JP2004218694A - 発進クラッチの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】発進クラッチのドラグトルクが経年変化などにより増大したとしても、安定した締結制御を達成することが可能な発進クラッチの制御装置を提供すること。
【解決手段】エンジンから出力されたトルクを自動変速機の変速機構部内へ伝達する入力軸を断接する発進クラッチと、該発進クラッチのトルク伝達状態を制御する制御手段と、を備えた発進クラッチの制御装置において、前記入力軸にかかるトルクを検出するトルク検出手段と、前記入力軸を固定する入力軸固定手段を設け、前記制御手段は、前記入力軸固定手段に対し入力軸を固定する指令を出力すると共に、前記発進クラッチを解放状態とする指令を出力し、前記トルク検出手段により前記入力軸にかかるトルクを検出することで、前記発進クラッチの実ドラグトルクを検出する実ドラグトルク検出部を有することとした。
【選択図】 図１
【解決手段】エンジンから出力されたトルクを自動変速機の変速機構部内へ伝達する入力軸を断接する発進クラッチと、該発進クラッチのトルク伝達状態を制御する制御手段と、を備えた発進クラッチの制御装置において、前記入力軸にかかるトルクを検出するトルク検出手段と、前記入力軸を固定する入力軸固定手段を設け、前記制御手段は、前記入力軸固定手段に対し入力軸を固定する指令を出力すると共に、前記発進クラッチを解放状態とする指令を出力し、前記トルク検出手段により前記入力軸にかかるトルクを検出することで、前記発進クラッチの実ドラグトルクを検出する実ドラグトルク検出部を有することとした。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁多板クラッチの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動力伝達状態を切り換えるクラッチとして、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この技術では、製造時の個体差や経年変化によって伝達トルク特性が不安定になることを防止するために、エンジン負荷を検出し、エンジン負荷に応じてクラッチ締結力を補正している。これにより安定したクリープ特性を得ることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１０８５６号公報（第三頁、左上段参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、クラッチ締結力により実際に伝達されているトルクを検出することができないため、正確な補正ができないという問題があった。また、特許文献１に記載の技術は、実際にクラッチに締結力を与え、そのクラッチ締結力に相当するパラメータを補正している。これに対し、締結力を全く与えていない状態で発生するドラグトルク（引きずりトルク）を考慮する場合、クラッチに対する制御対象がない。すなわち、ドラグトルクがどの程度かかっているかが分からず、エンスト防止の観点から安全側である高エンジン出力側にエンジン回転を補正しなければならない。これにより、燃費悪化の原因となるという問題があった。
【０００５】
特に、湿式の多板クラッチの場合、クラッチの解放状態であっても潤滑油量や油温によってドラグトルク（引きずりトルク）が大きく変化し、また、このドラグトルクは、前進用締結要素や後退用締結要素を締結した状態でブレーキを踏むと、そのままエンジン負荷となる。燃費性能上、エンジントルクはエンストしない程度の極力低い値に設定されることが望ましいが、潤滑油や発進クラッチの劣化などにより更にドラグトルクが増大すると、エンジン負荷が増大することになり、エンストを引き起こす可能性がある。
【０００６】
本発明は上述のような課題に基づいて成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、発進クラッチのドラグトルクが経年変化などにより増大したとしても、安定した締結制御を達成することが可能な発進クラッチの制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、エンジンから出力されたトルクを自動変速機の変速機構部内へ伝達し入力軸にかかるトルクを断接する発進クラッチと、該発進クラッチのトルク伝達状態を制御する制御手段と、を備えた発進クラッチの制御装置において、前記入力軸にかかるトルクを検出するトルク検出手段と、前記入力軸を固定する入力軸固定手段を設け、前記制御手段は、前記入力軸固定手段に対し入力軸を固定する指令を出力すると共に、前記発進クラッチを解放状態とする指令を出力し、前記トルク検出手段により前記入力軸にかかるトルクを検出することで、前記発進クラッチの実ドラグトルクを検出する実ドラグトルク検出部を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発進クラッチの制御装置において、前記発進クラッチと前記変速機構部の間であって、前記入力軸上に前進用締結要素、又は後退用締結要素の締結により前後進を切り換える前後進切り換え手段を設け、前記入力軸固定手段を、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素を同時に締結する手段としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発進クラッチの制御装置において、前記入力軸固定手段を、前進用締結要素又は後退用締結要素の少なくとも一方を締結する手段としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３に記載の発進クラッチの制御装置において、前記発進クラッチへの潤滑油量を検出する潤滑油量検出手段と、油温を検出する油温検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、検出された潤滑油量に応じて予め設定され、エンジン回転数及び油温に基づいてドラグトルク規定値を算出するドラグトルク規定値マップと、検出された前記実ドラグトルクと算出された前記ドラグトルク規定値の差を算出する差分算出手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発進クラッチの制御装置において、算出された前記差分が、予め設定された設定値よりも大きいかどうかを判断する差分判断手段を設け、前記差分が前記設定値よりも大きいときは、前記差分に応じてエンジン回転数を上昇する指令を出力するエンジン回転数制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５に記載の発進クラッチの制御装置において、前記発進クラッチを湿式の電磁多板クラッチとし、前記制御手段を、検出された前記実ドラグトルクに基づいて、前記電磁多板クラッチの励磁電流を出力する手段としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６に記載の発進クラッチの制御装置において、車両が停止しているかどうかを判断する車両停止状態判断手段を設け、前記実ドラグトルク検出部は、車両が停止していると判断されたときに前記実ドラグトルクを検出することを特徴とする。
【００１４】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発進クラッチの制御装置にあっては、入力軸を固定し、発進クラッチを解放状態とし、入力軸にかかるトルクを検出することで、発進クラッチの実ドラグトルクを検出することができる。
【００１５】
請求項２記載の発進クラッチの制御装置にあっては、前後進切り換え手段が設けられ、前進用締結要素及び後退用締結要素を同時に締結する。すなわち、発進クラッチに極めて近い位置において入力軸を固定することで、軸の捩り振動等を排除することが可能となり、正確な実ドラグトルクを検出することができる。
