JP2007126040A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチの過熱を抑制しつつ、内燃機関のストールを防止する。
【解決手段】ＥＣＵは、クラッチの推定温度Ｔが予め定められた閾値（１）よりも大きいと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、路面の勾配を検知するステップ（Ｓ１０２）と、走行抵抗とフリクション抵抗とを算出するステップ（Ｓ１０４）と、トルクディマンド制御を行なうステップ（Ｓ１０６）と、クラッチを係合制御するステップ（Ｓ１０８）と、クラッチの推定温度Ｔが予め定められた閾値（２）よりも小さいと（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、通常制御を行なうステップ（Ｓ１１２）とを含む、プログラムを実行する。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両の制御装置に関し、特に車両の低速走行時におけるクラッチおよび内燃機関の制御に関する。

従来より、エンジンと変速機との間に設けられたクラッチをアクチュエータなどにより作動させる自動制御が行なわれている。このようなクラッチが設けられる車両においては、車両の発進時や、車両の低速走行時になるとエンジンのストールを防止するためにクラッチは半係合状態になるように制御される。しかしながら、車両が発進や停止を繰り返したり、低車速が維持されたりすることにより半係合状態が継続すると、入力軸と出力軸との係合部においてスリップによる熱が発生する。発熱により係合部の温度が高温になると、過熱によりクラッチの機能が著しく低下する場合がある。

このような問題に鑑みて、特開平９−２５０５６９号公報（特許文献１）は、自動クラッチのスリップによる発熱を効果的に抑制する車両用自動クラッチの制御装置を開示する。この車両用クラッチの制御装置は、車両のエンジンが発生する駆動力を断接するとともに、その係合状態を電気的に制御することができる自動クラッチの制御装置である。制御装置は、自動クラッチの温度を検出するクラッチ温度検出手段と、自動クラッチのスリップ量を制御するスリップ量制御手段とを備える。スリップ量制御手段は、自動クラッチの温度が所定の温度を超えた際に、自動クラッチの解放状態から完全係合状態に至る時間を短縮させてスリップ量を減少させるとともに、エンジンが発生する駆動トルクを減少させる。

上述した公報に開示された車両用自動クラッチの制御装置によると、自動クラッチの温度が所定の温度を越えた際に、自動クラッチのスリップ量を低減させるのみならず、エンジンから自動クラッチに負荷される駆動力を低減させるので、自動クラッチのスリップによる発熱を効果的に抑制することができる。また、自動クラッチが完全に係合した状態にあることが検出された時点で、エンジンが発生する駆動トルクを減少させる制御を停止するので、自動クラッチの過熱を効果的に抑制しつつ、発進時における車両の加速性能の低下を最小限に抑えることができる。
特開平９−２５０５６９号公報

しかしながら、上述した公報に開示された車両用自動クラッチの制御装置においては、クラッチの完全係合時に駆動トルクを減少させる制御を停止するとだけ記載されており、その時点にエンジンのトルクが十分に発現しているかどうかについては不明である。そのため、駆動輪における負荷変動によっては、エンジンがストールする可能性がある。たとえば、車両が急勾配の登坂路を低速走行する場合、走行抵抗が増大するため駆動輪における負荷も増大する。このとき、クラッチの温度が上昇するため係合状態になるように制御されると、エンジンの出力トルクが不足して、エンジンがストールする可能性がある。また、エンジンのストールを抑制するために、不要にエンジンの出力を上昇させると、燃費が悪化する場合がある。

本発明は、クラッチの過熱を抑制しつつ、内燃機関のストールを防止する車両の制御装置を提供することである。本発明の目的は、さらに、クラッチの係合時に内燃機関の出力を適切に増加させて、燃費悪化を抑制する車両の制御装置を提供することである。

