JP6561088B2 - クラッチ制御装置及びクラッチ制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチを制御するクラッチ制御装置及びクラッチ制御方法に関する。

特許文献１では、ロックアップクラッチの摩擦材を効率的に長寿命で使用することができるようにしたロックアップクラッチの保護制御装置を提供することを目的としている（［０００８］、要約）。

当該目的を達成するため、特許文献１（要約）では、ＬＣの表面温度Ｔ_LCを所定基準温度（例えば１８０℃）に等価換算したものを、熱的負荷Ｌ_LCとして求める。この熱的負荷を累積してＬＣの熱的負荷累積値ΣＬ_LCを求める。熱的負荷累積値を車両の累積走行距離ΣＨで除して負荷傾斜Ｓ_LCを求める。負荷傾斜を所定の基準負荷傾斜ＲＳと比較し、前記負荷傾斜が前記基準負荷傾斜を上回るときクラッチ保護を指示する。クラッチ保護が指示されたとき、ＬＣの表面温度を上昇させないようにクラッチ作動を制限する（例えば、ＬＣスリップ制御を行うべきときに、これを行わずに、ＬＣ ＯＦＦとする。）。基準負荷傾斜ＲＳとしては、ＬＣの１８０℃等価換算時間での生涯保証負荷時間を生涯保証距離で除した商を用いる。これにより、ＬＣを設定した生涯保証距離にわたって効率的に使い切ることができる。

熱的負荷Ｌ_LCは、下記の式（１）に基づいて算出される（図４ＡのＳ２、［００３６］、［００２２］）。
Ｌ_LC＝ｅｘｐ｛（Ｔ_LC−１８０℃）／等価換算係数｝×計算単位時間 （１）

式（１）において、Ｔ_LCは、ＬＣの表面温度であり、等価換算係数は、設計上適宜に定められる係数であり、計算単位時間は、式（１）の演算を行う単位時間である（［００２２］）。

特開２０１１−２３１７８７号公報

上記のように、特許文献１において、熱的負荷Ｌ_LCは、上記式（１）に基づいて算出される（図４ＡのＳ２、［００３６］、［００２２］）。式（１）の右辺において、等価換算係数及び計算単位時間は固定値であり、変数は、ＬＣの表面温度Ｔ_LCのみである。このため、特許文献１では、ＬＣの表面温度Ｔ_LCのみを入力変数としてロックアップクラッチのダメージ量（瞬時値）を算出又は推定していると言える。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、ロックアップクラッチのダメージ量の推定精度について改善の余地がある。

このような課題は、ロックアップクラッチ以外のクラッチにも該当し得る。

本発明は上記のような課題を考慮してなされたものであり、クラッチのダメージ量の推定精度を向上可能なクラッチ制御装置及びクラッチ制御方法を提供することを目的とする。

本発明に係るクラッチ制御装置は、クラッチを制御するものであって、
前記クラッチ制御装置は、
前記クラッチの温度であるクラッチ温度を取得し、
前記クラッチの作動状態から前記クラッチの発熱量を算出し、
複数の前記クラッチ温度の各々における前記発熱量の個別累積発生時間を算出するとともに累積し、
累積した前記個別累積発生時間に基づいて前記クラッチのダメージ量を算出し、
前記ダメージ量の累積値がダメージ閾値を超えた場合、前記クラッチの使用を制限する又は所定の警告出力を行う
ことを特徴とする。

本発明によれば、複数のクラッチ温度の各々における発熱量の個別累積発生時間を算出するとともに累積し、累積した前記個別累積発生時間に基づいて算出したダメージ量の累積値がダメージ閾値を超えたら、クラッチの使用を制限する又は所定の警告出力を行う。これにより、クラッチ温度のみに基づく場合と比較して、クラッチのダメージ量の累積値を高精度に推定可能となる。

累積した前記個別累積発生時間を、所定の発熱量における所定個別累積時間に置換し、前記所定個別累積時間に基づいてダメージ量を算出するようにしてもよい。
前記複数のクラッチ温度の各々に対して設定された所定基準寿命時間によって前記複数のクラッチ温度の各々における前記所定個別累積時間をそれぞれ除算することにより、前記複数のクラッチ温度の各々におけるダメージ量である温度毎ダメージ量を算出し、前記温度毎ダメージ量の合計値を前記ダメージ量とするようにしてもよい。
前記クラッチ制御装置は、前記クラッチ温度が温度閾値を超えた場合のみ、前記ダメージ量を増加し、前記クラッチ温度が前記温度閾値を超えない場合、前記ダメージ量を増加しなくてもよい。これにより、クラッチ温度が温度閾値を超えない場合、ダメージ量の演算負荷を低減することが可能となる。

前記クラッチは、例えば、トルクコンバータと共に設けられるロックアップクラッチとすることができる。また、前記クラッチ制御装置は、前記ダメージ量の累積値が前記ダメージ閾値を超えたら、前記クラッチの使用を制限してもよい。これにより、ロックアップクラッチのダメージ量がダメージ閾値を超えた場合、ロックアップクラッチの使用を制限する一方、トルクコンバータによる動力伝達は継続し続けることが可能となる。また、ロックアップクラッチは、動力源が比較的高回転の状態で断接されることが多いところ、ロックアップクラッチのダメージ管理を好適に行うことが可能となる。

