JP2005098359A

JP2005098359A - 自動クラッチ制御装置

Info

Publication number: JP2005098359A
Application number: JP2003331705A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Tamaru; 大輔田丸
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2005-04-14
Anticipated expiration: 2023-09-24
Also published as: EP1519068A1; EP1519068B1; DE602004001647T2; DE602004001647D1; JP4581361B2

Abstract

【課題】
出力トルクの変動幅が大きな環境下においても好ましく用いることのできるクラッチ制御装置の提供。
【解決手段】
変動するエンジントルクに応じて算出・補正される係合量目標値を保持し、クラッチストロークの自動制御を行うクラッチ制御装置において、エンジン回転数を監視する第１のセンサと、エンジントルク変動要因項目として選択した項目（パラメータ）について監視する第２のセンサと、を備える。クラッチ制御装置は、前記第１のセンサから得られるエンジン回転数に基いて、前記係合量目標値を算出し、次いで、前記第２のセンサから得られるエンジントルク変動要因（パラメータ）値に基いて、前記係合量目標値の補正を行う。
【選択図】
図２

Description

本発明は、クラッチ機構の自動係合制御を行う自動クラッチ制御装置に関する。

従来技術の自動変速機のクラッチ制御装置においては、制御の対象となるクラッチの係合量について、エンジン回転数をパラメータとした１つ以上の関数発生器を用いて算出するものが知られている。例えば、特開平０９−１１２５８９号公報の図３の（ロ）、（ハ）に示されたように、エンジン回転数やインプットシャフト回転数に対応する係合量を求める係合量決定マップが示されている。このような係合量決定マップを保持するオートクラッチ制御装置においては、検出したエンジン回転数やインプットシャフト回転数を基に係合量が適切か否かを判断している。

特開平０９−１１２５８９号公報

しかしながら、エンジン回転数に対して、出力トルクの変動幅が大きな環境下においては、上記した制御方式では適切な係合量を判断できないという事態が生じうる。例えば、過給器付きエンジンにおいては、過給圧発生の応答遅れがあるため、上記した制御方式を用いたとしても、過給圧発生後のトルクの大きな変化を織り込むことができず、決定される係合量が小さすぎる（大きすぎる）等の問題点が発生し、クラッチ制御の安定性を確保できないことになる。更に、上記した公開公報の技術では、エンジン加速度を算出し、これをフィードバック項として、別途定めた係合量決定マップを基に、前記係合量決定マップから求めた係合量を補正することが提案されているが、上述の通り、エンジン回転数に対して、出力トルクの変動幅が大きな環境下においては、有効ではないといえる。

また、エンジン回転数等のパラメータより算出され得るエンジントルク推定値によって係合量を決定する方法も考えられるが、エンジントルク推定値と実際に出力されるエンジントルクとのずれ、および応答遅れに対して制御のロバスト性を確保することが困難である。

本発明は、上記した事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、エンジン回転数に対して、出力トルクの変動幅が大きな環境下においても好ましく用いることのできるクラッチ制御装置を提供することにある。

前記課題を解決するための手段を提供する本発明によれば、変動するエンジントルクに応じて算出・補正される係合量目標値を保持し、クラッチストロークの自動制御を行うクラッチ制御装置が提供される。本クラッチ制御装置は、エンジン回転数を監視する第１のセンサと、エンジントルク変動要因項目（エンジントルク変動要因パラメータ）として選択した項目（パラメータ）について監視する第２のセンサと、を備えている。本クラッチ制御装置は、前記第１のセンサから得られるエンジン回転数に基いて、前記係合量目標値を算出し、次いで、前記第２のセンサから得られるエンジントルク変動要因（パラメータ）値に基いて、前記係合量目標値の補正を行う、フィードフォワード制御を行う。また、上記第２のセンサに代えて、車両の具備する他の機器等から、エンジントルク変動要因項目として選択した項目（パラメータ）の値について、入力する（他の機構から受信し、入力する）手段を備えることとしてもよい。

本発明によれば、エンジン回転数を主パラメータとした従来の方式では困難であった、エンジントルクの変動に応じた適切な制御が、実現される。その理由は、エンジントルク増減に寄与する項目（パラメータ）の変動を、係合量目標値に反映させる構成を採用したことにある。

続いて、本発明を実施するための最良の形態について説明する。本発明は、その好ましい最良の形態において、エンジン回転数センサと、過給器の過給圧センサと、エンジン回転数センサから得られるエンジン回転数に基いて、前記係合量目標値を算出する手段と、前記過給圧センサから得られる過給器の過給圧の値に基いて、前記係合量目標値を補正する手段と、を備えて、フィードフォワード方式による係合目標値による制御を行う。

