(57)【要約】【課題】本発明は、機械式自動変速機において、摩擦式クラッチ装置のクラッチ板の状態を正確に把握してクラッチ板の焼けを防ぐことができるクラッチ制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの回転速度と、機械式の変速機の入力軸回転速度と、エンジンの出力を駆動輪に伝達するべくエンジンと変速機との連結を自動的に断接可能な摩擦式クラッチ装置のクラッチ板の移動量とに基づき、該クラッチ板の半接状態における該クラッチ板の吸収エネルギを算出するエネルギ算出手段と（Ｓ２０）、該エネルギ算出手段により算出された吸収エネルギと規定値とを比較してクラッチ板の状態を判定するクラッチ状態判定手段と（Ｓ３０）、算出された吸収エネルギが規定値以上であるときには、クラッチ板の焼けの防止を図る焼け防止手段（Ｓ４０）とを備えるよう構成する。【選択図】　　　図２
2004125001.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの回転速度と、機械式の変速機の入力軸回転速度と、前記エンジンの出力を駆動輪に伝達するべく前記エンジンと前記変速機との連結を自動的に断接可能な摩擦式クラッチ装置のクラッチ板の移動量とに基づき、該クラッチ板の半接状態における吸収エネルギを算出するエネルギ算出手段と、
該エネルギ算出手段により算出された吸収エネルギと規定値とを比較して前記クラッチ板の状態を判定するクラッチ状態判定手段と、
前記クラッチ状態判定手段により前記算出された吸収エネルギが前記規定値以上であると判定されたときには、前記クラッチ板の焼けの防止を図る焼け防止手段とを備えることを特徴とする車両用自動変速機のクラッチ制御装置。
【請求項２】
前記焼け防止手段は、前記クラッチ板を前記半接状態から接状態にして前記エンジンを停止させることにより、前記クラッチ板の焼けの防止を図ることを特徴とする請求項１記載の車両用自動変速機のクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記焼け防止手段は、前記クラッチ板を前記半接状態から断状態にすることにより、前記クラッチ板の焼けの防止を図るとともに、前記駆動輪に対して自動的な制動力を生じさせることを特徴とする請求項１記載の車両用自動変速機のクラッチ制御装置。
【請求項４】
前記焼け防止手段は、前記変速機をシフトダウンさせることにより、前記クラッチ板の焼けの防止を図ることを特徴とする請求項１記載の車両用自動変速機のクラッチ制御装置。
【請求項５】
前記クラッチ装置は、さらに手動でも断接可能であり、
前記焼け防止手段は、前記算出された吸収エネルギが前記規定値以上であるときに警告を行い、該警告に応じて前記クラッチ板が手動で断操作されることにより、前記クラッチ板の焼けの防止を図ることを特徴とする請求項１記載の車両用自動変速機のクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用自動変速機のクラッチ制御装置に係り、詳しくは、エンジンと機械式の変速機との連結を自動的に断接可能な摩擦式クラッチ装置のクラッチ板の焼け防止を図る技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、車両用変速機には、変速操作を自動化させた自動変速機が用いられている。この自動変速機は、小型車の場合にはトルクコンバータを採用した流体式の変速機が多い。一方、バスやトラック等の大型車の場合には、駆動トルクの伝達量が大きいため、トルクコンバータではその駆動トルクを充分に伝達するのが困難である。そこで、大型車の場合には機械式の変速機が用いられている。
【０００３】
この機械式の変速機には、エンジンと変速機との連結を自動的に断接可能な摩擦式のクラッチ装置を備えた機械式自動変速機があり、変速タイミングに合わせてクラッチ板を自動制御し、自動変速によって大きな駆動トルクの伝達を図っている。また、車両の停止時にもクラッチ板を自動制御しており、これによりエンジンストールを防止している。
【０００４】
ここで、上述の機械式自動変速機では、アクセルペダルを戻さずに踏み込んだ状態のままの変速が可能とされる。また、アクセルペダルの踏み込み操作次第では、クラッチ板が長時間に亘って半接状態（半クラッチの状態）に曝されることがある。例えば、登坂路において車両を停止させる場合には、ブレーキペダルを踏むことなく、アクセルペダルを若干踏んだままにすることが考えられる。この操作は、特に、トルクコンバータ付きの乗用車に慣れたドライバに多い。また、トラック等の大型車では、二速発進を行うドライバが多いので、登坂路では二速段で半クラッチを使いながら低速走行することが考えられる。
【０００５】
しかしながら、半クラッチの状態が長時間継続する場合には、エンジン出力軸（フライホイール）とクラッチ板との摩擦によってクラッチ板が発熱し、クラッチ板が焼けてしまうという問題がある。このクラッチ焼けは、その後の車両の走行を困難にする。
そして、この問題の解決を図るべく、クラッチ板の温度をシミュレーションによって算出し、所定温度を超えた場合には半クラッチの状態を強制的に終了させるように構成された自動クラッチ制御装置の技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】
