JP2005219671A - Control device of power transmission device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンと変速機との間に自動クラッチを備え、車両の走行状態に応じて変速機の変速段を切り替える変速時において、クラッチが自動的に断続するように構成されている、車両用動力伝達装置の制御装置に関するものである。 The present invention includes an automatic clutch between an engine and a transmission, and the vehicle is configured so that the clutch is automatically connected / disconnected at the time of shifting to change the gear position of the transmission according to the running state of the vehicle. The present invention relates to a power transmission device control device.
車両の運転の容易化あるいは運転者の疲労軽減のために、イージードライブを目的とする各種の車両用動力伝達装置が開発され、市販車両にも採用されている。その中には、いわゆるマニュアル車と同様な平行軸歯車機構式変速機を使用して、これと自動クラッチとを組み合わせ、運転者が変速レバーで変速段を切り替える変速時に自動的にクラッチを断接するようにして、クラッチペタルを省略したイージードライブ装置がある。運転手が変速レバーを操作する代わりに、電子制御装置を用いて、車両の走行状態に応じて自動的に変速段を切り替える動力伝達装置も存在する。さらに、高級な変速装置としては、運転者が変速段を切り替えるマニュアル変速モードと電子制御装置が自動的に変速する自動変速モードとを備え、これらのモードを運転者が選択可能となっている動力伝達装置も存在している。 In order to facilitate vehicle driving or reduce driver fatigue, various types of vehicle power transmission devices for easy driving have been developed and used in commercial vehicles. Among them, a parallel-shaft gear mechanism type transmission similar to a so-called manual vehicle is used, and this is combined with an automatic clutch, and the clutch is automatically connected and disconnected at the time of a shift in which the driver switches the shift stage with the shift lever. Thus, there is an easy drive device in which the clutch petal is omitted. There is also a power transmission device that uses an electronic control device to automatically switch the gear position according to the traveling state of the vehicle, instead of the driver operating the shift lever. Furthermore, as a high-grade transmission, there are provided a manual transmission mode in which the driver switches gears and an automatic transmission mode in which the electronic control unit automatically shifts, and these modes can be selected by the driver. A transmission device also exists.
最近では、ディーゼルエンジンを装備した車両において、エンジンと自動クラッチとの間に流体継手(フルードカップリング)を介在させた動力伝達装置が開発されている。流体継手を介在させると、特にエンジン回転数の小さい領域でトルクが大きいディーゼルエンジンでは、車両の発進時において、流体継手のポンプとタービンの間の滑りを利用した発進が可能となる。つまり、マニュアル車の発進時のごとき微妙なクラッチ操作が不要となって、スムースな発進が容易に行えると同時に、アイドル時等におけるエンジンのトルク変動が吸収され、振動、騒音も軽減される。 Recently, in a vehicle equipped with a diesel engine, a power transmission device has been developed in which a fluid coupling is interposed between the engine and an automatic clutch. When a fluid coupling is interposed, particularly in a diesel engine having a large torque in a region where the engine speed is small, it is possible to start using the slip between the pump of the fluid coupling and the turbine when starting the vehicle. That is, a delicate clutch operation is not required when starting a manual vehicle, and a smooth start can be easily performed. At the same time, engine torque fluctuations during idling and the like are absorbed, and vibration and noise are reduced.
上記のような自動クラッチを有する動力伝達装置においては、一般的に、エンジンは電子式のエンジン制御装置を備えている。エンジン制御装置には、例えば、運転者の操作するアクセルペダルの踏込み量とエンジン回転数とによって燃料供給量を決定するマップが格納されており、通常走行時には、アクセルペダルの踏込み量を基本的なパラメータとしてエンジンへの燃料供給量が制御される(アクセルペダルの踏込み量を基本的なパラメータとして燃料供給量を制御するエンジン制御を、以下「アクセルペダル追従制御」という。)。また、エンジン制御装置は、クラッチを制御するクラッチ制御装置とも連結され、変速時等にはクラッチの接続状態に応じてエンジンの作動状態が調節されるよう、両者は連携して制御される。 In the power transmission device having the automatic clutch as described above, the engine is generally provided with an electronic engine control device. The engine control device stores, for example, a map that determines the fuel supply amount based on the amount of depression of the accelerator pedal operated by the driver and the engine speed, and the amount of depression of the accelerator pedal is basically determined during normal driving. The fuel supply amount to the engine is controlled as a parameter (engine control for controlling the fuel supply amount using the accelerator pedal depression amount as a basic parameter is hereinafter referred to as “accelerator pedal follow-up control”). The engine control device is also connected to a clutch control device that controls the clutch, and the two are controlled in cooperation so that the operating state of the engine is adjusted in accordance with the clutch connection state at the time of shifting or the like.
