JP2006022778A - アイドルストップ車両の制御装置及びその制御方法 - Google Patents

アイドルストップ車両の制御装置及びその制御方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 アイドルストップ時に前進クラッチを解放したとしても、前進クラッチの耐熱性能を確保可能なアイドルストップ制御装置を提供すること。
【解決手段】 エンジンにより駆動するポンプを油圧供給源として締結する前進クラッチと、アイドルストップ制御手段とを備えたアイドルストップ車両の制御装置において、アイドルストップ後のエンジン再始動時における前記前進クラッチの発熱量を推定する発熱量推定手段を設け、前記アイドルストップ制御手段は、前記発熱量が第１設定値未満であれば次回のアイドルストップを許可し、前記発熱量が第１設定値以上かつ第２設定値以下であれば所定時間経過後に次回のアイドルストップを許可し、前記発熱量が第２設定値より大きいときは次回のアイドルストップを禁止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、アイドルストップ制御装置に関し、特に発進クラッチの耐久性向上技術に関する。
従来、アイドルストップ制御装置として、特許文献１に記載の技術が開示されている。この公報には、エンジンにより駆動するオイルポンプのみが設けられ、電動ポンプ等を排除した構成とされている。アイドルストップ時には油圧源がないことから、前進クラッチを解放し、アイドルストップ後のエンジン再始動時には、前進クラッチのスリップ制御によってスムーズな発進を達成している。
特開２００３−２２７５６５号公報。
しかしながら、上述の従来技術にあっては、アイドルストップ時には前進クラッチが解放されるため、車両保証年限中に予測される前進クラッチ締結頻度回数は、アイドルストップ制御を行わない車両、もしくはアイドルストップ制御時に前進クラッチを解放しないものに比べて格段に増加する。また、エンジン再始動時には、常に前進クラッチがスリップ状態を経験するため、クラッチ寿命耐力を大幅に強化したクラッチフェーシングの適用や、潤滑環境の向上を図る対策等が必要となり、コストアップを招いていた。
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、アイドルストップ時に前進クラッチを解放したとしても、前進クラッチの耐熱性能を確保可能なアイドルストップ制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明では、エンジンにより駆動するポンプを油圧供給源として締結する前進クラッチと、アイドルストップ許可条件が成立したときはアイドルストップし、アイドルストップ後にアイドルストップ解除条件が成立したときは、エンジンを再始動すると共に前記前進クラッチを締結するアイドルストップ制御手段と、を備えたアイドルストップ車両の制御装置において、アイドルストップ後のエンジン再始動時における前記前進クラッチの発熱量を推定する発熱量推定手段を設け、前記アイドルストップ制御手段は、前記発熱量が第１設定値未満であれば次回のアイドルストップを許可し、前記発熱量が第１設定値以上かつ第２設定値以下であれば所定時間経過後に次回のアイドルストップを許可し、前記発熱量が第２設定値より大きいときは次回のアイドルストップを禁止する手段とした。
よって、前進クラッチの発熱量に基づいてアイドルストップの許可条件を変更することが可能となり、コストアップを招くことなく前進クラッチの耐熱性能を確保することができる。
以下、本発明のアイドルストップ車両の制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。
図１は実施例１のアイドルストップ車両の構成を表すシステム図である。エンジン１には、エンジン始動を行うスタータモータ６と、エンジンの駆動状態を制御するエンジンコントロールユニット７（以下、ＥＣＵと記載）が設けられている。エンジン出力軸２０から出力されたエンジン駆動力は、トルクコンバータ２のポンプインペラ２ａを駆動すると共に、オイルポンプ３を駆動する。ポンプインペラ２ａの駆動力はトルク増幅され、タービンランナ２ｂに伝達される。
タービンランナ２ｂの駆動力は、タービン軸２１から自動変速機４内であって、前進時に締結する前進クラッチ５に入力される。前進クラッチ５を介して伝達された駆動力は、所望の変速比を達成する変速機４ａによって変速され、変速機出力軸２２を介して駆動輪９に伝達される。また、自動変速機４には、オイルポンプ３を油圧源とし、前進クラッチ５の油圧締結制御を行うと共に、変速機４ａの変速油圧制御を行うコントロールバルブ８が設けられている。尚、変速機４ａはベルト式無段変速機でもよいし、有段式自動変速機でもよく、特に限定しない。
