JPH02229923A - クラッチの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乾式クラッチ等にベルト式無段変速機等の自
動変速機を組合わせた駆動系の車両において、クラッチ
を電子制御する制御装置に関し、詳しくは、発進モード
のクラッチ接続速度の制御に関する。

〔従来の技術〕

近年、車両の駆動系に装備される乾式あるいは油圧式等
のクラッチを、発進や停車直前に自動的に接断制御する
ことが考えられている。この場合に、特に発進モードで
はクラッチが断の状態から所定の速度で移動しながら接
続することから、「１標値としてクラッチ接続速度を定
め、この目標クラッチ接続速度で制御することが堤案さ
れている。

そこで従来、上記クラッチのクラッチ接続速度の制御に
関しては、例えば特開昭６　０　−　１．　４　６　９
２３号公報の先行技術がある。ここで、スロットル開度
またはクラッチ位置により基本クラッチ接続速度を定め
、これにエンジン回転数およびエンジントルクによる補
正係数を乗算してクラッチ接続速度を決定することが示
されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところで、上記先行技術のものにあっては、基本的なク
ラッチ接続速度がスロットル開度に応じて定められるの
で、ドライバの発進意志を重視したクラッチ制御になり
、クラッチの接続状態を適正に制御し難い。即ち、スロ
ットル開度が同じでも走行抵抗，路面やタイヤの状態に
よりクラッチ出力側の負荷が変化するため、特に半クラ
ッチ時にクラッチ入力側のエンジン回転数がそれに応じ
て変化する。従って、クラッチ接続速度をエンジン回転
数で補正するだけではクラッチ出力側の負荷が大きい場
合などにおいて生ずるエンジン回転数の急激な低下に対
応できず、エンスト等の不都合を生しる。このため、種
々の発進条件において先ずエンジン回転数の低−ドや吹
上りを生じないようにして、迅速にクラッチを移動する
ことが望まれる。

また、坂道発進のように走行抵抗が大きい場合は、クラ
ッチ出力側回転数の上昇の度合が減じてクラッチ接続が
遅れる。このため、゛１′．クラッチ状態の時間が長く
なり発熱量の増大を招き、クラッチ焼付等の不都合を生
じる可能性がある。従ってクラッチ人．出力側回転数の
偏差の状態を検出し、発熱量の増大を未然に防ぐように
補正対策をする必要がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、発進時のクラッチ接続速度の制御にお
いて、エンジン回転数の状態に応じ適正かつ円滑に接続
し、更に走行抵抗の増大に対しクラッチの発熱を抑える
ように補正する二吉ができるクラッチの制御装置を堤共
ずることにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、本発明のクラッチの制御装置
は、エンジンと自動変速機とを運転状態に応じて選択的
に連結するクラッチの制御装置において、エンジン回転
数とエンジン回転数変化速度とにより基本クラッチ接続
速度を決定する基本クラッチ接続速度設定部と、クラッ
チ入、出力側の回転数の偏差とその変化率とにより補正
速度を決定する補正速度設定部と、上記基本クラッチ接
続速度と上記補正速度とにより目標クラッチ接続速度を
定める目標クラッチ接続速度決定部とを有し、上記目標
クラッチ接続速度に応じて上記クラッチを制御するもの
である。

〔作　　　用〕

上記構成に基づき、クラッチは、発進時にエンジン回転
数とその変化速度とにより基本クラッチ接続速度が制御
されることにより、初期には迅速に、接続付近では徐々
に変位する。また基本クラッチ接続速度は、クラッチ人
．出力側回転数の偏差とその変化率とによる捕正速度で
補正されることで、走行抵抗の増大で偏差等が大きい場
合は接続方向に迅速にクラッチを変位して、接続の遅れ
，発熱量の増大を防ぐようになる。

〔実　施　例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図において、乾式クラッチに無段変速機を組合わせ
た駆動系について述べると、エンジンＩのクランク輔２
が乾式クラッチ３のフライホイール４に連結する。乾式
クラッチ３はフライホイール４にダイヤフラムスプリン
グ５を有するクラッチプレート６が対向配置し、このス
プリング５にレリーズレバ−７を介しアクチュエータの
例えばＤＣモータ８等が連結して成る。ＤＣモータ８は
ブレーキ機構を内蔵してｉノ電の停止にょりＣ丁意の位
置に停止保持するものであり、回転を直線変位に変換し
てレリーズレバ−７を操作する。ここで、例えばＤＣモ
ータ８の正転によるレバー７の操作でフライホ１・−ル
４とクラッチプレートＢを摩擦力で機械的に接続し、Ｄ
Ｃモータ８の逆転によるレバー７の操作でその接続を解
いて切断する。また、かかるＤＣモータ８の正逆転時に
通電を制御し、回転速度を可変とし、クラッチストロー
クの変化速度を可変にする構成である。

