JP3826783B2

JP3826783B2 - 車両の動力伝達装置

Info

Publication number: JP3826783B2
Application number: JP2001380272A
Authority: JP
Inventors: 英司井上; 巧篠島; 郷史岸
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: EP1319856A1; JP2003184914A; US20030114271A1; US6755766B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の動力伝達装置に係り、特に流体継手と、断接制御可能な湿式摩擦クラッチとを直列に設けた車両の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示すように、本発明者らは、エンジンＥから変速機Ｔ／Ｍに至る動力伝達経路の途中に流体継手２と湿式摩擦クラッチ３とを直列に設け、変速時に湿式摩擦クラッチ３を自動的に断接する車両の動力伝達装置を新たに開発した。この場合、車両停止中にギヤイン操作されると、この後クラッチが自動接続され、クリープが発生する。この点通常のＡＴ車と同様である。
【０００３】
クラッチの接続は、早すぎるとクラッチ接続ショック（所謂ガレージショック等）が生じ、遅すぎるとギヤイン操作からクリープ発生までに時間がかかり、ドライバがいつアクセルを踏み込んでよいのか分からなくなる（タイムラグ大）。そこでこのようなクラッチ接続ショックと接続時間短縮との両立を図るため、クラッチがつながり始めるまでの遊び領域はクラッチを急接し、クラッチがつながり始めたら接続速度を低速に切り換えてクラッチをゆっくりつなぐ（緩接する）、という制御が行われている。
【０００４】
より具体的には、クラッチを断接駆動するための作動流体圧を、電子コントロールユニット（以下ＥＣＵともいう）から出力されるデューティパルスに応じて変化させることにより、クラッチを断接制御する。そしてこの制御はオープン制御であり、予め決められた所定のプログラムに従ってＥＣＵはデューティパルスを出力する。
【０００５】
図５に破線で示すように、従来のクラッチ接続制御は、最初に、クラッチがつながり始めの位置付近まで大きく接されるような所定の開始デューティＤｓｔ’をＥＣＵから出力し（これを一発接制御という）、その後、クラッチが緩接されるような所定の緩接デューティＤｋ’を所定時間毎にＥＣＵから出力し、次いで、所定の緩接終了デューティＤｅｄ’に達したら、クラッチが完接されるような完接デューティＤｃ’（＝０％）をＥＣＵから出力する、というものである。
【０００６】
クラッチのつながり始めの位置、言い換えれば最初に所定トルクを伝達することができるトルク伝達開始点をトルク点と称し、このトルク点をＥＣＵに学習して接続速度切換の基準値として利用している。トルク点を学習値とするのは、クラッチに製造誤差等に起因するバラツキないし個体差があり、クラッチ又は車両毎にトルク点が異なるからである。
【０００７】
図５においてトルク点はＤｌｔであり、開始デューティＤｓｔ’は一般的にはトルク点Ｄｌｔより若干断側の値となる。そして原則として一発接制御によって過大な接続ショックが生じないようにしてある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、車両発進時のガレージシフトに着目する。この際も前記同様のクラッチ接続制御が行われる。図６は、発進直前にギヤイン操作されたとき（所謂ガレージシフトが行われたとき）のクリープ変化の様子を表し、流体継手の入力側（ポンプ）と出力側（タービン）との回転数の変化の様子を表す。流体継手の入力側の回転数はエンジン回転数Ｎｅ（実線）で置き換えられる。流体継手の出力側の回転数はタービン回転数Ｎｔ（一点鎖線）で、これはそのままクラッチ入力側回転数と置き換えることができる。
【０００９】
時刻ｔ０以前はブレーキ作動、ギヤニュートラル、クラッチ断である。この状態から時刻ｔ０において発進段へのギヤインが完了し、クラッチ接続制御が開始されたとする。クラッチの出力側が駆動輪側からブレーキで制動されているので、クラッチが接続されていくに従い流体継手の滑りが大きくなり、流体継手の入力側であるポンプがエンジン回転数Ｎｅと等しい一定のアイドル回転数で回転しているのに対し、タービン回転数Ｎｔが次第に落ち込んでいく。これによりクリープが次第に大きくなる。
【００１０】
