JP2020076482A - Vehicular clutch cooling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のクラッチを冷却する装置に関し、特に、車両の発進時に係合されてトルクを伝達する発進クラッチの冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a device for cooling a clutch of a vehicle, and more particularly, to a cooling device for a starting clutch that is engaged when starting the vehicle and transmits torque.
この種の装置の一例が特許文献1に記載されている。その装置は、車両の発進時に係合される発進クラッチが締結の過渡状態にあって、かつ、発進クラッチでの累積仕事量つまり温度が所定の温度を超えたときには、発進クラッチで伝達するトルクを低減して発進クラッチの発熱を抑制するように構成されている。また、発進クラッチに供給するオイルの量を増大してオイルによる発進クラッチの冷却を促進するように構成されている。
An example of this type of device is described in
ところで、カーレースにおいては、スタート時のいわゆる出遅れを回避するために、スタートするときに、発進クラッチを解放して車両を停止している状態でエンジン回転数を上昇させ、この状態から発進クラッチをスリップさせつつ伝達トルク容量を次第に増大させて発進するローンチコントロールスタートを行う場合がある。このとき、発進クラッチの入出力回転数の差は大きく、また、入力されるトルクが大きいために、発進クラッチでの発熱量が大きくなり、瞬時に焼きついてしまう可能性がある。特許文献1に記載された装置では、焼きつきなどの不都合を抑制できるが、発進クラッチの温度が所定の温度より高い場合には、上述したように、発進クラッチで伝達するトルクが低減されるため、それに伴って駆動輪で発生する駆動力が小さくなってしまい、スタート時における加速に不足を生じる可能性がある。また、オイルの供給量を増大させるとしても、オイルの供給量を増大させるには不可避的な遅れがあるため、直ちには発進クラッチの温度を低下させることができず、発進クラッチの冷却に不足を生じる可能性がある。
By the way, in a car race, in order to avoid a so-called delay at the start, at the time of starting, the starting clutch is released and the engine speed is increased while the vehicle is stopped. In some cases, launch control start is performed in which the transmission torque capacity is gradually increased while slipping to start. At this time, the difference between the input and output rotational speeds of the starting clutch is large, and since the input torque is large, the amount of heat generated by the starting clutch is large, and there is a possibility of instantaneous burning. The device described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、ローンチコントロールスタートを行うときにおける発進クラッチの伝達トルクを低減することなく、発進クラッチの過度の温度上昇を抑制することのできる車両のクラッチ冷却装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above technical problem, and it is possible to suppress an excessive temperature rise of the starting clutch without reducing the transmission torque of the starting clutch when performing the launch control start. An object of the present invention is to provide a clutch cooling device for a vehicle.
上記の目的を達成するために、この発明は、少なくともエンジンを有する駆動力源と、前記駆動力源が出力したトルクが伝達される駆動輪と、前記駆動力源と前記駆動輪との間で選択的に前記トルクの伝達および遮断を行う発進クラッチと、前記エンジンを冷却する第1冷却液を循環させる高温側冷却回路と、前記高温側冷却回路とは独立して設けられていて、前記第1冷却液より低温の第2冷却液を循環させかつ前記エンジン以外の冷却対象を冷却する低温側冷却回路とを備え、前記発進クラッチを第3冷却液によって冷却すると共に前記第3冷却液と前記第1冷却液との間で熱交換を行って前記第3冷却液を冷却するように構成された車両のクラッチ冷却装置において、前記第3冷却液と前記第1冷却液との熱交換および前記第3冷却液と前記第2冷却液との熱交換を行う熱交換器と、前記熱交換器に前記第1冷却液を流通させて前記第3冷却液を前記第1冷却液によって冷却する第1冷却状態と、前記熱交換器に前記第2冷却液を流通させて前記第3冷却液を前記第2冷却液によって冷却する第2冷却状態とを切り替える切替手段と、前記発進クラッチをスリップさせつつ伝達トルク容量を次第に増大させて前記車両を発進させるローンチコントロールスタートが選択されていることを検出する発進検出手段とを有し、前記切替手段は、前記発進検出手段が前記ローンチコントロールスタートを検出している場合には、前記第2冷却状態を設定し、前記発進検出手段が前記ローンチコントロールスタートを検出していない場合には、前記第1冷却状態を設定するように構成されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a driving force source having at least an engine, a driving wheel to which torque output by the driving force source is transmitted, and the driving force source and the driving wheel. The starting clutch that selectively transmits and cuts off the torque, the high temperature side cooling circuit that circulates the first cooling liquid that cools the engine, and the high temperature side cooling circuit are provided independently of each other. A low-temperature side cooling circuit that circulates a second cooling liquid having a temperature lower than that of the first cooling liquid and cools a cooling target other than the engine, cools the starting clutch with the third cooling liquid, and the third cooling liquid and the A clutch cooling device for a vehicle configured to perform heat exchange with a first cooling liquid to cool the third cooling liquid, the heat exchange between the third cooling liquid and the first cooling liquid, and A heat exchanger for exchanging heat between a third cooling liquid and the second cooling liquid; and a third cooling liquid for circulating the first cooling liquid to cool the third cooling liquid with the first cooling liquid. Switching means for switching between a first cooling state and a second cooling state in which the second cooling liquid is circulated through the heat exchanger to cool the third cooling liquid by the second cooling liquid; and the starting clutch is slipped. While having a start detection means for detecting that a launch control start for gradually increasing the transmission torque capacity to start the vehicle is selected, the switching means, the start detection means detects the launch control start The second cooling state is set in the case where the start control means does not detect the launch control start, and the first cooling state is set in the case where the start control start is not detected. It is a feature.
