JP4877221B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速モードと固定段変速モードとを切り替えて運転することが可能な変速機構を備える車両の制御装置に関する。

内燃機関に加えて、電動機やモータジェネレータなどの動力源を備えるハイブリッド車両が既知である。ハイブリッド車両では、内燃機関を可及的に高効率状態で運転する一方、駆動力やエンジンブレーキ力の過不足を電動機又はモータジェネレータで補う。

上記のようなハイブリッド車両において、無段変速モードと固定段変速モードとを切り替えて運転することが可能なように構成された変速機構の例が特許文献１に記載されている。具体的には、２つの遊星歯車機構を組み合わせて４つの回転要素を有する動力分配機構が構成され、４つの回転要素がそれぞれエンジン、第１のモータジェネレータ、出力軸及びブレーキに接続される。ブレーキを解放した状態では、第１のモータジェネレータの回転数を連続的に変化させることにより、エンジンの回転数が連続的に変化し、無段変速モードでの運転が実行される。一方、ブレーキを固定した状態では、上記の回転要素の１つの回転が阻止されることにより変速比が固定となり、固定段変速モードでの運転が実行される。こうして、特許文献１では、無段変速モードと固定段変速モードとを使い分けることにより、動力伝達効率を向上させている。

なお、特許文献２には、クラッチの温度が所定の温度範囲にあるとき、モータジェネレータの出力を抑制して、クラッチの焼けの防止を図ることが可能な車両の制御装置が記載されている。

特開２００４−３４５５２７号公報 特開平９−７４６０９号公報

上記した特許文献１に記載のハイブリット車両において、無段変速モードから固定段変速モードへ移行するために上記の回転要素のうちの１つをブレーキで固定した場合、これによりブレーキが発熱して変速機構の動作に悪影響を及ぼす虞がある。これを防止するためには、ブレーキに対する発熱対策を講じることが必要である。しかしながら、上記の特許文献１では、ブレーキに対する発熱対策についての検討がなされておらず、この点について課題が残されている。

また、上記の特許文献２に記載の車両の制御装置では、クラッチの発熱対策に対する検討がなされているものの、クラッチの温度に応じた適切な変速制御についての検討が一切なされていない。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、無段変速モードと固定段変速モードとを切り替えて運転することが可能な変速機構を備える車両の制御装置において、発熱に起因した電磁クラッチの動作不良の防止を図りつつ、電磁クラッチの温度に応じた適切な変速制御を行うことを目的とする。

本発明の１つの観点では、電磁アクチュエータにより係合動作が行われる係合機構を有し、前記係合機構の係合の有無により変速モードが変更される駆動機構を備える車両の制御装置は、前記係合機構の温度を検出する温度検出手段と、前記検出温度に応じて前記変速モードを制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記係合機構が解放状態にある場合において前記検出温度が第１の温度より高い場合には前記変速モードの変更を禁止し、前記係合機構が係合状態にある場合において前記検出温度が第２の温度から第３の温度の範囲にある場合には、前記係合機構を係合状態から解放状態へ変更する変速モードの変更を許可すると共に当該変速モードの変更後規定時間が経過するまでは前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更を禁止し、前記係合機構が係合状態にある場合において前記検出温度が第３の温度より高い場合には、前記係合機構を前記係合状態から前記解放状態へ変更する変速モードの変更を許可する。

上記の車両の制御装置は、電磁アクチュエータにより係合動作が行われる係合機構（本実施形態における電磁クラッチに相当）を有し、その係合機構の係合の有無（係合・解放）により変速モードが変更される駆動機構を備える。この車両の制御装置は、係合機構の温度を検出する温度検出手段と、係合機構の係合及び解放を制御する制御手段（本実施形態における第３ＭＧＥＣＵなどに相当）と、を有する。温度検出手段としては、例えば温度センサや、電磁アクチュエータに供給される電力に基づきその抵抗値を算出し、その抵抗値に基づいて係合機構の温度を推定する手段など、既知の各種の手段が挙げられる。

特に、この車両の制御装置では、係合機構が解放状態にある場合おいて、温度検出手段により検出された係合機構の検出温度が第１の温度より高い場合には、制御手段は、変速モードの変更を禁止する。好適な例では、前記制御手段は、前記検出温度が前記第１の温度より高い場合には、前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更、即ち無段変速モードから固定段変速モードへの移行を禁止する。