コントロールユニット（以下、ＣＵと記載）１０には、エンジン回転数Ne（エンジン出力軸２０の回転数）を検出するエンジン回転数センサ２０ａと、タービン回転数Nt（タービン軸２１の回転数）を検出するタービン回転数センサ２１ａと、変速機出力軸２２の回転数を検出する車速センサ２２ａから各回転要素の回転数信号が入力される。更に、ブレーキＳＷ１１，ＡＰＯセンサ１２，水温センサ１３，自動変速機内の油温を検出する油温センサ１４及び運転者の操作するセレクトレバーの位置を検出するインヒビタＳＷ１５からの信号が入力される。尚、マスタシリンダ圧センサ，舵角センサ，ウインカー信号等を別途設けてもよく、特に限定しない。
ＣＵ１０では、上記各センサ及びスイッチ信号に基づいて、アイドルストップ許可条件が成立したかどうか、及びアイドルストップ解除条件が成立したかどうかを判断し、後述するアイドルストップ許可信号及びアイドルストップ解除信号をＥＣＵ７に出力すると共に、スタータモータ６及びコントロールバルブ８に制御信号を出力する。
（アイドルストップ許可条件）
ここで、アイドルストップ許可条件の具体例として、下記条件が全て成立したときはアイドルストップを許可するものとする。
１．ブレーキスイッチがON
２．アクセルペダル開度が０
３．車速が所定値以下
４．エンジン水温が所定範囲内
５．変速機内の油温が所定範囲内
６．走行レンジ、ニュートラルレンジ、パーキングレンジのいずれかに入っている
尚、この条件に限られず、他の条件を含めてもよく、特に限定しない。
（アイドルストップ解除条件）
アイドルストップ中に下記条件が全て成立したときはアイドルストップを解除するものとする。
１．ブレーキスイッチOFF
２．バッテリの積算放電量が所定値以上
この条件についても特に限定しない。
図２は、本実施例のアイドルストップ制御処理を表すフローチャートである。
ステップ１０１では、アイドルストップ許可信号を送信しているかどうかを判断し、送信しているときはステップ１０２へ進み、それ以外は本制御フローを終了する。
ステップ１０２では、アイドルストップ許可条件が成立しているかどうかを判断し、成立しているときはステップ１０３へ進み、それ以外はステップ１０１を繰り返す。
ステップ１０３では、アイドルストップ信号を出力する。
ステップ１０４では、エンジン１のアイドリング停止を継続する。
ステップ１０５では、アイドルストップ解除条件が成立しているかどうかを判断し、成立しているときはステップ１０６へ進み、それ以外はステップ１０４においてアイドリング停止を継続する。
〔エンジン再始動処理〕
ステップ１０６では、ＥＣＵ７においてエンジン始動制御を開始する。
ステップ１０７では、スタータモータ６をONとする。
ステップ１０８では、エンジン回転数を読み込む。
ステップ１０９では、エンジン１が自立回転したかどうかを判定し、自立回転したときはステップ１１０へ進み、それ以外はスタータONを継続する。
ステップ１１０では、スタータモータ６をOFFとする。
ステップ１１１では、インヒビタスイッチ１５の信号が走行レンジかどうかを判断し、走行レンジの時はステップ１１２へ進み、それ以外のときはステップ１２３へ進み、前進クラッチ締結制御を開始し、本制御フローを終了する。
ステップ１１２では、前進クラッチの締結制御を開始する。
〔前進クラッチ発熱量推定処理〕
ステップ１１３では、エンジン回転数Ne，タービン回転数Nt，出力軸回転数を変速機４ａの変速比で除した値No及び変速機内の油温を読み込む。
ステップ１１４では、クラッチ発熱量Ｘ１を推定する。
〔アイドルストップ許可信号出力判断処理〕
ステップ１１５では、タイマt0のカウントアップを開始する。
ステップ１１６では、前進クラッチ５の発熱量Ｘ１が第１設定値Ａ以上かどうかを判断し、第１設定値Ａ以上の時はステップ１１７へ進み、それ以外はステップ１２１へ進む。
ステップ１１７では、前進クラッチ５の発熱量Ｘ１が第１設定値Ａよりも大きな第２設定値Ｂ以下かどうかを判断し、第２設定値Ｂ以下の時はステップ１１８へ進み、それ以外はステップ１２２へ進んで、ＣＵ１０からＥＣＵ７へのアイドルストップ許可信号の送信を禁止する。
ステップ１１８では、禁止時間t1の算出パラメータであるαを算出する。
ステップ１１９では、α及び変速機内の油温からアイドルストップの禁止時間t1を算出する。
ステップ１２０では、タイマカウント値が禁止時間t1を経過したかどうかを判断し、経過したときはステップ１２１へ進み、それ以外は本ステップを繰り返す。
ステップ１２１では、ＣＵ１０からＥＣＵ７に対しアイドルストップ許可信号を送る。
以下、上記アイドルストップ制御処理について詳述する。実施例１のアイドルストップ制御にあっては、アイドルストップの許可条件以外にアイドルストップ許可信号が出力されいてるかどうかを判断する。ＣＵ１０からアイドルストップ許可信号が出力されていなければ、例えアイドルストップ許可条件を満足していたとしても、アイドルストップは行わない。
