JP2010084830A - 車両のクラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現回転数が発進許可回転数よりも高い場合であってもクラッチがスムーズにつながるようにして発進時の乗り心地を向上させる。
【解決手段】発進許可判定部１０は、エンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＨが所定値以上になったときに発進許可をする。クラッチ・トルク容量記憶部１１は、エンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度ＴＨのうち少なくともエンジン回転数ＮＥの関数としてクラッチ・トルク容量を設定したクラッチ・トルク容量基準マップを格納している。クラッチ・トルク容量補正部１２は、発進許可時のエンジン回転数ＮＥと発進許可回転数ＮＥ０との差に応じて、クラッチ・トルク容量が比例縮小的に小さくなるようにクラッチ・トルク容量基準マップを補正する。油圧制御部１３は、補正されたクラッチ・トルク容量マップに従って得られたクラッチ・トルク容量でクラッチ２をつないで車両を発進させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両のクラッチ制御装置に関し、特に、発進許可判定後、発進マップ制御に移行する際に、エンジンの諸条件に起因するエンジン回転数のばらつきがあったときでもスムーズな発進を可能にすることができる車両のクラッチ制御装置に関する。

従来、車両の発進をスムーズに行えるようにした自動クラッチ制御装置が検討されている。例えば、特許文献１には、発進時のクラッチ制御に使用するクラッチ伝達トルク特性を学習可能な自動クラッチ制御装置が提案されている。また、特許文献２には、発進クラッチの摩擦係数低下やプレート間のクリアランスの増大にかかわらず、狙ったトルクに対し適正な締結力コントロールを行うことができるクラッチ制御装置が提案されている。
特開２００７−１３９１２０号公報 特開２００６−３３６８５３号公報

特許文献１、２に開示されたクラッチ制御装置は、クラッチストローク量がクラッチ装置の劣化等によって変化した場合に対処できるものである。しかし、発進クラッチの適当なクラッチ・トルク容量は、発進許可判定時点のエンジン回転数とクラッチ接続時の現エンジン回転数とに差が生じた場合に補正が必要であることには着目されていなかった。

例えば、発進許可判定がなされて発進マップ制御に移行する際、エンジンの諸条件によってエンジン回転数にばらつきが出る。例えば、スロットル開度１度以上、かつエンジン回転数１２００ｒｐｍ以上という発進許可条件が設定されている場合、スロットル開度１度に対応するエンジン回転数がエンジンによって異なるので、エンジン回転数が１２００ｒｐｍで発進が許可されたり１４００ｒｐｍで発進が許可されたりすることがある。発進マップは少なくともエンジン回転数をパラメータとしてクラッチ・トルク容量を設定しており、エンジン回転数が大きいほど大きいクラッチ・トルク容量が要求されるので、エンジン回転数によって発進フィーリングに差異が生じる。

本来は、スロットルバルブを同程度開いたならば、同程度のトルクで発進することが望ましい。しかし、発進マップからエンジン回転数に応じたクラッチの発進容量を読み込むので、発進許可時のエンジン回転数の違いにより、異なるクラッチ・トルク容量が読み込まれ、クラッチをつないだときの発進のフィーリングに違いが生じる。

特に、ファーストアイドルでは、スロットル開度に対してエンジン回転数が高いので、ファーストアイドル中にスロットルバルブ開度が大きくなって発進許可されると、ファーストアイドル中の高いエンジン回転数に対応した大きいクラッチ・トルク容量が読み取られるので、スロットル開操作の程度に対して、大きなトルク伝達を行うクラッチ・トルク容量が設定されるため、運転者のフィーリングと異なる発進トルクとなってしまうという課題があった。

