JPH084796A - クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】クラッチ出力軸の回転数検出器の信号系統に故
障等の異常が発生した場合にも、クラッチの滑りを防止
し、適確な同期制御を可能とするフェイルセイフ機構を
備えた無段変速機のクラッチ制御装置の提供。 【構成】エンジン回転数検出器と、クラッチ出力軸回転
数検出器と、アクセルペダル・オン／オフ検出装置と、
スロットル開度検出器と、を備え、シフト位置が走行可
能位置にある時、アクセルペダルオン／オフ検出装置が
アクセル・オン状態を示す場合において、クラッチ出力
回転数の異常を検出した場合、スロットル開度をパラメ
ータとしてエンジン回転数を推定し、エンジン回転数
が、推定値より大きい時はクラッチを直結させ、推定値
以下の時にはスロットル開度とエンジン回転数に基づき
クラッチを係合制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両用のクラッチの制
御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のベルト式無段変速機において、ク
ラッチを係合させる場合、クラッチの入出力軸回転数に
より同期を判定してクラッチを直結状態とする制御が行
なわれている。

【０００３】より詳細には、クラッチ制御装置は、クラ
ッチ伝達トルクが、図４に示すように、エンジン回転数
検出器からの出力信号であるエンジン回転数とスロット
ル開度検出器からの出力信号であるスロットル開度の関
数により決定されるものとなるようにクラッチ圧力を制
御し、エンジン回転数検出器から出力されるエンジン回
転数と、クラッチ出力軸回転検出器から出力されるクラ
ッチ出力軸回転数が等しくなったとき（即ち同期状態に
あるとき）、図４の点線に示すように、クラッチ制御圧
力を最大の圧力にまで上昇させクラッチの伝達トルクが
最大となる位置で保持する（例えば特開平５−２０２９
４９号公報参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
クラッチ制御装置において、万が一にもクラッチ出力軸
回転検出器の信号系統の断線又は短絡等の異常により、
クラッチ出力軸回転数の入力なき時には、クラッチ出力
軸は回転していないものとみなされ、例えばクラッチ出
力軸回転数が零の場合、エンジン回転数とクラッチ出力
軸の回転数は等しくなり得ず、このためクラッチの同期
制御が不可能になる。

【０００５】クラッチの入力軸と出力軸の回転数の同期
が判定できない状態のもと、例えばクラッチのすべり率
が９５％において、クラッチ制御圧力を最大の圧力にま
で上昇させクラッチ伝達トルクを最大に保持することな
く、クラッチをすべり状態のまま車両の走行を続けた場
合、クラッチ板が焼け、更にはクラッチ板が溶着してし
まい、クラッチが解放不能となるという事態さえ生じ
る。

【０００６】したがって、本発明は前記問題点を解消
し、エンジン回転数とクラッチ出力軸回転数との同期を
判定して、クラッチの係合制御を行なう無段変速機のク
ラッチ制御装置において、クラッチ出力軸の回転数検出
器の信号系統に故障等の異常が発生した場合にも、クラ
ッチの滑りを防止し、適確な同期制御を可能とするフェ
イルセイフ機構を備えたクラッチ制御装置を提供するこ
とを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、エンジンとクラッチを介して結合された
無段変速機のクラッチ制御装置において、少なくともエ
ンジンの回転数を検出するセンサと、クラッチ出力の回
転数を検出するセンサと、アクセルペダル・オン／オフ
検出器と、スロットル開度検出器と、を備え、シフト位
置が走行可能位置にある時、アクセルペダルオン／オフ
検出器がアクセル・オン状態を示す場合において、クラ
ッチ出力回転数の異常を検出した場合、スロットル開度
をパラメータとしてエンジン回転数を推定し、クラッチ
の係合制御を行なうことを特徴とするクラッチ制御装置
を提供する。

【０００８】また、本発明のクラッチ制御装置は、クラ
ッチ出力回転数の異常を検出した場合、エンジンの回転
数を検出するセンサからのエンジン回転数が、スロット
ル開度から推定されたエンジン回転数よりも大きいとき
に、クラッチを直結させるように制御する。

