(57)【要約】【課題】本発明は、変速時のショックを低減することのできる機械式自動変速装置の制御システムを提供する。【解決手段】エンジントルク算出部(31)にて、エンジン(10)の回転速度と吸入空気量と、燃料噴射量とに基づいてエンジントルクTegを算出する。また、回転変化量算出部(32)にて、回転速度変化量aegを算出する。そして、クラッチトルク算出部(33)にて、エンジントルクTegと回転速度変化量aegとエンジン慣性モーメントIegと式(1)に基づいて、クラッチトルクTclを算出する。次に、クラッチストローク算出部(34)にて、クラッチトルクTclとクラッチストロークSclとの関係を示すマップよりクラッチストロークSclを算出し、クラッチ操作部(25)をクラッチストロークSclとなるように作動させる。【選択図】図２
2013032805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載され、内燃機関からの動力がクラッチを介して入力される入力軸と、前記車両の駆動輪に動力を出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸に設けられる複数のギヤ列と、前記複数のギヤ列の係合状態を切り換える複数の切換手段とを有し、前記複数の切換手段を作動させ前記内燃機関から入力される動力を増減速し出力する変速手段と、
前記クラッチと前記複数の切換手段の作動を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記ギヤ列の係合状態の切り換え時に、前記クラッチに掛かる負荷である駆動系負荷が０であるときに前記クラッチを切断するように前記クラッチを操作することを特徴とする機械式自動変速装置の制御システム。
【請求項２】
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、
前記制御手段は、前記運転状態検出手段にて検出される前記内燃機関の出力トルクと、予め設定される前記内燃機関の慣性モーメントと、前記運転状態検出手段にて検出される前記内燃機関の回転速度変化量とに基づいて前記駆動系負荷を算出することを特徴とする、請求項１に記載の機械式自動変速装置の制御システム。
【請求項３】
前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、
前記制御手段は、前記駆動系負荷と前記クラッチストロークとの関係をマップ管理し、前記走行状態検出手段にて検出される前記車両の走行状態に基づき前記マップを補正し、補正後の前記マップに基づき前記クラッチストロークを算出することを特徴とする、請求項１或いは２に記載の機械式自動変速装置の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機械式自動変速装置の制御システムに関し、詳しくは、変速時のクラッチ制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の変速装置として、手動変速装置における変速機の操作（セレクト及びシフト）及びクラッチの断接をアクチュエータにより作動させることで自動変速を可能とする機械式自動変速装置が知られている。当該自動変速装置では、変速時にクラッチを切断するとエンジンの動力が突然切断されることにより、ショックが発生することがある。
【０００３】
したがって、自動変速装置では、例えば、特許文献１のようにエンジントルクを無負荷状態にしてクラッチを切断したり、特許文献２のようにエンジントルクに応じてクラッチを切断する速度を変化させたり、特許文献３のように車両の加速度が０となるようにエンジントルクを制御した後にクラッチを切断したりすることで、クラッチ切断時のエンジンの動力の切断によるトルク変動を低減して変速時のショックを低減している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１１９４５号公報
【特許文献２】特許第３７５２９５９号公報
【特許文献３】特許第３４１７８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献の自動変速装置は、エンジントルクに基づいてクラッチの切断を制御しており、クラッチから駆動輪までの駆動系部品に掛かる負荷を考慮していない。
【０００６】
したがって、クラッチの切断に伴い、クラッチ以降の駆動系部品に掛かるエンジン側の慣性が急激に無くなることにより、駆動系部品の負荷が急激に開放され、駆動系部品の回転（例えば、クラッチ回転数）が大きく乱れることとなり、延いては、変速時のショックが発生することとなり好ましいことではない。
【０００７】
