JP2006336807A - クラッチ制御装置及びクラッチ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 クラッチ制御装置及びクラッチ制御方法に関し、簡素な構成で、クラッチの過渡状態におけるトルク容量制御に対して差回転数ベースのロジックを適合させることができるようにする。
【解決手段】 クラッチの駆動側及び被駆動側の差回転数を算出する差回転数算出手段４ａと、該クラッチの速度比を算出する速度比算出手段４ｈと、該速度比に基づきトルク係数を設定するトルク係数設定手段４ｂと、アクセル操作量相当値に基づきオフセット補正量を設定するオフセット補正量設定手段４ｃと、エンジンの回転数，該トルク係数及び該オフセット補正量に基づき該クラッチが伝達すべき伝達トルクを演算する伝達トルク演算手段４ｅと、車両の発進時に該伝達トルクを該差回転数に応じて減少させる補正演算を実施する伝達トルク補正手段４ｆと、補正演算がなされた伝達トルクに基づき該クラッチの係合状態を制御するクラッチ制御手段４ｇとを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両のクラッチの伝達トルクを自動制御するクラッチ制御装置及びクラッチ制御方法に関する。

従来より、車両の発進時において、クラッチの断接を自動的に制御することによりエンジンから駆動輪へ伝達されるトルクの大きさを制御する技術が知られている。
例えば、特許文献１及び特許文献２には、クラッチの速度比（クラッチの駆動側の回転数と被駆動側の回転数との比）に応じて予め設定されたトルク容量係数のデータマップから、現在のクラッチ速度比に対応するトルク容量係数を検索し、この検索されたトルク容量係数と現在のエンジン回転数とに基づいてクラッチのトルク容量を算出して、そのトルク容量が得られるようなクラッチの締結圧を確保すべくクラッチピストンの油圧を自動制御する技術が開示されている。

特許文献１に記載の技術には、トルク容量係数のデータマップとして、クラッチの速度比が０（クラッチが開放された状態に対応する速度比）から１．０（クラッチが締結された状態に対応する速度比）までの範囲のデータが関数として設定されている。
また、特許文献２に記載の技術では、スロットル開度の大きさに応じて選択される３種類のトルク容量係数マップが記憶されており、何れのマップにおいても、速度比が１．０以上の範囲までデータマップが拡張され、クラッチの速度比が１．０である場合にトルク容量係数が最小値を採るように設定されている。つまり、速度比が１．０よりも大きく又は小さくなってクラッチの滑り（スリップ）が大きくなるに連れて、トルク容量係数が増加するような傾向を持つように、トルク容量のマップ特性が設定されている。

これらのような構成により、上述の二つの従来技術では、例えば車両発進時の状態では、特許文献１に記載の技術と同様に、クラッチの駆動側と被駆動側との回転数の差が大きいほどトルク容量が大きく設定されて、クラッチの速度比が１．０へ近づくようにクラッチの締結圧を自動制御することができるようになっている。また、クラッチが締結して定常状態になると、トルク容量係数が小さく設定されるため、算出されるトルク容量が小さくなり、結果としてクラッチの締結圧が比較的小さくなることになる。したがって、クラッチを介した伝達トルクが大きくなり過ぎず、クラッチ締結時の締結ショックを緩和することができるようになっている。

このように、クラッチの速度比に応じてトルク容量を設定するトルク容量制御を実施することによって、良好な車両操作フィーリングを提供することができるようになっている。
なお、上述のトルク容量制御では、速度比が１．０のときに設定されるトルク容量係数が、実際にクラッチの駆動側から被駆動側へ伝達されるトルクよりもある程度大きなトルク容量が得られるような値に設定されるようになっている。つまり、トルク容量制御では、実際に必要な締結圧よりも大きな締結圧で駆動側と被駆動側とを締結させた状態を制御目標としており、クラッチ締結時におけるトルク伝達を確実に行えるようになっているのである。したがって、定常走行時にクラッチを完全締結させるように制御する従来のクラッチ制御においては、入力トルクよりも大きなトルク容量で速度比１．０の状態を実現する上述のようなトルク容量制御が有効である。
特開昭６３−３０５０３９号公報 特開平９−７２３５３号公報

ところで、上述のような従来のトルク容量制御は、通常の走行状態である定常状態となったときにクラッチを完全締結させることを前提とした制御である。つまり、速度比が１．０となったときにトルク伝達を確実に行うべく、実際にクラッチの駆動側から被駆動側へ伝達されるトルクよりも大きなトルク容量が設定されてしまう。
そのため、トルク容量制御に引き続いてクラッチの完全締結を前提としていない制御を行いたい場合、例えば車両の発進時に上述のようなトルク容量制御を行いつつ、徐々にクラッチの駆動側と被駆動側との間のスリップ量（差回転数）を制御して所定のスリップ回転数を保持するような、所謂スリップ制御を行いたい場合には、これらの制御の切り換えが困難であり、トルクショック等を生じて良好な車両操作感が得られない、という課題がある。

また、従来のトルク容量制御では、クラッチの速度比に対してトルク容量が設定されるようになっているため、正確なスリップ量の制御ができないという課題もある。例えば、駆動側と被駆動側との間に所定のスリップ回転を与えようとしても、クラッチのトルク容量は駆動側の回転数と被駆動側の回転数との比によって制御されるため、入力回転数の変動に対する出力回転数の比率を保持することしかできず、一定の差回転数を保持することができない。つまり、従来のトルク容量制御では、トルク容量に対してクラッチのスリップ量を任意に設定することが不可能なのである。

