JP2011099513A - 車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用摩擦係合装置の摩擦材の表面温度を算出するにあたり、その表面温度の算出精度を向上させることができる車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置を提供する。
【解決手段】冷却温度算出手段１０８は、ロックアップクラッチ３３の単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenと、そのタービン回転速度Ｎtとに基づいて、累積冷却温度Ｔcoolを補正するため、実際の単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtに基づいた適切な累積冷却温度Ｔcoolを算出することができる。したがって、表面温度Ｔ_LCの算出精度が向上する。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両に設けられる摩擦係合装置の表面温度を算出する表面温度算出装置に係り、特に、その表面温度の算出精度向上に関するものである。

車両には、ロックアップクラッチや変速機の自動クラッチなどの摩擦係合装置が備えられており、車両の走行状態に応じて摩擦係合装置のスリップ制御が適宜実施されている。例えばロックアップクラッチのスリップ制御により、ロックアップ領域が拡大されて燃費向上が可能となる。また、自動クラッチにおいても、スリップ制御によって車両の滑らかな発進が可能となる。しかしながら、スリップ制御が実施されると、摩擦係合装置の摩擦材からの発熱によってその摩擦材の表面温度が上昇するに従い、摩擦係合装置の焼き付きや耐久性低下が問題となる。これに対して、特許文献１のトルクコンバータの制御装置においては、ロックアップクラッチの表面温度を逐次算出し、その表面温度が予め設定されている許容温度を超えると、ロックアップクラッチの表面温度を低下させる作動を実施する技術が開示されている。

特開２００１−６５６８５号公報

ところで、特許文献１のトルクコンバータの制御装置においては、ロックアップクラッチの表面温度を、発熱温度と冷却温度との差で推定し、また、単位時間当たりの放熱量を推定クラッチ表面温度と作動油温（ＡＴＦ油温）との差に係数を乗ずることによって算出している。しかしながら、作動油温は必ずしもロッククラッチ表面温度周辺の油温と相関性がないことが知られており、また、上記係数に関する具体的な記載はなく、その係数の決定方法が不明確となっている。したがって、ロックアップクラッチの表面温度を正確に算出することは困難となっていた。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両用摩擦係合装置の摩擦材の表面温度を算出するにあたり、その表面温度の算出精度を向上させることができる車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置を提供することにある。

上記目的を達成するための、請求項１にかかる発明の要旨とするところは、(a)車両用摩擦係合装置の発熱温度を算出する発熱温度算出手段と、その車両用摩擦係合装置の冷却温度を算出する冷却温度算出手段と、前記発熱温度および冷却温度の温度差に基づいてその車両用摩擦係合装置の表面温度を算出する表面温度算出手段とを、備える車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置であって、(b)前記冷却温度算出手段は、前記車両用摩擦係合装置の単位時間当たりの発熱量と、その車両用摩擦係合装置の出力軸回転速度とに基づいて、前記冷却温度を補正することを特徴とする。

また、請求項２にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用摩擦係合の表面温度算出装置において、(a)所定の単位時間当たりの発熱量および所定の出力軸回転速度で求められた基準冷却温度と、単位時間当たりの発熱量および出力軸回転速度と補正係数との関係とが、予め記憶されており、(b)前記冷却温度算出手段は、前記予め記憶された関係から実際の単位時間当たりの発熱量および実際の出力軸回転速度に基づいて前記補正係数を決定し、前記基準冷却温度にその補正係数を乗ずる補正を実施することを特徴とする。

また、請求項３にかかる発明の要旨とするところは、請求項１または２の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置において、前記表面温度算出手段は、予め記憶された関係から前記車両用摩擦係合装置を潤滑する作動油の温度に基づいてオフセット量を算出し、前記発熱温度と前記冷却温度とに基づいて求められた前記表面温度にそのオフセット量を加減算することを特徴とする。

また、請求項４にかかる発明の要旨とするところは、請求項１の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置において、前記発熱温度算出手段は、前記車両用摩擦係合装置の係合開始時からの単位時間当たりの発熱量を累積することで算出される発熱量を、その車両用摩擦係合装置の熱容量で除することにより、前記発熱温度を算出することを特徴とする。

また、請求項５にかかる発明の要旨とするところは、請求項１乃至４のいずれか１つの車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置において、前記車両用摩擦係合装置は、自動変速機のロックアップクラッチまたは自動クラッチであることを特徴とする。

請求項１にかかる発明の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置によれば、前記冷却温度算出手段は、前記車両用摩擦係合装置の単位時間当たりの発熱量と、その車両用摩擦係合装置の出力軸回転速度とに基づいて、前記冷却温度を補正するため、実際の単位時間当たりの発熱量および出力軸回転速度に基づいた適切な冷却温度を算出することができる。したがって、表面温度の算出精度が向上する。