前記クラッチ制御装置は、前記クラッチの入力側の回転速度である上流回転速度と、前記クラッチの出力側の回転速度である下流回転速度とを取得してもよい。また、前記クラッチ制御装置は、前記上流回転速度と前記下流回転速度の差に基づいて前記発熱量を算出してもよい。これにより、比較的簡易な方法でクラッチの発熱量を算出又は推定することが可能となる。

本発明に係るクラッチ制御方法は、クラッチを制御するクラッチ制御装置を用いるものであって、
前記クラッチ制御装置は、
前記クラッチの温度であるクラッチ温度を取得し、
前記クラッチの作動状態から前記クラッチの発熱量を算出し、
複数の前記クラッチ温度の各々における前記発熱量の個別累積発生時間を算出するとともに累積し、
累積した前記個別累積発生時間に基づいて前記クラッチのダメージ量を算出し、
前記ダメージ量の累積値がダメージ閾値を超えたら、前記クラッチの使用を制限する又は所定の警告出力を行う
ことを特徴とする。

本発明によれば、クラッチのダメージ量の累積値の推定精度を向上可能となる。

本発明の一実施形態に係る車両の概略構成図である。 前記実施形態におけるロックアップクラッチの発熱量、温度及び平均寿命の関係の一例を示す図である。 前記実施形態のＬＣダメージ監視制御のフローチャートである。 前記実施形態の前記ＬＣダメージ監視制御を用いる場合の車速並びに前記ロックアップクラッチの発熱量及び温度の例を示すタイムチャートである。 図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、前記実施形態における個別累積発生時間及び温度毎累積発生時間の第１例、第２例及び第３例を示す図である。

Ａ．一実施形態
＜Ａ−１．構成＞
［Ａ−１−１．概要］
図１は、本発明の一実施形態に係る車両１０の概略構成図である。本実施形態の車両１０は、動力源としてエンジン３０を有するエンジン車両である。後述するように、車両１０は、エンジン車両以外の種類の車両であってもよい。車両１０は、動力系２０と、油圧系２２と、制御系２４とを有する。

［Ａ−１−２．動力系２０］
動力系２０は、車両１０を走行させるための動力（又は駆動トルク）を生成する。動力系２０は、エンジン３０に加え、トランスミッションユニット３２と、ドライブシャフト３４と、車輪３６ｌ、３６ｒとを有する。

また、トランスミッションユニット３２（以下「ＴＭユニット３２」ともいう。）は、トルクコンバータ５０と、ロックアップクラッチ５２と、無段変速機５４と、中間ギア５６と、ファイナルギア５８とを有する。ロックアップクラッチ５２は、入力側部材６０と出力側部材６２とを有する。無段変速機５４（以下「ＣＶＴ５４」ともいう。）は、ドライブプーリ７０と、ドリブンプーリ７２と、無端ベルト７４とを有する。

なお、例えば、ロックアップクラッチ５２（以下「ＬＣ５２」ともいう。）の使用管理の観点からすれば、動力系２０は、上記構成に限らず、その他の構成を有してもよい。

［Ａ−１−３．油圧系２２］
油圧系２２は、ＴＭユニット３２（特に、トルクコンバータ５０、ロックアップクラッチ５２、ドライブプーリ７０及びドリブンプーリ７２）に対する油圧を供給する。油圧系２２は、油圧ポンプ８０と、油流路８２ａ、８２ｂ、８２ｃ、８２ｄと、制御弁８４ａ、８４ｂ、８４ｃ、８４ｄとを有する。油圧ポンプ８０は、エンジン３０が生成した動力（又は駆動トルク）により作動する。換言すると、エンジン３０をメカニカルポンプの一部として利用する。或いは、油圧ポンプ８０は、エンジン３０と、図示しない電動モータとを組み合わせて構成してもよい。或いは、油圧ポンプ８０は、前記電動モータのみにより構成してもよい。

［Ａ−１−４．制御系２４］
（Ａ−１−４−１．制御系２４の概要）
制御系２４は、動力系２０及び油圧系２２を制御する。制御系２４は、センサ群１００と、電子制御装置１０２（以下「ＥＣＵ１０２」という。）とを有する。

（Ａ−１−４−２．センサ群１００）
センサ群１００には、アクセルペダルセンサ１１０と、車速センサ１１２と、エンジン回転速度センサ１１４と、上流回転速度センサ１１６と、下流回転速度センサ１１８と、ドレイン温度センサ１２０とを有する。

アクセルペダルセンサ１１０（以下「ＡＰセンサ１１０」ともいう。）は、図示しないアクセルペダルの操作量θａｐ（以下「ＡＰ操作量θａｐ」ともいう。）［％］を検出する。車速センサ１１２は、車両１０の車速Ｖ［ｋｍ／ｈ］を検出する。エンジン回転速度センサ１１４は、エンジン３０の回転速度Ｎｅ（以下「エンジン回転速度Ｎｅ」）［ｒｐｍ］を検出する。

