JP5005054B2 - 発進クラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両の発進時に当該車両の駆動源が出力するトルクを制御する発進クラッチ制御装置に関する。

従来、車両の発進時にクラッチの伝達トルクを制御する制御装置として、例えば、下記特許文献１に記載された発進クラッチ制御装置が知られている。これによれば、車両の発進時に良好な発進性能を得るために、大きい入力トルクが得られるエンジン回転数が低い状態で発進制御を行なっている。

特開平９−７２３５３号公報

しかしながら、クラッチを作動させる力を伝達する媒体としてオイルを使用し、オイルポンプからクラッチ内部にオイルを供給する場合、エンジンが回転する度にオイルを供給するため、オイルの流量は、エンジンの回転数にほぼ比例する。このため、エンジン回転数が低いときには、供給されるオイルの量が減少し、オイルによる冷却力も低下する。この状態が継続すると、クラッチの温度が許容できる温度よりも高い状態が継続して、クラッチの劣化を早める原因になる。

特に、登坂発進時など、連続ストール状態が継続するときには、高温の状態が継続することによりクラッチの劣化を早める恐れがある。これを回避するには、大容量のオイルポンプを用いることが考えられる。しかしながら、大容量のオイルポンプではポンプフリクションが増大し、燃費が低下する。

本発明は、登坂発進時など連続ストール状態が継続することによるクラッチの劣化と燃費の低下とを防止することができる発進クラッチ制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、車両の駆動側と被駆動側との間に設けられた発進クラッチによって双方間の接続を制御する制御装置であって、前記発進クラッチの駆動軸の回転数を検知する駆動軸回転数検知手段と、前記発進クラッチの被駆動軸の回転数を検知する被駆動軸回転数検知手段と、前記発進クラッチに作用している圧力、前記駆動軸回転数及び前記被駆動軸回転数に基づいて前記発進クラッチの仕事率を算出する仕事率算出手段と、前記発進クラッチに作用している圧力、前記駆動軸回転数及び前記被駆動軸回転数に基づいて前記発進クラッチの累積仕事量を算出する累積仕事量算出手段と、前記発進クラッチが締結過渡状態にあって、前記累積仕事量が第１の所定値を超え、且つ前記仕事率が第２の所定値を超えたとき、当該車両の駆動源の出力トルクを制限するトルク出力制限手段とを備え、前記累積仕事量算出手段は、前記発進クラッチが締結過渡状態のときは、前記仕事率に基づいて、現時点の累積仕事量以上になるように前記累積仕事量を算出し、前記発進クラッチが締結過渡状態でないときは、前記仕事率に基づいて、現時点の累積仕事量以下になるように前記累積仕事量を算出し、当該車両がイグニッションオン直後の場合には、外気温が所定の値未満か否かを判定し、前記駆動源を冷却する冷却水の温度が所定の値未満か否かを判定し、且つ前記外気温と前記冷却水の温度の差が所定の値未満か否かを判定し、該３つの判定が全て肯定的である場合には前記累積仕事量を０に設定し、該３つの判定のうち少なくとも１つが否定的である場合には前記累積仕事量を保持することを特徴とする。

本発明において、累積仕事量算出手段は、前記発進クラッチに作用している圧力と、前記駆動軸回転数検知手段で検知された駆動軸回転数と、前記被駆動軸回転数検知手段で検知された被駆動軸回転数とに基づいて前記発進クラッチの累積仕事量を算出する。そして、トルク出力制限手段は、前記発進クラッチが締結過渡状態にあって前記累積仕事量が第１の所定値を超えたときに当該車両の駆動源の出力トルクを制限する。

従って、本発明によれば、発進クラッチの累積仕事量（具体的には、発進クラッチに溜まった熱量）が所定値より大きいとき、駆動源の出力トルクを制限することによって累積仕事量の増加が抑えられる。これにより、発進クラッチの温度が許容できない温度になるのを阻止して、発進クラッチの劣化を防止することができる。また、冷却のために大容量のオイルポンプを必要とせず、燃費の低下を防止することができる。

更に、前記累積仕事量算出手段は、前記発進クラッチに作用している圧力と前記駆動軸回転数及び前記被駆動軸回転数に基づいて前記発進クラッチの仕事率を算出する仕事率算出手段を備え、前記トルク出力制限手段は、前記発進クラッチが締結過渡状態にあって、前記累積仕事量が第１の所定値を超え且つ前記仕事率が第２の所定値を超えたときに当該車両の駆動源の出力トルクを制限するように構成されている。

換言すると、累積仕事量算出手段は、発進クラッチに作用している圧力と前記駆動軸回転数及び被駆動軸回転数に基づいて前記発進クラッチの仕事率を算出する仕事率算出手段を備える。トルク出力制限手段は、発進クラッチが締結過渡状態にあって前記累積仕事量が第１の所定値を超え且つ前記仕事率が第２の所定値を超えたときに、当該車両の駆動源の出力トルクを制限する。

