JP6314764B2 - 車両の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータの回転によりピストンが移動させられて係合と解放とが切り替えられる形式の摩擦クラッチを備えた車両の制御装置に関するものである。

車両用の摩擦クラッチにおける指示値(或いは、摩擦クラッチを作動させるアクチュエータの動き)と、クラッチトルクとの関係であるクラッチトルクの特性を学習により補正して、個体差や経時変化等の影響を小さくする車両の制御装置が良く知られている。例えば、特許文献１に記載された車両の駆動状態制御装置がそれである。この特許文献１には、前置エンジン後輪駆動(ＦＲ)をベースとする四輪駆動車両において、二輪駆動(２ＷＤ)モード選択時の前輪側プロペラシャフトの回転停止を条件に、トランスファの一部を構成する多板クラッチ機構のアクチュエータに印加する電流を零から漸増し、前輪側プロペラシャフトの回転が開始する時点での電流値を、四輪駆動(４ＷＤ)モード選択時に前輪側への分配トルクを零から増大させるときの分配トルク伝達開始時電流値とするように、多板クラッチ機構のアクチュエータに供給される電流とクラッチにより調整される分配トルクとの関係を更新する技術が開示されている。

特開２０１３−９５２１３号公報

ところで、前記特許文献１の技術のように、摩擦クラッチの係合態様をその係合に伴って変化する回転部材の回転速度変化を用いて捉えようとすると、トルク特性を補正する為に、その回転部材の回転速度を検出する回転速度センサが必要となる。その為、回転速度センサの分、コストアップとなったり、センサ故障による信頼性の低下を招くおそれがある。又、摩擦クラッチが適用されるハード構成によっては、トルク特性を補正する為に、複数の回転速度センサを必要とする場合がある。回転速度センサが多い分、コストアップや信頼性の低下を招き易くなる。尚、上述したような課題は未公知である。

本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、モータの回転によりピストンが移動させられて係合と解放とが切り替えられる形式の摩擦クラッチのクラッチトルクの特性を学習により補正する場合に、コストアップが抑制され、又、信頼性も向上させることができる車両の制御装置を提供することにある。

前記目的を達成する為の第１の発明の要旨とするところは、(a) モータの回転によりピストンが移動させられて係合と解放とが切り替えられる形式の摩擦クラッチを備えた車両の、制御装置であって、(b) 前記モータの回転位置と前記モータの駆動電流とを検出し、(c) 前記モータを回転させたときに前記モータの回転位置の変化に対する前記モータの駆動電流の変化が所定値以内となる電流安定領域で検出された前記モータの駆動電流の平均値を零とするように、前記検出した値に基づく前記モータの回転位置と前記モータの駆動電流との間の関係を補正し、(d) 前記モータの回転位置と前記モータの駆動電流との間の関係を、前記補正された、前記検出した値に基づく関係と、前記電流安定領域での前記モータの駆動電流が零とされた、予め定められた関係とで比較し、(e) 前記補正された関係と前記予め定められた関係とを比較したときの、前記モータの同じ駆動電流値における回転位置差に基づいて、前記モータの回転位置に対する前記摩擦クラッチのクラッチトルクの特性を補正することにある。

このようにすれば、モータの回転位置とモータの駆動電流との間の関係を、検出した値に基づく関係と予め定められた関係とで比較することで、摩擦クラッチの個体毎のクラッチトルクの特性が捉えられたり、又は、クラッチトルクの特性の経時変化が捉えられる。これにより、摩擦クラッチの係合に伴って変化する回転部材の回転速度を検出する回転速度センサを付加することなく、モータの回転位置に対する摩擦クラッチのクラッチトルクの特性が適切に補正される。よって、摩擦クラッチのクラッチトルクの特性を学習により補正する場合に、コストアップが抑制され、又、信頼性も向上させることができる。加えて、電流安定領域の電流値である、クラッチトルクが発生させられないパック詰めの領域の電流値を用いることは、クラッチトルクが発生させられる領域におけるモータの回転位置とモータの駆動電流との相関(比例関係)を向上させることにつながるので、学習による補正の精度が向上させられる。又、電流安定領域の電流値の個体ばらつきを抑制することができ、クラッチトルクが発生させられる領域におけるモータの回転位置とモータの駆動電流との比例関係が向上させられて、学習による補正の精度が向上させられる。

また、第２の発明は、前記第１の発明に記載の車両の制御装置において、前記補正された前記クラッチトルクの特性に基づいて、前記摩擦クラッチのパック詰めまでの前記モータの駆動電流値、前記摩擦クラッチのパック詰め後の前記モータの駆動電流値、及び前記摩擦クラッチのパック詰め後に前記モータの駆動電流値の増大を開始する時期を決定して、前記クラッチトルクを制御することにある。このようにすれば、クラッチトルクの制御精度が向上させられる。

また、第３の発明は、前記第１の発明又は第２の発明に記載の車両の制御装置において、前記車両は、左右の車輪にトルクを配分するトルク配分装置を備えており、前記摩擦クラッチは、前記トルク配分装置による前記左右の車輪へのトルクの配分に関与するクラッチであり、前記補正された前記クラッチトルクの特性に基づいて、前記クラッチトルクを制御することで前記左右の車輪へのトルクの配分を制御することにある。このようにすれば、左右の車輪へのトルク配分の制御精度が向上させられる。
また、第４の発明は、前記第１の発明乃至第３の発明の何れか１つに記載の車両の制御装置において、前記クラッチトルクの特性を補正したときの、前記摩擦クラッチに対して影響を及ぼす温度に基づいて、前記温度が所定温度であるときの値とするように前記クラッチトルクの特性を更に補正することにある。

