(57)【要約】【課題】機械式自動変速機の制御装置に関し、車両の発進時において、よりスムーズな発進を可能にする。【解決手段】領域設定手段１０が、アクセル開度センサ６により検出されたアクセル開度においてエンジン出力トルクが最大値を含む所定範囲となるエンジン回転数領域を設定し、クラッチ制御手段１３が、エンジン回転数検出手段５により検出されたエンジン回転数が、領域設定手段１０により設定されたエンジン回転数領域内に収まるようにクラッチ９の接続状態を制御しながらクラッチを直結する。【選択図】        図１
2004301244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
アクセル開度を検出するアクセル開度検出手段と、
該アクセル開度センサにより検出されたアクセル開度においてエンジン出力トルクが最大値を含む所定範囲となるエンジン回転数領域を設定する領域設定手段と、
車両の発進時に、該エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が、該領域設定手段により設定されたエンジン回転数領域内に収まるようにクラッチの接続状態を制御しながらクラッチを直結するクラッチ制御手段とをそなえている
ことを特徴とする、機械式自動変速機の制御装置。
【請求項２】
該エンジン回転数領域は、低回転数側の第１のしきい値及び高回転数側の第２のしきい値により設定され、
該クラッチ制御手段は、
該エンジン回転数が該第１のしきい値よりも低回転数である場合、該クラッチを切断方向へ制御し、
該エンジン回転数が該第２のしきい値よりも高回転数である場合、該クラッチを接続方向へ制御する
ことを特徴とする、請求項１記載の機械式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、特に、車両の発進時におけるクラッチ制御に用いて好適の、機械式自動変速機の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、機械式自動変速機を備えた車両では、発進（又は微動）時に半クラッチ制御を行なっている。この半クラッチ制御は、例えば図７に示すように、エンジン回転数の変化率（エンジン回転数の微分値）に対するクラッチストローク速度のマップに基づいて行なわれる。
【０００３】
例えば、エンジン回転数の変化率がＣ１（Ｃ１＞０）である場合には、クラッチをストローク速度Ｖ１で接続方向へ制御し、エンジン回転数の変化率がＣ２（Ｃ２＜０）である場合には、クラッチをストローク速度Ｖ２で切断方向へ制御する。また、エンジン回転数の変化率が０（零）である場合には、クラッチを現位置で保持するように制御する。
これにより、車両の発進時、ドライバがアクセルを踏み込んだ時点から半クラッチ制御が始まり、次第にクラッチが直結されていき、車両が加速していく。
【０００４】
また、特許文献１には、発進時のスロットル開度値により、自動車がスムーズに発進するためにクラッチを繋ぎたい目標エンジン回転数を算出し、実際のエンジン回転数がこの目標エンジン回転数になるように電磁パウダークラッチの励磁電流を増減させる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平６−１１７４５４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ディーゼルエンジンにおいては、ドライバのアクセル開度ＶＡ（％）に対するエンジン出力トルクは、エンジン回転数に対して概ね図８に示すような特性を持っている。
この図８に示すように、例えばアクセル開度が０％の時、アイドル回転数６５０ｒｐｍで出力トルクが零であり、このエンジン回転数よりも高くなると次第にエンジン出力トルクが減少していく。
【０００７】
また、例えばアクセル開度が１０％の時は、エンジン回転数が高くなるにつれてエンジン出力トルクが増加していくが、あるエンジン回転数Ｐ１０でエンジン出力トルクがピーク（最大トルク）となり、それ以降は次第にエンジン出力トルクが減少していく。同様に、アクセル開度が２０％の時も、エンジン回転数が高くなるにつれてエンジン出力トルクが増加していくが、あるエンジン回転数Ｐ２０でエンジン出力トルクがピークとなり、それ以降は次第にエンジン出力トルクが減少していく。
