JP3513072B2 - 電磁クラッチの締結制御装置 - Google Patents

電磁クラッチの締結制御装置

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JP3513072B2
JP3513072B2 JP2000079934A JP2000079934A JP3513072B2 JP 3513072 B2 JP3513072 B2 JP 3513072B2 JP 2000079934 A JP2000079934 A JP 2000079934A JP 2000079934 A JP2000079934 A JP 2000079934A JP 3513072 B2 JP3513072 B2 JP 3513072B2
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JATCO Ltd
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    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/50Architecture of the driveline characterised by arrangement or kind of transmission units
    • B60K6/54Transmission for changing ratio
    • B60K6/543Transmission for changing ratio the transmission being a continuously variable transmission

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁力により締結
容量を制御可能な電磁クラッチを締結制御する装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】動力伝達系に電磁クラッチを用いること
は既知である。電磁クラッチは、クラッチコイルに電圧
を印加することによって、電磁粉を鎖状に結合して結合
力を発生させるものである。このため、クラッチの入出
力要素が相対回転したスリップ状態で締結が実行される
走行状態(例えば、車両発進時)などでは、電磁クラッ
チの発熱が問題となる。
【0003】この問題解決のため従来、例えば、特開平
1−277844号公報には、クラッチ温度の上昇を検
知して締結時のスリップ量を軽減する装置が提案され、
また、特開昭61−147836号公報には、クラッチ
の入出力要素がスリップ回転した状態で締結されるスリ
ップ締結制御の使用範囲を制限する装置が提案されてい
る。
【0004】こうした締結制御装置は、例えば、図7に
示す如くのマップを具え、クラッチ温度Tの上昇に応じ
てクラッチ締結制御を適宜切り換えるものである。具体
的には、図7のマップは、クラッチ温度Tの上昇に応じ
て切り換わり、クラッチ温度Tが所定温度T3を下回る
際に選択される通常締結制御モードと、クラッチ温度T
が所定温度T3を上回る際に選択される直結車速低下制
御モードと、クラッチ温度Tが所定温度T3よりも高い
所定温度T4を上回る際に選択されるストールダウン制
御モードとを有する。
【0005】通常締結制御モードは、クラッチ入出力要
素のスリップ回転に関係無く締結を行う通常の締結制御
や、クラッチ入出力要素をスリップ回転させたまま締結
を行うスリップ回転締結制御などを選択実行する。直結
車速低下制御モードは、前記スリップ回転締結制御の使
用領域を制限し、ストールダウン制御モードは、クラッ
チ入出力要素のスリップ回転を軽減しつつ締結を実行す
る。
【0006】つまり、上記締結制御装置は、電磁クラッ
チが所定の温度状態までは、通常の締結制御やスリップ
締結制御などを選択実行するが、ある温度以上からは、
前記スリップ締結制御の使用領域を制限し、さらに高い
温度状態では、クラッチ入出力要素のスリップ回転を軽
減しつつ締結制御を実行することにより、電磁クラッチ
の発熱を抑制するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記締
結制御装置にあっては、どのようなクラッチ温度でも確
実にスリップ回転を伴う締結が行われるため、電磁クラ
ッチの発熱という問題を十分に解消するものではなく、
電磁クラッチの温度上昇に関する問題解決を実現する電
磁クラッチの締結制御装置の出現が望まれていた。
【0008】請求項1に記載の第1発明は、上述した事
実に鑑みてなされたものであって、電磁クラッチから検
出した温度が所定値を上回る際にはクラッチが発熱しや
すいスリップ回転を伴う締結を禁止することができる電
磁クラッチの締結制御装置を提供することを目的とす
る。
