JP2013024281A - 車両の動力伝達制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】AMTを搭載した車両において、ジャダーの発生を適切に検出してジャダーを抑制するための処置を確実に行うこと。
【解決手段】この動力伝達制御装置では、車両が発進する際、発進制御が実行される。発進制御では、アクセル開度Accpに基づいてエンジントルクTeが調整され、エンジンの出力軸の回転速度Ne及び変速機の入力軸の回転速度Niの差(Ne−Ni)に基づいて半接合状態にあるクラッチのクラッチトルクTcが調整される。この発進制御中において、前記回転速度差(Ne−Ni)の変動に基づいてジャダーの発生が検出される。ジャダーの発生の検出に基づいて、発進制御に代えて、ジャダーを抑制するジャダー抑制制御が実行される。ジャダー抑制制御では、クラッチトルクTc及びエンジントルクTeが低減される。
【選択図】図3

Description

本発明は、車両の動力伝達制御装置に関する。
近年、複数の変速段を有し且つトルクコンバータを備えていない有段変速機と、内燃機関の出力軸と有段変速機の入力軸との間に介装されてクラッチトルク(クラッチが伝達し得るトルクの最大値)を調整可能なクラッチと、車両の走行状態に応じてアクチュエータを用いてクラッチトルク及び有段変速機の変速段を制御する制御手段と、を備えた動力伝達制御装置が開発されてきている(例えば、特許文献1を参照)。係る動力伝達制御装置は、オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション(AMT)とも呼ばれる。
AMTを搭載した車両では、変速作動(変速機の変速段を変更する作動)が行われる際、変速作動の開始前にアクチュエータの作動によりクラッチが接合状態(クラッチトルク>0)から分断状態(クラッチトルク=0)へと変更され、クラッチが分断状態に維持された状態でアクチュエータの作動により変速作動が行われ、変速作動の終了後にアクチュエータの作動によりクラッチが分断状態から接合状態へと戻される。
特開2006−97740号公報
AMTを搭載した車両では、車両が発進する際、内燃機関の駆動トルクとクラッチトルクについて発進用の制御(発進制御)が行われる。通常、発進制御では、アクセルペダルの操作量に基づいて内燃機関の駆動トルクが調整されるとともに、内燃機関の出力軸と変速機の入力軸の回転速度差に基づいてクラッチトルクが調整される。この発進制御の実行によって、クラッチが滑りを伴う半接合状態を維持しながら車両がスムーズに発進し得る。
ところで、上述の発進制御中において、半接合状態にあるクラッチの滑りに伴うクラッチトルクの周期的な変動等に起因して、ジャダー(異常振動)が発生し得る。ジャダーが発生すると、ショックや異音が車両に発生して乗員は不快感を覚える。従って、ジャダーの発生を適切に検出してジャダーを抑制するための処置を確実に行う必要がある。
本発明の目的は、AMTを搭載した車両に適用される車両の動力伝達制御装置であって、ジャダーの発生を適切に検出してジャダーを抑制するための処置を確実に行うことができるものを提供することにある。
本発明による車両の動力伝達制御装置は、有段変速機(T/M)と、クラッチ(C/T)と、制御手段(ECU、ACT1,ACT2)とを備える。
前記有段変速機は、前記内燃機関の出力軸(A1)から動力が入力される入力軸(A2)と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸(A3)とを備える。前記有段変速機は、減速比(前記出力軸の回転速度(No)に対する前記入力軸の回転速度(Ni)の割合)が異なる予め定められた複数の変速段を有し、且つトルクコンバータを備えていない。
前記クラッチは、前記内燃機関の出力軸と前記有段変速機の入力軸との間に介装されていて、クラッチトルク(前記クラッチが伝達し得るトルクの最大値)が調整可能となっている。