実開平６−５６５２６号公報（段落番号０００７〜００１０、図２等）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記公報に開示された自動クラッチ制御装置では、温度センサを用いることなく、エンジン回転速度及び変速機の回転速度等に基づいて半クラッチ状態におけるクラッチ板の温度を算出するように構成され、クラッチ板の状態を安価な構成で判定している。
【０００８】
しかしながら、クラッチ板の状態をクラッチ板に生ずる温度で判定することは必ずしも妥当ではない。なぜならば、半クラッチ状態の一態様であるフライホイールとクラッチ板とが完全に係合する直前の時点では、クラッチ板の伝達トルクが大きいために摩擦負荷が大きく、温度変化がクラッチ板全体に亘って生ずるのに対し、同じく半クラッチ状態の一態様であるフライホイールとクラッチ板とが係合を開始した時点では、クラッチ板の伝達トルクが小さいものの、クラッチ板のうちフライホイールとの当接部分を中心とした摩擦負荷により局部的な温度変化が生じ得るからである。つまり、この局部的な温度変化は、クラッチ板全体には伝達され難く、クラッチ板の状態として判定され難いものであるにもかかわらず、該当部分のクラッチ板の焼けを引き起こすものだからである。また、クラッチ板の内周側と外周側とでは、周速度が異なって生ずる温度も異なるので、クラッチ板に生ずる温度でクラッチ板の状態を正確に把握することは難しいと考えられるからでもある。
【０００９】
すなわち、エンジン回転速度及び変速機の回転速度等に基づいてクラッチ板の温度を算出しても、クラッチ板の状態を正確に把握することができないという問題がある。
本発明は、このような課題に鑑みてなされたもので、機械式自動変速機において、摩擦式クラッチ装置のクラッチ板の状態を正確に把握してクラッチ板の焼けを防ぐことができるクラッチ制御装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するべく、請求項１記載の本発明の車両用自動変速機のクラッチ制御装置は、エンジンの回転速度と、機械式の変速機の入力軸回転速度と、前記エンジンの出力を駆動輪に伝達するべく前記エンジンと前記変速機との連結を自動的に断接可能な摩擦式クラッチ装置のクラッチ板の移動量とに基づき、該クラッチ板の半接状態における吸収エネルギを算出するエネルギ算出手段と、該エネルギ算出手段により算出された吸収エネルギと規定値とを比較して前記クラッチ板の状態を判定するクラッチ状態判定手段と、前記クラッチ状態判定手段により前記算出された吸収エネルギが前記規定値以上であると判定されたときには、前記クラッチ板の焼けの防止を図る焼け防止手段とを備えることを特徴としている。
【００１１】
ここで、本発明は、クラッチ板の状態の判定には半接状態におけるクラッチ板の吸収エネルギを考慮する必要があるとの知見に基づきなされたものである。つまり、クラッチ板には、上述の如く各係合状態に応じた摩擦負荷があり、しかも、エンジン出力軸（フライホイール）とクラッチ板とが係合を開始した時点と、このフライホイールとクラッチ板とが完全に係合する直前の時点との間において継続した摩擦負荷が与えられており、この摩擦負荷の継続によってクラッチ板に蓄えられたクラッチ板の吸収エネルギこそ、クラッチ板の状態を判定する指標として適切なものと考えるのである。そして、そのためには、フライホイールとクラッチ板との係合関係を表すクラッチ板の移動量を特に考慮する必要があるのである。
【００１２】
したがって、クラッチ板の状態を判定するにあたり、クラッチ板の移動量を考慮して吸収エネルギを算出し、クラッチ板の状態を正確に把握する。これにより、クラッチ板が焼けてしまうことによるその後の車両走行の困難状態が回避され、路上故障が減少する。
また、請求項２記載の発明では、前記焼け防止手段は、前記クラッチ板を前記半接状態から接状態にして前記エンジンを停止させる、すなわち、エンジン停止が誘発されることにより、前記クラッチ板の焼けの防止を図ることを特徴としている。これにより、クラッチ板の現在の半接状態が終了し、この半接状態の継続によるクラッチ板の焼けが確実に防止される。
【００１３】
さらに、請求項３記載の発明では、前記焼け防止手段は、前記クラッチ板を前記半接状態から断状態にすることにより、前記クラッチ板の焼けの防止を図るとともに、前記駆動輪に対して自動的な制動力を生じさせることを特徴としている。これにより、現在の半接状態が終了し、クラッチ板の焼けが確実に防止される。しかも、自動的な制動力を駆動輪に生じさせるので、登坂路においても車両が後退することがない。
【００１４】
なお、焼け防止手段は、駆動輪に対して手動による制動力が別途生じたときには、自動的な制動力を解除し、車両の再発進に備えるのが好ましい。
また、請求項４記載の発明では、前記焼け防止手段は、前記変速機をシフトダウンさせることにより、前記クラッチ板の焼けの防止を図ることを特徴としている。これによっても、現在の変速段における半接状態は終了し、さらに、ドライバが意図する速度段よりも低速段に移行させることから、クラッチ板への負担を減らしてクラッチ板の焼けの防止がより可能になるとともに、車両の再発進が容易である。
【００１５】