エンジントルク変動要因として、可変カムリフト機構、スーパーチャージャー機構など様々な燃費向上、出力・トルクアップ機構による要因が例示されるが、本発明の一実施例として、図面を参照して、過給器付きエンジンと自動クラッチを組み合わせたクラッチ制御システムに本発明を適用した例を、詳細に説明する。図１は、クラッチ制御装置１が組み込まれた車両の概略構成を表した模式図である。図１において、過給器２１を備えたエンジン２と、トランスミッション３（Ｔ／Ｍ）と、クラッチ４とが示されている。クラッチ制御装置１は、エンジン回転数センサ１１と、タービン過給圧センサ１２と、トランスミッション３（Ｔ／Ｍ）側のインプットシャフト回転数センタ１３とを備えて、クラッチアクチュエーター、或いは、直接電磁弁を介してクラッチピストンを動作させて、クラッチ４の係合制御処理を行う装置である。

図２は、クラッチ制御装置１における処理概要を表したブロック図である。図２において、フィードフォワード項算出部１４は、エンジン回転数増加分に応じたクラッチトルクを求めるための特性マップを備えており、入力されるエンジン回転数と、アイドル回転数との差分、即ち、エンジン回転数増加分ΔＮｅに応じて、補正前クラッチトルク目標値ＴＴ_０（ΔＮｅ）を算出する。また、増加項算出部１５は、タービン過給圧に応じたクラッチトルク補正率を求めるための特性マップを備えており、上記フィードフォワード項算出部１４によって算出された補正前クラッチトルク目標値ＴＴ_０（ΔＮｅ）と、タービン過給圧から求めたクラッチトルク補正率ｋによって、クラッチトルク目標値補正分ｋ・ＴＴ_０（ΔＮｅ）を算出する。クラッチ制御部１６は、上記補正前クラッチトルク目標値ＴＴ_０（ΔＮｅ）とクラッチトルク目標値補正分ｋ・ＴＴ_０（ΔＮｅ）とを加算して、補正後のクラッチトルク目標値ＴＴ_１＝（ｋ＋１）・ＴＴ_０（ΔＮｅ）を算出し、該クラッチトルク目標値によって、クラッチ４の係合量の制御を行う。

図３は、タービン過給圧に応じたクラッチトルク補正率を求めるための特性マップの一例を表した図である。図３を参照すると、タービン過給圧の増加に従って、クラッチトルク補正率ｋは、最大０．５まで上昇し、クラッチトルク目標値を増大させるものとなっている。

上記の通り、クラッチ制御部１６は、エンジン回転数より算出され得るクラッチトルクに加えて、タービン過給圧に応じた補正をなしたクラッチトルク目標値を、最終的なクラッチトルク目標値として、クラッチの係合量を制御する。

図４は、図３の特性マップを用いて本制御方法を用い、アクセル開度を一定とし、発進操作を行った場合のフィードフォワード項算出部１４の出力値（補正前のクラッチトルク目標値）と、増加項算出部１５による補正を反映した最終的なクラッチトルク目標値（補正後のクラッチトルク目標値）との変化を表した図である。図４中の点線は、タービン過給圧であり、アクセルの踏み込みに対して、タービン過給圧の応答遅れが生じていることが確認できる。タービン過給圧が増方向に立ち上がる前は、増加項算出部１５によるクラッチトルク補正分は出力されず、補正前のクラッチトルク目標値が、そのまま最終的なクラッチトルク目標値として採用される。次に、タービン過給圧が立ち上がると、タービン過給圧に応じて、増加項算出部１５によってクラッチトルク補正分が出力され始め、その後は、タービン過給圧が所定のレベルに到るまで、クラッチトルク補正分が上昇し、最終的なクラッチトルク目標値も、出力トルクの急増に対応するものとなっている。

図５は、フィードフォワード項算出部１４の出力値（補正前のクラッチトルク目標値）のみによる係合量制御を行ったトランスミッション３側のインプット回転数と、増加項算出部１５による補正を反映した最終的なクラッチトルク目標値（補正後のクラッチトルク目標値）による係合量制御を行ったトランスミッション３側のインプット回転数と、の変化を表した図である。図５中の点線は、エンジン回転数である。まず、エンジン回転数の増加分に従って、フィードフォワード項算出部１４によって、特性マップからクラッチが係合側に進められていく。続いて、クラッチが係合側に進められていくと、トランスミッション３側のインプット回転数が立ち上がり始め、トルクの伝達が開始されたことが表れている。続いて更に、クラッチが係合側に進められていくと、同図中央付近に表れたとおり、エンジン回転数と、トランスミッション３側のインプット回転数とが略一致し、クラッチが完全締結状態に到っていることが確認される。なお、この時、インプットシャフト回転数とエンジン回転数との差分は、ほとんど無いため、上記特開平０９−１１２５８９号公報の方式では、クラッチのすべりはないと判断され、係合量の補正は、なされないことになる。

