JP4604558B2 - 車両の発進摩擦要素制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載され、エンジンと変速機との間に配置されてこれら間の動力の切断、接続を行う発進摩擦要素を制御する発進摩擦要素制御装置の技術分野に関する。

この種の技術としては、寒冷環境にあって変速機内の潤滑油の粘度が高いときにはシフトレバーが非走行位置に操作されている場合であっても、発進摩擦要素としての自動クラッチを係合側に制御することにより、エンジンの回転が変速機の入力軸に伝達され、変速機内の潤滑油が撹拌して、潤滑油温度を上昇させ、潤滑油の粘度が高い期間を短くするようにしている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−３９２３０号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、自動クラッチを完全締結するだけの構成であり変速機内のギヤ対による撹拌のみで潤滑油の粘度を低下させるようになっているので、ギヤ対の騒音が大きく、また潤滑油粘度の低下に時間がかかり、このように潤滑油粘度が大きい状態が長く続くと、潤滑油のフリクションによる燃費の悪化や油圧回路の応答性の悪化といったという欠点があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、変速機内の油の温度が低くその粘度が大きいときには、自動クラッチを完全締結する場合より早く油温を上昇でき、その際発生するギヤ騒音をより低く抑えることができる、車両の発進摩擦要素制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明では、エンジンと変速機との間に発進摩擦要素を配置した車両の発進摩擦要素制御装置において、変速機内の油粘度を推定する油粘度推定手段と、油粘度推定手段により、車両用変速機内の油粘度が設定値より大きいと推定され、シフトレバーが走行位置あり、かつアクセルが設定値より大きく踏まれているときに、発進摩擦要素をスリップ状態にするようにした。

本発明では、車両の発進摩擦要素制御措置にあっては、車両変速機内の油粘度が高いときに、ギヤ騒音を抑えながら油の粘度を速やかに低下させ、油の粘性によるフリクションを低減して、燃費や変速機の油圧回路の応答性を向上させることができる。

以下、本発明の車両の発進クラッチ制御装置を実施するための最良の形態を、図面に基づき説明する。なお、以下の各実施例にあっては、実質的に同じ構成部分については、同じ符号を付し、それらの説明を省略する。

まず、本実施例１の発進摩擦要素制御装置の構成を説明する。

図１は、本実施例１の発進摩擦要素制御装置を備えたベルト式無段変速機搭載車の駆動系と制御系との構成を示す全体システム図である。

ベルト式無段変速機搭載車は、エンジン１と、エンジン１の振動を低減するトーショナルダンパ３と、発進クラッチを有する前後進切換機構６と、入出力間で無段変速するベルト式無段変速機構１９と、この出力を減速する出力ギヤ１２およびドライブギヤ１３と、ディファレンシャルギヤ１４および左右のドライブシャフト１５、１６を介して駆動される左右の駆動輪１７、１８と、を備えている。

エンジン１は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジン等からなり、このエンジン出力軸２がトーショナルダンパ３の入力部に連結されている。

トーショナルダンパ３は、エンジン出力軸２に連結された入力部とクラッチ入力軸５に連結された出力部とが、トーショナルスプリングを介して相対回転可能に連結されるように構成されている。なお、その出力部には、これと一体回転するフライホイール４が固定されている。

前後進切換機構６は、回転方向やギヤ比が切り換え可能な単純遊星歯車２２と、前進時に締結する前進クラッチ２０と、後退時に締結する後退ブレーキ２１と、を備えている。なお、発進クラッチは前進クラッチ２０と後退ブレーキ２１の総称で本発明の発進摩擦要素を構成し、前進クラッチ２０は本発明の前進用摩擦要素を、後退ブレーキ２１は本発明の後退用摩擦要素を構成する。

単純遊星歯車２２は、クラッチ出力軸７と同心上で回転するサンギヤ２２ｓと、このサンギヤ２２ｓの外周でこれと噛み合う複数のピニオン２２ｐと、ピニオン２２ｐに噛み合うリングギヤ２２ｒと、ピニオンを回転自在に支持するキャリア２２ｃと、を備えている。サンギヤ２２ｓは前進クラッチ２０のドリブン側部分およびクラッチ出力軸７に、またキャリア２２ｃは後退ブレーキ２１の被固定側部分に、またリングギヤ２２ｒは前進クラッチ２０のドライブ側部分にそれぞれ連結されている。

前進クラッチ２０は、クラッチ入力軸５に連結されたドライブ側部分とクラッチ出力軸７に連結されたドリブン側部分との間に複数のプレートが介在されて、図示しないピストンにクラッチ油圧を作用させることによりプレートを押圧して入出力間で動力伝達可能となる締結状態と、ピストンに作用するクラッチ油圧を排出することにより出力側部分に動力を伝達不能となる解放状態と、に切り換え可能に構成される。

後退ブレーキ２１は、変速機ケース２３の内側固定部分とキャリア２２ｃに連結された被固定側部分との間に複数のプレートが介在され、図示しないピストンにブレーキ油圧を作用させることによりプレートを押圧して被固定側部分に一体のキャリア２２ｃを回転不能に固定する締結状態と、ピストンに作用するブレーキ油圧を排出することにより被固定側部分およびキャリア２２ｃを回転可能にする解放状態と、に切り換え可能に構成される。

