JP6131169B2 - 自動変速機の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の変速歯車列からなる動力伝達経路を切り換えて自動的に変速を行う変速クラッチ等の摩擦係合要素を備えた自動変速機の変速制御装置に関し、特に、摩擦係合要素のフェーシングを焼損等の熱害から保護することができる変速制御装置に関する。

従来から、車両においては、変速クラッチ等の摩擦係合要素を選択的に締結制御することで、複数の変速歯車列からなる動力伝達経路を切り換えて、自動的に変速を行う自動変速機が広く採用されている。ところで、近年においては、エンジンの高出力化や自動変速機の変速品質向上等を目的として、自動変速機の変速動作（摩擦係合要素の締結動作）が頻繁に行われる傾向にあり、それに伴い、自動変速機においては、変速に供する摩擦係合要素の締結動作時の発熱量が増加する傾向にある。摩擦係合要素の発熱量が過大となると、摩擦係合要素の焼き付き（焼損）などが生じるおそれがあるため、摩擦係合要素を熱害から保護するための保護制御が必要となる。

この保護制御に関する従来技術として、特許文献１，２に記載の自動変速機の制御装置がある。特許文献１に記載の制御装置では、変速時に少なくとも締結すべき摩擦係合要素の温度を演算し、演算した温度が基準温度よりも高い場合において、さらに目標変速段への変速操作が締結すべき摩擦係合要素を使用したアップシフトである場合には、当該アップシフトのタイミングを所定時間遅延させる一方、目標変速段への変速操作がダウンシフトである場合には、当該ダウンシフトを遅延させずに許可するようにしている。

また、特許文献２に記載の制御装置では、摩擦係合要素の温度を算出するとともに、摩擦係合要素の入出力の差回転を検出し、該算出した摩擦係合要素の温度及び前記差回転と変速指令のパターンとに基づき摩擦係合要素の係合可否を判断し、摩擦係合要素に焼損を起こすおそれがある場合は係合不可と判断し、係合可と判断されるまで係合を遅延する。これにより、適切な冷却期間が設定されるので、摩擦係合要素を熱害から保護しつつ、係合制御を行うことができる。

特許第４９１３５３５号公報 特許第４９１３８４８号公報

ところで、従来の保護制御において摩擦係合要素の係合可否を判断するための閾値温度は、摩擦係合要素及び車両の全使用期間に渡って一定の値に設定（固定）されていた。そしてこの閾値温度は、摩擦係合要素の温度が一時的に上昇した場合に熱害による故障を防ぐ目的で設定された温度（すなわち、比較的に短い期間内の故障を防止する目的で設定された温度）であり、長い期間での摩擦係合要素及び車両の耐久性を考慮して設定された温度ではなかった。そのため、車両が長期に渡って使用された後では、保護制御のための閾値温度がその時点での摩擦係合要素の保護に最適な閾値温度と乖離する場合がある。そのような場合、摩擦係合要素の劣化が想定以上に進むことなどによって、自動変速機の保証期限内における摩擦係合要素の性能を維持できないおそれがあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、摩擦係合要素の保護制御において、保護制御を行うための閾値温度を耐久性の観点から最適な値に設定することで、自動変速機の保証期限内における摩擦係合要素の性能の維持を図ることができる自動変速機の制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明にかかる自動変速機の制御装置は、複数の摩擦係合要素を選択的に係合して変速制御を行う自動変速機の制御装置であって、変速指令を出す変速指令手段と、前記摩擦係合要素の温度を算出する温度算出手段と、前記変速指令手段から変速指令が出されたときに、前記温度算出手段で算出した前記摩擦係合要素の温度（Ｔｐ）と予め設定された閾値温度（Ｔｔｈ）との比較に基いて前記摩擦係合要素の係合可否を判断する係合可否判断手段と、前記係合可否判断手段が前記摩擦係合要素の係合を不可と判断した場合には、係合可と判断するまで前記摩擦係合要素の係合を遅延する係合遅延手段と、前記自動変速機による変速動作が行なわれたときに前記複数の摩擦係合要素それぞれに入力される累積の負荷量（Ｋ）を算出する累積負荷算出手段と、を備え、前記係合可否判断手段は、前記累積負荷算出手段で算出された累積の負荷量（Ｋ）が所定量（Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３）以上となったときに、前記摩擦係合要素の係合可否を判断するための閾値温度（Ｔｔｈ）を変更し、前記閾値温度（Ｔｔｈ）は、前記累積負荷算出手段で算出された前記累積の負荷量（Ｋ）が多い程、低い温度に設定されることを特徴とする。

本発明にかかる自動変速機の制御装置では、摩擦係合要素の温度が閾値温度以上になると当該摩擦係合要素の係合を禁止する保護制御を行う制御装置において、摩擦係合要素に入力される累積の負荷量を算出し、当該累積の負荷量に応じて摩擦係合要素の保護制御を実施（開始）するための閾値温度を変更するようにした。すなわち、摩擦係合要素の保護制御の適用範囲を累積の負荷量に応じて段階的に変更する。これにより、摩擦係合要素の使用態様に応じた適切な保護制御が可能となるので、自動変速機の保証期限内における摩擦係合要素の性能の維持を図ることができる。

