JP2006125602A - 発進摩擦要素の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の加速意図を十分に反映することができる発進摩擦要素の制御装置を提供する。
【解決手段】発進時に締結する発進摩擦要素の制御装置において、
運転状態に基づき、前記発進摩擦要素のトルク容量係数を設定するトルク容量係数設定手段Ｓ１と、当該トルク容量係数と、エンジン回転数とに基づき、前記発進摩擦要素のトルク容量を制御するトルク容量制御手段Ｓ２と、運転者の加速意図が強いほど前記トルク容量を減少補正するトルク容量補正手段Ｓ３とを具えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、自動変速機を用いた自動車に用いられる発進クラッチ等の発進摩擦要素のトルク容量を制御する発進摩擦要素の制御装置に関するものである。

従来、自動変速機を使用した自動車においては、車両の発進を制御する要素として、トルクコンバータが用いられてきたが、近年は、特許文献１に記載されているように、発進クラッチ等の発進摩擦要素が用いられるようになってきた。このような発進摩擦要素のトルク容量ＴＣｌ（＝伝達トルク）は、特許文献２に記載され、図４に示すように、トルク容量係数をＣ、エンジン回転数をＮｅとすると、ＴＣｌ＝Ｃ×Ｎｅ^２で表されるものであり、トルク容量係数Ｃとエンジン回転数Ｎｅに基づき制御装置により制御される。
さらにトルク容量係数Ｃは、アクセル開度と速度比に基づいて制御装置において決定され、アクセル開度が大きいほど小さく設定され、これにより、アクセル開度が大きい場合にトルク容量を小さくして、急激にアクセルを踏み込んだ場合に発生する、エンジンの急激なトルク変動を吸収している。
特許第０２７８４５００号公報 特開昭６３−３０５０３９号公報

ところが、このような発進摩擦要素の制御装置においては、トルク容量を制御するに当たり、アクセル開度と速度比のみに基づいて制御しているため、以下のような問題点が発生する。すなわち、運転者の加速意図が強いときは、エンジン回転数をエンジントルクが大きくなる領域まですばやく立ち上げるべく、トルク容量係数を小さく設定して発進摩擦要素を滑らせ気味とするのが好ましいが、運転者の加速意図が弱くエンジントルクが小さいときに、トルク容量係数を小さくしすぎると、発進摩擦要素が滑りすぎてトルク容量が小さくなりすぎてスムーズな加速を得られないため、これらのトレードオフを満たすトルク容量係数に設定せざるを得ず、その結果、運転者の加速意図を十分に満足することができないという問題点があった。

本発明の目的は、上述した課題を解決することであり、運転者の加速意図を十分に反映することができる発進摩擦要素の制御装置を提供することにある。

請求項１に係る発進摩擦要素の制御装置は、発進時に締結する発進摩擦要素の制御装置において、
運転状態に基づき、前記発進摩擦要素のトルク容量係数を設定するトルク容量係数設定手段と、当該トルク容量係数と、エンジン回転数とに基づき、前記発進摩擦要素のトルク容量を制御するトルク容量制御手段と、運転者の加速意図が強いほど前記トルク容量を減少補正するトルク容量補正手段とを具えることを特徴とする。
なお、運転状態とは具体的には、前記発進摩擦要素の速度比と、アクセル開度を指す。

これによれば、運転者の加速意図が強いほどトルク容量補正手段がトルク容量を減少補正するため、運転者の加速意図に応じてトルク容量を補正することができる。これにより、運転者の加速意図が強いときには、トルク容量を減少補正して、エンジン回転数をエンジントルクが大きくなる領域まですばやく立ち上げて、より強い加速を得ることができるとともに、運転者の加速位置が弱いときには、トルク容量を増大補正して、発進クラッチがスリップしすぎることを防止して、滑らかな加速を得ることが出来、運転性を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明に係る発進摩擦要素の制御装置の一実施形態を示す、模式図である。ここでは、発進摩擦要素としての発進クラッチおよびその制御装置を、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を使用した車両に適用した構成を示す。

このベルト式無段変速機を使用した車両には、エンジン１と、発進クラッチとして作用する前進クラッチ２０および後退ブレーキ２１を有する前後進切換機構６と、入出力間で無段変速するベルト式無段変速機構１９と、この出力を減速する出力ギア１２およびドライブギア１３と、ディファレンシャルギア１４および左右のドライブシャフト１５、１６を介して駆動される左右の駆動輪１７、１８を具える。

エンジン１としては、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンが用いられ、その出力軸２はトーショナルダンパ３の入力部に連結されている。
トーショナルダンパ３は、その入力部がエンジン１のエンジン出力軸２に連結され、出力部が変速機入力軸５に連結されており、入力部と出力部とがトーショナルスプリングを介して相対回転可能に連結されるように構成されている。なお、出力部にはこれと一体回転するフライホイール４が固定されている。

