(57)【要約】【課題】  クリープ走行時において、クラッチの完全接続時に起こるクラッチトルクの減少を抑え、抜け感のないクリープ走行を可能にするクラッチ制御装置を提供する。【解決手段】  エンジンがオン、アクセルがオフ、ブレーキがオフの状態で起こるクリープ走行において、変速機ＥＣＵ４１内のクラッチ制御手段４５５は、発進クラッチ制御手段４５６により、クラッチ回転数がエンジン回転数よりも低い目標回転数αになるよう一定回転数制御を行う。また、下り坂を判定し、クリープ走行時において下り坂の場合には、クラッチが微少トルクを伝達するよう制御する。アクセルが踏み込まれた場合には、クラッチを徐々に接続する。【選択図】  図２
2007024094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
変速機と、
前記エンジンと前記変速機との間に介装された摩擦クラッチと、
前記摩擦クラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、
前記クラッチアクチュエータの作動を制御するクラッチ制御手段と、を備え、
前記クラッチ制御手段は、クリープ走行時に、前記クラッチの回転数を前記エンジンの回転数よりも低い所定の一定回転数になるよう制御することを特徴とするクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記クラッチ制御手段は、クリープ走行時に、下り坂を判定する下り坂判定手段を有し、
前記下り坂判定手段が下り坂と判定した場合には、微少トルクを伝達するようにクラッチを制御することを特徴とする請求項１記載のクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械式自動変速機能を備えた車両のクラッチ制御装置に係り、更に詳しくは、クリープ走行におけるトルクを最適に制御するクラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の変速機として、マニュアル車と同様の変速ギヤ機構およびクラッチ機構にそれぞれアクチュエータを付設して自動変速を行えるようにした機械式自動変速機が開発、実用化され、主に、トラックやバス等の大型車を中心に適用されている。
機械式自動変速機においては、アイドル状態において、ギヤ位置がニュートラルおよびパーキング以外の位置の場合にブレーキを開放すると、アクセルペダルを踏み込んでいない場合でもクリープ力により車両が前進する。
このようなクリープ走行時において、クラッチの係合を制御することにより、急ブレーキおよび加速時のショック発生を防止する方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−８１４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の方法では、クリープ力は制御されており、急ブレーキおよび加速時のショック発生は防止可能であるが、クラッチ回転数がエンジン回転数と等しくなった場合に生じるトルクの抜け感を防止できず、運転フィーリングの低下をまねくという問題がある。
【０００５】
図６は、クリープ走行時における従来のクラッチ制御におけるトルクの変化を示す図である。
エンジンはアイドリング状態であり、ギヤはニュートラルおよびパーキング以外に設定されているものとする。時刻０からｔ１まではブレーキが踏まれている状態であり、時刻ｔ１で運転者がブレーキペダルを離したとする。この時点ｔ１でクリープ走行が始まる。すなわち、引きずりトルク（クリープ力）が生じ、出力軸に回転力が伝播し、タイヤが回転して車両が動き始める。
【０００６】
クリープ走行時には、半クラッチ状態を維持しながらこのクリープ力を最適に保つことが望ましい。クリープ力が弱すぎると、車両を発進させることができず、一方、クリープ力が強すぎると、クラッチが急激に接続してショックを発生したり、エンジン回転数が急激に低下してエンストするという問題がある。上記の文献１は、このクリープ力を制御することにより、ショックやエンストの発生を防止する方法を提示している。
【０００７】
しかし、適度なクリープ力の場合においてもクラッチ完全接続時にトルクの抜け感が発生するという問題がある。
すなわち、図６に示すように、時刻ｔ１でブレーキペダルを離した後、時刻ｔ１からｔ２の間にクラッチを徐々に接続し、半クラッチ状態を経過した後、時刻ｔ２においてクラッチを完全に接にするよう制御する。