【0009】請求項2に記載の第2発明は、上記課題を
解決することに加えて、電磁クラッチを締結する際に生
じるショックを軽減させることを目的とする。
【0010】請求項3に記載の第3発明は、上述した課
題それぞれを解決する際に生じるエネルギ損失を軽減す
ることを目的とする。
【0011】請求項4に記載の第4発明は、締結時のス
リップ回転を効率良くなくすように制御することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、先ず第1発明による電磁クラッチの締結制御装置
は、電磁力により締結容量を制御可能な電磁クラッチを
締結制御する装置において、クラッチ温度を検出するク
ラッチ温度検出手段と、この検出温度Tに応じた締結容
量を前記電磁クラッチに指令するクラッチ制御ユニット
とを具え、前記クラッチ制御ユニットは、前記検出温度
Tが所定温度T1を上回る際には電磁クラッチの入力回
転および出力回転の少なくとも一方の回転状態の制御に
より、該入出力回転がほぼ同期してから前記電磁クラッ
チに締結を指令する一方、該検出温度Tが所定温度T1
よりも高い所定温度T2を上回る際には前記電磁クラッ
チに締結禁止を指令するようにしたことを特徴とするも
のである。
【0013】第2発明による電磁クラッチの締結制御装
置は、第1発明において、前記クラッチ制御ユニット
は、検出温度Tが所定温度T1から所定温度T2までの値
である場合には、締結容量を一定の時間割合で徐々に増
加させるように指令することを特徴とするものである。
【0014】第3発明による電磁クラッチの締結制御装
置は、第1発明または第2発明において、前記電磁クラ
ッチは、入力側にエンジン、出力側にモータが接続され
て車両の駆動系を構成し、前記クラッチ制御ユニットか
らの前記同期締結指令または前記締結禁止指令がエンジ
ンを制御するエンジン制御ユニットおよびモータを制御
するモータ制御ユニットを統合制御する統合制御ユニッ
トにフィードバックされ、このフィードバックされた信
号に基づいてエンジンおよびモータの少なくとも一方が
制御されるようにしたことを特徴とするものである。
【0015】第4発明による電磁クラッチの締結制御装
置は、第3発明において、前記エンジンの回転数を制御
可能であり、前記モータ制御ユニットにより制御される
エンジン用モータを有し、前記統合制御ユニットは、前
記フィードバックされた信号に基づいてエンジン用モー
タの回転数を制御する指令をモータ制御ユニットに出力
するようにしたことを特徴とするものである。
【0016】
【発明の効果】第1発明による電磁クラッチの締結制御
装置は、電磁クラッチの検出温度Tが所定温度T1から所
定温度T2までの値である場合には電磁クラッチの入力回
転および出力回転の少なくとも一方の回転状態の制御に
より、該入出力回転がほぼ同期してからこの電磁クラッ
チに締結を指令して、クラッチ入出力要素のスリップ回
転を伴う締結時に生じる発熱を抑制するようにしたか
ら、電磁クラッチを締結する際に生じる温度上昇を軽減
することができる。さらに、第1発明は、電磁クラッチ
の検出温度Tが所定温度T1よりも高い所定温度T2を上回
る際には電磁クラッチに締結禁止を指令して、電磁クラ
ッチの締結を回避するようにしたから、電磁クラッチの
温度上昇を未然に防止することができる。
【0017】従って、第1発明によれば、高温状態の電
磁クラッチを検知して締結時に発熱しやすいスリップ回
転を伴う締結を禁止することができるため、電磁クラッ
チの耐久性を向上させることができる。
【0018】第2発明においては、第1発明において、
前記クラッチ制御ユニットが、検出温度Tが所定温度T
1から所定温度T2までの値である場合には締結容量を一
定の割合で徐々に増加させるように指令するため、急激
な締結に伴うショックを防止することができる。
【0019】第3発明においては、第1発明または第2
発明において、前記電磁クラッチが、入力側にエンジ
ン、出力側にモータが接続されて車両の駆動系を構成
し、前記クラッチ制御ユニットからの前記同期締結指令
または前記締結禁止指令がエンジン制御ユニットおよび
モータ制御ユニットを統合制御する統合制御ユニットに
フィードバックされ、このフィードバックされた信号に
基づいてエンジンまたはモータの少なくとも一方が制御
されるから、検出温度Tが所定温度T1から所定温度T2
までの値である場合に実行される同期締結制御または検
出温度Tが所定温度T2を上回る場合に実行される締結
禁止制御に応じて、適正なエネルギがエンジンおよびモ
ータに供給されるため、エネルギ損失を最小限に抑える
ことができる。
【0020】第4発明においては、第3発明において、
前記エンジンの回転数を制御可能であり、前記モータ制
御ユニットにより制御されるエンジン用モータを有し、
前記統合制御ユニットは、前記フィードバックされた信
