JPH0667697B2 - 自動変速機の発進クラツチ制御方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は自動変速機の発進クラッチ制御方法、特に伝達
トルクを任意に制御し得るすべり式発進クラッチの制御
方法に関するものである。

従来技術とその問題点 従来、自動変速機の発進クラッチとしては流体継手や遠
心クラッチなどの自動クラッチが広く使用されている
が、流体継手の場合には通常走行時の動力損失が大き
く、また遠心クラッチの場合に伝達トルク特性がエンジ
ン回転数のみに依存するため、完全なニュートラル状態
が得られない。また、自動クラッチの場合には外部から
の制御が不要である反面、伝達トルク特性を変化させる
ことは不可能であり、発進特性が固定化するという欠点
もある。

そこで、湿式多板クラッチや電磁粉式クラッチなどのす
べり式クラッチを使用し、伝達トルクを電子制御するこ
とにより自動クラッチと同様なスムーズな発進性と動力
損失の低減、さらには発進特性の自由度の拡大とを実現
するようにしたものが提案されている。

上記のようなすべり式クラッチを発進クラッチとして使
用した場合、ニュートラルレンジ（N,P）からパワーレ
ンジ（D,L,R）に切り換えた時、次のような問題が発生
することがある。例えば、上り坂でＮレンジとしてブレ
ーキペダルを踏まないでいると、慣性により車両は後退
し始める。この状態からＤレンジに切り換えると、車速
を検出するセンサは進行方向を検出できないため、車両
が後退しているにもかかわらず発進を開始していると制
御装置が誤判断し、発進クラッチを完全係合させ、その
結果エンストを起こすおそれがある。

同様な問題は、下り坂でＮレンジからＲレンジに切り換
えた時にも起こり得る。

発明の目的 本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目
的は、車両の逆行による発進クラッチの誤係合を未然に
防止し、常に円滑な発進が可能な自動変速機の発進クラ
ッチ制御方法を提供することにある。

発明の構成 上記目的を達成するために、本発明は、伝達トルクを任
意に制御し得るすべり式発進クラッチを備え、入，出力
側の相対回転数が設定値以下となった時点で発進クラッ
チが完全係合するようにした自動変速機において、発進
クラッチの入，出力側の相対回転数が時間経過につれて
増加傾向にある時、該相対回転数が設定値以下であって
も完全係合させず、すべり状態を維持するものである。

すなわち、発進クラッチの入，出力側の相対回転数が増
加傾向にある時には車両が逆行していることを意味する
ので、この場合には発進クラッチの入，出力側の相対回
転数が設定値以下であっても完全係合させず、すべり状
態を維持させる。これにより、車速センサが回転方向を
検出できなくても、ソフトウエアのみで車両の逆行を検
出でき、発進クラッチの誤係合によるエンストを回避で
き、常に円滑な発進を実現できる。

実施例の説明 第１図は本発明にかかる自動変速機の一例であるＶベル
ト式無段変速機を示し、エンジン１のクランク軸２はダ
ンパ機構３を介して入力軸４に接続されている。入力軸
４の端部には外歯ギヤ５が固定されており、この外歯ギ
ヤ５は無段変速装置10の駆動軸11に固定された内歯ギヤ
６と噛み合い、入力軸４の動力を減速して駆動軸11に伝
達している。

無段変速装置10は駆動軸11に設けた駆動側プーリ12と、
従動軸13に設けた従動側プーリ14と、両プーリ間に巻き
掛けたＶベルト15とで構成されている。駆動側プーリ12
は固定シーブ12aと可動シーブ12bとを有しており、可動
シーブ12bの背後にはトルクカム装置16と圧縮スプリン
グ17とが設けられている。上記トルクカム装置16は入力
トルクに比例した推力を発生し、圧縮スプリング17はＶ
ベルト15が弛まないだけの初期推力を発生し、これら推
力によりＶベルト15にトルク伝達に必要なベルト張力を
付与している。一方、従動側プーリ14を駆動側プーリ12
と同様に、固定シーブ14aと可動シーブ14bとを有してお
り、可動シーブ14bの背後には変速比制御用の油圧室18
が設けられている。この油圧室18への油圧は後述するプ
ーリ制御弁43にて制御される。

