JP5359335B2 - 車両のクラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源と変速機との間に、変速の際に駆動源と変速機とを切り離すドグクラッチを備えた車両のクラッチ制御装置に関する。

従来、駆動源と駆動輪との間に設けられた伝達機構に、変速の際に連結状態を切り換えるドグクラッチを備えたものが、例えば、特許文献１などにより知られている。

この従来技術には、二組の遊星歯車機構を組み合わせて四つの回転要素を有する歯車機構を備え、回転要素のいずれかが、内燃機関からトルクが入力される入力要素とされるとともに、他のいずれかの要素が、入力要素のトルクに対する反力トルクが発電機から入力される構造が開示されている。

特開２００５−１５５８９１号公報

上述のようなドグクラッチの連結状態を切り換える場合、入力側と出力側との回転数を一致させてクラッチを締結させる。しかしながら、入力側と出力側とで、所定値以上（例えば、２００ｒｐｍ程度）の回転数差があると、クラッチ断切時に、クラッチが破損したり、ショックが生じたりするおそれがある。

すなわち、ドグクラッチの入力側と出力側との回転数差が大きいと、ドグクラッチの歯と歯が急速度でぶつかり、クラッチの破損や変速ショックが生じるおそれがある。特に、車両が、ラフロードや氷結路や雪道などの非安定路を走行した場合に、駆動輪に回転数変動が生じやすいため、ドグクラッチの入出力軸で回転数差が生じやすく、上記問題が生じる可能性が高くなる。

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、ドグクラッチの断接時に、駆動輪の回転数変動により、ドグクラッチの破損、変速ショックの発生を抑制可能な車両のクラッチ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の車両のクラッチ制御装置は、車両状態検出手段が検出する車両状態に応じて、変速機の変速を制御するとともに、変速機の変速中は、ドグクラッチを切断状態とするとともに、変速終了後に、噛合状態とする指令を行なう制御手段を備えた車両のクラッチ制御装置であって、制御手段は、駆動輪の回転速度の変化が、前記ドグクラッチの入力側と出力側との回転速度不一致が生じ得るあらかじめ設定された変速制限状態である場合は、変速を制限する変速制限判定処理を実行することを特徴とする車両のクラッチ制御装置とした。

本発明の車両のクラッチ制御装置にあっては、変速時には、制御手段は、ドグクラッチを切断状態として、変速機の変速動作を行なった後、ドグクラッチの駆動源からの入力側と駆動輪への出力側との回転数を略一致させた後に、ドグクラッチを噛合させる。

このとき、路面状態などの外乱要因などにより、駆動輪に回転速度変動が生じている場合、ドグクラッチの入力側と出力側との回転速度を一致させることが難しく、この回転速度不一致状態でドグクラッチを噛合させると、クラッチの破損などが生じる。

そこで、本発明では、制御手段は、駆動輪の回転速度変化が、前記ドグクラッチの入力側と出力側との回転速度不一致が生じ得るあらかじめ設定された変速制限状態を示す場合は、変速を制限する。したがって、駆動輪に上述のような回転数変化が生じている場合、変速が制限されることで、ドグクラッチの断接も制限される。よって、ドグクラッチは、入力側と出力側との回転速度不一致状態で噛合されるのが制限され、ドグクラッチの破損や変速ショックなどの発生を抑制できる。

実施例１のクラッチ制御装置が適用された後輪駆動によるＦＲハイブリッド車両（車両の一例）を示す全体システム図である。 実施例１のクラッチ制御装置が適用されたハイブリッド車両の自動変速機ＡＴの一例を示す概略図である。 図２に示す自動変速機ＡＴの遊星歯車ＰＧの共線図である。 実施例１のクラッチ制御装置が適用されたハイブリッド車両の自動変速機ＡＴにおける変速特性図である。 実施例１のクラッチ制御装置が適用されたハイブリッド車両の統合コントローラ１４にて実行される変速制限判定処理の流れを示すフローチャートである。 実施例１において駆動輪スリップが生じた場合に、駆動輪速度に基づいて作動した例を示すタイムチャートである。 実施例１において駆動輪スリップが生じた場合に、駆動輪加速度に基づいて作動した例を示すタイムチャートである。 実施例１において駆動輪スリップが生じた場合に、駆動輪加速度に基づいて作動した例を示すタイムチャートである。 実施例１において駆動輪スリップが生じたときに、トルク抑制制御が実行された場合の作動例を示すタイムチャートである。 実施例１において非安定路の走行時に、加速度ハンチングに基づいて作動した例を示すタイムチャートである。 実施例１において制動操作が行なわれた場合の作動例を示すタイムチャートである。 実施例２の変速禁止と変速許可の判定を行なう部分の構成を示すブロック図である。 実施例２における変速禁止処理における処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の電気自動車への適用例を示す概略図である。 本発明のシリーズ式のハイブリッド車両への適用例を示す概略図である。 本発明のシリーズパラレル式のハイブリッド車両への適用例を示す概略図である。 本発明のシリーズパラレル式のハイブリッド車両への適用例を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

本発明の実施の形態のクラッチ制御装置は、駆動輪（ＬＴ，ＲＴ）に駆動力を与える駆動源（Ｅｎｇ，ＭＧ）と、この駆動源（Ｅｎｇ，ＭＧ）と前記駆動輪（ＬＴ，ＲＴ）との間に介在されて、前記駆動源（Ｅｎｇ，ＭＧ）から伝達される回転数を変速させて前記駆動輪（ＬＴ，ＲＴ）へ伝達する変速機（ＡＴ）と、この変速機（ＡＴ）と前記駆動源（Ｅｎｇ，ＭＧ）との間に設けられ、駆動力を伝達する噛合状態と、駆動力を伝達しない切断状態とに切換可能なドグクラッチ（ＣＬ２）と、前記駆動輪（ＬＴ，ＲＴ）の回転速度を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、この車両状態検出手段が検出する車両状態に応じて、前記変速機（ＡＴ）の変速を制御するとともに、前記変速機（ＡＴ）の変速中は、前記ドグクラッチ（ＣＬ２）を前記切断状態とするとともに、変速終了後に、前記噛合状態とする制御手段（１４）と、を備えた車両のクラッチ制御装置であって、前記制御手段（１４）は、前記駆動輪（ＬＴ，ＲＴ）の回転速度の変化が、前記ドグクラッチの入力側と出力側との回転速度不一致が生じ得るあらかじめ設定された変速制限状態である場合は、変速を制限する変速制限判定処理を実行することを特徴とする車両のクラッチ制御装置である。