号に基づいてエンジン用モータの回転数を制御する指令
をモータ制御ユニットに出力するようにしたから、電磁
クラッチ締結時のエンジン回転数を上昇させて入出力回
転を同期させるに当り、エンジンは基本的に無負荷状態
であるため、エンジン用モータの小さな駆動トルクにて
回転数を上昇させることができ、エネルギ損失を最小限
に抑えることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施の形
態になる電磁クラッチの締結制御装置を具えたハイブリ
ッド車の駆動系およびその制御システムを示し、1はエ
ンジン、2は無段変速機、3は左右駆動輪である。エン
ジン1は通常の内燃機関とし、無段変速機2はプライマ
リプーリ4、セカンダリプーリ5およびこれらプーリ間
に掛け渡したVベルト6を主たる構成要素とする通常の
Vベルト式無段変速機とする。
【0022】プライマリプーリ4およびセカンダリプー
リ5はそれぞれ、一方のプーリ溝幅を増減制御するとき
他方のプーリ溝幅を逆に減増制御し得るようにし、これ
によりプライマリプーリ4およびセカンダリプーリ5に
対するVベルト6の巻き掛け円弧径が連続的に変化され
て変速機2を無段変速可能とする。無段変速機2のセカ
ンダリプーリ5は、図示せざるディファレンシャルギヤ
装置などを介して左右駆動輪3に駆動結合し、プライマ
リプーリ4はトルクコンバータに代わる電磁クラッチ7
を介してエンジン1のクランクシャフト1aに駆動結合
可能にすると共に、エンジン1に対して並列的な関係に
ある車両駆動用兼回生ブレーキ用モータ8にメインシャ
フト1bを介して駆動結合する。なお当該車両駆動用兼
回生ブレーキ用モータ8は、一般的な無段変速機2にお
いて前後進切り換え機構が設置されていたスペース内に
前後進切り換え機構に代えて配置することで一般的な無
段変速機2をそのまま流用可能とする。
【0023】エンジン1は点火時期や燃料供給量などを
エンジン制御ユニット11により総合的に制御され、無
段変速機2は変速比やライン圧を変速機制御ユニット1
2により総合的に制御され、電磁クラッチ7は供給電流
i(締結、解放、締結容量)をクラッチ制御ユニット1
3により総合的に制御される。エンジン1は更に、エン
ジン始動用兼発電用モータ9を具え、このモータ9によ
り始動されると共に、エンジン運転中はこれからの動力
によりモータ9が駆動されて発電を行い、バッテリ14
への充電を行うものとする。なおバッテリ14への充電
は、モータ8が回生ブレーキとして作用する間におい
て、これからのエネルギー分をも充電されるものとす
る。
【0024】ここで車両駆動用兼回生ブレーキ用モータ
8およびエンジン始動用兼発電用モータ9は、モータ制
御ユニット15によりインバータ16を介して駆動制御
し、これからの制御指令に応じバッテリ14からの電力
で駆動されるものとする。なおバッテリ14はバッテリ
制御ユニット17により制御するものとする。
【0025】エンジン制御ユニット11、変速機制御ユ
ニット12、クラッチ制御ユニット13、モータ制御ユ
ニット15、およびバッテリ制御ユニット17は、ハイ
ブリッド制御ユニット18により統合制御する。例えば
ハイブリッド制御ユニット18はエンジン制御ユニット
11に、エンジン1から出力させるべきトルクを指令
し、これに呼応してエンジン制御ユニット11は指令を
達成すべくエンジン1を制御し、ハイブリッド制御ユニ
ット18は変速機制御ユニット12に目標変速比を指令
し、これに呼応して変速機制御ユニット12は指令を達
成すべくプーリ4,5の溝幅を制御し、ハイブリッド制
御ユニット18はクラッチ制御ユニット13に電磁クラ
ッチ7の目標締結容量を指令し、これに呼応してクラッ
チ制御ユニット13は指令が達成されるよう電磁クラッ
チ7への通電量iを制御し、ハイブリッド制御ユニット
18はモータ制御ユニット15に、モータ8,9が出力
すべきトルクを指令し、これに呼応してモータ制御ユニ
ット15は指令を達成すべくインバータ16を制御す
る。
【0026】ここで実際の走行に際しての制御を概略説
明するに、停車中はハイブリッド制御ユニット18がエ
ンジン1を停止させるようエンジン制御ユニット11に
指令し、また電磁クラッチ7を解放するようクラッチ制
御ユニット13に指令し、モータ8,9を停止するよう
モータ制御ユニット15に指令する。なおこの間ハイブ
リッド制御ユニット18は、図示せざる無段変速機2内
の電動オイルポンプを駆動してこれからの作動油で無段
変速機2を伝動可能状態にしている。
【0027】かかる停車状態から運転者が前進走行レン
ジを選択し、アクセルペダルの踏み込みにより発進操作
を行うと、ハイブリッド制御ユニット18は先ずモータ
8を発進用のトルクで正転駆動するようモータ制御ユニ
ット15に指令する。これによりモータ8のトルクが無
段変速機2を経て左右駆動輪3に伝達され、車両を発進
させることができる。
