JPH08121591A - クラッチのスリップ制御装置 - Google Patents

クラッチのスリップ制御装置

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JPH08121591A
JPH08121591A JP6256392A JP25639294A JPH08121591A JP H08121591 A JPH08121591 A JP H08121591A JP 6256392 A JP6256392 A JP 6256392A JP 25639294 A JP25639294 A JP 25639294A JP H08121591 A JPH08121591 A JP H08121591A
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slip rotation
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大輔 井上
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 燃費やクラッチ寿命を向上させるためにスリ
ップ回転速度が小さい領域でスリップ係合させても、摩
擦係数変化によって伝達トルクが変動しないようにする
とともに、安価なON,OFF電磁開閉弁を用いて調圧
する場合に、弁の開閉に伴う油圧変動に起因してクラッ
チの伝達トルクが変動することを抑制する。 【構成】 ロックアップクラッチ30のスリップ回転速
度が小さい領域では、エンジントルクの変動に伴ってス
リップ回転速度が変動すると、それに起因してクラッチ
30の摩擦係数も変動するが、クラッチ30の駆動力
(油圧)はON,OFF信号に従って開閉されるON,
OFF電磁開閉弁50の開閉に伴って変動するため、そ
の駆動力が摩擦係数と反対に変動するように出力タイミ
ング制御手段62によってON,OFF信号の出力タイ
ミングを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はクラッチのスリップ制御
装置に係り、特に、スリップ回転速度の変動に伴う摩擦
係数の変動に起因して伝達トルクが変動することを抑制
する技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
(a)動力源の発生トルクを摩擦力によって伝達するク
ラッチと、(b)そのクラッチを係合させるクラッチ駆
動手段とを備え、そのクラッチをスリップ係合させるよ
うにそのクラッチ駆動手段の駆動力を制御するスリップ
制御装置がある。例えば、自動変速機を有するオートマ
チック車両においては、トルクコンバータ等の流体式伝
動装置を介して自動変速機にエンジン出力を伝達するよ
うになっているが、流体式伝動装置と並列にロックアッ
プクラッチを設けるとともに、そのロックアップクラッ
チが所定のスリップ状態となるように、例えば入力側回
転速度と出力側回転速度との回転速度差であるスリップ
回転速度が所定の目標スリップ回転速度となるように、
クラッチ駆動手段の駆動力例えば油圧アクチュエータの
油圧などを制御することが、特開平2−180365号
公報等で提案されている。かかるスリップ制御は、エン
ジンの爆発に伴うトルク変動や回転速度変動が自動変速
機等の駆動系へ伝達されるのを防止しつつ、流体式伝動
装置による動力損失を抑制して燃費の向上を図るためで
あり、エンジン以外でも周期的な回転速度変動を生じる
動力源を用いた装置においては、回転速度変動やトルク
変動の伝達を防止する上で同様なクラッチのスリップ制
御を行うことが有効である。
【0003】ここで、クラッチの伝達トルクをTLU、ク
ラッチの等価摩擦半径をRLU、摩擦係数(動摩擦係数)
をμ、クラッチ駆動手段の駆動力をFとすると、伝達ト
ルクTLUは次式(1)で表され、所望するスリップ状
態、例えば実際のスリップ回転速度Δωが目標スリップ
回転速度Δω0 となるように駆動力Fを制御している。
クラッチの入力側回転速度は、厳密には動力源の回転速
度変動に伴って変動するが、そのような回転速度変動に
拘らずスリップ回転速度Δωが目標スリップ回転速度Δ
ω0 と一致するように制御すると、クラッチの出力側回
転速度が変動することになり、ここでは1回転以内の回
転速度差など微小な回転速度変動を無視した平均的なス
リップ回転速度Δωavを用いて制御するようにしてい
る。また、車速等の出力側回転速度および動力源の平均
回転速度が共に略一定の平衡状態で動力源のトルク変動
