JP2005291388A - 発進クラッチのクリープ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 発進時の発進クラッチの伝達容量を制御できるクリープ制御装置を提供する。
【解決手段】 クリープ制御装置１０はトランスミッションコントロールユニット１７を含んでいる。このトランスミッションコントロールユニット１７は、発進クラッチ１４を接続する完接状態と、発進クラッチ１４を滑らせる半クラッチ状態と、発進クラッチ１４を断つ切断状態とを選択することができ、発進クラッチ１４が切断状態にあるときにトランスミッション１５のギヤ入れを行い、ギヤ入れ完了後に発進クラッチ１４を切断状態から半クラッチ状態に切換える。トランスミッションコントロールユニット１７は、半クラッチ状態での燃料噴射量を、クリープ発進に必要な目標燃料噴射量まで増量させて該目標燃料噴射量を維持し、目標燃料噴射量のもとで該車両をクリープ発進させる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、マニュアルトランスミッションを有する車両の発進クラッチのクリープ制御装置に関する。

車両の発進装置として、エンジン回転数とエンジン水温とから求めた目標アイドリング回転数に実回転数が近付くように、発進クラッチの伝達容量を制御する技術が知られている。（例えば下記特許文献１参照）
また、発進クラッチ（湿式クラッチ）とフルードカップリング（流体継手）とを備えた車両も知られている。この種の車両は、トランスミッションのギヤを切換える際に前記クラッチを断接することによって動力を断接し、車両の発進時に前記発進クラッチを接続した状態でフルードカップリングのクリープ作用で発進するようにしている。（例えば下記特許文献２参照）
特公平７−５０３７号公報 特開２００２−２９５５３２号公報

車両をクリープ発進させるためには、発進クラッチの伝達容量を制御することが望まれる。例えば発進クラッチを、微小トルクが発生する程度に滑らせるように接続し、その状態のもとでクリープ作用によって車両を発進させることが考えられる。

この場合、発進クラッチがクリープ状態（微小トルクが発生する状態）に接続されたときに、エンジンに負荷がかかるため、燃料噴射量が一定であればエンジン回転数がある程度低下する。このエンジン回転数の低下はクラッチの滑り量（クラッチの伝達容量）と相関があるため、エンジン回転数を目標として発進クラッチの伝達容量を制御することは可能である。

しかしながら、エンジンがアイドリング時に常時一定回転数を維持するように制御される車両では、発進クラッチがクリープ状態となるように接続されたとき、一時的にエンジン回転数が低下したのち、アイドリング回転数が所定値に戻ってしまうために、エンジン回転数を目標として発進クラッチの伝達容量を制御することができない。

従ってこの発明の目的は、エンジン回転数によることなく発進クラッチの伝達容量を制御できる発進クラッチのクリープ制御装置を提供することにある。

本発明のクリープ制御装置は、マニュアルトランスミッションを有する車両の発進クラッチのクリープ制御装置であって、前記クラッチを完全に接続する完接状態と該クラッチを滑らせる半クラッチ状態と該クラッチを断つ切断状態を選択可能なトランスミッションコントロールユニットを有している。このトランスミッションコントロールユニットは、前記車両のブレーキがオンでかつ前記クラッチが前記切断状態にあるときに前記トランスミッションのギヤ入れを行い、ギヤ入れ完了後に前記クラッチを前記切断状態から前記半クラッチ状態に切換え、該半クラッチ状態での燃料噴射量を、クリープ発進に必要な目標燃料噴射量まで増量させて該目標燃料噴射量を維持し、前記目標燃料噴射量のもとで該車両をクリープ発進させるようにしている。

本発明の好ましい形態では、前記車両のエンジンがアイドリング状態にあるときのエンジン回転数を一定に保つよう燃料噴射系を制御するエンジンコントロールユニットを備えている。

本発明の好ましい形態では、前記目標燃料噴射量のもとで車両がクリープ発進したのちに、前記クラッチを前記半クラッチ状態から前記完接状態に切換えるようにしている。本発明は、エンジンの出力軸と前記クラッチの入力軸との間にフルードカップリングが設けられている車両に適用できる。また、エンジンの出力軸と発進クラッチとがダンパ装置等を介して直結されている車両にも適用できる。

本発明によれば、発進クラッチを有する車両において、クリープ発進時にエンジン回転数によることなく発進クラッチの伝達容量を制御することができる。本発明において、車両がクリープ発進したのち発進クラッチを完全に接続させるようにした場合には、クラッチ接続ショックをさらに低減できる。

