JP2009127791A - 車両の発進摩擦要素制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ストール状態における発進摩擦要素の過熱を防ぎ、発進摩擦要素の耐久性向上を図ることができる車両の発進摩擦要素制御装置を提供する。
【解決手段】 ストール状態で、トルク容量係数を速度比に応じた通常設定値よりも小さく制限する過熱保護制御を実行する過熱保護制御部５０ｄを設けた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両のエンジンと駆動輪との間に発進クラッチ等の発進摩擦要素を備えた車両の発進摩擦要素制御装置の技術分野に属する。

従来の車両の発進摩擦要素制御装置では、発進クラッチのクラッチ容量を、発進クラッチのトルク容量係数と、エンジン回転数とに基づいて設定することで、トルクコンバータのクリープ特性の模擬を実現している。このとき、エンジン回転の吹け上がりを抑制するために、発進クラッチの速度比（出力回転数／入力回転数）が小さい領域では、アクセル開度が高いほどトルク容量係数を増大補正している（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００６−２９００号公報

上記従来技術において、車輪を制動した停車状態のまま、アクセルを踏んでエンジン回転数を上昇させる、いわゆるストール状態では、発進クラッチはスリップ状態であり、速度比は小さくなる。したがって、アクセル開度に応じてトルク容量が増大補正されるため、発進クラッチの温度が上昇し、耐久性の低下を招くという問題があった。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、ストール状態における発進摩擦要素の過熱を防ぎ、発進摩擦要素の耐久性向上を図ることができる車両の発進摩擦要素制御装置を提供することにある。

上述の目的を達成するため、本発明の車両の発進摩擦要素制御装置では、ストール状態で、トルク容量係数を速度比に応じた通常設定値よりも小さく制限する過熱保護制御を実行する過熱保護制御手段を設けたことを特徴とする。

本発明では、ストール状態のとき、トルク容量係数を通常設定値よりも小さく制限するため、発進摩擦要素の締結容量が小さく抑えられる。よって、ストール状態における発進摩擦要素の過熱を防ぎ、耐久性の向上を図ることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例１に基づいて説明する。

図１は、実施例１のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションを示す骨子図である。

車両のエンジン１の出力軸（クランクシャフト２）を、クラッチハウジング３内における奇数変速段（第１速、第３速、第５速、後退）用の自動湿式回転クラッチ（締結要素）C1、および、偶数変速段（第２速、第４速、第６速）用の自動湿式回転クラッチ（締結要素）C2を介して、ツインクラッチ式マニュアルトランスミッション内における奇数変速段（第１速、第３速、第５速、後退）用の第１入力軸４、および、ツインクラッチ式マニュアルトランスミッション内における偶数変速段（第２速、第４速、第６速）用の第２入力軸５に結合し、ツインクラッチ式マニュアルトランスミッションの出力軸６を、図示せざるプロペラシャフトやディファレンシャルギヤ装置を介して左右駆動輪に結合する。

図1に基づきツインクラッチ式マニュアルトランスミッションを詳述するに、７は、クラッチハウジング３に連なる変速機ケースを示し、クラッチハウジング３内には上記奇数変速段用自動湿式回転クラッチ（発進摩擦要素）C1および偶数変速段用自動湿式回転クラッチC2の他に、これらクラッチC1,C2およびエンジンクランクシャフト２間を緩衝下に駆動結合するトーショナルダンパ８、および、このトーショナルダンパ８を介して常時エンジン駆動されるオイルポンプ９を内蔵させる。
なお奇数変速段クラッチC1および偶数変速段クラッチC2はそれぞれ、常態で解放しているノーマルオープン型クラッチとする。

ツインクラッチ式マニュアルトランスミッションは、オイルポンプ９からの作動油を媒体として、後述するクラッチC1,C2の締結・解放制御を含む変速段選択制御（自動変速）を実行する。

変速機ケース７内には以下の歯車変速機構を収納する。
前記のごとく奇数変速段クラッチC1および偶数変速段クラッチC2を介してトーショナルダンパ８からのエンジン回転を選択的に入力される第１入力軸４および第２入力軸５のうち第２入力軸５は中空とし、これを第１入力軸４上に嵌合するが、内側の第１入力軸４および外側の第２入力軸５を相互に同心状態で回転自在とする。

上記のごとく相互に回転自在に嵌合した第１入力軸４および第２入力軸５のエンジン側前端をクラッチC1,C2に結合する。
第１入力軸４を第２入力軸５の後端から突出させ、この突出した第１入力軸４の後端部４ａに同軸に突き合わせて前記の変速機出力軸６を相対回転可能に設け、この出力軸６を変速機ケース７の後端から突出させる。
第１入力軸４、第２入力軸５、および出力軸６に平行に配してカウンターシャフト１０を設け、これを変速機ケース７に回転自在に支持する。