また、請求項２にかかる発明の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置によれば、前記冷却温度算出手段は、前記予め記憶された関係から実際の単位時間当たりの発熱量および実際の出力軸回転速度に基づいて前記補正係数を決定し、前記基準冷却温度にその補正係数を乗ずる補正を実施するため、実際の単位時間当たりの発熱量と出力軸回転速度とに基づく補正係数によって精度よい冷却温度を得ることができる。

また、請求項３にかかる発明の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置によれば、前記表面温度算出手段は、予め記憶された関係から前記車両用摩擦係合装置を潤滑する作動油の温度に基づいてオフセット量を算出し、前記発熱温度と前記冷却温度とに基づいて求められた前記表面温度にそのオフセット量を加減算するため、車両用摩擦係合装置の表面温度が一層正確な値となる。

また、請求項４にかかる発明の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置によれば、発熱量および車両用摩擦係合装置の熱容量から正確な発熱温度を算出することができる。

また、請求項５にかかる発明の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置によれば、自動変速機のロックアップクラッチまたは自動クラッチの表面温度が算出され、算出された表面温度に基づいた適切な制御が可能となる。

本発明が適用された車両用自動変速機の構成を示す骨子図の一例である。 図１の車両用自動変速機の複数のギヤ段を成立させる際の摩擦係合装置の作動の組み合わせを説明する作動図表である。 図１の自動変速機などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部およびエンジンから駆動輪までの動力伝達系の概略構成を説明するブロック線図である。 図３の電子制御装置の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。 所定の発熱量および所定のタービン回転速度における基準冷却温度の決定方法を説明する図である。 単位時間当たりの発熱量およびタービン回転速度に基づいて設定される補正係数の２次元マップである。 作動油温に応じて設定されるオフセット量の関係図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちロックアップクラッチの表面温度を算出する制御作動を説明するフローチャートである。

ここで、好適には、補正係数は、単位時間当たりの発熱量および出力軸回転速度をパラメータとした２次元マップで予め記憶されており、実際の単位時間当たりの発熱量および出力軸回転速度に基づいて補正係数が決定される。このようにすれば、逐次適切な補正係数に基づいて精度良い冷却温度が算出される。

また、好適には、補正係数は、単位時間当たりの発熱量が増加するに従って小さくなり、また、出力軸回転速度が増加するに従って小さくなる。このように補正係数が設定されることで、単位時間当たりの発熱量が増加するに従って冷却温度が小さく算出され、出力軸回転速度が増加するに従って冷却温度が小さく算出される。

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。

図１は、車両用動力伝達装置の一部である車両用自動変速機（以下、自動変速機という）１０の骨子図である。図２は複数の変速段（ギヤ段）を成立させる際の摩擦係合要素すなわち摩擦係合装置の作動状態を説明する作動表である。自動変速機１０は、エンジン３０と駆動輪４０との間の動力伝達経路に設けられ、車両の左右方向（横置き）に搭載するＦＦ車両に好適に用いられる。自動変速機１０は、車体に取り付けられる非回転部材としてのトランスミッションケース２６内において、シングルピニオン型の第１遊星歯車装置１２を主体として構成されている第１変速部１４と、ダブルピニオン型の第２遊星歯車装置１６およびシングルピニオン型の第３遊星歯車装置１８を主体としてラビニヨ型に構成されている第２変速部２０とを共通の軸心Ｃ上に有し、入力軸２２の回転を変速して出力歯車２４から出力する。

入力軸２２は、走行用の動力源であるエンジン３０によって回転駆動される流体式伝動装置としてのロックアップクラッチ３３を備えたトルクコンバータ３２のタービン軸である。また、出力歯車２４は、図３に示す差動歯車装置３４に動力を伝達するために、デフリングギヤ３６と噛み合ってファイナルギヤ対を構成するデフドライブピニオンと同軸上に配置されたカウンタドリブンギヤと噛み合ってカウンタギヤ対を構成するカウンタドライブギヤである。この出力歯車２４の回転速度Ｎoutが回転速度センサ６６によって検出され、後述する電子制御装置１００に供給される。そして回転速度Ｎoutに基づいて車速Ｖが算出されて変速判断に用いられる。

このように構成された自動変速機１０において、エンジン３０の出力は、トルクコンバータ３２、自動変速機１０、差動歯車装置３４、および一対の車軸３８等を介して一対の駆動輪４０へ伝達される（図３参照）。なお、この自動変速機１０やトルクコンバータ３２は中心線（軸心）Ｃに対して略対称的に構成されており、図１の骨子図においてはその中心線Ｃの下半分が省略されている。

