JP5035034B2 - クラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁アクチュエータを駆動させることにより電磁クラッチの係合制御を行うクラッチ制御装置に関する。

電磁アクチュエータを駆動することによりクラッチの係合及び解放を制御する電磁クラッチが知られている。電磁クラッチにおいては、一定以上のトルクが継続的に作用すると、電磁クラッチが加熱状態となるという問題がある。このため、電磁クラッチの温度を検出又は推定することが要求される。

クラッチの温度推定に関し、特許文献１には、クラッチの回転数速度差とクラッチ伝達トルクにより電子制御クラッチに加わる入力エネルギーを算出し、入力エネルギーの大きさに応じてクラッチ温度の変動を予測し、クラッチ推定温度を算出する手法が記載されている。

なお、特許文献２には、クラッチの係合時に大電流を印加し、クラッチの保持時には小電流に切り換えるクラッチの制御方法が記載されている。

特開２００２−１６８２７０号公報 特開平５−１５７１２９号公報

特許文献１に記載のクラッチ温度推定装置では、クラッチ部の温度を推定することはできるが、電磁アクチュエータ内部の電磁コイル部の温度を検出、推定することはできない。一方、電磁コイル部の温度検出のために専用の温度センサを設けることは、コストの上昇を招く。なお、特許文献２のクラッチ制御装置では、特に温度上昇に関する考慮は見られない。

本発明は、温度センサを設けることなく、かつ、クラッチの係合・解放動作に支障を与えることなく、電磁アクチュエータ内の電磁コイルの温度を推定することを目的とする。

本発明の１つの観点では、コイルを有する電磁アクチュエータを制御することにより電磁クラッチの係合を制御するクラッチ制御装置は、前記電磁アクチュエータをフィードバック制御することにより前記電磁クラッチの係合制御を行う係合制御手段と、コイルの温度を推定する場合は、フィードバック制御をフィードフォワード制御に切り換えて前記コイルの温度を推定するコイル温度推定手段と、を備える。

上記のクラッチ制御装置は、コイルを有する電磁アクチュエータにより、相互に係合する係合部を備える電磁クラッチの係合及び解放を制御する。電磁アクチュエータは、コイルに通電することにより駆動され、電磁クラッチの係合部を移動させて係合及び解放を行う。係合制御手段は、電磁アクチュエータをフィードバック制御することにより、電磁クラッチの係合及び解放の制御を行う。また、コイル温度推定手段は、電磁アクチュエータをフィードフォワード制御する間に、コイルの温度を推定する。

上記のクラッチ制御装置の一態様では、前記コイル温度推定手段は、前記コイルへの通電電流値を計測する電流値計測手段と、フィードフォワード制御中に前記コイルに印加する印加電圧値を算出する電圧値算出手段と、前記通電電流値及び前記印加電圧値に基づいて前記コイルの抵抗値を算出し、当該抵抗値に基づいて前記コイルの温度を推定する推定手段と、を備える。

この態様では、例えば電流センサなどにより構成される電流値計測手段によりコイルへの通電電流値が計測される。また、フィードフォワード制御中のコイルへの印加電圧値が算出される。コイルの通電電流値と、印加電圧値とに基づいて当該コイルの抵抗値が算出される。コイルの抵抗値は、コイルの温度の関数となるので、算出された抵抗値に基づいて、コイルの温度が推定される。

上記のクラッチ制御装置の他の一態様では、前記コイル温度推定手段が前記電磁アクチュエータをフィードフォワード制御している間に、前記電磁クラッチを回転させて当該電磁クラッチの係合状態を確認する係合確認手段を備える。これにより、コイルの温度を推定するのと並行して、電磁クラッチの係合を確認することができる。

上記のクラッチ制御装置の他の一態様では、前記係合制御手段は、前記コイル温度推定手段による温度推定後は、前記電磁クラッチの係合状態を維持するのに必要な保持電流値を目標電流値として前記フィードバック制御を実行する。これにより、クラッチの係合が完了した後は、係合状態を維持するのに必要な保持電流値により係合が維持されるので、クラッチの係合を維持するための消費エネルギーを節約することができる。

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動力伝達機構の構成]
図１に本発明のクラッチ制御装置を適用したハイブリッド車両の動力伝達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、動力源及び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、ＭＧ２変速部６を介して、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。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、噛合い式の電磁クラッチ７０、並びに動力分配機構２０の構成例を示す。