【００１６】
請求項３記載の発進クラッチの制御装置にあっては、車両停止時であれば、通常はドラグトルクのみで前進することがなく、駆動輪は停止されており、前進用締結要素又は後退用締結要素の少なくとも一方を締結することで入力軸が固定される。すなわち、前進用締結要素又は後退用締結要素のどちらが一方が締結されているときは、入力軸が固定される。よって、通常走行時（締結要素締結時）の車両停止時などに実ドラグトルクを検出することができる。
【００１７】
請求項４記載の発進クラッチの制御装置にあっては、検出された潤滑油量に応じて予め設定されたドラグトルク規定値マップが設けられている。このドラグトルク規定値マップとは、潤滑油や発進クラッチの劣化等がない状態で発生するドラグトルク規定値を潤滑油量、エンジン回転数及び油温毎に予め測定（もしくは推定）した値がマップ化されたものである。次に、差分算出手段により実ドラグトルクとドラグトルク規定値の差を算出することで、潤滑油や発進クラッチの劣化を検出することができる。
【００１８】
請求項５記載の発進クラッチの制御装置にあっては、差分判断手段において、差分が設定値よりも大きいと判断されたときは、エンジン回転数制御手段によりエンジン回転数が上昇される。すなわち、実ドラグトルクがドラグトルク規定値よりも大きいときは、エンジン制御において想定しているドラグトルクよりも実ドラグトルクが大きく、エンジン負荷が増大する。燃費性能上、エンジントルクは極力小さく設定することが望ましいが、エンジン負荷の増大によりエンストを引き起こす可能性がある。そこで、差分に応じてエンジン回転数を上昇することで、エンジントルクを最小限に抑制しつつ、エンストを防止することができる。
【００１９】
請求項６記載の発進クラッチの制御装置にあっては、発進クラッチを湿式の電磁多板クラッチとされ、検出された実ドラグトルクに基づいて、電磁多板クラッチの励磁電流が出力されることで、電磁多板クラッチに必要に応じた励磁電流を出力することが可能となり、電磁多板クラッチの締結制御の制御精度を向上することができる。
【００２０】
請求項７記載の発進クラッチの制御装置にあっては、車両停止状態、すなわちエンジン始動時や、アイドリング時であっても実ドラグトルクを検出することが可能となり、常に潤滑油や発進クラッチの劣化を検出しつつ、エンジン制御及びクラッチ制御の制御精度を向上することができる。また、車両停止状態であれば駆動輪が停止されており、請求項３の作用効果で説明したように、前進用締結要素又は後退用締結要素のどちらが一方が締結されているときは、入力軸が確実に固定される。よって、正確に実ドラグトルクを検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電磁多板クラッチを備えた車両の駆動システムを表す全体システム図である。
３０はエンジン、４０は電磁多板クラッチ、５０は前後進切換機構、６０は変速機構部、７０はトルクセンサ、８０は自動変速機コントロールユニット（ＡＴＣＵ）、９０はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）である。
【００２２】
エンジン３０から出力された回転は、トーショナルダンパ６を介して電磁多板クラッチ４０に伝達される。電磁多板クラッチ４０は、電磁クラッチ２２と入力クラッチパック１５とローディングカム１７から構成されている。電磁クラッチ２２の締結力はローディングカム１７によってトルク増幅され、この増幅されたトルクに基づいて入力クラッチパック１５が締結され、入力軸１に回転を伝達する。
【００２３】
電磁多板クラッチ４０の出力回転は、入力軸１から前後進切換機構５０に伝達される。前後進切換機構５０は、入力軸１と一体に回転するリングギア５１と、キャリア５２と、変速機入力軸６１と一体に回転するサンギア５３から構成されている。キャリア５２には、変速機ケースに固定する後進クラッチ５５と、変速機入力軸６１とキャリア５２を一体に固定する前進クラッチ５４が設けられている。
【００２４】
車両が前進するときは前進クラッチ５４のみを締結することで、電磁多板クラッチ４０から出力された回転がそのまま変速機入力軸６１に伝達され、変速機構部６０に入力される。車両が後退するときは後進クラッチ５５のみ締結することで、電磁多板クラッチ４０から出力された回転が減速され、かつ、逆回転となって変速機入力軸６１に伝達され、変速機構部６０に入力される。また、前進クラッチ５４と後進クラッチ５５の両方を締結した際には、入力軸１及び変速機入力軸６１は完全に固定される。
【００２５】
ＥＣＵ９０に入力される信号を検出するセンサとして、エンジン回転数を検出されるエンジン回転数センサ９１と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ９２が設けられている。また、ＡＴＣＵ８０に入力される信号を検出するセンサとして、油温を検出する油温センサ８１、車速を検出する車速センサ８２、運転者の選択したシフトレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ８３、変速機入力軸６１の回転数を検出する入力軸回転数センサ８４、変速機構部６０への入力トルクを検出するトルクセンサ７０が設けられている。尚、トルクセンサ７０の構成については、後で詳述する。
【００２６】
ＥＣＵ９０は検出された各センサ信号に基づいてエンジン３０を制御する。また、ＡＴＣＵ８０は検出された各センサ信号に基づいて電磁多板クラッチ４０，前後進切換機構５０，変速機構部６０の制御を行う。また、ＥＣＵ９０とＡＴＣＵ８０は相互に信号を送ることで、最適な駆動システム制御を達成するよう構成されている。
【００２７】
図２は本発明の実施の形態１における電磁多板クラッチ周辺を表す断面図である。尚、本実施の形態に使用される自動変速機の変速機構部の変速動作等については説明を省略する。
【００２８】
３は変速機ケース、４は変速機ケース３の前端開口に取着した入力クラッチハウジングを示す。入力クラッチハウジング４には、ボルト１２によりフロントカバー１１が取着され、これによりトーショナルダンパ６を収装する大気開放された第１収装室４ａを画成している。また、変速機ケース３，入力クラッチハウジング４の一部及びフロントカバー１１により油潤滑が成される第２収装室３ａを画成している。
【００２９】
変速機ケース３及び入力クラッチハウジング４の間にはオイルポンプ２を介在させている。このオイルポンプ２は、ポンプハウジング２ａ及びポンプカバー２ｂにより画成される空間内に内接歯車ポンプ要素を収納して構成した通常のギヤポンプである。ポンプカバー２ｂの内周に固定の中空スリーブ２ｃを嵌着し、この中空スリーブ２ｃ内に入力シャフト１を回転自在に挿着する。また、中空スリーブ２ｃの変速機側端部の内周側には、磁歪式トルクセンサ７０が設けられている。尚、磁歪式トルクセンサ７０の構成については、後で詳述する。
【００３０】
入力クラッチハウジング４内に突出する入力シャフト１の前端部上には入力クラッチ５を配置している。この入力クラッチ５は、電磁クラッチ２２と、この電磁クラッチ２２の外周に配置した入力クラッチパック１５と、この電磁クラッチ２２の内周に配置したローディングカム１７から構成されている。
【００３１】
入力クラッチパック１５の入力ドラム１３は、入力ハブ７をナット８により固定する軸部１３ｂと、オイルシール９との摺動部である小径軸１３ｄと、入力ドラム１３をフロントカバー１１によりベアリング１０を介して支持するベアリング支持部１３ｅから構成されている。
【００３２】
図示しないエンジンの動力はドライブプレート６ｂと一体となったトーショナルダンパ６，入力ハブ７を介して入力クラッチパック１５の入力ドラム１３，１４（ドライブ側）に伝達される。動力伝達部品は、トーショナルダンパ６の出力メンバ６ａと一体回転可能な入力ドラム１３に固定された入力ハブ７と、入力ドラム１３とスプライン嵌合する入力ドラム１４と、入力ドラム１４と一体回転可能に嵌合する電磁クラッチ２２のロータ２４から構成されている。ロータ２４の一端２４ａは、オイルポンプ２の駆動爪になっている。
