JP4238911B2

JP4238911B2 - 動力伝達装置

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Publication number: JP4238911B2
Application number: JP2006317594A
Authority: JP
Inventors: 達彦江原; 秀敏宇治
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2006-11-24
Filing date: 2006-11-24
Publication date: 2009-03-18
Anticipated expiration: 2026-11-24
Also published as: US20100048355A1; US8177687B2; JP2008128455A; WO2008062616A1; AU2007322928B2; AU2007322928A1; CN101568742A; CN101568742B

Description

本発明は、エンジンと変速機との間に変速クラッチが介設される動力伝達装置に関する。

車両用の動力伝達装置においては、エンジンと変速機との間に変速クラッチが介設されている（例えば、特許文献１及び２等参照）。

このような動力伝達装置において、エンストリスクがあるか否か（つまりエンジンが急減速されたか否か）をエンジン回転数等のエンジン運転状態に基づいて判定し、その判定が肯定されたときに変速クラッチを断として、駆動輪側からエンジンへの負荷の伝達を遮断するように制御している。

特開平６−１４７３０３号公報特開平１０−１２２３５２号公報

しかしながら、上記の制御では、変速クラッチのクラッチプレート分断が間に合わずにエンジントルクが駆動輪側から伝達される負荷を下回ると、エンストを防止できないときがあった。

そこで、本発明の目的は、エンストの発生を確実に防止し得る動力伝達装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、エンジンと変速機との間に介設された変速クラッチと、上記エンジンと上記変速クラッチとの間に介設されたロックアップクラッチ付きの流体継手と、上記変速クラッチ及び上記ロックアップクラッチを断接制御する制御手段とを備えた動力伝達装置において、上記変速クラッチが接のときに、エンストリスクがあるか否かをエンジン運転状態に基づき判定する第１のエンストリスク判定手段と、上記変速クラッチが接で且つ上記ロックアップクラッチが接のときに、上記第１のエンストリスク判定手段により判定されるエンストリスクより小さいエンストリスクがあるか否かをエンジン運転状態に基づき判定する第２のエンストリスク判定手段とを備え、上記制御手段は、上記第１のエンストリスク判定手段による判定が肯定されたときに、上記変速クラッチを断とすると共に、上記エンジンを所定回転数に所定時間だけ制御し、上記第２のエンストリスク判定手段による判定が肯定されたときに、上記ロックアップクラッチを断とすると共に、上記変速クラッチ接のクラッチプレートの押し付け力がトルク点を超えて断側にならない範囲で低下するようにその変速クラッチの電磁ソレノイドに所定電圧又は所定電流を印加するものである。

ここで、上記変速機の入力軸回転数を検出する回転センサを備え、上記第１のエンストリスク判定手段及び上記第２のエンストリスク判定手段は、上記回転センサにより所定のサンプリング期間で検出した上記変速機の入力軸回転数の低下量に基づいて、エンストリスクがあるか否かを判定するものであり、上記第１のエンストリスク判定手段によりエンストリスクを判定する際の上記所定のサンプリング期間は、上記変速機のギヤ段が所定ギヤ段以下で且つ上記変速機の入力軸回転数が所定回転数以下であるときのサンプリング期間が上記変速機のギヤ段が上記所定ギヤ段より大きいときのサンプリング期間及び上記変速機のギヤ段が上記所定ギヤ段以下で且つ上記変速機の入力軸回転数が上記所定回転数より大きいときのサンプリング期間に比べて短くなるように設定され、上記第２のエンストリスク判定手段によりエンストリスクを判定する際の上記所定のサンプリング期間は、上記変速機のギヤ段が所定ギヤ段以下であるときのサンプリング期間が上記変速機のギヤ段が上記所定ギヤ段より大きいときのサンプリング期間に比べて短くなるように設定されても良い。

また、上記制御手段は、上記第２のエンストリスク判定手段による判定が肯定されたときに、上記変速クラッチ接のクラッチプレートの押し付け力がトルク点を超えて断側にならない範囲で低下するようにその変速クラッチの電磁ソレノイドに所定電圧又は所定電流を印加するものであっても良い。

