JP4108265B2 - 車両用クラッチの接続状態判定装置およびこれを用いた変速制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンにより有段の変速機を介して駆動輪を駆動し、シフト操作に伴う変速機の作動中に、クラッチによりエンジンと変速機の間を遮断するとともに、電気モータで駆動輪を駆動する車両において、クラッチの接続状態を判定する車両用クラッチの接続状態判定装置、およびこれを用いた変速制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の接続状態判定装置として、例えば特開平１１−６９５０９号公報に記載されたものが知られている。この車両は、エンジンを差動ギヤ機構に連結する多段変速機と、この多段変速機とエンジンの間を接続・遮断するクラッチと、クラッチを接続・遮断状態に切り換えるアクチュエータとを備えている。また、接続状態判定装置は、クラッチのストロークを検出することにより、クラッチの接続・遮断状態を判定する。この場合、クラッチのストロークの検出は、アクチュエータの移動量をセンサで検出することにより行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の接続状態判定装置では、クラッチの接続・遮断状態を判定するために、アクチュエータの移動量を検出するセンサを必要とするので、これをトランスミッションケース内などの狭い空間内に収納し、かつ高熱を発しやすいクラッチの近くに配置しなければならない。したがって、センサの設置スペースが確保しにくく、センサへの配線作業が困難であるとともに、センサの耐熱性が要求される。その結果、製造コストの上昇を招く。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、センサなどの専用の検出デバイスを用いることなくクラッチの接続・遮断状態を適切に判定でき、製造コストを削減することができる車両用クラッチの接続状態判定装置およびこれを用いた変速制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、エンジン２により有段の変速機１０を介して駆動輪４を駆動し、変速機１０のシフト操作に伴って変速機１０のギヤ段を変更するのに先立ち、クラッチ５によりエンジン２と変速機１０の間を遮断するとともに、電気モータ３で駆動輪４を駆動する車両において、クラッチ５の接続状態を判定する車両用クラッチ５の接続状態判定装置１であって、車両の速度状態を表す車速パラメータ（モータ回転数ＮＭ、モータ回転数相当値ＮＭＣＡＬ）を検出する車速パラメータ検出手段（モータ回転数センサ３６、ＥＣＵ４０、ステップ４，６）と、変速機１０のシフト操作が実行されたか否かを検出するシフト操作検出手段（シフト位置センサ３７、ＥＣＵ４０、ステップ２）と、シフト操作検出手段によりシフト操作の実行が検出された時（ステップ２の判別結果がＹＥＳの時）、車速パラメータ検出手段により検出された車速パラメータ（モータ回転数相当値ＮＭＣＡＬ）に基づき、目標車速パラメータ（目標回転数ＮＯＢＪ）を設定する目標車速パラメータ設定手段（ＥＣＵ４０、ステップ５）と、電気モータ３による駆動輪４の駆動中に、検出された車速パラメータ（モータ回転数ＮＭ）を目標車速パラメータ設定手段により設定された目標車速パラメータ（目標回転数ＮＯＢＪ）に一致させるように、電気モータ３の回転を制御するための制御信号値（制御電流値Ｉ）を決定する制御信号値決定手段（ＥＣＵ４０、ステップ６，７）と、制御信号値決定手段により決定された制御信号値の変化状態（電流値偏差ＤＩ）を検出する変化状態検出手段（ＥＣＵ４０、ステップ８）と、変化状態検出手段により検出された制御信号値の変化状態（電流値偏差ＤＩ）に応じて、クラッチ５の接続状態を判定する接続状態判定手段（ＥＣＵ４０、ステップ１１〜１５）と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