図1、図2を参照して、こうした動力伝達装置を備えた車両の変速時におけるクラッチ、エンジン等の制御について説明する。図1に概略的に示す動力伝達装置では、ディーゼルエンジン1の後方に流体継手2が締結され、さらに、湿式多板クラッチ3を介して、平行軸歯車機構を有する変速機4が連結されており、変速機4の出力軸41は、図示しない車両の車輪を駆動する。流体継手2のポンプ21(ディーゼルエンジン1の出力軸と一体)とタービン22(湿式多板クラッチ3の入力軸31と一体)は、車両の発進時以外ではロックアップクラッチ23によって連結され、これにより、ディーゼルエンジン1の出力軸は湿式多板クラッチ3の入力軸31と直結された状態となっている。また、変速機4は、歯車に一体形成されたギアスプラインに変速スリーブを噛合わせる通常の平行軸歯車機構式変速機であって、シンクロナイザリング等からなる周知のシンクロ機構を備えている。
With reference to FIG. 1 and FIG. 2, control of a clutch, an engine, etc. at the time of shifting of a vehicle provided with such a power transmission device will be described. In the power transmission apparatus schematically shown in FIG. 1, a
ディーゼルエンジン1はエンジン制御装置11を、また、湿式多板クラッチ3はクラッチ制御装置31をそれぞれ備え、これらの制御装置は互いに連携しながら、ディーゼルエンジン1及び湿式多板クラッチ3の制御を実行する。これらの制御装置には、湿式多板クラッチ3の入力軸32の回転数(流体継手2のタービン22の回転数)を検出する回転数センサ51、湿式多板クラッチ3の出力軸33の回転数(変速機4の入力軸回転数)を検出する回転数センサ52及び変速機4の出力軸41の回転数を検出する回転数センサ53によって検出されたそれぞれの回転数信号が伝達され、変速時等の制御に使用される。
The
図2には、2速から3速にシフトアップする際の動力伝達装置の作動を示す。変速時には、変速指令信号Aに応じて、クラッチ制御装置31によりまず湿式多板クラッチ3を断とし、ディーゼルエンジン1と変速機4とを切り離す。そして、今まで動力を伝達していた変速機4の変速段の噛合いを外して変速機4をニュートラルとし、その後新たな変速段における噛合いに移行させる。この間、シンクロ機構により変速機4の出力軸の回転数と新たな変速段における歯車の回転数との同期が行われ、同期した時点で新たな変速段の噛合いに移り(以下「ギヤイン」という。)、変速機4における変速が完了する。なお、変速指令信号Aは、マニュアル運転のときは運転者が操作する変速レバー61のノブに設置された検知装置により、運転者の変速意思を検出して出力される。また、変速機4がアクチュエータ等によって自動変速可能な変速機となっているときは、車両速度とアクセルペダル62の踏込み量とに応じて車両制御装置が変速の要否を判断し、変速が必要なときは自動的に変速指令信号Aを発生するようにされている。
FIG. 2 shows the operation of the power transmission device when shifting up from the second speed to the third speed. At the time of shifting, according to the shift command signal A, the
ギヤインが完了した後は、クラッチ制御装置31が、ディーゼルエンジン1の出力を再び変速機4に伝達するよう湿式多板クラッチ3を接続させるが、このときは急激なトルク伝達による変速ショックやエンジンストップを避けるため、例えば特開2002−295529号公報に記載されているように、クラッチ制御装置31は湿式多板クラッチ3の接続量を徐々に増大させる。湿式多板クラッチ3は、いわゆる半クラッチ状態で滑りながら次第にエンジン回転数と変速機4の入力軸回転数とを一致させ、クラッチが完接したときは滑り量はゼロとなって、ディーゼルエンジン1は変速機4の入力軸と直結された状態となる。この時点で変速機4及び湿式多板クラッチ3の変速が終了する。
After the gear-in is completed, the
ここで、変速時におけるエンジンの挙動とその制御について述べる。クラッチ制御装置31によってディーゼルエンジン1と変速機4とを切り離すと、それまでディーゼルエンジン1に作用していた車両走行負荷が瞬時になくなるので、エンジン回転数は、通常、急激に上昇する。この回転数の急上昇を防ぎ、湿式多板クラッチ3の入力軸32の回転数と出力軸33の回転数との差を小さくするため、変速時には、エンジン制御装置11の制御モードがアクセルペダル62の踏込み量に依存しない変速時エンジン制御に切り替わり、ディーゼルエンジン1に供給される燃料量が大幅に制限され、例えばエンジンアイドル時の燃料量となる(図2の「エンジン」部におけるPed.Q→Id.Qへの移行)。
Here, the behavior of the engine at the time of shifting and its control will be described. When the
すなわち、変速指令信号Aに応じて、エンジン制御装置11はアクセルペダル追従制御を中断し、変速時エンジン制御のモードに移行する。変速時エンジン制御は、変速指令信号Aが入力されてから湿式多板クラッチ3の接続が終わるまで続行される。クラッチが完接した時点で変速時エンジン制御が終了し、エンジン制御は通常時のアクセルペダル追従制御に復帰する(図2の「エンジン」部における一点鎖線によるId.Q→Ped.Qへの移行)。変速時エンジン制御の制御モードの開始時及び終了時には、燃料供給量の急変に付随する燃料供給装置等への悪影響を避けるため、段階的に燃料量を変化させ、一定時間の経過後に制御モードが移行する、いわゆるダンピングを短時間実行させることが多い。
That is, in response to the shift command signal A, the engine control device 11 interrupts the accelerator pedal tracking control, and shifts to the engine control mode during shift. The engine control at the time of shifting is continued until the connection of the wet
なお、シフトダウンの変速時には、変速後のエンジン回転数は変速前の回転数よりも上昇する。こうしたときでも断となったクラッチをなるべく早く締結するため、変速時エンジン制御では、クラッチの入力軸回転数と出力軸回転数とをそれぞれ検出し、その差を小さくするようにエンジンを制御して、エンジンの回転数と変速機の入力軸の回転数とを早期に一致させるようにすることも可能である。例えば特許第2505753号公報には、クラッチ(この特許公報の実施例では乾式単板クラッチ)の入力側回転数と出力側回転数との差を検出しその差を小さくするようにエンジン回転数を制御し、その差が所定値以下となったときはクラッチを締結する技術が開示されている。
シフトアップ等の変速時には、クラッチの断により一時的にエンジンの出力が遮断されて、車両は減速されることとなる。したがって、変速時におけるこのような動力伝達装置の一連の制御は、運転者にいわゆるもたつき感や変速ショックを与え運転性を阻害する。もたつき感等をなくし、なるべく早く運転者の操作するアクセルペダルにエンジン出力が応答する状態に戻すには、クラッチが完接する以前であっても、変速時エンジン制御の制御モードを終了させることによって、通常時のアクセルペダル追従制御に早く復帰させることが考えられる。 At the time of shifting such as upshifting, the output of the engine is temporarily interrupted by the disengagement of the clutch, and the vehicle is decelerated. Therefore, such a series of control of the power transmission device at the time of shifting gives the driver a so-called feeling of stickiness or a shift shock, thereby impairing drivability. In order to eliminate the feeling of stickiness and return the engine output to the accelerator pedal operated by the driver as soon as possible, the control mode of the engine control at the time of shifting is terminated even before the clutch is completely engaged, It may be possible to quickly return to normal accelerator pedal tracking control.
