(57)【要約】【課題】ロックアップクラッチを係合する際の係合ショックを抑制することができる駆動力制御装置を提供すること。【解決手段】駆動源の動力をロックアップクラッチ付きの流体伝動装置および摩擦クラッチを介して車輪に伝達する車両に用いられる駆動力制御装置であって、ロックアップクラッチの係合要求の有無を判定する判定部と、係合要求があった場合に、摩擦クラッチの伝達トルクを、ロックアップクラッチの係合完了によって摩擦クラッチがスリップする第１の伝達トルクまで低下させ、その後ロックアップクラッチを係合させる制御部と、を備える駆動力制御装置。【選択図】図２
2018179096.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の動力をロックアップクラッチ付きの流体伝動装置および摩擦クラッチを介して車輪に伝達する車両に用いられる駆動力制御装置であって、
前記ロックアップクラッチの係合要求の有無を判定する判定部と、
前記係合要求があった場合に、前記摩擦クラッチの伝達トルクを、前記ロックアップクラッチの係合完了によって前記摩擦クラッチがスリップする第１の伝達トルクまで低下させ、その後ロックアップクラッチを係合させる制御部と、を備える
駆動力制御装置。
【請求項２】
前記第１の伝達トルクは、前記係合要求があった時点における前記流体継手のトルク伝達量に基づいて決定される、
請求項１に記載の駆動力制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記摩擦クラッチがスリップしたときに前記ロックアップクラッチの係合が完了したと判断する、
請求項１または２に記載の駆動力制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記ロックアップクラッチの係合が完了した後、前記摩擦クラッチのスリップ状態が解消するように、前記駆動源および前記摩擦クラッチの少なくとも一方を制御する、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載の駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンからの動力を、ロックアップクラッチ付きの流体伝動装置（典型的には、トルクコンバータ）および摩擦クラッチを介して変速機に伝達する車両が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１１７０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の車両では、摩擦クラッチを係合した状態で、ロックアップクラッチの係合が行われると、流体伝動装置の入力側と出力側との回転数が一致していない状態でロックアップクラッチを係合する際に、係合ショックが発生するという問題があった。
【０００５】
本発明の目的は、ロックアップクラッチを係合する際の係合ショックを抑制することができる駆動力制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る駆動力制御装置は、駆動源の動力をロックアップクラッチ付きの流体伝動装置および摩擦クラッチを介して車輪に伝達する車両に用いられる駆動力制御装置であって、前記ロックアップクラッチの係合要求の有無を判定する判定部と、前記係合要求があった場合に、前記摩擦クラッチの伝達トルクを、前記ロックアップクラッチの係合完了によって前記摩擦クラッチがスリップする第１の伝達トルクまで低下させ、その後ロックアップクラッチを係合させる制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る駆動力制御装置によれば、ロックアップクラッチを係合する際の係合ショックを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係る駆動力制御装置が搭載された車両の全体構成を示すスケルトン図
【図２】ロックアップクラッチの係合処理の流れを示すフローチャート
【図３】流体継手における速度比と容量係数との関係の一例を示す図
【図４】ロックアップクラッチの係合処理における各パラメータの推移を示すタイムチャート
【図５】比較例における各パラメータの推移を示すタイムチャート
