JP6329341B2 - 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、電磁クラッチ（クラッチ）及び変速機が設けられている。電磁クラッチは、ソレノイドに対する電流値の制御により、トルク容量が制御される。

また、電磁クラッチの入力側回転数及び出力側回転数を検知しており、入力側回転数と出力側回転数との差が所定値以上になると、電磁クラッチの摩擦板が摩耗してトルク容量が低下する異常が発生している、との判断を行っている。そして、電磁クラッチが異常であると判断した場合は、電磁クラッチのソレノイドの電流値を、電磁クラッチが正常である場合よりも高くすることで、電磁クラッチのトルク容量を確保する制御を行っている。

特開２００４−２２５７２３号公報

しかしながら、特許文献１に記載された車両用制御装置は、電磁クラッチが異常となった場合に、ソレノイドの電流値を、電磁クラッチが正常である場合の電流値よりも高くして、電磁クラッチのトルク容量を高めている。このため、動力源から駆動輪に至る動力伝達系に伝達されるトルクが急激に上昇し、ショックとして体感される問題があった。

本発明の目的は、クラッチが摩耗してトルク容量が低下した場合に、駆動力が変化することを抑制できる、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、前記クラッチのトルク容量を制御するトルク容量制御部と、前記動力源のトルクを前記変速機を経由させて前記駆動輪に伝達するにあたり、前記トルク容量制御部が、前記クラッチが正常であれば前記クラッチの滑りを防止できるように前記クラッチのトルク容量を制御している際に、前記クラッチのトルク容量が低下するクラッチ異常を検知する検知部と、前記クラッチ異常が検知されると、前記動力源から前記クラッチに伝達される目標トルクを低下させた以降に前記トルク容量制御部により前記クラッチのトルク容量を上昇させる制御部と、を有する。

本発明によれば、クラッチが摩耗してトルク容量が低下すると、動力源からクラッチに伝達されるトルクを低下し、かつ、トルク容量制御部によりクラッチのトルク容量を上昇する制御が行われる。したがって、駆動輪に伝達されるトルクの変化を抑制し、ショックの発生を防止できる。

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、プライマリプーリ１４およびセカンダリプーリ１５を備えている。プライマリプーリ１４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を介してモータジェネレータ２４が連結されている。モータジェネレータ２４は所謂ＩＳＧ（Integrated Starter Generator）であり、エンジン１１が停止している場合、モータジェネレータ２４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、プライマリプーリ１４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、セカンダリプーリ１５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は、走行用モータ１２のロータ軸３１に連結されるプライマリ軸３２と、プライマリ軸３２と平行なセカンダリ軸３３とを有している。プライマリ軸３２にはプライマリプーリ１４が設けられており、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。

このヒューズクラッチ１７は、外乱が発生した場合、例えば、駆動輪２１がスリップして入力されるトルクが設定トルクを超えると、自動的にスリップ状態となる摩擦クラッチである。ヒューズクラッチ１７は、無段変速機１３に過大なトルクが入力されて駆動チェーン３６が滑ることを防止する、トルクリミッタとして機能する。

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。

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。

次に、車両制御装置７０により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、アクセルペダルが踏み込まれてモータ走行モードが選択され、かつ、エンジン１１が停止され、かつ、入力クラッチ３０が解放され、さらに、走行用モータ１２のトルクが駆動輪２１に伝達されている場合に実行される。

また、車両１０において、走行用モータ１２のトルクを、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、基本的に、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。モータ走行モードが選択されている場合、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、走行用モータ１２のトルク及び無段変速機１３の変速比等から求められる。

さらに、ヒューズクラッチ１７のトルク容量は、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。このようなヒューズクラッチ１７のトルク容量の制御は、バルブユニット４２が油圧室９２の油圧を制御することにより達成される。

本実施例のヒューズクラッチ１７は、油圧室９２の油圧が上昇すると、ヒューズクラッチ１７の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、ヒューズクラッチ１７の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のトルク容量を制御するにあたり、本実施形態における特有の制御ロジックを、図３のフローチャートを参照して説明する。なお、ここでは、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、入力クラッチ３０が解放され、かつ、走行用モータ１２のトルクが駆動輪２１に伝達されて、駆動力が発生している場合を例として説明する。

まず、車両制御装置７０は、ステップＳ１０において、セカンダリ軸３３の回転数と駆動輪出力軸１８の回転数との差、つまり、回転数差ＮＤが、所定値よりも大きいか否かを判断する。この所定値は、ヒューズクラッチ１７が正常か異常かを判断するために用いられるしきい値であり、実験、シミュレーション等を行って予め制御ユニット７３に記憶されている。