【００３３】
電磁石２２ａに電磁力が発生し、リテーニングプレート２２ｂ及び金属プレート２２ｃが引きつけられることで電磁クラッチ２２が締結すると、ローディングカム１７にエンジン回転が入力され、ローディングカム１７は、ボールが傾斜面を転動するカム作用により入力クラッチハブ１６（ドリブン側）に図１の右方へ移動しようというスラスト力が発生する。一方その反力として、スラストベアリング２７を介して、入力ドラム１４，ロータ２４及び電磁石２２ａをスナップリング２０で止められたリターン皿ばね１９に抗して図１の左方に移動させようとするスラスト力が作用する。
【００３４】
ところで、入力クラッチハブ１６は、入力シャフト１とスプライン嵌合するとともに、図１に示す右端部は、スナップリング１８で止められており、軸方向移動は不能になっているため、実際は、入力ドラム１４側が左方移動して、入力クラッチパック１５側にクラッチプレート１５ｃが一体回転可能に嵌合しており、図１の右端側は段付きリテーナ１５ｄを介してスナップリング１５ｅで軸方向の移動を規制している。
【００３５】
一方、入力クラッチハブ１６側は、摩擦材フェーシングが両面に接着された、フェーシングプレート１５ｂが入力クラッチハブ１６と一体回転可能に嵌合している。クラッチプレート１５ｃと、フェーシングプレート１５ｂとは、軸方向交互に配置されている。
【００３６】
ここで、電磁クラッチ２２の発生するトルクＴｐについて説明する。電磁クラッチ２２の発生するトルクＴｐは下記の式により決定される。
Ｔｐ＝（電磁石２２ａの吸引力）×（磁路効率）×（摩擦係数）×（摺動径）×（摺動面数）
ここで、磁路効率とは電磁石２２ａの発生する磁力がリテーニングプレート２２ｂ及び金属プレート２２ｃに対してどの程度影響するか（リテーニングプレート２２ｂと金属プレート２２ｃには表面処理が施されており、また、油穴や表面粗さにより接触面積が理論値と異なることによる）を示し、摩擦係数とはリテーニングプレート２２ｂと各金属プレート２２ｃとの摩擦係数を表し、摺動径とは軸心から各プレートの摺動部の平均半径を表す。
【００３７】
（電磁式多板クラッチの潤滑）
ＡＴＣＵ８０において、検出された入力軸回転数とエンジン回転数から電磁多板クラッチの滑り量を演算し、この滑り量に基づいて潤滑油量を決定し、図示しないコントロールバルブ回路（従来のロックアップクラッチ供給回路の流用）から潤滑油を供給する。このとき、供給される潤滑油は、入力シャフト１の開口部１ａ→中空部１ｂ→開口部１ｃを介して、遠心ポンプ作用により、電磁クラッチ２２，入力クラッチ部１５を潤滑する。入力ドラム１３，１４には、複数の開口部（図示せず）が配置され、潤滑油は、この開口部を経由して、フロントカバー１１と、クラッチハウジング４とで密封された空間に溜まり、クラッチハウジング４の下端部に開口するドレーンポート４ｂを経由して、変速機ケース３側に設けられたオイルパン部にリターンされる。
【００３８】
（トルクセンサ）
図３は、磁歪式トルクセンサ７０部分の拡大断面図である。磁歪式トルクセンサ７０は、センサケース７１と、磁気検出用コイル７２，７３，７４と、入力シャフト１表面に設けられた磁歪を有する磁性体７５と、入力シャフト１を回転可能に支持すると共に、磁気検出用コイル７２，７３，７４と磁性体７５の間隔を維持する（磁気検出用コイルと磁性体が非接触となる）ボールベアリング７６と、ハーネス７７から構成されている。センサケース７１の変速機構部側端部にはハーネス取り出し口凸部７１ａが設けられている。この凸部７１ａ内周側にはハーネス通路７１ｂが設けられている。また、中空スリーブ２ｃ内周と入力シャフト１とトルクセンサ７０のエンジン側端部に囲まれた空間に油溜まり７８が設けられている。これにより、ボールベアリング７６等の潤滑油を確保している。
【００３９】
ここで、磁歪式トルクセンサ７０について説明する。入力シャフト１表面に設けられた磁性体７５は、軸方向に対し＋４５°の方向に誘導磁気異方性を有する端部領域７５ａ，７５ｃを両端に持ち、その間の中央領域は軸方向に対し−４５°の方向に誘導磁気異方性を有する領域７５ｂを持つ。この中央領域７５ｂは端部領域７５ａ，７５ｂに比べ倍の長さとしている。この磁性体７５が入力シャフト１外周方向に均等に用着されている。
【００４０】
図４のトルクセンサの斜視断面図において、入力シャフト１に対して矢印に示す方向にトルクがかかると、入力シャフト１に歪みが生じ、端部領域７５ａ，７５ｂは伸張・圧縮によって磁気特性（透磁率）が変化する。この磁気特性の変化を磁気検出用コイル７２，７３，７４により検出することで、入力トルクを精度良く検出することができるものである。
【００４１】
（ドラグトルク検出制御）
図５はドラグトルク検出制御、及び検出されたドラグトルクに基づくエンジン回転数制御を表すフローチャートである。
【００４２】
ステップ１０１では、運転者が操作するセレクト位置がパーキングレンジ（Ｐレンジ）かどうかを判断し、Ｐレンジの時はステップ１０２へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００４３】
ステップ１０２では、ブレーキがＯＮかどうかを判断し、ブレーキＯＮのときはステップ１０３へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００４４】
ステップ１０３では、電磁多板クラッチへの通電を禁止する。
【００４５】
ステップ１０４では、前進クラッチ５４及び後退ブレーキ５５を同時に締結する。
【００４６】
ステップ１０５では、トルクセンサ７０により実ドラグトルクを検出する。
【００４７】
ステップ１０６では、ＡＴＣＵ８０において演算された潤滑量を読み込む。
【００４８】
ステップ１０７では、潤滑量に応じた三次元マップを選択する。
【００４９】
ステップ１０８では、油温、エンジン回転数及び選択された三次元マップから、ドラグトルク規定値を算出する。
【００５０】
ステップ１０９では、実ドラグトルクと算出ドラグトルクの差分が所定値以上かどうかを判断し、所定値以上の時はステップ１１０へ進み、それ以外はステップ１１１へ進む。
【００５１】
ステップ１１０では、ステップ１０９で算出された差分に基づいてエンジン回転数制御を実行する。
【００５２】
ステップ１１１では、ブレーキＯＦＦかどうかを判断し、ブレーキＯＦＦの時はステップ１１２へ進み、それ以外はステップ１０３〜ステップ１１０を繰り返す。
【００５３】
ステップ１１２では、電磁多板クラッチへの通電禁止を解除する。
【００５４】
上記制御について説明する。通常の車両にあっては、エンジン始動後、運転者がＰレンジを選択しているときにシフトロック機構が働き、一旦ブレーキを踏まなければ走行レンジもしくはニュートラルレンジにセレクトすることができない。そこで、運転者がシフト動作を行う際、ブレーキＯＮをトリガとして、ステップ１０３へ進み、電磁多板クラッチ４０の通電を禁止する。ここで、通電を禁止するのは、電磁多板クラッチ４０の通電によりクラッチが締結してしまい、正確なドラグトルクが算出できない可能性や、後述するように前進クラッチ５４と後退ブレーキ５５とを同時に締結し、入力シャフト１を完全に固定した状態で電磁多板クラッチ４０に締結力が働くと、エンジンストールする可能性があり、これらの可能性を回避するためである。
【００５５】
次に、前進クラッチ５４及び後退ブレーキ５５を同時に締結し、入力シャフト１を固定する。入力シャフト１が固定された状態では、電磁多板クラッチ４０は非通電状態で解放しているため、エンジン側から入力されるトルクに起因する電磁多板クラッチ４０のドラグトルク（多板プレート間の潤滑油等による引きずりトルク）のみが伝達される。このドラグトルクをトルクセンサ７０により検出する。