ベルト式無段変速機構１９は、この入出力軸間の変速比を無段で変更するものであり、クラッチ出力軸７に連結されたプライマリプーリ８と、セカンダリプーリ軸１１に連結されたセカンダリプーリ１０と、プライマリプーリ８およびセカンダリプーリ１０間に掛け渡されたCVTベルト９と、を備えている。プライマリプーリ８およびセカンダリプーリ１０は、それぞれ固定シーブ８ａ、１０ａやこの固定シーブ８ａ、１０ａに対し接近、離反する可動シーブ８ｂ、１０ｂ等を有する。また、プライマリプーリ８の可動シーブ８ｂの背面にはプライマリプーリ油室３３が設けられ、このプライマリプーリ油室３３へ供給する油圧を油圧コントロールユニット３２にて制御することにより、可動シーブ８ｂを固定シーブ８ａに対して接近、離反させるように相対移動させることで変速する構成としてある。なお、オイルタンク３０が設けられ、このオイルタンク３０から油をオイルポンプ３１が吸引して得た圧油が油圧コントロールユニット３２へ供給されるようにしてある。

次に、本実施例１のベルト式無段変速機搭載車の制御系につき、図１に基づき説明する。

この制御系は、エンジン１を制御するエンジンコントローラ４０と、前後進切換機構６やベルト式無段変速機構１９の油圧コントロールユニット３２を制御するトランスミッションコントローラ４１と、これらのコントローラに接続されたセンサ類と、を備えている。

エンジンコントローラ４０には、図示しないアクセルペダルの踏み込む度合いを検出するアクセル開度センサと、エンジン１のエンジン出力軸２の回転数を検出するエンジン回転数センサとが接続されており、これらから入力されるアクセル開度情報およびエンジン回転数情報を利用してエンジン１を制御するとともに、これらの情報をトランスミッションコントローラ４１に対して出力するようにしてある。

一方、トランスミッションコントローラ４１には、シフトレバーの位置を検出するシフトレバーセンサ４２と、前後切換機構６内に取り付けられ、変速機内の潤滑油温度を計測する油温センサ４３と、ブレーキペダル踏力又はブレーキ液圧を検出するブレーキ踏力センサ４４と、車速を検出する車速センサ４５と、が接続されており、これらからシフトレバー位置情報、油温情報、ブレーキ踏力情報、および車速情報が入力される。

また、トランスミッションコントローラ４１には、前進クラッチ２０への供給油圧を制御する前進クラッチソレノイド４７と、後退ブレーキ２１への供給油圧を制御する後退ブレーキソレノイド４８とが接続されている。トランスミッションコントローラ４１は、上記各センサ類からの情報に基づき、前進クラッチ２０、後退ブレーキ２１をそれぞれ完全締結状態、スリップ状態、解放状態に切り換えるように前進クラッチソレノイド４７および後退ブレーキソレノイド４８を制御するようにしてある。なお、トランスミッションコントローラ４１は、さらに油圧コントロールユニット３２内に設けた図示しないソレノイドバルブにてプライマリプーリ油室３３への供給油圧を制御するようにしてある。

ベルト式無段変速機構１９のセカンダリプーリ１０側のセカンダリプーリ軸１１の端部には出力ギヤ１２が固定され、この出力ギヤ１２より大径のドライブギヤ１３に噛み合わされる。

ドライブギヤ１３には、ディファレンシャルギヤ１４の２個のピニオンが固定され、これらのピニオンに左右からそれぞれサイドギヤが噛み合わされる。各サイドギヤには、ドライブシャフト１５、１６が連結されて左右の駆動輪１７、１８を駆動するように構成してある。

次に、作用を説明する。

車両の変速機内の潤滑油粘度が小さいときの作用を下記に説明する。
［車両停止時］

エンジン１が停止しているときは、オイルポンプ３１が駆動されず油圧を発生しないため、前進クラッチ２０、後退ブレーキ２１ともに解放状態にあり、かつベルト式無段変速機構１９も動力を伝達不能な状態となっている。

エンジン１が稼動しているときは、オイルポンプ３１が駆動されて圧油を油圧コントロールユニット３２へ供給している。このとき、エンジンコントローラ４０は、アクセル開度センサから入力されたアクセル開度情報、エンジン回転数センサから入力されたエンジン回転数情報等に基づきエンジン１を制御している。

また、油圧コントロールユニット３２は、シフトレバーセンサ４２、油温センサ４３、エンジンコントローラ４０、ブレーキ踏力センサ４４からそれぞれ読み込んだシフトレバー位置情報、油温情報、アクセル開度情報、ブレーキ踏力情報に基づき以下のように前進クラッチ２０および後退ブレーキ２１へ圧油の供給を制御する。

