JP6260202B2 - 動力伝達装置およびクラッチ駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力伝達装置およびクラッチ駆動制御装置に関する。

クラッチ駆動制御装置の一形式として、特許文献１に示されているものが知られている。特許文献１の図２に示されているように、クラッチ駆動制御装置においては、ＥＣＵ５０は、クラッチ用アクチュエータ２３のロッド２５の移動量であるクラッチストロークに基づきフライホイール１０ａ及びクラッチディスク２１ａ間で伝達されるクラッチトルクを所要の目標クラッチトルクに制御する（ステップ１０１）。ＥＣＵ５０は、クラッチディスクの温度を検出し、検出されたクラッチディスクの温度に基づきクラッチストロークを補正する（ステップ２００，１０２，１０３）。さらに、クラッチ温度に対するクラッチディスク２１ａやロッド２５、クラッチレバー２２、レリーズベアリング２７、ダイヤフラムスプリング２８、プレッシャプレート２９等の熱膨張の影響を考慮したクラッチトルク温度補正係数を採用してもよいことが開示されている（段落００３４）。

特開２００８−１８５２１７号公報

上述した特許文献１に記載されているクラッチ駆動制御装置においては、クラッチの温度変化が比較的緩やかな場合には、クラッチの温度に応じて好適にクラッチトルクを制御することができる。しかし、クラッチの温度変化が比較的早く一時的（瞬間的）である場合には、クラッチの温度変化に伴う変形（熱変形）に追従してクラッチトルクを補正することができないという問題があった。

本発明は、上述した問題を解消するためになされたもので、クラッチの温度変化が比較的早く一時的（瞬間的）である場合であっても、クラッチの温度変化に伴う熱変形に追従してクラッチ伝達トルクを適切に補正することができる動力伝達装置およびクラッチ駆動制御装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る動力伝達装置の発明は、車両のエンジンの駆動力を入力する入力軸と、入力軸への入力回転を複数のギヤ比で変速して出力する複数の変速段と、変速されたエンジンの駆動力を駆動輪側に出力する出力軸と、を備えている変速機と、変速機の変速段を変更する変速機駆動機構と、エンジンの出力軸と回転連結されたプレッシャプレートと、変速機の入力軸と回転連結されたクラッチディスクと、を備え、プレッシャプレートとクラッチディスクとの当接または離間をすることにより、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との係合または解放をするクラッチと、クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、クラッチのストロークとクラッチの伝達トルクとの関係を示すクラッチストローク−クラッチ伝達トルク特性を記憶する記憶部と、クラッチ駆動機構に、所望のクラッチ伝達トルクに相当するクラッチストロークであるストローク指示値を指示して、クラッチ駆動機構を制御する制御装置と、を備え、制御装置は、クラッチの完全解放状態から完全係合状態までの間において、プレッシャプレートとクラッチディスクとの間にて発生する摩擦エネルギーの累積エネルギーを算出する累積エネルギー算出部と、累積エネルギー算出部によって算出された累積エネルギーからプレッシャプレートの厚み方向の変形量を算出する変形量算出部と、変形量算出部によって算出された変形量をストローク補正量とし、クラッチ駆動機構に対するストローク指示値をストローク補正量により補正する補正部と、を備えたものである。

これによれば、制御装置は、クラッチの完全解放状態から完全係合状態までの間において、プレッシャプレートとクラッチディスクとの間にて発生する摩擦エネルギーの累積エネルギーを算出し（累積エネルギー算出部）、その算出された累積エネルギーからプレッシャプレートの厚み方向の変形量を算出し（変形量算出部）し、その算出された変形量をストローク補正量とし、クラッチ駆動機構に対するストローク指示値をストローク補正量により補正する（補正部）。すなわち、実際に発生したクラッチ温度の測定結果ではなく、クラッチの完全解放状態から完全係合状態までの間における累積エネルギーを算出することで、クラッチの温度変化に伴うプレッシャプレートの変形量を算出し、その変形量に追従してクラッチ伝達トルクを補正することができる。このように、クラッチの温度変化が比較的早く一時的（瞬間的）である場合であっても、クラッチの温度変化に伴う熱変形に追従してクラッチ伝達トルクを適切に補正することができる。

請求項２に係る動力伝達装置の発明は、請求項１において、エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、変速機の入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度センサと、をさらに備え、累積エネルギー算出部は、制御サイクル毎に、エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度、入力軸回転速度センサによって検出された変速機入力軸回転速度、およびクラッチの伝達トルクから、摩擦エネルギーを算出し、その算出された摩擦エネルギーに基づいて累積エネルギーを算出することである。
これによれば、累積エネルギーを精度よく算出することができ、ひいては、クラッチの温度変化に伴う熱変形に追従してクラッチ伝達トルクを適切に補正することができる。

請求項３に係る動力伝達装置の発明は、請求項２において、累積エネルギー算出部は、制御サイクル毎に、エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度、入力軸回転速度センサによって検出された変速機入力軸回転速度、およびクラッチの伝達トルクから、摩擦エネルギーを今回摩擦エネルギーとして算出し、算出した今回摩擦エネルギーと、前回算出した前回累積エネルギーとを重み付けして累積エネルギーを算出することである。
これによれば、前回算出した前回累積エネルギーに重きをおいて累積エネルギーを算出することができ、算出した今回摩擦エネルギーが不自然な変動をした場合であっても、その影響を抑制することができる。その結果、累積エネルギーを精度よく算出することができ、ひいては、クラッチの温度変化に伴う熱変形に追従してクラッチ伝達トルクを適切に補正することができる。