ここで、第１の温度は、本実施形態における第１の閾値に相当し、かかる第１の閾値は、例えば係合機構を正常に機能（動作）させることができない温度とされる。これにより、係合機構の温度が高いことに起因して、係合機構が正常に機能しなくなることを防止できる。

また、係合機構が係合状態にある場合において、上記の検出温度が第２の温度から第３の温度の範囲にある場合には、制御手段は、係合機構を係合状態から解放状態へ変更する変速モードの変更（即ち、固定段変速モードから無段変速モードへの移行）を許可するが、その変更後規定時間（本実施形態における第１の待機時間又は第１の規定時間に相当）が経過するまでは係合機構を解放状態から係合状態へ変更する変速モードの変更（即ち、無段変速モードから固定段変速モードへの移行）を禁止する。

ここで、第３の温度は例えば係合機構を正常に機能（動作）させることができない程度の温度とされる。一方、第２の温度は、第３の温度よりは低いが、通常よりは係合機構が熱を持っている状態の温度とされる。さらに、待機時間とは、係合機構をオフ状態（解放状態）からオン状態（係合状態）にすることを禁止し、係合機構を冷却させるための期間である。

よって、一旦係合機構の係合を解放した後、前記規定時間が経過していない状態では、係合機構の温度が高いので、無段変速モードから固定段変速モードへの移行を行わずに前記規定時間だけ暫く待機する。これにより、係合機構の温度を低下させることができ、その発熱に起因して係合機構が正常に機能しなくなることを防止できる。

また、係合機構が係合状態にある場合において、上記の検出温度が第３の温度より高い場合には、制御手段は、係合機構を係合状態から解放状態へ変更する変速モードの変更（即ち、固定段変速モードから無段変速モードへの移行）を許可する。好適な例では、前記制御手段は、前記検出温度が前記第３の温度より高い場合において、前記係合機構を前記係合状態から前記解放状態へ変更する変速モードの変更を許可する場合には、その変更後他の規定時間（本実施形態における第２の待機時間又は第２の規定時間に相当）が経過するまでは前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更は禁止する。

よって、この場合、前記他の規定時間が経過していない状態では、係合機構の温度が高いので、無段変速モードから固定段変速モードへの移行を行わずに前記他の規定時間だけ暫く待機する。ここで、係合機構の温度が第３の温度を超えた場合は、第２の温度と第３の温度の間にある場合よりもより放熱が要求される状況となるため、前記他の規定時間を前記規定時間より大きくすることが好ましい。これにより、係合機構の温度が高いことに起因して、係合機構が正常に機能しなくなることを防止できる。

以上の構成を有する車両の制御装置によれば、係合機構の温度が高いことに起因して生じる係合機構の動作不良を防止でき、さらに係合機構の検出温度に応じた適切な変速制御を行うことができる。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

[ハイブリット車両の駆動機構の構成]
図１に本発明を適用したハイブリッド車両の駆動機構の概略構成を示す。図１の例は、機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド車両であり、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、動力分配機構２０を備える。動力源に相当するエンジン１と、回転数制御機構に相当する第１のモータジェネレータＭＧ１とが動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の出力軸３には、駆動トルク又はブレーキ力のアシストを行うための副動力源である第２のモータジェネレータＭＧ２が連結されている。第２のモータジェネレータＭＧ２と出力軸３とはＭＧ２変速部６を介して接続されている。さらに、出力軸３は最終減速機８を介して左右の駆動輪９に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２とは、バッテリー、インバータ、又は適宜のコントローラ（図示せず）を介して、もしくは直接的に電気的に接続され、第１のモータジェネレータＭＧ１で生じた電力で第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動するように構成されている。

エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１はエンジン１からトルクを受けて回転することにより主として発電を行うものであり、発電に伴う反力トルクが作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が連続的に変化する。このような変速モードを無段変速モードという。無段変速モードは、後述する動力分配機構２０の差動作用により実現される。

第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動トルク又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動トルクをアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪９から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。

図２は、図１に示す第１及び第２のモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、並びに動力分配機構２０の構成を示す。

動力分配機構２０は、エンジン１の出力トルクを第１のモータジェネレータＭＧ１と出力軸３とに分配する機構であり、差動作用を生じるように構成されている。具体的には複数組の差動機構を備え、互いに差動作用を生じる４つの回転要素のうち、第１の回転要素にエンジン１が連結され、第２の回転要素に第１のモータジェネレータＭＧ１が連結され、第３の回転要素に出力軸３が連結され、第４の回転要素に電磁クラッチ８０が接続される。電磁クラッチ８０を解放した状態では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１の回転数が連続的に変化し、無段変速モードが実現される。一方、電磁クラッチ８０を係合して第４の回転要素を固定すると、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン回転数が出力回転数より小さくなる状態）に固定され、固定段変速モードが実現される。