本発明の目的は、上記課題に対応して、発進許可条件が満足された場合に、エンジン回転数に対するクラッチ・トルク容量の値を補正して発進フィーリングを向上することができる車両のクラッチ制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、エンジン回転数およびスロットル開度がともに所定の発進許可回転数および許可開度以上になったときに発進許可をしてエンジンから変速機へ駆動力を伝達するクラッチをつないで車両を発進させる車両のクラッチ制御装置において、エンジン回転数およびスロットル開度のうち少なくともエンジン回転数の関数としてクラッチ・トルク容量を設定したクラッチ・トルク容量基準マップと、発進許可がなされたときのエンジン回転数と発進許可回転数との差に応じて、クラッチ・トルク容量が比例縮小的に小さくなるように前記クラッチ・トルク容量基準マップを補正するマップ補正手段とを具備し、前記マップ補正手段で補正されたクラッチ・トルク容量マップに従って得られたクラッチ・トルク容量でクラッチをつないで車両を発進させるように構成された点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記マップ補正手段が、前記発進許可がなされたときのエンジン回転数と発進許可回転数との差が予定値以上である場合に前記クラッチ・トルク容量基準マップを補正するように構成されている点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記マップ補正手段が、前記発進許可がなされたときのエンジン回転数と発進許可回転数との差に応じて前記クラッチ・トルク容量基準マップを直線補間するように構成されている点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記マップ補正手段が、前記発進許可がなされたときのエンジン回転数と発進許可回転数との差に応じて予め設定された係数を乗算して前記クラッチ・トルク容量基準マップを補正するように構成されている点に第４の特徴がある。

さらに、本発明は、前記エンジンが、ファーストアイドル装置を備えている点に第５の特徴がある。

発進許可時のエンジン回転数（現回転数）が、発進許可回転数より大きい場合に、現回転数に応じてクラッチ・トルク容量基準マップを使用してクラッチ・トルク容量を決定すると、発進時の伝達トルクが大きくなり、スムーズに発進できないことがある。第１の特徴を有する本発明によれば、現回転数が発進許可回転数より大きい場合に、両者の差に応じて、クラッチ・トルク容量が適正値になるようにマップを補正するので、発進許可回転数に応じたクラッチ・トルク容量を使用してクラッチをつなぎ始めることができる。したがって、クラッチが円滑につながり、その後のエンジン回転数の増大に応じてクラッチ・トルク容量は増大し、確実にエンジンの出力トルクを変速機に伝達することができる。

第２の特徴を有する本発明によれば、現回転数と発進許可回転数との差が予定値以上である場合にクラッチ・トルク容量基準マップを補正するように構成されているので、比較的低い回転数で発進許可がされたときにだけ、クラッチ・トルク容量基準マップを使用して車両を発進させられる。

第３、第４の特徴を有する本発明によれば、簡易的にクラッチ・トルク容量基準マップを補正できる。

第５の特徴を有する本発明によれば、ファーストアイドル装置を有するエンジンにおいて、発進許可回転数より極めて高いファーストアイドル回転数で運転中に、スロットルバルブを開いて発進操作がなされた場合に、ファーストアイドル回転数でクラッチ・トルク容量基準マップが参照されてクラッチ・トルク容量が決定されるのを回避することができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るクラッチ制御装置を含む車両の駆動システムを示すブロック図である。車両の駆動システムには、エンジン１、クラッチ２、変速機３、およびクラッチ制御装置４を含む。クラッチ制御装置４は、クラッチＥＣＵ５、ドライバ６、油圧回路７、スレーブシリンダ８を備える。油圧回路７の油圧は油圧アクチュエータとしてのモータ１７で駆動されるピストン（図示せず）によって調整される。

クラッチ２は、エンジン１の出力軸（クランク軸）と変速機３の入力軸間に設けられ、エンジン１の回転駆動力を変速機３につないだり遮断したりする。クラッチ２は、クラッチＥＣＵ５での処理結果によってドライバ６で駆動される油圧回路７からスレーブシリンダ８に供給される油圧で駆動される。変速機３の出力軸はチェーン等を使って駆動輪ＷＲ（後輪）に連結される。

