続させる緩接続制御手段と、前記接続条件判定手段により接続条件が成立したと判定され、かつ、前記逆転判定手段により変速機入力軸が逆転していないと判定されたときに、前記機械式クラッチを短時間で完全接続させる急接続制御手段と、を含んで自動変速機の制御装置を構成したことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成によれば、車両発進中の半クラッチ状態において、エンジン回転速度と入力軸回転速度とが略一致したとき、変速機入力軸が逆転していれば、機械式クラッチが徐々に完全接続される。このため、いわゆる坂道発進において、発進方向に対して車両が逆行し、駆動輪からの入力を受けて変速機入力軸が逆転していても、半クラッチ状態から機械式クラッチが徐々に完全接続されるので、大きなショック及びエンストの発生が抑制される。一方、変速機の入力軸が逆転していないときには、機械式クラッチが短時間で完全接続されるので、従来の変速制御と同様に、短時間で車両を発進させられる。
【０００８】
請求項２記載の発明では、前記変速機の変速段を検出する変速段検出手段と、前記機械式クラッチの断接状態を検出する断接状態検出手段と、アクセル開度を検出する開度検出手段と、を備え、前記発進状態判定手段は、前記変速段検出手段により走行段であることが検出され、前記断接状態検出手段により機械式クラッチが断状態であることが検出され、かつ、前記アクセル開度検出手段により検出されたアクセル開度が所定値以上であるときに、車両が発進状態にあると判定することを特徴とする。
【０００９】
かかる構成によれば、変速機が走行段，機械式クラッチが断状態かつアクセル開度が所定値以上であるときに、車両が発進状態にあると判定される。即ち、車両を発進させようとするときには、運転者は、変速機を走行段に変速し、クラッチペダルを踏み込んで機械式クラッチを断状態にした発進待機状態から、アクセルペダルを踏み込む一連の操作を行う。このため、かかる操作内容を反映した発進判定処理を行なうことで、運転者の意思に沿った変速制御が可能となる。
【００１０】
請求項３記載の発明では、前記機械式クラッチのストロークを検出するストローク検出手段を備え、前記一致判定手段は、該ストローク検出手段により検出されたストロークが第１の所定値以下かつ第２の所定値以上であるときに、前記機械式クラッチが半クラッチ状態にあると判定することを特徴とする。
かかる構成によれば、機械式クラッチのストロークが、第１の所定値以下かつ第２の所定値以上になったときに、機械式クラッチが半クラッチ状態にあると判定される。このため、機械式クラッチの特性に応じて第１の所定値及び第２の所定値を適切に設定することで、同一制御内容のまま、種々の機械式クラッチに適用可能である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図１は、本発明に係る自動変速機の制御装置を備えた車両構成を示す。
エンジン１０には、機械式クラッチ（以下「クラッチ」という）１２を介して、機械式変速機（以下「変速機」という）１４が取り付けられる。また、エンジン１０には、マイクロコンピュータを内蔵したエンジンコントロールユニット１６により燃料噴射量を制御可能な燃料噴射ポンプ１８と、エンジン回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転速度センサ２０と、が取り付けられる。クラッチ１２には、クラッチ駆動用アクチュエータとしてのクラッチブースタ２２の出力軸が接続されると共に、そのストローク量Ｌを検出するクラッチストロークセンサ２４（断接状態検出手段及びストローク検出手段）が取り付けられる。
【００１２】
一方、変速機１４には、マイクロコンピュータを内蔵した変速機コントロールユニット２６により開閉制御される電磁弁２８を介して、その変速段を空気圧で切り換えるアクチュエータ３０が取り付けられる。また、変速機１４には、変速段を検出するポジションセンサ３２（変速段検出手段）と、その出力軸の回転速度から車速を検出する複数の車速センサ３４と、その入力軸の回転速度Ｎｉを検出する入力軸回転速度センサ３６と、が取り付けられる。
