JP2023068365A - Control apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クラッチの係合制御を行う制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls engagement of a clutch.
従来、車両における自動変速機は、シフトレバー(変速レンジ)を切り替え操作することにより、例えば、クラッチの係合及び解放を制御して車両の走行状態を切り替えるようにしている。ところで、上述した自動変速機の制御においては、シフトレバーを操作(シフトチェンジ)するタイミングによって、シフトショックが発生することがあった。従って、例えば、シフトを走行レンジ(Dレンジ又はRレンジとも称する)からニュートラル(Nレンジ)を経て、再び走行レンジに切り替える場合に発生するシフトショックを抑制する車両用自動変速機の制御方法に係る技術が開示されている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, an automatic transmission in a vehicle controls, for example, engagement and release of a clutch by operating a shift lever (transmission range) to switch the running state of the vehicle. By the way, in the control of the automatic transmission described above, shift shock may occur depending on the timing of operating the shift lever (shift change). Therefore, for example, the present invention relates to a control method for a vehicle automatic transmission that suppresses a shift shock that occurs when a shift is switched from a driving range (also referred to as D range or R range) to a driving range via neutral (N range). Techniques have been disclosed (for example, Patent Document 1).
ところで、上述した車両においては、エンジン出力(例えば、エンジン回転数)が高い状態(レーシングガレージとも称される)で、運転者が非走行レンジから走行レンジにシフト操作を行うことがあった。かかる場合は、クラッチの入力側(エンジン側)の回転数と、クラッチの出力側(変速機側)の回転数との差が大きい状態でクラッチが係合されるため、係合時にクラッチ鳴き(異音)や係合ショック(ガレージショックとも称する)が発生する問題があった。また、このような状態でクラッチが係合することにより、クラッチの焼けや摩耗が生じ、クラッチが劣化する問題があった。 By the way, in the vehicle described above, the driver sometimes performs a shift operation from the non-driving range to the driving range while the engine output (for example, the engine speed) is high (also called a racing garage). In such a case, the clutch is engaged when there is a large difference between the clutch input side (engine side) rotation speed and the clutch output side (transmission side) rotation speed. There was a problem that abnormal noise) and engagement shock (also called garage shock) occurred. In addition, when the clutch is engaged in such a state, there is a problem that the clutch is burned or worn, resulting in deterioration of the clutch.
しかしながら、特許文献1に記載の制御方法は、DレンジからNレンジを経て再びDレンジにシフト操作が行われる場合の課題を解決するものであり、上述したレーシングガレージにおける変速の課題を解決するものではない。そのため、上述したレーシングガレージ中のシフト操作におけるクラッチ鳴きや係合ショックを抑制できる制御装置が求められている。 However, the control method described in Patent Document 1 solves the problem when the shift operation is performed again from the D range to the D range via the N range, and solves the problem of shifting in the racing garage described above. isn't it. Therefore, there is a demand for a control device capable of suppressing the clutch squeal and engagement shock during the shift operation in the racing garage.
そこで、本発明は、エンジン出力が高い状態での変速機のシフト操作に対して、クラッチの異音やショックの発生を抑制可能な制御装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, it is an object of the present invention to provide a control device capable of suppressing the generation of abnormal clutch noise and shock in response to a shift operation of a transmission in a state where the engine output is high.
(1)上述した課題を解決すべく提供される本発明の制御装置は、車両のエンジンにおいて発生した動力が入力される変速機に設けられたクラッチの係合制御を行う制御装置であって、前記エンジンの出力を直接的又は間接的に判定する出力判定部を有し、前記変速機における変速レンジが、非走行状態において選ばれる非走行レンジから走行状態において選ばれる走行レンジに切り替えられるに際し、前記出力判定部において前記エンジンの出力が所定の出力以上であると判定がなされることを条件として、前記クラッチの係合度を、動力伝達可能となる係合度よりも低い待機係合度とする第一係合ステップと、前記クラッチに入力される回転動力が所定の基準値よりも低くなる状態であることを条件として、前記クラッチにおいて動力伝達可能な状態となるように、前記クラッチの係合度を向上させる第二係合ステップと、を経て、前記クラッチの係合制御を行うこと、を特徴とするものである。 (1) A control device of the present invention provided to solve the above-described problems is a control device that performs engagement control of a clutch provided in a transmission to which power generated in a vehicle engine is input, An output determination unit that directly or indirectly determines the output of the engine, and when the shift range in the transmission is switched from the non-running range selected in the non-running state to the running range selected in the running state, On the condition that the output determination unit determines that the output of the engine is equal to or greater than a predetermined output, the degree of engagement of the clutch is set to a standby degree of engagement lower than the degree of engagement at which power can be transmitted. Enhancing the degree of engagement of the clutch so that power can be transmitted through the clutch on condition that the engagement step and a state in which the rotational power input to the clutch is lower than a predetermined reference value. and a second engagement step of causing the clutch to engage.
上述した制御装置は、変速機における変速レンジが、非走行レンジから走行レンジに切り替えられるに際し、出力判定部においてエンジンの出力が所定の出力以上であると判定がなされることを条件として、クラッチの係合度を、動力伝達可能となる係合度よりも低い待機係合度とする第一係合ステップに係る制御を行う。ここで、エンジンの出力が所定の出力以上であると判定がなされる条件は、例えば、アクセル操作により、エンジン出力が高まった状態(レーシングガレージ)が挙げられる。従って、第一係合ステップでは、エンジン出力が所定の出力以上(エンジン出力が高まっている状態)にある場合、クラッチの係合度が、動力伝達可能となる係合度よりも低い待機係合度に係合制御される。これにより、上述した制御装置は、クラッチ鳴き(異音)やクラッチの係合ショック(ガレージショック)を抑制できる。 When the shift range of the transmission is switched from the non-driving range to the driving range, the above-described control device provides that the output of the engine is determined to be equal to or greater than a predetermined output by the output determination unit. A control relating to the first engagement step is performed to set the degree of engagement to a standby degree of engagement lower than the degree of engagement at which power transmission is possible. Here, the condition under which it is determined that the output of the engine is equal to or greater than a predetermined output is, for example, a state in which the engine output is increased due to accelerator operation (racing garage). Therefore, in the first engagement step, when the engine output is equal to or higher than a predetermined output (in a state where the engine output is increasing), the degree of engagement of the clutch is related to the standby degree of engagement which is lower than the degree of engagement at which power can be transmitted. are controlled together. As a result, the control device described above can suppress clutch squeal (abnormal noise) and clutch engagement shock (garage shock).