すなわち、前記発進クラッチの累積仕事量（具体的には、発進クラッチに溜まった熱量）が所定値より大きいときに、更に仕事率の高い負荷（具体的には、オイルの冷却力に対して大きい熱量）が発生した場合には、駆動源の出力トルクを制限することによって、累積仕事量の更なる増加（具体的には、発進クラッチに更に熱量が溜まること）が抑えられる。これにより、前記発進クラッチの温度が許容できない温度になることを防ぎ、前記発進クラッチの劣化を防止することができる。また、冷却用に大容量のオイルポンプを必要とせず、燃費の低下を防止することができる。

更に、前記累積仕事量算出手段は、前記発進クラッチが締結過渡状態のときには、前記仕事率に基づいて、現時点の累積仕事量以上になるように前記累積仕事量を算出し、前記発進クラッチが締結過渡状態でないときは、前記仕事率に基づいて、現時点の累積仕事量以下になるように前記累積仕事量を算出するように構成されている。

これによれば、前記発進クラッチが締結過渡状態のときは、前記仕事率に基づいて、現時点の累積仕事量以上になるように算出する。すなわち、前記発進クラッチが締結過渡状態の間は、累積仕事量は増加するか同じ値になる。

また、前記発進クラッチが締結過渡状態でないときは、前記仕事率に基づいて、現時点の累積仕事量以下になるように算出する。すなわち、前記発進クラッチが締結過渡状態でない間は、累積仕事量は減少するか同じ値になる。

これによると、熱が発生する発進クラッチの締結過渡状態では累積仕事量が増加し、熱が発生しない発進クラッチの非締結過渡状態では累積仕事量が減少する。かくして、累積仕事量の増減が発進クラッチに発生する熱に対応するため、適切に累積仕事量の算出ができる。
更に、イグニッションオン直後のときは、外気温が所定の値未満か否かを判定し、前記駆動源を冷却する冷却水の温度が所定の値未満か否かを判定し、且つ前記外気温と前記冷却水の温度の差が所定の値未満か否かを判定し、該３つの判定が全て肯定的である場合には前記累積仕事量を０に設定し、該３つの判定のうち少なくとも１つが否定的である場合には前記累積仕事量を保持するように構成されている。
これにより、車両が充分長い時間放置された状態であると判断されたときのみ、累積仕事量Ｑｓｃが０に初期化される。これは、発進クラッチが充分に冷えていない状態でイグニッションがオンされたときに、累積仕事量Ｑｓｃが０に初期化されることを回避できる。従って、適切に累積仕事量の算出ができる。

本発明において、前記発進クラッチの作動流体の温度を推定する温度推定手段を備え、前記トルク出力制限手段は、前記作動流体の温度に応じて前記第１の所定値を決定することが好ましい。

これによれば、温度推定手段により、前記発進クラッチの作動流体の温度を推定し、前記作動流体の温度に応じて適切に駆動源の出力トルクの制限を行なうことができる。

本発明において、前記作動流体の温度が第３の所定値を超えたときに当該車両の駆動源の出力トルクを制限する第２のトルク出力制限手段を備えることが好ましい。これによれば、第２のトルク出力制限手段により、前記温度が第３の所定値を超えたことにより、累積仕事量が小さいときでも許容できない温度になっていたときは、適切に駆動源の出力トルクを制限することができる。

本発明の実施形態に係る発進クラッチ制御装置の概略構成を示す図。 図１の変速機制御装置のＣＰＵが実行する発進クラッチの制御処理の手順を示すフローチャート。 図２のステップＳＴ１の前条件確認処理の手順を示すフローチャート。 図２のステップＳＴ２の仕事量・仕事率算出処理の手順を示すフローチャート。 図２のステップＳＴ３の制御状態選択処理の手順を示すフローチャート。 図２のステップＳＴ４のトルク協調制御処理の手順を示すフローチャート。 本発明の実施形態に係る発進クラッチの仕事率ＰＷＳＣ、協調トルクＴＱＳＣ、エンジンの回転数ＮＥ、発進クラッチの累積仕事量Ｑｓｃ、及び発進クラッチの油温ＯＴの時間変化に対する各パラメータの変化の一例を示す図。

図１は、本発明の実施形態に係る発進クラッチ制御装置の構成を示す図である。本実施形態は、エンジン（内燃機関）を駆動源とする車両のクラッチ制御装置であり、当該車両の変速機は無段変速機（ＣＶＴ）を用いている。

図１において、車両のエンジン１からの出力を伝達する駆動軸２は、前後進切換機構３及び前進クラッチ４を介して変速機の入力軸５に連結されている。入力軸５には、可変油圧シリンダ６によりＶ溝幅すなわち伝動ベルト７の巻き径が変更可能な可変プーリ（以下、「駆動側プーリ」という）８が設けられている。

