JP2017048822A - 制動システム - Google Patents

Abstract

【課題】 補助ブレーキとして機能するトルクコンバータを備えた新規な制動システム提供する。【解決手段】 制動システム１００は、トルクコンバータ１と制御部８０とを備えている。トルクコンバータ１は、ポンプシェル１１と、サンギア４１１が固定された増速用プラネタリギア列４１のキャリア４２を介してトランスミッションの入力軸５１に接続されて入力軸５１と一体回転するタービンシェル１２と、ロックアップクラッチ２１と、係合することで増速用プラネタリギア列４１のリングギア４１３とハウジング１４とを一体回転させるリターダ作動切替クラッチ４４とを備えている。制御部８０は、リターダ作動切替クラッチ４４を係合させ、かつ、ロックアップクラッチ２１の係合度合を制御することで、トルクコンバータ１で発生する制動力を制御する。【選択図】 図１

Description

本発明は、補助ブレーキとして機能するトルクコンバータを備えた制動システムに関するものである。

特許文献１には、補助ブレーキを主ブレーキと併用する車両におけるブレーキ制御装置が記載されている。このブレーキ制御装置は、ユーザのブレーキペダルの踏込み量に応じて作動させるブレーキを変更し、ユーザの要求に合わせた制動力を発生させる。ブレーキペダルの踏込み量が小さい場合は、急激な制動を必要としていないと判断して制動力の小さい補助ブレーキのみを作動させ、ブレーキペダルの踏込み量が大きい場合には、急激な制動を必要としていると判断して、主ブレーキも含めたすべてのブレーキを作動させる。

また、特許文献２には、トルクコンバータを備えた車両において減速時に暖機を促進して燃費を向上させる変速制御装置が記載されている。この変速制御装置は、冷間の減速走行において、車速が所定以上であり、かつトルクコンバータにおいてロックアップ制御が行われておらず、エンジンのフュエルカットも行われていない状態の減速時に、自動変速機を増速側にシフトアップしていくことで、トルクコンバータのスリップロスを増加させて熱を発生し、自動変速機の暖機を促進する。

実開平８−９１１８８号公報 特開２０１０−１７４９３７号公報

しかしながら、特許文献１のブレーキ制御装置では、複数のブレーキのうちのいずれのブレーキを作動させるかを判断する場合に、ブレーキペダルの踏込み量等から要求制動力を算出し、その要求にあったブレーキを作動させるが、ユーザの要求制動力だけでいずれのブレーキを使用するかを判断した場合には、減速エネルギの回収が好適にできず、効率が悪化することがある。

また、一般に、補助ブレーキとして用いられる排気ブレーキやリターダは、車速が低下すると発生する制動力が低下してしまい、車両を完全に停止できない。このため、そのような状況では主ブレーキである摩耗ブレーキを用いる必要があるが、主ブレーキで発生させた制動力は空気中に熱として放出されてしまい、減速エネルギを回収できない。

また、一般的に、減速中はトルクコンバータにおいてロックアップ制御を行い、エンジンではフュエルカットをするが、特許文献２の変速制御装置では、減速中にもかかわらずエンジンを駆動させ、トルクコンバータを正駆動側（トルク増幅側）で動作させているので、燃料消費量が増加する。さらに、エンジン駆動力のうち、トルクコンバータで発生した熱エネルギ以外の残りのエネルギはタイヤに駆動力として伝達されており、その駆動力はブレーキによって熱エネルギに変換されて大気に熱として放出されるので、ブレーキの負担が大きくなってしまう。

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、補助ブレーキとして機能するトルクコンバータを備えた新規な制動システムを提供することを目的とする。

本発明の一態様の制動システムは、トルクコンバータと、前記トルクコンバータを制御する制御部とを備えている。前記トルクコンバータは、駆動源の出力軸にポンプ中間部材を介して接続されて前記出力軸と一体回転するポンプシェルと、トランスミッションの入力軸にタービン中間部材を介して接続されて前記入力軸と一体回転するタービンシェルと、係合することで前記ポンプシェルと前記タービンシェルとを接続して前記ポンプシェルと前記タービンシェルとを一体回転させるロックアップクラッチと、固定されたサンギアと、ピニオンギアと、リングギアとを備え、前記タービン中間部材をキャリアとするプラネタリギア列と、係合することで前記リングギアと前記ポンプ中間部材とを接続して前記リングギアと前記ポンプ中間部材とを一体回転させるリターダ作動切替クラッチと備え、前記制御部は、制動要求があるときに、車両の暖機要求又は熱供給要求に応じて、前記トルクコンバータをインターロック補助ブレーキとして用いる熱エネルギ発生優先処理を行い、前記熱エネルギ発生優先処理では、前記制御部は、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチのいずれか一方を係合させ、かつ、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチのいずれか他方の係合度合を制御することで、前記トルクコンバータで発生する制動力を制御する。

この構成により、ロックアップクラッチとリターダ作動切替クラッチとがいずれも係合（完全係合）することにより、インターロック状態となるが、いずれか一方を係合させるとともに、他方の係合度合（スリップ量）を制御することで、トルクコンバータがインターロック補助ブレーキとして機能して、車両が停止するまで必要な制動力を得ることができる。また、熱エネルギ発生優先処理では、トルクコンバータを単にリターダブレーキとして機能させる場合よりも大きな制動力をトルクコンバータで担うことで、トルクコンバータ内でより大きな減速エネルギが熱エネルギに変換されるので、トルクコンバータを単にリターダブレーキとして機能させる場合と比較して、より大きな熱エネルギをトルクコンバータで発生して暖機や熱供給に用いることができる。

上記の制動システムにおいて、前記制御部は、前記熱エネルギ発生優先処理において、前記リターダ作動切替クラッチを係合した状態で、前記ロックアップクラッチの係合度合を制御してよい。

この構成により、リターダブレーキを機能させた上で、インターロック補助ブレーキにおいて制動力を調整できる。

上記の制動システムにおいて、前記制御部は、前記熱エネルギ発生優先処理において、前記トランスミッションのシフトダウンをしてよい。

この構成により、リターダブレーキによって発生する制動力を増大できる。

上記の制動システムにおいて、前記熱エネルギ発生優先処理において、要求制動力が発生制動力以下となった場合に、前記ロックアップクラッチの係合を解除するとともに、前記要求制動力と前記発生制動力との乖離に基づいて、前記リターダ作動切替クラッチの係合度合を制御してよい。

