JP2017082980A - 動力伝達装置の制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クリープ制御によるクラッチプレートの過昇温を効果的に抑止することで、クラッチプレートの破損を防止する。
【解決手段】駆動源１０から湿式多板クラッチ装置２０を介して変速機３０に駆動力が伝達される動力伝達装置の制御装置８０であって、車両のクリープ走行時に、湿式多板クラッチ装置２０のクラッチプレート２３に供給する冷却油量を増加させて、駆動源１０から自動変速機３０に所定のクリープトルクを伝達させるクリープ制御を実施するクリープ制御部８２を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置の制御装置及び制御方法に関し、特に、エンジンからの動力が湿式多板クラッチ装置を介して変速機に直接的に伝達される動力伝達装置の制御装置及び制御方法に関する。

従来、自動変速機においては、トルクコンバータを介したトルク伝達によって車両発進を行うものが実用化されている。トルクコンバータは、トルク増幅効果があり、トルク伝達も滑らかであるため、多くの自動変速機に搭載されている。

一方、トルクコンバータは、トルク伝達時の滑り量が多く、効率的でないという欠点もある。このため、トルクコンバータを用いずに、湿式多板クラッチ装置を半クラッチ状態にしてクリープトルクを発生させることで、車両の発進制御を行う技術も提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２９８２６３号公報

ところで、湿式多板クラッチ装置を半クラッチ状態にするクリープ制御を行うと、クラッチの入力側と出力側との差回転によってクラッチプレートの滑り量が増加することで、クラッチ摩擦面の温度も上昇する。このため、クリープ制御を頻繁に行うと、クラッチプレートの過昇温を招き、クラッチの機能損失やクラッチプレートの破損を引き起こす可能性がある。

開示の技術は、クリープ制御によるクラッチプレートの過昇温を効果的に抑止することで、クラッチプレートの破損を防止することを目的とする。

開示の制御装置は、駆動源から湿式多板クラッチ装置を介して変速機に駆動力が伝達される車両の制御装置であって、前記車両のクリープ走行時に、前記湿式多板クラッチ装置のクラッチプレートに供給する冷却油量を増加させて、前記駆動源から前記自動変速機に所定のクリープトルクを伝達させるクリープ制御を実施するクリープ制御部を備えることを特徴とする。

前記クリープ制御部は、前記クリープ制御を実施する際に、前記駆動源から前記湿式多板クラッチ装置を介して前記変速機に伝達される実トルクが予め設定された所定の目標クリープトルクとなるように、前記クラッチプレートに供給される冷却油量を制御することが好ましい。

前記クリープ制御部は、前記クリープ制御を実施する際に、前記クラッチプレートに供給する油量を増加させても前記駆動源から前記湿式多板クラッチ装置を介して前記変速機に伝達される実トルクが前記目標クリープトルクに達しない場合は、前記クラッチプレートを押圧するピストンの油圧室に作動油を供給して、前記湿式多板クラッチ装置を半クラッチ状態に制御することが好ましい。

開示の制御方法は、駆動源から湿式多板クラッチ装置を介して変速機に駆動力が伝達される車両の制御方法であって、前記車両のクリープ走行時に、前記湿式多板クラッチ装置のクラッチプレートに供給する冷却油量を増加させて、前記駆動源から前記自動変速機に所定のクリープトルクを伝達させるクリープ制御を実施することを特徴とする。

前記クリープ制御を実施する際に、前記駆動源から前記湿式多板クラッチ装置を介して前記変速機に伝達される実トルクが予め設定された所定の目標クリープトルクとなるように、前記クラッチプレートに供給される冷却油量を制御することが好ましい。

前記クリープ制御を実施する際に、前記クラッチプレートに供給する油量を増加させても前記駆動源から前記湿式多板クラッチ装置を介して前記変速機に伝達される実トルクが前記目標クリープトルクに達しない場合は、前記クラッチプレートを押圧するピストンの油圧室に作動油を供給して、前記湿式多板クラッチ装置を半クラッチ状態に制御することが好ましい。