【０００８】
このように、アクセル開度が上がるにしたがってエンジン回転数のピークは高回転側へ移っていくが、どのアクセル開度においても、このピークを越えるとエンジン出力トルクは次第に減少していくという山なりの特性を持っている。
したがって、車両の発進時に、このような出力トルク特性を考慮に入れずに半クラッチ制御を行なった場合、エンジン回転数がピーク時（最大トルク出力時）のエンジン回転数よりも低過ぎる状態（吹け下がり過ぎの状態）又は高過ぎる状態（吹け上がり過ぎの状態）で半クラッチをしてしまうことがある。
【０００９】
この場合、半クラッチを行なっても、エンジン出力トルクが小さいために十分な駆動トルクを出力することができず、車両をスムーズに発進させることが困難となる。特に、登坂路における車両の発進時や、積載重量が大きい車両の発進時などでは顕著である。
また、これに伴って、車両を発進させるまでの時間が長くなるため、即ち、半クラッチ時間が長くなるため、クラッチが早期に摩耗したり、エンジンの過剰な吹け上がりにより騒音が増大したりするおそれがある。
【００１０】
また、上述した特許文献１の技術では、常に最大トルクが得られるエンジン回転数を目標回転数に設定するものではないため、車両に対する負荷が大きい場合には、スムーズな発進を行なうことは困難である。さらに、特許文献１に係るクラッチは電磁パウダー式クラッチであり、クラッチに発生する摩耗についてはなんら着目していない。
【００１１】
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、よりスムーズな発進を可能にした、機械式自動変速機の制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１記載の機械式自動変速機の制御装置では、領域設定手段が、アクセル開度センサにより検出されたアクセル開度においてエンジン出力トルクが最大値を含む所定範囲となるエンジン回転数領域を設定し、車両の発進時に、クラッチ制御手段が、エンジン回転数検出手段により検出されたエンジン回転数が、領域設定手段により設定されたエンジン回転数領域内に収まるようにクラッチの接続状態を制御しながらクラッチを直結する。
【００１３】
請求項２記載の機械式自動変速機の制御装置では、請求項１記載の装置において、エンジン回転数領域を、低回転数側の第１のしきい値及び高回転数側の第２のしきい値により設定し、エンジン回転数が第１のしきい値よりも低回転数である場合、クラッチを切断方向へ制御し、エンジン回転数が第２のしきい値よりも高回転数である場合、クラッチを接続方向へ制御する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図６は、本発明の一実施形態としての機械式自動変速機の制御装置を説明するためのものである。
本実施形態に係る車両は、図２に示すように、エンジン７と、変速機８と、クラッチ９とを備え、エンジン７の出力軸７ａと変速機８の入力軸８ａとがクラッチ９を介して接続されている。
【００１５】
そして、クラッチ９を接続すると、エンジン７から出力されるエンジントルクが、変速機８を介して駆動輪（図示省略）へ伝達されて車両駆動力が得られるようになっている。なお、図２中、矢印はクラッチ板の移動方向を示している。
また、図１に示すように、クラッチ９は、エンジン７及び変速機８とともにＥＣＵ１により制御されるようになっている。
【００１６】
このため、ＥＣＵ１には、車両の速度を検出する車速センサ２と、エンジン出力軸７ａの回転数を検出又は算出するエンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）５と、アクセルペダル（図示省略）の踏込量を検出するアクセル開度センサ（ＡＰＳ。アクセル開度検出手段）６とからの信号が入力されるようになっている。
【００１７】
さて、前述したように、一般に、ドライバのアクセル開度ＶＡ（％）に対するエンジン出力トルクは、エンジン回転数に対して概ね図３に示すような特性を持っている。なお、図３は、ディーゼルエンジンにおけるエンジン出力特性であって、アクセル開度０％，３０％，１００％時の出力トルク特性を示している。