請求項４に係るクラッチ駆動制御装置の発明は、エンジンの出力軸と回転連結されたプレッシャプレートと、変速機の入力軸と回転連結されたクラッチディスクと、を備え、プレッシャプレートとクラッチディスクとの当接または離間をすることにより、エンジンの出力軸と変速機の入力軸との係合または解放をするクラッチと、クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、クラッチのストロークとクラッチの伝達トルクとの関係を示すクラッチストローク−クラッチ伝達トルク特性を記憶する記憶部と、クラッチ駆動機構に、所望のクラッチ伝達トルクに相当するクラッチストロークであるストローク指示値を指示して、クラッチ駆動機構を制御する制御装置と、を備えたクラッチ駆動装置に適用され、制御装置は、クラッチの完全解放状態から完全係合状態までの間において、プレッシャプレートとクラッチディスクとの間にて発生する摩擦エネルギーの累積エネルギーを算出する累積エネルギー算出部と、累積エネルギー算出部によって算出された累積エネルギーからプレッシャプレートの厚み方向の変形量を算出する変形量算出部と、変形量算出部によって算出された変形量をストローク補正量とし、クラッチ駆動機構に対するストローク指示値をストローク補正量により補正する補正部と、を備えたことである。
これによれば、上述した請求項１に係る発明と同様な作用・効果を得ることができる。

本発明による動力伝達装置およびクラッチ駆動制御装置を備えた車両の一実施形態の概要を示す概要図である。 図１に示すクラッチ周辺およびクラッチ駆動機構の係合状態を示す断面図である。 図１に示すクラッチ周辺およびクラッチ駆動機構の解放状態を示す断面図である。 図１に示す記憶部に記憶されているクラッチストローク−クラッチ伝達トルク特性を示す図である。 図１に示す記憶部に記憶されている累積エネルギーと変形量（ストローク補正量）との関係を示す図である。 図１に示したクラッチＥＣＵにて実行される制御プログラムのフローチャートである。 図２，３に示すプレッシャプレートの熱反りを説明するための断面図である。 本発明が適用されていない場合の作用効果を説明するためのタイムチャートである。 本発明が適用されている場合の作用効果を説明するためのタイムチャートである。 累積エネルギーと変形量との関係に相関があることを説明するための図である。

以下、本発明による動力伝達装置およびクラッチ駆動制御装置を適用した車両の一実施形態について図面を参照して説明する。図１はその車両の構成を示す概要図である。
車両Ｍは、図１に示すように、エンジン１１、クラッチ２１、クラッチ駆動機構２２、変速機１２、プロペラシャフト１３、ディファレンシャル装置１４、駆動輪（左右後輪）Ｗｒｌ，Ｗｒｒおよび従動輪（操舵輪；左右前輪）Ｗｆｌ，Ｗｆｒを備えている。

エンジン１１は、燃料の燃焼によって作動され駆動力を発生させるものである。エンジン１１の駆動力は、クラッチ２１、変速機１２、プロペラシャフト１３、およびディファレンシャル装置１４を介して駆動輪Ｗｒｌ，Ｗｒｒに伝達されるように構成されている。エンジン１１の吸気通路１１ａには、アクセルペダル１５（後述する）の操作量に応じて開閉されるスロットルバルブ１１ｂが設けられている。スロットルバルブ１１ｂは、エンジンＥＣＵ３１（後述する）からの指示によりスロットル用モータ１１ｃによって開閉される。スロットルバルブ１１ｂの開度（以下、スロットル開度という）は、スロットル開度センサ１１ｄによって検出されており、検出結果はエンジンＥＣＵ３１に出力されるようになっている。さらに、エンジン１１には、回転速度センサ１１ｅが設けられている。回転速度センサ１１ｅは、エンジン１１のクランク軸の回転速度（すなわちエンジン回転速度）を検出するものであり、その検出値をエンジンＥＣＵ３１に出力している。

クラッチ２１は、図１に示すように、エンジン１１と変速機１２との間に設けられ、解放時にエンジン１１と変速機１２との間の動力伝達を遮断し、係合時に動力伝達が可能となるものである。クラッチ駆動機構２２は、電気や油圧により作動して、クラッチ２１を油圧や電動によって駆動するためのものであり、クラッチ２１を係合又は解放するものである。

さらに、図２を参照してクラッチ２１およびクラッチ駆動機構２２について詳述する。
クラッチ２１は、乾式・単板式で油圧操作タイプの摩擦クラッチである。クラッチ２１は、いわゆるダイヤフラムスプリング式のクラッチである。クラッチ２１（４０）は、図２に示すように、クラッチディスク４１、プレッシャプレート４２、ダイヤフラムスプリング４３、クラッチカバー４４、および油圧ダイレクトシリンダ（コンセントリックスレーブシリンダ）４５などにより構成されている。

プレッシャプレート４２、ダイヤフラムスプリング４３、およびクラッチカバー４４は、一体となってエンジン１１のフライホイール１１ｇに取り付けられている。フライホイール１１ｇは、鋳鉄などで形成されるとともに厚い円板状で慣性を維持する質量を有し、エンジン１１の出力軸１１ｆに同軸に固定されている。

フライホイール１１ｇのエンジン１１とは逆側の外周縁部には、略筒状のクラッチカバー４４の外周縁部が固定されている。クラッチカバー４４の内側には、フライホイール１１ｇに隣接して略円板状のクラッチディスク４１が配設されている。クラッチディスク４１は、鋼板製のクラッチプレート４１ａとクラッチフェーシング４１ｂとを備えている。一方、クラッチプレート４１ａの中央部（ボス部）は、自動変速機１２の入力軸１２ａにスプライン結合され、クラッチディスク４１は、入力軸１２ａと一体的に回転する。クラッチディスク４１の外周縁部の両面には、摩擦材で環状に形成されたクラッチフェーシング４１ｂがそれぞれ固着されている。

プレッシャプレート４２は、クラッチディスク４１に隣接して、軸線方向（入力軸１２ａの軸線方向）に沿って移動可能に設けられている。プレッシャプレート４２は、鉄製で略環状に形成されている。プレッシャプレート４２は環状円板部４２ａと接続部４２ｂとを備えている。環状円板部４２ａはクラッチフェーシング４１ｂと当接して摩擦する摩擦面を有している。環状円板部４２ａの摩擦面と反対側である背面には、接続部４２ｂが設けられている。接続部４２ｂは、ダイヤフラムスプリング４３の外周縁部が連結されている。