【００５６】
次に、ＡＴＣＵ８０から、前述したように、電磁多板クラッチ４０の滑り量に基づいて決定された潤滑油の供給量を読み込む。そして、この潤滑量に応じたマップを選択する。図６は潤滑量毎の油温−エンジン回転数−ドラグトルク規定値の関係を表すマップである。図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ潤滑量α，β，γのときの三次元マップである。ただしα＞β＞γである。このように、潤滑油の劣化等が発生していない状態で、油温及びエンジン回転数に応じて発生するドラグトルクは潤滑油量毎に決定されている。よって、潤滑量に応じたドラグトルク規定値を算出する。
【００５７】
次に、トルクセンサ７０により検出された実ドラグトルクと、算出されたドラグトルク規定値との差分を算出する。この差分が所定値以上の時は、潤滑油の劣化等により実ドラグトルクが増大していると判断される。実ドラグトルクが増大するとエンジン負荷が増大するため、ＥＣＵ９０に対してエンジン回転数を上昇する指令を出力する。これにより、エンストを防止することができる。
【００５８】
以上説明したように、実施の形態１における発進クラッチの制御装置にあっては、入力シャフト１を固定し、電磁多板クラッチ４０を解放状態とし、入力シャフト１にかかるトルクを検出することで、電磁多板クラッチ４０の実ドラグトルクを検出することができる（請求項１に対応）。
【００５９】
また、前後進切り換え機構５０が設けられ、前進クラッチ５４及び後退ブレーキ５５を同時に締結する。すなわち、電磁多板クラッチ４０に極めて近い位置において入力シャフト１を固定することで、軸の捩り振動等を排除することが可能となり、正確な実ドラグトルクを検出することができる（請求項２に対応）。
【００６０】
また、検出された潤滑油量に応じて予め設定されたドラグトルク規定値マップが設けられ、実ドラグトルクとドラグトルク規定値の差を算出することで、潤滑油や電磁多板クラッチ４０の劣化を検出することができる（請求項４に対応）。
【００６１】
また、差分が設定値よりも大きいと判断されたときは、差分に応じてエンジン回転数を上昇することで、エンジントルクを最小限に抑制しつつ、エンストを防止することができる（請求項５に対応）。
【００６２】
また、検出された実ドラグトルクに基づいて、電磁多板クラッチ４０に必要に応じた励磁電流を出力することが可能となり、電磁多板クラッチ４０の締結制御の制御精度を向上することができる（請求項６に対応）。
【００６３】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態１について説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６４】
また、実施の形態１では、パーキングレンジでブレーキが踏まれているときに実ドラグトルクの検出を行ったが、この構成に限られるものではない。例えば、ブレーキが踏まれているとき、もしくは、ブレーキが踏まれていなくても車両停止状態が検出されるとき（請求項７に対応）であれば、前進クラッチ５４又は後退ブレーキ５５の少なくとも一方を締結することで入力シャフト１を固定してもよい。すなわち、前進クラッチ５４又は後退ブレーキ５５のどちらが一方が締結されているときは、駆動輪が停止されることで、入力シャフト１が固定される。よって、通常走行時（締結要素５４，５５締結時）の車両停止時などに実ドラグトルクを検出することができる（請求項３に対応）。
【００６５】
また、実ドラグトルクの検出は、車両停止状態、すなわちエンジン始動時や、アイドリング時であってもよい。これにより、常に潤滑油や電磁多板クラッチ４０の劣化を検出しつつ、エンジン制御及びクラッチ制御の制御精度を向上することができる。また、前進クラッチ５４又は後退ブレーキ５５の少なくとも一方のみを締結することで入力シャフト１を固定する場合には、車両の停止状態を検出することで正確に実ドラグトルクを検出することができる（請求項７に対応）。
【００６６】
また、実施の形態１では、発進クラッチとして電磁多板クラッチを用いた構成を示したが、本構成に限られるものではなく、湿式多板クラッチのような発進要素であっても適用することができる。
【００６７】
また、実施の形態では、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁多板クラッチについて説明したが、例えば四輪に駆動力を分配する電磁多板クラッチを用いたバリアブルセンターデフ等に本制御を適用しても、もちろん同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における電磁多板クラッチを備えた車両の駆動システムを表すシステム図である。
【図２】実施の形態１における変速機ユニットの電磁多板クラッチ周辺を表す断面図である。
【図３】実施の形態１におけるトルクセンサの拡大断面図である。
【図４】実施の形態１におけるトルクセンサの斜視断面図である。
【図５】実施の形態１におけるドラグトルク検出制御を表すフローチャートである。
【図６】実施の形態１における油温−エンジン回転数−ドラグトルク規定値の関係を表す三次元マップである。
【符号の説明】
１ 入力シャフト
１ａ 開口部
１ｂ 中空部
１ｃ 開口部
１ｄ 開口部
２ オイルポンプ
２ａ ポンプハウジング
２ｂ ポンプカバー
２ｃ 中空スリーブ
３ 変速機ケース
３ａ 第２収装室
４ 入力クラッチハウジング
４ａ 第１収装室
４ｂ ドレーンポート
５ 入力クラッチ
６ トーショナルダンパ
６ａ スプライン
６ｂ ドライブプレート
６ａ 出力メンバ
７ 入力ハブ
７ａ スプライン
９ オイルシール
１０ ベアリング
１１ フロントカバー
１３ 入力ドラム
１３ａ 開口部
１３ｂ 軸部
１３ｃ 油孔
１３ｄ 小径軸
１３ｅ ベアリング支持部
１４ 入力ドラム
１５ 入力クラッチパック
１５ａ フローティングプレート
１５ｂ フェーシングプレート
１５ｃ クラッチプレート
１５ｄ リテーナ
１５ｅ スナップリング
１６ 入力クラッチハブ
１６ａ 接触面
１７ ローディングカム
１８ スナップリング
１９ リターン皿ばね
２２ 電磁クラッチ
２２ａ 電磁石
２２ｂ リテーニングプレート
２２ｃ 金属プレート
２２ｄ スナップリング
２４ ロータ
２４ａ ロータの一端
２５ クラッチハブ
２５ａ 金属プレート
２７ スラストベアリング
３０ エンジン
４０ 電磁多板クラッチ
５０ 前後進切換機構
５１ リングギア
５２ キャリア
５３ サンギア
５４ 前進クラッチ
５５ 後進クラッチ
６０ 変速機構部
６１ 変速機入力軸
７０ トルクセンサ
７１ センサケース
７２，７３，７４ 磁気検出用コイル
７５ 磁性体
７６ ボールベアリング
７７ ハーネス
８０ 自動変速機コントロールユニット（ＡＴＣＵ）
８１ 油温センサ
８２ 車速センサ
８３ インヒビタスイッチ
８４ 入力軸回転数センサ
９０ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
９１ エンジン回転数センサ
