JP5501083B2 - 車両の動力伝達制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、車両の動力伝達制御装置に関する。
従来より、車両のエンジンから動力が入力される入力軸と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸の何れか一方の軸に対して相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に前記軸に設けられた1つ又は複数のスリーブと、を備えた変速機が広く知られている(特許文献1等を参照)。
この変速機において、各スリーブは、「確立状態」又は「非確立状態」をスリーブの軸方向の位置(スリーブストローク)に応じて選択的に達成する。「確立状態」とは、スリーブが設けられた軸に相対回転可能に設けられた対応する遊転ギヤと連結して前記対応する遊転ギヤを前記軸に対して相対回転不能に固定することにより対応する変速段が確立される状態を指す。「非確立状態」とは、スリーブが前記対応する遊転ギヤと連結せずに前記対応する遊転ギヤを前記軸に対して相対回転可能とすることにより対応する変速段が確立されない状態を指す。
特許2543874号
この変速機には、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間に介装されて、クラッチの軸方向の位置(クラッチストローク)の調整により、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との間において伝達可能な最大トルク(クラッチトルク)を調整可能なクラッチが組み合わされ得る。
近年、上記変速機と、上記クラッチと、上記各スリーブのスリーブストロークを調整するスリーブアクチュエータ及び上記クラッチのクラッチストロークを調整するクラッチアクチュエータを車両の走行状態に応じて制御する制御手段と、を備えた動力伝達制御装置が開発されてきている。係る動力伝達制御装置は、オートメイテッド・マニュアル・トランスミッション(AMT)とも呼ばれる。
係る動力伝達制御装置において、上述のように、クラッチトルクは、クラッチストロークを調整することにより調整される。より具体的には、クラッチストロークとクラッチトルクとの関係(ストローク−トルク特性)を規定するマップが作製される(後述する図3、図6等参照)。このマップと達成すべき(目標)クラッチトルクとに基づいて、目標クラッチストロークが決定される。そして、実際のクラッチストロークが目標クラッチストロークと一致するようにクラッチアクチュエータが制御される。これにより、実際のクラッチトルクが目標クラッチトルクと一致するように調整される。
ところで、実際の「ストローク−トルク特性」は、クラッチの摩擦部材の摩耗等により変化し得る。従って、実際の特性がマップに規定された特性からずれる場合が発生し得る。この場合、この「ずれ」に起因して、目標クラッチストロークが本来決定されるべき値に決定され得ず、この結果、実際のクラッチトルクが目標クラッチトルクと異なる値に調整される事態が発生し得る。
係る事態に対処するためには、マップに規定される「ストローク−トルク特性」を実際の「ストローク−トルク特性」と一致するように補正する必要がある。以下、クラッチの「接合状態」と「分断状態」との境界に対応するクラッチストロークを「係合開始点」(或いは、タッチ点、スタンバイ点)と呼ぶ(図3を参照)。
マップに規定された特性に対する実際の特性のずれの傾向は、係合開始点のずれとして現れる。このため、従来より、エンジンの始動後などの「車両停止中、且つ、変速機における1つ又は複数のスリーブの全てが非確立状態にあり(即ち、変速機がニュートラル状態にあり)、且つ、クラッチが分断状態にあり、且つ、エンジンの運転中」において、クラッチストロークを実際に変化させることにより係合開始点を取得し、取得した係合開始点に基づいて「ストローク−トルク特性」を規定するマップを補正することが広く行われている。
具体的には、例えば、図11に示す処理により係合開始点が取得され得る。即ち、この例では、クラッチが分断状態(クラッチトルク=0)にあることにより、変速機の入力軸の回転速度がゼロに維持された状態が想定されている(時刻tA以前)。この状態において、時刻tAからクラッチストロークが原位置(ゼロ)から圧着方向に向けて増大される。これにより、クラッチトルクがゼロから増大していくことにより、変速機の入力軸の回転速度がゼロから増大していく。このように増大していく変速機の入力軸の回転速度が所定の閾値(微小値)を超えたことに基づいて、その時点でのクラッチストロークが係合開始点として取得される。
しかしながら、実際には、クラッチが分断状態(クラッチトルク=0)にあるにもかかわらず、エンジンの出力軸の回転に起因して変速機の入力軸に微小の回転トルクが伝達され、変速機の入力軸が比較的小さい回転速度で回転する現象が発生し得る。この現象は、例えば、変速機の入力軸のクラッチ側の端部がエンジンの出力軸側(具体的には、フライホイール等)に設けられたベアリング等により支持される場合におけるベアリングの摺動抵抗、クラッチが湿式クラッチの場合におけるクラッチ内部の潤滑油の粘性抵抗等に基づいて発生する。
この現象に起因して、図12に示すように、クラッチが分断状態(クラッチトルク=0)にある時刻tA以前において既に変速機の入力軸が前記閾値よりも大きい回転速度で回転する事態が発生し得る。このような場合、上述した手法では、係合開始点の取得が困難になるという問題が発生する。
以上のことを鑑み、本発明の目的は、クラッチが分断状態にあるときにエンジン回転に起因して変速機の入力軸が僅かに回転(連動)する現象が発生してもクラッチの係合開始点を確実に取得できる車両の動力伝達制御装置を提供することにある。
本発明に係る車両の動力伝達制御装置は、変速機(T/M)と、クラッチ(C/T)と、制御手段(ECU,AC,AS1,AS2,AS3)とを備える。前記変速機は、車両のエンジンから動力が入力される入力軸(Ai)と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸(Ao)と、前記入力軸及び前記出力軸の何れか一方の軸に対して相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に前記軸に設けられた1つ又は複数のスリーブ(S1,S2,S3)と、前記各スリーブに対応して設けられた1つ又は複数のシンクロ機構(Z1,Z2,Z3)と、を備える。
