JPH01122741A - 車両用変速装置 - 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 この発明は、車両用変速装置、さらに詳しくは、自動変
速指令、運転者の手動変速指令または車両発進指令によ
りクラッチの断接を自動的に行なう自動変速装置または
半自動変速装置に関する。

従来の技術とその問題点 車両用の自動変速装置または半自動変速装置では、自動
変速指令または運転者による手動変速指令があると、ま
ず、クラッチが自動的に切断状態になり、次いで自動的
に変速が行なわれたのち、クラッチが自動的に接続状態
になる。

また、車両の発進時においてもクラッチが自動的に接続
される。そして、クラッチの断接を自動的に行なうため
に、従来の変速装置には、空気圧または油圧のアクチュ
エータを用いてクラッチを駆動するクラッチレリーズ装
置と、これを制御するクラッチ制御装置とが設けられて
いる。

ところが、このような従来の変速装置では、クラッチ制
御装置からの電気信号を一度空気圧または油圧の変化に
変換し、これによりクラッチを駆動しているので、応答
性および安定性が良くない。しかも、空気圧または油圧
のアクチュエータは細かい制御が困難であり、自動変速
後にクラッチを再び接続状態にするときの変速フィーリ
ングや発進時にクラッチが接合される際の発進フィーリ
ングにも難点がある。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、応答性および
安定性が良く、かつ変速フィーリングや発進フィーリン
グの向上が可能な車両用変速装置を提供することにある
。

問題点を解決するための手段 この発明による車両用変速装置は、電動モータの回転に
よりクラッチの断接を行なうクラッチレリーズ装置と、
クラッチを切断状態から接続状態にするときにクラッチ
の駆動側と被駆動側の回転速度を検出してこれらの差が
予め定められた時間関数となるようにクラッチレリーズ
装置の電動モータを制御するクラッチ制御装置とを備え
ているものである。

上記時間関数は、たとえば、駆動側出力、駆動側回転速
度、被駆動側回転速度、およびそれらの時間変化率のす
べてまたは一部を要素として決定される。

作　　　　　用 クラッチレリーズ装置に電動モータが用いられているの
で、クラッチ制御装置からの電気信号によりこれを直接
制御することができ、応答性および安定性が良い。また
、クラッチ制御装置が、駆動側と被駆動側の回転速度の
差が予め定められた時間関数となるようにクラッチレリ
ーズ装置の電動モータを制御するので、変速フィーリン
グを向上させることができる。

実施例 以下、図面を参照して、この発明を乾式単板クラッチを
備えた車両用自動変速装置に適用した１実施例について
説明する。

第１図は車両用自動変速装置の概略構成を示し、この変
速装置には、クラッチレリーズ装置（ｌＯ）およびクラ
ッチ制御装置（１１）、変速用アクチュエータ（１２）
ならびに変速制御装置（１３）などが設けられている。

後に詳述するように、クラッチレリーズ装置（ｌＯ）は
、電動モータ（１４）の回転によりクラッチ（１５）の
断接を行なうものである。クラッチ制御装置（１１）は
、クラッチ（■５）の断接を行なうためにクラッチレリ
ーズ装置（ｉｏ）のモータ（１４）を制御するものであ
り、とくにクラッチ（１５）を切断状態から接続状態に
するときにクラッチ（１５）の駆動側部分（１Ｂ）と被
駆動側部分（１７）の回転速度を検出してこれらの差が
予め定められた時間関数となるようにモータ（１４）を
制御する。変速用アクチュエータ（１２）は、クラッチ
（１５）の被駆動側部分く１７）において変速（シフト
チェンジ）を行なうものである。変速制御装置（１３）
は、操作レバーの位置、車速、ブレーキの状態、エンジ
ンの回転数などからクラッチ（１５）の断接および変速
の必要の有無を決定し、クラッチ制御装置（１１）およ
び変速用アクチュエータ（１２）を制御するものである
。