の伝達を防止する場合、クラッチの伝達トルクTLUは、
スリップ回転速度Δωの大きさとは無関係にトルク変動
を含まない動力源の平均トルクと略同じ大きさに制御さ
れる。 TLU=RLU×μ×F ・・・(1)
【0004】一方、前記クラッチ駆動手段としては、油
圧を駆動力としてクラッチを係合させる油圧アクチュエ
ータが広く用いられており、励磁電流がデューティ制御
されることによって油圧を連続的に変化させることが可
能なリニアソレノイド式の調圧弁を備えているのが一般
的である。このようなリニアソレノイド式の調圧弁は、
高い応答性を有するため優れた追従性能が得られるが、
高精度の制御が必要であるとともにコスト高になるた
め、ON,OFF信号に従って開閉されることにより油
圧を調整するON,OFF電磁開閉弁を用いることが考
えられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記等価摩
擦半径RLUはクラッチに応じて一定であるが、摩擦係数
μは、例えば図3に示すようにスリップ回転速度Δωが
小さい領域ではそのスリップ回転速度Δωに応じて変化
し、駆動力Fが同じであれば伝達トルクTLUが変化す
る。スリップ回転速度Δωは、前述したように厳密には
エンジンなど動力源の回転速度変動に伴って変動するた
め、それに伴って摩擦係数μも変動する一方、駆動力F
は平均スリップ回転速度Δωavに基づいて制御されるた
め、結局スリップ回転速度Δωの変動に伴って伝達トル
クTLUも変動することになり、クラッチの出力側でトル
ク変動が生じてしまう。このため、スリップ回転速度Δ
ωの変動に拘らず摩擦係数μが略一定となる下限スリッ
プ回転速度ΔωX 以上の範囲、例えば50rpm(5/
6s-1)以上でスリップ回転するように制御しているの
が普通である。なお、図3ではスリップ回転速度Δωが
小さくなるのに伴って摩擦係数μが上昇しているが、ク
ラッチの摩擦材や作動油の種類によっては逆にスリップ
回転速度Δωが小さくなるのに伴って摩擦係数μが低下
する場合もある。
【0006】しかしながら、上記のようにスリップ回転
速度Δωが比較的大きい領域でスリップ制御を行うと、
動力損失が大きくて燃費の向上効果が必ずしも十分に得
られないとともに、発熱量が大きくなってクラッチの寿
命が低下するという問題がある。
【0007】一方、油圧アクチュエータによってクラッ
チを係合させる場合にON,OFF電磁開閉弁を用いる
と、装置が安価に構成されるとともに制御も容易である
が、デューティ制御されるON,OFF信号に従って開
閉されることにより油圧を調整するため、弁の開閉に伴
う油圧変動が避けられず、その油圧変動に起因してクラ
ッチの伝達トルクが変動する。
【0008】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、燃費やクラッチ寿命
を向上させるためにスリップ回転速度が小さい領域でス
リップ係合させても、摩擦係数変化によって伝達トルク
が変動しないようにすることにある。また、別の目的
は、安価なON,OFF電磁開閉弁を用いて調圧する場
合に、弁の開閉に伴う油圧変動に起因してクラッチの伝
達トルクが変動することを抑制することにある。
【0009】
【課題を解決するための第1の手段】第1発明は、
(a)動力源の発生トルクを摩擦力によって伝達するク
ラッチと、(b)そのクラッチを係合させるクラッチ駆
動手段とを備え、そのクラッチをスリップ係合させるよ
うにそのクラッチ駆動手段の駆動力を制御するスリップ
制御装置において、(c)前記クラッチのスリップ回転
速度を検出するスリップ回転速度検出手段と、(d)そ
のスリップ回転速度の変動に伴う摩擦係数の変動に起因
する伝達トルクの変動を抑制するように、そのスリップ
回転速度の変動に対応して前記クラッチ駆動手段の駆動
力を変動させる摩擦対応駆動力制御手段とを有すること
を特徴とする。
【0010】
【作用】このようなクラッチのスリップ制御装置におい
ては、スリップ回転速度検出手段によってスリップ回転
速度を検出し、そのスリップ回転速度の変動に伴う摩擦
係数の変動に起因する伝達トルクの変動を抑制するよう
に、摩擦対応駆動力制御手段によりスリップ回転速度の
変動に対応してクラッチ駆動手段の駆動力を変動させ
る。摩擦対応駆動力制御手段は、クラッチ駆動手段が例
えばリニアソレノイド式の調圧弁のように動力源のトル
ク変動周波数よりも十分に高い周波数で駆動力(油圧)
を制御できる場合には、予めスリップ回転速度と摩擦係
数との相関関係をメモリ等の記憶手段に記憶しておき、