この車両用クラッチの接続状態判定装置によれば、車両の速度状態を表す車速パラメータが検出され、変速機のシフト操作を実行したか否かが検出されるとともに、このシフト操作の実行が検出された時、検出された車速パラメータに基づき、目標車速パラメータが設定される。さらに、電気モータによる駆動輪の駆動中に、検出された車速パラメータを目標車速パラメータに一致させるように、電気モータの回転を制御するための制御信号値が決定されるとともに、この制御信号値の変化状態が検出される。そして、検出された制御信号値の変化状態に応じて、クラッチの接続状態が判定される。
【０００７】
このように、変速機のシフト操作に伴って変速機のギヤ段を変更するのに先立ち、電気モータの制御信号値は、車速パラメータがシフト操作の実行時の車速パラメータに基づいて決定された目標車速パラメータに一致するように設定される。したがって、変速機のギヤ段の変更に先立ち、クラッチが接続状態から遮断状態に変化することで、駆動輪に伝達されるエンジンの駆動力が減少しても、電気モータの制御信号値が上記のように設定されることによって、車両の速度状態が変化しないように維持される。そのため、電気モータの制御信号値の変化状態は、クラッチの接続状態を反映するので、この変化状態の検出結果に応じて、変速機のギヤ段の変更に先立つクラッチの接続状態を適切に判定することができ、それにより、従来と異なり、アクチュエータの移動量を検出する専用のセンサなどが不要になる。その結果、センサおよびその配線作業を省略できることにより、製造コストを削減することができる。また、センサの設置スペースを確保する必要がなくなることにより、クラッチおよび変速機自体を収容するトランスミッションケースなどをコンパクト化することができる（なお、本明細書では、「車速パラメータの検出」および「制御信号値の検出」は、センサなどで直接検出することに限らず、演算により推定することも含めて「検出」という）。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の車両用クラッチ５の接続状態判定装置１において、車速パラメータは、車両速度および車両加速度の一方であることを特徴とする。
【０００９】
この車両用クラッチの接続状態判定装置によれば、車両速度または車両加速度が、シフト操作の実行時の車両速度または車両加速度に基づいて決定された目標車両速度または目標車両加速度に一致するように、電気モータの制御信号値が設定されることにより、変速機の作動中、車両速度または車両加速度は変化しないように維持される。したがって、上述したように、電気モータの制御信号値の変化状態に応じて、変速機作動中のクラッチの接続状態を適切に判定することができる。
【００１０】
請求項３の変速制御装置４１は、請求項１に記載の車両用クラッチ５の接続状態判定装置１と、変速機１０を駆動する変速機駆動手段（１〜５速用アクチュエータ３１〜３３）と、接続状態判定手段によりクラッチ５が遮断状態にあると判定されたとき（ステップ１１〜１３の判別結果がＹＥＳのとき）に、変速機駆動手段を制御することにより、変速機１０のギヤ段を変更する変速制御手段（ＥＣＵ４０）と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
この変速制御装置によれば、請求項１の接続状態判定装置により、クラッチが遮断状態にあると判定されたときに、変速機のギヤ段が変更される。すなわち、接続状態判定装置によるクラッチの接続状態の判定結果に基づき、適切なタイミングで変速機のギヤ段を変更することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る車両用クラッチの接続状態判定装置および変速制御装置について説明する。図１は、本実施形態の接続状態判定装置１および変速制御装置４１と、これらを適用した車両（図示せず）の駆動系の概略構成を示している。この車両は、これに搭載したエンジン２および電気モータ（以下「モータ」という）３を選択的に駆動輪４，４に連結するハイブリッド車両タイプのものであり、クラッチ５、変速機１０、差動ギヤ機構６および駆動軸７，７などを備えている。エンジン２は、クラッチ５、変速機１０、差動ギヤ機構６および駆動軸７，７を介して駆動輪４，４に連結され、モータ３は、変速機１０、差動ギヤ機構６および駆動軸７，７を介して駆動輪４，４に連結されている。
【００１３】
エンジン２には、エンジン回転数センサ３５が設けられている。このエンジン回転数センサ３５は、エンジン回転数ＮＥを検出して、その検出信号を後述するＥＣＵ４０に送る。
【００１４】