前記各スリーブは、前記「確立状態」又は前記「非確立状態」を前記スリーブの軸方向の位置(スリーブストローク)に応じて選択的に達成する。前記各シンクロ機構は、前記対応するスリーブのスリーブストロークが前記「非確立状態」に対応する位置から前記「確立状態」に対応する位置に向けて変更される際に前記対応するスリーブ及び前記対応する遊転ギヤに対して両者の間の回転速度差を小さくする方向の摩擦トルクを付与するシンクロ作動を行う。
前記クラッチ(摩擦クラッチ)は、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間に介装され、クラッチの軸方向の位置(クラッチストローク)の調整により、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間において伝達可能な最大トルク(クラッチトルク)を調整可能となっている。
前記制御手段は、前記車両の走行状態に応じて、前記1つ又は複数のスリーブのスリーブストローク、及び、前記クラッチのクラッチストロークをアクチュエータを用いて制御する。前記各スリーブストロークは、スリーブアクチュエータにより、スリーブストロークセンサの検出結果が目標値と一致するようにフィードバック制御される。前記クラッチストロークは、クラッチアクチュエータにより、クラッチストロークセンサの検出結果が目標値と一致するようにフィードバック制御される。
この動力伝達制御装置の特徴は、前記制御手段が、「前記車両の停止中、且つ、前記変速機における前記1つ又は複数のスリーブの全てが前記非確立状態にあり、且つ、前記クラッチが前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統が形成されない分断状態にあり、且つ、前記エンジンの運転中」において、前記1つ又は複数のスリーブの何れか1つ(特定スリーブ)のスリーブストロークを調整して、「前記特定スリーブが前記非確立状態にあり且つ前記特定スリーブに対応する前記シンクロ機構が前記シンクロ作動を行う状態」(シンクロ状態)を実現し、前記シンクロ状態において前記クラッチストロークを調整して、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統が形成される接合状態と前記動力伝達系統が形成されない前記分断状態との境界に対応するクラッチストロークを係合開始点として取得する取得手段を備えたことにある。ここで、「前記変速機における前記1つ又は複数のスリーブの全てが前記非確立状態にある」ことは、前記変速機が、何れの変速段も確立されていないニュートラル状態にあることを意味する。
これによれば、係合開始点の取得のためにクラッチストロークが調整される前の段階で、前記「シンクロ状態」が実現される。即ち、特定スリーブに対応するシンクロ機構の前記「シンクロ作動」により、特定スリーブ及び特定スリーブに対応する遊転ギヤに対して前記摩擦トルクが作用する。ここで、車両が停止中(即ち、変速機の出力軸の回転が停止中)であることを考慮すると、この摩擦トルクは、変速機の入力軸に対してその回転を止める方向(減速方向)のトルクとして働く。
従って、係合開始点の取得のためにクラッチストロークが調整される前の段階において上述した「クラッチが分断状態にあるときにエンジン回転に起因して変速機の入力軸が僅かに回転(連動)する現象」が発生していても、上述の減速方向のトルクにより、変速機の入力軸の回転を止めることができる。この結果、変速機の入力軸の回転が停止した状態にてクラッチストロークを調整開始することができる。従って、クラッチの係合開始点が確実に取得され得る。加えて、このように取得された係合開始点に基づいて、クラッチの「ストローク−トルク特性」を規定するマップを補正することができる。
具体的には、前記取得手段は以下のように構成され得る。先ず、前記特定スリーブのスリーブストロークが前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更される。その後、前記スリーブストロークが前記シンクロ状態に対応する予め定められた位置に達したことに基づいて、前記スリーブストロークの前記変更が終了され、且つ、前記クラッチストロークが前記分断状態に対応する位置から圧着方向に向けて変更開始される。その後、前記変速機の入力軸の回転速度の推移に基づいて前記係合開始点が取得される。
また、前記取得手段は以下のようにも構成され得る。先ず、前記特定スリーブのスリーブストロークが前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更される。その後、前記変速機の入力軸の回転速度が減少開始したことに基づいて、前記スリーブストロークの前記変更が終了され、且つ、前記クラッチストロークが前記分断状態に対応する位置から圧着方向に向けて変更開始される。その後、前記変速機の入力軸の回転速度の推移に基づいて前記係合開始点が取得される。
また、前記取得手段は以下のようにも構成され得る。先ず、前記特定スリーブのスリーブストロークが前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更される。その後、前記変速機の入力軸の回転速度が減少開始したことに基づいて、前記スリーブストロークの前記変更が終了される。その後、前記変速機の入力軸の回転速度がゼロに達したことに基づいて、前記クラッチストロークが前記分断状態に対応する位置から圧着方向に向けて変更開始される。その後、前記変速機の入力軸の回転速度の推移に基づいて前記係合開始点が取得される。
ここにおいて、前記係合開始点は、前記変速機の入力軸の回転速度が増大しながら予め定められた微小値を超えたことに基づいて取得され得る。或いは、前記係合開始点は、前記変速機の入力軸の回転速度がゼロから増大を開始したことに基づいても取得され得る。