しかし、クラッチが完接する以前においては、クラッチの伝達トルクは十分でない場合があり、殊に、クラッチが半クラッチ状態の接続量に達するまではクラッチの伝達トルクは小さい。変速時エンジン制御を終了させ、アクセルペダル追従制御に切り替えると、エンジンの発生トルクが増大することとなるが、半クラッチ以前の状態では、クラッチの滑りに起因して、エンジンにそれに見合う車両走行負荷が作用しない。その結果、エンジンの回転数が急上昇する、いわゆるフレア(エンジンの吹け上がり)と呼ばれる現象を生じる。このような現象が生じたときは、エンジン騒音等が増大すると同時に、クラッチの入出力軸間の回転数差が大きくなって、クラッチの完接に要する時間が反って増加してしまう結果となる。 However, before the clutch is fully connected, the clutch transmission torque may not be sufficient. In particular, the clutch transmission torque is small until the clutch reaches the half-clutch engagement amount. When the engine control at the time of shifting is terminated and the control is switched to the accelerator pedal following control, the torque generated by the engine increases. However, in the state before the half-clutch, the vehicle running load corresponding to the engine due to the slipping of the clutch. Does not work. As a result, a phenomenon called so-called flare (engine surging) occurs in which the engine speed rapidly increases. When such a phenomenon occurs, engine noise and the like increase, and at the same time, the rotational speed difference between the input and output shafts of the clutch increases, resulting in an increase in the time required for complete clutch engagement. .
上記の課題に鑑み、本発明は、自動的に断続するクラッチを備えた車両用動力伝達装置において、変速後、エンジンの回転数の急上昇を伴うことなく、早期にエンジンを通常時のアクセルペダル追従制御に切り替えることを目的とする。すなわち、本発明は、
「エンジン、クラッチ及び変速機を有する車両用動力伝達装置の制御装置において、
前記エンジンは、アクセルペダルの踏込み量を基本的なパラメータとするエンジン制御を行うエンジン制御装置を備えており、前記エンジン制御装置が、変速時には、前記アクセルペダルの踏込み量とは独立して前記クラッチの入力軸回転数と出力軸回転数との差を小さくするよう前記エンジンを制御する変速時エンジン制御を実行し、
前記クラッチはクラッチ制御装置を備えており、前記クラッチ制御装置が、変速時には、前記クラッチを断とするとともに、前記変速機の変速が完了した後、前記クラッチの接続量を増加させる制御を実行し、
前記エンジン制御装置は、前記変速機の変速が完了した後であって前記クラッチが完接する以前の時点で前記変速時エンジン制御を終了して、前記アクセルペダルの踏込み量を基本的なパラメータとするエンジン制御に復帰させ、さらに、
前記変速時エンジン制御を終了した時点における前記クラッチの接続量を検出し、その接続量が所定接続量以下であった場合は、前記クラッチ制御装置が前記クラッチの接続量の増加速度を、所定期間、増大するように制御する」
ことを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置となっている。ここで、変速時エンジン制御の「アクセルペダルの踏込み量とは独立して」行う制御には、アクセルペダルの踏込み量と関連するが、例えばその1/5というような、これより相当小さいダミー信号をアクセルペダルの踏込み量としてエンジン制御装置に与える制御を含むものとする。
In view of the above-described problems, the present invention provides a vehicle power transmission device having a clutch that automatically engages and disengages an engine at an early stage without a rapid increase in engine speed after shifting. The purpose is to switch to control. That is, the present invention
"In a control device for a vehicle power transmission device having an engine, a clutch and a transmission,
The engine includes an engine control device that performs engine control using a depression amount of an accelerator pedal as a basic parameter, and the engine control device performs the clutch independently of the depression amount of the accelerator pedal during a shift. A shift-time engine control for controlling the engine so as to reduce the difference between the input shaft rotational speed and the output shaft rotational speed of
The clutch includes a clutch control device, and the clutch control device performs control to disengage the clutch at the time of shifting, and to increase the engagement amount of the clutch after shifting of the transmission is completed. ,
The engine control device ends the shift engine control at a time point after the shift of the transmission is completed and before the clutch is completely engaged, and the depression amount of the accelerator pedal is set as a basic parameter. Return to engine control,
The clutch connection amount at the time when the engine control at the time of shifting is terminated is detected, and if the connection amount is less than or equal to a predetermined connection amount, the clutch control device determines the increasing speed of the clutch connection amount for a predetermined period. , Control to increase "
This is a control device for a vehicle power transmission device. Here, the control that is performed “independent of the amount of depression of the accelerator pedal” in the engine control at the time of the shift is related to the amount of depression of the accelerator pedal, but a dummy signal that is considerably smaller than this, for example, 1/5 thereof. The control which gives to an engine control apparatus as the depression amount of an accelerator pedal shall be included.