エンジン１には、ファーストアイドル装置９が設けられる。 ファーストアイドル装置９は、エンジン始動の際、エンジン１のスロットルバルブをバイパスする通路に設けられたバルブを高開度に保持し、エンジン回転数をファーストアイドル回転数にする。そして、エンジンの始動後、エンジン温度の上昇に応じて、即ち暖機運転の進行に応じて開度を減少させることにより、エンジンのファーストアイドリング回転数を自動調整し、暖機後は弁体を全閉させる。

クラッチＥＣＵ５は、発進許可判定部１０、クラッチ・トルク容量記憶部１１、クラッチ・トルク容量補正部（マップ補正手段）１２、および油圧制御部１３とを有している。発進許可判定部１０、クラッチ・トルク容量記憶部１１、クラッチ・トルク容量補正部１２、および油圧制御部１３は、マイクロコンピュータで構成することができる。

クラッチＥＣＵ５で制御に使用されるセンサとして、スロットル開度センサ１４およびエンジン回転数センサ１５が設けられる。これらのセンサは、周知であり、エンジン１０の点火制御や燃料噴射制御等に用いられるものと共用される。

クラッチ・トルク容量記憶部１１は、エンジン回転数ＮＥの関数としてクラッチ・トルク容量つまりクラッチ２の締結力を設定したマップを記憶している。このマップはエンジン回転数ＮＥに応じてクラッチ・トルク容量が大きくなるように設定されている（後述）。

発進許可判定部１０は、スロットル開度センサ１４で検出されたスロットルバルブ開度ＴＨとエンジン回転数センサ１５で検出されたエンジン回転数ＮＥとによって車両を発進許可できる状態か否かを判定する。

クラッチ・トルク容量補正部１２は、クラッチ・トルク容量記憶部１１に記憶されているマップを、現エンジン回転数ＮＥに応じて補正する。すなわち、発進許可判定部１０で発進許可がなされた後、クラッチ・トルク容量記憶部１１に記憶されたマップに従ってクラッチ・トルク容量を決定する際のエンジン回転数ＮＥに応じて前記マップを補正する。

油圧制御部１３は、クラッチ・トルク容量補正部１１で補正されたクラッチ・トルク容量に対応するクラッチ油圧目標値ＰＣＬｔｇｔと、油圧回路７に設けられた油圧センサ１６で検出されたクラッチ油圧ＰＣＬとを比較し、クラッチ油圧ＰＣＬがクラッチ油圧目標値ＰＣＬｔｇｔに収斂するようにドライバ６を駆動する。ドライバ６は油圧アクチュエータであるモータ１７を駆動して、油圧回路７からスレーブシリンダ８に供給される油圧を制御する。

図２は、クラッチ・トルク容量記憶部１１に記憶されているクラッチ・トルク容量マップの一例を示す図である。同図において、横軸はエンジン回転数ＮＥ、縦軸はクラッチ・トルク容量（つまり油圧目標値）である。クラッチ・トルク容量が大きいほど、エンジン１から変速機３に対して伝達可能なトルクが大きくなる。発進許可回転数ＮＥ０は、発進許可判定部１０に予め設定される許可回転数であり、エンジン回転数ＮＥが発進許可回転数ＮＥ０以上であって、かつ所定のスロットル開度（例えば、０．８度）以上にスロットルバルブが開かれた場合に発進許可判定部１０が発進許可を出力する。

スロットル開度が、発進許可開度になったときに、エンジン回転数ＮＥがＮＥ０であれば、このマップに沿ってクラッチ・トルク容量を上昇させていけば、スムーズにクラッチをつなぐことができる。しかし、例えば、ファーストアイドル中にスロットル開度が発進許可開度になった場合は、このマップに沿ってクラッチ・トルク容量を決定すると不具合がある。例えば、ファーストアイドル回転数がＮＥ０より高い回転数ＮＥｉｄｌであったとすると、このファーストアイドル中にスロットルバルブが発進許可開度以上に開かれると、発進許可判定部１０が発進許可をする。そうすると、図２のマップに従ってクラッチ・トルク容量ＣＬ１が読み出され、このクラッチ・トルク容量ＣＬ１を実現するように油圧回路７が油圧を発生する。すなわち、発進当初からエンジン１から大きいトルクが変速機３に伝達され、発進のスムーズさが損なわれる。