上流回転速度センサ１１６は、ＬＣ５２の上流側の回転速度Ｎｕｐ（以下「上流回転速度Ｎｕｐ」ともいう。）［ｒｐｍ］を検出する。エンジン回転速度Ｎｅと上流回転速度Ｎｕｐが等しい場合、エンジン回転速度Ｎｅを上流回転速度Ｎｕｐとして用いてもよい。下流回転速度センサ１１８は、ＬＣ５２の下流側の回転速度Ｎｄｗ（以下「下流回転速度Ｎｄｗ」ともいう。）［ｒｐｍ］を検出する。ドレイン温度センサ１２０は、ＬＣ５２のドレイン（図示せず）における油温Ｔｄｒｎ（以下「ドレイン油温Ｔｄｒｎ」ともいう。）を検出する。

（Ａ−１−４−３．ＥＣＵ１０２）
図１に示すように、ＥＣＵ１０２は、ハードウェアの構成として、入出力部１３０と、演算部１３２と、記憶部１３４とを有する。ＥＣＵ１０２は、各センサからの出力値に基づき、動力系２０及び油圧系２２を制御する。

入出力部１３０は、ＥＣＵ１０２と外部機器（例えば、ＡＰセンサ１１０、車速センサ１１２）との入出力を行う。

演算部１３２は、中央演算装置（ＣＰＵ）を含み、記憶部１３４に記憶されているプログラム及びデータを用いて動力系２０及び油圧系２２を制御する。演算部１３２は、ロックアップクラッチ５２のダメージ量を監視するＬＣダメージ監視制御を実行する（詳細は、図２〜図５を参照して後述する。）。演算部１３２は、エンジン制御部１５０と、ＴＭユニット制御部１５２とを有する。

エンジン制御部１５０（以下「ＥＮＧ制御部１５０」ともいう。）は、センサ群１００（特に、ＡＰセンサ１１０、車速センサ１１２、エンジン回転速度センサ１１４）からの出力値に基づき、エンジン３０を制御する。

ＴＭユニット制御部１５２は、センサ群１００からの出力値に基づき、ＴＭユニット３２を制御する。ＴＭユニット制御部１５２は、トルクコンバータ制御部１６０と、無段変速機制御部１６２と、ロックアップクラッチ制御部１６４とを有する。

トルクコンバータ制御部１６０は、制御弁８４ｃとトルクコンバータ５０との間に設けられたトルクコンバータ油圧センサ（図示せず）等からの出力値に基づき、トルクコンバータ５０を制御する。無段変速機制御部１６２（以下「ＣＶＴ制御部１６２」ともいう。）は、制御弁８４ａ、８４ｂとドライブプーリ７０及びドリブンプーリ７２との間に設けられたプーリ油圧センサ（図示せず）等からの出力値に基づき、制御弁８４ａ、８４ｂを介してドライブプーリ７０及びドリブンプーリ７２を制御する。これにより、ＣＶＴ５４のレシオＲ（ギア比）を制御する。

ロックアップクラッチ制御部１６４（以下「ＬＣ制御部１６４」ともいう。）は、制御弁８４ｄとＬＣ５２との間に設けられたＬＣ油圧センサ（図示せず）等からの出力値に基づき、ＬＣ５２を制御する。ＬＣ制御部１６４は、発熱量算出部１７０と、温度算出部１７２とを有する。

発熱量算出部１７０（以下「Ｈ算出部１７０」ともいう。）は、ＬＣ５２の発熱量Ｈ［ｃａｌ／ｃｍ²／ｓｅｃ］を算出する。温度算出部１７２（以下「Ｔｌｃ算出部１７２」ともいう。）は、ＬＣ５２の温度Ｔｌｃ［℃］を算出する。

記憶部１３４は、演算部１３２が用いるプログラム及びデータを記憶するものであり、ランダム・アクセス・メモリ（以下「ＲＡＭ」という。）を備える。ＲＡＭとしては、レジスタ等の揮発性メモリと、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリとを用いることができる。また、記憶部１３４は、ＲＡＭに加え、リード・オンリー・メモリ（以下「ＲＯＭ」という。）を有してもよい。

＜Ａ−２．本実施形態のＬＣダメージ監視制御＞
［Ａ−２−１．基本的な考え方］
本発明者は、ＬＣ５２の平均寿命Ｔｌが、ＬＣ５２の温度Ｔｌｃ及び発熱量Ｈそれぞれと強い相関関係があることを発見した。ここに言う平均寿命Ｔｌとは、ＬＣ５２の利用開始から、ＬＣ５２の入力側部材６０（特に摩擦材）と出力側部材６２（特に摩擦材）との間の摩擦係数μ［−］が摩擦閾値ＴＨμを下回るまでの期間を指す。摩擦係数μは、ＬＣ５２の締結率Ｒｃが所定の締結率であり、上流回転速度Ｎｕｐが所定速度である等の条件下における動摩擦係数である。締結率Ｒｃは、下流回転速度Ｎｄｗを上流回転速度Ｎｕｐで割った商又はその百分率として定義される。