第２図は、上記の変速装置のうちクラッチ（１５）、ク
ラッチレリーズ装置（１０）およびクラッチ制御装置（
１■）の部分の構成を示す。

クラッチ（１５）は、駆動側部分（１Ｂ）であるエンジ
ン（図示路）のクランクシャフト（駆動軸）（１８）と
被駆動側部分（１７）であるトランスミッション（１９
）の入力軸（被駆動軸）　（２０）の間に設けられてい
る。クランクシャフト（１８）の端部に固定されたフラ
イホイール（２１）にクラッチカバー（２２）が取付け
られ、このクラッチカバー（２２）内にピボットリング
（２３）を介してダイヤフラムスプリング（２４）とプ
レッシャプレート（２５）が組込まれている。そして、
トランスミッション（１９）の入力軸（２０）に連結さ
れたクラッチディスク（２６）がフライホイール（２１
）とプレッシャプレート（２５）の間に配置されている
。一方、トランスミッション（１９）の入力軸（２０）
を支持するベアリングハウジング（２７）にスリーブ（
２８）が摺動自在に取付けられ、このスリーブ（２８）
のフランジ部（２８ａ）に固定されたケーシング（２９
）に自動調心形レリーズベアリング（３０）の外輪が保
持されている。また、トランスミッション（１９）側に
は、レリーズフォーク（３１）とレリーズ用ブツシュロ
ッド（３２）が設けられている。一方、モータ（１４）
には減速機（３３）を介してボールねじ（３４）が連結
されており、ブツシュロッド（３２）の一端部に設けら
れたナツト（３５）とこのボールねじ（３４）がかみ合
っている。そして、モータ（１４）が切断方向に回転す
ると、ブツシュロッド（３２）が第２図の左側に移動し
、逆に、モータ（１４）が接続方向に回転すると、ブツ
シュロッド（３２）が同図の右側に移動する。

第２図はブツシュロッド（３２）が右端の接続位置にあ
る状態を示しており、クラッチ（１５）は、ダイヤフラ
ムスプリング（２４）の弾性力によりクラッチディスク
（２Ｂ）がフライホイール（２１）とプレッシャプレー
ト（２５）にはさみ付けられた接続状態に保持されてい
る。このとき、スリーブ（２８）およびフォーク（３１
）は、ダイヤフラムスプリング（２４）の弾性力により
右端に位置している。

このような接続状態からモータ（１４）が切断方向に回
転すると、ブツシュロッド（３２）が左端の切断位置ま
で移動し、フォーク（３１）、スリーブ（２８）および
レリーズベアリング（３０）を介してダイヤフラムスプ
リング（２４）を押すため、クラッチ（１５）は、クラ
ッチディスク（２Ｂ）がすべる半クラツチ状態を経て、
切断状態になる。逆に、このような切断状態からモータ
（１４）が接続方向に回転すると、ブツシュロッド（３
２）が右端の接続位置まで移動し、クラッチ（１５）は
、ダイヤフラムスプリング（２４）の弾性力により、半
クラツチ状態を経て、接続状態となる。

クランクシャフト（１８）には、その回転速度すなわち
駆動側回転速度ＮＥを検出する駆動側回転速度センサ（
３６）が設けられている。トランスミッション（１９）
の入力軸（２０）には、その回転速度すなわち被駆動側
回転速度ＮＴを検出する駆動側回転速度センサ（３７）
が設けられている。クラッチレリーズ装置（１０）のモ
ータ（１４）には、その回転速度および回転角度を検出
する回転センサ（３８）が設けられている。また、クラ
ッチレリーズ装置（ｌＯ）の適当箇所に、クラッチ（１
５）の断接状態を検知するためのクラッチトルクセンサ
（８９）およびブツシュロッド（３２）の移動量を検出
するための変位センサ（４０）が設けられている。

さらに、詳細な図示は省略したが、エンジンにはスロッ
トル開度センサ（４１）、吸気センサ（４２）および排
気センサ（４３）が設けられている。そして、これらの
センサ（３８）　（３７）　（３ｇ）　（３９）　（４
０）（４１）（４２）（４３）の出力信号がクラッチ制
御装置（１１）に入力する。