自動変速機１０は、第１変速部１４および第２変速部２０の各回転要素（サンギヤＳ１〜Ｓ３、キャリアＣＡ１〜ＣＡ３、リングギヤＲ１〜Ｒ３）のうちのいずれかの連結状態の組み合わせに応じて第１速ギヤ段「１ｓｔ」〜第６速ギヤ段「６ｔｈ」の６つの前進ギヤ段が成立させられるとともに、後退ギヤ段「Ｒ」が成立させられる。図２に示すように、例えば前進ギヤ段では、クラッチＣ１とブレーキＢ２との係合により第１速ギヤ段が、クラッチＣ１とブレーキＢ１との係合により第２速ギヤ段が、クラッチＣ１とブレーキＢ３との係合により第３速ギヤ段が、クラッチＣ１とクラッチＣ２との係合により第４速ギヤ段が、クラッチＣ２とブレーキＢ３との係合により第５速ギヤ段が、クラッチＣ２とブレーキＢ１との係合により第６速ギヤ段が、それぞれ成立させられるようになっている。また、ブレーキＢ２とブレーキＢ３との係合により後退ギヤ段が成立させられ、クラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１〜Ｂ３のいずれも解放されることによりニュートラル状態となるように構成されている。

図２の作動表は、上記各ギヤ段とクラッチＣ１、Ｃ２、ブレーキＢ１〜Ｂ３の作動状態との関係をまとめたものであり、「○」は係合、「◎」はエンジンブレーキ時のみ係合を表している。特に、第１速ギヤ段「１ｓｔ」を成立させるブレーキＢ２には並列に一方向クラッチＦ１が設けられているため、発進時（加速時）にはクラッチＣ１のみを係合させ、エンジンブレーキを作用させるときにはクラッチＣ１とブレーキＢ２とを係合させる。また、各ギヤ段のギヤ比（変速比）γ（＝入力軸２２の回転速度／出力歯車２４の回転速度）は、第１遊星歯車装置１２、第２遊星歯車装置１６、および第３遊星歯車装置１８の各ギヤ比（＝サンギヤの歯数／リングギヤの歯数）ρ１、ρ２、ρ３によって適宜定められる。

このように本実施例の自動変速機１０は、複数の摩擦係合装置すなわちクラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３を選択的に係合させることによりギヤ比の異なる複数のギヤ段を成立させるものであり、図２の作動表から明らかなように、クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３の何れか２つを掴み替える所謂クラッチツウクラッチ変速により各ギヤ段の切り替えを行うことができる。

また、上記クラッチＣ１、Ｃ２、およびブレーキＢ１〜Ｂ３（以下、特に区別しない場合は単にクラッチＣ、ブレーキＢという）は、多板式のクラッチやブレーキなど油圧アクチュエータによって係合制御される油圧式摩擦係合装置であり、油圧制御回路５０（図３参照）のリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５の励磁、非励磁や電流制御により、係合、解放状態が切り換えられるとともに係合、解放時の過渡油圧などが制御される。

図３は、図１の自動変速機１０などを制御するために車両に設けられた制御系統の要部およびエンジン３０から駆動輪４０までの動力伝達系の概略構成を説明するブロック線図である。

図３において、電子制御装置１００は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより、エンジン３０の出力制御や自動変速機１０の変速制御、ロックアップクラッチ３３のロックアップ制御等を実行するようになっており、必要に応じてエンジン制御用や油圧制御回路５０のリニアソレノイドバルブＳＬ１〜ＳＬ５、ＳＬＵ、ＳＬＴを制御する変速制御用等に分けて構成される。

例えば、電子制御装置１００には、アクセル開度センサ５４により検出されたアクセルペダル５２の操作量に相当するアクセル開度Ａccを表すアクセル開度信号、エンジン回転速度センサ５６により検出されたエンジン３０の回転速度であるエンジン回転速度Ｎeを表す信号、冷却水温センサ５８により検出されたエンジン３０の冷却水温Ｔwを表す信号、吸入空気量センサ６０により検出されたエンジン３０の吸入空気量Ｑを表す信号、スロットル弁開度センサ６４により検出された電子スロットル弁６２のスロットル弁開度θ_THを表すスロットル弁開度信号、回転速度センサ６６により検出された出力歯車２４の回転速度である出力回転速度Ｎoutすなわち車速Ｖを表す信号、ブレーキスイッチ７０により検出された常用ブレーキであるフットブレーキ（ホイールブレーキ）の作動中（踏込操作中）を示すフットブレーキペダル６８の操作（オン）Ｂonを表す信号、レバーポジションセンサ７４により検出されたシフト装置７１のシフトレバー７２のレバーポジション（操作位置、シフトポジション）Ｐ_SHを表す信号、タービン回転速度センサ７６により検出されたトルクコンバータ３２のタービン軸の回転速度であるタービン回転速度Ｎtすなわち入力軸２２の回転速度を表す信号、ＡＴＦ油温センサ７８により検出された油圧制御回路５０内の作動油の温度であるＡＴＦ油温Ｔoil表す信号などがそれぞれ供給される。