この構成により、ユーザがブレーキペダルの踏込み量を小さくするなどして、要求制動力が小さくなった場合に、それに応じて発生制動力を小さくすることができる。

上記の制動システムは、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチを作動する油圧機構をさらに備えていてよく、前記制御部は、前記油圧機構を制御することで前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチの係合を制御してよい。

本発明によれば、トルクコンバータを単にリターダブレーキとして機能させる場合よりも大きな制動力をトルクコンバータで担うことで、トルクコンバータ内でより大きな減速エネルギが熱エネルギに変換されるので、トルクコンバータを単にリターダブレーキとして機能させる場合と比較して、より大きな熱エネルギをトルクコンバータで発生して暖機や熱供給に用いることができる。

本発明の実施の形態のトルクコンバータの断面図 本発明の実施の形態のプラネタリギア列の各ギアの回転数の比を示すグラフ 本発明の実施の形態のトルクコンバータの構成を示す模式図 本発明の実施の形態のインターロック状態を示すブロック図 本発明の実施の形態の制動システムを構成する車両の構成要素を示すブロック図 本発明の実施の形態のトルクコンバータの性能線 本発明の実施の形態のリターダブレーキの制御方法を示すフロー図 本発明の実施の形態のリターダブレーキの制御方法を示すフロー図 本発明の実施の形態の熱エネルギ発生優先処理の制御のフロー図 本発明の実施の形態の熱エネルギ発生優先処理の制御のフロー図

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する場合の一例を示すものであって、本発明を以下に説明する具体的構成に限定するものではない。本発明の実施にあたっては、実施の形態に応じた具体的構成が適宜採用されてよい。

図１は、本発明の実施の形態のトルクコンバータの断面図である。図１では、トルクコンバータ１の上半部分のみを図示している。トルクコンバータ１は、トランスミッションと一体となっている。トランスミッションは、図１におけるトルクコンバータ１の左方に設けられ、図１におけるトルクコンバータ１の右方には動力源としてのエンジンが設けられる。トルクコンバータ１、及びエンジンの出力軸６１（図２参照）は、トランスミッションの入力軸５１と同軸に配置されている。なお、本実施の形態において、単に軸方向、径方向、周方向という場合には、この入力軸５１の軸心を基準とした方向を指すものとする。

エンジンは、燃料の燃焼による動力を出力する原動機であり、例えば、ガソリンエンジン等の火花点火機関やディーゼルエンジン等の圧縮着火機関などを用いることができる。トランスミッションは、入力軸５１の回転速度を所定の変速比で変速して出力する変速機構である。トランスミッションは、変速比の異なる複数の変速段を切替可能に備える有段の自動変速機構であっても、変速比を無段階に変更可能な自動の無段変速機構であってもよい。なお、トランスミッションから出力されたトルクは、出力用作動歯車機構を介して左右二つの車輪に分配されて伝達される。

トルクコンバータ１は、エンジンのトルクをトランスミッションに伝達する流体継ぎ手である。トルクコンバータ１は、図示しないクラッチを係合（接続）することでエンジンの出力軸６１と一体回転するように駆動連結されるポンプシェル１１と、入力軸５１と一体回転するように駆動連結されたタービンシェル１２と、これらの間に設けられたステータ１３と、これらを収容するハウジング１４を備えて構成されている。トルクコンバータ１は、ハウジング１４の内部に充填されたオイルを介して、駆動側のポンプシェル１１と従動側のタービンシェル１２との間のトルクの伝達を行う。

ハウジング１４は、トランスミッション側の第１ハウジング部材１４１とエンジン側の第２ハウジング部材１４２とを溶接等により一体的に接合して構成されている。第１ハウジング部材１４１は、トルクコンバータ１のトランスミッション側を覆うように形成されたカバー部材である。第１ハウジング部材１４１は、径方向中間部分がトランスミッション側に向かって膨出した円弧状の断面形状を有する環状部材である。第１ハウジング部材１４１にはポンプシェル１１が固定される。よって、ポンプシェル１１は、ポンプ中間部材としてのハウジング１４を介してエンジンの出力軸６１と接続されて、出力軸６１と一体となって回転する。

第２ハウジング部材１４２は、トルクコンバータ１のエンジン側を覆うように形成された円筒状部材である。第２ハウジング部材１４２は、径方向中間部分に段差部が形成された段付き円筒状部材である。すなわち、第２ハウジング部材１４２は、エンジン側の部分にハウジング１４の外周部となる外周円筒状部１４２ａと、当該外周円筒状部１４２ａより小径であって径方向中間部分の段差部を構成する中間円筒状部１４２ｂとを備えている。中間円筒状部１４２ｂの内部には、後述する増速用プラネタリギア列４１やリターダ作動切替クラッチ４４等が収容されている。

第２ハウジング部材１４２の中間円筒状部１４２ｂの外側の径方向に延びる部分の内側には、ロックアップクラッチ２１が設けられている。ロックアップクラッチ２１はタービンシェル１２に対して軸方向でエンジン側に配置されている。ロックアップクラッチ２１は、トルクコンバータ１を選択的にロックアップするためのロックアップ係合装置である。具体的には、ロックアップクラッチ２１は、ポンプシェル１１とタービンシェル１２とを選択的に係合することにより、オイルを介した駆動力の伝達を止めてこれらを直結状態（ロックアップ状態）にする。すなわち、ロックアップクラッチ２１が係合すると、タービンシェル１２は、ダンパ３１を介してハウジング１４と接続されて、ハウジング１４と一体的に回転する。上述のように、ハウジング１４にはポンプシェル１１が固定されているので、ロックアップによってポンプシェル１１とタービンシェル１２とが接続されて、ポンプシェル１１とタービンシェル１２が一体的に回転することになる。