クラッチ５は、図２に示すように、エンジン２のクランクシャフト２ａに連結されたクラッチ板５ａと、変速機１０の入力軸１１に連結され、このクラッチ板５ａと対をなすクラッチ板５ｂとを備えている。このクラッチ５には、クラッチ駆動用アクチュエータ３０が設けられている。このクラッチ駆動用アクチュエータ３０は、後述するＥＣＵ４０に電気的に接続されており、ＥＣＵ４０からのクラッチ駆動信号で制御されることにより、クラッチ５を接続状態と遮断状態に切り換える。
【００１５】
具体的には、図５に一例を示すように、クラッチ駆動用アクチュエータ３０は、クラッチ駆動信号のレベルが「Ｈ」から「Ｌ」に反転したときにクラッチ５を接続状態から遮断状態に、「Ｌ」から「Ｈ」に反転したときにクラッチ５を遮断状態から接続状態に切り換える。
【００１６】
変速機１０は、後述するように、シフトレバー３８の操作（シフト操作）に伴い、ＥＣＵ４０によりアクチュエータ３１〜３４が駆動されることによって、変速動作が制御される自動変速機タイプのものである。図２に示すように、変速機１０は、メインシャフトである入力軸１１、カウンタシャフトである出力軸１２、前進１〜５速ギヤ対１３〜１７、後進ギヤ軸および後進ギヤ列（いずれも図示せず）などを備えている。これらの入力軸１１、出力軸１２および後進ギヤ軸は、互いに平行に配置されている。
【００１７】
前進１〜５速ギヤ対１３〜１７は、入力軸１１に取り付けられた入力側前進１〜５速ギヤ１３ａ〜１７ａと、出力軸１２に取り付けられた出力側前進１〜５速ギヤ１３ｂ〜１７ｂとで構成されており、対をなすギヤ同士は常に噛み合っている。これらの前進１〜５速ギヤ対１３〜１７は、互いに異なるギヤ比に設定されている。
【００１８】
これらのうちの入力軸前進１〜２速ギヤ１３ａ〜１４ａは、入力軸１１と一体に設けられている。これに対して、出力軸前進１〜２速ギヤ１３ｂ〜１４ｂは、出力軸１２に対して回転自在のアイドルギヤで構成され、１・２速用クラッチ２０により出力軸１２に接続・遮断される。この１・２速用クラッチ２０には、１・２速用アクチュエータ３１が設けられている。この１・２速用アクチュエータ３１（変速機駆動手段）は、ＥＣＵ４０に電気的に接続されており、ＥＣＵ４０の制御により、１・２速用クラッチ２０を介して、出力軸前進１速ギヤ１３ｂおよび出力軸前進２速ギヤ１４ｂを選択的に出力軸１２に接続するか、または双方のギヤ１３ｂ，１４ｂを同時に遮断する。これにより、入力軸１１と出力軸１２の間が、前進１速ギヤ対１３または前進２速ギヤ対１４を介して接続・遮断される。
【００１９】
これらと同様に、入力軸前進３〜４速ギヤ１５ａ〜１６ａも、入力軸１１に対して回転自在のアイドルギヤで構成される一方、出力軸前進３〜４速ギヤ１５ｂ〜１６ｂは、出力軸１２と一体に設けられている。また、３・４速用アクチュエータ３２（変速機駆動手段）は、ＥＣＵ４０の制御により、３・４速用クラッチ２１を介して、入力軸前進３速ギヤ１５ａおよび入力軸前進４速ギヤ１６ａを選択的に入力軸１１に接続するか、または双方のギヤ１５ａ，１６ａを同時に遮断する。これにより、入力軸１１および出力軸１２が、前進３速ギヤ対１５または前進４速ギヤ対１６を介して接続・遮断される。
【００２０】
上記と同様に、入力軸前進５速ギヤ１７ａも、入力軸１１に対して回転自在のアイドルギヤで構成されている。また、５速用アクチュエータ３３（変速機駆動手段）は、ＥＣＵ４０の制御により、５速用クラッチ２２を介して入力軸前進５速ギヤ１７ａを入力軸１１に接続するか、または遮断する。これにより、入力軸１１および出力軸１２が、前進５速ギヤ対１７を介して接続・遮断される。
【００２１】
また、モータ３の回転軸３ａには、駆動用回転軸ギヤ８ａ、始動用回転軸ギヤ９ａおよびモータ回転数センサ３６が設けられている。これらの駆動用回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギヤ９ａは、上記ギヤ１５ａ〜１７ａなどと同様に、回転軸３ａに対して回転自在のアイドルギヤで構成され、モータ用クラッチ２３により回転軸３ａに接続・遮断される。また、モータ回転数センサ３６（車速パラメータ検出手段）は、回転軸３ａの回転すなわちモータ３の回転に応じたパルス信号である検出信号をＥＣＵ４０に出力する。ＥＣＵ４０は、この検出信号に基づいてモータ３の回転数（以下「モータ回転数」という）ＮＭを算出する。