本発明が適用される車両に備えられたトルク配分装置の概略構成を説明する図であると共に、トルク配分装置における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。 モータ回転角度の変化とモータ電流の変化との一例を同じ時系列に重ねて示す図であって、電流安定領域を説明する為の図である。 クラッチトルクの特性の学習ロジックの概要を説明する為の図であって、実モータ回転角度と実モータ電流との間の関係の一例を示す図である。 クラッチトルクの特性の学習ロジックの概要を説明する為の図であって、補正されたモータ回転角度とモータ電流との間の関係の一例を示す図である。 クラッチトルクの特性の学習ロジックの概要を説明する為の図であって、モータ回転角度とモータ電流との間の、補正された関係と予め定められた関係とを比較した一例を示す図である。 クラッチトルクの特性の学習ロジックの概要を説明する為の図であって、クラッチトルクの特性の学習結果の一例を示す図である。 モータ電流を制御量として用いる場合のモータ制御指令信号の一例を示す図である。 電子制御装置の制御作動の要部すなわちクラッチのクラッチトルクの特性を学習により補正する場合にコストアップが抑制され、又、信頼性も向上させる為の制御作動を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明が適用される車両１０に備えられたトルク配分装置１２の概略構成を説明する図であると共に、トルク配分装置１２における各種制御の為の制御機能及び制御系統の要部を説明する図である。図１において、車両１０は、例えばＦＲ車両である。車両１０は、例えばエンジン等の駆動力源１４を備えている。車両１０において、駆動力源１４からの動力(特に区別しない場合にはトルクや力も同義)は、プロペラシャフト１６、トルク配分装置１２などを順次介して、左右の車輪としての左右の後輪１８Ｌ，１８Ｒ(以下、特に区別しない場合には後輪１８という)へ伝達される。

トルク配分装置１２は、後輪用差動歯車装置２０(以下、差動歯車装置２０という)や左右の後輪車軸２２Ｌ，２２Ｒ(以下、特に区別しない場合には車軸２２という)などを備えている。トルク配分装置１２は、左右の後輪１８にトルクを配分する。例えば、トルク配分装置１２は、プロペラシャフト１６へ伝達された駆動力源１４からの動力を、差動歯車装置２０から左右の車軸２２を介して左右の後輪１８に配分する。このように、トルク配分装置１２は、駆動力源１４からの動力を左右の駆動輪としての後輪１８に配分する左右駆動力配分装置として機能する。尚、トルク配分装置１２によるトルクの配分には、左右の後輪１８Ｌ，１８Ｒ間でのトルクの移動も含まれる。

差動歯車装置２０は、デフケース２０ｃと、傘歯歯車からなる差動機構２０ｄとを備えており、左右の車軸２２に適宜差回転を与えつつ回転を伝達する公知の傘歯車式の差動歯車機構である。デフケース２０ｃには、プロペラシャフト１６の先端に設けられたドライブピニオン１６ｄと噛み合う、リングギヤ２０ｒが設けられている。従って、プロペラシャフト１６へ伝達された駆動力源１４からの動力は、ドライブピニオン１６ｄからリングギヤ２０ｒを介してデフケース２０ｃへ伝達される。

トルク配分装置１２は、更に、デフケース２０ｃと左右の車軸２２との間に、それぞれ左右の増速装置２４Ｌ，２４Ｒ(以下、特に区別しない場合には増速装置２４という)を備えている。増速装置２４Ｌ，２４Ｒは左右対称的に構成されているので、増速装置２４Ｌ，２４Ｒがそれぞれ備える部材について、同一の部材には同一の符号を付してある。

左右の増速装置２４は、左右の第１遊星歯車装置２６と、左右の第２遊星歯車装置２８と、左右のクラッチ３０Ｌ，３０Ｒ(以下、特に区別しない場合にはクラッチ３０という)と、左右のモータＭとを備えている。第１遊星歯車装置２６と第２遊星歯車装置２８とは、車軸２２の軸心回りに軸心方向に並んで配設されている。第１遊星歯車装置２６は差動歯車装置２０側に配置され、第２遊星歯車装置２８は後輪１８側に配置されている。クラッチ３０は、車軸２２の軸心回りに配設された、多板式のクラッチである。クラッチ３０は、モータＭの回転に伴って車軸２２の軸心方向に沿って移動させられるピストン３０ｐを備えており、そのピストン３０ｐによって押圧されることで係合力が変化させられる。モータＭの回転は、複数の減速ギヤを有するギヤ機構３２を介して減速されてカム３４に伝達され、カム３４の回転運動は、カム３４とボール３６とにより車軸２２の軸心方向の直線運動に変換されてピストン３０ｐに伝達される。つまり、クラッチ３０は、モータＭの回転によりピストン３０ｐが移動させられて係合と解放とが切り替えられる形式の摩擦クラッチであって、モータＭの回転角度Ａm(以下、モータ回転角度Ａmという)、又は、モータＭの駆動トルクＴm(以下、モータトルクＴmという)、又は、モータＭの駆動電流Ｉm(以下、モータ電流Ｉmという)などによって、係合力(クラッチトルクＴcltも同意)が変化させられる。

第１遊星歯車装置２６は、サンギヤ２６ｓと、そのサンギヤ２６ｓと噛み合う複数の遊星歯車２６ｐとを備えている。第２遊星歯車装置２８は、サンギヤ２８ｓと、そのサンギヤ２８ｓと噛み合う複数の遊星歯車２８ｐとを備えている。加えて、第１遊星歯車装置２６及び第２遊星歯車装置２８は、遊星歯車２６ｐ及び遊星歯車２８ｐをそれぞれ自転及び公転可能に支持する、共通のキャリヤ２６ｃを備えている。