第１ハウジング部材１４１のトランスミッション側部分における径方向内側の端部には、トランスミッション側へ延びるポンプ駆動軸１５が一体的に設けられている。ポンプ駆動軸１５は、トルクコンバータ１のハウジング１４と一体回転する円筒状の軸部であって、入力軸５１と同軸に入力軸５１の径方向外側に配置されている。

タービンシェル１２は、ハウジング１４の内部におけるポンプシェル１１に対してエンジン側に、ポンプシェル１１と対向して配置されている。このタービンシェル１２は、タービン中間部材としてのキャリア４２を介して入力軸５１に接続されており、入力軸５１と一体回転する。キャリア４２の径方向内側端部は、入力軸５１とスプライン係合されている。ステータ１３は、軸方向におけるポンプシェル１１とタービンシェル１２との間に配置されている。このステータ１３は、ワンウェイクラッチ１６を介してステータシャフト１７に支持されている。

ステータシャフト１７は、円筒状の軸部であって、径方向における入力軸５１とポンプ駆動軸１５との間に配置されている。ステータシャフト１７は、トランスミッション側で回転不能に固定されている。これにより、トルクコンバータ１は、ハウジング１４の内部に充填されたオイルを介して、駆動側のポンプシェル１１と従動側のタービンシェル１２との間のトルクの伝達を行うことが可能となっている。

トルクコンバータ１は、ロックアップ機能付きのトルクコンバータである。すなわち、トルクコンバータ１は、ポンプシェル１１とタービンシェル１２とを係合してトルクコンバータ１をロックアップするロックアップクラッチ２１を備えている。ポンプシェル１１とタービンシェル１２とは、ロックアップクラッチ２１を介して選択的に一体回転するように駆動連結される。

ダンパ３１は、軸方向におけるロックアップクラッチ２１とタービンシェル１２との間に配置される。ダンパ３１は、ロックアップクラッチ２１が係合したときに、ポンプシェル１１とタービンシェル１２との間で伝達される駆動力の振動を吸収する。ダンパ３１は、入力要素としてのドライブ部材３１１と、複数の外周スプリング３１２と、複数の外周スプリング３１２を介して第１中間部材３１３と係合するとともに第１中間部材３１３とともに中間要素を構成する第２中間部材３１４と、複数の内周スプリング３１５と、複数の内周スプリング３１５を介して第２中間部材３１４と係合する出力要素としてのドリブン部材３１６とを備えている。ドリブン部材３１６は、タービンシェル１２及び入力軸５１と一体回転するように連結されている。

ダンパ３１において、複数の外周スプリング３１２は、それぞれドライブ部材３１１と第１中間部材３１３及び第２中間部材３１４との相対回転によって圧縮され、複数の内周スプリング３１５は、第２中間部材３１４とドリブン部材３１６との相対回転によって圧縮される。これにより、ロックアップクラッチ２１が係合したときに、エンジンの出力軸６１と一体回転する第２ハウジング部材１４２からロックアップクラッチ２１を介してドライブ部材３１１に与えられたトルクは、複数の外周スプリング、第１中間部材３１３、第２中間部材３１４、内周スプリング３１５の順に伝達されて、最終的にタービンシェル１２と一体回転するドリブン部材３１６に伝達される。

本実施の形態のトルクコンバータ１には、ステータシャフト１７に対して、シングルピニオンの増速用プラネタリギア列４１が一列追加されている。増速用プラネタリギア列４１は、ダンパ３１よりも径方向の内側の軸方向のエンジン側に設けられる。この増速用プラネタリギア列４１は、サンギア４１１が固定され、複数のピニオンギア４１２が自転をしながらキャリア４２とともにサンギア４１１の周りを公転しリングギア４１３が自転をするようにして用いられる。増速用プラネタリギア列４１は、後述のように、トルクコンバータ１をリターダブレーキ及び非常用ブレーキとして機能させる場合に用いられるが、このとき、サンギア４１１が固定されているので、キャリア４２が入力となり、リングギア４１３が出力となる。

サンギア４１１は、ステータシャフト１７に回転不能に固定される。ピニオンギア４１２はサンギア４１１と係合する。キャリア４２は、増速用プラネタリギア列４１のトランスミッション側に配置された第１タービンハブ４２１と、増速用プラネタリギア列４１のエンジン側に配置された第２タービンハブと、ピニオンギア４１２を貫通して第１タービンハブ４２１と第２タービンハブ４２２とを連結する連結軸４２３とからなる。

第１タービンハブ４２１は、ステータシャフト１７に対して回転可能なドーナツ状部材である。第１タービンハブ４２１は、ドリブン部材３１６及びタービンシェル１２に対して固定される。第２タービンハブ４２２は、入力軸５１にスプライン嵌合して、入力軸５１と一体回転する。連結軸４２３は、複数のピニオンギア４１２の各々に対応して設けられ、各ピニオンギア４１２の中心を貫通している。各連結軸４２３は、各ピニオンギア４１２に対して回転可能である。

すなわち、キャリア４２の一端である第１タービンハブ４２１はタービンシェル１２と接続されており、キャリア４２の他端である第２タービンハブ４２２は従来のタービンステータの役割を担っており、従来構造と同様にタービンシェル１２と入力軸５１は、キャリア４２を介して接続されている。以上のような構成により、上述のようにドリブン部材３１６及びタービンシェル１２の軸周りの回転トルクは、キャリア４２を介して入力軸５１に伝達される。

図２は、増速用プラネタリギア列４１におけるサンギア４１１、キャリア４２、及びリングギア４１３の回転数の比を示すグラフである。上述のように、サンギア４１１は固定されており、回転数は常に０である。キャリア４２の回転数（すなわち、タービンシェル１２の回転数）をＮｃとし、リングギア４１３の回転数（すなわち、ポンプシェル１１の回転数）をＮｒとし、サンギア４１１及びリングギア４１３の歯数をそれぞれＺｓ及びＺｒとすると、以下の式（１）が成り立つ。
Ｎｃ＝Ｎｒ（Ｚｒ／（Ｚｒ＋Ｚｓ）） ・・・（１）