シフトアップ等における変速時のエンジン回転数の急上昇を抑えるには、請求項2に記載のように、変速時エンジン制御の制御モードにおいては、エンジンへの燃料供給量をエンジンアイドル時の供給量とすることにより、クラッチの入力軸回転数と出力軸回転数との差を小さくするようエンジンを制御することが好ましい。
In order to suppress a sudden increase in the engine speed at the time of shifting in a shift up or the like, as described in
変速時エンジン制御をなるべく早くかつ適正なタイミングで終了させるには、請求項3に記載のように、エンジン制御装置が、クラッチの入力軸回転数と出力軸回転数との差が所定回転数差となったときに変速時エンジン制御の制御モードを終了するように構成することができる。
In order to finish the engine control at the time of shifting as soon as possible and at an appropriate timing, as described in
ところで、特許文献1に記載されたクラッチ制御装置は、クラッチが、半クラッチ状態の基準となる、一定トルク伝達容量に達する接続量を学習する手段を備えている。こうしたクラッチ制御装置を有する車両用の動力伝達装置においては、請求項4に記載のごとく、クラッチの接続量の増加速度を増大するか否かを決定する所定接続量を、学習された接続量よりも少量だけ接側の接続量として設定するのが好ましい。
By the way, the clutch control device described in
また、エンジン制御装置が、変速時エンジン制御を終了してから一定時間の後にアクセルペダル追従制御に復帰させる手段、つまり、いわゆる終了ダンピングを行う手段を備えている場合には、請求項5に記載のごとく、クラッチの接続量の増加速度を増大する所定期間は、前記の一定時間の経過期間として設定するのが好ましい。
Further, when the engine control device includes a means for returning to the accelerator pedal tracking control after a predetermined time since the engine control at the time of shifting is ended, that is, a means for performing so-called end damping, the engine control device according to
請求項6に記載のように、前記クラッチは、その接続量がクラッチ制御装置の出力するパルスのデューティ比によって制御されるように構成することができる。このような制御方法は特許文献1にも開示されている。
According to a sixth aspect of the present invention, the clutch can be configured such that the amount of connection is controlled by the duty ratio of a pulse output from the clutch control device. Such a control method is also disclosed in
クラッチ制御装置がデューティ比によって制御する制御装置であるときは、請求項7に示されるように、前記クラッチ制御装置の出力するデューティ比を補正することにより、クラッチの接続量の増加速度を増大するように制御することができる。 When the clutch control device is a control device controlled by a duty ratio, as shown in claim 7, the rate of increase of the clutch engagement amount is increased by correcting the duty ratio output by the clutch control device. Can be controlled.
クラッチ制御装置がデューティ比によって制御する制御装置であり、しかも、エンジン制御装置が、請求項5に記載された、変速時エンジン制御を終了してから一定時間の後、つまり、終了ダンピング期間の後にアクセルペダル追従制御に復帰させる手段を備えている場合には、請求項8に記載のごとく、前記一定期間の内にクラッチの接続量が所定接続量に達するよう、クラッチ制御装置の出力するデューティ比を補正してクラッチの接続量の増加速度を増大することが好ましい。
The clutch control device is a control device controlled by the duty ratio, and the engine control device according to
本発明では、変速時において、クラッチの断に対応してエンジンをアクセルペダルの踏込み量とは独立して制御する変速時エンジン制御を、変速機の変速が完了した後クラッチが完接する以前の時点で終了させ、エンジンをアクセルペダル追従制御に復帰させている。そのため、クラッチの完接を待ってアクセルペダル追従制御に戻す従来の制御装置と比較すると、エンジンを低出力とする期間が短縮され、エンジンはその分早期にアクセルペダル追従制御に戻って、通常時のように運転者の操作に応じた車速の増加が可能となる。 In the present invention, at the time of shifting, engine control at the time of shifting that controls the engine independently of the amount of depression of the accelerator pedal in response to the disengagement of the clutch is performed at the time before the clutch is fully connected after the shifting of the transmission is completed. And the engine is returned to the accelerator pedal tracking control. Therefore, compared with the conventional control device that waits for the clutch to be fully connected and returns to the accelerator pedal tracking control, the period during which the engine is low is shortened. Thus, the vehicle speed can be increased according to the driver's operation.
そして、本発明では、変速時エンジン制御の終了する時点、すなわちアクセルペダル追従制御に復帰させようとする時点におけるクラッチの接続量を検出し、クラッチの接続量が所定接続量以下であった場合は、クラッチ制御装置がクラッチの接続量の増加速度を所定期間速めるよう制御する。つまり、変速時エンジン制御を終了させる時点でクラッチの接続量が、例えば所定の半クラッチ状態までに達しておらず、その伝達トルクが十分でないときには、クラッチ制御装置がクラッチ接続量を急速に増加させるようにクラッチに指令を与える。これによって、エンジンがアクセルペダル追従制御に復帰し、現実にエンジン出力がアクセルペダルの踏込み量に応じた出力まで増大した時点では、クラッチの接続量は増大したエンジンのトルクに見合う接続量となっており、クラッチの滑りが原因でエンジンの回転数が急増するフレアの発生を防止することができる。 In the present invention, when the shift engine control is terminated, that is, when the clutch connection amount at the time of returning to the accelerator pedal tracking control is detected, and the clutch connection amount is equal to or less than the predetermined connection amount, The clutch control device controls to increase the increasing rate of the clutch engagement amount for a predetermined period. In other words, when the shift engine control is terminated, the clutch engagement amount does not reach, for example, a predetermined half-clutch state, and the transmission torque is not sufficient, the clutch control device rapidly increases the clutch engagement amount. Give the clutch a command. As a result, when the engine returns to the accelerator pedal follow-up control and the engine output actually increases to an output corresponding to the depression amount of the accelerator pedal, the clutch engagement amount becomes a connection amount commensurate with the increased engine torque. Thus, it is possible to prevent the occurrence of flare in which the engine speed increases rapidly due to clutch slippage.