そして、摩擦係合要素の累積の負荷量が多い程、摩擦係合要素の劣化が進んでいると判断できる。したがって本発明では、摩擦係合要素の保護制御を実施するための閾値温度をより低い温度に設定する。これにより、長期間の使用に対する摩擦係合要素及び車両の耐久性を考慮して設定された適切な閾値温度となるので、摩擦係合要素の確実な保護を図ることができ、自動変速機の保証期限内における摩擦係合要素の性能の維持を図ることができる。

また、上記の制御装置では、前記閾値温度（Ｔｔｈ）は、前記摩擦係合要素の使用限界における累積の負荷量（Ｋ３）と、当該摩擦係合要素の使用限界における車両の走行距離（Ｌ３）と、車両の実際の走行距離（Ｌ）に対する前記累積の負荷量（Ｋ）の変化量（α１〜α３）とに基づいて算出された値であってよい。

この構成によれば、摩擦係合要素の使用限界及び実際の使用態様に応じた適切な閾値温度を設定することができる。したがって、自動変速機の保証期限内における摩擦係合要素のより確実な性能の維持を図ることができる。
なお、上記の括弧内の符号は、後述する実施形態における構成要素の符号を本発明の一例として示したものである。

本発明にかかる自動変速機の制御装置によれば、摩擦係合要素の保護制御を行うための閾値温度を耐久性の観点から最適な値に設定することで、摩擦係合要素の温度が一時的に上昇した場合に熱害から保護できるだけでなく、自動変速機の保証期限内における摩擦係合要素の性能の維持を図ることができる。

本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置を備えた車両の動力伝達系統及び制御系統の概略を示すブロック図である。 本発明に係る自動変速機の制御装置の機能的構成を示すブロック図である。 本発明に係る自動変速機の制御装置の機能をコンピュータプログラムによって実現する場合の一例を示すフローチャートである。 各温度領域において変速指令のパターンと差回転との組み合わせに応じてクラッチ係合可否を判定する基準を規定する変速規制ルールを示す表である。 特殊な変速規制ルールに従う係合可否判断及び制御の処理手順を示すフローチャートである。 変速規制を行う際に用いるクラッチのプレート温度の閾値を変更する手順を説明するためのフローチャートである。 クラッチ負荷量の計算手順を示すフローチャートである。 車両の走行距離とクラッチ負荷量との関係を示すグラフである。 変速制御におけるクラッチのプレート温度と変速段との経時変化を示すグラフである。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る自動変速機の制御装置を備えた車両の動力伝達系統及び制御系統の概略を示すブロック図である。車両の動力伝達系統は、動力源であるエンジン１と、エンジン１の回転出力を変速ギア機構３に伝達するための流体継手であるトルクコンバータ２と、トルクコンバータ２の回転出力を入力して設定された速度比で変速して出力する変速ギア機構３と、変速ギア機構３の出力回転を左右の車輪（例えば後輪）５に分配するディファレンシャルギア機構４とを含む。トルクコンバータ２及び変速ギア機構３に付属して油圧制御装置６が設けられており、この油圧制御装置６はトルクコンバータ２及び変速ギア機構３内に設けられている油圧制御型の複数の摩擦係合要素（クラッチなど）を所定の組み合わせで係合又は解放することにより、トルクコンバータ２のロックアップや、該変速ギア機構３における入出力速度比を所要の変速段に設定することを行う。車両の自動変速機は、これらのトルクコンバータ２、変速ギア機構３、油圧制御装置６などによって構成される。

車両の動力伝達系統を制御するための制御系統は、車両の各部に設けられたセンサと、該各センサの出力が入力される電子制御ユニット（ＥＣＵ）１０と、電子制御ユニット１０によって制御される油圧制御装置６などで構成される。回転センサ１１は、トルクコンバータ２の入力軸の回転数（エンジン回転数）Ｎｅを検出し、回転センサ１２は、変速ギア機構３の入力軸の回転数Ｎｉを検出し、回転センサ１３は、変速ギア機構３の出力軸の回転数Ｎｏを検出し、車速センサ１４は、車速Ｎｖを検出する。スロットルセンサ１５は、アクセルペダルの踏み込みに応じて開度が設定されるエンジン１のスロットルの開度を検出する。ＡＴＦ温度センサ１６は、油圧制御装置６における作動油の温度（ＡＴＦ油温）ＴＡＴＦを検出する。冷却水温センサ１７は、エンジン冷却液の温度を検出する。

図１に示した車両の動力伝達系統及び制御系統の具体的構成は、公知の構成を適宜採用してよい。本発明に係る自動変速機の制御装置は、電子制御ユニット１０に含まれるものであり、該電子制御ユニット１０が実現可能な種々の制御機能のうちの一つとして実施される。以下述べる実施例においては、本発明に係る自動変速機の制御装置は、電子制御ユニット１０が具備するコンピュータプログラムによって実行される。しかし、本発明に係る制御装置は、コンピュータプログラムに限らず、専用の電子回路ハードウェアで構成することができるのは勿論である。