【図６】比較例における各パラメータの推移を示すタイムチャート
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。
【００１０】
まず、図１を参照して、車両１の全体構成について説明する。
【００１１】
車両１は、駆動源１０と、流体継手２０と、クラッチ３０とを備えている。そして、クラッチ３０の出力側に、不図示の機械式変速機、プロペラシャフト、デファレンシャルおよびドライブシャフトを介して、車輪（駆動輪）が動力伝達可能に連結されている。
【００１２】
駆動源１０は、例えばディーゼルエンジンである。なお、駆動源１０は、ガソリンエンジン、電動機等でも構わない。なお、本実施形態では、駆動源１０がディーゼルエンジンであるとして説明を行う。以下の説明において、駆動源１０をエンジン１０と呼ぶ。
【００１３】
エンジン１０の出力回転数および出力トルクは、制御装置４０によって燃料噴射量が制御されることにより、調整される。エンジン１０の出力軸１１には、エンジン１０のエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ１０１が設けられている。
【００１４】
流体継手２０（本発明の「流体伝動装置」に相当）は、エンジン１０の出力軸１１に接続されたポンプ２１と、ポンプ２１に対して対向配置され、クラッチ３０の入力側に接続されたタービン２２と、ポンプ２１とタービン２２とを直結するロックアップクラッチ２３とを備える。
【００１５】
ロックアップクラッチ２３の断接は、制御装置４０によって制御される。流体継手２０のタービン軸２４には、タービン２２のタービン回転数ＮＴを検出するタービン回転数センサ１０２が設けられている。
【００１６】
クラッチ３０（本発明の「摩擦クラッチ」に相当）は、複数の入力側クラッチ板３１および複数の出力側クラッチ板３２を有する油圧作動式の湿式多板クラッチである。入力側クラッチ板３１は、流体継手２０のタービン軸２４と一体回転する。
【００１７】
出力側クラッチ板３２は、変速機の入力軸５１と一体回転する。変速機の入力軸５１には、クラッチ３０の出力側のクラッチ出力回転数ＮＣを検出するクラッチ出力回転数センサ１０３が設けられている。
【００１８】
クラッチ３０は、不図示のリターンスプリングによって断方向に付勢されており、ピストン３３の作動油室に制御油圧が供給されることでピストン３３が移動して、入力側クラッチ板３１および出力側クラッチ板３２を圧接することで接とされる。クラッチ３０が接とされることで、エンジン１０の動力が機械式変速機に伝達される。クラッチ３０の断接は、制御装置４０によって制御される。
【００１９】
制御装置４０は、エンジン１０の制御、ロックアップクラッチ２３の断接制御、クラッチ３０の断接制御等の各種制御を行う。特に、制御装置４０は、ロックアップクラッチ２３の係合要求があった場合に、クラッチ３０の係合力（伝達トルク）を低下させて、ロックアップクラッチ２３の係合を行わせる。
【００２０】
制御装置４０は、判定部４１、制御部４２および記憶部４３を機能要素として備える。なお、本実施形態では、判定部４１、制御部４２および記憶部４３を制御装置４０に含まれるものとして説明するが、判定部４１、制御部４２および記憶部４３は、制御装置４０とは別体のハードウェアに設けることもできる。
【００２１】
次に、図２のフローチャートを参照して、ロックアップクラッチ２３を係合させる制御処理について説明する。図２に示す処理は、例えば、車両走行中に所定の制御周期で実行される。
【００２２】
まず、ステップＳ１で、制御装置４０（具体的には、判定部４１）は、ロックアップクラッチ２３の係合要求の有無を判定する。この判断は、例えば、流体継手２０の速度比ｅ（タービン回転数ＮＴ／エンジン回転数ＮＥ）等を検出することにより行うことができる。具体的には、例えば、流体継手２０の速度比ｅが１に近い所定の速度比範囲にある場合に、ロックアップクラッチ２３の係合要求があると判断することができる。
【００２３】
ロックアップクラッチ２３の係合要求がない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。一方、ロックアップクラッチ２３の係合要求があった場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２へ進む。