本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成で、クラッチの過渡状態におけるトルク容量制御に対して差回転数ベースのロジックを適合させることができるようにしたクラッチ制御装置及びクラッチ制御方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のクラッチ制御装置（請求項１）は、車両のエンジンの駆動力を伝達する動力伝達軸上に介装された摩擦クラッチの伝達トルクを制御するクラッチ制御装置であって、該エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、アクセルペダルの操作量に相当するアクセル操作量相当値を検出するアクセル操作量相当値検出手段と、該クラッチの駆動側及び被駆動側の回転の速度比を算出する速度比算出手段と、該クラッチの駆動側及び被駆動側の差回転数を算出する差回転数算出手段と、該速度比算出手段で算出された該速度比に基づき、該伝達トルクの演算に係るトルク係数を設定するトルク係数設定手段と、該アクセル操作量相当値検出手段で検出された該アクセル操作量相当値に基づき、該伝達トルクの演算に係るエンジン回転数の補正量としてのオフセット補正量を設定するオフセット補正量設定手段と、該エンジン回転数検出手段で検出された該エンジン回転数と、該トルク係数設定手段で設定された該トルク係数と、該オフセット補正量設定手段で設定された該オフセット補正量とに基づき、該クラッチが伝達すべき伝達トルクを演算する伝達トルク演算手段と、該伝達トルク演算手段で演算される該伝達トルクを該差回転数に応じて減少させる補正演算を実施する伝達トルク補正手段と、該伝達トルク補正手段によって補正演算がなされた伝達トルクに基づき、該クラッチの係合状態を制御するクラッチ制御手段とを備えたことを特徴としている。

また、該伝達トルク補正手段は、該差回転数の絶対値が予め設定された所定値未満であるときに、該伝達トルクを減少させる補正演算を実施することが好ましい（請求項２）。
また、該伝達トルク補正手段は、該差回転数の絶対値に応じた補正係数を設定するとともに、該補正係数を該伝達トルク演算手段で演算された該伝達トルクに乗算することが好ましい（請求項３）。

また、該伝達トルク補正手段は、該差回転数の絶対値が小さいほど該補正係数を小さく設定することが好ましい（請求項４）。
また、該伝達トルク補正手段は、該差回転数の絶対値が該所定値以上であるときに、該補正係数を１に設定することが好ましい（請求項５）。
また、該伝達トルク補正手段は、該差回転数が０であるときに、該補正係数を０に設定することが好ましい（請求項６）。

また、該車両の走行速度を検出する車両速度検出手段と、該車両速度検出手段で検出された該走行速度に基づき、該車両をクリープ走行させるためのクリープトルクを演算するクリープトルク演算手段とを備えるとともに、該伝達トルク演算手段は、該エンジン回転数と該トルク係数と該オフセット補正量とに基づいて演算されるトルクと、該クリープトルク演算部で演算された該クリープトルクとのいずれか大きい方のトルクを該クラッチが伝達すべき該伝達トルクとして演算することが好ましい（請求項７）。

また、本発明のクラッチ制御方法（請求項８）は、車両のエンジンの駆動力を伝達する動力伝達軸上に介装されたクラッチの伝達トルクを制御するクラッチの制御方法であって、該エンジンの回転数，該クラッチの駆動側及び被駆動側の差回転数，該クラッチの駆動側及び被駆動側の速度比及びアクセルペダルの操作量に相当するアクセル操作量相当値を検出し、該速度比に基づいて該伝達トルクの演算に係るトルク係数を設定するとともに、該アクセル操作量相当値に基づいて該伝達トルクの演算に係るエンジン回転数の補正量としてのオフセット補正量を設定して、該エンジン回転数と該トルク係数と該オフセット補正量とに基づいて該クラッチが伝達すべき伝達トルクを演算しておき、該伝達トルクを該差回転数に応じた補正演算によって減少させた後に、その補正演算がなされた伝達トルクに基づいて該クラッチの断接状態を制御することを特徴としている。

本発明のクラッチ制御装置及びクラッチ制御方法（請求項１，８）によれば、クラッチの差回転数に応じてクラッチの伝達トルクを減少させる補正演算が実施されるため、駆動側と被駆動側との間に差回転を生じさせたままその差回転数を保持する平衡状態を形成することができる。つまり、本制御装置及び本制御方法によれば、車両発進時の過渡状態においてクラッチを完全締結させるような制御が行われないため、トルク容量制御からスリップ制御への切り換えを容易とすることができ、良好なクラッチ制御性及び車両操作性を獲得できる。また、トルク容量に対するスリップ量を任意に設定することができ、トルク容量制御において所定のスリップ回転を保持することが可能となる。

また、本発明のクラッチ制御装置（請求項２）によれば、差回転数の絶対値が予め設定された所定値未満且つ０以上である範囲で、つまり、速度比が限りなく１．０に近いスリップ状態で、駆動側と被駆動側との間に僅かな差回転を生じさせたまま、トルク伝達に係る平衡状態を形成することができる。
また、本発明のクラッチ制御装置（請求項３）によれば、補正係数を乗算することによって、簡素な構成で容易に伝達トルクを減少させる補正演算を実施することができる。

また、本発明のクラッチ制御装置（請求項４）によれば、車両発進時において、クラッチ締結直前のトルク容量をクラッチの差回転数に応じて低下させることができ、容易に差回転数の平衡状態を形成することができる。
また、本発明のクラッチ制御装置（請求項５）によれば、差回転数の絶対値が所定値以上であるときには、従来の制御ロジックを用いてトルク容量制御を行うことができる。また、差回転数が平衡状態となる回転差数範囲を所定値未満の範囲に限定することができる。

また、本発明のクラッチ制御装置（請求項６）によれば、クラッチの差回転数が０であるときに補正係数が０に設定されるため、クラッチが完全締結することを防止することができる。つまり、容易にクラッチをスリップさせたままの状態に保持することができ、差回転数の平衡状態への移行を保証することができる
また、本発明のクラッチ制御装置（請求項７）によれば、車両発進時に車両をクリープ走行させることが可能なクラッチのトルク伝達量を確保することができる。