本発明によれば、エンストの発生を確実に防止し得る動力伝達装置を提供することができるという優れた効果を奏する。

以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

図１は、本発明の一実施形態に係る動力伝達装置の概略図である。

図１に示すように、エンジン（本実施形態では、ディーゼルエンジン）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（変速クラッチ）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。

流体継手２は、エンジンＥの出力軸（クランク軸）１ａに接続されたケーシング１８と一体に回転するポンプ部４と、ケーシング１８内でポンプ部４に対向され湿式多板クラッチ３の入力側に接続されたタービン部５と、タービン部５とポンプ部４との間に介設されたステータ部６とからなっている。またこの流体継手２には、ポンプ部４とタービン部５との締結・切離を行うロックアップクラッチ７と、そのロックアップクラッチ７を作動する油圧回路１９からなるロックアップ装置２０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を介してタービン部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、常時はスプリング（図示せず）で断方向に付勢され、油圧回路１９からの圧油によって接にされる。

詳しくは、湿式多板クラッチ３は、油が満たされたクラッチケーシング（図示せず）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（或いはクラッチディスク）がスプライン噛合され、これらクラッチプレート同士を押し付け合い、或いは解放して、湿式多板クラッチ３の接続・分断を行うものである。

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、これら入力軸８及び出力軸９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とがそれぞれ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とがそれぞれ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。

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。

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Ｓは、図示しないシフトフォーク及びシフトロッドを介して、運転室内のシフトレバー２１によってマニュアル操作される。

またシフトレバー２１によるギヤ段の切り替え操作の際には、先ず、ニュートラルで、湿式多板クラッチ３が断とされ、そのニュートラル位置から他のギヤ段に切り替えた後は、湿式多板クラッチ３が接とされる。このシフトレバー２１の操作によるギヤポジションは、センサ２８で検出され、制御手段をなすＥＣＵ２２に入力される。

また、アクセルペダル２３の踏み込み量は、センサ２４により検出され、その踏み込み量がＥＣＵ２２に入力される。またブレーキペダル２５の踏み込み量は、センサ２６により検出され、その踏み込み量がＥＣＵ２２に入力される。

また、本実施形態においては、変速機Ｔ／Ｍの入力主ギヤ１１又は入力主ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２に、変速機Ｔ／Ｍの入力軸８の回転数（変速機入力軸回転数）を検出する回転センサ２７が設けられ、その回転センサ２７の検出値がＥＣＵ２２に入力される。ＥＣＵ２２は、回転センサ２７の検出値（変速機入力軸回転数）が設定値（例えば、８００ｒｐｍ）以下のときには、流体継手２のロックアップ装置２０（油圧回路１９）を断側に作動させてロックアップクラッチ７を断とし、設定値（例えば、１０００ｒｐｍ）以上となったとき、ロックアップ装置２０（油圧回路１９）を接側に作動させてロックアップクラッチ７を接とするようになっている。

ここで、本実施形態においては、第１のエンストリスク判定手段をなすＥＣＵ２２が、湿式多板クラッチ３が接のときに、エンストリスクがあるか否か（つまり、エンジンＥが急減速されたか否か）をエンジン運転状態に基づき判定し、制御手段をなすＥＣＵ２２が、上記第１のエンストリスク判定が肯定されたときに、湿式多板クラッチ３を断とすると共に、エンジンＥをアイドリング回転数より高い所定回転数に所定時間だけ制御するようになっている。

本実施形態に係る第１のエンストリスク判定を図２のフローチャートを用いて説明する。

詳しくは、ＥＣＵ２２は、センサ２８による現ギヤ段が所定ギヤ段（例えば、３速）以下で（ステップＳ０１）、回転センサ２７による変速機入力軸回転数が所定回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）より大きく（ステップＳ０２）、サンプリング期間をΔｔ１（例えば、６４ｍｓ）とした回転センサ２７による今回の変速機入力軸回転数Ｎｔ１と前回の変速機入力軸回転数Ｎｔ１との差が各ギヤ段毎の設定値Ｖ１より大きいときに（ステップＳ０３）、第１のエンストリスク判定フラグをＯＮとする（ステップＳ０４）。