９２ スロットル開度センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁多板クラッチの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、動力伝達状態を切り換えるクラッチとして、例えば特許文献１に記載の技術が知られている。この技術では、製造時の個体差や経年変化によって伝達トルク特性が不安定になることを防止するために、エンジン負荷を検出し、エンジン負荷に応じてクラッチ締結力を補正している。これにより安定したクリープ特性を得ることができる。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−１１０８５６号公報（第三頁、左上段参照）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、クラッチ締結力により実際に伝達されているトルクを検出することができないため、正確な補正ができないという問題があった。また、特許文献１に記載の技術は、実際にクラッチに締結力を与え、そのクラッチ締結力に相当するパラメータを補正している。これに対し、締結力を全く与えていない状態で発生するドラグトルク（引きずりトルク）を考慮する場合、クラッチに対する制御対象がない。すなわち、ドラグトルクがどの程度かかっているかが分からず、エンスト防止の観点から安全側である高エンジン出力側にエンジン回転を補正しなければならない。これにより、燃費悪化の原因となるという問題があった。
【０００５】
特に、湿式の多板クラッチの場合、クラッチの解放状態であっても潤滑油量や油温によってドラグトルク（引きずりトルク）が大きく変化し、また、このドラグトルクは、前進用締結要素や後退用締結要素を締結した状態でブレーキを踏むと、そのままエンジン負荷となる。燃費性能上、エンジントルクはエンストしない程度の極力低い値に設定されることが望ましいが、潤滑油や発進クラッチの劣化などにより更にドラグトルクが増大すると、エンジン負荷が増大することになり、エンストを引き起こす可能性がある。
【０００６】
本発明は上述のような課題に基づいて成されたもので、本発明が解決しようとする課題は、発進クラッチのドラグトルクが経年変化などにより増大したとしても、安定した締結制御を達成することが可能な発進クラッチの制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明では、エンジンから出力されたトルクを自動変速機の変速機構部内へ伝達し入力軸にかかるトルクを断接する発進クラッチと、該発進クラッチのトルク伝達状態を制御する制御手段と、を備えた発進クラッチの制御装置において、前記入力軸にかかるトルクを検出するトルク検出手段と、前記入力軸を固定する入力軸固定手段を設け、前記制御手段は、前記入力軸固定手段に対し入力軸を固定する指令を出力すると共に、前記発進クラッチを解放状態とする指令を出力し、前記トルク検出手段により前記入力軸にかかるトルクを検出することで、前記発進クラッチの実ドラグトルクを検出する実ドラグトルク検出部を有することを特徴とする。
【０００８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発進クラッチの制御装置において、前記発進クラッチと前記変速機構部の間であって、前記入力軸上に前進用締結要素、又は後退用締結要素の締結により前後進を切り換える前後進切り換え手段を設け、前記入力軸固定手段を、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素を同時に締結する手段としたことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発進クラッチの制御装置において、前記入力軸固定手段を、前進用締結要素又は後退用締結要素の少なくとも一方を締結する手段としたことを特徴とする。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、請求項１ないし３に記載の発進クラッチの制御装置において、前記発進クラッチへの潤滑油量を検出する潤滑油量検出手段と、油温を検出する油温検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、検出された潤滑油量に応じて予め設定され、エンジン回転数及び油温に基づいてドラグトルク規定値を算出するドラグトルク規定値マップと、検出された前記実ドラグトルクと算出された前記ドラグトルク規定値の差を算出する差分算出手段と、を設けたことを特徴とする。
【００１１】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の発進クラッチの制御装置において、算出された前記差分が、予め設定された設定値よりも大きいかどうかを判断する差分判断手段を設け、前記差分が前記設定値よりも大きいときは、前記差分に応じてエンジン回転数を上昇する指令を出力するエンジン回転数制御手段を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項６に記載の発明では、請求項１ないし５に記載の発進クラッチの制御装置において、前記発進クラッチを湿式の電磁多板クラッチとし、前記制御手段を、検出された前記実ドラグトルクに基づいて、前記電磁多板クラッチの励磁電流を出力する手段としたことを特徴とする。
【００１３】
請求項７に記載の発明では、請求項１ないし６に記載の発進クラッチの制御装置において、車両が停止しているかどうかを判断する車両停止状態判断手段を設け、前記実ドラグトルク検出部は、車両が停止していると判断されたときに前記実ドラグトルクを検出することを特徴とする。
【００１４】
【発明の作用および効果】
請求項１記載の発進クラッチの制御装置にあっては、入力軸を固定し、発進クラッチを解放状態とし、入力軸にかかるトルクを検出することで、発進クラッチの実ドラグトルクを検出することができる。
【００１５】
請求項２記載の発進クラッチの制御装置にあっては、前後進切り換え手段が設けられ、前進用締結要素及び後退用締結要素を同時に締結する。すなわち、発進クラッチに極めて近い位置において入力軸を固定することで、軸の捩り振動等を排除することが可能となり、正確な実ドラグトルクを検出することができる。
【００１６】
請求項３記載の発進クラッチの制御装置にあっては、車両停止時であれば、通常はドラグトルクのみで前進することがなく、駆動輪は停止されており、前進用締結要素又は後退用締結要素の少なくとも一方を締結することで入力軸が固定される。すなわち、前進用締結要素又は後退用締結要素のどちらが一方が締結されているときは、入力軸が固定される。よって、通常走行時（締結要素締結時）の車両停止時などに実ドラグトルクを検出することができる。
【００１７】
請求項４記載の発進クラッチの制御装置にあっては、検出された潤滑油量に応じて予め設定されたドラグトルク規定値マップが設けられている。このドラグトルク規定値マップとは、潤滑油や発進クラッチの劣化等がない状態で発生するドラグトルク規定値を潤滑油量、エンジン回転数及び油温毎に予め測定（もしくは推定）した値がマップ化されたものである。次に、差分算出手段により実ドラグトルクとドラグトルク規定値の差を算出することで、潤滑油や発進クラッチの劣化を検出することができる。
【００１８】
請求項５記載の発進クラッチの制御装置にあっては、差分判断手段において、差分が設定値よりも大きいと判断されたときは、エンジン回転数制御手段によりエンジン回転数が上昇される。すなわち、実ドラグトルクがドラグトルク規定値よりも大きいときは、エンジン制御において想定しているドラグトルクよりも実ドラグトルクが大きく、エンジン負荷が増大する。燃費性能上、エンジントルクは極力小さく設定することが望ましいが、エンジン負荷の増大によりエンストを引き起こす可能性がある。そこで、差分に応じてエンジン回転数を上昇することで、エンジントルクを最小限に抑制しつつ、エンストを防止することができる。
【００１９】
請求項６記載の発進クラッチの制御装置にあっては、発進クラッチを湿式の電磁多板クラッチとされ、検出された実ドラグトルクに基づいて、電磁多板クラッチの励磁電流が出力されることで、電磁多板クラッチに必要に応じた励磁電流を出力することが可能となり、電磁多板クラッチの締結制御の制御精度を向上することができる。
【００２０】