第１遊星歯車装置２６及び第２遊星歯車装置２８において、サンギヤ２６ｓは、デフケース２０ｃに連結されており、デフケース２０ｃと一体的に回転する。サンギヤ２８ｓは、車軸２２に連結されており、車軸２２と一体的に回転する。遊星歯車２６ｐと遊星歯車２８ｐとは、一体的に設けられている。キャリヤ２６ｃは、クラッチ３０を介して選択的に非回転部材であるハウジング３８に連結される。一例として、サンギヤ２６ｓの歯数ＺＳ１は、サンギヤ２８ｓの歯数ＺＳ２よりも多く、遊星歯車２８ｐの歯数ＺＰ２は、遊星歯車２６ｐの歯数ＺＰ１よりも多く設定される。

このように構成されたトルク配分装置１２において、左右のクラッチ３０が共に解放されると、差動歯車装置２０のみを介して左右の後輪１８にトルクの配分が行われる。又、クラッチ３０が係合制御(特に、ここではスリップ制御)されることにより、クラッチ３０が係合制御された側の増速装置２４を介して、デフケース２０ｃのトルクが車軸２２、更には後輪１８へ伝達される。つまり、クラッチ３０が係合制御された側のキャリヤ２６ｃの回転が制限されることに伴って、その係合制御された側の後輪１８を増速回転させるトルクが発生させられ、その係合制御された側の後輪１８のトルクが増大させられると共に、そのトルクの増大に応じて相対的にクラッチ３０が係合制御されない側の後輪１８のトルクが減少させられる。例えば、右の後輪１８Ｒのトルクを大きくする為に右のクラッチ３０Ｒが所定の係合トルクで係合制御された場合、図１中の破線矢印Ａに示すように、デフケース２０ｃに伝達されたトルクのうちの一部が右の増速装置２４Ｒを経て右の後輪１８Ｒへ伝達され、残部が差動歯車装置２０により左右の後輪１８Ｌ，１８Ｒに配分される。このように、クラッチ３０は、トルク配分装置１２による左右の後輪１８へのトルクの配分に関与するクラッチである。

車両１０は、更に、例えばトルク配分装置１２による左右の後輪１８へのトルクの配分を制御する(すなわち左右トルク配分制御を実行する)車両１０の制御装置を含む電子制御装置(ＥＣＵ)７０を備える。電子制御装置７０は、例えばＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力インターフェース等を備えた所謂マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵはＲＡＭの一時記憶機能を利用しつつ予めＲＯＭに記憶されたプログラムに従って信号処理を行うことにより車両１０の各種制御を実行する。例えば、電子制御装置７０は、左右のクラッチ３０の何れか一方のみを所定の係合トルクにて係合制御することにより、その係合制御する側の後輪１８のトルクを増大させると共に係合制御しない側の後輪１８のトルクを相対的に減少させて、トルク配分装置１２による左右トルク配分制御を実行する。電子制御装置７０は、駆動力源１４の出力制御、トルク配分装置１２による左右トルク配分制御等を実行するようになっており、必要に応じて駆動力源制御用、左右トルク配分制御用等に分けて構成される。

電子制御装置７０には、車両１０が備える各種センサ(例えばモータ回転角度センサ５０、モータ駆動電流センサ５２、車輪速センサ５４、温度センサ５６、バッテリ電圧センサ５８、ヨーレートセンサ６０、ステアリングセンサ６２、アクセル開度センサ６４など)による検出信号に基づく各種実際値(例えばモータＭの回転位置に対応するモータ回転角度Ａm、モータ電流Ｉm、不図示の左右の前輪、及び左右の後輪１８の各車輪速Ｎfl，Ｎfr，Ｎrl，Ｎrr、クラッチ３０の温度ＴＨclt(以下、クラッチ温度ＴＨcltという)、電子制御装置７０やモータＭを駆動するモータ駆動回路６６や不図示の車両補機などに電力を供給するバッテリ６８の電圧Ｖbat(以下、バッテリ電圧Ｖbatという)、車両１０の鉛直軸まわりの回転角速度であるヨーレートＲyaw、ステアリングホイールの操舵角θsw及び操舵方向Ｄsw、アクセル開度θaccなど)が、それぞれ供給される。又、電子制御装置７０からは、モータＭを制御する為の制御指令値としてのモータ制御指令信号Ｓmなどがモータ駆動回路６６などへ出力される。尚、電子制御装置７０は、各種実際値として、例えば左右の前輪の車輪速Ｎfl，Ｎfrの平均車輪速Ｎfに基づいて車両１０の速度Ｖ(以下、車速Ｖという)を算出する。

電子制御装置７０は、左右トルク配分制御手段すなわち左右トルク配分制御部７２を備えている。左右トルク配分制御部７２は、トルク配分装置１２による左右トルク配分制御を実行する。左右トルク配分制御の一例として、左右トルク配分制御部７２は、例えば旋回走行時に適切な旋回性能が得られるようにヨーモーメントを制御する。

