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

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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