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７０が接続される。電磁クラッチ７０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７０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。本発明の電磁クラッチ制御装置は、この電磁クラッチ７０の制御を行う。

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７０の一対のドグ歯７１及び７２のうち、ドグ歯７２に連結している。

図３は電磁クラッチ７０の構成を模式的に示す。この例では、電磁クラッチ７０は、電磁アクチュエータ６０と、互いに噛合わされる一対のドグ歯７１及び７２とを備える。ドグ歯７１は固定部を構成し、ドグ歯７２は回転部を構成する。各ドグ歯７１及び７２はそれぞれ複数の歯７５を備える。

電磁アクチュエータ６０は、後述する電磁アクチュエータ駆動回路から出力される信号に基づいて駆動制御され、回転部側のドグ歯７１を矢印１２２方向に移動させて、固定部側のドグ歯７２と噛合わせて係合させると共に、回転部側のドグ歯７１を矢印１２２と逆方向に移動させて固定部側のドグ歯７２との係合を解放する。

図４に電磁クラッチ７０の構成例を示す。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には電磁アクチュエータ駆動回路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。

上述のように、電磁クラッチ７０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７０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７０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。

［電磁アクチュエータ駆動回路］
図５に、電磁アクチュエータ６０を駆動する駆動回路１００の構成例を示す。本例の駆動回路１００は、ＰＷＭ（パルス幅変調）により電磁アクチュエータ６０を駆動する。駆動回路１００は、電磁クラッチ７０の係合及び解放の制御の際（以下、まとめて「係合制御時」とも呼ぶ。）には電流フィードバック制御（以下、「ＦＢ制御」と呼ぶ。）により電磁アクチュエータ６０を制御する。また駆動回路１００は、電磁アクチュエータ６０内部のコイル６６の温度推定の際（以下、「温度推定時」とも呼ぶ。）には電流フィードフォワード制御（以下、「ＦＦ制御」と呼ぶ。）により電磁アクチュエータ６０を制御する。

具体的に、電磁アクチュエータ６０の係合制御時には、ＥＣＵ３０はＦＢ制御用ＰＷＭ信号を出力する。このＦＢ制御用ＰＷＭ信号は、ＦＢ制御の目標電流値に相当する。平均化回路３１はＦＢ制御用ＰＷＭ信号を平均化し、目標電流値に対応する電圧を差動増幅器３３へ出力する。差動増幅器３３には、後述する差動増幅器４１から、コイル６６に対する現在の通電電流値に相当する電圧が入力される。差動増幅器３３は、ＥＣＵ３０から与えられたＦＢ制御用ＰＷＭ信号（即ち、目標電流値）に対応する電圧と、現在の通電電流値に対応する電圧との差分を比較器３４へ供給する。比較器３４は、差動増幅器３３の出力と、三角波発生回路３２が生成した三角波とに基づいてコイル６６への通電電流値を示すＰＷＭ信号を生成し、切換スイッチ３５へ供給する。

図示のように、電源（Ｖｃｃ）とグランド（ＧＮＤ）との間には、スイッチング素子（トランジスタ素子）３６、コイル（電磁コイル）６６、抵抗４０が直列接続されている。また、切換スイッチ３５の出力は、スイッチング素子３６のベースに入力されている。

電磁アクチュエータ６０の係合制御中は、切換スイッチ３５は、ＥＣＵ３０から供給される切換指令に基づいて比較器３４の出力をスイッチング素子３６へ供給する。これにより、スイッチング素子３６は、比較器３４が出力するＰＷＭ信号がハイレベルの期間だけオンとなり、電磁アクチュエータ６０のコイル６６に通電する。

コイル６６の一端には電流センサ３８が設けられている。電流センサ３８は、コイル６６に対する通電電流値を検出し、増幅器３９を介してＥＣＵ３０へ供給する。こうして、ＥＣＵ３０はコイル６６の通電電流値を取得する。また、コイル６６は抵抗４０を介して接地されており、抵抗４０と並列に差動増幅器４１が設けられている。差動増幅器４１は、抵抗４０の両端の電位差をＥＣＵ３０へ供給するとともに、差動増幅器３３へ供給する。