図２は、本実施形態におけるロックアップクラッチ５２の発熱量Ｈ、温度Ｔｌｃ及び平均寿命Ｔｌの関係の一例を示す図である。図２において、第１軸は、ロックアップクラッチ５２の発熱量Ｈ（以下「ＬＣ発熱量Ｈ」ともいう。）である。第２軸は、ロックアップクラッチ５２の温度Ｔｌｃ（以下「ＬＣ温度Ｔｌｃ」ともいう。）である。第３軸は、ロックアップクラッチ５２の平均寿命Ｔｌ（以下「ＬＣ平均寿命Ｔｌ」という。）である。

図２の例では、発熱量Ｈ及び温度Ｔｌｃを固定した状態で、摩擦係数μが摩擦閾値ＴＨμまで低下するまでの平均寿命Ｔｌを測定した実験値である。摩擦閾値ＴＨμは、ロックアップクラッチ５２が鏡面化したか否かを判定する閾値である。

図２では、座標Ｐ１（Ｈ１、Ｔｌｃ１、Ｔｌ１）、Ｐ２（Ｈ１、Ｔｌｃ２、Ｔｌ２）、Ｐ３（Ｈ１、Ｔｌｃ３、Ｔｌ３）、Ｐ４（Ｈ２、Ｔｌｃ１、Ｔｌ４）、Ｐ５（Ｈ２、Ｔｌｃ２、Ｔｌ５）が示されている。図２からわかるように、発熱量Ｈが同じであっても、温度Ｔｌｃが高くなると、平均寿命Ｔｌが短くなる。また、温度Ｔｌｃが同じであっても、発熱量Ｈが大きくなると、平均寿命Ｔｌが短くなる。

上記を踏まえ、本実施形態では、発熱量Ｈ及び温度Ｔｌｃに応じて瞬時的なダメージ量としての個別累積発生時間Ｔｄｒ［ｓｅｃ］を算出する。そして、個別累積発生時間Ｔｄｒの累積値に対応する合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌがダメージ閾値ＴＨｄを超えたら、ＬＣ５２の使用を制限する。

［Ａ−２−２．ＬＣダメージ監視制御の全体的な流れ］
図３は、本実施形態のＬＣダメージ監視制御のフローチャートである。図４は、本実施形態のＬＣダメージ監視制御を用いる場合の車速Ｖ、ＬＣ発熱量Ｈ及びＬＣ温度Ｔｌｃの例を示すタイムチャートである。以下では、ＬＣダメージ監視制御の全体的な流れを簡潔に説明した後、図３のステップＳ１２〜Ｓ１４については、詳細な説明を行う。

図３のステップＳ１１において、ＥＣＵ１０２は、ＬＣ５２がオンであるか否かを判定する。ここに言う「オン」の状態とは、ＬＣ５２の締結率Ｒｃがゼロより大きい状態を示す。ＬＣ５２がオンである場合（Ｓ１１：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１２に進む。ＬＣ５２がオフである場合（Ｓ１１：ＦＡＬＳＥ）、ステップＳ１１を繰り返す。

ステップＳ１２において、ＥＣＵ１０２は、ＬＣ発熱量Ｈを算出する。例えば、図４の時点ｔ１１であれば、ＥＣＵ１０２は、ＬＣ発熱量Ｈ１を算出する。ステップＳ１３において、ＥＣＵ１０２は、ＬＣ温度Ｔｌｃを算出する。例えば、図４の時点ｔ１１であれば、ＥＣＵ１０２は、ＬＣ温度ＴｌｃとしてＴｌｃ１を算出する。ステップＳ１４において、ＥＣＵ１０２は、発熱量Ｈ及び温度Ｔｌｃの組合せに対応する個別累積発生時間Ｔｄｒ（図５Ａ〜図５Ｃ参照）を更新する。但し、更新は、温度Ｔｌｃが温度閾値ＴＨｔｌｃ以上の場合に限る。

ステップＳ１５において、ＥＣＵ１０２は、個別累積発生時間ＴｄｒそれぞれをＬＣ温度Ｔｌｃ毎に特定の発熱量Ｈ（以下「基準発熱量Ｈｒｅｆ」という。）における値に換算して足し合わせた温度毎累積発生時間Ｔｄｔを算出する。温度毎累積発生時間Ｔｄｔを算出するため、各発熱量Ｈの個別累積発生時間Ｔｄｒを、基準発熱量Ｈｒｅｆの個別累積発生時間Ｔｄｒに換算するための係数を予め記憶部１３４に記憶しておく。そして、換算後の値を、温度毎累積発生時間Ｔｄｔに加算する。