ダイヤフラムスプリング４３は、ばね鋼板でプレス成形して形成され、１枚の円板状をしたスプリングである。このダイヤフラムスプリング４３はコイルスプリング式のレリーズレバーの作用も兼ねている。ダイヤフラムスプリング４３の外周縁部と内周縁部（中央部）との間は、クラッチカバー４４の取付部４４ａに取り付けられている。ダイヤフラムスプリング４３は、取付部４４ａを支点に支持されている。ダイヤフラムスプリング４３の外周縁部は、取付部４４ａを支点として、プレッシャプレート４２をクラッチディスク４１に向けて付勢する。ダイヤフラムスプリング４３の中央部が油圧ダイレクトシリンダ４５に押されると、取付部４４ａを支点としてダイヤフラムスプリング４３が反り返る。

油圧ダイレクトシリンダ４５は、環状の圧力室４５ａを有する環状のシリンダ４５ｂと、シリンダ４５ｂ内を摺動する環状のピストン４５ｃとを備えている。圧力室４５ａは、クラッチマスターシリンダ２２ｂ２の圧力室２２ｂ１に連通されている。
ピストン４５ｃとダイヤフラムスプリング４３との間には、それらピストン４５ｃとダイヤフラムスプリング４３との相対回転を許容しつつ相互に軸方向の力を伝達可能とするためのレリーズベアリング４６が設けられている。このレリーズベアリング４６は、ピストン４５ｃからダイヤフラムスプリング４３へのクラッチ操作力とダイヤフラムスプリング４３からピストン４５ｃへのスプリング反力とを相互に伝達するものである。

クラッチ駆動機構２２は、油圧ダイレクトシリンダ４５を操作するものであり、電動機構２２ａ１、出力ロッド２２ａ２、油圧機構２２ｂ、およびストロークセンサ２２ｃなどにより構成されている。
電動機構２２ａ１は、電動モータ、減速機構（いずれも図示省略）などから構成されており、出力ロッド２２ａ２を軸線方向に沿って往復動させるとともに位置決め固定するものである。油圧機構２２ｂは、圧力室２２ｂ１を有するクラッチマスターシリンダ２２ｂ２と、クラッチマスターシリンダ２２ｂ２内を摺動するピストン２２ｂ３とを備えている。ストロークセンサ２２ｃは、クラッチ駆動機構２２の作動量（出力ロッド２２ａ２の操作量）であるクラッチストロークを検出して、クラッチＥＣＵ３３に出力する。

図２に示すような接続状態（完全係合状態）にあるクラッチ４０において、クラッチ駆動機構２２の電動機構２２ａ１が駆動されて、出力ロッド２２ａ２が左方（図２）に移動されると、油圧機構２２ｂにおいては、ピストン２２ｂ３が左方に移動されて、圧力室２２ｂ１にて油圧が発生する。その発生された油圧が油圧ダイレクトシリンダ４５の圧力室４５ａに伝達し、ピストン４５ｃが左方に移動される。ピストン４５ｃがレリーズベアリング４６を介してダイヤフラムスプリング４３の中央部を左方に押圧すると、ダイヤフラムスプリング４３が取付部４４ａを支点として反り返る（図３参照）。それに伴って、プレッシャプレート４２が、右方に駆動され、クラッチディスク４１から離れる。その結果、クラッチ４０は、連結解除する切断状態となる。

一方、図３に示すような切断状態（完全解放状態）にあるクラッチ４０において、クラッチ駆動機構２２の電動機構２２ａ１が駆動されて、出力ロッド２２ａ２が右方（図３）に移動されると、油圧機構２２ｂにおいては、ピストン２２ｂ３が図示しないリターンスプリングにより右方に移動される（戻される）。よって、圧力室２２ｂ１の油圧が減少し、最終的には油圧が開放される。これにより、圧力室２２ｂ１と連通している油圧ダイレクトシリンダ４５の圧力室４５ａの油圧も減少して最終的に開放され、ピストン４５ｃが右方に移動される。反り返っていたダイヤフラムスプリング４３の復元によって、レリーズベアリング４６が右方に押されるとともに、プレッシャプレート４２が左方に駆動され、クラッチディスク４１に接近するようになっている。最終的に、プレッシャプレート４２は、フライホイール１１ｇとの間にクラッチディスク４１を挟み込んで押圧し、フライホイール１１ｇに対して摺動回転するクラッチディスク４１のクラッチフェーシング４１ｂの圧着荷重を変化させることができる。

変速機１２は、クラッチ２１とディファレンシャル装置１４の間に設けられている。変速機１２は、エンジン１１の駆動力を入力する入力軸１２ａと、入力軸１２ａへの入力回転を複数のギヤ比で変速して出力する複数の変速段を有する変速機構１２ｂと、変速されたエンジン１１の駆動力を駆動輪側に出力する出力軸１２ｃと、を備えている。本実施形態では、変速機１２は、オートメイテッド・マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ）である。変速機１２は、デュアルクラッチトランスミッション、セミオートマチックトランスミッションなど、トルコン式の自動変速機以外の自動的に変速される変速機である。

さらに、変速機１２は、入力軸１２ａの回転速度を検出する回転速度センサ１２ａ１（入力軸回転速度センサ）を備えている。その検出値は、エンジンＥＣＵ３１に出力されている。また、変速機１２は、変速機構１２ｂの変速段を変更する変速機駆動機構１２ｄを備えている。また、変速機１２の出力軸１２ｃは、プロペラシャフト１３に連結されている。

車両Ｍにおいては、エンジン１１はエンジンＥＣＵ３１に電気的に接続され、変速機１２は自動変速機ＥＣＵ３２に電気的に接続され、クラッチ駆動機構２２はクラッチＥＣＵ３３に接続されている。エンジンＥＣＵ３１、自動変速機ＥＣＵ３２およびクラッチＥＣＵ３３は、ＣＡＮ等により互いに通信可能に接続されている。エンジンＥＣＵ３１は、エンジン１１を制御するＥＣＵ（エレクトロニック コントロール ユニット：電子制御装置。本明細書において同様。）である。