一方、電磁アクチュエータ６０内のコイル６６の温度推定時には、ＥＣＵ３０は、ＦＦ制御中の目標電流値としてＦＦ制御用ＰＷＭ信号を切換スイッチ３５へ供給する。ＦＦ制御中の目標電流値は一定量に設定される。切換スイッチ３５は、ＥＣＵ３０からの切換指令により、ＦＦ制御用ＰＷＭ信号をスイッチング素子３６に供給し、スイッチング素子３６をオン／オフする。ＦＦ制御中も、ＥＣＵ３０は電流センサ３８の出力をコイル６６への通電電流値として取得する。

また、ＦＦ制御中にコイルの温度を推定するために、ＥＣＵ３０はＦＦ制御用ＰＷＮ信号のデューティ比に基づいて、コイル６６に印加される印加電圧値を算出する。そして、ＥＣＵ３０は、その印加電圧値と、電流センサ３８から得られるコイル６６の通電電流値とに基づいて、コイル６６の抵抗値を算出する。こうして得られるコイル６６の抵抗値はコイル６６の温度の関数となるので、ＥＣＵ３０は、算出されたコイル６６の抵抗値に基づいてコイル６６の温度を推定する。具体的には、コイル６６の抵抗値と温度との関係を示すマップを予め用意しておき、ＥＣＵ３０は、そのマップを参照して、コイル６６の抵抗値からコイル６６の温度を推定する。

このように、電磁アクチュエータ６０をＦＦ制御している間にコイル６６の温度推定を行う理由は以下の通りである。上述のように、コイル６６の温度は、コイル６６の抵抗値の関数と考えることができ、コイル６６の抵抗値を求めることができれば、コイル６６の温度を推定することができる。コイル６６の抵抗値を求めるためには、コイル６６の印加電圧値と通電電流値とが必要となる。ここで、電磁アクチュエータ６０をＦＢ制御しているときでもＦＦ制御しているときでも、ＥＣＵ３０は電流センサ３８によりコイル６６の通電電流値を得ることができる。しかし、電磁アクチュエータ６０をＦＢ制御しているときには、コイル６６の印加電圧値はＦＢ制御により変動するので、印加電圧を検出するためのセンサなどが必要となる。これに対し、電磁アクチュエータ６０をＦＦ制御しているときには、ＥＣＵ３０は制御の目標電流値に相当するＦＦ制御用ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいてコイル６６の印加電圧値を算出することができるので、印加電圧値の測定のためにセンサなどを設ける必要がない。そこで、本実施形態では、電磁アクチュエータ６０をＦＦ制御している間にコイル６６の温度を推定することとしている。

次に、電磁アクチュエータ６０の制御例を説明する。図６は、駆動回路１００による電磁アクチュエータ６０の制御例を示すタイミングチャートである。図６において、横軸は時間であり、縦軸には電磁アクチュエータ６０の出力状態、スイッチング素子３６の出力波形、電磁アクチュエータ６０の制御モード、及び、コイル６６の通電電流波形を示す。

図６において、時刻ｔ０〜ｔ７の期間に渡り電磁アクチュエータ６０の出力状態はオン状態であり、電磁アクチュエータ６０が動作して電磁クラッチ７０は係合状態にある。一方、時刻ｔ７以降、電磁アクチュエータ出力状態はオフ状態であり、電磁クラッチ７０は解放状態にある。

スイッチング素子出力波形は、スイッチング素子３６をオン／オフするＰＷＭ信号波形を示しており、このＰＷＭ信号波形のデューティ比によりコイル６６への印加電圧値が規定される。本例では、電磁クラッチ７０を係合させるために電磁アクチュエータ６０を駆動する状態（以下、「作動状態」と呼ぶ。）では、デューティ比は８０％に設定されている。よって、作動状態では、所定の電源電圧Ｖｃｃの８０％の電圧がコイル６６に印加される。一方、一旦係合した電磁クラッチ７０を係合したまま維持する状態（以下、「保持状態」と呼ぶ。）では、デューティ比は２０％に設定されている。よって、作動状態では、電源電圧Ｖｃｃの２０％の電圧がコイル６６に印加される。