なお、好ましくは、焼け防止手段は、変速機をシフトダウンさせるにあたり、クラッチ板を半接状態から断状態にした状態で、変速機をシフトダウンさせ、このシフトダウンが完了した後にクラッチ板を再び半接状態にするのが良い。そして、シフトダウンさせてクラッチ板を再び半接状態にした後に、万一、吸収エネルギが規定値以上となったときには、クラッチ板を接状態にしてエンジンを停止させる、若しくはクラッチ板を再び断状態にするとともに、自動的な制動力を再び生じさせることにより、クラッチ板の焼けの防止を図ることが好ましい。
【００１６】
さらに、請求項５記載の発明では、前記クラッチ装置は、さらに手動でも断接可能であり、前記焼け防止手段は、前記算出された吸収エネルギが前記規定値以上であるときに警告を行い、該警告に応じて前記クラッチ板が手動で断操作されることが促されて、前記クラッチ板の焼けの防止を図ることを特徴としている。これによっても現在の半接状態が終了し、クラッチ板の焼けの防止が可能である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
図１には、本発明に係る車両用自動変速機のクラッチ制御装置が適用される車両の駆動系の全体構成が示されている。以下、図１に基づき車両用自動変速機のクラッチ制御装置の構成を説明する。
【００１８】
同図に示すように、ディーゼルエンジン（以下、エンジンという）１には、燃料を供給するための燃料噴射ポンプユニット（以下、噴射ポンプという）６が設けられている。この噴射ポンプ６は、ポンプ入力軸（図示せず）を介して伝達されるエンジン１の出力によりポンプを作動させ、燃料を噴射する装置である。この噴射ポンプ６には、燃料噴射量を調節するためのコントロールラック（図示せず）が備えられており、さらに、コントロールラックのラック位置を検出するラック位置センサ９が設けられている。また、ポンプ入力軸近傍には、ポンプ入力軸の回転速度を検出し、この回転速度に基づきエンジン出力軸２の回転速度、すなわち、エンジン回転速度Ｎｅを検出するエンジン回転センサ８が付設されている。
【００１９】
エンジン１からは、エンジン出力軸２が延びており、このエンジン出力軸２は、クラッチ装置３を介して歯車機構を有する機械式の変速機（以下、単に変速機という）４の入力軸２０に接続されている。これにより、エンジン１の出力がクラッチ装置３を介して変速機４に伝達され、該変速機４において変速が実施される。変速機４は、後退段のほか、例えば、前進五段の変速段（一速段〜五速段）を有した機械式自動変速機であり、自動変速のみならず手動変速も可能に構成されている。そして、クラッチ装置３は、変速機４が自動変速される際及び車両の停止発進時において自動的に断接制御されるように構成されている。
【００２０】
クラッチ装置３は、フライホイール１０にクラッチ板１２をプレッシャスプリング１１により圧接させて接続状態（接状態）とする一方、フライホイール１０からクラッチ板１２を離間させることで切断状態（断状態）とするような通常の機械摩擦式クラッチの操作を自動で実施可能としたクラッチ装置である。つまり、クラッチ板１２は、アウタレバー１２ａを介してクラッチ断接用のクラッチアクチュエータ、すなわち、エアシリンダユニット１６によって自動操作可能とされている。
【００２１】
詳しくは、エアシリンダユニット１６には、エア通路３０を介してエアタンク３４が接続されている。したがって、エア通路３０を介してエアタンク３４から作動エアが供給されることにより、エアシリンダユニット１６が自動的に作動する。これにより、クラッチ板１２が移動し、クラッチ装置３が自動的に断接操作される。
【００２２】
実際には、エア通路３０にはＥＣＵ（電子コントロールユニット）８０からの信号に応じて駆動し、作動エアの流通と遮断とを行う電空比例制御弁３１が介装されており、駆動信号がＥＣＵ８０から電空比例制御弁３１に供給されると、電空比例制御弁３１を介して作動エアがエアタンク３４からエアシリンダユニット１６に供給されて作動し、クラッチ装置３が切断状態とされる。一方、駆動信号の供給が停止されると、エアタンク３４からエアシリンダユニット１６への作動エアの供給が遮断されるとともに、エアシリンダユニット１６内の作動エアが大気中に排出され、プレッシャスプリング１１の作用によりクラッチ装置３が接続状態とされる。
【００２３】
なお、クラッチアクチュエータとしてエアシリンダユニット１６を使用した構成となっているが、当該構成に限定されることなく、例えば油圧式アクチュエータや電動モータ等による電動式アクチュエータによってクラッチアクチュエータが構成され、クラッチ装置３が自動的に断接操作されるように構成されれば良い。また、このクラッチ装置３は、上述のように、クラッチ板１２を自動的に断接操作することを主とするものであるが、クラッチ板１２を必要に応じて手動で断接可能にするべく、クラッチ手動操作部７６をも備えている。
【００２４】
エアシリンダユニット１６には、フライホイール１０の位置に対するクラッチ板１２の移動量、すなわち、クラッチ板１２のストローク量を検出するクラッチストロークセンサ１７が取付けられており、クラッチストロークセンサ１７はＥＣＵ８０に電気的に接続されている。
また、エア通路３０からは分岐してエア通路３９が延びており、このエア通路３９の先端にはエアマスタ４２が接続されている。エアマスタ４２は、ホイールブレーキ４０を作動させることによって駆動輪に制動力を発生させるためのアクチュエータであり、エア通路３９を介するエアタンク３４からの作動エアの供給に伴って駆動し、ホイールブレーキ４０に制動力を生起する。なお、ここではホイールブレーキ４０やエアマスタ４２をそれぞれ一つのみ示したが、これらホイールブレーキ４０、エアマスタ４２は車輪毎に設けられている。