本実施例における、ここまでのインプット回転数の変化は、過給器による影響が発生していないため、補正前のクラッチトルク目標値によるクラッチ制御、補正後のクラッチトルク目標値によるクラッチ制御ともに変わりは無い。しかしながら、上記クラッチの完全締結状態の後、過給器の応答遅れによる、エンジン回転数の急増域に突入すると、フィードフォワード項算出部１４の出力値（補正前のクラッチトルク目標値）のみによる係合量制御では、エンジン回転数と、インプット回転数とが乖離し始めていることに表れているように、クラッチトルクの不足による、クラッチすべりが生じている。一方、増加項算出部１５による補正を反映した最終的なクラッチトルク目標値（補正後のクラッチトルク目標値）による係合量制御においては、エンジン回転数の変化に、インプット回転数が速やかに追随できていることに表れているように、クラッチトルクに不足が生じていないことが確認される。

以上の通り、増加項算出部１５による補正を反映した最終的なクラッチトルク目標値（補正後のクラッチトルク目標値）による係合量制御を行う本実施例のクラッチ制御装置１は、特に、エンジン回転数に対して、出力トルクの変動幅が大きな環境下において、適切なクラッチトルクを十分に確保することができ、また、クラッチへのダメージを低減すること、半クラッチ時間を短縮できる、という顕著な効果を奏するものとなっている。

上記した実施例では、クラッチ制御装置１は、タービン過給圧センサ１２を備え、増加項算出部１５は、タービン過給圧に基いて、クラッチトルク補正分を算出するものとして、説明したが、その他エンジントルクに変動を与える要因となる項目であれば、同様にして、適用できることは勿論である。例えば、吸入空気量が例示することができ、また、Ｄジェトロ方式におけるインテークマニホールドの差圧、可変バルブタイミングリフト機構の可変バルブタイミング可変量、可変バルブリフト量、可変流量ターボチャージャーのタービン特性値等を用いることが可能であり、それぞれの項目に応じた特性マップを備えればよい。

また、上記特開平０９−１１２５８９号公報に示されているように、インプット回転数センサ１３からインプット回転数と、エンジン回転数センサ１１からのエンジン回転数とを比較した結果を反映する項を設けて、上記最終的なクラッチトルク目標値について、更なる補正を行うことも可能であり、その場合には、追随性をより好ましく維持・向上させることができる。

また、上記した実施例では、クラッチ制御装置１の、フィードフォワード項算出部１４、増加項算出部１５は、それぞれ特性マップを保持して、それぞれクラッチトルク目標値及び補正分を算出するものとして、説明したが、関数発生器を利用する構成をもって代えることが可能である。

本発明の一実施例を説明すべく車両の概略構成を表した模式図である。本発明の一実施例のクラッチ制御装置の処理概要を表したブロック図である。クラッチトルク補正率を求めるための特性マップの一例を表した図である。タービン過給圧、補正前のクラッチトルク目標値及び補正後のクラッチトルク目標値のそれぞれの変化をプロットした図である。エンジン回転数、補正前のクラッチトルク目標値によるインプット回転数及び補正後のクラッチトルク目標値によるインプット回転数のそれぞれの変化をプロットした図である。

符号の説明

１クラッチ制御装置
２エンジン
３トランスミッション
４クラッチ
１１エンジン回転数センサ
１２タービン過給圧センサ
１３インプットシャフト回転数センサ
１４フィードフォワード項算出部
１５増加項算出部
１６クラッチ制御部
２１過給器

Claims

係合量目標値を保持して、クラッチストロークの自動制御を行うクラッチ制御装置であって、
エンジン回転数センサと、
エンジントルク変動要因項目として選択した項目についてのセンサと、
前記エンジン回転数センサから得られるエンジン回転数に基いて、前記係合量目標値を算出する手段と、
前記エンジントルク変動要因センサから得られるエンジントルク変動要因の値に基いて、前記係合量目標値を補正する手段と、を備えたこと、
を特徴とするクラッチ制御装置。
係合量目標値を保持して、クラッチストロークの自動制御を行うクラッチ制御装置であって、
エンジン回転数センサと、
エンジントルク変動要因項目として選択した項目の値について入力する手段と、
前記エンジン回転数センサから得られるエンジン回転数に基いて、前記係合量目標値を算出する手段と、
前記エンジントルク変動要因センサから得られるエンジントルク変動要因の値に基いて、前記係合量目標値を補正する手段と、を備えたこと、
を特徴とする自動クラッチ制御装置。
請求項１又は２に記載の自動クラッチ制御装置において、
エンジントルク変動要因項目として、過給器の過給圧を採用して、前記係合量目標値を補正すること、
を特徴とする自動クラッチ制御装置。