電磁アクチュエータ制御モードは、駆動回路１００により電磁アクチュエータ６０がＦＢ制御されているか、ＦＦ制御されているかを示している。通常は、電流の追従性を重視し、電磁アクチュエータ６０はＦＢ制御される。図６の例では、時刻ｔ０から電磁アクチュエータ６０は、作動状態の目標電流値Ｉ１（以下、「作動電流値」と呼ぶ。）を目標としてＦＢ制御される。これにより、コイル６６の通電電流値は作動電流値Ｉ１に向かって増加する。そして、コイル６６の通電電流値が所定電流値範囲内に安定した状態が規定時間ＴＰ１以上継続したときに（時刻ｔ１）、ＥＣＵ３０はＦＢ制御をＦＦ制御に切り換え、コイル６６の温度推定を行う。なお、「所定電流値範囲」とは、保持状態の電流値Ｉ２（以下、「保持電流値」と呼ぶ。）よりも所定量以上大きい電流値の範囲を言う。

前述のように、ＦＦ制御中は、ＥＣＵ３０は、目標電流値に相当するＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて、コイル６６への印加電圧値を算出する。また、ＥＣＵ３０は、電流センサ３８によりコイル６６の通電電流値を検出する。具体的には、ＥＣＵ３０は、図６のコイル通電電流波形中の破線Ｐで示す安定期間ＳＰの電流値を通電電流値として検出する。そして、ＥＣＵ３０は、コイル６６の印加電圧値と通電電流値とに基づいてコイル６６の抵抗値を算出し、算出した抵抗値に基づいて、マップなどを参照してコイル６６の温度を推定する。

なお、図６において、時刻ｔ１〜ｔ２の間のコイル通電電流波形の変化（低下）分ΔＸは、コイル６６の温度上昇によるものである。即ち、ＦＦ制御中にコイルの印加電圧が所定の電圧値に維持された状態でコイル６６の温度が上昇すると、コイル６６の抵抗値が増加し、コイル６６の通電電流は低下する。

こうして、コイル６６の温度推定処理が終了すると、ＥＣＵ３０は電磁アクチュエータ６０の制御モードをＦＢ制御に戻し、かつ、目標電流値を保持電流値Ｉ２に設定する（時刻ｔ２〜ｔ４）。これにより、コイル通電電流波形は、保持電流値Ｉ２まで徐々に低下し（時刻ｔ３）、その後は保持電流値Ｉ２を維持する。これにより、電磁クラッチ７０の係合状態が維持される。

こうして、電磁クラッチ７０が保持状態に維持された後、規定時間ＴＰ２が経過すると、ＥＣＵ３０は再度コイル６６の温度推定を行う。具体的には、規定時間ＴＰ２が経過した時刻ｔ４において、ＥＣＵ３０はＦＢ制御の目標電流値を保持電流値Ｉ２から作動電流値Ｉ１へと変更する。これにより、コイル６６の通電電流値は増加する。そして、コイル６６の通電電流値が作動電流値近傍になると（時刻ｔ５）、ＥＣＵ３０は電磁アクチュエータ制御モードをＦＢ制御からＦＦ制御に切り換え（時刻ｔ５）、時刻ｔ１〜ｔ２の期間と同様にコイル６６の温度推定を行う。そして、コイル６６の温度推定が終了すると、ＥＣＵ３０は再び電磁アクチュエータ制御モードをＦＢ制御に変更し、かつ、その目標電流値を保持電流値Ｉ２に設定する（時刻ｔ６）。

以上のように、本実施形態では、ＥＣＵ３０は目標電流値を作動電流値とする電流ＦＢ制御により電磁クラッチ７０を係合させた後、コイル６６の通電電流値が所定電流値範囲内で安定したときに（時刻ｔ１）、電磁アクチュエータ制御モードをＦＦ制御に切り換え、コイル６６の温度推定を行う。この際、ＦＦ制御に切り換えることにより、その時のコイル６６の印加電圧値を、目標電流値に対応するＦＦ制御用ＰＷＭ信号のデューティ比に基づいて算出することができ、印加電圧値を検出するセンサなどを設けることなくコイル６６の温度推定を行うことができる。また、温度推定の終了後は、ＦＢ制御の目標電流値を保持電流値まで下げることにより、消費エネルギーを節約することができる。

また、コイル６６の温度推定は、図６の時刻ｔ１〜ｔ２のように電磁クラッチ７０の係合直後に実行することに加えて、時刻ｔ５〜ｔ６のように電磁クラッチ７０の係合状態が一定時間以上続く場合にも定期的に実行される。この場合には、電磁クラッチ７０が係合した状態のまま、目標電流値を保持電流値から上昇させ（例えば作動電流値まで）、その後、電磁アクチュエータ制御モードをＦＦ制御に切り換えて同様の温度推定処理を実行する。これにより、電磁クラッチ７０の係合状態が長く続く場合には、定期的にコイル６６の温度をチェックすることができる。

