JP2016156458A - 車両の後進制御システム、車両、及び、車両の後進制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の後進の発進当初と、発進後の後進走行時とで、デュアルクラッチが備える各クラッチの断接状態を選択的に制御することで、後進の発進当初における燃費の悪化を抑制することができるとともに、車両をスムーズに後進走行させることができる車両の後進制御システム、車両、及び、車両の後進制御方法を提供する。
【解決手段】車両を後進走行させるときに、後進の発進当初は、デュアルクラッチ１１で第１のクラッチ１１ａの接続状態として第１のギヤ減速比ＧＲ１で内燃機関１０から車輪に動力を伝達して発進し、後進加速度αｂが予め設定された設定後進加速度αｂｃ以下になったときに、または、後進速度Ｖｂが、予め設定された第１後進速度Ｖｂ１以上になったときに、第２のクラッチ１１ｂの接続状態に切り替えて第１のギヤ減速比ＧＲ１よりも低い第２のギヤ減速比ＧＲ２で内燃機関１０から車輪に動力を伝達して後進走行する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の動力をデュアルクラッチ、トランスミッションを介して車輪に伝達する車両の後進制御システム、車両、及び、車両の後進制御方法に関する。

一般に、ディーゼルエンジン等の内燃機関を備えた車両は、エンジンの動力をトランスミッションを介して車輪に伝達することで走行する。

このトランスミッションの内部には、ギヤ減速比の異なる複数の前進用の変速ギヤ段（１速〜Ｎ速（Ｎ≧１）ギヤ段）と、後進用のギヤ段（リバースギヤ段）が組み込まれており、特に、車両がオートマティック式である場合は、シフトレバーがＤ（ドライブ）レンジに設定されて、車両を前進させるときには、車両の走行状況（車速、車重、勾配状況等）に応じて最適な前進用のギヤ段に自動で設定される。また、シフトレバーがＲ（リバース）レンジに設定され、車両を後進させるときには、後進用のギヤ段に自動で設定される。

また、エンジンとトランスミッションの間には、通常、クラッチが配設され、クラッチの断接状態を切り替えることで、エンジンとトランスミッションの間の動力伝達を制御している。すなわち、クラッチが断絶状態のときには、エンジンの動力がトランスミッションには伝達されず、一方、クラッチが接続状態のときには、エンジンの動力がクラッチ、カウンターシャフト、メインシャフト、ファイナルギヤを介して車輪に伝達される。

ここで、このクラッチを単一のクラッチ（単クラッチ）として構成した場合、単一のギヤ減速比でエンジンとトランスミッションの間の動力伝達を行うため、後進用のギヤ段を１段しか備えていない車両においては、車両の後進速度の制御を、エンジン回転数の制御により行う必要がある。したがって、特に、車両の後進の発進当初には、車輪に対して大きなトルクを加えるためにエンジン出力を増加する必要があるため、燃費が悪化するという問題がある。

これに関連して、トラクタのＰＴＯ伝動系において、ＰＴＯ変速部の前段にＰＴＯクラッチを設けると共に、このＰＴＯクラッチに隣接して、増速用クラッチを設けて、エンジン回転数が変動してやや低下したときに、この増速用クラッチを「入」にすることにより、ＰＴＯ入力軸の回転をギヤの噛合を経てＰＴＯ変速部へ伝達する増速部にてＰＴＯ回転数を増速することを特徴とするＰＴＯ回転数制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

一方、エンジンとトランスミッションの間のクラッチを、２つのクラッチにして、第１のクラッチと第２のクラッチを備えたデュアルクラッチシステムが開発され使用されてきている。デュアルクラッチシステムでは、第１のクラッチを接続した状態のギヤ減速比と第２のクラッチを接続した状態のギヤ減速比が異なるように構成されている（例えば、特許文献２参照）。

特開平１０−４４７９８号公報 特開２０１３−１０００６０号公報

本発明者は、上記のデュアルクラッチシステムを用いる場合には、車両の後進の発進当初と、発進後の後進走行時とで、デュアルクラッチが備える各クラッチの断接状態を選択的に制御することで、後進の発進当初では、発生トルクを大きくできるギヤ減速比の第１のクラッチを選択することで、エンジン出力を大幅に制御する必要がなくなるので、燃費の悪化を抑制することができ、また、車両の後進走行時には、回転数を大きくできるギヤ減速比の第２のクラッチを選択することで、車両をスムーズに後進走行させることができるという知見を得た。