上記乾式久ラッチ３のクラッチプレート６は、前後進切
換装置９を介して無段変速機１ｏのブライマリ軸１ｌに
連結し、このプライマリ軸１１のブライマリブーり１２
とセカンダリ輔ｌ３のセカンダリブーリ１４にベルトｌ
５が巻装される。セカンダリ軸１３はリダクションギャ
ｌ６を介しディファレンシャル装置Ｉ７に連結し、ディ
ファレンシャル装置１７から車輪側に伝動構成される。

無段変速機１０はセカンダリプーり１４のライン圧，プ
ライマリプーリＩ２のプライマリ圧をソレノイド弁等で
電子制御することで、伝達トルクに応じたプーり押付力
を付与し、更にベルトｌ５の巻付け径の比を変えて自動
的に無段変速する構成である。

制御系について述べると、セレクトレバー側のシフト位
置センサ２０．アクセルペダル側のアクセルスイッチ２
１，エンジン回転数センサ２２，スロッ１・ル開度セン
サ２３，ブライマリブーり回転数センサ２４，セカンダ
リブーり回転数センサ２５．更にモータ側でクラッチス
トロークを検出するクラッチストロークセンサ２６を有
する。そして、これらの各信号が電子制御ユニット２７
に人力し、制御ユニット２７からのモータ制御信号がＤ
Ｃモータ８に出力して乾式クラッチ３のクラッチストロ
ークを制御する。また、制御ユニット２７からの変速制
御とライン圧制御の各信号は浦圧制御回路２８に出力−
し無段変速機１０を変速制御するようになっている。

第１図において電子制御系について述べる。

先ず、無段変速制御系について述べると、変速速度制御
部３０とライン圧制御部３■とを有する。変速速度制御
部３０は、実変速比算出部３２でプライマリプーり回転
数センサ２４，セカンダリブーり回転数センサ２５のブ
ライマリブーり回転数ＮＩＰ，セカンダリブーり回転数
Ｎｓにより実変速比ｌを算出し、目標変速比算出部３３
で目標プライマリプーリ回転数Ｎ　ｐｄ，セカンダリブ
ーり回転数Ｎｓにより目標変速比ｊｓを算出する。そし
て変速速度算出部３４では、これらの実変速比ｌ，目標
変速比Ｉｓの偏差等により変速速度旧／ｄｔを求め、こ
れに応じたデューティ信号をソレノイド弁３５に出力し
て実変速比ｌを目標変速比Ｉｓに追従制御する。ライン
圧制御部３ｌは、スロットル開度センサ２３のスロツ１
・ル開度θ，エンジン回転数センサ２２のエンジン回転
数ＮａによりエンジントルクＴを求め、これと実変速比
ｌにより目標ライン圧ＰＬＤを設定する。

そして、この目標ライン圧ＰＬＤに応じたデューティ信
号をソレノイド弁３Ｂに出力して、伝達トルクに応じラ
イン圧制御する。

次いで、クラッチ制御系について述べると、発進意志の
有無と共にクラッチ状態を判断するため、クラッチ断判
定部４１，発進モード判定部４２，クラッチ接判定部４
３を有する。クラッチ断判定部４ｌには、シフト位置セ
ンサ２０．アクセルスイッチ２１．セカンダリプーり回
転数Ｎｓによる車速検出部２Ｂの各信号が入力し、シフ
ト位置がバーキング（Ｐ）ニュー１・ラル（Ｎ）の場合
、そのシフト位置がドライブ（Ｄ），スポーティドライ
ブ（　Ｄ　ｓ），　　リバース（Ｒ）でアクセルＯＦＦ
の走行状態で、更に車速Ｖがエンストを防止するための
所定の速度ＶＬ以下の場合にクラッチ解放を判断する。