また、上記の温度推定制御期間において、さらに電磁クラッチ７０の係合確認制御を実行してもよい。具体的には、ＥＣＵ３０は、温度推定制御期間において、コイル６６の温度推定を行うのと並行して、電磁クラッチ７０を構成するドグ歯７２を回転させる方向にトルクを与え（回転の正方向及び逆方向へトルクを交互に与える）、電磁クラッチ７０の係合状態を確認する。電磁クラッチ７０が正しく係合していれば回転方向にトルクを変化させたときのドグ歯７２の回転角は所定値以下となるが、電磁クラッチ７０が外れている場合はドグ歯７２の回転角は所定値より大きくなる。これにより電磁クラッチ７０の係合確認が可能となる。

このような電磁クラッチ７０の係合確認は、電磁クラッチ７０の回転方向にトルクを付与するものであり、電磁クラッチ７０の軸方向（図３の矢印１２２の方向）にトルクを付与するものではないので、コイル６６の温度推定処理に影響を与えることはなく、温度推定と同時に実行することができる。また、この係合確認処理を電磁クラッチ７０の保持状態で実行すると、回転方向にトルクを付与した際に電磁クラッチ７０が外れる恐れがある。これに対し、温度推定制御期間に実行することとすれば、電磁クラッチ７０は作動状態にあるので、係合確認のためのトルク付与により電磁クラッチ７０の係合が外れる恐れはない。

図７は、電磁クラッチ係合制御のフローチャートである。この制御は、主としてＥＣＵ３０により実行される。

まず、ＥＣＵ３０は、電磁クラッチ７０が解放状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０１）。解放状態でない場合、即ち、電磁クラッチ７０が係合状態である場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、ステップＳ１０１が繰り返される。一方、電磁クラッチ７０が解放状態である場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は電磁アクチュエータ６０が正常であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。電磁アクチュエータ６０が正常でない場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、電磁クラッチ７０を係合させることはできないので、処理はステップＳ１０１へ戻る。一方、電磁アクチュエータ６０が正常である場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は、電磁クラッチ７０の係合指示フラグがオンであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで、電磁クラッチ７０の係合指示フラグがオンである場合とは、電磁クラッチ７０を係合することにより、固定段モードでの走行が要求されている場合である。

電磁クラッチ７０の係合指示フラグがオンでない場合（ステップＳ１０３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０１へ戻る。一方、電磁クラッチ７０の係合指示フラグがオンである場合（ステップＳ１０３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は電磁アクチュエータ制御モードをＦＢ制御に設定し、電磁クラッチ７０を作動状態とするために目標電流値を作動電流値とする（ステップＳ１０４）。

次に、ＥＣＵ３０は、コイル６６の通電電流値が所定電流値範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。前述のように、「所定電流値範囲」とは、電磁クラッチ７０の保持電流より規定電流以上の余裕がある電流値の範囲を言う。これは、保持電流より規定電流以上の余裕がある場合のみ、コイル６６の温度推定を行うためである。

コイル６６の通電電流値が所定電流値範囲外である場合（ステップＳ１０５；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４へ戻る。一方、コイル６６の通電電流値が所定電流値範囲内である場合（ステップＳ１０５；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０はその状態が規定時間ＴＰ１以上経過したか否かを判定する（ステップＳ１０６）。規定時間ＴＰ１未満である場合、処理はステップＳ１０４へ戻る。一方、規定時間ＴＰ１以上経過した場合（ステップＳ１０６；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は電磁アクチュエータ制御モードをＦＦ制御に切り換え、前述の方法でコイル６６の温度推定を行う（ステップＳ１０７）。即ち、コイルの温度を推定する場合は、ＦＢ制御をＦＦ制御に切り換えてコイルの温度を推定する。さらに、ＥＣＵ３０は、電磁クラッチ７０の係合確認を行う（ステップＳ１０８）。係合確認結果が正常でない場合（ステップＳ１０８；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０４へ戻る。

一方、係合確認結果がＯＫである場合（ステップＳ１０８；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は電磁アクチュエータが正常であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。具体的には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１０７で行われた温度推定により得られたコイル６６の温度が正常な温度範囲にあるか否かを判定する。電磁アクチュエータ６０が正常でない場合（ステップＳ１０９；Ｎｏ）、電磁クラッチ７０の係合を維持させることはできないので、ＥＣＵ３０は電磁クラッチ７０を解放し（ステップＳ１１０）、処理はステップＳ１０１へ戻る。