【００２５】
実際には、エア通路３９には、ＥＣＵ８０からの信号によって駆動する電磁弁ＭＶＱ４４が介装されており、この電磁弁ＭＶＱ４４の作動・非作動に応じてエアタンク３４からエアマスタ４２へ供給されるエアの遮断と連通とが切換制御される。電磁弁ＭＶＱ４４が作動してエアが遮断されると、ホイールブレーキ４０による制動力が生ずることになる。
【００２６】
詳しくは、ブレーキペダル５０が踏み込まれたときにはＥＣＵ８０にオン（ＯＮ）信号を出力するブレーキセンサ５２が電気的に接続されており、電磁弁ＭＶＱ４４はブレーキセンサ５２のオン信号に応じて閉弁する。この手動操作によりホイールブレーキ４０による制動力が生ずる。一方、電磁弁ＭＶＱ４４は、後述するクラッチ板１２の吸収エネルギが規定値以上になり、クラッチ板１２が半接状態（半クラッチの状態）を終了したときには、自動的に閉弁する。これによりホイールブレーキ４０による制動力が自動的に生ずることになる。
【００２７】
チェンジレバー６０は、変速機４のセレクトレバーであり、Ｎ（ニュートラル）レンジ、Ｒ（リバース）レンジ及び自動変速モードに相当するＤ（ドライブ）レンジが設けられている。チェンジレバー６０には、各レンジ位置を検出するセレクト位置センサ６２が設けられており、このセレクト位置センサ６２はＥＣＵ８０に接続されている。一方で、ＥＣＵ８０は、変速機４のギヤの噛み合い、すなわち、ギヤ位置を切換えるためのギヤシフトユニット６４に接続されている。したがって、セレクト位置センサ６２から位置信号がＥＣＵ８０に供給されると、該位置信号に応じてＥＣＵ８０からギヤシフトユニット６４に駆動信号が出力されることになり、これによりギヤシフトユニット６４が作動して変速機４のギヤ位置が選択された所望のセレクトレンジに切換えられる。なお、詳細説明は省くが、セレクト位置がＤレンジである場合にあっては、車両の運転状態に応じて自動変速制御が実施され、該自動変速制御に基づいてギヤ位置が切換えられることになる。
【００２８】
ギヤシフトユニット６４は、ＥＣＵ８０からの作動信号により作動する電磁弁６６と、変速機４内のシフトフォーク（図示せず）を作動させるパワーシリンダ（図示せず）とを有している。そして、該パワーシリンダは、上記電磁弁６６、エア通路６７を介して前述のエア通路３０に接続されている。つまり、電磁弁６６にＥＣＵ８０から作動信号が与えられると、電磁弁６６が作動信号に応じて開閉弁することになり、パワーシリンダがエアタンク３４からの作動エアの供給によって作動する。これにより、変速機４のギヤの噛み合い状態が適宜変更される。なお、ここでは電磁弁６６を一つのみ示したが、実際にはシフトフォークは複数からなり、該複数のシフトフォークに対応して複数のパワーシリンダが設けられており、電磁弁６６も該複数のパワーシリンダに対応して複数設けられている。
【００２９】
変速機４のギヤシフトユニット６４近傍には、各変速段を検出するギヤ位置センサ６８が付設され、ＥＣＵ８０に電気的に接続されており、このギヤ位置センサ６８からはＥＣＵ８０に向けて現在のギヤ位置信号、すなわち、変速段信号が出力される。
アクセルペダル７０にはアクセル開度センサ７２が備えられており、ＥＣＵ８０に電気的に接続されている。このアクセル開度センサ７２からは、アクセルペダル７０の踏み込み量、すなわち、アクセル開度情報が出力される。
【００３０】
また、変速機４の入力軸２０には、入力軸２０の回転速度、換言すれば、入力軸２０に一体的に構成されるクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌを検出する入力軸回転センサ７７が付設され、この入力軸回転センサ７７はＥＣＵ８０に電気的に接続されている。さらに、変速機４の出力軸５には、車速を検出して出力する車速センサ７８が付設されている。この車速センサ７８もやはりＥＣＵ８０に電気的に接続されている。
【００３１】
図１中符号８２は、ＥＣＵ８０とは別に設けられたエンジンコントロールユニットを示している。エンジンコントロールユニット８２は、噴射ポンプ６内の電子ガバナ（図示せず）に対し、各センサからの情報やアクセル開度情報等に応じたＥＣＵ８０からの信号を供給する装置であり、エンジン１の駆動制御を行うものである。つまり、エンジンコントロールユニット８２から電子ガバナに指令信号が供給されると、コントロールラックが作動して燃料の増減操作が実施され、エンジン回転速度Ｎｅの増減が制御される。なお、上記ラック位置センサ９及びエンジン回転センサ８からの検出情報は該エンジンコントロールユニット８２を介してＥＣＵ８０に供給される。
【００３２】
ＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、メモリ及び入力出力信号処理を行うインタフェイス等で構成されており、該ＥＣＵ８０の入力側インタフェイスには、上述したクラッチストロークセンサ１７、入力軸回転センサ７７、エンジンコントロールユニット８２、ブレーキセンサ５２、セレクト位置センサ６２、ギヤ位置センサ６８、アクセル開度センサ７２及び車速センサ７８等の各種センサ類、及びクラッチ手動操作部７６がそれぞれ接続されている。一方、ＥＣＵ８０の出力側インタフェイスには、エアシリンダユニット１６、電磁弁ＭＶＱ４４、エンジンコントロールユニット８２、電磁弁６６及び警告手段９０等の各種ディバイス類がそれぞれ接続されている。この警告手段９０は、後述するように、クラッチ板１２の吸収エネルギが規定値以上になったことをドライバに知らせるものである。
