JP6365200B2 - デュアルクラッチ式変速機の制御装置及び制御方法 - Google Patents
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Description
本発明は、デュアルクラッチ式変速機の制御装置及び制御方法に関し、特に、クラッチの伝達トルク学習に関する。
従来、二個のクラッチを有するデュアルクラッチ装置をエンジンと変速機との間に設けて、変速機の動力伝達経路を二系統にしたデュアルクラッチ式変速機が知られている。デュアルクラッチ装置を含む自動変速機においては、クラッチの経年劣化や製品間のばらつき、作動油温等の環境変化に対応するために、クラッチの伝達トルクを学習することが好ましい(例えば、特許文献1,2参照)。
一般的に、クラッチの伝達トルクを学習する手法としては、以下に説明する二つの手法が知られている。(1)変速機のギヤをニュートラル状態にしてクラッチを徐々に締結し、クラッチの出力側の回転数変化から得られるクラッチ締結開始点に基づいて伝達トルクを推定学習する。(2)変速機を所定のギヤ段に入れ、且つドライバーのブレーキ操作によって車両を停車させた状態でクラッチを徐々に締結し、半クラッチ状態で取得したエンジントルクに基づいて伝達トルクを学習する。
上述の(1)の手法では、ドライバーにブレーキ操作等を要求することなく学習を行うことが可能であるが、伝達トルクを直接的に測定することなくクラッチ締結開始点から間接的に推定しているため、クラッチの経年劣化や特性変化等に対応できない課題がある。また、クラッチの締結開始点である1点のみに基づいて伝達トルクを推定しているため、学習精度を確保できない可能性がある。
一方、上述の(2)の手法では、学習実行中に変速機を所定のギヤ段に入れるため、車両発進を防止すべくドライバーのブレーキ操作や駐車ブレーキ等が必要となり、安全性を保障できない可能性がある。
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、その目的は、クラッチの伝達トルクの学習精度を効果的に向上することにある。
上述の目的を達成するため、本発明のデュアルクラッチ式変速機の制御装置は、駆動源から変速機へのトルク伝達を断接可能な第1クラッチ及び第2クラッチを有するクラッチ装置と、前記第1クラッチに接続された第1入力軸と、前記第2クラッチに接続されて前記第1入力軸と同心に配置された第2入力軸と、前記第1及び第2入力軸と平行に配置された副軸と、前記副軸と平行に配置された出力軸と、前記第1入力軸から前記副軸にトルクを伝達する第1入力ギヤ対及び前記第2入力軸から前記副軸にトルクを伝達する第2入力ギヤ対を含む副変速部と、前記副軸から前記出力軸にトルクを伝達可能な少なくとも一個以上の出力ギヤ対を含む主変速部と、を備えるデュアルクラッチ式変速機の制御装置であって、前記主変速部をニュートラル状態、且つ前記第1及び第2クラッチを切断状態にすると共に、前記駆動源を所定の回転数に維持し、前記第1又は第2クラッチの一方のクラッチを半クラッチ状態にした後に、他方のクラッチを徐々に半クラッチ状態にして前記駆動源にトルク変動を生じさせると共に、当該トルク変動に伴うトルク変動量を前記他方のクラッチの伝達トルクとして学習する学習部を備えることを特徴とする。
また、前記クラッチ装置の作動油温を検出する温度センサと、前記学習部の学習時に前記温度センサで検出された作動油温を記憶する記憶部と、をさらに備え、前記学習部は、前記伝達トルク変動量を前記記憶部に記憶した作動油温に対応する前記他方のクラッチの伝達トルクとして学習してもよい。
また、前記学習部は、車両の走行距離が所定の上限距離に達すると伝達トルクの学習を実行するものもよい。