第１の発明に係る車両の制御装置は、内燃機関と、内燃機関からの動力が伝達される変速機と、内燃機関の出力軸および変速機の入力軸の間に介在してトルク伝達を断接するクラッチと、クラッチを制御するアクチュエータとが搭載される車両の制御装置である。この制御装置は、クラッチにおける入力軸と出力軸との係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定するための判定手段と、係合部が半係合状態であるときに、係合部の温度が予め定められた温度以上であると判定されると、係合部が係合状態になるようにアクチュエータを制御するためのクラッチ制御手段と、係合部が係合状態になるようにアクチュエータが制御されるときに、少なくとも内燃機関が停止しないトルクが発現するように内燃機関を制御するための制御手段とを含む。

第１の発明によると、クラッチ制御手段は、係合部が半係合状態であるときに、係合部の温度が予め定められた温度以上であると判定されると、係合部が係合状態になるようにアクチュエータを制御する。制御手段は、係合部が係合状態になるようにアクチュエータが制御されるときに、少なくとも内燃機関が停止しないトルクが発現するように内燃機関を制御する。たとえば、急勾配の登坂路を車両が低速走行する場合において走行抵抗は増大する。そのため、増大した走行抵抗と内燃機関から駆動輪までの動力伝達経路上の摩擦抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力に対応するトルクが発現するように内燃機関を制御するようにすると、内燃機関が停止しないトルクを発現させることができる。その結果、クラッチの係合時において内燃機関のストールが抑制される。また、クラッチは予め定められた温度以上であると判定されると、半係合状態から係合状態になるように制御される。これにより、スリップによる熱の発生が抑制されて、過熱によるクラッチの機能の低下を抑制することができる。したがって、クラッチの過熱を抑制しつつ、内燃機関のストールを防止する車両の制御装置を提供することができる。

第２の発明に係る車両の制御装置においては、第１の発明の構成に加えて、制御手段は、車両の走行抵抗と内燃機関から駆動輪までの動力伝達経路上の摩擦抵抗とを加算した加算値よりも少なくとも大きい駆動力に対応するトルクが発現するように内燃機関を制御するための手段を含む。

第２の発明によると、制御手段は、車両の走行抵抗と内燃機関から駆動輪までの動力伝達経路上の摩擦抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力に対応するトルクが発現するように内燃機関を制御する。これにより、内燃機関が停止しないトルクを発現させることができるため、クラッチの係合時において内燃機関のストールが抑制される。また、少なくとも走行抵抗と摩擦抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力に対応するトルクを発現させれば、内燃機関のストールを抑制することができるため、不要にトルクを発現することもない。したがって、クラッチの係合時に内燃機関の出力を適切に増加させて、燃費悪化を抑制する車両の制御装置を提供することができる。

第３の発明に係る車両の制御装置は、第２の発明の構成に加えて、車両が走行している路面の勾配を検知するための勾配検知手段をさらに含む。制御手段は、検知された勾配に応じて走行抵抗を算出するための手段を含む。

第３の発明によると、たとえば、急勾配の登坂路を車両が低速走行する場合において走行抵抗は増大する。そのため、摩擦抵抗と増大した走行抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力に対応するトルクが発現するように内燃機関を制御することにより、内燃機関が停止しないトルクを発現させることができる。その結果、クラッチの完全係合時において内燃機関のストールが抑制される。

第４の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、クラッチ制御手段は、係合部の温度が予め定められた温度以上であると判定されないと、車両の状態に応じて係合部を係合、解放および半係合のうちのいずれかの状態になるようにアクチュエータを制御するための手段を含む。

第４の発明によると、クラッチ制御手段は、係合部の温度が予め定められた温度以上であると判定されないと、車両の状態に応じてアクチュエータを制御する。車両の状態に応じて係合部が半係合状態になるようにアクチュエータを制御されても、クラッチは過熱状態ではないため、クラッチの機能は低下しない。

第５の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、判定手段は、係合部における発熱量に基づいて係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定するための手段を含む。

第５の発明によると、判定手段は、係合部における発熱に基づいて係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定する。係合部が半係合状態になると、係合部におけるスリップにより熱が発生する。したがって、半係合状態の係合部における発熱量を推定することにより、発生した熱により上昇した係合部の温度を推定することができる。したがって、係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定することができる。