スリップ回転速度に応じて摩擦係数を求めて、前記
(1)式などから所望する伝達トルクが得られる駆動力
を算出し、その駆動力が得られるようにクラッチ駆動手
段を制御すれば良い。また、ON,OFF電磁開閉弁の
ように弁の開閉に伴って駆動力(油圧)変動を生じる場
合には、スリップ回転速度の変動に伴う摩擦係数の変動
と反対に駆動力が変動するように、そのスリップ回転速
度の変動周波数と同じ周波数でON,OFF信号を出力
するようにすれば良い。
【0011】
【第1発明の効果】このように、本発明によればスリッ
プ回転速度の変動に伴う摩擦係数の変動に起因して伝達
トルクが変動することが抑制されるため、スリップ回転
速度に応じて摩擦係数が変動するスリップ回転速度が小
さい領域でも、摩擦係数の変動に起因してクラッチの出
力側でトルク変動が生じることのないようにスリップ制
御が行われる。そして、このようにスリップ回転速度が
小さくなると、動力損失や発熱量が少なくなって燃費や
クラッチの寿命が向上する。
【0012】
【課題を解決するための第2の手段】第2発明は、前記
第1発明のクラッチのスリップ制御装置において、前記
(b)クラッチ駆動手段が、(b−1)油圧を駆動力と
して前記クラッチを係合させる油圧アクチュエータと、
(b−2)ON,OFF信号に従って開閉されることに
より前記油圧を調整するON,OFF電磁開閉弁を備え
た油圧制御回路とを有するもので、前記(d)摩擦対応
駆動力制御手段が、(d−1)前記クラッチをスリップ
係合させる所定のデューティ比で前記ON,OFF信号
を出力するデューティ制御手段と、(d−2)前記スリ
ップ回転速度の変動に伴う摩擦係数の変動と反対に前記
駆動力が変動するように、そのスリップ回転速度の変動
周波数と同じ周波数で前記ON,OFF信号を出力させ
る出力タイミング制御手段とを有することを特徴とす
る。
【0013】
【作用】このようなクラッチのスリップ制御装置におい
ては、デューティ制御手段によって所定のデューティ比
でON,OFF信号が出力されることにより、そのO
N,OFF信号に従ってON,OFF電磁開閉弁が開閉
され、油圧制御回路の油圧が調整されるとともに、その
油圧に対応する駆動力で油圧アクチュエータによってク
ラッチがスリップ係合させられる。その場合に、ON,
OFF電磁開閉弁の開閉に伴って油圧は変動し、その油
圧変動に応じて伝達トルクも変動するが、ON,OFF
電磁開閉弁を開閉する上記ON,OFF信号は、出力タ
イミング制御手段によりスリップ回転速度の変動に伴う
摩擦係数の変動と反対に駆動力が変動するように、その
スリップ回転速度の変動周波数と同じ周波数で出力され
るため、ON,OFF電磁開閉弁の開閉に伴う油圧変動
に起因する伝達トルク変動と摩擦係数の変動に起因する
伝達トルク変動とが互いに打ち消し合い、伝達トルクの
変動が抑制される。
【0014】
【第2発明の効果】このように、この第2発明において
も、スリップ回転速度の変動に伴う摩擦係数の変動に起
因して伝達トルクが変動することが抑制されるため、前
記第1発明と同様の効果が得られる。しかも、本発明で
は、ON,OFF電磁開閉弁の開閉に伴う油圧変動を利
用して摩擦係数の変動に起因する伝達トルク変動を抑制
しているため、油圧変動に起因する伝達トルクの変動を
も同時に抑制されることになり、安価で制御も容易なO
N,OFF電磁開閉弁を用いた伝達トルク制御の精度が
向上する。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は、第2発明の一実施例が適用された
車両用動力伝達装置の構成図で、動力源としてのエンジ
ン10で発生したエンジントルクは、ロックアップクラ
ッチ付トルクコンバータ12、自動変速機14を経て図
示しない差動歯車装置および駆動輪へ伝達されるように
なっている。トルクコンバータ12は流体式伝動装置に
相当するもので、エンジン10のクランク軸16と連結
されたポンプ翼車18と、上記自動変速機14の入力軸
20に固定されたタービン翼車22と、一方向クラッチ
24を介して非回転部材であるハウジング26に固定さ
れたステータ翼車28とを備えており、入出力回転速度
比に応じた増幅率でエンジントルクを増幅して自動変速
機14へ伝達する。トルクコンバータ12には、摩擦板
の摩擦力によってクランク軸16と入力軸20とを直結
するロックアップクラッチ30と、そのロックアップク
ラッチ30を係合,解放する油圧アクチュエータ32と
が一体的に設けられている。油圧アクチュエータ32
は、軸方向の移動可能且つ軸まわりの相対回転不能に入