ヒューズクラッチ１７が正常とは、油圧室９２の油圧を、予め定められた所定の油圧に制御すれば、ヒューズクラッチ１７のトルク容量を、予め定められた所定値以上にすることができる状態を意味する。これに対して、ヒューズクラッチ１７の異常とは、油圧室９２の油圧を、予め定められた所定の油圧に制御しても、ヒューズクラッチ１７のトルク容量が、予め定められた所定値未満となる状態を意味する。

ヒューズクラッチ１７の異常は、例えば、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、摩擦係数が小さくなっている場合が挙げられる。車両制御装置７０は、ステップＳ１０でＮｏと判断すると、ステップＳ１１に進み、ヒューズクラッチ１７が正常と判断し、
フラグCLT_ERR=０
とする。

これに対して、車両制御装置７０は、ステップＳ１０でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１２に進み、回転数差ＮＤが所定値を超えている状態が、所定時間継続したか否かを判断する。ステップＳ１２で用いる所定時間は、ヒューズクラッチ１７が正常か異常かを判断するにあたり、誤判断を防止するために設定されている。車両制御装置７０は、ステップＳ１２でＮｏと判断するとステップＳ１１に進む。

一方、車両制御装置７０は、ステップＳ１２でＹｅｓと判断すると、ステップＳ１３で、ヒューズクラッチ１７は異常と判断し、
フラグCLT_ERR=１
を立てる。

上記のステップＳ１１またはステップＳ１３のいずれを経由した場合も、ステップＳ１４において、ヒューズクラッチ１７の異常を検知するフラグが、
フラグCLT_ERR=１
であるか否かを判断する。

ステップＳ１４でＮｏと判断されると、ステップＳ１５に進み、車両１０における目標トルクの上限値を通常制御値に設定する。前述のように、モータ走行モードが選択されてエンジン１１が停止され、走行用モータ１２のトルクを駆動輪２１に伝達しているため、ステップＳ１５で設定される目標トルクは、走行用モータ１２の目標トルクである。

また、目標トルクの上限値は、無段変速機１３を保護するために設定される値であり、具体的には、走行用モータ１２から無段変速機１３にトルクが伝達されて、駆動チェーン３６が滑ることを防止するための値である。目標トルクの上限値は、例えば、駆動チェーン３６と、プライマリプーリ１４あるいは、セカンダリプーリ１５との間の摩擦係数、セカンダリプーリ１５の可動シーブに加わる推力を生成するセカンダリ室３５の受圧面積、油圧等から求めることができる。そして、走行用モータ１２の実トルクが、目標トルクの上限値以下であれば、駆動チェーン３６の滑りを防止できるものとして、実験、シミュレーション等を行い、予めハイブリッド用制御ユニット８１に記憶されている。

このステップＳ１５では、走行用モータ１２の目標トルク上限値TRQLIMを、通常制御用の値に設定する。通常制御用の値は、ヒューズクラッチ１７が正常であることを前提として設定される値であり、走行用モータ１２の実トルクが、目標トルク上限値TRQLIM以下であれば、無段変速機１３の滑りを防止できる。

一方、車両制御装置７０は、ステップＳ１４でＹｅｓと判断されると、ステップＳ１６に進み、走行用モータ１２の目標トルク上限値を、
異常用のトルク上限値TRQLIM=０Ｎｍ
に設定する。

車両制御装置７０は、ステップＳ１５の制御またはステップＳ１６の制御のいずれを実行した場合も、ステップＳ１７に進み、走行用モータ１２のトルクを、
目標トルク上限値TRQLIM
に基づいて制御する。つまり、ステップＳ１５を経由してステップＳ１７に進んだ場合は、走行用モータ１２の実トルクを、
通常制御用のトルク上限値TRQLIM
に制御する。

また、ステップＳ１６を経由してステップＳ１７に進んだ場合は、走行用モータ１２の実トルクを、
異常用のトルク上限値TRQLIM=０Ｎｍ
に制御する。

このステップＳ１７においては、制御ユニット７３から出力された信号が、ＣＡＮ８２を経由して、ハイブリッド用制御ユニット８１へ送信される。そして、ハイブリッド用制御ユニット８１は、走行用モータ１２の実トルクを０Ｎｍにする。

車両制御装置７０は、ステップＳ１７に次ぐステップＳ１８において、ヒューズクラッチ１７が異常であるか否かを判断する。ステップＳ１８の判断手法は、ステップＳ１４の判断手法と同じである。ステップＳ１８でＮｏと判断すると、ステップＳ１９に進み、ヒューズクラッチ１７のトルク容量を通常制御用の値とし、図３の制御ルーチンを終了する。