また、電子制御装置１００からは、電子スロットル弁６２を開閉駆動するスロットルアクチュエータ８０への駆動信号、エンジン３０の点火時期を指令する点火信号、エンジン３０の吸気管または筒内に燃料を供給し或いは停止する燃料噴射装置８２によるエンジン３０への燃料供給量を制御する燃料供給量信号、シフトインジケータを作動させるためのレバーポジションＰ_SH表示信号、自動変速機１０のギヤ段を切り換えるために油圧制御回路５０内のシフト弁を駆動するシフトソレノイドを制御する信号、およびライン圧を制御するリニヤソレノイド弁を駆動するための指令信号などがそれぞれ出力される。

また、シフトレバー７２は例えば運転席の近傍に配設され、図３に示すように、５つのレバーポジション「Ｐ」、「Ｒ」、「Ｎ」、「Ｄ」、または「Ｓ」へ手動操作されるようになっている。

「Ｐ」ポジションは自動変速機１０内の動力伝達経路を解放しすなわち自動変速機１０内の動力伝達が遮断されるニュートラル状態（中立状態）とし且つメカニカルパーキング機構によって機械的に出力歯車２４の回転を阻止（ロック）するための駐車レンジ（位置）であり、「Ｒ」ポジションは自動変速機１０の出力歯車２４の回転方向を逆回転とするための後退走行レンジであり、「Ｎ」ポジションは自動変速機１０内の動力伝達が遮断されるニュートラル状態とするための非走行レンジであり、「Ｄ」ポジションは自動変速機１０の変速を許容する変速範囲で第１ギヤ段「１ｓｔ」〜第６ギヤ段「６ｔｈ」の総ての前進ギヤ段を用いて自動変速制御を実行させる前進走行レンジであり、「Ｓ」ポジションはギヤ段の変化範囲を制限する複数種類の変速レンジすなわち高車速側のギヤ段が異なる複数種類の変速レンジを切り換えることにより手動変速が可能な前進走行レンジである。この「Ｓ」ポジションにおいては、シフトレバー７２の操作毎に変速範囲をアップ側にシフトさせるためのレバーポジションＰ_SHとしての「＋」ポジション、シフトレバー７２の操作毎に変速範囲をダウン側にシフトさせるためのレバーポジションＰ_SHとしての「−」ポジションが備えられている。

ところで、ロックアップクラッチ３３のロックアップ制御（スリップ制御）が長時間実施されるなどすると、ロックアップクラッチ３３の摩擦材８４（図１参照）からの発熱によってその摩擦材８４の表面温度Ｔ_LCが上昇するに従い、ロックアップクラッチ３３の摩擦材８４の焼き付きや耐久性低下が問題となる。そこで、電子制御装置１００は、ロックアップクラッチ３３のロックアップ制御が開始されると、そのロックアップクラッチ３３の摩擦材８４の表面温度Ｔ_LCを逐次算出し、その表面温度Ｔ_LCが許容温度を超えると表面温度Ｔ_LCを低下させる制御（例えばロックアップクラッチ３３の開放など）を実施する。このため、ロックアップクラッチ３３の摩擦材８４の表面温度Ｔ_LCを精度良く算出することが必要となる。以下、上記ロックアップクラッチ３３の摩擦材８４の表面温度Ｔ_LCの算出について説明する。なお、ロックアップクラッチ３３が本発明の車両用摩擦係合装置に対応する。

図４は、上記ロックアップクラッチ３３の摩擦材８４の表面温度Ｔ_LCを算出する表面温度算出装置としても機能する電子制御装置１００の制御機能の要部を説明する機能ブロック線図である。発熱温度算出手段１０２は、ロックアップクラッチ３３のロックアップ制御（スリップ制御）開始時からの累積発熱量Ｑgen（本発明の発熱量に対応する）に基づいて、累積発熱温度Ｔgen（本発明の発熱温度に対応）を算出する。累積発熱量Ｑgen（J）は、ロックアップ制御開始からの単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenから、その発熱量ｑ-ｄｏｔgenを累積（総和）することで算出される。したがって、累積発熱量Ｑgenの算出式は、下式（１）で示される。