エンジンＥＣＵ３１には、エンジン１１の出力を調整するアクセルペダル１５に付設されてその開度を検出するアクセル開度センサ１５ａが電気的に接続されている。アクセル開度センサ１５ａの検出結果は、エンジンＥＣＵ３１に出力されるようになっている。エンジンＥＣＵ３１は、アクセルペダル１５の開度に応じてスロットルバルブ１１ｂの開度を調整している。
自動変速機ＥＣＵ３２は、変速機１２を制御するＥＣＵであり、変速機駆動機構１２ｄに制御指令を送信して各変速段を成立させるものである。

クラッチＥＣＵ３３は、クラッチ２１を制御するＥＣＵであり、クラッチ駆動機構２２の電動機構２２ａ１に制御指令をそれぞれ送信して、クラッチ２１を係合または解放するように制御するものである。具体的には、クラッチＥＣＵ３３は、所望のクラッチ伝達トルクをクラッチ２１で発生させるために、図４に示すクラッチストローク−クラッチ伝達トルク特性（以下、クラッチトルク特性という。）を参照して、所望のクラッチ伝達トルクに対応するクラッチストロークを取得し、取得したクラッチストロークとなるようにクラッチ駆動機構２２を制御する。

クラッチＥＣＵ３３には、記憶部３３ａが接続されている。記憶部３３ａは、クラッチ２１のストロークとクラッチ２１の伝達トルクとの関係を示すクラッチトルク特性を記憶する。クラッチトルク特性は、図４に示すように、クラッチストロークが０の状態ではクラッチ伝達トルクが０であり、クラッチストロークが増大するに従って、クラッチ伝達トルクも増大するように設定されている。すなわち、クラッチ２１が解放状態にあるとき、クラッチストロークは０であり、クラッチ２１が係合状態に作動するにつれて、クラッチストロークが増大するように設定されている。

記憶部３３ａは、累積エネルギーＥａとプレッシャプレート４２の厚み方向の変形量（変位量）Δｔとの関係を示すマップ（図５参照）を記憶している。累積エネルギーＥａと変形量Δｔとの関係は、図５に示すように、比例関係にあり、累積エネルギーＥａが大きくなるにつれて、変形量Δｔが大きくなる関係にある。

なお、各ＥＣＵ３１〜３３はそれぞれ、演算処理を実行するＣＰＵ部と、プログラムや各種マップなどを保存するＲＯＭやＲＡＭなどの記憶部と、情報を交換するための入出力部とを備えて構成されている。なお、本出願の「動力伝達装置」は、変速機１２、変速機駆動機構１２ｄ、クラッチ２１、クラッチ駆動機構２２、記憶部３３ａ、および制御装置３３を備えている。また、本出願の「動力伝達装置の制御装置」および「クラッチ駆動制動装置」は、クラッチＥＣＵ３３だけで構成されているが、クラッチＥＣＵ３３およびエンジンＥＣＵ３１（または自動変速機ＥＣＵ３２）で構成するようにしてもよい。

次に、このように構成された動力伝達装置の動作の一例について図６に示すフローチャートを参照して説明する。
クラッチＥＣＵ３３は、図示しないスタートスイッチ（またはイグニッションスイッチ）がオン状態にあるとき、所定の短時間（制御サイクル時間）毎に、上記フローチャートに対応したプログラムを繰り返し実行する。なお、後述する係合中フラグＦは、オフに初期設定されている。係合中フラグＦは、オンでクラッチ２１が係合中であることを、オフで係合中でないことを示す。

クラッチＥＣＵ３３は、図６のステップＳ１００にてプログラムの実行を開始する毎に、ステップＳ１０２において、係合中フラグＦがオフであるか否かを判定する。クラッチＥＣＵ３３は、係合中でない場合には、ステップＳ１０２にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップＳ１０４に進める。一方、クラッチＥＣＵ３３は、係合中である場合には、ステップＳ１０２にて「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップＳ１０８に進める。

クラッチＥＣＵ３３は、クラッチ２１の係合処理を開始するための条件を満たす場合には、例えば、車両Ｍが発進したり変速したりする際にクラッチ２１を係合する場合には、ステップＳ１０４にて「ＹＥＳ」と判定し、プログラムをステップＳ１０６に進め、係合中フラグをオンに設定する。一方、クラッチＥＣＵ３３は、クラッチ２１の係合処理を開始するための条件を満たさない場合には、ステップＳ１０４にて「ＮＯ」と判定し、プログラムをステップＳ１２２に進め、本フローチャートを一旦終了する。

クラッチＥＣＵ３３は、ステップＳ１０８において、目標クラッチ伝達トルクおよび目標ストロークを算出する。クラッチＥＣＵ３３は、車両状態に対応してクラッチ制御に好適な目標クラッチ伝達トルクを算出する。目標ストロークは、上記クラッチストロークの制御目標値すなわち指示値（ストローク指示値）である。目標ストロークは、図４に示すクラッチトルク特性を使用して算出される、目標クラッチ伝達トルクに相当するクラッチストロークである。

クラッチＥＣＵ３３は、ステップＳ１１０において、累積エネルギーＥａを算出する（累積エネルギー算出部）。この累積エネルギーＥａは、クラッチ２１の完全解放状態から完全係合状態までの間において、プレッシャプレート４２とクラッチディスク４１との間にて発生する摩擦エネルギーＥｂの累積エネルギーである。
具体的には、最初に、今回の制御サイクルで算出する今回摩擦エネルギーＥｂ（ｎ）を算出する。今回摩擦エネルギーＥｂ（ｎ）は、下記数１に示すように、エンジン回転速度Ｎｅ、変速機１２の入力軸１２ａの回転速度であるインプット回転速度Ｎｉ、推定クラッチ伝達トルクＴｃから算出される。

