JPH02229924A - 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】 〔産業上の利川分野〕 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、目
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提案されている。

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６０−１４６９２３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
てクラッチス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
ッチ時にクラッチ人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丁に対
応できず、エンスト等の不都合を生じる。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下や吹上
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。

ここで、上述のようにエンジン回転数の上昇に基づいて
クラッチ接続速度を制御すると、アクセル踏込み時にエ
ンジン回転数の上昇遅れがあるため、これに伴いクラッ
チ接続速度およびクラッチストロークも遅れて応答性，
フィーリングに欠−ける。また、発進時にはドライバに
よる発進意志も考慮することが望まれ、この点でスロッ
トル開度とその変化速度とにより補正すれば、クラッチ
接続速度の遅れを防ぐと共に、ドライバの発進意志を反
映することができて好ましい。

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、更にクラッチ接続速度をドライバの発進意志に基づ
き迅速に立上らせることができるクラッチの制御装置を
提供することにある。

〔課題を解決するための手段］ 上記［１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聾に応じて選択
的に連結するクラッチの１；リ御装置において、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
を決定する基本クラッチ接続速度設定部と、スロットル
開度とその変化速度とにより補正速度を決定する補正速
度設定部とを有し、上記基本クラッチ接続速度設定部か
らの基本クラッチ接続速度と上記補正速度設定部からの
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を有し、上記目標クラッチ接続速
度によっ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で制御
されて、初期には迅速に、接続付近では徐々に変位する
。そして発進初期のアクセル踏込み時には、基本クラッ
チ接続速度がスロットル開度とその変化速度とによる補
正速度で増大補正されることで、エンジン回転数の上昇
に先立ちクラッチ接続速度はドライバの発進意志に応し
て早目に立上るようになる。

〔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ｌのクランク軸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通電の停止により任意の位置に
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の操作でフライホイール４とク
ラッチプレート６を摩擦力で機械的に接続し、ＤＣ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。

上記乾式クラッチ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１０のブライマリ輔ｌ１に
連結し、このブライマリ輔１１のブライマリブーり１２
とセカンダリ軸ｌ３のセカンダリブーリ１４にベルト１
５が巻装される。セカンダリ軸ｌ３はリダクションギャ
１６を介しディファレンシャル装置【７に連結し、ディ
ファレンシャル装置ｌ７から車輪側に伝動構成される。

無段変速機ＩＯはセカンダリプーリｌ４のライン圧，ブ
ライマリブーリｌ２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ブーり押付力
を付与し、更にベルト１５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，スロットル開度センサ
２３，プライマリブーリ回転数センサ２４，セカンダリ
プーり回転数センサ２５，更にモータ側でクラッチスト
ロークを検出するクラ・ノ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
に入力し、制御ユニット２７からのモータ制御信号がＤ
Ｃモータ８に川力して乾式クラッチ３のクラッチストロ
ークを一制御する。また、制御ユニット２７からの変速
１；リ御とライン圧制御の各信号は油圧制御回路２８に
出力し、無段変速機ＩＯ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でプライマリブーり回転
数センサ２４，セカンダリブーリ回転数センサ２５のブ
ライマリブーり回転数Ｎｐ，セカンダリブーり回転数Ｎ
ｓにより実変速比Ｉを算出し、Ｉ」標変速比算出部３３
で目標ブライマリブーリ回転数Ｎｐｄ，セカンダリプー
り回転数Ｎｓにより目標変速比Ｉｓ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１，目標変
速比ｌｓ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１を目標変速比１ｓに追従制御する。ライン圧
制御部３１は、スロットル開度センサ２３のスロッ１・
ル開度θ，エンジン回転数センサ２２のエンジン回転数
ＮθによりエンジントルクＴを求め、これと実変速比１
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３６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４１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２６の各信号が入力し、シフ
ト位置がバーキング（Ｐ）ニュートラル（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Ｖ１、以下の場合にクラッチ解放を判断ずる。