この間、時刻ｔ１からｔ２においてはクラッチ回転数が徐々に上昇し、時刻ｔ２でエンジン回転数に到達するが、クラッチ回転数とエンジン回転数が一致し、クラッチが完全に接続された時点でエンジントルクが急激に低下し、抜け感を感じるのである。このエンジントルクの減少は、半クラッチ時にクラッチで生じていたクラッチの滑りトルク（＝摩擦係数×押し付け力）が、クラッチが完全に接続されることによりなくなるために起こる。
【０００８】
本発明は、このような問題を鑑みてなされたもので、その目的は、クリープ走行時において、クラッチの完全接続時に起こるクラッチトルクの減少を抑え、抜け感のないクリープ走行を可能にするクラッチ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前述する課題を解決するための本発明は、エンジンと、変速機と、エンジンと変速機との間に介装された摩擦クラッチと、摩擦クラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、クラッチアクチュエータの作動を制御するクラッチ制御手段と、を備え、クラッチ制御手段は、クリープ走行時に、クラッチの回転数をエンジンの回転数よりも低い所定の一定回転数になるよう制御することを特徴とするクラッチ制御装置である。
クラッチ回転数を所定の回転数以上に上げないようにすることにより、半クラッチ状態が保持され、クラッチトルク（滑りトルク）が発生し続け、トルクの抜け感をあまり感じずにすむことが可能になる。
【００１０】
また、クラッチ制御手段は、クリープ走行時に、下り坂を判定する下り坂判定手段を有し、下り坂判定手段が下り坂と判定した場合には、微少トルクを伝達するようにクラッチを制御する。
これは、下り坂の場合、半クラッチ制御を行わなくてもクラッチ回転数が上昇するため、クラッチ回転数を所定の一定回転数にする制御は行わず、クラッチが微少トルクを伝達する程度にクラッチストロークを制御し、クラッチの完全接続へのスムーズな移行を可能にするものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のクラッチ制御装置により、クリープ走行時におけるクラッチのトルク抜けを防止することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の実施の形態にかかる機械式自動変速機の構成を示す構成図、図２は、変速機ＥＣＵの機能構成図、図３は、クリープ走行時のクラッチ制御を説明する図、図４は、発進クラッチ制御の処理の流れを示すフローチャート、図５は、下り坂判定処理の流れを示すフローチャートである。
【００１３】
まず、本発明の実施の形態に係る機械式自動変速機の構成について、図１に沿って説明する。エンジン１は、摩擦クラッチを有するクラッチ機構３と、そのクラッチ機構３を介してエンジン１の出力部に接続された機械式自動変速機構５を備える。本実施の形態で説明するクラッチ機構３は例えば湿式クラッチ３１であり、クラッチ制御ソレノイドバルブ３３による油圧制御により、クラッチの断接が実行される。
【００１４】
また、機械式自動変速機構５は、ギヤシフト用電動モータ５１等により駆動され、変速動作が行われる。このギヤシフト用電動モータ５１は、機械式自動変速機構５内にあるセレクト方向およびシフト方向の各ギヤシフト部材を駆動するための２組の電動モータからなる。変速時には、ギヤシフト用電動モータ５１によってギヤシフト部材を駆動して、機械式自動変速機構５の噛合状態を切り替えることにより、変速段を所望の状態にシフトする。
【００１５】
クラッチ制御ソレノイドバルブ３３およびギヤシフト用電動モータ５１は、変速機電子コントロールユニット（変速機ＥＣＵ）４１の制御信号を介して駆動される。変速機ＥＣＵ４１は、制御プログラムに従って演算処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）４１１、後述するクラッチ制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４１３、演算結果等を格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４１５、変速機ＥＣＵ４１への入力信号あるいは変速機ＥＣＵ４１からの出力信号を制御する入出力インタフェース４１７、タイマ４１９等を有する。
【００１６】