請求項７記載の発進クラッチの制御装置にあっては、車両停止状態、すなわちエンジン始動時や、アイドリング時であっても実ドラグトルクを検出することが可能となり、常に潤滑油や発進クラッチの劣化を検出しつつ、エンジン制御及びクラッチ制御の制御精度を向上することができる。また、車両停止状態であれば駆動輪が停止されており、請求項３の作用効果で説明したように、前進用締結要素又は後退用締結要素のどちらが一方が締結されているときは、入力軸が確実に固定される。よって、正確に実ドラグトルクを検出することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１における電磁多板クラッチを備えた車両の駆動システムを表す全体システム図である。
３０はエンジン、４０は電磁多板クラッチ、５０は前後進切換機構、６０は変速機構部、７０はトルクセンサ、８０は自動変速機コントロールユニット（ＡＴＣＵ）、９０はエンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）である。
【００２２】
エンジン３０から出力された回転は、トーショナルダンパ６を介して電磁多板クラッチ４０に伝達される。電磁多板クラッチ４０は、電磁クラッチ２２と入力クラッチパック１５とローディングカム１７から構成されている。電磁クラッチ２２の締結力はローディングカム１７によってトルク増幅され、この増幅されたトルクに基づいて入力クラッチパック１５が締結され、入力軸１に回転を伝達する。
【００２３】
電磁多板クラッチ４０の出力回転は、入力軸１から前後進切換機構５０に伝達される。前後進切換機構５０は、入力軸１と一体に回転するリングギア５１と、キャリア５２と、変速機入力軸６１と一体に回転するサンギア５３から構成されている。キャリア５２には、変速機ケースに固定する後進クラッチ５５と、変速機入力軸６１とキャリア５２を一体に固定する前進クラッチ５４が設けられている。
【００２４】
車両が前進するときは前進クラッチ５４のみを締結することで、電磁多板クラッチ４０から出力された回転がそのまま変速機入力軸６１に伝達され、変速機構部６０に入力される。車両が後退するときは後進クラッチ５５のみ締結することで、電磁多板クラッチ４０から出力された回転が減速され、かつ、逆回転となって変速機入力軸６１に伝達され、変速機構部６０に入力される。また、前進クラッチ５４と後進クラッチ５５の両方を締結した際には、入力軸１及び変速機入力軸６１は完全に固定される。
【００２５】
ＥＣＵ９０に入力される信号を検出するセンサとして、エンジン回転数を検出されるエンジン回転数センサ９１と、スロットル開度を検出するスロットル開度センサ９２が設けられている。また、ＡＴＣＵ８０に入力される信号を検出するセンサとして、油温を検出する油温センサ８１、車速を検出する車速センサ８２、運転者の選択したシフトレンジ位置を検出するインヒビタスイッチ８３、変速機入力軸６１の回転数を検出する入力軸回転数センサ８４、変速機構部６０への入力トルクを検出するトルクセンサ７０が設けられている。尚、トルクセンサ７０の構成については、後で詳述する。
【００２６】
ＥＣＵ９０は検出された各センサ信号に基づいてエンジン３０を制御する。また、ＡＴＣＵ８０は検出された各センサ信号に基づいて電磁多板クラッチ４０，前後進切換機構５０，変速機構部６０の制御を行う。また、ＥＣＵ９０とＡＴＣＵ８０は相互に信号を送ることで、最適な駆動システム制御を達成するよう構成されている。
【００２７】
図２は本発明の実施の形態１における電磁多板クラッチ周辺を表す断面図である。尚、本実施の形態に使用される自動変速機の変速機構部の変速動作等については説明を省略する。
【００２８】
３は変速機ケース、４は変速機ケース３の前端開口に取着した入力クラッチハウジングを示す。入力クラッチハウジング４には、ボルト１２によりフロントカバー１１が取着され、これによりトーショナルダンパ６を収装する大気開放された第１収装室４ａを画成している。また、変速機ケース３，入力クラッチハウジング４の一部及びフロントカバー１１により油潤滑が成される第２収装室３ａを画成している。
【００２９】
変速機ケース３及び入力クラッチハウジング４の間にはオイルポンプ２を介在させている。このオイルポンプ２は、ポンプハウジング２ａ及びポンプカバー２ｂにより画成される空間内に内接歯車ポンプ要素を収納して構成した通常のギヤポンプである。ポンプカバー２ｂの内周に固定の中空スリーブ２ｃを嵌着し、この中空スリーブ２ｃ内に入力シャフト１を回転自在に挿着する。また、中空スリーブ２ｃの変速機側端部の内周側には、磁歪式トルクセンサ７０が設けられている。尚、磁歪式トルクセンサ７０の構成については、後で詳述する。
【００３０】
入力クラッチハウジング４内に突出する入力シャフト１の前端部上には入力クラッチ５を配置している。この入力クラッチ５は、電磁クラッチ２２と、この電磁クラッチ２２の外周に配置した入力クラッチパック１５と、この電磁クラッチ２２の内周に配置したローディングカム１７から構成されている。
【００３１】
入力クラッチパック１５の入力ドラム１３は、入力ハブ７をナット８により固定する軸部１３ｂと、オイルシール９との摺動部である小径軸１３ｄと、入力ドラム１３をフロントカバー１１によりベアリング１０を介して支持するベアリング支持部１３ｅから構成されている。
【００３２】
図示しないエンジンの動力はドライブプレート６ｂと一体となったトーショナルダンパ６，入力ハブ７を介して入力クラッチパック１５の入力ドラム１３，１４（ドライブ側）に伝達される。動力伝達部品は、トーショナルダンパ６の出力メンバ６ａと一体回転可能な入力ドラム１３に固定された入力ハブ７と、入力ドラム１３とスプライン嵌合する入力ドラム１４と、入力ドラム１４と一体回転可能に嵌合する電磁クラッチ２２のロータ２４から構成されている。ロータ２４の一端２４ａは、オイルポンプ２の駆動爪になっている。
【００３３】
電磁石２２ａに電磁力が発生し、リテーニングプレート２２ｂ及び金属プレート２２ｃが引きつけられることで電磁クラッチ２２が締結すると、ローディングカム１７にエンジン回転が入力され、ローディングカム１７は、ボールが傾斜面を転動するカム作用により入力クラッチハブ１６（ドリブン側）に図１の右方へ移動しようというスラスト力が発生する。一方その反力として、スラストベアリング２７を介して、入力ドラム１４，ロータ２４及び電磁石２２ａをスナップリング２０で止められたリターン皿ばね１９に抗して図１の左方に移動させようとするスラスト力が作用する。
【００３４】
ところで、入力クラッチハブ１６は、入力シャフト１とスプライン嵌合するとともに、図１に示す右端部は、スナップリング１８で止められており、軸方向移動は不能になっているため、実際は、入力ドラム１４側が左方移動して、入力クラッチパック１５側にクラッチプレート１５ｃが一体回転可能に嵌合しており、図１の右端側は段付きリテーナ１５ｄを介してスナップリング１５ｅで軸方向の移動を規制している。
【００３５】
一方、入力クラッチハブ１６側は、摩擦材フェーシングが両面に接着された、フェーシングプレート１５ｂが入力クラッチハブ１６と一体回転可能に嵌合している。クラッチプレート１５ｃと、フェーシングプレート１５ｂとは、軸方向交互に配置されている。
【００３６】
ここで、電磁クラッチ２２の発生するトルクＴｐについて説明する。電磁クラッチ２２の発生するトルクＴｐは下記の式により決定される。
Ｔｐ＝（電磁石２２ａの吸引力）×（磁路効率）×（摩擦係数）×（摺動径）×（摺動面数）
ここで、磁路効率とは電磁石２２ａの発生する磁力がリテーニングプレート２２ｂ及び金属プレート２２ｃに対してどの程度影響するか（リテーニングプレート２２ｂと金属プレート２２ｃには表面処理が施されており、また、油穴や表面粗さにより接触面積が理論値と異なることによる）を示し、摩擦係数とはリテーニングプレート２２ｂと各金属プレート２２ｃとの摩擦係数を表し、摺動径とは軸心から各プレートの摺動部の平均半径を表す。
【００３７】
（電磁式多板クラッチの潤滑）