【００１３】
運転室内には、アクセルペダル４０の踏込量θを検出するアクセル開度センサ４２（開度検出手段）と、変速機１４の変速指示を入力するシフトレバー４４と、変速機１４の変速段を表示する表示モニター４６と、が備えられる。なお、表示モニター４６には、変速終了，異常発生などを報知するブザーなどの報知装置を組み込むようにしてもよい。
【００１４】
そして、アクセル開度センサ４２の信号がエンジンコントロールユニット１６に入力され、アクセルペダル４０の踏込量θに応じて、燃料噴射ポンプ１８が制御される。一方、エンジン回転速度センサ２０，クラッチストロークセンサ２４，ポジションセンサ３２，複数の車速センサ３４及び入力軸回転速度センサ３６の各信号が変速機コントロールユニット２６に入力され、エンジンコントロールユニット１６と相互通信しつつ、自動変速制御又は手動変速制御を行なうべく、クラッチブースタ２２及び電磁弁２８が制御される。
【００１５】
ここで、クラッチブースタ２２の制御回路について説明する。
クラッチブースタ２２には、図２に示すように、第１供給路４８及び第２供給路５０を介して、エアリザーバ５２に貯留される作動流体としてのエアが供給される。第１供給路４８には、エア給排気制御を行なうべく、変速機コントロールユニット２６により制御される電磁式の方向切換弁ＣＬ１及びＣＬ３が夫々介装される。一方、第２供給路５０には、クラッチペダル５４の踏み込みによる作動流体圧力に応じて流路断面積を増減することで、クラッチブースタ２２に供給されるエアを制御する流量制御弁５６が介装される。そして、第１供給路４８及び第２供給路５０は、圧力が高い通路を選択的に開通させる選択弁５８を介して、クラッチブースタ２２に接続される。選択弁５８を備えることにより、クラッチペダル５４が踏み込まれたときに、運転者の意思を優先して、クラッチ１２を断状態とする制御が行なわれる。
【００１６】
また、方向切換弁ＣＬ１と選択弁５８との間に位置する第１供給路４８には、クラッチブースタ２２に供給されたエアを排出するための第１排出路６０が接続される。第１排出路６０には、エア給排気制御を行なうべく、変速機コントロールユニット２６により制御される電磁式の方向切換弁ＣＬ２が介装される。さらに、方向切換弁ＣＬ２下流の第１排出路６０には、一端が方向切換弁ＣＬ１に接続されると共にオリフィス６２が設けられた第２排出路６４が接続される。
【００１７】
そして、変速機コントロールユニット２６は、図３に示すように、方向切換弁ＣＬ１，ＣＬ２及びＣＬ３の作動制御を行なうことで、クラッチ１２を「断」，「保持」，「急接」又は「緩接」に制御する。ここで、「保持」とは、そのときのクラッチ１２の状態を保持すること、「急接」とは、できるだけ短時間でクラッチを接続すること（急接続）、「緩接」とは、時間をかけてクラッチを徐々に接続すること（緩接続）をいう。
【００１８】
次に、クラッチ１２の断接制御をすべく、変速機コントロールユニット２６に備えられる制御構造について説明する。
変速機コントロールユニット２６には、図４に示すように、クラッチ接続状態判定部２６Ａと、発進判定部２６Ｂと、逆転判定部２６Ｃと、クラッチ制御部２６Ｄと、が備えられる。クラッチ接続状態判定部２６Ａでは、クラッチストロークセンサ２４により検出されたストローク量Ｌに基いて、クラッチ１２の接続状態（少なくとも断状態，接状態及び半クラッチ状態）が判定される。発進判定部２６Ｂでは、クラッチ接続状態判定部２６Ａによる判定結果，ポジションセンサ３２及びアクセル開度センサ４２により夫々検出された変速機１４の変速段及びアクセルペダル４０の踏込量θに基づいて、車両が発進状態にあるか否かが判定される。逆転判定部２６Ｃでは、複数の車速センサ３４からの出力の位相差より変速機１４の入力軸が逆転しているか否かが判定される。クラッチ制御部２６Ｄでは、クラッチ接続状態判定部２６Ａ，発進判定部２６Ｂ及び逆転判定部２６Ｃの判定結果，並びに、エンジン回転速度センサ２０及び入力軸回転速度センサ３６により夫々検出されたエンジン回転速度Ｎｅ及び入力軸回転速度Ｎｉに基いて、クラッチ１２の断接を行なう方向切換弁ＣＬ１〜ＣＬ３が制御される。
