JP6291171B2 - 車両用制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、動力源から駆動輪に至る動力伝達経路にクラッチが設けられている、車両用制御装置に関する。

従来、動力源と駆動輪とを接続する動力伝達経路のトルク容量を制御するクラッチを設けた車両用制御装置が知られおり、その一例が、特許文献１に記載されている。特許文献１に記載された車両用制御装置は、エンジンと駆動輪との間に変速機が設けられており、エンジンと変速機との間に、クラッチが設けられている。このクラッチは摩擦クラッチであり、クラッチは、クラッチ板とプレッシャープレートとが互いに対応するように設けられている。

そして、クラッチが締結されている状態で、変速機の入力回転数に関係する第１のパラメータと、変速機の出力回転数に関係する第２のパラメータとの比の時間あたりの変化量を算出する。さらに、算出された第１のパラメータと第２のパラメータとの時間当たりの変化量と、変化量の目標値との差が、所定値以上の場合に、クラッチが滑っている、すなわち、クラッチが異常と判断している。

特開２００８−１４４８２１号公報

ところで、クラッチは経時変化により摩耗する可能性があるが、特許文献１に記載された車両用制御装置は、クラッチの摩耗状態に関わりなく、クラッチの異常を判断するため、クラッチの異常判断を適切に行うことができなかった。

本発明の目的は、クラッチの摩耗状態に応じて、トルク容量が低下しているとの判断を適切に行うことのできる、車両用制御装置を提供することにある。

本発明は、動力源と駆動輪との間に設けられた変速機と、前記変速機と前記駆動輪との間に設けられたクラッチと、を有する車両用制御装置であって、前記動力源のトルクが前記変速機を経由して前記クラッチに入力されている際に、前記クラッチの入力回転数と出力回転数との差を検出する検出部と、前記入力回転数と前記出力回転数との差が所定値以上となった時点から、前記入力回転数と前記出力回転数との差が所定値以上の状態が継続して所定時間が経過すると前記クラッチのトルク容量が低下する異常であると判断する判断部と、を有し、前記判断部は、前記入力回転数と前記出力回転数との差が大きいほど、前記所定時間を短く設定する。

本発明によれば、クラッチの摩耗状態に応じて、クラッチのトルク容量が低下しているとの判断を速やかに実行できる。

本発明を適用した車両の構成例を示す模式図である。 本発明の一実施の形態である車両用制御装置の構成を示す模式図である。 図２の制御ユニットによって実行される制御ロジックの一例を示すフローチャートである。 図３のフローチャートで用いるマップの一例である。 図３のフローチャートに対応するタイムチャートの一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明を適用した車両１０の構成例を示す模式図、図２は本発明の一実施の形態である車両用制御装置の構成を示す模式図である。車両１０のパワートレーンは、第１動力源としてのエンジン１１と、第２動力源としての走行用モータ１２とを有している。エンジン１１は、燃料を燃焼させてその熱エネルギを運動エネルギに変換する動力源である。走行用モータ１２は、電気エネルギを運動エネルギに変換する動力源である。走行用モータ１２としては、例えば、３相交流型の電動モータを用いることができる。エンジン１１は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、液化石油ガスエンジン等うちのいずれでもよい。

すなわち、車両１０は、動力の発生原理が異なる２種類の動力源を備えたハイブリッド車である。また、パワートレーンは、バリエータとしての無段変速機１３を有しており、無段変速機１３は、プライマリ軸３２に設けられたプライマリプーリ１４およびプライマリ軸に平行なセカンダリ軸３３に設けられたセカンダリプーリ１５を備えている。プライマリ軸３２の長手方向の端には、トルクコンバータ１６を介してエンジン１１が連結されている。

トルクコンバータ１６は、クランク軸２２に連結されたポンプインペラ８８と、トルク伝達軸８９に連結されたタービンランナ９０と、ステータとを有している。トルクコンバータ１６は、作動油の運動エネルギにより動力伝達を行う流体伝動装置であり、ステータの作用によりトルクを増幅することが可能である。また、エンジン１１のクランク軸２２には、駆動ベルト２３を介して発電機とエンジン始動用電動機の機能を兼ね備えたＩＳＧ（Integrated Starter Generator）２４が連結されている。エンジン１１が停止している場合、ＩＳＧ２４を電動機として起動させてエンジン１１をクランキングし、エンジン１１で燃料供給及び点火制御を行い、エンジン１１を自律回転させることができる。