すなわち、キャリア４２の回転数Ｎｃに対するリングギア４１３の回転数Ｎｒの比は、Ｎｒ／Ｎｃ＝（Ｚｒ＋Ｚｓ）／Ｚｒ（＞１）となり、キャリア４２の回転数Ｎｃが増速されてリングギア４１３の回転数Ｎｒとなる。

リングギア４１３の径方向外側にはリターダ作動切替クラッチ４４が設けられている。リターダ作動切替クラッチ４４は、湿式多版クラッチであり、摩耗材４４１と、クラッチドラム４４２を備えている。摩耗材４４１は、リングギア４１３の外周に固定されて、リングギア４１３と一体回転する。クラッチドラム４４２は、ハウジング１４に固定されて、ハウジング１４と一体回転する。クラッチドラム４４２は、摩耗材４４１を軸方向に挟むように設けられている。

リターダ作動切替クラッチ４４に隣接してピストン４３が設けられている。ピストン４３は、トルクコンバータ１内の油圧によって作動し、クラッチドラム４４２に接触してクラッチドラム４４２を摩耗材４４１に押圧することで、リターダ作動切替クラッチ４４を係合（接続）する。リターダ作動切替クラッチ４４が係合すると、リングギア４１３とハウジング１４及びポンプシェル１１とがリターダ作動切替クラッチ４４を介して連結されて一体回転する。

図３は、上記で説明したトルクコンバータ１の構成を示す模式図である。なお、図３では、ダンパ３１は図示を省略している。図１とともに図３を参照して、トルクコンバータ１の動作を説明する。

まず、エンジンＥＮＧの出力軸６１が回転すると、これと一体となってハウジング１４及びハウジング１４に固定されたポンプシェル１１が回転する。このポンプシェル１１の回転によってタービンシェル１２が回転し、タービンシェル１２に固定されたトランスミッションＴ／Ｍの入力軸５１が回転する。これにより、エンジンＥＮＧの出力軸６１の回転トルクがトランスミッションＴ／Ｍの入力軸５１に伝達される。ロックアップクラッチ２１を係合（接続）すると出力軸６１がキャリア４２を介して入力軸５１に駆動連結されて、出力軸６１と入力軸５１とが一体的に回転する。

トルクコンバータ１をリターダブレーキとして用いる場合は、トルクコンバータ１は以下のように動作する。すなわち、ロックアップクラッチ２１を切断した状態で、リターダ作動切替クラッチ４４を係合すると、入力軸５１は、増速用プラネタリギア列４１を介して、ハウジング１４に駆動連結される。これにより、ハウジング１４及びそれに固定されたポンプシェル１１は、入力軸５１の回転数よりも大きい回転数で回転する。入力軸５１の回転数は即ちタービンシェル１２の回転数であるので、ポンプシェル１１とタービンシェル１２との間には回転数差が生じ、これによってトルクコンバータ１が補助ブレーキとしてリターダ機能を発揮する。

ロックアップクラッチ２１が係合し、かつ、リターダ作動切替クラッチ４４も係合するとインターロック状態となる。図４は、インターロック状態を説明するブロック図である。ロックアップクラッチ２１及びリターダ作動切替クラッチ４４がいずれも係合した場合には、図４に示すように、トランスミッションＴ／Ｍを介して車両の慣性によって回転数Ｎｃで回転する入力軸５１及びキャリア４２は、一方でダンパ３１及びロックアップクラッチ２１を介して回転数Ｎｃでハウジング１４を回転させるように作用し、一方で増速用プラネタリギア列４１で増速されて、リングギア４１３及びリターダ作動切替クラッチ４４を介して回転数Ｎｒ（＝（（Ｚｒ＋Ｚｓ）／Ｚｒ）Ｎｃ）でハウジング１４を回転させるように作用する。

このように、ロックアップクラッチ２１とリターダ作動切替クラッチ４４をいずれも係合した場合には、異なる回転数でハウジング１４を回転させる複数の回転伝達経路が形成されるので、すべての部材が回転不能となり、インターロック状態が実現される。ロックアップクラッチ２１をスリップさせながら、すなわち半クラッチ状態にしながら、係合度合（ないし係合力）を制御することで徐々に完全係合させていくと、このロックアップクラッチ２１におけるスリップによって制動力が発生して、補助ブレーキとして機能する。以下、このようなインターロック状態を利用した補助ブレーキをインターロック補助ブレーキという。

次に、トルクコンバータ１を用いた補助ブレーキの制御について説明する。図５は、制動システムを構成する車両の構成要素を示すブロック図である。制動システム１００は、トルクコンバータ１と、トルクコンバータ１を駆動するための油圧機構７０と、油圧機構７０を制御する制御部８０とを備えている。油圧機構７０は、オイルポンプ７１と、レギュレータ７２と、リターダ作動切替用油圧回路７３と、ロックアップ油圧制御回路７４と、オイルクーラ７５と、オイルパン７６とを備えている。また、制御部８０は、要求制動力演算部８１と、制動力制御部８２と、トランスミッション制御部８３を備えている。制動システム１００において、油圧機構７０は、ロックアップクラッチ２１及びリターダ作動切替クラッチを作動し、制御部８０は、油圧機構７０を制御することでロックアップクラッチ及びリターダ作動切替クラッチを制御する。

オイルポンプ７１は、オイルを送るための油圧を発生する油圧機器である。レギュレータ７２は、オイルポンプ７１から供給される油圧の最大値を調整する圧力調整弁である。レギュレータ７２で油圧を調整されたオイルは、リターダ作動切替用油圧回路７３及びロックアップ油圧制御回路７４に供給される。リターダ作動切替用油圧回路７３は、ピストン４３に作用する油圧を制御する回路であり、トランスミッション制御部８３から与えられるリターダ制御信号に従って、ピストン４３を、リターダ作動切替クラッチ４４のクラッチドラム４４２を押圧するか、クラッチドラム４４２から離間するように制御する。ロックアップ油圧制御回路７４は、ロックアップクラッチ２１に作用する油圧を制御する回路であり、トランスミッション制御部８３から与えられるロックアップ制御信号に従って、ロックアップクラッチ２１の係合度合（係合力）を完全係合と係合解除との間で任意に制御する。