力軸20に連結されたピストン34と、軸方向において
ピストン34の両側に形成された係合側油室36および
解放側油室38とを有し、係合側油室36の係合油圧P
ONよりも解放側油室38の解放油圧POFF が高められる
とロックアップクラッチ30は解放状態となり、エンジ
ントルクは専らトルクコンバータ12を介して伝達され
る一方、解放油圧POFF よりも係合油圧PONが高められ
るとロックアップクラッチ30はその差圧ΔP(=PON
−POFF)に応じて摩擦係合させられ、そのロックアッ
プクラッチ30を介してクランク軸16から入力軸20
へ直接エンジントルクが伝達されるようになる。また、
自動変速機14は複数の遊星歯車装置やクラッチ,ブレ
ーキなどを備えた有段式のもので、クラッチやブレーキ
の係合状態が切り換えられることにより、入力軸20の
回転を所定の変速比で変速して出力軸40から出力す
る。
【0016】上記油圧アクチュエータ32の差圧ΔPは
油圧制御回路44によって調圧される。油圧制御回路4
4は、ロックアップリレー弁46、ロックアップコント
ロール弁48、およびON,OFF電磁開閉弁50を備
えており、ロックアップリレー弁46は、図示しないロ
ックアップ切換制御装置によって図の右側の状態に切り
換えられることにより、油圧源2のライン油圧PL を解
放油圧POFF として解放側油室38へ供給するとともに
係合側油室36内の作動油をドレーンさせ、ロックアッ
プクラッチ30を解放状態とする。また、ロックアップ
リレー弁46が図の左側の状態に切り換えられると、油
圧源2のライン油圧PL を係合油圧PONとして係合側油
室36へ供給するとともに解放側油室38内の作動油を
ロックアップコントロール弁48へ流出させ、ロックア
ップクラッチ30を係合状態とする。ロックアップコン
トロール弁48は、ロックアップクラッチ30の係合時
に係合油圧PONと解放油圧POFF との差圧ΔPをON,
OFF電磁開閉弁50から供給される信号油圧PS に応
じて調圧することにより、そのロックアップクラッチ3
0がスリップしないように完全係合させたり、所定のス
リップ状態で係合させたりする。ON,OFF電磁開閉
弁50は、スリップ制御用電子制御装置52から供給さ
れるON,OFF信号に従って所定のデューティ比でソ
レノイド54が励磁,非励磁され、油圧源1とロックア
ップコントロール弁48とを連通させる通路、およびロ
ックアップコントロール弁48とドレーン油路とを連通
させる通路がそのデューティ比で開閉されることによ
り、油圧源1から供給される一定のモジュレータ油圧P
M をデューティ比に応じて調圧し、信号油圧PS として
出力する。油圧制御回路44および前記油圧アクチュエ
ータ32によってクラッチ駆動手段が構成されており、
ロックアップクラッチ30は上記差圧ΔPを駆動力とし
て摩擦係合させられる。
【0017】ここで、上記ON,OFF電磁開閉弁50
は、ON,OFF信号のON時には図の右側の状態に切
り換えられ、油圧源1からロックアップコントロール弁
48に通じる通路が開かれるとともにロックアップコン
トロール弁48とドレーン油路とが遮断されて信号油圧
S が高くなる一方、ON,OFF信号のOFF時には
図の左側の状態に切り換えられ、油圧源1からロックア
ップコントロール弁48に通じる通路が閉じられるとと
もにロックアップコントロール弁48とドレーン油路と
が連通させられて信号油圧PS が低くなる。したがっ
て、ON,OFF信号のON時間が長い場合、すなわち
デューティ比が大きい場合には信号油圧P S が高くな
り、ロックアップコントロール弁48により解放油圧P
OFF が低下させられて差圧ΔPが大きくなるとともに、
ロックアップクラッチ30のスリップ回転速度Δω、す
なわちエンジン回転速度ωE と入力軸20(タービン翼
車22)の回転速度ωT との回転速度差(ωE −ωT
が小さくなる一方、ON時間が短い場合、すなわちデュ
ーティ比が小さい場合には信号油圧PS が低くなり、ロ
ックアップコントロール弁48により解放油圧POFF
上昇させられて差圧ΔPが小さくなるとともに、ロック
アップクラッチ30のスリップ回転速度Δωが大きくな
る。また、ON,OFF信号のON,OFFに伴って開
閉するため、信号油圧PS 更には差圧ΔPは、例えば図
2の第4段,第5段に示されているようにON,OFF
信号と同じ周期で変動する。
【0018】スリップ制御用電子制御装置52は、CP
U、ROM、RAM、インターフェースなどから成る所
謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、RA