本発明の実施形態に係る動力伝達制御装置を示した模式図である。 図1に示したスリーブのスリーブストロークと、変速機の状態との関係を説明するための図である。 図1に示したクラッチについての「ストローク−トルク特性」を規定するマップを示したグラフである。 図1に示したECUにより実行される係合開始点取得処理の流れを示したフローチャートである。 図4に示した処理に基づいて係合開始点が取得される場合の一例を示したタイムチャートである。 取得された係合開始点に基づいて行われる、「ストローク−トルク特性」を規定するマップの補正について説明するための図である。 本発明の実施形態の変形例に係る動力伝達制御装置のECUにより実行される係合開始点取得処理の流れを示したフローチャートである。 図7に示した処理に基づいて係合開始点が取得される場合の一例を示したタイムチャートである。 本発明の実施形態の他の変形例に係る動力伝達制御装置のECUにより実行される係合開始点取得処理の流れを示したフローチャートである。 図9に示した処理に基づいて係合開始点が取得される場合の一例を示したタイムチャートである。 従来の動力伝達装置により係合開始点が正常に取得される場合の一例を示したタイムチャートである。 「クラッチが分断状態にあるときにエンジン回転に起因して変速機の入力軸が僅かに回転(連動)する現象」に起因して、従来の動力伝達装置により係合開始点が正常に取得され得ない場合の一例を示したタイムチャートである。
以下、本発明の実施形態に係る車両の動力伝達制御装置(本装置)について図面を参照しながら説明する。本装置は、変速機T/Mと、クラッチC/Tと、ECUとを備えている。この変速機T/Mは、車両前進用に5つの変速段(1速〜5速)、及び、車両後進用に1つの変速段(リバース)を備えている。
図1に示すように、変速機T/Mは、入力軸Aiと、出力軸Aoとを備える。入力軸Aiの両端は、一対のベアリングを介して回転可能にハウジング(ケース)Hgに支持されている。出力軸Aoの両端は、一対のベアリングを介して回転可能にハウジングHgに支持されている。出力軸Aoは、入力軸Aiからずれた位置で入力軸Aiと平行に配置されている。入力軸Aiは、クラッチC/Tを介して車両の駆動源であるエンジンE/Gの出力軸AEと接続されている。出力軸Aoは、車両の駆動輪と動力伝達可能に接続されている。
以下、軸に相対回転不能に設けられたギヤを「固定ギヤ」と呼び、軸に相対回転可能に設けられたギヤを「遊転ギヤ」と呼ぶ。固定ギヤは、周知の嵌合手法の1つを利用して、軸に相対回転不能且つ軸方向に相対移動不能に固定されている。遊転ギヤは、例えば、ニードルベアリングを介して軸に相対回転可能に配設されている。また、ハブは、固定ギヤと同様、周知の嵌合手法の1つを利用して、軸に相対回転不能且つ軸方向に相対移動不能に固定されている。ハブの円筒外周面には、(外)スプラインが形成されている。
入力軸Aiにおける1対のベアリングの間には、図1において左側から順に、リバースの駆動ギヤGRi、5速の駆動ギヤG5i、4速の駆動ギヤG4i、3速の駆動ギヤG3i、2速の駆動ギヤG2i、リバースの駆動ギヤGRi、1速の駆動ギヤG1iが同軸的に備えられている。駆動ギヤGRi,G1i,G2i,G3i,G4i,G5i,GRiは全て固定ギヤである。駆動ギヤGRiは、入力軸Aiと平行に配置されたアイドル軸Adに設けられたアイドルギヤGRdと常時歯合する。
出力軸Aoにおける1対のベアリングの間には、図1において左側から順に、リバースの被動ギヤGRo、ハブH3、5速の被動ギヤG5o、4速の被動ギヤG4o、ハブH2、3速の被動ギヤG3o、2速の被動ギヤG2o、ハブH1、1速の被動ギヤG1oが同軸的に備えられている。被動ギヤG1o,G2o,G3o,G4o,G5oは全て遊転ギヤである。
被動ギヤG1o,G2o,G3o,G4o,G5oはそれぞれ、駆動ギヤG1i,G2i,G3i,G4i,G5iと常時噛合している。被動ギヤGRoは、アイドルギヤGRdと常時歯合する。即ち、リバースの被動ギヤGRoは、アイドルギヤGRdを介してリバースの駆動ギヤGRiと接続されている。
ハブH1の外周には、円筒状のスリーブS1が、軸方向に移動可能に常時スプライン嵌合している。スリーブS1が図1に示す位置(原位置)にある場合、スリーブS1は、被動ギヤG1oと一体回転する1速ピース、及び、被動ギヤG2oと一体回転する2速ピースに対して共にスプライン嵌合しない。スリーブS1が原位置より軸方向において右側の位置(1速位置)に移動すると、スリーブS1が1速ピースに対してスプライン嵌合し、軸方向において左側の位置(2速位置)に移動すると、スリーブS1が2速ピースに対してスプライン嵌合する。
ハブH2の外周には、円筒状のスリーブS2が、軸方向に移動可能に常時スプライン嵌合している。スリーブS2が図1に示す位置(原位置)にある場合、スリーブS2は、被動ギヤG3oと一体回転する3速ピース、及び、被動ギヤG4oと一体回転する4速ピースに対して共にスプライン嵌合しない。スリーブS2が原位置より軸方向において右側の位置(3速位置)に移動すると、スリーブS2が3速ピースに対してスプライン嵌合し、軸方向において左側の位置(4速位置)に移動すると、スリーブS2が4速ピースに対してスプライン嵌合する。
ハブH3の外周には、円筒状のスリーブS3が、軸方向に移動可能に常時スプライン嵌合している。スリーブS3が図1に示す位置(原位置)にある場合、スリーブS3は、被動ギヤG5oと一体回転する5速ピース、及び、被動ギヤGRoと一体回転するリバースピースに対してスプライン嵌合しない。スリーブS3が原位置より軸方向において右側の位置(5速位置)に移動すると、スリーブS3が5速ピースに対してスプライン嵌合し、軸方向において左側の位置(リバース位置)に移動すると、スリーブS3がリバースピースに対してスプライン嵌合する。
このように、この変速機T/Mは、「それぞれが入力軸又は出力軸に同軸的且つ相対回転不能に設けられた複数の固定ギヤであってそれぞれが複数の変速段のそれぞれに対応する複数の固定ギヤ」と、「それぞれが入力軸又は出力軸に同軸的且つ相対回転可能に設けられた複数の遊転ギヤであってそれぞれが複数の変速段のそれぞれに対応するとともに対応する変速段の固定ギヤと常時歯合する複数の遊転ギヤ」と、「それぞれが入力軸又は出力軸に同軸的且つ相対回転不能に設けられた複数のハブ」と、「それぞれが対応するハブに同軸的且つ相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に嵌合された複数のスリーブであってそれぞれが対応する遊転ギヤを対応する軸に対して相対回転不能に固定するために対応する遊転ギヤと係合可能な複数のスリーブ」と、を備える。