カウンターシャフト１０の後端にはカウンターギヤ１１を一体回転可能に設け、これと同じ軸直角面内に配して出力軸６に出力歯車１２を設け、これらカウンターギヤ１１および出力歯車１２を相互に噛合させてカウンターシャフト１０を出力軸６に駆動結合する。
ここでカウンターギヤ１１は、そのピッチ円直径を出力歯車１２のピッチ円直径よりも小さくし、これらカウンターギヤ１１および出力歯車１２により減速歯車組を構成する。

第１入力軸４の後端部４ａとカウンターシャフト１０との間に奇数変速段（第１速、第３速）グループの歯車組G1,G3、および後退変速段の歯車組GRを設け、これらをエンジン１に近いフロント側から、第１速歯車組G1、後退歯車組GR、および第３速歯車組G3の順に配置する。
第１速歯車組G1および後退歯車組GRは第２入力軸５の後端と変速機ケース中間壁７ａとの間に位置させるが、後退歯車組GRを変速機ケース中間壁７ａの直近に位置させる。
第３速歯車組G3は、変速機ケース中間壁７ａを挟んで第１速歯車組G1および後退歯車組GRの反対側に配置するが、変速機ケース中間壁７ａの直近に、つまり、第１入力軸４（後端部４ａ）の最後部に位置させる。

第１速歯車組G1は、第１入力軸４の後端部４ａに一体成形した第１速入力歯車１３と、カウンターシャフト１０上に回転自在に設けた第１速出力歯車１４とを相互に噛合させて構成する。
後退歯車組GRは、第１入力軸４の後端部４ａに一体成形した後退入力歯車１５と、カウンターシャフト１０上に回転自在に設けた後退出力歯車１６と、これら歯車１５，１６に噛合してこれら歯車１５，１６間を逆転下に駆動結合するリバースアイドラギヤ１７とで構成し、リバースアイドラギヤ１７を、変速機ケース中間壁７ａに植設したリバースアイドラ軸１８により回転自在に支持する。
第３速歯車組G3は、第１入力軸４の後端部４ａに回転自在に設けた第３速入力歯車１９と、カウンターシャフト１０に駆動結合して設けた第３速出力歯車２０とを相互に噛合させて構成する。

カウンターシャフト１０には更に、第１速出力歯車１４および後退出力歯車１６間に配して１速−後退用同期噛合機構（シンクロメッシュ機構）２１を設け、そのカップリングスリーブ２１ａを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ２１ｂに噛合させるとき、第１速出力歯車１４がカウンターシャフト１０に駆動結合されて後述するごとく第１速を選択可能なものとし、カップリングスリーブ２１ａを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ21cに噛合させるとき、後退出力歯車１６がカウンターシャフト１０に駆動結合されて後述するごとく後退を選択可能なものとする。

第１入力軸４の後端部４ａには更に、第３速入力歯車１９および出力歯車１２間に配して３速−５速用同期噛合機構（シンクロメッシュ機構）２２を設け、そのカップリングスリーブ２２ａを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ２２ｂに噛合させるとき、第３速入力歯車１９が第１入力軸４に駆動結合されて後述するごとく第３速を選択可能なものとし、カップリングスリーブ２２ａを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ２２ｃに噛合させるとき、第１入力軸４（その後端部４ａ）が出力歯車１２（出力軸６）に直結されて後述するごとく第５速を選択可能なものとする。

中空の第２入力軸５とカウンターシャフト１０との間には、偶数変速段（第２速、第４速、第６速）グループの歯車組、つまり、エンジンに近いフロント側から順次、第６速歯車組G6、第２速歯車組G2、および第４速歯車組G4を配して設ける。
第６速歯車組G6は変速機ケース７の前壁７ｂに沿うよう第２入力軸５の前端に配置し、第４速歯車組G4は第２入力軸５の後端に配置し、第２速歯車組G2は第２入力軸５の両端間中央部に配置する。

第６速歯車組G6は、第２入力軸５の外周に一体成形した第６速入力歯車２３と、カウンターシャフト１０上に回転自在に設けた第６速出力歯車２４とを相互に噛合させて構成する。
第２速歯車組G2は、第２入力軸５の外周に一体成形した第２速入力歯車２５と、カウンターシャフト１０上に回転自在に設けた第２速出力歯車２６とを相互に噛合させて構成する。
第４速歯車組G4は、第２入力軸５の外周に一体成形した第４速入力歯車２７と、カウンターシャフト１０上に回転自在に設けた第４速出力歯車２８とを相互に噛合させて構成する。