Mの一時記憶機能を利用しつつ予めROMに記憶された
プログラムに従って信号処理を行うことにより、スリッ
プ回転速度検出手段60,出力タイミング制御手段6
2,デューティ比演算手段64,および信号出力手段6
6の各機能を実行し、信号出力手段66から前記ON,
OFF信号を出力する。このスリップ制御用電子制御装
置52には、エンジン10に設けられた各種センサ等の
エンジン情報検出手段からエンジン回転速度ωE ,吸入
空気量,スロットル弁開度,点火時期などのエンジン情
報SEが供給されるとともに、自動変速機14に設けら
れた各種センサ等の変速機情報検出手段から入力軸回転
速度ωT ,変速段,油温などの変速機情報STが供給さ
れるようになっている。
【0019】スリップ回転速度検出手段60は、スリッ
プ回転速度Δω(=ωE −ωT )を検出するもので、例
えばエンジン10のトルクなどから演算式で求めること
ができる。すなわち、エンジン10は爆発によってトル
クを発生しているので、エンジントルクは振動的である
が、その振動が正弦波的であると仮定すると、エンジン
トルクTE は、次式(2)で与えられる。また、エンジ
ン10のトルクの授受についての運動方程式は次式
(3)で与えられるため、これを(2)式に代入して変
形すると、次式(4)が得られる。 TE =TE1+TE2× sin(k×n×θ) ・・・(2) 但し、TE1:エンジントルクTE の平均値 TE2:エンジントルクの変動量(振幅の1/2) k:4サイクルでは1/2、2サイクルでは1 n:気筒数 θ:エンジン10の回転角 TC =TE −IE ×ΩE ・・・(3) 但し、TC :トルクコンバータ12への入力トルク (ロックアップクラッチ30への入力トルクを含む) IE :エンジン10の慣性モーメント ΩE :エンジン10の回転角加速度 ΩE =〔TE1−TC +TE2× sin(k×n×θ)〕/IE ・・・(4)
【0020】ここで、エンジン10のトルク変動が自動
変速機14側へ伝達されることを遮断するためには、入
力トルクTC =一定である必要があり、また、車速およ
びエンジン回転速度がそれぞれ略一定の平衡状態では∫
ΩE dθ=0であるため、結局TC =TE1となり、
(4)式は次式(5)に書き換えられる。この回転角加
速度ΩE を積分すると次式(6)が得られる一方、ロッ
クアップクラッチ30の目標スリップ回転速度をΔω0
とすると次式(7)が得られ、スリップ回転速度Δω=
ωE −ωT は、それ等の(6)式および(7)式から次
式(8)で表すことができる。 ΩE =(TE2/IE )× sin(k×n×θ) ・・・(5) ωE =∫ΩE dθ =−(TE2/IE /k/n)× cos(k×n×θ)+ωE0 ・・・(6) 但し、ωE0:エンジン回転速度ωE の初期値 Δω0 =ωE0−ωT ・・・(7) Δω=−(TE2/IE /k/n)× cos(k×n×θ)+Δω0 ・・・(8)
【0021】上記IE ,k,nはエンジン10に応じて
予め定められるとともに、目標スリップ回転速度Δω0
は予め一定値が設定される一方、エンジントルク変動量
E2は、スロットル弁開度や吸入空気量か点火時期など
をパラメータとして予め定められたデータマップなどか
ら求められ、回転角θは回転角センサなどで検出できる
ため、それ等の情報に基づいて(8)式からスリップ回
転速度Δωを算出できる。なお、エンジン10のトルク
変動に伴う回転速度変動を高い精度で検出することが可
能な回転速度センサを用いてエンジン回転速度ωE およ
び入力軸回転速度ωT をそれぞれ検出すれば、それ等の
回転速度ωE ,ωT から直接スリップ回転速度Δωを算
出することができるし、上記(8)式を併用することに
より一層高い精度でスリップ回転速度Δωを検出するこ
とも可能である。
【0022】出力タイミング制御手段62は、上記スリ
ップ回転速度Δωに基づいて、そのスリップ回転速度Δ
ωの変動に伴う摩擦係数μの変動と反対に前記差圧ΔP
が変動するように、そのスリップ回転速度Δωの変動周
波数と同じ周波数で前記ON,OFF信号を出力させる
出力タイミングを求める。すなわち、ロックアップクラ
ッチ30の摩擦係数μは、スリップ回転速度Δωが小さ
い領域では例えば図3に示すようにスリップ回転速度Δ
ωに応じて変化するため、それに伴ってロックアップク
ラッチ30の伝達トルクTLUも変化する一方、差圧Pは
ON,OFF信号と同じ周期で変動し、それに伴って伝
達トルクTLUも変動するため、摩擦係数μの変動と反対
に差圧ΔPが変動するようにON,OFF信号を出力さ