また、上述した制御装置は、第一係合ステップによるクラッチの係合制御後に、クラッチに入力される回転動力が所定の基準値よりも低くなる状態であることを条件として、前記クラッチにおいて動力伝達可能な状態となるように、前記クラッチの係合度を向上させる第二係合ステップに係る制御を行う。ここで、所定の基準値は、例えば、クラッチを係合させた場合に、クラッチの異音が発生しないエンジン出力や、クラッチの係合ショックが発生しないエンジン出力が設定される。これらのエンジン出力は、予め実験等で求めたデータやセンサ等で取得した出力値に基づいて設定すればよい。また、第二係合ステップでは、動力伝達可能となる状態にクラッチの係合を向上させる制御が行われるので、クラッチの異音や係合ショックが抑制される。 Further, the above-described control device transmits power in the clutch on the condition that the rotational power input to the clutch is lower than a predetermined reference value after the clutch engagement control in the first engagement step. A second engagement step is performed to improve the degree of engagement of the clutch so as to achieve a possible state. Here, the predetermined reference value is, for example, an engine output at which the clutch does not generate abnormal noise or an engine output at which clutch engagement shock does not occur when the clutch is engaged. These engine outputs may be set based on data obtained in advance by experiments or output values obtained by sensors or the like. Further, in the second engagement step, control is performed to improve the engagement of the clutch so that power can be transmitted, so abnormal noise and engagement shock of the clutch are suppressed.
(2)上述した本発明の制御装置において、前記第一係合ステップにおける前記待機係合度は、前記クラッチが当接状態となる係合度であるとよい。 (2) In the control device of the present invention described above, the standby engagement degree in the first engagement step may be an engagement degree at which the clutch is in a contact state.
上述した制御装置は、第一係合ステップにおいて、クラッチが当接状態となる係合度まで迅速にクラッチの係合状態(係合度)を遷移させることができる。ここで、クラッチが当接状態となる係合度は、例えば、動力伝達可能となる直前と推定される状態とされている。従って、上述した制御装置は、クラッチの異音の発生やクラッチの係合ショックの発生を抑制しつつ、その後に実行される第二係合ステップに迅速に遷移でき、安全にクラッチを係合(動力伝達)することができる。なお、クラッチが当接状態となる係合度は、予め実験的に求めたり、別途にクラッチ圧センサを設けて、当該クラッチ圧センサによって取得したりすることにより設定すればよい。 In the first engagement step, the control device described above can quickly shift the engagement state (engagement degree) of the clutch to the engagement degree at which the clutch is in the abutment state. Here, the engagement degree at which the clutch is in the abutment state is, for example, a state estimated to be immediately before power transmission becomes possible. Therefore, the above-described control device can quickly transition to the subsequent second engagement step while suppressing the occurrence of clutch noise and clutch engagement shock, and safely engages the clutch ( power transmission). Note that the engagement degree at which the clutch is in the abutting state may be determined experimentally in advance, or may be set by separately providing a clutch pressure sensor and obtaining the degree of engagement by the clutch pressure sensor.
(3)上述した本発明の制御装置において、前記第二係合ステップは、前記第一係合ステップにおける前記エンジンの第一の出力よりも低い第二の出力以下であると判定がなされることを条件として開始されるとよい。 (3) In the above-described control device of the present invention, the second engagement step is determined to be a second output lower than the first output of the engine in the first engagement step. should be started on the condition that
上述した制御装置は、かかる構成とすることにより、エンジンの出力が高い領域でクラッチの係合が開始されることを抑制できる。これにより、上述した制御装置は、クラッチの異音の発生や係合ショックの発生を抑制できる。 By adopting such a configuration, the control device described above can suppress the start of engagement of the clutch in a region where the output of the engine is high. As a result, the control device described above can suppress the occurrence of clutch noise and engagement shock.
(4)上述した本発明の制御装置において、前記第二係合ステップは、前記第一係合ステップにおける前記クラッチの係合制御が開始されてから所定時間経過したと判定がなされることを条件として開始されるとよい。 (4) In the above-described control device of the present invention, the second engagement step is performed on the condition that it is determined that a predetermined time has passed since the engagement control of the clutch in the first engagement step has been started. should be started as
上述した本発明の制御装置は、かかる構成とすることにより、エンジンの出力が高い領域でクラッチの係合が開始されることを抑制できる。すなわち、クラッチの係合制御が開始されてから所定時間経過することにより、エンジンの出力が低下した状態で、クラッチの係合を開始することができる。これにより、上述した制御装置は、クラッチの異音の発生や係合ショックの発生を抑制できる。 By adopting such a configuration, the control device of the present invention described above can suppress the start of engagement of the clutch in a region where the engine output is high. That is, the clutch engagement can be started in a state where the output of the engine is reduced after a predetermined period of time has passed since the start of the clutch engagement control. As a result, the control device described above can suppress the occurrence of clutch noise and engagement shock.
(5)上述した本発明の制御装置は、前記出力判定部が、前記エンジンの回転数に基づいて、当該エンジンの出力を判定するとよい。 (5) In the control device of the present invention described above, it is preferable that the output determination section determines the output of the engine based on the number of revolutions of the engine.
上述した制御装置は、かかる構成とすることにより、エンジンの回転数に基づいた精度の良いクラッチの係合制御を行うことができる。ここで、エンジンの回転数は、エンジン回転センサ等により取得すればよい。 With such a configuration, the control device described above can perform highly accurate clutch engagement control based on the number of revolutions of the engine. Here, the rotation speed of the engine may be acquired by an engine rotation sensor or the like.
(6)上述した本発明の制御装置は、前記エンジンにおいて発生した動力がトルクコンバータを介して前記変速機に入力されるものであり、前記出力判定部は、前記トルクコンバータにおけるタービン回転数に基づいて、間接的に当該エンジンの出力を判定するとよい。 (6) In the above-described control device of the present invention, the power generated in the engine is input to the transmission via the torque converter, and the output determination unit determines the torque based on the turbine rotation speed of the torque converter. to indirectly determine the output of the engine.