【００３３】
そして、ＥＣＵ８０は、クラッチ板１２の半クラッチ状態の継続に対して適切な断接操作を行うべく、クラッチ板１２の吸収エネルギを算出するエネルギ算出手段と、クラッチ板１２の状態を判定するクラッチ状態判定手段と、クラッチ板１２の焼けの防止を図る焼け防止手段とを備えている。
詳しくは、エネルギ算出手段は、エンジン回転センサ８、入力軸回転センサ７７及びクラッチストロークセンサ１７からの各出力信号に基づき、クラッチ板１２の半クラッチ状態におけるクラッチ板１２の吸収エネルギを算出するように構成され、クラッチ状態判定手段は、算出された吸収エネルギと規定値とを比較してクラッチ板１２の状態を判定するように構成され、そして、焼け防止手段は、算出された吸収エネルギが規定値以上であるときには、半クラッチ状態を終了させてクラッチ板１２の焼けの防止を図るように構成されている。
【００３４】
吸収エネルギとは、半クラッチ状態において継続した摩擦負荷によってクラッチ板１２に蓄えられたエネルギであって、フライホイール１０の位置に対するクラッチ板１２のストローク量に基づくクラッチ焼けの判定指標である。このクラッチ板１２の吸収エネルギｅは、次の式（１）のように求められる。
【００３５】
【数１】
2004125001.tif 000003
【００３６】
ここで、Ｎｅはエンジン回転速度（ｒｐｍ）、Ｎｃｌはクラッチ板１２の回転速度（ｒｐｍ）である。また、Ｔｃｌはクラッチ板１２の伝達トルク（Ｎｍ）であり、ｔ１は伝達トルクＴｃｌの立ち上がり時の時刻（ｓｅｃ）、ｔ２はエンジン回転速度Ｎｅとクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌとが同期した時の時刻（ｓｅｃ）である。
上述のクラッチ板１２の伝達トルクＴｃｌは、クラッチストロークセンサ１７によるクラッチ板１２のストローク量からマップを用いて算出される。具体的には、このマップは、ＥＣＵ８０内に記憶されており、ストローク量が大きくなるにしたがって伝達トルクＴｃｌが単双曲線的に小さくなる関係を有している。
【００３７】
ところで、クラッチ板１２の半クラッチ状態とは、フライホイール１０とクラッチ板１２とが係合を開始した時点と、フライホイール１０とクラッチ板１２とが完全に係合する直前の時点との間を意味する。
以下、この半クラッチ状態を上述の各パラメータを用いて説明する。
まず、クラッチ板１２がフライホイール１０から最も離れた位置（ストローク量が最大値）においては、エンジン１の出力が変速機４に伝達されていない。一方、クラッチ板１２がエンジン出力軸２に向けて移動し始めると、すなわち、クラッチ板１２のストローク量が減少し始めると、後にフライホイール１０とクラッチ板１２とが係合を開始して、エンジン１の出力が僅かながらも変速機４に伝達されてクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌが立ち上がる。この時刻が伝達トルクの立ち上がり時の時刻ｔ１であり、半クラッチ状態の開始時点である。
【００３８】
そして、クラッチ板１２のストローク量が減少するに伴って、フライホイール１０とクラッチ板１２との係合状態が増すことから、クラッチ板１２の伝達トルクＴｃｌが大きくなり、クラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌが上昇するとともに、エンジン回転速度Ｎｅが低下する。
その後、クラッチ板１２のストローク量がさらに減少して、エンジン回転速度Ｎｅとクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌとの差がなくなり、クラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌがエンジン回転速度Ｎｅに同期すると、フライホイール１０とクラッチ板１２とが完全に係合する。この時刻がエンジン回転速度とクラッチ板１２の回転速度との同期時の時刻ｔ２であり、半クラッチ状態の終了時点である。
【００３９】
そして、エンジン回転速度Ｎｅとクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌとが同期した後は、クラッチ板１２のストローク量が最小値まで減少される。
このような半クラッチ状態において、フライホイール１０とクラッチ板１２とが係合を開始した半クラッチ状態の開始時点（クラッチ板１２のストローク量が減少を始める時点）では、エンジン回転速度Ｎｅとクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌとの差が大きく、クラッチ板１２の伝達トルクＴｃｌが小さいものの、クラッチ板１２では、フライホイール１０との当接部分を中心とした摩擦負荷により局部的な温度変化が生じる。これに対し、フライホイール１０とクラッチ板１２とが完全に係合する直前の半クラッチ状態の終了時点（ストローク量が最小値に近づき、エンジン回転速度Ｎｅとクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌとが同期した時点）では、エンジン回転速度Ｎｅとクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌとの差がなくなり、クラッチ板１２の伝達トルクＴｃｌが大きくなって摩擦負荷が大きくなり、クラッチ板１２の全体に亘る温度変化が生じる。