せれば、摩擦係数μの変動に起因するトルク変動とO
N,OFF信号に起因するトルク変動とが互いに相殺さ
れ、それ等に起因する伝達トルクTLUの変動が抑制され
るのである。図3では、スリップ回転速度Δωが大きく
なるのに伴って摩擦係数μは小さくなるため、図2に示
されているように、スリップ回転速度Δωの増大時にO
N,OFF信号がON出力されるように、スリップ回転
速度Δωの変化に基づいて出力タイミングが設定され
る。また、ON,OFF信号のON時間を求めるために
は出力周期とデューティ比が必要で、出力周期について
もこの出力タイミング制御手段62で求められる。出力
周期はスリップ回転速度Δωの変動周期と同じで、エン
ジン回転速度ωE や回転角θなどから求めることもでき
る。なお、ON,OFF電磁開閉弁50の開閉から差圧
ΔPが変動するまでには所定の遅れ時間が存在するた
め、その遅れ時間だけ早くON,OFF信号が出力され
るように出力タイミングを設定することが望ましい。
【0023】デューティ比演算手段64は、例えば次式
(9)に従ってデューティ比D1 を算出する。(9)式
のDFWD1 はフィードフォワード値で、目的とする伝
達トルクTLUとなる差圧ΔPが得られるデューティ比で
ある。これは、エンジン10のトルク変動を遮断するた
めには、ロックアップクラッチ30を含むトルクコンバ
ータ12への入力トルクTC =TE1である必要がある
が、入力トルクTC は流体伝達トルクTF とロックアッ
プクラッチ30の伝達トルクTLUとを加算したもので、
スリップ回転速度Δωが非常に小さい場合にはTF ≒0
であるため、結局TLU=TE1となるようにすれば良い。
エンジントルク平均値TE1は、スロットル弁開度や吸入
空気量、平均エンジン回転速度ωEav などから求められ
る一方、伝達トルクTLUは前記(1)式で表されるた
め、その(1)式を満足する駆動力Fが得られる差圧Δ
Pを油圧アクチュエータ32のピストン34の受圧面積
から求めれば良い。(1)式の摩擦係数μは、目標スリ
ップ回転速度Δω0 に基づいて予め一定値が設定される
か、平均スリップ回転速度Δωavをパラメータとして図
3のように摩擦係数μとスリップ回転速度Δωとの関係
を表すデータマップ,演算式などから逐次設定されるよ
うにすれば良い。ここでは、スリップ回転速度Δωの周
期変動に伴う摩擦係数μの変動は無視すれば良い。ま
た、(9)式のDFBはフィードバック補正値で、予め
定められた目標スリップ回転速度Δω0 と実際の平均ス
リップ回転速度Δωavとの偏差△E(=Δωav−Δ
ω0 )が解消されるように、良く知られたフィードバッ
ク制御式などから求められる。更に、KGDはエンジン
10や車両の個体差、経時変化などに対応して更新され
る学習値である。上記平均エンジン回転速度ωEav や平
均スリップ回転速度Δωavは、エンジン回転速度ωE
スリップ回転速度Δωの1周期または複数周期分の平均
値などで、例えば回転角θに基づいてエンジン10の回
転周期を検出して求めることができる。 D1 =DFWD1 +DFB+KGD ・・・(9)
【0024】信号出力手段66は、出力タイミング制御
手段62で求められた出力周期とデューティ比演算手段
64で求められたデューティ比D1 とを掛算してON時
間を求め、出力タイミング制御手段62で設定された出
力タイミングでそのON時間だけONとなるON,OF
F信号を出力する。この信号出力手段66および前記デ
ューティ比演算手段64によってデューティ制御手段6
8が構成されており、デューティ制御手段68および出
力タイミング制御手段62によって摩擦対応駆動力制御
手段が構成されている。
【0025】このような本実施例のスリップ制御装置に
おいては、ロックアップクラッチ30を目標スリップ回
転速度Δω0 でスリップ係合させるデューティ比D1
求められ、そのデューティ比D1 でON,OFF信号が
出力されることにより、そのON,OFF信号に従って
ON,OFF電磁開閉弁50が開閉されて差圧ΔPが調
整される。その場合に、ON,OFF電磁開閉弁50の
開閉に伴って差圧ΔPが変動し、その油圧変動に応じて
伝達トルクTLUも変動するが、ON,OFF電磁開閉弁
50を開閉するON,OFF信号は、スリップ回転速度
Δωの変動に伴う摩擦係数μの変動と反対に差圧ΔPが
変動するように、そのスリップ回転速度Δωの変動周波
数と同じ周波数で出力されるため、ON,OFF電磁開
閉弁50の開閉に伴う油圧変動に起因する伝達トルク変
動と摩擦係数μの変動に起因する伝達トルク変動とが互