具体的には、左右トルク配分制御部７２は、予め実験的に或いは設計的に求められて記憶された(すなわち予め定められた)関係(例えば演算式或いはデータマップ等)から、車速Ｖ、操舵角θsw、アクセル開度θacc等に基づいて目標ヨーレートＲyawtgtを算出する。左右トルク配分制御部７２は、予め定められた関係から、目標ヨーレートＲyawtgtと実ヨーレートＲyawとに基づいて必要なヨーモーメント量(必要ヨーモーメント量)を算出する。左右トルク配分制御部７２は、予め定められた関係から、その必要ヨーモーメント量を得る為に必要な目標左右トルク差(換言すれば目標左右トルク配分)を算出する。左右トルク配分制御部７２は、差動歯車装置２０に入力されるトルクに基づいて、その目標左右トルク配分が得られる、左右の後輪１８の一方から他方へのトルク移動量を算出する。左右トルク配分制御部７２は、予め定められた関係から、そのトルク移動量が得られるトルク増大側の増速装置２４のクラッチ３０のクラッチトルクＴcltを算出する。左右トルク配分制御部７２は、モータ回転角度Ａmとクラッチ３０のクラッチトルクＴcltとの間の予め定められた関係(所定トルクＭＡＰm-c)から、そのトルク増大側のクラッチ３０のクラッチトルクＴcltが得られる目標モータ回転角度Ａmtgtを算出し、実モータ回転角度Ａmを目標モータ回転角度Ａmtgtとする為のモータ制御指令信号Ｓmをモータ駆動回路６６へ出力する。

ここで、クラッチ３０を作動させた場合、クラッチトルクＴcltが立ち上がるモータ回転角度Ａm(すなわちクラッチ３０の複数のクラッチ板間の隙間が詰まる(クラッチ３０のパック詰め完了の)モータ回転角度Ａm)を把握することが重要である。一方で、クラッチ３０の個体差(例えば隙間のばらつき)に起因して、クラッチトルクＴcltが立ち上がるモータ回転角度Ａmは一律の値とならない可能性がある。その為、例えば、クラッチトルクＴcltが立ち上がるモータ回転角度Ａmを製品出荷時に測定し、情報記録用コード等を用いて、モータ回転角度Ａmに対するクラッチトルクＴcltの特性(すなわちモータ回転角度ＡmとクラッチトルクＴcltとの間の関係(トルクＭＡＰm-c))を電子制御装置７０に書き込んで記憶させることが考えられる。しかしながら、この方法は、クラッチトルクＴcltの特性を測定する設備、電子制御装置７０へ情報を書き込む設備など、様々な設備が必要であり、コストアップを招くおそれがある。加えて、この方法は、初期の個体差には対応できるものの、クラッチ３０の摩耗等の経時変化には対応することができない。

或いは、上記方法とは別の方法として、クラッチ３０を徐々に作動させ、クラッチ３０のスリップ係合に伴って変化する回転部材が変化したときのモータ回転角度Ａmを学習して、所定トルクＭＡＰm-cを補正することが考えられる。しかしながら、この方法は、学習の為に回転部材の回転変化を検出する回転速度センサが必要であり、コストアップを招いたり、回転速度センサの故障により学習ができず、クラッチ３０の制御性が悪化してしまうおそれがある。特に、トルク配分装置１２では、クラッチ３０のスリップ係合によって単純にある一つの検出対象の回転部材の回転が変化する構造ではないので、複数の回転部材の回転速度(例えば一方の後輪１８の回転速度、他方の後輪１８或いはプロペラシャフト１６の回転速度、クラッチ３０の回転速度(換言すればキャリヤ２６ｃの回転速度))を検出する複数の回転速度センサが必要であり、コストアップを招くおそれがある。加えて、回転速度センサが多ければ回転速度センサが一つだけの場合よりも、誤差が大きくなったり、回転速度センサの何れかが故障してしまう確率が高くなるなど、信頼性の低下を招くおそれがある。更に、車両走行中に実際に左右トルク配分制御を行って学習する必要があり、学習の未完時ではクラッチ３０の制御性が悪化してしまうおそれがある。

そこで、本実施例では、クラッチ３０を押し付ける力(換言すればクラッチトルクＴclt、モータトルクＴm)はモータ電流Ｉmに比例して大きくなることに着目して、上述した、情報記録用コードや回転速度センサを用いることなく、モータ回転角度Ａmとモータ電流Ｉmとを用いてクラッチトルクＴcltの特性(トルクＭＡＰm-c)を補正する学習制御を提案する。すなわち、電子制御装置７０は、モータ回転角度Ａmとモータ電流Ｉmとの間の関係(モータＭＡＰa-i)を、モータ回転角度センサ５０とモータ駆動電流センサ５２とにより検出した値である実モータ回転角度Ａmと実モータ電流Ｉmとに基づく関係(実モータＭＡＰa-i)と予め定められた関係(ベースＭＡＰa-i)とで比較し、その比較した結果に基づいて、トルクＭＡＰm-cを補正する。

ところで、クラッチ３０を押し付ける際には、クラッチ３０の押し付けに関与する内部部品に摺動抵抗が生じるので、必ずしもクラッチ３０を押し付ける力とモータ電流Ｉmとは比例しない。加えて、この摺動抵抗は、個体差がある。そうすると、あるモータ電流Ｉmが発生するときのモータ回転角度Ａmを読み取り、このモータ回転角度Ａmを学習補正に用いようとしても、補正の精度が悪くなる可能性がある。そこで、本実施例では、このモータ電流Ｉmを用いた際の補正の精度を向上させる為に、電流安定領域を設定した。電子制御装置７０は、電流安定領域で検出されたモータ電流Ｉmを用いて、トルクＭＡＰm-cを補正する。

図２は、例えばモータＭを回転させたときのモータ回転角度Ａmの変化とモータ電流Ｉmの変化とを同じ時系列に重ねて示す図であって、上記電流安定領域を説明する為の図である。図２に示すように、電流安定領域は、モータＭを回転させたときにモータ回転角度Ａmの変化に対するモータ電流Ｉmの変化が所定値以内となる領域である。具体的には、電流安定領域は、モータ回転角度Ａmを漸増させたときに、モータ電流Ｉmが略一定となる領域である。