従動軸13の外周には中空軸19が回転自在に支持されてお
り、従動軸13と中空軸19とは湿式多板クラッチからなる
発進クラッチ20によって断続される。上記発進クラッチ
20への油圧は後述する発進制御弁45によって制御され
る。中空軸19には前進用ギヤ21と後進用ギヤ22とが回転
自在に支持されており、前後進切換用ドッグクラッチ23
によって前進用ギヤ21又は後進用ギヤ22のいずれか一方
を中空軸19と連結するようになっている。後進用アイド
ラ軸24には後進用ギヤ22に噛み合う後進用アイドラギヤ
25と、別の後進用アイドラギヤ26とが固定されている。
また、カウンタ軸27には上記前進用ギヤ21と後進用アイ
ドラギヤ26とに同時に噛み合うカウンタギヤ28と、終減
速ギヤ29とが固定されており、終減速ギヤ29はディファ
レンシャル装置30のリングギヤ31に噛み合い、動力を出
力軸32に伝達している。

調圧弁40は油溜41からオイルポンプ42によって吐出され
た油圧を調圧し、ライン圧としてプーリ制御弁43及び発
進制御弁45に出力している。プーリ制御弁43及び発進制
御弁45はソレノイド44,46によってライン圧を制御し、
それぞれ従動側プーリ14の油圧室18と発進クラッチ20と
に制御油圧を出力している。上記制御弁43,45の具体的
構造は、例えば第２図のようにスプール弁47と電磁弁48
とを組合せたものの他、第３図のようにボール状弁体49
で入力ポート50とドレンポート51とを選択的に開閉し、
出力ポート52へ制御油圧を出力する３ポート式電磁弁単
体としてもよい。

制御回路60には、センサ61から発進クラッチ20の入力回
転数、センサ62から出力軸32の回転数（車速）、エンジ
ン回転数、スロットル開度、ブレーキ信号、ポジション
スイッチ信号などの信号が入力され、これら信号と予め
蓄積されたデータとを比較判別し、運転状態に応じてソ
レノイド44,46に制御信号、例えばデューテイ制御信号
を出力している。特に、デューテイ制御はデューテイ比
に比例した出力油圧が得られるので、微細な油圧制御が
必要な無段変速装置10の変速比制御や発進クラッチ20の
伝達トルク制御には最適である。

第４図は発進クラッチ20の伝達トルク特性の一例を示
し、流体継手や遠心クラッチと同様に入力回転数の二乗
にほぼ比例した特性を有し、円滑な発進性が得られるよ
うにしている。また、アイドル回転数Na付近の低回転域
では、発進時の応答性の向上及びクラッチ係合時のショ
ック防止を目的として、発進クラッチ20が所定の伝達ト
ルクTaを発生するように低油圧が導かれ、すべり（クリ
ープ）状態を生成するように調整されている。上記すべ
り時の伝達トルクTaは、例えば上り坂で車両が逆行せず
に停止し得る程度の大きさに調整されている。なお、ニ
ュートラルレンジ（P,Nレンジ）においては発進クラッ
チ20には油圧が導かれず、完全遮断状態にある。

発進クラッチ20は、上記のように第４図の特性に沿って
入力回転数の上昇につれて伝達トルクが上昇するように
制御されるが、例えばＡ点において入，出力側の相対回
転数が設定値（例えば300rpm）以下となった時には、そ
の時点で発進クラッチ20を完全係合させても殆どショッ
クがなく、かつ発進制御を短時間で完了できる。そのた
め、第４図一点鎖線で示すように、入，出力側の相対回
転数が設定値以下となった時には、発進クラッチ20を完
全係合させて発進制御を完了するようになっている。

ところで、上記構成のＶベルト式無段変速機において、
第５図のような上り坂でＮレンジとした状態でブレーキ
ペダルを踏まないでいると、慣性により車両は後退す
る。この状態からＤレンジに切り換えると、制御回路60
はセンサ61,62から入力される発進クラッチ20の入力回
転数と出力回転数（車速）との相関関係によって、すべ
り制御を維持すべきか、あるいは発進制御へ移行すべき
かを判別する。ところが、車速を検出するセンサ62は出
力軸32の回転方向を検出できないため、車両が後退して
いるにもかかわらず前進していると制御回路60が誤判断
し、発進クラッチ20を発進制御に移行させることにな
る。このことは、発進クラッチ20の入力部材と出力部材
とが逆向きに回転している時に係合力を増すことであ
り、特に出力側の回転数が高くなって入，出力側の相対
回転数が設定値以下となると、第４図Ａ点のように発進
クラッチ20を完全係合させてしまい、エンジン１の負荷
が急激に上昇してエンストを起こす結果となる。

本発明では上記問題を解決するため、次のような方法を
実施する。すなわち、Ｎレンジで後退している最中にＤ
レンジに切り換えると、発進クラッチ20は一先ずすべり
状態に制御される。そして、発進クラッチ20の入，出力
側の相対回転数を検出し、この相対回転数が第６図のよ
うに増加傾向にある場合には、直ぐに発進クラッチ20を
係合方向に付勢せずに、車速が零となるまですべり状態
を維持する。発進クラッチ20のすべり力により車両には
制動力がかかるため、車速（後退時）は低下し、車両が
停止した後、初めて発進制御を開始し得るようにしたも
のである。このように制御すれば、センサ62が回転方向
を検出できなくても、エンストを確実に防止でき、常に
円滑な発進を実現できる。