この発明によれば、切替手段は、発進クラッチをスリップさせつつ伝達トルク容量を次第に増大させて車両を発進させるローンチコントロールスタートが選択されていることを発進検出手段が検出した場合には、第1冷却状態を設定し、ローンチコントロールスタートが選択されたことを検出していない場合には、第2冷却状態を設定するように構成されている。第1冷却状態は、熱交換器にエンジンを冷却する第1冷却液を流通させ、第1冷却液と、発進クラッチを冷却する第3冷却液との間で熱交換を行って第3冷却液を冷却する冷却状態であり、第2冷却状態は、熱交換器に第1冷却液よりも低温の第2冷却液を流通させ、第2冷却液と第3冷却液との間で熱交換を行って第3冷却液を冷却する冷却状態である。そのため、第2冷却状態では、第1冷却状態を設定している場合よりも、発進クラッチが冷却される。つまり、発進クラッチでの発熱量が多くなるローンチコントロールスタートが選択された場合には、第2冷却状態が設定されて発進クラッチの温度が予め低下させられ、その状態で発進を行う。そのため、発進クラッチでの発熱量が大きいとしても、発進クラッチが到達する最大の温度を低下させることができる。その結果、発進クラッチの焼きつきを抑制することができる。また、発進クラッチで伝達するトルクを特には低減しないので、発進時の加速に不足を生じることがない。さらに、ローンチコントロールスタートが選択されない、通常の発進時には、第1冷却状態が設定されるため、第3冷却液によって第2冷却液が温められることによるエンジン以外の冷却対象の冷却不足を抑制することができる。 According to the present invention, when the start detecting means detects that the launch control start is selected in which the switching means causes the vehicle to start by gradually increasing the transmission torque capacity while slipping the starting clutch, the switching means detects the first When the cooling state is set and it is not detected that the launch control start is selected, the second cooling state is set. In the first cooling state, the first cooling liquid that cools the engine is circulated through the heat exchanger, and heat is exchanged between the first cooling liquid and the third cooling liquid that cools the start clutch to generate the third cooling liquid. In the second cooling state, the second cooling liquid having a temperature lower than that of the first cooling liquid is circulated in the heat exchanger, and heat exchange is performed between the second cooling liquid and the third cooling liquid. This is a cooling state in which the third cooling liquid is cooled by performing. Therefore, in the second cooling state, the starting clutch is cooled more than in the case where the first cooling state is set. That is, when the launch control start in which the heat generation amount in the starting clutch is large is selected, the second cooling state is set, the temperature of the starting clutch is lowered in advance, and the vehicle is started in that state. Therefore, even if the amount of heat generated by the starting clutch is large, the maximum temperature reached by the starting clutch can be reduced. As a result, seizure of the starting clutch can be suppressed. Further, since the torque transmitted by the starting clutch is not particularly reduced, the acceleration at the time of starting does not become insufficient. Furthermore, when the launch control start is not selected and the vehicle is normally started, the first cooling state is set, so that the cooling shortage of the cooling target other than the engine due to the second cooling liquid being warmed by the third cooling liquid is suppressed. You can
図1は、この発明の実施形態に係る車両の構成の一例を説明するための図であり、図1に示す車両1は、駆動力源2としてエンジン3とモータ4とを有するハイブリッド車両1である。エンジン3はガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関であり、図示しないアクセルペダルの踏み込み量(アクセル開度)などの要求駆動力に応じてスロットル開度や燃料噴射量、点火時期などが制御されて要求駆動力に応じたトルクを出力するように構成されている。また、エンジン3は、燃料の供給を停止(フューエルカット:F/C)した状態で空転させることも可能である。その場合、ポンピングロスなどによる動力損失によって制動力(エンジンブレーキ力)が発生する。そのエンジン3の出力側にモータ4が設けられている。
FIG. 1 is a diagram for explaining an example of the configuration of a vehicle according to an embodiment of the present invention. The
モータ4は永久磁石式同期電動機などの発電機能のあるモータ(モータ・ジェネレータ:MG)であり、インバータ5を介してバッテリ6に接続されている。したがって、モータ4を発電機として駆動し、モータ4で発電した電力をバッテリ6に蓄えることができる。また、バッテリ6に蓄えられている電力をモータ4に供給し、モータ4を原動機として駆動してモータトルクを出力することもできる。なお、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両1は、エンジン3の出力するエンジントルクおよびモータ4の出力するモータトルクの両方から駆動トルクを得ることが可能なパラレル方式のハイブリッド車両である。
The