また、本発明のデュアルクラッチ式変速機の制御方法は、駆動源から変速機へのトルク伝達を断接可能な第1クラッチ及び第2クラッチを有するクラッチ装置と、前記第1クラッチに接続された第1入力軸と、前記第2クラッチに接続されて前記第1入力軸と同心に配置された第2入力軸と、前記第1及び第2入力軸と平行に配置された副軸と、前記副軸と平行に配置された出力軸と、前記第1入力軸から前記副軸にトルクを伝達する第1入力ギヤ対及び前記第2入力軸から前記副軸にトルクを伝達する第2入力ギヤ対を含む副変速部と、前記副軸から前記出力軸にトルクを伝達可能な少なくとも一個以上の出力ギヤ対を含む主変速部と、を備えるデュアルクラッチ式変速機の制御方法であって、前記主変速部をニュートラル状態、且つ前記第1及び第2クラッチを切断状態にすると共に、前記駆動源を所定の回転数に維持し、前記第1又は第2クラッチの一方のクラッチを半クラッチ状態にした後に、他方のクラッチを徐々に半クラッチ状態にして前記駆動源にトルク変動を生じさせると共に、当該トルク変動に伴うトルク変動量を前記他方のクラッチの伝達トルクとして学習することを特徴とする。
本発明のデュアルクラッチ式変速機の制御装置及び制御方法によれば、クラッチの伝達トルクの学習精度を効果的に向上することができる。
以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るデュアルクラッチ式変速機の制御装置及び制御方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称及び機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
図1は、本実施形態のデュアルクラッチ式変速機を示す模式的な全体構成図である。図1中において、符号10は駆動源であるエンジン、符号20はデュアルクラッチ装置、符号30は変速機、符号60はコントロールユニット、符号70はエンジン回転数センサ、符号71はアクセル開度センサ、符号72はデュアルクラッチ装置20の作動油温を検出する温度センサをそれぞれ示している。
デュアルクラッチ装置20は、例えば、湿式多板クラッチ装置であって、第1クラッチ21と、第2クラッチ22とを備えている。
第1クラッチ21は、エンジン10のクランク軸(又は、クラッチ入力軸)11と一体回転するクラッチハブ23と、変速機30の第1入力軸31と一体回転する第1クラッチドラム24と、複数枚の第1クラッチプレート25と、第1クラッチプレート25を圧接させる第1ピストン26とを備えている。作動油圧によって第1ピストン26が出力側(図1の右方向)にストローク移動すると、第1クラッチプレート25が圧接されて第1クラッチ21はトルクを伝達する接続状態となる。一方、作動油圧が解放されると、第1ピストン26は図示しないスプリングの付勢力によって入力側(図1の左方向)にストローク移動されて、第1クラッチ21は動力伝達を遮断する切断状態となる。なお、以下の説明では、クラッチハブ23と第1クラッチドラム24とが異なる回転数で回転しつつ、第1クラッチプレート25を介してトルクが伝達される状態を第1クラッチ21の半クラッチ状態と称する。
第2クラッチ22は、クラッチハブ23と、変速機30の第2入力軸32と一体回転する第2クラッチドラム27と、複数枚の第2クラッチプレート28と、第2クラッチプレート28を圧接させる第2ピストン29とを備えている。作動油圧によって第2ピストン29が出力側(図1の右方向)にストローク移動すると、第2クラッチプレート28が圧接されて第2クラッチ22はトルクを伝達する接続状態となる。一方、作動油圧が解放されると、第2ピストン29は図示しないスプリングの付勢力によって入力側(図1の左方向)にストローク移動されて、第2クラッチ22はトルク伝達を遮断する切断状態となる。なお、以下の説明では、クラッチハブ23と第2クラッチドラム27とが異なる回転数で回転しつつ、第2クラッチプレート28を介してトルクが伝達される状態を第2クラッチ22の半クラッチ状態と称する。
変速機30は、入力側に配置された副変速部40と、出力側に配置された主変速部50とを備えている。また、変速機30は、副変速部40に設けられた第1入力軸31及び第2入力軸32と、主変速部50に設けられた出力軸33と、これらの軸31〜33と平行に配置された副軸34とを備えている。第1入力軸31は、第2入力軸32を軸方向に貫通する中空軸内に相対回転自在に挿入されている。出力軸33の出力端には、図示しないプロペラシャフトが接続されている。