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図７は本発明の一実施形態としてのクラッチ制御装置を示すもので、図１は本クラッチ制御装置が適用された車両の駆動系装置の全体構成を示す模式的構成図、図２は本クラッチ制御装置における差回転数と補正係数との関係を示すグラフ、図３は本クラッチ制御装置におけるアクセル操作量とエンジン回転数補正量との関係を示すグラフ、図４は本クラッチ制御装置における差回転数とトルク係数との関係を示すグラフ、図５は本クラッチ制御装置における車速とクリープトルクとの関係を示すグラフ、図６は本クラッチ制御装置のＥＣＵにおけるクラッチの制御内容を説明するためのフローチャート、図７は本クラッチ制御装置における補正クラッチトルクの算出過程を示す制御ブロック図である。

［全体構成］
本クラッチ制御装置９は、図１に示す車両の駆動系装置に適用されている。この駆動系装置においては、エンジン１の駆動力が変速機７を介して駆動輪８へ伝達されるようになっている。また、エンジン１と駆動輪８との駆動力伝達経路上には、摩擦クラッチとして湿式多板クラッチ（クラッチ）２が介装されており、本クラッチ制御装置９は、このクラッチ２の係合状態を制御することによって、クラッチ２の伝達トルクを制御する制御装置である。

クラッチ２は、エンジン１の駆動力により回転する駆動側係合要素２ａとそれに並設される被駆動側係合要素２ｂとを備えて構成されており、駆動側及び被駆動側の係合要素２ａ，２ｂを係合又は解放（すなわち、直結又は非直結に制御）することによって、エンジン１からの駆動力の伝達を断接し、さらに各係合要素２ａ，２ｂの係合状態を制御することにより接続時の伝達駆動力（伝達トルク）を調整しうるようになっている。各係合要素２ａ，２ｂの係合，解放は、後述するＥＣＵ（電子制御装置，コントローラ）４によって制御されるようになっている。

また、駆動力伝達にかかるクラッチ２の上流側及び下流側には、駆動側係合要素２ａの回転数（入力回転数Ｎ_IN）を検出する駆動側回転数センサ３ａと、被駆動側係合要素２ｂの回転数（出力回転数Ｎ_OUT）を検出する被駆動側回転数センサ３ｂとが設けられている。つまり、駆動側回転数センサ３ａではクラッチ２へ入力される回転数Ｎ_INが検出され、一方、被駆動側回転数センサ３ｂではクラッチ２から出力される回転数（クラッチ２の係合により伝達された回転数）Ｎ_OUTが検出されるようになっている。ここで検出された各回転数Ｎ_IN，Ｎ_OUTは、ＥＣＵ４へ入力されるようになっている。

エンジン１には、エンジン回転数Ｎ_eを検出するエンジン回転数センサ（エンジン回転数検出手段）１ａが付設されており、ここで検出されたエンジン回転数Ｎ_eは後述するＥＣＵ４へ入力されるようになっている。なお、駆動側回転数センサ３ａで検出された入力回転数Ｎ_INをエンジン回転数Ｎ_eの代わりに用いる構成としてもよい。
また、本クラッチ制御装置９は、車両の走行速度（単に車速ともいう）Ｖを検出する車速センサ（車両速度検出手段）５と、アクセルペダル６の踏み込み量に相当するパラメータとしてのアクセル開度θを検出するアクセル開度センサ（アクセル操作量相当値検出手段）６ａとを備えている。車速センサ５は車速Ｖを検出し、アクセル開度センサ６ａはアクセル開度θを検出するようになっており、ここで検出された車速Ｖ，アクセル開度θはＥＣＵ４へ入力される。

なお、本実施形態ではアクセル開度センサ６ａは、ドライバによるアクセル操作量に相当する値としてのアクセル開度θを検出するセンサとして備えられたものであり、例えば、これの代わりにスロットル開度を検出するセンサなどを用いるように構成してもよい。
ＥＣＵ（コントローラ）４は、クラッチ２の係合状態を制御するための演算や信号出力を行う電子制御装置である。ここでは、駆動側回転数センサ３ａや被駆動側回転数センサ３ｂから入力される各回転数Ｎ_IN，Ｎ_OUTやアクセル開度θ，車速Ｖ及びエンジン回転数Ｎ_e等の情報に基づいて、各係合要素２ａ，２ｂ間の係合の度合いとしてのトルク容量を演算し、クラッチ２がその演算されたトルク容量を持つように、各係合要素２ａ，２ｂ間に互いに働く押圧力を付与するための指令油圧信号を出力するようになっている。なお、ＥＣＵ４から指令油圧信号が出力されると、その信号値の大きさに応じた油圧がクラッチ２へ供給されて、各係合要素２ａ，２ｂの係合状態が制御されるようになっている。

また、本実施形態においてＥＣＵ４は、車両を発進させるときのクラッチ２の制御として、発進制御を実施するようになっている。この発進制御とは、停車状態にある車両を滑らかに始動させて定常走行の状態へ移行させるための制御である。

［ＥＣＵ］
次に、ＥＣＵ４の機能について説明する。ＥＣＵ４は、差回転数算出部（差回転数算出手段）４ａと、速度比算出部（速度比算出手段）４ｈと、トルク係数設定部（トルク係数設定手段）４ｂと、オフセット補正量設定部（オフセット補正量設定手段）４ｃと、クリープトルク演算部（クリープトルク演算手段）４ｄと、伝達トルク演算部（伝達トルク演算手段）４ｅと、伝達トルク補正部（伝達トルク補正手段）４ｆと、クラッチ制御部４ｇとを備えて構成されている。

差回転数算出部４ａは、駆動側回転数センサ３ａ及び被駆動側回転数センサ３ｂから入力された駆動側係合要素２ａ及び被駆動側係合要素２ｂの回転数の差を差回転数Ｎ_SL（すなわち、Ｎ_SL＝Ｎ_IN−Ｎ_OUT）として算出するようになっている。
また、速度比算出部４ｈは、駆動側回転数センサ３ａ及び被駆動側回転数センサ３ｂから入力された駆動側係合要素２ａ及び被駆動側係合要素２ｂの回転数の比を速度比ｅ（すなわち、ｅ＝Ｎ_OUT／Ｎ_IN）として算出するようになっている。