【００１９】
そして、変速機コントロールユニット２６では、図５に示すフローチャートにより、クラッチ接続状態判定部２６Ａ，発進判定部２６Ｂ，逆転判定部２６Ｃ及びクラッチ制御部２６Ｄが夫々ソフトウエア的に実現される。なお、図示するフローチャートは、所定時間毎に繰り返し実行される。
ステップ１（図では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、車両が発進状態にあるか否かが判定される。即ち、変速機１４が走行段（前進段又は後進段）に変速され、クラッチ１２が断状態となり、ブレーキが開放され、かつ、アクセルペダル４０がある程度踏み込まれたときに、車両が発進状態にあると判定される。そして、車両が発進状態であると判定されるとステップ２へと進み（Ｙｅｓ）、車両が発進状態でないと判定されるとステップ１の判定処理が繰り返される（Ｎｏ）。なお、ステップ１の処理により、発進状態判定手段が実現される。
【００２０】
ステップ２では、図３に示すように、方向切換弁ＣＬ１及びＣＬ３をＯＦＦとする一方、方向切換弁ＣＬ２をＯＮにすることで、クラッチブースタ２２内のエアを短時間で排出させ、クラッチ１２を急接続させる。ステップ３では、クラッチストロークセンサ２４により検出されたストローク量Ｌが第１の所定値Ｌ１以下になったか否か、換言すると、クラッチ１２が半クラッチ状態になったか否かが判定される。そして、クラッチ１２が半クラッチ状態になったと判定されるとステップ４へと進み（Ｙｅｓ）、クラッチ１２が半クラッチ状態になっていない（未だ断状態である）と判定されるとステップ２へと戻る（Ｎｏ）。要するに、ステップ２及びステップ３では、短時間でクラッチ１２を断状態から半クラッチ状態にする制御が行なわれる。
【００２１】
ステップ４では、図３に示すように、方向切換弁ＣＬ１〜ＣＬ３を全てＯＦＦにすることで、クラッチブースタ２２内のエアを徐々に排出させ、クラッチ１２を緩接続させる。ステップ５では、エンジン回転速度センサ２０により検出されたエンジン回転速度Ｎｅが、入力軸回転速度検出センサ３６により検出された入力軸回転速度Ｎｉと略一致したか否かが判定される。そして、エンジン回転速度Ｎｅと入力軸回転速度Ｎｉが略一致したならばステップ６へと進み（Ｙｅｓ）、略一致していなければステップ４へと戻る（Ｎｏ）。要するに、ステップ４及びステップ５では、変速機１４の同期が終了するまで、クラッチ１２の半クラッチ状態を徐々に強める制御が行なわれる。
【００２２】
なお、ステップ２〜ステップ５の一連の処理により、一致判定手段が実現される。
ステップ６では、公知の技術を適用し、複数の車速センサ３４からの出力の位相差より変速機１４の入力軸が逆転しているか否かが判定される。そして、変速機１４の入力軸が逆転していればステップ７へと進み（Ｙｅｓ）、変速機１４の入力軸が逆転していなければステップ９へと進む（Ｎｏ）。なお、ステップ６の処理により、逆転判定手段が実現される。
【００２３】
ここで、ステップ１，ステップ３及びステップ５の一連の判定処理により、接続条件判定手段が実現される。
ステップ７では、図３に示すように、方向切換弁ＣＬ１〜ＣＬ３を全てＯＦＦにすることで、クラッチブースタ２２内のエアを徐々に排出させ、クラッチ１２を緩接続させる。ステップ８では、クラッチストロークセンサ２４により検出されたストローク量Ｌが第２の所定値Ｌ２より小さくなったか否か、換言すれば、ストローク量Ｌが第１の所定値Ｌ１以下かつ第２の所定値Ｌ２以上である半クラッチ状態から、クラッチ１２が完全接続されたか否かが判定される。そして、クラッチ１２が完全接続されたならば処理を終了し（Ｙｅｓ）、クラッチ１２が完全接続されなければステップ７へと戻る（Ｎｏ）。要するに、ステップ７及びステップ８では、変速機１４の同期が終了した状態から、クラッチ１２を徐々に完全接続させる緩接続制御が行なわれる。なお、ステップ７及びステップ８の一連の処理により、緩接続制御手段が実現される。