ここで半クラッチ終了間際の制御に着目すると、従来は、緩接デューティＤｋ’を出力している最中に、予め定められた緩接終了デューティＤｅｄ’に達したら完接デューティＤｃ’（＝０％）を出力し、緩接制御から完接制御に移行するという方法を採っていた。即ち、半クラッチの終了間際で、出力デューティが緩接終了デューティＤｅｄ’に達したらクラッチを即完接するというものである。
【００１１】
しかし、この方法でも実際には制御中の流体圧変動や湿式摩擦クラッチのμ変動により、半クラッチ終了間際のクラッチ伝達トルクが安定せず、スムーズにクラッチを接続できない場合があった。この原因として、半クラッチ終了間際ではクラッチプレート間の相対回転差が少なく、プレート同士が動摩擦から静摩擦に移行する瞬間であり、従ってμが安定せず、変動に対する冗長性が少ないということが考えられる。
【００１２】
特に、半クラッチの状態（或いは緩接制御の時間）が長引いたような場合、クラッチの温度上昇等によりタービン回転のハンチングが生じ、異常な車両挙動（ショック等）が発生し、また変速機内のギヤ同士の衝突によるガラ音が発生するという問題があった。
【００１３】
そこで、以上の問題に鑑みて本発明は創案され、その目的は車両発進時のガレージシフトに際して半クラッチ終了間際のクラッチ伝達トルクの安定化を図り、スムーズにクラッチを接続することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、エンジンから変速機に至る動力伝達経路の途中に直列に介設された流体継手及びクラッチと、上記流体継手の入出力の回転数差を検出するためのセンサと、車両のブレーキが作動しているか否かを検出するためのセンサと、上記クラッチを断接駆動するため該クラッチの作動流体圧を変化させるデューティパルス信号を出力する電子コントロールユニットとを備え、該電子コントロールユニットは、上記クラッチが断され且つ上記ブレーキが作動された停止状態の車両の変速機がギヤインされた場合、上記クラッチをその繋がり始めの位置であるトルク点の近傍でゆっくりと接続するための緩接デューティパルス信号を出力し、これにより上記クラッチの半クラッチの接続度合が高まって上記流体継手の入出力の回転数差が所定値以上に大きくなったなら、上記クラッチを一気に完接するための完接デューティパルス信号を出力するものである。
【００１５】
上記電子コントロールユニットは、上記緩接デューティパルス信号を出力するとき、先ず上記クラッチを所定速度で緩接するための第一の緩接デューティパルス信号を出力し、上記流体継手の入出力の回転数差が上記所定値よりも小さい別の所定値以上となったとき、上記第一の緩接デューティパルス信号のときのクラッチ緩接速度よりも遅い速度で上記クラッチを緩接するための第二の緩接デューティパルス信号を出力するものであってもよい。
【００１６】
上記電子コントロールユニットは、上記クラッチが断され且つ上記ブレーキが作動された停止状態の車両の変速機がギヤインされた場合、上記緩接デューティパルス信号を出力するに先立って、上記クラッチを上記トルク点の付近まで一気に接続するための開始デューティパルス信号を出力するものであってもよい。
【００１７】
上記電子コントロールユニットは、上記開始デューティパルス信号の出力後、そのパルス信号の開始デューティを一定時間保持した後、上記緩接デューティパルス信号を出力するものであってもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適実施形態を添付図面に基いて説明する。
【００１９】
図１は本実施形態における車両の動力伝達装置を示す。図示するように、エンジンＥには、クラッチ機構１を介して変速機Ｔ／Ｍが接続されている。クラッチ機構１は流体継手（フルードカップリング）２と湿式多板クラッチ３とからなる。流体継手２は、エンジンＥから変速機Ｔ／Ｍに至る動力伝達経路の途中であってその上流側に設けられ、湿式多板クラッチ３は同下流側に直列に設けられる。なおここでいう流体継手とはトルクコンバータを含む広い概念であり、現に本実施形態においてもトルクコンバータを用いている。
【００２０】
流体継手２は、エンジンの出力軸（クランク軸）に接続されたポンプ４と、ポンプ４に対向されクラッチ３の入力側に接続されたタービン５と、タービン５とポンプ４との間に介設されたステータ６と、ポンプ４とタービン５との締結・切離を行うロックアップクラッチ７とを有する。湿式多板クラッチ３は、その入力側が入力軸３ａを介してタービン５に接続され、出力側が変速機Ｔ／Ｍの入力軸８に接続され、流体継手２と変速機Ｔ／Ｍとの間を断接するものである。