本実施形態では、図２に示すように、動力分配機構２０は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される。第１の遊星歯車機構はリングギヤ２１、キャリア２２、サンギヤ２３を備え、第２の遊星歯車機構はリングギヤ２５、キャリア２６、サンギヤ２７を備える。

エンジン１の出力軸２は第１の遊星歯車機構のキャリア２２に連結され、そのキャリア２２は第２の遊星歯車機構のリングギヤ２５に連結されている。これらが第１の回転要素を構成する。第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１は第１の遊星歯車機構のサンギヤ２３に連結され、これらが第２の回転要素を構成している。

第１の遊星歯車機構のリングギヤ２１と第２の遊星歯車機構のキャリア２６は相互に連結されているとともに出力軸３に連結されている。これらが第３の回転要素を構成している。また、第２の遊星歯車機構のサンギヤ２７は第４の回転要素に対応し、電磁クラッチ８０に連結している。

図３（ａ）に電磁クラッチ８０の構成例を示す。図３（ａ）は電磁クラッチ８０の要部断面図を示す。この例では、電磁クラッチ８０は、本発明の係合機構に相当し、電磁アクチュエータ６０と、一対のドグ歯７１、７２よりなるクラッチ７０と、温度センサ（図４に示す温度検出手段）９０と、を備えて構成される。

電磁アクチュエータ６０は、後述する電磁クラッチ駆動回路５１から出力される信号に基づいて駆動制御され、一方のドグ歯７１を移動させて一方のドグ歯７１を他方のドグ歯７２に係合又は解放させる役割を果たす。電磁アクチュエータ６０は、シャフト６１と、滑り軸受け６２と、金属素材等にて形成された一対のプランジャ６３、６４と、ヨーク６５と、コイル６６と、復帰バネ６７と、ケース６８と、を有する。

シャフト６１の外周面の少なくとも一部には、一方のプランジャ６３を他方のプランジャ６４に係合させる方向及びその逆方向（矢印Ｙ１方向）に移動させるための滑り軸受け６２が設けられている。一方のプランジャ６３は、滑り軸受け６２に取り付けられている。他方のプランジャ６４は、一方のプランジャ６３と係合する形状を有し、一方のプランジャ６３と対向した状態でケース６８の内側に取り付けられている。ヨーク６５は、例えば磁性体であり、一対のプランジャ６３、６４の外側に配置されている。ヨーク６５の一部は、一対のプランジャ６３の一部と当接している。コイル６６は、ヨーク６５と、一対のプランジャ６３、６４との間に配置され、コイル６６には電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電力が供給される。復帰バネ６７は、一方のプランジャ６３の一部とケース６８の内側との間に位置するシャフト６１に取り付けられ、一方のプランジャ６３を他方のプランジャ６４から引き離す方向に作用させる押しバネである。ケース６８は、車体などに固定されており、シャフト６１、滑り軸受け６２、一対のプランジャ６３、６４、ヨーク６５、コイル６６、復帰バネ６７を夫々収容している。

一方のドグ歯７１は、回転不能に構成される固定部材であり、一方のプランジャ６３の移動に伴って、当該一方のプランジャ６３と同方向（矢印Ｙ２方向）に且つ同一の距離だけ移動可能な状態で電磁アクチュエータ６０の壁面に支持されている。一方のドグ歯７１の一端側の内周面には複数の内歯７１ａが設けられている。

他方のドグ歯７２は、回転可能に構成される回転部材であり、第２の遊星歯車機構のサンギヤ２７に連結されている。このため、他方のドグ歯７２は、第４の回転要素であるサンギヤ２７の回転に従って回転する。他方のドグ歯７２の外周部には、一方のドグ歯７１の複数の内歯７１ａと係合するための複数の外歯が設けられている。