【００２２】
一方、入力軸１１には、上記始動用回転軸ギヤ９ａとともに始動用ギヤ対９を構成する始動用入力軸ギヤ９ｂが取り付けられている。この始動用入力軸ギヤ９ｂは、入力軸１１と一体に設けられ、始動用回転軸ギヤ９ａと常に噛み合っている。また、出力軸１２には、上記駆動用回転軸ギヤ８ａとともに駆動用ギヤ対８を構成する駆動用出力軸ギヤ８ｂが取り付けられている。この駆動用出力軸ギヤ８ｂも、出力軸１２と一体に設けられ、駆動用回転軸ギヤ８ａと常に噛み合っている。
【００２３】
また、上記モータ用クラッチ２３には、切換用アクチュエータ３４が設けられている。この切換用アクチュエータ３４も、ＥＣＵ４０の制御により、モータ用クラッチ２３を介して、駆動用回転軸ギヤ８ａおよび始動用回転軸ギヤ９ａを選択的に回転軸３ａに接続するか、または双方のギヤ８ａ，９ａを同時に遮断する。これにより、回転軸３ａと、出力軸１２または入力軸１１との間が接続・遮断される。
【００２４】
一方、出力軸１２には、これと一体に連結ギヤ２４が設けられており、この連結ギヤ２４は、前記差動ギヤ機構６のギヤ６ａと常に噛み合っている。これにより、出力軸１２の回転に伴って、差動ギヤ機構６を介して駆動輪４，４が回転駆動される。
【００２５】
さらに、前記後進ギヤ列のうちの後進ギヤ軸上に設けられた後進ギヤには、図示しない後進ギヤ用アクチュエータが設けられている。この後進ギヤ用アクチュエータは、ＥＣＵ４０の制御により、後進ギヤ軸上の後進ギヤを、入力軸１１および出力軸１２に設けられた、後進ギヤ列の他の後進ギヤに同時に噛み合わせる。それにより、入力軸１１および出力軸１２は互いに同一方向に回転する。
【００２６】
一方、モータ３は、駆動回路２９を介してＥＣＵ４０に接続されており、後述するように、その回転がＥＣＵ４０からの駆動信号（電流信号）により制御される。
【００２７】
また、ＥＣＵ４０には、シフト位置センサ３７が接続されている。このシフト位置センサ３７（シフト操作検出手段）は、シフトレバー３８のシフト位置を検出して、それを表すシフト位置信号をＥＣＵ４０に出力する。ＥＣＵ４０は、このシフト位置信号に基づき、シフトレバー３８の操作（シフト操作）の有無やシフト位置を検出する。なお、シフト操作は、上記のようなシフトレバー３８を実際に操作することに限らず、運転者の変速意図を示す動作であればよい。例えば、シフトボタンによる変速操作や運転者の音声による変速指令でもよい。
【００２８】
また、ＥＣＵ４０（車速パラメータ検出手段、シフト操作検出手段、目標車速パラメータ設定手段、制御信号値決定手段、変化状態検出手段、接続状態判定手段、変速制御手段）は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵおよびＩ／Ｏインターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。ＥＣＵ４０は、各種のセンサ３５〜３７により検出された検出信号に応じて、車両の通常走行中、エンジン２の出力トルクが変速機１０を介して駆動輪４，４に伝達されるように、変速機１０の動作を制御するとともに、モータ用クラッチ２３および駆動用ギヤ対８を介して、モータ３と出力軸１２の間を連結状態に保持しながら、モータ３が回転抵抗とならないようにその回転を制御する。また、車両走行中にシフト操作が行われた際には、エンジン２に代えてモータ３で駆動輪４を駆動するように、モータ３を制御するモータ回転制御処理を実行するとともに、クラッチ５の接続・遮断動作の制御処理、クラッチ５の接続状態判定処理および変速機１０の変速制御処理を実行する。
【００２９】
以下、上記の処理のうちのクラッチの接続状態判定処理およびモータ回転制御処理の内容を、図３および図４を参照しながら説明する。この処理は、所定時間ごとに割り込み実行される。
【００３０】
まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）において、変速実行中フラグＦ＿ＧＣＯＮが「１」であるか否かを判別する。この変速実行中フラグＦ＿ＧＣＯＮは、後述するように、変速機１０の変速動作の実行中に「１」にセットされ、変速動作が終了したときに「０」にセットされる。
【００３１】