第６の発明に係る車両の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、判定手段は、半係合状態の継続時間に基づいて係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定するための手段を含む。

第６の発明によると、判定手段は、半係合状態の継続時間に基づいて係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定する。係合部が半係合状態になると、係合部におけるスリップにより熱が発生する。したがって、半係合状態の継続時間を計測することにより、発生した熱により上昇した係合部の温度を推定することができる。したがって、係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定することができる。

第７の発明に係る車両の制御装置においては、第６の発明の構成に加えて、判定手段は、継続時間に加えて、係合部における係合の度合に基づいて係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定するための手段を含む。

第７の発明によると、判定手段は、継続時間に加えて、係合部における係合の度合（たとえば、レリーズシャフトのストローク量）に基づいて係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定する。係合部が半係合状態になると、係合の度合に応じて発生する熱量が異なる。したがって、継続時間に加えて、係合の度合を考慮することにより、精度よく係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定することができる。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称およ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り返さない。

図１を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置を搭載した車両について説明する。この車両は、内燃機関（以下、エンジンという）１００で発生した駆動力が、クラッチ２００、変速機３００、デファレンシャルギヤ４００およびドライブシャフト４０２を介して駆動輪４０４に伝達されることにより走行する。エンジン１００、クラッチ２００および変速機３００は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５００により制御される。本実施の形態に係る車両の制御装置は、たとえば、ＥＣＵ５００において実行されるプログラムにより発現される。

エンジン１００は、ガソリンエンジンである。なお、ガソリンエンジンの代わりに、ディーゼルエンジンであってもかまわない。クラッチ２００は、エンジン１００のクランクシャフト６００に連結されている。クラッチ出力軸２０２は、スプライン３１０を介して変速機３００の入力軸３０２に連結されている。

変速機３００は、常時噛合い式のギヤトレーンから構成されている。変速機３００におけるギヤ段の選択は、アクチュエータ３０４によりシフトフォークシャフトを摺動させることにより行なわれる。アクチュエータ３０４は、油圧により作動するものであってもよく、電力により作動するものであってもよい。なお、ダイレクトシリンダを用いたアクチュエータによりギヤ段の選択を行なってもよい。

ＥＣＵ５００には、アクセル開度センサ５０２、ポジションセンサ５０４、車速センサ５０６、タイミングロータ５０８の外周に対向して設けられたクランクポジションセンサ５１０、入力軸回転数センサ５１２および出力軸回転数センサ５１４から信号が送信される。

アクセル開度センサ５０２は、アクセルペダルのアクセル開度を検出する。ポジションセンサ５０４は、シフトレバーのシフトポジションを検出する。車速センサ５０６は、車速を検出する。クランクポジションセンサ５１０はエンジン回転数Ｎｅを検出する。入力軸回転数センサ５１２は、変速機３００の入力軸３０２の回転数Ｎｉを検出する。出力軸回転数センサ５１４は、変速機３００の出力軸３０６の回転数ＮＯを検出する。勾配検知センサ５１８は、路面の勾配を検知する。勾配検知センサ５１８は、路面の勾配が検知できれば特に限定されるものではないが、たとえば、Ｇセンサ等が用いられる。

ＥＣＵ５００は、これらのセンサから送信された信号、メモリ（図示せず）に記憶されたプログラムおよびマップなどに基づいて演算処理を行なう。これにより、ＥＣＵ５００は、エンジン１００、クラッチ２００および変速機３００を制御する。

図２を参照して、クラッチ２００についてさらに説明する。クラッチ２００は、乾式単板式の摩擦クラッチである。図２に示すように、クラッチ２００は、クラッチ出力軸２０２と、クラッチ出力軸２０２に配設されたクラッチディスク２０４と、クラッチハウジング２０６と、クラッチハウジング２０６に配設されたプレッシャプレート２０８と、ダイヤフラムスプリング２１０と、レリーズフォーク２１４と、レリーズスリーブ２１６とを含む。

