| 【発明の名称】 |
車両の動力伝達装置及びその制御方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】村上 敬信
【氏名】菅野 幸夫
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| 【要約】 |
【課題】ロックアップの実行とその解除を適切に判断する車両の動力伝達装置を提供する。
【解決手段】トルクコンバータ２と、その入出力軸１４，１５を直結するロックアップクラッチ８と、トルクコンバータ２の入出力軸１４，１５の入出力回転数Ｎ１，Ｎ２を検出する入出力回転検出器９，１０と、ロックアップクラッチ８を直結させるロックアップ実行信号１２を出力する制御装置１１とを備えた車両の動力伝達装置において、運転者がエンジン(1)の回転数を上げて車両を加速し、トルクコンバータ２の速度比ｅが、トルク比Ｍが１となる速度比閾値ｅ０以上１以下である場合に、制御装置１１がロックアップ実行信号１２を出力する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 トルクコンバータ(2)と、その入出力軸(14,15)を直結するロックアップクラッチ(8)と、ロックアップクラッチ(8)を直結させるロックアップ実行信号(12)を出力する制御装置(11)とを備えた車両の動力伝達装置の制御方法において、運転者がエンジン(1)の回転数を上げて車両を加速し、かつトルクコンバータ(8)の速度比(e)が、トルク比(M)が１となる速度比閾値(e0)以上となる場合に、制御装置(11)がロックアップ実行信号(12)を出力することを特徴とする車両の動力伝達装置の制御方法。
【請求項２】 トルクコンバータ(2)と、その入出力軸(14,15)を直結するロックアップクラッチ(8)と、トルクコンバータ(2)の入出力軸(14,15)の入出力回転数(N1,N2)を検出する入出力回転検出器(9,10)と、ロックアップクラッチ(8)を直結させるロックアップ実行信号(12)を出力する制御装置(11)とを備えた車両の動力伝達装置において、運転者がエンジン(1)の回転数を上げて車両を加速し、出力回転数(N2)と入力回転数(N1)との比からなるトルクコンバータ(2)の速度比(e)が、トルク比(M)が１となる速度比閾値(e0)以上１以下である場合に、制御装置(11)がロックアップ実行信号(12)を出力することを特徴とする車両の動力伝達装置。
【請求項３】 トルクコンバータ(2)と、その入出力軸(14,15)を直結するロックアップクラッチ(8)と、トルクコンバータ(2)の入出力軸(14,15)の入出力回転数(N1,N2)を検出する入出力回転検出器(9,10)と、ロックアップクラッチ(8)が解放されている場合には、前記入出力回転数(N1,N2)の所定の関係に基づいて、ロックアップクラッチ(8)を直結させるロックアップ実行信号(12)を出力し、ロックアップクラッチ(8)が直結されている場合には、入出力回転数(N1,N2)が、所定のロックアップ解除閾値(T4)未満である場合にロックアップクラッチ(8)の直結を解除するロックアップ解除信号(13)を出力する制御装置(11)とを備えた車両の動力伝達装置において、運転者がエンジン(1)の回転数を上げて車両を加速し、出力回転数(N2)と入力回転数(N1)との比からなるトルクコンバータ(2)の速度比(e)が、トルク比(M)が１となる速度比閾値(e0)以上であり、かつ出力回転数(N2)が、前記ロックアップ解除閾値(T4)よりも大きな所定の第３回転数閾値(T3)以上であり、かつ入力回転数(N1)が、前記第３回転数閾値(T3)以上の第２回転数閾値(T2)以上である場合に、制御装置(11)がロックアップ実行信号(12)を出力することを特徴とする車両の動力伝達装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トルクコンバータ及びそのロックアップ機構を有する、車両の動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、トルクコンバータのロックアップを行なうタイミングを制御する技術が知られており、例えば実開昭６２−８９５５９号に示されている。以下、図に基づいて従来技術を説明する。