本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、車両の後進の発進当初と、発進後の後進走行時とで、デュアルクラッチが備える各クラッチの断接状態を選択的に制御して、トランスミッションの出力軸のトルク及び回転数を制御することで、後進の発進当初における燃費の悪化を抑制することができるとともに、車両をスムーズに後進走行させることができる車両の後進制御システム、車両、及び、車両の後進制御方法を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の車両の後進制御システムは、内燃機関の動力を、第１のクラッチと第２のクラッチを有するデュアルクラッチを介してトランスミッション経由で車輪に伝達する車両の後進制御システムにおいて、前記第１のクラッチを接続状態にしたときには、第１のギヤ減速比で前記内燃機関と前記トランスミッションの出力軸の間の動力伝達を行うように構成し、前記第２のクラッチを接続状態にしたときには、前記第１のギヤ減速比より小さい第２のギヤ減速比で前記内燃機関と前記トランスミッションの前記出力軸の間の動力伝達を行うように構成すると共に、前記後進制御システムを制御する制御装置が、前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達して、前記車両を後進走行させるときに、後進の発進当初は、前記デュアルクラッチで前記第１のクラッチを接続状態にすると共に前記第２のクラッチを断絶状態にして発進し、後進加速度が予め設定された設定後進加速度以下になったときに、または、後進速度が、予め設定された第１後進速度以上になったときに、前記デュアルクラッチで前記第１のクラッチを断絶状態に切り替えると共に前記第２のクラッチを接続状態に切り替えるように構成される。

すなわち、車両の後進の発進当初は、車輪に対して大きなトルクを加える必要があるため、ギヤ減速比の大きい第１のクラッチを接続状態として、エンジンの動力を第１のクラッチ、変速ギヤ段は後進用のギヤ段を設定したトランスミッションを介して車輪に伝達する。一方、車両の後進加速度が所定値以下、もしくは、後進速度が所定値以上となって、車輪に対して大きなトルクを加える必要がなくなったときには、ギヤ減速比の小さい第２のクラッチを接続状態として、エンジンの動力を第２のクラッチ、変速ギヤ段は後進用のギヤ段を設定したトランスミッションを介して車輪に伝達する。

この構成によれば、車両の後進の発進当初と、発進後の後進走行時とで、デュアルクラッチが備える各クラッチの断接状態を切り替えることで、後進の発進当初に、エンジン出力を大幅に増加する必要がないので、燃費の悪化を抑制することができるとともに、車両の後進走行時に、車両をスムーズに後進走行させることができる。

上記の車両の後進制御システムにおいて、前記制御装置が、後進時に、後進に必要なトルクが、予め設定された設定トルク以上であるときは、または、前記後進速度が、予め設定された第２後進速度未満であるときに、前記第１のクラッチを接続状態に、前記第２のクラッチを断絶状態にして、第１のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達し、前記後進に必要なトルクが、前記設定トルク未満であるときは、または、前記後進速度が、前記第２後進速度以上になったときに、前記第１のクラッチを断絶状態に、前記第２のクラッチを接続状態にして、第２のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達する制御を行うように構成されると、次のような効果を奏することができる。

つまり、後進発進時と同様に、エンジンから車輪へ動力を伝達して、後進走行しているときにも、エンジンの運転状態を大幅に変更することなく、後進走行に必要な要求回転数や要求トルクに従って、ギヤ減速比の大きい第１のクラッチと、ギヤ減速比の小さい第２のクラッチを選択的に接続状態とするので、エンジンの運転状態の大きな変化を回避して燃費を向上させることができる。

そして、上記の目的を達成するための本発明の車両は、上記の車両の後進制御システムを備えて構成され、上記の車両の後進制御システムと同様の効果を奏することができる。

また、上記の目的を達成するための本発明の車両の後進制御方法は、内燃機関の動力を、第１のクラッチと第２のクラッチを有するデュアルクラッチを介してトランスミッション経由で車輪に伝達する車両の後進制御方法において、前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達して、前記車両を後進走行させるときに、後進の発進当初は、前記デュアルクラッチで前記第１のクラッチを接続状態にすると共に前記第２のクラッチを断絶状態にして第１のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達して発進し、後進加速度が予め設定された設定後進加速度以下になったときに、または、後進速度が、予め設定された第１後進速度以上になったときに、前記デュアルクラッチで前記第１のクラッチを断絶状態に切り替えると共に前記第２のクラッチを接続状態に切り替えて第１のギヤ減速比よりも低い第２のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達して後進走行することを特徴とする方法である。