運転者のキー操作に伴うエンジン始動時には、アイドルストップ許可信号が送信された状態から開始される。このアイドルストップ許可信号の送信もしくは送信禁止の設定は、アイドルストップ後のエンジン再始動時に行われる。アイドルストップ解除条件が成立すると、スタータモータ６がONとされ、エンジン１を再始動すると同時に、前進クラッチ５の締結制御が開始される。本実施例１のアイドルストップ車両にあっては、アイドルストップ中に油圧源となる電動ポンプ等を設けておらず、エンジン１を駆動源とするオイルポンプ３のみを用いている。よって、エンジン１が停止すると油圧源が無くなり、前進クラッチ５は解放された状態となる。
このとき、エンジン再始動時であって走行レンジが選択されているときは、前進クラッチ５をオイルポンプ３から発生する油圧で締結しなければ発進できない。変速機４ａとしてベルト式無段変速機を使用している場合では、プライマリプーリとセカンダリプーリにベルトのクランプ力を確保可能な油圧が確保された段階でなければ、前進クラッチ５からトルクが入力されたとしてもベルト滑りの原因となり好ましくない。また、変速機４ａとして有段式自動変速機を使用している場合では、前進クラッチ５が急激に締結されてしまうと、発進ショックを招くため、やはり好ましくない。また、ニュートラルレンジやパーキングレンジが選択されていたとしても、前進クラッチ５を一気に締結することで、締結ショックが発生する虞がある。
上述の理由から、前進クラッチ５の締結圧を供給する締結制御にあっては、発進時において前進クラッチ５のスリップ制御を行い、オイルポンプ３の吐出圧が確保され、かつ、車体のイナーシャエネルギが緩和された段階（車両が有る程度動き出した段階）で前進クラッチ５を完全締結状態とする。
（発熱量推定論理）
次に、ステップ１１４において行われる前進クラッチ５の発熱量推定論理について説明する。アイドルストップが解除され、前進クラッチ５の締結制御が開始されると、前進クラッチ５が完全締結されるまでの発熱量Ｘ１を演算する。
図３は発熱量Ｘ１演算処理を表すフローチャートである。尚、発熱量Ｘ１演算処理は、クラッチ締結制御開始と同時に開始されるものとする。
ステップ３００では、今回の制御周期(n)における前進クラッチトルクTc(n)を演算する。
ステップ３０１では、今回の制御周期(n)における瞬時発熱量ΔＱ(n)を演算する。
ステップ３０２では、今回の制御周期(n)におけるスリップ角速度ωc(n)が０に収束したかどうかを判断し、収束していないときはステップ３０３へ進み、収束したときはステップ３０５へ進む。
ステップ３０３では、瞬時発熱量ΔＱ(n)を記憶する。
ステップ３０４では、ｎをカウントアップする。
ステップ３０５では、ΔＱ(n)を全て合計し、発熱量Ｘ１を算出する。
上記発熱量Ｘ１演算処理について説明する。
（前進クラッチトルク演算について）
図４は、ステップ３００における締結制御中の前進クラッチトルク演算処理を表すブロック図である。ブロック２０１では、エンジン回転数Ne及びタービン回転数Ntの比（速度比e）を演算する。ブロック２０２では、予め設定されたトルク容量マップに基づいて速度比eに対応するトルク容量τを演算する。ブロック２０３では、予め設定されたトルク比マップに基づいて速度比eに対応するトルク比tを演算する。ブロック２０４では、エンジン回転数Neを二乗する。ブロック２０５では、ブロック２０２，２０３，２０４により演算された値に基づいて、トルクコンバータ２の出力トルク（すなわちタービントルクTt）を算出する。
ブロック２０６では、分単位で表されたタービン回転数Ntを秒単位の回転角速度uに変換する。ブロック２０７では、回転角速度uを微分し、回転角加速度du/dtを演算する。ブロック２０８では、タービン軸２１の有するイナーシャと回転角加速度からイナーシャトルクTiを演算する。ブロック２０９では、タービントルクTtとイナーシャトルクTiの差を演算し、クラッチトルクTcを演算する。
すなわち、エンジン回転数Neとタービン回転数Nt、及び予め設定されたトルクコンバータ特性であるトルク容量τ，トルク比tから、タービン軸２１のタービントルクTtを演算する。ここで、トルク比tとは、エンジントルクTNeとタービントルクTtの比（Tt/TNe）を表し、トルク容量τとは、エンジン出力軸２０をどれだけ回しにくいか｛TNe/(Ne)2｝を表す。トルク比t及びトルク容量τはトルクコンバータ２の設計仕様及び速度比eにより決定される。よって、上記関係から、
Tt＝t・TNe＝t・τ・Ne2
と表される。このとき、前進クラッチ５が完全解放状態においてタービン軸２１自体を回転するのに必要なイナーシャトルクTi分は、前進クラッチ５を介して伝達されることなく、タービン軸２１を回転するトルクとして使用される。よって、前進クラッチ５の締結トルクTc（前進クラッチ５を介して伝達されるトルク）は、Tt−Tiによって演算される。
（瞬時発熱量ΔＱの演算について）
前進クラッチ５のドライブ側の回転数はタービン回転数Ntに等しく、ドリブン側の回転数は、変速機出力軸２２の出力軸回転数を変速機４ａの変速比で除した回転数Noに等しい。前進クラッチ５のドライブ側とドリブン側との間に発生するスリップ角速度をωcとすると、
ωc＝2π/60・(Nt-No)
