JP2016061322A - クラッチ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 伝達トルクを変動させてドライバにクラッチが発熱状態であることを知らせるトルク制御を適切に終了させることができ、ドライバビリティの低下を防ぐことのできるクラッチ制御装置を提供する。
【解決手段】 クラッチ制御装置５は、車両から得られる車両信号に基づいて、クラッチ３が発熱状態であるか否か、および、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしているか否かを判定する。クラッチが発熱状態であり、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作を行っていないと判定されると、車両への伝達トルクを所定の変動パターンで変動させて、車両のドライバにクラッチ３が発熱状態であることを知らせるトルク制御を行う。クラッチ３が発熱状態でない、または、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定されると、車両への伝達トルクを変動させるトルク制御を終了する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、クラッチが発熱状態であることをドライバに知らせるトルク制御を行うクラッチ制御装置に関する。

一般に、車両には、エンジンの回転が伝達される自動変速機が搭載されている。このような自動変速機には、回転伝達機構としての変速機構とが設けられており、変速機構には、エンジンから伝達された回転を断／接するためのクラッチが設けられている。

このような自動変速機を搭載した車両において、坂路（上り坂）で半クラッチ状態を保持している状態、または、渋滞中に発進／停車を繰り返す状態では、エンジンから自動変速機に至るトルク伝達系で過負荷が生じ、クラッチで発生する発熱量が増加する。極わずかな発熱量でもクラッチの温度は上昇する。クラッチが高温状態になると、クラッチの摩擦特性が変化したり、クラッチの摩耗量が増加してしまうので、その対策が必要となる。

そこで従来、トルク伝達系において過負荷が生じた場合に、車両に振動が生じるように伝達トルクを変動させて、ドライバに注意を喚起する制御装置が提案されている。この従来の制御装置では、エンジン回転数とインプット回転数の差分が閾値を超えると、伝達トルクの変動を終了する（特許文献１参照）。

特開平８−２３０５０３号公報

しかしながら、従来の制御装置においては、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作をしている場合であっても、エンジン回転数とインプット回転数の差分が閾値を超えない限り、伝達トルクを変動させて車両を振動させるシグナリングが行われ、その結果、ドライバビリティが低下してしまうという問題があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたもので、ドライバビリティの低下を防ぐことのできるクラッチ制御装置を提供することを目的とする。

本発明のクラッチ制御装置は、車両から得られる車両信号に基づいて、クラッチが発熱状態であるか否かを判定するクラッチ発熱状態判定部と、車両信号に基づいて、車両のドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っているか否かを判定する回避操作判定部と、車両への伝達トルクを所定の変動パターンで変動させてドライバにクラッチが発熱状態であることを知らせるトルク制御を行うトルク制御部と、を備え、トルク制御部は、クラッチが発熱状態であり、かつ、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っていないと判定された場合に、車両の伝達トルクを変動させるトルク制御を開始し、クラッチが発熱状態でない、または、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っていると判定された場合に、車両への伝達トルクを変動させるトルク制御を終了する。

この構成により、車両から得られる車両信号に基づいて、クラッチが発熱状態であり、かつ、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っていないと判定されると、伝達トルクを所定の変動パターンで変動させるトルク制御が行われる。これにより、自然な揺れではない意図的な変動パターンで車両への伝達トルクを変動させることによって、ドライバにクラッチが発熱状態であることを知らせることができる。さらに、車両から得られる車両信号に基づいて、クラッチが発熱状態でない、または、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定されると、伝達トルクを変動させるトルク制御を終了させる。これにより、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作をしているにも関わらず、伝達トルクを変動させるトルク制御が行われる（ドライバにクラッチが発熱状態であることを知らせる）のを防止することができ、ドライバビリティの低下を防ぐことができる。

また、本発明のクラッチ制御装置では、トルク制御部は、クラッチが発熱状態であり、かつ、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っていないと判定された場合に、一定の変動パターンで車両への伝達トルクを変動させた後、振幅を増大させた一定の変動パターンで車両への伝達トルクを変動させてもよい。