また、単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenは、下式（２）に基づいて算出される。ここで、ΔＮはエンジン回転速度Ｎeとタービン回転速度Ｎtとの差回転（＝Ｎe−Ｎt）すなわちロックアップクラッチ３３のスリップ量を示しており、ｔｒはロックアップクラッチ３３に伝達されるクラッチ伝達トルクを示しており、Ｓはロックアップクラッチ３３の摩擦材８４の接触面積（ライニング面積）を示している。発熱温度算出手段１０２は、下式（２）に基づいて単位時間（単位面積）当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenを算出する。なお、タービン回転速度Ｎtが本発明の出力軸回転速度に対応する。

ここで、式（２）に示されるクラッチ伝達トルクｔｒは、クラッチ伝達トルク算出手段１０４によって算出される。クラッチ伝達トルクｔｒは、下式（３）によって算出される。下式（３）において、Ｔeがエンジントルクを示しており、ｃがトルクコンバータ３２の容量係数を示しており、Ｎeがエンジン回転速度を示している。なお、式（３）は、クラッチ伝達トルクｔｒが、エンジントルクＴeとトルクコンバータ３２によって伝達される伝達トルク（＝ｃ×Ｎe²）との差で表されることを示している。

クラッチ伝達トルク算出手段１０４は、例えば記憶手段１０６に予め記憶されているエンジン回転速度Ｎeおよびスロットル弁開度θ_THをパラメータとするエンジントルクマップから、実際のエンジン回転速度Ｎeおよびスロットル弁開度θ_THに基づいてエンジントルクＴeを算出する。なお、エンジントルクＴeは、吸入空気量Ｑなどをパラメータとするエンジントルクマップによって求めたり、トルクセンサによって直接的に求めるものであっても構わない。また、容量係数ｃは、予め記憶されているトルクコンバータ３２の特性曲線等に基づいて決定される。

そして、クラッチ伝達トルク算出手段１０４によってクラッチ伝達トルクｔｒが算出されると、発熱温度算出手段１０２は、そのクラッチ伝達トルクｔｒに基づいて、単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgen、およびその発熱量ｑ-ｄｏｔgenを累積することで算出される累積発熱量Ｑgen（J）を式（１）、（２）から算出する。さらに、発熱温度算出手段１０２は、算出された累積発熱量Ｑgenに基づいて、累積発熱温度Ｔgen（℃）を算出する。累積発熱温度Ｔgenは、ロックアップ制御開始時点の温度からの累積発熱量Ｑgenによる累積の温度上昇幅を示しており、下式（４）で算出される。ここで、Ｍ_LCは、ロックアップクラッチ３３の熱容量（J/℃）を表しており、予め実験的に求められて記憶されている。

冷却温度算出手段１０８は、ロックアップ制御（スリップ制御）時における作動油の潤滑等によるロックアップクラッチ３３の累積冷却温度Ｔcool（温度低下量）を算出する。冷却温度Ｔcoolは、ロックアップ制御開始時点の温度からの累積の温度低下量であり、下式（５）に基づいて算出される。ここで、Ｋは、図６に示すような予め記憶された摩擦（スリップ）による単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtに基づいて設定される補正係数である。また、Ｔcoolbは、図５の実線で示すような所定の単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよび所定のタービン回転速度Ｎtで求められた基準冷却温度である。上記補正係数Ｋおよび基準冷却温度Ｔcoolbは、それぞれ予め実験や計算によって求められ、予め記憶手段１０６に記憶されいてる。

先ず、上記基準冷却温度Ｔcoolbの決定方法について、図５を用いて説明する。図５は、単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenを所定の発熱量で固定すると共に、タービン回転速度Ｎtを所定の回転速度で固定した状態における、ロックアップ制御開始からの累積発熱温度Ｔgen、ロックアップクラッチ３３の表面温度Ｔ_LC、および基準冷却温度Ｔcoolbを示している。以下において、所定の発熱量として例えば２ｃａｌ、所定のタービン回転速度Ｎtとして例えば１０００ｒｐｍを基準とした場合を一例に説明する。図５の破線で示すＴgenは、所定の発熱量ｑ-ｄｏｔgen（２ｃａｌ）で固定した場合のロックアップクラッチ３３の累積発熱温度Ｔgenを示している。累積発熱温度Ｔgenは、発熱量ｑ-ｄｏｔgenが２ｃａｌに固定されていることから、式（１）および式（４）等に基づいて破線で示すように時間経過とともに直線的に上昇する。一点鎖線で示すＴ_LCは、上記条件下（発熱量：２ｃａｌ、タービン回転速度：１０００ｒｐｍ）におけるロックアップクラッチ３３の摩擦材８４の表面温度Ｔ_LCを示しており、予め実験的に求めたデータである。一点鎖線に示すように、ロックアップクラッチ３３の表面温度Ｔ_LCは、時間経過と共に所定の温度に収束されていることがわかる。実線で示す基準冷却温度Ｔcoolbは、上記累積発熱温度Ｔgenと表面温度Ｔ_LCの差（＝Ｔgen−Ｔ_LC）で算出される。このようにして算出された図５に示す基準冷却温度Ｔcoolbが記憶手段１０６に記憶される。

