(57)【要約】【課題】ガレージシフト時に、クラッチの接続ショックを抑制しつつ、クリープトルクを確保することができるクラッチ制御装置を提供すること。【解決手段】駆動源の動力を流体継手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クラッチ制御装置であって、シフト操作装置の非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出した場合に、流体継手のトルク伝達量を算出する算出部と、摩擦クラッチの伝達トルクが、トルク伝達量に応じて予め設定された所定値をトルク伝達量に加算した値となるように、摩擦クラッチを制御する制御部と、を備えるクラッチ制御装置。【選択図】図２
2018189153.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の動力を流体継手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クラッチ制御装置であって、
シフト操作装置の非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出した場合に、前記流体継手のトルク伝達量を算出する算出部と、
前記摩擦クラッチの伝達トルクが、前記トルク伝達量に応じて予め設定された所定値を前記トルク伝達量に加算した値となるように、前記摩擦クラッチを制御する制御部と、を備える
クラッチ制御装置。
【請求項２】
予め設定された前記切り換えからの経過時間と前記流体継手の出力側回転数との関係を記憶する記憶部をさらに備え、
前記所定値は、前記記憶部に記憶された前記関係に基づいて決定される
請求項１に記載のクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記関係は、時間の経過とともに前記出力側回転数がゼロに漸近するように設定されている
請求項２に記載のクラッチ制御装置。
【請求項４】
前記記憶部には、相異なる複数の前記関係が記憶されており、
前記所定値は、複数の前記関係の中から選択された所定の前記関係に基づいて決定される
請求項２または３に記載のクラッチ制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記切り換えを検出した場合に、前記伝達トルクをステップ的に上昇させて前記摩擦クラッチをスリップ状態とし、その後、前記トルク伝達量を算出しながら、前記伝達トルクが前記トルク伝達量に前記所定値を加算した値となるように、前記摩擦クラッチを制御する
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンからの動力を、流体継手および摩擦クラッチを介して車輪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）。特許文献１には、シフトレバーが非走行レンジから走行レンジへ切り換えられた時（以下、「ガレージシフト時」という。）に、クラッチを接続して流体継手のクリープ作用で車両を発進させることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のものでは、ガレージシフト時に、クラッチを素早く接続（完接）すると、クラッチの接続に伴って流体継手のタービン回転数が急減することに起因して、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、ガレージシフト時に、クラッチの接続に伴うショックを抑制しつつクラッチを素早く接続させて、流体継手のクリープ作用を早期に発生させることができるクラッチ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】
本発明に係るクラッチ制御装置は、駆動源の動力を流体継手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クラッチ制御装置であって、シフト操作装置の非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出した場合に、前記流体継手のトルク伝達量を算出する算出部と、前記摩擦クラッチの伝達トルクが、前記トルク伝達量に応じて予め設定された所定値を前記トルク伝達量に加算した値となるように、前記摩擦クラッチを制御する制御部と、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、ガレージシフト時に、クラッチの接続に伴うショックを抑制しつつ、クラッチを素早く接続させて、流体継手のクリープ作用を早期に発生させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態に係るクラッチ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】ガレージシフト時におけるクラッチ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】切り換えからの経過時間と流体継手の出力側回転数との関係の一例を示すマップ
【図５】切り換えからの経過時間と流体継手の出力側回転数との関係の一例を示すマップ
【図６】切り換えからの経過時間と流体継手の出力側回転数との関係の一例を示すマップ
【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】
流体継手２０は、車両１の発進時に用いられるものであり、車両１の発進時以外では、ロックアップクラッチ２３によりポンプ２１及びタービン２２が直結され、エンジン１０の駆動力がクラッチ３０に直接伝達される。
【００１６】
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。