開示の技術によれば、クリープ制御によるクラッチプレートの過昇温を効果的に抑止することで、クラッチプレートの破損を防止することができる。

本発明の一実施形態に係る車両に搭載された動力伝達装置の一部を示す模式的な全体構成図である。 本発明の一実施形態に係るクリープ制御のフローを説明するフローチャート図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係る動力伝達装置の制御装置及び制御方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態の車両に搭載された動力伝達装置の一部を示す模式的な全体構成図である。図１中において、符号１０は駆動源であるエンジン、符号２０は湿式多板クラッチ装置、符号３０は自動変速機、符号７０はシフトレバー、符号８０はコントロールユニット、符号９０はエンジン回転数センサ（以下、入力回転数センサ）、符号９１は出力回転数センサ、符号９２はブレーキペダルセンサ、符号９３はアクセル開度センサ、符号９４はシフトポジションセンサ、符号９５は車速センサをそれぞれ示している。

湿式多板クラッチ装置２０は、エンジン１０の出力軸１１と一体回転するクラッチハブ２１と、自動変速機３０の入力軸３１と一体回転するクラッチドラム２２と、複数枚のクラッチプレート２３と、クラッチプレート２３を圧接させるピストン２４と、ピストン２４をストローク移動させる作動油が供給される油圧室２５とを備えて構成されている。油圧室２５及びクラッチプレート２３には、その一部の図示を省略する油供給回路２６から作動油及び冷却油がそれぞれ供給されるようになっている。

油圧室２５に供給される作動油圧によってピストン２４が出力側（図１の右方向）にストローク移動すると、クラッチプレート２３が互いに圧接されて、湿式多板クラッチ装置２０はトルクを伝達する接続状態になる。一方、油圧室２５の作動油圧が解放されると、ピストン２４が図示しないスプリングの付勢力によって入力側（図１の左方向）にストローク移動されて、湿式多板クラッチ装置２０は動力伝達を遮断する切断状態になる。

自動変速機３０は、湿式多板クラッチ装置２０のクラッチドラム２２に接続された入力軸３１と、入力軸３１と同軸上に配置された出力軸３２と、これら入力軸３１及び出力軸３２に平行に配置された副軸３３とを備えている。出力軸３２には、何れも図示を省略するプロペラシャフト、差動装置及び駆動軸を介して左右の駆動輪がそれぞれ接続されている。

入力軸３１と副軸３３との間には、入力ギヤ対４１が設けられている。入力ギヤ対４１は、入力軸３１に固定された入力主ギヤ４２と、副軸３３に固定されて入力主ギヤ４２と常時歯噛する入力副ギヤ４３とを備えている。

副軸３３と出力軸３２との間には、複数の出力ギヤ対５１が設けられている。出力ギヤ対５１は、副軸３３に固定された出力副ギヤ５２と、出力軸３２に相対回転自在に設けられて出力副ギヤ５２と常時歯噛する出力主ギヤ５３とを備えている。また、出力軸３２には、複数のシンクロ機構５５が設けられている。

シンクロ機構５５は、公知の構造であって、何れも図示しないスリーブやシンクロリング等を備えて構成されている。シンクロ機構５５の作動は、コントロールユニット８０によって制御されており、シフトレバー７０が選択されるレンジ（パーキングＰ、リバースＲ、ニュートラルＮ、ドライブＤ）に応じて、出力軸３２と出力主ギヤ５３とを選択的に係合状態（ギヤイン）又は非係合状態（ニュートラル状態）に切り替えるようになっている。なお、出力ギヤ対５１やシンクロ機構５５の個数、配列パターン等は図示例に限定されものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

コントロールユニット８０は、エンジン１０、湿式多板クラッチ装置２０、自動変速機３０等の各種制御を行うもので、公知のＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。これら各種制御を行うために、コントロールユニット８０には、入力回転数センサ９０、出力回転数センサ９１、ブレーキペダルセンサ９２、アクセル開度センサ９３、シフトポジションセンサ９４、車速センサ９５等の各種センサ類のセンサ値が入力される。

また、コントロールユニット８０は、目標クリープトルク設定部８１と、クリープ制御部８２とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるコントロールユニット８０に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

目標クリープトルク設定部８１は、シフトレバー７０が現在選択されている走行レンジ（リバースＲ、ドライブＤ）に応じて、車両をクリープ走行させるのに必要な目標クリープトルクを設定する。設定された目標クリープトルクは、クリープ制御部８２へ出力される。