ステップＳ１６において、ＥＣＵ１０２は、温度毎累積発生時間Ｔｄｔを温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔで割った温度毎ダメージ量Ｄｔを算出する。温度毎ダメージ量Ｄｔは、温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔに対する温度毎累積発生時間Ｔｄｔの割合を示す。温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔは、基準発熱量ＨｒｅｆにおけるＬＣ温度Ｔｌｃ毎の寿命の基準値であり、実測値又はシミュレーション値として設定される。図５ＡのＴｌｒｅｆｔ１は、ＬＣ温度Ｔｌｃ１１に対応する温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔである。同様に、図５ＢのＴｌｒｅｆｔ２は、ＬＣ温度Ｔｌｃ１２に対応する温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔであり、図５ＣのＴｌｒｅｆｔ３は、ＬＣ温度Ｔｌｃ１３に対応する温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔである。

図３のステップＳ１７において、ＥＣＵ１０２は、温度毎ダメージ量Ｄｔの合計値である合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌを算出する。ステップＳ１８において、ＥＣＵ１０２は、合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌが、ダメージ閾値ＴＨｄ（以下「閾値ＴＨｄ」ともいう。）に到達したか否かを判定する。具体的には、ＥＣＵ１０２は、合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌが閾値ＴＨｄ以上であるか否かを判定する。閾値ＴＨｄは、ロックアップクラッチ５２が想定寿命に到達したか否かを判定するための閾値である。合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌが閾値ＴＨｄに到達した場合（Ｓ１８：ＴＲＵＥ）、ステップＳ１９に進む。

ステップＳ１９において、ＥＣＵ１０２は、ＬＣ５２の使用を制限する。本実施形態では、ＬＣ５２の使用制限として、ＬＣ５２の使用を禁止する。或いは、その他の制限としてもよい。その他の制限としては、例えば、所定時間毎にＬＣ５２を利用可能な時間の制限を用いることができる。或いは、ＬＣ温度Ｔｌｃが利用許可閾値ＴＨａ以下である場合のみＬＣ５２の利用を認め、温度Ｔｌｃが利用許可閾値ＴＨａを上回る場合、ＬＣ５２の利用を禁止する制限を用いてもよい。

ステップＳ１８において合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌが閾値ＴＨｄに到達していない場合（Ｓ１８：ＦＡＬＳＥ）、ロックアップクラッチ５２は、想定寿命に到達しておらず、正常状態であると言える。そこで、ＥＣＵ１０２は、今回の処理を終了して、所定時間経過後にステップＳ１１に戻る。

［Ａ−２−３．ＬＣ発熱量Ｈの算出（図３のＳ１２）］
ＥＣＵ１０２は、ＬＣ５２の作動状態に基づいてＬＣ発熱量Ｈを算出する。具体的には、ＥＣＵ１０２は、以下の式（２）に基づいてＬＣ発熱量Ｈを算出する。
Ｈ＝（ΔＮ・Ｑ／Ａ）Ｋ （２）

式（２）において、ΔＮは、上流回転速度センサ１１６からの上流回転速度Ｎｕｐと、下流回転速度センサ１１８からの下流回転速度Ｎｄｗの差［ｒｐｍ］である（ΔＮ＝Ｎｕｐ−Ｎｄｗ）。Ｑは、ＬＣ５２のトルク伝達容量［Ｎｍ］である。トルク伝達容量Ｑ（以下「伝達容量Ｑ」ともいう。）は、入力側部材６０から出力側部材６２に伝達可能なトルクの最大値である。Ａは、ＬＣ５２の受圧面積［ｃｍ²］である。受圧面積Ａは、入力側部材６０と出力側部材６２の接触面積を意味する。Ｋは、発熱量Ｈを算出するためのパラメータである。

伝達容量Ｑ、受圧面積Ａ及びパラメータＫを固定値とした場合、式（２）の右辺における変数は、差ΔＮのみである。また、厳密には、伝達容量Ｑは、入力側部材６０と出力側部材６２の間の摩擦係数μ、入力側部材６０と出力側部材６２の間に働く押圧力Ｆｐ［Ｎ］等により影響を受ける。差ΔＮに加え、伝達容量Ｑを変数としてもよい。その場合、摩擦係数μは合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌに対応することから、合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌが増えるほど、伝達容量Ｑを小さくしてもよい。また、押圧力Ｆｐが押圧力閾値ＴＨｆｐ以下である範囲では、押圧力Ｆｐが大きいほど、伝達容量Ｑを大きくしてもよい。

［Ａ−２−４．ＬＣ温度Ｔｌｃの算出（図３のＳ１３）］
ＥＣＵ１０２は、以下の式（３）に基づいてＬＣ温度Ｔｌｃを算出する。
Ｔｌｃ_n+1＝Ｔｌｃ_n＋ΔＨ＋ΔＣ （３）

式（３）において、Ｔｌｃ_nは、ＬＣ温度Ｔｌｃの前回値であり、Ｔｌｃ_n+1は、ＬＣ温度Ｔｌｃの今回値である。ΔＨは、ＬＣ５２の発熱による温度上昇量を示し、下記の式（４）で算出される。
ΔＨ＝Ｈ×Ｋｉ （４）