温度センサ（温度検出手段）９０は、図３（ａ）では図示を省略するが、例えばコイル６６と接触する位置に設けられ、第３ＭＧＥＣＵ３４からの指令信号に基づき電力の供給によって発熱したコイル６６の温度を検出する。温度検出手段９０により検出されたコイル６６の温度データは、第３ＭＧＥＣＵ３４に出力される。これにより、第３ＭＧＥＣＵ３４は、コイル６６の温度、さらには電磁クラッチ８０の温度を検出する。なお、本発明では、温度検出手段９０をコイル６６と接触する位置に設けることは必須ではなく、電磁クラッチ８０の温度を検出することができれば、温度検出手段９０を電磁クラッチ８０のどの位置に設けてもよい。また、本発明では、温度検出手段９０は、特に温度センサである必要はなく、例えば電磁アクチュエータ６０のコイル６６に供給する電力からその抵抗値を算出し、その抵抗値に基づき温度を推定することが可能な手段であっても構わない。

以上の構成を有する電磁クラッチ８０では、後述する第３ＭＧＥＣＵ３４からの指令信号の下、電磁クラッチ駆動回路５１を通じてコイル６６に所定の電力を供給することにより、コイル６６の周囲に磁界が形成され、ヨーク６５内に磁束が生じる。これにより、ヨーク６５の一部に当接している一方のプランジャ６３が磁化される。このため、一方のプランジャ６３は、所定の間隔を置いて対向配置された他方のプランジャ６４に吸引されて、復帰バネ６７の弾性力に抗して滑り軸受け６２上を他方のプランジャ６４に向かって移動し、他方のプランジャ６４と係合する。これに伴って、一方のドグ歯７１が他方のドグ歯７２と係合し、電磁クラッチ８０がオン状態（係合状態）となる。なお、この場合、一方のドグ歯７１側の軸が固定されることになるので、第４の回転要素であるサンギヤ２７が固定、即ちサンギヤ２７の回転が阻止される。

一方、第３ＭＧＥＣＵ３４からの指令信号の下、電磁クラッチ駆動回路５１を通じてコイル６６への電力の供給を止めると、一方のプランジャ６３は磁化されなくなるので、復帰バネ６７の弾性力により一方のプランジャ６３は滑り軸受け６２上を他方のプランジャ６４と離隔する方向に移動し、一方のプランジャ６３と他方のプランジャ６４との係合が解放する。これに伴って、一方のドグ歯７１と他方のドグ歯７２との係合が解放し、電磁クラッチ８０がオフ状態（解放状態）となる。

図２に戻り、第１のモータジェネレータＭＧ１には、ロータ１１の回転を検出するレゾルバ１２が設けられている。第２のモータジェネレータＭＧ２のロータ４１はＭＧ２変速部６を介して出力軸と連結されており、ロータ４１の回転を検出するレゾルバ４２が設けられている。また、図２に示すように、電磁クラッチ８０には、他方のドグ歯７２側の回転を検出するレゾルバ３２が設けられている。

上述のように、電磁クラッチ８０を解放（オフ）状態とすると無段変速モードとなる。具体的には、第１の回転要素であるキャリア２２にエンジン１の出力トルクが作用し、第２の回転要素であるサンギヤ２３に第１のモータジェネレータ２３による反力トルクが作用するので、第３の回転要素である出力軸３及び第４の回転要素であるサンギヤ２７にはエンジン１と同方向に回転するトルクが作用する。この場合、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数変化に応じてエンジン１の回転数が変化し、無段変速モードでの運転が行われる。

一方、電磁クラッチ８０を係合（オン）状態とすると固定段変速モードとなる。具体的には、第４の回転要素であるサンギヤ２７の回転を止めると、エンジン１の回転に対して電磁クラッチ８０により反力トルクを与えることになるので、第１のモータジェネレータＭＧ１はいわゆる空転状態となる。その結果、動力分配機構２０の構成によって定まる変速比に固定され、固定段変速モードでの運転が行われる。

[ハイブリット車両の制御系の構成]
図３（ｂ）に、上記のモータジェネレータ及び電磁クラッチ８０を制御する制御系の構成を示す。本実施形態の制御系では、図示のように、第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２を独立に駆動制御するように第１ＭＧＥＣＵ１４及び第２ＭＧＥＣＵ４４が設けられる。

第１ＭＧＥＣＵ１４は、インバータ１３を通じて第１のモータジェネレータにＭＧ１に駆動電力を供給する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転はレゾルバ１２により検出され、第１ＭＧＥＣＵ１４に送られる。第１ＭＧＥＣＵ１４は、レゾルバ１２からの回転検出信号に基づいて、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転を制御する。