カウンターシャフト１０には更に、第６速出力歯車２４および第２速出力歯車２６間に配して６速専用の同期噛合機構（シンクロメッシュ機構）２９を設け、そのカップリングスリーブ２９ａを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ２９ｂに噛合させるとき、第６速出力歯車２４がカウンターシャフト１０に駆動結合されて後述するごとく第６速を選択可能なものとする。
またカウンターシャフト１０には、第２速出力歯車２６および第４速出力歯車２８間に配して２速−４速用同期噛合機構（シンクロメッシュ機構）３０を設け、そのカップリングスリーブ３０ａを図示の中立位置から右行させてクラッチギヤ３０ｂに噛合させるとき、第２速出力歯車２６がカウンターシャフト１０に駆動結合されて後述するごとく第２速を選択可能なものとし、カップリングスリーブ３０ａを図示の中立位置から左行させてクラッチギヤ３０ｃに噛合させるとき、第４速出力歯車２８がカウンターシャフト１０に駆動結合されて後述するごとく第４速を選択可能なものとする。

上記の実施例になるツインクラッチ式マニュアルトランスミッションの作用を次に説明する。
動力伝達を希望しない中立（Ｎ）レンジや駐車（Ｐ）レンジのような非走行レンジにおいては、ノーマルオープン型クラッチ（自動湿式回転クラッチ）C1,C2の双方を非制御状態にして解放しておき、また、同期噛合機構２１，２２，２９，３０のカップリングスリーブ２１ａ，２２ａ，２９ａ，３０ａを全て図示の中立位置にして、ツインクラッチ式マニュアルトランスミッションを動力伝達が行われない中立状態にする。

前進動力伝達を希望するＤレンジや、後退動力伝達を希望するＲレンジのような走行レンジにおいては、オイルポンプ９からの作動油を媒体として以下のごとくに同期噛合機構２１，２２，２９，３０のカップリングスリーブ２１ａ，２２ａ，２９ａ，３０ａおよびクラッチC1,C2を制御することにより各前進変速段や、後退変速段を選択することができる。

Ｄレンジのような前進走行レンジで第１速を希望する場合、同期噛合機構２１のカップリングスリーブ２１ａを右行させて歯車１４をカウンターシャフト１０に駆動結合し、これによる奇数変速段の図２(a)に示す第１速へのプリシフト後、同じく図２(a)に示すように非走行レンジで解放状態だった自動湿式回転クラッチC1を締結する。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第１入力軸４、第１速歯車組G1、カウンターシャフト１０、および出力歯車組１１，１２を経て出力軸６より軸線方向に出力され、第１速での動力伝達を行うことができる。
なお、上記第１速の選択が発進用のものである時は、それ用にクラッチC1の締結進行制御を行って発進ショックのない滑らかな前発進を行わせること、勿論である。

第１速から第２速へのアップシフトに際しては、非走行レンジで解放状態だったクラッチC2を引き続き解放させておき、同期噛合機構３０のカップリングスリーブ３０ａを右行させて歯車２６をカウンターシャフト１０に駆動結合し、これによる偶数変速段グループの図２(a)に示す第２速へのプリシフト後、同じく図２(a)に示すようにクラッチC1を解放すると共にクラッチC2を締結すること（クラッチの掛け替え）により第１速から第２速へのアップシフトを行わせる。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第２入力軸５、第２速歯車組G2、カウンターシャフト１０、および出力歯車組１１，１２を経て出力軸６より軸線方向に出力され、第２速での動力伝達を行うことができる。

第２速から第３速へのアップシフトに際しては、同期噛合機構２１のカップリングスリーブ２１ａを中立位置に戻して歯車１４をカウンターシャフト１０から切り離すと共に、同期噛合機構２２のカップリングスリーブ２２ａを右行させて歯車１９を第１入力軸４に駆動結合し、これによる図２(a)に示す奇数変速段グループの１→３プリシフト後、同じく図２(a)に示すごとくクラッチC2を解放すると共にクラッチC1を締結すること（クラッチの掛け替え）により第２速から第３速へのアップシフトを行わせる。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第１入力軸４、第３速歯車組G3、カウンターシャフト１０、および出力歯車組１１，１２を経て出力軸６より軸線方向に出力され、第３速での動力伝達を行うことができる。

第３速から第４速へのアップシフトに際しては、同期噛合機構３０のカップリングスリーブ３０ａを中立位置に戻して歯車２６をカウンターシャフト１０から切り離すと共に、同期噛合機構３０のカップリングスリーブ３０ａを左行させて歯車２８をカウンターシャフト１０に駆動結合し、これによる図２(a)に示す偶数変速段グループの２→４プリシフト後、同じく図２(a)に示すごとくクラッチC1を解放すると共にクラッチC2を締結すること（クラッチの掛け替え）により第３速から第４速へのアップシフトを行わせる。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第２入力軸５、第４速歯車組G4、カウンターシャフト１０、および出力歯車組１１，１２を経て出力軸６より軸線方向に出力され、第４速での動力伝達を行うことができる。