一方、プライマリ軸３２の長手方向の他端には、走行用モータ１２が連結されている。走行用モータ１２のステータ７８には、インバータ７９を介して蓄電装置が接続されている。走行用モータ１２は、発電機および電動機として機能する所謂モータジェネレータである。このため、蓄電装置の電力を走行用モータ１２に供給して電動機として起動させる制御と、プライマリ軸３２の動力で走行用モータ１２を発電機として起動させ、発生した電力を蓄電装置に蓄電する制御とを実行可能である。

また、セカンダリ軸３３には、ヒューズクラッチ１７を介して駆動輪出力軸１８が連結されている。この駆動輪出力軸１８には、ディファレンシャル機構１９およびアクスル軸２０を介して駆動輪２１が連結されている。

トルク伝達軸８９と、無段変速機１３のプライマリ軸３２との間の動力伝達経路には、解放状態と係合状態とに切り換えられる入力クラッチ３０が設けられている。入力クラッチ３０は、多板クラッチまたは単板クラッチのいずれでもよい。また、入力クラッチ３０は、湿式クラッチまたは乾式クラッチのいずれでもよい。また、入力クラッチ３０のトルク容量を制御する油圧室９５が設けられている。

エンジン１１及び走行用モータ１２から、駆動輪２１に至る動力伝達経路に設けられた無段変速機１３のプライマリプーリ１４の背面側にはプライマリ室３４が区画されている。プライマリプーリ１４は、プライマリ軸３２の長手方向に移動可能な可動シーブと、プライマリ軸３２の長手方向には移動不可能な固定シーブとを有する。プライマリ室３４の油圧は、プライマリプーリ１４の可動シーブの背面に作用する。

また、セカンダリ軸３３にはセカンダリプーリ１５が設けられており、セカンダリプーリ１５は、セカンダリ軸３３の長手方向に移動可能な可動シーブと、セカンダリ軸３３の長手方向には移動不可能な固定シーブとを有する。セカンダリプーリ１５の背面側にはセカンダリ室３５が区画されている。セカンダリ室３５の油圧は、セカンダリプーリ１５の可動シーブの背面に作用する。さらに、セカンダリ室３５内にはリターンスプリングが設けられており、リターンスプリングは、セカンダリプーリ１５の可動シーブを固定シーブに近づける向きの力を生じる。

さらに、プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５には駆動チェーン３６が巻き掛けられている。このため、リターンスプリングの力によってセカンダリプーリ１５は駆動チェーン３６に挟圧力を加えている。

そして、プライマリ室３４における作動油量を制御すると、駆動チェーン３６の張力と、プライマリプーリ１４の可動シーブに加わる推力との関係に基づきプライマリプーリ１４の可動シーブが長手方向に移動し、プライマリプーリ１４における駆動チェーン３６の巻き掛け径が変化する。例えば、プライマリ室３４の作動油量が増加すると、プライマリプーリ１４における駆動チェーン３６の巻き掛け径が大きくなり、無段変速機１３でアップシフトが行われる。

これに対して、プライマリ室３４の作動油量が減少すると、プライマリプーリ１４における駆動チェーン３６の巻き掛け径が小さくなり、無段変速機１３でダウンシフトが行われる。このようにして、プライマリ軸３２の回転速度と、セカンダリ軸３３の回転速度との比、つまり、変速比を無段階に変更することができる。

また、セカンダリ室３５の油圧を制御すると、セカンダリプーリ１５から駆動チェーン３６に加えられる挟圧力が変化し、無段変速機１３のトルク容量を制御することができる。

前述したように、無段変速機１３と駆動輪２１との間には、ヒューズクラッチ１７が設けられている。ヒューズクラッチ１７は、セカンダリ軸３３と駆動輪出力軸１８との間におけるトルク容量を制御する機構である。ヒューズクラッチ１７は、多板クラッチまたは単板クラッチのいずれでもよい。また、ヒューズクラッチ１７は、湿式クラッチまたは乾式クラッチのいずれでもよい。そして、ヒューズクラッチ１７は、油圧室９２の油圧が制御されてトルク容量が調整される。ヒューズクラッチ１７は、摩擦板の表面に摩擦材を貼り付けてある。