ダイヤフラムスプリング２１０が、プレッシャプレート２０８を図２において右方向に付勢することにより、クラッチディスク２０４が、エンジン１００のクランクシャフト６００に取り付けられたフライホイール６０２に押し付けられ、クラッチ２００が係合される。

レリーズフォーク２１４は、支点２２４を中心に回転自在に設けられる。レリーズフォーク２１４の一方端は、レリーズシャフト２３４の一方端に連結される。レリーズフォーク２１４の他方端は、レリーズスリーブ２１６に当接して設けられる。レリーズシャフト２３４が図２の左方向に移動することにより、支点２２４を中心にレリーズフィーク２１４が回転する。この回転力によりレリーズフォーク２１４の他方端に当接するレリーズスリーブ２１６が図２の右方向に移動する。

レリーズスリーブ２１６が図２の右方向に移動すると、ダイヤフラムスプリング２１０の内端部が図２において右方向へ移動する。ダイヤフラムスプリング２１０の内端部が図２の右方向へ移動すると、ダイヤフラムスプリング２１０の外端部が図２の左方向に移動する。このとき、ダイヤフラムスプリング２１０がプレッシャプレート２０８を押し付ける力が小さくなるため、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とが離れて、クラッチ２００は解放状態になる。

レリーズシャフト２３４の他方端は、モータ２３０に連結される。レリーズシャフト２３４は、モータ２３０の駆動により図２の左右方向に移動させられる。レリーズシャフト２３４とモータ２３０とは、たとえば、ウォームギヤ２３２を介して連結される。すなわち、モータ２３０がウォームギヤ２３０を回転させることにより、レリーズシャフト２３４は、図２の左右方向（矢印の方向）に移動する。

モータ２３０は、ＥＣＵ５００により制御される。また、モータ２３０内には、モータ２３０の回転子の位置および回転数を検知する検知センサが設けられる。ＥＣＵ５００は、検知センサから送信された信号を受信する。ＥＣＵ５００は、受信した信号に基づいて、レリーズシャフト２３４のストローク量を算出する。ＥＣＵ５００は、算出されたストローク量に基づいて、クラッチ２００が解放状態にあるか、係合状態にあるか、半係合状態になるかを検出する。なお、モータ２３０の回転数を検知する検知センサに代えて、ストロークセンサを用いてレリーズシャフト２３４のストローク量を検知するようにしてもよい。

ここで、「解放状態」とは、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２との間で動力が伝達されない状態をいう。「係合状態」とは、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とが一体的に回転する状態をいう。「半係合状態」とは、クラッチディスク２０４とフライホイールとの間でスリップ（すなわち、回転差）を生じながら回転する状態をいう。

以上のような車両の発進時においては、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００が解放状態から半係合状態になるようにモータ２３０を制御する。すなわち、レリーズシャフト２３４が解放状態に対応する位置から予め定められたストローク量だけ係合側に移動するように制御されて、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とが半係合状態になる。このとき、ダイヤフラムスプリング２１０がプレッシャプレート２０８を押し付ける力は係合状態のときの力より小さいため、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とは、スリップを生じながら回転する。ＥＣＵ５００は、クラッチ２００が半係合状態になるようにモータ２３０を制御しつつ、エンジンの出力が上昇するように制御することにより滑らかな発進が実現される。そして、ある程度の車速に到達すると、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００が半係合状態から係合状態になるようにモータ２３０を制御する。

一方、車両が低速で走行する場合においては、エンジン１００のストールを防止するためにＥＣＵ５００は、クラッチ２００が係合状態から半係合状態になるようにモータ２３０を制御する。このとき、レリーズシャフト２３４が係合状態に対応する位置から予め定められたストローク量だけ解放側に移動するように制御されて、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とが半係合状態になる。このとき、ダイヤフラムスプリング２１０がプレッシャプレート２０８を押し付ける力が小さくなるため、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とは、スリップを生じながら回転する。これにより、エンジン１００においてストールしない回転数を確保することができる。そして、車両が停止するときには、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００が半係合状態から解放状態になるようにモータ２３０を制御する。あるいは、アクセル開度が増加するときには、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００が半係合状態から係合状態になるようにモータ２３０を制御する。