また、上記の車両の後進制御方法において、後進時に、後進に必要なトルクが、予め設定された設定トルク以上であるときは、または、前記後進速度が、予め設定された第２後進速度未満であるときに、前記第１のクラッチを接続状態に、前記第２のクラッチを断絶状態にして、第１のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達し、前記後進に必要なトルクが、前記設定トルク未満であるときは、または、前記後進速度が、前記第２後進速度以上になったときに、前記第１のクラッチを断絶状態に、前記第２のクラッチを接続状態にして、第２のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達する。

これらの方法によれば、上記の車両の後進制御システムと同様の作用効果を奏することができる。

本発明の車両の後進制御システム及び車両の後進制御方法によれば、車両の後進の発進当初と、発進後の後進走行時とで、デュアルクラッチが備える各クラッチの断接状態を切り替えることで、後進の発進当初に、エンジン出力を大幅に増加する必要がないので、燃費の悪化を抑制することができるとともに、車両の後進走行時に、車両をスムーズに後進走行させることができる。

本発明に係る実施の形態の車両の後進制御システムの構成の一部を示す図であり、第１のクラッチの接続状態時の動力伝達経路を示す図である。 図１の車両の後進制御システムにおける、第２のクラッチの接続状態時の動力伝達経路を示す図である。

以下、本発明に係る実施の形態の車両の後進制御システム、車両、及び、車両の後進制御方法について、図面を参照しながら説明する。

図１及び図２に示すように、本発明に係る実施の形態の車両は、本発明に係る実施の形態の車両の後進制御システム２を備える車両であり、この車両は、エンジン（内燃機関）１０、第１のクラッチ１１ａ及び第２のクラッチ１１ｂで構成されるデュアルクラッチ１１、トランスミッション１２、ファイナルギヤ（図示しない）、車輪（図示しない）を順に配置して、エンジン１０の動力Ｐを、第１のクラッチ１１ａまたは第２のクラッチ１１ｂのいずれか一方を介して、車輪に伝達するシステムとして構成される。

ここで、エンジン１０の動力Ｐをデュアルクラッチ１１及びトランスミッション１２を介して車輪（図示しない）に伝達するときの動力伝達経路について説明する。第１のクラッチ１１ａ及び第２のクラッチ１１ｂの各断接状態は、エンジン１０の運転状態に応じて切り替えられるが、デュアルクラッチ１１を断絶状態から接続状態に切り替える場合においては、通常には、エンジン１０の動力Ｐを第１のクラッチ１１ａ、カウンターシャフト１２ａ、メインシャフト１２ｂを介して車輪（図示しない）に伝達する。ただし、トランスミッション１２の変速ギア段として直結ギア段を用いる場合には、第１のクラッチ１１ａを接続状態として、カウンターシャフト１２ａを介することなく、エンジン１０の動力Ｐを第１のクラッチ１１ａ、メインシャフト１２ｂを介して車輪に伝達する。

なお、図１及び図２では、エンジン１０とデュアルクラッチ１１の間に、トルクコンバータ１４が配設されているが、本発明は、このトルクコンバータ１４を設けない場合にも適用できて、後述する本発明の効果を奏することができる。

また、図１に示すように、第１のクラッチ１１ａを接続状態にしたときには、エンジン１０とカウンターシャフト１２ａの間の動力伝達を第１のギヤ減速比ＧＲ１で行うように構成し、図２に示すように、第２のクラッチ１１ｂを接続状態にしたときには、エンジン１０とカウンターシャフト１２ａの間の動力伝達を第１のギヤ減速比ＧＲ１より小さい第２のギヤ減速比ＧＲ２で行うように構成する。

また、車両の後進制御システム２を制御する制御装置２０を設ける。この制御装置２０は、エンジン１０全般の運転状態を制御するエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）に組み込んでもよいし、独立して設けてもよい。

本発明に係る実施の形態の車両の後進制御システムでは、後進制御システムを制御する制御装置２０が、エンジン１０から車輪に動力を伝達して、車両を後進走行させるときに、後進の発進当初は、デュアルクラッチ１１で第１のクラッチ１１ａを接続状態にすると共に第２のクラッチ１１ｂを断絶状態にして発進し、後進加速度αｂが予め設定された設定後進加速度αｂｃ以下になったときに、または、後進速度Ｖｂが、予め設定された第１後進速度Ｖｂ１以上になったときに、デュアルクラッチ１１で第１のクラッチ１１ａを断絶状態に切り替えると共に第２のクラッチ１１ｂを接続状態に切り替える。ここで、後進加速度αｂｃ及び第１後進速度Ｖｂ１は、予め実験等により適切な値に設定しておく。