前述した無段変速機１３やトルクコンバータ１６、油圧室９２，９５等のオイル必要部に対して、作動油を供給するため、トロコイドポンプ等のメカポンプ４１が設けられている。また、オイル必要部に供給する作動油の流量または圧力を制御するため、バルブユニット４２が設けられている。バルブユニット４２は、プライマリ室３４の作動油量を制御する流量制御弁、セカンダリ室３５、油圧室９２，９５の油圧を別々に制御する圧力制御弁、これらのバルブ同士及びオイルパンを接続する油圧回路等を有する。

圧力制御弁は、通電と非通電との比率であるデューティ比を制御することにより、出力油圧を制御することのできるデューティソレノイドバルブである。バルブユニット４２は、油圧室９２の油圧を制御するデューティソレノイドバルブ９７を有する。デューティソレノイドバルブ９７は、通電と非通電との比率であるデューティ比を調整すると、油圧室９２に伝達する油圧力が変化する。また、流量制御弁は、開閉を切り換えることにより、作動油量を制御するオン・オフソレノイドバルブである。

そして、メカポンプ４１が駆動して、メカポンプ４１から吐出された作動油は、バルブユニット４２を経て、無段変速機１３、トルクコンバータ１６、ヒューズクラッチ１７、入力クラッチ３０等に供給される。具体的には、プライマリ室３４の作動油の流量、セカンダリ室３５の作動油の油圧、油圧室９２，９５の油圧が、それぞれ別々に制御される。

一方、メカポンプ４１は、アウタロータ４３と、アウタロータ４３に組み込まれるインナロータ４４とを備えている。インナロータ４４の一端には、ロータ軸４５および従動スプロケット４６が取り付けられている。ロータ軸４５に平行となるプライマリ軸３２には、一方向クラッチ４７を介して駆動スプロケット４８が取り付けられている。

駆動スプロケット４８および従動スプロケット４６にはチェーン４９が巻き掛けられており、プライマリ軸３２とインナロータ４４とはチェーン機構５０を介して連結されている。このように、メカポンプ４１は、チェーン機構５０によって構成される第１駆動系５１を介して、動力伝達経路５２の一部を構成するプライマリ軸３２に連結されている。なお、動力伝達経路５２は、無段変速機１３、ヒューズクラッチ１７、駆動輪出力軸１８、ディファレンシャル機構１９およびアクスル軸２０等を含む。

メカポンプ４１のインナロータ４４の他端には、ロータ軸６１および従動スプロケット６２が取り付けられている。トルクコンバータ１６のポンプシェルに固定されるとともにロータ軸６１に平行となる中空軸６４には、一方向クラッチ６５を介して駆動スプロケット６６が取り付けられている。駆動スプロケット６６および従動スプロケット６２にはチェーン６７が巻き掛けられており、中空軸６４とインナロータ４４とはチェーン機構６８を介して連結されている。このように、メカポンプ４１は、チェーン機構６８およびトルクコンバータ１６によって構成される第２駆動系６９を介して、エンジン１１のクランク軸２２に連結されている。

第１駆動系５１を構成する一方向クラッチ４７は、正転方向に回転するプライマリ軸３２からインナロータ４４に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断している。同様に、第２駆動系６９を構成する一方向クラッチ６５は、正転方向に回転する中空軸６４からインナロータ４４に動力を伝達する一方、これとは逆向きの動力伝達を遮断する。

すなわち、プライマリ軸３２が中空軸６４よりも速く回転する場合には、走行用モータ１２側のプライマリ軸３２によってメカポンプ４１が駆動される一方、中空軸６４がプライマリ軸３２よりも速く回転する場合には、エンジン１１側の中空軸６４によってメカポンプ４１が駆動される。