上述した駆動力源2の出力側に発進クラッチ7を介して変速機8が接続されている。発進クラッチ7はエンジン3やモータ4などの駆動力源2と変速機8との間の動力伝達経路で、選択的にトルクを伝達しまた遮断するように構成されている。図1に示す例では、発進クラッチ7としては、油圧によって動作させられ、伝達トルク容量を連続的に変化させることのできる摩擦式のクラッチ機構が採用されている。発進クラッチ7の入力側回転部材7aに駆動力源2の出力軸が連結され、出力側回転部材7bに変速機8の入力軸が連結されている。したがって、例えば、エンジン3やモータ4などの駆動力源2で発生させたトルクを駆動輪9に伝達する際に、発進クラッチ7の係合状態を制御してすなわちスリップ制御を行って発進クラッチ7の伝達トルク容量を連続的に変化させることにより、スムースな発進や動力伝達を行うことができる。
The
また、発進クラッチ7はスリップ制御を行ってトルクを伝達する際に、入力側回転部材7aと出力側回転部材7bとの回転数差が大きいほど発熱するから、その発熱による発進クラッチ7の温度上昇を抑制するために、発進クラッチ7に図示しないオイルポンプからオイル(以下、クラッチオイルと記す。)を供給して冷却および潤滑するようになっている。そのオイルポンプはエンジン3によって駆動される機械式のオイルポンプであってよく、あるいは、図示しないモータによって駆動される電動式のオイルポンプであってもよい。なお、発進クラッチ7を解放することにより、エンジン3やモータ4などの駆動力源2がハイブリッド車両1の駆動系統から切り離され、発進クラッチ7を係合することにより、エンジン3やモータ4などの駆動力源2がハイブリッド車両1の駆動系統に連結される。また、発進クラッチ7は、例えば、複数の摩擦板を交互に配置した多板クラッチであってもよい。
When the starting
変速機8は例えば、変速比がステップ的に変化する有段式の変速機、もしくは、変速比が連続的に変化する無段変速機などの従来知られた変速機であってよい。変速機8の出力軸に図示しないデファレンシャルギヤを介して左右の駆動輪9が連結されている。
The
ここで、エンジン3やモータ4、バッテリ6、発進クラッチ7などを冷却する冷却液やクラッチオイルの冷却回路について説明する。エンジン3に、当該エンジン3を冷却するエンジン冷却液が流通する図示しないウォータージャケットが設けられており、第1ウォーターポンプ10から吐出されたエンジン冷却液がウォータージャケットの内部を流通するときにエンジン3の熱を奪ってエンジン3を冷却するように構成されている。ウォータージャケットから流出したエンジン冷却液はHTラジエータ11に供給される。HTラジエータ11は従来知られているラジエータとほぼ同様の構成のものであって、エンジン冷却液と外気との間で熱交換を行ってエンジン冷却液を冷却する。HTラジエータ11から流出したエンジン冷却液は、再び、エンジン3のウォータージャケットに戻される。このように、エンジン3とHTラジエータ11との間でエンジン冷却液を循環させる第1循環回路12が形成されており、第1循環回路12を流動するエンジン冷却液の流動方向で、第1循環回路12におけるエンジン3の上流側に第1ウォーターポンプ10が配置されている。なお、エンジン冷却液の温度は以下に説明するモータ4やインバータ5を冷却するモータ冷却液と、バッテリ6を冷却するバッテリ冷却液と比較して高温になっている。
Here, a cooling circuit for cooling liquid or clutch oil for cooling the engine 3, the
また、モータ4やインバータ5に対しては、第2ウォーターポンプ13から吐出されたモータ冷却液が供給される。図1に示す例では、第2ウォーターポンプ13によってモータ4、インバータ5の順にモータ冷却液が供給され、それらの間で熱交換を行ってモータ4とインバータ5とが冷却される。インバータ5から流出したモータ冷却液はLTラジエータ14に供給される。LTラジエータ14は従来知られているラジエータとほぼ同様の構成のものであって、モータ冷却液と外気との間で熱交換を行ってモータ冷却液を冷却し、LTラジエータ14で冷却されたモータ冷却液は再びモータ4、インバータ5に供給される。LTラジエータ14と、モータ4、インバータ5との間にモータ冷却液を循環させる第2循環回路15が形成されている。第2循環回路15におけるモータ冷却液の流動方向でLTラジエータ14の上流側に第2ウォーターポンプ13が介装されている。
Further, the motor cooling liquid discharged from the
さらに、バッテリ6に対してはバッテリ冷却液が供給されるようになっており、バッテリと熱交換することによって温度が上昇したバッテリ冷却液は、ここに示す例では、ハイブリッド車両1の車室内空調ユニット(以下、HVACユニットと記す。)16に用いられる冷媒と熱交換を行って冷却されるように構成されている。具体的には、HVACユニット16の冷媒の循環回路に、前記冷媒とバッテリ冷却液との間で熱交換を行うバッテリ熱交換器17が介装されている。したがって、バッテリ6とバッテリ熱交換器17との間にバッテリ冷却液を循環させる第3循環回路18が形成されている。第3循環回路18におけるバッテリ冷却液の流動方向でバッテリ熱交換器17の上流側にバッテリ冷却液を流動させる第3ウォーターポンプ19が介装されている。
Further, the battery cooling liquid is supplied to the
なお、上述したエンジン冷却液が、この発明の実施形態における第1冷却液に相当し、モータ冷却液とバッテリ冷却液とがこの発明の実施形態における第2冷却液に相当し、クラッチオイルがこの発明の実施形態における第3冷却液に相当する。また、第1循環回路12がこの発明の実施形態における高温側冷却回路に相当し、第2循環回路15と第3循環回路18とがこの発明の実施形態における低温側冷却回路に相当し、モータ4やインバータ、バッテリ6などがこの発明の実施形態におけるにエンジン以外の冷却対象に相当する。
The engine coolant described above corresponds to the first coolant in the embodiment of the present invention, the motor coolant and the battery coolant correspond to the second coolant in the embodiment of the invention, and the clutch oil is the same. This corresponds to the third cooling liquid in the embodiment of the invention. Further, the
上述したHVACユニット16は、いわゆるヒートポンプであって、図示しない車室やバッテリ冷却液との間で熱交換を行って気化した冷媒をコンプレッサー20で圧縮し、その圧縮した冷媒をコンデンサー21で冷却して液化するように構成されている。そして、液化された冷媒をHVACユニット16の図示しないエバポレーターで気化してエバポレーターの温度を低下させその周囲の空気を図示しないファンによって車室内に供給して車室内を冷房するようになっている。エバポレーターで気化した冷媒はバッテリ熱交換器17でバッテリ冷却液と熱交換を行って、その後、コンプレッサー20に供給される。なお、車室内を温める場合には、図示しないヒーターコアを通って温められた空気が車室内に供給される。
The above-described
また、インバータ5やモータ4、バッテリ6の動作温度はエンジン3の動作温度よりも、設計上、低く設定されており、インバータ5やモータ4、バッテリ6のうち、バッテリ6の動作温度すなわち許容可能な最大温度αは、インバータ5やモータ4の動作温度すなわち許容可能な最大温度βよりも、設計上、低く設定されている。そのため、モータ冷却液はエンジン冷却液より低い温度を維持するように構成され、バッテリ冷却液はモータ冷却液より低い温度を維持するように構成されている。また、上述した各ウォーターポンプ10,13,19は電動式の圧力ポンプであって、従来知られているポンプとほぼ同様の構成のものを用いることができる。
In addition, the operating temperature of the
そして、ここに示す例では、エンジン冷却液とモータ冷却液とバッテリ冷却液とのうちのいずれかと、クラッチオイルとの間で選択的に熱交換を行ってクラッチオイルを冷却するように構成されている。ここに示す例では、以下に説明するローンチコントロールスタート(以下、単にLCスタートと記す。)での発進以外の場合には、通常、エンジン冷却液とクラッチオイルとの間で熱交換を行ってクラッチオイルを冷却するようになっている。具体的には、クラッチオイルと、各冷却液との間で熱交換を行う発進クラッチ7用の熱交換器(HEX)22が設けられている。熱交換器22は従来知られているものとほぼ同様の構成のものを用いることができる。