副変速部40には、第1スプリッタギヤ対41と、第2スプリッタギヤ対42とが設けられている。第1スプリッタギヤ対41は、第1入力軸31に固定された第1入力主ギヤ43と、副軸34に固定されて第1入力主ギヤ43と常時歯噛する第1入力副ギヤ44とを備えている。第2スプリッタギヤ対42は、第2入力軸32に固定された第2入力主ギヤ45と、副軸34に固定されて第2入力主ギヤ45と常時歯噛する第2入力副ギヤ46とを備えている。
主変速部50には、複数の出力ギヤ対51と、複数のシンクロ機構55とが設けられている。出力ギヤ対51は、副軸34に固定された出力副ギヤ52と、出力軸33に相対回転自在に設けられると共に出力副ギヤ52と常時歯噛する出力主ギヤ53とを備えている。シンクロ機構55は、公知の構造であって、何れも図示しないドグクラッチ等を備えて構成されている。シンクロ機構55の作動は、コントロールユニット60によって制御されており、図示しないシフトポジションセンサで検出されるシフト位置に応じて、出力軸33と出力主ギヤ53とを選択的に係合状態又は非係合状態(ニュートラル状態)に切り替えるようになっている。なお、出力ギヤ対51やシンクロ機構55の個数、配列パターン等は図示例に限定されものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
コントロールユニット60は、エンジン10、デュアルクラッチ装置20、変速機30等の各種制御を行うもので、公知のCPUやROM、RAM、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。また、コントロールユニット60は、エンジン定回転制御部61と、伝達トルク学習部62とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるコントロールユニット60に含まれるものとして説明するが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
エンジン定回転制御部61は、後述するクラッチの伝達トルク学習が行われる際に、エンジン10の回転数を所定の目標回転数(一定値)に維持する定回転制御を実行する。より詳しくは、定回転制御は、例えば、エンジン回転数センサ70から入力される実回転数が目標回転数で維持されるように、エンジン10の燃料噴射量をフィードバック制御することで実現される。これにより、定回転制御の実行中にエンジン10に外部から負荷が掛かり回転数の低下を招いた場合は、回転数を目標回転数に戻すべく燃料噴射量が増加される。
伝達トルク学習部62は、第1クラッチ21及び第2クラッチ22の伝達トルク学習を実行する。以下、伝達トルク学習の詳細な手順を、図2に示すフローに基づいて説明する。この伝達トルク学習は、車両の駆動系にトルクを伝達する必要がない状態、すなわち、主変速部50の全てのシンクロ機構55を非係合状態(ニュートラル状態)にし、且つ、第1クラッチ21及び第2クラッチ22を切断した状態で開始される。
ステップS100では、伝達トルク学習を実行する学習実行フラグFがオンにされたか否かが判定される。本実施形態において、学習実行条件としては、例えば、(1)前回の学習終了からの車両走行距離がクラッチ特性に変化を生じさせる所定の上限距離に達した場合、(2)前回の学習終了からのクラッチ断接回数がクラッチ特性に変化を生じさせる所定の上限回数に達した場合、(3)ドライバーによって図示しない操作ボタンが操作されて任意の学習要求があった場合等が設定されている。これら何れかの条件(1)〜(3)が成立すると学習実行フラグFがオン(F=1)にされて、本制御はステップS110に進む。
ステップS110では、エンジン定回転制御部61によって、エンジン10の回転数を所定の目標回転数に維持する定回転制御が開始される。さらに、ステップS120では、エンジン回転数センサ70及びアクセル開度センサ71のセンサ値に基づいて現在のエンジン図示トルクが読み取られると共に、このエンジン図示トルクがフリクショントルクTQRefとしてコントロールユニット60の図示しない記憶部に記憶される。
ステップS130では、第1クラッチ21を半クラッチ状態に制御する。