クラッチ３０を掴むと負荷が増加する為、モータ電流Ｉmが増加する。一方で、上記電流安定領域は、クラッチ３０を掴んでいない領域である。しかしながら、この電流安定領域のモータ電流Ｉmは０[Ａ]ではなく、ある値を持って安定している。このモータ電流Ｉmの値は、クラッチ３０を動かすまでの内部部品(例えばギヤ機構３２やカム３４等)の摺動抵抗によるもので、個体によってばらつきがある。この安定しているモータ電流Ｉmの値を補正に用いることで、機械部品の個体のばらつきを抑制することができ、クラッチ３０の押し付け力とモータ電流Ｉmとの比例関係を保つことが可能となる為、学習精度を向上することができる。電子制御装置７０は、電流安定領域で検出されたモータ電流Ｉmを零とするように、実モータＭＡＰa-iを補正し、その補正されたモータＭＡＰa-iと、電流安定領域でのモータ電流Ｉmが零とされたベースＭＡＰa-iとを比較したときの、同じモータ電流Ｉmの値におけるモータ回転角度Ａmの差分に基づいて、トルクＭＡＰm-cを補正する。

図３−図６は、電子制御装置７０が実行するトルクＭＡＰm-cの学習ロジックの概要を説明する為の図である。図３は、実モータＭＡＰa-iの一例を示す図である。図４は、電流安定領域のモータ電流Ｉmの値を用いて補正されたモータＭＡＰa-iの一例を示す図である。図５は、補正されたモータＭＡＰa-iとベースＭＡＰa-iとを比較した一例を示す図である。図６は、トルクＭＡＰm-cの学習結果の一例を示す図である。又、図３−図６では、３つの異なる個体Ａ，Ｂ，Ｃでの実施例を示した。

図３の実モータＭＡＰa-iにおいて、モータ電流Ｉmが立ち上がるときのモータ回転角度Ａmが個体Ａ，Ｂ，Ｃ毎に異なっているのは、クラッチ３０のパック詰め完了のモータ回転角度Ａmが個体Ａ，Ｂ，Ｃ毎に異なるからである。又、電流安定領域(図中の破線枠囲み参照)を見ると、個体Ａ，Ｂ，Ｃ毎にモータ電流Ｉmの値にばらつきが生じている。これは、個体Ａ，Ｂ，Ｃ毎にクラッチ３０を掴むまでの摺動抵抗が異なる為である。学習ロジックにおいて、この実モータＭＡＰa-iが記憶される。

図４において、図３の実モータＭＡＰa-iにおける電流安定領域のモータ電流Ｉmが補正される。すなわち、電流安定領域のモータ電流Ｉmの平均値を０[Ａ]とするように、図３の実モータＭＡＰa-i全体のモータ電流Ｉmの値がオフセットされる。つまり、学習ロジックにおいて、実モータＭＡＰa-i全体のモータ電流Ｉmの値が電流安定領域のモータ電流Ｉmの平均値分だけ差し引かれ、実モータＭＡＰa-iが、補正されたモータＭＡＰa-iへ変換される。こうすることで、摺動抵抗のばらつき(すなわち摺動抵抗による電流負荷ばらつき)を抑制することができ、モータ電流Ｉmとクラッチ３０を押し付ける力との相関が向上させられる。

図５において、太実線に示すベースＭＡＰa-iは、電流安定領域でのモータ電流Ｉmが零とされた、モータＭＡＰa-iの基準となる関係式である。この基準となるベースＭＡＰa-iと、図４の補正されたモータＭＡＰa-iとの差が算出される。この差が補正量とされる。つまり、学習ロジックにおいて、補正されたモータＭＡＰa-iと基準となるベースＭＡＰa-iとにおける、同じモータ電流Ｉmの値のときのモータ回転角度Ａmの差分(角度差分値)が学習補正値として算出される。ベースＭＡＰa-iが角度差分値だけ移動させられ(すなわちベースＭＡＰa-iにおいてモータ回転角度Ａmが角度差分値分ずらされ)、補正後のベースＭＡＰa-iとされる。この角度差分値は、例えば一つの所定モータ電流Ｉmの値のときの角度差分値が用いられても良いし、或いは複数の所定モータ電流Ｉmの値のときの各角度差分値の平均値が用いられても良いし、モータ電流Ｉmを変数として算出する角度差分値が用いられても良い。

図６において、各太線は、補正後のベースＭＡＰa-iにおけるモータ電流ＩmをクラッチトルクＴcltに変換した、最終的な学習結果である。つまり、学習ロジックにおいて、補正後のベースＭＡＰa-iにおけるモータ電流ＩmがクラッチトルクＴcltに変換され、学習値として補正後のトルクＭＡＰm-cが算出される。ベースＭＡＰa-iは所定トルクＭＡＰm-cにおけるクラッチトルクＴcltがモータ電流Ｉmに変換された関係と見ることができるので、上述した一連の学習制御により、所定トルクＭＡＰm-cが上記補正後のトルクＭＡＰm-cに補正されたことになる。左右トルク配分制御部７２は、補正されたトルクＭＡＰm-cに基づいて、実モータ回転角度Ａmを所望のクラッチトルクＴcltが得られる目標モータ回転角度Ａmtgtとするように、クラッチトルクＴcltを制御することで左右の後輪１８へのトルクの配分を制御する各細線は、補正後のトルクＭＡＰm-cを用いてクラッチトルクＴcltを制御したときの実測値であり、実測値と学習値とが略一致していることが分かる。