図２は、本発明に係る自動変速機の制御装置の機能的構成を示すブロック図である。これらの機能は具体的には電子制御ユニット１０において実行される。

変速制御手段２０は、車両の運転状態に応じて最適な変速段を決定し、決定した変速段にギアシフトすべきことを指示する変速指令を発生するもので、車両の自動変速制御技術において公知の構成を用いてよい。

温度算出手段２１は、少なくとも変速に関係する摩擦係合要素（詳しくはクラッチプレート）の温度を算出するための演算を行う。具体的な温度算出法は、前記特許文献１などで公知の手法を用いてよい。

差回転算出手段２２は、少なくとも変速に関係する摩擦係合要素（クラッチ）の入出力差回転を算出するための演算を行う。具体的な差回転算出法は、前記特許文献１などで公知の手法を用いてよい。

判断手段２３は、算出した摩擦係合要素（クラッチ）の温度及び差回転と、変速制御手段２０から発生された変速指令のパターンとに基づき、該変速指令によって指示される摩擦係合要素の係合可否を判断する。ここで、変速指令のパターンとは、今回発生された変速指令がアップシフトであるか、ダウンシフトであるか、あるいは１段以上を飛び越すダウンシフトであるか、あるいは２段以上の順次ダウンシフトであるか等、今回行うべき変速態様のことである。変速制御手段２０から変速指令が発生されたときに該判断手段２３が係合不可と判断したならば、油圧制御装置６に対して変速のためのクラッチ係合制御信号が与えられず、クラッチ係合がなされない（係合が保留される）。これにより、係合による発熱によりクラッチフェーシングが焼きつくことを防止する。係合が保留されることで、クラッチが冷却されると、温度算出手段２１によりリアルタイムで算出される温度が低下する、あるいは差回転算出手段２２でリアルタイムで算出される差回転が低下することにより、判断手段２３が係合可と判断するようになり、油圧制御装置６に対して変速のためのクラッチ係合制御信号が与えられ、変速のためのクラッチ係合が行われる。こうして、クラッチの係合動作が適切に遅延される。

図３は、上記各手段２０〜２３の機能を電子制御ユニット１０に搭載したコンピュータプログラムによって実現する場合の一例を示すフローチャートである。図３（ａ）におけるステップＳ１の「クラッチ発熱量推定」ルーチンと、ステップＳ２の「クラッチプレート温度推定」ルーチンが上記温度算出手段２１の機能に相当する。ステップＳ１の「クラッチ発熱量推定」ルーチンの詳細例が図３（ｂ）に示されており、ステップＳ２の「クラッチプレート温度推定」ルーチンの詳細例が図３（ｃ）に示されている。また、図３（ｂ）のステップＳ１２で行われる「クラッチ差回転演算」が上記差回転算出手段２２の機能に相当する。これらは、公知の機能であるため、以下の説明では簡単に説明する。図３（ａ）におけるステップＳ３の「クラッチプレート温度領域判定」ルーチン及びステップＳ４の「変速規制」ルーチンが上記判断手段２３の機能に相当する。図３の処理ルーチンはタイマ割り込みによって繰り返し実行され、温度算出、差回転算出、判断等の演算処理がリアルタイムに実行される。

図３（ａ）において、ステップＳ１の「クラッチ発熱量推定」ルーチンでは、変速に関係する各クラッチ、つまり新たに係合されるクラッチ（ＯＮクラッチ）と係合解除されるクラッチ（ＯＦＦクラッチ）、毎にそこで発生している発熱量をリアルタイムに推定する演算を行う。

この「クラッチ発熱量推定」ルーチンにおいては、図３（ｂ）に示すように、まず、「クラッチトルク推定」ステップＳ１１で、当該クラッチのクラッチトルクＴＣＬを推定する演算を行う。たとえば、クラッチ締結指示圧及びその他の必要なパラメータに基づきクラッチの油充填率を演算し、これに基づきクラッチトルクＴＣＬを算出する。

次の「クラッチ差回転演算」ステップＳ１２では、当該クラッチの入出力差回転Δωを算出する。これは、変速機の入力回転数Ｎｉ及び出力回転数Ｎｏ及びギヤ比に基づき算出される。

次の「クラッチ発熱量演算」ステップＳ１３では、当該クラッチの単位時間のクラッチ発熱量ΔＱを、例えばクラッチトルクＴＣＬと差回転Δωの積（ΔＱ＝ＴＣＬ・Δω）として、算出する。なお、ここで、単位時間とは、図３の処理ルーチンをタイマ割り込みによって繰り返すときの割り込み周期に相当する。