（数１）
Ｅｂ（ｎ）＝（Ｎｅ（ｎ）−Ｎｉ（ｎ））×Ｔｃ（ｎ）×ＴＭ１
エンジン回転速度Ｎｅ（ｎ）およびインプット回転速度Ｎｉ（ｎ）は、今回の制御サイクルで各回転速度センサ１１ｅ，１２ａ１によりそれぞれ検出された回転速度である。これらの検出はステップＳ１１０の処理で実施される。なお、ＴＭ１は制御サイクル時間である。

また、今回の制御サイクルで算出される今回推定クラッチ伝達トルクＴｃ（ｎ）は、下記数２に示すように、エンジン１１のトルクであるエンジントルクＴｅ、およびエンジン１１のイナーシャトルクＩｅから算出（推定）される。エンジン回転速度を上昇させた（または下降させた）分だけ相殺した結果がクラッチ伝達トルクであるからである。

（数２）
Ｔｃ＝Ｔｅ（ｎ）−Ｉｅ×（Ｎｅ（ｎ）−Ｎｅ（ｎ−１））
＝Ｔｅ（ｎ）−Ｉｅ×α（ｎ）
ここで、今回のエンジントルクＴｅ（ｎ）は、エンジンＥＣＵ３１から取得したものを使用してもよく、アクセル開度（またはスロットル開度）と、エンジン回転速度Ｎｅ（ｎ）と、アクセル開度毎におけるエンジン回転速度Ｎｅ（ｎ）とエンジントルクとの相関関係を示すマップとから算出するようにしてもよい。また、Ｎｅ（ｎ）は今回の制御サイクルにて検出取得されたエンジン１１の回転速度であり、Ｎｅ（ｎ−１）は前回の制御サイクルにて検出取得されたエンジン１１の回転速度である。また、α（ｎ）はエンジン１１の回転加速度である。なお、イナーシャトルクＩｅは、設計値であり、記憶部３３ａなどに予め記憶されている。

次に、クラッチＥＣＵ３３は、今回摩擦エネルギーＥｂ（ｎ）と前回の制御サイクルで算出した前回累積エネルギーＥａ（ｎ−１）とから今回累積エネルギーＥａ（ｎ）を算出する。具体的には、クラッチＥＣＵ３３は、今回摩擦エネルギーＥｂ（ｎ）と、前回累積エネルギーＥａ（ｎ−１）とを重み付けして今回累積エネルギーＥａ（ｎ）を算出する。例えば、今回累積エネルギーＥａ（ｎ）は、下記数３で表される。

（数３）
Ｅａ（ｎ）＝Ｅａ（ｎ−１）×ｃ１＋Ｅｂ（ｎ）×ｃ２
ここで、ｃ１，ｃ２は重み付け係数であり、ｃ１＋ｃ２＝１かつｃ１＞ｃ２である。例えば、ｃ１＝０．９９、ｃ２＝０．０１に設定されている。ｃ１およびｃ２は、プレッシャプレート４２（環状円板部４２ａ）の厚み方向における熱移動を考慮して設定されるのが好ましい。

クラッチＥＣＵ３３は、ステップＳ１１２において、ステップＳ１１０にて算出された今回累積エネルギーＥａ（ｎ）からプレッシャプレート４２の厚み方向の変形量Δｔを算出する（変形量算出部）。具体的には、クラッチＥＣＵ３３は、図５に示す、累積エネルギーＥａとプレッシャプレート４２の厚み方向の変形量Δｔとの相関関係を示すマップと、今回累積エネルギーＥａ（ｎ）とから、今回累積エネルギーＥａ（ｎ）に相当する変形量Δｔを算出する。

クラッチＥＣＵ３３は、ステップＳ１１４において、ステップＳ１１２にて算出された変形量Δｔをストローク補正量ΔＳとし、クラッチ駆動機構２２に対するストローク指示値（目標ストローク）をストローク補正量ΔＳにより補正する（補正部）。具体的には、クラッチＥＣＵ３３は、先にステップＳ１０８にて算出された目標ストロークからストローク補正量ΔＳを減算して補正後目標ストロークを算出する。この補正後目標ストロークが、ストローク補正量ΔＳにより補正された目標ストロークである。

クラッチＥＣＵ３３は、ステップＳ１１６において、クラッチ駆動機構２２に補正された目標ストローク（補正されたストローク指示値）を指示して、クラッチ駆動機構２２を制御する。これにより、クラッチ２１においては、先にステップＳ１０８にて算出された目標クラッチ伝達トルクを発生させることができる。

クラッチＥＣＵ３３は、クラッチ２１の係合処理を終了する指示があるまで、ステップＳ１１８にて「ＮＯ」と判定し続けて、プログラムをステップＳ１２２に進め、上述したクラッチ２１の係合処理を継続する。一方、クラッチＥＣＵ３３は、クラッチ２１の係合処理を終了する指示があると、ステップＳ１１８にて「ＹＥＳ」と判定し、クラッチ２１の係合処理を終了するとともに係合中フラグＦをオフに設定する（ステップＳ１２０）。その後、クラッチＥＣＵ３３は、プログラムをステップＳ１２２に進め、本プログラムを一旦終了する。

本願発明が適用されていない場合には、車両の発進時（特に登坂路）にてクラッチ係合する際に、エンジン１１の回転速度が減少する。発明者はこの理由が次の通りであることを見出した。すなわち、プレッシャプレート４２が熱反りを起こし、クラッチ伝達トルクが目標クラッチ伝達トルクより増大し、その結果、車両の発進時（特に登坂路）にてクラッチ係合する際に、クラッチ伝達トルクがエンジントルクより増大する。これにより、エンジン１１の回転速度が減少する。