【００２１】
変速機Ｔ／Ｍは、入力軸８と、これと同軸に配置された出力軸９と、これらに平行に配置された副軸１０とを有する。入力軸８には、入力主ギヤ１１が設けられている。出力軸９には、１速主ギヤＭ１と、２速主ギヤＭ２と、３速主ギヤＭ３と、４速主ギヤＭ４と、リバース主ギヤＭＲとが夫々軸支されていると共に、６速主ギヤＭ６が固設されている。副軸１０には、入力主ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２と、１速主ギヤＭ１に噛合する１速副ギヤＣ１と、２速主ギヤＭ２に噛合する２速副ギヤＣ２と、３速主ギヤＭ３に噛合する３速副ギヤＣ３と、４速主ギヤＭ４に噛合する４速副ギヤＣ４と、リバース主ギヤＭＲにアイドルギヤＩＲを介して噛合するリバース副ギヤＣＲとが固設されていると共に、６速主ギヤＭ６に噛合する６速副ギヤＣ６が軸支されている。
【００２２】
この変速機Ｔ／Ｍによれば、出力軸９に固定されたハブＨ／Ｒ１にスプライン噛合されたスリーブＳ／Ｒ１を、リバース主ギヤＭＲのドグＤＲにスプライン噛合すると、出力軸９がリバース回転し、上記スリーブＳ／Ｒ１を１速主ギヤＭ１のドグＤ１にスプライン噛合すると、出力軸９が１速相当で回転する。そして、出力軸９に固定されたハブＨ／２３にスプライン噛合されたスリーブＳ／２３を、２速主ギヤＭ２のドグＤ２にスプライン噛合すると、出力軸９が２速相当で回転し、上記スリーブＳ／２３を３速主ギヤＭ３のドグＤ３にスプライン噛合すると、出力軸９が３速相当で回転する。
【００２３】
そして、出力軸９に固定されたハブＨ／４５にスプライン噛合されたスリーブＳ／４５を、４速主ギヤＭ４のドグＤ４にスプライン噛合すると、出力軸９が４速相当で回転し、上記スリーブＳ／４５を入力主ギヤ１１のドグＤ５にスプライン噛合すると、出力軸９が５速相当（直結）で回転する。そして、副軸１０に固定されたハブＨ６にスプライン噛合されたスリーブＳ６を、６速副ギヤＣ６のドグＤ６にスプライン噛合すると、出力軸９が６速相当で回転する。上記各スリーブは、図示しないシフトフォークおよびシフトロッドを介して、運転室内のシフトレバーによってマニュアル操作される。
【００２４】
湿式多板クラッチ３は通常の構成である。即ち、図示省略するが、オイルが満たされたクラッチケーシング内で、入力側と出力側とにそれぞれ複数枚ずつ互い違いにクラッチプレートがスプライン噛合され、これらクラッチプレート同士をクラッチピストンにより押し付け合い、或いは解放して、クラッチの接続・分断を行うものである。図２を参照して、クラッチピストン２７はクラッチスプリング２８により常に断側に付勢されると共に、これを上回る油圧がクラッチピストン２７に付加されたときクラッチ３が締結される。クラッチ締結力ないしクラッチのトルク容量は与えられる油圧に応じて増大される。
【００２５】
次に、湿式多板クラッチ３に作動油圧を供給するための油圧供給装置について説明する。図２に示すように、オイルタンク１３のオイルがろ過器１４を介して油圧ポンプＯＰにより吸引吐出されると共に、その吐出圧がリリーフバルブ１５により調整され、一定のライン圧ＰＬが作られる。このライン圧ＰＬのオイルを圧力（減圧）制御してクラッチ３に送り込むわけだが、このためクラッチコントロールバルブＣＣＶとクラッチソレノイドバルブＣＳＶという二つのバルブを用いている。即ち、メインの油圧ラインに接続されたクラッチコントロールバルブＣＣＶを、クラッチソレノイドバルブＣＳＶから送られてくるパイロット油圧Ｐｐに応じて開閉させるという、パイロット操作型油圧制御方式を採用している。そしてパイロット油圧Ｐｐの大きさが、電子コントロールユニット（ＥＣＵ）１６から出力されるディーティパルス信号に応じて変化される。
【００２６】
即ち、クラッチソレノイドバルブＣＳＶは電磁ソレノイドを有した電磁弁であり、常にライン圧ＰＬが供給されている。そしてＥＣＵ１６から出力されたデューティパルス信号を受け取り、そのパルスのon/offに応じて弁体を開閉させる。これによりクラッチソレノイドバルブＣＳＶはデューティパルス信号のデューティ（デューティ比）Ｄに応じたパイロット油圧Ｐｐを出力することになる。
【００２７】
クラッチコントロールバルブＣＣＶは、パイロット油圧Ｐｐに基づき無段階で開閉作動されるスプール弁であり、これ自体は電子制御されない。即ちパイロット油圧Ｐｐの大きさに応じて内蔵スプールを開放側にストロークさせ、これによりライン圧ＰＬを適宜調整しクラッチ圧Ｐｃとしてクラッチ３に送り込む。こうして、結果的に、クラッチ３に供給される油圧がＥＣＵ１６によりデューティ制御されることとなる。