このような車両の発進と停止が繰り返されたり、低速走行が連続的または断続的に行なわれたりすると、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２との半係合状態が継続して、スリップによる熱が継続的に発生する。そのため、クラッチディスク２０４およびフライホイール６０２との係合部の温度が上昇して、過熱状態になる場合がある。クラッチディスク２０４およびフライホイール６０２との係合部が過熱状態になると、クラッチ２００の構成部品に影響をおよぼし、クラッチ２００の機能が低下する場合がある。

そのため、半係合状態から係合状態にして、スリップを抑制することにより、熱の発生を抑制することが考えられるが、たとえば、車両が急勾配の登坂路を走行している場合のように駆動輪４０４における負荷が変動する場合には、エンジン１００の出力トルクが不足して、エンジン１００がストールする場合がある。

そこで、本発明は、クラッチ２００の係合部の温度が予め定められた温度以上であると判定されると、ＥＣＵ５００が、クラッチ２００が半係合状態から係合状態になるようにモータ２３０を制御しつつ、少なくともエンジン１００がストールしないトルクを発現するようにエンジン１００を制御する点に特徴を有する。

具体的には、ＥＣＵ５００は、半係合状態の継続時間、あるいは、係合部における発熱量等に基づいて係合部における温度を推定する。ＥＣＵ５００は、推定された温度が予め定められた温度以上であると、クラッチ２００が半係合状態から係合状態になるようにモータ２３０を制御する。

ＥＣＵ５００は、走行している路面の勾配等に基づいて、車両の走行抵抗を算出する。ＥＣＵ５００は、車両の走行抵抗とエンジン１００から駆動輪４０４までの動力伝達経路上の摩擦抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力に対応するトルクが発現するようにエンジン１００を制御する。すなわち、ＥＣＵ５００は、走行抵抗と摩擦抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力が駆動輪４０４に発生するようにエンジン１００の出力トルクを制御する。

図３を参照して、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ５００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。

ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００の推定温度Ｔが閾値（１）よりも大きいか否かを判断する。なお、「閾値（１）」は、予め定められた温度であって、クラッチ２００の許容温度の上限値以下であれば特に限定されない。

本実施の形態において、ＥＣＵ５００は、たとえば、クラッチ２００における発熱量に基づいて係合部の温度を推定する。具体的には、ＥＣＵ５００は、係合部におけるスリップ量から実験的に導出された実験式を用いて発熱量を算出する。算出された発熱量から係合部における温度を推定する。

なお、スリップ量に加えて、係合の度合（レリーズシャフト２３４のストローク量）も考慮して発熱量を算出するようにすると、係合部の温度をより精度高く推定できる。さらに、発熱量に加えて、係合部における放熱量も考慮すると、より精度高く係合部の温度を推定できる。なお、クラッチ２００の係合部におけるスリップ量は、クランクシャフト６００（フライホイール６０２）の回転数とクラッチ出力軸２０２の回転数との差に対応する。また、発熱量は、実験式に代えてマップ等を用いて算出するようにしてもよい。

また、ＥＣＵ５００は、半係合状態の継続時間に基づいて温度を推定するようにしてもよい。たとえば、ＥＣＵ５００は、半係合状態が開始してから予め定められた時間が経過すると、係合部における温度が閾値（１）よりも大きいと推定するようにしてもよい。または、ＥＣＵ５００は、半係合状態の継続時間に加えて、係合の度合に基づいて、係合部における温度を推定するようにしてもよい。たとえば、ＥＣＵ５００が半係合状態が開始してから、係合の度合に応じて設定された時間が経過すると、係合部における温度が閾値（１）よりも大きいと推定するようにしてもよい。さらに、クラッチ２００の構成部品の温度から係合部における温度を推定するようにしてもよい。クラッチ２００の推定温度が閾値（１）よりも大きいと（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２に移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１１２に移される。