【０００９】さらに、本発明のクラッチ制御装置は、ク
ラッチ出力回転数の異常を検出した場合、エンジンの回
転数を検出するセンサからのエンジン回転数が、スロッ
トル開度から推定されたエンジン回転数以下のときに、
スロットル開度とエンジン回転数に基づきクラッチを係
合制御するものである。

【００１０】

【作用】上記構成のもと本発明のクラッチ制御装置にお
いては、アクセルオン状態で、クラッチ出力軸の回転数
検出器の信号系統の異常検出時に、スロットル開度検出
器の出力信号であるスロットル開度に基づき、所定のマ
ップ（スロットル開度と同期時のエンジン回転数の対応
を示す表又は関数）を参照して、同期時におけるエンジ
ン回転数を推定し、この推定値とエンジン回転数検出器
の出力信号である実際のエンジン回転数とを比較し、実
際のエンジン回転数の方が推定値よりも大きい場合、ク
ラッチの伝達トルクを最大とするようにクラッチ圧を制
御してクラッチを直結し、クラッチのすべりを防止する
ことが可能とされ、このため耐久性を向上させる。

【００１１】

【実施例】図面を参照して、本発明の実施例を説明す
る。

【００１２】図１は、本発明の一実施例の構成を示すブ
ロック線図である。同図において、図示左側の符号１は
エンジンの動力を不図示の駆動輪まで伝達する無段変速
機の伝動装置のスケルトン図を表わし、図示右側の制御
ブロックは無段変速機の油圧制御回路を表わしている。

【００１３】伝動装置１は、エンジンの出力軸にフライ
ホイールダンパ等を介して連結される入力軸２、多板ク
ラッチ３ａ及び多板ブレーキ３ｂより構成される発進用
クラッチ３、クラッチ３を介して入力軸２のトルクが伝
達されるドライブプーリ（駆動プーリ）４、ドリブンプ
ーリ（被駆動プーリ）５のトルクを減速して車軸に伝達
するディファレンシャルギア６から構成されている。

【００１４】また、入力軸２にはエンジンの回転数を検
出する回転センサ１１が備えられ、ドライブプーリ４及
びドリブンプーリ５にはそれぞれの回転数を検出する回
転センサ１２、１３が備えられ、更に、アクセルのオン
／オフ状態を検出する検出器１４、スロットル開度を検
出するセンサ１５、シフトポジションを識別するシフト
ポジション検出器１６が備えられ、これらセンサ等の出
力は制御回路２０に入力される。なお、クラッチ３の出
力軸の回転数は、ドライブプーリ４の回転センサ１２に
よって検出され、車両の速度は回転センサ１３によって
検出されたドリブンプーリ５の回転数と既知のディファ
レレンシャル比及び車輪径より算出される。なお、一般
の車輪の回転数を検出する車速センサより車速を算出す
ることもできる。

【００１５】次に、図１を参照して、油圧制御回路につ
いて説明すると、オイルポンプ２１から吐出される圧油
は、リダクションバルブ２３を介してクラッチ制御弁２
５の入力ポートに入力され、クラッチ制御弁２５は、ソ
レノイドバルブＳＯＬ３からの制御圧によってスプール
位置が移動され、油路Ｌ３からシフトバルブ２６を介し
て発進用クラッチ３へ出力されるクラッチ油圧の調節を
行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ３はノーマリオープン
のリニアソレノイドバルブであり、制御回路２０からの
信号により制御される。

【００１６】シフトバルブ２６は、シフト位置（Ｌ、
２、Ｄ、Ｎ、Ｒ、Ｐ）に応じて、スプール位置が可変さ
れてシフト位置に対応する油路を連絡し、クラッチ制御
弁２５からの油路Ｌ３からの圧油を多板クラッチ３ａ又
は多板ブレーキ３ｂの油圧サーボに作用させる。