実モータ回転角度Ａmを目標モータ回転角度Ａmtgtとする場合の制御量としては、例えばモータ回転角度Ａm、モータトルクＴm、或いはモータ電流Ｉmなどがある。モータ回転角度Ａm又はモータトルクＴmを制御量として用いる場合、モータＭへの指示値となるモータ制御指令信号Ｓmは、目標モータ回転角度Ａmtgt、又は目標モータ回転角度Ａmtgtが得られる目標モータトルクＴmtgtなどの目標値となる。

一方で、モータ電流Ｉmを制御量として用いる場合、モータ制御指令信号Ｓmは、目標モータ回転角度Ａmtgtとするようにモータ駆動回路６６から出力されるモータ電流Ｉmなどの出力指示値となる。この場合、左右トルク配分制御部７２は、補正されたトルクＭＡＰm-cに基づいて、クラッチ３０のパック詰めまでのモータ電流Ｉmの値、クラッチ３０のパック詰め後のモータ電流Ｉmの値、及びクラッチ３０のパック詰め後にモータ電流Ｉmの値の増大を開始する時期を決定して、クラッチトルクＴcltを制御する。

図７は、モータ電流Ｉmを制御量として用いる場合のモータ制御指令信号Ｓmの一例を示す図である。図７において、補正されたトルクＭＡＰm-cは、モータ電流Ｉmの値Ａ，Ｂ，Ｃに反映される。又、補正されたトルクＭＡＰm-cは、トルク制御開始時期ｔ３に反映される。ｔ１時点からｔ３時点までは、クラッチトルクＴcltが発生する直前のモータ回転角度Ａmの範囲にて、クラッチ３０パック詰めが行われる期間である。パック詰め中はモータ電流Ｉmの値に拘わらずクラッチトルクＴcltが発生しない為、開始時点ｔ１から所定のタイマTime1分経過したｔ２時点までは、摺動抵抗に対応したモータ電流Ｉmの値Ｂよりも高い値Ａのモータ電流ＩmにてモータＭが駆動される。これにより、パック詰めに要する時間が短縮される。パック詰めが完了する前のｔ２時点からｔ３時点では、摺動抵抗に対応した値Ｂのモータ電流ＩmにてモータＭが駆動される。ｔ２時点やｔ３時点には、補正されたトルクＭＡＰm-cにおけるクラッチトルクＴcltが立ち上がるまでのモータ回転角度Ａmの値が反映される。パック詰めが完了したｔ３時点以降では、所望のクラッチトルクＴcltとするように、補正されたトルクＭＡＰm-cにおけるクラッチトルクＴcltの立ち上がり後のモータ回転角度Ａmの値を反映したモータ電流ＩmにてモータＭが駆動される。

より具体的には、図１に戻り、電子制御装置７０は、更に、車両状態判定手段すなわち車両状態判定部７４、学習開始条件判定手段すなわち学習開始条件判定部７６、及び学習制御手段すなわち学習制御部７８を備えている。

車両状態判定部７４は、例えば車両状態が駆動力源１４を作動させられないイグニッションオフ(IG-OFF)の状態であるか否かを判定する。本実施例のトルクＭＡＰm-cの学習制御では、クラッチトルクＴcltの発生を検出せず、又、回転部材の回転変化も検出しないので、イグニッションオフ(IG-OFF)の車両停止状態で行うことができる。つまり、実際に左右トルク配分制御を行うことなく学習制御を行うことができる。従って、本実施例の学習制御は、イグニッションオフの状態で行う。その為、イグニッションオフの状態であるか否かを判定する。

学習開始条件判定部７６は、例えば車両状態判定部７４により車両状態がイグニッションオフの状態であると判定された場合には、学習開始条件が成立しているか否かを判定する。この学習開始条件は、例えば車両１０が停止していること、バッテリ電圧Ｖbatが正常であること、及びトルク配分装置１２に異常がないことである。学習開始条件判定部７６は、車速Ｖが予め定められた車速零判定値であるか否かに基づいて、車両１０が停止しているか否かを判定する。これは、イグニッションオフの車両停止状態で学習制御を行う為である。又、学習開始条件判定部７６は、バッテリ電圧Ｖbatが予め定められた学習可能電圧閾値以上であるか否かに基づいて、バッテリ電圧Ｖbatが正常であるか否かを判定する。これは、バッテリ６８への充電が為されないイグニッションオフの状態で学習制御を行う為である。

又、学習開始条件判定部７６は、トルク配分装置１２による左右トルク配分制御に関わる異常が発生していないか否かに基づいて、トルク配分装置１２に異常がないか否かを判定する。この左右トルク配分制御に関わる異常とは、例えばモータ制御指令信号Ｓm自体の異常、クラッチ３０の押し付けに関与する部品(モータＭ、ギヤ機構３２など)の異常などである。学習開始条件判定部７６は、モータ制御指令信号Ｓm自体の異常を検出する診断装置(ダイアグノーシス)を機能的に備えており、この診断装置による診断結果に基づいて、モータ制御指令信号Ｓm自体の異常が発生していないか否かを判定する。クラッチ３０の押し付けに関与する部品の異常については、例えば電流安定領域でのモータ電流Ｉmを内部故障診断に用いることで判定することができる。電流安定領域では、正常であればモータ電流Ｉmは安定している一方で、異物の噛み込み等が発生した場合にはモータ電流Ｉmが不安定となる(例えばモータ電流Ｉmの変化が所定値を超える)。学習開始条件判定部７６は、モータＭが駆動される際に、部品のばらつきを考慮して予め定められたクラッチ３０を掴んでいない領域でのモータ電流Ｉmを監視し、そのモータ電流Ｉmの変化が所定値以内であるか否かに基づいて、クラッチ３０の押し付けに関与する部品の異常が発生していないか否かを判定する。