本発明は、この様な問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、変速時のショックを低減することのできる機械式自動変速装置の制御システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、請求項１の機械式自動変速装置の制御システムでは、車両に搭載され、内燃機関からの動力がクラッチを介して入力される入力軸と、前記車両の駆動輪に動力を出力する出力軸と、前記入力軸と前記出力軸に設けられる複数のギヤ列と、前記複数のギヤ列の係合状態を切り換える複数の切換手段とを有し、前記複数の切換手段を作動させ前記内燃機関から入力される動力を増減速し出力する変速手段と、前記クラッチと前記複数の切換手段の作動を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記ギヤ列の係合状態の切り換え時に、前記クラッチに掛かる負荷である駆動系負荷が０であるときに前記クラッチを切断するように前記クラッチを操作することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２の機械式自動変速装置の制御システムでは、請求項１において、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、前記制御手段は、前記運転状態検出手段にて検出される前記内燃機関の出力トルクと、予め設定される前記内燃機関の慣性モーメントと、前記運転状態検出手段にて検出される前記内燃機関の回転速度変化量とに基づいて前記駆動系負荷を算出することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３の機械式自動変速装置の制御システムでは、請求項１或いは２において、前記車両の走行状態を検出する走行状態検出手段を備え、前記制御手段は、前記駆動系負荷と前記クラッチストロークとの関係をマップ管理し、前記走行状態検出手段にて検出される前記車両の走行状態に基づき前記マップを補正し、補正後の前記マップに基づき前記クラッチストロークを算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、ギヤ列の係合状態の切り換え時に、駆動系負荷が０であるときにクラッチを切断するようにクラッチの操作を行っている。
このように、駆動系負荷が０であるときにクラッチ操作を行うことにより、内燃機関が無負荷でのクラッチの切断に伴うクラッチより駆動輪側の駆動系部品に掛かる内燃機関側から伝達される力（慣性力など）の急激な減少を防止でき、駆動系部品の負荷が急激に開放されることを防止することができる。
【００１２】
したがって、駆動系部品の回転（例えば、クラッチ回転数）が大きく乱れることを防止できるので、変速時のショックの発生を防止することができる。
また、請求項２の発明によれば、駆動系負荷を内燃機関の出力トルクと、内燃機関の慣性モーメントと、内燃機関の回転速度変化量とに基づいて算出しており、駆動系負荷を検出するセンサ類を設ける必要がないので、コスト増加を抑制しつつ、正確に駆動系負荷を算出することができる。
【００１３】
また、請求項３の発明によれば、クラッチストローク量を走行状態検出手段にて検出される車両の走行状態に基づき補正される駆動系負荷とクラッチストロークのマップより算出するようにしており、例えば車両の走行距離が延びクラッチが劣化しているような場合でも、クラッチの劣化を考慮してクラッチストロークを正確に算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係る機械式自動変速装置の制御システムの概略構成図である。
【図２】本発明に係る機械式自動変速装置の制御システムのクラッチ作動制御手順を示す制御ブロック図である。
【図３】本発明に係る機械式自動変速装置の制御システムのトルクとクラッチストロークの変化を時系列で示す図である。
【図４】本発明に係る機械式自動変速装置の制御システムのクラッチトルクとクラッチストロークとの関係を示すマップである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る図示しない機械式自動変速装置の制御システムの概略構成図である。以下、当該機械式自動変速装置の制御システムの構成を説明する。
【００１６】
図１に示すように、機械式自動変速装置の制御システムは、図示しない車両に搭載され、大きく分けてエンジン（内燃機関）１０、機械式自動変速機（変速手段）２０、及び電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）（制御手段）３０から構成される。なお、それぞれの構成要素は、電気的に接続されている。
【００１７】
エンジン１０は、運転者の図示しないアクセルペダルの操作量に応じて動力を発生するものである。また、エンジン１０には、エンジン１０の回転速度を検出するクランク角センサ（運転状態検出手段）１１、エンジン１０の吸入空気量を検出するエアフローセンサ（運転状態検出手段）１２及び燃料を噴射しエンジン１０の出力を調整する燃料噴射弁（運転状態検出手段）１３が設けられている。
【００１８】
機械式自動変速機２０は、図示しない複数の変速部（切換手段）を作動させ、ギヤ列の係合状態を切り換えてエンジン１０で発生した動力を車速に合わせて変速し増幅させ、動力を図示しないタイヤへ伝達をするものである。また、機械式自動変速機２０は、クラッチ２１、入力軸２２、出力軸２３、プロペラシャフト２４、クラッチ操作部２５及び出力軸回転センサ（走行状態検出手段）２６を備えている。