また、ＥＣＵ２２は、センサ２８による現ギヤ段が所定ギヤ段（例えば、３速）より大きく（ステップＳ０１）、サンプリング期間をΔｔ１（例えば、６４ｍｓ）とした回転センサ２７による今回の変速機入力軸回転数Ｎｔ１と前回の変速機入力軸回転数Ｎｔ１との差が各ギヤ段毎の設定値Ｖ１より大きいときに（ステップＳ０３）、第１のエンストリスク判定フラグをＯＮとする（ステップＳ０４）。

さらに、ＥＣＵ２２は、センサ２８による現ギヤ段が所定ギヤ段（例えば、３速）以下で（ステップＳ０１）、回転センサ２７による変速機入力軸回転数が所定回転数（例えば、１５００ｒｐｍ）以下で（ステップＳ０２）、サンプリング期間をΔｔ１より短いΔｔ２（例えば、１６ｍｓ）（Δｔ２＜Δｔ１）とした回転センサ２７による今回の変速機入力軸回転数Ｎｔ２と前回の変速機入力軸回転数Ｎｔ２との差が各ギヤ段毎の設定値Ｖ２より大きいときに（ステップＳ０５）、第１のエンストリスク判定フラグをＯＮとする（ステップＳ０４）。

即ち、本実施形態では、湿式多板クラッチ３が接のときに所定時間における変速機入力軸回転数の低下量を求め、その低下量が予め設定された設定値Ｖ１、Ｖ２より大きいときに、エンストリスクがある（つまり、エンジンＥが急減速している）と判定している。

また、現ギヤ段が所定ギヤ段以下で且つ変速機入力軸回転数が所定回転数以下であるときに、サンプリング期間を小さく設定する（Δｔ２＜Δｔ１）のは、サンプリング期間を大きく設定すると湿式多板クラッチ３断が間に合わずにエンストが発生する可能性があるためである。

次に、第１のエンストリスク判定フラグがＯＮであるときの制御を図３のフローチャートを用いて説明する。

ＥＣＵ２２は、第１のエンストリスク判定フラグがＯＮであるときに（ステップＳ０６）、湿式多板クラッチ３の電磁ソレノイドに断相当電流（例えば、０．８Ａ）を供給してその湿式多板クラッチ３を断とすると共に（ステップＳ０７）、エンジンＥをアイドリング回転数（例えば、５２０〜５７０ｒｐｍ）より高い所定回転数（例えば、８００ｒｐｍ）に所定時間（例えば、１ｓ）だけ制御する（ステップＳ０８）。

また、本実施形態においては、第２のエンストリスク判定をなすＥＣＵ２２が、湿式多板クラッチ３が接で且つロックアップクラッチ７が接のときに、上記第１のエンストリスク判定によるエンストリスクより小さいエンストリスクがあるか否か（つまり、エンジンＥが急減速されたか否か）をエンジン運転状態に基づき判定し、制御手段をなすＥＣＵ２２が、上記第２のリスク判定が肯定されたときに、ロックアップクラッチ７を断とすると共に、接とされている湿式多板クラッチ３のクラッチプレートの押し付け力がトルク点を超えて断側にならない範囲で低下するように、湿式多板クラッチ３接の電磁ソレノイドに所定電圧又は所定電流を印加するようになっている。

ここで上記第２のエンストリスク判定におけるエンジンＥの急減速は上記第１のエンストリスク判定におけるエンジンＥの急減速より緩やかなものであるとする。

本実施形態に係る第２のエンストリスク判定を図４のフローチャートを用いて説明する。

詳しくは、ＥＣＵ２２は、センサ２８による現ギヤ段が所定ギヤ段（例えば、３速）以下で（ステップＳ０９）、サンプリング期間をΔｔ２（例えば、１６ｍｓ）とした回転センサ２７による今回の変速機入力軸回転数Ｎｔ２と前回の変速機入力軸回転数Ｎｔ２との差が各ギヤ段毎の設定値Ｖ３（Ｖ３＜Ｖ１）より大きいときに（ステップＳ１０）、第２のエンストリスク判定フラグをＯＮとする（ステップＳ１１）。