【0028】発進後に車速が上昇してモータ8のトルク
では駆動力不足になる時、ハイブリッド制御ユニット1
8はモータ9によりエンジン1を始動するようモータ制
御ユニット15に指令し、その後、電磁クラッチ7を締
結可能な条件がそろったところで、クラッチ制御ユニッ
ト13に電磁クラッチ7を締結するよう指令し、締結が
完了した時にモータ8の駆動停止をモータ制御ユニット
15に指令して、モータ走行からエンジン走行に切り換
える。
【0029】エンジン1からの動力のみでは駆動力不足
になると、ハイブリッド制御ユニット18はモータ8を
再度駆動するようモータ制御ユニット15に指令し、駆
動力不足をモータ8の駆動力で補うこととする。
【0030】停車状態から運転者が後退走行レンジを選
択し、アクセルペダルの踏み込みにより発進操作を行う
と、ハイブリッド制御ユニット18はモータ8を後退走
行用のトルクで逆転させるようモータ制御ユニット15
に指令し、モータ逆回転を左右駆動輪3に無段変速機2
を経て伝達することで後退走行を可能にする。なお後退
走行に当たってはエンジン1からの動力を一切使用しな
いため、この間ハイブリッド制御ユニット18はエンジ
ン1を停止させ続けるよう指令すると共に電磁クラッチ
7を解放し続けるよう指令する。
【0031】図2は、車速VSPに応じて変化するがモ
ータ8の最大駆動力特性をaにより例示し、エンジン1
の最大駆動力特性をbにより例示し、相互に並列的な関
係にあるエンジン1およびモータ8の最大駆動力特性の
合計をcにより例示し、0%勾配の平坦路における路面
負荷を参考までにdにより例示した。図2において、a
よりも下側における領域がモータ走行可能域、bよりも
下側における領域がエンジン走行可能域、cよりも下側
における領域がモータ駆動力およびエンジン動力の合計
により走行可能な領域である。
【0032】モータ8の最大駆動力特性aと、0%勾配
の平坦路における路面負荷dとの比較から明らかなごと
く、平坦路においては車速VSPが図中A程度までの低
車速ならモータ8のみでの走行が可能であり、それ以上
の高車速ではエンジン1による走行が必要である。そし
て路面勾配が急になるなどにより、要求駆動力がエンジ
ン1の最大駆動力特性bよりも上側における値になる
と、エンジン1からの動力だけでなくモータ8からの動
力も必要である。
【0033】ハイブリッド制御ユニット18は、上記の
ような特性をもとにモータ走行にすべきか、エンジン走
行にすべきか、或いは両者の駆動力を用いた走行にすべ
きかを判定すると共に、目標とするモータ駆動力および
エンジン駆動力を決定して対応する制御ユニットに指令
するものとする。但し、これらの決定に際してモータ駆
動力の決定はバッテリ14の充電状態を判断して、バッ
テリ14への負担が問題にならないように決定すること
勿論である。
【0034】以下に、本発明が狙いとする電磁クラッチ
7の締結制御を、図3〜図6に示す実施の形態にもとづ
き説明する。
【0035】図3は、クラッチ温度Tを検出して締結制
御モードを選択するためのフローチャートで、先ずステ
ップ110において、クラッチ温度Tを検出する。この
検出温度Tは、後述するクラッチコイル温度Tcまたはク
ラッチ動作面温度Tpから推定する。
【0036】先ず、クラッチコイル温度Tcまたはクラ
ッチ動作面温度Tpの初期温度は共に、クラッチコイルに
通電がなされていない発進時などの初期状態では、電磁
クラッチ周辺の雰囲気温度Toで初期化され、この雰囲気
温度Toを検出温度Tとして個々の締結制御が開始され
る。 T=To …(1)
【0037】また、クラッチコイルに十分な電力が供給
された状態では、クラッチコイル温度Tcおよびクラッ
チ動作面温度Tpは、例えば、クラッチコイルの両端電
位差Ecと、シャント電流値Icに基づいて以下の式から
算出した温度T1で初期化され、この初期温度T1を検出
温度Tとして個々の締結制御が開始される。 T=T1=a×(Ec/Ic)−b …(2) a:クラッチコイルの特性で決定される係数 b:クラッチコイルの特性で決定される定数
【0038】従って、制御開始当初は、雰囲気温度To
が初期値として検出され、電磁クラッチに十分な電流が
供給された状態からは、制御フローをリセットする毎
に、初期温度T1が初期値として検出される。
【0039】次に、制御サイクル毎に更新されるクラッ
チコイル温度Tcまたはクラッチ動作面温度Tpの推定方
法を例示する。
【0040】まずクラッチコイル温度Tcの推定方法か
ら説明すると、始めに、クラッチコイル温度Tcおよび
クラッチ動作面温度Tpの推定に共通して必要な電磁ク
ラッチの発熱量Qを下記の式から算出する。 Q=J×ΔN×Trq …(3) J:仕事の熱当量 ΔN:クラッチの入出力要素間に生じるスリップ回転数 Trq:クラッチの締結トルク容量
【0041】次に、上記発熱量Qから、クラッチコイル