図３（ａ）において、ステップＳ２の「クラッチプレート温度推定」ルーチンでは、各クラッチのクラッチプレート温度を推定する演算を行う。ここでは、すべてのクラッチの現在のクラッチプレート温度を推定し、管理する。すなわち、発熱による温度上昇は締結クラッチで発生するが、係合解除後の冷却による温度低下はすべてのクラッチでリアルタイムに進行し、当該非締結クラッチが変速操作によって次の係合対象となるとき、即座に現在のクラッチプレート温度を算出できるようにするためには、すべてのクラッチの現在のクラッチプレート温度を推定し、管理する必要がある。

この「クラッチプレート温度推定」ルーチンにおいては、図３（ｃ）に示すように、まず、「上昇温度演算」ステップＳ２１で、上記クラッチ発熱量ΔＱに基づき当該クラッチの上昇温度Ｈｐを算出する。上昇温度Ｈｐとは、タイマ割り込みで繰り返し実行される図３の処理ルーチンのタイマ割り込み１周期当りの時間で上昇すると推定される温度増分である。なお、今回の変速に関係しないクラッチについては、その上昇温度Ｈｐを実質的に０としてよい。

「冷却温度演算」ステップＳ２２では、各クラッチについての冷却温度Ｃｐを算出する。この冷却温度Ｃｐとは、上記タイマ割り込み１周期当りの時間で低下すると推定される温度減分である。例えば、温度低下要因となる各クラッチの潤滑油の油量と潤滑油温をパラメータとして冷却温度Ｃｐを算出する。

「プレート温度演算」ステップＳ２３では、各クラッチについての現在のクラッチプレート温度Ｔｐを算出する。これは、当該クラッチについて前回演算で求めたクラッチプレート温度Ｔｐ_prevに対して上記上昇温度Ｈｐと冷却温度Ｃｐを加算及び減算することにより求められる。すなわち、
Ｔｐ＝Ｔｐ_prev ＋Ｔｐ ＋Ｃｐ
である。なお、Ｃｐの符号はマイナスであるとする。

図３（ａ）において、ステップＳ３の「クラッチプレート温度領域判定」ルーチンでは、各クラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐが複数の温度領域のいずれに属しているかを判定する。一例として、後述する図４に示すように、クラッチプレート温度領域として２つの温度領域が設定される。例えば、第１の温度領域（許可領域）はプレート温度Ｔｐが閾値温度Ｔｔｈ未満の範囲、第２の温度領域（禁止領域）は、プレート温度Ｔｐが閾値温度Ｔｔｈ以上の範囲である。

ステップＳ４の「変速規制」ルーチンでは、クラッチの係合可否を規定する所定の変速規制ルール（テーブル）を参照して、各クラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐが属する温度領域において係合が許可されるか否かを判断する。

この変速規制ルール（テーブル）は、例えば図４に示すように、上記のように設定された各温度領域において変速指令のパターンと差回転との組み合わせに応じてクラッチ係合可否を判定する基準を規定するものである。図４において、○は係合可を示し、×は係合不可を示し、△は差回転が所定閾値より大であれば係合不可とする若しくは条件付きで係合可とすることを示す。なお、△マークに付記された記号（♯１）は、差回転が所定閾値より大であるときの係合制御の形態が変速指令のパターンに応じて異なることを示している。

例えば、変速指令のパターンが「アップシフト」の場合、変速後の変速段（目標段）を実現するためのクラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐがどの温度領域に属しているかを判定する。これは、アップシフトの場合は、変速後（目標段）のクラッチ（係合しようとするクラッチ）の方が発熱が大であるからである。図４の「アップシフト」のコラムに示すように、当該クラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第１の温度領域（許可領域）に属しているならば当該クラッチの係合を許可する。しかし、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第２の温度領域（禁止領域）に属しているならば、当該クラッチの係合を許可しない。

次に、変速指令のパターンが「ダウンシフト」の場合について説明する。「ダウンシフト」の場合は、変速前の変速段を実現しているクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の現在のクラッチプレート温度Ｔｐがどの温度領域に属しているかを判定する。これは、ダウンシフトの場合は、変速前（現在の変速段）のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の方が発熱が大であるからである。

変速指令のパターンが「１段のダウンシフト」の場合、図４の「ダウンシフト・１段変速」のコラムに示すように、当該クラッチの現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第１の温度領域（許可領域）に属しているならば係合可と判断し（○）、当該クラッチの係合解除と変速後（目標変速段）のクラッチの係合を許可する。しかし、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第２の温度領域（禁止領域）に属しているならば、当該クラッチの差回転Δωを考慮した係合可否判断を行う（△）。図５（ａ）は、「△」に係る係合可否判断を行うためのフローチャートを略示する。すなわち、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第２の温度領域（禁止領域）に属しており、かつ当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値ω１以上であれば変速不可と判断する（ステップＳ３１のＹＥＳ）。一方、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第２の温度領域（禁止領域）に属していても、当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値ω１未満であれば変速可と判断する（ステップＳ３１のＮＯ）。この場合、変速不可と判断されたならば、変速前（現在の変速段）のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の係合が持続されるが、やがて当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値ω１未満となるか又は温度が第１の温度領域（許可領域）まで下がれば、変速可と判断され、変速指令に応じたダウンシフトが実行される。このように、変速規制を受ける領域では、変速可と判断されるまで変速（クラッチの係合）が遅延される。