なお、プライマリ軸３２の正転方向とは、前進走行時におけるプライマリ軸３２の回転方向である。また、中空軸６４の正転方向とは、エンジン作動時におけるクランク軸２２の回転方向である。

前述したように、メカポンプ４１のインナロータ４４には、プライマリ軸３２と中空軸６４とが連結されている。これにより、エンジン１１が駆動されるパラレル走行モードにおいては、エンジン１１によって常にメカポンプ４１を駆動することができ、メカポンプ４１から吐出された作動油を、無段変速機１３及びトルクコンバータ１６、入力クラッチ３０のトルク容量を制御する油圧室、ヒューズクラッチ１７のトルク容量を制御する油圧室９２等に供給することが可能である。

車両制御装置７０は、車両１０の走行モードとしてモータ走行モードまたはパラレル走行モードを選択できる。モータ走行モードが選択されると、入力クラッチ３０が解放され、エンジン１１とプライマリ軸３２との間の動力伝達経路が遮断される。また、モータ走行モードが選択されると、エンジン１１が停止されるとともに、アクセルペダルが踏み込まれていると、走行用モータ１２を電動機として起動させ、走行用モータ１２のトルクを駆動輪２１に伝達する。

なお、モータ走行モードが選択され、かつ、車両１０の走行中にアクセルペダルが戻されると、車両１０の惰力走行による運動エネルギが、駆動輪出力軸１８、無段変速機１３を経由してプライマリ軸３２に伝達されるため、走行用モータ１２を発電機として起動させ、駆動輪２１に回生制動力を与えることもできる。

一方、車両１０の走行モードとしてパラレル走行モードが選択されると、入力クラッチ３０が係合され、かつ、エンジン１１のトルクを、無段変速機１３を経由して駆動輪２１に伝達することができる。なお、パラレル走行モードが選択されると、エンジン１１のトルク及び走行用モータ１２のトルクの両方を、駆動輪２１に伝達することもできる。

エンジン１１のトルクだけを駆動輪２１に伝達するか、エンジン１１のトルク及び走行用モータ１２のトルクの両方を駆動輪２１に伝達するかは、車速、アクセル開度等から求められる目標駆動力、エンジン１１の燃費、走行用モータ１２に接続された蓄電装置の充電量等の条件に基づいて、ハイブリッド用制御ユニット８１が判断する。

ハイブリッド用制御ユニット８１は、インバータ７９を介して走行用モータ１２の回転速度、回生トルク、力行トルク等を制御する。回生トルクは、走行用モータ１２を発電機として起動させる場合のトルクであり、力行トルクは、走行用モータ１２を電動機として起動させる場合のトルクである。また、ハイブリッド用制御ユニット８１は、エンジン１１における吸入空気量、燃料噴射量等を制御して、エンジン１１の出力、すなわち、エンジントルク及びエンジン回転数を制御する。

ハイブリッド用制御ユニット８１は、運転者がモード切替スイッチを操作することにより、モータ走行モードとパラレルモードとを切り換える構成、または、運転者がモード切替スイッチを操作することなく、車両１０の状況に応じて自動的に切り替えられる構成のいずれでもよい。このため、ハイブリッド用制御ユニット８１は、走行用モータ１２に接続された蓄電装置の充電量、目標駆動力から求められる目標出力、エンジン１１の燃費等に基づいて、車両１０で理想的なエネルギ消費が行われるように、エンジン１１の出力及び走行用モータ１２の出力、無段変速機１３の変速比等を制御するマップ、データ等を記憶している。

そして、モータ走行モードが選択されてエンジン１１が停止され、かつ、走行用モータ１２が駆動されると、プライマリ軸３２の動力によってメカポンプ４１を駆動することが可能となる。このように、メカポンプ４１は、無段変速機１３の入力側に設けられたプライマリ軸３２の動力によって駆動される。

また、車両制御装置７０は、モータ走行モードが選択され、かつ、車両１０が停止している時、または、車両１０の減速中等のように、エンジン１１に連結されたメカポンプ４１の作動油の吐出量が少ない場合は、バルブユニット４２の油圧回路の基本油圧、つまり、ライン圧を確保するため、電動モータ７１によって駆動される電動ポンプ７２を備えている。