Further, in the example shown here, the clutch oil is cooled by selectively exchanging heat with any one of the engine coolant, the motor coolant and the battery coolant and the clutch oil. There is. In the example shown here, in the case other than the start at the launch control start (hereinafter, simply referred to as LC start) described below, heat is normally exchanged between the engine coolant and the clutch oil to cause the clutch. It is designed to cool the oil. Specifically, a heat exchanger (HEX) 22 for the starting clutch 7 that exchanges heat between the clutch oil and each cooling liquid is provided. The
熱交換器22と第1循環回路12との間に、第1循環回路12から熱交換器22に向けてエンジン冷却液を流動させる第1往路23と、熱交換器22からに第1循環回路12に向けてエンジン冷却液を流動させる第1復路24とが設けられている。第1往路23は第1循環回路12におけるエンジン冷却液の流動方向でエンジン3の上流側から分岐しており、第1往路23にエンジン冷却液を選択的に流動させる第1開閉弁25が介装されている。第1開閉弁は、一例として電磁開閉弁であって、電気的に制御されて第1往路23を開閉することにより、熱交換器22にエンジン冷却液を供給し、また、エンジン冷却液の供給を遮断する。熱交換器22から流出したエンジン冷却液は第1復路24を流動して第1循環回路12に戻されてエンジン3に供給される。
Between the
第2循環回路15と熱交換器22との間に、第2循環回路15から熱交換器22に向けてモータ冷却液を流動させる第2往路26と、熱交換器22からに第2循環回路15に向けてモータ冷却液を流動させる第2復路27とが設けられている。第2往路26は第2循環回路15におけるモータ冷却液の流動方向でモータ4の上流側から分岐しており、第2往路26にモータ冷却液を選択的に流動させる第2開閉弁28が介装されている。第2開閉弁28は、一例として電磁開閉弁であって、電気的に制御されて第2往路26を開閉することにより、熱交換器22にエンジン冷却液を供給し、また、エンジン冷却液の供給を遮断する。熱交換器22から流出したモータ冷却液は第2復路27を流動して第2循環回路15に戻されてモータに供給される。
A second
第3循環回路18と熱交換器22との間に、第3循環回路18から熱交換器22に向けてバッテリ冷却液を流動させる第3往路29と、熱交換器22からに第3循環回路18に向けてバッテリ冷却液を流動させる第3復路30とが設けられている。第3往路29は第3循環回路18におけるバッテリ冷却液の流動方向でバッテリ6の上流側から分岐しており、第3往路29にバッテリ冷却液を選択的に流動させる第3開閉弁31が介装されている。第3開閉弁31は、一例として電磁開閉弁であって、電気的に制御されて第3往路29を開閉することにより、熱交換器22にエンジン冷却液を供給し、また、エンジン冷却液の供給を遮断する。熱交換器22から流出したバッテリ冷却液は第3復路30を介してバッテリ6に供給される。
Between the
そして、上記のエンジン3やモータ4、各開閉弁25,28,31などの動作状態をそれぞれ制御するこの発明の実施形態におけるコントローラーに相当する電子制御装置(ECU)32が設けられている。ECU32は、例えばマイクロコンピュータを主体にして構成され、入力された各種データや予め記憶させられているデータなどに基づいて演算を行い、その演算結果を制御指令信号として出力するように構成されている。そのECU32に入力されるデータとしては、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ33、ブレーキペダルの踏み込み量を検出するブレーキセンサ34、エンジン3の出力軸の回転数を検出するエンジン回転数センサ35、モータ4の回転数を検出するモータ回転数センサ36、バッテリ6の充電容量(SOC)を検出するバッテリセンサなどの各種センサの検出データを挙げることができる。
An electronic control unit (ECU) 32 corresponding to the controller in the embodiment of the present invention that controls the operating states of the engine 3, the
また、この発明の実施形態におけるハイブリッド車両1では、発進クラッチ7を備えていることにより、ハイブリッド車両1の駆動系統から駆動力源2を切り離してハイブリッド車両1を停止している状態で駆動力源2の回転数を上昇させ、その状態から発進クラッチ7をスリップさせつつ伝達トルク容量を次第に増大させてハイブリッド車両1を急発進させるLCスタートが可能である。この発明の実施形態におけるクラッチ冷却装置は、LCスタートするときにおける、発進クラッチ7のスリップ制御によって発進クラッチ7での発熱量が大きくなってその温度が過大になることを抑制するように構成されている。その制御の一例を図2に示している。図2に示すように、ステップS1でLCスタートが選択されたか否かが判断される。この発明の実施形態におけるハイブリッド車両1では、運転者によってLCスタートでの発進を選択できるように構成されており、例えば、図示しないモード切替スイッチを操作してLCスタートを行う発進モードが選択される。モード切替スイッチの信号を検出あるいは読み込むことによって運転者がLCスタートを行う発進モードを選択したことを検出した場合には、ステップS2に進む。
Further, the
LCスタートを行う発進モードを選択したことを検出していない場合には、発進クラッチ7を係合させた状態で変速を行うことにより、伝達トルク容量を次第に増大させてハイブリッド車両1を発進させる、通常の発進制御を行うこととなる。この場合には、発進クラッチ7は特には発熱しないので、熱交換器22にエンジン冷却液が流通させられ、エンジン冷却液によってクラッチオイルが冷却される。これが、この発明の実施形態における第1冷却状態に相当する。そのため、LCスタートを行う発進モードを選択したことを検出していない場合には、例えば後述するように、運転者に対してLCスタートが選択されていないことを報せる所定の警告を発した後に、図2に示すルーチンを一旦、リターンする。
When it is not detected that the start mode for performing the LC start is detected, the transmission torque capacity is gradually increased to start the
ステップS2では、クラッチオイルの冷却回路が第1循環回路12から第3循環回路18に切り替えられる。具体的には、第1開閉弁25が閉弁されて熱交換器22へのエンジン冷却液の供給が遮断されると共に、第3開閉弁31が開弁されて熱交換器22にバッテリ冷却液が供給される。これにより、熱交換器22において、クラッチオイルとバッテリ冷却液との間で熱交換が行われる。
In step S2, the clutch oil cooling circuit is switched from the