前後進切換機構６は、回転方向やギア比が切換可能な単純遊星歯車２２と、前進時に締結し本発明の発進摩擦要素たる発進クラッチを構成する前進クラッチ２０と、後退時に締結し本発明の発進摩擦要素を構成する後退ブレーキ２１とを具えている。

単純遊星歯車２２は、変速機入力軸５と同心上で回転するサンギア２２ｓと、このサンギア２２ｓの外周でこれと噛み合う複数のピニオン２２ｐと、ピニオン２２ｐに噛み合うリングギア２２ｒと、ピニオン２２ｐを回転自在に支持するキャリア２２ｃとを具えている。サンギア２２ｓは前進クラッチ２０のドリブン側部分およびプライマリプーリ軸７側に、またキャリア２２ｃは後退ブレーキ２１の被固定側部分に、リングギア２２ｒは前進クラッチ２０のドライブ側部分にそれぞれ連結されている。

前進クラッチ２０は、変速機入力軸５に連結されたドライブ側部分とプライマリプーリ軸７とに連結されたドリブン側部分との間に複数のプレートが介在されて、図示しないピストンにクラッチ駆動用の油圧を作用させることにより、ドライブ側部分の複数のプレートと、ドリブン側部分の複数のプレートとを、接触させて、締結状態を選択し、図示しないピストンからクラッチ駆動用の油圧を排出させることにより、ドライブ側部分の複数のプレートと、ドリブン側部分の複数のプレートとを、離隔させて、開放状態を選択することを可能としている。
なお、クラッチ駆動用の油圧は、後述するトルク容量に応じて決定される。

後退ブレーキ２１は、変速機ケース２３の内側固定部分とキャリア２２ｃに連結された被固定側部分との間に複数のプレートが介在され、図示しないピストンにブレーキ駆動用の油圧を作用させることにより、変速機ケース２３側の複数のプレートと、キャリア２２ｃ側の複数のプレートとを、接触させてキャリア２２ｃを回転不能に拘束する締結状態と、
図示しないピストンからブレーキ駆動用の油圧を排出させることにより、変速機ケース２３側の複数のプレートと、キャリア２２ｃ側の複数のプレートとを、離隔させてキャリア２２ｃおよび被固定側部分を回転可能とする開放状態とを選択可能としている。
なお、ブレーキ駆動用の油圧も、後述するトルク容量に応じて決定される。

ベルト式無段変速機構１９は、この入出力軸間の変速比を無段階にて変更するものであり、プライマリプーリ軸７に連結されたプライマリプーリ８と、セカンダリプーリ軸１１に連結されたセカンダリプーリ１０と、プライマリプーリ８およびセカンダリプーリ１０間に掛け渡されたＣＶＴベルト９とを具えている。プライマリプーリ８およびセカンダリプーリ１０は、それぞれ固定シーブ８ａ、１０ａと、この固定シーブ８ａ、１０ａに対して接近および離隔変位する可動シーブ８ｂ、１０ｂを有する。また、プライマリプーリ８の可動シーブ８ｂの背面にはプライマリプーリ油室３３が設けられ、このプライマリプーリ油室３３へ供給される油圧を、油圧コントロールユニット３２にて制御することにより、可動シーブ８ｂを固定シーブ８ａに対して接近または離隔変位させることで、変速比を無段階に変更することができる。なお、この油圧コントロールユニット３２においては、オイルポンプ３１によりオイルタンク３０から圧油を吸引して供給している。

以上述べたベルト式無段変速機を搭載した車両の制御系は、エンジン１を電子制御するエンジンコントローラ４０と、前後進切換機構６やベルト式無段変速機構１９に接続された油圧コントロールユニット３２を電子制御するトランスミッションコントローラ４１と、トランスミッションコントローラ４１やエンジンコントローラ４０に接続されたセンサ類とを具えている。

エンジンコントローラ４０には、エンジン出力軸２の回転速度を検出するエンジン回転数センサ４２とアクセルペダルの踏込み度合いを検出するアクセル開度センサ４３とが接続されて、それぞれのセンサで検出したエンジン回転数、アクセル開度がそれぞれ入力される。これらのエンジン回数およびアクセル開度は、エンジンコントローラ４０からトランスミッションコントローラ４１にも伝送される。

トランスミッションコントローラ４１には、セレクトレバーの位置を検出するセレクトレバーセンサ４４、車速を検出する車速センサ４５、前後進切換機構６の変速機入力軸５の回転速度を検出する入力回転数センサ４６、前後進切換機構６の出力軸と一体のプライマリプーリ軸７の回転速度を検出する出力回転数センサ４７が接続されており、それぞれのセンサにより検出した、セレクトレバー位置、車速、入力回転数、出力回転数が入力される。