図２に示すように、車両制御装置７０は、前記ハイブリッド用制御ユニット８１の他に、電動ポンプ７２、無段変速機１３の変速比及びトルク容量、入力クラッチ３０の油圧室９５の油圧、ヒューズクラッチ１７の油圧室９２の油圧等を制御する制御ユニット７３を有する。制御ユニット７３は、制御信号等を演算するＣＰＵ、制御プログラム、演算式およびマップデータ等を格納するＲＯＭ、一時的にデータを格納するＲＡＭ等によって構成されている。

制御ユニット７３には、駆動輪２１の回転速度を検出する車輪速センサ７４の信号、走行用モータ１２が備えるロータ７５の回転速度を検出するモータ回転センサ７６の信号、運転者によるブレーキペダルの踏み込み状況を検出するブレーキスイッチ７７の信号、プライマリ軸３２の回転数を検出するプライマリ軸センサ９３の信号、セカンダリ軸３３の回転数を検出するセカンダリ軸センサ９４の信号、アクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサの信号、トルク伝達軸８９の回転数を検知するタービン回転数センサの信号、駆動輪出力軸１８の回転数を検出する回転数センサ９６の信号等が入力される。

車輪速センサ７４の信号から、車速が求められる。制御ユニット７３には、故障診断タイマーが内蔵されている。故障診断タイマーは、ヒューズクラッチ１７が異常であるか正常であるかを判断する際に、経過時間を計測する。

制御ユニット７３とハイブリッド用制御ユニット８１とはＣＡＮ（コントローラ・エリア・ネットワーク)８２により接続されており、制御ユニット７３とハイブリッド用制御ユニット８１との間で、ＣＡＮ８２を介して信号の授受が行われる。

上記したヒューズクラッチ１７の機能及びトルク容量の制御について説明する。車両１０において、エンジン１１または走行用モータ１２のうち、少なくとも一方から出力されたトルクを、無段変速機１３を経由させて駆動輪２１に伝達するにあたり、ヒューズクラッチ１７の目標トルク容量は、無段変速機１３から伝達されるトルクにより、ヒューズクラッチ１７が滑ることを防止できる値に設定される。

さらに、ヒューズクラッチ１７の目標トルク容量は、上記条件に加えて、駆動輪２１のスリップ等が生じて駆動輪出力軸１８に過大なトルクが入力された場合に、無段変速機１３で駆動チェーン３６の滑りが生じる前に、ヒューズクラッチ１７を滑らせることができる値に設定される。

さらに、無段変速機１３を経由してヒューズクラッチ１７に入力されるトルクは一定ではなく、車両１０の走行条件、例えば、エンジン１１のトルク、走行用モータ１２のトルク、無段変速機１３の変速比等により変動する。このため、ヒューズクラッチ１７の目標トルク容量も、車両１０の走行条件に応じて変化する。ここで、ヒューズクラッチ１７に用いられている摩擦材が摩耗していなければ、油圧室９２の油圧を基準油圧に制御すると、ヒューズクラッチ１７の実トルク容量は、目標トルク容量となる。基準油圧は、無段変速機１３を経由してヒューズクラッチ１７に入力されるトルクにより、ヒューズクラッチ１７で滑りが生じないように、実験、シミュレーション等を行って求めた値である。

本実施形態において、ヒューズクラッチ１７のトルク容量は、バルブユニット４２が油圧室９２の油圧に応じて調整される。具体的には、ヒューズクラッチ１７は、油圧室９２の油圧が上昇するとトルク容量が上昇し、ヒューズクラッチ１７が係合される。これに対して、油圧室９２の油圧が低下するとトルク容量が低下し、ヒューズクラッチ１７が解放される。

次に、ヒューズクラッチ１７に関連して、車両制御装置７０で行われる制御ロジックの一例を、図３のフローチャートに基づいて説明する。図３のフローチャートで示される制御ロジックは、モータ走行モードまたはパラレル走行モードのいずれが選択されている場合にも実行可能である。すなわち、アクセルペダルが踏み込まれており、エンジン１１または走行用モータ１２のうち、少なくとも一方から出力されたトルクが、無段変速機１３を経由してヒューズクラッチ１７に入力されている際に実行される。