式（４）において、Ｈは、ＬＣ発熱量であり、Ｋｉは、温度上昇に関する係数（温度上昇係数）である。

ΔＣは、冷却によるＬＣ５２の温度下降量を示し、下記の式（５）で算出される。
ΔＣ_n+1＝（Ｔｌｃ_n−Ｔｄｒｎ）×Ｋｄ （５）

式（５）において、Ｔｌｃは、ＬＣ温度であり、Ｔｄｒｎは、ドレイン温度であり、Ｋｄは、温度下降に関する係数（温度下降係数）である。

なお、ＬＣ温度Ｔｌｃの算出精度がある程度確保されるのであれば、式（３）〜式（５）は適宜変形可能である。例えば、式（３）を以下の式（３）’のように（すなわち、ＬＣ温度Ｔｌｃの前回値ではなく前々回値を使うように）変形することも可能である。
Ｔｌｃ_n+1＝Ｔｌｃ_n-1＋ΔＨ＋ΔＣ （３）’

また、特開２００１−０６５６８５号公報に記載の方法でＬＣ温度Ｔｌｃを算出又は推定してもよい。

［Ａ−２−５．個別累積発生時間Ｔｄｒの更新（図３のＳ１４）］
図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、本実施形態における個別累積発生時間Ｔｄｒ及び温度毎累積発生時間Ｔｄｔの第１例、第２例及び第３例を示す図である。図５Ａ〜図５Ｃの横軸は個別累積発生時間Ｔｄｒであり、縦軸はＬＣ発熱量Ｈである。

図５Ａでは、ＬＣ温度ＴｌｃがＴｌｃ１１である場合における発熱量Ｈ毎の個別累積発生時間Ｔｄｒと、基準発熱量Ｈｒｅｆにおける温度毎累積発生時間Ｔｄｔ（Ｔｄｔ１）が示されている。図５Ａにおける一点鎖線２００は、発熱量Ｈ毎の個別基準寿命Ｔｌｒｅｆｒの集合体を示す。個別基準寿命Ｔｌｒｅｆｒのうち基準発熱量Ｈｒｅｆに対応するものを、温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔという。図５Ａの例では、ＬＣ温度Ｔｌｃ１１に対応する温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔである温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔ１が示されている。

図５Ｂ及び図５Ｃも同様である。すなわち、図５Ｂは、ＬＣ温度ＴｌｃがＴｌｃ１２である場合における発熱量Ｈ毎の個別累積発生時間Ｔｄｒと、基準発熱量Ｈｒｅｆにおける温度毎累積発生時間Ｔｄｔ（Ｔｄｔ２）が示されている。図５Ｃは、ＬＣ温度ＴｌｃがＴｌｃ１３である場合における発熱量Ｈ毎の個別累積発生時間Ｔｄｒと、基準発熱量Ｈｒｅｆにおける温度毎累積発生時間Ｔｄｔ（Ｔｄｔ３）が示されている。図５Ｂ及び図５Ｃにおける一点鎖線２０２、２０４は、発熱量Ｈ毎の個別基準寿命Ｔｌｒｅｆｒの集合体を示す。図５Ｂ及び図５Ｃの例では、ＬＣ温度Ｔｌｃ１２、Ｔｌｃ１３に対応する温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔである温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔ２、Ｔｌｒｅｆｔ３が示されている。

ＬＣ５２の発熱量Ｈ及び温度Ｔｌｃが算出されると（図３のＳ１２、Ｓ１３）、温度Ｔｌｃが温度閾値ＴＨｔｌｃ以上であれば、これらに対応する個別累積発生時間Ｔｄｒに所定値Δｔ（以下「ダメージ量Δｔ」ともいう。）［ｓｅｃ］が加算される（Ｓ１４）。ダメージ量Δｔは、ＬＣ５２の発熱量Ｈ及び温度Ｔｌｃの状態が生じている単位時間を示す。個別累積発生時間Ｔｄｒに加算される段階ではダメージ量Δｔは単なる時間である。その後、基準発熱量Ｈｒｅｆにおける値への換算（Ｓ１５）及び温度毎基準寿命Ｔｌｒｅｆｔに対する割合算出（Ｓ１６）を介することとなる。ステップＳ１４の時点で、ステップＳ１４、Ｓ１５の内容を反映した値としてダメージ量Δｔを算出することも可能である。

なお、個別累積発生時間Ｔｄｒは、発熱量Ｈ及び温度Ｔｌｃの組合せ毎に記憶部１３４に記憶され、図示しない外部診断機が車両１０のデータリンクコネクタに接続された際、読み出すことができるようにＥＣＵ１０２を構成してもよい。

＜Ａ−３．本実施形態の効果＞
以上説明したように、本実施形態によれば、ＬＣ温度Ｔｌｃ（クラッチ温度）と発熱量Ｈに基づいて算出した合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌ（ダメージ量の累積値）がダメージ閾値ＴＨｄを超えたら（図３のＳ１８：ＴＲＵＥ）、クラッチ５２の使用を制限する（Ｓ１９）。これにより、ＬＣ温度Ｔｌｃのみに基づく場合と比較して、ＬＣ５２の合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌを高精度に推定可能となる。

また、ロックアップクラッチ５２の使用を制限した場合でも、トルクコンバータ５０による動力伝達は継続し続けることが可能となる。さらに、ＬＣ５２は、エンジン３０（動力源）が比較的高回転の状態で断接されることが多いところ、ＬＣ５２のダメージ管理を好適に行うことが可能となる。