その後、ステップS3に進み、クラッチオイルの温度Taが所定のバッテリの動作温度αより低いか否かが判断される。その動作温度αは、一例として、バッテリ6の特性上、定まる許容可能なバッテリ6の最大温度である。つまり、バッテリ6を保護するための温度αよりクラッチオイルの温度Taが低い場合には、発進クラッチ7が十分に冷却されているとしてステップS4に進み、LCスタートが許可され、LCスタートが実行される。この場合には上述したように、ハイブリッド車両1の駆動系統から駆動力源2を切り離してハイブリッド車両1を停止させている状態で駆動力源2の回転数を上昇させ、その状態から発進クラッチ7をスリップさせつつ伝達トルク容量が次第に増大されてハイブリッド車両1が急発進させられる。その後、図3に示すルーチンを一旦、リターンする。一方、上述した所定の動作温度αよりクラッチオイルの温度Taが高い場合には、発進クラッチ7が十分に冷却されていないことになるので、ステップS5に進み、LCスタートが許可されず、ステップS3に戻る。
After that, the routine proceeds to step S3, where it is judged whether or not the temperature Ta of the clutch oil is lower than a predetermined operating temperature α of the battery. The operating temperature α is, for example, an allowable maximum temperature of the
図3は、図2に示す制御例によって実行したLCスタートを終了する場合における制御の一例を説明するためのフローチャートである。図3に示すように、LCスタートが終了すると(ステップS6)、具体的には、発進クラッチ7が完全係合させられることによりLCスタートが終了すると、ステップS7に進んでクラッチオイルの冷却回路が元に戻される。すなわち、第1開閉弁25が開弁されて熱交換器22にエンジン冷却液が供給され、また、第3開閉弁31が閉弁されて熱交換器22へのバッテリ冷却液の供給が遮断される。これにより、クラッチオイルはエンジン冷却液と熱交換することになる。
FIG. 3 is a flow chart for explaining an example of control in the case of ending the LC start executed by the control example shown in FIG. As shown in FIG. 3, when the LC start ends (step S6), specifically, the LC start ends when the starting
また、クラッチオイルはモータ冷却液によっても冷却することができ、図4は、そのための制御の一例を示すフローチャートである。なお、図4のフローチャートにおいて、上述した図2のフローチャートと制御内容が同じ制御ステップについては、図2のフローチャートと同じステップ番号を付けてある。図4に示すように、ステップS1でLCスタートが選択されたことが検出されると、ステップS8に進んでクラッチオイルの冷却回路が第1循環回路12から第2循環回路15に切り替えられる。具体的には、第1開閉弁25が閉弁されて熱交換器22へのエンジン冷却液の供給が遮断されると共に、第2開閉弁28が開弁されて熱交換器22にモータ冷却液が供給される。これにより、熱交換器22において、クラッチオイルとモータ冷却液との間で熱交換が行われる。
The clutch oil can also be cooled by the motor cooling liquid, and FIG. 4 is a flowchart showing an example of control therefor. In the flowchart of FIG. 4, control steps having the same control contents as those of the above-described flowchart of FIG. 2 are given the same step numbers as those in the flowchart of FIG. As shown in FIG. 4, when it is detected that the LC start is selected in step S1, the process proceeds to step S8, and the clutch oil cooling circuit is switched from the
その後、ステップS9に進み、クラッチオイルの温度Taが所定の動作温度βより低いか否かが判断される。その動作温度βは、一例として、モータ4やインバータ5の特性上、定まる許容可能な最大温度βである。つまり、モータ4やインバータ5を保護するための温度βよりクラッチオイルの温度Taが低い場合には、発進クラッチ7が、エンジン冷却液によって冷却される通常の状態よりも冷却されているとしてステップS4に進み、LCスタートが許可され、LCスタートが実行される。その後、図4に示すルーチンを一旦、リターンする。一方、上述した所定の動作温度βよりクラッチオイルの温度Taが高い場合には、発進クラッチ7が通常よりも冷却されていないことになるので、ステップS5に進み、LCスタートが許可されず、ステップS9に戻る。
Then, the process proceeds to step S9, and it is determined whether the clutch oil temperature Ta is lower than a predetermined operating temperature β. The operating temperature β is, for example, an allowable maximum temperature β determined by the characteristics of the
図5は、図4に示す制御例で実行したLCスタートを終了する場合における制御の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図5のフローチャートにおいて、上述した図3のフローチャートと制御内容が同じ制御ステップについては、図3のフローチャートと同じステップ番号を付けてある。図5に示すように、LCスタートが終了すると(ステップS6)、ステップS10に進んでクラッチオイルの冷却回路が元に戻される。すなわち、第1開閉弁25が開弁されて熱交換器22にエンジン冷却液が供給され、また、第2閉弁31が閉弁されて熱交換器22へのモータ冷却液の供給が遮断される。これにより、クラッチオイルはエンジン冷却液と熱交換することになる。
FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of control in the case of ending the LC start executed in the control example shown in FIG. In the flowchart of FIG. 5, control steps having the same control contents as those of the above-described flowchart of FIG. 3 have the same step numbers as those of the flowchart of FIG. As shown in FIG. 5, when the LC start is completed (step S6), the process proceeds to step S10, and the clutch oil cooling circuit is restored. That is, the first opening / closing
図6は、LCスタートを行う場合における各制御をより具体的に説明するためのフローチャートである。図6に示すように、先ず、ハイブリッド車両1が停止しているか否かが判断される(ステップS101)。例えば、アクセル開度センサ33の検出値が所定値以下であって、ブレーキセンサの検出値が他の所定値以上であり、かつ車速が「0」であるなどのことにより、ハイブリッド車両1が停止していると判断された場合には、ステップS102に進み、LCスタートが選択されたか否かが判断される。上述したように、ここに示す例では、運転者によってLCスタートでの発進を選択できるように構成されており、上述したように、例えば、図示しないモード切替スイッチを操作してLCスタートを行う発進モードが選択される。モード切替スイッチの信号を検出あるいは読み込むことによって運転者がLCスタートを行う発進モードを選択したことを検出した場合には、LCスタートの設定が許可されてステップS103に進み、LCスタートの制御が開始される。なお、ステップS101で否定的に判断された場合には、図6に示すルーチンを一旦、リターンする。