【００２８】
なお、クラッチソレノイドバルブＣＳＶとクラッチコントロールバルブＣＣＶとを結ぶ経路の途中にアキュムレータ１７が設けられる。
【００２９】
図３に油圧供給装置の特性線図を示す。横軸は、ＥＣＵ１６から出力されるデューティパルス信号のデューティＤであり、より詳しくは所定の制御周期（本実施形態では20msec）におけるソレノイドon時間の割合を示すonデューティである。本実施形態では、デューティＤが０(％)のときクラッチが完接されるようにしてある。これは電気系統の故障等でクラッチソレノイドバルブＣＳＶに何等通電されなくなったようなとき（所謂offスタックの状態）にも、クラッチを接続状態として、なんとか車両の走行を維持できるようにするためである。
【００３０】
図示するように、デューティＤが大ほど断、小ほど接である。デューティＤの値が小さくなるにつれ、クラッチコントロールバルブＣＣＶから出力されるパイロット油圧Ｐｐの値が比例的に増加し、これに伴ってクラッチに供給される油圧即ちクラッチ圧Ｐｃと、クラッチ３のトルク容量Ｔｃとが比例的に増加する傾向を示す。なおクラッチコントロールバルブＣＣＶのバルブ開度Ｖは図示上は３ポジションであるが、実際上は全開、全閉以外の中間開度（バルブ開度０mm）でスプール弁が微小ストロークし、クラッチ圧Ｐｃを連続的に変更できるものである。
【００３１】
本実施形態にはロックアップクラッチ７の制御系も存在するが、ここでは本発明に直接関係ないため説明を省略する。その油圧制御系の構成は湿式多板クラッチ３の油圧制御系と大略同様である。
【００３２】
次に、動力伝達装置を電子制御するための電子制御装置を図４を用いて説明する。前述のＥＣＵ１６にはクラッチソレノイドバルブＣＳＶの他、本装置を電子制御するために様々なスイッチやセンサが接続されている。これにはエンジン回転数を検出するためのエンジン回転センサ１８、クラッチ３の入力側の回転数即ちタービン５の回転数を検出するためのタービン回転センサ１９、変速機Ｔ／Ｍの回転数、代表的には入力副ギヤ１２の回転数を検出するための変速機回転センサ２０、及び車速を検出するための車速センサ２１が含まれる。これらのセンサは図１にも示される。また、パーキングブレーキが作動中か否かを検出するためのパーキングブレーキスイッチ２２、フットブレーキが作動中か否かを検出するためのフットブレーキスイッチ２３、及び変速機のギヤポジションを検出するためのギヤポジションセンサ２４も含まれる。
【００３３】
また、ＥＣＵ１６にはノブスイッチ２５も接続されている。即ち、本実施形態ではドライバによる変速操作の開始時期を検出するため、或いはクラッチ断を開始するタイミングを決定するため、運転室のシフトレバーにおいて、レバーに対しシフトノブが僅かにシフト方向に揺動可能に取り付けられており、これらレバーとシフトノブとの間にノブスイッチ２５が設けられている。そしてドライバによる変速操作時、レバーの動作に先立ってシフトノブが揺動すると、ノブスイッチ２５がonとなり、これを合図にクラッチ断を開始するようになっている。具体的構成は特開平１１−２３６９３１号公報に示されたものと同様である。
【００３４】
また、本実施形態の動力伝達装置には、同公報に示されたような坂道発進補助装置(HSA;Hill Start Aid)が設けられており、その装置の手動on/offを行うため運転室にＨＳＡスイッチ２６が設けられ、ＨＳＡスイッチ２６がＥＣＵ１６に接続されている。このＨＳＡスイッチ２６は後述のトルク学習を開始する際のトリガスイッチを兼用するもので、ここではＨＳＡ自体にあまり意味を持たない。
【００３５】
次に、本実施形態に係る動力伝達装置の作動を説明する。
【００３６】
この動力伝達装置では、エンジンＥの動力を流体継手２、湿式多板クラッチ３、変速機Ｔ／Ｍという順で伝達する。ロックアップクラッチ７は原則として発進後の走行中は常にon（接）され、停車時のみoff（断）される。従って発進時は通常のＡＴ車同様に流体継手２のクリープを利用でき、摩擦クラッチを電子的に発進制御するものに比べ制御が簡単になると共に、走行中は流体継手２がロックアップされるのでスリップによるロスを防止できる。湿式多板クラッチ３は変速の度毎に断接される。これは通常のＭＴ車と同様である。
【００３７】