伝動ベルト７は、変速機の駆動側プーリ８と、変速機の従動軸９に設けられた可変プーリ（以下、「従動側プーリ」という）１１とに、巻き掛けられている。従動側プーリ１１も、可変油圧シリンダ１０によってＶ溝幅すなわち伝動ベルト７の巻き径が変更可能になっている。

以上の構成要素３〜１１により無段変速機が構成される。従動軸９は、図示しないクラッチピストンを有する発進クラッチ１２を介して、出力歯車１３を設けた出力軸１４と連結され、出力歯車１３は、中間歯車１５及び１６を介して差動装置１７に連結されている。

インギヤ時には、エンジン１から駆動軸２に伝達された回転力は、前進クラッチ４を介して駆動側プーリ８に伝達され、更に伝動ベルト７を介して従動側プーリ１１に伝達される。そして、アクセルペダルの踏み込みに応じて、従動側プーリ１１の回転力が発進クラッチ１２を介して出力軸１４に伝達され、出力軸１４の回転力は、出力歯車１３、中間歯車１５、１６及び差動装置１７を介して、図示しない左右の駆動車輪に伝達される。

発進クラッチ１２は、発進クラッチ１２のクラッチピストンに油圧がかかることによって動作し、この油圧は発進クラッチ油圧制御装置３４によって制御される。発進クラッチ油圧制御装置３４の油吸入側は、油圧ポンプ３５を介して油タンク３６に接続されている。発進クラッチ油圧制御装置３４は、ソレノイドへの通電によって動作するリニアソレノイド弁（ＬＳ）を備えており、油タンク３６に溜まっているオイルを使用してクラッチピストンの油圧を発生させるものである。

エンジン１は、電子コントロールユニット（ＥＣＵ）２０によって回転が制御される。ＥＣＵ２０には、前記油圧シリンダ６及び１０等の油圧を制御するための変速機制御装置３１が接続されている。

変速機制御装置３１は、各種演算処理を実行するＣＰＵ３１ａと、該ＣＰＵ３１ａで実行される各種演算プログラム、後述する各種テーブル及び演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭからなる記憶装置（メモリ）３１ｂと、前記各種電気信号を入力すると共に、演算結果等に基づいて駆動信号（電気信号）を外部に出力するための入出力インタフェース３１ｃとで構成されている。

本実施形態では、変速機制御装置３１が、発進クラッチ制御も行なう発進クラッチ制御装置として構成されている。従って、変速機制御装置３１のＣＰＵ３１ａによって、発進クラッチ制御処理が実行される。

変速機制御装置３１には、ＥＣＵ２０が出力するエンジン回転数ＮＥ、スロットル弁開度ＡＰ、吸気管内絶対圧ＰＢＡの各値が供給される。

また、変速機制御装置３１には、入力軸５の回転数Ｎｄｒを検出するために駆動側プーリ８の近傍に取り付けられた入力軸回転センサ２１からの出力、従動軸９の回転数Ｎｄｎを検出するために従動側プーリ１１の近傍に取り付けられた従動軸回転センサ２２からの出力、及び車速ＶＥＬを検出するために出力軸１４の近傍に取り付けられた出力軸回転センサ２３からの出力も供給される。

また、変速機制御装置３１は、上記発進クラッチ油圧制御装置３４のリニアソレノイド弁を作動させるための電流信号を供給すると共に、そのソレノイドにかかる電圧値ＬＳＶを検知するようになっている。

更に、変速機制御装置３１には、自動変速機のセレクタ（減速比選択装置）４０が接続され、該セレクタ４０のセレクトレバー（図示せず）の状態が検出されて変速機制御装置３１に供給される。本実施形態では、セレクタ４０は、ニュートラル（Ｎ）、パーキング（Ｐ）、ドライブ（Ｄ）、リバース（Ｒ）、セカンド（Ｓ）及びロー（Ｌ）の６種類のレンジを選択可能になっている。

変速機制御装置３１は、制御油圧発生装置３３ａ、３３ｂに対し、駆動側プーリ油圧（ＤＲ）及び従動側プーリ油圧（ＤＮ）を発生させるための信号、発進クラッチ油圧制御装置３４のリニアソレノイド弁を作動させる信号、及び、ＥＣＵ２０に対しエンジン１の出力トルクを制御するための信号をそれぞれ出力する。

ＰＨ発生装置３２の油吸入側は、油圧ポンプ３５を介して油タンク３６に接続されている。ＰＨ発生装置３２の油供給側は制御油圧発生装置３３ａ、３３ｂの油吸入側に接続され、ＰＨ発生装置３２から油圧が制御油圧発生装置３３ａ、３３ｂに供給される。

制御油圧発生装置３３ａの油供給側は前記油圧シリンダ６に接続され、制御油圧発生装置３３ｂの油供給側は前記油圧シリンダ１０の油吸入側に接続され、変速機制御装置３１からの制御信号に応じて調圧された油圧が、それぞれ油圧シリンダ６及び１０に供給される。