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の信号が人力し
、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４１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、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，車速検出部２６の信号、更にエンジン回転数
Ｎｅとブライマリブーり回転数Ｎｐとによるクラッチ接
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≧ＶＬの場合，または
アクセルＯＮでＮｅ−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サ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に人力する。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した信号を定めてＤＣモータ
８に出力する。停１Ｆ制陣部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４Ｂ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４２の判定結果は目標となる基
本クラッチ接続速度設定部４７に入力するが、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４８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が人力し、エンジン回転数Ｎｏとエンジン回転数変
化速度ｄＮｅ／ｄＬとの関係で基本クラッチ接続速度白
日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　ｅ／ｄｔ）　０　）にはクラッチ接続を促
進することが好ましく、逆にエンジン回転数Ｎｏが低下
するような場合（ｄＮ　ｅ／ｄｔ＜　０　）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’３　ｎが、第３図（ａ）のようにｄＮθ／ｄｔ
〉Ｏの範囲で共に増大関数で設定され、ｄＮｅ／ｄｔ≦
０においてはＱｎ−０に設定され、このマップにより基
本クラッチ接続速度白８が検索されるーのである。

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＜Ｎｅ−Ｎｐ）を算出する。ま
た、エンジン回転数Ｎｏ，プライマリブーり回転数Ｎｐ
はそれぞれ各別に変化するため、上記偏差（Ｎｅ　−Ｎ
ｐ）のみではエンジン回転数Ｎｅ，プライマリブーり回
転数Ｎｐの変化状態が把握できないことから、｛一差（
Ｎａ　−Ｎｐ）が偏差変化率算出部５【に入力して偏差
変化串ｄ（Ｎ　ｏ　−　Ｎ　ｐ）／ｄｔを算出する。そ
してこれらの偏差（Ｎｅ　−Ｎｐ）と偏差変化率ｄ（Ｎ
ｅ　−Ｎｐ）／ｄｔとは補正速度設定部５２に入力し、
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ＳＮは、偏差（Ｎｅ　−Ｎｐ）に対して
増大関数であり、偏差変化率ｄ（Ｎ　ｅ　−　Ｎ　ｐ）
／ｄｔ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。

更に発進モード初期のクラッチ接続速度の応答性の対策
として、スロットル開度θが人力する補正速度設定部５
４を有する。ここで発進時のドライバの発進意志は、ス
ロットル開度θのみならずスロットル開度変化速度ｄθ
／ｄｉの両方で表わせるので、スａットル開度θがスロ
ットル開度変化速度算出部５５に人力してスロットル開
度変化速度ｄθ／ｄＬが算出され、このスロットル開度
変化速度ｄθ／ｄｔ　も補正速度設定部５４に入力して
補正速度＄θを検索する。補正速度Ｓθは、第３図（ｅ
）に示すように、スロットル開度θ，スロットル開度変
化速度ｄθ／ｄＬに対し共に増大関数で設定され、スロ
ットル開度θ，スロットル開度変化速度ｄθ／ｄｔが大
きい程補正速度白θを大きい直にして、発進モード初期
のクラッチ接続速度をドライバの発進意志に適合させて
クラッチ接続を迅速化す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’３Ｂと２つの
補正速度’Ａｈ．’ａθとは目標クラッチ接続速度決定
部５３に入力し、これら３者により目標クラッチ接続速
度白を゜決定する。従って、アクセル踏込み時に基本ク
ラッチ接続速度白ロが補正速度白θにより補正され、走
行抵抗の大きい条件では基本クラッチ接続速度＄ロが補
正速度白Ｎにより増大補正されることになり、これによ
り目標クラッチ接続速度Ｓがモータ制御部４６に人力す
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４ｌ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４８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、この解放状懸を保
つ。

次いで、上記クラッチ断制御後にＤ，Ｄｓ，Ｒ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Ｎθ．エンジン回転数変化速度ｄＮθ／ｄｔにより
基本クラッチ接続速度白ロが検索される。そこで、初期
においてエンジン回転数Ｎｏが急激に立上る段階では基
本クラッチ接続速度Ｓ１１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Ｓ　Ｉ＋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
最人ス１・ロークＳ１から第５図のように迅速に接続ｌ
ｊ向に変位する。このため、乾式クラッチ３による動力
伝達か開始して、その出力側のプライマリブーリ回転数
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ｄＮｏ
／ｄｉが小さくなると、基本クラッチ接続速度＄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６：ｊが大きいなどの理由により第５図
の一点鎖線のようにエンジン回転数Ｎｏが一時的に低丁
しｄＮｅ／ｄｔ≦Ｏになると、＄Ｂ−０で変位が停止し
てエンジン回転数Ｎｅの上昇が促される。