そこで、本実施形態では、発進許可がなされた時点のエンジン回転数に応じてクラッチ・トルク容量マップをの値を補正して読み出すようにした。

図３は、クラッチ・トルク容量の補正手法の概要を示すクラッチ・トルク容量マップを示す図である。図３において、発進許可回転数ＮＥ０と現エンジン回転数ＮＥが一致する基準点Ｒからエンジン回転数ＮＥが増大するにつれてクラッチ・トルク容量が増大するマップ（基準マップ）Ｍ１が設定されている。ここで、スロットル開度の条件も満たして発進許可がなされた時点でのエンジン回転数がファーストアイドル回転数ＮＥｉｄｌであった場合を想定する。この回転数ＮＥｉｄｌの点をマップの変更点Ｓとする。そして、補正前のマップＭ１と補正後のマップＭ２とが合流して一致する点を合流点Ｇとする。発進許可回転数ＮＥ０から合流点Ｇのエンジン回転数ＮＥＧまでエンジン回転数が変化する間のクラッチ・トルク容量は、いわゆる半クラッチに対応するものであり、合流点以上のエンジン回転数ＮＥに対応するクラッチ・トルク容量では、実質的にクラッチが滑り無く接触している状態である。

発進許可がなされた時点でエンジン回転数がファーストアイドル回転数ＮＥｉｄｌであった場合、この回転数ＮＥｉｄｌの点を変更点Ｓとして、合流点Ｇまでクラッチ・トルク容量を変化させていくマップＭ２を形成する。マップＭ２は変更点Ｓから合流点Ｇまで一次関数で直線的に変化するものであってもよいが、図３に示すようにマップＭ１に比例させていく特性とするのがよい。

すなわち、点Ｒ、Ｓ、Ｇに対応するエンジン回転数を、それぞれＮＥ０、ＮＥｉｄｌ、ＮＥＧとすると、（ＮＥＧ−ＮＥｉｄｌ）と（ＮＥｉｄｌ−ＮＥ０）との比の値に従って、マップＭ１を縮小して、マップＭ２を構成する。

例えば、（ＮＥｉｄｌ−ＮＥ０）：（ＮＥＧ−ＮＥｉｄｌ）が７：３であった場合、マップＭ１の任意の点に対応するエンジン回転数と合流点Ｇに対応するエンジン回転数との差を７：３で内分する点を、マップＭ１の任意の点に対するマップＭ２の値とする。例えば、図３においてマップＭ１上の点ＣＬ１０に対応するマップＭ２上の点ＣＬ１０Ａは、（エンジン回転数ＮＥＧ）−（点ＣＬ１０に対応するエンジン回転数ＮＥＣＬ１０）を７：３で内分する点に相当する。

同様にマップＭ１上のＣＬ１１に対応するマップＭ２上の点ＣＬ１１Ａは（エンジン回転数ＮＥＧ）−（点ＣＬ１１に対応するエンジン回転数ＮＥＣＬ１１）を７：３で内分する点に相当する。

図４は、発進の要部処理を示すフローチャートである。図４において、ステップＳ１では、エンジン回転数センサ１５で検出されるエンジン回転数ＮＥおよびスロットル開度センサ１４で検出されるスロットル開度ＴＨを読み込む。ステップＳ２では、エンジン回転数ＮＥが許可回転数ＮＥ０以上、かつスロットル開度ＴＨが許可開度以上であるかどうかにより発進許可条件を満足しているかどうかを判断する。許可回転数ＮＥ０は例えば１２００ｒｐｍであり、許可開度は０．８度である。すなわち、わずかにスロットル開操作を行えば、発進許可開度に至る。

発進許可条件を満足してステップＳ２が肯定となった場合、ステップＳ３に進み、現エンジン回転数ＮＥを変更点Ｓの回転数としてクラッチ・トルク容量マップを補正する。補正の例は図３に関して説明した。