前記制御手段は、前記車両の走行状態に基づいて、前記内燃機関の駆動トルク(Te)、前記クラッチのクラッチトルク(Tc)、及び前記有段変速機の変速段を制御する。即ち、この動力伝達制御装置は、上述した「AMTを搭載した車両」に適用される。
前記制御手段は、前記車両が発進する際、発進制御を実行する。発進制御では、前記車両の運転者により操作される加速操作部材の操作量(Accp)に基づいて前記内燃機関の駆動トルク(Te)が調整されるとともに、前記内燃機関の出力軸の回転速度(Ne)及び前記有段変速機の入力軸(Ni)の回転速度に基づいて滑りを伴う半接合状態にある前記クラッチのクラッチトルク(Tc)が調整される。
この動力伝達制御装置の特徴は、前記制御手段が、前記発進制御中において、前記有段変速機の入力軸の回転速度の変動に基づいてジャダーの発生を検出し、前記ジャダーの発生の検出に基づいて、前記発進制御に代えて前記ジャダーを抑制するジャダー抑制制御を行うように構成されたことにある。ここで、前記ジャダー抑制制御として、例えば、前記クラッチトルクを低減する制御が実行され得る。
ジャダーが発生している間、有段変速機の入力軸の回転速度が変動する。本発明は係る知見に基づく。上記構成によれば、有段変速機の入力軸の回転速度の変動に基づいてジャダーの発生が適切に検出され、ジャダーを抑制するためのジャダー抑制制御が確実に実行され得る。
具体的には、この動力伝達制御装置では、前記発進制御中において、前記有段変速機の入力軸の回転速度が所定の大きさより大きい振幅をもって所定回数だけ連続して変動したことに基づいて、前記ジャダーの発生が検出され得る。或いは、有段変速機の入力軸の回転速度の変動に起因して「内燃機関の出力軸と有段変速機の入力軸の回転速度差」も変動することを考慮して、前記発進制御中において、前記回転速度差が所定の大きさより大きい振幅をもって所定回数だけ連続して変動したことに基づいて、前記ジャダーの発生が検出され得る。
本発明の実施形態に係る車両の動力伝達制御装置を搭載した車両の概略構成図である。 図1に示したクラッチについての「ストローク−トルク特性」を規定するマップを示したグラフである。 本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置によってジャダーの発生が検出され且つジャダー抑制制御が実行される場合の一例を示したタイムチャートである。
以下、本発明による車両の動力伝達制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
(構成)
図1は、本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置(以下、「本装置」と称呼する。)を搭載した車両の概略構成を示している。この車両は、動力源として内燃機関を備え、且つ、トルクコンバータを備えない有段変速機とクラッチとを使用した所謂オートメイティッド・マニュアル・トランスミッション(AMT)を搭載した車両である。
この車両は、エンジンE/Gと、変速機T/Mと、クラッチC/Tと、を備えている。E/Gは、周知の内燃機関の1つであり、例えば、ガソリンを燃料として使用するガソリンエンジン、軽油を燃料として使用するディーゼルエンジンである。E/Gの出力軸A1は、C/Tを介してT/Mの入力軸A2と接続されている。
変速機T/Mは、前進用の複数(例えば、5つ)の変速段、後進用の1つの変速段、及びニュートラル段を有するトルクコンバータを備えない周知の有段変速機の1つである。T/Mの出力軸A3は、図示しないプロペラシャフト、図示しないディファレンシャル等を介して車両の駆動輪と接続されている。T/Mの変速段の切り替えは、変速機アクチュエータACT2を制御することで実行される。変速段を切り替えることで、減速比(出力軸A3の回転速度Noに対する入力軸A2の回転速度Niの割合)が変更される。