【００４０】
すなわち、クラッチ板１２には、クラッチ板１２のストローク量が減少を始める時点からエンジン回転速度Ｎｅとクラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌとが同期した時点までの間において、各係合状態に応じた摩擦負荷が継続して与えられてクラッチ板１２を昇温させている。
このことは、エンジン回転速度Ｎｅが大きくなるに連れて、また、クラッチ板１２の回転速度Ｎｃｌが立ち上がってからエンジン回転速度Ｎｅに同期するまでの時間が長くなるに連れて摩擦負荷の継続時間が長くなり、クラッチ板１２に蓄えられる吸収エネルギｅが大きくなり、クラッチ板１２の温度が上昇し、クラッチ板１２の焼けが生じやすいことを意味している。つまり、摩擦負荷の大きさと摩擦負荷の継続時間の長さ、すなわち、クラッチ板１２の吸収エネルギｅがクラッチ板１２の焼けに大きな影響を及ぼしているのである。
【００４１】
以上のことを鑑み、本発明のクラッチ制御装置では、クラッチ板１２のストローク量に基づき半クラッチ状態でのクラッチ板１２の吸収エネルギｅを求め、当該吸収エネルギｅを判定指標としてクラッチ板１２の状態を判定するようにしている。
図２は、本発明の第１実施例におけるクラッチ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。該第１実施例のクラッチ制御装置では、エンジンストールを起こさせてクラッチ板１２の焼けの防止を図っている。
【００４２】
図２のステップＳ１０でクラッチ板１２が半クラッチ状態にある場合に、ステップＳ２０では、エネルギ算出手段にて、エンジン回転センサ８、入力軸回転センサ７７及びクラッチストロークセンサ１７からの各出力信号に基づき、半クラッチ状態におけるクラッチ板１２の吸収エネルギｅを算出しステップＳ３０に進む。
【００４３】
ステップＳ３０では、クラッチ状態判定手段にて、この吸収エネルギｅが規定値以上であるか否かが判定され、吸収エネルギｅが規定値以上である場合、すなわちＹＥＳのときには、ステップＳ４０に進む。一方、吸収エネルギｅが規定値以上ではないときには、ステップＳ２０に進んで吸収エネルギｅの計算を行う。
ステップＳ４０では、クラッチ板１２が焼け状態になり得ることから、焼け防止手段にて電空比例制御弁３１への駆動信号の供給を停止して、エアシリンダユニット１６への作動エアの供給を遮断することにより、クラッチ装置３が半クラッチ状態から接状態とされる。そして、クラッチ接状態に伴ってエンジン１が停止される。そして、このエンジンストール状態で一連の動作を終了する。
【００４４】
これにより、エンジンストールになるものの、焼け状態になり得る現在の半クラッチ状態を終了することができ、クラッチ板１２の焼けを確実に防止することができる。
図３は、本発明の第２実施例におけるクラッチ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。該第２実施例のクラッチ制御装置では、クラッチ板１２を断状態で駆動輪に自動ブレーキを生じさせてクラッチ板１２の焼けの防止を図っている。
【００４５】
図３のステップＳ１０からステップＳ３０までは、第１実施例と同様であり、ステップＳ１０で半クラッチ状態にある場合に、ステップＳ２０で、エネルギ算出手段にて半クラッチ状態における吸収エネルギｅを算出したらステップＳ３０に進み、クラッチ状態判定手段にて、この吸収エネルギｅが規定値以上であるか否かを判定し、吸収エネルギｅが規定値以上であるときにはステップＳ５０に進む。一方、吸収エネルギｅが規定値以上ではないときにはステップＳ２０に進んで吸収エネルギｅの計算を行う。
【００４６】
ステップＳ５０では、クラッチ板１２が焼け状態になり得ることから、焼け防止手段にてクラッチ装置３を半クラッチ状態から断状態にしてステップＳ５１に進み、自動ブレーキをオン、つまり、電磁弁ＭＶＱ４４を自動的に閉弁させてホイールブレーキ４０による制動力を生じさせてステップＳ５２に進む。
ステップＳ５２では、ブレーキペダル５０が踏み込まれているか否かが判定され、ブレーキペダル５０が踏み込まれている場合、すなわちＹＥＳのときには、ステップＳ５３に進んで上述の自動ブレーキをオフにして一連の動作を終了する。一方、ステップＳ５２でブレーキペダル５０が踏み込まれていないときには、ステップＳ５１に進んで自動ブレーキをオンのまま維持する。なお、自動ブレーキを生じさせる場合には、いわゆる坂道発進補助装置を利用することも考えられる。
【００４７】
これにより、現在の半クラッチ状態を終了させてクラッチ板１２の焼けを確実に防止することができるとともに、車輪に自動ブレーキを生じさせているので、登坂路でも車両が後退することなく停止させることができる。さらに、車輪に手動によるブレーキが生じたときには自動ブレーキを解除しており、車両の再発進を可能にすることができる。
【００４８】
図４は、本発明の第３実施例におけるクラッチ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。該第３実施例のクラッチ制御装置では、シフトダウンを行ってクラッチ板１２の焼けの防止を図っている。