Ｓ１０２にて、ＥＣＵ５００は、勾配検知センサ５１８により路面の勾配を検知する。Ｓ１０４にて、走行抵抗およびフリクション抵抗を算出する。走行抵抗は、本実施の形態においてマップから算出される。マップは、勾配に応じた、車両の走行抵抗と車速との関係を示すマップである。走行抵抗のマップは、予めＥＣＵ５００のメモリに記憶される。本実施の形態においてマップは、たとえば、０％、１０％および２０％の、車速と走行抵抗との関係を示すマップである。ＥＣＵ５００は、検知された勾配と車速とに基づいてマップから走行抵抗を算出する。なお、勾配が０％〜１０％あるいは１０％〜２０％であるときの走行抵抗は、それぞれ、勾配が０％、１０％および２０％であるときの走行抵抗から線形補完するなどして算出すればよい。

また、フリクション抵抗（摩擦抵抗）についても、本実施の形態においてマップから算出される。フリクション抵抗は、エンジン１００から駆動輪４０４までの動力伝達経路上の摩擦抵抗であって、選択された変速段および車速に応じて異なる。また、マップは、車速とフリクション抵抗との関係を示すマップであって、変速段毎に作成される。フリクション抵抗のマップは、ＥＣＵ５００のメモリに予め記憶される。なお、走行抵抗のマップおよびフリクション抵抗のマップに代えて、表あるいは実験式を用いて走行抵抗およびフリクション抵抗を算出するようにしてもよい。

Ｓ１０６にて、ＥＣＵ５００は、トルクディマンド制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ５００は、算出された走行抵抗と算出されたフリクション抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力Ｔｋが駆動輪４０４に発現するようにエンジン１００を出力を制御する。すなわち、ＥＣＵ５００は、駆動力Ｔｋに対応するエンジントルクＴｅが発現するようにスロットル開度および燃料噴射量を制御する。

Ｓ１０８にて、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００が係合状態になるようにモータ２３０を制御する。Ｓ１１０にて、ＥＣＵ５００は、クラッチ２００の推定温度Ｔが閾値（２）よりも小さいか否かを判断する。閾値（２）は、予め定められた温度であって、閾値（１）以下であれば特に限定されない。好ましくは、閾値（１）よりも小さい値が望ましい。このようにすると、制御ハンチングを防止することができる。クラッチ２００の推定温度Ｔが閾値（２）よりも小さいと（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０に移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１０４に戻される。

Ｓ１１０にて、ＥＣＵ５００は、通常制御を実行する。具体的には、車両の状態および運転者の操作状態に基づいて、エンジン１００およびクラッチ２００を制御する。

以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵ５００の動作について説明する。

車両がたとえば、２０％の勾配を有する路面を低速で走行しているときに、車速あるいはエンジン１００の回転数の低下に応じてクラッチ２００が係合状態から半係合状態になるように制御される場合を想定する。半係合状態が連続的あるいは断続的に継続して、クラッチ２００の推定温度Ｔが予め定められた閾値（１）よりも大きくなると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、勾配検知センサ５１８により路面の勾配が検知される（Ｓ１０２）。検知された路面に勾配に応じた走行抵抗と、車速に応じた摩擦抵抗とが算出される（Ｓ１０４）。そして、走行抵抗と摩擦抵抗とを加算した加算値よりも大きくなるようなエンジントルクＴｅが発現するようにトルクディマンド制御が行なわれる（Ｓ１０６）。

具体的には、検知された路面の勾配が２０％であるため、図４に示す車速と駆動力との関係を示すグラフから、路面の勾配が２０％であるときの車両の走行抵抗が算出される。すなわち、車速センサ５０６により検知された車速がＶ（０）であるときに、２０％の勾配における走行抵抗が算出される。また、車速がＶ（０）であるときのフリクション抵抗がマップから算出される。そして、走行抵抗とフリクション抵抗とを加算した加算値が算出される。