変速指令のパターンが「２段以上を直接変速（いわゆる飛びダウンシフト）」の場合、図４の「ダウンシフト・２段以上の直接変速」のコラムに示すように、変速前（現在の変速段）のクラッチ（係合解除されるべきクラッチ）の現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第２の温度領域（禁止領域）に属しているならば、係合不可と判断する（×）。一方、現在のクラッチプレート温度Ｔｐが第１の温度領域（許可領域）に属しているならば、当該クラッチの差回転Δωを考慮した係合可否判断及び制御を行う（△♯１）。

この条件付きの変速規制（△♯１）とは、第１の温度領域（許可領域）において当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値以上であれば単純に係合不可と判断するのではなく、前段（例えば６速）から１段以上を飛び越す後段（例えば４速）への直接変速を不可とし、それに代えて、中間段（例えば５速）を経由する１段毎の順次ダウンシフトに変速指令を変更した上で係合可と判断して係合を行わせることからなる。図５（ｂ）は、「△（♯１）」に係る係合可否判断及び制御を行うためのフローチャートを略示する。すなわち、当該クラッチの差回転Δωが所定の閾値ω２以上であれば、中間段を経由する１段毎の順次ダウンシフトに変速指令を変更した上で、変速可と判断する（ステップＳ３２のＹＥＳからステップＳ３３の処理）。その後、該中間段（例えば５速）のクラッチの係合解除を指示すると共に、ダウンシフトの目標段として後段（例えば４速）を指示して該後段（例えば４速）のクラッチの係合を行わせる。こうして、１段毎の順次ダウンシフトに切り換えてダウンシフトを行う。このように、１段以上を飛び越す直接変速ではなく、１段毎の順次ダウンシフトに変更することにより、前段クラッチの仕事分を中間段のクラッチに請け負わせることで前段クラッチの仕事量を下げ、もって発熱量を抑え、前段クラッチを焼損から保護する。なお、この条件付きの変速規制（△♯１）においては、当該クラッチの温度が第１の温度領域（許可領域）に属していても、その差回転Δωが該所定の閾値未満であれば変速可と判断する（ステップＳ３２のＮＯ）。

このように、本実施形態の制御では、クラッチの焼き付きなどの熱害を防止するために、クラッチの温度（プレート温度）Ｔｐが閾値温度Ｔｔｈ以上になると、当該クラッチの係合を原則として禁止する保護制御を行うようにしている。

本実施形態の制御ではさらに、クラッチに入力される累積の負荷量（後述するクラッチ負荷量Ｋ）を算出し、当該累積の負荷量に応じてクラッチの保護制御を実施（開始）するためのプレート温度Ｔｐの閾値温度Ｔｔｈを変更するようにしている。すなわち、従来は固定値としていた閾値温度Ｔｔｈをクラッチの使用状況に応じた変動値としている。つまり、図２に示すように、本発明に係る自動変速機の制御装置は、その機能的構成として、変速動作ごとにクラッチに入力される負荷を算出する負荷算出手段２４と、負荷算出手段で算出した負荷の累積値である累積の負荷量を算出する累積負荷量算出手段２５とを備えている。そして、判断手段２３は、この累積負荷量算出手段２５で算出した累積の負荷量に基いてクラッチの係合可否を判断するための温度閾値Ｔｔｈを変更するようにしている。以下、この閾値温度Ｔｔｈの変更手順について詳細に説明する。

図６は、上記の変速規制を行う際にクラッチのプレート温度Ｔｐの閾値温度Ｔｔｈを変更する手順を説明するためのフローチャートである。ここではまず、変速動作に伴うクラッチの係合によって当該クラッチに入力された累積の負荷量（以下、この量を「クラッチ負荷量Ｋ」と称す。）を計算する（ステップＳ５１）。クラッチ負荷量Ｋの計算は、図７に示すフローチャート（サブルーチン）に従って行われる。すなわち、まず自動変速機による変速動作の最中であるか否かを判断する（ステップＳ５１１）。その結果、変速動作の最中でなければ（ＮＯ）、そのまま処理を終了する。一方、変速動作の最中であれば（ＹＥＳ）、クラッチ負荷量Ｋの計算を実施する（ステップＳ５１２）。

クラッチ負荷量Ｋは、下記の（式１）で表される。
Ｋ＝ΣＦ（Ｔ，Ｐ，Ｑ，Ｎ）／Ｆ（Ｔ０，Ｐ０，Ｑ０，Ｎ０） （式１）

ここで、（Ｔ，Ｔ０）＝クラッチのプレート温度（Ｔｐ）、（Ｐ，Ｐ０）＝クラッチ圧、（Ｑ，Ｑ０）＝変速動作の際にクラッチで発生する熱量、（Ｎ，Ｎ０）＝クラッチの作動回数（係合回数）、である。Ｔ０，Ｐ０，Ｑ０は、それぞれクラッチが劣化していない状態での初期値である。すなわち、クラッチの温度、変速回数、発熱量に基いて当該クラッチに入力された累積の負荷量（被害度）を算出する。なお、クラッチ負荷量Ｋとして、複数のクラッチそれぞれに入力される累積の負荷量が別個に算出される。なお、（式１）では、Ｆ（Ｔ，Ｐ，Ｑ，Ｎ）とは、Ｔ，Ｐ，Ｑ、Ｎの関数であることを示している。