図１〜図１１に基づき、この発明の最良の実施の形態の実施例１のクラッチ制御装置について説明する。

まず、図１の実施例１の制御装置が適用された後輪駆動式のハイブリッド車両（ハイブリッド車両の一例）を示す概略図に基づき、駆動系および制御系の構成を説明する。

実施例１のＦＲ式のハイブリッド車両の駆動系は、図１に示すように、駆動源としてエンジンＥｎｇと、モータジェネレータＭＧと、を備えている。そして、エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧとを結ぶ駆動伝達経路の途中に、第１クラッチＣＬ１が設けられ、また、モータジェネレータＭＧと自動変速機ＡＴとの駆動伝達経路の途中に、第２クラッチＣＬ２が設けられている。また、自動変速機ＡＴの出力側には、ファイナルギヤＦＧと、左駆動輪ＬＴと、右駆動輪ＲＴと、が設けられている。

実施例１のハイブリッド車両の駆動系は、電気自動車走行モード（以下、「ＥＶモード」という。）と、ハイブリッド車走行モード（以下、「ＨＥＶモード」という。）と、準電気自動車走行モード（以下、「準ＥＶモード」という。）と、等の走行モードを有する。

「ＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１を開放状態とし、モータジェネレータＭＧの動力のみで走行するモードである。

「ＨＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１を締結状態とし、モータアシスト走行モード・走行発電モード・エンジン走行モードの何れかにより走行するモードである。「準ＥＶモード」は、第１クラッチＣＬ１が締結状態であるがエンジンＥｎｇをＯＦＦとし、モータジェネレータＭＧの動力のみで走行するモードである。

エンジンＥｎｇは、希薄燃焼可能であり、スロットルアクチュエータによる吸入空気量とインジェクタによる燃料噴射量と、点火プラグによる点火時期の制御により、エンジントルクが指令値と一致するように制御される。

第１クラッチＣＬ１は、エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧとの間の位置に介装される。この第１クラッチＣＬ１としては、例えば、ダイアフラムスプリングによる付勢力にて常時締結（ノーマルクローズ）の乾式クラッチが用いられ、エンジンＥｎｇ〜モータジェネレータＭＧ間の締結／半締結／開放を行なう。この第１クラッチＣＬ１が完全締結状態ならモータトルク＋エンジントルクが第２クラッチＣＬ２へと伝達され、開放状態ならモータトルクのみが、第２クラッチＣＬ２へと伝達される。なお、半締結／開放の制御は、油圧アクチュエータに対するストローク制御にて行われる。

モータジェネレータＭＧは、交流同期モータ構造であり、発進時や走行時に駆動トルク抑制制御や回転数制御を行うと共に、制動時や減速時に回生ブレーキ制御による車両運動エネルギーのバッテリー９への回収を行なうものである。

第２クラッチＣＬ２は、モータジェネレータＭＧ側の入力側部材１０１と自動変速機ＡＴ側（駆動輪側）の出力側部材１０２とが噛み合ってトルク伝達を行なうドグクラッチであり、油圧（押付力）に応じて噛合状態と切断状態とに切り換えられる。この第２クラッチＣＬ２は、自動変速機ＡＴおよびファイナルギヤＦＧを介し、モータジェネレータＭＧ側から入力軸ＩＰＳへ出力されたトルクを左右駆動輪ＬＴ,ＲＴへと伝達する。

自動変速機ＡＴは、図２に示すように、遊星歯車ＰＧ、ロークラッチＬＣ、ハイクラッチＨＣを備えている。遊星歯車ＰＧは、入力軸ＩＰＳが第２クラッチＣＬ２の出力側部材１０２に結合され、サンギヤＳｇが入力軸ＩＰＳに結合され、キャリアＣａが出力軸ＯＴＳに結合されている。そして、リングギヤＲｇは、ロークラッチＬＣによりハウジングＨＳに結合および結合解除可能であるとともに、ハイクラッチＨＣによりサンギヤＳｇ（入力軸ＩＰＳ）と結合および結合解除可能となっている。

したがって、本実施例１に用いた自動変速機ＡＴは、Ｌｏｗギヤ（低ギヤ段）とＨｉギヤ（高ギヤ段）との２段階に変速することができる。すなわち、Ｌｏｗギヤは、ハイクラッチＨＣを解放させる一方で、ロークラッチＬＣを締結して形成することができる。この場合、リングギヤＲｇが固定され、図３の共線図に示すように、サンギヤＳｇが、入力軸ＩＰＳと一体に回転し、キャリアＣａは出力軸ＯＴＳと一体に減速回転される。

Ｈｉギヤは、ハイクラッチＨＣを締結させる一方で、ロークラッチＬＣを解放させて形成することができる。この場合、サンギヤＳｇ、キャリアＣａ、リングギヤＲｇが、一体に等速回転される。

実施例１のハイブリッド車両の制御系は、図１に示すように、インバータ８と、バッテリー９と、統合コントローラ（制御手段）１４と、変速機コントローラ１５と、クラッチコントローラ１６と、エンジンコントローラ１７と、モータコントローラ１８と、バッテリーコントローラ１９と、を備えている。さらに、ハイブリッド車両の制御系は、車両状態検出手段として、第２クラッチ入力回転数センサ６（＝モータ回転数センサ）と、第２クラッチ出力回転数センサ７と、アクセルセンサ１０と、エンジン回転数センサ１１と、クラッチ油温センサ１２と、ストローク位置センサ１３と、車速センサ３０と、車輪速センサ３１と、ブレーキセンサ３２と、パーキングブレーキセンサ３３と、を備えている。

インバータ８は、直流／交流の変換を行ない、モータジェネレータＭＧの駆動電流を生成する。バッテリー９は、モータジェネレータＭＧからの回生エネルギーを、インバータ８を介して蓄積する。