まず、車両発進時のガレージシフトの際の作動を説明する。車両がブレーキ作動且つギヤニュートラルで停止中、ドライバが発進しようとしてシフトレバーを発進段に操作しようとしたとする。するとシフトレバーにおいて、レバーの動作に先立ってシフトノブが揺動することによりノブスイッチ２５がonされ、これを合図にクラッチ３が分断される。そして引き続きシフトレバーが操作されることによって変速機Ｔ／Ｍが発進段にギヤインされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が接続される。シフトレバー操作に先だってドライバによりフットブレーキ又はパーキングブレーキが作動されているので、クラッチ接続によりタービン５が駆動輪側から止められる。これによってタービン５に対しポンプ４が滑動し、クリープ力が発生するようになる。従って後はブレーキを離したりアクセルを踏み込んだりすれば車両が動き出すのである。
【００３８】
次に、車両走行中の変速時の作動を説明する。車両が所定ギヤ段で走行中、ドライバが変速しようとしてシフトレバーを次の変速段に操作しようとしたとする。するとレバーの動作に先立ってシフトノブが揺動し、ノブスイッチ２５がonされ、これを合図にクラッチ３が分断される。そして引き続きシフトレバーが操作されることによって変速機Ｔ／Ｍが次の変速段にギヤインされ、これがギヤポジションセンサ２４によって検出されるとクラッチ３が接続される。これによって変速が完了する。この変速中ロックアップクラッチ７はonのままで、エンジン動力がそのままクラッチ３に伝達される。
【００３９】
次に、図５及び図６を用いてクラッチ接続制御の内容を説明する。ここでの制御は後述の緩接制御及びこれから完接制御への移行を除いて基本的にオープン制御である。
【００４０】
図５において、横軸は時間ｔ、縦軸はＥＣＵ１６から出力されるデューティＤである。制御は所定の制御周期Δｔ＝20msec毎に行われる。ここでは発進時のガレージシフト、即ち、ブレーキ作動中のアイドリング停車状態でドライバがニュートラルから発進段にシフト操作し、クラッチが接続されてクリープが発生するような場合を想定している。なお停車状態とは車速がゼロの場合の他、極めてゼロに近い場合も含む。本実施形態では車速が３km/h以下の場合をいう。図６において、横軸は時間ｔ、縦軸は回転数であり、エンジン回転数Ｎｅが実線で、タービン回転数Ｎｔが一点鎖線で示される。エンジン回転数Ｎｅはアイドリング回転数＝600rpm一定で、初期のうちはギヤニュートラル、クラッチ完断なので、流体継手のポンプとタービンが連れ回り、タービン回転数Ｎｔがエンジン回転数Ｎｅに一致している。
【００４１】
図５に示すように、時刻ｔ０においてギヤインが完了し、ギヤポジションセンサ２４からＥＣＵ１６にギヤイン信号が送出されたとする。すると完断状態（Ｄ＝100(％)）から最初に、一発接デューティ即ち開始デューティＤｓｔ（開始デューティパルス信号）がＥＣＵ１６から出力され、一発接制御が実行される。開始デューティＤｓｔは、クラッチがトルク点付近まで大きく接され且つトルク点のバラツキを考慮して常に過大なクラッチ接続ショックが生じないように予め定められている。図５の例でいえば、クラッチ等の個体差、運転状況、経時変化等の外乱によって、たとえ最適な開始デューティ値がＤｓｔ２’のように最も断側にズレたとしても、このズレた値或いはそれ以上の値となるように開始デューティＤｓｔが経験的或いは実験的に定められている。なお開始デューティＤｓｔはトルク点学習値Ｄｌｔ付近ないしできるだけそれに近づくような値でもある。本実施形態ではＤｓｔ＝60％である。このように本実施形態では従来の開始デューティＤｓｔ’よりもトルク点から離れた位置まで一発接を実行することになる。
【００４２】
ここで、トルク点学習値Ｄｌｔについて説明する。湿式多板クラッチは乾式摩擦クラッチと異なり、元々クラッチストロークという概念がない。このためクラッチストロークを検出することによってトルク点を判断することはできない。そこで、ＥＣＵ１６自らが出力するデューティパルス信号のデューティの値をもってトルク点学習値とする。学習方法としては、ブレーキを作動させたギヤイン、クラッチ完断停車状態で、最初に、必ずトルク点に到達しないような位置まで一発接を実行し、この後通常の緩接よりゆっくりとクラッチ緩接を行い、エンジン回転数とタービン回転数との差が所定値以上になったとき、そのときのデューティの値をトルク点学習値として更新学習する。図６に示すように、クラッチ緩接によりタービン回転数Ｎｔがエンジン回転数Ｎｅに対し徐々に落ち込んでいくので、このときの回転差が所定値Ｎｍ以上に達したらその位置をクラッチのトルク点とし、そのとき出力しているデューティの値をトルク点学習値Ｄｌｔとして記憶するのである。ここでは仮にＮｍ＝300rpmとする。
【００４３】