本制御装置は、機械式自動変速機を備えた車両の発進（又は微動）時におけるトルク不足を解消し、よりスムーズな発進を可能にする最適な半クラッチ制御を行なうものである。以下、一例としてアクセル開度３０％の時の半クラッチ制御について説明する。
【００１８】
本制御装置では、図１に示すように、ＥＣＵ１内に、領域設定部（領域設定手段）１０，判定部１１，記憶部１２，クラッチ制御部（クラッチ制御手段）１３に相当する各機能をそなえている。
領域設定部１０では、アクセル開度センサ６により検出されたアクセル開度においてエンジン出力トルクが最大値を含む所定範囲となるエンジン回転数領域を設定するようになっている。
【００１９】
具体的には、図３に示すように、出力トルクがピーク（最大出力トルク）Ｐ３０となるエンジン回転数ＮＰよりも低回転数側にしきい値（第１のしきい値）ＮＡを設定し、エンジン回転数ＮＰよりも高回転数側にしきい値（第２のしきい値）ＮＢを設定する。これによりエンジン回転数が３つの領域、即ち、しきい値ＮＡよりも低回転数側の領域Ｒ１，しきい値ＮＡとしきい値ＮＡとの間の領域Ｒ２，しきい値ＮＢよりも高回転数側の領域Ｒ３に区分される。
【００２０】
なお、本実施形態では、しきい値ＮＡ及びしきい値ＮＢは、エンジン回転数ＮＰからの距離が略等しくなるように設定し、しきい値ＮＡとしきい値ＮＢとの間の回転数幅は、例えば３００〜４００ｒｐｍに設定している。
また、図３に示すエンジン出力トルク特性は概形図であるためピークＰ３０を尖った形状で示しているが、ピークＰ３０頂点がなだらかな曲線形状であれば、回転数幅をより広く設定することが好ましい。
【００２１】
さらに、当然のことながら、アクセル開度によって最大出力トルク（ピーク）は異なるため、アクセル開度に相応のエンジン出力トルクが得られるように、アクセル開度に応じてしきい値ＮＡ及びしきい値ＮＢを設定する。例えば図４に示すマップに基づいて、上記のしきい値ＮＡ，しきい値ＮＢを設定することが好ましい。
【００２２】
そして、判定部１１では、エンジン回転数センサ５により検出されたエンジン回転数が、上記の領域Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３のうちのどの領域にあるかを判定するようになっている。
また、記憶部１２には、図５に示すような、エンジン回転数の変化率（エンジン回転数の微分値）に対するクラッチストローク速度のマップが記憶されている。
【００２３】
このマップには、３本の制御ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３があり、判定部１１からの判定結果に基づいてこれら３本のうちの１本のラインが後述するクラッチ制御部１３により適宜選択され、車両の発進時のクラッチ制御に用いられる。
ここで、各ラインについて説明すると、まず、ラインＬ２は従来のクラッチ制御にも用いられている制御ラインであり、このラインＬ２は、エンジン回転数変化率が０である（上昇も下降もしていない）時にクラッチストロークを現位置に保持することを示している。また、エンジン回転数変化率が上昇した場合にはクラッチ接続方向（接方向）へのクラッチストローク速度を上げ、エンジン回転数変化率が下降した場合にはクラッチ切断方向（断方向）へのクラッチストローク速度を上げることを示している。
【００２４】
また、ラインＬ１は、ラインＬ２を、エンジン回転数変化率が上昇する方向（図５中、右方向）へ所定変化率分Ｓ１だけシフトさせた制御ラインである。つまり、ラインＬ１は、エンジン回転数変化率Ｓ１（Ｓ１＞０）の時にクラッチストロークを現位置に保持することを示している。また、エンジン回転数変化率がＳ１よりも大きい場合にはクラッチ接続方向（接方向）へのクラッチストローク速度を上げ、エンジン回転数変化率がＳ１よりも小さい場合にはクラッチ切断方向（断方向）へのクラッチストローク速度を上げることを示している。
【００２５】
また、例えばエンジン回転数変化率が０である場合に着目すれば、ラインＬ１は、クラッチ切断方向へのクラッチストローク速度を上げることを示している。