統合コントローラ１４は、バッテリー状態、アクセル開度、車速（変速機出力回転数に同期した値）、車輪速度、ブレーキ状態から目標駆動トルクなどの指令値を演算する。そして、この演算結果に基づき、各アクチュエータ（モータジェネレータＭＧ、エンジンＥｎｇ、第１クラッチＣＬ１、第２クラッチＣＬ２、自動変速機ＡＴ）に対する指令値を、各コントローラ１５，１６，１７，１８，１９へと送信する。

変速機コントローラ１５は、統合コントローラ１４からの変速指令を達成するように変速制御を行なう。

クラッチコントローラ１６は、第２クラッチ入力回転数センサ６と第２クラッチ出力回転数センサ７とクラッチ油温センサ１２とからのセンサ情報を入力すると共に、統合コントローラ１４からの第１クラッチ油圧指令値と第２クラッチ油圧指令値に対して、クラッチ油圧（電流）指令値を実現するようにソレノイドバルブの電流を制御する。

エンジンコントローラ１７は、エンジン回転数センサ１１からのセンサ情報を入力するとともに、統合コントローラ１４からのエンジントルク指令値を達成するようにエンジントルク抑制制御を行なう。モータコントローラ１８は、統合コントローラ１４からのモータトルク指令値やモータ回転数指令値を達成するようにモータジェネレータＭＧの制御を行なう。さらに、エンジンコントローラ１７とモータコントローラ１８とで協調し、加速の際に、駆動輪にいわゆるホイールスピンが生じた場合に、エンジントルクおよびモータトルクを制御して、ホイールスピンを抑えるトルク抑制制御を実行する。

バッテリーコントローラ１９は、バッテリー９の充電状態（ＳＯＣ）を管理し、その情報を統合コントローラ１４へと送信する。

ブレーキコントローラ２０は、車輪速センサ３１やブレーキセンサ３２などの入力に基づいて、ブレーキ装置２１の油圧を制御して、いわゆるＡＢＳ制御や、車両姿勢制御を実行する。

アクセルセンサ１０は、図外のアクセルペダルの操作伝達系に設けられ、アクセル開度を検出する。車速センサ３０は、自動変速機ＡＴの出力側に設けられ、車速を検出する。車輪速センサ３１は、車両の４輪にそれぞれ設けられ、各輪の回転速度を、独立して検出する。ブレーキセンサ３２は、ブレーキペダル（図示省略）の踏込ストロークを検出する。パーキングブレーキセンサ３３は、図外のパーキングブレーキ操作レバーが設定量以上操作されたことを検出する。

次に、実施例１の統合コントローラ１４において実行される変速制御について簡単に説明する。統合コントローラ１４では、アクセル開度Ａｐｏと車速Ｖｓｐとに基づき、図４に示す変速特性に従って、ギヤ段を、ＬｏｗギヤとＨｉギヤとに切り換える処理を行なう。また、統合コントローラ１４は、自動変速機ＡＴの変速動作中は、第２クラッチＣＬ２を切断状態とし、変速終了後に、入力側部材１０１と出力側部材１０２との回転数を一致させた上で、第２クラッチＣＬ２を噛合させる。

次に、統合コントローラ１４の変速制御において、本発明の特徴である、変速制限判定処理の流れを、図５のフローチャートに基づいて説明する。

ステップＳ１〜Ｓ４により、変速制限状態判定を行なう。変速制限状態判定は、駆動輪の回転速度変化が、第２クラッチＣＬ２の入力側部材１０１と出力側部材１０２との回転数を一致させることが困難な、所定以上の不安定な状態であるか否かを判定するものであり、変速制限状態と判定した場合には、変速を制限する。本実施例１では、このステップＳ１〜Ｓ４の変速制限状態判定では、駆動輪スリップ状態であるか否かの判定と、砂利道や悪路などの路面に凹凸を有したり、路面摩擦係数（以下、摩擦係数をμと表記する）が変化したりする非安定路を走行中であるか否かの判定を行なう。なお、駆動輪スリップは、過大な駆動トルクにより発生する他、悪路、砂利道、未塗装路などの非安定路や、凍結路、雪道などの低μ路走行時にも発生する。

そこで、まず、ステップＳ１では、駆動輪スリップが生じているか否か判定し、駆動輪スリップが生じている場合には、ステップＳ２に進み、駆動輪スリップが生じていない場合は、ステップＳ４に進む。なお、本実施例１では、駆動輪スリップ判定は、駆動輪速度が、従動輪速度よりもスリップ判定速度閾値Ｖｔｈ（例えば、Ｖｔｈ＝３〜５ｋｍ／ｈ）以上の場合、または、駆動輪加速度が、スリップ判定加速度閾値ａｔｈ（ａｔｈ＝５０ｋｍ／ｈ／ｓ）以上の場合に、駆動輪スリップと判定する。

ここで、加速度は、車輪速度を微分して演算するが、他のセンサのノイズ影響も想定されるため、車輪速度の微分値に、フィルタ処理を施したものを、車輪加速度として使用している。

ステップＳ２では、駆動輪加速度が一定であるか否か判定し、加速度が一定の場合は、ステップＳ１０に進み、一定でない場合は、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、現在の駆動輪状態が、トルク抑制制御により駆動輪加速度を一定にすることが可能な状態であるか否かを判定し、可能な場合はステップＳ１０に進み、一定でない場合はステップＳ５に進む。

上記のように、本実施例１では、駆動輪スリップ判定が成されていても、ステップＳ２において、駆動輪加速度が一定と判定されれば、変速禁止フラグをＯＦＦとする。すなわち、駆動輪加速度が、一定である場合は、第２クラッチＣＬ２の入力側部材１０１の回転数目標値を、その加速度に基づいて設定することが可能であるから、入力側部材１０１と出力側部材１０２との回転数を一致させることが可能である。

また、上記のように、駆動輪スリップ判定が成されていても、ステップＳ３において、トルク抑制制御により駆動輪加速度を一定に制御可能と判定された場合、ステップＳ２と同様に、変速を許可する。さらに、本実施例１では、トルク抑制制御に基づいて変速許可として変速が実行される場合には、変速後の出力トルクは、トルク傾き制限を付けて、変速後の駆動輪スリップを防止するようにしている。