スリーブS1,S2,S3の軸方向位置はそれぞれ、スリーブアクチュエータAS1,AS2,AS3により個別に調整される。スリーブS1,S2,S3が共に原位置にあると、入力軸Aiと出力軸Aoとの間で動力伝達系統が形成されないニュートラル状態が得られる。ニュートラル状態においてスリーブS1が1速位置へ移動すると、1速の減速比を有する動力伝達系統が形成される(1速が確立される)。ニュートラル状態においてスリーブS1が2速位置へ移動すると、2速の減速比を有する動力伝達系統が形成される(2速が確立される)。ニュートラル状態においてスリーブS2が3速位置へ移動すると、3速の減速比を有する動力伝達系統が形成される(3速が確立される)。ニュートラル状態においてスリーブS2が4速位置へ移動すると、4速の減速比を有する動力伝達系統が形成される(4速が確立される)。ニュートラル状態においてスリーブS3が5速位置へ移動すると、5速の減速比を有する動力伝達系統が形成される(5速が確立される)。ニュートラル状態においてスリーブS3がリバース位置へ移動すると、リバースの減速比を有する動力伝達系統が形成される(リバースが確立される)。
また、スリーブS1及び/又は「1速及び2速ピース」にはシンクロ機構Z1が備えられ、スリーブS2及び/又は「3速及び4速ピース」にはシンクロ機構Z2が備えられ、スリーブS3及び/又は「5速及びリバースピース」にはシンクロ機構Z3が備えられている。各シンクロ機構は、周知の構成の1つを備えている。各シンクロ機構は、対応するスリーブが「原位置」から「対応する変速段の位置」に向けて移動する際、「対応するスリーブ」及び「対応する変速段の遊転ギヤと一体のピース」に対して両者の間の回転速度差を小さくする方向の摩擦トルクを付与する(シンクロ作動を行う)。
以下、スリーブの「原位置」からの軸方向の(相対)移動量をスリーブストロークSStと呼ぶ。スリーブが「原位置」にあるとき、スリーブストロークSStが「0」となる。図2に示すように、各スリーブについて、0≦SSt<SS1では、スリーブとピースとがスプライン嵌合せず且つシンクロ作動も行われない(前記摩擦トルクが発生しない)状態(即ち、ニュートラル状態)が得られる。SS1≦SSt<SS2では、スリーブとピースとがスプライン嵌合しないがシンクロ作動が行われる(前記摩擦トルクがする)状態が得られる。この状態を「シンクロ状態」と呼ぶ。SS2≦SStでは、スリーブとピースとがスプライン嵌合する状態(即ち、対応する変速段が確立された状態)が得られる。SS1,SS2は一定値である。
クラッチC/Tは、エンジンE/Gの出力軸AEと変速機T/Mの入力軸Aiとの間に介装されている。クラッチC/Tは、周知の構成の1つを有する摩擦クラッチである。即ち、エンジンE/Gの出力軸AEに設けられたフライホイールに対して、変速機T/Mの入力軸Aiに設けられたクラッチディスク(摩擦部材)の軸方向の位置が調整可能となっている。クラッチC/T(より正確には、クラッチディスク)の軸方向位置は、クラッチアクチュエータACにより調整される。
以下、クラッチC/Tの原位置(クラッチディスクがフライホイールから最も離れた位置)からの圧着方向への軸方向の移動量をクラッチストロークCStと呼ぶ。クラッチC/Tが「原位置」にあるとき、クラッチストロークCStが「0」となる。図3に示すように、クラッチストロークCStを調整することにより、クラッチC/Tが伝達可能な最大トルク(クラッチトルクTc)が調整される。「Tc=0」の状態では、エンジンE/Gの出力軸AEと変速機T/Mの入力軸Aiとの間で動力伝達系統が形成されない。この状態を「分断状態」と呼ぶ。また、「Tc>0」の状態では、出力軸AEと入力軸Aiとの間で動力伝達系統が形成される。この状態を「接合状態」と呼ぶ。
また、本装置は、車両の車輪の車輪速度を検出する車輪速度センサV1と、アクセルペダルAPの操作量(アクセル開度)を検出するアクセル開度センサV2と、シフトレバーSFの位置を検出するシフト位置センサV3と、を備えている。
更に、本装置は、電子制御ユニットECUを備えている。ECUは、上述のセンサV1〜V3からの情報等に基づいて、クラッチアクチュエータAC、並びにスリーブアクチュエータAS1〜AS3を制御することで、変速機T/Mの変速段、及びクラッチC/TのクラッチトルクTcを制御する。
なお、各スリーブストロークSStは、対応するスリーブストロークセンサ(図示せず)の検出結果が目標値と一致するようにフィードバック制御(サーボ制御)される。クラッチストロークCStは、クラッチストロークセンサ(図示せず)の検出結果が目標値と一致するようにフィードバック制御(サーボ制御)される。以上、本装置は、オートメイテッド・マニュアル・トランスミッション(AMT)を用いた動力伝達装置である。
(通常の制御)
本装置では、シフトレバーSFの位置が「自動モード」に対応する位置にある場合、ECU内のROM(図示せず)に記憶された変速マップと、上述のセンサからの情報とに基づいて選択すべき変速段(選択変速段)が決定される。シフトレバーSFの位置が「手動モード」に対応する位置にある場合、運転者によるシフトレバーSFの操作に基づいて選択変速段が決定される。変速機T/Mでは、選択変速段が確立される。選択変速段が確立されている間、クラッチトルクTcは、エンジンE/Gの駆動トルク(エンジントルク)よりも大きい範囲内(即ち、クラッチC/Tに滑りが発生しない範囲内)において任意の値に設定され得る。これにより、エンジンE/Gの出力軸AEと変速機T/Mの出力軸Aoとの間で、選択変速段の減速比を有する動力伝達系統が形成され、エンジントルクが駆動輪に伝達され得る。変速機T/Mの変速段が変更される場合(即ち、変速作動が行われる場合)、変速作動中の所定期間に亘って、クラッチC/Tが分断状態(Tc=0)とされる。また、車両の停止中等において、クラッチC/Tが分断状態(Tc=0)とされる。以上、本装置による通常の制御について説明した。