学習制御部７８は、例えば学習開始条件判定部７６により学習開始条件が成立していると判定された場合には、トルクＭＡＰm-cを補正する学習制御を実行する。具体的には、学習制御部７８は、学習準備として、モータＭを作動させる。そして、学習制御部７８は、モータ電流Ｉmの変化が所定値以内であるか否かに基づいて、モータ電流Ｉmが安定しているか否か(すなわちモータＭの作動状態が電流安定領域にあるか否か)を判定する。学習制御部７８は、電流安定領域にあると判定した場合には、その電流安定領域でのモータ電流Ｉmを用いて、モータＭＡＰa-iから補正量(学習補正値)を算出する。学習制御部７８は、その学習補正値を用いて、ベースＭＡＰa-iを補正し、補正後のベースＭＡＰa-iにおけるモータ電流ＩmをクラッチトルクＴcltに変換して、学習値として補正後のトルクＭＡＰm-cを算出する。学習制御部７８は、補正後のトルクＭＡＰm-cを電子制御装置７０に備えられた書き替え可能なメモリに書き込む(記憶する)。

ここで、クラッチ３０におけるクラッチ板間の隙間は、クラッチ温度ＴＨcltによって変化する可能性がある。学習値としては、ある温度時の値に統一しておくことが望ましい。その為、学習制御部７８は、学習制御時のクラッチ温度ＴＨcltに応じて、統一したある温度時の値とするように学習値に温度補正を実行する。尚、ここでは、温度補正に用いる温度としてクラッチ温度ＴＨcltを例示したが、これに限らず、クラッチ３０に対して影響を及ぼす温度であれば良い。例えば、クラッチ３０を収容するハウジング３８内の温度、或いはハウジング３８内の潤滑油の温度などであっても良い。

学習制御部７８による学習制御は、例えば最初のイグニッションオン(IG-ON)後のイグニッションオフ時に実行する。又、この学習制御は、例えばイグニッションオフ毎、所定時間経過毎、或いは所定距離走行毎に実行しても良い。これにより経時変化に対応することができ、トルク配分装置１２の性能を維持又は性能の低下を抑制することができる。又、クラッチ３０が経時変化したこと(例えばクラッチ３０の摩耗により隙間が変化したこと)を判定できるのであれば、その経時変化の際に学習制御を実行しても良い。学習制御を繰り返し実行する場合、常に、所定トルクＭＡＰm-cを補正後のトルクＭＡＰm-cに補正したり、ベースＭＡＰa-iを補正後のベースＭＡＰa-iとしても良いが、補正後のトルクＭＡＰm-cや補正後のベースＭＡＰa-iを、予め定められたトルクＭＡＰm-cやベースＭＡＰa-iとして取り扱い、補正後の値を更に学習制御する形であっても良い。加えて、学習制御部７８による学習制御は、クラッチ３０の特性の測定、情報記録用コードの設定、及び回転速度センサが不要であるので、コストメリットがある。

図８は、電子制御装置７０の制御作動の要部すなわちクラッチ３０のクラッチトルクＴcltの特性を学習により補正する場合にコストアップが抑制され、又、信頼性も向上させる為の制御作動を説明するフローチャートであり、例えば数ｍｓｅｃ乃至数十ｍｓｅｃ程度の極めて短いサイクルタイムで繰り返し実行される。

図８において、先ず、車両状態判定部７４に対応するステップ(以下、ステップを省略する)Ｓ１０において、例えば車両状態がイグニッションオフ(IG-OFF)の状態であるか否かが判定される。イグニッションオン(IG-ON)の状態が継続されており、このＳ１０の判断が否定される場合は、このＳ１０が繰り返し実行される。このＳ１０の判断が肯定される場合は学習開始条件判定部７６に対応するＳ２０において、例えば学習開始条件(車両停止、バッテリ電圧Ｖbat正常(OK)、トルク配分装置１２異常なし)が成立しているか否かが判定される。このＳ２０の判断が否定される場合は、本ルーチンが終了させられる。このＳ２０の判断が肯定される場合は学習制御部７８に対応するＳ３０において、学習準備としてモータＭが作動させられる。次いで、学習制御部７８に対応するＳ４０において、モータ電流Ｉmが安定しているか否か(すなわちモータＭの作動状態が電流安定領域にあるか否か)が判定される。このＳ４０の判断が否定される場合は、本ルーチンが終了させられる。このＳ４０の判断が肯定される場合は学習制御部７８に対応するＳ５０において、電流安定領域でのモータ電流Ｉmを用いて、モータＭＡＰa-iから補正量(学習補正値)が算出される。次いで、学習制御部７８に対応するＳ６０において、学習補正値が書き替え可能なメモリに書き込まれる。この学習補正値を用いてトルクＭＡＰm-cが補正される。

上述のように、本実施例によれば、モータ回転角度Ａmとモータ電流Ｉmとの間の関係(モータＭＡＰa-i)を、実モータＭＡＰa-iとベースＭＡＰa-iとで比較することで、クラッチ３０の個体毎のクラッチトルクＴcltの特性が捉えられたり、又は、クラッチトルクＴcltの特性の経時変化が捉えられる。これにより、クラッチ３０の係合に伴って変化する回転部材の回転速度を検出する回転速度センサを付加することなく、モータ回転角度Ａmに対するクラッチ３０のクラッチトルクＴcltの特性(トルクＭＡＰm-c)が適切に補正される。よって、トルクＭＡＰm-cを学習により補正する場合に、コストアップが抑制され、又、信頼性も向上させることができる。