また、ＥＣＵ２２は、センサ２８による現ギヤ段が所定ギヤ段（例えば、３速）より大きく（ステップＳ０９）、サンプリング期間をΔｔ１（例えば、６４ｍｓ）とした回転センサ２７による今回の変速機入力軸回転数Ｎｔ１と前回の変速機入力軸回転数Ｎｔ１との差が各ギヤ段毎の設定値Ｖ４（Ｖ４＜Ｖ２）より大きいときに（ステップＳ１２）、第２のエンストリスク判定フラグをＯＮとする（ステップＳ１１）。

即ち、本実施形態では、湿式多板クラッチ３が接で且つロックアップクラッチ７が接のときに所定時間における変速機入力軸回転数の低下量を求め、その低下量が予め設定された設定値Ｖ３、Ｖ４より大きいときに、エンストリスクがある（つまり、エンジンＥが急減速している）と判定している。

また、現ギヤ段が所定ギヤ段以下であるときに、サンプリング期間を小さく設定する（Δｔ２＜Δｔ１）のは、サンプリング期間を大きく設定するとロックアップクラッチ７断が間に合わずにエンストが発生する可能性があるためである。

次に、第２のエンストリスク判定フラグがＯＮであるときの制御を図５のフローチャートを用いて説明する。

ＥＣＵ２２は、第２のエンストリスク判定フラグがＯＮであるときに（ステップＳ１３）、流体継手２のロックアップ装置２０（油圧回路１９）を断側に作動させてロックアップクラッチ７を断とすると共に（ステップＳ１４）、接とされている湿式多板クラッチ３の電磁ソレノイドに断相当電流（例えば、０．８Ａ）より小さい部分電流α（例えば、０．２Ａ）を所定時間（例えば、０．４ｓ）だけ供給して、その湿式多板クラッチ３接のクラッチプレートの押し付け力をトルク点を超えて断側にならない範囲で低下させる（ステップＳ１５）。

ここで上記の部分電流αは、トルク点相当電流より小さく、接とされている湿式多板クラッチ３のクラッチプレートがすべらないように設定される（図６参照）。

なお本明細書においてトルク点とは、湿式多板クラッチ３のクラッチプレートを接側から断方向に移動させたときにそのクラッチプレートがすべり始める点をいう（図６参照）。なお、上記の部分電流αをトルク点を超えて図６の半クラッチ領域に至るような電流に設定すると、第２のエンストリスク判定フラグがＯＮで且つ第１のエンストリスク判定フラグがＯＦＦとなるような減速時には、変速クラッチが半クラッチ状態に維持されてしまうため摩耗が促進されてしまう（通常、ドライバがクラッチ操作する場合、減速時に変速クラッチを断とすることはあっても半クラッチ状態に維持するような操作はしない）。

次に、本実施形態に係る動力伝達装置の作動を説明する。

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。

発進時、ロックアップクラッチ７と湿式多板クラッチ３は、断とされ、ドライバがシフトレバー２１の操作により、発進段にシフトすると、湿式多板クラッチ３が接となり、その状態では、流体継手２のタービン部５は、駆動輪側から止められているので、ポンプ部４のみが回転し、クリープ力が発生することになる。その後、ブレーキペダル２５を離したり、アクセルペダル２３を踏み込んだりすれば、タービン部５が回転して変速機Ｔ／Ｍ側に動力が伝達される。

発進後は、シフトレバー２１で変速操作がなされ、その都度湿式多板クラッチ３が断接される。

ＥＣＵ２２は、変速機Ｔ／Ｍの入力主ギヤ１１又は入力主ギヤ１１に噛合する入力副ギヤ１２の回転を回転センサ２７で検出し、その検出値が、設定値（例えば、１０００ｒｐｍ）以上に達したときにロックアップクラッチ７が接となり、車両停車時など回転センサ２７の検出値が、所定値（例えば、８００ｒｐｍ）以下になったときにはロックアップクラッチ７が断となるように制御する。

本実施形態においては、ＥＣＵ２２が、第１のエンストリスク判定が肯定されたときに、湿式多板クラッチ３を断とすると共に、エンジンＥを所定回転数に所定時間だけ制御することで、エンジントルクが駆動輪側から伝達される負荷を下回らないようにすることが可能となり、湿式多板クラッチ３のクラッチプレートの分断が間に合わずにエンジントルクが駆動輪側から伝達される負荷を下回るという事態を回避することができる。