こうして、エンジン回転数Ｎｅの上昇を図りながら乾式
クラッチ３は接続方向に変位し、Ｎｏ　一Ｎｐの接続点
Ｐに達すると、クラッチ接判定部４３が選択される。そ
こで、停止制御部４５でクラソチス１・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６；ｊ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《な
ると共に、クラッチ接続開始に（＋ってエンジン回転数
ＮＯの上胃の度合が小さくなり、クラッチ接続速度も遅
くなる。さらにクラッチは完全に接続せずエンジン回転
数ＮＯとブ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−１−ＭｒＦ，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、
これに基づき補正速度設定部５２で補正速度自Ｎが検索
されている。そしてこの補正速度３ｔｑで発進モードの
基本クラッチ接続速度３ｇ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（Ｃ）の破線のように初期のクラッチ出力側の
ブライマリプーり回転数Ｎｐの立上りか極度に遅い場合
は、偏差（Ｎｏ　−Ｎｐ）と共に偏差変化率ｄ（Ｎ　ｅ
　−　Ｎ　ｐ）／　ｄｔが大きくなることで、補１Ｆ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の上昇の度合も小さくなり、基本ク
ラッチ接続速度白１３の値は小さくなるが、この基本ク
ラッチ接続速度Ｑ　ｎが大きい値の補正速度＄Ｎで補正
されてＬ１標クラッチ接続速度決定部５３の目標クラッ
チ接続速度３が平川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プライマリプ
ーり回転数Ｎｐの上昇を促すようになる。かかる補正速
度＄Ｈによる補正は偏差（ＮＯ−ＮＰ）が大きく、更に
偏差変化率ｄ（Ｎ　ｃ　−　Ｎ　Ｐ）／ｄｔの絶対値が
大きい段階で積極的に行われ、このためクラッチストロ
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は迅速に上昇し、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Ｎ
８とプライマリプーリ回転数Ｎｐに偏差が生じていれば
、必ず基本クラッチ接続速度３　１１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ッ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。

更に、アクセル踏込み時のスロットル開度θとスロット
ル開度変化速度ｄθ／ｄＬとにより補正速度設定部５４
で補正速度＄θが検索され、発進モードで基本クラッチ
接続速度９Ｂが補正速度白θで補正される。そこで、発
進直後のエンジン回転数Ｎθの立上りが遅れる段階では
、基本クラッチ接続速度＄Ｂの値も小さくてクラッチの
変位も遅れて開始するが、このとき補正速度白θにより
増大補正されるため、第５図（ｂ）の実線または破線の
ようにエンジン回転数Ｎｏの上昇に先立ち、スロットル
開度θの立上りに追従してクランチの変位は早］」に開
始し、クラッチ接続方向に向う、また、第５図（ａ）の
二点鎖線のようにスロットル開度θスロットル開度変化
速度ｄθ／ｒＨが共に大きい急発進の場合は、補正速度
白θの値も大きく設定されることで、クラッチは接続方
向に更に迅速に変位し、ドライバの発進意志に適応して
クラッチ接続の迅速化を促進することになる。

次いで、上述のようにクラッチ接続した後は、エンジン
動力がそのまま無段変速機１０に人力し、変速速度制御
部３０とライン圧制御部３Ｉ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、スロットル開度とその変化速度により補正速度
を定め、発進モードでの上記基本クラッチ接続速度を補
正するので、発進直後クラッチはアクセル踏込みに追従
して迅速に変位を開始し、かつ接続方向に進むことにな
り、応答性，フィーリングが向上する。

また、スロットル開度とその変化速度の両者により補正
されるので、ドライバの発進意志に適応してクラッチ接
続速度を制御でき、発進特性が向上する。

【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）　．　（ｃ）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、５３・・・目標クラッチ接続速度決定部、５４・
・・補正速度設定部５５・・・スロットル開度変化速度
算出部第３図 （σ） 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　　弁理士　　村　井　　　進 第４ 図 第 図

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
   回転数とその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、スロットル開
   度とその変化速度とにより補正速度を決定する補正速度
   設定部とを有し、上記基本クラッチ接続速度設定部から
   の基本クラッチ接続速度と上記補正速度設定部からの補
   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を有し、上記目標クラッチ接続速度
   によっ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、スロットル開度とその変化速
   度に対し共に増大関数とする請求項（１）記載のクラッ
   チの制御装置。