そしてここでは、算出したクラッチ負荷量Ｋが予め定めた第１の値Ｋ１に達するまでの段階（０＜Ｋ≦Ｋ１）をクラッチの保護制御のための初期段階とし、算出したクラッチ負荷量Ｋが第１の値Ｋ１を越えてから予め定めた第２の値Ｋ２（Ｋ１＜Ｋ２）に達するまでの段階（Ｋ１＜Ｋ≦Ｋ２）をクラッチの保護制御のための第１段階とし、算出したクラッチ負荷量Ｋが第２の値Ｋ２を越えてから予め定めた第３の値Ｋ３（Ｋ２＜Ｋ３）に達するまでの段階（Ｋ２＜Ｋ≦Ｋ３）をクラッチの保護制御のための第２段階とする。

そして、上記のクラッチ保護制御の初期段階（０＜Ｋ≦Ｋ１）では、変速(クラッチの係合)の可否を判断するための閾値温度Ｔｔｈ＝Ｔ１とする。また、第１段階（Ｋ１＜Ｋ≦Ｋ２）では、変速の可否を判断するための閾値温度Ｔｔｈ＝Ｔ２とする。また、第２段階（Ｋ２＜Ｋ≦Ｋ３）では、変速の可否を判断するための閾値温度Ｔｔｈ＝Ｔ３とする。ここで、Ｔ１，Ｔ２はあらかじめ定められた温度（一定値）であり、Ｔ３は、第１段階と第２段階の状況に応じて算出される温度である。Ｔ３の算出方法については後述する。閾値温度Ｔ１は一例としてＴ１＝２９０℃、閾値温度Ｔ２は一例としてＴ２＝２７５℃に設定することができる。

すなわち、図６のフローチャートに示すように、ステップＳＴ５１でクラッチ負荷量Ｋを算出したら、続けて、算出したクラッチ負荷量ＫがＫ１より大きいか否かを判断する。その結果、クラッチ負荷量ＫがＫ１以下の場合（ＮＯ）には、閾値温度ＴｔｈをＴ１から変更せずに処理を終了する。一方、クラッチ負荷量ＫがＫ１より大きい（Ｋ＞Ｋ１）場合には（ＹＥＳ）、クラッチの保護制御に用いる閾値温度ＴｔｈをＴ１からＴ２に変更する（持ち替える）。続けて、クラッチ負荷量ＫがＫ２より大きいか否かを判断する（ステップＳ５４）。その結果、クラッチ負荷量ＫがＫ２以下の場合（ＮＯ）には、閾値温度ＴｔｈをＴ２から変更せずに処理を終了する。一方、クラッチ負荷量ＫがＫ２より大きい（Ｋ＞Ｋ２）場合には（ＹＥＳ）、クラッチ保護制御の第２段階で用いる閾値温度Ｔ３を算出する（ステップＳ５５）。

ここで、閾値温度Ｔ３の算出手順について説明する。図８は、車両の走行距離（累積の走行距離）Ｌとクラッチ負荷量Ｋとの関係を示すグラフである。同図のグラフに示すように、クラッチ負荷量Ｋ＝Ｋ１になったときの車両の走行距離Ｌ＝Ｌ１であり、クラッチ負荷量Ｋ＝Ｋ２になったときの車両の走行距離Ｌ＝Ｌ２である。また、クラッチの保障距離（クラッチが使用限度に達する走行距離）Ｌ＝Ｌ３であり、この保障距離Ｌ３に対応するクラッチ負荷量Ｋ＝Ｋ３である。そして、クラッチ保護制御の初期段階（０＜Ｋ≦Ｋ１）では、車両の走行距離Ｌ＝Ｌ１に対するクラッチ負荷量Ｋ＝Ｋ１の変化量α１は、下記の（式２）で表される。
α１＝Ｋ１／Ｌ１ （式２）

また、クラッチ保護制御の第１段階（Ｋ１＜Ｋ≦Ｋ２）では、車両の走行距離Ｌ＝Ｌ２−Ｌ１に対するクラッチ負荷量Ｋ＝Ｋ２−Ｋ１の変化量α２は、下記の（式３）で表される。
α２＝（Ｋ２−Ｋ１）／（Ｌ２−Ｌ１） （式３）

また、クラッチ保護制御の第２段階（Ｋ２＜Ｋ≦Ｋ３）では、車両の走行距離Ｌ＝Ｌ３−Ｌ２に対するクラッチ負荷量Ｋ＝Ｋ３−Ｋ２の変化量α３は、下記の（式４）で表される。
α３＝（Ｋ３−Ｋ２）／（Ｌ３−Ｌ２） （式４）