第４速から第５速へのアップシフトに際しては、同期噛合機構２２のカップリングスリーブ２２ａを中立位置に戻して歯車１９を第１入力軸４から切り離すと共に、同期噛合機構２２のカップリングスリーブ２２ａを左行させて第１入力軸４を出力軸６に直結し、これによる図２(a)に示す奇数変速段グループの３→５プリシフト後、同じく図２(a)に示すごとくクラッチC2を解放すると共にクラッチC1を締結すること（クラッチの掛け替え）により第４速から第５速へのアップシフトを行わせる。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第１入力軸４、およびカップリングスリーブ２９ａを経て出力軸６より軸線方向に出力され、第５速（変速比１：１）での動力伝達を行うことができる。

第５速から第６速へのアップシフトに際しては、同期噛合機構３０のカップリングスリーブ３０ａを中立位置に戻して歯車２８をカウンターシャフト１０から切り離すと共に、同期噛合機構３７のカップリングスリーブ３７ａを左行させて歯車３１をカウンターシャフト１０に駆動結合し、これによる図２(a)に示す偶数変速段グループの４→６プリシフト後、同じく図２(a)に示すごとくクラッチC1を解放すると共にクラッチC2を締結すること（クラッチの掛け替え）により第５速から第６速へのアップシフトを行わせる。
これによりクラッチC2からのエンジン回転が第２入力軸５、第６速歯車組G6、カウンターシャフト１０、および出力歯車組１１，１２を経て出力軸６より軸線方向に出力され、第６速での動力伝達を行うことができる。

なお、第６速から順次第１速へとダウンシフトさせるに際しても、上記アップシフトと逆の制御を行うことにより、図２(b)に示す前述したと逆方向のプリシフトおよびクラッチC1,C2の締結・解放制御を介して所定のダウンシフトを行わせることができる。

後退走行を希望して非走行レンジからＲレンジに切り替えた場合においては、同期噛合機構２１のカップリングスリーブ２１ａを中立位置から左行させて歯車１６をカウンターシャフト１０に駆動結合し、これによる図２(a),(b)に示す奇数変速段グループの後退変速段へのプリシフト後、非走行レンジで解放状態であった湿式回転クラッチC1を締結する。
これによりクラッチC1からのエンジン回転が第１入力軸４、後退歯車組GR、カウンターシャフト１０、および出力歯車組１１，１２を経て出力軸６より軸線方向に出力され、この際、後退歯車組GRにより回転方向を逆にされることから、後退変速段での動力伝達を行うことができる。
なお、後退変速段での発進時は、それ用にクラッチC1の締結進行制御を行って、発進ショックのない滑らかな後発進を行わせること、勿論である。

図３は、実施例１のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションの制御系を示すブロック図である。
エンジンコントローラ４０は、車速センサ４１からの車速（車体速）、アクセル開度センサ４２からのアクセル開度、エンジン回転数センサ４３からのエンジン回転数に基づいて、燃料噴射量および吸入空気量を調整し、エンジントルクを制御する。

MTコントローラ５０は、エンジンコントローラ４０からの車速、アクセル開度およびエンジン回転数と、レンジ位置センサ４４からのレンジ位置と、第１入力軸回転数センサ４５からの第１入力軸４の回転数と、第２入力軸回転数センサ４６からの第２入力軸５の回転数とに基づいて、変速マップ等から所定の変速段を選択し、油圧制御回路（不図示）を介して各同期噛合機構２１，２２，２９，３０を制御すると共に、油圧制御回路を介して各クラッチC1,C2のトルク容量（締結容量）を制御する。

MTコントローラ５０は、トルク容量係数とエンジン回転数から、下記の式(1)に基づいてクラッチトルクを算出し、算出したクラッチトルクを得られるよう、クラッチ容量を制御することで、トルクコンバータ特性を模擬している。
クラッチトルク＝トルク容量係数×（エンジン回転数×オフセット値）² …(1)
「トルク容量係数」は、クラッチの速度比（出力回転数／入力回転数）に基づいて設定する。速度比は、例えば、1.0よりも小さい所定比から1.0まで徐々に減少し、1.0で極小値を取り、1.0を超えると所定の速度比まで徐々に増加し、一定の値となるように設定している。

ここで、入力回転数はエンジン回転数センサ４３の検出値とトーショナルダンパ８の特性から算出することができる。また、出力回転数は、第１入力軸回転数センサ４５または第２入力軸回転数センサ４６により検出することができる。
なお、トルク容量係数は、エンジン回転の吹け上がりを防止するために、アクセル開度が高いほど小さくなるように設定してもよい。
「オフセット値」は、アクセル開度に応じて設定し、アクセル開度が所定値（例えば、開度2/8）までは所定値から徐々に減少し、開度2/8を超えるとゼロとなるように設定している。これにより、アイドル回転時等、エンジン回転数が低い場合には、クラッチトルクを小さくすることで、エンジンストールの発生を抑制している。

次に、本発明に係るストール状態でのクラッチ過熱保護制御を説明する。実施例１の過熱保護制御は、車輪を制動した停車状態のままアクセルを踏んでエンジン回転数を上昇させる、いわゆるストール状態のとき、発進時に締結されるクラッチC1のトルク容量係数を、速度比に応じた通常設定値よりも小さく制限することで、クラッチ容量の上限値を制限し、クラッチC1の過熱を抑制するものである。