【０００３】図１は、動力伝達装置の構成図を示している。同図において、エンジン１の出力は、トルクコンバータ２、変速機３、動力伝達軸４、差動機５、及び終減速機６を介して車輪７に伝達され、車両を走行させる。トルクコンバータ２の入力軸１４及び出力軸１５には、これらの間を直結するロックアップクラッチ８が設けられている。このとき、出力軸１５及び入出力軸１４にかかる出力軸トルクＭ２及び入力軸トルクＭ１の比をトルク比Ｍ（＝Ｍ２／Ｍ１）と言い、入出力軸１４，１５間のトルクの伝達比率を示す。また、制御装置１１は、入力軸１４及び出力軸１５に設けられた入力回転検出器９及び出力回転検出器１０の出力に基づき、それぞれの入力回転数Ｎ１及び出力回転数Ｎ２を検出する。また、制御装置１１は、出力回転数Ｎ２及び入力回転数Ｎ１の比である速度比ｅ（＝Ｎ２／Ｎ１）を算出する。
【０００４】図５に、トルクコンバータ２の性能曲線図の一例を示す。横軸が速度比ｅであり、縦軸がトルク比Ｍである。同図において、トルク比Ｍが１となる速度比ｅを、速度比閾値ｅ０と言う。即ち、速度比ｅが速度比閾値ｅ０を越えると、トルク比Ｍは１より下がり、トルクの伝達に損失が生じることになる。このような特性に基づき、制御装置１１は、速度比ｅが速度比閾値ｅ０以上になったとき（同図における斜線領域）に、ロックアップクラッチ８にロックアップ実行信号１２を出力して、ロックアップクラッチ８を直結する。以下、ロックアップクラッチ８を直結することを、ロックアップするという。これにより、エンジン１の出力はトルクコンバータ２を経ずに変速機３側に伝達されるので、トルクコンバータ２によるトルクのロスがなくなり、伝達効率が向上する。また、制御装置１１は、出力回転数Ｎ２が所定のロックアップ解除閾値よりも下がると、ロックアップクラッチ８にロックアップ解除信号１３を出力して、ロックアップクラッチ８を切断する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従来技術には、次に述べるような問題がある。即ち、ロックアップクラッチ８が切断された状態で車両が降坂路を走行すると、車速が上がって車輪７の回転数（即ち出力軸１５の出力回転数Ｎ２）が上がる。ところが、降坂路では運転者はアクセルを殆んど踏まないためにエンジン１の回転数（即ち入力軸１４の入力回転数Ｎ１）が上がらず、速度比ｅが速度比閾値ｅ０を越えてしまうことがある。これに伴い、制御装置１１は、ロックアップ実行信号１２を出力してロックアップクラッチ８を直結させるので、トルクコンバータ２の入出力軸１４，１５が直結される。すると、エンジン１が負荷となってエンジンブレーキがかかり、車速が減少して出力軸１５の出力回転数Ｎ２が前記ロックアップ解除閾値よりも下がる。制御装置１１はこれを検出して、ロックアップ解除信号１３を出力し、ロックアップクラッチ８を解除してトルクコンバータ２によってトルクを伝達する。そして、また車速が上がるという繰り返しになる。
【０００６】このように、制御装置１１がロックアップ実行信号１２とロックアップ解除信号１３とを短時間のうちに出力するため、ロックアップクラッチ８は、係合と切断とを繰り返すことになる。これにより、ロックアップクラッチ８の係合及び切断時の衝撃が運転者に断続的に伝わり、車体がハンチングして運転者が不快感を覚える。そればかりか、この衝撃が大きい場合には、加減速の繰り返しによって運転者が前後に揺さぶられ、運転が適切に行なえないことがあるという問題がある。