により表される。前進クラッチ５の締結が開始されると、このスリップ角速度ωcの値が一端上昇した後、徐々に減少し最終的に前進クラッチ５が完全締結状態になるとωc＝０となる。
締結制御中の任意の状態(n)において、その瞬時(n)に前進クラッチ５において発生する瞬時発熱量ΔＱ(n)は、
ΔＱ(n)＝Tc(n)・ωc(n) (n：締結制御開始後の周期番号)
によって表される。
よって、締結制御開始後は、制御周期ごとに瞬時発熱量ΔＱ(n)を演算し、締結制御終了後すなわち前進クラッチ５が完全締結状態になった段階でΔＱ(n)（n＝１〜n）を合計し、アイドルストップ後のエンジン再始動時に前進クラッチ５において発生した発熱量Ｘ１を算出する。
〔アイドルストップ許可信号出力判断処理について〕
次に、ステップ１１５〜ステップ１２１において実行されるアイドルストップ許可信号の出力判断処理について説明する。
（第１設定値Ａ及び第２設定値Ｂについて）
図５は、全開再始動発進時において、一回の締結制御での前進クラッチ５の発熱量を設定し、この締結制御を繰り返したときに性能が確保される締結頻度回数（耐熱性能）の関係を表す図である。尚、締結頻度回数は対数表示とする。締結制御における発熱量Ｘ１が低ければ、耐熱性能は高いことを表す。
Soは、車両保証年限もしくは車両保証走行距離内に発生する締結頻度見込み回数を表す。図５から分かるように、発熱量Ｘ１がQo未満であれば、車両保証締結頻度見込み回数Soに対して前進クラッチ５の耐熱性能を確保することが可能となる。また、発熱量Ｘ１が第１設定値Ａ未満であれば、締結頻度見込み回数Soよりも十分に多くの締結頻度回数に対して前進クラッチ５の耐熱性能を確保することが可能となる。尚、上記発熱量と耐熱性能の関係は、前進クラッチ５の発熱に関係する諸元（例えば、クラッチクリアランス、フェーシングのμばらつき、油圧制御用のソレノイドのばらつき、クラッチ用リターンスプリングばらつき、ディッシュプレートストロークばらつき、締結圧供給用の油路におけるオリフィス系のばらつき）の最悪条件において算出されたものである。
耐熱性能はアイドルストップ時間に依存する（詳細については後述する）が、第１設定値Ａ未満であれば、発熱に関係する諸元にばらつきが有る中でアイドルストップを繰り返したとしても、耐熱性能は確保できるため、このときはアイドルストップ許可信号を出力することとした。
また、耐熱性能は油温に依存する。すなわち、上記発熱量Ｘ１はあくまで締結制御によって発生した発熱量Ｘ１を表しており、前進クラッチ５のクラッチプレート自体の熱量は油温に依存している。
アイドルストップ時間が長ければ、前進クラッチ５を冷却する時間を確保できるが、アイドルストップ時間が短いときは、クラッチプレート自体の熱量を低下させることができず、発熱量としては耐熱性能を確保できたとしても、クラッチプレートに蓄えられる熱量としては大きくなる。
ここで、発熱量Ｘ１が小さいときは、特にクラッチプレート自体の熱量が問題となることはないが、発熱量Ｘ１が略Qoの第２設定値Ｂより大きくなると、クラッチプレート自体に蓄積される熱量は大きくなり、耐熱性能の低下を招く虞がある。そこで、発熱量Ｘ１が第２設定値Ｂより大きいときは、アイドルストップ許可信号の送信を禁止し、次回のアイドルストップを禁止することとした。これにより、締結頻度回数を低減し前進クラッチ５の耐熱性能を確保することができる。
次に、第１設定値Ａ以上第２設定値Ｂ以下の発熱量Ｘ１のときは、前進クラッチ５のクラッチプレートを冷却する時間を確保する観点から、所定時間（禁止時間）はアイドルストップ許可信号の出力を禁止することとした。このとき、禁止時間の設定は、発熱量Ｘ１が第１設定値Ａと第２設定値Ｂとの関係において、どの程度の位置にあるかに基づいて設定する。具体的には、下記式
α＝(Ｘ１−Ａ)/(Ｂ−Ａ)
に基づいて禁止時間係数αを算出する。この禁止時間係数αは、耐熱性能の低下を招く虞のない第１設定値Ａに対して発熱量Ｘ１がどの程度オーバーし、また、第２設定値Ｂに対して発熱量Ｘ１がどの程度余裕があるかを表す。
図６は禁止時間係数αと禁止時間t1の関係を表す禁止時間マップである。上述したように、発熱量Ｘ１に限らず油温の状況によっても冷却時間が異なるため、油温が高いときは禁止時間が長くなるように、油温毎に禁止時間特性が設定されている。尚、図６に示すマップ以外の油温においては線形補完演算等により算出すればよい。これにより、発熱量Ｘ１が大きい場合であっても油温が低いときは禁止時間t1を短く設定し、発熱量Ｘ１が小さい場合であっても油温が高いときは禁止時間t1を長く設定することで、アイドルストップによる燃費性能を確保しつつ、耐熱性能を確保することができる。
以上説明したように、実施例１のアイドルストップ車両の制御装置にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
(1)アイドルストップ後のエンジン再始動時における前進クラッチ５の発熱量Ｘ１を推定し、発熱量Ｘ１が第１設定値Ａ未満であれば次回のアイドルストップを許可し、発熱量Ｘ１が第１設定値Ａ以上かつ第２設定値Ｂ以下であれば所定時間t0経過後に次回のアイドルストップを許可し、発熱量Ｘ１が第２設定値Ｂより大きいときは次回のアイドルストップを禁止する。これにより、前進クラッチ５の耐熱性能を確保することが可能となる。
