(57)【要約】【課題】モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することでエンジンを始動させる始動装置を用いた場合に、頻繁にエンジンを再始動させることを可能とする、クラッチの冷却制御装置を提供すること。【解決手段】モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することでエンジンを始動させる始動装置における摩擦クラッチの冷却制御装置であって、エンジンを始動させた後の摩擦クラッチの温度である第１温度を取得する取得部と、摩擦クラッチの温度が、エンジンを再始動させることが可能な第２温度まで、エンジンを始動させてから所定時間以内に低下するか否かを判断する判断部と、摩擦クラッチの温度が、エンジンを始動させてから所定時間以内に第２温度まで低下しないと判断された場合に、摩擦クラッチを冷却するように制御する制御部と、を備える、クラッチの冷却制御装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することで前記エンジンを始動させる始動装置における前記摩擦クラッチの冷却制御装置であって、
前記エンジンを始動させた後の前記摩擦クラッチの温度である第１温度を取得する取得部と、
前記摩擦クラッチの温度が、前記エンジンを再始動させることが可能な第２温度まで、前記エンジンを始動させてから所定時間以内に低下するか否かを判断する判断部と、
前記摩擦クラッチの温度が、前記エンジンを始動させてから所定時間以内に前記第２温度まで低下しないと判断された場合に、前記摩擦クラッチを冷却するように制御する制御部と、を備える、
クラッチの冷却制御装置。
【請求項２】
前記取得部は、さらに前記モータに電力を供給するバッテリの充電量を取得し、
前記判断部は、前記充電量に基づいて前記所定時間を決定する、
請求項１に記載のクラッチの冷却制御装置。
【請求項３】
前記取得部は、エンジンを始動させる際の前記摩擦クラッチの発熱量に基づいて、前記第１温度を取得する、
請求項１または２に記載のクラッチの冷却制御装置。
【請求項４】
前記第２温度は、前記エンジンを再始動させる際の前記摩擦クラッチの発熱量に基づいて決定される、
請求項１ないし３のいずれか一項に記載のクラッチの冷却制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記摩擦クラッチへ供給する冷却媒体の流量を増やすことで、前記摩擦クラッチを冷却する、
請求項１ないし４のいずれか一項に記載のクラッチの冷却制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチの冷却制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することで、エンジンを始動させる始動装置が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−３１０７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、摩擦クラッチを係合してエンジンを始動させた後、摩擦クラッチの許容発熱量が規程発熱量より小さい場合には、摩擦クラッチの切断を禁止することにより、摩擦クラッチの再係合（すなわち、エンジンの再始動）を実行しないようにして、クラッチの過熱を防止している。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の始動装置では、エンジンの始動により摩擦クラッチの温度が高くなると、許容発熱量が規定発熱量を上回るまで時間がかかるため、頻繁にエンジンを再始動させることができないという問題があった。
【０００６】
本発明の目的は、モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することでエンジンを始動させる始動装置を用いた場合に、頻繁にエンジンを再始動させることを可能とする、クラッチの冷却制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るクラッチの冷却制御装置は、モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することで前記エンジンを始動させる始動装置における前記摩擦クラッチの冷却制御装置であって、前記エンジンを始動させた後の前記摩擦クラッチの温度である第１温度を取得する取得部と、前記摩擦クラッチの温度が、前記エンジンを再始動させることが可能な第２温度まで、前記エンジンを始動させてから所定時間以内に低下するか否かを判断する判断部と、前記摩擦クラッチの温度が、前記エンジンを始動させてから所定時間以内に前記第２温度まで低下しないと判断された場合に、前記摩擦クラッチを冷却するように制御する制御部と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るクラッチの冷却制御装置によれば、モータの発生する動力を摩擦クラッチを介してエンジンへ伝達することでエンジンを始動させる始動装置を用いた場合に、頻繁にエンジンを再始動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態に係るクラッチの冷却制御装置が搭載されたハイブリッド駆動装置の全体構成を示すスケルトン図