(係合開始点の取得)
上述したように、クラッチトルクTcは、クラッチストロークCStを調整することにより調整される。より具体的には、予め作製された図3に示す「ストローク−トルク特性」を規定するマップと、達成すべき(目標)クラッチトルクとに基づいて、目標クラッチストロークが決定される。実際のクラッチストロークCStがこの目標クラッチストロークと一致するようにクラッチアクチュエータACが制御される。これにより、実際のクラッチトルクTcが目標クラッチトルクと一致するように調整される。
ところで、実際の「ストローク−トルク特性」は、クラッチC/Tのクラッチディスクの摩耗等によって変化し得る。従って、実際の特性がマップに規定された特性からずれる場合が発生し得る。このような「ずれ」が発生している場合、目標クラッチストロークが本来決定されるべき値に決定され得ない。この結果、実際のクラッチトルクが目標クラッチトルクと異なる値に調整される事態が発生し得る。
係る事態に対処するためには、マップに規定される「ストローク−トルク特性」を実際の「ストローク−トルク特性」と一致するように補正する必要がある。ここで、クラッチの接合状態と分断状態との境界に対応するクラッチストロークを「係合開始点」(或いは、タッチ点、スタンバイ点)と呼ぶ(図3を参照)。マップに規定された特性に対する実際の特性のずれの傾向は、係合開始点のずれとして現れる。このため、本装置では、傾向開始点が実際に取得され、取得した係合開始点に基づいてストローク−トルク特性」を規定するマップが補正される。
係合開始点を取得するためには、クラッチストロークCStを実際に変化させて、少なくとも短期間に亘ってクラッチC/Tを分断状態(クラッチトルク=0)にする必要がある。このため、本装置では、エンジンE/Gの始動後などの「車両停止中、且つ、変速機T/Mがニュートラル状態にあり、且つ、クラッチC/Tが分断状態にあり、且つ、エンジンE/Gの運転中」において、係合開始点を取得する処理が行われる。
ここで、「発明の概要」の欄で述べたように、「クラッチC/Tが分断状態にあるときにエンジン出力軸AEの回転に起因して変速機の入力軸Aiが僅かに回転(連動)する現象」が発生すると、係合開始点の取得が困難になる。これに対し、本装置では、シンクロ機構の前記シンクロ作動により発生する前記摩擦トルクが変速機T/Mの入力軸Aiの回転を止める方向(減速方向)のトルクとして働くことを利用して、入力軸Aiの回転を止めた状態でクラッチストロークCStが調整開始される。
以下、本装置により実行される係合開始点を取得する処理(係合開始点取得処理)について、図4に示すフローチャート、並びに、図5に示すタイムチャートを参照しながら説明する。図5において、NEはエンジンE/Gの出力軸AEの回転速度(エンジン回転速度)であり、Niは変速機T/Mの入力軸Aiの回転速度である。なお、NE,Niはそれぞれ図示しないセンサからの情報に基づいて検出され得る。
本装置(ECU)では、先ず、ステップ405にて、取得条件が成立しているか否かが判定され、「No」と判定される場合、この処理が終了する。この取得条件は、例えば、「車両停止中であり、変速機T/Mがニュートラル状態にあり、クラッチC/Tが分断状態にあり、エンジンE/Gが運転中であり、且つその他の所定条件が成立している場合」に成立する。
図5に示す例では、取得条件が成立する時刻t1以前において、車両が停止し、変速機T/Mがニュートラル状態にあり(全てのスリーブのスリーブストロークSSt=0)、クラッチC/Tが分断状態にあり(クラッチストロークCSt=0)、エンジンE/Gが運転中(例えば、アイドリング状態)である(NE>0)。また、図5に示す例では、時刻t1以前において、上述した「クラッチC/Tが分断状態にあるときにエンジン出力軸AEの回転に起因して変速機T/Mの入力軸Aiが僅かに回転(連動)する現象」が発生している。この結果、時刻t1以前において、入力軸Aiの回転速度Niが、係合開始点取得のための閾値(微小値)Nrefよりも大きい値で推移している。
取得条件が成立していると(ステップ405にて「Yes」)、ステップ410にて、特定スリーブのスリーブストロークSStが「0」から徐々に増大される。ここで、特定スリーブとは、上述したスリーブS1,S2,S3のうちから予め選択された何れか1つである。図5に示す例では、時刻t1にて、上述した取得条件が成立している(ステップ405にて「Yes」)。この結果、ステップ410が実行されたことにより、特定スリーブのスリーブストロークSStが「0」から徐々に増大している。
ステップ415では、スリーブストロークSStが所定値Aに到達したか否かが判定され、「No」と判定される場合、ステップ410の処理が繰り返される。即ち、スリーブストロークSStが所定値Aに到達するまで、スリーブストロークSStの増大が継続される。そして、スリーブストロークSStが所定値Aに到達すると(ステップ415にて「Yes」)、ステップ420,425の実行により、スリーブストロークSStが現在の値に固定されるとともに、クラッチストロークCStが「0」から徐々に増大される。
図5に示した例では、時刻t2にて、スリーブストロークSStが所定値Aに到達している。従って、時刻t2以降、スリーブストロークSStが所定値Aに固定されるとともに、クラッチストロークCStが「0」から徐々に増大していく。
ここで、所定値Aは、上述した「シンクロ状態」に対応する値であり、具体的には、SS1≦A<SS2である(図2を参照)。従って、時刻t2では、「特定スリーブ」と「特定スリーブに対応する遊転ギヤと一体のピース」とがスプライン嵌合しない一方で、「特定スリーブに対応するシンクロ機構」においてシンクロ作動が行われている。即ち、「特定スリーブ」及び「特定スリーブに対応する遊転ギヤ」に対して前記摩擦トルクが作用している。
ここで、車両が停止中(即ち、変速機T/Mの出力軸Aoの回転が停止中)であることを考慮すると、この摩擦トルクは、変速機T/Mの入力軸Aiに対してその回転を止める方向(減速方向)のトルクとして働く。従って、時刻t2以降、この減速方向のトルクにより、入力軸Aiの回転速度Niは徐々に減少していき、「0」に達している。