すなわち、油温が所定温度未満で油の粘度が高いと判断された場合は、シフトレバーがP（パーク）位置にある時、又はシフトレバーがD（ドライブ）位置やR（リバース）位置といった走行位置にあってアクセル開度が設定値より大きい時、又はシフトレバーが走行位置にあってアクセル開度が設定値以下でかつブレーキペダルが踏み込まれている時は、前進クラッチ２０および後退ブレーキ２１へ完全締結時より低い圧油を供給してこれらをスリップさせ、これらを摩擦発熱させて油温を上昇させる。これらの時は、パーキングブレーキ又はサービスブレーキの作用により、車両は停止状態に保たれる。ただし、油温が所定温度未満であっても、シフトレバーが走行位置であり、アクセル開度が設定値以下で、かつブレーキペダルが踏み込まれていない時は、前進クラッチ２０および後退ブレーキ２１への圧油の供給は行わない。

一方、油温が所定温度以上である場合、前進クラッチ２０および後退ブレーキ２１へ圧油を供給せず、これらを解放状態にし続ける。したがって、クラッチ入力軸５の駆動力はクラッチ出力軸７には伝わらず、ベルト式無段変速機構１９が回転されることはない。この結果、駆動輪１７、１８には、駆動力が作用しない。

なお、エンジン１の稼動中は、この動力がトーショナルダンパ３によりその振動を減衰されてクラッチ入力軸５に伝えられる。
［車両発進時］

エンジン１が稼動状態にあって、シフトレバーが非走行位置からD位置などの前進走行位置に移動させられたときは、トランスミッションコントローラ４１が、油圧コントロールユニット３２内の図示しないバルブを切り換えて前進クラッチ２０へ圧油を供給し始めるように制御する。このとき、前進クラッチ２０へ供給される油圧の大きさは、当初、後述するように所定時間経過するまでは完全締結圧より低い油圧とされ、前進クラッチ２０をスリップ状態とする。これにより、前進クラッチ２０が高圧で急激に締結されることにより生じる締結ショックを回避しながら、エンジンから出力された動力の一部を熱に変え、残りの動力をクラッチ出力軸７に出力する。

この状態にあっては、前進クラッチ２０がスリップしているので、前後進切換機構６のサンギヤ２２ｓおよび前進クラッチ２０のドリブン側部分に直接連結されたクラッチ出力軸７は、前後進切換機構６のリングギヤ２２ｒよりそのスリップ分だけ遅く回転されるとともに伝達動力も小さくなっている。

このようにしてクラッチ出力軸７へ伝えられた動力は、さらにベルト式無段変速機構１９へ伝達され、ここで減速されてセカンダリプーリ軸１１へ出力され、次いで出力ギヤ１２、ドライブギヤ１３、ディファレンシャルギヤ１４、ドライブシャフト１５、１６の順にこれらを介して駆動輪１７、１８へ伝わる。この結果、車両は発進し、前進していく。なお、この前進走行位置では、後退ブレーキ２１へは圧油が供給されず、後退ブレーキ２１は解放状態となっている。

上記スリップ制御を開始してから第1の所定時間が経過した後、トランスミッションコントローラ４１は、図示しないクラッチ入力軸回転センサから得たクラッチ入力軸回転情報と同じく図示しないクラッチ出力軸回転センサから得たクラッチ出力軸回転情報とに基づき前進クラッチ２０の入出力回転数差を計算し、この入出力回転数差に応じて前進クラッチ２０に供給される油圧を徐々に立ち上げ、最終的にスリップしない大きさ、すなわちエンジントルク以上のクラッチ締結トルクとなる完全締結状態に制御する。

一方、シフトレバーが非走行位置からR位置へ移動されたときは、トランスミッションコントローラ４１が、油圧コントロールユニット３２内のバルブを切り換えて後退ブレーキ２１へ完全締結に必要な油圧より低くした圧油を第２の所定時間が経過するまで供給する。この結果、後退ブレーキ２１は、スリップしてエンジン１から出力された動力の一部を熱に変えながら残りの動力をクラッチ出力軸７に伝達する。

すなわち、この状態では、キャリア２２ｃがブレーキがかかった状態で回転するので、エンジン１からクラッチ入力軸５およびこれと一体のリングギヤ２２ｒに伝えられた動力は、その一部がキャリア２２ｃを介して後退ブレーキ２１をスリップ状態にするとともに、その残りの動力がリングギヤ２２ｒからピニオン２２ｐを介してサンギヤ２２ｓに伝わるが、このサンギヤ２２ｓの回転方向は、クラッチ入力軸５の回転方向と逆向きとなる。サンギヤ２２ｓに伝えられた動力は、クラッチ出力軸７、ベルト式無段変速機構１９等を介して駆動輪１７、１８に伝達される。なお、この後退位置では、前進クラッチ２０には油圧が供給されず、前進クラッチ２０は解放状態となっている。

この後退時にあっても、後退ブレーキ２１へ供給される油圧は、前進発進時と同様に、スリップ制御を開始してから第２の所定時間が経過した後に徐々に立ち上げられ、最終的に完全締結される。
［発進後の車両走行時］