本発明は、請求項2乃至請求項8に記載したとおりの態様で実施することができる。各々の態様で実施をしたときの効果については、各請求項に関して前述したところから明らかであろう。
The present invention can be carried out in the modes as described in
以下、図面に基づいて、本発明を実施した車両用動力伝達装置の制御装置について説明するが、本発明が適用される車両用動力伝達装置を構成する機器は、図1に示す従来の装置と格別異なるものではない。すなわち、車両用動力伝達装置では、ディーゼルエンジン1の後方に流体継手2が締結され、さらに、自動的に断接するクラッチである多板湿式クラッチ3を介して、平行軸歯車機構を有する変速機4が連結されている。流体継手2のポンプ21とタービン22は、車両の発進時以外ではロックアップクラッチ23によって締結されて、ディーゼルエンジン1の出力軸が湿式多板クラッチ3の入力軸と直結された状態となる。
Hereinafter, a control device for a vehicle power transmission device embodying the present invention will be described with reference to the drawings. An apparatus constituting the vehicle power transmission device to which the present invention is applied is the same as the conventional device shown in FIG. It is not exceptionally different. That is, in the vehicle power transmission device, the
また、ディーゼルエンジン1がエンジン制御装置11を、湿式多板クラッチ3がクラッチ制御装置31を備え、これらの制御装置は互いに連携しながら、ディーゼルエンジン1及び湿式多板クラッチ3を制御する。エンジン制御装置11は、通常時にはアクセルペダル追従制御を実行し、変速時には、変速時エンジン制御の制御モードに切り替わる。これらの制御装置には、湿式多板クラッチ3の入力軸32の回転数センサ51、湿式多板クラッチ3の出力軸回転数センサ52及び変速機4の出力軸回転数センサ53によって検出されたそれぞれの回転数信号が入力されており、変速時等の制御に使用される。
The
次いで、本発明を実施した車両用動力伝達装置の制御装置の変速時における作動について説明する。本発明の制御装置においても、変速機4の変速が完了するまでの期間における、変速機4及び湿式多板クラッチ3の作動並びにそれらの制御方法は、基本的には図2を参照して述べた従来の制御装置と変わりはない。ここでは、ギヤインが終わった後の作動について、図2及び図3を参照しながら、説明を加えることとする。なお、図2には、本発明の制御装置の作動を従来のものと対比して記載してある。
Next, the operation of the control device for the vehicle power transmission device embodying the present invention during shifting will be described. Also in the control device of the present invention, the operation of the
変速機4のギヤインが終了した後は、従来の制御装置と同様に、湿式多板クラッチ3の接続が開始される。湿式多板クラッチ3は、一般的な湿式多板クラッチであって、その入力軸32に対してスプライン嵌合された多数の摩擦板と、出力軸33に対してスプライン嵌合された多数の摩擦板とが、交互に配設されている。湿式多板クラッチ3の接続量は、例えば特許文献1に示されるように、それらの摩擦板を押圧するピストンに作用する油圧を、クラッチ制御装置31が出力するパルスのデューティ比:Dに応じて調節することにより制御される。ここでは、デューティ比が0%のときに湿式多板クラッチ3は完接となって接続され、デューティ比が100%のときには接続量がゼロとなって切り離されるものとする。
After the gear-in of the
ギヤインが完了すると、図3に示すように、それまで100%のデューティ比を出力していたクラッチ制御装置31は、そのデューティ比を次第に小さくする。実際には、湿式多板クラッチ3には断の状態から油圧を上昇させても接続量が殆ど増加しない無効領域があり、この無効領域を迅速に通過させるよう、ごく短期間デューティ比は非常に小さくなるが、その後は、クラッチ制御装置31は湿式多板クラッチ3が適正な接続量となるようなデューティ比を出力する。
When the gear-in is completed, as shown in FIG. 3, the
クラッチ制御装置31は、64msec.ごとに湿式多板クラッチ3に対して接続量に対応するデューティ比を出力するよう構成されており、毎回のデューティ比:Dは、湿式多板クラッチ3の入出力軸間の回転数差及びアクセルペダルの踏込み状況によって、基本的には次式のとおり決定される。
D(%)=前回D−(オフセットD+アクセルD+アクセル速度D) <式1>
ここで、「オフセットD」は湿式多板クラッチ3の入出力軸間の回転数差によって決定されるデューティ比(引き量)、また、「アクセルD」はアクセルペダルの踏込み位置によって、「アクセル速度D」はアクセルペダルの踏込み速度によって決定されるデューティ比(引き量)である。これらは、変速機4の変速段によっても変化し、図4のマップに基づいて決まるようになっている。クラッチ制御装置31が出力するデューティ比は、前回のデューティ比から、これら3個のデューティを減算したものとなる(減算されるデューティを合わせて、以下「基本引き量D」という)。
The
D (%) = previous D− (offset D + accelerator D + accelerator speed D) <
Here, “offset D” is a duty ratio (pull amount) determined by the rotational speed difference between the input and output shafts of the wet
このようにして、クラッチ制御装置31は、64msec.ごとに基本引き量Dを減算したデューティ比を出力し、湿式多板クラッチ3はそれに応じた接続量となる。そして、通常は、変速時エンジン制御を終了するときには、クラッチ制御装置31が出力するデューティ比は後述する所定接続量D以下となり、湿式多板クラッチ3の接続量は、それに対応する所定接続量以上となっている(図3の○印実線)。
In this way, the
前述したとおり、エンジン制御装置11は、変速機4のギヤインが完了し湿式多板クラッチ3が接続を開始する時点では、変速時エンジン制御を実行しており、ディーゼルエンジン1に供給される燃料量はエンジンアイドル時の燃料量となっている。このため、ディーゼルエンジン1の回転数、つまり湿式多板クラッチ3の入力軸回転数は低下して、変速機4の入力軸の回転数、つまり湿式多板クラッチ3の出力軸回転数との差が次第に小さくなる。また、湿式多板クラッチ3の接続量が増加するとその差はますます減少する。そして、両方の回転数の差が所定回転数差になったときに、図2に示すとおり、エンジン制御装置11は変速時エンジン制御を終了する。すなわち、クラッチ制御装置31の出力デューティ比がゼロとなり湿式多板クラッチが完接する以前の時点で、エンジン制御装置11は、変速時エンジン制御のモードを終了する。
As described above, the engine control device 11 executes the engine control at the time of shifting when the gear-in of the