(2)第１設定値Ａを、少なくともエンジン全開発進時に発生する発熱量のばらつき最小値以下の値とし、第２設定値Ｂを、前進クラッチの締結頻度回数を保証する値Qoとした。これにより、前進クラッチ５に製造上のばらつき等があったとしても、確実に耐熱性能を確保でき、また、耐熱性能に懸念のある場合はアイドルストップを禁止することで締結頻度回数を低減することができる。尚、第２設定値Ｂは、Qoと同じ値に設定したが、Qoよりも大きな値に設定しても良い。これは、禁止時間t1を設定すれば、冷却時間を確保することができるため、禁止時間t1を設定していない場合に比べて耐熱性能の向上を図ることができるためである。これにより、よりアイドルストップを積極的に実行でき、燃費の向上を図ることができる。
(3)禁止時間t1を、発熱量Ｘ１と第１設定値Ａの差と、第１設定値Ａと第２設定値Ｂの差の比に基づいて決定する。これにより、発熱量Ｘ１に応じたきめ細やかな禁止時間t1を設定することが可能となり、アイドルストップによる燃費性能を確保しつつ耐熱性能を確保することができる。
(4)禁止時間t1を、油温に基づいて決定するため、発熱量Ｘ１が大きい場合であっても油温が低いときは、アイドルストップ禁止時間を短くすることでアイドルストップによる燃費性能を確保することが可能となり、また、発熱量Ｘ１が小さい場合であっても油温が高いときは、アイドルストップ禁止時間を長くすることで、耐熱性能を確保することができる。
(5)発熱量Ｘ１は、エンジン回転数Ne、タービン回転数Nt及び出力軸回転数Noに基づいて推定されるため、別途センサ等を設けることなく精度良く推定することができる。
次に、実施例２について説明する。基本的な構成は実施例１と同様であるため、異なる点についてのみ説明する。図７は実施例２のアイドルストップ制御処理を表すフローチャートである。尚、ステップ１０１〜ステップ１１２，ステップ１１９〜ステップ１２３までは実施例１と同じであるため、異なるステップについてのみ説明する。
〔クラッチ温度推定処理〕
ステップ２１３では、エンジン回転数Ne，タービン回転数Nt，出力軸回転数を変速機４ａの変速比で除した値No及び変速機内の油温を読み込む。
ステップ２１４では、クラッチ温度Ｙ１を推定する。
〔アイドルストップ許可信号出力判断処理〕
ステップ２１５では、タイマt0のカウントアップを開始する。
ステップ２１６では、前進クラッチ５のクラッチ温度Ｙ１が第１設定値Ａ’以上かどうかを判断し、第１設定値Ａ’以上の時はステップ２１７へ進み、それ以外はステップ１２１へ進む。
ステップ２１７では、前進クラッチ５のクラッチ温度Ｙ１が第１設定値Ａ’よりも大きな第２設定値Ｂ’以下かどうかを判断し、第２設定値Ｂ’以下の時はステップ２１８へ進み、それ以外はステップ１２２へ進んで、ＣＵ１０からＥＣＵ７へのアイドルストップ許可信号の送信を禁止する。
ステップ２１８では、禁止時間t1の算出パラメータであるα’を算出する。
（クラッチ温度推定論理）
次に、ステップ２１４において行われる前進クラッチ５のクラッチ温度推定論理について説明する。アイドルストップが解除され、前進クラッチ５の締結制御が開始されると、前進クラッチ５のクラッチ温度Ｙ１を演算する。
図８はクラッチ温度Ｙ１演算処理を表すフローチャートである。尚、クラッチ温度Ｙ１演算処理は、常に実行されるものとする。
ステップ４０１では、前回の制御周期(n-1)におけるクラッチ温度Ｙ１(n-1)、及び変速機の油温f(n)を読み込む。
ステップ４０２では、今回の制御周期(n)における偏差d(n)＝Ｙ１(n-1)−f(n)を演算する。
ステップ４０３では、今回の制御周期(n)における前進クラッチ５から油への放熱量D(n)＝ｋ・d(n)を演算する。
ステップ４０４では、瞬時発熱量ΔＱ(n)を演算する。
ステップ４０５では、今回の制御周期(n)における熱量収支y(n)＝ΔＱ(n)−D(n)を演算する。
ステップ４０６では、前進クラッチ５の熱容量Ｃを用いてクラッチ温度変化量ΔＹ１(n)＝y(n)/Ｃを演算する。
ステップ４０７では、制御周期(1)〜制御周期(n)までのクラッチ温度変化量ΔＹ１を積算｛Ｙ１(n)＝ΣΔＹ１(n)｝し、クラッチ温度推定値Ｙ１(n)を演算する。
上記クラッチ温度Ｙ１演算処理について説明する。図９はクラッチ温度推定演算処理を表すブロック図である。各ブロック４０２〜４０７は図８のフローチャートのステップと一致しているため説明を省略する。図９に示すように、推定されたクラッチ温度Ｙ１(n)による閉ループ系を構成する。前進クラッチ５には潤滑油として変速機内の油が供給されており、前進クラッチ５において発生した熱は、変速機内の油へ放熱する。そこで、放熱ゲインｋを設定し、クラッチ温度Ｙ１と油温f(n)との偏差に基づいて前進クラッチ５から変速機内の油への放熱量を演算する。次に、実施例１で詳述した瞬時発熱量ΔＱから、瞬時発熱量と瞬時放熱量の熱量収支を演算する。この熱量収支と、前進クラッチ５の熱容量Ｃから、前進クラッチ５の瞬時温度変化量を推定し、積算した値がクラッチ温度Ｙ１として推定される。