入出力インタフェース４１７を介して、チェンジレバーの位置を検出するチェンジレバー位置センサ１１からのチェンジレバー操作信号１１３、ブレーキペダルの踏込み量を検出するブレーキセンサ７からのブレーキペダル操作信号１１５、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセル開度センサ９からのアクセル開度信号１１７、ギヤシフト用電動モータ５１が出力するギヤ位置信号１１１、クラッチ機構３の出力側回転数を検出するクラッチ回転数センサ３５からのクラッチ回転数信号１０９、機械式自動変速機構５の出力側に備えられた車速センサ５３により得られる車速信号１０７等が変速機ＥＣＵ４１に入力される。
また、変速機ＥＣＵ４１は、入出力インタフェース４１７を介して、クラッチ制御ソレノイドバルブ３３を駆動するためのクラッチ制御ソレノイドバルブ駆動信号１０３、および、ギヤシフト用電動モータ５１を駆動するためのギヤシフト用電動モータ駆動信号１０５を出力する。
【００１７】
一方、エンジン１は、エンジン電子コントロールユニット（エンジンＥＣＵ）４３が出力する燃料噴射量指示信号１２１等により制御される。
エンジンＥＣＵ４３は、制御プログラムに従って演算処理を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）４３１、制御プログラム等を格納するリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）４３３、演算結果等を格納するランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）４３５、入出力インタフェース４３７、タイマ４３９等を有し、燃料噴射量指示信号１２１等を生成する。
【００１８】
エンジンＥＣＵ４３に入力される信号は、エンジン１に設けられたエンジン回転数センサ１３からのエンジン回転数信号１１９等であり、入出力インタフェース４３７を介して入力される。
また、変速機ＥＣＵ４１、エンジンＥＣＵ４３、およびその他の図示していない電子コントロールユニット類は、それぞれの入出力インタフェース４１７および４３７等を介して接続されている。
【００１９】
図２は、機械式自動変速制御装置の変速機ＥＣＵ４１の機能構成図である。
変速機ＥＣＵ４１は、変速判定手段４５１、変速実行手段４５３、クラッチ制御手段４５５、ギヤシフト制御手段４５７を有し、これらの手段は、プログラムとして、変速機ＥＣＵ４１のＲＯＭ４１３等の記憶装置に格納されている。これらのプログラムをＣＰＵ４１１が実行することにより、変速機ＥＣＵ４１は、自動変速を制御する。
また、変速制御の必要性を判断するのに使用する変速マップ４５９は、アクセル開度と車速に対応する変速段決定用のマップであり、変速機ＥＣＵ４１のＲＯＭ４１３等の記憶装置に格納されている。
【００２０】
一方、エンジンＥＣＵ４３は、エンジン回転数およびエンジン出力トルク等の関係により燃料噴射量を決定する図示していない燃料噴射量制御手段をプログラムとして有し、このプログラムは、エンジンＥＣＵ４３のＲＯＭ４３３等の記憶装置に格納されている。
【００２１】
簡単に通常の自動変速処理制御を説明する。変速機ＥＣＵ４１の変速判定手段４５１は入出力インタフェース４１７を介して入力されるアクセル開度信号１１７および車速信号１０７をキーに変速マップ４５９を参照するとともに、エンジントルクの変化等から変速の必要性を判断し、変速が必要な場合には、エンジンＥＣＵ４３等の他のコントロールユニットに変速制御を実行する旨の変速制御開始信号を送り、変速制御を開始する。そして、クラッチ制御手段４５５、ギヤシフト制御手段４５７を起動し、自動変速処理を実行する。
【００２２】
クラッチ制御手段４５５は、変速実行手段４５３の指示に基づき、クラッチ機構３を駆動するアクチュエータであるクラッチ制御ソレノイドバルブ３３を作動させるためのクラッチ制御ソレノイドバルブ駆動信号１０３を生成する。クラッチ制御ソレノイドバルブ駆動信号１０３は、クラッチ制御ソレノイドバルブ３３を作動させるための電流量であり、この電流量に基づいてクラッチ制御ソレノイドバルブ３３が作動し、湿式クラッチ３１に入出させる油量、すなわち油圧が制御され、この油圧制御により湿式クラッチ３１の切断、接続が実行される。
【００２３】
また、ギヤシフト制御手段４５７は、変速実行手段４５３の指示に基づき、ギヤシフト用電動モータ５１を作動させるための駆動信号１０５を生成し、ギヤシフト用電動モータ５１に送り、この信号に基づいてギヤシフト用電動モータ５１が機械式自動変速装置５のセレクト方向およびシフト方向の部材を駆動してギヤチェンジを実行させる。