つぎに、上記発進クラッチ20の具体的な制御方法の一例
を第７図に従って説明する。

制御がスタートすると、まずシフトポジションがＮレン
ジからＤレンジに切り換わったか否かを判別し（70）、
もし切り換えていなければＮレンジからＲレンジに切り
換えたか否かを判別し（71）、いずれの切換も行わない
時には制御を終了する。一方、いずれかの切換を行った
時には、発進制御弁45のソレノイド46にすべり状態を生
成するデューテイ比を出力し（72）、例えば第４図のTa
に相当する伝達トルクを発生させる。次に発進クラッチ
20の入力回転数Niと車速Ｖ（回転数で換算）との差、即
ち相対回転数（Ni−Ｖ）が増加傾向にあるか否かを判別
し（73）、もし相対回転数が一定又は減少傾向にある場
合には、車両が停止しているか又は正常な発進を開始し
ていることを意味するので、発進クラッチ20を発進制御
へ移行させる（75）。また、逆に相対回転数が増加傾向
にあれば、車両が逆行していることを意味するので、次
に車速Ｖが０となったかを判別し（74）、車速が０まで
低下しなければ上記すべり制御（72）以下の制御を続行
する。もし車速が０になれば、（75）と同様に発進クラ
ッチ20を発進制御し、発進を開始する。

上記発進制御（75）の具体的方法は、入力回転数Niと出
力回転数Ｖとの相対回転数（Ni−Ｖ）を設定値と比較
し、相対回転数が設定値より大きい時には第４図の特性
曲線に沿って伝達トルクを徐々に増加させ、相対回転数
が設定値以下となった時点で第４図Ａ点のように発進ク
ラッチ20を完全係合させればよい。

なお、上記制御ではＮレンジからＤ又はＲレンジに切り
換えた場合を示したが、これ以外に例えばＰレンジから
Ｄ又はＲレンジに切り換えた時も上記と同様な制御を行
えばよい。すなわち、ＰレンジではＮレンジとは異なり
パーキングロックされているので、坂道でも車両が逆行
することはないが、シフトレバーの切換動作が緩慢な場
合にはＤレンジのすべり力が発生する前に車両が逆行す
るおそれがあるので、本発明の制御を行う意味がある。
さらに、ニュートラルレンジからパワーレンジに切り換
えた時だけでなく、急峻な坂道ではパワーレンジに維持
していても車両が逆行する場合があるので、この場合に
も本発明の制御方法を実施してもよい。

また、本発明において、発進クラッチ20としては湿式多
板クラッチに限らず電磁粉式クラッチも使用でき、この
場合には電気信号で直接伝達トルクを制御できるので、
発進制御弁が不要となり、油圧回路を簡素化できる。

また、本発明の自動変速機はＶベルト式無段変速機やト
ロイダル形無段変速機などの無段変速機に限らず、一般
の遊星ギヤ式の自動変速機も使用できることは勿論であ
る。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、本発明によれば発進クラ
ッチの入，出力側の相対回転数が増加傾向にある時、た
とえ相対回転数が設定値以下となっても完全係合させず
にすべり状態を維持するようにしたので、車両逆行時の
発進クラッチの誤係合によるエンストを未然に防止で
き、常に円滑な発進を行うことができる。また、車速セ
ンサが回転方向を検出できなくても、車両の逆行を制御
装置のソフトウエアで判別できるので、センサとして既
存のものを使用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されるＶベルト式無段変速機の一
例の概略図、第２図，第３図は制御弁の具体的構造図、
第４図は発進クラッチの伝達トルク特性図、第５図は坂
道における車両の逆行を示す図、第６図は発進クラッチ
の入，出力回転数の時間的変化を示す図、第７図は本発
明方法の一例を示すフローチャート図である。 １……エンジン、４……入力軸、10……無段変速装置、
15……Ｖベルト、18……油圧室、20……発進クラッチ、
32……出力軸、45……発進制御弁、60……制御回路。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】伝達トルクを任意に制御し得るすべり式発
   進クラッチを備え、入，出力側の相対回転数が設定値以
   下となった時点で発進クラッチが完全係合するようにし
   た自動変速機において、発進クラッチの入，出力側の相
   対回転数が時間経過につれて増加傾向にある時、該相対
   回転数が設定値以下であっても完全係合させず、すべり
   状態を維持することを特徴とする自動変速機の発進クラ
   ッチ制御方法。