図４は、MTコントローラ５０の過熱保護制御ブロック図であり、MTコントローラ５０は、ストール判定部５０ａと、クラッチ温度検出部（温度検出手段）５０ｂと、クラッチ制御部（締結容量制御手段）５０ｃと、過熱保護制御部（過熱保護制御手段）５０ｄと、を備えている。

ストール判定部５０ａは、車速が停車判断閾値以下であり、かつ、運転者のブレーキ操作とアクセル操作が共に検出された場合、車両がストール状態であると判定する。このとき、車両が走行状態から減速して停車した場合、停車判定をより確実な者とするために、車速が停車判断閾値以下であり、かつ、運転者のブレーキ操作とアクセル操作が共に検出された状態が所定の判定時間継続した場合、車両がストール状態であると判定してもよい。

車速は車速センサ４１の検出値を用い、運転者のアクセル操作は、アクセル開度センサ４２の検出値を用いる。車速が停車判断閾値以下の場合、車両停止と判定する。アクセル開度が所定開度以上の場合、アクセル操作有りと判定する。ここで、「停車判断閾値」は、車両が停止していると確実に判定できる微小車速とする。また、「所定開度」は運転者がアクセルペダルを踏んでいないと確実に判定できる微小なアクセル開度とする。

実施例１では、運転者のブレーキ操作を検出するため、２つのブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂを設けている。両ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂは、ブレーキペダルの操作量が所定踏み込み量未満ではOFF信号を出力し、所定踏み込み量以上でON信号を出力する。ここで、「所定踏み込み量」とは、運転者がブレーキペダルを踏んでいると確実に判断できる最小の踏み込み量とする。

ストール判定部５０ａでは、車速が停車判断閾値以下、アクセル開度が所定開度以上、かつ、両ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂが共にON信号を出力している状態が判定時間継続した場合、車両がストール状態であると判定する。一方、車速が停車判断閾値を超えた場合、または両ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂが共にOFF信号を出力した場合、ストール状態が解除したと判定する。なお、ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂの一方がON信号を出力し、他方がOFF信号を出力した場合にもストール状態が解除したと判定する。

クラッチ温度検出部５０ｂは、クラッチC1の温度を推定する。クラッチの温度は、クラッチの入出力軸回転数差とクラッチ容量とにそれぞれ比例するため、実施例１のマニュアルトランスミッションでは、車両が走行している場合、エンジン回転数と第１入力軸回転数との回転数差と、現在のクラッチ容量とに基づいて、推定温度を算出する。
なお、ストール状態では、クランクシャフト２はエンジン回転に連動して回転しているものの、マニュアルトランスミッションの出力軸６は停止しているため、ストール状態の継続時間に基づいて、クラッチC1の温度を推定してもよい。ストール状態の継続時間とクラッチC1の温度との関係は、あらかじめ実験等により求めることができるため、ストール状態の継続時間を計測することで、クラッチC1の温度は推定可能である。

クラッチ制御部５０ｃは、トルク容量係数とエンジン回転数から、上述した式(1)に基づいてクラッチトルクを算出し、算出したクラッチトルクを得られるよう、クラッチ容量を制御する。

過熱保護制御部５０ｄは、ストール判定部５０ａによりストール状態と判定された場合、クラッチ制御部５０ｃにより算出されたトルク容量係数に上限値を設けることで、クラッチ容量を制限し、同時に、エンジントルクに上限値を設けてエンジントルクを制限する。
トルク容量係数の上限値は、例えば、ストール状態でクラッチC1の温度が許容温度以下となる値とする。また、エンジントルクの上限値は、クラッチ容量の低下に伴うエンジン回転の吹け上がりを抑制すべく、制限されたクラッチ容量に応じた値とする。

ここで、過熱保護制御部５０ｄは、過熱保護制御の実行中にクラッチ温度検出部５０ｂにより推定されたクラッチC1の温度が過熱判定値以上となった場合には、クラッチC1の保護を優先するために、過熱保護制御を終了すると共に、エンジントルクを制限する。ここで、「過熱判定値」とは、許容温度よりも高い温度であって、この温度が所定時間継続した場合、クラッチ焼け等、クラッチの破損を招くおそれのある温度とする。

過熱保護制御部５０ｄは、ストール判定部５０ａにおいて、車速が停車判断閾値を超えた、または両ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂが共にOFF信号を出力したことにより、ストール状態が解除したと判定された場合、エンジントルクを所定の増加勾配でアクセル開度に応じた値へと復帰させ、クラッチトルクの立ち上がりに対するエンジントルクの応答遅れを考慮したディレイ時間（遅れ時間）経過後、トルク容量係数を所定の増加勾配で通常設定値へと復帰させる。