の加熱による温度上昇代ΔTcを算出する。 ΔTc=Kc×Q …(4) Kc:クラッチコイルに依存する係数
【0042】同時に、前回のクラッチコイル温度Tc´
および雰囲気温度Toを基にして、クラッチコイルから
雰囲気への熱伝導によるコイル温度変化代ΔTcaを算出
すると共に、前回のクラッチコイル温度Tc´および前
回のクラッチ動作面温度Tp´を基にして、クラッチ動
作面からクラッチコイルへの熱伝導によるコイル温度変
化代ΔTcpを算出する。 ΔTca=Kca×(To−Tc´) …(5) Kca:係数 ΔTcp=Kcp×(Tp´−Tc´) …(6) Kcp:係数
【0043】これにより、コイル温度Tcは、前回のク
ラッチコイル温度Tc´および上式(4),(5),
(6)を基にして、以下の式から算出される。 T=Tc=Tc´+ΔTc+ΔTca+ΔTcp …(7)
【0044】以下、検出温度Tの初期化が行われるまで
の間、このコイル温度Tcを検出温度Tとして個々の締
結制御が開始される。
【0045】次に、クラッチ温度Tpの推定方法を説明
すると、始めに、上式(3)から算出した発熱量Qか
ら、クラッチ動作面の加熱による温度上昇代ΔTpを算
出する。 ΔTp=Kp×Q …(8) Kp:クラッチ動作面に依存する係数
【0046】同時に、前回のクラッチコイル温度Tc´
および前回のクラッチ動作面温度Tp´を基にして、ク
ラッチコイルからクラッチ動作面への熱伝導によるクラ
ッチ動作面温度変化代ΔTpcを算出する。 ΔTpc=Kpc×(Tc´−Tp´) …(9) Kcp:係数
【0047】これにより、クラッチ動作面温度Tpは、
前回のクラッチ動作面温度Tp´および上式(8),
(9)を基にして、以下の式から算出される。 T=Tp=Tp´+ΔTp+Tpc …(10)
【0048】以下、検出温度Tの初期化が行われるまで
の間、このクラッチ動作面温度Tpを検出温度Tとして
個々の締結制御が開始される。
【0049】以下、ステップ120以降は、検出温度T
にクラッチコイル温度Tcを取った場合で説明する。
【0050】ステップ110にてクラッチコイル温度T
cが推定されてからはステップ120に移行し、クラッ
チコイル温度Tcが所定温度T1(例えば、T1=200
°C)よりも高い所定温度T2(例えば、T2=270°
C)以上であるかを判定する。このステップ120に
て、クラッチコイル温度Tcが所定温度T2以上であると
判定されると、ステップ130に移行して、後述の強制
OFF制御を実行する。
【0051】ステップ120にてクラッチコイル温度T
cが所定温度T2に満たないと判定されると、ステップ1
40に移行し、クラッチコイル温度Tcが所定温度T1以
上であるかを判定する。このステップ140にて、クラ
ッチコイル温度Tcが所定温度T1以上であると判定され
ると、ステップ150に移行して、後述の中間容量禁止
制御を実行する。
【0052】ステップ140にてクラッチコイル温度T
cが所定温度T1に満たないと判定されると、ステップ1
60に移行し、クラッチコイル温度Tcが所定温度T3
(例えば、T3=160°C)以上であるかを判定す
る。このステップ160にて、クラッチコイル温度Tc
が所定温度T3以上であると判定すると、クラッチコイ
ル温度Tcがストールダウン制御温度領域ΔTsであると
して、ステップ170に移行し、前述のストールダウン
制御を実行する。
【0053】ステップ160にてクラッチコイル温度T
cが所定温度T3に満たないと判定されると、ステップ1
80に移行して、前述の通常締結制御を実行する。
【0054】検出温度Tにクラッチ動作面温度Tpを取
った場合も同様であって、ステップ110にてクラッチ
動作面温度Tpが推定されてからはステップ120に移
行し、クラッチ動作面温度Tpが所定温度T1よりも高い
所定温度T2以上であるかを判定する。このステップ1
20にて、クラッチ動作面温度Tpが所定温度T2(例え
ば、T2=400°C)以上であると判定されると、ス
テップ130に移行して、後述の強制OFF制御を実行
する。
【0055】ステップ120にてクラッチコイル温度T
cが所定温度T2に満たないと判定されると、ステップ1
40に移行し、クラッチ動作面温度Tpが所定温度T1
(例えば、T1=360°C)以上であるかを判定す
る。このステップ140にて、クラッチ動作面温度Tp
が所定温度T1以上であると判定されると、ステップ1
50に移行して、後述の中間容量禁止制御を実行する。
【0056】ステップ140にてクラッチ動作面温度T
pが所定温度T1に満たないと判定されると、ステップ1
60に移行し、クラッチ動作面温度Tpが所定温度T3
(例えば、T3=320°C)以上であるかを判定す
る。このステップ160にて、クラッチ動作面温度Tp
が所定温度T3以上であると判定すると、クラッチ動作
面温度Tpがストールダウン制御温度領域ΔTsであると