こうして制御油圧発生装置３３ａ、３３ｂから油圧シリンダ６及び１０へ供給された油圧に応じて、それぞれ駆動側プーリ８及び従動側プーリ１１のＶ溝幅が決定されることで、無段変速機の変速比が決定される。

次に、発進クラッチ制御装置としての変速機制御装置３１のＣＰＵ３１ａによって実行される発進クラッチ制御処理について説明する。本実施形態では、このＣＰＵ３１ａが本発明における被駆動軸回転数検知手段、累積仕事量算出手段、トルク出力制限手段、仕事率算出手段、温度推定手段、及び第２のトルク出力制限手段として動作する。

図２は、変速機制御装置３１のＣＰＵ３１ａが実行する制御処理の手順を示すフローチャートである。本フローチャートで示される制御処理プログラムは、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ）毎に呼び出されて実行される。

この制御処理において、初めのステップＳＴ１では、車両の状態が正常か否かを判定する前条件確認を行なう。次に、ステップＳＴ２に進み、仕事量・仕事率の算出を行なう。次に、ステップＳＴ３に進み、制御状態の選択を行なう。次に、ステップＳＴ４に進み、トルク協調制御を行ない、本制御処理を終了する。

以下、図３〜図６を参照してステップＳＴ１〜４の処理を説明する。

図３は、図２のステップＳＴ１で行なわれる前条件確認処理の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳＴ１１では、車両の動作状態が正常か否かの判定を行なう。例えば、エンジン回転数ＮＥ、駆動側回転数Ｎｄｒ、被駆動側回転数Ｎｄｎ、車速ＶＥＬなどの値が正常か否かの判定、及び、発進クラッチのリニアソレノイドなどの動作が正常か否かの判定を行なう。これらのどれか一つに異常があったときは仕事率の算出ができないため、正常でないと判断してステップＳＴ１２に進み、仕事率・仕事量算出モードをオフにする。続いて、ステップＳＴ１３に進み、前条件不成立状態に設定し、処理を終了する。

前記ステップＳＴ１１で正常と判断されたときは、ステップＳＴ１４に進み、仕事率・仕事量算出モードをオンにする。続いて、ステップＳＴ１５に進み、ドライブバイワイヤＤＢＷが正常か否かの判定を行い、正常でないときは、前記ステップＳＴ１３に進む。

前記ステップＳＴ１５で正常と判断されたときは、ステップＳＴ１６に進み、前記セレクタ４０のセレクトレバーがリバース（Ｒ）に入っているか否かの判定を行い、入っているときは、前記ステップＳＴ１３に進む。

ステップＳＴ１６でリバース（Ｒ）に入っていないときは、ステップＳＴ１７に進み、前記セレクタ４０のセレクトレバーがドライブ（Ｄ）、セカンド（Ｓ）、ロー（Ｌ）のいずれかのギヤにインギヤが完了しているか否かの判定を行い、完了していなかったときは、前記ステップＳＴ１３に進む。ステップＳＴ１７でインギヤが完了していたときは、ステップＳＴ１８に進み、前条件成立状態に設定し、処理を終了する。

以上の処理により、車両の状態が正常であり、前進段に入っているときは前条件成立状態に設定され、それ以外のときは前条件不成立状態に設定される。

図４は、図２のステップＳＴ２で行なわれる仕事量・仕事率算出処理の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳＴ１０１では、前記ステップＳＴ１２、ＳＴ１４で設定された仕事率・仕事量算出モードがオンかオフかを判定する。オンのときは、ステップＳＴ１０２に進み、車両がイグニッションオン直後の状態か否かの判定を行なう。イグニッションオン直後の状態のときは、ステップＳＴ１０３に進む。

ステップＳＴ１０３は、外気温ＴＡが所定の値ＴＡ２未満か否か、エンジンを冷却する冷却水の水温ＴＷが所定の値ＴＷ２未満か否か、そして、前記外気温ＴＡと前記水温ＴＷとの差（絶対値）が所定の値ＴＤＡＷ２未満であるか否かの判定を行なう。所定値ＴＡ２及びＴＷ２は、外気温ＴＡ及び水温ＴＷが充分冷えていることを判定できるような値に設定される。所定値ＴＤＡＷ２は、エンジンをオフにしてから長時間放置されていることを判定できるような値に設定される。すなわち、外気温ＴＡと水温ＴＷとの差が殆どないことにより、長時間放置されているか否かの判定を行なう。

前記ステップＳＴ１０３の判定結果がＹＥＳであったときは、ステップＳＴ１０４に進み、発進クラッチの累積仕事量Ｑｓｃを０に初期化して、ステップＳＴ１０５に進む。ＮＯであったときは、前記ステップＳＴ１０５に進む。すなわち、車両が充分長い時間放置された状態であると判断されたときのみ、累積仕事量Ｑｓｃが０に初期化される。これは、発進クラッチが充分に冷えていない状態でイグニッションがオンされたときに、累積仕事量Ｑｓｃが０に初期化されることを回避するための処理である。