トルク係数設定部４ｂは、速度比算出部４ｈで算出された速度比ｅに基づいて、トルク係数（トルク容量係数）Ｃを設定するようになっている。このトルク係数Ｃとは、クラッチ２において伝達される伝達トルクの演算に係る係数のひとつであり、図４に示すような特性を持つように予め設定されている。
まず図４に示すように、速度比ｅが１．０であるときに、トルク係数Ｃが最小値を取るようになっている。また、速度比ｅの大きさが１．０から離れるほど（すなわち、速度比ｅが１．０よりも大きい場合には大きくなるほど、及び、速度比ｅが１．０よりも小さい場合には小さくなるほど）、設定されるトルク係数Ｃも大きくなるようになっている。ここでは、図４にグラフ化されたように、速度比ｅが１．０から離れるに連れて、トルク係数Ｃの増加割合が次第に小さくなるように、速度比ｅとトルク係数Ｃとの対応関係が定められている。なお、速度比ｅがｅ＝１．０の状態とは、駆動側係合要素２ａ及び被駆動側係合要素２ｂの回転数が同じである状態のことであり、これらの係合要素間のスリップ量が大きくなればなるほど、速度比ｅが１．０から離れた値として算出されることになる。

オフセット補正量設定部４ｃは、アクセル開度センサ６ａから入力されたアクセル開度θに基づいて、オフセット補正量Ｎ_eoffを設定するようになっている。ここで設定されるオフセット補正量Ｎ_eoffも、クラッチ２において伝達される伝達トルクの演算に係る係数のひとつであり、図３に示すような特性を持つように予め設定されている。
図３に示すように、アクセル開度θが所定開度θ₁以下であるときには、そのアクセル開度θの大きさに関わらず、オフセット補正量Ｎ_eoffが所定オフセット補正量Ｎ_eoff1に設定されるようになっている。また、アクセル開度θが所定開度θ₁を超えたときには、そのアクセル開度θが大きいほど、アクセル開度θの増加量に比例して、オフセット補正量Ｎ_eoffが大きく設定されるようになっている。

なお、オフセット補正量Ｎ_eoffは、伝達トルクの演算上において、実際のエンジン回転数Ｎ_eを小さく見積もる（減少方向へオフセットさせる）ことによって、エンジン回転数の吹け上がり感を変化させるパラメータである。例えば、アクセルペダル６の踏み込み操作によりアクセル開度θが増加し、これに応じてオフセット補正量Ｎ_eoffが増加した場合、エンジン回転数Ｎ_eが実際のエンジン回転数Ｎ_eよりも小さく見積もられるため、それに応じて伝達トルク（すなわち、トルク容量）が若干小さめに制御されることになる。そのためエンジン１は、実際のエンジン回転数を用いてクラッチ２の伝達トルクを演算した場合と比較して、より吹け上がることになる。つまり、このようなアクセルペダル６の踏み込み操作時における加速性が向上することになるのである。

クリープトルク演算部４ｄは、車速センサ５で検出された車速Ｖに基づき、車両をクリープ走行させるためのクリープトルクを演算するようになっている。このクリープトルクとは、例えば、一般的な自動変速機のトルクコンバータにおいてアイドリング時に伝達されるトルクに相当するトルク量であり、トルクコンバータを搭載しない車両においてもトルクコンバータを搭載した車両と同様の操作感（クリープ走行）を実現するために与えられるトルク量である。

なお本実施形態では、このクリープトルクＴ_crが図５に示すような特性を持つように設定されるようになっており、車速Ｖが０のときにクリープトルクＴ_crは最大値をとり、車速Ｖの増加量に比例してクリープトルクＴ_crが減少するように設定される。
伝達トルク演算部４ｅは、トルク係数設定部４ｂで設定されたトルク係数Ｃと、オフセット補正量設定部４ｃで設定されたオフセット補正量Ｎ_eoffと、エンジン回転数Ｎ_eとに基づいて、クラッチ２が伝達すべき伝達トルクＴ_cを演算するようになっている。

具体的には、伝達トルクＴ_cが以下の式１に従って算出される。
Ｔ_c＝Ｃ・（Ｎ_e−Ｎ_eoff）² ・・・（式１）
なお、本実施形態では、クラッチ２が伝達すべきトルクとして、上記の式１で算出された伝達トルクＴ_cと、クリープトルク演算部４ｄで演算されたクリープトルクＴ_crとを比較して、いずれか大きい方のトルクをクラッチトルクＴ_clとして出力するようになっている。これにより、例えば車両が停車中のアイドリング状態にあって、クリープトルクＴ_crが伝達トルクＴ_cよりも大きい場合には、クリープトルクＴ_crがクラッチトルクＴ_clとして出力される。一方、車両の発進後、クリープトルクＴ_crが伝達トルクＴ_cよりも小さくなると、伝達トルクＴ_cがクラッチトルクＴ_clとして出力される。

伝達トルク補正部４ｆは、車両の発進時において、伝達トルク演算部４ｅで演算されたクラッチトルクＴ_clを差回転数Ｎ_SLに応じて減少させるように補正演算を実施するようになっている。
まず、伝達トルク補正部４ｆでは、差回転数算出部４ａで算出された差回転数Ｎ_SLの大きさ（すなわち、差回転数の絶対値|Ｎ_SL|）に基づいて、補正演算にかかる補正係数ｇを設定するようになっている。この補正係数ｇとは、クラッチトルクＴ_clの減少させる割合を定めるパラメータであり、図２に示すように、差回転数の大きさ|Ｎ_SL|の関数として設定されている。