して、ステップ170に移行し、前述のストールダウン
制御を実行する。
【0057】ステップ160にてクラッチ動作面温度T
pが所定温度T3に満たないと判定されると、ステップ1
80に移行して、前述の通常締結制御を実行する。
【0058】図4は、図3のフローチャートに関するマ
ップであって、検出温度Tの上昇に応じて、通常締結制
御モード、ストールダウン制御モード、中間容量禁止制
御モード、強制OFF制御モードが適宜切り換わる。具
体的には、図4のマップは、クラッチ温度Tの上昇に応
じて切り換わり、クラッチ温度Tが所定温度T3を下回
る際に選択される通常締結制御モードと、クラッチ温度
Tが所定温度T3を上回る際に選択されるストールダウ
ン制御モードと、クラッチ温度Tが所定温度T1を上回
る際に選択される中間容量禁止制御モードと、クラッチ
温度Tが所定温度T1よりも高い所定温度T2を上回る際
に選択される強制OFF制御モードとを有する。
【0059】通常締結制御モードおよびストールダウン
モードは、従来説明と同様の締結制御が実行されるが、
中間容量禁止制御モードは、クラッチ入出力要素の回
転、例えば、クランクシャフト1aおよびメインシャフ
ト1bの回転がほぼ同期してから締結を行うようにし、
強制OFF制御モードは、締結を禁止してしまうもので
ある。
【0060】図5(a),(b)はそれぞれ、強制OF
F制御および中間容量禁止制御を実行するためのフロー
チャートであって、これらの制御は、図1のクラッチ制
御ユニット13にて実行される。また、図6は、中間容
量禁止制御モードにおいて、ハイブリット制御ユニット
18で実行される同期制御のフローチャートである。
【0061】以下、図1,図3,図5および図6を参照
して強制OFF制御および中間容量禁止制御を詳細に説
明する。
【0062】強制OFF制御は、図3の温度判定で強制
OFF制御モードを選択し、図5(a)のフローが実行
されることでなされる。強制OFF制御は、まず図5
(a)のステップ210にて、強制OFF制御が開始さ
れることを示す強制OFF制御信号をハイブリット制御
ユニット(図1参照)18に出力し、ステップ220に
移行する。このステップ220では、電磁クラッチ7の
通電状態を解放モードに設定し、電磁クラッチ7に解放
指令を出力する。これにより、検出温度Tが異常に高い
場合には電磁クラッチ7が解放される。
【0063】中間容量禁止制御は、図3の温度判定で中
間容量禁止制御モードを選択し、図5(b)のフローが
実行されることでなされる。中間容量禁止制御は、まず
図5(b)のステップ310にて、中間容量禁止制御が
開始されることを示す中間容量禁止制御信号をハイブリ
ット制御ユニット18に出力してステップ320に移行
し、ステップ320にて電磁クラッチ7の入力回転数
(エンジン回転数)と出力回転数(無段変速機4のプラ
イマリ回転数)とがほぼ一致することを示す同期信号が
入力されたかどうかを判定する。
【0064】ステップ320にてハイブリット制御ユニ
ット18からのクラッチ締結信号が入力されたことを検
知すると、ステップ330に移行するが、同期信号の入
力が検知されない場合は、図3の締結制御モード判定フ
ローにリターンする。
【0065】ステップ330では、電磁クラッチ7の通
電状態が解放モードに設定されているかどうかを判定
し、通電状態が解放モードであると、ステップ340に
移行して、電磁クラッチ7に解放指令を出力する。これ
により、電磁クラッチ7は通常制御により解放される。
【0066】一方、ステップ330にて通電状態が解放
モードでないと判定すると、ステップ350に移行し、
現在、解放モードから解放モード以外の制御に遷移中で
あるかを判定する。但し、解放モード以外の制御とは、
例えば、アクセルペダルを踏んだ状態から締結を開始す
る制御、アクセルペダルを離した状態から締結を開始す
る制御、または、スリップ回転を伴う締結を開始する制
御を言う。
【0067】ステップ350にて、解放モードからそれ
以外の制御に遷移中であると判定されると、ステップ3
60に移行し、電磁クラッチ7のクラッチコイルに対し
てランプ状に電流を供給するように指令する。これによ
り、電磁クラッチ7の入出力回転がほぼ同期してから締
結容量を一定の時間割合で徐々に増加させることができ
る。
【0068】一方、ステップ350にて、解放モードか
らそれ以外の制御に遷移中でないと判定されると、電磁
クラッチ7は締結状態にあるとしてステップ370に移
行し、さらに締結力を保証するため、クラッチコイルに
対して最大電流を供給するように指令する。
【0069】ところで、ハイブリット制御ユニット18
では、クラッチ制御ユニット13と同時進行で図6に示
すフローチャートが実行され、電磁クラッチ7の入出力
回転に対する同期制御がなされる。なお、本制御フロー
は、クラッチ締結制御全般を網羅している。
【0070】ハイブリット制御ユニット18は先ず、ス