以下詳述する。クラッチ２１の係合中、特に発進（登坂路）や変速時の係合中において、クラッチディスク４１のクラッチフェーシング４１ｂとプレッシャプレート４２の環状円板部４２ａの摩擦面との間では、摩擦熱が発生する。このとき、環状円板部４２ａの摩擦面と背面との間には、短時間においては温度差が発生する。特に係合当初においては、その温度差は顕著である。その後その温度差は減少する。この摩擦面と背面との間で発生した温度差によって、環状円板部４２ａは、図７に示すように、熱反りを起こす。

具体的には、環状円板部４２ａの内周側がクラッチディスク４１側に変形するとともに外周側がダイヤフラムスプリング４３側に変形する。この結果、環状円板部４２ａの外周側はクラッチディスク４１から離れ、内周側のみがクラッチディスク４１と当接する。全面で当接した場合（図７左側）と比較して、当接部分の半径（有効作用半径）が小さくなるため（図７右側）、クラッチ伝達トルクは減少する。なお、全面で当接する場合の有効作用半径は径方向の中央である（図７左側）。

一方、プレッシャプレート４２は、ダイヤフラムスプリング４３によって支持されている支持点を支点として、環状円板部４２ａの内周縁がクラッチディスク４１側に移動するように変形する。このときの環状円板部４２ａの内周縁の変位量がプレッシャプレート４２の厚み方向の変形量Δｔである。上述したように有効作用半径が小さくなりクラッチ伝達トルクが小さくなるものの、変形量Δｔだけストロークが増大し、そのストローク増大に伴って増大するクラッチ伝達トルクが大きくなる。すなわち、クラッチ２１が目標ストロークとなるように制御されていても、実際にはその目標ストロークより変形量Δｔだけストロークが増大するため、実際のクラッチ伝達トルクが増大する。その結果、図８に示すように、増大した実際のクラッチ伝達トルクがエンジントルクより大きくなるため、エンジン１１の回転速度が減少する。

図８に示すタイムチャートを説明する。時刻ｔ１にて、アクセルペダルが踏み込まれると、エンジン回転速度が上昇し始めるとともに、クラッチ２１の係合が開始される。エンジン回転速度が、登坂路を走行するのに必要な駆動力に相当する必要エンジン回転速度を一旦超える。しかし、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間においては、クラッチ伝達トルクがエンジントルクより大きくなるため、エンジン１１の回転速度が減少し、必要エンジン回転速度を下回り、変速機１２の入力軸１２ａの回転速度が減少する。その結果、車両は減速し登坂路を登ることができない。

これに対して、本願発明が適用されている場合には、車両の発進時（特に登坂路）にてクラッチ係合する際に、エンジン１１の回転速度が減少しない。これは、次の理由による。上述したように、クラッチ２１の係合にあたって発生する摩擦熱によって、環状円板部４２ａは熱反りを起こす（図７参照）。しかし、熱反りによる変形量Δｔが算出（推定）され、その変形量Δｔをストローク補正量ΔＳとして、目標ストロークが補正される。すなわち、補正後目標ストロークは、先にステップＳ１０８にて算出された目標ストロークからストローク補正量ΔＳを減算することで算出される。これにより、補正後目標ストロークとなるようにクラッチ２１が制御されるので、環状円板部４２ａが熱反りを起こしても、その変形量Δｔ分のストロークは予め減算されているため、所望のストローク（目標ストローク）ひいては所望のクラッチ伝達トルク（目標クラッチ伝達トルク）を得ることができる。

すなわち、クラッチ２１の目標クラッチ伝達トルク（目標ストローク）が予め算出されている場合（ステップＳ１０８）、実際には変形量Δｔだけクラッチ伝達トルク（ストローク）が増大するものの、すなわち、実際のクラッチ伝達トルクは目標クラッチ伝達トルク（ステップＳ１０８で算出されたクラッチ伝達トルク）に制御することができる。その結果、図９に示すように、実際のクラッチ伝達トルクがエンジントルクより大きくなることを抑制することができるため、エンジン１１の回転速度が減少することなく増大する。

図９に示すタイムチャートを説明する。時刻ｔ１１にて、アクセルペダルが踏み込まれると、エンジン回転速度が上昇し始めるとともに、クラッチ２１の係合が開始される。時刻ｔ１２にて、エンジン回転速度が、登坂路を走行するのに必要な駆動力に相当する必要エンジン回転速度を超える。時刻ｔ２以降においては、実際のクラッチ伝達トルクがエンジントルクより大きくならず小さいままであるため、エンジン１１の回転速度が減少することなく、必要エンジン回転速度を上回り、変速機１２の入力軸１２ａの回転速度が減少することなく増大する。その結果、車両は減速することなく加速し登坂路を登ることができる。
なお、本願発明を適用した場合に係る目標クラッチ伝達トルクは、本願発明を適用しない場合に係る目標クラッチ伝達トルクより変形量Δｔ相当分だけ小さい値である。

さらに、上述した累積エネルギーＥａと変形量Δｔとの関係に相関があることは、本願発明者により見出された。この相関について詳述する。図１０に示すように、実際のクラッチ伝達トルク（実Ｔｃ）は、目標クラッチ伝達トルク（Ｔｃ）より大きくなる。すなわち、実際のクラッチストローク（ストローク（実Ｔｃ））は、目標クラッチストローク（ストローク（Ｔｃ））より大きくなる。この実際のクラッチストロークと目標クラッチストロークとの差が、上述した変形量Δｔである。このとき、図１０に示すように、上述と同様に算出した累積エネルギーＥａと、変形量Δｔとの間には相関関係があることが明らかである。
なお、累積エネルギーＥａと変形量Δｔとの関係は、実際の車両を使用して取得したデータから作成すればよい。すなわち、実際のクラッチストロークと目標クラッチストロークとの差を算出し、その算出した差とそのときに算出した累積エネルギーとをマッピングして作成すればよい。