前記ステップＳＴ１０５はイグニッションオン直後の状態をオフにする。このため、前記ステップＳＴ１０２の判定結果がＹＥＳの状態になるのは、イグニッションオン直後の最初の一回だけになり、前記ステップＳＴ１０３〜ＳＴ１０５の処理は、一回だけ実行される。これ以降は、後述するステップＳＴ１０６〜ＳＴ１１０の処理が実行されることになる。

すなわち、累積仕事量Ｑｓｃが０に初期化される可能性があるのはイグニッションオン後の最初だけになり、充分長い時間放置されていない状態でイグニッションがオンされたときは、累積仕事量Ｑｓｃは０に初期化されない。

前記ステップＳＴ１０２の判定結果がイグニッションオン直後の状態でないときは、ステップＳＴ１０６に進み、現制御周期における発進クラッチの仕事率ＰＷＳＣを算出する。その算出方法は、次のとおりである。

まず、次式１により発進クラッチのクラッチピストンの推力ＦＳＣを算出する。

ＦＳＣ＝（ＰＣＣＭＤ＋Ｐｃｆ−ＰＣＲＰ）×ＡＳＣ …式１
ここで、ＰＣＣＭＤは、発進クラッチに作用する圧力の目標値、Ｐｃｆは、発進クラッチ内部のオイルが回転して発生する遠心力によって発生する圧力、ＰＣＲＰは、発進クラッチのクリープ力発生圧、ＡＳＣは発進クラッチのピストンの面積である。

上式１の（ＰＣＣＭＤ＋Ｐｃｆ−ＰＣＲＰ）によって、発進クラッチの駆動側と被駆動側とに作用する圧力が求められ、前記クラッチピストンの面積を乗算することによって、発進クラッチのクラッチピストンの推力ＦＳＣが算出される。

次に、式２によって仕事率ＰＷＳＣを算出する。

ＰＷＳＣ＝ＦＳＣ×（従動側プーリ１１の回転数−車体側回転数）×Ｋ …式２
ここで、従動側プーリ１１の回転数は、従動側回転センサ２２の出力であり、発進クラッチの駆動軸の回転数を表し、車体側回転数は、発進クラッチの被駆動軸の回転数を表す。また、Ｋは、発進クラッチのクラッチピストンの推力に従動側プーリ１１の回転数と車体側回転数の差を乗算した結果を発進クラッチの仕事率に換算するための係数である。発進クラッチの被駆動軸と車両の車輪の間は、固定されたギア比の歯車のみで構成されているため、発進クラッチの被駆動軸の回転数は、車速ＶＥＬから算出することによって決定される。

従動側回転センサ２２が本発明における駆動軸回転数検知手段に相当し、出力軸回転センサ２３の出力から発進クラッチの被駆動軸の回転数を決定する処理が本発明における被駆動軸回転数検知手段に相当する。また、ステップＳＴ１０６の処理が本発明における仕事率算出手段に相当する。

上記のように仕事率を算出後、ステップＳＴ１０７に進み、前記ステップＳＴ１０６で算出した仕事率ＰＷＳＣが所定の値ＰＷ以上であるか否かの判定を行なう。所定値ＰＷについては後述する。

前記ステップＳＴ１０７の判定結果がＹＥＳのときは、ステップＳＴ１０８に進み、累積仕事量Ｑｓｃに前記ステップＳＴ１０６で算出した仕事率ＰＷＳＣから所定の値ＰＷ２を引いた値を時間軸で制御周期分積分し、現時点の累積仕事量Ｑｓｃに加算した値と、予め定めた仕事量上限値ＱｓｃＭａｘとで、値の小さい方を新たな累積仕事量Ｑｓｃとして設定する。

所定値ＰＷ２は、仕事率ＰＷＳＣの補正が目的であり、通常は０に設定される。仕事量上限値ＱｓｃＭａｘは、累積仕事量Ｑｓｃが増え続けないようにするために設定される。これは、発進クラッチの温度の上昇は、発進クラッチが滑り続けている間、上昇し続けることはなく、ある程度の温度で上昇が飽和するためである。

以上により、累積仕事量Ｑｓｃが現時点の累積仕事量以上になるように算出される。

前記ステップＳＴ１０１、ＳＴ１０７のいずれかの判定結果がＮＯのときは、ステップＳＴ１０９に進み、仕事率減算値ＰＷＤＮを設定する。仕事率減算値ＰＷＤＮは、累積仕事量Ｑｓｃを減算するための値である。エンジン回転数ＮＥと発進クラッチの作動流体（本実施例では、油タンク３６に溜まっているオイル）の温度（以下、「油温」という）ＯＴに基づいてオイルによるクラッチの冷却力が決定される。仕事率減算値ＰＷＤＮは、この冷却力に基づいて決定される値である。