【００２４】
ステップＳ２で、制御装置４０（具体的には、制御部４２）は、クラッチ３０の係合力を低下させる。具体的には、制御装置４０は、クラッチ３０の係合力の目標値ＴＣＬＴ（本発明の「第１の伝達トルク」に相当）を設定し、クラッチ３０の係合力ＴＣＬがＴＣＬＴになるように、ピストン３３の作動油室へ供給する制御油圧をフィードバック制御する。クラッチ３０の係合力の目標値ＴＣＬＴは、以下のようにして設定される。
【００２５】
制御装置４０の記憶部４３には、流体継手２０における速度比ｅと容量係数ｃとの関係を表すマップが記憶されている。この関係は、流体継手ごとに決まる既定値である。図３に、速度比ｅと容量係数ｃとの関係を表すマップの一例を示す。
【００２６】
流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔ（すなわち、タービントルク）は、容量係数ｃと、エンジン回転数ＮＥとを用いて、次式（１）によって求められる。
Ｔｔ＝ｃ・ＮＥ２  ・・・（１）
【００２７】
制御装置４０は、エンジン回転数センサ１０１によって検出したエンジン回転数ＮＥ、タービン回転数センサ１０２によって検出したタービン回転数ＮＴ、および記憶部４３に記憶されている速度比ｅと容量係数ｃとの関係から、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔを算出する。そして、制御装置４０は、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔに、所定の余裕トルクＴｍを加算した値を、クラッチ３０の係合力の目標値ＴＣＬＴとして設定する。
【００２８】
ここで、余裕トルクＴｍについて簡単に説明する。本実施形態では、クラッチ３０の係合力を低下させた結果、ロックアップクラッチ２３を係合する前にクラッチ３０がスリップし始めることがないように、余裕トルクＴｍを設定している。
【００２９】
余裕トルクＴｍが大きいほど、ロックアップクラッチ２３が係合完了した際の係合ショックが大きくなる。そのため、余裕トルクＴｍは、ロックアップクラッチ２３の係合ショックに対する乗員のフィーリングを考慮して実験的に決められる。余裕トルクＴｍは、ゼロでもよい。
【００３０】
ステップＳ３で、制御装置４０は、ピストン３３の作動油室へ供給する制御油圧に基づき、クラッチ３０の係合力がＴＣＬＴまで低下したか否かを判定する。
【００３１】
クラッチ３０の係合力がＴＣＬＴまで低下していない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ３の処理を繰り返す（より詳細には、制御装置４０は、ピストン３３の作動油室へ供給する制御油圧のフィードバック制御を続行する）。一方、クラッチ３０の係合力がＴＣＬＴまで低下した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４へ進む。
【００３２】
ステップＳ４で、制御装置４０は、ロックアップクラッチ２３を係合させる。
【００３３】
続くステップＳ５で、制御装置４０は、ロックアップクラッチ２３の係合が完了したか否かを判定する。本実施形態において、制御装置４０は、クラッチ３０においてスリップが発生したことをもって、ロックアップクラッチ２３の係合が完了したと判断する。
【００３４】
具体的には、制御装置４０は、タービン回転数センサ１０２によって検出したタービン回転数ＮＴと、クラッチ出力回転数センサ１０３によって検出したクラッチ出力回転数ＮＣとを比較し、タービン回転数ＮＴとクラッチ出力回転数ＮＣとが一致しなくなった場合に、ロックアップクラッチ２３の係合が完了したと判断する。
【００３５】
ロックアップクラッチ２３の係合が完了していない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、ステップＳ５の処理を繰り返す。一方、ロックアップクラッチ２３の係合が完了した場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理はステップＳ６へ進む。
【００３６】
ステップＳ６で、制御装置４０は、クラッチ３０を係合させる（クラッチ３０のスリップを解消させる）。例えば、制御装置４０は、エンジン１０を制御して、クラッチ３０のスリップを解消させる。具体的には、制御装置４０は、エンジン回転数ＮＥ（＝タービン回転数ＮＴ）をクラッチ出力回転数ＮＣと一致させて、クラッチ３０のスリップを解消させる。