【図２】エンジン始動の流れを示すフローチャート
【図３】エンジン始動における各パラメータの推移を示すタイムチャート
【図４】エンジン始動の流れの変形例を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は一例であり、本発明はこの実施形態により限定されるものではない。
【００１１】
まず、図１を参照して、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置１の全体構成について説明する。
【００１２】
ハイブリッド駆動装置１は、エンジン１０と、クラッチ２０と、モータジェネレータ３０とを備えている。そして、モータジェネレータ３０の下流側に、不図示の変速装置、プロペラシャフト、デファレンシャルおよびドライブシャフトを介して、駆動輪が動力伝達可能に連結されている。
【００１３】
エンジン１０は、例えばディーゼルエンジンである。なお、エンジン１０は、ガソリンエンジンでも構わない。エンジン１０の出力回転数および出力トルクは、制御装置４０（後述する。）によって燃料噴射量が制御されることにより、調整される。
【００１４】
クラッチ２０は、エンジン１０とモータジェネレータ３０との間に介装されている。クラッチ２０は、入力側クラッチ板２１および出力側クラッチ板２２を有する油圧作動式の湿式多板クラッチである。
【００１５】
クラッチ２０は、リターンスプリング（不図示）によって断方向に付勢されており、ピストン（不図示）の作動油室に制御油圧が供給されることでピストンが移動して、入力側クラッチ板２１および出力側クラッチ板２２を圧接することで接とされる。クラッチ２０の断接は、制御装置４０によって制御される。
【００１６】
モータジェネレータ３０は、ロータに永久磁石を埋設し、ステータにステータコイルを巻き付けた一般的な同期型モータジェネレータである。モータジェネレータ３０には、制御装置４０からの制御指令に基づいて、インバータ（不図示）により作り出された三相交流が印加される。
【００１７】
モータジェネレータ３０は、バッテリ（不図示）からの電力の供給を受けて回転する電動機として機能することができる。また、モータジェネレータ３０は、ロータがエンジン１０または駆動輪から回転エネルギを受ける場合に、ステータコイルの両端に起電力を生じさせる発電機として機能することもできる。
【００１８】
制御装置４０は、エンジン１０の制御、クラッチ２０の断接制御、モータジェネレータ３０の制御を行う。また、制御装置４０は、エンジン１０が停止しており、モータジェネレータ３０が電動機として機能しているときに、クラッチ２０の断接を制御して、エンジン１０を始動させる。
【００１９】
さらに、制御装置４０は、クラッチ２０の冷却装置５０を制御する。具体的には、制御装置４０は、冷却装置５０における電動オイルポンプ（不図示）の回転数を制御することで、クラッチ２０へ供給される冷却油量を調整する。
【００２０】
また、制御装置４０は、取得部４１、判断部４２および制御部４３を機能要素として備える。なお、本実施形態では、取得部４１、判断部４２および制御部４３を制御装置４０に含まれるものとして説明するが、取得部４１、判断部４２および制御部４３は、制御装置４０とは別体のハードウェアに設けることもできる。
【００２１】
次に、図２のフローチャートを参照して、エンジン１０を始動させる制御処理について説明する。図２に示す処理は、例えば、エンジン１０が停止しており、クラッチ２０が断であり、モータジェネレータ３０が電動機として機能しているＥＶ走行状態において、バッテリ残量が低下し、ＥＶ走行からＨＥＶ走行へ移行する必要がある場合に実行される。なお、エンジン１０を始動させる際、モータジェネレータ３０は、その回転数を一定に維持するように制御される。
【００２２】
まず、ステップＳ１で、制御装置４０は、この時点におけるモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが、限界回転数ＮＭＡＸ以下であるか否かを判定する。
【００２３】
ここで、限界回転数ＮＭＡＸについて簡単に説明する。限界回転数ＮＭＡＸは、これを超えると、エンジン１０を始動させようとしてクラッチ２０を係合した場合にクラッチ２０の焼損が発生するような回転数である。
【００２４】
本実施例において、限界回転数ＮＭＡＸは、その時点でのクラッチ２０の温度ＴＣＬ１に基づいて決定される。なお、本実施例では、クラッチ２０の温度ＴＣＬ１として、クラッチ２０の潤滑油の温度を用いている。エンジン１０を始動させようとして、クラッチ２０を係合すると、エンジン１０の回転数ＮＥＧが、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧに向けて上昇する。
【００２５】
このとき、本実施形態では、エンジン１０の回転数が一定の割合で上昇するように、クラッチ２０が制御される。この場合、クラッチ２０の温度上昇ΔＴＣＬは、既定値Ｃおよびモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧを用いて、次式（１．１）で表される。
ΔＴＣＬ＝Ｃ・ＮＭＧ・・・（１．１）
【００２６】