エンジン制御装置11は、変速時エンジン制御のモードを終了した後、アクセルペダル追従制御に復帰する。この実施例では、燃料供給量の急変に伴う悪影響を回避するため、200msec.程度の短時間、段階的に燃料供給量を増加させるいわゆる終了ダンピングを実行した後、アクセルペダル追従制御に移行するようにする(図2の「エンジン」部における実線によるId.Q→Ped.Qへの移行)。そうした悪影響が少ない場合は、終了ダンピングを実行することなく、直ちにアクセルペダル追従制御に移行させてもよい。また、この実施例では、湿式多板クラッチ3の入出力軸間の回転数差が所定値となったときに変速時エンジン制御を終了させているが、例えば、ギヤイン後一定時間が経過したときに終了させるようにすることもできる。
The engine control device 11 returns to the accelerator pedal follow-up control after finishing the engine control mode at the time of shifting. In this embodiment, in order to avoid an adverse effect due to a sudden change in the fuel supply amount, 200 msec. After performing so-called end damping that gradually increases the fuel supply amount for a short period of time, the control shifts to accelerator pedal tracking control (Id.Q → Ped.Q by the solid line in the “engine” portion of FIG. 2). To). When such an adverse effect is small, it is possible to immediately shift to the accelerator pedal tracking control without executing the end damping. In this embodiment, the engine control at the time of shifting is terminated when the difference in rotational speed between the input and output shafts of the wet
このように、湿式多板クラッチ3が完接する以前の時点で、変速時エンジン制御のモードを終了させると、その分早期にアクセルペダル追従制御に復帰し、運転性が改善されることになる。しかし、アクセルペダル追従制御に切り替えると、ディーゼルエンジン1の出力トルクは増大するため、このときの湿式多板クラッチ3の接続量が増大する出力トルクを伝達するに必要な接続量でなければ、湿式多板クラッチ3において滑りが発生し、ディーゼルエンジン1の回転数は急上昇してしまう。そのような湿式多板クラッチ3の接続量の不足は、一般的に、何らかの原因でギヤイン後における接続量の増加速度が小さいことに起因する。
As described above, when the shift-time engine control mode is terminated before the wet
本発明では、変速時エンジン制御を終了させる時点において、湿式多板クラッチ3の接続量を確認するため、クラッチ制御装置31が出力しているデューティ比を検出する。そして、そのデューティ比に対応する接続量が所定接続量、すなわち、増大する出力トルクを伝達するに必要な接続量以下である場合には、クラッチ制御装置31は、所定期間、その出力するデューティ比を補正して湿式多板クラッチ3の接続量の増加速度を増大させ、所定期間内に十分な接続量に達するように制御する。具体的には、この場合のクラッチ制御装置31の出力デューティ比:Dは、次の式により決定される。
D(%)=前回D−(制御終了時D−所定接続量D)/N <式2>
ここで、「制御終了時D」は変速時エンジン制御を終了した時点で検出した出力デューティ比を、「所定接続量D」は湿式多板クラッチ3が十分な接続量に達したときのデューティ比を、また、Nは所定期間内にクラッチ制御装置31が出力するデューティ比の回数をそれぞれ表す。
In the present invention, the duty ratio output by the
D (%) = previous D- (control end D-predetermined connection amount D) / N <
Here, “D at control end” is the output duty ratio detected when the engine control at the time of shifting is completed, and “Predetermined connection amount D” is the duty ratio when the wet
クラッチ制御装置31が、式2による出力デューティ比を出力する始めの「前回D」は、制御終了時Dである。つまり、この式によると、所定期間の終わりにクラッチ制御装置31の出力するデューティ比が所定接続量Dとなる。したがって、エンジン制御装置11がアクセルペダル追従制御に切り替わり、実際にディーゼルエンジン1の出力トルクが増大したときには、湿式多板クラッチ3の接続量がトルク伝達に十分な接続量に達するようにすることができる。
The “previous D” at which the
本発明のこうしたクラッチ制御の経過は、図3のデューティ比の変化図及び図2のクラッチ接続量の変化図において、破線で示されている。図3において、変速時エンジン制御終了時のデューティ比が所定接続量Dに到達していないときは、すなわち、図2のクラッチの接続量が所定接続量に達していないときは、式2により演算されたデューティ比が出力される。その結果、デューティ比の減少速度が速まって接続量の増加速度が増大する。そして、終了ダンピング期間が終わった時点では、デューティ比が所定接続量Dとなり、湿式多板クラッチ3は所定接続量に達することとなる。
The progress of such clutch control of the present invention is indicated by broken lines in the duty ratio variation diagram of FIG. 3 and the clutch engagement amount variation diagram of FIG. In FIG. 3, when the duty ratio at the end of the engine control at the time of shifting does not reach the predetermined engagement amount D, that is, when the engagement amount of the clutch in FIG. The duty ratio is output. As a result, the duty ratio decreasing speed increases and the connection amount increasing speed increases. At the end of the end damping period, the duty ratio becomes the predetermined connection amount D, and the wet
出力デューティ比を補正するか否かを決める湿式多板クラッチ3の所定接続量は、半クラッチ状態の接続量を勘案して定められる。図5を参照して、この所定接続量の決定方法について述べる。 The predetermined connection amount of the wet multi-plate clutch 3 that determines whether or not to correct the output duty ratio is determined in consideration of the connection amount in the half-clutch state. With reference to FIG. 5, a method for determining the predetermined connection amount will be described.