ステップ１の判別結果がＮＯのときには、ステップ２に進み、シフト操作フラグＦ＿ＧＣＳＴが「１」であるか否かを判別する。このシフト操作フラグＦ＿ＧＣＳＴは、シフト位置が変化したことが検出されたとき、すなわち運転者によりシフト操作が実行されたときに「１」にセットされ、後述するように、変速機１０の変速動作が終了したときに「０」にセットされる。
【００３２】
ステップ２の判別結果がＮＯのとき、すなわちシフト操作が実行されていないときには、本処理を終了する一方、判別結果がＹＥＳのとき、すなわちシフト操作が実行されたときには、変速動作の実行を開始するとともに、ステップ３に進み、それを表すために上記変速実行中フラグＦ＿ＧＣＯＮを「１」にセットする。
【００３３】
次に、ステップ４に進み、モータ回転数推定値ＮＭＣＡＬ（車両の速度状態を表す車速パラメータ）を算出する。このモータ回転数推定値ＮＭＣＡＬは、変速動作中に、エンジン２に代えてモータ３で駆動輪４を駆動する場合、現在の車速を維持するのに必要なモータ回転数ＮＭの演算値であり、具体的には、変速機１０の現在のギヤ段のギヤ比とエンジン回転数ＮＥに基づき、出力軸１２の回転数を算出し、この算出した出力軸１２の回転数を駆動用ギヤ対８のギヤ比に基づき、モータ回転数ＮＭに換算することにより、算出される。
【００３４】
次いで、ステップ５に進み、目標回転数ＮＯＢＪ（目標車速パラメータ）を、上記ステップ４で算出したモータ回転数推定値ＮＭＣＡＬに設定した後、後述するステップ６に進む。
【００３５】
一方、前記ステップ１の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち変速動作を実行中であるときには、以上のステップ２〜５をスキップして、ステップ６に進む。
【００３６】
これらのステップ１またはステップ５に続くステップ６では、目標回転数ＮＯＢＪと算出されたモータ回転数ＮＭとの回転偏差ＤＮＭ（＝ＮＯＢＪ−ＮＭ）を算出する。この場合、モータ回転数ＮＭ（車両の速度状態を表す車速パラメータ）は、現在の車速を表すパラメータとして算出される。
【００３７】
次に、ステップ７に進み、ステップ６で算出した回転偏差ＤＮＭに基づき、ＰＩＤ制御により、モータ３の回転を制御するための制御電流値Ｉ（制御信号値）を算出する。この制御電流値Ｉでモータ３の回転を制御することにより、モータ３は、そのモータ回転数ＮＭが目標回転数ＮＯＢＪに一致するように、フィードバック制御される。これにより、クラッチ５の遮断によりエンジン２から駆動輪４に伝達されるエンジン伝達トルクが漸減しながら値０になる際に（図５（ｄ）参照）、それを補うようにモータ３から駆動輪４に伝達されるモータ伝達トルクが増大する（図５（ｇ）参照）。その結果、変速機１０の作動中、クラッチ５の遮断時に駆動力を失った感覚（以下「空走感」という）が発生するのを回避することができる。
【００３８】
次に、ステップ８に進み、制御電流値Ｉの今回値Ｉｎと前回値Ｉｎ−１との電流値偏差ＤＩ（＝Ｉｎ−Ｉｎ−１、制御信号値の変化状態を表すパラメータ）を算出する。次いで、ステップ９に進み、クラッチ駆動信号のレベルが「Ｌ」と「Ｈ」の間で反転したか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのとき、すなわちクラッチ駆動信号のレベルが反転したときには、ステップ１０に進み、アップカウント式のディレイタイマをスタートさせた後、後述する図４のステップ１１に進む。このディレイタイマによるディレイは、クラッチ駆動信号が反転することで、前述したクラッチ駆動用アクチュエータ３０が作動しても、クラッチ５が切換動作を実際に開始するまでに応答遅れ（例えば図５の時刻ｔ０とｔ１の間）があるため、その間、クラッチ５の状態が変化しないことで、電流値偏差ＤＩが小さい状態に維持されることによる誤判定を防止するためのものである。
【００３９】
一方、ステップ９の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちクラッチ駆動信号のレベル反転がないときには、ステップ１０をスキップして、図４のステップ１１に進む。
【００４０】