上述のように、前進走行位置で発進した後、第１の所定時間が経過すると、トランスミッションコントローラ４１が油圧コントロールユニット３２のバルブを制御して前進クラッチ２０への供給油圧をクラッチ入出力回転数差に応じて高めていき、最終的に前進クラッチ２０でのクラッチ締結トルクがエンジントルク以上となるように前進クラッチ２０をスリップなしの完全締結状態にする。

この状態では、前後進切換機構６のサンギヤ２２ｓがリングギヤ２２ｒと同じ回転数となるので、キャリア２２ｃを含めこれらが一体となって回転する。したがって、クラッチ出力軸７は、クラッチ入力軸５と同一方向かつ同一回転数で回転することとなり、エンジン１の動力は、そのままベルト式無段変速機構１９に入力される。

ベルト式無段変速機構１９は、トランスミッションコントローラ４１によりその変速比が制御される。すなわち、トランスミッションコントローラ４１にて車速センサ４５から得た車速情報、エンジンコントローラ４０から得たアクセル開度情報やエンジン回転数情報等に基づいて目標変速比が決定され、この目標変速比となるようにプライマリ油室３３へ供給する油圧が調整されて、プライマリプーリ８およびセカンダリプーリ１０の可動シーブ８ｂ、１０ｂが変位させられる。この変速比に応じて得られたベルト式無段変速機構１９の出力は、出力ギヤ１２、ドライブギヤ１３、ディファレンシャルギヤ１４、およびドライブシャフト１５、１６を介して左右の駆動輪１７、１８に伝わり、駆動輪１７、１８を駆動して車両を前進走行させる。

一方、後退走行時にも、後退ブレーキ２１をスリップさせながら後方へ発進し第２の所定時間が経過したら、トランスミッションコントローラ４１が油圧コントロールユニット３２のバルブを制御して後退ブレーキ２１への供給油圧をクラッチ入出力回転数差に応じて高めていき、最終的に後退ブレーキ２１でのブレーキトルクがエンジントルク以上となるように後退ブレーキ２１をスリップなしの完全締結状態にする。

この完全締結状態では、エンジン１からほぼそのまま入力されてきた動力は、クラッチ入力軸５に接続された前後進切換機構６のリングギヤ２２ｒに伝達されるが、回転不能に固定されたキャリア２２ｃ上でピニオン２２ｐを自転させ、これに噛み合うサンギヤ２２ｓを増速逆転させる。この逆転された出力は、ベルト式無段変速機構１９に入力され、回転方向が異なるが上記前進走行時の場合と同様に、駆動輪１７、１８に伝達される。

図２は実施例１のトランスミッションコントローラ４１にて実行される発進クラッチ制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。

ステップＳ１０１では、車両用変速機内の油の粘度を油温センサ４３から読み込んだ油温を基に推定しており、油温が所定温度Tsより低いか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１０２へ移行し、NOの場合は本処理の始めに戻る。この所定温度Tsは油の粘性によるフリクション増大や、燃費の悪化、油圧回路の応答性の低下、変速フィーリングの悪化をおこす恐れがある油の粘度状態を判定するために設けられた温度で、予め実験等で求められた温度である。なお、このステップＳ１０１は、本発明の油粘度推定手段を構成する。

ステップＳ１０２では、ドライバの停止意思の有無を確認するためシフトレンジがP位置となっているか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１０６へ移行し、NOの場合はＳ１０３へ移行する。

ステップＳ１０３では、シフトレバーがD位置、又はR位置となっているか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１０４へ移行し、NOの場合は本処理の始めに戻る。

ステップＳ１０４では、アクセル開度が設定値Cより大きいかどうかを判断し、YESの場合ステップＳ１０７に移行し、NOの場合はステップＳ１０５へ移行する。なお、アクセル開度とは、アクセルペダルの踏み込み量に対応する値である。

ステップＳ１０５では、ブレーキペダルが踏まれているか否かを判断し、YESの場合はステップＳ１０８へ移行し、NOの場合は処理の始めに戻る。

ステップＳ１０６、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８では、それぞれフラグPfwdにdrug1、drug2、drug3を入力する。

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０６、ステップＳ１０７、ステップＳ１０８で入力されたフラグPfwdの状態を見て、次のような３通りの制御を行う。すなわち、

（イ）フラグPfwdにdrug1又はdrug2又はdrug3が入力されているときは、車両用変速機内の油温が低いほど、発進クラッチのスリップ量を大きくするように制御する。

（ロ）フラグPfwdにdrug2が入力されているときは、アクセル開度が大きいほど、発進クラッチのスリップ量を大きくするように制御する。

（ハ）フラグPfwdにdrug3が入力されているときは、ブレーキ圧が大きいほど発進クラッチのスリップ量を大きくするように制御する。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９で決定された制御内容により、前進クラッチソレノイド４７、又は後退ブレーキソレノイド４８を操作して、発進クラッチへ調整した圧油を供給する。