ここで、「ディレイ時間」は、エンジントルクとクラッチトルクの復帰時点を揃えるための待ち時間である。このディレイ時間を設けた理由は、クラッチトルクの通常設定値への復帰タイミングとエンジントルクのアクセル開度に応じた値への復帰タイミングとを揃えるためである。一般的に、エンジントルクの立ち上がりは、クラッチトルクの立ち上がりよりも応答性が低い。

過熱保護制御部５０ｄは、ストール判定部５０ａにおいて、ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂの一方がON信号を出力し、他方がOFF信号を出力したことにより、ストール状態が解除したと判定された場合、エンジントルクおよびトルク容量係数の増加勾配を緩やかにし、復帰速度を遅くする。

次に、作用を説明する。
図５は、エンジン特性とクラッチ容量特性との関係を示す図であり、横軸をエンジン回転数、縦軸をエンジントルクとしたとき、エンジン回転数とエンジントルクとの関係は、アクセル開度（APO）に応じて、図５に示すような横方向に延びる特性となる。図中の「ストールポイント」とは、ストール状態において、エンジントルクとクラッチトルク（クラッチ容量特性線上）とが釣り合う点であり、アクセル開度が一定でエンジントルクとクラッチトルクとが釣り合っている場合、エンジン回転数は一定値を維持する。

ここで、クラッチ容量特性は、クラッチ容量係数に応じて変化する特性であって、クラッチ容量係数が低い場合、クラッチ容量特性はより立ち上がりが小さな特性となる。今、ストールポイントがクラッチ容量特性線Ｌ上のＡ点であると仮定し、この状態から発進クラッチ（クラッチC1）の過熱を抑えるために、クラッチ容量係数を小さく制限する場合を考える。クラッチ容量係数を小さくすると、クラッチ容量特性は、曲線Ｍに示す特性へと変化する。このとき、エンジントルクを一定に維持した場合、ストールポイントはＡ点からＡ'点へと移動するため、エンジン回転が上昇して吹け上がりが発生する。

そこで、実施例１では、エンジン回転数の変動を抑えるべく、ストールポイントがＡ点からＢ点へ移動するように、クラッチ容量の制限と同時にエンジントルクを制限する。これにより、エンジン回転数をアクセル開度に応じた目標値に維持した状態で、クラッチC1の過熱を抑制することができる。

また、実施例１では、運転者がストール状態を解除して発進する場合、クラッチトルクの復帰勾配とエンジントルクの復帰勾配とを調整することで、発進時のエンジン回転軌跡を自由に設計できる。よって、クラッチトルクやエンジントルクのバラツキに対してエンジン回転軌跡が狙った特性から外れた場合でも、式(1)右辺のエンジン回転２乗の項により、クラッチ容量の増減を調整することで、エンジン回転数の変動を抑えることができ、制御容易性の観点からも優れている。

実施例１では、両ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂが共にON信号を出力している場合であっても、車速が停車判断閾値を上回った場合、ストール状態が解除されたと判定する。すなわち、運転者がブレーキペダルを軽く踏んでいる場合には、クラッチトルクおよびエンジントルクを制限している場合であっても車両が発進する可能性がある。よって、この場合には過熱保護制御を終了し、クラッチトルクとエンジントルクを復帰させることで、通常の発進時と同様の発進性能を実現することができる。

実施例１では、過熱保護制御中にブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂの一方がON信号を出力し、他方がOFF信号を出力した際、ストール状態の解除と判定するため、ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂの一方がON故障している場合には、ストール状態の誤判定により車両が発進不能となるのを回避することができる。また、エンジントルクおよびトルク容量係数の復帰勾配をより緩やかにして復帰速度を遅らせているため、ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂの一方がOFF故障している場合であっても、駆動力を緩やかに増加させることで運転者の予期せぬ車両の発進を防止できると共に、クラッチC1の温度上昇を緩やかにして過熱を防ぐことができる。

また、実施例１では、過熱保護制御中にクラッチC1の温度が許容温度よりも高い過熱判定温度以上となった場合には、過熱保護制御を終了し、エンジントルクの制限量をより大きくする。これにより、式(1)に示したように、クラッチトルクが小さくなるため、エンジントルクおよびクラッチトルクの減少により、クラッチC1の負荷が軽減され、クラッチ焼け等の破損を回避することができる。

図６は、停車状態からのアクセルONによりストール状態となった場合の過熱保護制御作用を示すタイムチャートである。
時点t1では、車速ゼロ、ブレーキON、アクセルONの状態が所定時間継続したため、ストール状態と判定し、過熱保護制御を開始する。時点t1から時点t2までの区間では、クラッチ容量係数の制限により、クラッチ容量を通常発進容量（通常設定値）に対し通常ストール時発進容量まで制限する。同時に、エンジントルクをアクセル開度相当トルクに対し通常ストール時上限トルクまで制限する。これにより、エンジン回転数を一定に維持した状態で、クラッチC1の過熱を抑制することができる。