オイルクーラ７５は、ロックアップ油圧制御回路７４から排出されるオイルを冷却する冷却装置である。オイルパン７６は、オイルクーラ７５で冷却されたオイルを貯めておく容器である。

要求制動力演算部８１は、ブレーキペダルの踏込み量を示すブレーキペダル信号と、車速の情報を入力して、それらに基づいてユーザ要求制動力を算出する。このために、要求制動力演算部８１は、ブレーキペダルの踏込み量と車速とユーザ要求制動力との関係を規定した計算式を持っており、ブレーキペダル信号と車速が入力されるとそれらをその計算式に入れてユーザ要求制動力を算出する。これに代えて、要求制動力演算部８１は、ブレーキペダル信号と車速の組み合わせとユーザ要求制動力との対応関係を規定したテーブルを持っておいて、ブレーキペダル信号と車速の組が入力されると、テーブルを参照してその組に対応するユーザ要求制動力を求めてもよい。

制動力制御部８２は、要求制動力演算部８１にて求められたユーザ要求制動力と、トランスミッションを制御するためのトランスミッション制御情報と、エンジンを制御するためのエンジン制御情報とに基づいて、補助ブレーキの要求制動力及び主ブレーキの要求制動力を求める。制動力制御部８２は、トランスミッション制御部８３に対して補助ブレーキの作動要求（リターダ作動要求、インターロック作動要求）を出力し、主ブレーキに対して制動要求を出力する。

トランスミッション制御部８３は、制動力制御部８２からの補助ブレーキの作動要求に応じて、リターダ作動切替用油圧回路７３に対してリターダ制御信号を出力し、ロックアップ油圧制御回路７４にロックアップ制御信号を出力する。具体的には、トランスミッション制御部８３は、制動力制御部８２からのリターダ制動要求に応じてリターダ作動切替用油圧回路７３に対してリターダ制御信号を出力し、制動制御部８２からのインターロック作動要求に応じてロックアップ油圧制御回路７４にロックアップ制御信号を出力する。

（リターダブレーキの作動制御）
制動力制御部８２は、車両の各部の温度情報に基づいて、主ブレーキとリターダブレーキにおける要求制動力の配分を決定する。このために、制動力制御部８２は、トルクコンバータ１がリターダブレーキとして作動しているときに、そこで発生している制動力を演算（推定）する。図６は、トルクコンバータ１の性能線図である。トルクコンバータ１をリターダブレーキとして機能させる際には、リターダ作動切替クラッチ４４を係合し、ロックアップクラッチ２１の係合を解除することで、車両の運動エネルギを入力軸５１から増速用プラネタリギア列４１に伝達する。

タービンシェル１２の回転数は入力軸５１の回転数Ｎｃと同じであり、ポンプシェル１１の回転数は増速用プラネタリギア列４１で増速されてＮｒ（＞Ｎｃ）となる。このときのタービンシェル１２とポンプシェル１１の回転速度比（Ｎｒ／Ｎｃ）は、増速用プラネタリギア列４１のギア比（（Ｚｒ＋Ｚｓ）／Ｚｒ）で固定される。

タービンシェル１２とポンプシェル１１との回転数差（Ｎｒ−Ｎｃ）によって、トルクコンバータ１の内部のオイルが攪拌されて、入力軸５１より入力された運動エネルギが熱エネルギに変換されて制動力が発生する。従って、トルクコンバータ１がリターダブレーキとして機能するときにトルクコンバータ１で発生する熱エネルギを求めることで、リターダブレーキによる発生制動力を推定できる。

例えば、図６に示すように、タービンシェル１２とポンプシェル１１との回転速度比が０．７であるときは、効率ηは８０％程度となり、図６において矢印で示した残りの２０％が熱エネルギとなり、これが発生制動力に相当する。

制動力制御部８２は、推定されたリターダブレーキの発生制動力とユーザ要求制動力とに基づいて、主ブレーキとリターダブレーキとの間の制動力の配分を行う。すなわち、ユーザ要求制動力に対してリターダブレーキにより発生する制動力が不足している場合は、不足している制動力を主ブレーキに要求する。

図７及び図８は、リターダブレーキの制御方法を示すフロー図である。車両１００は、図７に示すリターダブレーキ作動判定処理を経てリターダブレーキを作動させる。まず、リターダ作動の前提条件を判定する。具体的には、アクセルペダルの踏込み量を検出して（ステップＳ７１）、アクセルがＯＦＦであるか否かが判断される（ステップＳ７２）。アクセルがＯＦＦである場合には（ステップＳ７２にてＹＥＳ）、要求制動力演算部８１は、ブレーキペダルの踏込み量を検出して（ステップＳ７３）、ブレーキ要求、すなわち、ユーザによる減速要求があるか否かを判断する（ステップＳ７４）。

ブレーキ要求がある場合には（ステップＳ７４にてＹＥＳ）、要求制動力演算部８１は、車速を検出して（ステップＳ７５）、車速が所定の範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ７６）。車速が所定の範囲内にある場合には（ステップＳ７６にてＹＥＳ）、要求制動力演算部８１は、ブレーキペダルの踏込み量と車速に基づいてユーザ要求制動力を演算して制動力制御部８２に出力する（ステップＳ７７）。制動力制御部８２は、ユーザ要求制動力が所定の範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ７８）。

リターダ作動の前提条件が満たされない場合、即ち、アクセルの踏込みがあり（ステップＳ７２にてＮＯ）、ブレーキ要求がなく（ステップＳ７４にてＮＯ）、車速が所定の範囲内になく（ステップＳ７６にてＮＯ）、又はユーザ要求制動力が所定の範囲内にない場合には（ステップＳ７８にてＮＯ）、制動力制御部８２は、トランスミッション制御部８３に対して、リターダ解除要求をする（ステップＳ７９）。

アクセルペダルの踏込みがなく（ステップＳ７２にてＹＥＳ）、ブレーキペダルの踏込みがあり（ステップＳ７４にてＹＥＳ）、車速が所定の範囲内であり（ステップＳ７６にてＹＥＳ）、かつ、ユーザ要求制動力が所定の範囲内にある場合（ステップＳ７８にてＹＥＳ）、すなわち、リターダ作動の前提条件が満たされる場合は、次に、制動力制御部８２は、リターダ作動時の発生制動力を推定する。具体的には、制動力制御部８２は、エンジン制御情報を検出し（ステップＳ８０）、トランスミッション制御情報を検出し（ステップＳ８１）、リターダ作動時の発生制動力を推定する（ステップＳ８２）。