【０００７】本発明は、上記の問題に着目してなされたものであり、車両を効率良く、かつ快適に走行させるために、ロックアップの実行とその解除を適切に判断する車両の動力伝達装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目的を達成するために本発明は、トルクコンバータと、その入出力軸を直結するロックアップクラッチと、ロックアップクラッチを直結させるロックアップ実行信号を出力する制御装置とを備えた車両の動力伝達装置の制御方法において、運転者がエンジンの回転数を上げて車両を加速し、かつトルクコンバータの速度比が、トルク比が１となる速度比閾値以上となる場合に、制御装置がロックアップ実行信号を出力している。
【０００９】即ち、運転者がエンジンの回転数を上げて車両を加速する場合にロックアップを行なっているので、降坂路を走行するような場合にはロックアップが起きることがない。従って、ハンチング現象が起こらず、常に好適な状態で運転を行なうことができて、運転性が向上する。また、トルク比が１以下となるような場合においてロックアップを行なっているので、トルクの伝達比率がトルクコンバータによって低下するようなことがなく、常にトルクを増幅して伝達でき、車両の効率が向上する。
【００１０】また、本発明は、トルクコンバータと、その入出力軸を直結するロックアップクラッチと、トルクコンバータの入出力軸の入出力回転数を検出する入出力回転検出器と、ロックアップクラッチを直結させるロックアップ実行信号を出力する制御装置とを備えた車両の動力伝達装置において、出力回転数と入力回転数との比からなるトルクコンバータの速度比が、トルク比が１となる速度比閾値以上１以下である場合に、制御装置がロックアップ実行信号を出力している。
【００１１】本発明によれば、速度比が速度比閾値以上１以下である場合に、ロックアップを行なうようにしている。即ち、トルク比が１より小さくなる、速度比が速度比閾値以上の場合にロックアップを行なうことで、トルクコンバータによるトルクの伝達ロスがなくなり、伝達効率が向上する。そして、速度比が１以下の場合にロックアップを行なうことにより、出力回転数が入力回転数よりも低い場合にはロックアップをしないようにするので、降坂路を降りるような場合のロックアップが防止される。これにより、ロックアップとその解除が連続してハンチングが起こるということがなく、車両の乗り心地が向上する。
【００１２】また、本発明は、トルクコンバータと、その入出力軸を直結するロックアップクラッチと、トルクコンバータの入出力軸の入出力回転数を検出する入出力回転検出器と、ロックアップクラッチが解放されている場合には、前記入出力回転数の所定の関係に基づいて、ロックアップクラッチを直結させるロックアップ実行信号を出力し、ロックアップクラッチが直結されている場合には、入出力回転数が、所定のロックアップ解除閾値未満である場合にロックアップクラッチの直結を解除するロックアップ解除信号を出力する制御装置とを備えた車両の動力伝達装置において、出力回転数と入力回転数との比からなるトルクコンバータの速度比が、トルク比が１となる速度比閾値以上であり、かつ出力回転数が、前記ロックアップ解除閾値よりも大きな所定の第３回転数閾値以上であり、かつ入力回転数が、前記第３回転数閾値以上の第２回転数閾値以上である場合に、制御装置がロックアップ実行信号を出力している。
【００１３】さらに本発明によれば、出力回転数がロックアップ解除閾値よりも大きな第３回転数閾値以上、かつ入力回転数が、第３回転数閾値以上の第２回転数閾値以上である場合に、ロックアップを行なっている。即ち、入力回転数が出力回転数よりも大きくとも、出力回転数がロックアップ解除閾値よりも小さいかほとんど変わらないような場合には、ロックアップ直後にロックアップ解除信号が出力され、ハンチングの原因となる。従って、出力回転数がロックアップ解除閾値よりも所定値以上大きな場合にのみロックアップを行なうことにより、ハンチングを防止することができる。さらに、譬え出力回転数が入力回転数よりも大きくとも、入力回転数がロックアップ解除閾値を大きく上回っている場合は、ロックアップ後にロックアップ解除信号が出力されず、ハンチングを起こさずに良好に走行を行なえる。このような場合にはロックアップを行なうことにより、トルクコンバータ油の温度上昇が防止され、トルクコンバータ２を常に効率の良い状態で動作させられる。さらには、適切な時点でロックアップを行なえるので、エンジンブレーキの効きがよくなるとともに、アクセルを踏み込んだ場合の加速性能が良くなり、車両の走行性が向上する。