クリープ制御部８２は、シフトレバー７０が走行レンジ（リバースＲ、ドライブＤ）に選択された状態で、ブレーキペダルが一定状態以上解放され、且つアクセルペダルが解放された場合に、エンジン１０から湿式多板クラッチ装置２０を介して自動変速機３０に所定のクリープトルクを伝達させるクリープ制御を実施する。

より詳しくは、クリープ制御は、シフトポジションセンサ９４が走行レンジ（リバースＲ又はドライブＤ）を検出し、ブレーキペダルセンサ９２がオフ、又は規定値以下を検出し、且つ、アクセル開度センサ９３がゼロを検出すると開始される。本実施形態において、クリープ制御は、クラッチプレート２３に供給する冷却油量を増加させて、各クラッチプレート２３間に引き摺りトルクを生じさせ、エンジン１０から湿式多板クラッチ装置２０を介して自動変速機３０に所定のクリープトルクを伝達させることで実施される。クリープ制御時の冷却油増加量は、入力回転数センサ９０や出力回転数センサ９１（又は、車速センサ９５）等の各種センサ値に基づいて、自動変速機３０に伝達される実クリープトルクが目標クリープトルクに達するようにフィードバック制御される。

ところで、クラッチプレート２３に供給される冷却油温が高い場合は、オイル粘度が低下するため、冷却油量を増加させるのみでは十分なクリープトルクを伝達できない可能性がある。そこで、本実施形態では、冷却油量の増加のみでは実クリープトルクが目標クリープトルクに達しない場合は、湿式多板クラッチ装置２０の油圧室２５に作動油を供給して、湿式多板クラッチ装置２０を半クラッチ状態にすることで、実クリープトルクが目標クリープトルクに達するように制御する。

以下、図２に基づいて、本実施形態のクリープ制御のフローを説明する。

ステップＳ１００では、シフトレバー７０が走行レンジ（パーキンＰ又はドライブＤ）に選択された状態で、ブレーキペダルが解放（ブレーキＯＦＦ）又は、ブレーキペダルセンサ９２が規定値以下を検出し、且つ、アクセルペダルが解放（アクセルＯＦＦ）されているか否かが判定される。肯定の場合はクリープ制御を開始すべく、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０では、クラッチプレート２３に供給される冷却油量が増加され、各クラッチプレート２３間の引き摺りトルクによって、湿式多板クラッチ装置２０から自動変速機３０にトルクが伝達される。

ステップＳ１２０では、各種回転数センサ９０，９１のセンサ値に基づいて、湿式多板クラッチ装置２０から自動変速機３０に伝達される実クリープトルクが目標クリープトルクに達したか否かが判定される。肯定の場合は、ステップＳ１３０に進み、アクセルペダルが操作される加速要求（アクセルＯＮ）が検知されると、クリープ制御は終了される。クリープ制御が終了した後は、ステップＳ１４０で油圧室２５への作動油の供給が開始され、湿式多板クラッチ装置２０が接続状態に制御されることで、車両の加速が開始される。

一方、ステップＳ１２０で否定の場合は、冷却油温が高く、冷却油量の増加のみでは十分なクリープトルクを伝達できない可能性が考えられる。この場合は、ステップＳ１５０に進み、油圧室２５に作動油を供給して、湿式多板クラッチ装置２０を半クラッチ状態に制御する。

ステップＳ１６０では、各種回転数センサ９０，９１のセンサ値に基づいて、湿式多板クラッチ装置２０から自動変速機３０に伝達される実クリープトルクが目標クリープトルクに達したか否かが判定される。肯定の場合は、ステップＳ１７０に進み、アクセルペダルが操作される加速要求（アクセルＯＮ）が検知されると、クリープ制御は終了される。クリープ制御が終了した後は、ステップＳ１８０にて油圧室２５への作動油の供給をさらに増加して、湿式多板クラッチ装置２０が接続状態に制御されることで、車両の加速が開始される。

以上詳述したように、本実施形態では、車両のクリープ走行時は、クラッチプレート２３に供給する冷却油量を増加させることで、湿式多板クラッチ装置２０から自動変速機３０に所定のクリープトルクを伝達するように構成されている。すなわち、湿式多板クラッチ装置２０を半クラッチ状態にする従来のクリープ制御に比べ、冷却油量の増加によってクラッチプレート２３の冷却を効果的に行いつつ、クラッチプレート２３の過昇温を効果的に抑制することで、クラッチプレート２３の機能損失や破損を確実に防止することができる。