これらのステップ９またはステップ１０に続くステップ１１では、電流値偏差ＤＩの絶対値｜ＤＩ｜が所定値ＤＩＲＥＦ以下であるか否かを判別する。この判別結果がＮＯのとき、すなわち電流値偏差ＤＩが大きいときには、クラッチ５が切換動作中であるとして、本処理を終了する一方、この判別結果がＹＥＳのとき、すなわち電流値偏差ＤＩが小さいときには、ステップ１２に進み、ディレイタイマのタイマ値ＴＭが所定値ＴＭＲＥＦ以上であるか否かを判別する。
【００４１】
この判別結果がＮＯのとき、すなわちタイマ値ＴＭが所定値ＴＭＲＥＦ未満のときには、前述したクラッチ５の応答遅れによりクラッチ５の接続・遮断状態の誤判定のおそれがあるとして、本処理を終了する。一方、この判別結果がＹＥＳのとき、すなわちタイマ値ＴＭが所定値ＴＭＲＥＦ以上のときには、クラッチ５の応答遅れの影響を排除できたとして、ステップ１３に進み、クラッチ駆動信号のレベルが「Ｌ」であるか否かを判別する。
【００４２】
この判別結果がＹＥＳのとき、すなわちクラッチ駆動信号のレベルが「Ｌ」であるときには、クラッチ５が接続状態から遮断状態に切り換えられたとして、ステップ１４に進み、それを表すためにクラッチ接続フラグＦ＿ＣＬＯＮを「０」にセットする。次いで、ステップ１６に進み、タイマ値ＴＭを値０にリセットして、本処理を終了する。
【００４３】
一方、ステップ１３の判別結果がＮＯのとき、すなわちクラッチ駆動信号のレベルが「Ｈ」であるときには、クラッチ５が遮断状態から接続状態に切り換えられたとして、ステップ１５に進み、それを表すためにクラッチ接続フラグＦ＿ＣＬＯＮを「１」にセットすると同時に、変速機１０の変速動作が終了したとして、それを表すために、変速実行中フラグＦ＿ＧＣＯＮおよびシフト操作フラグＦ＿ＧＣＳＴをいずれも「０」にセットする。次いで、上記ステップ１６に進み、タイマ値ＴＭを値０にリセットして、本処理を終了する。
【００４４】
次に、図５のタイミングチャートを参照しながら、以上の図３および図４の接続状態判定処理による結果、クラッチ５および変速機１０の動作の推移の一例を説明する。同図は、走行中に３速ギヤから４速ギヤに変速する例を示している。
【００４５】
まず、３速ギヤで走行中、モータ３は、モータ用クラッチ２３および駆動用ギヤ対８を介して出力軸１２に連結されているとともに、回転抵抗にならない程度に回転制御されている。この状態で、運転者の操作によりシフト位置が３速位置から４速位置に変更されると、それを示すシフト位置信号（図示せず）が検出されたタイミング（時刻ｔ０）で、クラッチ駆動信号のレベルが「Ｈ」から「Ｌ」に反転する（同図（ａ）参照）とともに、前述したように、目標回転数ＮＯＢＪが設定される。それと同時に、クラッチ駆動用アクチュエータ３０は、クラッチ５の駆動を開始するとともに、クラッチ５は、クラッチ駆動信号の反転から遅れたタイミング（時刻ｔ１）で、接続状態から遮断状態に変化し始める（同図（ｂ）参照）。
【００４６】
このクラッチ５の遮断状態への変化に伴い、エンジン伝達トルクが漸減する（同図（ｄ）参照）。一方、制御電流値Ｉは、前述したＰＩＤ制御により漸増する（同図（ｆ）参照）とともに、これに伴ってモータ３から駆動輪４に伝達されるモータ伝達トルクは、エンジン伝達トルクの減少を補うように漸増する（同図（ｇ）参照）。その結果、駆動輪４に実際に伝達される駆動輪トルクは、エンジン伝達トルクおよびモータ伝達トルクを合わせたものとなる（同図（ｉ）参照）。
【００４７】
そして、クラッチ５が完全に遮断されたタイミング（時刻ｔ２）で、エンジン伝達トルクは値０になるとともに、モータ伝達トルクすなわち駆動輪トルクは、変速制御の開始直前のエンジン２のエンジン伝達トルクがモータ３の最大出力トルク以下のときには、開始直前のエンジン伝達トルクと同じ値になる（図５（ｉ）に実線で示す状態）。このタイミング以降、制御電流値Ｉは一定値でほとんど変化せず、その電流値偏差ＤＩが所定値ＤＩＲＥＦ以下になることにより、クラッチ５が遮断されたと判定される。このように、電流値偏差ＤＩに基づき、クラッチ５の遮断を適切に判定することができる。そして、このクラッチ５の遮断タイミングから若干遅れたタイミングで、ギヤ段が３速からニュートラルに切り換えられる。その後、ギヤ段がニュートラルから４速に切り換えられる。
【００４８】