【００１４】以上のように本発明によれば、適切な状態でロックアップを行なうように設定することができ、トルクのロスが減少するとともに、運転者の意志に反したロックアップが起きなくなり、運転性が向上する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、図を参照しながら、本発明に係る実施形態を詳細に説明する。尚、実施形態において、前記従来技術の説明に使用した図と同一の要素には同一符号を付し、重複説明は省略する。
【００１６】図１は、実施形態に係る動力伝達装置の構成図を示している。同図において、車両に搭載されたエンジン１の出力は、トルクコンバータ２、変速機３、動力伝達軸４、差動機５、及び終減速機６を介して車輪７に伝達され、車両を走行させる。尚、車両の種類によっては、終減速機６のないものもある。このとき、出力軸１５及び入出力軸１４にかかる出力軸トルクＭ２及び入力軸トルクＭ１の比をトルク比Ｍ（＝Ｍ２／Ｍ１）と言い、入出力軸１４，１５間のトルクの伝達比率を示す。また、入出力軸１４，１５には、これらの間を直結するロックアップクラッチ８が設けられている。このロックアップクラッチ８は、制御装置１１からロックアップ実行信号１２が出力された場合に直結され、ロックアップ解除信号１３が出力された場合に切断されるようになっている。
【００１７】トルクコンバータ２の入力軸１４及び出力軸１５には、それぞれ入力回転検出器９及び出力回転検出器１０が付設されている。入出力回転検出器９，１０は、いずれも制御装置１１に電気的に接続されており、制御装置１１はこの入出力回転検出器９，１０の出力信号に基づき、入力軸１４の入力回転数Ｎ１及び出力軸１５の出力回転数Ｎ２を検出する。そして制御装置１１は、出力軸回転数Ｎ２及び入力軸回転数Ｎ１から、両者の比である速度比ｅ（＝Ｎ２／Ｎ１）を算出し、この速度比ｅに基づき、ロックアップ実行信号１２を出力するか、又はロックアップ解除信号１３を出力するかを判断する。
【００１８】図２に、制御装置１１がロックアップを行なうか否かを判断するための手順の一例を、第１フローチャートとして示す。まず、制御装置１１は入出力回転検出器９，１０の出力信号に基づき、トランスミッションの入出力軸１４，１５の入出力回転数Ｎ１，Ｎ２を検出し、速度比ｅ（＝Ｎ２／Ｎ１）を算出する（Ｓ１）。そして、現在ロックアップが行なわれているか否かを判定し（Ｓ２）、ロックアップ中であれば、出力軸１５の出力回転数Ｎ２を所定のロックアップ解除閾値Ｔ４と比較する（Ｓ１１）。そして、出力回転数Ｎ２がロックアップ解除閾値Ｔ４以上であればＳ１に戻り、出力回転数Ｎ２がロックアップ解除閾値Ｔ４未満であれば、ロックアップ解除信号１３を出力してから（Ｓ１２）、Ｓ１に戻る。
【００１９】また、Ｓ２でロックアップが行なわれていない場合は、出力軸１５の出力回転数Ｎ２を所定の第１回転数閾値Ｔ１と比較する（Ｓ３）。そして、出力回転数Ｎ２が第１回転数閾値Ｔ１以上であれば、ロックアップ実行信号１２を出力し（Ｓ１０）、Ｓ１に戻る。そして、Ｓ３で出力回転数Ｎ２が第１回転数閾値Ｔ１未満である場合には、速度比ｅを、トルク比Ｍが１となる速度比閾値ｅ０と比較し（Ｓ４）、速度比ｅが速度比閾値ｅ０未満である場合にはＳ１に戻る。Ｓ４で、速度比ｅが速度比閾値ｅ０以上である場合には、Ｓ５で速度比ｅを１と比較し、速度比ｅが１よりも大きい場合には、Ｓ１に戻る。Ｓ５で、速度比ｅが１以下である場合には、ロックアップ実行信号１２を出力し（Ｓ１０）、Ｓ１に戻る。尚、上記のフローチャートにおいては、第１回転数閾値Ｔ１＞ロックアップ解除閾値Ｔ４という関係を有している。