焼損が発生するクラッチ２０の温度を限界温度ＴＭＡＸとすると、ＴＣＬ１＋ΔＴＣＬ＞ＴＭＡＸである場合にクラッチ２０の焼損が発生する。そのため、限界回転数ＮＭＡＸは、規定値Ｃ、ＴＭＡＸおよびＴＣＬ１を用いて、次式（１．２）式で表される。
ＮＭＡＸ＝（ＴＭＡＸ−ＴＣＬ１）／Ｃ・・・（１．２）
【００２７】
モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが限界回転数ＮＭＡＸより高い場合（ステップＳ１：ＮＯ）、ステップＳ１の処理を繰り返す。一方、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが限界回転数ＮＭＡＸ以下の場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ２へ進む。
【００２８】
ステップＳ２で、制御装置４０は、クラッチ２０を制御して、エンジン１０を始動させる。具体的には、制御装置４０は、エンジン１０の回転数ＮＥＧが一定の割合で上昇するように、クラッチ２０の係合力を制御して、エンジン１０の回転数ＮＥＧを、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧに一致させる。
【００２９】
続くステップＳ３で、制御装置４０は、エンジン１０の回転数ＮＥＧがモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧと一致したか否かを判定する。
【００３０】
エンジン１０の回転数ＮＥＧがモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧと一致していない場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ステップＳ３の処理を繰り返す（より詳細には、制御装置４０は、エンジン１０の回転数ＮＥＧが一定の割合で増加し続けるようにクラッチ２０を制御する）。一方、エンジン１０の回転数ＮＥＧがモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧと一致した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、処理はステップＳ４へ進む。
【００３１】
ステップＳ４で、制御装置４０（具体的には、取得部４１）は、エンジン１０を始動させた直後のクラッチ２０の温度ＴＣＬ２およびバッテリの残量を取得する。なお、ＴＣＬ２は、次式（１．３）により算出することができる。
ＴＣＬ２＝ＴＣＬ１＋Ｃ・ＮＭＧ・・・（１．３）
【００３２】
続くステップＳ５で、制御装置４０（具体的には、判断部４２）は、エンジン１０を始動させてから所定時間Δｔｓが経過するまでに、クラッチ２０の温度ＴＣＬ２が再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下するか否かを判断（予測）する。
【００３３】
所定時間Δｔｓは、例えば以下のようにして決定される。エンジン１０を始動させた後、回生制動が実行されると、回生エネルギを効率よくバッテリへ充電するために、クラッチ２０が断とされ、エンジン１０が停止される。
【００３４】
その後、アクセルペダルが踏まれると、再びＥＶ走行となる。ＥＶ走行中に、バッテリの残量が少なくなると、エンジン１０の再始動が要求され、制御装置４０は、クラッチ２０を接としてエンジン１０の再始動を行おうとする。
【００３５】
ところが、バッテリ残量の低下に伴ってエンジン１０の再始動要求がなされたときに、クラッチ２０の温度ＴＣＬが再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下していないと、クラッチ２０を接としてエンジン１０を再始動することができない。
【００３６】
そこで、本実施形態では、バッテリの残量に基づき、エンジン１０の再始動が要求されるまでの時間を予測し、その時間を所定時間Δｔｓとして設定している。
【００３７】
ここで、再始動許容温度ＴＣＬ３について簡単に説明する。上述したように、エンジン１０の始動による温度上昇ΔＴＣＬは、始動時のモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧに依存する。そのため、再始動許容温度ＴＣＬ３を決定するには、再始動時のモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧが必要となる。
【００３８】
そこで、本実施形態では、エンジン１０の始動時におけるアクセル開度等に基づき、所定時間ΔｔＳ経過後のモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧ２を予測し、所定時間ΔｔＳ経過後にエンジン１０の再始動を行った場合の温度上昇ΔＴＣＬ２を演算する。そして、ＴＣＬ３＋ΔＴＣＬ２≦ＴＭＡＸとなるように、ＴＣＬ３を設定する。
【００３９】
なお、クラッチ２０の温度ＴＣＬは、エンジン１０の始動に伴うクラッチ２０の係合により上昇し、それ以外では時間の経過に伴って徐々に低下する。また、クラッチ２０の温度ＴＣＬの低下度合いは、クラッチ２０を潤滑するために供給される潤滑油の温度、流量等の影響を受ける。そのため、本実施形態では、これらのパラメータを考慮してクラッチ２０の温度ＴＣＬの低下度合いを規定し、ステップＳ５の判断に用いている。