時点t2では、ブレーキOFFにより、ストール状態解除と判定し、エンジントルクのアクセル開度相当トルクへの復帰を開始する。時点t2から時点t3までの区間では、アクセル開度相当トルクと通常ストール時上限トルクとの偏差に応じた所定の増加勾配でエンジントルクを増加させる。

時点t3では、時点t2から応答合わせのためのディレイ時間が経過したため、クラッチ容量の通常発進容量への復帰を開始する。時点t3以降では、エンジントルクの増加に加え、通常発進容量とストール時発進容量との偏差に応じた所定の増加勾配でクラッチ容量を増加させる。これにより、クラッチトルクとエンジントルクの通常時目標値への復帰タイミングを合わせることができ、発進時におけるエンジン回転数の変動を抑制できる。よって、アクセル開度に応じたエンジン回転数で車両を発進させることができる。

図７は、走行状態からの減速によりストール状態となった場合の過熱保護制御作用を示すタイムチャートである。
時点t1では、車速ゼロ、ブレーキON、アクセルONとなり、時点t2では、時点t1から所定のディレイ時間（判定時間）が経過したため、ストール状態と判定し、過熱保護制御を開始する。

時点t2から時点t3までの区間では、クラッチ容量係数の制限により、クラッチ容量を通常発進容量に対し通常ストール時発進容量まで制限する。同時に、エンジントルクをアクセル開度相当トルクに対し通常ストール時上限トルクまで制限する。これにより、エンジン回転数を一定に維持した状態で、クラッチC1の過熱を抑制することができる。

時点t3では、ブレーキOFFにより、ストール状態解除と判定し、エンジントルクのアクセル開度相当トルクへの復帰を開始する。時点t3から時点t4までの区間では、アクセル開度相当トルクと通常ストール時上限トルクとの偏差に応じた所定の増加勾配でエンジントルクを増加させる。

時点t4では、時点t3から応答合わせのためのディレイ時間が経過したため、クラッチ容量の通常発進容量への復帰を開始する。時点t4以降では、エンジントルクの増加に加え、通常発進容量とストール時発進容量との偏差に応じた所定の増加勾配でクラッチ容量を増加させる。これにより、クラッチトルクとエンジントルクの通常時目標値への復帰タイミングを合わせることができ、発進時におけるエンジン回転数の変動を抑制できる。よって、アクセル開度に応じたエンジン回転数で車両を発進させることができる。

次に、効果を説明する。
実施例１の車両の発進摩擦要素制御装置にあっては、以下に列挙する効果が得られる。

(1) ストール状態で、トルク容量係数を速度比に応じた通常設定値よりも小さく制限する過熱保護制御を実行する過熱保護制御部５０ｄを設けた。これにより、クラッチC1のクラッチ容量を小さく抑えることで、ストール状態におけるクラッチC1の過熱を防ぎ、耐久性の向上を図ることができる。

(2) 過熱保護制御部５０ｄは、過熱保護制御時、エンジン回転数がアクセル開度に応じた目標値を維持するように、トルク容量係数の制限に応じてエンジントルクを制限するため、クラッチトルクの低下に伴うエンジン回転の吹け上がりを抑制することができる。

(3) 過熱保護制御部５０ｄは、過熱保護制御中にストール状態が解除された場合、トルク容量係数を徐々に通常設定値へと復帰させると共に、エンジントルクを徐々にアクセル開度に応じた値へと復帰させる。これにより、発進時の駆動力変動を抑制し、通常の発進時と同様のスムーズな発進性能を実現できる。

(4) 過熱保護制御部５０ｄは、エンジン回転数がアクセル開度に応じた目標値を維持するように、トルク容量係数およびエンジントルクの復帰勾配を設定するため、発進時におけるエンジン回転の吹け上がりを抑制することができる。

(5) 過熱保護制御部５０ｄは、エンジントルクのアクセル開度に応じた値への復帰開始から所定の遅れ時間が経過した後、トルク容量係数の通常設定値への復帰を開始するため、クラッチトルクの通常設定値への復帰タイミングとエンジントルクのアクセル開度に応じた値への復帰タイミングとを揃えることができ、発進時におけるエンジン回転数の変動を抑制することができる。

(6) クラッチC1の温度を検出するクラッチ温度検出部５０ｂを設け、過熱保護制御部５０ｄは、過熱保護制御中にクラッチC1の温度が過熱判定温度以上となった場合、過熱保護制御を終了し、エンジントルクを制限する。これにより、クラッチ焼け等の破損からクラッチC1を保護することができる。

(7) ストール判定部５０ａは、両ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂが共にON信号を出力している場合であっても、車速が停車判断閾値を上回った場合、ストール状態が解除されたと判定する。これにより、運転者がブレーキペダルを軽く踏んだ状態で車両が発進した場合であっても、通常の発進時と同様の発進性能を実現することができる。