この構成により、クラッチが発熱状態であり、かつ、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っていないと判定されると、一定の変動パターンで伝達トルクを変動させた後、振幅を増大させた一定の変動パターンで伝達トルクを変動させる。これにより、車両の急な飛び出しの回避や、ドライバに対する唐突な揺れに対する恐怖感を緩和することができ、自然な揺れではない意図的な変動パターンで車両への伝達トルクを変動させることによって、ドライバにクラッチが発熱状態であることを知らせることができる。

また、本発明のクラッチ制御装置では、回避操作判定部は、車両から得られるアクセル開度信号に基づいて、アクセル開度が所定の基準開度より大きいと判定された場合に、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定してもよい。

この構成により、アクセルを十分に踏み込んでいる場合には、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定され、伝達トルクを変動させるトルク制御が終了される。これにより、ドライバがクラッチの発熱状態を回避するための運転操作をしているにも関わらず、伝達トルクを変動させるトルク制御が行われる（ドライバにクラッチが発熱状態であることを知らせる）のを防止することができ、ドライバビリティの低下を防ぐことができる。

本発明によれば、伝達トルクを変動させてドライバにクラッチが発熱状態であることを知らせるトルク制御を適切に終了させることができ、ドライバビリティの低下を防ぐことができる。

本発明の実施の形態におけるクラッチ制御装置の構成を示す図である。 本発明の実施の形態におけるトルク制御の変動パターンの説明図である。 本発明の実施の形態におけるクラッチ制御装置の動作の流れを示すフロー図である。 他の実施の形態におけるトルク制御の説明図である。

以下、本発明の実施の形態のクラッチ制御装置について、図面を用いて説明する。本実施の形態では、自動変速機を搭載した車両等に用いられるクラッチ制御装置の場合を例示する。

本発明の実施の形態のクラッチ制御装置の構成を、図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態のクラッチ制御装置の構成を示す図である。図１に示すように、車両には、エンジン１から出力された回転駆動力が伝達される自動変速機２が搭載されている。自動変速機２には、エンジン１の回転駆動力を断／接するためのクラッチ３と、複数の変速ギアを備えるトランスミッション４と、クラッチ３の動作を制御する制御装置５が設けられている。自動変速機２から出力された回転駆動力は、デファレンシャルギア装置６を介して、左右の車輪７に分配して伝達される。

制御装置５は、車両信号取得部８と、クラッチ発熱状態判定部９と、回避操作判定部１０と、トルク制御部１１を備えている。車両信号取得部８は、車両から各種の車両信号を取得する機能を備えている。例えば、車両信号取得部８は、クラッチ３の温度を示すクラッチ温度信号、エンジン回転数を示すエンジン回転数信号、インプット回転数を示すインプット回転数信号、アクセル開度を示すアクセル開度信号、ブレーキ圧を示すブレーキ圧信号、パーキングブレーキのオン／オフを示すパーキングブレーキ信号、車両の加速度を示す加速度信号、車両の速度を示す車速信号を、車両信号として取得することができる。なお、車両信号取得部８は、エンジン回転数、エンジン回転数とインプット回転数の回転数差、クラッチトルク等から、クラッチ温度を推定してもよい。また、アクセル開度からアクセル開度の傾き（変化率）を推定してもよい。

クラッチ発熱状態判定部９は、車両信号取得部８によって得られる車両信号に基づいて、クラッチ３が発熱状態であるか否かを判定する機能を備えている。

この場合、クラッチ発熱状態判定部９は、以下の判定条件（１）〜（４）をすべて満たしている場合には、クラッチ３が発熱状態であると判定する。
（１）車両が停車状態から発進しようとしてから一定時間（例えば５秒）経過している。
（２）クラッチ温度が所定の基準温度（例えば３５０℃。２５０〜４００℃の範囲内で適宜設定可能）以上である。
（３）エンジン回転数が所定の基準回転数（例えば１０００ｒｐｍ）以上である。
（４）エンジン回転数とインプット回転数の差が所定の基準回転数差（例えば、半クラッチ状態となる３００ｒｐｍ）以上である。

例えば、クラッチ発熱状態判定部９は、車両から得られるクラッチ温度信号に基づいて、クラッチ３の温度が所定の基準温度以上であると判定された場合に、クラッチ３が発熱状態であると判定する。

回避操作判定部１０は、車両信号取得部８によって得られる車両信号に基づいて、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしているか否かを判定する機能を備えている。