【００１７】また、リダクションバルブ２３から圧油は
ソレノイドバルブＳＯＬ１に供給され、スプール弁から
構成される変速制御弁２４はソレノイドバルブＳＯＬ１
からの制御圧によって、ドライブプーリ４に出力する油
圧の調節を行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ１はノーマ
リオープンのリニアソレノイドバルブであり、制御回路
２０からの信号により制御される。より詳細には、制御
回路２０は、例えば車速とスロットル開度をパラメータ
として、ソレノイドバルブＳＯＬ１に制御信号を供給
し、ドライブプーリ４に出力する油圧を調節してプーリ
幅を可変させて変速比を制御し、所望の燃費、加速性能
を達成する。

【００１８】リダクションバルブ２３から圧油はソレノ
イドバルブＳＯＬ２に供給され、ライン圧を入力するレ
ギュレータバルブ２２はソレノイドバルブＳＯＬ２から
の制御圧によって、ドリブンプーリ５に出力する油圧の
調節を行なう。ソレノイドバルブＳＯＬ２はノーマリク
ローズのリニアソレノイドバルブであり、制御回路２０
からの信号により制御される。より詳細には、制御回路
２０は、ベルトスリップが生じないために必要なプーリ
の押圧力を、トルクと変速比に対応してマップから求
め、ソレノイドバルブＳＯＬ２に制御信号を供給し、ド
リブンプーリ５に出力する油圧を制御する。

【００１９】発進用クラッチ３は、クラッチ制御弁２５
からのクラッチ圧により多板クラッチ３ａが係合する
と、入力軸２と一体回転するサンギアＳａとキャリアＣ
ａとが直結され、これにより、入力軸２のトルクがキャ
リアＣａに直結したドライブプーリ４に減速比１で伝達
され、前進発進用クラッチとして作用する。

【００２０】又、クラッチ制御弁２５からのクラッチ圧
により多板ブレーキ３ｂが係合すると、リングギアＬｉ
がブレーキハウジングに固定され、これにより、入力軸
２のトルクがサンギアＳａからプラネタリピニオンに伝
達されてキャリアＣａが所定の減速比で逆転されること
となって、後進発進用クラッチとして作用する。

【００２１】Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｐ（パーキン
グ）レンジでは、クラッチ３ａとブレーキ３ｂはともに
解放状態とされ、エンジンのトルクはドライブプーリ４
に伝達されない。

【００２２】図２は、図１の伝達装置１の機構を示す断
面図である。前進用クラッチ３ａの油圧は、貫通孔１０
ａ、１０ｂを油路としてシリンダ８ａ、８ｂに導入さ
れ、係合時には油圧が増加されピストン９ａ、９ｂが摺
動して、交互に配設された複数の摩擦材とプレートを係
合させることで、エンジンからのトルクを発進用クラッ
チ３（多板クラッチ３ａ又は多板ブレーキ３ｂ）を介し
てドライブプーリ４に伝達する。尚、この発進用クラッ
チ３の伝達トルクは、ピストン９ａ、９ｂの押圧力によ
って決定される。

【００２３】また、図２において、ピストン４ｂ、５ｂ
はシリンダ４ａ、５ａにおいて軸方向に摺動してドライ
ブプーリ４、ドリブンプーリ５の可動部を押圧し、それ
ぞれのベルトの径を決定するプーリ幅４ｃ、５ｃを可変
に制御する。ドライブプーリ４の油圧Ｐ１は、油路Ｌ３
を通じて２室のシリンダ４ａに導入され、ピストン４ｂ
が摺動して所定値に設定される。ドリブンプーリ５の油
圧Ｐ２は、油路Ｌ４を通じてシリンダ５ａに導入され、
ピストン５ｂが摺動して所定値に設定される。Ｖベルト
（４ｄ、５ｄ）は、ドライブプーリ４及びドリブンプー
リ５に係合して、両者間で駆動力を伝達しており、各プ
ーリ溝幅の可変に応じて、Ｖ字型のベルト側部のプーリ
溝に対する係止位置が変わり、ドライブプーリ径及びド
リブンプーリ径に応じた変速比で駆動伝達している。