個々の車両に装備される湿式多板クラッチ3には多少なりとも個体差が存在するため、必要なトルク伝達が可能な接続量となる半クラッチ状態のデューティ比、つまり、その半クラッチ状態における摩擦板を押圧するピストンに作用する油圧の値は、個々の車両で常時学習する必要がある。この学習は、車両の停止時でディーゼルエンジン1がアイドル時回転数であるときに行われるが、その状態では湿式多板クラッチ3が断となっており、流体継手2のロックアップクラッチ23も断とされている。流体継手2のタービン22はポンプ21に引きずられてほぼアイドル時回転数で回転しており、湿式多板クラッチ3の出力軸は静止している。この状態からクラッチ制御装置31の出力デューティ比を減少し接続量を増していくと、トルク伝達量の増加につれて、図5の破線に示されるように、タービン22の回転数(湿式多板クラッチ3の入力軸回転数)は低下する。そして、300rpm低下したときのデューティ比を、半クラッチ学習値デューティ比としてクラッチ制御装置31に記憶させる。学習値の決定方法の詳細は、特許文献1に記載されている。
Since there are some individual differences in the wet multi-plate clutch 3 installed in each vehicle, the duty ratio of the half-clutch state, which is a connection amount capable of transmitting necessary torque, that is, the friction in the half-clutch state The value of the hydraulic pressure acting on the piston that presses the plate needs to be constantly learned for each vehicle. This learning is performed when the
この実施例では、トルク伝達を確保するため、その半クラッチ学習値デューティ比よりも5%接側にあるデューティ比、例えば半クラッチ学習値デューティ比が35%であれば30%、を所定接続量Dとする。すなわち、この所定接続量Dを基準とし、変速時エンジン制御が終了した時点におけるデューティ比が、基準のデューティ比よりも大(接続量は小)のときには、クラッチ制御装置31が出力デューティ比の補正(式2への切り替え)を行うようにする。しかし、場合によっては、所定接続量Dを実験等に基づいて定めることもできる。
In this embodiment, in order to ensure torque transmission, a duty ratio that is 5% closer to the half-clutch learning value duty ratio, for example, 30% if the half-clutch learning value duty ratio is 35%, is a predetermined connection amount. D. That is, with this predetermined connection amount D as a reference, the
また、接続量の増加速度を増大する所定期間は、エンジン制御装置11がアクセルペダル追従制御に復帰する際に終了ダンピングを行う期間として設定されている。終了ダンピングを行う期間は200msec.程度なので、この間には、クラッチ制御装置31は64msec.ごとに3回のデューティ比を指令として出力する。よって、この実施例では式2のNの値は3となる。
Further, the predetermined period during which the connection rate increase rate is increased is set as a period during which the end damping is performed when the engine control device 11 returns to the accelerator pedal tracking control. The period for the end damping is 200 msec. Therefore, during this period, the
前述の実施例では、変速時エンジン制御終了時の接続量が所定接続量以下の場合においては、出力デューティ比の演算式を、毎回減算する基本引き量Dとは関係のない式2に切り替えるように補正し、接続量の増加速度を増すようにしている。このような補正方法とは異なる補正によっても接続量の増加速度を増大させることは可能であって、次式のように、基本引き量Dに追加する形で出力デューティ比を補正することもできる。
D(%)=前回D−(基本引き量D+追加引き量D) <式3>
In the above-described embodiment, when the connection amount at the end of the engine control at the time of shifting is less than or equal to the predetermined connection amount, the equation for calculating the output duty ratio is switched to
D (%) = previous D- (basic pulling amount D + additional pulling amount D) <
この場合には、追加引き量Dを加えた分だけ接続量の増加速度は速まることとなる。そして、式3において基本引き量Dに加える「追加引き量D」は、例えば以下のように計算される。すなわち、終了ダンピングを行う期間は短期間であって、その間の基本引き量Dは、制御終了時の基本引き量Dに等しいと仮定し、終了ダンピング期間のうちに出力デューティ比が所定接続量Dに達するためには、
追加引き量D=(制御終了時D−所定接続量D)/N−制御終了時基本引き量D
とすればよい。ここでNの値は前述の実施例と同様に3となる。
In this case, the increase rate of the connection amount is increased by the addition of the additional pull amount D. Then, the “additional pull amount D” to be added to the basic pull amount D in
Additional pull amount D = (control end D−predetermined connection amount D) / N−control end basic pull amount D
And it is sufficient. Here, the value of N is 3 as in the previous embodiment.
図6は本発明の制御方法を示すフローチャートである。ここでは、変速機4のギヤイン後、クラッチ制御装置31が、実際に湿式多板クラッチ3の接続量に対応するデューティ比を演算し出力するフローが記載されている。
FIG. 6 is a flowchart showing the control method of the present invention. Here, a flow is described in which the
まず、エンジン制御装置11から変速時エンジン制御終了の信号が出力されたか否かを判断し(S1)、出力されていなければ、式1によりデューティ比を演算して(S2)、その演算されたデューティ比を湿式多板クラッチ3に出力する(S8)。変速時エンジン制御終了の信号が出力された場合には、そのときクラッチ制御装置31が出力しているデューティ比の検出を行う(S3)。検出されたデューティ比と所定接続量Dとを比較し(S4)、所定接続量D以下であれば、湿式多板クラッチ3はトルク伝達に必要な所定接続量に達しているので、やはり式1による演算を行ってこれを出力する。
First, it is determined whether or not a signal for completion of engine control at the time of shifting is output from the engine control device 11 (S1). If not output, the duty ratio is calculated by Equation 1 (S2), and the calculation is performed. The duty ratio is output to the wet multi-plate clutch 3 (S8). When a signal indicating completion of engine control at the time of shifting is output, the duty ratio output by the
検出されたデューティ比が所定接続量D以上であれば、接続量の増加速度を速める必要があるため、クラッチ制御装置31は式2による演算を実行する(S5)。それとともに、次回のデューティ比の演算を式2で行うように論理回路を設定し(S6)、式2による演算の回数が3回以下であるか否かを判断する(S7)。そして、3回以下であれば式2による演算結果のデューティ比を出力する。なお、式2の代わりに式3を用いることができるのはもちろんである。このようにして、終了ダンピング期間のうちに出力されるデューティ比は式2で決定されることとなる。式2による演算回数が4回となると、式1によるデューティ比の演算に戻され、その演算結果が出力される。
If the detected duty ratio is equal to or greater than the predetermined connection amount D, it is necessary to increase the increase rate of the connection amount, and therefore the
本発明においては、上述のように接続量の増加速度を増大させているが、速度が過大であると湿式多板クラッチ3や制御装置等への悪影響が懸念される場合がある。このようなときには出力デューティ比の全体の引き量に制限を設け、接続量の速度が過大とならないようにするのが好ましい。また、前述の実施例では、接続量の増加速度を速める所定期間を終了ダンピングの期間としている。しかし、場合によっては、湿式多板クラッチ3が完接するまでの間増大した速度を維持するようにしてもよい。
In the present invention, the increase rate of the connection amount is increased as described above. However, if the speed is excessive, there is a concern that the wet
さらに、本発明が適用されるクラッチとして、湿式多板クラッチの接続量をデューティ比により制御するクラッチ装置について説明しているけれども、本発明は、例えば乾式単板クラッチを有し、その接続量をクラッチアクチュエータのストロークによって制御する装置についても適用可能であり、さらに、パルスのデューティ比ではなくアナログ信号に応じて制御される制御装置についても適用可能であることは、明らかである。そして、本発明を適用し得る動力伝達装置としては、エンジンがディーゼルエンジンであるかガソリンエンジンであるかを問わないこと、流体継手を介在させるか否かを問わないことも言うまでもない。 Further, as a clutch to which the present invention is applied, a clutch device that controls the amount of connection of a wet multi-plate clutch by a duty ratio has been described. It is apparent that the present invention can be applied to a device that is controlled by the stroke of the clutch actuator, and can also be applied to a control device that is controlled according to an analog signal instead of a duty ratio of a pulse. Needless to say, the power transmission device to which the present invention can be applied does not matter whether the engine is a diesel engine or a gasoline engine, and whether or not a fluid coupling is interposed.