そして、制動力制御部８２は、リターダ作動条件が成立するか否かを判断する（ステップＳ８３）。リターダ作動条件は、リターダ発生制動力がユーザ要求制動力より小さく、ＡＴＦ（Automatic transmission fluid）、即ちトランスミッションの作動油であるオイルの温度が所定値以下であり、かつ、エンジンがフュエルカット制御中であるときに成立する。なお、アクセルペダルの踏込みがない場合にはフュエルカット制御が行われるが、オートマチック車では、エンジンの回転数が所定の値を下回るとフュエルカット制御が終了してエンジンが回転し始める。このような場合には、リターダ作動条件が成立しないことになる。

リターダ作動条件が成立すると（ステップＳ８３にてＹＥＳ）、制動力制御部８２は、トランスミッション制御部８３にリターダ作動要求をする（ステップＳ８４）。このリターダ作動要求を受けたトランスミッション制御部８３は、ロックアップ油圧制御回路７４にロックアップクラッチ２１の係合を解除するロックアップ制御信号を出力し、リターダ作動切替用油圧回路７３にリターダ作動切替クラッチ４４を係合するリターダ制御信号を出力する。これにより、リターダブレーキが有効になる。また、トランスミッション制御部８３は、トランスミッションに変速段制御要求をすることで、リターダブレーキによって発生する制動力を制御する。

制動力制御部８２は、主ブレーキとリターダブレーキとの間の制動力の配分を演算する（ステップＳ８５）。具体的には、制動力制御部８２は、ユーザ要求制動力からリターダブレーキの発生制動力を引いて主ブレーキに対する要求制動力を求める。制動力制御部８２は、求められた主ブレーキに対する要求制動力に従って、主ブレーキに制動要求をする（ステップＳ８６）。主ブレーキへの制動要求がされると、ステップＳ７１に戻って上記の処理を繰り返す。

上記の処理を繰り返して、リターダ作動条件が成立しなくなると（ステップＳ８３でＮＯ）、制動力制御部８２は、トランスミッション制御部８３にリターダ解除要求をする（ステップＳ８７）。トランスミッション制御部８３は、このリターダ解除要求を受けると、リターダ作動切替用油圧回路７３に、リターダ作動切替用クラッチ４４の係合を解除するリターダ制御信号を出力する。これによって、トルクコンバータ１ではリターダブレーキとしての機能が解除される。トランスミッション制御部８３は、トランスミッションに対しては、通常の変速制御を指示し、ロックアップ油圧制御回路７４にも通常の制御に従ってロックアップ制御信号を出力する。

制動力制御部８２は、主ブレーキとリターダブレーキとの間の制動力の配分を演算する（ステップＳ８８）。具体的には、制動力制御部８２は、ステップＳ８３と同様に、ユーザ要求制動力からリターダブレーキの発生制動力を引いて主ブレーキに対する要求制動力を求めるが、リターダブレーキの機能は解除されており、リターダブレーキの発生制動力は０であるので、ここでは、ユーザ要求制動力をそのまま主ブレーキに対する要求制動力とする。制動力制御部８２は、主ブレーキに対する要求制動力に従って、主ブレーキに制動要求をする（ステップＳ８６）。

このように、本実施の形態の制動システム１００によれば、リターダブレーキと主ブレーキとの間でユーザ要求制動力を配分することができる。また、ユーザの減速要求時にロックアップクラッチ２１の係合を解除し、リターダ作動切替クラッチ４４を係合することで、トルクコンバータ１のポンプシェル１１とタービンシェル１２の回転数比を所定の速度比で固定することが可能となり、トルクコンバータ１のスリップロス（差回転）による制動力を得ることができ、トルクコンバータ１にリターダ機能を付与することができる。このリターダブレーキでは、減速エネルギをトランスミッションに設けられたトルクコンバータ１で熱エネルギに変換するので、高効率でトランスミッションの暖機が可能となり、暖機促進によりトランスミッションの効率が向上し、燃費を向上できる。

（熱エネルギ発生優先処理）
低温始動時やユーザによる暖房要求がある場合には、エンジンの暖機や暖房に使う熱を発生させるため、エンジンの駆動時間が長くなり、燃料消費量が増加して燃費が悪化してしまう。そこで、本実施の形態では、補助ブレーキにおける制動によって生じた減速エネルギを効率よく活用してエンジンの暖機や暖房に使う熱を発生させる処理を行う。

図９及び図１０は、熱エネルギ発生優先処理の制御のフロー図である。この熱エネルギ発生優先処理は、リターダブレーキが有効となっている状態で実行することができ、例えば、図８のステップＳ８４にてトランスミッションにリターダ作動要求がされたときに実行されてよい。

熱エネルギ発生優先処理では、まず、制動力制御部８２が、車両の各部の温度を検出する（ステップＳ９１）。ここで検出される温度は、例えば、エンジン冷却水温、ＡＴＦ油温等である。次に、要求制動力演算部８１は、熱供給要求を検出する（ステップＳ９２）。ここで検出される熱供給要求は、ユーザの操作に基づく熱供給の要求であり、例えば、ヒータ、デフォグ、デアイス、各部の暖機要求等である。

制動力制御部８２は、各部の検出温度に基づいて暖機要求があるかを判断し、暖機要求があるかを判断する（ステップＳ９３）。暖機要求又は熱供給要求がある場合は（ステップＳ９３にてＹＥＳ）、制動力制御部８２は、ＡＴＦ油温が所定値以下であるか否かを判断する（ステップＳ９４）。ＡＴＦ油温が所定値以下である場合は、制動力制御部８２は、熱エネルギ発生優先処理要求をする（ステップＳ９６）。