上述した制御装置は、かかる構成とすることにより、エンジンの出力と相関するタービン回転数に基づいた精度の良いクラッチの係合制御を行うことができる。タービン回転数は、例えば、トルクコンバータ等に設けられたタービン回転センサ等によって取得すればよい。 By adopting such a configuration, the control device described above can perform highly accurate clutch engagement control based on the turbine speed that correlates with the output of the engine. The turbine rotation speed may be acquired by, for example, a turbine rotation sensor or the like provided in a torque converter or the like.
(7)上述した本発明の制御装置は、前記第一係合ステップにおいて、前記エンジンへの燃料供給を抑制することにより、前記エンジンの出力を低下させるとよい。 (7) The above-described control device of the present invention preferably reduces the output of the engine by suppressing fuel supply to the engine in the first engagement step.
上述した制御装置は、かかる構成とすることにより、第一係合ステップの実行後に円滑にエンジンの出力を低下させることができる。そのため、上述した制御装置は、第一係合ステップの実行後に行われる第二係合ステップの制御を迅速に実行することができる。これにより、上述した制御装置は、変速におけるタイムラグの発生を抑制することができる。 With such a configuration, the control device described above can smoothly reduce the output of the engine after the execution of the first engagement step. Therefore, the control device described above can quickly execute the control of the second engagement step that is performed after execution of the first engagement step. As a result, the control device described above can suppress the occurrence of a time lag in shifting.
本発明は、エンジン出力が高い状態での変速機のシフト操作に対して、クラッチの異音やショックの発生を抑制可能な制御装置を提供することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a control device capable of suppressing the generation of abnormal clutch noise and shock in response to a shift operation of a transmission in a state where engine output is high.
以下、本発明の実施形態に係る制御装置1について、図1~図5を参照しつつ説明する。なお、制御装置1の説明に先立って、制御装置1が設けられた車両2の概要について説明する。
A control device 1 according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5. FIG. Before describing the control device 1, an outline of the
図1に示すように、車両2には、制御装置1(図2参照)に加え、エンジン3、及び変速ユニット10が設けられている。なお、以下の説明では、動力源となるエンジン3からの入力方向(動力伝達方向)において、動力源(エンジン)から見た手前(前方)を単に「前方Fr」と、奥側(後方)を単に「後方Rr」と記載して説明する場合がある。
As shown in FIG. 1, a
エンジン3には、エンジン3の燃焼室への吸気量を調整するためのスロットルバルブ4(図2参照)、燃料を吸入空気に噴射するインジェクタ(燃料噴射装置、図示せず)及び燃焼室内に電気放電を生じさせる点火プラグ(図示せず)などが設けられている。また、エンジン3には、その始動のためのスタータ(図示せず)が付随して設けられている。エンジン3の動力は、変速ユニット10を介して、デファレンシャルギヤ(図示せず)に伝達され、デファレンシャルギヤからドライブシャフト(図示せず)を介してそれぞれ左右の駆動輪(図示せず)に伝達される。
The
変速ユニット10は、走行用の駆動源としてのエンジン3が発生する動力を変速するユニットである。図1に示すように、変速ユニット10は、トルクコンバータ12、入力軸13、出力軸15、無段変速機20(CVT20)、リバース伝達機構30、前進クラッチ41(クラッチ装置40)、及び後進クラッチ49(クラッチ装置40)が設けられている。また、変速ユニット10には、タービン回転センサ60、出力軸回転センサ61等のセンサが設けられている(図2参照)。
The
トルクコンバータ12は、ポンプインペラ(図示せず)、タービンランナ(図示せず)及びロックアップ機構(ロックアップクラッチ)を備えている。ポンプインペラには、エンジン3の出力軸(E/G出力軸)が連結されており、E/G出力軸と同一の回転軸線を中心に一体的に回転可能となっている。タービンランナは、ポンプインペラと同一の回転軸線を中心に回転可能に設けられている。ロックアップ機構は、ポンプインペラとタービンランナとを直結/分離するために設けられている。ロックアップ機構が係合(ロックアップオン)されると、ポンプインペラとタービンランナとが直結され、ロックアップ機構が解放(ロックアップオフ)されると、ポンプインペラとタービンランナとが分離される。
The
入力軸13は、軸線がトルクコンバータの回転軸線と一致するように配置されている。また、入力軸13には、入力軸ギヤ14が一体に形成されている。入力軸13の前方Frの端部は、トルクコンバータ内に挿入されている。
The
出力軸15は、入力軸13に対して後方Rrに間隔を空けて配置されている。出力軸15は、軸線が入力軸13の軸線と沿うように配置されている。出力軸15には、出力軸ギヤ16が一体に形成されている。出力軸ギヤ16は、後述するセカンダリ出力ギヤ25と噛み合っている。
The
無段変速機20には、プライマリ軸21、セカンダリ軸23、プライマリプーリ26、セカンダリプーリ27、及びベルト28が設けられている。
The continuously
プライマリ軸21には、プライマリ入力ギヤ22が相対回転可能に取り付けられている。プライマリ入力ギヤ22は、入力軸ギヤ14と噛み合っている。セカンダリ軸23には、セカンダリ入力ギヤ24、及びセカンダリ出力ギヤ25が取り付けられている。セカンダリ入力ギヤ24は、セカンダリ軸23に対して相対回転可能となっている。セカンダリ出力ギヤ25は、セカンダリ軸23に対して相対回転不能に取り付けられている。セカンダリ出力ギヤ25は、出力軸15に設けられた出力軸ギヤ16と噛み合っている。