発進モード判定部４２には、シフト位置センサ２０，ア
クセルペダル側のアクセルスイッチ２１の信号が入力し
、シフト位置がＤ，Ｄｓ，ＲでアクセルＯＮ１更にクラ
ッチ断判定部４ｌにより前回がクラッチ断制御の場合に
発進モードを判断する。クラッチ接判定部４３には、ン
フ１・位置センサ２０，アクセルペダル側のアクセルス
イッチ２１，車速検出部２６の信号、更にエンジン回転
数Ｎｏとブライマリブーり回転数Ｎｐとによるクラッヂ
接続検出部２７の信号が入力し、シフト位置がＤ，Ｄｓ
，ＲでアクセルがＯＦＦであるがＶ≧Ｖ　ｌ，の場合　
またはアクセルＯＮでＮｏ−Ｎｐのクラッチ接続点に達
した場合にクラッチ接続を判断する。

クラッチ断と接の判断結果とストロークセンザ２６のク
ラッチストロークＳの信号は、それぞれ停止制御部４４
．　４５に入力する。停止制御部４４は、クラッチスト
ロークＳとクラッチ断の最大ストロークＳ１とを比較し
、モータ制御部４６でｓ−ｓ１になる迄モータ逆転と所
定のクラッチ解放速度に応じた信号を定めてＤＣモータ
８に出力する。停止制御部４５は、クラッチストローク
Ｓとクラッチ接の最小ストロークＳ２とを比較し、モー
タ制御部４６でｓ−ｓ２になる迄モータ正転と所定のク
ラッチ接続速度を定める。

また、発進モード判定部４２０判定結果は目標となる基
本クラッチ接続速度設定部４７に人力するが、基本クラ
ッチ接続速度設定部４７にはエンジン回転数Ｎｅとエン
ジン回転数変化速度算出部４Ｂでエンジン回転数Ｎｏを
時間微分して算出したエンジン回転数変化速度ｄＮｅ／
ｄｔとが入力し、エンジン回転数Ｎｏとエンジン回転数
変化速度ｄＮｅ／ｄｉとの関係で基本クラッチ接続速度
白ロを定めるようになっている。ここで、発進時にはエ
ンジン回転数Ｎｅが高く、またはその上昇の度合が大き
い場合（ｄＮ　ｏ／ｄｔ）　０　）にはクラッチ接続を
促進することか好ましく、逆にエンジン回転数Ｎｏが低
下するような場合（ｄＮ　ｅ／ｄｔ＜　Ｏ　）にはクラ
ッチ接続を一時停止してエンジン回転数ＮＯの増大を促
すことが好ましい。このため、エンジン回転数Ｎｏ，エ
ンジン回転数変化速度ｄＮｅ／ｄｔに対し、基本クラッ
チ接続速度白ロが、第３図（ａ）のようにｄＮｅ／ｄｉ
＞０の範囲で共に増大関数で設定され、ｄＮθ／ｄｔ≦
０においては３Ｂ−０に設定され、このマップにより基
本クラッチ接続速度３Ｂが険索されるのである。

一方、走行抵抗の増大に対する発熱量抑制対−策として
、クラッチ人力側のエンジン回転数Ｎｏとクラッチ出力
側のブライマリブーり回転数Ｎｐとが入力する偏差算出
部５０を有し、両者の偏差（Ｎθ−Ｎｐ）を算出する。

また、エンジン回転数Ｎｃ，プライマリプーり回転数Ｎ
ｐはそれぞれ各別に変化するため、上記偏差ＣＮａ　−
Ｎｐ）のみではエンジン回転数Ｎｏ，ブライマリプーり
回転数Ｎｐの変化状態が把握できないことから、偏差（
Ｎｏ　−Ｎｐ）が偏差変化率算出部５ｌに人力して偏差
変化率ｄ（Ｎ　ｅ　−　Ｎ　ｐ）／ｄｔを算出する。そ
してこれらの偏差（Ｎｏ一Ｎｐ）と偏差変化率ｄ（Ｎｏ
　−Ｎｐ）／ｄｔとは補正速度設定部５２に人力し、第
３図（ｂ）のマップにより補正速度白Ｎを検索する。こ
こで補正速度’３Ｎは、偏差（Ｎｏ　−Ｎｐ）に対して
増大関数であり、偏差変化率ｄ（Ｎ　ｏ　−　Ｎ　ｐ）
／ｒＨの絶対値の増大に対しても増大関数に設定され、
クラッチ接続を促して発熱量の増大を抑えるようになっ
ている。