上述した説明から明らかなように、本実施形態による動力伝達装置は、車両Ｍのエンジン１１の駆動力を入力する入力軸１２ａと、入力軸１２ａへの入力回転を複数のギヤ比で変速して出力する複数の変速段と、変速されたエンジン１１の駆動力を駆動輪側に出力する出力軸１２ｃと、を備えている変速機１２と、変速機１２の変速段を変更する変速機駆動機構１２ｄと、エンジン１１の出力軸１１ｆと回転連結されたプレッシャプレート４２と、変速機１２の入力軸１２ａと回転連結されたクラッチディスク４１と、を備え、プレッシャプレート４２とクラッチディスク４１との当接または離間をすることにより、エンジン１１の出力軸１１ｆと変速機１２の入力軸１２ａとの係合または解放をするクラッチ２１と、クラッチ２１を駆動するクラッチ駆動機構２２と、クラッチ２１のストロークとクラッチ２１の伝達トルクとの関係を示すクラッチストローク−クラッチ伝達トルク特性を記憶する記憶部３３ａと、クラッチ駆動機構２２に、所望のクラッチ伝達トルクに相当するクラッチストロークであるストローク指示値を指示して、クラッチ駆動機構２２を制御する制御装置（クラッチＥＣＵ３３）と、を備え、クラッチＥＣＵ３３は、クラッチ２１の完全解放状態から完全係合状態までの間において、プレッシャプレート４２とクラッチディスク４１との間にて発生する摩擦エネルギーの累積エネルギーを算出する累積エネルギー算出部（ステップＳ１１０）と、累積エネルギー算出部によって算出された累積エネルギーからプレッシャプレート４２の厚み方向の変形量Δｔを算出する変形量算出部（ステップＳ１１２）と、変形量算出部によって算出された変形量Δｔをストローク補正量ΔＳとし、クラッチ駆動機構２２に対するストローク指示値をストローク補正量ΔＳにより補正する補正部（ステップＳ１１４）と、を備えたものである。

これによれば、クラッチＥＣＵ３３は、クラッチ２１の完全解放状態から完全係合状態までの間において、プレッシャプレート４２とクラッチディスク４１との間にて発生する摩擦エネルギーの累積エネルギーを算出し（累積エネルギー算出部）、その算出された累積エネルギーからプレッシャプレート４２の厚み方向の変形量Δｔを算出し（変形量算出部）し、その算出された変形量Δｔをストローク補正量ΔＳとし、クラッチ駆動機構２２に対するストローク指示値をストローク補正量ΔＳにより補正する（補正部）。すなわち、実際に発生したクラッチ温度の測定結果ではなく、クラッチ２１の完全解放状態から完全係合状態までの間における累積エネルギーを算出することで、クラッチ２１の温度変化に伴うプレッシャプレート４２の変形量Δｔを算出し、その変形量Δｔに追従してクラッチ伝達トルクを補正することができる。このように、クラッチ２１の温度変化が比較的早く一時的（瞬間的）である場合であっても、クラッチ２１の温度変化に伴う熱変形に追従してクラッチ伝達トルクを適切に補正することができる。

また本実施形態による動力伝達装置は、エンジン１１の回転速度を検出する回転速度センサ１１ｅと、変速機１２の入力軸１２ａの回転速度を検出する回転速度センサ１２ａ１と、をさらに備え、累積エネルギー算出部（ステップＳ１１０）は、制御サイクル毎に、回転速度センサ１１ｅによって検出されたエンジン回転速度、回転速度センサ１２ａ１によって検出された変速機入力軸回転速度、およびクラッチ２１の伝達トルクから、摩擦エネルギーを算出し、その算出された摩擦エネルギーに基づいて累積エネルギーを算出する。
これによれば、累積エネルギーを精度よく算出することができ、ひいては、クラッチ２１の温度変化に伴う熱変形に追従してクラッチ伝達トルクを適切に補正することができる。

また本実施形態による動力伝達装置においては、累積エネルギー算出部（ステップＳ１１０）は、制御サイクル毎に、回転速度センサ１１ｅによって検出されたエンジン回転速度、回転速度センサ１２ａ１によって検出された変速機入力軸回転速度、およびクラッチ２１の伝達トルクから、摩擦エネルギーを今回摩擦エネルギーとして算出し、算出した今回摩擦エネルギーと、前回算出した前回累積エネルギーとを重み付けして累積エネルギーを算出する。
これによれば、前回算出した前回累積エネルギーに重きをおいて累積エネルギーを算出することができ、算出した今回摩擦エネルギーが不自然な変動をした場合であっても、その影響を抑制することができる。その結果、累積エネルギーを精度よく算出することができ、ひいては、クラッチ２１の温度変化に伴う熱変形に追従してクラッチ伝達トルクを適切に補正することができる。

本実施形態によるクラッチ駆動制御装置は、エンジン１１の出力軸１１ｆと回転連結されたプレッシャプレート４２と、変速機１２の入力軸１２ａと回転連結されたクラッチディスク４１と、を備え、プレッシャプレート４２とクラッチディスク４１との当接または離間をすることにより、エンジン１１の出力軸１１ｆと変速機１２の入力軸１２ａとの係合または解放をするクラッチ２１と、クラッチ２１を駆動するクラッチ駆動機構２２と、クラッチ２１のストロークとクラッチ２１の伝達トルクとの関係を示すクラッチストローク−クラッチ伝達トルク特性を記憶する記憶部３３ａと、クラッチ駆動機構２２に、所望のクラッチ伝達トルクに相当するクラッチストロークであるストローク指示値を指示して、クラッチ駆動機構２２を制御する制御装置（クラッチＥＣＵ３３）と、を備えたクラッチ駆動装置に適用され、クラッチＥＣＵ３３は、クラッチ２１の完全解放状態から完全係合状態までの間において、プレッシャプレート４２とクラッチディスク４１との間にて発生する摩擦エネルギーの累積エネルギーを算出する累積エネルギー算出部（ステップＳ１１０）と、累積エネルギー算出部によって算出された累積エネルギーからプレッシャプレート４２の厚み方向の変形量Δｔを算出する変形量算出部（ステップＳ１１２）と、変形量算出部によって算出された変形量Δｔをストローク補正量ΔＳとし、クラッチ駆動機構２２に対するストローク指示値をストローク補正量ΔＳにより補正する補正部（ステップＳ１１４）と、を備えたことである。
これによれば、上述した本実施形態に係る動力伝達装置と同様な作用・効果を得ることができる。