A
無段変速機20は、プライマリプーリ26とセカンダリプーリ27との間に、ベルト28が掛け渡されている。無段変速機20では、プライマリプーリ26及びセカンダリプーリ27の各油圧室(図示せず)に供給される油圧が制御されて、プライマリプーリ26及びセカンダリプーリ27の各溝幅が変更されることにより、ベルト変速比(プライマリプーリ26とセカンダリプーリ27とのプーリ比)が一定の変速比範囲内で連続的に無段階に変更される。
The continuously
また、無段変速機20は、運転席に設けられた変速レバー(図示せず)により、非走行状態において選ばれる非走行レンジと、走行状態において選ばれる走行レンジとを切り替えることができる。ここで、非走行レンジは、例えば、停止レンジ(Pレンジ)、ニュートラルレンジ(Nレンジ)などの車両2が非走行状態にあるときに選ばれる変速レンジである。また、走行レンジは、例えば、走行レンジ(Dレンジ)などの車両2が走行状態にあるときに選ばれる変速レンジである。
Further, the continuously
リバース伝達機構30は、入力軸13の動力(回転)をセカンダリ入力ギヤ24に伝達する機構である。リバース伝達機構30には、リバースアイドラ軸31、第一リバースギヤ32、及び第二リバースギヤ33が設けられている。第一リバースギヤ32は、リバースアイドラ軸31と一体に形成されて、入力軸ギヤ14と噛み合っている。第二リバースギヤ33は、第一リバースギヤ32の後方Rrにおいて、リバースアイドラ軸31と一体に形成され、セカンダリ入力ギヤ24と噛み合っている。
The
前進クラッチ41(クラッチ装置40)は、プライマリ軸21に対するプライマリ入力ギヤ22の回転を許容/禁止するために設けられている。図3及び図4に示すように、前進クラッチ41は、クラッチドラム42、クラッチピストン43、摩擦材44、油圧室45、リターンスプリング46、クッショニング材47(弾性部材47とも称する)等を備えたクラッチ装置40を形成している。クラッチドラム42とクラッチピストン43との間には、油圧室45が形成されている。また、クラッチピストン43は、リターンスプリング46により、後方Rrに弾性的に付勢されている。油圧室45は、ソレノイド(図示せず)の出力値に応じて、油圧室45内へのオイルの供給を制御することができる。
The forward clutch 41 (clutch device 40 ) is provided to permit/prohibit rotation of the
図1に示すように、前進クラッチ41が係合した状態(係合状態)では、プライマリ軸21に対するプライマリ入力ギヤ22の相対回転が禁止される。言い方を換えれば、前進クラッチ41の係合により、プライマリ軸21とプライマリ入力ギヤ22とが、一体的に回転する。一方、前進クラッチ41が解放された状態(解放状態)では、プライマリ軸21に対するプライマリ入力ギヤ22の相対回転が許容される。そのため、プライマリ入力ギヤ22が回転しても、その回転がプライマリ軸21に伝達されない。
As shown in FIG. 1 , when forward clutch 41 is engaged (engaged state), relative rotation of
後進クラッチ49(クラッチ装置40)は、セカンダリ軸23に対するセカンダリ入力ギヤ24の回転を許容/禁止するために設けられている。後進クラッチ49は、前進クラッチ41と同様の構成を有しているため、詳細な説明を省略する。
The reverse clutch 49 (clutch device 40 ) is provided to permit/prohibit rotation of the
後進クラッチ49が係合した状態(係合状態)では、セカンダリ軸23に対するセカンダリ入力ギヤ24の相対回転が禁止される。言い方を換えれば、後進クラッチ49の係合により、セカンダリ軸23とセカンダリ入力ギヤ24とが、一体的に回転する。一方、後進クラッチ49が解放された状態(解放状態)では、セカンダリ軸23に対するセカンダリ入力ギヤ24の相対回転が許容される。そのため、セカンダリ入力ギヤ24が回転しても、その回転がセカンダリ軸23に伝達されない。
When the reverse clutch 49 is engaged (engaged state), relative rotation of the
以下の説明では、前進クラッチ41、及び後進クラッチ49を総称して、単に「クラッチ装置40」と記載して説明する場合がある。
In the following description, the
なお、クラッチ装置40は、後述するクラッチ指示圧P(クラッチ装置40の油圧の目標値)によって油圧室45に供給されるオイル量が制御されている。
The amount of oil supplied to the
<動力伝達経路について>
続いて、動力伝達経路について説明する。
<About the power transmission path>
Next, the power transmission path will be explained.
図1に示すように、車両2の前進時には、前進クラッチ41が係合し、後進クラッチ49が解放される。エンジン3からトルクコンバータ12を介して入力軸13に入力された動力は、前進クラッチ41の係合により、入力軸ギヤ14からプライマリ入力ギヤ22を介してプライマリ軸21に伝達される。一方、入力軸13に入力される動力が入力軸ギヤ14からセカンダリ入力ギヤ24に伝達されて、セカンダリ入力ギヤ24が回転しても、後進クラッチ49の解放により、セカンダリ入力ギヤ24がセカンダリ軸23(セカンダリ軸23)に対して空転し、セカンダリ軸23に動力が伝達されない。
As shown in FIG. 1, when the
プライマリ軸21に伝達された動力は、プライマリプーリ26とセカンダリプーリ27とのプーリ比に応じたベルト変速比で変速されて、セカンダリ軸23に伝達される。そして、セカンダリ軸23に伝達される動力は、セカンダリ出力ギヤ25から出力軸ギヤ16を介して出力軸15に伝達される。
The power transmitted to the
車両2の後進時には、前進クラッチ41が解放されて、後進クラッチ49が係合される。エンジン3からトルクコンバータ12を介して入力軸13に入力された動力は、後進クラッチ49の係合により、入力軸ギヤ14からリバース伝達機構30及びセカンダリ入力ギヤ24を介してセカンダリ軸23に伝達される。このとき、セカンダリ軸23は、車両の前進時と逆方向に回転する。セカンダリ軸23に伝達された動力は、セカンダリ出力ギヤ25から出力軸ギヤ16を介して出力軸15に伝達される。
When the
一方、入力軸13に入力された動力が入力軸ギヤ14からプライマリ入力ギヤ22に伝達されて、プライマリ入力ギヤ22が回転しても、前進クラッチ41の解放により、プライマリ入力ギヤ22がプライマリ軸21に対して空転し、プライマリ軸21に動力が伝達されない。
On the other hand, even if the power input to the
<制御装置、及びセンサについて>
続いて、図2を参照しつつ、制御装置1、及び制御装置1に接続された各センサについて説明する。
<Regarding the control device and sensor>
Next, the control device 1 and each sensor connected to the control device 1 will be described with reference to FIG.