一方、時刻t2以降において、クラッチストロークCStが実際の係合開始点を超えることでクラッチトルクTcが「0」より大きくなると、入力軸Aiはエンジン側から動力を受けるようになる。入力軸Aiが受けるこの動力は、クラッチストロークCStの増大によるクラッチトルクTcの増大により、徐々に増大していく。この結果、入力軸Aiの回転速度Niは、上述したように減速方向のトルクにより一旦「0」に達した後、クラッチトルクTcの増大により「0」から徐々に増大していく。
ステップ430では、入力軸Aiの回転速度Niが前記閾値Nrefを超えたか否かが判定され、「No」と判定される場合、ステップ425の処理が繰り返される。即ち、入力軸Aiの回転速度Niが閾値Nrefを超えるまで、クラッチストロークCStの増大が継続される。図5に示した例では、入力軸Aiの回転速度Niが閾値Nrefを超える時刻t3まで、クラッチストロークCStの増大が継続される。
入力軸Aiの回転速度Niが閾値Nrefを超えると、ステップ435にて、現在のクラッチストロークCStがクラッチC/Tの実際の係合開始点として取得される。図5に示した例では、時刻t3におけるクラッチストロークCStがクラッチC/Tの係合開始点CStlearnとして取得される。
そして、ステップ440では、終了処理が行われる。具体的には、クラッチストロークCSt、及び、特定スリーブのスリーブストロークSStが「0」まで徐々に戻される。図5に示した例では、時刻t3以降、先ず、クラッチストロークCStの減少が開始し、その後、スリーブストロークSStの減少が開始している。2つのストロークの減少開始の順序は逆であってもよい。そして、時刻t4にて、クラッチストロークCSt、及びスリーブストロークSStが共に「0」に戻されている。即ち、時刻t4にて、係合開始点取得処理が終了している。
このように取得された係合開始点Stlearnは、クラッチC/Tの「ストローク−トルク特性」を規定するマップの補正に供される。例えば、図6に示すように、ECU内のROMに現在記憶されているクラッチC/Tの「ストローク−トルク特性」を規定するマップにおける係合開始点がCStmem(<CStlearn)である場合、このマップの特性が、実線で示す特性から破線で示す特性に補正される。この補正以降、クラッチC/Tの目標クラッチストロークが本来決定されるべき値に決定されるようになる。この結果、クラッチC/Tの実際のクラッチトルクが目標クラッチトルクと一致するようになる。
(作用・効果)
以上、本装置によれば、係合開始点の取得のためにクラッチストロークCStが調整される前の段階において上述した「クラッチC/Tが分断状態にあるときにエンジン回転に起因して変速機の入力軸Aiが僅かに回転(連動)する現象」が発生していても、シンクロ作動に基づく上述した減速方向のトルクにより、変速機の入力軸Aiの回転を止めることができる。この結果、変速機の入力軸Aiの回転が停止した状態にてクラッチストロークCStを調整開始することができる。従って、クラッチC/Tの実際の係合開始点が確実に取得され得る。加えて、このように取得された係合開始点に基づいて、クラッチC/Tの「ストローク−トルク特性」を規定するマップを補正することができる。
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態では、「スリーブストロークSStが上述したシンクロ状態(図2を参照)に対応する所定値Aに到達したこと」に基づいて、スリーブストロークSStが固定され、且つ、クラッチストロークCStが「0」から増大されている(図4のステップ415、420、425、図5の時刻t2を参照)。
これに対し、図4、図5にそれぞれ対応する図7、図8に示すように、「変速機T/Mの入力軸Aiの回転速度Niが減少を開始したこと」に基づいて、スリーブストロークSStが固定され、且つ、クラッチストロークCStが「0」から増大されるように構成されてもよい(第1変形例、図7のステップ705、420、425、図8の時刻t2を参照)。なお、図7に示すフローチャートは、図4のステップ415をステップ705に置き換えた点においてのみ、図4に示すフローチャートと異なる。
また、図7、図8にそれぞれ対応する図9、図10に示すように、「変速機T/Mの入力軸Aiの回転速度Niが減少を開始したこと」に基づいて、先ず、スリーブストロークSStが固定され、その後、「入力軸Aiの回転速度Niが「0」に達したこと」に基づいて、クラッチストロークCStが「0」から増大されるように構成されてもよい(第2変形例、図9のステップ705、420、905、425、図10の時刻t2、t2’を参照)。なお、図9に示すフローチャートは、ステップ420とステップ425の間にステップ905を挿入した点においてのみ、図7に示すフローチャートと異なる。
なお、上記第2変形例は、「入力軸Aiの回転速度Niが「0」に達したこと」が確実に検出された後にクラッチストロークの調整がなされるので、上記第2変形例は、上記実施形態及び上記第1変形例と比べて、係合開始点がより一層確実に取得される点で優れる。一方、上記実施形態及び上記第1変形例は、スリーブストロークの固定とクラッチストロークの増大開始が同時期に行われるので、上記実施形態及び上記第1変形例は、上記第2変形例と比べて、より短い期間で係合開始点取得処理が完了する点で優れる。
また、上記実施形態、及び上記変形例では、「変速機T/Mの入力軸Aiの回転速度Niが増大しながら閾値Nrefを超えたこと」に基づいて係合開始点が取得されているが、「回転速度Niが「0」から増大を開始したこと」に基づいて係合開始点が取得されてもよい。
また、上記実施形態、及び上記変形例では、1本の入力軸を備えた変速機と、その1本の入力軸に接続された1つのクラッチと、を含む動力伝達制御装置が適用されているが、2本の入力軸を備えた変速機と、それら2本の入力軸のそれぞれと接続された2つのクラッチと、を含む動力伝達制御装置が適用されてもよい。この装置は、ダブル・クラッチ・トランスミッション(DCT)とも呼ばれる。