【００１７】
クラッチ３０（本発明における「摩擦クラッチ」）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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。また、制御装置４０には、車両１の運転席に設けられたシフトレバー（本発明における「シフト操作装置」）で選択されたシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ１０４からの信号が入力される。
【００２１】
そして、制御装置４０は、シフトポジションセンサ１０４により、非走行レンジ（典型的には、Ｐ、Ｎレンジ）から走行レンジ（典型的には、Ｄ、Ｒレンジ）への切り換えを検出した場合に、クラッチ３０の係合力（クラッチ伝達トルク）を調整してクラッチ３０を完接させ、クリープトルクを発生させて車両１発進させる。
【００２２】
制御装置４０は、算出部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、算出部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、算出部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。
【００２３】
次に、図２のフローチャートを参照して、ガレージシフト時におけるクラッチ係合処理の流れについて説明する。図２に示す処理は、例えば、エンジン１０の運転中に所定の制御周期で実行される。
【００２４】
まず、ステップＳ１で、制御装置４０は、シフトポジションセンサ１０４からの信号に基づき、シフトポジションが非走行レンジから走行レンジへ切り換えられたか否かを判定する。
【００２５】
非走行レンジから走行レンジへの切り換えがない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。非走行レンジから走行レンジへの切り換えが行われた場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２へ進む。
【００２６】
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を半クラッチ状態にする。具体的には、制御装置４０は、クラッチ３０のクラッチ伝達トルクＴＣＬの目標値を、クラッチ３０にスリップが生じる程度の値（ＴＣＬＴ）に設定し、クラッチ３０のクラッチ伝達トルク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制御する。
【００２７】
続くステップＳ３で、制御装置４０（具体的には、算出部４１）は、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔを算出する。ここで、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔを算出する手法について簡単に説明する。
【００２８】
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。
【００２９】
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）
【００３０】
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、式（１）を用いて流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔを算出する。
【００３１】
ステップＳ３に続くステップＳ４で、制御装置４０は、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔに、所定の上乗せトルクＴｍを加算した値を、クラッチ３０のクラッチ伝達トルクＴＣＬの目標値ＴＣＬＴ１として設定し、クラッチ３０のクラッチ伝達トルクＴＣＬがＴＣＬＴ１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制御する。
【００３２】
ここで、上乗せトルクＴｍについて説明する。本実施形態では、非走行レンジから走行レンジへの切り換えからの経過時間と、流体継手２０の出力側（つまり、クラッチ３０の入力側）の回転数であるタービン回転数ＮＴとの関係を予め規定しておき、この関係に基づいて上乗せトルクＴｍを設定している。
【００３３】
具体的には、制御装置４０の記憶部４３には、エンジン１０がアイドル状態で、非走行レンジから走行レンジへの切り換えが行われた場合の、切り換えからの経過時間とタービン回転数ＮＴとの関係を規定するマップが記憶されている。
【００３４】
なお、記憶部４３には、このようなマップが複数記憶されている。一例として、図４に示すものは、ショックの抑制とクリープトルク発生までの時間短縮の両立を図った態様である。また、一例として、図５に示すものは、ショックをある程度許容して早期にクリープトルクを発生させる態様である。また、一例として、図６に示すものは、クリープトルクが発生するまである程度の時間を要するが、ショックの発生を極力避ける態様である。
【００３５】
いずれの態様においても、ショックを抑制するために、経過時間とタービン回転数ＮＴとの関係は、時間の経過とともに前記出力側回転数がゼロに漸近するように設定されている（図４〜図６を参照）。
【００３６】
ここでは、図４に示すマップを例として説明を行う。図４には、上述の関係が成立するようにクラッチ伝達トルクＴＣＬを制御した場合の、切り換えからの経過時間と、クラッチ伝達トルクＴＣＬとの関係が示されている。
【００３７】