そしてこれらの基本クラッチ接続速度＄ロと補正速度白
Ｎとは目標クラッチ接続速度決定部５３に人力し、両者
により目標クラッチ接続速度３を決定する。従って坂道
発進等の走行抵抗の大きい条件でＮｏ　＞Ｎｐの状態が
続きクラッチ接続に時間がかかるとき、基本クラッチ接
続速度白９が補正速度ＳＩ｛により増大補正され、これ
による目標クラッチ接続速度白がモータ制御部４６に人
力し、クラッチの発熱を抑制するものである。

次いで、かかる構成の制御装置の作用を、第４図のフロ
ーチャートと第５図のタイムチャートを用いて述べる。

先ず、Ｎ，Ｐのシフト位置，またはＤ，Ｄｓ，Ｒのシフ
ト位置でもアクセルＯＦＦでＶ＜ＶＬの極低速走行状態
では、クラッチ断判定部４Ｉが選択される。そこで、停
止制御部４４でクラッチストロークＳがクラッチ解放側
へのクラッチ最大ストロークＳ１と比較され、モータ制
御部４６によりクラッチストロークＳが最大ストローク
Ｓ１となるまでＤＣモータ８が所定の速度で逆転駆動さ
れる。

このため、乾式クラッチ３は解放し、この解放状態を保
つ。

次いで、上記クラッチ断制御後にＤ，ＤｓＲのシフト位
置でアクセルＯＮすると、発進モード判定部４２が選択
され、基本クラッチ接続速度設定部４７でエンジン回転
数Ｎｏ，エンジン回転数変化速度ｄＮｅ／ｄＬにより基
本クラッチ接続速度白０が検索される。そこで、初期に
おいてエンジン四転゛数Ｎｏが急激に立上る段階では基
本クラッチ接続速度９　ＩＩも大きい値になり、ＤＣモ
ータ８はこの基本クラッチ接続速度白ロに応じた回転速
度で正転駆動することで、乾式クラッチ３はクラッチ最
大スロ１・−クＳ１から第５図のように迅速に接続方向
に変位する。このため、乾式クラッチ３による動力伝達
が開始して、その出力側のプライマリブーり回転数Ｎｐ
が上昇し始める。そしてかかる動力伝達により走行抵抗
等の負荷がかかってエンジン回転数変化速度ｄＮｅ／ｄ
Ｌが小さくなると、基本クラッチ接続速度白ロの値も徐
々に小さくなって接続点Ｐに変位する。この過程で走行
抵抗等の負荷が大きいなどの理由により第５図のー・点
鎖線のようにエンジン回転数Ｎｅが一時的に低下しｄＮ
θ／ｄｔ≦０になると、Ｑｎ−０で変位が停止してエン
ジン回転数Ｎｏの上昇が促される。

こうして、エンジン回転数Ｎｏの−［昇を図りながら乾
式クラッチ３は接続方向に変位し、Ｎｅ　−Ｎｒ）の接
続点Ｐに達すると、クラ・ソチ接判定部４３が選択され
る。そこで、停止制御部４５でクラ・ソチストロークＳ
と所定の最小ストロークＳ２とが比較され、モータ制御
部４６によりＤＣモータ８は更に所定の速度で正転駆動
されるのであり、これにより乾式クラッチ３は最小スト
ロークＳ２に変位して完全に接続する。

一方、坂道発進等において走行抵抗等の負荷が大きい場
合には、第５図（Ｃ）の二点鎖線のようにクラッチ出力
側のブライマリブーり回転数Ｎｐの立上りが遅くなると
共に、クラ・ソチ接続開始に伴ってエンジン回転数Ｎｏ
の上ｙ？の度合が小さくなり、クラッチ接続速度も遅く
なる。さらにクラ・ソチは完全に接続せずエンジン回転
数Ｎｏとプライマリブーり回転数Ｎｐとの間に偏差をも
ったまま滑るため、発熱量が増大して焼付きを生じてし
まう。そこで上記クラッチ接続速度制御において、偏差
算出部５０，偏差変化率算出部５ｌでは、クラッチ人．
出力側回転数の偏差（Ｎｏ−Ｎｐ），および偏差変化率
ｄ（Ｎ　ｅ　−　Ｎ　ｐ）／ｄｔが算出され、これに基
づき捕正速度設定部５２で補正速度Ｑｈが検索されてい
る。そしてこの補正速度’３Ｎで発進モードの基本クラ
ッチ接続速度Ｑｎが更に補正される。