いに相殺され、伝達トルクTLUの変動が全体として抑制
される。図2は、かかるスリップ制御時におけるタイム
チャートであるが、左側半分は変動周期が長い場合、す
なわちエンジン回転速度ωE が遅い場合で、右側半分は
変動周期が短い場合、すなわちエンジン回転速度ωE
速い場合であり、ON,OFF信号はその変動周期と同
じ周期で出力される。
【0026】このように、本実施例ではスリップ回転速
度Δωの変動に伴う摩擦係数μの変動に起因して伝達ト
ルクTLUが変動することが抑制されるため、スリップ回
転速度Δωに応じて摩擦係数μが変動するスリップ回転
速度Δωが小さい領域、例えば図3における下限スリッ
プ回転速度ΔωX 以下の領域で、具体的には50rpm
よりも小さいスリップ回転速度においても、摩擦係数μ
の変動に起因して自動変速機14などの駆動系でトルク
変動が生じることのないようにスリップ制御が行われ
る。そして、このようにスリップ回転速度Δωが小さく
なると、動力損失や発熱量が少なくなって燃費やクラッ
チの寿命が向上する。また、本実施例では、ON,OF
F電磁開閉弁50の開閉に伴う油圧変動を利用して摩擦
係数μの変動に起因する伝達トルク変動を抑制している
ため、油圧変動に起因する伝達トルク変動をも同時に抑
制されることになり、安価で制御も容易なON,OFF
電磁開閉弁50を用いた伝達トルク制御の精度が向上す
る。
【0027】次に、第1発明の実施例を説明する。な
お、以下の実施例において前記第1実施例と共通する部
分には同一の符号を付して詳しい説明を省略する。
【0028】図4において、油圧アクチュエータ32と
共にクラッチ駆動手段を構成している油圧制御回路70
は、前記ON,OFF電磁開閉弁50の代わりにリニア
ソレノイド弁72を備えている。このリニアソレノイド
弁72は、スリップ制御用電子制御装置76からデュー
ティ比に対応した大きさの駆動電流がソレノイド74に
供給されることにより、その駆動電流に対応した推力が
スプール弁子に加えられて、駆動電流に比例した信号油
圧PS を発生させる。スリップ制御用電子制御装置76
は、エンジン10のトルク変動周期よりも十分に短い所
定のサイクルタイムで繰り返し所定のデューティ比で駆
動電流を出力するもので、摩擦係数算出手段77は、例
えば図3に示す摩擦係数μとスリップ回転速度Δωとの
関係から、実際のスリップ回転速度Δωに対応する摩擦
係数μを算出する。摩擦係数算出手段77は、摩擦係数
μとスリップ回転速度Δωとの関係をデータマップや演
算式などの形で記憶した関係記憶手段を備えている。デ
ューティ比演算手段78は、例えば次式(10)に従って
デューティ比D2 を算出するもので、フィードフォワー
ド値DFWD2 は前記DFWD1 と略同様にして求めら
れるが、(1)式を満足する駆動力Fは摩擦係数算出手
段77で算出した摩擦係数μを用いて求められる。これ
により、スリップ回転速度Δωの変動に伴う摩擦係数μ
の変動に拘らず、目的とする略一定の伝達トルクTLU
得られるようになる。なお、フィードバック補正値DF
Bおよび学習値KGDは、前記(9)式と同じである。 D2 =DFWD2 +DFB+KGD ・・・(10)
【0029】そして、信号出力手段80は、上記デュー
ティ比演算手段78で求められたデューティ比D2 で駆
動電流を出力する。この信号出力手段80,摩擦係数算
出手段77,およびデューティ比演算手段78によって
摩擦対応駆動力制御手段82が構成されている。
【0030】このようなスリップ制御装置においては、
スリップ回転速度Δωに応じて摩擦係数μを求め、その
摩擦係数μを用いて目的とする伝達トルクTLUが得られ
るデューティ比D2 を算出するようにしているため、ス
リップ回転速度Δωの変動に起因して摩擦係数μが変動
しても、目的とする略一定の伝達トルクTLUが得られる
ようになる。図5は、エンジントルクTE ,スリップ回
転速度Δω,摩擦係数μ,差圧ΔP(デューティ比
2 ),および伝達トルクTLUのタイムチャートの一例
であり、エンジントルクTE の変動に拘らず伝達トルク
LUは略一定に維持される。
【0031】このように、本実施例においてもスリップ
回転速度Δωの変動に伴う摩擦係数μの変動に起因して
伝達トルクTLUが変動することが防止されるため、スリ
ップ回転速度Δωに応じて摩擦係数μが変動するスリッ
プ回転速度Δωが小さい領域、例えば図3における下限
スリップ回転速度ΔωX 以下の領域でも、摩擦係数μの
変動に起因して自動変速機14などの駆動系でトルク変
動が生じることのないようにスリップ制御が行われる。