【００２４】
次にクリープ走行について説明する。
エンジン１が駆動され、ブレーキはかけられ、アクセルは踏込まれていないアイドリング状態であるとする。ギヤ位置がニュートラルおよびパーキング以外のときに、ブレーキを解除すると、車両はクリープ力によりクリープ走行を開始する。ギヤが前進段に入っている場合には車両は前進し、ギヤがバックに入っている場合は後進する。
【００２５】
変速機ＥＣＵ４１の変速判定手段４５１は、入出力インタフェース４１７を介して入力されるエンジン回転数信号１１９、車速信号１０７、ギヤ位置信号１１１等から、クリープ走行の可能性を検出する。すなわち、エンジン回転数が０でなく（エンジンがオン）、車速が０であり、ギヤ位置がニュートラルまたはパーキングに入っていない場合に、クリープ走行の起こる可能性がある。
このような場合に、変速判定手段４５１はクラッチ制御手段４５５に含まれる発進クラッチ制御手段４５６を起動する。発進クラッチ制御手段４５６は、変速機ＥＣＵ４１内のＲＯＭ４１３等に格納され、ＣＰＵ４１１によって処理されるプログラムである。
【００２６】
図３に示すように、車両の発進時にエンジン１がオンでブレーキがかかっている状態（時刻０から時刻ｔ１）では、エンジン回転数が例えばアイドリング回転数であり、エンジン１の出力トルクは０である。この状態で発進クラッチ制御手段４５６が起動される。
【００２７】
図４に示すように、発進クラッチ制御手段４５６が起動されると、まず、変速機ＥＣＵ４１に入出力インタフェース４１７を介して入力されるブレーキペダル操作信号１１５により、ブレーキがオフかオンかを判定する（ステップ１０１）。
ブレーキがオン（ステップ１０１のＮＯ）ならばクリープ走行は開始されないので、ステップ１０１を繰り返す。ブレーキがオフ（ステップ１０１のＹＥＳ）ならば、クリープ走行が開始されるので、クラッチ回転数一定制御を実施し（ステップ１０２）、図３に示すように、時刻ｔ１後、クラッチ回転数が目標回転数αとなるように半クラッチ状態をフィードバック制御する。目標回転数αは、エンジン回転数よりも少ない回転数であり、実験等により、車両のクリープ力の強さにより決定される値である。
すなわち、入出力インタフェース４１７を介して入力されるクラッチ回転数信号１０９によるクラッチ回転数と、目標回転数αの差を元に、クラッチ機構３を所定量だけ接側あるいは断側に動かすよう、クラッチ制御ソレノイドバルブ３３を稼働させる電流量を示す信号を送る。
【００２８】
これにより、クリープ走行が開始されると、図３に示すように、クラッチ回転数は徐々に目標回転数αに達し、その後、目標回転数αで一定に保持される。
このとき、トルクは、図３に示すように、クラッチ回転数の増加とともに増加し、クラッチ回転数が目標回転数α近傍になると多少減少するが、その後一定に保たれる。この目標回転数α近傍におけるトルクの減少は、クラッチ回転数のフィードバック制御の振れによるものであり、図６に示したような、クラッチ回転数がエンジン回転数と等しくなる（クラッチ完全接）場合に生じる滑りトルク（摩擦係数×押付け力）減少によるトルク減少に比較すると非常に小さく、トルクの抜け感等のフィーリング悪化はほとんどない。
【００２９】
以上のように、クラッチ回転数をエンジン回転数よりも低い目標回転数αになるよう一定回転数制御を行うことにより、クラッチが完全に接続されることがないので、クラッチを完全に接続した場合に滑りトルクがなくなることにより起こるトルクの抜け感を抑えることが可能になる。
【００３０】
また、本実施の形態の発進クラッチ制御手段４５６は、クリープ走行開始後、下り坂の有無を判定し、下り坂におけるクラッチ制御を行うとともに、アクセルが踏み込まれ、クラッチが完全に接続されるまでの制御を実施する（ステップ１０３〜１１１）。
【００３１】
クラッチ回転数一定制御の実施後（ステップ１０２）、下り坂の判定処理を行う（ステップ１０３）。
図５に示すように、まず、クラッチが微少トルク伝達点よりも所定量γ以上切り側にあるか否かを判定する（ステップ２０１）。微少トルク伝達点は、平坦路において、クラッチ回転数信号１０９が所定の微少回転数となる湿式クラッチ３１のストローク位置であり、所定量γは、実験等により事前に定める。ステップ２０１では、クラッチ制御ソレノイドバルブ信号１０３の値から分かるクラッチのストローク位置により判定を行う。
所定量γ以上切り側にない場合（ステップ２０１のＮＯ）は、下り坂ではないと判定して（ステップ２０４）、下り坂判定処理を終了する。