FIG. 6 is a flowchart for more specifically explaining each control when performing the LC start. As shown in FIG. 6, first, it is determined whether or not the
ステップS102で、LCスタートでの発進を行う発進モードが運転者によって選択されていない場合には、ステップS104に進み、所定の警告が発せられる。これは、所定の警告手段によって行うことができ、例えば、メーターパネルにLCスタートが選択されていないことを表示してもよく、あるいは、音声や、警告音、光、振動などによって運転者に対してLCスタートが選択されていないことの警告を発し、その後、図6に示すルーチンを一旦、リターンする。または、ステップS101に戻ってもよい。なお、この場合には、上述したようにエンジン冷却液によってクラッチオイルを冷却することとなる。 In step S102, if the driver has not selected the start mode for starting with the LC start, the process proceeds to step S104 and a predetermined warning is issued. This can be done by a predetermined warning means, for example, the instrument panel may indicate that LC start is not selected, or the driver may be prompted by voice, warning sound, light, vibration, etc. A warning that the LC start is not selected is issued, and then the routine shown in FIG. 6 is once returned. Alternatively, the process may return to step S101. In this case, the clutch oil is cooled by the engine cooling liquid as described above.
ステップS103での制御に続いてステップS105に進み、発進クラッチ7を係合させる準備が開始される。例えば先ず、クラッチオイルの冷却回路が第1循環回路12から第3循環回路18あるいは第2循環回路15に切り替えられる。第1循環回路12から第3循環回路18に切り替える場合には、図2に示すフローチャートで説明したように、第1開閉弁25が閉弁されて熱交換器22へのエンジン冷却液の供給が遮断されると共に、第3開閉弁31が開弁されて熱交換器22にバッテリ冷却液が供給される。その結果、熱交換器22において、クラッチオイルとバッテリ冷却液との熱交換が行われる。第1循環回路12から第2循環回路15に切り替える場合には、図4に示すフローチャートで説明したように、第1開閉弁25が閉弁されて熱交換器22へのエンジン冷却液の供給が遮断されると共に、第2開閉弁28が開弁されて熱交換器22にモータ冷却液が供給される。その結果、熱交換器22において、クラッチオイルとモータ冷却液との熱交換が行われる。
Following the control in step S103, the process proceeds to step S105, and the preparation for engaging the starting
また、LCスタートに備えて、発進クラッチ7に対していわゆるパック詰め制御が行われる。パック詰め制御は入力側回転部材7aと出力側回転部材7bとの間のクリアランスを詰める制御であって、発進クラッチ7の図示しない油圧室の油圧が、入力側回転部材7aと出力側回転部材7bとの間での伝達トルク容量がゼロとなるパックエンド圧と称される油圧にまで増大させられる。パックエンド圧は実験などにより予め求めることができる。さらに、LCスタートに備えて、エンジン回転数Neが予め定めた回転数の範囲(Na<Ne<Nb)内に設定される。そのエンジン回転数の範囲は実験などにより予め求めることができる。
In addition, so-called packing control is performed on the starting clutch 7 in preparation for the LC start. Packing control is control for closing the clearance between the input side rotating member 7a and the output
次いで、ステップS106に進み、クラッチオイルの温度Taが上述したバッテリ6の動作温度α(℃)あるいはモータ4の動作温度β(℃)より低く、かつ、発進クラッチ7の図示しない油圧室の油圧PCLが所定の油圧の範囲内(Pa<PCL<Pb)にあり、エンジン回転数Neが予め定めた回転数の範囲内(Na<Ne<Nb)にあるか否かが判断される。すなわち、LCスタートを実行する準備が完了したか否かが判断される。発進クラッチ7の図示しない油圧室の油圧PCLが所定の下限油圧Paと上限油圧Pbとの間にあり、かつ、エンジン回転数Neが予め定めた下限回転数Naと上限回転数Nbとの間にあったとしても、クラッチオイルの温度Taがバッテリ6の動作温度α(℃)あるいはモータ4の動作温度β(℃)より高い場合には、ステップS106で否定的に判断され、図6に示すルーチンを一旦、リターンする。
Next, in step S106, the clutch oil temperature Ta is lower than the operating temperature α (° C.) of the
なお、発進クラッチ7の油圧室の油圧の下限値Paと上限値Pbとは予め実験などにより定めることができ、エンジン回転数Neの下限値Naと上限値Nbとは予め実験などにより定めることができる。また、クラッチオイルの冷却回路を第1循環回路12から第3循環回路18に切り替える場合には、ステップS106では、クラッチオイルの温度Taがバッテリ6の動作温度α(℃)より低いか否かが判断され、クラッチオイルの冷却回路を第1循環回路12から第2循環回路15に切り替える場合には、クラッチオイルの温度Taがモータ4の動作温度β(℃)より低いか否かが判断される。
The lower limit value Pa and the upper limit value Pb of the hydraulic pressure in the hydraulic chamber of the starting clutch 7 can be determined in advance by experiments or the like, and the lower limit value Na and the upper limit value Nb of the engine speed Ne can be determined in advance by experiments or the like. it can. When switching the clutch oil cooling circuit from the
3つのパラメータの全てがそれぞれの閾値(α,β)や範囲内にある場合には、LCスタートが実行可能であるので、ステップS106で肯定的に判断され、ステップS107に進み、LCスタートの準備が完了したことを示す制御フラグがオンにされる。 When all of the three parameters are within the respective threshold values (α, β) and ranges, the LC start can be executed. Therefore, the affirmative determination is made in step S106, and the process proceeds to step S107 to prepare for the LC start. The control flag indicating that the process has been completed is turned on.