次に、第３図を参照して、種々の状態（モード）での変
速装置の動作の１例を説明する。なお、以下の説明にお
いて、アクセルペダルおよびブレーキペダルを踏んでい
る状態をオン、踏んでいない状態をオフで表わす。また
、第３図において横軸は時間ｔを、縦軸は回転速度差Δ
Ｎを表わしている。

車両が停車している場合、クラッチ（１５）は切断状態
に保持され、エンジンの回転数はアイドリング回転数（
たとえば８００ｒｐｍ）となっている。また、停車中に
操作レバーがドライブレンジ（Ｄレンジ）に切換えられ
ると、変速用アクチュエータ（１２）によりトランスミ
ッション（１９）が１速に切換えられる。

このようにＤレンジで停車している状態でブレーキをオ
フにした場合、アクセルがオフであれば、次のように徐
々に発進する。すなわち、まず、エンジン回転数をアイ
ドリング回転数からたとえば１０００　ｒｐ−に若干上
昇させる。なお、これは、アイドリング回転数のままで
設定しても良い。このとき、駆動側回転速度Ｎ６は１０
００　ｒｐｍ　ｓ被駆動側回転速度ＮＴはＯｒｐｍであ
るから、回転速度差ΔＮは１０００　ｒｐｍである。そ
して、この回転速度差ΔＮが１０００から０まで第３図
（ａ）のような予め定められた時間関数となるようにク
ラッチ制御装置（１１）によりクラッチレリーズ装置（
ｌＯ）のモータ（１４）が制御され、クラッチ（１５）
が接続状態になる。

また、上記のようにＤレンジで停車している状態でブレ
ーキをオフにした場合、同時にアクセルがオンになれば
、次のように、急発進を行なう。すなわち、まず、アク
セルに応答してエンジン回転数が上昇するが、アクセル
ふかし過ぎ防止のため、上限値をたとえば２００　Ｏｒ
ｐｍに設定する。そして、回転速度差ΔＮが２０００か
ら０まで第３図（ｂ）のような予め定められた時間関数
となるようにクラッチ制御装置（１１）によりクラッチ
レリーズ装置（ｌＯ）のモータ（１４）が制御される。

たとえばＤレンジで２速で走行している場合、車両速度
に比ベエンジン回転数が所定値以上になれば、次のよう
に、シフトアップが行なわれる。すなわち、まず、クラ
ッチレリーズ装置（ｌＯ）により、クラッチ（１５）が
接続状態から切断状態に切換えられる。そして、変速操
作の最適値までエンジン回転数を下げたのち（たとえば
ＮＥ−１５００）、アクチュエータ（１２）により２速
から３速への変速が行なわれる。そして、回転速度差Δ
Ｎが第３図（Ｃ）のような予め定められた時間関数とな
るようにクラッチ制御装置（１１）によりクラッチレリ
ーズ装置（１０）のモータ（１４）が制御される。

また、たとえばＤレンジで３速セ走行している場合に車
両速度を上げようとアクセルを踏みこんだとき、アクセ
ル開度に比ベエンジン回転数が所定値以下になれば、次
のように、シフトダウンがなされて、急加速が行なわれ
る。すなわち、まず、クラッチレリーズ装置（ｌＯ）に
より、クラッチ（１５）が接続状態から切断状態に切換
えられる。そして、変速操作の最適値までエンジン回転
数を上げたのち（たとえばＮＥ−１５００）、アクチュ
エータ（１２）により３速から２速への変速が行なわれ
る。そして、回転速度差ΔＮが第３図（ｄ）のような予
め定められた時間関数となるようにクラッチ制御装置（
１１）によりクラッチレリーズ装置（ｌＯ）のモータ（
１４）が制御される。

Ｄレンジで走行中にたとえば３速から２速に減速する場
合、まず、ブレーキがオンになり、一定速度まで減速さ
れたのち、クラッチレリーズ装置（１０）によりクラッ
チ（１５）が接続状態から切断状態まで切換えられ、ア
クチュエータ（１２）により３速から２速への変速が行
なわれる。このとき、エンジン回転数は、クラッチ（１
５）が切断され、かつアクセルがオフとなっているので
、アイドリング回転数まで下がっている（ＮＥ−８００
）。そして、回転速度差ΔＮが第３図（ｅ）のような予
め定められた時間関数となるようにクラッチ制御装置（
１１）によりクラッチレリーズ装置（ｌＯ）のモータ（
１４）が制御される。