また、本実施例によれば、電流安定領域で検出されたモータ電流Ｉmを用いてトルクＭＡＰm-cを補正するので、クラッチトルクＴcltが発生させられる領域におけるモータ回転角度Ａmとモータ電流Ｉmとの相関(比例関係)を向上させることにつながり、学習による補正の精度が向上させられる。

また、本実施例によれば、電流安定領域で検出されたモータ電流Ｉmを零とするように実モータＭＡＰa-iを補正し、その補正された実モータＭＡＰa-iとベースＭＡＰa-iとを比較したときの同じモータ電流Ｉmの値における角度差分値に基づいて、トルクＭＡＰm-cを補正するので、電流安定領域のモータ電流Ｉmの値の個体ばらつきを抑制することができ、クラッチトルクＴcltが発生させられる領域におけるモータ回転角度Ａmとモータ電流Ｉmとの比例関係が向上させられて、学習による補正の精度が向上させられる。

また、本実施例によれば、補正されたトルクＭＡＰm-cに基づいて、クラッチ３０のパック詰めまでのモータ電流Ｉmの値、クラッチ３０のパック詰め後のモータ電流Ｉmの値、及びクラッチ３０のパック詰め後にモータ電流Ｉmの値の増大を開始する時期を決定して、クラッチトルクＴcltを制御するので、クラッチトルクＴcltの制御精度が向上させられる。

また、本実施例によれば、補正されたトルクＭＡＰm-cに基づいてクラッチトルクＴcltを制御することで左右の後輪１８へのトルクの配分を制御するので、左右トルク配分制御の制御精度が向上させられる。

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。

例えば、前述の実施例では、発明が適用される摩擦クラッチとして、トルク配分装置１２による左右の後輪１８へのトルクの配分に関与するクラッチ３０を例示したが、この態様に限らない。要は、モータＭの回転によりピストン３０ｐが移動させられて係合と解放とが切り替えられる形式の単板又は多板の摩擦クラッチであれば本発明は適用され得る。

また、前述の実施例では、モータＭの回転位置に対応する値としてモータ回転角度Ａmを例示したが、この態様に限らない。例えば、モータＭの回転位置に対応する値としてモータＭの回転数を用いても良い。この場合、モータ回転角度Ａmの３６[deg]、９０[deg]、１８０[deg]等は、モータＭの1/10[回転数]、1/4[回転数]、1/2[回転数]等に対応する。

また、前述の実施例では、車両１０は、トルク配分装置１２や駆動力源１４を備えたＦＲ車両であったが、これに限らない。例えば、車両１０は、四輪駆動車両やＦＦ車両やＲＲ車両であっても良い。又、トルク配分装置１２は、増速装置２４を備えるものであったが、これに限らない。例えば、トルク配分装置１２は、車軸の中間軸に伝達された動力を、中間軸に連結された左右のクラッチを各々介して、左右の車軸を経て左右の車輪へ伝達する形式のトルク配分装置であっても良い。又、駆動力源１４は、内燃機関等のガソリンエンジンやディーゼルエンジン等が用いられるが、電動機等の他の原動機を単独で或いはエンジンと組み合わせて採用することもできる。

尚、上述したのはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。

１０：車両
１２：トルク配分装置
１８(１８Ｌ，１８Ｒ)：後輪(車輪)
３０(３０Ｌ，３０Ｒ)：クラッチ(摩擦クラッチ)
３０ｐ：ピストン
７０：電子制御装置(制御装置)
Ｍ：モータ

Claims (4)

1. モータの回転によりピストンが移動させられて係合と解放とが切り替えられる形式の摩擦クラッチを備えた車両の、制御装置であって、
   前記モータの回転位置と前記モータの駆動電流とを検出し、
   前記モータを回転させたときに前記モータの回転位置の変化に対する前記モータの駆動電流の変化が所定値以内となる電流安定領域で検出された前記モータの駆動電流の平均値を零とするように、前記検出した値に基づく前記モータの回転位置と前記モータの駆動電流との間の関係を補正し、
   前記モータの回転位置と前記モータの駆動電流との間の関係を、前記補正された、前記検出した値に基づく関係と、前記電流安定領域での前記モータの駆動電流が零とされた、予め定められた関係とで比較し、
   前記補正された関係と前記予め定められた関係とを比較したときの、前記モータの同じ駆動電流値における回転位置差に基づいて、前記モータの回転位置に対する前記摩擦クラッチのクラッチトルクの特性を補正することを特徴とする車両の制御装置。
2. 前記補正された前記クラッチトルクの特性に基づいて、前記摩擦クラッチのパック詰めまでの前記モータの駆動電流値、前記摩擦クラッチのパック詰め後の前記モータの駆動電流値、及び前記摩擦クラッチのパック詰め後に前記モータの駆動電流値の増大を開始する時期を決定して、前記クラッチトルクを制御することを特徴とする請求項１に記載の車両の制御装置。
3. 前記車両は、左右の車輪にトルクを配分するトルク配分装置を備えており、
   前記摩擦クラッチは、前記トルク配分装置による前記左右の車輪へのトルクの配分に関与するクラッチであり、
   前記補正された前記クラッチトルクの特性に基づいて、前記クラッチトルクを制御することで前記左右の車輪へのトルクの配分を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両の制御装置。
4. 前記クラッチトルクの特性を補正したときの、前記摩擦クラッチに対して影響を及ぼす温度に基づいて、前記温度が所定温度であるときの値とするように前記クラッチトルクの特性を更に補正することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両の制御装置。

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