また、補正係数Ｋは、図６に示すように、ロックアップ制御時（スリップ制御時）の単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtとの関係として、２次元マップで記憶されている。補正係数Ｋは、上述した所定の発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよび所定のタービン回転速度Ｎtを基準として求めた上記基準冷却温度Ｔcoolbに乗算される係数である。図６に示すように、補正係数Ｋは、基準とされる所定の発熱量ｑ-ｄｏｔgen（＝２ｃａｌ）および所定のタービン回転速度Ｎt（＝１０００ｒｐｍ）での補正係数Ｋが１．０に設定されている。そして、その補正係数Ｋが１．０とされる点（発熱量：２ｃａｌ、タービン回転速度Ｎt：１０００ｒｐｍ）を基準として補正係数Ｋが発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtに応じて可変に設定されている。例えば、タービン回転速度Ｎtが大きくなると、放熱されにくくなる、すなわち累積冷却温度Ｔcoolが小さくなるため、図６に示すように、補正係数Ｋはタービン回転速度Ｎtが大きくなるに従って小さくなる。また、発熱量ｑ-ｄｏｔgenが大きくなると、放熱されにくくなる、すなわち累積冷却温度Ｔcoolが小さくなるため、図６に示すように、補正係数Ｋは発熱量ｑ-ｄｏｔgenが大きくなるに従って小さくなる。上記のように補正係数Ｋは、予め実験や計算によって求められ、物理的に矛盾のない値に設定されている。例えば、タービン回転速度Ｎtが大きくなるに従って放熱されにくくなるのは、タービン回転速度Ｎtの増加に伴い作動油の移動速度が速くなるに従って作動油による潤滑性能が低下するためと考えられている。その傾向に従って、タービン回転速度Ｎtが大きくなるに従って補正係数Ｋが小さくなっている。

補正係数決定手段１１０は、タービン回転速度センサ７６によって検出される実際のタービン回転速度Ｎtおよび式（２）によって算出される実際の発熱量ｑ-ｄｏｔgenに基づいて、図６の補正係数Ｋの関係から補正係数Ｋを決定する。具体的には、補正係数決定手段１１０は、具体的なタービン回転速度Ｎtおよび発熱量ｑ-ｄｏｔgenが算出されると、例えば図６の関係から補間法等を用いて適切な補正係数Ｋを近似的に決定する。

冷却温度算出手段１０８は、発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtに基づいて補正係数Ｋが決定されると、基準冷却温度Ｔcoolbにその補正係数Ｋを乗ずる補正を実施してロックアップ制御開始からの累積冷却温度Ｔcoolを算出する。

表面温度算出手段１１２は、発熱温度算出手段１０２によって算出された累積発熱温度Ｔgenおよび冷却温度算出手段１０８によって算出された累積冷却温度Ｔcoolの温度差に基づいてクラッチ表面温度Ｔ_LCを算出する。クラッチ表面温度Ｔ_LCは、下式（６）によって算出される。式（６）に示されるように、クラッチ表面温度Ｔ_LCは、累積発熱温度Ｔgenと累積冷却温度Ｔcoolとの差に、さらに、作動油温に相当するＡＴＦ油温Ｔoil（℃）に基づいて予め記憶された関係であるオフセット量Ｔoffset（℃）が加減算されている。

オフセット量Ｔoffsetは、予め実験的に求められており、例えば図７に示すようなＡＴＦ油温Ｔoilとの関係として記憶手段１０６に記憶されている。図７より、ＡＴＦ油温Ｔoilが８０℃の点をオフセット量零として、ＡＴＦ油温Ｔoilが大きくなるに従ってオフセット量Ｔoffsetが増加し、ＡＴＦ油温Ｔoilが小さくなるに従ってオフセット量Ｔoffsetが減少する。また、実際に検出されるＡＴＦ油温Ｔoilに対するオフセット量Ｔoffsetは、図７の関係マップから補間法等を用いて近似的に求められる。そして、表面温度算出手段１１２は、ＡＴＦ油温Ｔoilに基づいてオフセット量Ｔoffsetを算出し、累積発熱温度Ｔgenと累積冷却温度Ｔcoolとに基づいて求められた表面温度Ｔ_LCに、さらに上記オフセット量offsetを加減算する。すなわち、表面温度算出手段１１２は、オフセット量すなわちＡＴＦ油温Ｔoilを考慮した表面温度Ｔ_LCを算出する。