なお、上述した実施形態においては、本発明を、駆動源としてエンジン１１のみ搭載されている車両に適用しているが、ハイブリッド車両に適用することもできる。この場合、クラッチ２１と駆動輪Ｗｒｒ，Ｗｒｌとの間に設けられ、駆動輪Ｗｒｒ，Ｗｒｌに駆動力を出力可能であるモータジェネレータ２３をさらに備えるようにすればよい。
また、クラッチ駆動機構２２は、油圧を介在させないで、電動のみで駆動するようにしてもよい。

１１…エンジン、１１ｂ…スロットルバルブ、１１ｅ…回転速度センサ（エンジン回転速度センサ）、１２…自動変速機、１２ａ…入力軸、１２ａ１…回転速度センサ（入力軸回転速度センサ）、１２ｄ…変速機駆動機構、１３…プロペラシャフト、１４…ディファレンシャル装置、１５…アクセルペダル、１５ａ…アクセル開度センサ、２１，４０…クラッチ、２２…クラッチ駆動機構、２２ｃ…ストロークセンサ、２３…モータジェネレータ、３１…エンジンＥＣＵ、３２…自動変速機ＥＣＵ、３３…クラッチＥＣＵ（制御装置、累積エネルギー算出部、変形量算出部、補正部）、３３ａ…記憶部、４１…クラッチディスク、４２…プレッシャプレート、Ｍ…車両、Ｗｒｌ，Ｗｒｒ…駆動輪（左右後輪）、Ｗｆｌ，Ｗｆｒ…従動輪（左右前輪）。

Claims (4)

1. 車両のエンジンの駆動力を入力する入力軸と、前記入力軸への入力回転を複数のギヤ比で変速して出力する複数の変速段と、変速された前記エンジンの駆動力を駆動輪側に出力する出力軸と、を備えている変速機と、
   前記変速機の前記変速段を変更する変速機駆動機構と、
   前記エンジンの出力軸と回転連結されたプレッシャプレートと、前記変速機の前記入力軸と回転連結されたクラッチディスクと、を備え、前記プレッシャプレートと前記クラッチディスクとの当接または離間をすることにより、前記エンジンの出力軸と前記変速機の前記入力軸との係合または解放をするクラッチと、
   前記クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、
   前記クラッチのストロークと前記クラッチの伝達トルクとの関係を示すクラッチストローク−クラッチ伝達トルク特性を記憶する記憶部と、
   前記クラッチ駆動機構に、所望のクラッチ伝達トルクに相当するクラッチストロークであるストローク指示値を指示して、前記クラッチ駆動機構を制御する制御装置と、を備え、
   前記制御装置は、
   前記クラッチの完全解放状態から完全係合状態までの間において、前記プレッシャプレートと前記クラッチディスクとの間にて発生する摩擦エネルギーの累積エネルギーを算出する累積エネルギー算出部と、
   前記累積エネルギー算出部によって算出された前記累積エネルギーから前記プレッシャプレートの厚み方向の変形量を算出する変形量算出部と、
   前記変形量算出部によって算出された前記変形量をストローク補正量とし、前記クラッチ駆動機構に対する前記ストローク指示値を前記ストローク補正量により補正する補正部と、
   を備えた動力伝達装置。
2. 前記エンジンの回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
   前記変速機の入力軸の回転速度を検出する入力軸回転速度センサと、をさらに備え、
   前記累積エネルギー算出部は、制御サイクル毎に、前記エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度、前記入力軸回転速度センサによって検出された変速機入力軸回転速度、および前記クラッチの伝達トルクから、前記摩擦エネルギーを算出し、その算出された前記摩擦エネルギーに基づいて前記累積エネルギーを算出する請求項１記載の動力伝達装置。
3. 前記累積エネルギー算出部は、制御サイクル毎に、前記エンジン回転速度センサによって検出されたエンジン回転速度、前記入力軸回転速度センサによって検出された変速機入力軸回転速度、および前記クラッチの伝達トルクから、前記摩擦エネルギーを今回摩擦エネルギーとして算出し、
   算出した前記今回摩擦エネルギーと、前回算出した前回累積エネルギーとを重み付けして前記累積エネルギーを算出する請求項２記載の動力伝達装置。
4. エンジンの出力軸と回転連結されたプレッシャプレートと、変速機の入力軸と回転連結されたクラッチディスクと、を備え、前記プレッシャプレートと前記クラッチディスクとの当接または離間をすることにより、前記エンジンの出力軸と前記変速機の前記入力軸との係合または解放をするクラッチと、
   前記クラッチを駆動するクラッチ駆動機構と、
   前記クラッチのストロークと前記クラッチの伝達トルクとの関係を示すクラッチストローク−クラッチ伝達トルク特性を記憶する記憶部と、
   前記クラッチ駆動機構に、所望のクラッチ伝達トルクに相当するクラッチストロークであるストローク指示値を指示して、前記クラッチ駆動機構を制御する制御装置と、を備えたクラッチ駆動装置に適用され、
   前記制御装置は、
   前記クラッチの完全解放状態から完全係合状態までの間において、前記プレッシャプレートと前記クラッチディスクとの間にて発生する摩擦エネルギーの累積エネルギーを算出する累積エネルギー算出部と、
   前記累積エネルギー算出部によって算出された前記累積エネルギーから前記プレッシャプレートの厚み方向の変形量を算出する変形量算出部と、
   前記変形量算出部によって算出された前記変形量をストローク補正量とし、前記クラッチ駆動機構に対する前記ストローク指示値を前記ストローク補正量により補正する補正部と、
   を備えたクラッチ駆動制御装置。

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