次に、本実施例１の発進摩擦要素制御装置の効果を説明する。

（１）油の粘度が低くく、かつドライバの停止意思が検出されているときには、発進クラッチを完全締結させるのではなく、発進クラッチをスリップさせてエンジンからの動力の一部を熱に変え、残りの動力をクラッチ出力軸へ伝えるようにしたので、油をギヤで撹拌するだけでなく、発進クラッチの発熱によっても油温を上昇させて油の粘度の減少を促進でき、この結果、油の粘度の減少が発進クラッチを完全締結する場合に比べてより速やかに行われる。したがって、油粘度の速やかな減少による燃費の向上、油圧回路の応答安定性の確保、変速フィーリングの速やかな向上に加え、クラッチ出力軸ギヤ回転数の低減によるギヤ騒音の低減を達成することができる。

（２）油温が所定温度より低く、かつシフトレバーがP位置となっているときには、油温が低いほど発進クラッチのスリップ量を大きくするように制御するので、油温が低い状態であっても、速やかに油温を上昇させることができる。したがって、油の粘度を速やかに低減させることができ、燃費の向上、油圧回路の応答安定性の確保を達成できる。

（３）油温が所定温度より低く、かつシフトレバーがD位置又はR位置といった走行位置にあり、アクセル開度が設定値Cより大きくなっているときには、油温が低いほど発進クラッチのスリップ量を大きくするように、またアクセルの開度が大きいほど発進クラッチのスリップ量を大きくするように制御するので、油温が低いときの走行においても、駆動力を確保しながらも、発進クラッチのスリップ分、より早く油温を上昇させて油の粘度を減少させることができる。したがって、油温が低いときの走行における、燃費の向上、騒音の低減、油圧回路の応答安定性の確保、を達成できる。

（４）シフトレバーが、D位置、R位置といった走行位置となっているときに、油温が低いほど発進クラッチのスリップ量を大きくするように制御し、かつブレーキ圧が大きいほど発進クラッチのスリップ量を大きく制御するので、ドライバの車両停止意思を損なわずに、より早く油の粘度低減を行うことができる。

（５）発進クラッチとしての前進クラッチ２０と後退ブレーキ２１との両方をスリップさせることが可能であり、両方の発進クラッチで発熱させることにより、それらの合計発熱量を大きくして油の温度上昇、またこれに伴う油の粘度低下をより促進することが可能となる。

なお、図２に示すフローチャートでは、N位置での処理が省略されているが、油温が所定温度より低く、かつシフトレバーがN位置であり、ブレーキペダルが踏まれているときには、フラグPfwdをdrug3として、上記ステップＳ１０９、ステップＳ１１０での制御を行うようにすれば、上記（１）、（２）、（４）と同様の効果を得ることができる。また、実施例１では、前進クラッチ２０と後退ブレーキ２１との両方の発進クラッチをスリップ制御するようにしたが、どちらか一方のみスリップさせるようにしてもよく、この場合も、完全締結する場合よりギヤ騒音を低減しながら早く油温を上昇できる。

構成を説明する。

図３は、実施例２の発進クラッチが適用されたベルト式無段変速機搭載車の駆動系と制御系との構成を示す全体システム図である。

同図に示すように、ベルト式無段変速機搭載車は、エンジン１とトーショナルダンパ３との間に、副変換機５０を有する。その他の構成は実施例１と同様である。

副変速機５０は、複数のギヤ比間で切り換え可能な単純遊星歯車５３と、エンジン１からの動力を、前後進切換機構６へトーショナルダンパ３を介してほぼそのままの回転数で伝える高速段を選択するための高速段選択クラッチ５４と、エンジン１からの動力を減速した回転数で伝える低速段を選択するためのワンウェイクラッチ５５と、を備えている。

単純遊星歯車５３は、サンギヤ５３ｓと、このサンギヤ５３ｓの外周でこれと噛み合う複数のピニオン５３ｐと、ピニオン５３ｐに噛み合うリングギヤ５３ｒと、ピニオン５３ｐを回転自在に支持するキャリア５３ｃと、を備えている。サンギヤ５３ｓは、エンジン出力軸２と一体回転するハウジング５１に低速段ダンパ５８を介して連結され、リングギヤ５３ｒは、ワンウェイクラッチ５５を介して中空固定軸５６にそれぞれ連結されている。また、キャリア５３ｃは、高速段ダンパ５７及び高速段選択クラッチ５４を介してハウジング５１に連結されるとともに、副変速機出力軸５９にも連結されている。なお、ハウジング５１は、エンジン出力軸２に、これと一体のドライブプレート５２を介して接続される。

高速段選択クラッチ５４は、ハウジング５１に設けられたドライブ側部分と、高速段用ダンパ５７及びキャリア５３ｃを介して副変速機出力軸５９に連結されたドリブン側部分と、の間に複数のプレートが介在されて構成される。この高速段選択クラッチ５４は、トランスミッションコントローラ４１に接続され制御される高速段選択クラッチソレノイド４９により、図示しないピストンにクラッチ油圧を作用させてプレートを押圧し副変速機出力軸５９をエンジン１からの動力によりエンジン出力軸２及びハウジング５１と一体となって回転させる締結状態（高速段選択状態）と、ピストンに作用するクラッチ油圧を排出することによりワンウェイクラッチ５５を作用させてエンジン１からの動力を、減速して副変速機出力軸５９に伝達する解放状態（低速段選択状態）と、に切り換え可能とされている。