図８は、電子制御装置１００の制御作動の要部すなわちロックアップクラッチ３３の表面温度Ｔ_LCを算出する制御作動を説明するフローチャートである。先ず、発熱温度算出手段１０２およびクラッチ伝達トルク算出手段１０４に対応するステップＳＡ１（以下、ステップを省略する）において、式（３）よりクラッチ伝達トルクｔｒが算出され、その算出されたクラッチ伝達トルクｔｒから式（２）より単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenが算出される。さらに、ロックアップ制御開始時から逐次算出されている発熱量ｑ-ｄｏｔgenの総和である累積発熱量Ｑgenが式（１）より算出される。次いで、発熱温度算出手段１０２に対応するＳＡ２において、算出された累積発熱量Ｑgenおよびロックアップクラッチ３３の熱量量Ｍ_LCから式（４）に基づいて、累積発熱温度Ｔgenが算出される。

冷却温度算出手段１０８および補正係数決定手段１１０に対応するＳＡ３においては、現在のタービン回転速度Ｎtおよび発熱量ｑ-ｄｏｔgenを算出し、これらのデータおよび図６に示す２次元マップに基づいて補正係数Ｋが決定される。そして、予め記憶されている図５に示す基準冷却温度Ｔcoolbに、決定された補正係数Ｋを乗じた値が補正した累積冷却温度Ｔcoolとして算出される。

そして、表面温度算出手段１１２に対応するＳＡ４において、ＳＡ２において算出された累積発熱温度Ｔgen、ＳＡ３において算出された累積冷却温度Ｔcool、および図７に示すオフセット量Ｔoffsetから式（６）に基づいて表面温度Ｔ_LCが算出される。この図８に示すフローがロックアップ制御開始から繰り返し実行されることにより、ロックアップクラッチ３３の表面温度Ｔ_LCがロックアップ制御開始からの時間経過と共に逐次算出される。

上述のように、本実施例によれば、冷却温度算出手段１０８は、ロックアップクラッチ３３の単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenと、そのタービン回転速度Ｎtとに基づいて、累積冷却温度Ｔcoolを補正するため、実際の単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtに基づいた適切な累積冷却温度Ｔcoolを算出することができる。したがって、表面温度Ｔ_LCの算出精度が向上する。

また、本実施例によれば、冷却温度算出手段１０８は、実際の単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtに基づいて決定される補正係数Ｋに、基準冷却温度Ｔcoolbを乗ずる補正を実施するため、実際の単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenとタービン回転速度Ｎtとに基づく補正係数Ｋによって精度よい累積冷却温度Ｔcoolを得ることができる。

また、本実施例によれば、表面温度算出手段１１２は、累積発熱温度Ｔgenと累積冷却温度Ｔcoolとに基づいて求められた表面温度Ｔ_LCに、さらにＡＴＦ油温Ｔoilに基づいて予め設定されているオフセット量Ｔoffsetを加減算するため、ロックアップクラッチ３３の表面温度Ｔ_LCが一層正確な値となる。

また、本実施例によれば、累積発熱量Ｑgenおよびロックアップクラッチ３３の熱容量Ｍ_LCから正確な累積発熱温度Ｔgenを算出することができる。

また、本実施例によれば、ロックアップクラッチ３３の表面温度Ｔ_LCが算出されることで、算出された表面温度Ｔ_LCに基づいた適切な制御が可能となる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、補正係数Ｋは、発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtの２次元マップで予め記憶されているが、例えば補正係数Ｋが発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtの関係式で規定され、その関係式に基づいて補正係数Ｋが算出されるものであっても構わない。

また、前述の実施例では、基準冷却温度Ｔcoolbを設定する際、所定の発熱量ｑ-ｄｏｔgenを２ｃａｌ、所定のタービン回転速度Ｎtを１０００ｒｐｍとしたが、上記発熱量ｑ-ｄｏｔgenおよびタービン回転速度Ｎtの所定値は一例であって、ロックアップクラッチ３３の使用態様等に基づいて適宜変更される。例えば、ロックアップクラッチ３３のフレックスロックアップ領域や発熱量の大きさ等に基づいて、それぞれの中間値等に適宜設定される。