まず、制御ユニット７３は、ステップＳ１０において、セカンダリ軸３３と駆動輪出力軸１８との回転数差NDが、所定値以上であるか否かを判断する。ステップＳ１０の判断で用いる所定値は、ヒューズクラッチ１７の摩擦材が摩耗する異常が発生しているか否かを判断するためのしきい値であり、予め制御ユニット７３に記憶されている。所定値は、回転数差０よりも大きい値である。制御ユニット７３は、ステップＳ１０でＮｏと判断すると、ステップＳ１１に進み、故障診断タイマーNGTMINC を０にリセットする。

これに対して、制御ユニット７３は、ステップＳ１０でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１２に進み、故障診断タイマーNGTMINC をインクリメントする。すなわち、故障診断タイマーが、ステップＳ１０でＹｅｓと判断されてからの経過時間のカウントを開始する。

そして、制御ユニット７３は、ステップＳ１１またはステップＳ１２のいずれを実行した場合も、ステップＳ１３に進む。制御ユニット７３は、ステップＳ１３において、回転数差NDに応じて、故障確定時間NGTMを求める。制御ユニット７３は、回転数差NDに基づいて、ヒューズクラッチ１７が異常であるとの判断を行う。この故障確定時間NGTMは、回転数差NDが所定値以上となった時点から、ヒューズクラッチ１７が異常であると判断するために用いる基準である。

ステップＳ１３の処理を行うために、制御ユニット７３に記憶されているマップの一例を、図４を参照して説明する。図４に示すマップ（グラフ図）は、横軸に回転数差NDが表され、縦軸に故障確定時間が表されている。そして、図４のマップには、回転数差NDが大きくなるほど、故障確定時間が短くなる傾向の特性線が示されている。

制御ユニット７３は、ステップＳ１３に次いでステップＳ１４の判断を行う。ステップＳ１４では、インクリメントされている故障診断タイマーNGTMINC で計測される経過時間が、故障確定時間NGTM以上となったか否かを判断する。

制御ユニット７３は、ステップＳ１４でＮｏと判断すると、ステップＳ１５に進み、故障フラグNGCLを前置保持する。つまり、
NGCL=NGCLｎ−１
とする。ここで、
NGCLｎ−１
は前回の制御ルーチン実行時における故障フラグを表す。このステップＳ１５では、前回の制御ルーチン実行時における故障フラグが、そのまま保持される。つまり、制御ユニット７３は、ヒューズクラッチ１７が正常であると判断する。

一方、制御ユニット７３は、ステップＳ１４でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１６に進み、故障フラグNGCLを
NGCL=１
とする。つまり、制御ユニット７３は、ヒューズクラッチ１７が異常であると判断する。

さらに、制御ユニット７３は、ステップＳ１７において、
故障フラグNGCL=１
がセットされているか否かを判断する。

制御ユニット７３は、ステップＳ１７でＮｏと判断すると、ステップＳ１８に進み通常制御を実行し、図３の制御ルーチンを終了する。ステップＳ１８で実行される通常制御とは、油圧室９２の油圧を、制御ユニット７３に予め記憶されている基準油圧とすることである。

これに対して、制御ユニット７３は、ステップＳ１７でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１９に進みフェールセーフ制御を実行し、図３の制御ルーチンを終了する。ステップＳ１９で実行されるフェールセーフ制御とは、油圧室９２の油圧を、基準油圧よりも高い値とすることである。フェールセーフ制御は、無段変速機１３を経由してヒューズクラッチ１７に入力されるトルクにより、ヒューズクラッチ１７で滑りが生じている場合に、油圧室９２の油圧を上昇させることで、ヒューズクラッチ１７の滑りを防止するために行われる。

なお、フェールセーフ制御が実行されてヒューズクラッチ１７のトルク容量が高められた後に、駆動輪２１がスリップした場合は、無段変速機１３で滑りが生じる前に、ヒューズクラッチ１７が先に滑るという本来の機能を確保できるように、油圧室９２の油圧上昇分が設定される。