図３を参照して、例えばＤ＝50(％)になったとき回転差ΔＮが初めて所定値Ｎｍ以上になったとすると、このときのクラッチ３のトルク容量はＴｃｍ＝約200(Nm)であり、これがトルク点ということになる。クラッチ等のバラツキによりトルク容量線図が矢示の如くずれても、トルク容量と回転差ΔＮとが一義的な関係にあるため、同じ回転差Ｎｍを示すデューティＤを検出してやれば、同じトルク容量Ｔｃｍを示すポイントが検出できる。これによりクラッチの個体差に拘わらず常に一定のトルク点を検出し、学習することができる。
【００４４】
さて、図５に戻って、開始デューティＤｓｔの出力後は、一定時間Δｔ１（本実施形態では200msec）その開始デューティＤｓｔを保持し、その時間Δｔ１経過後に緩接制御に移行する。このように一定時間Δｔ１の経過を待つのは、開始デューティＤｓｔを出力したとしても、クラッチピストンの遊び相当の初期ストローク（２mm程度）を終えてからでないとクラッチプレートの押し付けが開始されないため、即座に開始デューティＤｓｔに見合った接続状態を得られないという応答遅れがあるためである。上記時間Δｔ１を待つことによって、応答遅れを吸収し、以降の緩接制御を狙い通りに行うことができる。
【００４５】
緩接制御においては、まず時刻ｔ１から第一の緩接デューティＤｋ１（第一の緩接デューティパルス信号）の出力を開始する。第一の緩接デューティＤｋ１は、比較的速い速度でクラッチが緩接されるようなデューティで、前回のデューティの値から第一のステップデューティＤｓ１を減じて得られる値である。即ち第一のステップデューティＤｓ１が比較的大きな値に設定され、ここでは0.4 ％である。このようにここではデューティをステップデューティＤｓ１ずつ下げて従来の緩接よりも速い第一の緩接を行っている。なお、緩接デューティＤｋ１の減少周期Δｔｋ１は、本実施形態では１回の制御周期Δｔと等しくしているが、例えば複数回の制御周期ｎΔｔと等しくしてもよい。当然この第一の緩接制御のときは一発接制御のときよりクラッチが緩やかに接される。
【００４６】
このように速い緩接を行っていくと、図６に示すように、やがてクラッチの接続が開始され、タービン回転数Ｎｔがエンジン回転数Ｎｅに対し落ち込んでいく。そしてこの落ち込み量ないし回転差が所定値Ｎｋ以上に達したら、その時点ｔ２で緩接速度をより低速に切り換える。本実施形態ではＮｋ＝200rpmである。
【００４７】
図５に示すように、時刻ｔ２から第二の緩接デューティＤｋ２（第二の緩接デューティパルス信号）の出力を開始する。第二の緩接デューティＤｋ２は、比較的遅い速度でクラッチが緩接されるようなデューティで、やはり前回のデューティの値から第二のステップデューティＤｓ２を減じて得られる値である。第二のステップデューティＤｓ２は比較的小さな値に設定され、ここでは0.02％である。このようにここではデューティをステップデューティＤｓ２ずつ下げて従来の緩接と同じ速さの第二の緩接を行っている。第二の緩接デューティＤｋ２の減少周期Δｔｋ２も、１回の制御周期Δｔと等しくしているが、複数回の制御周期ｎΔｔと等しくしてもよい。
【００４８】
このような遅い緩接により、図６に示すように、タービン回転数Ｎｔがエンジン回転数Ｎｅに対しさらに落ち込んでいく。そしてそれらの回転差ΔＮ＝Ｎｅ−ＮｔがＮｋｅ（本実施形態では300rpm）以上に達したら（時刻ｔ３）、その時点から完接制御に移行する。完接制御では、クラッチ完接相当のデューティ即ち完接デューティＤｃ＝０％（完接デューティパルス信号）を出力し、クラッチを一気に完接する。これにより図６に示すようにタービン回転数Ｎｔも落ち込んで０となり、発進待機のクリープが生まれる。
【００４９】
このように、クラッチ緩接制御の最中に、流体継手２の入力側回転数（＝エンジン回転数Ｎｅ）と出力側回転数（＝タービン回転数Ｎｔ）との回転差ΔＮが所定値Ｎｋｅ以上に達したら、クラッチ完接制御に移行し、クラッチ完接相当のデューティＤｃ＝０％を出力するので、半クラッチ終了間際のクラッチ伝達トルクが不安定な領域を一気に接続でき、スムーズなクラッチ接続を実現できる。そしてガレージシフト時の変速ショックを防止できる。また仮に半クラッチの状態ないしは緩接制御の時間ｔ１〜ｔ３が長引いたような場合でも、タービン回転のハンチングを防止でき、異常な車両挙動（ショック等）やガラ音を防止できる。
【００５０】