ＥＣＵ５００は、車速がＶ（０）であるときに、走行抵抗とフリクション抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力Ｔｋ（１）を算出する。この駆動力Ｔｋ（１）がエンジン１００のストールを抑制するために必要な車両の駆動力である。駆動力Ｔｋ（１）は、「Ｔｋ（１）＞走行抵抗＋フリクション抵抗」の式を満足する値であれば特に限定されない。

ＥＣＵ５００は、算出された駆動力Ｔｋ（１）とエンジン１００から駆動輪４０４までの減速比ｒとに基づいて、エンジン１００において必要なトルクＴｅ（１）を算出する。Ｔｅ（１）は、「Ｔｅ（１）＝Ｔｋ（１）／ｒ」の式より算出される。

ＥＣＵ５００は、図５に示すようなエンジン１００の出力曲線に沿って、必要なトルクＴｅ（１）が発現するようにエンジン１００を制御する。すなわち、ＥＣＵ５００は、少なくともエンジン１００の回転数がＮｅ（１）になるように、燃料噴射量およびスロットル開度を制御する。なお、エンジン１００においてトルクＴｅ（１）が発現しても、エンジン１００の回転数が低いとストールする可能性がある。そのため、ＥＣＵ５００は、予め定められた回転数Ｎｅ（０）以下にならないようにエンジン１００の回転数を制御する。

そして、クラッチ２００において、クラッチディスク２０４とフライホイール６０２とが完全に係合するようにモータ２３０が制御される（Ｓ１０８）。このとき、推定温度Ｔが閾値（２）以上であると（Ｓ１１０にてＮＯ）、クラッチ２００は係合状態のままであって、走行抵抗とフリクション抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力に対応するトルクが発現するようにエンジン１００は制御される（Ｓ１０６）。

一方、推定温度Ｔが閾値（２）よりも小さくなると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、通常の制御が行なわれる（Ｓ１１２）。すなわち、運転者のアクセル操作および車両の状態に応じて、クラッチ２００が解放状態、半係合状態および係合状態のうちのいずれかになるように制御される。たとえば、車速が予め定められた速度以下の低車速時になると、クラッチ２００は半係合状態になるように制御される。

以上のようにして、本実施の形態に係る車両の制御装置によると、急勾配の登坂路を車両が低速走行する場合において走行抵抗は増大する。そのため、勾配に応じた走行抵抗とフリクション抵抗とを加算した加算値よりも大きい駆動力に対応するトルクが発現するようにエンジンを制御するようにすると、エンジンが停止しないトルクを発現させることができる。その結果、クラッチの係合時においてエンジンのストールが抑制される。また、クラッチの推定温度が予め定められた温度以上であると判定されると、半係合状態から係合状態になるように制御される。これにより、スリップによる熱の発生が抑制されて、過熱によるクラッチの機能の低下を抑制することができる。したがって、クラッチの過熱を抑制しつつ、内燃機関のストールを防止する車両の制御装置を提供することができる。

また、走行抵抗とフリクション抵抗とを加算した加算値よりも少なくとも大きい駆動力に対応するトルクを発現させれば、エンジンのストールを抑制することができるため、不要にトルクを発現することもない。したがって、クラッチの係合時に内燃機関の出力を適切に増加させて、燃費悪化を抑制する車両の制御装置を提供することができる。

本実施の形態においては、クラッチレリーズシャフト２３４をモータ２３０により移動させて、クラッチ２００を解放したり、半係合状態にしたり、係合状態にしたりしたが、特に、モータ２３０を動力源とすることに限定されるものではない。すなわち、図６に示すように、クラッチレリーズシャフト２３４に代えて、クラッチレリーズシリンダ２１２を設けるようにしても良い。