通常制御用の値は、走行用モータ１２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が滑ることを防止でき、かつ、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である。

これに対して、ステップＳ１８でＹｅｓと判断すると、ステップＳ２０に進み、フェールセーフとしてヒューズクラッチ１７のトルク容量を、通常制御用の値よりも高くする制御を行い、図３の制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ２０の制御により設定されるヒューズクラッチ１７のトルク容量は、無段変速機１３を経由して伝達されるトルクでヒューズクラッチ１７が滑ることを防止でき、かつ、駆動輪２１がスリップした場合に、無段変速機１３で滑りが生じる前に、ヒューズクラッチ１７が先に滑る値に設定される。

図３の制御ロジックに対応するタイムチャートの一例を、図４に基づいて説明する。ヒューズクラッチ１７のトルク容量は、油圧室９２の油圧により調整されるため、図４では、ヒューズクラッチ１７の目標トルク容量に代えて、ヒューズクラッチの目標油圧が示されている。

先ず、時刻ｔ１以前においては、走行用モータの実トルクは、目標駆動力、無段変速機１３の変速比等から定まる値で一定に制御されている。また、時刻ｔ１以前におけるロータ軸の回転数は一定であり、回転数差ＮＤは０であり、さらに、
フラグCLT_ERR=０
である。また、時刻ｔ１以前において、ヒューズクラッチの目標油圧は通常制御用の値に設定され、走行用モータの目標トルク上限値は一定に設定されており、車両１０の加減速度は「０」で一定となっている。

時刻ｔ１以降、無段変速機１３から伝達されるトルクでヒューズクラッチに滑りが生じ、回転数差ＮＤが０を超えて上昇している。また、時刻ｔ１以降も、アクセルペダルの踏み込み量が一定であると、目標トルク上限値は一定に設定され、かつ、走行用モータの実トルクは一定であり、無段変速機の変速比も一定に制御される。しかしながら、時刻ｔ１以降もヒューズクラッチが滑っているため、ロータ軸の回転数が上昇する。

さらに、時刻ｔ１から所定時間が経過して時刻ｔ２になり、ヒューズクラッチは異常と判断されている。ここで、所定時間は、ステップＳ１２の判断に用いた値である。

そして、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、走行モータ用の目標トルク上限値が０Ｎｍに設定され、かつ、走行用モータの実トルクが０Ｎｍに向けて低下している。さらに、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、ヒューズクラッチの目標油圧を上昇させる制御が行われている。このため、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間、ロータ軸の回転数が低下し、かつ、回転数差ＮＤが減少する。そして、時刻ｔ３では、回転数差ＮＤが０となっている。なお、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間で、走行用モータの実トルクは０Ｎｍとなり、それ以後、ロータ軸は空転する。

時刻ｔ３以降は、ヒューズクラッチの目標油圧が一定に設定され、かつ、走行用モータの目標トルク上限値が上昇している。この目標トルク上限値が上昇を開始した時点から、所定時間遅れて、走行用モータの実トルクが上昇し始める。また、時刻ｔ４以降は、ヒューズクラッチの目標油圧が一定に設定され、かつ、走行用モータの目標トルク上限値が一定に設定されている。

さらに、走行用モータの目標トルク上限値が一定に設定された時点から、所定時間遅れて、走行用モータの実トルクが一定に制御されている。なお、時刻ｔ３以降は、ロータ軸の回転数は一定であり、かつ、回転数差ＮＤも０で一定である。

以上のように、車両制御装置７０は、入力クラッチ３０が解放され、かつ、走行用モータ１２のトルクを駆動輪２１に伝達している際に、ヒューズクラッチ１７の異常の有無を検知する。すなわち、デューティソレノイドバルブ９７は正常であるが、ヒューズクラッチ１７を構成する摩擦材が摩耗してトルク容量が低下する異常の有無を検知する。

そして、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、走行用モータ１２の目標トルク上限値及び実トルクを一旦０Ｎｍとし、かつ、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のトルク容量を確保する。このため、ヒューズクラッチ１７の滑りを防止できる。さらに、そして、車両制御装置７０は、ヒューズクラッチ１７のトルク容量を上昇させた後、走行用モータ１２の目標トルク上限値及び実トルクを上昇させる。

したがって、ヒューズクラッチ１７の異常が発生した場合に、駆動輪２１で発生する駆動力が低下することを抑制でき、ドライバビリティが向上する。すなわち、図４のタイムチャートにおいて、時刻ｔ２以降においても、ヒューズクラッチ１７の回転数差の発生を抑制した上で、車両１０の走行を可能にすることができる。