前記油温ＯＴは、ＣＰＵ３１ａによって実行される本発明の温度推定手段によって、次のようにして推定される。温度推定手段は、前述のようにＣＰＵ３１ａから発進クラッチ油温制御装置３４のソレノイドに供給される電流値とソレノイドにかかる電圧値ＬＳＶとからソレノイドの抵抗値を求め、ソレノイドの抵抗値と温度との関係を表したテーブルに基づいてソレノイドの温度を決定し、この温度を油温ＯＴと推定している。

前記ステップＳＴ１０９の終了後、ステップＳＴ１１０に進み、仕事率減算値ＰＷＤＮを時間軸で制御周期分積分し、累積仕事量Ｑｓｃから減じた値を新たな累積仕事量Ｑｓｃとして設定する。但し、累積仕事量Ｑｓｃが負になったときは、０を設定する。よって、累積仕事量Ｑｓｃが現時点の累積仕事量以下になるように算出される。

以上のように、累積仕事量Ｑｓｃは、ステップＳＴ１０８で増加し、ＳＴ１１０で減少する。現制御周期の仕事率ＰＷＳＣが小さいときはクラッチへの負荷が低い（クラッチに発生する熱が少ない）から、オイルによる冷却が十分機能するため、仕事量（クラッチに溜まる熱）を累積する必要がない。前記所定値ＰＷは、この切り替えを行なえるような値に設定される。

ステップＳＴ１０５、ＳＴ１０８、ＳＴ１１０の処理が終了すると、仕事量・仕事率算出の処理は終了する。

ステップＳＴ１０６〜１１０の処理が、本発明における累積仕事量算出手段に相当する。

図５は、図２のステップＳＴ３で行なわれる制御状態選択処理の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳＴ２００では、前記ステップＳＴ１０６で算出した仕事率ＰＷＳＣが所定の値ＰＷ３を超えているか否かを判定する。超えていないときは、ステップＳＴ２０１に進み、油温ＯＴに基づいてタイマーの値を設定して、ステップＳＴ２０２に進む。超えているときは、タイマーの値は設定せずにステップＳＴ２０２に進む。超えているときにタイマーの値を設定しない理由は後述する。

前記ステップＳＴ２０１は、タイマーの値を、油温ＯＴが低いときは大きく、油温ＯＴが高いときは小さく設定し、ステップＳＴ２０２に進む。このように設定する理由は後述する。

ステップＳＴ２０２は、タイマーの値が０か否かを判定する。タイマーの値が０でないときはステップＳＴ２０３に進み、油温ＯＴに基づいて所定の値Ｑｓｃ１を設定し、ステップＳＴ２０４に進む。所定値Ｑｓｃ１の値を、油温ＯＴが低いときは大きく、油温ＯＴが高いときは小さく設定する。このように設定する理由は後述する。

前記ステップＳＴ２０４は、ステップＳＴ１０８又はＳＴ１１０で設定された累積仕事量ＱｓｃがステップＳＴ２０３で設定された前記所定値Ｑｓｃ１より大きいか否かを判定する。大きくないときはステップＳＴ２０５に進み、保護制御モードをオフにする。

前記ステップＳＴ２０２でタイマーの値が０のときか、前記ステップＳＴ２０４で累積仕事量Ｑｓｃが所定値Ｑｓｃ１より大きいときは、ステップＳＴ２０６に進み、保護制御モードをオンにする。

ステップＳＴ２０５、ＳＴ２０６の処理が終わったら、ステップＳＴ２０７に進み、タイマーの値を更新し、処理を終了する。タイマーの値は、現在の値より小さくなるように設定され、現在の値が０のときは０が設定される。

以上より、保護制御モードがオンになる条件は、タイマーが０になるか、累積仕事量Ｑｓｃが所定値Ｑｓｃ１より大きいかである。

仕事率ＰＷＳＣが所定値ＰＷ３を超えているとき（例えば、ストール状態）には、タイマーの値は設定されずにステップＳＴ２０７で更新された値のままになる。ストール状態が続いたときは、タイマーの値が更新されていき、ある期間続くとタイマーが０になる。すなわち、タイマーの値は、ストール状態になっていない状態での油温ＯＴに対するストール状態の継続を許容できる期間を意味している。よって、ステップＳＴ２０１で、タイマーの値は、油温ＯＴが低いときは大きく、油温ＯＴが高いときは小さく設定している。

また、ステップＳＴ２０３で、所定値Ｑｓｃ１の値を、油温ＯＴが低いときは大きく、油温ＯＴが高いときは小さく設定している理由は、ストール状態が短期間でも、油温ＯＴが高いことにより、オイルの潤滑量が少なく冷却力が不充分であるため、発進クラッチの劣化の原因になるため、油温ＯＴが高いときには保護制御モードをオンにしたほうがよいからである。なお、油温ＯＴがある所定の温度を超えたときには、所定値Ｑｓｃ１を０に設定することにより、保護制御モードを強制的にオンにすることもできる。