以下に本発明の第１の実施形態について、図１から図４を参照して説明する。
図１は、クリープ制御装置１０を備えた車両の一部（パワートレイン１１等）を模式的に示している。

この車両は、エンジン１２と、フルードカップリング１３と、発進クラッチ１４と、マニュアルトランスミッション１５（以降、単にトランスミッションと称する）と、車載コンピュータを用いるエンジンコントロールユニット１６およびトランスミッションコントロールユニット１７と、電動ギヤシフトユニット１８などを備えている。

フルードカップリング１３は、エンジン１２の出力軸１２ａと、発進クラッチ１４の入力軸１４ａとの間に設けられている。電動ギヤシフトユニット１８は、トランスミッション１５のシフト操作を行うための電動アクチュエータを備えている。

エンジンコントロールユニット１６には、エンジン回転センサ２０によって検出されたエンジン１２の回転に関する信号が入力される。エンジンコントロールユニット１６からエンジン１２の燃料噴射系２１に向けて、燃料噴射量指示信号が出力される。エンジンコントロールユニット１６とトランスミッションコントロールユニット１７は、車載ＬＡＮの一例であるＣＡＮ（controller area network）によって接続され、互いに信号を授受できるようになっている。

発進クラッチ１４は、フルード（オイル）によって潤滑および冷却がなされる湿式クラッチである。この発進クラッチ１４は、アクチュエータとして機能するクラッチ制御ソレノイドバルブ３０によって、発進クラッチ１４を完全に接続する完接状態と、発進クラッチ１４を滑らせる半クラッチ状態と、発進クラッチ１４の接続を断つ切断状態とを選択できるようになっている。

トランスミッションコントロールユニット１７には、アクセル開度センサ３１、ブレーキ３２の踏込み状態を検出するブレーキセンサ３３、チェンジレバー３４の位置を検出するチェンジレバー位置センサ３５、フルードカップリング１３のタービン１３ａの回転を検出するタービン回転センサ３６、車両の速度に関する信号を検出する車速センサ３７、発進クラッチ１４の被動側部材１４ｂの回転を検出するクラッチ回転センサ３９、フルード油温センサ４０などからの各種信号が入力される。

トランスミッションコントロールユニット１７は、電動ギヤシフトユニット１８に向けて、ギヤシフト駆動信号５０を出力する。またこのトランスミッションコントロールユニット１７は、クラッチ制御ソレノイドバルブ３０に向けて、クラッチ駆動信号５１を出力する。電動ギヤシフトユニット１８に設けられたギヤ位置センサ５２からは、トランスミッションコントロールユニット１７に向けて、トランスミッション１５のギヤ位置信号が出力される。

次に、本実施形態の車両が発進する際のクリープ制御装置１０の作用について、図２から図４を参照して説明する。

図２に示すように、ステップＳＴ１において、チェンジレバー３４（図１に示す）が前進または後退位置にあるか否かが、チェンジレバー位置センサ３５によって検出される。チェンジレバー３４が前進または後退位置にあればステップＳＴ２に移り、ブレーキセンサ３３によって、ブレーキ３２がオンになっているか否か（ブレーキペダルが踏まれているか否か）が検出される。

ブレーキ３２が踏まれていれば、ステップＳＴ３に移る。なお、ブレーキ３２が踏まれているか否かの判定を省略することもできる。ステップＳＴ３では、トランスミッションコントロールユニット１７が、クラッチ制御ソレノイドバルブ３０に「クラッチ断」の指令を出力する。これにより、図３に示す時間Ｔ１１において発進クラッチ１４の切断が開始され、発進クラッチ１４の被動側部材１４ｂの回転が低下し、時間Ｔ１２において発進クラッチ１４の切断が完了する。

発進クラッチ１４の切断が完了したのち、ギヤシフトユニット１８によって、トランスミッション１５がニュートラル状態から発進ギヤ段にシフトされる。すなわち図３に示す時間Ｔ１３〜Ｔ１４でギヤ入れが行われる。

ステップＳＴ４においてギヤ入れ完了が検出されたら、ステップＳＴ５に移り、トランスミッションコントロールユニット１７が、クラッチ制御ソレノイドバルブ３０に「半クラッチ」の指令を出力する。これにより、図３に示す時間Ｔ１５において、発進クラッチ１４が半クラッチ状態となるようにクラッチ制御ソレノイドバルブ３０の制御が開始される。