続いて、ステップS108に進み、アクセル開度センサ33によって検出したアクセル開度が所定のアクセル開度γ(%)より大きいか否かが判断される。運転者によってアクセルペダルが大きく踏み込まれ、あるいはアクセル開度が全開の場合には、ステップS109に進んで、駆動力源2の出力するパワー(トルク)が最大となるように、エンジン3やモータ4が制御される。すなわち、LCスタートが開始され、発進クラッチ7はスリップ制御されてトルクを伝達し始める。アクセル開度が所定のアクセル開度γ(%)より小さい場合には、駆動力源2で発生させる最大パワー(トルク)での発進を特には要しないので、図6に示すルーチンを一旦、リターンする。
Then, it progresses to step S108 and it is judged whether the accelerator opening detected by the
現時点でのエンジン回転数Neが変速機8の入力軸回転数Ntより低いか否かが判断される(ステップS110)。LCスタートでは、上述したように、駆動力源2で発生させる最大パワー(トルク)を変速機8に伝達するので、入力軸回転数Ntに対してエンジン回転数Neが高い場合には、ステップS110で否定的に判断され、発進クラッチ7のスリップ制御が継続される(ステップS111)。その後、ステップS110に戻る。
It is determined whether the current engine speed Ne is lower than the input shaft speed Nt of the transmission 8 (step S110). In the LC start, as described above, the maximum power (torque) generated by the driving force source 2 is transmitted to the
エンジン回転数Neと入力軸回転数Ntとが同じ、あるいは、変速機8での変速比が変更されて、エンジン回転数Neが入力軸回転数Ntより低くなった場合には、ステップS110で肯定的に判断されてステップS112に進み、発進クラッチ7の図示しない油圧室の油圧PCLが増大されて発進クラッチ7が完全に係合させられる。また、クラッチオイルの冷却回路が通常の状態に戻される(ステップS113)。
When the engine speed Ne and the input shaft speed Nt are the same, or when the gear ratio in the
第1循環回路12から第3循環回路18に切り替えた場合には、図3に示すフローチャートで説明したように、第1開閉弁25が開弁されて熱交換器22にエンジン冷却液が供給されると共に、第3開閉弁31が閉弁されて熱交換器22へのバッテリ冷却液の供給が遮断される。その結果、熱交換器22において、クラッチオイルとエンジン冷却液との熱交換が行われる。第1循環回路12から第2循環回路15に切り替えた場合には、図5に示すフローチャートで説明したように、第1開閉弁25が開弁されて熱交換器22にエンジン冷却液が供給されると共に、第2開閉弁28が閉弁されて熱交換器22へのモータ冷却液の供給が遮断される。その結果、熱交換器22において、クラッチオイルとエンジン冷却液との熱交換が行われる。そして、ステップS114に進んで、LCスタートが終了される。例えば、上述したLCスタートの準備が完了したことを示す制御フラグがオフにされる。その後、図6に示すルーチンを一旦、リターンする。
When the
図7は、上述した制御を実行した場合の発進クラッチ7の温度変化を模式的に示すタイムチャートである。なお、各制御を実行した場合の発進クラッチ7の温度変化を実線で示し、各制御を実行しなかった場合の発進クラッチ7の温度変化を破線で示してある。図7に示すように、t1時点でLCスタートが選択された場合には、エンジン冷却液に替えてモータ冷却液やバッテリ冷却液によってクラッチオイルが冷却されるので、エンジン冷却液によってクラッチオイルを冷却する場合に比較して発進クラッチ7の温度を低下できる。その後、t2時点でLCスタートの準備が完了してLCスタートが開始されたときには、各制御を実行しなかった場合に比較して、発進クラッチ7の温度が低下した状態で、発進クラッチ7のスリップ制御が開始される。そのため、LCスタートを行うことによって瞬時に大きいトルクがスリップ制御を行っている発進クラッチ7に入力されるとしても、発進クラッチ7の発熱による発進クラッチ7の最大温度を従来になく低下することができる。そして、t3時点で発進クラッチ7が完全係合すると、再び、クラッチオイルを冷却するための回路が切り替えられ、モータ冷却液やバッテリ冷却液に替えてエンジン冷却液によってクラッチオイルが冷却される。
FIG. 7 is a time chart schematically showing the temperature change of the starting clutch 7 when the above-mentioned control is executed. The solid line indicates the temperature change of the starting clutch 7 when each control is executed, and the broken line indicates the temperature change of the starting clutch 7 when each control is not executed. As shown in FIG. 7, when the LC start is selected at time t1, the clutch oil is cooled by the motor cooling liquid or the battery cooling liquid instead of the engine cooling liquid, so that the clutch oil is cooled by the engine cooling liquid. The temperature of the starting clutch 7 can be lowered as compared with the case of performing. After that, when the preparation for the LC start is completed and the LC start is started at time t2, the starting clutch 7 slips when the temperature of the starting
したがって、この発明の実施形態によれば、LCスタートを行う場合には、発進クラッチ7の温度が予め低下させられるので、LCスタートを行うことによって瞬時に大きいトルクがスリップ制御を行っている発進クラッチ7に入力されるとしても、上述したように発進クラッチ7の発熱による発進クラッチ7の最大温度を従来になく低下することができる。その結果、発進クラッチ7の焼き付きや熱による損傷を抑制することができる。また、LCスタートが終了すると、クラッチオイルの冷却回路が第3循環回路18あるいは第2循環回路15から第1循環回路12に、速やかに切り替えられるので、クラッチオイルとの熱交換によってバッテリ冷却液やモータ冷却液が温められることを最小限にできる。
Therefore, according to the embodiment of the present invention, when the LC start is performed, the temperature of the