まず、伝達トルク補正部４ｆは、差回転数の大きさ（差回転数の絶対値）|Ｎ_SL|が予め設定された所定値Ｎ_SL1未満であるときには、以下の式２に従って補正係数ｇを設定し、一方、差回転数の大きさ|Ｎ_SL|が所定値Ｎ_SL1以上であるときには、その差回転数の大きさに関わらず、ｇ＝１に設定するようになっている。
ｇ＝|Ｎ_SL|／Ｎ_SL （ただし、０＜|Ｎ_SL|≦Ｎ_SL1） ・・・（式２）
ｇ＝１ （ただし、|Ｎ_SL|≧Ｎ_SL1） ・・・（式３）
つまり、伝達トルク補正部４ｆは、差回転数の絶対値が所定値Ｎ_SL1未満であって差回転数が０に近い状態である場合、すなわち、クラッチ２の駆動側と被駆動側とが完全に締結するよりも前に、補正係数ｇを１よりも小さい値（０≦ｇ≦１）に設定するようになっている。また、補正係数ｇは、差回転数の大きさ|Ｎ_SL|が小さいほど、小さく設定されるようになっている。これにより、クラッチ２の駆動側係合要素２ａと被駆動側係合要素２ｂとのスリップ量が少なくなって完全締結の状態に近づくほど、クラッチトルクＴ_clを減少させる割合が増加するようになっている。なお、差回転数の大きさ|Ｎ_SL|が０のときには補正係数ｇがｇ＝０となるようになっている。

また、伝達トルク補正部４ｆは、以下の式４に示すように、伝達トルク演算部４ｄで演算されたクラッチトルクＴ_clに補正係数ｇを乗算して、補正クラッチトルクＴ_CTHを演算するようになっている。
Ｔ_CTH＝Ｔ_cl・ｇ ・・・（式４）
そして、クラッチ制御部４ｇは、上記の式４に従って算出された補正クラッチトルクに基づいて、各係合要素２ａ，２ｂ間に互いに押圧力を付与するための指令油圧信号を出力するようになっている。具体的には、伝達トルク補正部４ｆで演算された補正クラッチトルクＴ_CTHがクラッチ２のトルク容量となるように、クラッチ２の指令油圧信号が出力されるようになっている。

［フローチャート］
本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御装置は上述のように構成されて、以下に説明する制御フローに従ってクラッチ制御を実施する。図６に示された制御フローはＥＣＵ４の内部において所定周期で適宜繰り返し実行されている。
まず、ステップＡ１０において、制御にかかる各パラメータ情報が入力される。ここでは、エンジン回転数Ｎ_e，アクセル開度θ，車速Ｖ，クラッチ２の駆動側回転数Ｎ_IN及び被駆動側回転数Ｎ_OUTが入力される。そして続くステップＡ２０では、車両が発進を開始したか否かが判定される。ここでは、ＥＣＵ４内部において、車速Ｖ及びアクセル開度θに基づいて、車両が停車しているか走行を開始したかが判定される。そして、車両が発進した（又は既に発進している）と判定された場合には、ステップＡ３０以降のフローへ進み、発進制御が実施される。一方、車両が発進したと判定されなかった場合、すなわち車両が停車していると判定された場合には、そのままこのフローを終了する。つまり、車両が発進を開始して初めて発進制御が実施されるようになっている。

車両が発進した場合、ステップＡ３０では、差回転数算出部４ａにおいて、各回転数Ｎ_IN，Ｎ_OUTの差回転数Ｎ_SLが算出されるとともに、速度比算出部４ｈにおいて、速度比ｅが算出される。そして続くステップＡ４０では、トルク係数設定部４ｂにおいて、速度比ｅに基づき図４に示す特性に従って、トルク係数Ｃが設定される。このトルク係数Ｃの設定により、速度比ｅの大きさが１．０から離れている場合（例えば、車両の発進直後であってクラッチ２の係合状態が弱く、駆動側回転数Ｎ_INと比較して被駆動側回転数Ｎ_OUTが小さいような場合）ほどトルク係数Ｃが大きく設定されるため、クラッチ２の係合状態を強められることになる。これにより、クラッチ２の状態が開放側から締結側へと制御されることになる。

また、続くステップＡ５０では、オフセット補正量設定部４ｃにおいて、アクセル開度θに基づき図３に示す特性に従ってオフセット補正量Ｎ_eoffが設定される。このオフセット補正量Ｎ_eoffの設定により、アクセル開度θが大きい場合（例えば、アクセルペダル６の踏み込み量が大きい場合）ほどオフセット補正量Ｎ_eoffが大きく設定されるため、実際のエンジン回転数Ｎ_eが小さく見積もられる（減少方向へオフセットさせられる）ことになり、エンジン回転数の吹け上がり感（加速性）が上昇することになる。

続くステップＡ６０では、伝達トルク補正部４ｆにおいて、ステップＡ３０で算出された差回転数の絶対値（大きさ）|Ｎ_SL|に基づき、図２に示す特性に従って補正係数ｇが設定される。なお、ここで設定された補正係数ｇは、後述するステップＡ１２０において参照されるようになっている。
さらに続くステップＡ７０では、伝達トルク演算部４ｅにおいて、前述の式１に従って伝達トルクＴ_cが演算される。このステップでは、ステップＡ４０で設定されたトルク係数ＣとステップＡ５０で設定されたオフセット補正量Ｎ_eoffとが反映された伝達トルクＴ_cが演算されることになる。

続くステップＡ８０では、クリープトルク演算部４ｄにおいて、車速Ｖに基づき図５に示す特性に従ってクリープトルクＴ_crが設定されて、ステップＡ９０へ進む。
ステップＡ９０では、ステップＡ７０で演算された伝達トルクＴ_cとステップＡ８０で設定されたクリープトルクＴ_crとの大きさが比較される。ここで、伝達トルクＴ_cがクリープトルクＴ_crよりも大きい場合（Ｔ_c＞Ｔ_cr）にはステップＡ１００へ進み、伝達トルク演算部４ｅにおいて、伝達トルクＴ_cがクラッチトルクＴ_clとして出力されて（Ｔ_cl＝Ｔ_c）、ステップＡ１２０へ進み、一方、伝達トルクＴ_cがクリープトルクＴ_crよりも小さい場合（Ｔ_c≦Ｔ_cr）にはステップＡ１１０へ進み、伝達トルク演算部４ｅにおいて、クリープトルクＴ_crがクラッチトルクＴ_clとして出力されて（Ｔ_cl＝Ｔ_cr）、ステップＡ１２０へ進む。