これらから、クラッチ保護制御の第２段階で用いる閾値温度Ｔ３は、下記の式（５）で算出することができる。
Ｔ３＝Ｔ２−{α３／（α１−α２）}・（Ｔ１−Ｔ２） （式５）

このように、閾値温度Ｔ３は、クラッチの使用限界におけるクラッチ負荷量Ｋ３と、当該クラッチの使用限界における車両の走行距離（累積の走行距離）Ｌ３と、車両の実際の走行距離Ｌに対するクラッチ負荷量Ｋの変化量α１〜α３とに基づいて算出することができる。Ｔ１＝２９０℃、Ｔ２＝２７５℃の場合、算出された閾値温度Ｔ３は、一例としてＴ３＝２５０℃程度の温度になる。

図６のフローチャートに戻り、ステップＳＴ５５で閾値温度Ｔ３を算出したら、クラッチの保護制御に用いる閾値温度ＴｔｈをＴ２からＴ３に持ち替える。

ここで、変更した閾値温度Ｔｔｈに基づいて行われる変速制御について説明する。図９は、変速制御におけるクラッチのプレート温度Ｔｐと変速段ｎの経時変化を示すグラフであり、同図（ａ）は、変速規制のための閾値温度Ｔｔｈを温度Ｔ１から温度Ｔ２に変更した場合、同図（ｂ）は、変速規制のための閾値温度Ｔｔｈを温度Ｔ２から温度Ｔ３に変更した場合のグラフである。また、同図（ａ）のグラフでは、一点鎖線で示すラインが閾値温度Ｔ１とそれに対応するプレート温度Ｔｐの変化であり、点線で示すラインが閾値温度Ｔ２とそれに対応するプレート温度Ｔｐの変化である。また、点線で示す変速段は、閾値温度Ｔ１に対応する変速段の切り替えを示しており、実線で示す変速段の変化は、閾値温度Ｔ２に対応する変速段の切り替えを示している。同様に、同図（ｂ）のグラフでは、点線で示すラインが閾値温度Ｔ２とそれに対応するプレート温度Ｔｐの変化であり、二点鎖線で示すラインが閾値温度Ｔ３とそれに対応するプレート温度Ｔｐの変化である。また、点線で示す変速段は、閾値温度Ｔ２に対応する変速段の切り替えを示しており、実線で示す変速段の変化は、閾値温度Ｔ３に対応する変速段の切り替えを示している。

図９（ａ）に示す例では、変速制御の閾値温度ＴｔｈをＴ１からＴ２に変更した場合、通常の変速制御（点線で示す変速段の切り替え）を行うと、同図の符号Ａで示す３速段から４速段への変速段の切り替え（アップシフト）によって、プレート温度Ｔｐが一時的に閾値温度Ｔ２を越えてしまうおそれがある（符号Ｂ）。このように、閾値温度ＴがＴ２を超えると予想される場合には、そのタイミングでの変速段の切り替えを不許可として（符号Ｃ）、閾値温度がＴ２を超えないと判断するまで変速段の切り換えを遅延させる（シフトホールド制御）。これにより、プレート温度Ｔｐが閾値温度Ｔ２を越えない範囲に抑制される（符号Ｄ）。

同様に、図９（ｂ）に示す例では、変速制御の閾値温度ＴｔｈをＴ２からＴ３に変更した場合、通常の変速制御（点線で示す変速段の切り替え）を行うと、同図の符号Ｅで示す６速段から３速段へ飛び変速（飛びダウンシフト）によって、プレート温度Ｔｐが一時的に閾値温度Ｔ３を越えてしまうおそれがある（符号Ｆ）。このように、プレート温度Ｔｐが閾値温度Ｔ３を超えると予想される場合には、そのタイミングでの飛び変速を不許可として（符号Ｇ）、変速段の順次の切り替えを行うようにする。これにより、プレート温度Ｔｐが閾値温度Ｔ３を越えない範囲に抑制される（符号Ｈ）。

以上説明したように、本実施形態の制御装置によるクラッチの保護制御では、自動変速機の変速指令が出されたときに、算出したクラッチのプレート温度Ｔｐと、クラッチの差回転と変速指令のパターンとに対応して予め設定された閾値温度Ｔｔｈとを比較することでクラッチの係合可否を判断し、クラッチの係合を不可と判断した場合には、係合可と判断するまでクラッチの係合（変速動作）を遅延する。このような制御において、自動変速機による変速動作が行なわれたときに各クラッチに入力される累積の負荷量（クラッチ負荷量Ｋ）を算出する。そして、この算出したクラッチ負荷量Ｋが所定以上となったときに、クラッチの係合可否を判断するための閾値温度Ｔｔｈを変更するようにしている。

これにより、クラッチの保護制御の適用範囲を累積の負荷量に応じて段階的に変更することができる。したがって、クラッチの実際の使用態様に応じた適切な保護制御が可能となるので、自動変速機の保証期限内におけるクラッチの性能の維持を図ることができる。