【００２４】ドライブプーリ径を最小にするには（プー
リ溝幅４Ｃは最大）、ノーマリオープンのリニアソレノ
イドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ１に供給され
る制御電流を最小（即ちオフ）として、シリンダ４ａに
出力されるドライブプーリ圧力Ｐ１を最小とし、ドライ
ブプーリ４の可動部及びピストン４ｂを図示右方向に移
動させてプーリ径を最小とする。

【００２５】また、ドライブプーリ径を最大にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最小）、ノーマリオープンのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ１の制
御電流を最大（即ちオン）として、シリンダ４ａに出力
されるドライブプーリ圧力Ｐ１を最大とし、ドライブプ
ーリ４の可動部及びピストン４ｂを図示左方向に移動さ
せてプーリ径を最大とする。

【００２６】一方、ドリブンプーリ径を最小にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最大）、ノーマリクローズのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ２の制
御電流を最大（即ちオン）として、シリンダ５ａに出力
されるドライブプーリ圧力Ｐ２を最小とし、ドリブンプ
ーリ５の可動部及びピストン５ｂを図示左方向に移動さ
せてプーリ径を最小とする。

【００２７】また、ドリブンプーリ径を最大にするには
（プーリ溝幅４Ｃは最小）、ノーマリクローズのリニア
ソレノイドバルブであるソレノイドバルブＳＯＬ２の制
御電流を最小（即ちオフ）として、シリンダ５ａに出力
されるドリブンプーリ圧力Ｐ２を最大とし、ドリブンプ
ーリ５の可動部及びピストン５ｂを図示右方向に移動さ
せてプーリ径を最大とする。

【００２８】従って変速比を最もロー側にする場合に
は、ドライブプーリ圧力Ｐ１は最小圧となり、ドリブン
プーリ圧力Ｐ２は最大圧となる。変速比を最もハイ側に
する場合は、ドライブプーリ圧力Ｐ１は最大圧となり、
ドリブンプーリ圧力Ｐ２は最小圧となる。尚、ソレノイ
ドバルブＳＯＬ１、ＳＯＬ２はオフとなっている。

【００２９】なお、ドライブプーリ圧力Ｐ１又はドリブ
ンプーリ圧力Ｐ２の最小・最大圧は、当然無段変速機の
設計によって具体的な数値は異なり、また車速ｖ、スロ
ットル開度Θ、トルクＴ等の走行状態によっても制御さ
れる。

【００３０】次に図３の流れ図を参照して、本発明に係
るクラッチ制御装置の動作を説明する。なお、図３に示
す処理は、ＥＣＵによる無段変速機の制御のうち、本発
明の主題に係るクラッチ制御に対応するものであり、制
御全体を司る不図示の主ルーチンのサブルーチンとして
表わされている。

【００３１】クラッチ制御処理において、まずシフトポ
ジション検出器からの検出信号によりレンジが走行可能
状態に設定されているか否かを判定する（ステップ１０
１）。レンジが走行可能状態でなければそのまま主ルー
チンに復帰する。

【００３２】レンジが、Ｄレンジ等走行可能位置にある
とき、アクセル・オン／オフ状態検出器１４からの信号
により、アクセルがオンか否かを判定する（ステップ１
０２）。

【００３３】アクセルがオンの場合、クラッチ３の出力
軸の回転数ＮＯ、即ちドライブプーリ４の回転数ＮＯを
検出するセンサ１２に異常を検知したか否かを判定する
（ステッフ１０３）。回転センサ１２の信号系統の断線
・短絡を検出した場合等、ドライブプーリ４の回転数が
入力されず零である場合等に異常と判定される。