制御装置1は、マイコンを含む構成の複数のECU(Electronic control unit:電子制御ユニット)を含んでいる。マイコンには、たとえば、ROMやフラッシュメモリなどの不揮発性メモリが内蔵されている。各ECUは、CAN(Controller area network)通信プロトコルによる双方向通信が可能に接続されている(図2参照)。 The control device 1 includes a plurality of ECUs (Electronic control units) each including a microcomputer. A microcomputer includes, for example, a non-volatile memory such as a ROM or a flash memory. Each ECU is connected so as to be able to perform two-way communication using CAN (controller area network) communication protocol (see FIG. 2).
図2に示すように、複数のECUには、エンジン制御のためのエンジンECU50、及び変速制御のための変速機ECU51が含まれている。また複数のECUには、ブレーキ制御のためのブレーキECU(図示せず)等が含まれる。エンジンECU50には、出力判定部52が接続されている。エンジンECU50や変速機ECU51には、制御に必要な各種センサが接続されている。
As shown in FIG. 2, the multiple ECUs include an
エンジンECU50には、スロットルバルブ4及びエンジン回転センサ53等が接続されている。
The
エンジンECU50は、各種センサの検出信号から取得した情報および/または他のECUから入力される種々の情報などに基づいて、エンジン3の始動、停止および出力調整のため、スロットルバルブ4、インジェクタ、点火プラグおよびスタータなどを制御する。エンジンECU50は、アクセルの踏み込み量を適宜のセンサで検出し、これに応じてスロットルバルブ4等を制御することができる。また、エンジンECU50は、後述するエンジン回転センサ53により取得したエンジン回転数に基づいて、燃料の供給量等の各種の制御を行うことができる。エンジンECU50は、前記の他、燃料供給を抑制する制御(フューエルカットとも称する)も行うことができる。
Based on information acquired from detection signals of various sensors and/or various information input from other ECUs, the
エンジン回転センサ53は、エンジン3の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。エンジンECU50は、エンジン回転センサ53から入力されるパルス信号の周波数をエンジン回転数に換算する。なお、エンジン回転数は、エンジン回転センサ53で直接的に取得するものだけではなく、他の手段を用いて間接的に取得するものでもよい。
The
変速機ECU51には、タービン回転センサ60、出力軸回転センサ61、及びクラッチ圧センサ62等が接続されている。
The
タービン回転センサ60は、トルクコンバータ12(図1参照)のタービンランナの回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。そのパルス信号の周波数は、タービンランナの回転数に対応するので、変速機ECU51は、タービン回転センサ60から入力されるパルス信号の周波数をタービン回転数に換算する。タービンランナと入力軸13とは、一体に回転するので、タービン回転数は入力軸13の回転数と同じとなる。ここで、タービン回転数は、クラッチ41の係合に伴って、クラッチ41のトルク伝達容量が上昇することにより、ピークから降下する。また、タービン回転数は、クラッチ41が完全に係合することにより、降下が停止し、入力軸13の回転数と一致する。
The
出力軸回転センサ61は、出力軸15の回転に同期したパルス信号を検出信号として出力する。そのパルス信号の周波数は、出力軸15の回転数に対応するので、変速機ECU51は、出力軸回転センサ61から入力されるパルス信号の周波数を出力軸回転数に換算する。
The output
クラッチ圧センサ62は、クラッチ装置40における油圧室45の油圧に同期したパルス信号を検出信号として出力する。そのパルス信号の周波数に基づいて、クラッチ装置40の油圧が検出される。また、制御装置1は、クラッチ圧センサ62で検出される油圧の出力値に基づいて、クラッチ装置40(前進クラッチ41)が当接状態から動力伝達可能と推定される状態に遷移したことを(検知)判定できる。
The
変速機ECU51は、各種センサの検出信号から取得した情報および/または他のECUから入力される種々の情報などに基づいて、変速ユニット10の各部にオイルを供給するための油圧回路に含まれるバルブ(図示せず)を制御する。バルブには、前進クラッチ41や後進クラッチ49の油圧を制御するためのソレノイドバルブなどが含まれる。ソレノイドバルブには、電流値により出力油圧を制御可能なバルブ、たとえば、ノーマルオープンタイプのリニアソレノイドバルブが用いられている。ソレノイドバルブは、ソレノイドの出力値に応じて出力油圧が制御される。
The
<クラッチの動作について>
次に、図3及び図4を参照しつつ、前進クラッチ41の動作について、図3及び図4に基づいて、以下に説明する。なお、前進クラッチ41及び後進クラッチ49の構成は同様であるので、以下では前進クラッチ41を例として説明する。
<Regarding the operation of the clutch>
Next, the operation of the forward clutch 41 will be described below with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. Since the
図3(a)に示すように、クッショニング材47は、クラッチピストン43と摩擦材44との間に配されており、クラッチピストン43と摩擦材44とが直接的に接触することを抑制している。
As shown in FIG. 3( a ), the cushioning
図3(b)に示すように、クラッチピストン43は、油圧室45に供給されるオイルによって、クッショニング材47に向けて押圧される。クラッチピストン43は、油圧により、クッショニング材47に当接する。ここで、クッショニング材47は、所定の弾性力を有しており、クラッチピストン43が摩擦材44に向けて進行する際に所定の弾性力でクラッチピストン43を後方Rr側に付勢する。これにより、クラッチピストン43が係合する際の、係合ショックの発生が抑制される。
As shown in FIG. 3B, the
図4(c)に示すように、油圧室45にオイルが供給されて油圧が上昇すると、クラッチピストン43が前方Frに移動して摩擦材44を、クッショニング材47を介して後方Rrから押圧する。また、クラッチピストン43は、クッショニング材47を押圧して圧縮することにより、クッショニング材47を弾性力に抗して潰し切ることができる。これにより、クラッチピストン43は、摩擦材44に対して動力を確実に伝達することができる。
As shown in FIG. 4(c), when oil is supplied to the
また、図4(d)に示すように、油圧室45の油圧がさらに上昇すると、クッショニング材47が完全に押し潰されて、摩擦材44が圧接され、前進クラッチ41が完全に係合する。一方、前進クラッチ41の係合状態から油圧が開放されると、リターンスプリング46の付勢力により、クラッチピストン43が後方Rrに移動し、摩擦材44の圧接が解除されて、前進クラッチ41が解放される。
Further, as shown in FIG. 4(d), when the hydraulic pressure in the
<クラッチ係合制御について>
次に、無段変速機20における変速レンジが、非走行レンジから走行レンジに切り替えられる際の前進クラッチ41の係合制御について説明する。なお、本実施形態では、変速レンジが非走行レンジ(例えば、Nレンジ)にあり、アクセルペダルが踏み込まれてエンジン出力が高まった状態(レーシングガレージとも称する)で、変速レンジが走行レンジ(例えば、Dレンジ)に変速操作(シフトチェンジ)された場合を例として説明する。また、本実施形態では、前記レーシングガレージにおける前進クラッチ41(単に、クラッチ41とも称する)の係合制御について説明する。以下では、エンジン3の係合制御の説明に先立って、各文言の内容について説明する。