なお、本実施例では、入力回転数センサ４６を設けて前後進切換機構６の入力回転数を得るようにしているが、入力回転数センサ４６の替わりにエンジン回転数センサ４２から得たエンジン回転数を前後進切換機構６の入力回転数とみなすことができる。

また、トランスミッションコントローラ４１には、前進クラッチ２０への供給油圧を制御する前進クラッチソレノイド４８と、後退ブレーキ２１への供給油圧を制御する後退ブレーキソレノイド４９とが接続されている。トランスミッションコントローラ４１は、上記各センサからの入力に基づき、前進クラッチ２０、後退ブレーキ２１をそれぞれ完全締結状態、スリップ状態、開放状態に切換る用に前進クラッチソレノイド４８および後退ブレーキソレノイド４９を制御する。なお、トランスミッションコントローラ４１は、さらに油圧コントロールユニット３２内に設けた図示しないソレノイドバルブにてプライマリプーリ油室３３への供給油圧を制御する。

ベルト式無段変速機構１９のセカンダリプーリ１０に接続するセカンダリプーリ軸１１の端部には出力ギア１２が固定され、この出力ギア１２より大径のドライブギア１３に噛み合わされる。
ドライブギア１３には、ディファレンシャルギア１４を構成する二個のピニオンが固定され、これらのピニオンに車両の左右からそれぞれサイドギアが噛み合わされる。各サイドギアには、ドライブシャフト１５、１６が連結されて左右の駆動輪１７、１８を駆動するように構成される。

図２は、本発明に係る発進クラッチの制御装置の制御内容の一実施形態を示すブロック図である。
なお、図１中において、発進クラッチの制御装置は、トランスミッションコントローラ４１とエンジンコントローラ４０およびそれらに接続された各センサ４２〜４７に相当するものである。
この、発進時に締結する発進摩擦要素たる発進クラッチの制御装置において、
運転状態つまりは、前記発進摩擦要素たる発進クラッチの速度比（図１に示す前後進切換機構７の出力回転数を入力回転数で除した値）と、アクセル開度に基づき、トルク容量係数を設定するトルク容量係数設定手段Ｓ１と、当該トルク容量係数と、エンジン回転数とに基づき、前記発進摩擦要素のトルク容量を制御するトルク容量制御手段Ｓ２と、運転者の加速意図が強いほど前記トルク容量を減少補正するトルク容量補正手段とを具え、（請求項１に相当）前記トルク容量補正手段は、運転者の加速意図が強いほど前記トルク容量係数を減少補正するトルク容量係数補正手段Ｓ３を具える。（請求項２に相当）さらに、前記トルク容量補正手段、ここではトルク容量係数補正手段Ｓ３は、アクセルの踏込み速度が大きいほど、運転者の加速意図が強いと判断する。（請求項４に相当）

トルク容量係数補正手段Ｓ３は、トルク容量係数設定手段Ｓ１により設定されたトルク容量係数Ｃを、図１のＳ３中に示すマップに基づき、運転者の加速意図が強いほど、つまりはアクセル踏込み速度が大きいほど減少補正して、補正されたトルク容量係数Ｃ’を演算し、トルク容量制御手段Ｓ２は、当該補正されたトルク容量係数Ｃ’とエンジン回転数Ｎｅに基づき、トルク容量ＴＣｌを演算する。

請求項１に相当する構成による作用効果は、段落番号［０００６］で説明したので割愛する。
請求項２に相当する構成によれば、運転者の加速意図が強いほど、トルク容量係数を減少補正することにより、トルク容量を減少補正することができる。
また、請求項４に相当する構成によれば、段落番号［００１７］に記載されているように、従来からアクセル開度センサにおいて測定していたアクセル開度の変化率である、アクセル踏込み速度を運転者の加速意図の判断基準とすることができるため、特別な機器やソフトを追加することなく、運転者の加速意図を判断することができる。

図３は、本発明に係る発進クラッチの制御装置の制御内容の他の実施形態を示すブロック図である。
この、発進時に締結する発進摩擦要素たる発進クラッチの制御装置において、
前記発進摩擦要素たる発進クラッチの速度比と、アクセル開度に基づき、トルク容量係数を設定するトルク容量係数設定手段Ｓ１と、当該トルク容量係数と、エンジン回転数とに基づき、前記発進摩擦要素のトルク容量を制御するトルク容量制御手段Ｓ２と、運転者の加速意図が強いほど前記トルク容量を減少補正するトルク容量補正手段とを具え、（請求項１に相当）前記トルク容量補正手段は、運転者の加速意図が強いほど前記トルク容量係数を減少補正するトルク容量係数補正手段Ｓ３を具えるとともに、（請求項２に相当）前記トルク容量補正手段は、運転者の加速意図が強いほど前記エンジン回転数を減少補正するエンジン回転数補正手段を具える（請求項３に相当）さらに、前記トルク容量補正手段、ここではトルク容量係数補正手段Ｓ３およびエンジン回転数補正手段Ｓ４は、アクセルの踏み込み速度が大きいほど、運転者の加速意図が強いと判断する。（請求項４に相当）