【００４０】
エンジン１０を始動させてから所定時間ΔｔＳが経過するまでに、クラッチ２０の温度ＴＣＬが再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下すると予測される場合（ステップＳ５：ＹＥＳ）、処理を終了する。一方、エンジン１０を始動させてから所定時間ΔｔＳが経過するまでに、クラッチ２０の温度ＴＣＬが再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下しないと予測される場合（ステップＳ５：ＮＯ）、処理はステップＳ６に進む。
【００４１】
ステップＳ６で、制御装置４０（具体的には、制御部４３）は、所定時間ΔｔＳでクラッチ２０の温度ＴＣＬが再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下するように、冷却装置５０を制御してクラッチ２０を強制冷却する。
【００４２】
具体的には、冷却装置５０が備える電動オイルポンプの回転数を上昇させ、クラッチ２０を冷却する冷却油の流量を増大させる。冷却装置５０で冷却油の温度を調整できるようにしておき、冷却油の温度を低下させるようにしてもよい。
【００４３】
なお、本実施形態では、クラッチ２０を冷却する冷却油は、クラッチ２０を潤滑するための潤滑油である。すなわち、潤滑油の流量を増やす、または、潤滑油の温度を低下させることにより、クラッチ２０を強制冷却する。
【００４４】
次に、図３を参照して、エンジン１０の回転数ＮＥＧ、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧ、およびクラッチ２０の温度ＴＣＬの推移について説明する。なお、図３に示す例では、理解を容易にするため、モータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧは一定に保たれていると仮定する。
【００４５】
時刻ｔ１で、エンジン１０の始動が行われると、エンジン１０の回転数ＮＥＧがモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧへ向けて一定の割合で増加していく。時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、クラッチ２０はスリップ状態であるため、クラッチ２０の温度ＴＣＬが上昇する。
【００４６】
時刻ｔ２で、エンジン１０の回転数ＮＥＧがモータジェネレータ３０の回転数ＮＭＧと一致すると、クラッチ２０はスリップ状態でなくなるため、クラッチ２０の温度ＴＣＬは、破線で示すように緩やかに低下する。
【００４７】
強制冷却を行わない場合、時刻ｔ２から所定時間ΔｔＳが経過した時刻ｔ３において、クラッチ２０の温度ＴＣＬは再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下しない。クラッチ２０の温度ＴＣＬは、時刻ｔ３よりも後の時刻ｔ４で、再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下する。そのため、時刻ｔ４までは、エンジン１０の再始動を行うことができない。
【００４８】
これに対して、本実施形態では、クラッチ２０の温度ＴＣＬが時刻ｔ３までに再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下しないことを時刻ｔ２で予測し、時刻ｔ２から強制冷却を行う。これにより、クラッチ２０の温度ＴＣＬは、実線で示すように急速に低下する。
【００４９】
そして、時刻ｔ３では、クラッチ２０の温度ＴＣＬは再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下しているため、時刻ｔ３以降、エンジン１０の再始動要求が行われた場合に、速やかにエンジン１０の再始動を実行することができる。
【００５０】
以上説明したように、本実施形態に係るクラッチの冷却制御装置によれば、エンジン１０を始動させた直後のクラッチ２０の温度ＴＣＬ２が、所定時間ΔｔＳ経過後に再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下しないと判断された場合に、クラッチ２０を強制冷却するようにした。
【００５１】
そのため、頻繁にエンジン１０を再始動させることができる。また、常に強制冷却を行うのに比べ、潤滑油を送出するオイルポンプの回転数を上昇させる頻度を低下させることができ、燃費悪化を抑制することができる。
【００５２】
また、本実施形態に係るクラッチの冷却制御装置によれば、エンジン１０を始動させた直後のバッテリの残量に基づいて、所定時間ΔｔＳを決定するようにした。そのため、ＥＶ走行ができなくなる前にエンジン１０を再始動させ、ＨＥＶ走行へ移行することができる。
【００５３】
また、本実施形態に係るクラッチの冷却制御装置によれば、エンジン１０を始動させる際のクラッチ２０の発熱量に基づいて、エンジン１０を始動させた直後のクラッチ２０の温度ＴＣＬ２を取得するようにした。そのため、クラッチ２０の温度を直接検出する手段を追加することなく、高精度にクラッチ２０の温度ＴＣＬ２を取得することができる。