さらに、図４には、エンジン回転数ＮＥ、タービン回転数ＮＴおよび速度比ｅと容量係数ｃとの関係から算出されたトルク伝達量Ｔｔが示されている。そして、クラッチ伝達トルクＴＣＬから、トルク伝達量Ｔｔを減算することにより、上乗せトルクＴｍが算出される。
【００３８】
上述のステップＳ３およびステップＳ４において、制御装置４０は、このようにして得られたトルク伝達量Ｔｔと上乗せトルクＴｍとの関係から、その時点における流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔに対応する上乗せトルクＴｍを決定する。
【００３９】
続くステップＳ５で、制御装置４０は、クラッチ３０の半クラッチ状態が解消したか（クラッチ３０が完接状態となったか）否かを判定する。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とが一致した場合に、クラッチ３０が完接状態となったと判断する。
【００４０】
クラッチ３０が完接状態でない場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理はステップＳ３に戻り、ステップＳ３およびステップＳ４の処理を繰り返す。すなわち、その時点における流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔを算出しながら、クラッチ３０のクラッチ伝達トルクＴＣＬを、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔに上乗せトルクＴｍを加算した値となるように制御する。一方、クラッチ３０が完接状態となったら（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理を終了する。
【００４１】
ここで、切り換えからの経過時間とタービン回転数ＮＴとの関係に違いにより、上乗せトルクＴｍがどのように変化するかについて、簡単に説明する。
【００４２】
上述の図５に示す例は、図４に示す例に比べ、短時間でタービン回転数ＮＴがゼロまで減少している。この場合、図５に示すように、タービン回転数ＮＴをより早く減少させるために、クラッチ伝達トルクＴＣＬは、トルク伝達量Ｔｔよりもかなり高い状態で推移する必要がある。そのため、上乗せトルクＴｍは、図４に示す例の場合に比べ、大きいものとなる。
【００４３】
一方、図６に示す例は、図４に示す例に比べ、時間に対するタービン回転数ＮＴの減少度合いが少ない。このような関係を成立させるためには、図６に示すように、クラッチ伝達トルクＴＣＬは、トルク伝達量Ｔｔより少し高い状態で推移する必要がある。そのため、上乗せトルクＴｍは、図４に示す例の場合に比べ、小さいものとなる。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態に係るクラッチ制御装置によれば、シフトレバーの非走行レンジから走行レンジへの切り換えを検出した場合に、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔを算出し、クラッチ３０のクラッチ伝達トルクＴＣＬが、流体継手２０のトルク伝達量Ｔｔに、所定の上乗せトルクＴｍを加算した値となるように、クラッチ３０を制御する。
【００４５】
そのため、ガレージシフト時に、クラッチの接続に伴うショックを抑制しつつ、クラッチを素早く接続させて、流体継手のクリープ作用を早期に発生させることができる。
【００４６】
また、本実施形態に係るクラッチ制御装置によれば、シフトレバーの切り換えからの経過時間とタービン回転数ＮＴとの関係を、時間の経過とともにタービン回転数ＮＴがゼロに漸近するように予め規定しておき、上乗せトルクＴｍを、この関係に基づいて決定する。そのため、クラッチの接続に伴うショックを好適に抑制することができる。
【００４７】
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、ロックアップクラッチは省略されても構わない。また、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「流体継手」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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
また、上述の実施形態では、シフト操作装置として、シフトレバー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、シフト操作装置は押しボタン式でもよいし、シフト操作を音声認識により実行するものでも構わない。シフト操作装置は、駆動源からの動力を車輪に伝達しない状態から伝達する状態へ切り換える指令を行えるものであれば、形式は問わない。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明のクラッチ制御装置は、ガレージシフト時にショックの抑制とクリープトルク発生までの時間短縮の両立が要求される車両に好適に用いられる。
【符号の説明】
【００５２】
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  算出部
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
１０４  シフトポジションセンサ
【図１】
2018189153.tif 000003
【図２】
2018189153.tif 000004
【図３】
2018189153.tif 000005
【図４】
2018189153.tif 000006
【図５】
2018189153.tif 000007
【図６】
2018189153.tif 000008