〔アイドルストップ許可信号出力判断処理について〕
次に、ステップ２１５〜ステップ１２１において実行されるアイドルストップ許可信号の出力判断処理について説明する。
（第１設定値Ａ’及び第２設定値Ｂ’について）
図１０は、全開再始動発進時において、一回の締結制御での前進クラッチ５のクラッチ温度を設定し、この締結制御を繰り返したときに性能が確保される締結頻度回数（耐熱性能）の関係を表す図である。尚、締結頻度回数は対数表示とする。締結制御におけるクラッチ温度Ｙ１が低ければ、耐熱性能は高いことを表す。
Soは、車両保証年限もしくは車両保証走行距離内に発生する締結頻度見込み回数を表す。図１０から分かるように、クラッチ温度がＹｏ未満であれば、車両保証締結頻度見込み回数Soに対して前進クラッチ５の耐熱性能を確保することが可能となる。また、クラッチ温度Ｙ１が第１設定値Ａ’未満であれば、締結頻度見込み回数Soよりも十分に多くの締結頻度回数に対して前進クラッチ５の耐熱性能を確保することが可能となる。尚、上記クラッチ温度と耐熱性能の関係は、前進クラッチ５の発熱に関係する諸元（例えば、クラッチクリアランス、フェーシングのμばらつき、油圧制御用のソレノイドのばらつき、クラッチ用リターンスプリングばらつき、ディッシュプレートストロークばらつき、締結圧供給用の油路におけるオリフィス系のばらつき）に加え、熱容量Ｃ，放熱ゲインｋの最悪条件において算出されたものである。
耐熱性能はアイドルストップ時間に依存する（詳細については後述する）が、第１設定値Ａ’未満であれば、発熱に関係する諸元にばらつきが有る中でアイドルストップを繰り返したとしても、耐熱性能は確保できるため、このときはアイドルストップ許可信号を出力することとした。
また、耐熱性能は油温に依存する。すなわち、上記クラッチ温度Ｙ１の推定処理でも説明したように、クラッチ温度はクラッチプレートの瞬時発熱量ΔＱと、油温fに依存している。
アイドルストップ時間が長ければ、前進クラッチ５を冷却する時間を確保できるが、アイドルストップ時間が短いときは、クラッチ温度Ｙ１を低下させることができず、クラッチ温度Ｙ１としては耐熱性能を確保できたとしても、クラッチプレートに蓄えられる熱量としては大きくなる。
ここで、クラッチ温度Ｙ１が小さいときは、特にクラッチプレート自体の熱量が問題となることはないが、クラッチ温度Ｙ１が略Ｙｏの第２設定値Ｂ’より大きくなると、クラッチプレート自体に蓄積される熱量は大きくなり、耐熱性能の低下を招く虞がある。そこで、クラッチ温度Ｙ１が第２設定値Ｂ’より大きいときは、アイドルストップ許可信号の送信を禁止し、次回のアイドルストップを禁止することとした。これにより、締結頻度回数を低減し前進クラッチ５の耐熱性能を確保することができる。
次に、第１設定値Ａ’以上第２設定値Ｂ’以下のクラッチ温度Ｙ１のときは、前進クラッチ５のクラッチプレートを冷却する時間を確保する観点から、所定時間（禁止時間）はアイドルストップ許可信号の出力を禁止することとした。このとき、禁止時間の設定は、クラッチ温度Ｙ１が第１設定値Ａ’と第２設定値Ｂ’との関係において、どの程度の位置にあるかに基づいて設定する。具体的には、下記式
α’＝(Ｙ１−Ａ’)/(Ｂ’−Ａ’)
に基づいて禁止時間係数α’を算出する。
この禁止時間係数α’は、耐熱性能の低下を招く虞のない第１設定値Ａ’に対してクラッチ温度Ｙ１がどの程度オーバーし、また、第２設定値Ｂ’に対してクラッチ温度Ｙ１がどの程度余裕があるかを表す。この禁止時間係数α’を用いた禁止時間の設定については、実施例１の図６に示す禁止時間マップと同様の構成により達成される。具体的には、クラッチ温度Ｙ１に限らず油温fの状況によっても冷却時間が異なるため、油温fが高いときは禁止時間が長くなるように、油温毎に禁止時間特性が設定されている。これにより、クラッチ温度Ｙ１が大きい場合であっても油温fが低いときは禁止時間t1を短く設定し、クラッチ温度Ｙ１が小さい場合であっても油温fが高いときは禁止時間t1を長く設定することで、アイドルストップによる燃費性能を確保しつつ、耐熱性能を確保することができる。
以上説明したように、実施例２のアイドルストップ車両の制御装置にあっては、下記に列挙する作用効果を得ることができる。
(1)アイドルストップ後のエンジン再始動時における前進クラッチ５のクラッチ温度Ｙ１を推定し、クラッチ温度Ｙ１が第１設定値Ａ’未満であれば次回のアイドルストップを許可し、クラッチ温度Ｙ１が第１設定値Ａ’以上かつ第２設定値Ｂ’以下であれば所定時間t0経過後に次回のアイドルストップを許可し、クラッチ温度Ｙ１が第２設定値Ｂ’より大きいときは次回のアイドルストップを禁止する。これにより、前進クラッチ５の耐熱性能を確保することが可能となる。また、実施例２では発熱量及び油温に基づいて前進クラッチ５の温度を推定することで、より正確に前進クラッチ５の状態を推定することが可能となり、更に耐熱性能の向上を図ることができる。