なお高速段用ダンパ５７は、このダンパ特性を上記の高速段選択状態で要求される特性に設定し、低速段用ダンパ５８は、上記の低速段選択状態で要求される特性に設定しておく。

次に作用を説明する。
［高速段選択時］

高速段選択時には、トランスミッションコントローラ４１が、油圧コントロールユニット３２内の図示しないバルブを切り換えて、高速段選択クラッチ５４へ圧油を供給し始めるように制御し、高速段選択クラッチ５４が締結される。このとき高速段用ダンパ５７からの回転が低速段用ダンパ５８を経由することなくキャリア５３ｃを経て副変速機出力軸５９にそのまま伝達される。
［低速段選択時］
低速段選択時には、トランスミッションコントローラ４１が、油圧コントロールユニット３２内の図示しないバルブを切り換えて、高速段選択クラッチ５４の油圧を排出するように制御するので、高速段選択クラッチ５４は解放される。高速段選択クラッチ５４が解放されているときは、エンジン出力軸２の回転が低速段用ダンパ５８を経由して単純遊星歯車５３のサンギヤ５３ｓに達する。ここでサンギヤ５３ｓは、高速段選択クラッチ５４が解放されているため、またワンウェイクラッチ５５がリングギヤ５３ｒのエンジン１と逆方向の回転を阻止しているため、キャリア５３ｃを減速下に同方向へ回転駆動する結果、エンジン１からの動力は減速されて副変速機出力軸５９に伝達される。
［高速段／低速段 発進クラッチ制御処理］

図４は本実施例２のトランスミッションコントローラ４１にて実行される発進クラッチ制御処理の流れを示すフローチャートで、ステップＳ２０１乃至ステップＳ２０９は、図２のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０９とそれぞれ同様の処理を行うので、ここではそれらの説明を省略する。

ステップＳ２１０では、フラグPfwdにdrug2が入力されているか否か、つまり車両用変速機内の油温が所定温度Tsより低くく、かつシフトレバーが走行位置にあり、かつアクセル開度が設定値Cより大きい状態にあるか否かを判断し、YESの場合ステップＳ２１１、NOの場合はステップＳ２１２へそれぞれ移行する。

ステップＳ２１１では、高速段選択クラッチソレノイド４９を高速段側に操作して、高速段選択クラッチ５４を締結するのに対し、ステップＳ２１２では、同じく高速段クラッチソレノイド４９を低速段側に操作して、高速段選択クラッチを解放する。

ステップＳ２１３では、ステップＳ２０９で決定された制御により、前進クラッチソレノイド４７、又は後退ブレーキソレノイド４８を操作する。

次に、効果を説明する。

実施例１の効果に加え、

（５）シフトレバーがP位置にあるときに、前後進切換機構６へは高速段での回転入力となるので、単位時間当たりのクラッチのスリップ量が大きく、油の粘度低下が速やかに行われ、また駆動輪側へ伝達するトルクも小さくなって車両停止に好都合となる。したがって、燃費の向上、油圧回路の応答安定性の確保、変速フィーリングの速やかな向上、また駆動力伝達部材の耐力の向上を達成することができる。

（６）シフトレバーが、D位置、R位置といった走行位置にあり、かつアクセルペダルが設定値より大きく踏まれているときに、前後進切換機構６へは低速段での回転入力となるので、トルクがエンジン１からの出力トルクより増大される。したがって、発進クラッチをスリップさせて油温を上昇させながら、駆動輪側への駆動トルクも確保して、車両を走行させることができる。

（７）シフトレバーが、D位置、R位置といった走行位置にあり、かつブレーキペダルが踏まれているときに、前後進切換機構６へは高速段での回転入力となるので、発進クラッチの摩擦発熱を促進しながら、トルクが弱められ車両停止に好都合となる。したがって、ドライバの車両停止意思を損なわずに、油の粘度低減を行うことができ、また駆動輪側への伝達トルクも小さくできる。

実施例３は、実施例１又は実施例２のシステムに加え、前・後輪の横滑りを感知すると、各車輪のブレーキ力やエンジン出力を制御し車両の安定性を向上させるビークルダイナミックスコントロールシステム（以下、VDCシステムと表記する）を備えた構成とされている。なお、VDCは、Vehicle Dynamics Controlの略称である。VDCシステムは、本発明における走行安定化装置にあたる。

以下に、構成を説明する。

図５は、走行安定化装置を備えた車両の油圧制御回路と電気制御回路と、の構成を示す全体システム図である。実施例３では図示していないが、発進クラッチや変速機等に図１の実施例１、又は図３の実施例２と同様の発進クラッチやベルト式無段変速機等を用いる。

走行安定化装置は、VDCシステムのほかに、駆動輪がホイールスピンを起こしそうになると、アクセル開度、エンジン供給燃料を制御し、駆動トルクを減少させ、加速性の向上、車両の安定性を図る、トラクションコントロールシステム（以下、TCSと表記する）、電子制御で制動力をコントロールして４輪ロックを防止し、急制動時の安定性を向上させるアンチロックブレーキシステム（以下、ABSと表記する）を有する。なお、TCSはTraction Control System、ABSはAnti-lock Brake Systemの略称である。