この場合、回避操作判定部１０は、以下の判定条件（５）〜（８）のうちの一つが満たされなくなった場合には、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための操作を行っていないと判定する。
（５）アクセル開度が所定の基準開度（例えば６０％）以下である。
（６）アクセル開度の変化量が所定の基準変化量（例えば７％。５〜１０％の範囲内で適宜設定可能）以下である、または、ブレーキ圧の変化量が所定の基準変化量（例えばオン／オフの変化）以下である、または、パーキングブレーキが変化していない（オンのまま／オフのまま）。
（７）車両の加速度が所定の基準加速度（例えば０．１〜１．０ｍ／ｓｅｃ²）以下である。
（８）車速が所定の基準速度（例えば１０ｋｍ／時）以下である。

例えば、回避操作判定部１０は、車両から得られるアクセル開度信号に基づいて、アクセル開度が所定の基準開度以下でないと判定された場合に、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定する。

トルク制御部１１は、クラッチ発熱状態判定部９と回避操作判定部１０によって、クラッチ３が発熱状態であり、かつ、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避する操作をしていないと判定された場合に、車両への伝達トルクを一定の変動パターン（自然な揺れではない意図的な変動パターン）で変動させて車両のドライバにクラッチ３が発熱状態であることを知らせるトルク制御を行う機能を備えている。

図２は、トルク制御の変動パターンの一例を示す図である。図２に示すように、トルク制御部１１は、クラッチ３が発熱状態であると判定された場合に、まず、時間ｔ１になると、振幅Ｗ１の変動パターンで車両への伝達トルクを変動させるトルク制御を行う（第１フェーズ）。つぎに、時間ｔ２になると、より大きい振幅Ｗ２の変動パターンで車両への伝達トルクを変動させるトルク制御を行う（第２フェーズ）。これ以降、振幅Ｗ２の変動パターンで車両への伝達トルクを変動させるトルク制御を繰り返す。なお、変動パターンの波形は、例えば、二つのｓｉｎ波である。

トルク制御部１１は、回避操作判定部１０によってドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定された場合に、車両への伝達トルクを変動させるトルク制御を終了する。

以上のように構成されたクラッチ制御装置５について、図３のフロー図を参照してその動作を説明する。

図３に示すように、本実施の形態のクラッチ制御装置５では、まず、クラッチ発熱状態判定部９による判定条件（１）〜（４）、および、回避操作判定部１０による判定条件（５）〜（８）がすべて満たされているか否か、すなわち、クラッチ３が発熱状態であり、かつ、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避する操作を行っていないか否かを判定する（Ｓ１）。判定条件（１）〜（４）および判定条件（５）〜（８）がすべて満たされている場合には、その状態のまま一定時間（例えば５秒）が経過すると（Ｓ２）、伝達トルクを変動させるトルク制御を開始する（Ｓ３）。

トルク制御を開始した後、クラッチ発熱状態判定部９による判定条件（１）〜（４）、または、回避操作判定部１０による判定条件（５）〜（８）のうちの一つが満たされなくなったか否か、すなわち、クラッチ３が発熱状態でない、または、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしているか否かを判定する（Ｓ４）。判定条件（１）〜（４）または判定条件（５）〜（８）のうちの一つでも満たされなくなった場合には、クラッチ３が発熱状態でない、または、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定され、伝達トルクを変動させるトルク制御を終了させる（Ｓ５）。

一方、判定条件（１）〜（４）および判定条件（５）〜（８）がすべて満たされている場合、すなわち、クラッチ３が発熱状態であり、かつ、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしていないと判定された場合であっても、一定時間（例えば３０秒）が経過すると（Ｓ６）、伝達トルクを変動させるトルク制御を終了させる（Ｓ５）。

このような本実施の形態のクラッチ制御装置５によれば、伝達トルクを変動させてドライバにクラッチ３が発熱状態であることを知らせるトルク制御を適切に終了させることができ、ドライバビリティの低下を防ぐことができる。

すなわち、本実施の形態では、車両から得られる車両信号に基づいて、クラッチ３が発熱状態であり、かつ、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作を行っていないと判定されると、伝達トルクを所定の変動パターンで変動させるトルク制御が行われる。これにより、自然な揺れではない意図的な変動パターンで車両への伝達トルクを変動させることによって、ドライバにクラッチ３が発熱状態であることを知らせることができる。