クラッチC/Tは、周知の構成の1つを備えていて、E/Gの出力軸とT/Mの入力軸との間で、伝達し得るトルクの最大値(以下、「クラッチトルクTc」と呼ぶ)を調整可能に構成されている。具体的には、クラッチC/Tは、変速機T/Mの入力軸A2に一体回転するように設けられた周知の構成の1つを有する摩擦クラッチディスクである。クラッチディスクは、エンジンE/Gの出力軸A1に一体回転するように設けられたフライホイールに対して互いに向き合うように同軸的に配置されている。フライホイールに対するクラッチディスクの軸方向の位置が調整可能となっている。クラッチC/T(具体的には、クラッチディスク)の軸方向位置は、クラッチアクチュエータACT1により調整される。
以下、クラッチC/T(クラッチディスク)の原位置(クラッチディスクがフライホイールから最も離れた位置)からの接合方向(圧着方向)への軸方向の移動量をクラッチストロークと呼ぶ。クラッチC/Tが「原位置」にあるとき、クラッチストロークが「0」となる。図2に示すように、クラッチストロークを調整することにより、クラッチトルクTcが調整される。「Tc=0」の状態では、エンジンE/Gの出力軸A1と変速機T/Mの入力軸A2との間で動力が伝達されない。この状態を「分断状態」と呼ぶ。また、「Tc>0」の状態では、出力軸A1と入力軸A2との間で動力が伝達される。この状態を「接合状態」と呼ぶ。
また、接合状態において、クラッチC/Tに滑りが発生していない状態(出力軸A1の回転速度Neと入力軸A2の回転速度Niとが一致している状態)を特に「完全接合状態」と呼び、クラッチC/Tに滑りが発生している状態(NeとNiとが一致していない状態)を特に「半接合状態」と呼ぶ。
また、本装置は、アクセルペダルAPの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサS1と、シフトレバーSFの位置を検出するシフト位置センサS2と、ブレーキペダルBPの操作の有無を検出するブレーキセンサS3と、出力軸A1の回転速度Neを検出する回転速度センサS4と、入力軸A2の回転速度Niを検出する回転速度センサS5と、を備えている。
更に、本装置は、電子制御ユニットECUを備えている。ECUは、上述のセンサS1〜S5、並びにその他のセンサ等からの情報等に基づいて、上述のアクチュエータACT1、ACT2を制御することで、C/Tのクラッチストローク(従って、クラッチトルクTc)、及び、T/Mの変速段を制御する。また、ECUは、E/Gの燃料噴射量(スロットル弁の開度)を制御することでE/Gの出力軸A1の駆動トルク(以下、「EGトルクTe」と呼ぶ)を制御する。以上、この車両は、AMTを搭載した車両である。
(通常制御)
車両走行中(後述する発進制御中を除く)、EGトルクTe、クラッチトルクTc、及びT/Mの変速段は、以下のように制御される。アクセル開度に基づいて燃料噴射量(スロットル弁の開度)が制御される。この結果、アクセル開度が大きいほど、EGトルクTeがより大きい値に制御される。
シフトレバーSFの位置が「自動モード」に対応する位置にある場合、ECU内のROM(図示せず)に記憶された変速マップと、上述のセンサからの情報とに基づいて選択すべき変速段(選択変速段)が決定される。シフトレバーSFの位置が「手動モード」に対応する位置にある場合、運転者によるシフトレバーSFの操作に基づいて選択変速段が決定される。変速機T/Mでは、決定された選択変速段が実現される。選択変速段が実現された(固定された)状態で車両が走行する間、クラッチは、完全接合状態になるように調整される。
シフトレバーSFの操作によって選択変速段が変化したとき、変速機T/Mの変速作動(変速段が変更される際の作動)が行われる。変速作動の開始は、変速段の変更に関連して移動する部材(具体的には、スリーブ)の移動の開始に対応し、変速作動の終了は、その部材の移動の終了に対応する。変速作動が行われる際、変速作動の開始前にクラッチC/Tが接合状態(クラッチトルクTc>0)から分断状態(クラッチトルクTc=0)へと変更され、クラッチが分断状態に維持された状態で変速作動が行われ、変速作動の終了後にクラッチが分断状態から接合状態(完全接合状態)へと戻される。