すなわち、図６に示すように、クラッチレリーズシリンダ２１２は、リザーバ２１８から油圧ポンプ２２０により汲み上げられた作動油の油圧が、クラッチソレノイドバルブ２２２を介して供給されることにより作動する。クラッチソレノイドバルブ２２２は、クラッチレリーズシリンダ２１２に対する油圧の供給および排出を切換える。クラッチソレノイドバルブ２２２は、ＥＣＵ５００により制御される。このような構成に本発明を適用しても同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態において、エンジンのストールを抑制するために、必要なトルクを算出し、算出されたトルクが発現するようにエンジンを制御するトルクディマンド制御を用いたが、特にこのようなエンジン制御に限定されるものではない。すなわち、エンジンのストールを抑制するために、必要なスロットル開度を算出して、算出したスロットル開度になるようにスロットルバルブのスロットルモータの作動量を制御するようにしても同様の効果を得ることができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本実施の形態に係る車両の制御装置を搭載した車両を示す制御ブロック図である。 本実施の形態に係る車両の制御装置により制御されるクラッチを示す図である。 本実施の形態に係る車両の制御装置であるＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。 車速と駆動力との関係を示す図である。 エンジン回転数とエンジントルクとの関係を示す図である。 油圧による作動するクラッチの構成を示す図である。

符号の説明

１００ エンジン、２００ クラッチ、２０２ クラッチ出力軸、２０４ クラッチディスク、２０６ クラッチハウジング、２０８ プレッシャプレート、２１０ ダイヤフラムスプリング、２１２ クラッチレリーズシリンダ、２１４ レリーズフォーク、２１６ レリーズスリーブ、２２２ クラッチソレノイドバルブ、２３２ ウォームギヤ、２３４ レリーズシャフト、２３０ モータ、３００ 変速機、３０２ 入力軸、３０４ アクチュエータ、３０６ 出力軸、３１０ スプライン、４００ デファレンシャルギヤ、４０２ ドライブシャフト、４０４ 駆動輪、５００ ＥＣＵ、５０２ アクセル開度センサ、５０４ ポジションセンサ、５０６ 車速センサ、５０８ タイミングロータ、５１０ クランクポジションセンサ、５１２ 入力軸回転数センサ、５１４ 出力軸回転数センサ、５１６ クラッチストロークセンサ、５１８ 勾配検知センサ、６００ クランクシャフト、６０２ フライホイール。

Claims (7)

1. 内燃機関と、前記内燃機関からの動力が伝達される変速機と、前記内燃機関の出力軸および前記変速機の入力軸の間に介在してトルク伝達を断接するクラッチと、前記クラッチを制御するアクチュエータとが搭載される車両の制御装置であって、
   前記クラッチにおける前記入力軸と前記出力軸との係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定するための判定手段と、
   前記係合部が半係合状態であるときに、前記係合部の温度が予め定められた温度以上であると判定されると、前記係合部が係合状態になるように前記アクチュエータを制御するためのクラッチ制御手段と、
   前記係合部が係合状態になるように前記アクチュエータが制御されるときに、少なくとも前記内燃機関が停止しないトルクが発現するように前記内燃機関を制御するための制御手段とを含む、車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記車両の走行抵抗と前記内燃機関から駆動輪までの動力伝達経路上の摩擦抵抗とを加算した加算値よりも少なくとも大きい駆動力に対応するトルクが発現するように前記内燃機関を制御するための手段を含む、請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御装置は、車両が走行している路面の勾配を検知するための勾配検知手段をさらに含み、
   前記制御手段は、検知された勾配に応じて前記走行抵抗を算出するための手段を含む、請求項２に記載の車両の制御装置。
4. 前記クラッチ制御手段は、前記係合部の温度が予め定められた温度以上であると判定されないと、前記車両の状態に応じて前記係合部を係合、解放および半係合のうちのいずれかの状態になるように前記アクチュエータを制御するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の車両の制御装置。
5. 前記判定手段は、前記係合部における発熱量に基づいて前記係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
6. 前記判定手段は、前記半係合状態の継続時間に基づいて前記係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の車両の制御装置。
7. 前記判定手段は、前記継続時間に加えて、前記係合部における係合の度合に基づいて前記係合部の温度が予め定められた温度以上であるか否かを判定するための手段を含む、請求項６に記載の車両の制御装置。

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