すなわち、車両の後進の発進当初は、車輪に対して大きなトルクを加える必要があるため、ギヤ減速比の大きい第１のクラッチ１１ａを接続状態として、エンジン１０の動力を第１のクラッチ１１ａ、変速ギヤ段は後進用のギヤ段を設定したトランスミッション１２を介して車輪に伝達する。一方、車両の後進加速度αｂが所定値αｂｃ以下、もしくは、後進速度Ｖｂが所定値Ｖｂ１以上となって、車輪に対して大きなトルクを加える必要がなくなったときには、ギヤ減速比の小さい第２のクラッチ１１ｂを接続状態として、エンジン１０の動力を第２のクラッチ１１ｂ、変速ギヤ段は後進用のギヤ段を設定したトランスミッション１２を介して車輪に伝達する。

これにより、車両の後進の発進当初と、発進後の後進走行時とで、デュアルクラッチ１１が備える各クラッチ１１ａ、１１ｂの断接状態を切り替えることで、後進の発進当初に、エンジン出力を大幅に増加する必要がないので、燃費の悪化を抑制することができるとともに、車両の後進走行時に、車両をスムーズに後進走行させることができる。

また、更に、制御装置２０が、後進時に、後進に必要なトルクＴｂが、予め設定された設定トルクＴｂｃ以上であるときは、または、後進速度Ｖｂが、予め設定された第２後進速度Ｖｂ２未満であるときに、第１のクラッチ１１ａを接続状態に、第２のクラッチ１１ｂを断絶状態にして、第１のギヤ減速比ＧＲ１でエンジン１０から車輪に動力を伝達し、後進に必要なトルクＴｑが、設定トルクＴｑｃ未満であるときは、または、後進速度Ｖｂが、第２後進速度Ｖｂ２以上になったときに、第１のクラッチ１１ａを断絶状態に、第２のクラッチ１１ｂを接続状態にして、第２のギヤ減速比ＧＲ２でエンジン１０から車輪に動力を伝達する。ここで、設定トルクＴｑｃ、及び、第２後進速度Ｖｂ２は、第１後進速度Ｖｂ１と同様に、予め実験等により適切な値に設定しておくが、第２後進速度Ｖｂ２は、第１後進速度Ｖｂ１と同じ値に設定しておいてもよい。

これにより、後進発進時と同様に、エンジン１０から車輪へ動力を伝達して、後進走行しているときにも、エンジン１０の運転状態を大幅に変更することなく、後進走行に必要な要求回転数Ｎｑや要求トルクＴｑに従って、ギヤ減速比の大きい第１のクラッチ１１ａと、ギヤ減速比の小さい第２のクラッチ１１ｂを選択的に接続状態とするので、エンジン１０の運転状態の大きな変化を回避して燃費を向上させることができる。

次に、本発明に係る実施の形態の車両の後進制御方法について説明する。この方法は、エンジン１０の動力Ｐを、第１のクラッチ１１ａと第２のクラッチ１１ｂを有するデュアルクラッチ１１を介してトランスミッション１２経由で車輪に伝達する車両の後進制御方法である。

この方法において、エンジン１０から車輪に動力を伝達して、車両を後進走行させるときに、後進の発進当初は、デュアルクラッチ１１で第１のクラッチ１１ａを接続状態にすると共に第２のクラッチ１１ｂを断絶状態にして第１のギヤ減速比ＧＲ１でエンジン１０から車輪に動力を伝達して発進し、後進加速度αｂが予め設定された設定後進加速度αｂｃ以下になったときに、または、後進速度Ｖｂが、予め設定された第１後進速度Ｖｂ１以上になったときに、デュアルクラッチ１１で第１のクラッチ１１ａを断絶状態に切り替えると共に第２のクラッチ１１ｂを接続状態に切り替えて第１のギヤ減速比ＧＲ１よりも低い第２のギヤ減速比ＧＲ２でエンジン１０から車輪に動力を伝達して後進走行する。

更に、この方法において、後進時に、後進に必要なトルクＴｑが、予め設定された設定トルクＴｑｃ以上であるときは、または、後進速度Ｖｂが、予め設定された第２後進速度Ｖｂ２未満であるときに、第１のクラッチ１１ａを接続状態に、第２のクラッチ１１ｂを断絶状態にして、第１のギヤ減速比ＧＲ１でエンジン１０から車輪に動力を伝達し、前記後進に必要なトルクＴｑが、設定トルクＴｑｃ未満であるときは、または、後進速度Ｖｂが、第２後進速度Ｖｂｃ以上になったときに、第１のクラッチ１１ａを断絶状態に、第２のクラッチ１１ｂを接続状態にして、第２のギヤ減速比ＧＲ２でエンジン１０から車輪に動力を伝達する。