また、従来の制御では一定の緩接終了デューティＤｅｄ’に達したら完接制御に移行していたが、これだとクラッチ等の個体差、運転状況、経時変化等の外乱によってクラッチ特性が変化したりバラついたりしたときに、最適な完接への移行が行えない。本制御によれば、実際のクラッチ特性の変化、バラつきが反映される流体継手２の入出力側回転差に基づいて完接移行タイミングを決定するので、冗長性を持たせ、半クラッチ終了間際のクラッチ接を常に安定した一定のフィーリングで行える。
【００５１】
ここで、上記回転差のしきい値Ｎｋｅは実験値であり、クラッチが十分トルクを伝達し且つ完接制御に移行してもクラッチ接ショックが発生しないような値に設定される。逆にいえば、流体継手２の入出力側回転差ΔＮがこのような値Ｎｋｅになっているときは既にクラッチがクリープ相当の力を伝達しているので、ここで一気にクラッチを接続してしまってもクラッチ接ショックは生じないし、逆にトルク伝達が不安定な領域を一気に過ぎ去ることができるのである。
【００５２】
一方、本制御には次のような特徴もある。即ち、実際にはクラッチ等の個体差、運転状況、経時変化等の外乱によって、トルク点がバラつき、最適な開始デューティの値が図５に示すＤｓｔ１’、Ｄｓｔ２’のようにズレたりバラついたりすることがある。またトルク点の学習更新前はこのようなズレ、バラツキを検知することもできない。従って、この場合も開始デューティの値をＤｓｔ’のまま制御してしまっては、Ｄｓｔ１’にズレたときは接続タイムラグが大きくなり、Ｄｓｔ２’にズレたときは接続ショックが大きくなる。
【００５３】
本制御によれば、上記のように開始デューティＤｓｔが定められているため、個体差等の外乱で最適開始デューティが最も断側の値（例えばＤｓｔ２’）にズレたとしても、一発接により過大なクラッチ接続ショックが出ることがない。そしてこの後速い緩接が行われるため、トルク点に対し従来より遠めの位置で一発接を終えたとしても、直ぐに従来のレベルに追いつくことができ、タイムラグを防止できる。ここで、このような速い緩接によっても接続ショックが出ることはない。なぜならこのような速い緩接は接続初期の段階までしか行われないからである。エンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとの差Ｎｋ＝200rpm以内という範囲内では、多少接続が速くてもドライバが感じる程のショックとしては現れない。従って接続ショックの問題もないのである。こうして速い緩接が終わったら、従来通りの遅い緩接が行われるので、接続ショックを防止しつつ滑らかにクラッチを接続することができる。このように本制御によれば、外乱によって最適開始デューティ値がズレたりバラついたりした場合でも、冗長性を持たせることができ、クラッチ接続時のタイムラグ及びショックの両立を図ることができる。そして特に車両発進時にあっては、ガレージショックとタイムラグとを効果的に防止することができ、円滑な発進が可能となる。
【００５４】
次に、本発明に係るクラッチ制御の内容を図７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５５】
本フローはＥＣＵ１６にギヤイン信号が入力されると開始される。まず、ステップ１０１で、ＥＣＵ１６から出力されるデューティＤを開始デューティＤｓｔ＝60％とする。この後一定時間Δｔ１の経過を待つが、図示するフローチャートではこの点が省略されている。次に、ステップ１０２で、エンジン回転数Ｎｅとタービン回転数Ｎｔとの差ΔＮ（＝Ｎｅ−Ｎｔ）が所定値Ｎｋ＝200rpm以上となったか否かを判断する。初期のうちはなっていないのでステップ１０３に進み、今回出力するデューティＤを、前回値から第一のステップデューティＤｓ１＝0.4 ％だけ減じた値（Ｄ−Ｄｓ１）とする。こうしてやがてステップ１０２でΔＮ≧Ｎｋが成立する。こうなるとステップ１０４に進み、回転差ΔＮがＮｋｅ＝300rpm以上になったかどうか、又はタービン回転数ＮｔがＮｔｋｅ＝200rpm以下になったかどうかを判断する。即ち、ここでは前記ΔＮ≧Ｎｋｅという条件に加え、Ｎｔ≦Ｎｔｋｅという条件が整った場合も完接を実行するようにしている。これは例えばエンジン回転数が通常のアイドル回転数より低くなっている場合などに、回転差ΔＮがＮｋｅ以上となる前に、タービン回転数ＮｔがＮｔｋｅ以下となることがあるからである。初期のうちは、いずれの条件も満たされないので、ステップ１０５に進み、今回出力するデューティＤを、前回値から第二のステップデューティＤｓ２＝0.02％だけ減じた値（Ｄ−Ｄｓ２）とする。こうしてやがてステップ１０４でΔＮ≧Ｎｋｅ又はＮｔ≦Ｎｔｋｅが成立する。するとステップ１０６に進み、出力するデューティＤを完接デューティＤｃ＝０％として本フローを終える。
【００５６】