時間Ｔ１６において半クラッチ完了となり、タービン１３ａの回転が一定のレベルに維持される。このときブレーキ３２はオンであり、車両は停止しているため、発進クラッチ１４の被動側部材１４ｂの回転は停止している。

半クラッチ状態になると、微小トルクが発生する程度に発進クラッチ１４が滑るため、フルードカップリング１３のタービン１３ａの回転数が減少する。また、エンジン１２の負荷が増えるため、一時的にエンジン回転数が少し落ちる（図３中のＱ）。ここでエンジンコントロールユニット１６は、アイドリング時のエンジン回転数が一定に保たれるように燃料噴射系２１を制御するため、エンジン回転数が元のレベルに戻る。

さらにエンジンコントロールユニット１６は、図４に示すように、半クラッチ開始後の燃料噴射量を、クリープ発進に必要な目標燃料噴射量まで増量させる。そしてこの目標燃料噴射量を維持する。目標燃料噴射量は、発進クラッチ１４の伝達容量がこの車両に要求されるクリープ力に応じたものとなるように予め設定され、例えばエンジンコントロールユニット１６あるいはトランスミッションコントロールユニット１７のメモリに記憶されている。

図２中のステップＳＴ６において、実燃料噴射量と目標燃料噴射量の差（絶対値）が所定値Ｃと比較され、両者の差が所定値Ｃ以下であればステップＳＴ８に移り、両者の差が所定値Ｃよりも大きければステップＳＴ７に移る。すなわち、実燃料噴射量が目標燃料噴射量に達していなければ、ステップＳＴ７において実燃料噴射量が目標燃料噴射量となるまで発進クラッチ１４を接側に調整する。逆に、実燃料噴射量が目標燃料噴射量を越えていれば、ステップＳＴ７において発進クラッチ１４を断側に調整する。ここで実燃料噴射量は、エンジンコントロールユニット１６から燃料噴射系２１に出力される燃料噴射量指示信号に基いて得られる値である。実燃料噴射量が目標燃料噴射量に達したとき、ステップＳＴ８に移る。

前記半クラッチ状態にあるときに、図３中の時間Ｔ１７においてブレーキ３２がオフになると、回転しているフルードカップリング１３のタービン１３ａのクリープ作用および発進クラッチ１４の滑りによるクリープ作用によって車両が動き出すとともに、発進クラッチ１４の被動側部材１４ｂが回転し始める。これに伴い、タービン１３ａの回転が少し落ちるが、車速は増加してゆく。このときの車速は車速センサ３７によって検出され、トランスミッションコントロールユニット１７に入力される。

タービン１３ａの回転数がタービン回転センサ３６によって検出され、タービン回転数がトランスミッションコントロールユニット１７に入力される。また、発進クラッチ１４の回転数がクラッチ回転センサ３９によって検出され、クラッチ回転数がトランスミッションコントロールユニット１７に入力される。

ステップＳＴ８において車速が所定値Ａを越えたことが検出されると、ステップＳＴ９に移る。ステップＳＴ９において、タービン回転数とクラッチ回転数の差が所定値Ｂ以下になるとステップＳＴ１０に移る。ステップＳＴ１０では、発進クラッチ１４を接続（完接）させる指令が、トランスミッションコントロールユニット１７からクラッチ制御ソレノイドバルブ３０に出力され、図３の時間Ｔ１８においてクラッチ接続（完接）に至る。

クラッチが接続（完接）されると、タービン回転数とクラッチ回転数とが一致した状態で、エンジン回転数に近付いてゆく。アクセルが増速側に操作されて車速が所定の値に達すると、図示しないロックアップ機構が作動することにより、エンジン１２の出力軸１２ａとタービン１３ａとが直結状態となる。

このように本実施形態によれば、発進前はクラッチ１４を完全に接続することなく、微小トルクがかかった状態（半クラッチ状態）を維持しておき、発進後にクラッチ１４を接続（完接）するようにしたことにより、クラッチ接続ショックを低減することができる。

図５〜図７は本発明の第２の実施形態を示している。図５に示す車両のパワートレイン１１は、エンジン１２の出力軸１２ａと発進クラッチ１４との間にダンパ装置６０を備えている。ダンパ装置６０は、ばね等の弾性体の撓みを利用して、エンジン１２の出力軸１２ａと発進クラッチ１４との間のトルク変動を吸収できるようにしている。それ以外の構成については、第１の実施形態と同様であるため、両者に共通の部位に共通の符号を付して説明を省略する。