図４のステップＳ１０からステップＳ３０までは、第１及び第２実施例と同様であり、ステップＳ１０で半クラッチ状態にある場合に、ステップＳ２０で吸収エネルギｅを算出したらステップＳ３０に進み、吸収エネルギｅが規定値以上であるときにはステップＳ６０に進む。一方、吸収エネルギｅが規定値以上ではないときにはステップＳ２０に進んで吸収エネルギｅの計算を行う。
【００４９】
ステップＳ６０では、クラッチ板１２が焼け状態になり得ることから、焼け防止手段にてクラッチ装置３を半クラッチ状態から断状態にしてステップＳ６１に進み、自動ブレーキをオンにし、ホイールブレーキ４０による制動力を生じさせてステップＳ６２に進む。
ステップＳ６２では、現在の速度段（例えば二速段）を強制的に低速段（例えば一速段）へシフトダウンしてステップＳ６３に進む。ステップＳ６３では、ギヤ位置センサ６８からの出力信号に基づいてシフトダウンが完了しているか否かを判定し、シフトダウンが完了している場合、すなわちＹＥＳのときには、ステップＳ６４に進んで上述の自動ブレーキをオフにしてステップＳ６５に進み、半クラッチ状態にして上記低速段での接続を試み、ステップＳ６６に進んで吸収エネルギｅを計算してステップＳ６７に進む。一方、ステップＳ６３でシフトダウンが完了していないときには、自動ブレーキをオンのまま維持してシフトダウンを継続する。
【００５０】
ステップＳ６７では、クラッチ状態判定手段にて、シフトダウン後の半クラッチ状態の吸収エネルギｅが規定値以上であるか否かを判定し、吸収エネルギｅが規定値以上である場合、すなわちＹＥＳのときには、ステップＳ５０に進む。一方、吸収エネルギｅが規定値以上ではないときには、ステップＳ６６に進んで吸収エネルギｅの計算を行う。
【００５１】
ステップＳ６７で吸収エネルギｅが規定値以上であるとき以降は、第２実施例と同様であり、ステップＳ５０では、焼け防止手段にてクラッチ装置３を半クラッチ状態から断状態にしてステップＳ５１に進み、自動ブレーキをオンにしてホイールブレーキ４０による制動力を生じさせてステップＳ５２に進む。ステップＳ５２では、ブレーキペダル５０が踏み込まれているか否かを判定し、ブレーキペダル５０が踏み込まれているときには、ステップＳ５３に進んで上述の自動ブレーキをオフにして一連の動作を終了する。一方、ステップＳ５２でブレーキペダル５０が踏み込まれていないと判定されたときには、ステップＳ５１に進んで自動ブレーキをオンのまま維持する。
【００５２】
これにより、伝達トルクを低減して摩擦負荷を減少させるようにし、焼け状態になり得る現在の半クラッチ状態を終了させてクラッチ板１２の焼けを確実に防止することができ、さらに、車輪に自動ブレーキを生じさせているので、登坂路でも車両が後退することなく停止させることができる。しかも、ドライバが意図する速度段よりもシフトダウンさせていることから、クラッチ板１２への負担を減らすことからもクラッチ板１２の焼けを確実に防止することができるとともに、車両の再発進を容易することができる。また、シフトダウンさせた後に、万一、吸収エネルギｅが規定値以上であるときには、クラッチ板１２を再び断状態にしてから自動ブレーキを再び生じさせているので、クラッチ板１２の焼けをより一層確実に防止することができる。
【００５３】
なお、ステップＳ６２のシフトダウンを実行する際に、ステップＳ６１により自動ブレーキをオンにして制動力を生じさせているが、車両が後退するおそれがない状態にある等の場合には、自動ブレーキをオンにすることなく、図中に破線で示すように、ステップＳ６０でクラッチ装置３を断状態にした後にステップＳ６２に進み、シフトダウンを実行するようにしても良い。
【００５４】
図５は、本発明の第４実施例におけるクラッチ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。該第４実施例のクラッチ制御装置では、ドライバにクラッチ板１２を手動で断状態にさせてクラッチ板１２の焼けの防止を図っている。
図５のステップＳ１０からステップＳ３０までは、第１から第３実施例と同様であり、ステップＳ１０で半クラッチ状態にある場合に、ステップＳ２０で吸収エネルギｅを算出したらステップＳ３０に進み、吸収エネルギｅが規定値以上であるときにはステップＳ６０に進む。一方、吸収エネルギｅが規定値以上ではないときにはステップＳ２０に進んで吸収エネルギｅの計算を行う。
【００５５】
ステップＳ７０では、クラッチ板１２が焼け状態になり得ることから、焼け防止手段にて警告手段９０を介してドライバに警告を開始してステップＳ７１に進む。この警告には、例えば、ブザーを鳴らしたり、警告ランプを点灯させたり、クラッチ手動操作部７６のクラッチペダルを振動させてドライバに伝えること等が考えられる。
【００５６】
ステップＳ７１では、上述のクラッチペダルが踏み込まれて、クラッチ板１２が断状態にあるか否かを判定し、クラッチペダルが踏み込まれている場合、すなわちＹＥＳのときには、ステップＳ７２に進んで警告を終了させ、ステップＳ７３でクラッチ装置３の操作を自動モードから手動モードに変更して一連の動作を終了する。一方、ステップＳ７１でクラッチペダルが踏み込まれていないときには、ステップＳ７０に進んでドライバへの警告を維持する。
【００５７】