(8) 過熱保護制御部５０ｄは、ストール判定部５０ａにおいて、ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂの一方がON信号を出力し、他方がOFF信号を出力したことにより、ストール状態が解除したと判定された場合、エンジントルクおよびトルク容量係数の増加勾配を緩やかにし、復帰速度を遅くする。これにより、ブレーキスイッチ４７ａ，４７ｂのOFF故障時における発進不能状態と、ON故障時における運転者の予期せぬ車両の発進とを共に回避することができる。

（他の実施例）
以上、本発明を実施するための最良の形態を、図面に基づく実施例１により説明したが、本発明の具体的な構成は、実施例１に示したものに限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない程度の設計変更等があっても本発明に含まれる。

例えば、実施例１では、本発明の車両の発進摩擦要素制御装置をツインクラッチ式マニュアルトランスミッションに適用した例を示したが、エンジンと駆動輪との間に発進クラッチ等の発進摩擦要素を備えた車両であれば、本発明を適用することで、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。

実施例１のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションを示す骨子図である。 図１に示すツインクラッチ式マニュアルトランスミッションにおけるクラッチの締結と選択変速段との関係、および変速段の切り替えに伴って発生するプリシフトの種類を示す論理図で、(a)はアップシフト時の論理図、(b)はダウンシフト時の論理図である。 実施例１のツインクラッチ式マニュアルトランスミッションの制御系を示すブロック図である。 MTコントローラ５０の過熱保護制御ブロック図である。 エンジン特性とクラッチ容量特性との関係を示す図である。 停車状態からのアクセルONによりストール状態となった場合の過熱保護制御作用を示すタイムチャートである。 走行状態からの減速によりストール状態となった場合の過熱保護制御作用を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２ クランクシャフト
C1 奇数変速段クラッチ（発進摩擦要素）
C2 偶数変速段クラッチ
３ クラッチハウジング
４ 第１入力軸
５ 第２入力軸
６ 出力軸
７ 変速機ケース
８ トーショナルダンパ
９ オイルポンプ
１０ カウンターシャフト
１１ カウンターギヤ
１２ 出力歯車
G1 第１速歯車組
G2 第２速歯車組
G3 第３速歯車組
G4 第４速歯車組
G6 第６速歯車組
GR 後退歯車組
２１ １速―後退用同期噛合機構
２２ ３速−５速用同期噛合機構
２９ ６速用同期噛合機構
３０ ２速−４速同期噛合機構
４０ エンジンコントローラ
４１ 車速センサ
４２ アクセル開度センサ
４３ エンジン回転数センサ
４４ レンジ位置センサ
４５ 第１入力軸回転数センサ
４６ 第２入力軸回転数センサ
４７ａ，４７ｂ 第１ブレーキスイッチ
５０ MTコントローラ
５０ａ ストール判定部
５０ｂ クラッチ温度検出部（温度検出手段）
５０ｃ クラッチ制御部（締結容量制御手段）
５０ｄ 過熱保護制御部（過熱保護制御手段）

Claims (6)

1. 車両のエンジンと駆動輪との間に配置された発進摩擦要素と、
   前記発進摩擦要素の速度比に応じて前記発進摩擦要素のトルク容量係数を設定し、前記トルク容量係数およびエンジン回転数に基づいて前記発進摩擦要素の締結容量を制御する締結容量制御手段と、
   を有する車両の発進摩擦要素制御装置において、
   ストール状態で、前記トルク容量係数を前記速度比に応じた通常設定値よりも小さく制限する過熱保護制御を実行する過熱保護制御手段を設けたことを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
2. 請求項１に記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   前記過熱保護制御手段は、前記過熱保護制御時、前記エンジン回転数が前記アクセル開度に応じた目標値を維持するように、前記トルク容量係数の制限に応じてエンジントルクを制限することを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
3. 請求項２に記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   前記過熱保護制御手段は、前記過熱保護制御中に前記ストール状態が解除された場合、前記トルク容量係数を徐々に前記通常設定値へと復帰させると共に、前記エンジントルクを前記アクセル開度に応じた値へと徐々に復帰させることを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
4. 請求項３に記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   前記過熱保護制御手段は、前記エンジン回転数が前記アクセル開度に応じた目標値を維持するように、前記トルク容量係数および前記エンジントルクの復帰勾配を設定することを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
5. 請求項３または請求項４に記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   前記過熱保護制御手段は、前記エンジントルクの前記アクセル開度に応じた値への復帰開始から所定の遅れ時間が経過した後、前記トルク容量係数の前記通常設定値への復帰を開始することを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。
6. 請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の車両の発進摩擦要素制御装置において、
   前記発進摩擦要素の温度を検出する温度検出手段を設け、
   前記過熱保護制御手段は、前記過熱保護制御中に前記発進摩擦要素の温度が許容温度よりも高い過熱判定温度以上となった場合、前記過熱保護制御を終了し、前記エンジントルクを制限することを特徴とする車両の発進摩擦要素制御装置。

Images