【００３２】
所定量γ以上切り側になっている場合（ステップ２０１のＹＥＳ）、その状態が所定時間継続するか否かを判定する（ステップ２０２）。所定時間は実験等により事前に定める。クラッチが微少トルク伝達点よりもγ以上切り側に所定時間継続しない場合（ステップ２０２のＮＯ）は下り坂ではないと判定し（ステップ２０４）、下り坂判定処理を終了する。一方、γ以上切り側の状態が所定時間以上継続した場合（ステップ２０２のＹＥＳ）に下り坂と判定し（ステップ２０３）、下り坂判定処理を終了する。
【００３３】
以上の下り坂判定処理により下り坂の判定を行う（ステップ１０４）。下り坂の場合には（ステップ１０４のＹＥＳ）、クラッチに微少トルクを伝達するようにクラッチ制御ソレノイドバルブ３３に信号を送る（ステップ１０５）。これは、クラッチ接続に移行する際のレスポンスを向上させるために、クラッチがトルク伝達を始める程度の微少トルクを発生するようクラッチストロークを制御するものである。
微少トルク伝達を指示（ステップ１０５）した後、入出力インタフェース４１７を介して入力されるアクセル開度信号１１７を参照し、アクセルがオンか否かを判定する（ステップ１０６）。アクセルがオフ（ステップ１０６のＮＯ）の場合は、下り坂判定処理（ステップ１０３）に戻る。すなわち、下り坂でアクセルが踏み込むまでの間、クラッチの微少トルク伝達を継続する。
【００３４】
アクセルが踏み込まれた場合（オン、ステップ１０６のＹＥＳ）には、クラッチを徐々に接続するようクラッチの緩接をクラッチ制御ソレノイドバルブ３３に指示し（ステップ１０９）、エンジン回転数とクラッチ回転数の差が所定の値βより小さくなるまでクラッチの緩接を続け（ステップ１１０、ステップ１０９）、所定の値βよりも小さくなった時点（ステップ１１０のＹＥＳ）で、クラッチの完全接をクラッチ制御ソレノイドバルブ３３に指示し（ステップ１１１）、発進クラッチ制御処理を終了する。所定の値βは実験等により事前に定める。
【００３５】
一方、下り坂判定処理（ステップ１０３）で下り坂ではないと判定された場合（ステップ１０４のＮＯ）には、アクセル開度信号１１７によりアクセルのオン/オフを判定し（ステップ１０７）、アクセルがオンになった場合（ステップ１０７のＹＥＳ）には、クラッチの緩接からクラッチの完全接の処理（ステップ１０９〜１１１）を実行し、発進クラッチ制御処理を終了する。
ステップ１０７でアクセルがオフの場合には、エンジン回転数とクラッチ回転数の差を所定の値βと比較し（ステップ１０８）、差がβよりも小さくなった場合には（ステップ１０８のＹＥＳ）、クラッチの完全接の処理（ステップ１１１）を実行し、発進クラッチ制御処理を終了する。
また、ステップ１０８で差がβ以上の場合（ステップ１０８のＮＯ）には、下り坂判定処理（ステップ１０３）に戻り、発進クラッチ制御処理（ステップ１０３〜１１１）を続ける。
【００３６】
以上の処理により、クリープ走行が開始された場合には、アクセルが踏み込まれるまでの間、クラッチ回転数をエンジン回転数よりも低い目標回転数に保持し、また、クリープ走行で下り坂の場合には、クラッチが微少トルクを伝達するよう指示することにより、クラッチ完全接時におけるトルクの抜け感を防止することが可能になる。
【００３７】
尚、本発明は、前述した実施の形態に限定されるものではなく、種々の改変が可能であり、それらも、本発明の技術範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態にかかる機械式自動変速機の構成を示す構成図
【図２】変速機ＥＣＵ４１の機能構成図
【図３】クリープ走行時のクラッチ制御を説明する図
【図４】発進クラッチ制御の処理の流れを示すフローチャート
【図５】下り坂判定の処理の流れを示すフローチャート
【図６】クリープ走行時におけるクラッチ制御とエンジントルクを説明する図
【符号の説明】
【００３９】
１………エンジン
３………クラッチ機構
５………機械式自動変速機構
３１………湿式クラッチ
３３………クラッチ制御ソレノイドバルブ
３５………クラッチ回転数センサ
４１………変速機ＥＣＵ
４５１………変速処理手段
４５５………クラッチ制御手段
４５６………発進クラッチ制御手段
４３………エンジンＥＣＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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