したがって、ラインＬ１に基づいてクラッチ制御を行なえば、エンジン回転数変化率は次第にＳ１に集束し、このＳ１の状態でクラッチストロークを保持すること（即ち、エンジン回転数が増加するようにクラッチをつなげていくこと）になるので、エンジンを吹け上がり状態に保持することができる。これにより、領域Ｒ２におけるトルク、即ち、最大トルク近傍のトルクを出力することができる。
【００２６】
また、ラインＬ３は、ラインＬ２を、エンジン回転数変化率が下降する方向（図５中、左方向）へ所定変化率分Ｓ２だけシフトさせた制御ラインである。つまり、ラインＬ３は、エンジン回転数変化率Ｓ２（Ｓ２＞０）の時にクラッチストロークを現位置に保持することを示している。また、エンジン回転数変化率がＳ２よりも大きい場合にはクラッチ接続方向（接方向）へのクラッチストローク速度を上げ、エンジン回転数変化率がＳ２よりも小さい場合にはクラッチ切断方向（断方向）へのクラッチストローク速度を上げることを示している。
【００２７】
また、例えばエンジン回転数変化率が０である場合に着目すれば、ラインＬ３は、クラッチ接続方向へのクラッチストローク速度を上げることを示している。
したがって、ラインＬ３に基づいてクラッチ制御を行なえば、エンジン回転数変化率は次第にＳ２に集束し、このＳ２の状態でクラッチストロークを保持すること（即ち、エンジン回転数が低減するようにクラッチをつなげていくこと）になるので、エンジンを吹け下がり状態に保持することができる。これにより、領域Ｒ２におけるトルク、即ち、最大トルク近傍のトルクを出力することができる。
【００２８】
クラッチ制御部１３では、車両の発進時、即ち、車速センサ２により検出される車速が所定速度以下の状態で、アクセル開度センサ６からのアクセル開度に変化があった時、判定部１１での判定結果に基づいて、記憶部１２に記憶されたマップ内の制御ラインを１つ選択してクラッチ９の制御を行なう。
具体的には、判定部１１においてエンジン回転数が領域Ｒ１にあると判定された場合、クラッチ制御部１３では、マップ内のラインＬ１を選択し、このラインＬ１に基づいてクラッチストロークを制御しながら半クラッチを行なう。
【００２９】
また、判定部１１においてエンジン回転数が領域Ｒ２にあると判定された場合、クラッチ制御部１３では、マップ内のラインＬ２を選択し、このラインＬ２に基づいてクラッチストロークを制御しながら半クラッチを行なう。
さらに、判定部１１においてエンジン回転数が領域Ｒ３にあると判定された場合、クラッチ制御部１３では、マップ内のラインＬ３を選択し、このラインＬ３に基づいてクラッチストロークを制御しながら半クラッチを行なう。
【００３０】
つまり、クラッチ制御部１３では、エンジン回転数が、領域Ｒ１にある場合にはエンジン回転数を上げるように（吹け上がり気味に）半クラッチ制御を行ない、領域Ｒ２にある場合には現状のエンジン回転数を維持するように半クラッチ制御を行ない、エンジン回転数が領域Ｒ３にある場合にはエンジン回転数を下げるように（吹け下がり気味に）半クラッチ制御を行なう。
【００３１】
本発明の一実施形態としての機械式自動変速機の制御装置は、上述のように構成されているので、例えば図６に示すように、ドライバがアクセルを踏み込み車両を発進させると（図６に示す時点ｔ１）、エンジン回転数が上昇していくが、エンジン回転数がしきい値ＮＡとしきい値ＮＢとの間に収まるように半クラッチ制御を行ない、エンジン回転数がクラッチ回転数に同期したらクラッチを完全に直結し（図６に示す時点ｔ２）、半クラッチ制御を終了する。
【００３２】
このように、本制御装置では、車両の発進時でも駆動トルクを確実に確保することができるので、従来のような発進時におけるトルク不足を解消でき、よりスムーズな発進が可能である。したがって、例えば登坂路で車両が発進する場合や、積載重量の大きい車両が発進する場合でも、ドライバの要求する安定した発進が可能となる。
【００３３】
また、従来、トルク不足によりスムーズな発進ができなかったために半クラッチ時間が過剰であったが、本制御装置によれば、ドライバの要求するスムーズな発進が可能であるため、従来よりも半クラッチ時間を低減することができるので、クラッチの早期摩耗を抑制することができる。