次に、図３のフローチャートに対応するタイムチャートの一例を、図５に基づいて説明する。図５においては、便宜上、大小２つの回転数差NDが示され、２つの回転数差NDの大きさに応じて、故障確定時間の特性線が２つ示されている。大きい回転数差NDが実線で示され、小さい回転数差NDが破線で示されている。

また、回転数差NDが大きい場合に用いられる故障確定時間が実線で示され、回転数差NDが小さい場合に用いられる故障確定時間が破線で示されている。なお、回転数差NDが大きい、小さいとは、便宜上示した２つの回転数差同士の相対関係であり、回転数差が大きい、小さいを決めるしきい値がある訳ではない。

図５のタイムチャートにおいて、時刻ｔ１以前では、油圧室９２の油圧が一定に制御され、かつ、回転数差NDが０で一定である。このため、
故障フラグNGCL=０
であり、故障診断タイマーNGTMINC は０にリセットされている。

そして、時刻ｔ１から回転数差NDが０を超えて増加するが、回転数差NDが所定値未満では、故障診断タイマーが０にリセットされている。所定値は、ステップＳ１０の判断に用いる値である。時刻ｔ２で回転数差NDが所定値以上になると、故障診断タイマーがインクリメントを開始する。

回転数差NDが大きい場合は、時刻ｔ３で故障診断タイマーによりカウントされる経過時間が、実線の故障確定時間に到達し、
故障フラグNGCL=１
がセットされる。つまり、制御ユニット７３は、ヒューズクラッチ１７が異常と判断する。また、時刻ｔ３から油圧室９２の油圧が上昇し、時刻ｔ４以降は、油圧室９２の油圧が一定に制御されている。

一方、回転数差NDが小さい場合は、時刻ｔ２、時刻ｔ３を過ぎても、故障診断タイマーにより計測される経過時間は、破線の故障確定時間に到達していない。そして、回転数差NDが小さい場合は、時刻ｔ５で、故障診断タイマーにより計測される経過時間が、破線の故障確定時間に到達すると、
故障フラグNGCL=１
がセットされる。つまり、制御ユニット７３は、ヒューズクラッチ１７が異常であると判断する。また、時刻ｔ５から油圧室９２の油圧が上昇し、時刻ｔ６以降は、油圧室９２の油圧が一定に制御されている。

ここで、比較例の制御を図５のタイムチャートにより説明する。比較例の制御は、回転数差に関わりなく、同じ故障確定時間が用いられている。図５では、故障診断タイマーによりカウントされる経過時間が、時刻ｔ７で故障確定時間に到達した例が示されている。また、時刻ｔ７で故障フラグがセットされ、かつ、ヒューズクラッチに作用する油圧室の油圧が上昇される。このため、時刻ｔ７以前においては、回転数差が一点鎖線のように増加し、時刻ｔ７以降は回転数差が減少している。

上記のように、車両制御装置７０は、ヒューズクラッチ１７の摩擦材が摩耗して、無段変速機１３から伝達されるトルクで滑りが生じる異常の有無を検知しており、車両制御装置７０は、ヒューズクラッチ１７が異常であると判断すると、回転数差NDが大きいほど、故障確定時間を短く設定する。このため、ヒューズクラッチ１７の摩擦材の状態に応じて、ヒューズクラッチ１７のトルク容量を上昇させ、ヒューズクラッチ１７の滑りを抑制できる。具体的には、回転数差NDが大きいほど、なるべく早期にヒューズクラッチ１７のトルク容量を上昇できる。したがって、ヒューズクラッチ１７の摩擦材の摩耗が促進されることを防止できる。

また、車両制御装置７０は、比較例の制御に比べて、回転数差NDが一層大きくなる前に、ヒューズクラッチ１７の油圧室９２の油圧を上昇させる。したがって、ヒューズクラッチ１７のトルク容量を増加する制御の実行前後におけるトルク容量の差を小さくすることができ、ヒューズクラッチ１７のトルク容量増加によるショックを回避でき、かつ、摩擦材の損傷を抑制できる。