(2)第１設定値Ａ’を、少なくともエンジン全開発進時に発生する発熱量Ｑ，熱容量Ｃ及び放熱ゲインｋのばらつき最小値（最悪条件）に基づくクラッチ温度以下の値とし、第２設定値Ｂ’を、前進クラッチの締結頻度回数を保証する温度Ｙｏとした。これにより、前進クラッチ５に製造上のばらつき等があったとしても、確実に耐熱性能を確保でき、また、耐熱性能に懸念のある場合はアイドルストップを禁止することで締結頻度回数を低減することができる。尚、第２設定値Ｂ’は、Ｙｏと同じ値に設定したが、Ｙｏよりも大きな値に設定しても良い。これは、禁止時間t1を設定すれば、冷却時間を確保することができるため、禁止時間t1を設定していない場合に比べて耐熱性能の向上を図ることができるためである。これにより、よりアイドルストップを積極的に実行でき、燃費の向上を図ることができる。
(3)禁止時間t1を、クラッチ温度Ｙ１と第１設定値Ａ’の差と、第１設定値Ａ’と第２設定値Ｂ’の差の比に基づいて決定する。これにより、クラッチ温度Ｙ１に応じたきめ細やかな禁止時間t1を設定することが可能となり、アイドルストップによる燃費性能を確保しつつ耐熱性能を確保することができる。
(4)禁止時間t1を、油温に基づいて決定するため、クラッチ温度Ｙ１が大きい場合であっても油温が低いときは、アイドルストップ禁止時間を短くすることでアイドルストップによる燃費性能を確保することが可能となり、また、クラッチ温度Ｙ１が小さい場合であっても油温が高いときは、アイドルストップ禁止時間を長くすることで、耐熱性能を確保することができる。
(5)クラッチ温度Ｙ１は、エンジン回転数Ne、タービン回転数Nt及び出力軸回転数Noに基づいて推定された瞬時発熱量ΔＱと、変速機内の油温fに基づいて推定されるため、別途センサ等を設けることなく精度良く推定することができる。
実施例１のアイドルストップ車両の全体構成を表す概略図である。 実施例１のアイドルストップ制御処理を表すフローチャートである。 実施例１の発熱量演算処理を表すフローチャートである。 実施例１の前進クラッチトルク推定論理を表すブロック図である。 実施例１の発熱量と耐熱性能の関係を表す図である。 実施例１の禁止時間係数と禁止時間の関係を表す禁止時間マップである。 実施例２のアイドルストップ制御処理を表すフローチャートである。 実施例２のクラッチ温度演算処理を表すフローチャートである。 実施例２のクラッチ温度推定論理を表すブロック図である。 実施例２のクラッチ温度と耐熱性能の関係を表す図である。
符号の説明
１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ オイルポンプ
４ 自動変速機
４ａ 変速機
５ 前進クラッチ
６ スタータモータ

Claims (12)

  1. エンジンにより駆動するポンプを油圧供給源として締結する前進クラッチと、
    アイドルストップ許可条件が成立したときはエンジンを停止するアイドルストップを実行し、エンジン停止後にアイドルストップ解除条件が成立したときは、エンジンを再始動すると共に前記前進クラッチを締結するアイドルストップ制御手段と、
    を備えたアイドルストップ車両の制御装置において、
    アイドルストップ後のエンジン再始動時における前記前進クラッチの発熱量を推定する発熱量推定手段を設け、
    前記アイドルストップ制御手段は、前記発熱量が第１設定値未満であれば次回のアイドルストップを許可し、前記発熱量が第１設定値以上かつ第１設定値よりも大きな第２設定値以下であれば所定時間経過後に次回のアイドルストップを許可し、前記発熱量が第２設定値より大きいときは次回のアイドルストップを禁止する手段としたことを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  2. 請求項１に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
    前記第１設定値を、少なくともエンジン全開発進時に発生する発熱量のばらつき最小値以下の値とし、
    前記第２設定値を、前記前進クラッチの締結頻度回数を保証する値以上としたことを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  3. 請求項１または２に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
    前記所定時間を、前記発熱量と前記第１設定値の差と、第１設定値と第２設定値の差の比に基づいて決定することを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  4. 請求項１ないし３に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