テップ410にてクラッチ制御ユニット13から中間容
量禁止制御信号が入力されたかを判定し、この中間容量
禁止制御信号が入力されると、ステップ420に移行し
て電磁クラッチ7の入力回転および出力回転の少なくと
も一方の回転状態の制御により、これら入出力回転に対
する同期制御を実行する。具体的には、例えば、必要に
応じてモータ制御ユニット15に対してエンジン始動/
発電用モータ9の回転数を制御するように指令し、モー
タ9を介してエンジン1の回転数と無段変速機4のプラ
イマリ回転数とがほぼ一致するように制御する。
【0071】その後、ステップ430にて、エンジン1
の回転数と無段変速機4のプライマリ回転数とを検知
し、ステップ440にてエンジン回転数とプライマリ回
転数とが同期したかを判定する。この場合、ステップ4
40で同期が完了したと判定されるまでステップ430
にリターンし、ステップ440で同期が完了したと判定
されると、ステップ450に移行して、クラッチ制御ユ
ニット13に対してクラッチ締結信号を出力する。
【0072】なお、ステップ410にて中間容量禁止制
御信号が入力されないと判定されると、ステップ460
に移行して同期制御を伴わない既存の締結制御モードを
選択しているかどうかを判定し、同期制御を伴わない既
存の締結制御モードを選択している場合は、ステップ4
70に移行して、その締結制御に基づいた締結が行われ
るように制御し、そうでない場合は、同期制御を伴なう
既存の締結制御モードを選択しているとしてステップ4
20に移行し、前記同期制御を実行する。
【0073】上述したことから明らかなように、本実施
形態による締結制御装置は、図4に示す如く、電磁クラ
ッチ7の検出温度Tが所定温度T1から所定温度T2までの
値である場合には中間容量禁止制御を実行し、電磁クラ
ッチ7の入出力回転がほぼ同期してからこの電磁クラッ
チ7に締結を指令して、クラッチ入出力要素のスリップ
回転を伴う締結時に生じる発熱を抑制するようにしたか
ら、電磁クラッチ7を締結する際に生じる温度上昇を軽
減することができる。さらに、電磁クラッチ7の検出温
度Tが所定温度T1よりも高い所定温度T2を上回る際には
強制OFF制御を実行し、電磁クラッチ7に締結禁止を
指令して電磁クラッチ7の締結を回避するようにしたか
ら、電磁クラッチ7の温度上昇を未然に防止することが
できる。
【0074】従って、本実施形態によれば、高温状態の
電磁クラッチ7を検知して締結時に発熱しやすいスリッ
プ回転を伴う締結を禁止することができるため、電磁ク
ラッチ7の耐久性を向上させることができる。
【0075】またクラッチ制御ユニット13が、図5の
ステップ360に示す如く、検出温度Tが所定温度T1
から所定温度T2までの値である場合には、電磁クラッ
チ7に対して電流値iをランプ状に供給し、締結容量を
一定の時間割合で徐々に増加させるように指令するた
め、急激な締結に伴うショックを防止することができ
る。
【0076】さらに本実施形態においては、電磁クラッ
チ7が、入力側にエンジン1、出力側に駆動モータ8が
接続されて車両の駆動系を構成し、クラッチ制御ユニッ
ト13からの前記同期締結指令または前記締結禁止指令
がエンジン1を制御するエンジン制御ユニット11およ
びモータ8,9を制御するモータ制御ユニットを統合制
御するハイブリット制御ユニット18にフィードバック
され、このフィードバックされた信号に基づいてエンジ
ン1または駆動モータ8の少なくとも一方が制御される
から、検出温度Tが所定温度T1から所定温度T2までの
値である場合に実行される中間容量禁止制御または検出
温度Tが所定温度T2を上回る場合に実行される強制O
FF制御に応じて、適正なエネルギがエンジン1および
駆動モータ8に供給されるため、エネルギ損失を最小限
に抑えることができる。
【0077】特に、本実施形態は、エンジン1の回転数
が制御可能であり、モータ制御ユニット15により制御
されるエンジン始動/発電用モータ9を有し、ハイブリ
ット制御ユニット18は、フィードバックされた信号に
基づいてエンジン始動/発電用モータ9の回転数を制御
する指令をモータ制御ユニット15に出力するようにす
れば、電磁クラッチ7の締結時、エンジン回転を上昇さ
せて入出力回転を同期させるに当り、エンジン1は基本
的に無負荷の状態であるから、エンジン始動用モータ9
の小さな駆動トルクにて回転数を上昇させることがで
き、エネルギ損失を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態になる電磁クラッチの
制御装置を具えたハイブリッド車の駆動系およびその制
御システムを示す略線図である。
【図2】 同ハイブリッド車の駆動系を成すモータおよ
びエンジンの最大駆動力特性を例示する線図である。
【図3】 クラッチ温度条件に応じて締結制御モードを