【００３４】センサ１２の信号系統の異常が検知された
場合、スロットル開度を検出するセンサ１５から出力さ
れるスロットル開度Θの関数として、同期時のエンジン
回転数を推定し、この推定値ｆ（Θ）とエンジンの回転
センサ１１から出力される実際のエンジンの回転数Ｎｅ
とを比較する（ステップ１０４）。なお、エンジン回転
推定値ｆ（Θ）は、スロットル開度の値Θとこの値Θに
対して同期しているであろうエンジン回転数の予測値の
対応マップを参照して求められる。

【００３５】実際のエンジン回転数Ｎｅがエンジン回転
数の推定値ｆ（Θ）よりも大きい場合、エンジン回転数
は同期状態にあるものしてクラッチ３を直結させる（ス
テップ１０５）。即ち、クラッチの伝達トルクを最大と
するように、クラッチ制御弁２５からのクラッチ制御圧
を最大に上昇させるべくソレノイドバルブＳＯＬ３の制
御電流を最大とする。

【００３６】これに対して、実際のエンジン回転数Ｎｅ
がエンジン回転数の推定値ｆ（Θ）よりも小さいか等し
い場合、同期状態にあるとは判定せず、クラッチの伝達
トルクを直ちに最大に上昇させることはせずに、例えば
図４に示す線図に従い、クラッチの伝達トルクをスロッ
トル開度とエンジンの回転数の関数として制御する（ス
テップ１０６）。即ち、ソレノイドバルブＳＯＬ３に
は、スロットル開度Θとエンジン回転数Ｎｅの関数とし
て、制御回路２０から制御電流が供給される。

【００３７】次にステップ１０２において、アクセルが
オフ状態の場合、ソレノイドバルブＳＯＬ３へ供給する
制御電流を最小としてクラッチ制御弁２５からのクラッ
チ制御圧を最小とし、これによりクラッチ３が解放され
る（ステップ１０７）。

【００３８】また、ステップ１０３において、センサ１
２の信号系統に異常が検出されない場合（正常時）に
は、クラッチの入力軸と出力軸の回転数、即ちエンジン
回転数Ｎｅとドライブプーリ４の回転数ＮＯが等しいか
否かが判定され、これらが互いに等しい場合、クラッチ
を直結すべく、ソレノイドバルブＳＯＬ３の制御電流を
最大として、クラッチ制御弁２５からのクラッチ制御圧
を最大とする（ステップ１０８）。

【００３９】また、ステップ１０８の比較において、エ
ンジン回転数Ｎｅとドライブプーリ４の回転数ＮＯが一
致しない場合、例えば図４に示す線図に従い、クラッチ
の伝達トルクをスロットル開度とエンジンの回転数の関
数として制御する（ステップ１０６）。即ち、ソレノイ
ドバルブＳＯＬ３には、スロットル開度Θとエンジン回
転数Ｎｅの関数として、制御電流が供給される（ステッ
プ１０６）。

【００４０】なお、上記ステップ１０８、１０９は正常
作動時におけるクラッチ制御に係るものであり、本発明
の主題に直接係わるものではないが、全体の制御を明確
に示すために記載してある。

【００４１】また、レンジが走行可能位置にあり、且つ
アクセルがオフ状態の時に行なわれるステップ１０７の
処理において、アクセルオフを条件に直ちにクラッチ３
を解放することなく、例えば、特開平５−２０２９４９
号公報に開示されるように、車速が第１設定値以下の
時、エンジンの回転数とクラッチの伝達トルクの関数と
してクラッチ圧力を制御し、さらに車速が第２設定値以
下となった時には、クラッチの伝達トルクが略零となる
ようにクラッチの圧力を制御するようにしてもよいこと
は勿論である。