本実施形態において、ＥＣＵ１０２（クラッチ制御装置）は、ＬＣ温度Ｔｌｃ（クラッチ温度）が温度閾値ＴＨｔｌｃを超えた場合のみ、個別累積発生時間Ｔｄｒ又はダメージ量Δｔを増加し、ＬＣ温度Ｔｌｃが温度閾値ＴＨｔｌｃを超えない場合、個別累積発生時間Ｔｄｒを増加しない（図３のＳ１４）。これにより、ＬＣ温度Ｔｌｃが温度閾値ＴＨｔｌｃを超えない場合、個別累積発生時間Ｔｄｒの演算負荷を低減することが可能となる。

本実施形態において、ＥＣＵ１０２（クラッチ制御装置）は、クラッチ５２の入力側の回転速度である上流回転速度Ｎｕｐと、クラッチ５２の出力側の回転速度である下流回転速度Ｎｄｗとを取得し、上流回転速度Ｎｕｐと下流回転速度Ｎｄｗの差ΔＮに基づいて発熱量Ｈを算出する（図３のＳ１２）。これにより、比較的簡易な方法でＬＣ発熱量Ｈを算出又は推定することが可能となる。

Ｂ．変形例
なお、本発明は、上記実施形態に限らず、本明細書の記載内容に基づき、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、以下の構成を採用することができる。

＜Ｂ−１．適用対象＞
上記実施形態の車両１０は動力源としてエンジン３０のみを有するエンジン車両であった（図１）。しかしながら、例えば、ＬＣ５２の温度Ｔｌｃと発熱量Ｈに基づいて算出した合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌ（ダメージ量の累積値）に基づいてクラッチ５２の使用制限等を判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、車両１０は、動力源としてエンジン３０及び走行モータを有するハイブリッド車両であってもよい。

上記実施形態では、車両１０にＥＣＵ１０２（クラッチ制御装置）を適用した。しかしながら、例えば、ＬＣ５２の温度Ｔｌｃと発熱量Ｈに基づいて算出した合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌ（ダメージ量の累積値）に基づいてクラッチ５２の使用制限等を判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、ＥＣＵ１０２（及びクラッチ５２）は、船舶等の乗り物（vehicle）に適用してもよい。或いは、乗り物以外の装置に本発明を適用してもよい。

上記実施形態では、ロックアップクラッチ５２に本発明を適用した（図１等）。しかしながら、ＬＣ５２の温度Ｔｌｃと発熱量Ｈに基づいて算出した合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌ（ダメージ量の累積値）に基づいてクラッチ５２の使用制限等を判定する観点からすれば、これに限らない。例えば、トルクコンバータ５０なしの構成で用いられるクラッチにも本発明を適用可能である。

＜Ｂ−２．ＥＣＵ１０２＞
上記実施形態では、ＥＣＵ１０２を車両１０に搭載することを念頭に説明した（図１）。しかしながら、例えば、ＥＣＵ１０２の一部を携帯端末に設け、当該携帯端末を車両１０のネットワークに接続することでＥＣＵ１０２を構成してもよい。

上記実施形態では、１つのＥＣＵ１０２が、動力系２０及び油圧系２２の両方を制御した（図１）。しかしながら、動力系２０及び油圧系２２に分けて別々のＥＣＵ１０２を設けることも可能である。さらには、動力系２０のうちエンジン３０、トルクコンバータ５０及びＣＶＴ５４に分けて別々のＥＣＵ１０２を設けることも可能である。

＜Ｂ−３．ＬＣダメージ監視制御＞
上記実施形態では、上流回転速度Ｎｕｐと下流回転速度Ｎｄｗの差ΔＮを用いてＬＣ発熱量Ｈを算出した（図３のＳ１２）。しかしながら、例えば、ＬＣ発熱量Ｈを算出する観点からすれば、これに限らない。例えば、ロックアップクラッチ５２の締結率Ｒｃを用いてＬＣ発熱量Ｈを算出することも可能である。或いは、車両の走行モード（例えば加速モード（発進モードを含む。）、急加速モード（キックダウンモードを含む。）、巡航モード）毎に発熱量Ｈの固定値を割り当ててこれらを用いてもよい。

上記実施形態では、個別累積発生時間Ｔｄｒの更新（図３のＳ１４）、温度毎累積発生時間Ｔｄｔの算出（Ｓ１５）、温度毎ダメージ量Ｄｔの算出（Ｓ１６）を介して合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌを算出した（Ｓ１７）。しかしながら、例えば、クラッチ５２の使用制限の必要性等を判断する観点からすれば、これに限らない。

例えば、温度Ｔｌｃ及び発熱量Ｈの組合せ毎に割り当てた得点の累積値を用いて、クラッチ５２の使用制限の必要性等を判断してもよい。ここでの得点は、温度Ｔｌｃ及び発熱量Ｈの組合せ毎の個別基準寿命Ｔｒｅｆｒに基づく値とすることができる。