以上詳述したように、本発明では、変速時における変速時エンジン制御の制御モードを、変速機の変速が完了した後クラッチが完接する以前の時点で終了させ、エンジンをアクセルペダル追従制御に復帰させている。そのため、早期にアクセルペダル追従制御に戻って、通常時のように運転者の操作に応じた車速の増加が可能となる。さらに、クラッチの接続量が所定接続量以下であった場合には、接続量の増加速度を速めるので、クラッチの滑りが原因でエンジンの回転数が急増するフレアの発生を防止することができる。 As described above in detail, in the present invention, the control mode of the engine control at the time of shifting is ended at the time before the clutch is fully engaged after the shifting of the transmission is completed, and the engine is returned to the accelerator pedal following control. I am letting. Therefore, it is possible to return to the accelerator pedal tracking control at an early stage and increase the vehicle speed according to the driver's operation as in normal times. Further, when the clutch connection amount is less than or equal to the predetermined connection amount, the increase rate of the connection amount is increased, so that it is possible to prevent the occurrence of flare in which the engine speed rapidly increases due to clutch slippage.
1 ディーゼルエンジン
11 エンジン制御装置
2 流体継手(フルードカップリング)
3 湿式多板クラッチ
31 クラッチ制御装置
4 変速機
51、52、53 回転数センサ
61 変速レバー
62 アクセルペダル
1 Diesel engine 11
3 Wet multi-plate clutch 31
Claims (8)
前記エンジン(1)は、アクセルペダル(62)の踏込み量を基本的なパラメータとするエンジン制御を行うエンジン制御装置(11)を備えており、前記エンジン制御装置(11)が、変速時には、前記アクセルペダル(62)の踏込み量とは独立して前記クラッチ(3)の入力軸回転数と出力軸回転数との差を小さくするよう前記エンジン(1)を制御する変速時エンジン制御を実行し、
前記クラッチ(3)はクラッチ制御装置(31)を備えており、前記クラッチ制御装置(31)が、変速時には、前記クラッチ(3)を断とするとともに、前記変速機の変速が完了した後、前記クラッチ(3)の接続量を増加させる制御を実行し、
前記エンジン制御装置(11)は、前記変速機(4)の変速が完了した後であって前記クラッチ(3)が完接する以前の時点で前記変速時エンジン制御を終了して、前記アクセルペダル(62)の踏込み量を基本的なパラメータとするエンジン制御に復帰させ、さらに、
前記変速時エンジン制御を終了した時点における前記クラッチ(3)の接続量を検出し、その接続量が所定接続量以下であった場合は、前記クラッチ制御装置(31)が前記クラッチ(3)の接続量の増加速度を、所定期間、増大するように制御することを特徴とする車両用動力伝達装置の制御装置。 In a control device for a vehicle power transmission device having an engine (1), a clutch (3) and a transmission (4),
The engine (1) includes an engine control device (11) that performs engine control using a depression amount of an accelerator pedal (62) as a basic parameter, and the engine control device (11) Shift-speed engine control is performed to control the engine (1) so as to reduce the difference between the input shaft rotational speed and the output shaft rotational speed of the clutch (3) independently of the depression amount of the accelerator pedal (62). ,
The clutch (3) includes a clutch control device (31). The clutch control device (31) disengages the clutch (3) at the time of shifting, and after shifting of the transmission is completed, Control to increase the amount of engagement of the clutch (3),
The engine control device (11) terminates the shift-time engine control at a time after the shift of the transmission (4) is completed and before the clutch (3) is completely engaged, and the accelerator pedal ( 62) to return to engine control with the amount of depression as a basic parameter,
When the connection amount of the clutch (3) at the time when the engine control at the time of shifting is finished is detected and the connection amount is not more than a predetermined connection amount, the clutch control device (31) A control device for a vehicular power transmission device, wherein the increase rate of the connection amount is controlled to increase for a predetermined period.
前記クラッチ制御装置(31)は、その出力するパルスのデューティ比が前記所定期間内に前記所定接続量に対応するデューティ比となるような補正を行うことにより、前記クラッチ(3)の接続量の増加速度を増大する請求項8に記載の車両用動力伝達装置の制御装置。 The engine control device (11) includes means for returning to engine control using a depression amount of the accelerator pedal (62) as a basic parameter after a predetermined time since the engine control at the time of shifting is finished, The predetermined period is set as an elapsed period of the predetermined time, and
The clutch control device (31) corrects the connection amount of the clutch (3) by performing correction so that the duty ratio of the output pulse becomes a duty ratio corresponding to the predetermined connection amount within the predetermined period. The control device for a vehicle power transmission device according to claim 8, wherein the increase speed is increased.
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