図６は、図２のステップＳＴ４で行なわれるトルク協調制御処理の手順を示すフローチャートである。

まず、ステップＳＴ３００では、ステップＳＴ１３、ＳＴ１８で設定した前条件が成立状態にあるか否かの判定を行ない、成立状態にあるときは、ステップＳＴ３０１に進む。

前記ステップＳＴ３０１は、前記ステップＳＴ２０５、ＳＴ２０６で設定した保護制御モードがオンかオフかの判定を行ない、オンのときは、ステップＳＴ３０２に進む。

ステップＳＴ３０２は、前記ステップＳＴ１０６で算出した仕事率ＰＷＳＣが所定の値ＰＷ４を超えているか否かの判定を行ない、超えているときはステップＳＴ３０３に進む。所定値ＰＷ４は、現制御周期で発進クラッチに発生する熱がオイルの冷却力に対してトルク制限をする必要があるか否かを判別できるように設定される。

ステップＳＴ３０３は、アクセルペダルの踏み込みに応じて決定されるアクセルペダル要求トルクＴＱＡＰが、目標トルクを超えているか否かの判定を行なう。超えていたときはステップＳＴ３０４に進む。目標トルクは、エンジンの出力トルクやクラッチの耐熱性能によって決定される値である。

図７に、本実施例での急登坂発進時（連続ストール状態）の、仕事率ＰＷＳＣ、協調トルクＴＱＳＣ、エンジン回転数ＮＥ、累積仕事量Ｑｓｃ、油温ＯＴの各値の時間変化（以下、「パターン」という）の一例を示す。縦軸は各パラメータの値であり、横軸は時間軸である。

時刻Ｔ０からエンジン回転数ＮＥが徐々に上がるに従って、他のパラメータも徐々に上がる。

時刻Ｔ１は、協調トルクＴＱＳＣが、ＴＱ１を超えた時刻を示し、時刻Ｔ２は、累積仕事量Ｑｓｃが出力トルクを制限するための値Ｑｓｃ１（トルク制限実行閾値）を超えた時刻を示し、時刻Ｔ３は、協調トルクＴＱＳＣがＴＱ１の値に制限された時刻を示す。

時刻Ｔ１で協調トルクＴＱＳＣがＴＱ１を超えているが、累積仕事量ＱｓｃがＱｓｃ１を超えていないため、時刻Ｔ２まではトルク制限は行なわれない。

時刻Ｔ２以降、仕事率ＰＷＳＣ、協調トルクＴＱＳＣ、累積仕事量Ｑｓｃ、油温ＯＴについては、それぞれ破線と実線で２つのパターンが示されている。実線は本実施形態によりエンジンの出力トルクを制限するときのパターンであり、破線は制限しないときに発生するパターンである。

エンジンの出力トルクを制限しないとき（破線）は、時刻Ｔ２以降、累積仕事量Ｑｓｃ、油温ＯＴは徐々に上がる。一方、出力トルクを制限するとき（実線）は、協調トルクＴＱＳＣが時刻Ｔ２からＴ３の期間、徐々に下がるため、仕事率ＰＷＳＣも徐々に下がり、累積仕事量Ｑｓｃ、油温ＯＴは出力トルクを制限するときに比べて上昇が緩やかになる。時刻Ｔ３以降、協調トルクＴＱＳＣはＴＱ１で一定になり、仕事率ＰＷＳＣも一定になる。図７では、前記目標トルクはＴＱ１を示す。

ステップＳＴ３０４は、前回の協調トルクＴＱＳＣと減算値ＤＴＱの差の値と、目標トルクとで、値の大きい方を協調トルクＴＱＳＣとして設定し、ステップＳＴ３０５に進む。減算値ＤＴＱは、減算用の一定値として予め設定されている。図７の時刻Ｔ２からＴ３の期間では、協調トルクＴＱＳＣが徐々に下がり、時刻Ｔ３以降はＴＱ１で一定になっている。前回の協調トルクＴＱＳＣと減算値ＤＴＱの差の方が大きいときが、時刻Ｔ２からＴ３の間に相当し、目標トルクの方が大きいときが、時刻Ｔ３以降の期間に相当する。

ステップＳＴ３０５は、連続協調状態をオンに設定し、ステップＳＴ３０６に進む。連続協調状態とは、前回の協調トルク設定時に、アクセルペダル要求トルクＴＱＡＰよりも小さなトルクに設定した状態を指す。

ステップＳＴ３０６は、設定された協調トルクＴＱＳＣがエンジンの出力トルクとなるように制御を行い、処理を終了する。

前記ステップＳＴ３０３がＮＯであったときは、ステップＳＴ３０７に進み、アクセルペダル要求トルクＴＱＡＰを協調トルクＴＱＳＣとして設定し、ステップＳＴ３０８に進む。

ステップＳＴ３０８は、協調トルクＴＱＳＣの制限を行なわない状態であるため、連続協調状態をオフに設定し、ステップＳＴ３０６に進む。

前記ＳＴ３００で前条件が成立状態にないとき、前記ＳＴ３０１で保護制御モードがオフのとき、前記ＳＴ３０２で仕事率ＰＷＳＣが所定値ＰＷ４を超えていないときのいずれかであるときは、ステップＳＴ３０９に進む。