そして、このようにスリップ回転速度Δωが小さくなる
と、動力損失や発熱量が少なくなって燃費やクラッチの
寿命が向上する。
【0032】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、本発明は他の態様で実施することもで
きる。
【0033】例えば、前記実施例ではトルクコンバータ
12と並列に設けられてエンジン10のトルクを伝達す
るロックアップクラッチ30のスリップ制御について説
明したが、他の駆動源の発生トルクを摩擦力によって伝
達するその他のクラッチについても、本発明は同様に適
用され得る。トルクコンバータ12等の流体式伝動装置
は必ずしも必須のものではないし、クラッチの種類も、
スリップ回転速度Δωに応じて摩擦係数μが変化するも
のであれば、必ずしも摩擦板を備えた摩擦クラッチに限
定されるものではなく、クラッチ駆動手段もクラッチの
種類などに応じて適宜変更される。
【0034】また、前記実施例ではロックアップリレー
弁46がスリップ制御用電子制御装置52,76とは別
の制御装置によって切り換えられるようになっていた
が、スリップ制御用電子制御装置52,76によってロ
ックアップリレー弁46を切り換えるようにすることも
できる。自動変速機14の変速段の切換制御について
も、共通の電子制御装置で行うようにすることが可能で
ある。
【0035】また、前記実施例では有段式の自動変速機
14が設けられていたが、無段変速機や一定の変速比で
減速する減速機などが設けられても良いし、そのような
変速装置を備えていない動力伝達装置にも本発明は適用
され得る。
【0036】その他一々例示はしないが、本発明は当業
者の知識に基づいて種々の変更,改良を加えた態様で実
施することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるスリップ制御装置を備
えた車両用動力伝達装置の構成図である。
【図2】図1の車両用動力伝達装置のロックアップクラ
ッチをスリップ制御した場合の摩擦係数μや伝達トルク
LUなどの変動を説明するタイムチャートである。
【図3】図1のロックアップクラッチのスリップ回転速
度Δωと摩擦係数μとの関係の一例を示す図である。
【図4】本発明の他の実施例であるスリップ制御装置を
備えた車両用動力伝達装置の構成図である。
【図5】図4の車両用動力伝達装置のロックアップクラ
ッチをスリップ制御した場合の摩擦係数μや伝達トルク
LUなどの変動を説明するタイムチャートである。
【符号の説明】
10:エンジン(動力源) 30:ロックアップクラッチ 32:油圧アクチュエータ 44:油圧制御回路 50:ON,OFF電磁開閉弁 60:スリップ回転速度検出手段 62:出力タイミング制御手段 68:デューティ制御手段 70:油圧制御回路 82:摩擦対応駆動力制御手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 動力源の発生トルクを摩擦力によって伝
    達するクラッチと、該クラッチを係合させるクラッチ駆
    動手段とを備え、該クラッチをスリップ係合させるよう
    に該クラッチ駆動手段の駆動力を制御するスリップ制御
    装置において、 前記クラッチのスリップ回転速度を検出するスリップ回
    転速度検出手段と、 該スリップ回転速度の変動に伴う摩擦係数の変動に起因
    する伝達トルクの変動を抑制するように、該スリップ回
    転速度の変動に対応して前記クラッチ駆動手段の駆動力
    を変動させる摩擦対応駆動力制御手段とを有することを
    特徴とするクラッチのスリップ制御装置。
  2. 【請求項2】 前記クラッチ駆動手段は、油圧を駆動力
    として前記クラッチを係合させる油圧アクチュエータ
    と、ON,OFF信号に従って開閉されることにより前
    記油圧を調整するON,OFF電磁開閉弁を備えた油圧
    制御回路とを有するもので、 前記摩擦対応駆動力制御手段は、前記クラッチをスリッ
    プ係合させる所定のデューティ比で前記ON,OFF信
    号を出力するデューティ制御手段と、前記スリップ回転
    速度の変動に伴う摩擦係数の変動と反対に前記駆動力が
    変動するように、該スリップ回転速度の変動周波数と同
    じ周波数で前記ON,OFF信号を出力させる出力タイ
    ミング制御手段とを有するものである請求項1に記載の
    クラッチのスリップ制御装置。
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