図６は第２の実施形態のクリープ制御装置１０の作用を示している。このクリープ制御装置１０も、第１の実施形態と同様に、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ４において、発進クラッチ１４を切断状態にしてトランスミッション１５のギヤ入れを行う。ギヤ入れ完了後に、ステップＳＴ５において発進クラッチ１４を半クラッチ状態に切換える。

この実施形態の発進クラッチ１４は、ダンパ装置６０を介してエンジン１２の出力軸１２ａに直結されている。発進クラッチ１４が半クラッチ状態に接続されたとき、エンジン１２に車両側の負荷がかかるため、エンジン回転数が落ち込む（図７にＱで示す）。しかしこの場合も、エンジンコントロールユニット１６によって、アイドリング時のエンジン回転数が一定のレベルに維持さるように燃料噴射系２１が制御される。

図６中のステップＳＴ６において、実燃料噴射量と目標燃料噴射量の差（絶対値）が所定値Ｃと比較され、両者の差が所定値Ｃ以下であればステップＳＴ８に移り、両者の差が所定値Ｃよりも大きければステップＳＴ７に移る。すなわち、実燃料噴射量が目標燃料噴射量に達していなければ、ステップＳＴ７において実燃料噴射量が目標燃料噴射量となるまで発進クラッチ１４を接側に調整する。逆に、実燃料噴射量が目標燃料噴射量を越えていれば、ステップＳＴ７において発進クラッチ１４を断側に調整する。実燃料噴射量が目標燃料噴射量に達したとき、ステップＳＴ８に移る。

ブレーキ３２がオフとなって車両がクリープ発進し、ステップＳＴ８において車速が所定値Ａを越えたことが検出されると、ステップＳＴ１０に移る。ステップＳＴ１０では、発進クラッチ１４を接続（完接）させる指令がクラッチ制御ソレノイドバルブ３０に出力され、図７の時間Ｔ１８においてクラッチ接続（完接）となる。

このように前記第１および第２の実施形態のクリープ制御装置１０によれば、発進クラッチ１４を有する車両において、クリープ発進時に燃料噴射量を目標として発進クラッチの伝達容量を制御するため、エンジン回転数によることなく発進クラッチ１４の伝達容量を制御することができる。

なお本発明を実施するに当たって、前記実施形態以外にも、トランスミッションや発進クラッチ、トランスミッションコントロールユニットをはじめとして、本発明の構成要素を、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変形して実施できることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態のクリープ制御装置を備えた車両の一部を模式的に示す側面図。 図１に示された車両のクリープ制御装置の作用を示すフローチャート。 図１に示された車両が発進する際の時間とエンジン回転数との関係を示す図。 図１に示された車両が発進する際の時間と燃料噴射量との関係を示す図。 本発明の第２の実施形態のクリープ制御装置を備えた車両の一部を模式的に示す側面図。 図５に示された車両のクリープ制御装置の作用を示すフローチャート。 図５に示された車両が発進する際の時間とエンジン回転数との関係を示す図。

符号の説明

１０…クリープ制御装置
１２…エンジン
１３…フルードカップリング
１４…発進クラッチ
１５…マニュアルトランスミッション
１７…トランスミッションコントロールユニット
２１…燃料噴射系
６０…ダンパ装置

Claims (3)

1. マニュアルトランスミッションを有する車両の発進クラッチのクリープ制御装置であって、
   前記クラッチを完全に接続する完接状態と該クラッチを滑らせる半クラッチ状態と該クラッチを断つ切断状態を選択可能なトランスミッションコントロールユニットを有し、
   該トランスミッションコントロールユニットは、
   前記車両のブレーキがオンでかつ前記クラッチが前記切断状態にあるときに前記トランスミッションのギヤ入れを行い、
   ギヤ入れ完了後に前記クラッチを前記切断状態から前記半クラッチ状態に切換え、
   該半クラッチ状態での燃料噴射量を、クリープ発進に必要な目標燃料噴射量まで増量させて該目標燃料噴射量を維持し、
   前記目標燃料噴射量のもとで該車両をクリープ発進させるようにしたことを特徴とする発進クラッチのクリープ制御装置。
2. 前記車両のエンジンがアイドリング状態にあるときのエンジン回転数を一定に保つよう燃料噴射系を制御するエンジンコントロールユニットを備えていることを特徴とする請求項１に記載の発進クラッチのクリープ制御装置。
3. 前記目標燃料噴射量のもとで車両がクリープ発進したのち、前記クラッチを前記半クラッチ状態から前記完接状態に切換えることを特徴とする請求項１または２に記載の発進クラッチのクリープ制御装置。

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