【００３７】
また、例えば、制御装置４０は、クラッチ３０の係合力を制御して、クラッチ３０のスリップを解消させる。具体的には、制御装置４０は、クラッチ伝達可能トルクがエンジントルクより大きくなるようにクラッチ３０の係合力を増加させて、クラッチ３０のスリップを解消させる。なお、エンジン１０の制御とクラッチ３０の制御を組み合わせて用いることもできる。
【００３８】
次に、図４のタイムチャートを参照して、エンジン回転数ＮＥ、タービン回転数ＮＴおよびクラッチ出力回転数ＮＣの推移について説明する。また、図４には、クラッチ３０の係合力（クラッチ伝達トルク）ＴＣＬも示されている。なお、図４に示す例では、理解を容易にするため、エンジン回転数ＮＥは一定に保たれていると仮定する。
【００３９】
時刻ｔ１まで、流体継手２０は流体伝動状態であり、かつ、クラッチ３０は完全係合状態である。そのため、タービン回転数ＮＴは、エンジン回転数ＮＥより低く、かつ、クラッチ出力回転数ＮＣと等しい。
【００４０】
時刻ｔ１で、ロックアップクラッチ２３の係合要求があると、クラッチ３０の係合力ＴＣＬが目標値ＴＣＬＴへ向けて低下させられる。なお、この時点でクラッチ３０はスリップしていないので、クラッチ出力回転数ＮＣはタービン回転数ＮＴと等しい。
【００４１】
時刻ｔ２で、クラッチ３０の係合力ＴＣＬが目標値ＴＣＬＴまで低下すると、時刻ｔ３で、ロックアップクラッチ２３が係合させられる。なお、図４では、時刻ｔ２と時刻ｔ３との間に所定の時間間隔を設けているが、この時間間隔は必ずしも必要なものではない。
【００４２】
本実施形態では、時刻ｔ３で、制御装置４０からロックアップクラッチ２３の係合指令が出力されると、その直後に、ロックアップクラッチ２３の係合が完了する。そして、ロックアップクラッチ２３経由のトルク伝達量が増大することに伴い、クラッチ３０がスリップする。
【００４３】
このとき、ロックアップクラッチ２３の係合完了によってロックアップクラッチ２３経由のトルク伝達量が急増し、ポンプ２１とタービン２２間の回転数差が急に変化するが、この回転数差はクラッチ３０のスリップで吸収されるため、ロックアップクラッチ２３の係合ショックは好適に抑制される。そのため、乗員のフィーリング悪化を好適に抑制することができる。
【００４４】
ここで、比較例として、ロックアップクラッチ２３の係合ショックを抑制するために、予めクラッチ３０をスリップさせた場合を考える。図５のタイムチャートは、比較例におけるエンジン回転数ＮＥ、タービン回転数ＮＴおよびクラッチ出力回転数ＮＣの推移を示すものである。
【００４５】
時刻ｔ１１で、ロックアップクラッチ２３の係合要求があると、クラッチ３０の係合力ＴＣＬは、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔ未満のＴＣＬＣまで低下させられる。そのため、時刻ｔ１２より少し手前で、クラッチ３０の係合力ＴＣＬはＴＣＬＣまで低下し、クラッチ３０はスリップし始める。ロックアップクラッチ２３の係合指令が出力される時刻ｔ１３では、クラッチ３０はスリップ状態である。
【００４６】
ロックアップクラッチ２３の係合指令を出力する前に予めクラッチ３０をスリップさせておくと、クラッチ３０の状態からロックアップクラッチ２３の係合完了を判断することができない。そのため、例えば、エンジン回転数ＮＥと、タービン回転数ＮＴとが一致したことでロックアップクラッチ２３の係合完了を判断する。
【００４７】
図５に示す例では、時刻ｔ１３でロックアップクラッチ２３の係合指令が出力された後に、エンジン回転数ＮＥと、タービン回転数ＮＴとが一致している。そのため、制御装置４０は、そのタイミングで、ロックアップクラッチ２３の係合が完了したと判断している。
【００４８】
比較例において発生する可能性がある問題点について、図６を参照して説明する。
【００４９】
時刻ｔ２１で、クラッチ３０の係合力ＴＣＬを低下すると、時刻ｔ２２より少し手前でクラッチ３０の係合力ＴＣＬはＴＣＬＣまで低下する。このとき、クラッチ３０の係合力ＴＣＬの低下に伴い、タービン回転数ＮＴが急上昇し、ロックアップクラッチ２３の係合指令が出力されるより前に（時刻ｔ２４で）、エンジン回転数ＮＥと、タービン回転数ＮＴとが一致してしまう場合がある。