上記の構成の車両の後進制御システム、車両、及び、車両の後進制御方法によれば、車両の後進の発進当初と、発進後の後進走行時とで、デュアルクラッチ１１が備える各クラッチ１１ａ、１１ｂの断接状態を切り替えることで、後進の発進当初に、エンジン出力を大幅に増加する必要がないので、燃費の悪化を抑制することができるとともに、車両の後進走行時に、車両をスムーズに後進走行させることができる。

１０ エンジン（内燃機関）
１１ デュアルクラッチ
１１ａ 第１のクラッチ
１１ｂ 第２のクラッチ
１２ トランスミッション
１２ａ カウンターシャフト
１２ｂ メインシャフト
１２ｃ 後進用のギヤ、リバースギヤ
１４ トルクコンバータ
２０ 制御装置
Ｐ エンジンの動力

Claims (5)

1. 内燃機関の動力を、第１のクラッチと第２のクラッチを有するデュアルクラッチを介してトランスミッション経由で車輪に伝達する車両の後進制御システムにおいて、
   前記第１のクラッチを接続状態にしたときには、第１のギヤ減速比で前記内燃機関と前記トランスミッションの出力軸の間の動力伝達を行うように構成し、
   前記第２のクラッチを接続状態にしたときには、前記第１のギヤ減速比より小さい第２のギヤ減速比で前記内燃機関と前記トランスミッションの前記出力軸の間の動力伝達を行うように構成すると共に、
   前記後進制御システムを制御する制御装置が、
   前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達して、前記車両を後進走行させるときに、
   後進の発進当初は、前記デュアルクラッチで前記第１のクラッチを接続状態にすると共に前記第２のクラッチを断絶状態にして発進し、後進加速度が予め設定された設定後進加速度以下になったときに、または、後進速度が、予め設定された第１後進速度以上になったときに、前記デュアルクラッチで前記第１のクラッチを断絶状態に切り替えると共に前記第２のクラッチを接続状態に切り替えるように構成されることを特徴とする車両の後進制御システム。
2. 前記制御装置が、
   後進時に、後進に必要なトルクが、予め設定された設定トルク以上であるときは、または、前記後進速度が、予め設定された第２後進速度未満であるときに、前記第１のクラッチを接続状態に、前記第２のクラッチを断絶状態にして、第１のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達し、
   前記後進に必要なトルクが、前記設定トルク未満であるときは、または、前記後進速度が、前記第２後進速度以上になったときに、前記第１のクラッチを断絶状態に、前記第２のクラッチを接続状態にして、第２のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達する制御を行うように構成される請求項１に記載の車両の後進制御システム。
3. 上記の請求項１又は２に記載の車両の後進制御システムを備えたことを特徴とする車両。
4. 内燃機関の動力を、第１のクラッチと第２のクラッチを有するデュアルクラッチを介してトランスミッション経由で車輪に伝達する車両の後進制御方法において、
   前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達して、前記車両を後進走行させるときに、
   後進の発進当初は、前記デュアルクラッチで前記第１のクラッチを接続状態にすると共に前記第２のクラッチを断絶状態にして第１のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達して発進し、後進加速度が予め設定された設定後進加速度以下になったときに、または、後進速度が、予め設定された第１後進速度以上になったときに、前記デュアルクラッチで前記第１のクラッチを断絶状態に切り替えると共に前記第２のクラッチを接続状態に切り替えて第１のギヤ減速比よりも低い第２のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達して後進走行することを特徴とする車両の後進制御方法。
5. 後進時に、後進に必要なトルクが、予め設定された設定トルク以上であるときは、または、前記後進速度が、予め設定された第２後進速度未満であるときに、前記第１のクラッチを接続状態に、前記第２のクラッチを断絶状態にして、第１のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達し、
   前記後進に必要なトルクが、前記設定トルク未満であるときは、または、前記後進速度が、前記第２後進速度以上になったときに、前記第１のクラッチを断絶状態に、前記第２のクラッチを接続状態にして、第２のギヤ減速比で前記内燃機関から前記車輪に動力を伝達する請求項３に記載の車両の後進制御方法。

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