加えて、上記実施形態、及び上記変形例では、クラッチC/Tのクラッチストロークが徐々に増大していく過程において入力軸Aiの回転速度Niが増大しながら閾値Nrefを超えたことに基づいてクラッチC/Tの係合開始点が取得されているが、クラッチC/Tのクラッチストロークが徐々に減少していく過程において回転速度Niが減少しながら閾値Nref未満となったことに基づいてクラッチC/Tの係合開始点が取得されてもよい。
クラッチC/Tの実際の「ストローク−トルク特性」では、ヒステリシスの影響により、クラッチストロークが増大していく過程での特性とクラッチストロークが減少していく過程での特性との間で差異が生じ得る。従って、クラッチストロークが増大していく過程での係合開始点(クラッチトルクがゼロからゼロ以外に変化するクラッチストローク)とクラッチストロークが減少していく過程での係合開始点(クラッチトルクがゼロ以外からゼロに変化するクラッチストローク)との間でもずれが生じ得る。従って、このヒステリシスが考慮される場合、これら2つの係合開始点を区別して扱う必要がある。
T/M…手動変速機、E/G…エンジン、C/T…クラッチ、Ai…入力軸、Ao…出力軸、S1,S2,S3…スリーブ、Z1,Z2,Z3…シンクロ機構、AC…クラッチアクチュエータ、AS1〜AS3…スリーブアクチュエータ、V1…車輪速度センサ、V2…アクセル開度センサ、ECU…電子制御ユニット

Claims (4)

  1. 車両のエンジンから動力が入力される入力軸と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸の何れか一方の軸に対して相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に前記軸に設けられた1つ又は複数のスリーブと、前記各スリーブに対応して設けられた1つ又は複数のシンクロ機構と、を備えた変速機であって、前記各スリーブは、前記軸に相対回転可能に設けられた対応する遊転ギヤと連結して前記対応する遊転ギヤを前記軸に対して相対回転不能に固定することにより対応する変速段が確立される確立状態、又は、前記対応する遊転ギヤと連結せずに前記対応する遊転ギヤを前記軸に対して相対回転可能とすることにより対応する変速段が確立されない非確立状態、を前記スリーブの軸方向の位置であるスリーブストロークに応じて選択的に達成し、前記各シンクロ機構は、前記対応するスリーブのスリーブストロークが前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更される際に前記対応するスリーブ及び前記対応する遊転ギヤに対して両者の間の回転速度差を小さくする方向の摩擦トルクを付与するシンクロ作動を行う、変速機と、
    前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間に介装されたクラッチであって、クラッチの軸方向の位置であるクラッチストロークの調整により、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間において伝達可能な最大トルクであるクラッチトルクを調整可能なクラッチと、
    前記車両の走行状態に応じて、前記1つ又は複数のスリーブのスリーブストローク、及び、前記クラッチのクラッチストロークをアクチュエータを用いて制御する制御手段と、
    を備えた車両の動力伝達制御装置において、
    前記制御手段は、
    前記車両の停止中、且つ、前記変速機における前記1つ又は複数のスリーブの全てが前記非確立状態にあり、且つ、前記クラッチが前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統が形成されない分断状態にあり、且つ、前記エンジンの運転中において、前記1つ又は複数のスリーブの何れか1つである特定スリーブのスリーブストロークを調整して、前記特定スリーブが前記非確立状態にあり且つ前記特定スリーブに対応する前記シンクロ機構が前記シンクロ作動を行う状態であるシンクロ状態を実現し、前記シンクロ状態において前記クラッチストロークを調整して、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統が形成される接合状態と前記動力伝達系統が形成されない前記分断状態との境界に対応するクラッチストロークを係合開始点として取得する取得手段を備え
    前記取得手段は、
    先ず、前記特定スリーブのスリーブストロークを前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更していき、その後、前記スリーブストロークが前記シンクロ状態に対応する予め定められた位置に達したことに基づいて、前記スリーブストロークの前記変更を終了し、且つ、前記クラッチストロークを前記分断状態に対応する位置から圧着方向に向けて変更開始し、その後、前記変速機の入力軸の回転速度の推移に基づいて前記係合開始点を取得するように構成された、車両の動力伝達制御装置。
  2. 車両のエンジンから動力が入力される入力軸と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸の何れか一方の軸に対して相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に前記軸に設けられた1つ又は複数のスリーブと、前記各スリーブに対応して設けられた1つ又は複数のシンクロ機構と、を備えた変速機であって、前記各スリーブは、前記軸に相対回転可能に設けられた対応する遊転ギヤと連結して前記対応する遊転ギヤを前記軸に対して相対回転不能に固定することにより対応する変速段が確立される確立状態、又は、前記対応する遊転ギヤと連結せずに前記対応する遊転ギヤを前記軸に対して相対回転可能とすることにより対応する変速段が確立されない非確立状態、を前記スリーブの軸方向の位置であるスリーブストロークに応じて選択的に達成し、前記各シンクロ機構は、前記対応するスリーブのスリーブストロークが前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更される際に前記対応するスリーブ及び前記対応する遊転ギヤに対して両者の間の回転速度差を小さくする方向の摩擦トルクを付与するシンクロ作動を行う、変速機と、