また、本実施形態によれば、高油温時のオイル粘性低下によってクラッチプレート２３への冷却油増加のみではクリープトルクを十分に伝達できない場合は、油圧室２５に作動油を供給して湿式多板クラッチ装置２０を半クラッチ状態に制御することで、冷却油増加によるクリープトルクの不足分をアシストするように構成されている。これにより、油温が上昇した場合においても、自動変速機３０に所望のクリープトルクを確実に伝達することが可能になる。また、半クラッチのみでクリープ制御を行う従来技術に比べ、クラッチプレート２３への冷却油供給を行いつつ、半クラッチをアシストとして用いることで、半クラッチ締結率を従来技術よりも低く抑えることが可能となり、クラッチプレート２３の温度上昇を効果的に抑制することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、湿式多板クラッチ装置２０は、シングルクラッチ装置に限定されず、クラッチ潤滑への相互影響がない並列式デュアルクラッチ装置であってもよい。また、自動変速機３０のギヤ配列等は図示例に限定されず、他の配置の自動変速機にも広く適用することが可能である。

１０ エンジン
２０ 湿式多板クラッチ装置
２１ クラッチハブ
２２ クラッチドラム
２３ クラッチプレート
２４ ピストン
２５ 油圧室
２６ 油供給回路
３０ 自動変速機
７０ シフトレバー
８０ コントロールユニット
８１ 目標クリープトルク設定部
８２ クリープ制御部
９０ 入力回転数センサ
９１ 出力回転数センサ
９２ ブレーキペダルセンサ
９３ アクセル開度センサ
９４ シフトポジションセンサ
９５ 車速センサ

Claims (6)

1. 駆動源から湿式多板クラッチ装置を介して変速機に駆動力が伝達される動力伝達装置の制御装置であって、
   車両のクリープ走行時に、前記湿式多板クラッチ装置のクラッチプレートに供給する冷却油量を増加させて、前記駆動源から前記自動変速機に所定のクリープトルクを伝達させるクリープ制御を実施するクリープ制御部を備える
   ことを特徴とする動力伝達装置の制御装置。
2. 前記クリープ制御部は、前記クリープ制御を実施する際に、前記駆動源から前記湿式多板クラッチ装置を介して前記変速機に伝達される実トルクが予め設定された所定の目標クリープトルクとなるように、前記クラッチプレートに供給される冷却油量を制御する
   請求項１に記載の動力伝達装置の制御装置。
3. 前記クリープ制御部は、前記クリープ制御を実施する際に、前記クラッチプレートに供給する油量を増加させても前記駆動源から前記湿式多板クラッチ装置を介して前記変速機に伝達される実トルクが前記目標クリープトルクに達しない場合は、前記クラッチプレートを押圧するピストンの油圧室に作動油を供給して、前記湿式多板クラッチ装置を半クラッチ状態に制御する
   請求項２に記載の動力伝達装置の制御装置。
4. 駆動源から湿式多板クラッチ装置を介して変速機に駆動力が伝達される動力伝達装置の制御方法であって、
   車両のクリープ走行時に、前記湿式多板クラッチ装置のクラッチプレートに供給する冷却油量を増加させて、前記駆動源から前記自動変速機に所定のクリープトルクを伝達させるクリープ制御を実施する
   ことを特徴とする動力伝達装置の制御方法。
5. 前記クリープ制御を実施する際に、前記駆動源から前記湿式多板クラッチ装置を介して前記変速機に伝達される実トルクが予め設定された所定の目標クリープトルクとなるように、前記クラッチプレートに供給される冷却油量を制御する
   請求項４に記載の動力伝達装置の制御方法。
6. 前記クリープ制御を実施する際に、前記クラッチプレートに供給する油量を増加させても前記駆動源から前記湿式多板クラッチ装置を介して前記変速機に伝達される実トルクが前記目標クリープトルクに達しない場合は、前記クラッチプレートを押圧するピストンの油圧室に作動油を供給して、前記湿式多板クラッチ装置を半クラッチ状態に制御する
   請求項５に記載の動力伝達装置の制御方法。

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