熱エネルギ発生優先処理では、まず、要求制動力演算部８１がブレーキペダルの踏込み量及び踏込み速度を検出する（ステップＳ９７）。制動力制御部８２は、トランスミッション制御情報を検出し（ステップＳ９８）、上述の方法でリターダ作動時の制動力を推定する（ステップＳ９９）。制動力制御部８２は、さらに、トランスミッションによる変速可能幅を算出し（ステップＳ１００）、変速可能な上下限での発生制動力を算出する（ステップＳ１０１）。

なお、暖機要求も熱供給要求もない場合（ステップＳ９３にてＮＯ）、及びＡＴＦ油温が所定値に以上である場合には（ステップＳ９４にてＮＯ）、制動力制御部８２は、熱エネルギ発生優先処理を解除する要求をする（ステップＳ１０２）。

次に、制動力制御部８２は、要求制動力が発生制動力より大きいか否かを判断する（ステップＳ１０３）。要求制動力が発生制動力より大きい場合には（ステップＳ１０３にてＹＥＳ）、制動力制御部８２は、シフトダウンが可能であるか否かを判断し（ステップＳ１０４）、可能である場合には（ステップＳ１０４にてＹＥＳ）、トランスミッション制御部８３に対してシフトダウン要求を行って（ステップＳ１０５）、ステップＳ１０３に戻って要求制動力が発生制動力より大きいか否かを判断する。

このようにしてシフトダウンを繰り返し、発生制動力が要求制動力に満たないままシフトダウンがそれ以上できなくなったときは（ステップＳ１０４にてＮＯ）、制動力制御部８２は、インターロック作動状況を検出する（ステップＳ１０６）。具体的には、制動力制御部８２は、ロックアップクラッチ２１の累積の作動時間及びインターロックによる累積の制動エネルギ量を検出する。

次に、制動力制御部８２は、インターロック作動が許可されるか否かを判定し（ステップＳ１０７）、インターロックによる制動許可の判定結果が許可であるか不許可であるかを判断する（ステップＳ１０８）。インターロック作動の許否の判定は、ステップＳ１０６で検出されたインターロック作動状況に基づいて行う。具体的には、制動力制御部８２は、ロックアップクラッチ２１の累積の作動時間及び／又はインターロックによる累積の制動エネルギが所定の閾値を超えない場合に、インターロック作動を許可する。

インターロックによる作動が許可される場合には（ステップＳ１０８にてＹＥＳ）、まず、トランスミッション制御部８３は、リターダ作動切替用油圧回路７３に対して、リターダ作動切替クラッチ４４を係合するリターダ制御信号を出力してリターダ作動切替クラッチ４４を完全係合する（ステップＳ１１０）。

次に、制動力制御部８２は、ロックアップクラッチ２１のスリップ量、即ち入力軸５１と出力軸６１との回転数差を算出して（ステップＳ１１０）、トランスミッション制御部８３に対してインターロック作動要求を行う（ステップＳ１１１）。トランスミッション制御部８３は、インターロック作動要求を受けると、ロックアップクラッチ２１をスリップ制御する（ステップＳ１１２）。このスリップ制御では、トランスミッション制御回路８３は、ロックアップ油圧制御回路７４に、ロックアップクラッチ２１に投入する油圧、すなわち、ロックアップクラッチ２１の係合度合（係合力）を所定のステップ幅で増大するロックアップ制御信号を出力する。

次に、制動力制御部８２は、要求制動力と発生制動力との差の絶対値が所定の乖離量より小さいか否かを判断する（ステップＳ１１３）。要求制動力と発生制動力との差の絶対値が所定の乖離量より小さくなっている場合には（ステップＳ１１３にてＹＥＳ）、処理を終了する。要求制動力と発生制動力との差の絶対値が所定の乖離量以上である場合は（ステップＳ１１３にてＮＯ）、ロックアップクラッチ２１のスリップ量の算出（ステップＳ１１０）、インターロック作動要求（ステップＳ１１１）、及びロックアップクラッチ２１のスリップ制御（ステップＳ１１２）を繰り返す。

なお、ステップＳ１０８において、インターロックによる制動が許可されない場合には（ステップＳ１０８にてＮＯ）、リターダブレーキでは足りない制動力を主ブレーキに要求制動力として出力する（ステップＳ１１４）。

ステップＳ１０３にて要求制動力が発生制動力より小さくなった場合には（ステップＳ１０３にてＮＯ）、制動力制御部８２は、要求制動力と発生制動力との乖離量を算出し（ステップＳ１１５）、要求制動力を発生させるための目標とするリターダクラッチのスリップ量を算出する（ステップＳ１１６）。この場合には、発生制動力が要求制動力以上となっているので、制動力制御部８２は、リターダブレーキによって発生する制動力を弱めるように、スリップ量を算出する。なお、要求制動力が発生制動力より小さくなる場合としては、例えばユーザによるブレーキペダルの踏込み量の減少が考えられる。

そして、制動力制御部８２は、トランスミッション制御部８３に、リターダ作動切替クラッチ４４のスリップ動作を要求する（ステップＳ１１７）。このリターダ作動切替クラッチ４４のスリップ制御では、トランスミッション制御回路８３は、リターダ作動切替用油圧回路７３４に、リターダ作動切替クラッチ４４に投入する油圧、すなわち、リターダ作動切替クラッチ４４の係合度合（係合力）を所定のステップ幅で低減するリターダ制御信号を出力する。

制動力制御部８２は、要求制動力と発生制動力との差の絶対値が所定の乖離量より小さくなっているかを判断し（ステップＳ１１８）、なっていない場合には、要求制動力と発生制動力との乖離量の算出（ステップＳ１１５）、目標とするリターダ作動切替クラッチ４４のスリップ量の算出（ステップＳ１１７）、リターダ作動切替クラッチ４４のスリップ作動の要求（ステップＳ１１７）を繰り返す。このようにして要求制動力と発生制動力との差が所定の乖離量より小さくなると（ステップＳ１１８にてＹＥＳ）、処理を終了する。