    前記所定時間を、前記発熱量と前記第１設定値の差と、第１設定値と第２設定値の差の比と、油温に基づいて決定することを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  5. 請求項１ないし４に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
    前記発熱量推定手段は、エンジン回転数、タービン回転数及び出力軸回転数に基づいて推定されることを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  6. エンジンにより駆動するポンプを油圧供給源として締結する前進クラッチを備え、アイドルストップ許可条件が成立したときはエンジンを停止するアイドルストップを実行し、エンジン停止後にアイドルストップ解除条件が成立したときは、エンジンを再始動すると共に前進クラッチを締結するアイドルストップ車両の制御方法において、
    アイドルストップ後のエンジン再始動時における前記前進クラッチの発熱量を推定し、前記発熱量が第１設定値未満であれば次回のアイドルストップを許可し、前記発熱量が第１設定値以上かつ第１設定値よりも大きな第２設定値以下であれば所定時間経過後に次回のアイドルストップを許可し、前記発熱量が第２設定値より大きいときは次回のアイドルストップを禁止することを特徴とするアイドルストップ車両の制御方法。
  7. エンジンにより駆動するポンプを油圧供給源として締結する前進クラッチと、
    アイドルストップ許可条件が成立したときはエンジンを停止するアイドルストップを実行し、エンジン停止後にアイドルストップ解除条件が成立したときは、エンジンを再始動すると共に前記前進クラッチを締結するアイドルストップ制御手段と、
    を備えたアイドルストップ車両の制御装置において、
    アイドルストップ後のエンジン再始動時における前記前進クラッチのクラッチ温度を推定するクラッチ温度推定手段を設け、
    前記アイドルストップ制御手段は、前記クラッチ温度が第１設定値未満であれば次回のアイドルストップを許可し、前記クラッチ温度が第１設定値以上かつ第１設定値よりも大きな第２設定値以下であれば所定時間経過後に次回のアイドルストップを許可し、前記クラッチ温度が第２設定値より大きいときは次回のアイドルストップを禁止する手段としたことを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  8. 請求項７に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
    前記第１設定値を、少なくともエンジン全開発進時に発生する発熱量のばらつき最小値及びクラッチ温度推定諸元の最悪条件に基づいて演算されたクラッチ温度以下の値とし、
    前記第２設定値を、前記前進クラッチの締結頻度回数を保証する値以上としたことを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  9. 請求項７または８に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
    前記所定時間を、前記クラッチ温度と前記第１設定値の差と、第１設定値と第２設定値の差の比に基づいて決定することを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  10. 請求項７ないし９に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
    前記所定時間を、前記クラッチ温度と前記第１設定値の差と、第１設定値と第２設定値の差の比と、油温に基づいて決定することを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  11. 請求項７ないし１０に記載のアイドルストップ車両の制御装置において、
    前記クラッチ温度推定手段を、エンジン回転数、タービン回転数及び出力軸回転数に基づいて推定される前記前進クラッチの発熱量及び変速機内の油温に基づいて推定されることを特徴とするアイドルストップ車両の制御装置。
  12. エンジンにより駆動するポンプを油圧供給源として締結する前進クラッチを備え、アイドルストップ許可条件が成立したときはエンジンを停止するアイドルストップを実行し、エンジン停止後にアイドルストップ解除条件が成立したときは、エンジンを再始動すると共に前進クラッチを締結するアイドルストップ車両の制御方法において、
    アイドルストップ後のエンジン再始動時における前記前進クラッチのクラッチ温度を推定し、前記クラッチ温度が第１設定値未満であれば次回のアイドルストップを許可し、前記クラッチ温度が第１設定値以上かつ第１設定値よりも大きな第２設定値以下であれば所定時間経過後に次回のアイドルストップを許可し、前記クラッチ温度が第２設定値より大きいときは次回のアイドルストップを禁止することを特徴とするアイドルストップ車両の制御方法。
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