なお、トルク抑制制御は、前述のように、エンジンコントローラ１７およびモータコントローラ１８を用いてエンジンＥｎｇおよびモータジェネレータＭＧの出力トルクを制御して、左右駆動輪ＬＴ，ＲＴのスリップを抑制する制御であるが、これに加え、ブレーキコントローラ２０によりブレーキ装置２１を制御して、駆動輪に制動力を与える制御を含んでいてもよい。したがって、モータジェネレータＭＧおよびエンジンＥｎｇのトルク抑制制御を行なった場合は、第２クラッチＣＬ２の入力側部材１０１の回転数を制御することができ、一方、ブレーキ装置２１により駆動輪速度を制御した場合は、第２クラッチＣＬ２の出力側部材１０２の回転数を制御することができる。

一方、ステップＳ１においてＮＯと判定されて進むステップＳ４では、非安定路判定を行なう。非安定路とは、砂利道や悪路などのように、凹凸が連続した路面や、積雪部分や凍結部分が、不連続な路面μが不安定な路面を指している。このような路面では、車輪速度が、図１０に示すように、不規則になり、加速度も上下する。

そこで、本実施例１では、非安定路の判定を、車輪に加速度ハンチングが生じているか否かで判定し、加速度ハンチングが生じている場合は、ステップＳ５に進み、加速度ハンチングが生じていない場合は、ステップＳ８に進む。なお、加速度ハンチング判定は、図１０に示すように、車輪加速度が、あらかじめ設定された加速度ハンチング閾値±Ｈｔｈを、交互に越えた場合に、加速度ハンチングが生じていると判定される。

ステップＳ５では、変速を禁止し、ステップＳ６に進む。以上のように、駆動輪スリップが生じていて、かつ、駆動輪加速度が一定でなく、しかも、トルク抑制制御によっても、駆動輪加速度を一定にできない第１の場合と、左右駆動輪ＬＴ，ＲＴのいずれかにハンチング閾値を越える加速度ハンチングが生じている第２の場合との、いずれかの場合に、駆動輪速度変化が所定以上の不安定な状態、すなわち、変速制限状態であるとして、変速を禁止する。

ステップＳ６では、現在の変速機の変速段が、Ｌｏｗギヤであるか否か判定し、Ｌｏｗギヤである場合は、ステップＳ７に進み、Ｌｏｗギヤでない場合は、そのまま１回の処理を終了する。

ステップＳ７では、車速をＬｏｗギヤで許容される速度の範囲内に収めるように、エンジンおよびモータジェネレータを制御する。例えば、本実施例１において、Ｌｏｗギヤで走行できる許容速度範囲内の最高車速が１００ｋｍ／ｈであるとすると、このステップＳ７では、車速を１００ｋｍ／ｈ以下に制限する。

ステップＳ８では、車速が制動時速度閾値Ｖｔｈ２以上（図１１参照）で、ブレーキあるいはパーキングブレーキが、制動操作状態（ＯＮ）であるか否か判定し、制動状態ではステップＳ９に進んで変速禁止処理を実行した後、そのまま１回の処理を終了する。なお、制動時速度閾値Ｖｔｈ２は、急制動時に、車輪スリップが生じうる速度、例えば、２０〜４０ｋｍ／ｈの範囲内の速度に設定されている。また、ステップＳ８において、制動状態でない場合、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１０およびステップＳ１１では、駆動輪速度が安定していることから、変速禁止フラグをＯＦＦとして、１回の処理を終了する。

次に、実施例１の作用について説明する。
急加速時、あるいは低μ路での加速時などにおいて、駆動輪スリップが生じた場合、駆動輪速度が、従動輪速度に対し、スリップ判定速度閾値Ｖｔｈ以上大きな値になるか、あるいは、スリップ判定加速度閾値ａｔｈ以上となると、ステップＳ１→Ｓ２の処理が成される。そして、駆動輪の加速度が一定でなく、かつ、トルク抑制制御により駆動輪加速度を一定に制御できないと判定された場合、ステップＳ２→Ｓ３→Ｓ５の処理に基づいて、変速が禁止される。

ここで、図６は、駆動輪速度が、従動輪速度よりもスリップ判定速度閾値Ｖｔｈ以上となった例を示しており、駆動輪速度がスリップ判定速度閾値Ｖｔｈを越えてから、スリップ判定速度閾値Ｖｔｈ未満となるまでの間、すなわち、ｔ５１の時点からｔ５２の時点の間、変速禁止フラグがＯＮとなる。

したがって、駆動輪スリップが生じ、駆動輪の回転速度が不安定な状態では、変速要求が生じても変速が成されることがない。すなわち、変速時には、第２クラッチＣＬ２を切断し、ロークラッチＬＣおよびハイクラッチＨＣの締結切換を行なった後に、第２クラッチＣＬ２を噛合させる。この第２クラッチＣＬ２を噛合させる際に、駆動輪スリップが生じていると、第２クラッチＣＬ２のサンギヤＳｇ側である出力側部材１０２の回転状態が、回転数の予測が不可能な不安定な状態となる。この場合、第２クラッチＣＬ２のモータジェネレータＭＧ側である入力側部材１０１の回転数を、出力側部材１０２の回転数に一致させることが難しい。そして、この回転不一致状態で、ドグクラッチ構造の第２クラッチＣＬ２を噛合させると、ギヤ鳴りが生じたり、歯が欠けたり、ショックが生じたりするおそれがある。

それに対し、本実施例１では、駆動輪スリップが生じているｔ５１とｔ５２の間で、変速を禁止することで、ドグクラッチ構造の第２クラッチＣＬ２では、入力側部材１０１と出力側部材１０２との回転不一致状態で、噛合されることがなく、ギヤ鳴り、破損、ショックの発生を防止できる。

さらに、変速禁止フラグをＯＮとした場合、ステップＳ６→Ｓ７の処理に基づいて、自動変速機ＡＴが、Ｌｏｗギヤの場合は、車速制限処理が実施される。したがって、Ｌｏｗギヤで変速禁止を行なっても、エンジンＥｎｇやモータジェネレータＭＧに過回転が生じるのを防止できる。