走行安定化装置は、VDC/TCS/ABSコントロールユニット６１と、VDC/TCS/ABSコントロールユニット６１からのアクチュエータ駆動信号を受けて、各車輪のブレーキ液圧調整を行うVDC/TCS/ABSアクチュエータ６２と、VDC/TCS/ABSコントロールユニット６１に接続されたセンサ類６３〜６９と、を備えている。

VDC/TCS/ABSコントロールユニット６１は、エンジンコントローラ４０と、トランスミッションコントローラ４１と、ステアリングホイールの操舵角を検出する舵角センサ６３と、ヨーレートと横Ｇとを検出するヨーレート/横Ｇセンサ６４と、ブレーキ操作量を検出する圧力センサ６５と、各車輪の回転数を検出する車輪回転センサ６６、６７、６８、６９とが接続されており、これらから入力される情報を利用して、VDC/TCS/ABSアクチュエータ６２や、エンジンコントローラ４０や、トランスミッションコントローラ４１等に対して制御信号を出力するようにしてある。また、走行状態や電気系統の異常を、ABS警告灯７１と、VDC OFF表示灯７２と、SLIP表示灯７３を点灯させて、ドライバに知らせるようにしてある。

エンジンコントローラ４０は、VDC/TCS/ABSコントロールユニット６１からの情報を受けて、電子制御スロットル７０やエンジン１の制御を行う。

VDC/TCS/ABSコントロールユニット６１は、VDC/TCS/ABSアクチュエータ６２を介して４輪それぞれのブレーキ圧を制御する。

次に、作用を説明する。
［VDCシステム］

VDC/TCS/ABSコントロールユニット６１は、操舵角センサ６３からのステアリング操舵角量と、圧力センサ６５からのブレーキ操作量とに基づいて目標横滑り量を演算し、ヨーレート/横Ｇセンサ６４からのヨーレート及び横Ｇと車輪回転センサ６６、６７、６８、６９からの各車輪の回転数とに基づいて実横滑り量を演算して、この実横滑り量と目標横滑り量とを比較する。そして、目標横滑り量と実横滑り量との差に応じた駆動信号をVDC/TCS/ABSアクチュエータ６２に出力し、各車輪のブレーキの制動力の調整を行うと共にエンジンコントローラ４０に制御信号を出力し、エンジン出力を制御する。

また、VDCシステム作動時にはSLIP表示灯７３の点滅によってドライバにシステムの作動を知らせる。
［TCS］

VDC/TCS/ABSコントロールユニット６１は、各車輪の車輪回転センサにより、各車輪のホイールスピン状態を検出する。ドライバがアクセルペダルを踏み込みホイールスピン量が大きくなると、VDC/TCS/ABSアクチュエータ６２に駆動信号を出力し、ブレーキの制動力の調整を行ってホイールスピンを抑えると共にエンジンコントローラ４０に制御信号を出力し、エンジン出力を下げるように制御する。

また、TCS作動時にはSLIP表示灯７３の点滅によってドライバにシステムの作動を知らせ、TCSの異常、又はドライバの任意でTCSをキャンセルした場合にTCS表示灯を点灯させる。
［ABS］

各車輪回転センサ６６、６７、６８、６９からの情報から各車輪速度、擬似車速を演算し、ブレーキ作動時の車輪スリップ状態を常時監視し、車輪がスリップを始めるとブレーキ液圧の保持信号を、スリップが大きくなると減圧信号を、スリップが小さくなると増圧信号をアクチュエータに送り、車輪のスリップ率を適正な状態に保持する。
［走行安定化装置を用いた油粘度低減処理］

図６は、トランスミッションコントローラ４１と、図５のVDC/TCS/ABSコントロールユニット６１と、で実行される発進クラッチ制御処理の流れを示すフローチャートで、ステップＳ３０１乃至ステップＳ３０９は、図２のステップＳ１０１乃至ステップＳ１０９とそれぞれ同様の処理を行うので、それらの説明を省略する。

ステップＳ３１０では、フラグPfwgにdrug3が入力されているか否か、つまり車両用変速機内の油温が所定温度Tsより低くく、かつ、シフトレバーがD位置又はR位置といった走行位置にあり、ブレーキが踏まれている状態になっているか否かを判断し、YESの場合はステップＳ３１１へ、NOの場合はステップＳ３１２へ移行する。

ステップＳ３１１では、VDCシステムによりブレーキを作動し、ステップＳ３１２では、ステップＳ３０９で決定された制御により、前進クラッチソレノイド４７、又は後退ブレーキソレノイド４８を操作する。

次に、効果を説明する。

本実施例３では、上記実施例１や実施例２の効果に加え、

（８）油温が所定温度Tsより低く、かつシフトレバーがD位置、又はR位置にあり、ブレーキが踏まれているときには、VDCシステムによりブレーキを作動させるとともに、発進クラッチをスリップさせるので、ドライバの車両停止意思を損なわずに、油の温度上昇を行ってその粘度低減を行うことができる。