【００５４】
また、本実施形態に係るクラッチの冷却制御装置によれば、エンジン１０を再始動させる際のクラッチ２０の発熱量に基づいて、再始動許容温度ＴＣＬ３を決定するようにした。これにより、エンジン１０の再始動によるクラッチ２０の温度上昇に応じて、最適な再始動許容温度ＴＣＬ３を決定することができる。
【００５５】
なお、上述の実施形態では、ハイブリッド車を例に説明を行ったが、これに限定されない。エンジンを始動するスタータモータを、エンジンに対して摩擦クラッチを介して接続するようにしてもよい。
【００５６】
また、上述の実施形態では、エンジンとモータとの間に介在するクラッチを、湿式多板の油圧作動クラッチとして説明したが、これに限定されない。クラッチは単板クラッチでもよいし、乾式クラッチでもよい。なお、乾式クラッチとした場合には、冷却方式は空冷方式とするのが好ましく、この場合、空気量を増やすことで、強制冷却を行うのがよい。
【００５７】
また、上述の実施形態では、エンジンの回転数が一定の割合で上昇するように、クラッチを制御するものを例に説明を行ったが、これに限定されない。具体的には、例えば、エンジンの回転数が予め定められた所定時間でモータジェネレータの回転数と同期するように、クラッチを制御してもよい。
【００５８】
（変形例）
ここで、図４のフローチャートを参照して、本発明の変形例について説明する。図４に示す処理は、例えば、エンジン１０が停止しており、クラッチ２０が断であり、モータジェネレータ３０が電動機として機能しているＥＶ走行状態において、アクセルペダルが強く踏み込まれてドライバ要求トルクが増大した場合に実行される。
【００５９】
ステップＳ１１からステップＳ１３までは、上述の実施形態におけるステップＳ１からＳ３までの処理と同様であるので、説明を省略する。ステップＳ１４で、制御装置４０（具体的には、取得部４１）は、エンジン１０を始動させた直後のクラッチ２０の温度ＴＣＬ２を取得する。
【００６０】
続くステップＳ１５で、制御装置４０（具体的には、判断部４２）は、エンジン１０の再始動を行うまでに、クラッチ２０の温度ＴＣＬが再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下するか否かを判断（予測）する。
【００６１】
変形例では、エンジン１０の再始動要求は、運転者の要求（アクセル操作）に基づくものであるから、エンジン１０を再始動するタイミングは、運転者の要求に応じて変化する。そのため、エンジン１０を始動してから再始動を行うまでの所定時間ΔｔＳは、一定の値として定まるものではない。
【００６２】
そこで、本実施形態では、エンジン１０を始動してから再始動を行うまでの所定時間ΔｔＳは、エンジン１０の再始動要求があった場合に、速やかにエンジン１０の再始動を行うべき時間間隔として、予め実験等により決められている。
【００６３】
換言すれば、エンジン１０を始動してから所定時間ΔｔＳが経過した後に、エンジン１０の再始動要求があった場合には、速やかにエンジン１０の再始動を行う。一方で、エンジン１０を始動してから所定時間ΔｔＳが経過する前に、エンジン１０の再始動要求があった場合には、エンジン１０の再始動を行わない。所定時間ΔｔＳは、エンジン１０の始動要求が頻繁に行われるような走行状態で短くなるように設定されてもよい。
【００６４】
エンジン１０を始動させてから所定時間ΔｔＳが経過するまでに、クラッチ２０の温度ＴＣＬが再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下すると予測される場合（ステップＳ１５：ＹＥＳ）、処理を終了する。一方、エンジン１０を始動させてから所定時間ΔｔＳが経過するまでに、クラッチ２０の温度ＴＣＬが再始動許容温度ＴＣＬ３まで低下しないと予測される場合（ステップＳ１５：ＮＯ）、ステップＳ１６に進む。
【００６５】
ステップＳ１６は、上述の実施形態におけるステップＳ６の処理と同様であるので、説明を省略する。
【００６６】
なお、上述の変形例は、上述の実施形態と組み合わせて用いることも可能である。その場合、バッテリ残量に基づいて決定された所定時間Δｔｓ１と、速やかにエンジン１０の再始動を行うべき時間間隔として決定された所定時間Δｔｓ２とを比較し、小さい方の値を所定時間Δｔｓとして用いることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明のクラッチの冷却制御装置は、エンジンの始動および停止が頻繁に行われるハイブリッド車両、アイドリングストップ車両に用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００６８】
１  ハイブリッド駆動装置
１０  エンジン
２０  クラッチ
２１  入力側クラッチ板
２２  出力側クラッチ板
３０  モータジェネレータ
４０  制御装置
４１  取得部
４２  判断部
４３  制御部
５０  冷却装置
【図１】
2018134911.tif 000003
【図２】
2018134911.tif 000004
【図３】
2018134911.tif 000005
【図４】
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