次に、図７は、駆動輪加速度が、スリップ判定加速度閾値ａｔｈ以上となった場合を示しており、この場合も、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ３の処理に基づいて、駆動輪の回転状態が、回転数の予測が不可能な不安定な状態であり、変速が禁止される。この場合、駆動輪速度が、従動輪速度よりもスリップ判定速度閾値Ｖｔｈ以上高くなる前の時点で、変速禁止フラグがＯＮとなり得るものであり、駆動輪速度のみで判定するものよりも、応答速度を高めることが可能である。

したがって、駆動輪スリップが生じており、かつ、トルク抑制制御により駆動輪か速度を一定に抑制できない場合は、変速要求が生じても変速が成されることがない。なお、この変速禁止処理時に、ステップＳ６→Ｓ７の処理に基づいて、車速制限によるエンジンＥｎｇおよびモータジェネレータＭＧの過回転防止を図る点は、図６の場合と同様である。

次に、駆動輪加速度が一定の場合の動作を図８に基づいて説明する。本実施例１では、ステップＳ２の判定に基づいて、駆動輪速度あるいは駆動輪加速度が、スリップ判定速度閾値Ｖｔｈあるいはスリップ判定加速度閾値ａｔｈを越えていても、駆動輪加速度が一定であれば、変速禁止フラグをＯＦＦとする。

すなわち、例えば、低μ路で一定の加速度で加速を行なっている場合などのように、駆動輪加速度が、一定である場合には、所定時間後の第２クラッチＣＬ２の噛合時点に、第２クラッチＣＬ２の出力側部材１０２の回転数を推定可能であり、かつ、これに基づいて入力側部材１０１の回転数目標値を、駆動輪加速度に基づいて設定可能である。この場合、第２クラッチＣＬ２の入力側部材１０１と出力側との回転数を一致させる制御が可能である。

そこで、図８に示す例では、駆動輪速度が、従動輪速度よりもスリップ判定速度閾値Ｖｔｈ以上となり、かつ、駆動輪加速度も、スリップ判定加速度閾値ａｔｈを超えて、ｔ７１の時点で、いったん、変速禁止フラグがＯＮとなっている。しかし、駆動輪加速度が一定である場合、その後、ステップＳ２→Ｓ１０の処理に基づいて、ｔ７２の時点で、変速禁止フラグがＯＦＦとなって、変速が許可される。

したがって、自動変速機ＡＴの変速比を、車両状況に対して、最適に設定し、動力性能を向上させることができる。

次に、図９は、ステップＳ３において、トルク抑制制御により駆動輪加速度を一定に制御可能と判定された場合の駆動輪加速度変化の例を示している。

この図９に示す例では、駆動輪速度がスリップ判定速度閾値Ｖｔｈを越えた時点ｔ８１で、変速禁止フラグがＯＮとなるが、さらに、この時点から、駆動輪スリップを抑制するトルク抑制制御が実行され、トルク指令値が漸次減少されている。

そして、その後の、トルク抑制制御により、駆動輪速度がスリップ判定速度閾値Ｖｔｈを下回り、駆動輪加速度を一定にすることが可能であると判定された時点ｔ８２で、変速禁止フラグがＯＦＦとなり、トルク抑制制御も終了している。さらに、変速禁止フラグのＯＦＦにより変速が実行され、この変速に伴い、Ｔ８２〜ｔ８３の間の時点で、変速用の回転数制御が実行されている。すなわち、第２クラッチＣＬ２の入力側部材１０１の回転数を、駆動輪側の出力側部材１０２の回転数に一致させるべく、モータジェネレータＭＧにトルク指令が出力されている。

さらに、本実施例１では、トルク抑制制御を行なったことによる変速許可により、変速が実施された場合、トルク指令値には、トルクに傾き制限が付けられ、トルクの立上がりが緩やかであり、変速後のスリップを防止するようにしている。

以上のように、駆動輪スリップが生じても、トルク抑制制御により駆動輪加速度を安定させることができる場合、直ちに、変速禁止フラグをＯＦＦとするため、変速が必要な状況では、可能な限り変速を実行させ、動力性能の向上が可能となる。しかも、このようにトルク抑制制御により変速が許可された場合は、変速後のトルクの立ち上がりを緩やかに制御して、変速後に駆動輪スリップが生じるのを防止できる。

次に、図１０に基づいて、悪路、砂利道などのように凹凸が連続する路面や、路面μが不安定な路面などの非安定路を走行した場合の作用を説明する。上述のような非安定路を走行した場合、駆動輪速度および従動輪速度は、ほぼ一致し駆動輪スリップは生じないものの、図示のように、小刻みに上下する。このとき、図示の例では、駆動輪速度は、スリップ判定速度閾値Ｖｔｈを越えることが無く、ステップＳ１においてＮＯと判定されている。

しかしながら、このような非安定路、特に、砂利道や悪路などでは、駆動輪および従動輪の加速度は、図示のように、ハンチング閾値±Ｈｔｈを交互に超える加速度ハンチングが生じる。

このように、駆動輪スリップが生じなくても、加速度ハンチングが生じた場合、ステップＳ１→Ｓ４→Ｓ５の処理が成され、変速禁止フラグがＯＮとなり、変速が禁止される。なお、この場合も、ステップＳ６→Ｓ７の処理に基づいて、自動変速機ＡＴのギヤ段がＬｏｗギヤの場合には、速度制限が実施される。

次に、図１１に基づいて、車速が制動時速度閾値Ｖｔｈ２よりも高い速度での走行中において、運転者がブレーキペダルあるいはパーキングブレーキレバーによるブレーキ操作を行なった場合の動作を説明する。このように、ブレーキ操作により、車速が変化した場合、この車速変化により変速要求が生じる場合がある。しかしながら、ブレーキ操作時には、駆動輪速度は、不安定になり、車速よりも低速となるスリップが生じた場合には、第２クラッチＣＬ２において、入力側部材１０１の回転数を、出力側部材１０２の回転数に一致させるのが難しくなる。

そこで、ブレーキ操作時には、ステップＳ１→Ｓ２→Ｓ８→Ｓ９の処理に基づいて、駆動輪スリップおよび加速度ハンチングが生じていなくても、変速禁止フラグがＯＮとなり、変速が禁止される。