ＡＴＣＵ８０において、検出された入力軸回転数とエンジン回転数から電磁多板クラッチの滑り量を演算し、この滑り量に基づいて潤滑油量を決定し、図示しないコントロールバルブ回路（従来のロックアップクラッチ供給回路の流用）から潤滑油を供給する。このとき、供給される潤滑油は、入力シャフト１の開口部１ａ→中空部１ｂ→開口部１ｃを介して、遠心ポンプ作用により、電磁クラッチ２２，入力クラッチ部１５を潤滑する。入力ドラム１３，１４には、複数の開口部（図示せず）が配置され、潤滑油は、この開口部を経由して、フロントカバー１１と、クラッチハウジング４とで密封された空間に溜まり、クラッチハウジング４の下端部に開口するドレーンポート４ｂを経由して、変速機ケース３側に設けられたオイルパン部にリターンされる。
【００３８】
（トルクセンサ）
図３は、磁歪式トルクセンサ７０部分の拡大断面図である。磁歪式トルクセンサ７０は、センサケース７１と、磁気検出用コイル７２，７３，７４と、入力シャフト１表面に設けられた磁歪を有する磁性体７５と、入力シャフト１を回転可能に支持すると共に、磁気検出用コイル７２，７３，７４と磁性体７５の間隔を維持する（磁気検出用コイルと磁性体が非接触となる）ボールベアリング７６と、ハーネス７７から構成されている。センサケース７１の変速機構部側端部にはハーネス取り出し口凸部７１ａが設けられている。この凸部７１ａ内周側にはハーネス通路７１ｂが設けられている。また、中空スリーブ２ｃ内周と入力シャフト１とトルクセンサ７０のエンジン側端部に囲まれた空間に油溜まり７８が設けられている。これにより、ボールベアリング７６等の潤滑油を確保している。
【００３９】
ここで、磁歪式トルクセンサ７０について説明する。入力シャフト１表面に設けられた磁性体７５は、軸方向に対し＋４５°の方向に誘導磁気異方性を有する端部領域７５ａ，７５ｃを両端に持ち、その間の中央領域は軸方向に対し−４５°の方向に誘導磁気異方性を有する領域７５ｂを持つ。この中央領域７５ｂは端部領域７５ａ，７５ｂに比べ倍の長さとしている。この磁性体７５が入力シャフト１外周方向に均等に用着されている。
【００４０】
図４のトルクセンサの斜視断面図において、入力シャフト１に対して矢印に示す方向にトルクがかかると、入力シャフト１に歪みが生じ、端部領域７５ａ，７５ｂは伸張・圧縮によって磁気特性（透磁率）が変化する。この磁気特性の変化を磁気検出用コイル７２，７３，７４により検出することで、入力トルクを精度良く検出することができるものである。
【００４１】
（ドラグトルク検出制御）
図５はドラグトルク検出制御、及び検出されたドラグトルクに基づくエンジン回転数制御を表すフローチャートである。
【００４２】
ステップ１０１では、運転者が操作するセレクト位置がパーキングレンジ（Ｐレンジ）かどうかを判断し、Ｐレンジの時はステップ１０２へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００４３】
ステップ１０２では、ブレーキがＯＮかどうかを判断し、ブレーキＯＮのときはステップ１０３へ進み、それ以外は本制御を終了する。
【００４４】
ステップ１０３では、電磁多板クラッチへの通電を禁止する。
【００４５】
ステップ１０４では、前進クラッチ５４及び後退ブレーキ５５を同時に締結する。
【００４６】
ステップ１０５では、トルクセンサ７０により実ドラグトルクを検出する。
【００４７】
ステップ１０６では、ＡＴＣＵ８０において演算された潤滑量を読み込む。
【００４８】
ステップ１０７では、潤滑量に応じた三次元マップを選択する。
【００４９】
ステップ１０８では、油温、エンジン回転数及び選択された三次元マップから、ドラグトルク規定値を算出する。
【００５０】
ステップ１０９では、実ドラグトルクと算出ドラグトルクの差分が所定値以上かどうかを判断し、所定値以上の時はステップ１１０へ進み、それ以外はステップ１１１へ進む。
【００５１】
ステップ１１０では、ステップ１０９で算出された差分に基づいてエンジン回転数制御を実行する。
【００５２】
ステップ１１１では、ブレーキＯＦＦかどうかを判断し、ブレーキＯＦＦの時はステップ１１２へ進み、それ以外はステップ１０３〜ステップ１１０を繰り返す。
【００５３】
ステップ１１２では、電磁多板クラッチへの通電禁止を解除する。
【００５４】
上記制御について説明する。通常の車両にあっては、エンジン始動後、運転者がＰレンジを選択しているときにシフトロック機構が働き、一旦ブレーキを踏まなければ走行レンジもしくはニュートラルレンジにセレクトすることができない。そこで、運転者がシフト動作を行う際、ブレーキＯＮをトリガとして、ステップ１０３へ進み、電磁多板クラッチ４０の通電を禁止する。ここで、通電を禁止するのは、電磁多板クラッチ４０の通電によりクラッチが締結してしまい、正確なドラグトルクが算出できない可能性や、後述するように前進クラッチ５４と後退ブレーキ５５とを同時に締結し、入力シャフト１を完全に固定した状態で電磁多板クラッチ４０に締結力が働くと、エンジンストールする可能性があり、これらの可能性を回避するためである。
【００５５】
次に、前進クラッチ５４及び後退ブレーキ５５を同時に締結し、入力シャフト１を固定する。入力シャフト１が固定された状態では、電磁多板クラッチ４０は非通電状態で解放しているため、エンジン側から入力されるトルクに起因する電磁多板クラッチ４０のドラグトルク（多板プレート間の潤滑油等による引きずりトルク）のみが伝達される。このドラグトルクをトルクセンサ７０により検出する。
【００５６】
次に、ＡＴＣＵ８０から、前述したように、電磁多板クラッチ４０の滑り量に基づいて決定された潤滑油の供給量を読み込む。そして、この潤滑量に応じたマップを選択する。図６は潤滑量毎の油温−エンジン回転数−ドラグトルク規定値の関係を表すマップである。図６（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ潤滑量α，β，γのときの三次元マップである。ただしα＞β＞γである。このように、潤滑油の劣化等が発生していない状態で、油温及びエンジン回転数に応じて発生するドラグトルクは潤滑油量毎に決定されている。よって、潤滑量に応じたドラグトルク規定値を算出する。
【００５７】
次に、トルクセンサ７０により検出された実ドラグトルクと、算出されたドラグトルク規定値との差分を算出する。この差分が所定値以上の時は、潤滑油の劣化等により実ドラグトルクが増大していると判断される。実ドラグトルクが増大するとエンジン負荷が増大するため、ＥＣＵ９０に対してエンジン回転数を上昇する指令を出力する。これにより、エンストを防止することができる。
【００５８】
以上説明したように、実施の形態１における発進クラッチの制御装置にあっては、入力シャフト１を固定し、電磁多板クラッチ４０を解放状態とし、入力シャフト１にかかるトルクを検出することで、電磁多板クラッチ４０の実ドラグトルクを検出することができる（請求項１に対応）。
【００５９】
また、前後進切り換え機構５０が設けられ、前進クラッチ５４及び後退ブレーキ５５を同時に締結する。すなわち、電磁多板クラッチ４０に極めて近い位置において入力シャフト１を固定することで、軸の捩り振動等を排除することが可能となり、正確な実ドラグトルクを検出することができる（請求項２に対応）。
【００６０】
また、検出された潤滑油量に応じて予め設定されたドラグトルク規定値マップが設けられ、実ドラグトルクとドラグトルク規定値の差を算出することで、潤滑油や電磁多板クラッチ４０の劣化を検出することができる（請求項４に対応）。
【００６１】
また、差分が設定値よりも大きいと判断されたときは、差分に応じてエンジン回転数を上昇することで、エンジントルクを最小限に抑制しつつ、エンストを防止することができる（請求項５に対応）。
【００６２】
また、検出された実ドラグトルクに基づいて、電磁多板クラッチ４０に必要に応じた励磁電流を出力することが可能となり、電磁多板クラッチ４０の締結制御の制御精度を向上することができる（請求項６に対応）。
【００６３】
（その他の実施の形態）