同様に、第２ＭＧＥＣＵ４４は、インバータ４３を通じて第２のモータジェネレータにＭＧ２に駆動電力を供給する。第２のモータジェネレータＭＧ２の回転はレゾルバ４２により検出され、第２ＭＧＥＣＵ４４に送られる。第２ＭＧＥＣＵ４４は、レゾルバ４２からの回転検出信号に基づいて、第２のモータジェネレータＭＧ２の回転を制御する。

また、図２を参照して説明したように、電磁クラッチ８０に設けられたレゾルバ３２はドグ歯７２側の軸の回転を検出し、クラッチ回転検出信号を第３ＭＧＥＣＵ３４に供給する。第３ＭＧＥＣＵ３４は、レゾルバ３２からのクラッチ回転検出信号を第２ＭＧＥＣＵ４４に供給する。また、第３ＭＧＥＣＵ３４は、第２ＭＧＥＣＵ４４から与えられる制御信号に基づいて電磁クラッチ駆動回路５１を制御して、電磁クラッチ８０のオン／オフを制御する。

さらに、本実施形態では、モータジェネレータ毎に設けられた第１ＭＧＥＣＵ１４及び第２ＭＧＥＣＵ４４を統括制御するＨＶＥＣＵ９が設けられる。ＨＶＥＣＵ９は、第２ＭＧＥＣＵ４４と接続されるとともに、第２ＭＧＥＣＵ４４を通じて第１ＭＧＥＣＵ１４及び第３ＭＧＥＣＵ３４に制御指示や制御指令値などを供給する。

[電磁クラッチの温度に応じた変速制御]
次に、本実施形態に係る電磁クラッチ８０の温度に応じた変速制御について説明する。

本実施形態のようなハイブリット車両では、無段変速モードと固定段変速モードとを切り替えて運転を行うが、固定段変速モードでの運転を頻繁に実施すると、電磁クラッチ８０の焼き付きなどが生じて、変速モードの変更に悪影響を及ぼす虞がある。

具体的には、かかるハイブリット車両では、電磁アクチュエータ６０のコイル６６に電力を供給することで電磁クラッチ８０をオン状態とし、固定段変速モードでの運転を行う。この場合、コイル６６への通電によってコイル６６が発熱するため、その熱が電磁アクチュエータ６０の全体及びクラッチ７０に伝わる。そのため、固定段変速モードでの運転が頻繁に行われると、電磁クラッチ８０の温度が高くなってしまい、その温度によってはコイル６６の焼き付きなどを招き、変速モードの変更に支障を来たす虞がある。

そこで、本実施形態では、電磁クラッチ８０（例えば電磁アクチュエータ６０）の温度を温度検出手段９０によって検出（又は推定）し、その検出（又は推定）した温度に応じて適切な変速モードの変更を行うことで、上記した課題を解決する。

具体的には、本実施形態では、まず、電磁クラッチ８０が解放された状態（無段変速モードでの運転状態）において、温度検出手段９０により電磁クラッチ８０の温度を検出（又は推定）し、その検出温度が第１の閾値（第１の温度の比較値）を超えている場合には、電磁クラッチ８０をオフ状態（解放状態）からオン状態（係合状態）に変更することを禁止する。ここで、第１の閾値は、例えば電磁クラッチ８０を正常に機能（動作）させることができない値とされる。これにより、電磁クラッチ８０の温度が高いことに起因して、電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることを防止できる。

また、電磁クラッチ８０が係合された状態（固定段変速モードでの運転状態）において、電磁クラッチ８０の検出温度が第２の閾値（第２の温度の比較値）と第３の閾値（第３の温度の比較値）の間にある場合には、とりあえず固定段変速モードでの運転を継続する。しかし、燃費などの観点を考慮して固定段変速モードから無段変速モードへの変更が行われた後は、第１の規定時間（第１の待機時間）が経過するまでは電磁クラッチ８０を解放状態から係合状態に変更することを禁止する。ここで、第３の閾値は、例えば電磁クラッチ８０を正常に機能させることができない値とされる。また、第３の閾値は第２の閾値より大きい値とされる。さらに、待機時間とは、電磁クラッチ８０を解放状態から係合状態にすることを禁止し、電磁クラッチ８０を冷却させるための期間である。

よって、この場合、第１の待機時間が経過していない状態では、電磁クラッチ８０の温度が高いので、無段変速モードから固定段変速モードへの移行を行わずに第１の待機時間だけ暫く待機する。これにより、電磁クラッチ８０の温度を低下させることができ、その発熱に起因して電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることを防止できる。