    前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間に介装されたクラッチであって、クラッチの軸方向の位置であるクラッチストロークの調整により、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間において伝達可能な最大トルクであるクラッチトルクを調整可能なクラッチと、
    前記車両の走行状態に応じて、前記1つ又は複数のスリーブのスリーブストローク、及び、前記クラッチのクラッチストロークをアクチュエータを用いて制御する制御手段と、
    を備えた車両の動力伝達制御装置において、
    前記制御手段は、
    前記車両の停止中、且つ、前記変速機における前記1つ又は複数のスリーブの全てが前記非確立状態にあり、且つ、前記クラッチが前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統が形成されない分断状態にあり、且つ、前記エンジンの運転中において、前記1つ又は複数のスリーブの何れか1つである特定スリーブのスリーブストロークを調整して、前記特定スリーブが前記非確立状態にあり且つ前記特定スリーブに対応する前記シンクロ機構が前記シンクロ作動を行う状態であるシンクロ状態を実現し、前記シンクロ状態において前記クラッチストロークを調整して、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統が形成される接合状態と前記動力伝達系統が形成されない前記分断状態との境界に対応するクラッチストロークを係合開始点として取得する取得手段を備え
    前記取得手段は、
    先ず、前記特定スリーブのスリーブストロークを前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更していき、その後、前記変速機の入力軸の回転速度が減少開始したことに基づいて、前記スリーブストロークの前記変更を終了し、且つ、前記クラッチストロークを前記分断状態に対応する位置から圧着方向に向けて変更開始し、その後、前記変速機の入力軸の回転速度の推移に基づいて前記係合開始点を取得するように構成された、車両の動力伝達制御装置。
  3. 車両のエンジンから動力が入力される入力軸と、前記車両の駆動輪へ動力を出力する出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸の何れか一方の軸に対して相対回転不能且つ軸方向に相対移動可能に前記軸に設けられた1つ又は複数のスリーブと、前記各スリーブに対応して設けられた1つ又は複数のシンクロ機構と、を備えた変速機であって、前記各スリーブは、前記軸に相対回転可能に設けられた対応する遊転ギヤと連結して前記対応する遊転ギヤを前記軸に対して相対回転不能に固定することにより対応する変速段が確立される確立状態、又は、前記対応する遊転ギヤと連結せずに前記対応する遊転ギヤを前記軸に対して相対回転可能とすることにより対応する変速段が確立されない非確立状態、を前記スリーブの軸方向の位置であるスリーブストロークに応じて選択的に達成し、前記各シンクロ機構は、前記対応するスリーブのスリーブストロークが前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更される際に前記対応するスリーブ及び前記対応する遊転ギヤに対して両者の間の回転速度差を小さくする方向の摩擦トルクを付与するシンクロ作動を行う、変速機と、
    前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間に介装されたクラッチであって、クラッチの軸方向の位置であるクラッチストロークの調整により、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間において伝達可能な最大トルクであるクラッチトルクを調整可能なクラッチと、
    前記車両の走行状態に応じて、前記1つ又は複数のスリーブのスリーブストローク、及び、前記クラッチのクラッチストロークをアクチュエータを用いて制御する制御手段と、
    を備えた車両の動力伝達制御装置において、
    前記制御手段は、
    前記車両の停止中、且つ、前記変速機における前記1つ又は複数のスリーブの全てが前記非確立状態にあり、且つ、前記クラッチが前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統が形成されない分断状態にあり、且つ、前記エンジンの運転中において、前記1つ又は複数のスリーブの何れか1つである特定スリーブのスリーブストロークを調整して、前記特定スリーブが前記非確立状態にあり且つ前記特定スリーブに対応する前記シンクロ機構が前記シンクロ作動を行う状態であるシンクロ状態を実現し、前記シンクロ状態において前記クラッチストロークを調整して、前記エンジンの出力軸と前記変速機の入力軸との間の動力伝達系統が形成される接合状態と前記動力伝達系統が形成されない前記分断状態との境界に対応するクラッチストロークを係合開始点として取得する取得手段を備え
    前記取得手段は、
    先ず、前記特定スリーブのスリーブストロークを前記非確立状態に対応する位置から前記確立状態に対応する位置に向けて変更していき、その後、前記変速機の入力軸の回転速度が減少開始したことに基づいて、前記スリーブストロークの前記変更を終了し、その後、前記変速機の入力軸の回転速度がゼロに達したことに基づいて、前記クラッチストロークを前記分断状態に対応する位置から圧着方向に向けて変更開始し、その後、前記変速機の入力軸の回転速度の推移に基づいて前記係合開始点を取得するように構成された、車両の動力伝達制御装置。
  4. 請求項1乃至請求項3の何れか一項に記載の車両の動力伝達制御装置において、
    前記取得手段は、
    前記変速機の入力軸の回転速度が増大しながら予め定められた微小値を超えたことに基づいて前記係合開始点を取得するように構成された、車両の動力伝達制御装置。
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