以上、本発明の車両の発進クラッチ制御装置を実施例１乃至実施例３に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加は許容される。

実施例１乃至実施例３では、発進クラッチ制御装置をベルト式無段変速機搭載車の前進クラッチと後退ブレーキの締結制御に適用する例を示したが、有段自動変速機搭載車やトロイダル式無段変速機搭載車や自動MT搭載車やハイブリッド車や電気自動車等、要するに発進時に締結し駆動源からの入力トルクを伝達する発進摩擦要素を有する様々な車両に適用することができる。

実施例１の発進クラッチ制御装置が適用されたベルト式無段変速機搭載車の駆動系と制御系を示す全体システム図である。 実施例１のトランスミッションコントローラにて実行される発進クラッチ制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例２の発進クラッチ制御装置が適用されたベルト式無段変速機搭載車の駆動系と制御系を示す全体システム図である。 実施例２のトランスミッションコントローラにて実行される発進クラッチ制御処理の流れを示すフローチャートである。 実施例３のVDCシステムを備えた、車両安定制御システムの油圧制御回路と電気制御回路を示す全体システム図である。 実施例３のトランスミッションコントローラにて実行される発進クラッチ制御処理の流れを示すフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ エンジン出力軸
３ トーショナルダンパ
４ フライホイール
５ クラッチ入力軸
６ 前後進切換機構
７ クラッチ出力軸
８ プライマリプーリ
９ CVTベルト
１０ セカンダリプーリ
１１ セカンダリプーリ軸
１２ 出力ギヤ
１３ ドライブギヤ
１４ ディファレンシャルギヤ
１５，１６ ドライブシャフト
１７，１８ 駆動輪
１９ ベルト式無段変速機
２０ 前進クラッチ
２１ 後退ブレーキ
２２ 単純遊星歯車
２３ 変速機ケース
３０ オイルタンク
３１ オイルポンプ
３２ 油圧コントロールユニット
３３ プライマリプーリ油室
４０ エンジンコントローラ
４１ トランスミッションコントローラ
４２ シフトレバーセンサ
４３ 油温センサ
４４ ブレーキ踏力センサ
４５ 車速センサ
４７ 前進クラッチソレノイド
４８ 後退ブレーキソレノイド
４９ 高速段選択クラッチソレノイド
５０ 上流副変速機
５１ ハウジング
５２ ドライブプレート
５３ 単純遊星歯車
５４ 高速段選択クラッチ
５５ ワンウェイクラッチ
５６ 中空固定軸
５７ 高速段用ダンパ
５８ 低速段用ダンパ
５９ 副変速機出力軸
６１ VDC/TCS/ABSコントロールユニット
６２ VDC/TCS/ABSアクチュエータ
６３ 舵角センサ
６４ ヨーレート/横Ｇセンサ
６５ 圧力センサ
６６、６７、６８、６９ 車輪回転センサ
７０ 電子制御スロットル
７１ ABS警告灯
７２ VDC OFF表示灯
７３ SLIP表示灯
８１ 右前輪
８２ 左前輪
８３ 右後輪
８４ 左後輪
８５ マスターシリンダ

Claims (11)

1. エンジンと変速機との間に発進摩擦要素を配置した車両の発進摩擦要素制御装置において、
   変速機内の油粘度を推定する油粘度推定手段と、
   前記油粘度推定手段により、前記車両用変速機内の油粘度が設定値より大きいと推定され、シフトレバーが走行位置にあり、かつアクセルが設定値より大きく踏まれているときに、前記発進摩擦要素をスリップ状態にすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
   
   
2. 請求項１に記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   シフトレバーがパーク位置にあるときに、前記発進摩擦要素をスリップ状態にすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
3. 請求項１又は請求項２のいずれかに記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   ブレーキペダルが踏まれているときに、前記発進摩擦要素をスリップさせることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
4. 請求項２に記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   前記発進摩擦要素の上流側に配置された副変速装置を高速段側にすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
5. 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４のいずれかに記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   前記発進摩擦要素の上流側に配置された副変速装置を低速段側にすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
6. 請求項５に記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   ブレーキペダルが踏まれているときには、前記副変速装置を高速段側にすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
7. 請求項３又は請求項６のいずれかに記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   ブレーキペダルが踏み込まれたときには、車両の走行の安定化を図る車両走行安定化装置により、車輪のブレーキを作動させることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   車両の変速機内の油粘度が高いほど、前記発進摩擦要素のスリップ量を大きくすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   車両のアクセルペダルが踏み込まれるほど、前記発進摩擦要素のスリップ量を大きくすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
10. 請求項３、請求項６、請求項７のいずれかに記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
    前記発進摩擦要素はブレーキペダルが強く踏み込まれるほど、スリップ量を大きくすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
11. 請求項１乃至請求項１０のいずれかに記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
    前記発進摩擦要素は前進用摩擦要素と後退用摩擦要素とからなり、前記油粘度が設定値より大きいときには、前記前進用摩擦要素と前記後退用摩擦要素とを共にスリップ状態にすることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
    

Images