(発進制御)
次に、車両が発進する際のEGトルクTe、及びクラッチトルクTcの制御について説明する。なお、この発進制御中、T/Mの変速段は減速比が最も大きい変速段(1速)に維持されることが想定される。
アクセル開度に基づいて燃料噴射量(スロットル弁の開度)が制御される。この結果、アクセル開度が大きいほど、EGトルクTeがより大きい値に制御される。この点では、上記通常制御と同じである。
E/Gの出力軸A1の回転速度NeとT/Mの入力軸A2の回転速度Niとの回転速度差(Ne−Ni)に基づいてクラッチトルクTcが調整される。具体的には、回転速度差(Ne−Ni)が大きいほど、クラッチトルクTcがより大きい値に制御される。
この発進制御は、回転速度差(Ne−Ni)がゼロになるまで(即ち、クラッチC/Tが半接合状態から完全接合状態に移行するまで)実行される。この発進制御の実行によって、クラッチがC/Tが滑りを伴う半接合状態を維持しながら、車両がスムーズに発進し得る。この発進制御の終了後、上述の通常制御が開始・実行される。
(ジャダーの発生の検出と、ジャダー抑制制御の実行)
次に、図3を参照しながら、発進制御中における、本装置によるジャダーの発生の検出と、本装置によるジャダー抑制制御について説明する。図3は、時刻t1にて、運転者が踏み込んでいたブレーキペダルBPを解放し、その直後にアクセルペダルAPの踏み込みを開始した場合における一例を示す。
本装置は、ブレーキペダルBPが解放され、且つ、アクセルペダルAPの踏み込みが開始されたことに基づいて、上述の発進制御を開始する。従って、図3に示す例では、時刻t1以降、発進制御が開始される。時刻t1以降、アクセル開度Accpの増大に応じてEGトルクTeが増大していく。また、回転速度差(Ne−Ni)に基づいてクラッチトルクTcがゼロから増大していく。このTcのゼロからの増大に伴って、E/Gの駆動力がクラッチC/Tを介して駆動輪に伝達開始され、車両が発進する(車速がゼロから増大する)。
図3に示す例では、車両が発進した後(車速がゼロから増大した後)、ジャダーが発生している。図3に示すように、ジャダーが発生している間、変速機T/Mの入力軸A2の回転速度Niが大きく変動する。他方、E/Gの出力軸A1の回転速度Neは変動しない。従って、Niの変動に起因して回転速度差(Ne−Ni)が変動する。
本装置は、係る知見に基づいてジャダーの発生を検出する。具体的には、本装置は、発進制御中において、回転速度差(Ne−Ni)が所定の大きさHより大きい振幅をもって所定回数(例えば、5回)だけ連続して変動したことに基づいて、ジャダーの発生を検出する。図3に示す例では、a→b、b→c、c→d、d→e、e→fという連続するそれぞれの過程においてNiの変化量(従って、回転速度差(Ne−Ni)の変化量)の絶対値が値Hを超えている。従って、この例では、本装置は、「f」に対応する時刻t2で、ジャダーの発生を検出する。
本装置は、ジャダーの発生の検出に基づいて、ジャダー抑制制御を開始する。本装置は、ジャダー抑制制御として、クラッチトルクTcの低減、並びに、EGトルクTeの低減を行う。図3に示す例では、時刻t2以降、ジャダー抑制制御が開始され、時刻t2以降、Tc及びTeが減少していく。このジャダー抑制制御によって、クラッチトルクTcの周期的な変動等の程度が抑制されて、ジャダーが抑制されていく。この結果、時刻t2以降、Niの変動の程度が減少していき、その後、ジャダーが完全に消滅する。
本装置は、ジャダー抑制制御中において、回転速度差(Ne−Ni)が所定値以下となったことに基づいて、ジャダー抑制制御を終了し、前記発進制御を再開する。図3に示す例では、時刻t3にて、回転速度差(Ne−Ni)が前記所定値以下となっている。従って、時刻t3以降、ジャダー抑制制御に代えて発進制御が再開されている。その後、回転速度差(Ne−Ni)がゼロになった時点(即ち、クラッチC/Tが半接合状態から完全接合状態に移行した時点)で、発進制御が終了され、上述の通常制御が開始・実行されていく。