なお、本発明の実施形態は上述のものに限られない。本発明にいう湿式摩擦クラッチは上記実施形態では多板式であったが、例えば単板式でも構わない。また本発明にいう流体圧は上記実施形態では油圧であったが、例えば空圧等他の流体圧でも構わない。本発明にいう変速機は、上記実施形態では常時噛み合い式マニュアル変速機であったが、例えば常時噛み合い式自動変速機や、ＡＴ車のような遊星歯車式自動変速機でも構わない。エンジンもディーゼル、ガソリン等の種別を問わない。上記各数値は適宜変更可能である。またクラッチは必ずしも完断状態から接続する必要はなく、その場合も本発明を適用できる。
【００５７】
さらに上記のような緩接制御から完接制御への移行方法は、車両の動力伝達装置に限らず、流体継手と断接制御可能な摩擦型クラッチとを直列に設けたあらゆる動力伝達装置に適用できる。ここで本発明にいう摩擦型クラッチは上記実施形態では湿式多板クラッチであったが、例えば単板式、乾式でも構わない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、車両発進時のガレージシフトに際して半クラッチ終了間際のクラッチ伝達トルクの安定化を図り、スムーズにクラッチを接続することができるという、優れた効果が発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両の動力伝達装置を示すスケルトン図である。
【図２】本発明の実施形態に係る油圧供給装置を示す油圧回路図である。
【図３】本発明の実施形態に係る油圧供給装置の特性線図である。
【図４】本発明の実施形態に係る電子制御装置を示す構成図である。
【図５】本発明の実施形態に係るクラッチ制御の内容を示すタイムチャートである。
【図６】クラッチ接続時のエンジン回転数とタービン回転数との変化の様子を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の実施形態に係るクラッチ制御の内容を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２流体継手
３湿式多板クラッチ
１６電子コントロールユニット（ＥＣＵ）
２４ギヤポジションセンサ
Ｅエンジン
Ｔ／Ｍ変速機
ＣＳＶクラッチソレノイドバルブ
ＣＣＶクラッチコントロールバルブ
Ｄデューティ
Ｄｌｔトルク点学習値
Ｄｓｔ開始デューティ
Ｄｋ１第一の緩接デューティ
Ｄｋ２第二の緩接デューティ
Ｄｃ完接デューティ
Ｎｅエンジン回転数
Ｎｔタービン回転数
ΔＮ回転差
Ｎｋｅ所定値

Claims

エンジンから変速機に至る動力伝達経路の途中に直列に介設された流体継手及びクラッチと、上記流体継手の入出力の回転数差を検出するためのセンサと、車両のブレーキが作動しているか否かを検出するためのセンサと、上記クラッチを断接駆動するため該クラッチの作動流体圧を変化させるデューティパルス信号を出力する電子コントロールユニットとを備え、
該電子コントロールユニットは、上記クラッチが断され且つ上記ブレーキが作動された停止状態の車両の変速機がギヤインされた場合、上記クラッチをその繋がり始めの位置であるトルク点の近傍でゆっくりと接続するための緩接デューティパルス信号を出力し、これにより上記クラッチの半クラッチの接続度合が高まって上記流体継手の入出力の回転数差が所定値以上に大きくなったなら、上記クラッチを一気に完接するための完接デューティパルス信号を出力するものであることを特徴とする車両の動力伝達装置。
上記電子コントロールユニットは、上記緩接デューティパルス信号を出力するとき、先ず上記クラッチを所定速度で緩接するための第一の緩接デューティパルス信号を出力し、上記流体継手の入出力の回転数差が上記所定値よりも小さい別の所定値以上となったとき、上記第一の緩接デューティパルス信号のときのクラッチ緩接速度よりも遅い速度で上記クラッチを緩接するための第二の緩接デューティパルス信号を出力するものである請求項１に記載の車両の動力伝達装置。
上記電子コントロールユニットは、上記クラッチが断され且つ上記ブレーキが作動された停止状態の車両の変速機がギヤインされた場合、上記緩接デューティパルス信号を出力するに先立って、上記クラッチを上記トルク点の付近まで一気に接続するための開始デューティパルス信号を出力するものである請求項１又は２に記載の車両の動力伝達装置。
上記電子コントロールユニットは、上記開始デューティパルス信号の出力後、そのパルス信号の開始デューティを一定時間保持した後、上記緩接デューティパルス信号を出力するものである請求項３に記載の車両の動力伝達装置。