ステップＡ１２０では、伝達トルク補正部４ｆにおいて、伝達トルク演算部４ｅから出力されたクラッチトルクＴ_clに対し、ステップＡ６０で設定された補正係数ｇが乗算される補正演算がなされて、補正クラッチトルクＴ_CTHが算出され、続くステップＡ１３０では、クラッチ制御部４ｇにおいて、算出された補正クラッチトルクＴ_CTHがクラッチ２のトルク容量となるように、クラッチ２の指令油圧信号が出力されて、このフローが終了する。

［制御ブロック図］
図７は、上述の制御フローにおけるクラッチ制御の処理内容を視覚的に図示したものである。図７に示すように、本実施形態の制御処理は、伝達トルク演算部４ｅにおける演算処理と、その結果に対する伝達トルク補正部４ｆにおける補正処理とに大別される。
まず、伝達トルク演算部４ｅはその内部処理として、速度比算出部４ｈ，トルク係数設定部４ｂ，オフセット補正量設定部４ｃ及びクリープトルク演算部４ｄの演算処理を内包している。一方、伝達トルク補正部４ｆはその内部処理として、差回転数算出部４ａの演算処理を内包している。

まず、駆動側回転数センサ３ａ及び被駆動側回転数センサ３ｂから速度比算出部４ｈへ、駆動側係合要素２ａ及び被駆動側係合要素２ｂの各回転数Ｎ_IN，Ｎ_OUTが入力され、これらの回転数の比が速度比ｅ（すなわち、ｅ＝Ｎ_OUT／Ｎ_IN）として算出される。そしてこの速度比ｅは、トルク係数設定部４ｂへと入力される。
トルク係数設定部４ｂには、速度比ｅとトルク係数Ｃとの対応マップ（map2）が例えば図４に示すように記憶されているため、入力された速度比ｅに応じてトルク係数Ｃが乗算器１１へ入力されることになる。

一方、オフセット補正量設定部４ｃには、アクセル開度θとオフセット補正量Ｎ_eoffとの対応マップ（map3）が例えば図３に示すように記憶されているため、入力されたアクセル開度θに応じてオフセット補正量Ｎ_eoffが減算器１２へ入力される。この減算器１２において、エンジン回転数Ｎ_eからオフセット補正量Ｎ_eoffが減算された後に、乗算器１３においてその値が二乗演算される。つまりここでは、式１における（Ｎ_e−Ｎ_eoff）²が演算されていることになる。

続いて、乗算器１１において、乗算器１３で演算された値とトルク係数Ｃとが乗算される。つまりここでは、式１の右辺全体〔Ｃ・（Ｎ_e−Ｎ_eoff）²〕、すなわち、伝達トルクＴ_cが演算されていることになる。ここで演算された伝達トルクＴ_cは、選択器１４へ入力される。
これに対して、クリープトルク演算部４ｄには、車速ＶとクリープトルクＴ_crとの対応マップ（map4）が例えば図５に示すように記憶されているため、入力された車速Ｖに応じてクリープトルクＴ_crが選択器１４へ入力されることになる。

したがって、選択器１４では、伝達トルクＴ_cとクリープトルクＴ_crとのいずれか大きい方のトルクが選択され、クラッチトルクＴ_clとして乗算器１５へ出力されることになる。
伝達トルク補正部４ｆは、このような過程を経て演算されたクラッチトルクＴ_clを減少させる補正演算を行うための制御手段である。まず、駆動側回転数センサ３ａ及び被駆動側回転数センサ３ｂから差回転数算出部４ａへ、駆動側係合要素２ａ及び被駆動側係合要素２ｂの各回転数Ｎ_IN，Ｎ_OUTが入力され、これらの回転数の差が差回転数Ｎ_SL（すなわち、Ｎ_SL＝Ｎ_IN−Ｎ_OUT）として算出される。ここで伝達トルク補正部４ｆには、差回転数の大きさ|Ｎ_SL|と補正係数ｇとの対応マップ（map1）が例えば図２に示すように記憶されているため、差回転数算出部４ａから入力される差回転数Ｎ_SLの大きさ応じて、補正係数ｇが乗算器１５へ入力されることになる。
したがって、乗算器１５では、クラッチトルクＴ_clと補正係数ｇとが乗算され（式４の右辺が演算され）、補正クラッチトルクＴ_CTHとしてクラッチ制御部４ｇへ出力される。

［作用・効果］
このような制御によって本発明のクラッチ制御装置９によれば、以下のような作用・効果を奏する。

まず、停車中の車両が発進を開始した直後においては、クラッチ２の滑りが大きくなり、クラッチ２の駆動側係合要素２ａ側の入力回転数Ｎ_INに対して被駆動側係合要素２ｂ側の出力回転数Ｎ_OUTが小さいため、速度比算出部４ｈにおいて算出されるクラッチ２の速度比ｅの値が１．０よりも小さく、比較的１．０より離れた値に算出される。そのため、トルク係数設定部４ｂにおいて設定されるトルク容量Ｃの値も大きく設定され、伝達トルク演算部４ｅで演算される伝達トルクＴ_cが増加して、伝達トルク演算部４ｅから出力されるクラッチトルクＴ_clも増加する。

これにより、クラッチ制御部４ｇからは、クラッチ２のトルク容量Ｃを増大させる指令油圧信号が出力されて、クラッチ２の係合状態が締結方向に制御される。したがって、クラッチ２の駆動側係合要素２ａ側の入力回転数Ｎ_INに対する被駆動側係合要素２ｂ側の出力回転数Ｎ_OUTを上昇させることができる。
ここで、伝達トルク補正部４ｆにおいて設定される補正係数ｇは、クラッチ２の差回転数の大きさ|Ｎ_SL|が所定値Ｎ_SL1以上である状態では、ｇ＝１に設定される。したがって、クラッチ２がある程度スリップしている状態では、トルクを減少させる補正演算が実施されず、従来のトルク容量制御と同様の制御を実施することができる。なお、ｇ＝１である状態では、補正クラッチトルクＴ_CTHとクラッチトルクＴ_clとが同値であり、クラッチ制御部４ｇから出力される指令油圧信号は、クラッチトルクＴ_clがクラッチ２のトルク容量となるような大きさとなる。