また、ヒューズクラッチ１７が異常と判断されて、ヒューズクラッチ１７のトルク容量を上昇させる間、走行用モータ１２の実トルクは、ヒューズクラッチ１７が異常と判断される前よりも低く設定される。したがって、走行用モータ１２から駆動輪２１に至る動力伝達系に過大な負荷が加わること、または、動力伝達系で機械的損傷が発生することを抑制できる。さらに、車両１０の乗員がショックを体感することを防止できる。

なお、上記の実施形態では、モータ走行モードが選択されている場合について説明しているが、本発明の制御はパラレルモードが選択されている場合にも実行可能である。

すなわち、入力クラッチ３０が係合され、かつ、エンジン１１のトルク及び走行用モータ１２のトルクの両方が駆動輪２１に伝達されている場合は、ステップＳ１５において求められる目標トルクの上限値は、エンジン１１のトルク及び走行用モータ１２のトルクの両方を加算した値となる。また、ステップＳ１６において設定される目標トルク上限値０Ｎｍは、エンジン１１のトルク及び走行用モータ１２のトルクである。

また、ステップＳ１７においては、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０Ｎｍとする。なお、ステップＳ１７においては、エンジン１１のトルクを０Ｎｍとすることなく入力クラッチ３０を解放し、かつ、走行用モータ１２のトルクを０Ｎｍとする制御を行ってもよい。

さらに、図３のフローチャートには示されていないが、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に伝達している際に、ヒューズクラッチ１７の異常が検知された場合は、エンジン１１のトルクを低下させることなく、入力クラッチ３０のトルク容量を低下させることで、ヒューズクラッチ１７に伝達されるトルクを低下することも可能である。

なお、図４のタイムチャートでは、時刻ｔ２以降、ヒューズクラッチが異常と判断されているが、走行用モータの実トルクが、ヒューズクラッチが故障と判断される前の値に復帰した時点、目標トルク上限値が、故障と判断される前の値に復帰した時点で、ヒューズクラッチは正常と判断してもよい。

図４のタイムチャートにおいて、目標トルクの上限値及び車両の前後加速度を破線で示す特性は、本実施形態に対する比較例である。この比較例では、時刻ｔ２でヒューズクラッチが異常と判断された後も、目標トルクの上限値を一定に設定した状態で、ヒューズクラッチの目標油圧を増加させるため、車両の前後加速度が正と負との間を交互に行き来する。すなわち、車両の乗員はショックを体感する。

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、無段変速機１３が、本発明の変速機に相当し、ヒューズクラッチ１７が、本発明のクラッチに相当し、デューティソレノイドバルブ９７が、本発明のトルク容量制御部に相当し、制御ユニット７３が、本発明の検知部に相当し、車両制御装置７０が、本発明の制御部に相当する。また、駆動チェーン３６が、本発明の巻き掛け伝動部材に相当する。また、セカンダリ軸３３の回転数が、本発明の入力回転数に相当し、駆動輪出力軸１８の回転数が、出力回転数に相当する。

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、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。摩擦板に摩擦材が固定されている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。

また、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では、プライマリプーリ及びセカンダリプーリに巻き掛けられるベルトが、本発明の巻き掛け伝動部材に相当する。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。

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。

１０ 車両
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
７０ 車両制御装置
７３ 制御ユニット
９７ デューティソレノイドバルブ

Claims (4)

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、
   前記クラッチのトルク容量を制御するトルク容量制御部と、
   前記動力源のトルクを前記変速機を経由させて前記駆動輪に伝達するにあたり、前記トルク容量制御部が、前記クラッチが正常であれば前記クラッチの滑りを防止できるように前記クラッチのトルク容量を制御している際に、前記クラッチのトルク容量が低下するクラッチ異常を検知する検知部と、
   前記クラッチ異常が検知されると、前記動力源から前記クラッチに伝達される目標トルクを低下させた以降に前記トルク容量制御部により前記クラッチのトルク容量を上昇させる制御部と、
   を有する、車両用制御装置。
2. 請求項１に記載の車両用制御装置において、
   前記制御部は、前記クラッチ異常が検知されると、前記動力源から前記クラッチに伝達されるトルクを低下させ、かつ、前記トルク容量制御部により前記クラッチのトルク容量を上昇させた後、前記動力源から前記クラッチに伝達されるトルクを上昇させる、車両用制御装置。
3. 請求項１または２に記載の車両用制御装置において、
   前記検知部は、前記クラッチの入力回転数と出力回転数との差に基づいて、前記クラッチ異常を検知する、車両用制御装置。
4. 請求項１乃至３の何れか１項に記載の車両用制御装置において、
   前記動力源は、電動モータであり、
   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、
   前記検知部は、前記電動モータ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、前記クラッチ異常を検知する、車両用制御装置。

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