以上、実施の形態１について説明してきたが、具体的な構成については、この実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６４】
また、実施の形態１では、パーキングレンジでブレーキが踏まれているときに実ドラグトルクの検出を行ったが、この構成に限られるものではない。例えば、ブレーキが踏まれているとき、もしくは、ブレーキが踏まれていなくても車両停止状態が検出されるとき（請求項７に対応）であれば、前進クラッチ５４又は後退ブレーキ５５の少なくとも一方を締結することで入力シャフト１を固定してもよい。すなわち、前進クラッチ５４又は後退ブレーキ５５のどちらが一方が締結されているときは、駆動輪が停止されることで、入力シャフト１が固定される。よって、通常走行時（締結要素５４，５５締結時）の車両停止時などに実ドラグトルクを検出することができる（請求項３に対応）。
【００６５】
また、実ドラグトルクの検出は、車両停止状態、すなわちエンジン始動時や、アイドリング時であってもよい。これにより、常に潤滑油や電磁多板クラッチ４０の劣化を検出しつつ、エンジン制御及びクラッチ制御の制御精度を向上することができる。また、前進クラッチ５４又は後退ブレーキ５５の少なくとも一方のみを締結することで入力シャフト１を固定する場合には、車両の停止状態を検出することで正確に実ドラグトルクを検出することができる（請求項７に対応）。
【００６６】
また、実施の形態１では、発進クラッチとして電磁多板クラッチを用いた構成を示したが、本構成に限られるものではなく、湿式多板クラッチのような発進要素であっても適用することができる。
【００６７】
また、実施の形態では、エンジンと自動変速機の変速機構部との間に介在され、エンジン駆動力を断接可能に変速機構部へ伝達する電磁多板クラッチについて説明したが、例えば四輪に駆動力を分配する電磁多板クラッチを用いたバリアブルセンターデフ等に本制御を適用しても、もちろん同様の作用効果を得ることができる。
【００６８】
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１における電磁多板クラッチを備えた車両の駆動システムを表すシステム図である。
【図２】実施の形態１における変速機ユニットの電磁多板クラッチ周辺を表す断面図である。
【図３】実施の形態１におけるトルクセンサの拡大断面図である。
【図４】実施の形態１におけるトルクセンサの斜視断面図である。
【図５】実施の形態１におけるドラグトルク検出制御を表すフローチャートである。
【図６】実施の形態１における油温−エンジン回転数−ドラグトルク規定値の関係を表す三次元マップである。
【符号の説明】
１ 入力シャフト
１ａ 開口部
１ｂ 中空部
１ｃ 開口部
１ｄ 開口部
２ オイルポンプ
２ａ ポンプハウジング
２ｂ ポンプカバー
２ｃ 中空スリーブ
３ 変速機ケース
３ａ 第２収装室
４ 入力クラッチハウジング
４ａ 第１収装室
４ｂ ドレーンポート
５ 入力クラッチ
６ トーショナルダンパ
６ａ スプライン
６ｂ ドライブプレート
６ａ 出力メンバ
７ 入力ハブ
７ａ スプライン
９ オイルシール
１０ ベアリング
１１ フロントカバー
１３ 入力ドラム
１３ａ 開口部
１３ｂ 軸部
１３ｃ 油孔
１３ｄ 小径軸
１３ｅ ベアリング支持部
１４ 入力ドラム
１５ 入力クラッチパック
１５ａ フローティングプレート
１５ｂ フェーシングプレート
１５ｃ クラッチプレート
１５ｄ リテーナ
１５ｅ スナップリング
１６ 入力クラッチハブ
１６ａ 接触面
１７ ローディングカム
１８ スナップリング
１９ リターン皿ばね
２２ 電磁クラッチ
２２ａ 電磁石
２２ｂ リテーニングプレート
２２ｃ 金属プレート
２２ｄ スナップリング
２４ ロータ
２４ａ ロータの一端
２５ クラッチハブ
２５ａ 金属プレート
２７ スラストベアリング
３０ エンジン
４０ 電磁多板クラッチ
５０ 前後進切換機構
５１ リングギア
５２ キャリア
５３ サンギア
５４ 前進クラッチ
５５ 後進クラッチ
６０ 変速機構部
６１ 変速機入力軸
７０ トルクセンサ
７１ センサケース
７２，７３，７４ 磁気検出用コイル
７５ 磁性体
７６ ボールベアリング
７７ ハーネス
８０ 自動変速機コントロールユニット（ＡＴＣＵ）
８１ 油温センサ
８２ 車速センサ
８３ インヒビタスイッチ
８４ 入力軸回転数センサ
９０ エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
９１ エンジン回転数センサ
９２ スロットル開度センサ
Claims (7)
- エンジンから出力されたトルクを自動変速機の変速機構部内へ伝達し入力軸にかかるトルクを断接する発進クラッチと、
該発進クラッチのトルク伝達状態を制御する制御手段と、
を備えた発進クラッチの制御装置において、
前記入力軸にかかるトルクを検出するトルク検出手段と、前記入力軸を固定する入力軸固定手段を設け、
前記制御手段は、前記入力軸固定手段に対し入力軸を固定する指令を出力すると共に、前記発進クラッチを解放状態とする指令を出力し、前記トルク検出手段により前記入力軸にかかるトルクを検出することで、前記発進クラッチの実ドラグトルクを検出する実ドラグトルク検出部を有することを特徴とする発進クラッチの制御装置。 - 請求項１に記載の発進クラッチの制御装置において、
前記発進クラッチと前記変速機構部の間であって、前記入力軸上に前進用締結要素、又は後退用締結要素の締結により前後進を切り換える前後進切り換え手段を設け、
前記入力軸固定手段を、前記前進用締結要素及び前記後退用締結要素を同時に締結する手段としたことを特徴とする発進クラッチの制御装置。 - 請求項２に記載の発進クラッチの制御装置において、
前記入力軸固定手段を、前進用締結要素又は後退用締結要素の少なくとも一方を締結する手段としたことを特徴とする発進クラッチの制御装置。 - 請求項１ないし３に記載の発進クラッチの制御装置において、
前記発進クラッチへの潤滑油量を検出する潤滑油量検出手段と、
油温を検出する油温検出手段と、
エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
検出された潤滑油量に応じて予め設定され、エンジン回転数及び油温に基づいてドラグトルク規定値を算出するドラグトルク規定値マップと、
検出された前記実ドラグトルクと算出された前記ドラグトルク規定値の差を算出する差分算出手段と、
を設けたことを特徴とする発進クラッチの制御装置。 - 請求項４に記載の発進クラッチの制御装置において、
算出された前記差分が、予め設定された設定値よりも大きいかどうかを判断する差分判断手段を設け、
前記差分が前記設定値よりも大きいときは、前記差分に応じてエンジン回転数を上昇する指令を出力するエンジン回転数制御手段を設けたことを特徴とする発進クラッチの制御装置。 - 請求項１ないし５に記載の発進クラッチの制御装置において、
前記発進クラッチを湿式の電磁多板クラッチとし、
前記制御手段を、検出された前記実ドラグトルクに基づいて、前記電磁多板クラッチの励磁電流を出力する手段としたことを特徴とする発進クラッチの制御装置。 - 請求項１ないし６に記載の発進クラッチの制御装置において、
車両が停止しているかどうかを判断する車両停止状態判断手段を設け、
前記実ドラグトルク検出部は、車両が停止していると判断されたときに前記実ドラグトルクを検出することを特徴とする発進クラッチの制御装置。
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| JP2003005063A JP2004218694A (ja) | 2003-01-10 | 2003-01-10 | 発進クラッチの制御装置 |
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