<Regarding clutch engagement control>
Next, engagement control of the forward clutch 41 when the shift range of the continuously
「クラッチ指示圧P」とは、クラッチ41の油圧の目標値である。より具体的には、クラッチ指示圧Pは、クラッチ41に設けられた油圧室45の油圧の目標値となっている。
“Clutch command pressure P” is a target value of the hydraulic pressure of the clutch 41 . More specifically, the clutch command pressure P is the target value of the hydraulic pressure of the
「エンジン回転数」とは、エンジン回転センサ53の検知により取得されたエンジン3の回転数である。
The “engine speed” is the speed of the
「タービン回転数」とは、タービン回転センサ60の検知により取得されたタービン回転数である。
“Turbine speed” is the turbine speed detected by the
「クラッチ係合度」とは、クラッチ41の係合の進行度合いである。本実施形態のクラッチ係合度は、上述したように、油圧(ソレノイドの出力)に応じたクラッチピストン43の進行に伴って、変化するものである。また、本実施形態では、クラッチ係合度は、上述のクラッチ指示圧Pに応じて変化するものとされている。なお、以下の説明において、クラッチ係合度は、単に係合度と称することがある。
The “degree of clutch engagement” is the degree of progress of engagement of the clutch 41 . As described above, the degree of clutch engagement in this embodiment changes as the
以上が、各文言の説明であり、次に、エンジン3の出力が所定の出力以上(レーシングガレージ)である状態において、変速レンジが、非走行レンジから走行レンジに切り替えられる場合のクラッチ41の係合制御について、図5を参照しつつ時系列的に説明する。図5は、本発明のクラッチ係合制御を時系列的に示すタイミングチャートである。
The above is an explanation of each wording. Next, in a state where the output of the
図5に示すように、変速レンジが、非走行レンジ(Nレンジ)にあるときに、アクセルペダルが踏み込まれることにより、エンジン3の回転数が上昇する。この状態で、変速レンジが走行レンジ(Dレンジ)に切り替えられる(タイミングT1)と、出力判定部52は、エンジン3の出力が所定の出力以上であるか否かを判定する。ここで、エンジン3の出力は、エンジン回転数のように直接的に取得されるものやタービン回転数から間接的に取得されるものを含むものとされている。なお、本実施形態では、エンジン3の出力の判定がエンジン回転数に基づいて行われる場合を例として説明する。
As shown in FIG. 5, when the gear shift range is in the non-running range (N range), the accelerator pedal is depressed to increase the rotation speed of the
制御装置1は、出力判定部52において、エンジン3の出力(回転数)が所定の出力(回転数)以上であると判断がなされることを条件として、クラッチ41の係合度を、動力伝達可能となる係合度よりも低い待機係合度に遷移させる制御を行う(第一係合ステップS1)。クラッチ41の係合制御は、前記待機係合度に応じたクラッチ指示圧Pで油圧を制御することにより行われる。ここで、エンジン3の回転数が所定の回転数以上であると判定がなされる条件は、例えば、アクセル操作により、エンジン回転数が高まった状態(レーシングガレージ)が挙げられる。従って、第一係合ステップS1では、エンジン回転数が所定の回転数以上(エンジン回転数が高まっている状態)にある場合、クラッチ41の係合度が、動力伝達可能となる係合度よりも低い待機係合度に係合制御される。これにより、制御装置1は、クラッチ鳴き(異音)やクラッチ41の係合ショック(ガレージショック)を抑制できる。
The control device 1 determines the degree of engagement of the clutch 41 to enable power transmission under the condition that the
上述したように、待機係合度は、例えば、動力伝達可能となる直前と推定される状態とされている。具体的には、クラッチ41が当接状態となる係合度とされている(図3(b)参照)。すなわち、待機係合度は、クラッチピストン43がクッショニング材47に当接した状態となる係合度とされる。このとき、クラッチ41は、待機係合度に維持するためのクラッチ指示圧Pで係合が制御される。これにより、制御装置1は、第一係合ステップS1において、クラッチ41が当接状態となる係合度まで迅速にクラッチ41の係合状態(係合度)を遷移させることができる。なお、クラッチ41が当接状態となる係合度は、予め実験的に求めたり、クラッチ圧センサ62によって取得したりすることにより設定すればよい。
As described above, the standby engagement degree is, for example, a state estimated to be immediately before power transmission becomes possible. Specifically, the degree of engagement is such that the clutch 41 is in a contact state (see FIG. 3B). That is, the standby engagement degree is the engagement degree at which the
また、第一係合ステップS1において、例えば、エンジン3の回転数が最大となったと推定される状態となった際に燃料供給を抑制(フューエルカットとも称する)等することにより、エンジン3の回転数を低下させる制御が行われる。これにより、制御装置1は、円滑にエンジン3の回転数を所定の回転数まで低下させることができる。そのため、制御装置1は、第一係合ステップS1の実行後に行われる後述の第二係合ステップS2の制御を迅速に実行することができる。これにより、制御装置1は、変速におけるタイムラグの発生を抑制することができる。なお、エンジン3の回転数を低下させる制御は、燃料供給の抑制だけではなく、例えば、スロットル開度を閉塞する等の各種の手段を採用することができる。
Further, in the first engagement step S1, for example, by suppressing fuel supply (also referred to as fuel cut) when it is estimated that the number of rotations of the
なお、第一係合ステップS1では、エンジン回転数に代えて、トルクコンバータ12におけるタービン回転を引き込まない油圧が掛かった状態にクラッチ41の係合状態を遷移させる制御が行われてもよい。かかる構成を採用することにより制御装置1は、第一係合ステップS1において、動力伝達可能となる直前と推定される係合状態(係合度)に迅速に遷移させることができる。ここで、トルクコンバータ12におけるタービン回転を引き込まない油圧が掛かった状態は、予め実験的に求めたり、クラッチ圧センサ62によって取得したりすることにより設定すればよい。
In the first engagement step S1, instead of the engine speed, control may be performed to shift the engagement state of the clutch 41 to a state in which hydraulic pressure that does not pull in turbine rotation in the