また、前述の実施例では、摩擦係合装置としてロックアップクラッチ３３を一例に説明したが、本発明はロックアップクラッチ３３に限定されるものではなく、例えば自動クラッチなど摩擦を伴って係合される摩擦係合装置であれば適宜適用することができる。なお、例えば自動クラッチの場合、クラッチ伝達トルクは、エンジントルクＴe、自動クラッチの係合を制御するクラッチマスタシリンダの油圧やストローク量から求められる自動クラッチの押し付け力、摩擦係数μ等に基づいて算出されるなど、矛盾のない範囲において具体的な算出手段が変更される。

また、前述の実施例では、エンジントルクＴeは、スロットル弁開度θ_THおよびエンジン回転速度Ｎeからなるエンジントルクマップに基づいて算出されるものとしたが、例えばトルクセンサによってエンジントルクＴeを直接検出しても構わない。或いは、吸入空気量Ｑや燃料噴射量等に基づくエンジントルクマップを用いてエンジントルクＴeを算出することもできる。

また、前述の実施例では、図７に示す補正係数Ｋの２次元マップにおいて、発熱量ｑ-ｄｏｔgenは１ｃａｌ乃至３ｃａｌの範囲、タービン回転速度Ｎtは１０００ｒｐｍ乃至３０００ｒｐｍの範囲で補正係数Ｋが設定されているが、上記２次元マップは一例であって、発生する発熱量およびロックアップ制御（スリップ制御）が実施される回転速度範囲に応じて適宜設定される。また、発熱量ｑ-ｄｏｔgenは１ｃａｌ毎、回転速度は１０００ｒｐｍ毎で設定されているが、さらに細かく設定されても構わない。

また、前述の実施例では、ロックアップ制御開始からの累積発熱量Ｑgenを逐次算出し、各時点での累積発熱量Ｑgenに基づいて逐次累積発熱温度Ｔgen、累積冷却温度Ｔcool、並びに表面温度Ｔ_LCを算出することとしたが、ロックアップ制御開始から各時点での単位時間当たりの発熱量ｑ-ｄｏｔgenを逐次算出すると共に記憶し、所定時間経過後に記憶されている発熱量ｑ-ｄｏｔgenから累積発熱量Ｑgen、累積発熱温度Ｔgen、累積冷却温度Ｔcool、表面温度Ｔ_LCを求めるものであっても構わない。

なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

３３：ロックアップクラッチ（車両用摩擦係合装置）
１００：電子制御装置（表面温度算出装置）
１０２：発熱温度算出手段
１０８：冷却温度算出手段
１１２：表面温度算出手段
Ｑgen：累積発熱量（発熱量）
ｑ-ｄｏｔgen：単位時間当たりの発熱量
Ｎt：タービン回転速度（出力軸回転速度）
Ｋ：補正係数
Ｔcoolb：基準冷却温度
Ｔgen：累積発熱温度（発熱温度）
Ｔcool：累積冷却温度（冷却温度）
Ｔ_LC：表面温度
Ｔoil：ＡＴＦ油温（作動油温）
Ｔoffset：オフセット量

Claims (5)

1. 車両用摩擦係合装置の発熱温度を算出する発熱温度算出手段と、該車両用摩擦係合装置の冷却温度を算出する冷却温度算出手段と、前記発熱温度および冷却温度の温度差に基づいて該車両用摩擦係合装置の表面温度を算出する表面温度算出手段とを、備える車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置であって、
   前記冷却温度算出手段は、前記車両用摩擦係合装置の単位時間当たりの発熱量と、該車両用摩擦係合装置の出力軸回転速度とに基づいて、前記冷却温度を補正することを特徴とする車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置。
2. 所定の単位時間当たりの発熱量および所定の出力軸回転速度で求められた基準冷却温度と、単位時間当たりの発熱量および出力軸回転速度と補正係数との関係とが、予め記憶されており、
   前記冷却温度算出手段は、前記予め記憶された関係から実際の単位時間当たりの発熱量および実際の出力軸回転速度に基づいて前記補正係数を決定し、前記基準冷却温度に該補正係数を乗ずる補正を実施することを特徴とする請求項１の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置。
3. 前記表面温度算出手段は、予め記憶された関係から前記車両用摩擦係合装置を潤滑する作動油の温度に基づいてオフセット量を算出し、前記発熱温度と前記冷却温度とに基づいて求められた前記表面温度に該オフセット量を加減算することを特徴とする請求項１または２の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置。
4. 前記発熱温度算出手段は、前記車両用摩擦係合装置の係合開始時からの単位時間当たりの発熱量を累積することで算出される発熱量を、該車両用摩擦係合装置の熱容量で除することにより、前記発熱温度を算出することを特徴とする請求項１の車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置。
5. 前記車両用摩擦係合装置は、自動変速機のロックアップクラッチまたは自動クラッチであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つの車両用摩擦係合装置の表面温度算出装置。

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