すなわち、従来のクラッチの保護制御では，クラッチの係合可否を判断するための閾値温度は、クラッチの焼き付きなどによる損傷を防止する観点のみに基いて設定されていた。そしてこの閾値温度は、クラッチの全使用期間に渡って一定の値（固定値）であった。それに対して、本実施形態のクラッチ保護制御では、従来は固定値としていた閾値温度をクラッチの実際の使用態様に応じて算出される値（クラッチ負荷量Ｋ）に応じた変動値としている。

すなわち、クラッチ保護制御の閾値温度Ｔｔｈをより低い温度に設定すれば、クラッチに入力される負荷が低くなる。しかしながら、変速制御における変速規制がより強く働いてしまうため、車両の走行性能に影響を及ぼすおそれがある。そのため、クラッチの全使用期間に渡って保護制御の閾値温度Ｔｔｈを低い温度に設定することは、車両の良好な走行性能を確保する観点からは得策ではない。その一方で、クラッチの長期の使用後には、クラッチの耐久性を確保するために閾値温度Ｔｔｈをより低い温度に設定する必要性が生じる。これに対して、本実施形態の制御では、クラッチの使用期間及び累積の負荷量に応じて、保護制御のための閾値温度Ｔｔｈを変化させている。これにより、クラッチの使用期間の初期段階での車両の走行性能の確保と、長期の使用後における耐久性の確保との両立を図ることができるようにしている。

また、本実施形態の保護制御では、上記の閾値温度Ｔｔｈは、累積の負荷量Ｋが多い程、低い温度に設定されている。すなわち、クラッチの累積の負荷量Ｋが多い程、クラッチの劣化が進んでいると判断できる。したがってその場合には、クラッチの保護制御を実施するための閾値温度Ｔｔｈをより低い温度に設定する。これにより、長期間の使用に対するクラッチの及び車両の耐久性を考慮して設定された適切な閾値温度となるので、クラッチの確実な保護を図ることができ、自動変速機の保証期限内におけるクラッチの性能の維持を図ることができる。

また、本実施形態の制御装置では、クラッチ保護制御の第２段階で用いる閾値温度Ｔ３を算出する際に、クラッチの使用限界となる総負荷量（Ｋ３）と、クラッチの性能を保障する車両の走行距離（Ｌ３）と、クラッチ累積の負荷量（Ｋ）と車両の走行距離（Ｌ）とに基づいて算出される累積の負荷量の変化量とに基づいて閾値温度Ｔ３を算出（決定）するようにしている。

この構成によれば、クラッチの実際の使用態様に応じた適切な閾値温度を設定することができる。したがって、自動変速機の保証期限内におけるクラッチの性能の維持を図ることができる。

以上、本発明の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲、及び明細書と図面に記載された技術的思想の範囲内において種々の変形が可能である。

１ エンジン
２ トルクコンバータ
３ 変速ギア機構
４ ディファレンシャルギア機構
６ 油圧制御装置
１０ 電子制御ユニット
１１ 回転センサ
１２ 回転センサ
１３ 回転センサ
１４ 車速センサ
１５ スロットルセンサ
１６ 温度センサ
１７ 冷却水温センサ
２０ 変速制御手段
２１ 温度算出手段
２２ 差回転算出手段
２３ 判断手段（係合可否判断手段）
２４ 負荷算出手段
２５ 累積負荷量算出手段
Ｋ クラッチ負荷量（累積の負荷量）

Claims (2)

1. 複数の摩擦係合要素を選択的に係合して変速制御を行う自動変速機の制御装置であって、
   変速指令を出す変速指令手段と、
   前記摩擦係合要素の温度を算出する温度算出手段と、
   前記変速指令手段から変速指令が出されたときに、前記温度算出手段で算出した前記摩擦係合要素の温度と予め設定された閾値温度との比較に基いて前記摩擦係合要素の係合可否を判断する係合可否判断手段と、
   前記係合可否判断手段が前記摩擦係合要素の係合を不可と判断した場合には、係合可と判断するまで前記摩擦係合要素の係合を遅延する係合遅延手段と、
   前記自動変速機による変速動作が行なわれたときに前記複数の摩擦係合要素それぞれに入力される負荷量を算出する負荷算出手段と、
   前記負荷算出手段で算出した負荷を累積して累積の負荷量を算出する累積負荷量算出手段と、を備え、
   前記係合可否判断手段は、
   前記累積負荷量算出手段で算出された累積の負荷量が所定量以上となったときに、前記摩擦係合要素の係合可否を判断するための閾値温度を変更し、
   前記閾値温度は、前記累積負荷量算出手段で算出された前記累積の負荷量が多い程、低い温度に設定される
   ことを特徴とする自動変速機の制御装置。
2. 前記閾値温度は、前記摩擦係合要素の使用限界における累積の負荷量と、当該摩擦係合要素の使用限界における車両の走行距離と、車両の実際の走行距離に対する前記累積の負荷量の変化量とに基づいて算出された値である
   ことを特徴とする請求項１に記載の自動変速機の制御装置。

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