さらに、車両から得られる車両信号に基づいて、クラッチが発熱状態でない、または、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定されると、伝達トルクを変動させるトルク制御を終了させる。これにより、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしているにも関わらず、伝達トルクを変動させるトルク制御が行われる（ドライバにクラッチ３が発熱状態であることを知らせる）のを防止することができ、ドライバビリティの低下を防ぐことができる。

また、本実施の形態では、クラッチ３が発熱状態であると判定されると、一定の変動パターンで伝達トルクを変動させた後、振幅を増大させた一定の変動パターンで伝達トルクを変動させる。これにより、車両の急な飛び出しの回避や、ドライバに対する唐突な揺れに対する恐怖感を緩和することができ、自然な揺れではない意図的な変動パターンで車両への伝達トルクを変動させることによって、ドライバにクラッチ３が発熱状態であることを知らせることができる。

また、本実施の形態では、アクセルを十分に踏み込んでいる場合には、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定され、伝達トルクを変動させるトルク制御が終了される。これにより、ドライバがクラッチ３の発熱状態を回避するための運転操作をしているにも関わらず、伝達トルクを変動させるトルク制御が行われる（ドライバにクラッチ３が発熱状態であることを知らせる）のを防止することができ、ドライバビリティの低下を防ぐことができる。

以上、本発明の実施の形態を例示により説明したが、本発明の範囲はこれらに限定されるものではなく、請求項に記載された範囲内において目的に応じて変更・変形することが可能である。

例えば、図２の説明では、変動パターンの波形をｓｉｎ波とした例について説明したが、図４に示すように、変動パターンの波形は矩形波であってもよい。また、変動パターンの波形の個数は二つに限られず、三つ以上であってもよい。さらに、図２の説明では、第１フェーズと第２フェーズの二段階の変動パターンの例について説明したが、変動パターンは三段階以上の多段階であってもよい。

以上のように、本発明にかかるクラッチ制御装置は、伝達トルクを変動させてドライバにクラッチが発熱状態であることを知らせるトルク制御を適切に終了させることができ、ドライバビリティの低下を防ぐことができるという効果を有し、自動変速機を搭載した車両等に適用され、有用である。

１ エンジン（ＥＮＧ）
２ 自動変速機
３ クラッチ
４ トランスミッション（Ｔ／Ｍ）
５ 制御装置（クラッチ制御装置）
６ デファレンシャルギア装置
７ 車輪
８ 車両信号取得部
９ クラッチ発熱状態判定部
１０ 回避操作判定部
１１ トルク制御部

Claims (3)

1. 車両から得られる車両信号に基づいて、クラッチが発熱状態であるか否かを判定するクラッチ発熱状態判定部と、
   前記車両信号に基づいて、前記車両のドライバが前記クラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っているか否かを判定する回避操作判定部と、
   前記車両への伝達トルクを所定の変動パターンで変動させて前記ドライバに前記クラッチが発熱状態であることを知らせるトルク制御を行うトルク制御部と、
   を備え、
   前記トルク制御部は、
   前記クラッチが発熱状態であり、かつ、前記ドライバが前記クラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っていないと判定された場合に、前記車両の伝達トルクを変動させるトルク制御を開始し、
   前記クラッチが発熱状態でない、または、前記ドライバが前記クラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っていると判定された場合に、前記車両への伝達トルクを変動させるトルク制御を終了することを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 前記トルク制御部は、前記クラッチが発熱状態であり、かつ、前記ドライバが前記クラッチの発熱状態を回避するための運転操作を行っていないと判定された場合に、一定の変動パターンで前記車両への伝達トルクを変動させた後、振幅を増大させた前記一定の変動パターンで前記車両への伝達トルクを変動させる、請求項１に記載のクラッチ制御装置。
3. 前記回避操作判定部は、前記車両から得られるアクセル開度信号に基づいて、アクセル開度が所定の基準開度より大きいと判定された場合に、前記ドライバが前記クラッチの発熱状態を回避するための運転操作をしていると判定する、請求項１または請求項２に記載のクラッチ制御装置。

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