したがって、ブレーキ操作で駆動輪速度が不安定になった状態で変速が実施されることが無く、第２クラッチのＣＬ２を結合させる時に、入力側部材１０１と出力側部材１０２とで回転数が不一致になることを防止できる。

以上説明してきたように、実施例１のハイブリッド車両のクラッチ制御装置では、以下に列挙する効果が得られる。
ａ）統合コントローラ１４は、左右駆動輪ＬＴ，ＲＴの回転数変化が不安定な変速制限状態となった場合には、変速を禁止するようにした。よって、左右駆動輪ＬＴ，ＲＴの回転数変化が不安定になって、ドグクラッチ構造の第２クラッチＣＬ２の入力側部材１０１と出力側部材１０２とが回転速度不一致状態で噛合されるのが制限され、ギヤ鳴りやギヤの破損やショックなどの発生を抑制できる。

ｂ）回転数変化が変速制限状態となった場合として、駆動輪スリップが生じている状態が含まれている。この駆動輪スリップが生じている場合、駆動輪回転速度の予測が困難であり、第２クラッチＣＬ２において、入力側部材１０１と出力側部材１０２との回転数を一致させるのが困難である。よって、このように第２クラッチＣＬ２において、入出力側の回転を一致させるのが困難な状態を、既存のセンサ（車輪速センサ３１）を用いて容易に判定可能である。

ｃ）回転数変化が変速制限状態となった場合として、悪路、低μ路などの非安定路面走行状態が含まれている。このような非安定路面走行時には、駆動輪回転速度の予測が困難であり、第２クラッチＣＬ２において、入力側部材１０１と出力側部材１０２との回転数を一致させるのが困難である。また、悪路走行時は、既存のセンサ（車輪速センサ３１など）を用いて容易に判定することが可能である。よって、このように第２クラッチＣＬ２において、入出力側の回転を一致させるのが困難な状態を、既存のセンサ（車輪速センサ３１）を用いて容易に判定することができる。

ｄ）変速制限状態を示す駆動輪スリップが生じた状態において、駆動輪加速度が略一定の場合は、変速制限をキャンセルするようにした。すなわち、駆動輪加速度が略一定の場合には、駆動輪速度を予測することは可能である。したがって、第２クラッチＣＬ２おいても、この予測に基づいて、入力側部材１０１の目標回転数を、駆動輪側の出力側部材１０２の回転数に一致させることは可能である。

よって、このように駆動輪加速度が略一定の場合には、変速禁止をキャンセルすることにより、自動変速機ＡＴの変速比を、車両状況に対して、最適に設定し、動力性能を向上させることができる。

ｅ）変速制限状態を示す駆動輪スリップが生じた状態において、トルク抑制制御により駆動輪スリップが、変速制限状態に該当しない状態に移行可能と判定した場合、変速制限をキャンセルするようにした。すなわち、トルク抑制制御により駆動輪スリップを抑制可能な場合は、第２クラッチＣＬ２において、入力側部材１０１の目標回転数を、駆動輪側の出力側部材１０２の回転数に一致させることは可能である。

よって、変速禁止をキャンセルすることにより、自動変速機ＡＴの変速比を、車両状況に対して、最適に設定し、動力性能を向上させることができる。

ｆ）非安定路判定を、駆動輪の加速度が、あらかじめ設定されたハンチング閾値を超えた加速度ハンチング状態で検出するようにしたため、既存の車輪速センサ３１を用いて容易に非安定路判定が可能となる。

ｇ）変速を制限した場合、自動変速機ＡＴがＬｏｗギヤに固定されると、車速を上昇させたときに、駆動源としてのモータジェネレータＭＧやエンジンＥｎｇに過回転が生じるおそれがある。本実施例１では、変速禁止時に、自動変速機ＡＴがＬｏｗギヤの場合は、車速制限を実施することで、このような過回転の発生を防止できる。

ｈ）制動時には、駆動輪速度が車体速度よりも大幅に低下して、駆動輪スリップが生じるおそれがある。このような制動時の駆動輪スリップが生じた場合も、第２クラッチＣＬ２において、入力側部材１０１の目標回転数を、駆動輪側の出力側部材１０２の回転数に一致させることは困難となる場合がある。

そこで、本実施例１では、図外のフットペダル操作による制動ならびにパーキングブレーキレバー操作による制動時には、変速を禁止し、制動時に変速を行なって第２クラッチＣＬ２において、ギヤ鳴りやギヤの破損やショックなどが発生するのを抑制できる。

ｉ）駆動輪スリップが生じても、トルク抑制制御により駆動輪加速度を安定させることができる場合、直ちに、変速禁止フラグをＯＦＦとするようにしたため、変速が必要な状況では、可能な限り変速を実行させ、動力性能の向上が可能となる。しかも、このようにトルク抑制制御により変速が許可された場合は、変速後のトルクの立ち上がりを緩やかに制御して、変速後に駆動輪スリップが生じるのを防止できる。

（他の実施例）
以下に、他の実施例について説明するが、これら他の実施例は、実施例１の変形例であるため、その相違点についてのみ説明し、実施例１あるいは他の実施例と共通する構成については共通する符号を付けることで説明を省略する。

実施例２は、実施例１の変形例であり、駆動輪の回転数変化に基づいて、ステップＳ１０およびステップＳ１１の変速禁止フラグをＯＮとしても、第２クラッチＣＬ２における入出力の回転差が、許容範囲で有れば変速禁止を緩和する変速禁止緩和処理を行なうようにした例である。実施例２では、このように、変速禁止緩和処理を行なうことで、変速による動力性能を、高めることが可能である。

以下、その構成を説明する。
実施例２では、図１２に示すように、締結時間演算部２０１、許容差回転加速度演算部２０２、変速許可判断部２０３、を備えている。

締結時間演算部２０１は、第２クラッチＣＬ２の締結を指令してから実際に締結するまでに要する時間である締結時間Ｔｃを、下記式（１）により、制御サンプリング時間、電気的なクラッチ応答遅れ時間、機械的なクラッチ応答遅れ時間に基づいて演算する。
締結時間Ｔｃ
＝制御サンプリング時間＋電気的遅れ時間＋機械的応答遅れ時間 ・・・（１）
なお、機械的な応答遅れ時間は、温度などによって変動するため、温度を入力とするマップを用いて、締結時間Ｔｃを演算するようにしている。