【００４２】本実施例において、クラッチ出力軸の回転
数が得られない場合にスロットル開度に基づき同期状態
にあると予想されるエンジン回転数を推定するためのマ
ップは、例えば、実験等により求めたデータにより作成
される他、正常作動時における同期時のエンジン回転数
とスロットル開度との関係を学習記憶し、これをマップ
として構成してもよい。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のクラッチ
制御装置によれば、クラッチ出力軸の回転数検出器の信
号系統の異常発生時において、クラッチ出力軸の回転数
が得られない場合にも、スロットル開度に基づき、同期
状態にあると予想されるエンジン回転数を推定して、ク
ラッチの係合制御を行なうことにより、クラッチのすべ
りを防止し、車両の安全性及び耐久性を特段に高めるも
のである。本発明によれば、同期状態にあると予想され
るエンジン回転数の推定値とエンジンの回転センサから
出力されるエンジン回転数の実測値とを比較し、実際の
エンジン回転数の方が推定値より大きい場合には、クラ
ッチの伝達トルクを最大とするようにクラッチ圧を制御
してクラッチを直結状態とするものであり、このため、
クラッチ出力軸の回転数が得られない状態においてもク
ラッチの同期判断を行なうことを可能とし、クラッチの
すべりを確実に回避し、且つ車両の安全性及び耐久性を
特段に高めるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のシステムの全体構成を示す
ブロック図である。

【図２】本発明の一実施例の無段変速機の伝動装置を示
す断面図である。

【図３】本発明のクラッチ制御装置の制御処理を示す流
れ図である。

【図４】従来のクラッチの制御方法の一例（特開平５−
２０２９４９号公報）を示す図である。

【符号の説明】

１ 伝動装置 ２ 入力軸 ３ クラッチ ３ａ 前進用クラッチ（多板クラッチ） ３ｂ 後進用クラッチ（多板ブレーキ） ４ ドライブプーリ ４ａ シリンダ ４ｂ ピストン ４ｃ プーリ幅 ５ ドリブンプーリ ５ａ シリンダ ５ｂ ピストン ５ｃ プーリ幅 ６ ディファレンシャルギア ７ フライホイルダンパー ８ａ、８ｂ シリンダ ９ａ、９ｂ ピストン １０ 貫通孔 １１ エンジン回転センサ １２ ドライブプーリ回転センサ １３ ドリブンプーリ回転センサ １４ アクセル・オン／オフ検出器 １５ スロットル開度センサ １６ シフトポジション検出器 １７ スロットル １８ エンジン ２０ 制御回路 ２１ オイルポンプ ２２ レギュレータバルブ ２３ リダクションバルブ ２４ 変速制御弁 ２５ クラッチ制御弁 ２６ シフトバルブ ＳＯＬ１，ＳＯＬ２，ＳＯＬ３ ソレノイドバルブ Ｌ１，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 油路 Ｓａ サンギア Ｃａ キャリア Ｌｉ リングギア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンとクラッチを介して結合された無
   段変速機のクラッチ制御装置において、 少なくともエンジン回転数検出器と、クラッチ出力軸回
   転数検出器と、アクセルペダル・オン／オフ検出器と、
   スロットル開度検出器と、を備え、 シフト位置が走行可能位置にある時に、前記アクセルペ
   ダルオン／オフ検出器がアクセル・オン状態を示す場合
   において、前記クラッチ出力軸回転数検出器の異常を検
   出した場合、前記スロットル開度検出器の出力信号であ
   るスロットル開度に基づき同期時のエンジン回転数を推
   定し、クラッチの係合制御を行なうことを特徴とするク
   ラッチ制御装置。
2. 【請求項２】前記クラッチ出力軸回転数検出器の異常を
   検出した場合、前記エンジン回転数検出器からのエンジ
   ン回転数が、前記スロットル開度から推定されたエンジ
   ン回転数よりも大きいときに、クラッチを直結させるよ
   う制御することを特徴とする請求項１記載のクラッチ制
   御装置。
3. 【請求項３】前記クラッチ出力軸回転数検出器の異常を
   検出した場合、前記エンジン回転数検出器からのエンジ
   ン回転数が、前記スロットル開度から推定されたエンジ
   ン回転数以下のときに、スロットル開度とエンジン回転
   数に基づきクラッチを係合制御することを特徴とする請
   求項１又は２記載のクラッチ制御装置。