一方、電磁クラッチ８０が係合された状態において、電磁クラッチ８０の検出温度が第３の閾値を超えている場合には、直ちに、電磁クラッチ８０を係合状態から解放状態に変更すると共に、その後第２の規定時間（第２の待機時間）が経過するまでは電磁クラッチ８０を解放状態から係合状態に変更することを禁止する。よって、この場合、第２の待機時間が経過していない状態では、電磁クラッチ８０の温度が未だ高いので、無段変速モードから固定段変速モードへの移行を行わずに第２の待機時間だけ暫く待機する。ここで、電磁クラッチ８０の温度が第３の閾値を超えた場合は、第２の閾値と第３の閾値の間にある場合よりもより放熱が要求される状況となるため、第２の待機時間を第１の待機時間より大きくすることが好ましい。これにより、電磁クラッチ８０の温度が高いことに起因して、電磁クラッチが正常に機能しなくなることを防止できる。

以上のように、本実施形態によれば、電磁クラッチの温度が高いことに起因して生じる電磁クラッチの動作不良を防止でき、さらに電磁クラッチ８０の検出温度に応じた適切な変速制御を行うことができる。

[電磁クラッチの温度に応じた変速制御処理]
次に、図４を参照して、本実施形態に係る電磁クラッチ８０の温度に応じた変速制御処理について説明する。図４は、電磁クラッチ８０の温度に応じた変速制御処理の一例に係るフローチャートを示す。なお、この処理は、主として図３（ｂ）に示す第３ＭＧＥＣＵ３４（又はＨＶＥＣＵ９）により繰り返し実行される。

この変速制御処理の例では、まず、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電磁クラッチ８０の駆動を制御して、電磁クラッチ８０がオフ状態となる無段変速モードでの運転（走行）を実施する（ステップＳ１）。次に、第３ＭＧＥＣＵ３４は、変速待機時間フラグＮ（Ｎ：自然数）がＯＦＦ状態にあるか否かについて判定する（ステップＳ２）。

ここで、変速待機時間フラグＮは、ＯＮ（オン）とＯＦＦ（オフ）の２つの状態のうちいずれかの状態に設定される。本処理における初回目の変速待機時間フラグＮはＯＦＦ状態であり、後述するステップＳ９又はステップＳ１３を実行することによって変速待機時間フラグＮはＯＮ状態となり、また、ステップＳ９又はステップＳ１３の実行後に各ステップを経てステップＳ３に戻り、このステップＳ３での判定がＹＥＳとされることにより変速待機時間フラグＮはＯＦＦ状態となる。なお、変速待機時間フラグＮにおける待機時間の意義については後述する。

変速待機時間フラグがＯＦＦでない場合には（ステップＳ２；ＮＯ）には、ステップＳ３に移行する。ここで、本処理における初回目の変速待機時間フラグＮはＯＦＦ状態であるためステップＳ３についての説明は後述する。

一方、変速待機時間がＯＦＦである場合には（ステップＳ２；ＹＥＳ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁アクチュエータ６０のコイル６６に短絡や断線などが生じてなく電磁クラッチ８０を正常に動作させることが可能な状態にあるか否かについて判定すると共に、上記した温度検出手段９０によって検出（又は推定）された電磁クラッチ８０の検出温度（又は推定温度）が第１の閾値より小さいか否かについて判定する（ステップＳ４）。 電磁クラッチ８０を正常に動作させることが不可能な状態にある場合、及び、電磁クラッチ８０の検出温度が第１の閾値より小さくない場合（ステップＳ４；ＮＯ）には、第３ＭＧＥＣＵ３４は、無段変速モードから固定段変速モードへ移行する判定は行わない。この場合には、ステップＳ１へ戻り、第３ＭＧＥＣＵ３４は無段変速モードでの運転を継続する。