Ｄレンジで走行中に２速から１速に減速する場合も、上
記とほぼ同様に、アクチュエータ（１２）により２速か
ら１速への変速が行なわれる。

そして、回転速度差ΔＮが第３図（ｆ）のような予め定
められた時間関数となるようにクラッチ制御装置（１１
）によりクラッチレリーズ装置（１０）のモータ（１４
）が制御される。

上記において、回転速度差ΔＮは、クラッチ制御装置（
１１）のマイクロコンピュータにより、回転速度センサ
（３６）（３７）の出力にもとづいて計算される。第３
図の時間は、クラッチトルクセンサ（３９）によりクラ
ッチ（■５）の接触を検知したときを始点（０）とし、
別に設けられたカウントにより時間が計時される。また
、第３図の時間関数は、スロットル開度センサ（４１Ｌ
吸気センサ（４２）および排気センサ（４３）により出
力指標を検出して、駆動側回転速度、被駆動側回転速度
およびそれらの時間変化率とともに、これをパターン決
定の１つの要素にする。各モードごとに理想的な状態を
実験的に求め、クラッチ制御装置（１１）のマイクロコ
ンピュータに記憶しておいてもよい。なお、個人差など
を考えて、１つのモードに複数のパターンを用意してお
くようにしてもよい。第３図のような関係にもとづくク
ラッチレリーズ装置（１１）の制御は、たとえば、一定
時間ごとに回転速度差ΔＮと時間ｔの関係をチエツクし
、これが同図のパターンからずれないように、変位セン
サ（４０）の出力などにもとづいてクラッチレリーズ装
置（ｌＯ）のモータ（１４）の回転方向、回転速度およ
び回転角を制御することにより行なわれる。また、モー
ドごとに、回転速度差ΔＮが所定の時間関数となるよう
に、モータ（１４）の回転をあらかじめパターン化して
おいてもよい。

上記の自動変速装置では、車両の種々のモードごとに回
転速度差Ｎと時間ｔの理想的な関係が設定されるので、
常に良好な変速フィーリングや発進フィーリングが得ら
れる。

上記実施例には、変速の必要の有無も自動的に決定する
自動変速装置を示したが、この発明は、運転者の手動変
速指令にもとづいてクラッチの断接と変速のみを自動的
に行なう半自動変速装置にも適用できる。

発明の効果 この発明の車両用変速装置によれば、クラッチレリーズ
装置に電動モータが用いられているので、クラッチ制御
装置からの電気信号によりこれを直接制御することがで
き、応答性および安定性が良い。また、クラッチ制御装
置が、駆動側と被駆動側の回転速度の差が予め定められ
た時間関数となるようにクラッチレリーズ装置の電動モ
ータを制御するので、変速フィーリングや発進フィーリ
ングを向上させ名ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す車両用自動変速装置の
ブロック図、第２図はクラッチおよびクラッチレリーズ
装置の部分を示す縦断面図、第３図は種々のモードごと
に記憶または計算決定されても）る回転速度差と時間の
関係の例を示すグラフである。 （１０）・・・クラッチレリーズ装置、（１１）・・・
クラッｆ−！ＩＪａ装Ｒ１＜１４＞−１１動モー　タ、
（１５）−クラッチ、（１Ｂ）・・・駆動側部分、（１
７）・・・被駆動側部分。 以上 （ａ） （ｂ） Ｏ１ （ｄ） 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電動モータの回転によりクラッチの断接を行なうクラッ
   チレリーズ装置と、クラッチを切断状態から接続状態に
   するときにクラッチの駆動側と被駆動側の回転速度を検
   出してこれらの差が予め定められた時間関数となるよう
   にクラッチレリーズ装置の電動モータを制御するクラッ
   チ制御装置とを備えている車両用変速装置。