【００５０】
この場合、時刻ｔ２４でロックアップクラッチ２３が係合完了したと判断される。そして、例えば、クラッチ３０のスリップ状態を解消するようにクラッチ３０の係合力が増加させられる。クラッチ３０の係合力の増加により、タービン回転数ＮＴは、再びクラッチ出力回転数ＮＣと同期する。
【００５１】
その後、時刻ｔ２２より少し手前でクラッチ３０の係合力ＴＣＬがＴＣＬＣまで低下したことに伴い、時刻ｔ２３でロックアップクラッチ２３の係合指令が出力される。この時点でクラッチ３０は大きな係合力で係合している。そのため、ロックアップクラッチ２３の係合完了によってポンプ２１とタービン２２間の回転数差が急に変化するのに伴い、大きな係合ショックが発生する。
【００５２】
一方、本実施形態によれば、上述のとおり、ロックアップクラッチ２３の係合完了を誤判定するおそれはない。また、ロックアップクラッチ２３の係合完了によってポンプ２１とタービン２２間の回転数差が急に変化する分は、クラッチ３０のスリップで確実に吸収される。そのため、ロックアップクラッチ２３の係合ショックを好適に抑制することができ、乗員のフィーリング悪化を好適に抑制することができる。
【００５３】
以上説明したように、本実施形態に係る駆動力制御装置によれば、ロックアップクラッチの係合要求があった場合に、摩擦クラッチの伝達トルクを、ロックアップクラッチの係合完了によって摩擦クラッチがスリップする程度まで低下させ、その後ロックアップクラッチを係合させるようにした。
【００５４】
そのため、ロックアップクラッチの係合完了によるロックアップクラッチ経由のトルク伝達量の急増に伴うポンプ２１とタービン２２間の回転数差の急な変化は、摩擦クラッチのスリップで吸収されるため、ロックアップクラッチの係合ショックが好適に抑制される。
【００５５】
また、本実施形態に係る駆動力制御装置によれば、摩擦クラッチがスリップしたときにロックアップクラッチの係合が完了したと判断するようにした。そのため、ロックアップクラッチの係合完了を正確に判断することができる。
【００５６】
なお、上述の実施形態では、駆動源と摩擦クラッチとの間にロックアップクラッチ付き流体継手を介在させた構成を例に説明を行ったが、これに限定されない。具体的には、例えば、流体継手に代えて、トルクコンバータを用いてもよい。本発明の「流体伝動装置」という記載は、流体継手およびトルクコンバータを含む動圧形の流体伝動装置を指す広い意味で用いている。
【００５７】
また、上述の実施形態では、自動機械式変速装置（いわゆるＡＭＴ）を例に説明を行ったが、これに限定されず、例えば、駆動源からの動力を第１または第２の摩擦クラッチを介して選択的に出力軸へ伝達するデュアルクラッチトランスミッション（いわゆるＤＣＴ）でもよい。
【００５８】
また、上述の実施形態では、摩擦クラッチと車輪との間に機械式変速機を備えるものを例に説明を行ったが、これに限定されない。具体的には、例えば、摩擦クラッチと車輪との間に無段変速機（ベルト式、トロイダル式、油圧式等の形式は問わない）を設けてもよい。また、例えば、摩擦クラッチを、オートマチックトランスミッション（いわゆるＡＴ）を構成する摩擦クラッチとしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明の駆動力制御装置は、流体伝動装置の入出力回転数差がある状態でロックアップクラッチを係合させる車両に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００６０】
１  車両
１０  エンジン
１１  出力軸
２０  流体継手
２１  ポンプ
２２  タービン
２３  ロックアップクラッチ
２４  タービン軸
３０  クラッチ
３１  入力側クラッチ板
３２  出力側クラッチ板
３３  ピストン
４０  制御装置
４１  判定部
４２  制御部
４３  記憶部
５１  入力軸
１０１  エンジン回転数センサ
１０２  タービン回転数センサ
１０３  クラッチ出力回転数センサ
【図１】
2018179096.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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