一方、クラッチトルクＴ_clの増大により、入力回転数Ｎ_INに対して出力回転数Ｎ_OUTが上昇すると、徐々にクラッチ２の差回転数Ｎ_SLが減少する。そして、差回転数の大きさ|Ｎ_SL|が所定値Ｎ_SL1未満になると、伝達トルク補正部４ｆにおいて補正係数ｇが１未満の値（０＜ｇ＜１）に設定されることになる。したがって、伝達トルク演算部４ｅから出力されるクラッチトルクＴ_clを減少させる補正演算を行うことができ、伝達トルク補正部４ｆからクラッチトルクＴ_clよりも小さい補正クラッチトルクＴ_CTHを出力することができる。

また、補正係数ｇは、図２に示すように、差回転数Ｎ_SLが０であるときにｇ＝０に設定されるようになっているが、ｇ＝０である場合には、演算上、伝達トルク演算部４ｅから出力されるクラッチトルクＴ_clも０になることになり、このクラッチトルクＴ_clが０である状態とは、クラッチ２が完全に解放された状態のことのはずである。
しかし、図４に示すように、トルク係数Ｃの特性により実制御においては、クラッチ２が解放方向へ制御されると回転数比ｅが１．０から離れるようになるため、それに応じてトルク係数Ｃも大きくなる。したがって、クラッチ２が完全に解放されることはなく、所定の差回転数が保持された平衡状態に収束することになるのである。一方、クラッチ２の差回転数Ｎ_SLが所定値Ｎ_SL以上の範囲では、補正係数がｇ＝１に設定されるため、クラッチ２の係合状態が締結方向に制御される。

なお、クラッチ２がこのような平衡状態となる所定の差回転数とは、クラッチ２の差回転数Ｎ_SLが０より大きく所定値Ｎ_SL1未満の範囲（０＜Ｎ_SL＜Ｎ_SL1）内の差回転数である。したがって、補正係数ｇを減少させる差回転数Ｎ_SLの所定値Ｎ_SL1を設けることにより、少なくとも差回転数Ｎ_SLが０＜Ｎ_SL＜Ｎ_SL1である範囲内で、クラッチ２の差回転数Ｎ_SLを一定値に保持することができるといえる。つまり、差回転数が略０に近い範囲で、クラッチ２を完全締結させないスリップ状態を保持することが可能となるのである。

このように、トルク容量に対するスリップ量を任意に設定することができるようになり、トルク容量制御において所定のスリップ回転を保持することが可能となる。
なお、車両の発進直後において、クリープトルク演算部４ｄでは、車速Ｖが小さいほど大きなクリープトルクＴ_crが設定される。このとき、伝達トルク演算部４ｅで演算される伝達トルクＴ_cよりもクリープトルクＴ_crが大きい場合には、クリープトルクＴ_crがクラッチトルクＴ_clとして出力される。したがって、クラッチ２に対して、一般的な自動変速機のトルクコンバータにおいてアイドリング時に伝達されるトルクに相当するトルク量を与えることができ、トルクコンバータを搭載しない車両においても、トルコンライクな操作感を実現することができる。

このように、本実施形態に係るクラッチ制御装置９によれば、車両発進時においてクラッチ２をスリップさせたまま保持する平衡状態を形成することができ、クラッチ２を完全締結させることなく略締結しているような状態に制御することができるので、トルク容量制御とスリップ制御との両立を容易とすることができ、良好なクラッチ制御性及び車両操作性を提供することができる。

また、このような平衡状態を、速度比が略１．０の状態で形成することができる。具体的には、差回転数Ｎ_SLが０より大きく所定値Ｎ_SL1未満の範囲（０＜Ｎ_SL＜Ｎ_SL1）でクラッチ２を平衡状態にすることができる。そのため、例えばクラッチ２の制御手法をスリップ制御に切り換えるような場合に、トルクショックを生じるおそれがなく、良好な車両操作感を得ることができる。

また、本実施形態に係るクラッチ制御装置９は、制御構成が簡素であり、補正係数ｇを用いることによって、容易に補正演算を実施することができる。なお、補正係数ｇは、差回転数の絶対値|Ｎ_SL|が小さいほど小さく設定されるため、差回転数Ｎ_SLが０に近い範囲でクラッチ２を平衡状態にすることができる。また、補正係数ｇは、差回転数Ｎ_SLが０のときにｇ＝０となるように設定されているため、差回転数の絶対値|Ｎ_SL|が０となる前に、確実にクラッチ２を平衡状態にすることができる。

なお、補正係数ｇは、差回転数Ｎ_SLが所定値Ｎ_SL1以上の範囲では、ｇ＝１に設定されているため、従来の制御ロジックを用いてトルク容量制御を行うことができ、例えば車両発進時において、クラッチ２の係合状態をスムーズに締結方向へ制御することができる。
また、本実施形態に係るクラッチ制御装置によれば、クリープトルク演算部４ｄを備えたことにより、車両発進時に車両をクリープ走行させることが可能なクラッチのトルク伝達量を確保することができる。

［その他］
以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明はかかる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種々変形して実施することができる。
例えば、上述の実施形態では、補正係数ｇの設定値が、図２に示されたような特性に設定されているが、補正係数ｇは差回転数の大きさ|Ｎ_SL|の関数として規定されていればよく、これらの対応付けについては任意に設定することが可能である。例えば、補正係数ｇをｇ＝０とする差回転数の大きさを０よりも大きくすることによって、平衡状態におけるクラッチ２のスリップ量を増加させることができる。また、所定値Ｎ_SL1を増減させることで、平衡状態となりうる差回転数Ｎ_SLの幅を変化させることができる。例えば、図２に示されたような特性の場合、所定値Ｎ_SL1を０に近づけるほど、平衡状態となる差回転数も０に近づくことになる。