【００１９】
クラッチ２１は、エンジン１０と入力軸２２との間に介装され、エンジン１０で発生した動力を入力軸２２へ伝達又は遮断するものである。
プロペラシャフト２４は、出力軸２３に接続され、変速された動力をタイヤに伝達するものである。
【００２０】
クラッチ操作部２５は、アクチュエータ等で構成され、クラッチ２１の断接を行うものである。また、クラッチ操作部２５には、クラッチ２１のストローク量を検出するストロークセンサが内蔵されている。
出力軸回転センサ２６は、出力軸２３の回転速度を検出するものであり、当該センサの検出信号と出力軸２３以降のギヤ比（最終減速比）とタイヤ外周とに基づいて車両の車速の算出が可能となる。
【００２１】
ＥＣＵ３０は、車両の総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）及び中央演算処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成される。
ＥＣＵ３０の入力側には、クランク角センサ１１、エアフローセンサ１２、燃料噴射弁１３、及びクラッチ操作部２５等のセンサ類が電気的に接続されており、これら各種センサ類からの検出情報が入力される。
【００２２】
一方、ＥＣＵ３０の出力側には、クラッチ操作部２５が電気的に接続されている。
ＥＣＵ３０は、これら各種センサ類にて検出する検出情報より、車速等の車両の走行状態、エンジントルク等のエンジン１０の運転状態を算出する。また、ＥＣＵ３０は、それら走行状態や運転状態や運転者の図示しないシフト操作部の操作状況を判別し、クラッチ操作部２５及び変速部を制御して機械式自動変速機２０の変速を行う。
【００２３】
以下、このように構成された本発明に係る機械式自動変速装置の制御システムにおけるクラッチ２１の作動制御について説明する。
図２は、本発明に係る機械式自動変速装置の制御システムのクラッチ作動制御手順を示す制御ブロック図である。
【００２４】
また。図３は、トルクとクラッチストロークの変化を時系列で示す図であり、図中太破線はエンジンが出力するトルクであるエンジントルクＴegを、太実線はクラッチ２１に加わるトルクであるクラッチトルク（駆動負荷）Ｔclを、細破線はクラッチ２１が完全に接続する完接位置を、一点鎖線はクラッチ２１が動力の伝達を開始する半クラッチ開始位置を、二点鎖線はクラッチ２１が完全に切断する完断位置をそれぞれ示す。
【００２５】
また、図４は、クラッチトルクＴclとクラッチストロークＳclとの関係を示すマップであり、図中破線は補正前を、実線は補正後をそれぞれ示す。当該補正前とは、クラッチ２１の新品時のクラッチストロークＳclに対する伝達可能なクラッチトルクＴclである。また、補正後とは、車両の車速や走行距離等の走行状況によるクラッチ２１の劣化度合いを考慮したクラッチストロークＳclに対する伝達可能なクラッチトルクＴclである。また、当該マップは、クラッチトルクＴcl＝０でクラッチストロークＳclが半クラッチ位置となるように設定されている。
【００２６】
図３に示すように、運転者のシフト操作部の操作状況や、車両の車速等を判別し、変速が開始されると、ＥＣＵ３０はクラッチ操作部２５を作動させ、クラッチ２１が切断する方向にクラッチストロークＳclを変化させる（図３ａ）。
【００２７】
次に図３ｂのようにクラッチストロークＳclが第１所定値となると、そのときのクラッチトルクＴclに基づいて以降のクラッチストローク制御を実施し、クラッチトルクＴcl＝０でクラッチストロークＳclが半クラッチ位置、即ちクラッチトルクＴcl＝０でクラッチ２１が動力を伝達不能となるようにする。例えば、図３に示すように、クラッチストロークＳclが第１所定値となった以降では、第１所定値以前のクラッチストロークＳclの変化よりも傾きの小さいクラッチストロークＳclの変化とする。
【００２８】
詳しくは、図２に示すように、エンジントルク算出部３１にて、クランク角センサ１１にて検出されるエンジン１０の回転速度と、エアフローセンサ１２にて検出されるエンジン１０の吸入空気量と、エンジン１０に燃料を供給する燃料噴射弁１３の作動状態に基づいて算出される燃料噴射量とに基づいて、エンジン１０の発生するトルクであるエンジントルクＴegを算出する。また、回転変化量算出部３２にて、クランク角センサ１１にて検出されるエンジン１０の回転速度を時間で微分し、回転速度変化量ａegを算出する。
【００２９】
そして、クラッチトルク算出部３３にて、エンジントルク算出部３１にて算出されたエンジントルクＴegと回転変化量算出部３２にて算出された回転速度変化量ａegと予めＥＣＵ３０に記憶されたエンジン１０のエンジン慣性モーメントＩegと運動方程式から求められる下記式（１）に基づいて、クラッチトルクＴclを算出する。
【００３０】
Ｔcl＝Ｔeg−Ｉeg×ａeg・・・・（１）