さらに、低回転域でのエンジンの過剰な回転数低下により生じるエンジンストール（エンジン出力トルクがエンジン負荷に負けてエンジンが停止すること）を防止することができる。また、高回転域でのエンジンの過剰な吹け上がりを防止できるので、騒音を防止することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
例えば、本実施形態では、エンジン回転数がしきい値ＮＡよりも低回転数である場合（領域Ｒ１にある場合）、ラインＬ１に基づいてクラッチ制御を行なうように構成したが、このラインＬ１に加え、ラインＬ１よりも右側にさらに複数の制御ラインを設け、エンジン回転数の大きさに応じてより細かくクラッチ制御を行なうようにしても良い。また、これと同様に、エンジン回転数がしきい値ＮＢよりも高回転数である場合（領域Ｒ３にある場合）、このラインＬ３に加え、ラインＬ３よりも左側にさらに複数の制御ラインを設け、エンジン回転数の大きさに応じてより細かくクラッチ制御を行なうようにしても良い。
【００３５】
また、本実施形態では、記憶部１２に記憶されているマップ内から１つのラインを選択するように構成したが、記憶部１２に、ラインＬ１，Ｌ２，Ｌ３毎のマップ（即ち、３つのマップ）を記憶しておき、これら３つのマップから１つのマップを選択してクラッチ制御するように構成しても良い。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の機械式自動変速機の制御装置によれば、エンジン回転数が、アクセル開度においてエンジン出力トルクが最大値を含む所定範囲となるエンジン回転数領域内に収まるようにクラッチの接続状態を制御するので、車両の発進時において、出力トルクを確実に確保することができ、よりスムーズな発進が可能である。従って、登坂路で車両が発進する場合や、積載重量の大きい車両が発進する場合でも、ドライバの要求する安定した発進が可能となる。
【００３７】
また、従来よりも半クラッチ時間を低減することができるので、クラッチの早期摩耗を抑制することができる。さらに、低回転域でのエンジンの過剰な回転数低下により生じるエンジンストールを防止することができるとともに、高回転域でのエンジンの過剰な吹け上がりを防止できるので騒音を防止することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る機械式自動変速機の制御装置を備えた車両を模式的に示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る車両を模式的に示す構成図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る領域設定手段を説明するためのエンジン出力特性の概形図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るアクセル開度に対するしきい値を設定するためのマップである。
【図５】本発明の一実施形態に係るエンジン回転数変化率に対するクラッチストローク速度を設定するためのマップである。
【図６】本発明の一実施形態に係る車両の発進時におけるエンジン回転数変化を示すグラフである。
【図７】従来のエンジン回転数変化率に対するクラッチストローク速度を設定するためのマップである。
【図８】一般的なエンジン出力特性の概形図である。
【符号の説明】
１  ＥＣＵ
２  車速センサ
５  エンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）
６  アクセル開度センサ（アクセル開度検出手段）
７  エンジン
７ａ  出力軸（エンジン出力軸）
８  変速機
８ａ  入力軸（変速機入力軸）
９  クラッチ
１０  領域設定部（領域設定手段）
１１  判定部
１２  記憶部
１３  クラッチ制御部（クラッチ制御手段）
【図１】
2004301244.tif 000003
【図２】
2004301244.tif 000004
【図３】
2004301244.tif 000005
【図４】
2004301244.tif 000006
【図５】
2004301244.tif 000007
【図６】
2004301244.tif 000008
【図７】
2004301244.tif 000009
【図８】
2004301244.tif 000010