ステップＳＴ３０９は、連続協調状態にあるか否かを判定し、連続協調状態でないときは、出力トルクを制限する必要がないため、前記ステップＳＴ３０７に進む。連続協調状態のときは、ステップＳＴ３１０に進む。

ステップＳＴ３１０は、前回の協調トルクＴＱＳＣと加算値ＤＴＱの和と、アクセルペダル要求トルクＴＱＡＰとで値の小さい方を協調トルクＴＱＳＣとして設定し、ステップＳＴ３１１に進む。ここでは、現時点で出力トルクの制限をかける必要がないときでも、前時点で出力トルクの制限を行なっていたときに、アクセルペダル要求トルクＴＱＡＰを協調トルクＴＱＳＣとして設定することにより出力トルクの急激な変化が発生する。この急激な変化を防止するため、加算値ＤＴＱを設定し、出力トルクを徐々に増加させている。

ステップＳＴ３１１は、ステップＳＴ３１０で設定された協調トルクＴＱＳＣがアクセルペダル要求トルクＴＱＡＰより小さいか否かを判定し、小さいときは、前記ステップＳＴ３０６に進み、大きいときは、前記ステップＳＴ３０８に進む。すなわち、現制御周期で、エンジンの出力トルクに制限をかけなかったときは、連続協調状態をオフに設定している。

ステップＳＴ３０１〜３０４及びステップＳＴ３０９〜３１０の処理が、本発明におけるトルク制限手段に相当する。

以上のように、本実施形態では、クラッチ締結過渡状態にあって、油温ＯＴが所定値より高いか又は累積仕事量Ｑｓｃが油温ＯＴによって決定された所定値Ｑｓｃ１を超えたときに、発進クラッチの仕事率ＰＷＳＣが高い場合には、エンジンの出力トルクを制限する。

従って、登坂発進時など連続ストール状態が継続したときには、エンジンの出力トルクを制限するため、クラッチの劣化を防止することができる。また、クラッチの温度が高い状態では、エンジンの出力トルクを制限することにより、温度上昇が抑えられるので、冷却力を増大する必要がなくなり、オイルポンプを小型化できる。そのため、オイルフリクションの増大と燃費の低下を防止することができる。

１…エンジン、９…発進クラッチの駆動軸、１２…発進クラッチ、２２…従動軸回転センサ、２３…出力軸回転センサ、３１…変速機制御装置、３１ａ…ＣＰＵ、３１ｂ…記憶装置、３４…クラッチ油圧制御装置。

Claims (3)

1. 車両の駆動側と被駆動側との間に設けられた発進クラッチによって双方間の接続を制御する制御装置であって、
   前記発進クラッチの駆動軸の回転数を検知する駆動軸回転数検知手段と、
   前記発進クラッチの被駆動軸の回転数を検知する被駆動軸回転数検知手段と、
   前記発進クラッチに作用している圧力、前記駆動軸回転数及び前記被駆動軸回転数に基づいて前記発進クラッチの仕事率を算出する仕事率算出手段と、
   前記発進クラッチに作用している圧力、前記駆動軸回転数及び前記被駆動軸回転数に基づいて前記発進クラッチの累積仕事量を算出する累積仕事量算出手段と、
   前記発進クラッチが締結過渡状態にあって、前記累積仕事量が第１の所定値を超え、且つ前記仕事率が第２の所定値を超えたとき、当該車両の駆動源の出力トルクを制限するトルク出力制限手段とを備え、
   前記累積仕事量算出手段は、
   前記発進クラッチが締結過渡状態のときは、前記仕事率に基づいて、現時点の累積仕事量以上になるように前記累積仕事量を算出し、前記発進クラッチが締結過渡状態でないときは、前記仕事率に基づいて、現時点の累積仕事量以下になるように前記累積仕事量を算出し、
   当該車両がイグニッションオン直後の場合には、外気温が所定の値未満か否かを判定し、前記駆動源を冷却する冷却水の温度が所定の値未満か否かを判定し、且つ前記外気温と前記冷却水の温度の差が所定の値未満か否かを判定し、該３つの判定が全て肯定的である場合には前記累積仕事量を０に設定し、該３つの判定のうち少なくとも１つが否定的である場合には前記累積仕事量を保持することを特徴とする発進クラッチ制御装置。
2. 請求項１に記載の発進クラッチ制御装置において、前記発進クラッチの作動流体の温度を推定する温度推定手段を備え、前記トルク出力制限手段は、前記作動流体の温度に応じて前記第１の所定値を決定することを特徴とする発進クラッチ制御装置。
3. 請求項２に記載の発進クラッチ制御装置において、前記作動流体の温度が第３の所定値を超えたときに当該車両の駆動源の出力トルクを制限する第２のトルク出力制限手段を備えることを特徴とする発進クラッチ制御装置。

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