【００２０】以上の第１フローチャートについて、詳細に説明する。即ち、本発明ではロックアップを行なうための条件を、次の条件１又は条件２の少なくともいずれか一方を満たした場合としている。
【００２１】条件１：出力回転数Ｎ２≧第１回転数閾値Ｔ１であること（Ｓ３）。即ち、出力回転数Ｎ２が所定の第１回転数閾値Ｔ１以上になったときに、ロックアップ実行信号１２を出力している。このように、トルクコンバータ２の出力軸１５の出力回転数Ｎ２が所定値以上に上がった場合にロックアップを行なうことにより、トルクコンバータ２内の作動油の許容値以上の温度上昇を防止できる。これにより、トルクコンバータ油の温度上昇によるトルクコンバータ２の効率低下を防止して、トルクコンバータ２を常に効率の良い状態で動作させられるとともに、装置の故障が少なくなって信頼性が向上する。
【００２２】条件２：速度比閾値ｅ０≦速度比ｅ≦１であること（Ｓ４及びＳ５）
即ち、Ｓ４によれば、前記実開昭６２−８９５５９号で開示されたように、速度比ｅが、トルク比Ｍが１となるような速度比閾値ｅ０以上となる場合にロックアップを行なっている。これにより、トルク比Ｍが１以下となって伝達トルクにロスが生じる領域では、ロックアップクラッチ８を直結してトルクのロスを低減し、トルクの伝達効率を向上させることが可能となっている。
【００２３】さらに、Ｓ５によれば、速度比ｅ≦１、即ち入力回転数Ｎ１≧出力回転数Ｎ２の場合にのみ、ロックアップを行なうようにしている。例えば降坂路を降りるような場合には、エンジン１の回転数が上がらないにも拘らず車輪７の回転数が上がるので、出力回転数Ｎ２＞入力回転数Ｎ１となる。この状態でロックアップを行なうと、上述したように降坂路でロックアップとロックアップの解除とが繰り返され、ハンチングが起こる。これを防止するため、条件２によって車両が降坂路を走行しているか否かを判定し、降坂路を走行するような場合にはロックアップを行なわないようにする。これにより、降坂路走行時に、ハンチングが起きることがなくなり、車両がスムーズに走行して運転性と乗り心地が向上する。図３に、トルクコンバータ２の性能曲線の一例を示す。横軸が速度比ｅであり、縦軸がトルク比Ｍである。同図における斜線部が、上記条件１及び２を共に満たす領域である。
【００２４】次に、制御装置１１がロックアップを行なうか否かを判断するための手順の他の一例を、図４に第２フローチャートとして示す。同図において、Ｓ１〜Ｓ４及びＳ１１，１２は図２と同様であるので、説明を省略する。そして、Ｓ４で速度比ｅが速度比閾値ｅ０以上である場合には、出力回転数Ｎ２を所定の第３回転数閾値Ｔ３と比較し（Ｓ７）、出力回転数Ｎ２が第３回転数閾値Ｔ３未満である場合には、Ｓ１に戻る。また、Ｓ７で出力回転数Ｎ２が第３回転数閾値Ｔ３以上である場合には、入力回転数Ｎ１を所定の第２回転数閾値Ｔ２と比較し（Ｓ８）、入力回転数Ｎ１が第２回転数閾値Ｔ２未満である場合には、Ｓ１に戻る。そして、Ｓ８で入力回転数Ｎ１が第２回転数閾値Ｔ２以上である場合には、ロックアップ実行信号１２を出力し（Ｓ１０）、Ｓ１に戻る。以上の第２フローチャートにおいて、各回転数閾値Ｔ１〜Ｔ４は、第１回転数閾値Ｔ１＞第２回転数閾値Ｔ２≧第３回転数閾値Ｔ３＞ロックアップ解除閾値Ｔ４という関係を有している。
【００２５】第２フローチャートについて、詳細に説明する。即ち、本発明ではロックアップを行なうための条件を、前記条件１（Ｓ３）又は次に示す条件３の、少なくともいずれか一方を満たした場合としている。
条件３：次の小条件（１）〜（３）を同時に満たしていること。
（１）速度比閾値ｅ０≦速度比ｅ（Ｓ４）
（２）出力回転数Ｎ２≧第３回転数閾値Ｔ３（Ｓ７）
（３）入力回転数Ｎ１≧第２回転数閾値Ｔ２（Ｓ８）
【００２６】以下、上記小条件（１）〜（３）について、詳細に説明する。小条件（１）は、上述した条件２において説明したＳ４と同様であり、説明を省略する。小条件（２）及び（３）によれば、入力回転数Ｎ１及び出力回転数Ｎ２が、それぞれ所定の第２、第３閾値Ｔ２，Ｔ３以上の場合に、ロックアップを行なうようにしている。