許容差回転加速度演算部２０２は、締結時間演算部で得られた締結時間Ｔｃと、あらかじめ設定された第２クラッチＣＬ２を噛合する際に許容された許容差回転（例えば、２００ｒｐｍ）とに基づいて、第２クラッチＣＬ２を締結可能な駆動輪の許容差回転加速度を演算する。なお、許容差回転加速度は、下記の式（２）により演算する。
許容差回転加速度＝（クラッチ許容差回転）/締結時間Ｔｃ ・・・（２）
変速許可判断部２０３は、許容差回転加速度演算部２０２で演算した許容差回転加速度と、実際の第２クラッチＣＬ２の入力側部材１０１と出力側部材１０２との差回転加速度とを比較し、実際の駆動輪加速度が、許容差回転加速度以下であれば変速を許可する。すなわち、変速許可判断部２０３では、第２クラッチＣＬ２の入力側の回転数（モータ回転数）と、出力側の回転数（駆動輪速）とを入力し、差回転加速度を演算する。

なお、許容差回転加速度演算部２０２で演算した許容差回転加速度は、例えば、第２クラッチＣＬ２の締結時間Ｔｃが５０ｍｓで、許容差回転が±２００ｒｐｍだとすると、許容差回転加速度は、２００ｒｐｍ/５０ｍｓとなる。そこで、実際の第２クラッチＣＬ２の差回転加速度が２００ｒｐｍ/５０ｍｓ以内であれば、変速を許可し、２００ｒｐｍ/５０ｍｓ以上であれば、変速禁止とする。

すなわち、図１３のフローチャートは、実施例１のステップＳ１０およびＳ１１の処理の変形例である実施例２の処理を示しており、ステップＳ２０１において、実際の第２クラッチＣＬ２の差回転加速度が、許容差回転加速度（＝クラッチ許容差回転／締結時間）よりも大きい場合には、ステップＳ２０２に進んで変速禁止とするが、許容差回転加速度以下であれば、ステップＳ２０３に進んで変速を許可する。なお、他の処理は、実施例１と同様であるので説明を省略する。

（実施例２の効果）
以上のように、実施例２では、左右駆動輪ＬＴ，ＲＴの回転速度変化が、変速を禁止する状態であっても、ドグクラッチ式の第２クラッチＣＬ２における実際の差回転加速度が、許容差回転加速度内であれば、変速禁止をキャンセルするようにした。

したがって、左右駆動輪ＬＴ，ＲＴの回転速度変化に基づく変速禁止により、ギヤ鳴りや破損やショックの発生などの抑制を図りながらも、変速禁止判定の緩和により、悪路などの非安定路における、変速による動力性能向上を図ることが可能となる。

以上、本発明のクラッチ制御装置を、実施の形態および実施例１，２に基づき説明してきたが、具体的な構成は、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

例えば、実施例１，２では、駆動源として、エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧとを備えたものを示したが、これに限定されるものではなく、図１４に示すように、駆動源としてモータジェネレータＭＧのみを備えた電気自動車にも適用できる。

また、実施例１，２では、ハイブリッド車両として、エンジンＥｎｇとモータジェネレータＭＧの両方の駆動力を駆動輪に伝達できる、いわゆるパラレル式のものを示したが、モータＭＯの駆動力のみを駆動輪に伝達し、エンジンＥｎｇはジェネレータＧＥの発電に用いるいわゆる図１５に示すようなシリーズ式のものにも適用することができる。

あるいは、図１６および図１７に示すような、シリーズパラレル式のものにも適用することができる。なお、図１６，図１７において、ＰＧは遊星歯車を示している。また、図１４〜図１７において、ドグクラッチは、自動変速機ＡＴに内蔵され、実施例１，２と同様に、駆動源と自動変速機ＡＴの入力軸ＩＰＳとの間に設けられているものとする。

また、実施例１，２において、変速機として、低速ギヤ段として、Ｌｏｗギヤ、高速ギヤ段としてＨｉギヤの、２段階の有段変速機を示したが、この有段の数は、２に限らず、３以上の複数段であってもよい。その場合、低速ギヤ段は、１速に限らず、高速ギヤ段に対して、相対的に低いギヤ段であればよい。同様に、高速ギヤ段も、最も高いギヤに限らず、低速ギヤ段に対して、相対的に高いギヤ段であればよい。

また、実施例１，２では、非安定路の走行を検出する手段として、車輪速度の加速度ハンチングを検出するものを示したが、これに限定されず、加速度センサや、車載カメラや、外部情報通信機器などからの信号から検出するものなどの他の手段を用いてもよい。

また、実施例１，２では、駆動輪の回転速度変化が、変速制限状態であっても、所定の条件が成立した場合は、変速を禁止せずに、変速を許可するものを示したが、このような許可条件を設定することなく、変速制限状態の場合、変速を完全に禁止するようにしてもよい。

なお、ドグクラッチとして、実施例１，２では、第２クラッチＣＬ２を示したが、これに限定されるものではない。例えば、実施例１，２で示した、ロークラッチＬＣおよびハイクラッチＨＣに適用することもできる。

実施例１，２では、ＦＲハイブリッド車両に適用した例を示したが、例えば、ＦＦハイブリッド車両や電気自動車や燃料電池車に対しても本発明の制御装置を適用することができる。要するに、ドグクラッチを有した車両であれば適用できる。

６ 第２クラッチ入力回転数センサ（車両状態検出手段）
７ 第２クラッチ出力回転数センサ（車両状態検出手段）
１０ アクセルセンサ（車両状態検出手段）
１１ エンジン回転数センサ（車両状態検出手段）
１２ クラッチ油温センサ（車両状態検出手段）
１３ ストローク位置センサ（車両状態検出手段）
１４ 統合コントローラ（制御手段）
２２ ブレーキセンサ（車両状態検出手段）
２３ パーキングブレーキセンサ（車両状態検出手段）
３０ 車速センサ（車両状態検出手段）
３１ 車輪速センサ（車両状態検出手段）
３２ ブレーキセンサ（車両状態検出手段）
３３ パーキングブレーキセンサ（車両状態検出手段）
１０１ 入力側部材
１０２ 出力側部材
ＡＴ 自動変速機
ａｔｈ スリップ判定加速度閾値
ＣＬ２ 第２クラッチ（ドグクラッチ）
Ｅｎｇ エンジン（駆動源）
ＬＴ 左駆動輪
ＲＴ 右駆動輪
ＭＧ モータジェネレータ（駆動源）
ＭＯ モータ（駆動源）
Ｖｔｈ スリップ判定速度閾値