一方、電磁クラッチ８０を正常に動作させることが可能な状態にあり、しかも電磁クラッチ８０の検出温度が第１の閾値より小さい場合には（ステップＳ４；ＹＥＳ）、電磁クラッチ８０を係合させて無段変速モードから固定段変速モードへ移行しても問題はない。よって、この場合には、第３ＭＧＥＣＵ３４は、他の条件を考慮して、無段変速モードから固定段変速モードへ移行しても良いか否かの判定を行う（ステップＳ５）。固定段変速モードへの移行を不許可（又は禁止）とする場合には（ステップＳ５；ＮＯ）、ステップＳ１へ戻り、第３ＭＧＥＣＵ３４は無段変速モードでの運転を継続する。一方、固定段変速モードへの移行を許可する場合には（ステップＳ５；ＹＥＳ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電磁クラッチ８０の駆動を制御して、電磁クラッチ８０をオン状態（係合状態）とし、無段変速モードから固定段変速モードへ移行する（ステップＳ６）。固定段変速モードへ移行することにより電磁クラッチ８０の温度が上昇するので、続いて、第３ＭＧＥＣＵ３４は、温度検出手段９０を通じて電磁クラッチ８０の温度を再び検出（又は推定）する（ステップＳ７）。

即ち、固定段変速モードでの運転を行っている場合は、電磁クラッチ８０がオン状態（係合状態）となっている。この場合、電磁アクチュエータ６０のコイル６６には、一方のドグ歯７１と他方のドグ歯７２との係合を維持（言い換えれば、他方のプランジャ６４と係合状態にある一方のプランジャ６３が、復帰バネ６７の弾性力によって他方のプランジャ６４から解放されないように）するために所定の大きさの電力が供給されている。そのため、この状態においてはコイル６６からの発熱を受けて電磁クラッチ８０の温度が上昇する。このため、第３ＭＧＥＣＵ３４は、再度、電磁クラッチ８０の温度を検出（又は推定）することとしている。

次に、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ８０の検出温度が第３の閾値以上の大きさであるか否かについて判定する（ステップＳ８）。

電磁クラッチ８０の検出温度が第３の閾値以上の大きさである場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）には、第３ＭＧＥＣＵ３４は、変速待機時間フラグ２をＯＮ状態とする（ステップＳ９）。続いて、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電磁クラッチ８０の係合を直ちに解放し（ステップＳ１０）、固定段変速モードから無段変速モードへ移行する（ステップＳ１１）。

さて、ステップＳ８に戻り、電磁クラッチ８０の検出温度が第３の閾値未満である場合（ステップＳ８；ＮＯ）には、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ８０の検出温度が第２の閾値より大きいか否かについて判定する（ステップＳ１２）。

電磁クラッチ８０の検出温度が第２の閾値より大きくない場合（ステップＳ１２；ＮＯ）には、ステップＳ１４へ進み、第３ＭＧＥＣＵ３４は、固定段変速モードでの運転を続行する。一方、電磁クラッチ８０の検出温度が第２の閾値より大きい場合、即ち、第２の閾値＜電磁クラッチ８０の検出温度＜第３の閾値を満たす場合には（ステップＳ１２；ＹＥＳ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、変速待機時間フラグ１をＯＮ状態とし（ステップＳ１３）、固定段変速モードでの運転を継続する（ステップＳ１４）。その後、燃費などの観点を考慮して固定段変速モードから無段変速モードへ移行する必要などを考慮し、第３ＭＧＥＣＵ３４は、固定段変速モードから無段変速モードへ移行するための判定を実施する（ステップＳ１５）。

無段変速モードへの移行を不許可（又は禁止）とする場合には（ステップＳ１５；ＮＯ）、ステップＳ１４に戻り、第３ＭＧＥＣＵ３４は固定段変速モードでの運転を継続する。一方、無段変速モードへの移行を許可する場合には（ステップＳ１５；ＹＥＳ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、電磁クラッチ駆動回路５１を通じて電磁クラッチ８０の係合を解放し（ステップＳ１０）、さらに固定段変速モードから無段変速モードへ移行する（ステップＳ１１）。

次回の変速制御処理においては、第３ＭＧＥＣＵ３４は、無段変速モードでの運転を継続すると共に（ステップＳ１）、さらに変速待機時間フラグ２がＯＦＦ状態にあるか否かについて判定する（ステップＳ２）。いま、上記のステップＳ９の実行によって変速待機時間フラグ２がＯＮ状態にある場合（ステップＳ２；ＮＯ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、前回の変速モード（即ち、ステップＳ６における固定段変速モード）からの経過時間が待機時間（ここでは、第２の待機時間又は第２の規定時間に相当）より大きいか否かについて判定する（ステップＳ３）。