【００２７】即ち、第１フローチャートに従えば、速度比ｅ≦１の場合には、常にロックアップ実行信号１２が出力される。しかしながら、入力回転数Ｎ１がロックアップ解除閾値Ｔ４より小さいような場合には、直後にロックアップ解除信号１３が出力される。従って、ロックアップクラッチ８は、ロックアップとその解除とを繰り返し、ハンチングが生じてしまう。例えば、ロックアップ解除閾値Ｔ４が1000rpmであるとして、入力回転数Ｎ１＝950rpm、出力回転数Ｎ２＝850rpmのような場合、速度比ｅ≦１の条件に基づいてロックアップを行なってもロックアップ後の出力回転数Ｎ２はロックアップ解除閾値Ｔ４よりも小さいので、すぐにロックアップ解除信号１３が出力され、ハンチングが起きる。
【００２８】これを防止するため、第２フローチャートの小条件（２）においては、出力回転数Ｎ２が、ロックアップ解除閾値Ｔ４よりも大きな所定の第３回転数閾値Ｔ３以上であることを確認してから、ロックアップ信号を出力するようにしている。このようにすれば、ロックアップ直後にもロックアップ解除信号１３が出力されてハンチングが起きるということがなく、良好な走行が行なわれる。即ち、前記条件２を満足していてもロックアップするとハンチングが起きる場合があるため、小条件（２）によってロックアップを行なわないようにしている。
【００２９】さらに、小条件（３）において、入力回転数Ｎ１がロックアップ解除閾値Ｔ４を大きく上回っている場合は、譬え速度比ｅ＞１であっても、ロックアップ後にロックアップ解除信号１３が出力されず、ハンチングを起こさずに良好に走行を行なえる。例えば、入力回転数Ｎ１＝1200rpm、出力回転数Ｎ２＝1500rpmのような場合には、ロックアップしても入力回転数Ｎ１が充分大きいため、ハンチングは起きないことが多い。即ち、条件２を満足していなくてもハンチングが起きないような場合には、ロックアップを行なうことにより、トルクコンバータ油の温度上昇が防止され、トルクコンバータ２を常に効率の良い状態で動作させられる。さらには、適切な時点でロックアップを行なえるので、エンジンブレーキの効きがよくなるとともに、アクセルを踏み込んだ場合の加速性能が良くなり、車両の走行性が向上する。
【００３０】このように本発明では、アイドリング時や車速が小さい場合にはロックアップを行なわず、運転者がアクセルを踏んで車速が上がり、かつトルク比Ｍが１以下になるような場合にのみロックアップをかけている。これにより、トルクのロスを効率的に防いでトルク伝達効率を向上させているとともに、不要なロックアップを防いで車輪７から車体に伝わるショックを防止し、運転者の意志に対応した運転を可能としている。
【００３１】尚、以上の説明では入力軸回転数Ｎ１及び出力軸回転数Ｎ２について説明したが、ギア比による換算を行なうことにより、トランスミッション内部の軸や車軸等、他の軸の回転数に基づいてロックアップを行なうか否かを判断することが可能である。また、降坂路では、図示しない別のスイッチによって運転者が手動でロックアあップを行なえるようにして、強制的にエンジンブレーキをかけるようにしてもよい。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１２３６
【氏名又は名称】株式会社小松製作所
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| 【出願日】 |
平成１２年３月１日（２０００．３．１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２００１−２４１５４４（Ｐ２００１−２４１５４４Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年９月７日（２００１．９．７） |
| 【出願番号】 |
特願２０００−５５５１９（Ｐ２０００−５５５１９） |
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