上記実施形態では、合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌがダメージ閾値ＴＨｄ以上である場合（図３のＳ１８：ＴＲＵＥ）、ＬＣ５２の使用を制限した。しかしながら、ＬＣ５２の劣化に応じた処理を行う観点からすれば、これに限らない。例えば、ＬＣ５２の使用制限に加えて又はこれに代えて、ＥＣＵ１０２は、所定の警告出力を行ってもよい。前記警告出力としては、例えば、ＬＣ５２の寿命に到達した旨又はまもなく寿命に到達する旨の通知を、図示しない表示装置に表示することができる。或いは、図示しないスピーカを介して、当該通知を音声出力することも可能である。

＜Ｂ−４．その他＞
上記実施形態では、図３に示すフローでＬＣダメージ監視制御を行った。しかしながら、例えば、本発明の効果を得られる場合、フローの内容（各ステップの順番）は、これに限らない。例えば、ステップＳ１２とＳ１３の順番を入れ替えることが可能である。

上記実施形態では、数値の比較において等号を含む場合と含まない場合とが存在した（図３のＳ１８等）。しかしながら、例えば、等号を含む又は等号を外す特別な意味がなければ（換言すると、本発明の効果を得られる場合）、数値の比較において等号を含ませるか或いは含ませないかは任意に設定可能である。

その意味において、例えば、図３のステップＳ１８における合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌがダメージ閾値ＴＨｄ以上であるか否かの判定（Ｄｔｏｔａｌ≧ＴＨｄ）を、合計ダメージ量Ｄｔｏｔａｌがダメージ閾値ＴＨｄを上回るか否かの判定（Ｄｔｏｔａｌ＞ＴＨｄ）に置き換えることができる。

５０…トルクコンバータ ５２…ロックアップクラッチ（クラッチ）
１０２…ＥＣＵ（クラッチ制御装置）
Ｄｔｏｔａｌ…合計ダメージ量（ダメージ量の累積値）
Ｈ…発熱量 Ｎｄｗ…下流回転速度
Ｎｕｐ…上流回転速度 Ｔｄｒ…個別累積発生時間
ＴＨｄ…ダメージ閾値 ＴＨｔｌｃ…温度閾値
Ｔｌｃ…ＬＣ温度（クラッチ温度） ΔＮ…上流回転速度と下流回転速度の差
Δｔ…ダメージ量

Claims (7)

1. クラッチを制御するクラッチ制御装置であって、
   前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチの温度であるクラッチ温度を取得し、
   前記クラッチの作動状態から前記クラッチの発熱量を算出し、
   複数の前記クラッチ温度の各々における前記発熱量の個別累積発生時間を算出するとともに累積し、
   累積した前記個別累積発生時間に基づいて前記クラッチのダメージ量を算出し、
   前記ダメージ量の累積値がダメージ閾値を超えた場合、前記クラッチの使用を制限する又は所定の警告出力を行う
   ことを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 請求項１に記載のクラッチ制御装置において、
   累積した前記個別累積発生時間を、所定の発熱量における所定個別累積時間に置換し、
   前記所定個別累積時間に基づいてダメージ量を算出する
   ことを特徴とするクラッチ制御装置。
3. 請求項２に記載のクラッチ制御装置において、
   前記複数のクラッチ温度の各々に対して設定された所定基準寿命時間によって前記複数のクラッチ温度の各々における前記所定個別累積時間をそれぞれ除算することにより、前記複数のクラッチ温度の各々におけるダメージ量である温度毎ダメージ量を算出し、
   前記温度毎ダメージ量の合計値を前記ダメージ量とする
   ことを特徴とするクラッチ制御装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置において、
   前記クラッチ制御装置は、前記クラッチ温度が温度閾値を超えた場合のみ、前記ダメージ量を増加し、前記クラッチ温度が前記温度閾値を超えない場合、前記ダメージ量を増加しない
   ことを特徴とするクラッチ制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置において、
   前記クラッチは、トルクコンバータと共に設けられるロックアップクラッチであり、
   前記クラッチ制御装置は、前記ダメージ量の累積値が前記ダメージ閾値を超えたら、前記クラッチの使用を制限する
   ことを特徴とするクラッチ制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のクラッチ制御装置において、
   前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチの入力側の回転速度である上流回転速度と、前記クラッチの出力側の回転速度である下流回転速度とを取得し、
   前記上流回転速度と前記下流回転速度の差に基づいて前記発熱量を算出する
   ことを特徴とするクラッチ制御装置。
7. クラッチを制御するクラッチ制御装置を用いるクラッチ制御方法であって、
   前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチの温度であるクラッチ温度を取得し、
   前記クラッチの作動状態から前記クラッチの発熱量を算出し、
   複数の前記クラッチ温度の各々における前記発熱量の個別累積発生時間を算出するとともに累積し、
   累積した前記個別累積発生時間に基づいて前記クラッチのダメージ量を算出し、
   前記ダメージ量の累積値がダメージ閾値を超えたら、前記クラッチの使用を制限する又は所定の警告出力を行う
   ことを特徴とするクラッチ制御方法。

Images