第一係合ステップS1における制御が完了すると、タイミングT2において第二係合ステップS2における制御が実行される。具体的には、まず、出力判定部52において、クラッチ41に入力される回転動力が所定の基準値よりも低くなる状態であると判定がなされることを条件として、動力伝達可能となる状態にクラッチ41の係合を向上させる制御が行われる。クラッチ41の係合を向上させる制御は、クラッチ指示圧Pを高めることにより行われる。ここで、所定の基準値は、例えば、クラッチ41を係合させた場合に、クラッチ41の異音が発生しないエンジン回転数や、クラッチ41の係合ショックが発生しないエンジン回転数が設定される。これらのエンジン回転数は、予め実験等で求めたデータやエンジン回転センサ53等で取得した出力値に基づいて設定すればよい。
When the control in the first engagement step S1 is completed, the control in the second engagement step S2 is executed at timing T2. Specifically, first, on the condition that the
第二係合ステップS2を開始するための条件は、第一係合ステップS1におけるエンジン3の第一の出力(第一の回転数)よりも低い第二の出力(第二の回転数)以下であると判定がなされることを条件とすればよい。かかる構成とすることにより、制御装置1は、エンジン3の回転数が高い領域でクラッチ41の係合が開始されることを抑制できる。これにより、制御装置1は、クラッチ41の異音の発生や係合ショックの発生を抑制できる。
The condition for starting the second engagement step S2 is a second output (second rotation speed) lower than the first output (first rotation speed) of the
第二係合ステップS2におけるクラッチ41の係合制御では、クラッチピストン43により、クッショニング材47が圧接されて潰し切られた状態(図4(c)参照)とされる。続いて、クッショニング材47が、さらに圧接されて完全に係合した状態(図4(d))とされる。これらにより、クラッチ41が完全に係合する。このように、制御装置1は、クラッチ41に入力される回転動力が所定の基準値よりも低くなる状態であると判定がなされることを条件として、動力伝達可能となる状態にクラッチ41の係合を向上させることができる。そのため、本発明の制御装置1は、クラッチ41の異音や係合ショックを効果的に抑制できる。
In the engagement control of the clutch 41 in the second engagement step S2, the
上述したように、本発明の制御装置1は、第一係合ステップS1において、クラッチ41の異音や係合ショックを抑制しつつ、クラッチ41における動力伝達可能となる直前と推定される状態に迅速に係合を進行させることができる。そのため、本発明の制御装置1は、その後に実行される第二係合ステップS2に迅速に遷移でき、安全にクラッチを係合(動力伝達)することができる。 As described above, in the first engagement step S1, the control device 1 of the present invention suppresses the abnormal noise and engagement shock of the clutch 41, and puts the clutch 41 into a state estimated to be immediately before power transmission becomes possible. Engagement can be rapidly advanced. Therefore, the control device 1 of the present invention can quickly transition to the second engagement step S2 that is executed thereafter, and can safely engage the clutch (power transmission).
以上が、本発明に係る制御装置1の実施形態であるが、本発明の制御装置1は、上述した実施形態に係るものに限定されるものではなく、様々な変形を行うことができる。 The above is the embodiment of the control device 1 according to the present invention, but the control device 1 of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified in various ways.
本実施形態では、前進クラッチ41について説明したが、本発明の制御装置1は、前進クラッチ41だけではなく、後進クラッチ49も含めた各種のクラッチ装置40に適用できる。また、出力判定部52は、エンジンECU50と別途に設けられるものだけではなく、エンジンECU50やその他のECUに含まれるものでもよい。また、第一係合ステップS1や第二係合ステップS2におけるクラッチ指示圧Pは、エンジン3、クラッチ装置40、及び無段変速機20の特性等に応じて適宜の指示圧とすることができる。
Although the
また、本実施形態では、無段変速機20における非走行レンジとして、PレンジやNレンジを例示したが、本発明の制御装置1は、車両2が非走行状態にあるときに選択される各種の変速レンジを採用することができる。また、本実施形態では、無段変速機20における走行レンジとして、Dレンジを例示したが、本発明の制御装置1は、車両2が走行状態にあるときに選択される各種の変速レンジ(例えば、SレンジやBレンジ)を採用することができる。
Further, in the present embodiment, the P range and the N range have been exemplified as the non-running ranges in the continuously
また、本実施形態では、出力判定部52におけるエンジン3の出力判定が、エンジン回転数に基づいて、行われるものとしているが、本発明の制御装置1は、これには限定されず、エンジン3の出力と相関がある各種の条件に基づいて、エンジン3の出力判定を行うことができる。例えば、本発明の制御装置1は、第一係合ステップS1におけるクラッチ41の係合制御が開始されてから所定時間経過したと判定がなされることを条件として、第二係合ステップS2を開始することができる。かかる構成とすることにより、本発明の制御装置1は、エンジン3の出力が高い領域でクラッチ41の係合が開始されることを抑制できる。すなわち、クラッチ41の係合制御が開始されてから所定時間経過することにより、エンジン3の出力が低下した状態で、クラッチ41の係合を開始することができる。これにより、本発明の制御装置1は、クラッチ41の異音の発生や係合ショックの発生を抑制できる。
Further, in the present embodiment, the output determination of the
また、出力判定部52におけるエンジン3の出力判定は、エンジン回転数のように直接的に取得される出力に基づいて行われるものだけではなく、間接的に取得される出力に基づいて行われるものでもよい。例えば、エンジン3の出力判定は、トルクコンバータ12におけるタービン回転数に基づいて、間接的に行われるようにすることもできる。かかる構成とすることにより、本発明の制御装置1は、エンジン3の出力と相関するタービン回転数に基づいた精度の良いクラッチ41の係合制御を行うことができる。タービン回転数は、例えば、トルクコンバータ等に設けられたタービン回転センサ60等によって取得すればよい。
Further, the determination of the output of the
本実施形態では、クラッチ装置40として油圧制御式クラッチを用いているが、これには限定されず、本発明の制御装置1は、各種方式のクラッチ装置40を用いることができる。例えば、クラッチ装置40が、電磁制御式クラッチであってもよい。
Although a hydraulically controlled clutch is used as the