一方、電磁アクチュエータ６０が正常である場合（ステップＳ１０９；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は電磁アクチュエータ制御モードをＦＢ制御に変更し（ステップＳ１１１）、目標電流値として保持電流値を設定する（ステップＳ１１２）。

次に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１１１で電磁アクチュエータ制御モードをＦＢ制御に変更してから規定時間ＴＰ２が経過したか否かを判定する（ステップＳ１１３）。規定時間ＴＰ２が経過していない場合（ステップＳ１１３；Ｎｏ）、処理はステップＳ１１２へ戻り、電磁クラッチ７０の保持状態を継続する。一方、規定時間ＴＰ２が経過している場合（ステップＳ１１３；Ｙｅｓ）、ＥＣＵ３０は目標電流値を作動電流値に変更し（ステップＳ１１４）、電磁アクチュエータ制御モードをＦＦ制御に切り換えるとともに、コイル６６の温度推定を行う（ステップＳ１１５）。なお、規定時間ＴＰ２が経過している場合とは、電磁クラッチ７０の係合状態が一定時間以上継続している場合に相当する。温度推定が終了すると、ＥＣＵ３０は、電磁アクチュエータ制御モードをＦＢ制御に変更し、目標電流値を保持電流値とする指示を行う（ステップＳ１１６）。これにより、電磁アクチュエータ６０は保持状態が維持される。

以上のように、本発明では、電磁クラッチの係合制御中にコイルの抵抗値に基づいてコイルの温度推定を行うので、コイルの温度を検出するための温度センサを設ける必要がない。また、コイルの抵抗値を算出するためにコイルの印加電圧値を取得する必要があるが、ＦＦ制御の目標値に基づいて印加電圧値を算出するので、コイルの印加電圧値を検出するセンサなどを設ける必要がない。また、電磁クラッチが係合した後の作動状態において一時的にＦＦ制御を行ってコイルの温度推定を行うので、電磁クラッチの係合状態に影響を与えることなくコイルの温度推定を実行することができる。また、電磁クラッチの係合確認制御を行う場合には、コイルの温度測定と同時に行うことができる。

本実施形態に係るハイブリッド車両の動力伝達機構の概略構成を示す。 モータジェネレータ、クラッチ機構及び動力分配機構の構成を示す。 電磁クラッチの概略構成を示す。 電磁クラッチの構成例の断面図である。 電磁アクチュエータ駆動回路の構成を示すブロック図である。 電磁クラッチの係合制御例を示すタイミングチャートである。 電磁クラッチ係合制御のフローチャートである。

符号の説明

１ エンジン
２０ 動力分配機構
３０ ＥＣＵ
３６ スイッチング素子
３８ 電流センサ
６０ 電磁アクチュエータ
６６ コイル
７０ 電磁クラッチ
７１、７２ ドグ歯
１００ 電磁アクチュエータ駆動回路

Claims (4)

1. コイルを有する電磁アクチュエータを制御することにより電磁クラッチの係合を制御するクラッチ制御装置であって、
   前記電磁アクチュエータをフィードバック制御することにより前記電磁クラッチの係合制御を行う係合制御手段と、
   コイルの温度を推定する場合は、フィードバック制御をフィードフォワード制御に切り換えて前記コイルの温度を推定するコイル温度推定手段と、を備えることを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 前記コイル温度推定手段は、
   前記コイルへの通電電流値を計測する電流値計測手段と、
   フィードフォワード制御中に前記コイルに印加する印加電圧値を算出する電圧値算出手段と、
   前記通電電流値及び前記印加電圧値に基づいて前記コイルの抵抗値を算出し、当該抵抗値に基づいて前記コイルの温度を推定する推定手段と、を備える請求項１に記載のクラッチ制御装置。
3. 前記コイル温度推定手段が前記電磁アクチュエータをフィードフォワード制御している間に、前記電磁クラッチを回転させて当該電磁クラッチの係合状態を確認する係合確認手段を備える請求項１又は２に記載のクラッチ制御装置。
4. 前記係合制御手段は、前記コイル温度推定手段による温度推定後は、前記電磁クラッチの係合状態を維持するのに必要な保持電流値を目標電流値として前記フィードバック制御を実行する請求項１乃至３のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。

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