次に、クラッチストローク算出部３４にて、クラッチトルク算出部３３にて算出されたクラッチトルクＴclと車両の車速及び走行距離等によるクラッチ２１の劣化を考慮した図４のクラッチトルクＴclとクラッチストロークＳclとの関係を示すマップに基づき、クラッチストロークＳclを算出する。なお、当該マップは、クラッチトルクＴcl＝０でクラッチストロークＳclが半クラッチ開始位置となるように設定されている。図３ｃのようにクラッチトルクＴcl＝０でクラッチストロークＳclが半クラッチ開始位置となる。
【００３１】
そして、クラッチ操作部２５をクラッチストローク算出部３４にて算出されたクラッチストロークＳclとなるように作動させる。
そして、クラッチストロークＳclが半クラッチ開始位置通過後の第２所定値となると、クラッチストロークＳclが第１所定値以前と同様に所定時間当たり所定クラッチストロークＳcl変化するように、即ち所定の傾きでクラッチストロークＳclが変化するようにクラッチ操作部２５を作動させ、クラッチ２１を切断方向に作動させ、完断位置とする（図３ｄ）。
【００３２】
このように、本発明に係る機械式自動変速装置の制御システムによれば、ギヤの変速時に、上記式（１）から算出されるクラッチトルクＴclが０であるとクラッチストロークＳclをクラッチ２１が半クラッチ開始位置、即ちクラッチ２１が動力を伝達不能となる位置にクラッチ操作部２５を作動させるようにしている。
【００３３】
これにより、エンジン１０が無負荷である時にクラッチ２１の切断によって、クラッチ２１以降の入力軸２２、出力軸２３、プロペラシャフト２４等の駆動系部品に掛かっていたエンジン１０側から伝達される力（慣性力など）が急激に減少して駆動系部品の負荷が急激に開放されることを防止することができる。
したがって、駆動系部品の回転が大きく乱れることを防止することができるので、変速時のショックの発生を防止することができる。
【００３４】
また、上記式（１）に示すように、クラッチトルクＴclをエンジントルクＴegに基づいて演算するので、クラッチ２１の制御中にエンジントルクＴegの変動に対応してクラッチトルクＴclが変化し、クラッチ２１の滑りやエンジン回転速度の吹き上がりを抑制して、滑らかな変速が可能となる。特に、クラッチ滑りを抑制できるため、変速時に半クラッチの多用によるクラッチ２１の摩耗を防止でき、車両重量が大きい場合での登坂走行中にシフトアップしたときに、クラッチ２１の滑りによる失速を回避することができる。
【００３５】
また、クラッチトルクＴclを上記式(１)に基づいて算出しており、クラッチトルクＴclを検出するセンサ類を設ける必要がないので、コスト増加を抑制しつつ、正確にクラッチトルクＴclを算出することができる。
【００３６】
また、クラッチストロークＳclを車両の車速や走行距離等の走行状態に基づき補正されるクラッチトルクＴclとクラッチストロークＳclのマップより算出するようにしており、例えば車両の走行距離が延びクラッチ２１が劣化しているような場合でも、クラッチ２１の劣化を考慮して、クラッチストロークＳclを正確に算出することができる。
【００３７】
更に、変速時にエンジン回転速度が比較的低く、エンジン停止を回避するためにエンジントルクを低下させることができない場合など、式（１）に従った制御を行うと適切にクラッチが切れない状況では、式（１）に従った制御が可能となるまで、エンジン停止や車両飛び出し（暴走）とならないようにクラッチストロークを一定速度で切るように制御してもよい。
【００３８】
また、図３のａとｂの間において、図３のｂとｃの間と同様に式（１）を満たすようにクラッチ２１を切ることも可能であり、例えば図３ａからｃの間においてエンジントルクを数回に分けて傾きを変えながら減少させつつ式（１）を満たすようにクラッチ２１を切る手法を取ってもよい。
【００３９】
以上で発明の実施形態の説明を終えるが、本発明の形態は実施形態に限定されるものではない。
例えば、本実施形態は、回転変化量算出部３２にて、クランク角センサ１１にて検出されるエンジン１０の回転速度を時間で微分し、回転速度変化量ａegを算出するようにしているが、これに限定するものではなく、例えば、車速を微分しタイヤ径や総減速比を用いて算出するようにしても良い。このように、エンジン１０の回転速度より比較的変動の少ない車速に基づいて回転速度変化量ａegを算出することで、より滑らかな変速を図ることができる。
【符号の説明】
【００４０】
１０  エンジン（内燃機関）
１１  クランク角センサ（運転状態検出手段）
１２  エアフローセンサ（運転状態検出手段）
１３  燃料噴射弁（運転状態検出手段）
２０  機械式自動変速機
２１  クラッチ
２５  クラッチ操作部
２６  出力軸回転センサ（走行状態検出手段）
３０  ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
2013032805.tif 000003
【図２】
2013032805.tif 000004
【図３】
2013032805.tif 000005
【図４】
2013032805.tif 000006