以上、本発明に係る実施形態によれば、「ジャダー発生中、T/Mの入力軸A2の回転速度Niが変動する」という知見に基づいて、Niの変動(具体的には、回転速度差(Ne−Ni)の変動)に基づいてジャダーの発生が適切に検出される。そして、ジャダー検出後、ジャダーを抑制するためのジャダー抑制制御が確実に実行される。
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、ジャダー抑制制御として、クラッチトルクTc及びEGトルクTeが共に低減される。これに対し、ジャダー抑制制御として、クラッチトルクTcのみが低減されてもよい。
また、上記実施形態では、1本の入力軸を備えた変速機と、その1本の入力軸に接続された1つのクラッチと、を含む動力伝達制御装置が適用されているが、2本の入力軸を備えた変速機と、それら2本の入力軸のそれぞれと接続された2つのクラッチと、を含む動力伝達制御装置が適用されてもよい。この装置は、ダブル・クラッチ・トランスミッション(DCT)とも呼ばれる。
T/M…変速機、E/G…エンジン、C/T…クラッチ、A1…エンジンの出力軸、A2…変速機の入力軸、A3…変速機の出力軸、ACT1…クラッチアクチュエータ、ACT2…変速機アクチュエータ、ECU…電子制御ユニット

Claims (2)

  1. 車両の内燃機関の出力軸から動力が入力される入力軸と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸とを備え、前記出力軸の回転速度に対する前記入力軸の回転速度の割合である減速比が異なる予め定められた複数の変速段を有する有段変速機と、
    前記内燃機関の出力軸と前記有段変速機の入力軸との間に介装されたクラッチであってクラッチが伝達し得るトルクの最大値であるクラッチトルクを調整可能なクラッチと、
    前記車両の走行状態に基づいて、前記内燃機関の駆動トルク、前記クラッチのクラッチトルク、及び前記有段変速機の変速段を制御する制御手段と、
    を備えた車両の動力伝達制御装置であって、
    前記制御手段は、
    前記車両が発進する際、前記車両の運転者により操作される加速操作部材の操作量に基づいて前記内燃機関の駆動トルクを調整するとともに、前記内燃機関の出力軸の回転速度及び前記有段変速機の入力軸の回転速度に基づいて滑りを伴う半接合状態にある前記クラッチのクラッチトルクを調整することによって、車両を発進させる発進制御を行うように構成され、
    前記制御手段は、
    前記発進制御中において、前記有段変速機の入力軸の回転速度の変動に基づいてジャダーの発生を検出し、前記ジャダーの発生の検出に基づいて、前記発進制御に代えて前記ジャダーを抑制するジャダー抑制制御を行うように構成され、
    前記制御手段は、
    前記発進制御中において、前記内燃機関の出力軸と前記有段変速機の入力軸との回転速度差が所定の大きさより大きい振幅をもって所定回数だけ連続して変動したことに基づいて、前記ジャダーの発生を検出するように構成され、
    前記制御手段は、
    前記ジャダー抑制制御として、前記クラッチトルクを低減する制御を行うように構成された、車両の動力伝達制御装置。
  2. 請求項1に記載の車両の動力伝達制御装置において、
    前記制御手段は、
    前記ジャダー抑制制御中において、前記内燃機関の出力軸との前記有段変速機の入力軸の回転速度差が所定値以下となったことに基づいて、前記ジャダー抑制制御を終了して前記発進制御を再開するように構成された、車両の動力伝達制御装置。
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