選択するための判定プログラムを示すフローチャートで
ある。
【図4】 図3の締結制御モードを説明するためのマッ
プである。
【図5】 (a),(b)はそれぞれ、クラッチ制御ユ
ニットにて実行される強制OFF制御および中間容量禁
止制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図6】 ハイブリット制御ユニットにて実行される同
期制御のプログラムを示すフローチャートである。
【図7】 従来の締結制御モードを説明するためのマッ
プである。
【符号の説明】
1 エンジン 2 無段変速機 3 駆動車輪 4 プライマリプーリ 5 セカンダリプーリ 6 Vベルト 7 電磁クラッチ 8 車両駆動用兼回生ブレーキ用モータ 9 エンジン始動用兼発電用モータ 11 エンジン制御ユニット 12 変速機制御ユニット 13 クラッチ制御ユニット 14 バッテリ 15 モータ制御ユニット 16 インバータ 17 バッテリ制御ユニット 18 ハイブリッド制御ユニット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B60K 6/04 530 B60K 6/04 731 731 41/00 301A 41/00 301 301B 301C 41/02 41/02 F16D 37/02 ZHVA (72)発明者 藤澤 裕 静岡県富士市吉原宝町1番1号 ジヤト コ・トランステクノロジー株式会社内 (72)発明者 西脇 文彦 兵庫県神戸市兵庫区浜山通6丁目1番2 号 三菱電機コントロールソフトウェア 株式会社内 (56)参考文献 特開2000−71815(JP,A) 特開2001−132778(JP,A) 特開 昭56−60733(JP,A) 特開 昭62−34825(JP,A) 特開 平8−135694(JP,A) 特開 平9−296834(JP,A) 特開 平9−250569(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F16D 48/00 - 48/12 B60K 6/02 - 6/06 B60K 41/00 - 41/28 B60L 11/02 - 11/14 B60K 17/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電磁力により締結容量を制御可能な電磁
    クラッチを締結制御する装置において、 クラッチ温度を検出するクラッチ温度検出手段と、この
    検出温度Tに応じた締結容量を前記電磁クラッチに指令
    するクラッチ制御ユニットとを具え、 前記クラッチ制御ユニットは、前記検出温度Tが所定温
    度T1を上回る際には電磁クラッチの入力回転および出
    力回転の少なくとも一方の回転状態の制御により、該入
    出力回転がほぼ同期してから前記電磁クラッチに締結を
    指令する一方、該検出温度Tが所定温度T1よりも高い
    所定温度T2を上回る際には前記電磁クラッチに締結禁
    止を指令するようにしたことを特徴とする電磁クラッチ
    の締結制御装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、前記クラッチ制御ユ
    ニットは、検出温度Tが所定温度T1から所定温度T2ま
    での値である場合には、締結容量を一定の時間割合で徐
    々に増加させるように指令することを特徴とする電磁ク
    ラッチの締結制御装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または2において、前記電磁ク
    ラッチは、入力側にエンジン、出力側にモータが接続さ
    れて車両の駆動系を構成し、前記クラッチ制御ユニット
    からの前記同期締結指令または前記締結禁止指令がエン
    ジンを制御するエンジン制御ユニットおよびモータを制
    御するモータ制御ユニットを統合制御する統合制御ユニ
    ットにフィードバックされ、このフィードバックされた
    信号に基づいてエンジンおよびモータの少なくとも一方
    が制御されるようにしたことを特徴とする電気自動車用
    電磁クラッチの締結制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項3において、前記エンジンの回転
    数を制御可能であり、前記モータ制御ユニットにより制
    御されるエンジン用モータを有し、前記統合制御ユニッ
    トは、前記フィードバックされた信号に基づいてエンジ
    ン用モータの回転数を制御する指令をモータ制御ユニッ
    トに出力するようにしたことことを特徴とする電気自動
    車用電磁クラッチの締結制御装置。
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