図３に示すように、エンジン回転数補正手段Ｓ４は、運転者の加速意図が強いほど、つまりは、アクセル踏込み速度が大きいほど、所定値Ｎを増大補正するとともに、エンジン回転数Ｎｅから所定値Ｎを減算してエンジン回転数相当値Ｎｅ’を演算する。
トルク容量係数補正手段Ｓ３は、トルク容量係数設定手段Ｓ１により設定されたトルク容量係数Ｃを、図１のＳ３中に示すマップに基づき、運転者の加速意図が強いほど、つまりはアクセル踏込み速度が大きいほど減少補正して、補正されたトルク容量係数Ｃ’を演算し、トルク容量制御手段Ｓ２は、当該補正されたトルク容量係数Ｃ’とエンジン回転数相当値Ｎｅ’に基づき、トルク容量ＴＣｌを演算する。

請求項３に相当する構成によれば、運転者の加速意図が強いほど、エンジン回転数を減少補正することにより、トルク容量を減少補正することができる。
ここで、エンジン回転数を減少補正するとは、トルク容量を計算するに当たって使用するエンジン回転数の検出値を減少補正するという意味であり、エンジンの実際の回転数そのものを減少補正することではない。

なお、本発明は、上記実施の形態にのみ限定されるものではなく、幾多の変形または変更が可能である。本実施例では、発進クラッチ制御装置を、ベルト式無段変速機（ＣＶＴ）を使用した車両に適用する場合を示したが、有段自動変速機や、トロイダル式無段変速機、自動ＭＴを使用した車両や、ハイブリッド車や電気自動車等の車両の他、発進時に締結しエンジンからのトルクを遮断可能に伝達する発進摩擦要素を有する車両に適用可能である。

本発明の発進摩擦要素の制御装置は、発進摩擦要素を使用した自動車に用いて好適なものであって、運転者の加速意図を加速に十分に反映させて、運転性を高めることができるものである。

本発明に係る発進摩擦要素の制御装置に一実施形態を示す模式図である。 本発明に係る発進摩擦要素の制御装置の制御内容を示すブロック図である。 本発明に係る発進摩擦要素の制御装置の他の制御内容を示すブロック図である。 従来の発進摩擦要素の制御装置の制御内容を示すブロック図である。

符号の説明

１ エンジン
２ エンジン出力軸
３ トーショナルダンパ
４ フライホイール
５ 変速機入力軸
６ 前後進切換機構
７ プライマリプーリ軸
８ プライマリプーリ
９ ＣＶＴベルト
１０ セカンダリプーリ
１１ セカンダリプーリ軸
１３ ドライブギア
１４ ディファレンシャルギア
１５ ドライブシャフト
１６ ドライブシャフト
１７ 駆動輪
１８ 駆動輪
１９ ベルト式無段変速機構
２０ 前進クラッチ
２１ 後退ブレーキ
２２ 単純遊星歯車
２３ 変速機ケース
３０ オイルタンク
３１ オイルポンプ
３２ 油圧コントロールユニット
３３ プライマリプーリ油室
４０ エンジンコントローラ
４１ トランスミッションコントローラ
４２ エンジン回転数センサ
４３ アクセル開度センサ
４４ セレクトレバーセンサ
４５ 車速センサ
４６ 入力回転数センサ
４７ 出力回転数センサ
４８ 前進クラッチソレノイド
４９ 後退ブレーキソレノイド

Claims (4)

1. 発進時に締結する発進摩擦要素の制御装置において、
   運転状態に基づき、前記発進摩擦要素のトルク容量係数を設定するトルク容量係数設定手段と、当該トルク容量係数と、エンジン回転数とに基づき、前記発進摩擦要素のトルク容量を制御するトルク容量制御手段と、運転者の加速意図の強さが強いほど前記トルク容量を減少補正するトルク容量補正手段とを具えることを特徴とする発進摩擦要素の制御装置。
2. 前記トルク容量補正手段は、運転者の加速意図が強いほど前記トルク容量係数を減少補正するトルク容量係数補正手段を具えることを特徴とする請求項１に記載の発進摩擦要素の制御装置。
3. 前記トルク容量補正手段は、運転者の加速意図が強いほど前記エンジン回転数を減少補正するエンジン回転数補正手段を具えることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の発進摩擦要素の制御装置。
4. 前記トルク容量補正手段は、アクセルの踏み込み速度が大きいほど、運転者の加速意図が強いと判断することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の発進摩擦要素の制御装置。
   
   

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