本実施形態において、ヒューズクラッチ１７が異常と、ヒューズクラッチ１７が故障とは、技術的に同義である。また、ヒューズクラッチ１７が異常であると判断しても、ヒューズクラッチ１７のトルク容量を制御するアクチュエータとしてのデューティソレノイドバルブ９７、バルブユニット４２等の機構は正常であるため、油圧室９２の油圧を制御できる。

本実施形態で説明した構成と、本発明の構成との対応関係を説明すると、エンジン１１及び走行用モータ１２が、本発明の動力源に相当し、ヒューズクラッチ１７が、本発明のクラッチに相当し、制御ユニット７３が、本発明の検出部及び判断部に相当する。また、セカンダリ軸３３の回転数が、本発明におけるクラッチの入力回転数に相当し、駆動輪出力軸１８の回転数が、本発明におけるクラッチの出力回転数に相当する。故障確定時間NGTMが、本発明の所定時間に相当する。

本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。例えば、図３のステップＳ１３の処理を実行するにあたり、基準となる回転数差に対応して、基準となる故障確定時間を記憶しておき、実際の回転数差が、基準となる回転数差と異なる場合は、基準となる故障確定時間を補正して、実際の回転数差に応じた故障確定時間を求めることも可能である。また、本発明において、クラッチの入力回転数及び出力回転数に代えて、入力回転速度及び出力回転速度を用い、回転速度の差を用いても、技術的には同様の効果を得られる。

また、本発明のクラッチは、デューティソレノイドバルブから出力される油圧力でトルク容量が制御される油圧制御式クラッチの他、ソレノイドへの通電により形成される磁気吸引力で摩擦板が動作し、トルク容量が制御される電磁クラッチを含む。電磁クラッチの場合、ソレノイドがトルク容量制御部に相当する。このような電磁クラッチは、特開２０１２−２４５８３３号公報、特開２０１２−２５０６０２号公報等に記載されているように周知技術であるため、図示および説明を省略する。

さらに、無段変速機としてチェーンドライブ式の無段変速機を示しているが、本発明における無段変速機は、ベルトドライブ式やトラクションドライブ式の無段変速機を含む。ベルトドライブ式の無段変速機は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリにベルトが巻き掛けられている。トラクションドライブ式の無段変速機は、入力ディスク及び出力ディスクと、入力ディスクと出力ディスクとの間に介在されるパワーローラとを有する。駆動チェーン及びベルトが、本発明の巻き掛け伝動部材に相当する。

さらに、本発明の駆動輪は、前輪または後輪の少なくとも一方であればよい。さらに、本発明で対象とする車両は、走行用モータに代えてフライホイールシステムを動力源とする車両を含む。さらに、本発明で対象とする車両は、走行用モータに代えて油圧モータを動力源とする車両を含む。

１１ エンジン
１２ 走行用モータ
１３ 無段変速機
１７ ヒューズクラッチ
２１ 駆動輪
７３ 制御ユニット
９７ デューティソレノイドバルブ

Claims (2)

1. 動力源と駆動輪との間に設けられた変速機と、前記変速機と前記駆動輪との間に設けられたクラッチと、を有する車両用制御装置であって、
   前記動力源のトルクが前記変速機を経由して前記クラッチに入力されている際に、前記クラッチの入力回転数と出力回転数との差を検出する検出部と、
   前記入力回転数と前記出力回転数との差が所定値以上となった時点から、前記入力回転数と前記出力回転数との差が所定値以上の状態が継続して所定時間が経過すると前記クラッチのトルク容量が低下する異常であると判断する判断部と、
   を有し、
   前記判断部は、前記入力回転数と前記出力回転数との差が大きいほど、前記所定時間を短く設定する、車両用制御装置。
2. 請求項１に記載された車両用制御装置において、
   前記変速機は、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛け伝動部材を巻き掛けた無段変速機であり、
   前記判断部は、前記動力源のトルクが前記無段変速機を経由して前記クラッチに伝達されている際に、前記クラッチのトルク容量が低下する異常であると判断する、車両用制御装置。

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