このギヤ段の４速への切り換え後、これから若干遅れたタイミング（時刻ｔ３）で、クラッチ駆動信号が「Ｌ」から「Ｈ」に反転する。その後、クラッチ駆動信号の反転から若干遅れたタイミング（時刻ｔ４）で、クラッチ５が遮断状態から接続状態に変化し始めるとともに、それに応じて、エンジン伝達トルクが漸増し始める。一方、制御電流値Ｉは、前述したＰＩＤ制御により漸減し始めるとともに、これに伴ってモータ伝達トルクが漸減し始める。そして、クラッチ５が完全に再接続されたタイミング（時刻ｔ５）で、エンジン伝達トルクは、４速ギヤのギヤ比に応じた値になるとともに、モータ伝達トルクは、変速制御の開始直前の値になる。このタイミング以降、制御電流値Ｉはほとんど変化せず、その電流値偏差ＤＩが所定値ＤＩＲＥＦ以下になることにより、クラッチ５が完全に接続されたと判定される。このように、電流値偏差ＤＩに基づき、クラッチ５の接続・遮断を適切に判定することができる。
【００４９】
なお、前述したクラッチ５が完全に遮断されたタイミング（時刻ｔ２）で、変速制御の開始直前のエンジン伝達トルクが、モータ３の最大出力トルクよりも大きいときには、モータ伝達トルクはその最大出力トルクに設定される。また、モータ３による駆動輪４の駆動を行わないときには、駆動輪トルクは図５（ｉ）に破線で示す状態になる。したがって、モータ伝達トルクを値０と最大出力トルクの間で制御することにより、変速機１０の動作中に、図５（ｉ）にハッチングで示す領域内で駆動輪トルクを制御することが可能である。
【００５０】
以上のように、本実施形態の接続状態判定装置１によれば、走行中にシフト操作が行われた時、モータ回転数ＮＭを、シフト操作時点での車速を維持するように設定した目標回転数ＮＯＢＪに一致させるように、これらの回転偏差ＤＮＭに基づくＰＩＤフィードバック制御により制御電流値Ｉが算出されるとともに、この算出した制御電流値Ｉの電流値偏差ＤＩに基づき、クラッチ５の接続状態が判定される。したがって、変速機１０の作動により、クラッチ５の遮断状態への切り換えが完了したとき、または接続状態への切り換えが完了したときには、この電流値偏差ＤＩに基づき、変速機作動中のクラッチ５の接続状態を適切に判定することができ、それにより、従来と異なり、アクチュエータの移動量を検出する専用のセンサなどが不要になる。その結果、センサおよびそれに対する配線作業を省略できることにより、製造コストを削減することができる。また、センサの設置スペースを確保する必要がなくなることにより、クラッチ５および変速機１０自体や、これらを収容するトランスミッションケースなどをコンパクト化することができる
【００５１】
また、本実施形態の変速制御装置４１によれば、前述した変速制御処理により、クラッチ５が完全に遮断された後に、ギヤ段の切り換えを適切に実行することができるとともに、クラッチ５の遮断によって一時的に喪失されたエンジン２からのトルクを補うように、それに代えてモータ３からのトルクが駆動輪４，４に伝達されるので、変速に伴う空走感の発生を回避することができる。
【００５２】
なお、変速中のモータ３の回転制御は、車速を表すパラメータとしてのモータ回転数ＮＭを、目標回転数ＮＯＢＪに一致させるように制御する実施形態の例に限らず、例えば加速中の変速の際に、車両加速度を表すパラメータとしてのモータ回転加速度を目標モータ回転加速度に一致させるように制御してもよい。この場合、モータ回転加速度は、モータ回転数ＮＭの偏差として算出し、目標モータ回転加速度は、シフト操作が実行された時のモータ回転加速度に設定すればよい。このように構成することにより、加速中の変速の際に、前述した実施形態と同様に、制御電流値Ｉの変化状態に基づきクラッチ５の接続・遮断を適切に判定することができるとともに、変速に伴う加速度の喪失すなわち空走感の発生を回避することができる。
【００５３】
また、モータ回転数相当値ＮＭＣＡＬは、エンジン回転数ＮＥとギヤ比に基づいて算出する実施形態の例に限らず、回転センサを用いて検出した入力軸１１、出力軸１２または駆動輪４の回転数などに基づいて算出してもよい。さらに、モータ回転数ＮＭは、モータ回転数センサ３６の検出出力に基づいて算出する実施形態の例に限らず、他の回転センサを用いて検出した入力軸１１、出力軸１２または駆動輪４の回転数などに基づいて算出してもよい。
【００５４】
さらに、本発明は、エンジン２およびモータ３で左右１組の駆動輪４，４を駆動する本実施形態の車両に限らず、前後輪の一方をエンジン２で駆動し、他方をモータ３で駆動する車両に適用してもよい。
【００５５】