つまり、坂道発進等において走行抵抗等の負荷が大きく
、第５図（ｅ）の破線のように初期のクラッチ出力側の
ブライマリブーり回転数Ｎｐの立上りが極度に遅い場合
は、偏差（Ｎｃ　−Ｎｐ）と共に｛一差変化率ｄ（Ｎθ
一Ｎｐ）／ｄｔか大きくなることで、補正速度白Ｎが大
きい値に設定される。かかる発進条件では、エンジン回
転数ＮＯの上ゲｒの度合も小さくなり、基本クラッチ接
続速度＄口の値は小さくなるが、この基本クラッチ接続
速度９；｝が大きい値の補正速度白ト１で補正されて［
」標クラ・ソチ接続速度決定部５３の目標クラッチ接続
速度＄が゛Ｉ′１１１路での発進時と同じかあるいは逆
に大きい値となる。このため初期のクラッチストローク
は、第５図（ｂ）の破線のように速く進んでブライマリ
ブーり回転数Ｎｐの上昇を促すようになる。かかる補正
速度白Ｎによる補正は偏差（Ｎｅ　−ＮＰ）が大きく、
更に偏差変化率ｄ（Ｎ　ｏ　−　Ｎ　Ｐ）／ｄｔの絶対
値が大きい段階で積極的に行われ、このためクラ・ソチ
ストロークおよび伝達トルクが増大してブライマリブー
り回転数Ｎｐは迅速に」二昇し、エンジン回転数Ｎｏに
対し遅れることなく接続するのである。また、エンジン
回転数Ｎ８とブライマリブーリ回転数Ｎｐに偏差が生じ
ていれば、必ず基本クラッチ接続速度＄口は補正速度＄
Ｎで増大補正されるため、クラッチが滑り続ける状態は
回避される。こうして、坂道発進の走行抵抗が大きい条
件では、クラッチ接続速度の増大でクラ・ソチ接続が促
進されることで、半クラッチ状態の時間と共に発熱量の
増大が抑制されることになる。

次いで、上述のようにクラ・ソチ接続した後は、エンジ
ン動力がそのまま無段変速機ｌＯに入力し、変速速度制
御部３０とライン圧制御部３１とにより無段変速された
動力が出力して走行する。

なお、本発明は上記実施例のみに限定されるものではな
く、油圧式クラッチ，歯車式自動変速機等の他の変速機
にも適用し得る。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば、クラッチの発
進制御において、エンジン回転数とその変化速度とによ
り基本クラッチ接続速度を定めてクラッチを変位するの
で、走行抵抗等の負荷条件が変化する場合でも、常にエ
ンスト．エンジンの吹上りを防止して円滑にクラッチ係
合し得る。

さらに、クラッチ人．出力側回転数の偏差とその変化率
とにより補正速度を定め、発進モードで上記基本クラッ
チ接続速度を補正するので、坂道等でのクラッチ接続の
遅れ．発熱量の増大を有効に防止し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のクラッチの制御系のブロック図、 第２図はクラッチの制御装置の実施例の全体構成図、 第３図（ａ）　，　（ｂ）は発進モードのクラッチ接続
速度．補正速度のマップを示す図、 第４図はクラッチ接続速度制御の作用のフローチャート
図、 第５図は発進制御のタイムチャート図である。 ３・・・乾式クラッチ、８・・・ＤＣモータ、２７・・
・制御ユニット、４２・・・発進モード判定部、４６・
・・モータ制御部、４７・・・基本クラッチ接続速度設
定部、５０・・・偏差算出部、５１・・・偏差変化率算
出部、５２・・・補正速度設定部、５３・・・１」標ク
ラッチ接続速度決定部特許出願人　　　　富士重工業株
式会社代理人　弁理士　　小　橋　信　淳 同

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　エンジンと自動変速機とを運転状態に応じて選
   択的に連結するクラッチの制御装置において、エンジン
   回転数とエンジン回転数変化速度とにより基本クラッチ
   接続速度を決定する基本クラッチ接続速度設定部と、ク
   ラッチ入、出力側の回転数の偏差とその変化率とにより
   補正速度を決定する補正速度設定部と、上記基本クラッ
   チ接続速度と上記補正速度とにより目標クラッチ接続速
   度を定める目標クラッチ接続速度決定部とを有し、上記
   目標クラッチ接続速度に応じて上記クラッチを制御する
   ことを特徴とするクラッチの制御装置。
2. （２）　上記補正速度は、クラッチ入，出力側の回転数
   の偏差に対し増大関数とし、その偏差の変化率の絶対値
   に対しても増大関数とする請求項（１）記載のクラッチ
   の制御装置。