ステップＳ４では、補正されたマップＭ２に従って、現エンジン回転数ＮＥに従ってクラッチ・トルク容量を決定し、油圧回路７を駆動してクラッチ２をつなぐマップ制御を行う。クラッチ・トルク容量はエンジン回転数の増大とともに大きくなる。

なお、上記実施形態では、説明の簡単のため、クラッチ・トルク容量マップを、エンジン回転数ＮＥの関数として設定した例を示した。しかし、クラッチ・トルク容量マップはエンジン回転数ＮＥとスロットル開度ＴＨの関数として設定したものであってもよい。

上記実施形態では、クラッチ・トルク容量補正部１２でエンジン回転数ＮＥに対応するクラッチ・トルク容量を比例縮小したマップＭ２を作成したが、本発明はこれに限らない。例えば、エンジン回転数ＮＥと発進許可回転数ＮＥ０との差に応じて、予め補正係数（１．０以下の値）を設定しておき、マップＭ１に設定されたクラッチ・トルク容量に、その補正係数を乗算してクラッチ・トルク容量を小さくするようにしてもよい。

なお、クラッチ・トルク容量の補正は、発進許可時に常に行うのでなく、発進許可時のエンジン回転数ＮＥと発進許可回転数ＮＥ０との差が予定値以上離れているときに行うようにしてもよい。発進許可回転数ＮＥ０と発進許可時のエンジン回転数ＮＥとの差が小さい場合は、クラッチ・トルク容量の補正を行わないことで、頻繁な補正が回避され、クラッチＥＣＵの負担を小さくすることができる。

本発明の一実施形態に係るクラッチ制御装置を含む車両の駆動システムを示すブロック図である。 クラッチ・トルク容量マップの一例を示す図である。 補正前後のクラッチ・トルク容量マップの一例を示す図である。 クラッチ制御の要部フローチャートである。

符号の説明

１…エンジン、 ２…クラッチ、 ３…変速機、 ４…クラッチ制御装置、 ５…クラッチＥＣＵ、 ７…油圧回路、 １０…発進許可判定部、 １１…クラッチ・トルク容量記憶部、 １２…クラッチ・トルク容量補正部

Claims (5)

1. エンジン回転数およびスロットル開度がともに所定の発進許可回転数および許可開度以上になったときに発進許可をしてエンジンから変速機へ駆動力を伝達するクラッチを、クラッチ制御手段で制御して車両を発進させる車両のクラッチ制御装置において、
   前記クラッチ制御手段が、
   エンジン回転数およびスロットル開度のうち少なくともエンジン回転数の関数としてクラッチ・トルク容量を設定したクラッチ・トルク容量基準マップと、
   発進許可がなされたときのエンジン回転数と発進許可回転数との差に応じて、クラッチ・トルク容量が比例縮小的に小さくなるように前記クラッチ・トルク容量基準マップを補正するマップ補正手段とを具備し、
   前記クラッチ制御手段は、前記マップ補正手段で補正されたクラッチ・トルク容量マップに従って得られたクラッチ・トルク容量でクラッチをつないで車両を発進させるように構成されたことを特徴とする車両のクラッチ制御装置。
2. 前記マップ補正手段が、前記発進許可がなされたときのエンジン回転数と発進許可回転数との差が予定値以上である場合に前記クラッチ・トルク容量基準マップを補正するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両のクラッチ制御装置。
3. 前記マップ補正手段が、前記発進許可がなされたときのエンジン回転数と発進許可回転数との差に応じて前記クラッチ・トルク容量基準マップを直線補間するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両のクラッチ制御装置。
4. 前記マップ補正手段が、前記発進許可がなされたときのエンジン回転数と発進許可回転数との差に応じて予め設定された係数を乗算して前記クラッチ・トルク容量基準マップを補正するように構成されていることを特徴とする請求項１または２記載の車両のクラッチ制御装置。
5. 前記エンジンが、ファーストアイドル装置を備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両のクラッチ制御装置。

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