本実施形態では、クラッチ装置40が、クッショニング材47により、係合ショックを低減するものとしたが、クッショニング材47に代えて各種の弾性部材を採用することができる。例えば、弾性部材47がバネで形成されていてもよい。また、本実施形態では、クッショニング材47とクラッチピストン43が当接する当接状態に遷移することを、第一係合ステップS1に切り替えるための判定条件としているが、本発明の制御装置1は、これには限定されない。前記判定条件は、クラッチ鳴きや係合ショックが出ないクラッチ41の係合状態(係合度)であれば、各種の条件を設定することができる。例えば、前記判定条件は、変速レンジを切り替えてからの経過時間、タービン回転数、クラッチ装置40の油圧(クラッチ圧)等に基づいて設定してもよい。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、エンジン出力を低下させるために、第一係合ステップS1において、燃料供給を抑制(フューエルカット)しているが、燃料供給を抑制するタイミングは、エンジン特性等に応じて、適宜変更できる。また、本実施形態では、燃料供給抑制を解除するタイミングが、第二係合ステップS2の開始と同時(タイミングT2)に行われているが、燃料供給抑制を解除するタイミングは、適宜変更できる。また、エンジン出力を低下させる手段は、燃料供給抑制に係るものだけではなく、例えば、スロットル開度を閉塞させる等の各種の手段を採用することができる。また、エンジン出力を低下させる手段は、必要に応じて設ければよく、エンジン出力を低下させる手段を設けないものとすることもできる。 In the present embodiment, the fuel supply is suppressed (fuel cut) in the first engagement step S1 in order to reduce the engine output. , can be changed accordingly. Further, in the present embodiment, the timing of releasing the suppression of fuel supply is performed at the same time as the start of the second engagement step S2 (timing T2), but the timing of releasing the suppression of fuel supply can be changed as appropriate. Further, the means for reducing the engine output is not limited to suppressing the fuel supply, and various means such as closing the throttle opening can be adopted. Moreover, the means for reducing the engine output may be provided as required, and the means for reducing the engine output may not be provided.
また、本実施形態では、無段変速機20を備えた車両2(CVT車)を一例として示したが、本発明の制御装置1は、CVT車以外にも、AT車などに採用してもよい。すなわち、本発明の制御装置1は、各種の変速機に利用することができる。また、クラッチ装置40は、CVT車の前進クラッチ41及び後進クラッチ49に限定されず、AT車のクラッチ装置であってもよい。
Further, in this embodiment, the vehicle 2 (CVT vehicle) provided with the continuously
以上が、本発明に係る制御装置の各種の実施形態や変形例であるが、本発明は上述した実施形態や変形例において例示したものに限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない範囲でその教示及び精神から他の実施形態があり得ることは当業者に容易に理解できよう。 Various embodiments and modifications of the control device according to the present invention have been described above. One of ordinary skill in the art will readily recognize that other embodiments are possible from the teachings and spirit of the scope.
本発明の制御装置は、エンジンを搭載する各種車両におけるクラッチの係合制御に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The control device of the present invention can be used for clutch engagement control in various vehicles equipped with an engine.
1 :制御装置
2 :車両
3 :エンジン
40 :クラッチ装置
41 :前進クラッチ(クラッチ、クラッチ装置)
52 :出力判定部
53 :エンジン回転センサ
60 :タービン回転センサ
62 :クラッチ圧センサ
P :クラッチ指示圧
S1 :第一係合ステップ
S2 :第二係合ステップ
1: Control device 2: Vehicle 3: Engine 40: Clutch device 41: Forward clutch (clutch, clutch device)
52: Output determination unit 53: Engine rotation sensor 60: Turbine rotation sensor 62: Clutch pressure sensor P: Clutch command pressure S1: First engagement step S2: Second engagement step
Claims (3)
前記エンジンの出力を直接的又は間接的に判定する出力判定部を有し、
前記変速機における変速レンジが、非走行状態において選ばれる非走行レンジから走行状態において選ばれる走行レンジに切り替えられるに際し、
前記出力判定部において前記エンジンの出力が所定の出力以上であると判定がなされることを条件として、前記クラッチの係合度を、動力伝達可能となる係合度よりも低い待機係合度とする第一係合ステップと、
前記クラッチに入力される回転動力が所定の基準値よりも低くなる状態であることを条件として、前記クラッチにおいて動力伝達可能な状態となるように、前記クラッチの係合度を向上させる第二係合ステップと、を経て、前記クラッチの係合制御を行うこと、を特徴とする制御装置。 A control device that performs engagement control of a clutch provided in a transmission to which power generated in a vehicle engine is input,
Having an output determination unit that directly or indirectly determines the output of the engine,
When the shift range in the transmission is switched from the non-driving range selected in the non-driving state to the driving range selected in the driving state,
On the condition that the output determination unit determines that the output of the engine is equal to or greater than a predetermined output, the degree of engagement of the clutch is set to a standby degree of engagement lower than the degree of engagement at which power can be transmitted. an engaging step;
A second engagement that increases the degree of engagement of the clutch so that the clutch can transmit power on the condition that the rotational power input to the clutch is lower than a predetermined reference value. and performing engagement control of the clutch through steps.
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