これにより、やはり現在の半クラッチ状態を終了させて、クラッチ板１２の焼けを確実に防止することができる。なお、本実施形態の焼け防止手段は、ドライバが手動でクラッチペダルを踏み込むまでは半クラッチ状態を継続し得る。よって、ステップＳ３０の規定値は、上述の第１から第３実施例の規定値よりも低めの値であることが望ましい。
【００５８】
このように、本発明の車両用自動変速機のクラッチ制御装置では、エネルギ算出手段においてクラッチ板１２のストローク量から半クラッチ状態におけるクラッチ板１２に蓄えられる吸収エネルギｅを算出し、これをクラッチ板１２の状態の判定指標としているので、継続した摩擦負荷が生じているクラッチ板の状態を正確に把握することができる。これにより、特に、トルクコンバータ付き乗用車に慣れたドライバ及び二速発進を基本とする大型車のドライバが登坂路で半クラッチ状態を継続させて車両を停止させる操作を行うときのクラッチ板１２の焼けを防止することができる。
【００５９】
以上で本発明の一実施形態についての説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更ができるものである。
例えば、上記第３実施例では、シフトダウンさせた後に、万一、吸収エネルギｅが規定値以上であるときには、クラッチ板１２を再び断状態にしてから自動ブレーキを再び生じさせているが、この形態に限られるものではなく、例えば、第１実施例と同様に、シフトダウンさせた後に、万一、吸収エネルギｅが規定値以上であるときには、クラッチ装置３を接状態にしてエンジンストールを起こさせても良く、この場合にも、上記と同様にクラッチ板１２の焼けをより一層確実に防ぐことができるとの効果を奏するものである。
【００６０】
また、クラッチ板１２の半クラッチ状態とは、フライホイール１０とクラッチ板１２とが係合を開始した時点と、フライホイール１０とクラッチ板１２とが完全に係合する直前の時点との間であれば、上記実施形態の如くフライホイール１０とクラッチ板１２とが係合を開始した時点から始まり、フライホイール１０とクラッチ板１２とが完全に係合する直前の時点を終わりとすることに限定されるものではなく、その始まりの時点と終わりの時点とが反対の場合であっても良く、この場合にも上記と同様に吸収エネルギｅをクラッチ板１２の状態の判定指標とすることができる。
【００６１】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、請求項１記載の本発明の車両用自動変速機のクラッチ制御装置によれば、クラッチ板の状態を判定するにあたり、クラッチ板の移動量に基づく半接状態におけるクラッチ板の吸収エネルギを判定指標として採用しているので、クラッチ板の状態を正確に把握することができる。これにより、クラッチ板が焼けてその後の車両走行が困難になる状態を回避し、路上故障の減少を図ることができる。
【００６２】
また、請求項２記載の発明によれば、焼け防止手段がクラッチ板を強制的に半接状態から接状態にしてエンジンを停止させているので、現在の半接状態の継続によるクラッチ板の焼けを確実に防止することができる。
さらに、請求項３記載の発明によれば、焼け防止手段がクラッチ板を強制的に半接状態から断状態にするとともに、車輪に対して自動的な制動力を生じさせているので、現在の半接状態の継続によるクラッチ板の焼けを確実に防止することができるほか、登坂路における車両の後退をも防止することができる。
【００６３】
さらにまた、請求項４記載の発明によれば、焼け防止手段が変速機を強制的にシフトダウンさせているので、現在の半接状態の継続によるクラッチ板の焼けを確実に防止することができるほか、車両の再発進を容易にすることができる。
また、請求項５記載の発明によれば、焼け防止手段がクラッチ板を手動にて半接状態から断状態にさせているので、この場合にも、現在の半接状態の継続によるクラッチ板の焼けを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用自動変速機のクラッチ制御装置が適用される車両の駆動系の全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施例におけるクラッチ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２実施例におけるクラッチ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】本発明の第３実施例におけるクラッチ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明の第４実施例におけるクラッチ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　エンジン
３　クラッチ装置
４　機械式の変速機
８　エンジン回転センサ
１０　フライホイール
１２　クラッチ板
１７　ストロークセンサ
７６　クラッチ手動操作部
７７　入力軸回転センサ
８０　ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
９０　警告手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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