Claims (6)

1. 駆動輪に駆動力を与える駆動源と、
   この駆動源と前記駆動輪との間に介在されて、前記駆動源から伝達される回転数を変速させて前記駆動輪へ伝達する変速機と、
   この変速機と前記駆動源との間に設けられ、駆動力を伝達する噛合状態と、駆動力を伝達しない切断状態とに切換可能なドグクラッチと、
   前記駆動輪の回転速度を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、
   この車両状態検出手段が検出する車両状態に応じて、前記変速機の変速を制御するとともに、前記変速機の変速中は、前記ドグクラッチを前記切断状態とするとともに、変速終了後に、前記噛合状態とする制御手段と、
   を備えた車両のクラッチ制御装置であって、
   前記制御手段は、
   前記駆動輪の回転速度の変化が、駆動輪スリップが生じている状態を含み前記ドグクラッチの入力側と出力側との回転速度不一致が生じ得るあらかじめ設定された変速制限状態である場合は、変速を制限する変速制限判定処理を実行し、
   かつ、前記駆動輪スリップが生じた場合、駆動輪スリップを抑制するトルク抑制制御を実行し、
   さらに、前記変速制限判定処理では、前記駆動輪スリップが生じたときに、前記トルク抑制制御により、前記駆動輪スリップが前記変速制限状態に該当しない状態に移行可能と判定した場合は、前記変速制限をキャンセルすることを特徴とする車両のクラッチ制御装置。
2. 前記変速制限判定処理では、前記変速制限状態を示す駆動輪スリップが生じた状態において、駆動輪加速度が略一定の場合は、変速制限をキャンセルすることを特徴とする請求項１に記載の車両のクラッチ制御装置。
3. 駆動輪に駆動力を与える駆動源と、
   この駆動源と前記駆動輪との間に介在されて、前記駆動源から伝達される回転数を変速させて前記駆動輪へ伝達する変速機と、
   この変速機と前記駆動源との間に設けられ、駆動力を伝達する噛合状態と、駆動力を伝達しない切断状態とに切換可能なドグクラッチと、
   前記駆動輪の回転速度を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、
   この車両状態検出手段が検出する車両状態に応じて、前記変速機の変速を制御するとともに、前記変速機の変速中は、前記ドグクラッチを前記切断状態とするとともに、変速終了後に、前記噛合状態とする制御手段と、
   を備えた車両のクラッチ制御装置であって、
   前記制御手段は、前記駆動輪の回転速度の変化が、悪路など路面に凹凸のある非安定路面走行状態を含み前記ドグクラッチの入力側と出力側との回転速度不一致が生じ得るあらかじめ設定された変速制限状態である場合は、変速を制限する変速制限判定処理を実行し、
   前記変速制限判定処理では、前記駆動輪の加速度が、あらかじめ設定されたハンチング閾値を超えた場合に、前記非安定路面走行と判定することを特徴とする車両のクラッチ制御装置。
4. 駆動輪に駆動力を与える駆動源と、
   この駆動源と前記駆動輪との間に介在されて、前記駆動源から伝達される回転数を変速させて前記駆動輪へ伝達する変速機と、
   この変速機と前記駆動源との間に設けられ、駆動力を伝達する噛合状態と、駆動力を伝達しない切断状態とに切換可能なドグクラッチと、
   前記駆動輪の回転速度を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、
   この車両状態検出手段が検出する車両状態に応じて、前記変速機の変速を制御するとともに、前記変速機の変速中は、前記ドグクラッチを前記切断状態とするとともに、変速終了後に、前記噛合状態とする制御手段と、
   を備えた車両のクラッチ制御装置であって、
   前記変速機は、相対的に変速比が大きな低ギヤ段と、相対的に変速比が小さな高ギヤ段と、を備え、
   前記制御手段は、前記駆動輪の回転速度の変化が、前記ドグクラッチの入力側と出力側との回転速度不一致が生じ得るあらかじめ設定された変速制限状態である場合は、変速を制限する変速制限判定処理を実行し、
   前記変速制限判定処理では、前記変速制限時に、前記変速機が低ギヤ段である場合、前記低ギヤ段での許容速度範囲内に速度を制限する速度制限処理を実行することを特徴とする車両のクラッチ制御装置。
5. 駆動輪に駆動力を与える駆動源と、
   この駆動源と前記駆動輪との間に介在されて、前記駆動源から伝達される回転数を変速させて前記駆動輪へ伝達する変速機と、
   この変速機と前記駆動源との間に設けられ、駆動力を伝達する噛合状態と、駆動力を伝達しない切断状態とに切換可能なドグクラッチと、
   前記駆動輪の回転速度を含む車両状態を検出する車両状態検出手段と、
   この車両状態検出手段が検出する車両状態に応じて、前記変速機の変速を制御するとともに、前記変速機の変速中は、前記ドグクラッチを前記切断状態とするとともに、変速終了後に、前記噛合状態とする制御手段と、
   を備えた車両のクラッチ制御装置であって、
   前記制御手段は、前記駆動輪の回転速度の変化が、前記ドグクラッチの入力側と出力側との回転速度不一致が生じ得るあらかじめ設定された変速制限状態である場合は、変速を制限する変速制限判定処理を実行し、
   前記変速制限判定処理において、変速制限判定時に、前記ドグクラッチの締結指令から実際に締結するまでに要する締結時間を演算し、前記締結時間に基づいて、前記入力側部材と前記出力側部材との、許容差回転内で締結可能な駆動輪加速度である許容差回転加速度を演算し、実際の駆動輪加速度が前記許容差回転加速度以下であれば、変速を許可する変速禁止緩和処理を実行することを特徴とする車両のクラッチ制御装置。
6. 前記変速制限判定処理では、前記変速制限状態として、制動実行状態が含まれることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の車両のクラッチ制御装置。

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