なお、上述したモータ冷却液やバッテリ冷却液によってクラッチオイルを冷却している状態が、この発明の実施形態における第2冷却状態に相当し、熱交換器22への各冷却液の流通を切り替える各開閉弁25,28,31がこの発明の実施形態における切替手段に相当し、ステップS1,S102の制御を実行する機能的手段が、この発明の実施形態における発進検出手段に相当している。また、この発明は上述した実施形態に限定されないのであって、特許を請求している範囲で適宜に変更して実施することができる。例えば、発進クラッチ7のクラッチオイルと、モータ冷却液と共通化してもよい。このような構成であれば、クラッチオイルを冷却する回路を切り替える必要がなく、つまり、簡易な構成でLCスタートを選択した場合における発進クラッチ7の最大温度を低下することができる。
The state in which the clutch oil is being cooled by the motor cooling liquid or the battery cooling liquid described above corresponds to the second cooling state in the embodiment of the present invention, and the flow of each cooling liquid to the
1…車両、 2…駆動力源、 3…エンジン、 7…発進クラッチ、 9…駆動輪、 12…第1循環回路(高温側冷却回路)、 15…第2循環回路(低温側冷却回路)、 18…第3循環回路(低温側冷却回路)、 22…熱交換器、 25…第1開閉弁(切替手段)、 28…第2開閉弁(切替手段)、 31…第3開閉弁(切替手段)。
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記駆動力源が出力したトルクが伝達される駆動輪と、
前記駆動力源と前記駆動輪との間で選択的に前記トルクの伝達および遮断を行う発進クラッチと、
前記エンジンを冷却する第1冷却液を循環させる高温側冷却回路と、
前記高温側冷却回路とは独立して設けられていて、前記第1冷却液より低温の第2冷却液を循環させかつ前記エンジン以外の冷却対象を冷却する低温側冷却回路とを備え、
前記発進クラッチを第3冷却液によって冷却すると共に前記第3冷却液と前記第1冷却液との間で熱交換を行って前記第3冷却液を冷却するように構成された車両のクラッチ冷却装置において、
前記第3冷却液と前記第1冷却液との熱交換および前記第3冷却液と前記第2冷却液との熱交換を行う熱交換器と、
前記熱交換器に前記第1冷却液を流通させて前記第3冷却液を前記第1冷却液によって冷却する第1冷却状態と、前記熱交換器に前記第2冷却液を流通させて前記第3冷却液を前記第2冷却液によって冷却する第2冷却状態とを切り替える切替手段と、前記発進クラッチをスリップさせつつ伝達トルク容量を次第に増大させて前記車両を発進させるローンチコントロールスタートが選択されていることを検出する発進検出手段とを有し、
前記切替手段は、前記発進検出手段が前記ローンチコントロールスタートを検出している場合には、前記第2冷却状態を設定し、前記発進検出手段が前記ローンチコントロールスタートを検出していない場合には、前記第1冷却状態を設定するように構成されている
ことを特徴とする車両のクラッチ冷却装置。 A driving force source having at least an engine,
Drive wheels to which the torque output from the drive force source is transmitted,
A starting clutch that selectively transmits and cuts off the torque between the driving force source and the driving wheels,
A high temperature side cooling circuit for circulating a first cooling liquid for cooling the engine;
A high-temperature side cooling circuit is provided independently, and a low-temperature side cooling circuit that circulates a second cooling liquid having a temperature lower than that of the first cooling liquid and cools a cooling target other than the engine,
A vehicle clutch cooling device configured to cool the starting clutch with a third cooling liquid and to perform heat exchange between the third cooling liquid and the first cooling liquid to cool the third cooling liquid. At
A heat exchanger for exchanging heat between the third cooling liquid and the first cooling liquid and for exchanging heat between the third cooling liquid and the second cooling liquid;
A first cooling state in which the first cooling liquid is circulated through the heat exchanger to cool the third cooling liquid by the first cooling liquid; and a second cooling liquid is circulated through the heat exchanger. 3 switching means for switching between a second cooling state in which the cooling liquid is cooled by the second cooling liquid, and a launch control start in which the transmission torque capacity is gradually increased while the starting clutch is slipped and the vehicle is started. And a start detection means for detecting that
The switching means sets the second cooling state when the start detection means detects the launch control start, and when the start detection means does not detect the launch control start, A clutch cooling device for a vehicle, which is configured to set the first cooling state.
Priority Applications (1)
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