さらに、ステップS140では、第2クラッチ22を徐々に半クラッチ状態に制御する。このように、第2クラッチ22を徐々に半クラッチ状態に移行させると、図3(A)に示すように、エンジン10のクランク軸11から第2クラッチ22を介して第2入力軸32に伝達されたトルクが、第2スプリッタギヤ対42→副軸34→第1スプリッタギヤ対41→第1入力軸31→第1クラッチ21→クランク軸11に戻されるトルク循環が発生する。この際、エンジン10の回転数はトルク循環による負荷の影響で低下しようとするが、定回転制御が機能するため目標回転数に戻される。すなわち、定回転制御によってエンジン10の燃料噴射量が増加され、エンジン10にはトルク上昇が生じる。
ステップS150では、エンジン回転数センサ70及びアクセル開度センサ71のセンサ値に基づいて現在のエンジントルクTQAct_1が読み取られると共に、このエンジントルクTQAct_1からステップS120で記憶したフリクショントルクTQRefを減算することで、上昇トルク幅ΔTQ1が演算される(ΔTQ1=TQAct_1―TQRef)。さらに、温度センサ72で検出される現在の作動油温T1がコントロールユニット60の記憶部(不図示)に記憶される。
ステップS160では、ステップS150で求めた上昇トルク幅ΔTQ1が、ステップS150で記憶した作動油温T1に対応する第2クラッチ22の伝達トルクとして学習される。このような第2クラッチ22の伝達トルク学習を作動油温の低温域から高温域に亘る広い温度領域で実行することで、作動油温に応じて変化する第2クラッチ22の伝達トルク特性を効果的に学習することが可能になる。
第2クラッチ22の伝達トルク学習が終了すると、定回転制御を継続した状態で、ステップS200からは第1クラッチ21の伝達トルク学習が開始される。
ステップS200では、第1クラッチ21及び第2クラッチ22が共に切断状態に制御される。
さらに、ステップS210では、第2クラッチ22が半クラッチ状態に制御され、ステップS220では、第1クラッチ21が徐々に半クラッチ状態に制御される。これにより、図3(B)に示すように、エンジン10のクランク軸11から第1クラッチ21を介して第1入力軸31に伝達されたトルクが、第1スプリッタギヤ対41→副軸34→第2スプリッタギヤ対42→第2入力軸32→第2クラッチ22→クランク軸11に戻されるトルク循環が発生し、エンジン10にトルク上昇が生じる。
ステップS230では、エンジン回転数センサ70及びアクセル開度センサ71のセンサ値に基づいて現在のエンジントルクTQAct_2が読み取られると共に、このエンジントルクTQAct_2からステップS120で記憶したフリクショントルクTQRefを減算することで上昇トルク幅ΔTQ2が演算される(ΔTQ2=TQAct_2―TQRef)。さらに、温度センサ72で検出される現在の作動油温T2がコントロールユニット60の記憶部(不図示)に記憶される。
ステップS240では、ステップS230で求めた上昇トルク幅ΔTQ2が、ステップS230で記憶した作動油温T2に対応する第1クラッチ21の伝達トルクとして学習される。このような第1クラッチ21の伝達トルク学習を作動油温の低温域から高温域に亘る広い領域で実行することで、作動油温に応じて変化する第1クラッチ21の伝達トルク特性を効果的に学習することが可能になる。
その後、ステップS250でエンジン10の定回転制御を終了し、さらに、ステップS260で第1クラッチ21及び第2クラッチ22を完切状態にして、本制御は終了する。
次に、本実施形態のデュアルクラッチ式変速機の制御装置及び制御方法による作用効果を説明する。
本実施形態では、各クラッチ21,22の伝達トルクを学習する際は、主変速部50をニュートラル状態、且つエンジン10を一定回転に制御した状態で、一方のクラッチを半クラッチ状態にし、他方のクラッチを徐々に半クラッチ状態にすることでトルク循環(図3参照)を発生させ、このときのエンジン10の上昇トルク幅ΔTQをクラッチ21,22の伝達トルクとして学習している。すなわち、クラッチ出力側の回転数変化からクラッチ締結開始点を判別して伝達トルクを推定する従来の学習手法に比べ、エンジン10のトルク変動に基づいた直接的な伝達トルクの学習が可能となり、学習精度を効果的に向上することができる。
また、学習を実施する際は、トルク循環を変速機30の副変速部40側のみに発生させ、車両駆動系に繋がる主変速部50はトルク伝達が遮断されるニュートラル状態とされる。したがって、学習中の車両発進等が確実に防止されて、安全性を担保することができる。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