【００２４】
ステップ９では、図３に示すように、方向切換弁ＣＬ１及びＣＬ３をＯＦＦにする一方、方向切換弁ＣＬ２をＯＮにすることで、クラッチブースタ２２内のエアを短時間で排出させ、クラッチ１２を急接続させる。要するに、変速機１４の同期が終了した状態から、クラッチ１２を短時間で完全接続させる急接続制御が行なわれる。なお、ステップ９の処理により、急接続制御手段が実現される。
【００２５】
ステップ１〜ステップ９の処理によれば、車両発進中の半クラッチ状態において、エンジン回転速度Ｎｅと入力軸回転速度Ｎｉとが略一致したとき、変速機１４の入力軸が逆転していれば、図６の破線で示すように、クラッチ１２が徐々に完全接続される。このため、いわゆる坂道発進において、発進方向に対して車両が逆行し、駆動輪からの入力を受けて変速機１４の入力軸が逆転していても、同期が終了した半クラッチ状態からクラッチ１２が徐々に接続されるので、大きなショック及びエンストの発生を抑制することができる。即ち、クラッチ１２が徐々に接続されると半クラッチ状態が持続されるので、変速機１４の入力軸が逆転していても、その接続過程において入力軸の逆転が徐々に解消され、入力軸が正転するようになる。一方、変速機１４の入力軸が逆転していないときには、従来の変速制御と同様に、短時間で車両発進を完了すべく、クラッチ１２が急接続される。
【００２６】
このように、半クラッチ状態で同期が完了したときには、変速機１４の入力軸の逆転の有無に応じて、その後のクラッチ１２の接続制御内容を換えることで、特に、いわゆる坂道発進における円滑な車両発進を可能とすることができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、いわゆる坂道発進において、発進方向に対して車両が逆行し、駆動輪からの入力を受けて変速機入力軸が逆転していても、半クラッチ状態から機械式クラッチが徐々に完全接続されるので、大きなショック及びエンストの発生を抑制することができる。一方、変速機入力軸が逆転していないときには、機械式クラッチが短時間で完全接続されるので、従来の変速制御と同様に、短時間で車両を発進させることができる。
【００２８】
請求項２記載の発明によれば、運転者の発進操作内容を反映した発進判定処理を行なうことで、運転者の意思に沿った変速制御ができる。
請求項３記載の発明によれば、機械式クラッチの特性に応じて第１の所定値及び第２の所定値を適切に設定することで、同一制御内容のまま、種々の機械式クラッチに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自動変速機の制御装置を備えた車両構成図
【図２】クラッチブースタの制御回路図
【図３】クラッチブースタの制御内容説明図
【図４】変速機コントロールユニットの制御ブロック図
【図５】同上の制御内容を示すフローチャート
【図６】同上の制御内容を示すタイムチャート
【符号の説明】
１０　エンジン
１２　クラッチ
１４　変速機
２０　エンジン回転速度センサ
２２　クラッチブースタ
２４　クラッチストロークセンサ
２６　変速機コントロールユニット
３２　ポジションセンサ
３４　複数の車速センサ
３６　入力軸回転速度センサ
４０　アクセルペダル
４２　アクセル開度センサ
４８　第１供給路
５０　第２供給路
５２　エアリザーバ
６０　第１排出路
６２　オリフィス
６４　第２排出路
【図１】
2004125002.tif 000003
【図２】
2004125002.tif 000004
【図３】
2004125002.tif 000005
【図４】
2004125002.tif 000006
【図５】
2004125002.tif 000007
【図６】
2004125002.tif 000008