以上のように、本実施の形態の制動システム１００によれば、補助ブレーキとして搭載されている流体リターダがトルクコンバータ１と一体になっており、制動力はトルクコンバータ１の内部で熱エネルギに変換されるので、この熱エネルギを車内で利用可能である。特に、熱エネルギ発生優先処理では、リターダブレーキが機能しているがリターダブレーキの発生制動力が要求制動力に満たない場合に（ステップＳ１０３にてＹＥＳ）、不足している制動力を主ブレーキで賄うのではなく、トルクコンバータ１におけるインターロック補助ブレーキにて賄う（ステップＳ１１０〜Ｓ１１３）。このように、本実施の形態の制動システム１００によれば、補助ブレーキで発生する減速エネルギを熱エネルギとして有効に暖機や熱供給に利用でき、燃料消費量を低減できる。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１による補助ブレーキは、発生する制動力を０から車両停止まで任意に制御できるので、制動力を空気中に熱として放熱してしまう主ブレーキを使用せずに、積極的に補助ブレーキを利用して、多くの減速エネルギを効率よく熱エネルギとして回収できる。なお、この補助ブレーキの制動力の調整は、トルクコンバータ１の内部のクラッチをスリップさせて行うので、ＡＴＦの粘度が高い低温時に実施するのが望ましい。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１によれば、主ブレーキの使用頻度を低減できるので、主ブレーキの摩擦材の摩耗を低減できる。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１によれば、リターダ作動中にエンジンのフュエルカット制御も実施できるので、燃費を悪化させることなく上記の効果が得られる。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１によれば、リターダ作動により、非作動時に比べてエンジン回転数が引き上げられているため、より低い車速までフュエルカット制御を持続でき、減速中の燃料消費量をより低減できる。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１によれば、減速中にエンジン回転数が引き上げられるので、従来よりエンジンフリクションが多く発生し、エンジン内部で減速エネルギが熱エネルギに変換されてエンジンの暖機が促進される。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１によれば、リターダ作動中にトランスミッションのシフト操作を行うことで、発生する制動力を制御でき、ユーザの要求した制動力を発生させることができる。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１によれば、上記の効果を得つつ、従来のトルクコンバータの機能を維持できている。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１によれば、ユーザの減速要求時に、リターダ作動切替クラッチ４４及びロックアップクラッチ２１の一方を完全係合させた状態で、もう一方を係合させることで、インターロック状態を実現し、制動力を得ることができる。

また、トルクコンバータ内の構成のみでブレーキ作動が可能であるため、変速機の構成に関わらず、トルクコンバータを搭載する車両であれば、様々な形式ないしは仕様の変速機をもつ車両に適用可能である。

また、本実施の形態のトルクコンバータ１によれば、減速要求時に、リターダ作動切替クラッチ４４のみを係合させることで、流体式リターダの機能を実現できる。

また、本実施の形態では、ロックアップクラッチ２１とリターダ作動切替クラッチ４４とをいずれも係合することによるインターロック状態を実現するにあたって、先にリターダ作動切替クラッチ４４を完全係合した後に、ロックアップクラッチ２１を図７に示した制御によって徐々に係合していくので、その間はリターダブレーキが機能して制動力を発生させることができる。

なお、上記の実施の形態では、駆動源がエンジンである例を説明したが、駆動源は、エンジンンに加えて、又はエンジンに代えて、モータであってもよい。

１ トルクコンバータ
１１ ポンプシェル
１２ タービンシェル
１３ ステータ
１４ ハウジング
２１ ロックアップクラッチ
３１ ダンパ
４１ 増速用プラネタリギア列
４１１ サンギア
４１２ ピニオンギア
４１３ リングギア
４２ キャリア
４３ ピストン
４４ リターダ作動切替クラッチ
５１ 入力軸
６１ 出力軸
７０ 油圧機構
７１ オイルポンプ
７２ レギュレータ
７３ リターダ作動切替用油圧回路
７４ ロックアップ油圧制御回路
７５ オイルクーラ
７６ オイルパン
８０ 制御部
８１ 要求制動力演算部
８２ 制動力制御部
８３ トランスミッション制御部
１００ 制動システム

Claims (5)

1. トルクコンバータと、
   前記トルクコンバータを制御する制御部と、
   を備え、
   前記トルクコンバータは、
   駆動源の出力軸にポンプ中間部材を介して接続されて前記出力軸と一体回転するポンプシェルと、
   トランスミッションの入力軸にタービン中間部材を介して接続されて前記入力軸と一体回転するタービンシェルと、
   係合することで前記ポンプシェルと前記タービンシェルとを接続して前記ポンプシェルと前記タービンシェルとを一体回転させるロックアップクラッチと、
   固定されたサンギアと、ピニオンギアと、リングギアとを備え、前記タービン中間部材をキャリアとするプラネタリギア列と、
   係合することで前記リングギアと前記ポンプ中間部材とを接続して前記リングギアと前記ポンプ中間部材とを一体回転させるリターダ作動切替クラッチと、
   を備え、
   前記制御部は、制動要求があるときに、車両の暖機要求又は熱供給要求に応じて、前記トルクコンバータをインターロック補助ブレーキとして用いる熱エネルギ発生優先処理を行い、
   前記熱エネルギ発生優先処理では、前記制御部は、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチのいずれか一方を係合させ、かつ、前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチのいずれか他方の係合度合を制御することで、前記トルクコンバータで発生する制動力を制御する
   ことを特徴とする制動システム。
2. 前記制御部は、前記熱エネルギ発生優先処理において、前記リターダ作動切替クラッチを係合した状態で、前記ロックアップクラッチの係合度合を制御することを特徴とする請求項１に記載の制動システム。
3. 前記制御部は、前記熱エネルギ発生優先処理において、前記トランスミッションのシフトダウンをすることを特徴とする請求項２に記載の制動システム。
4. 前記制御部は、前記熱エネルギ発生優先処理において、要求制動力が発生制動力以下となった場合に、前記ロックアップクラッチの係合を解除するとともに、前記要求制動力と前記発生制動力との乖離に基づいて、前記リターダ作動切替クラッチの係合度合を制御することを特徴とする請求項２又は３に記載の制動システム。
5. 前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチを作動する油圧機構をさらに備え、
   前記制御部は、前記油圧機構を制御することで前記ロックアップクラッチ及び前記リターダ作動切替クラッチの係合を制御する
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の制動システム。

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