また、上述の実施形態では、車両をクリープ走行させるためのクリープトルクを演算するクリープトルク演算部４ｄを備えた構成となっているが、例えばこのようなクリープトルクを演算する機能部を備えないクラッチ制御装置であってもよい。

本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御装置が適用された車両の駆動系装置の全体構成を示す模式的構成図である。 本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御装置における差回転数と補正係数との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御装置におけるアクセル操作量とエンジン回転数補正量との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御装置における速度比とトルク係数との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御装置における車速とクリープトルクとの関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御装置のＥＣＵにおけるクラッチの制御内容を説明するためのフローチャートである。 本発明の一実施形態にかかるクラッチ制御装置における補正クラッチトルクの算出過程を示す制御ブロック図である。

符号の説明

１ エンジン
２ 湿式多板クラッチ（摩擦クラッチ，クラッチ）
２ａ 駆動側係合要素
２ｂ 被駆動側係合要素
３ａ 駆動側回転数センサ
３ｂ 被駆動側回転数センサ
４ ＥＣＵ（コントローラ）
４ａ 差回転数算出部（差回転数算出手段）
４ｂ トルク係数設定部（トルク係数設定手段）
４ｃ オフセット補正量設定部（オフセット補正量設定手段）
４ｄ クリープトルク演算部（クリープトルク演算手段）
４ｅ 伝達トルク演算部（伝達トルク演算手段）
４ｆ 伝達トルク補正部（伝達トルク補正手段）
４ｇ クラッチ制御部（クラッチ制御手段）
４ｈ 速度比算出部（速度比算出手段）
５ 車速センサ
６ アクセルペダル
６ａ アクセル開度センサ（アクセル操作量相当値検出手段）
７ 変速機
８ 駆動輪
９ クラッチ制御装置

Claims (8)

1. 車両のエンジンの駆動力を伝達する動力伝達軸上に介装された摩擦クラッチの伝達トルクを制御するクラッチ制御装置であって、
   該エンジンの回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、
   アクセルペダルの操作量に相当するアクセル操作量相当値を検出するアクセル操作量相当値検出手段と、
   該クラッチの駆動側及び被駆動側の回転の速度比を算出する速度比算出手段と、
   該クラッチの駆動側及び被駆動側の差回転数を算出する差回転数算出手段と、
   該速度比算出手段で算出された該速度比に基づき、該伝達トルクの演算に係るトルク係数を設定するトルク係数設定手段と、
   該アクセル操作量相当値検出手段で検出された該アクセル操作量相当値に基づき、該伝達トルクの演算に係るエンジン回転数の補正量としてのオフセット補正量を設定するオフセット補正量設定手段と、
   該エンジン回転数検出手段で検出された該エンジン回転数と、該トルク係数設定手段で設定された該トルク係数と、該オフセット補正量設定手段で設定された該オフセット補正量とに基づき、該クラッチが伝達すべき伝達トルクを演算する伝達トルク演算手段と、
   該伝達トルク演算手段で演算される該伝達トルクを該差回転数に応じて減少させる補正演算を実施する伝達トルク補正手段と、
   該伝達トルク補正手段によって補正演算がなされた伝達トルクに基づき、該クラッチの係合状態を制御するクラッチ制御手段とを備えた
   ことを特徴とする、クラッチ制御装置。
2. 該伝達トルク補正手段は、該差回転数の絶対値が予め設定された所定値未満であるときに、該伝達トルクを減少させる補正演算を実施する
   ことを特徴とする、請求項１記載のクラッチ制御装置。
3. 該伝達トルク補正手段は、該差回転数の絶対値に応じた補正係数を設定するとともに、該補正係数を該伝達トルク演算手段で演算された該伝達トルクに乗算する
   ことを特徴とする、請求項２記載のクラッチ制御装置。
4. 該伝達トルク補正手段は、該差回転数の絶対値が小さいほど該補正係数を小さく設定する
   ことを特徴とする、請求項３記載のクラッチ制御装置。
5. 該伝達トルク補正手段は、該差回転数の絶対値が該所定値以上であるときに、該補正係数を１に設定する
   ことを特徴とする、請求項３又は４のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置。
6. 該伝達トルク補正手段は、該差回転数が０であるときに、該補正係数を０に設定する
   ことを特徴とする、請求項３〜５のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置。
7. 該車両の走行速度を検出する車両速度検出手段と、
   該車両速度検出手段で検出された該走行速度に基づき、該車両をクリープ走行させるためのクリープトルクを演算するクリープトルク演算手段とを備えるとともに、
   該伝達トルク演算手段は、該エンジン回転数と該トルク係数と該オフセット補正量とに基づいて演算されるトルクと、該クリープトルク演算部で演算された該クリープトルクとのいずれか大きい方のトルクを該クラッチが伝達すべき該伝達トルクとして演算する
   ことを特徴とする、請求項１〜６のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置。
8. 車両のエンジンの駆動力を伝達する動力伝達軸上に介装されたクラッチの伝達トルクを制御するクラッチの制御方法であって、
   該エンジンの回転数，該クラッチの駆動側及び被駆動側の差回転数，該クラッチの駆動側及び被駆動側の速度比及びアクセルペダルの操作量に相当するアクセル操作量相当値を検出し、
   該速度比に基づいて該伝達トルクの演算に係るトルク係数を設定するとともに、
   該アクセル操作量相当値に基づいて該伝達トルクの演算に係るエンジン回転数の補正量としてのオフセット補正量を設定して、
   該エンジン回転数と該トルク係数と該オフセット補正量とに基づいて該クラッチが伝達すべき伝達トルクを演算しておき、
   該伝達トルクを該差回転数に応じた補正演算によって減少させた後に、その補正演算がなされた伝達トルクに基づいて該クラッチの断接状態を制御する
   ことを特徴とする、クラッチ制御方法。
   

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