ここで、待機時間とは、電磁クラッチ８０をオフ状態（解放状態）からオン状態（係合状態）にすることを禁止し、電磁クラッチ８０を冷却させるための期間である。よって、前回の変速モードからの経過時間が第２の待機時間より大きくない場合には（ステップＳ３；ＮＯ）、電磁クラッチ８０の温度が高いので、処理はステップＳ１へ戻る。つまり、ステップＳ４の判定を経て無段変速モードから固定段変速モードへ移行するための判定（ステップＳ５）を第２の待機時間だけ実施せずに暫く待機する。これにより、電磁クラッチ８０の温度を低下させることができ、その発熱に起因した電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることを防止できる。

一方、前回の変速モードからの経過時間が第２の待機時間より大きい場合には（ステップＳ３；ＹＥＳ）、電磁クラッチ８０の温度が十分に低下しており、その発熱に起因して
電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなる虞はないので、ステップＳ４へ移行する。

また、次回の変速制御処理においては上記のステップＳ１３の実行によって変速待機時間フラグ１がＯＮ状態にある場合（ステップＳ２；ＮＯ）、第３ＭＧＥＣＵ３４は、前回の変速モード（即ち、ステップＳ６における固定段変速モード）からの経過時間が待機時間（ここでは、第１の待機時間又は第１の規定時間に相当）より大きいか否を判定する（ステップＳ３）。

ここで、電磁クラッチ８０の温度が第３の閾値を超えた場合は、第２の閾値と第３の閾値の間にある場合よりもより放熱が要求される状況となるため、第２の待機時間を第１の待機時間より大きくすることが好ましい。

前回の変速モードからの経過時間が第１の待機時間より大きくない場合には（ステップＳ３；ＮＯ）、電磁クラッチ８０の放熱は未だ十分ではないので、ステップＳ１に戻り、ステップＳ４の判定を経て無段変速モードから固定段変速モードへ移行するための判定（ステップＳ５）を第１の待機時間だけ実施せずに暫く待機する。これにより、電磁クラッチ８０の温度を低下させることができ、その発熱に起因して電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることを防止できる。

一方、前回の変速モードからの経過時間が第１の待機時間より大きい場合には（ステップＳ３；ＹＥＳ）、電磁クラッチ８０の温度が十分に低下しており、その発熱に起因して電磁クラッチ８０が正常に機能しなくなることはないので、ステップＳ４へ移行する。

本実施形態に係るハイブリッド車両の駆動機構の概略構成を示す。 モータジェネレータ及び動力分配機構の構成を示す。 電磁クラッチの構造及びハイブリッド車両の制御系の構成を示す。 本実施形態に係る電磁クラッチの温度に応じた変速制御処理に係るフローチャートを示す。

符号の説明

１ エンジン
９ ＨＶＥＣＵ
１４ 第１ＭＧＥＣＵ
１２、３２、４２ レゾルバ
２０ 動力分配機構
３４ 第３ＭＧＥＣＵ
４４ 第２ＭＧＥＣＵ
５１ 電磁クラッチ駆動回路
６０ 電磁アクチュエータ
６３、６４ プランジャ
６６ コイル
６７ 復帰バネ
７０ クラッチ
７１、７２ ドグ歯
８０ 電磁クラッチ
９０ 温度検出手段

Claims (3)

1. 電磁アクチュエータにより係合動作が行われる係合機構を有し、前記係合機構の係合の有無により変速モードが変更される駆動機構を備える車両の制御装置であって、
   前記係合機構の温度を検出する温度検出手段と、
   前記検出温度に応じて前記変速モードを制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記係合機構が解放状態にある場合において前記検出温度が第１の温度より高い場合には前記変速モードの変更を禁止し、前記係合機構が係合状態にある場合において前記検出温度が第２の温度から第３の温度の範囲にある場合には、前記係合機構を係合状態から解放状態へ変更する変速モードの変更を許可すると共に当該変速モードの変更後規定時間が経過するまでは前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更を禁止し、前記係合機構が係合状態にある場合において前記検出温度が第３の温度より高い場合には、前記係合機構を前記係合状態から前記解放状態へ変更する変速モードの変更を許可することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記制御手段は、前記検出温度が前記第１の温度より高い場合には、前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更を禁止する請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記制御手段は、前記係合機構が係合状態にあり、かつ、前記検出温度が前記第３の温度より高い場合において、前記係合機構を前記係合状態から前記解放状態へ変更する変速モードの変更を許可する場合には、当該変速モードの変更後他の規定時間が経過するまでは前記係合機構を前記解放状態から前記係合状態へ変更する変速モードの変更を禁止する請求項１に記載の車両の制御装置。

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