また、ＥＣＵ２２が、第２のエンストリスク判定が肯定されたときに、ロックアップクラッチ７を断とすることで、流体継手２のロックアップが解除されるので、流体継手２によりエンジンＥから変速機Ｔ／Ｍ側へ動力伝達がなされ、駆動輪側からの負荷が流体継手２によりエンジンＥに伝達されるので、エンストが回避される。

さらに、ＥＣＵ２２が、第２のエンストリスク判定が肯定されたときに、接とされている湿式多板クラッチ３のクラッチプレートの押し付け力がトルク点を超えて断側にならない範囲で低下するように、湿式多板クラッチ３の電磁ソレノイドに所定電圧又は所定電流を印加することで、しかる後（第１のエンストリスク判定が肯定されたときに）湿式多板クラッチ３のクラッチプレートを迅速に分断することが可能となり、更なるエンストリスクの回避が可能となる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態には限定されず他の様々な実施形態を採ることが可能である。

本発明の一実施形態に係る動力伝達装置の概略図である。第１のエンストリスク判定のフローチャートである。第１のエンストリスク判定フラグがＯＮであるときの制御フローチャートである。第２のエンストリスク判定のフローチャートである。第２のエンストリスク判定フラグがＯＮであるときの制御フローチャートである。変速クラッチ用電磁ソレノイドへの電流供給を説明するための図である。第１及び第２のエンストリスク判定がＯＮであるときの制御を説明するための図である。

符号の説明

２流体継手
３湿式多板クラッチ（変速クラッチ）
７ロックアップクラッチ
２２ＥＣＵ（制御手段、第１のエンストリスク判定手段、第２のエンストリスク判定手段）
Ｅエンジン
Ｔ／Ｍ変速機

Claims

エンジンと変速機との間に介設された変速クラッチと、上記エンジンと上記変速クラッチとの間に介設されたロックアップクラッチ付きの流体継手と、上記変速クラッチ及び上記ロックアップクラッチを断接制御する制御手段とを備えた動力伝達装置において、
上記変速クラッチが接のときに、エンストリスクがあるか否かをエンジン運転状態に基づき判定する第１のエンストリスク判定手段と、上記変速クラッチが接で且つ上記ロックアップクラッチが接のときに、上記第１のエンストリスク判定手段により判定されるエンストリスクより小さいエンストリスクがあるか否かをエンジン運転状態に基づき判定する第２のエンストリスク判定手段とを備え、
上記制御手段は、
上記第１のエンストリスク判定手段による判定が肯定されたときに、上記変速クラッチを断とすると共に、上記エンジンを所定回転数に所定時間だけ制御し、
上記第２のエンストリスク判定手段による判定が肯定されたときに、上記ロックアップクラッチを断とすると共に、上記変速クラッチ接のクラッチプレートの押し付け力がトルク点を超えて断側にならない範囲で低下するようにその変速クラッチの電磁ソレノイドに所定電圧又は所定電流を印加する
ことを特徴とする動力伝達装置。
上記変速機の入力軸回転数を検出する回転センサを備え、
上記第１のエンストリスク判定手段及び上記第２のエンストリスク判定手段は、上記回転センサにより所定のサンプリング期間で検出した上記変速機の入力軸回転数の低下量に基づいて、エンストリスクがあるか否かを判定するものであり、
上記第１のエンストリスク判定手段によりエンストリスクを判定する際の上記所定のサンプリング期間は、上記変速機のギヤ段が所定ギヤ段以下で且つ上記変速機の入力軸回転数が所定回転数以下であるときのサンプリング期間が上記変速機のギヤ段が上記所定ギヤ段より大きいときのサンプリング期間及び上記変速機のギヤ段が上記所定ギヤ段以下で且つ上記変速機の入力軸回転数が上記所定回転数より大きいときのサンプリング期間に比べて短くなるように設定され、
上記第２のエンストリスク判定手段によりエンストリスクを判定する際の上記所定のサンプリング期間は、上記変速機のギヤ段が所定ギヤ段以下であるときのサンプリング期間が上記変速機のギヤ段が上記所定ギヤ段より大きいときのサンプリング期間に比べて短くなるように設定された請求項１に記載の動力伝達装置。