例えば、図2のフローに示す伝達トルクの学習手順は、第2クラッチ22から第1クラッチ21の順で実行されるものとしたが、これらの順序を第1クラッチ21から第2クラッチ22の順に入れ替えて実行してもよい。
10 エンジン
11 クランク軸
20 デュアルクラッチ装置
21 第1クラッチ
22 第2クラッチ
30 変速機
31 第1入力軸
32 第2入力軸
33 出力軸
34 副軸
40 副変速部
41 第1スプリッタギヤ対(第1入力ギヤ対)
42 第2スプリッタギヤ対(第2入力ギヤ対)
50 主変速部
60 コントロールユニット
61 エンジン定回転制御部(学習部)
62 伝達トルク学習部(学習部)
11 クランク軸
20 デュアルクラッチ装置
21 第1クラッチ
22 第2クラッチ
30 変速機
31 第1入力軸
32 第2入力軸
33 出力軸
34 副軸
40 副変速部
41 第1スプリッタギヤ対(第1入力ギヤ対)
42 第2スプリッタギヤ対(第2入力ギヤ対)
50 主変速部
60 コントロールユニット
61 エンジン定回転制御部(学習部)
62 伝達トルク学習部(学習部)
Claims (4)
- 駆動源から変速機へのトルク伝達を断接可能な第1クラッチ及び第2クラッチを有するクラッチ装置と、前記第1クラッチに接続された第1入力軸と、前記第2クラッチに接続されて前記第1入力軸と同心に配置された第2入力軸と、前記第1及び第2入力軸と平行に配置された副軸と、前記副軸と平行に配置された出力軸と、前記第1入力軸から前記副軸にトルクを伝達する第1入力ギヤ対及び前記第2入力軸から前記副軸にトルクを伝達する第2入力ギヤ対を含む副変速部と、前記副軸から前記出力軸にトルクを伝達可能な少なくとも一個以上の出力ギヤ対を含む主変速部と、を備えるデュアルクラッチ式変速機の制御装置であって、
前記主変速部をニュートラル状態、且つ前記第1及び第2クラッチを切断状態にすると共に、前記駆動源を所定の回転数に維持し、前記第1又は第2クラッチの一方のクラッチを半クラッチ状態にした後に、他方のクラッチを徐々に半クラッチ状態にして前記駆動源にトルク変動を生じさせると共に、当該トルク変動に伴うトルク変動量を前記他方のクラッチの伝達トルクとして学習する学習部を備える
ことを特徴とするデュアルクラッチ式変速機の制御装置。 - 前記クラッチ装置の作動油温を検出する温度センサと、
前記学習部の学習時に前記温度センサで検出された作動油温を記憶する記憶部と、をさらに備え、
前記学習部は、前記伝達トルク変動量を前記記憶部に記憶した作動油温に対応する前記他方のクラッチの伝達トルクとして学習する
請求項1に記載のデュアルクラッチ式変速機の制御装置。 - 前記学習部は、車両の走行距離が所定の上限距離に達すると伝達トルクの学習を実行する
請求項1又は2に記載のデュアルクラッチ式変速機の制御装置。 - 駆動源から変速機へのトルク伝達を断接可能な第1クラッチ及び第2クラッチを有するクラッチ装置と、前記第1クラッチに接続された第1入力軸と、前記第2クラッチに接続されて前記第1入力軸と同心に配置された第2入力軸と、前記第1及び第2入力軸と平行に配置された副軸と、前記副軸と平行に配置された出力軸と、前記第1入力軸から前記副軸にトルクを伝達する第1入力ギヤ対及び前記第2入力軸から前記副軸にトルクを伝達する第2入力ギヤ対を含む副変速部と、前記副軸から前記出力軸にトルクを伝達可能な少なくとも一個以上の出力ギヤ対を含む主変速部と、を備えるデュアルクラッチ式変速機の制御方法であって、
前記主変速部をニュートラル状態、且つ前記第1及び第2クラッチを切断状態にすると共に、前記駆動源を所定の回転数に維持し、前記第1又は第2クラッチの一方のクラッチを半クラッチ状態にした後に、他方のクラッチを徐々に半クラッチ状態にして前記駆動源にトルク変動を生じさせると共に、当該トルク変動に伴うトルク変動量を前記他方のクラッチの伝達トルクとして学習する
ことを特徴とするデュアルクラッチ式変速機の制御方法。
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