また、実施形態では、モータ３を、走行中にこれが回転抵抗にならないように回転制御したが、モータ用クラッチ２３により、変速動作中以外はモータ３と出力軸１２の間を遮断し、変速動作中のみモータ３と出力軸１２の間を接続するように構成してもよい。これにより、モータ３の電力消費を抑制することができる。さらに、モータ３を、変速機１０を介在させない状態で、駆動輪４に直接的に連結するように構成してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
以上のように、本発明の車両用クラッチの接続状態判定装置によれば、センサなどの専用の検出デバイスを用いることなくクラッチの接続・遮断状態を適切に判定でき、製造コストを削減することができる。また、これを用いた変速制御装置によれば、接続状態判定装置によるクラッチの接続状態の判定結果に基づき、適切なタイミングで変速機のギヤ段を変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用クラッチの接続状態判定装置および変速制御装置と、これらを適用した車両の駆動系の概略構成を示す説明図である。
【図２】車両の駆動系の概略構成を示す構造線図である。
【図３】クラッチの接続状態判定処理およびモータ回転制御処理を示すフローチャートである。
【図４】図３の続きを示すフローチャートである。
【図５】図３〜図４の処理と、変速制御処理を実行したときのタイミングチャートの一例を示す図である。
【符号の説明】
１ 接続状態判定装置
２ エンジン
３ 電気モータ
４ 駆動輪
５ クラッチ
１０ 変速機
３１〜３３ １〜５速用アクチュエータ（変速機駆動手段）
３６ モータ回転数センサ（車速パラメータ検出手段）
３７ シフト位置センサ（シフト操作検出手段）
４０ ＥＣＵ（車速パラメータ検出手段、シフト操作検出手段、目標車速パラメータ設定手段、制御信号値決定手段、変化状態検出手段、接続状態判定手段、変速制御手段）
４１ 変速制御装置
Ｉ 制御電流値（制御信号値）
ＤＩ 電流値偏差（制御信号値の変化状態を表すパラメータ）
ＮＭ 電気モータの回転数（車両の速度状態を表す車速パラメータ）
ＮＭＣＡＬ モータ回転数相当値（車両の速度状態を表す車速パラメータ）
ＮＯＢＪ 目標回転数（目標車速パラメータ）

Claims (3)

1. エンジンにより有段の変速機を介して駆動輪を駆動し、当該変速機のシフト操作に伴って前記変速機のギヤ段を変更するのに先立ち、クラッチにより前記エンジンと前記変速機の間を遮断するとともに、前記電気モータで駆動輪を駆動する車両において、前記クラッチの接続状態を判定する車両用クラッチの接続状態判定装置であって、
   前記車両の速度状態を表す車速パラメータを検出する車速パラメータ検出手段と、
   前記変速機の前記シフト操作が実行されたか否かを検出するシフト操作検出手段と、
   当該シフト操作検出手段により前記シフト操作の実行が検出された時、前記車速パラメータ検出手段により検出された車速パラメータに基づき、目標車速パラメータを設定する目標車速パラメータ設定手段と、
   前記電気モータによる前記駆動輪の駆動中に、前記検出された車速パラメータを前記目標車速パラメータ設定手段により設定された目標車速パラメータに一致させるように、前記電気モータの回転を制御するための制御信号値を決定する制御信号値決定手段と、
   当該制御信号値決定手段により決定された制御信号値の変化状態を検出する変化状態検出手段と、
   当該変化状態検出手段により検出された制御信号値の変化状態に応じて、前記クラッチの前記接続状態を判定する接続状態判定手段と、
   を備えることを特徴とする車両用クラッチの接続状態判定装置。
2. 前記車速パラメータは、車両速度および車両加速度の一方であることを特徴とする請求項１に記載の車両用クラッチの接続状態判定装置。
3. 請求項１に記載の車両用クラッチの接続状態判定装置と、
   前記変速機を駆動する変速機駆動手段と、
   前記接続状態判定手段により前記クラッチが遮断状態にあると判定されたときに、前記変速機駆動手段を制御することにより、前記変速機の前記ギヤ段を変更する変速制御手段と、を備えることを特徴とする変速制御装置。

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