JP5892315B2 - ハイブリッド車両のクラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明はハイブリッド車両のクラッチ制御装置に関する。

近年、モータの駆動力とエンジンの駆動力とを組み合わせて車両を走行させるハイブリッド車両が開発され、実用化が進んでいる。ハイブリッド車両としては、例えば、モータの駆動力により車両を走行させると共にエンジンを発電機の動力源として用いるシリーズ方式を採用したものや、エンジンとモータとの両方（もしくはエンジンのみ）の駆動力により車両を走行させるパラレル方式を採用したものがある。さらにモータのみの駆動力によって車両を走行させるＥＶ走行モードと、上記シリーズ方式を適用したシリーズ走行モード、或いは上記パラレル方式を適用したパラレル走行モードとを、車両の運転状況に応じて切り替えるようにしたものもある。

これらの走行モードを切り換える場合には、動力伝達機構に設けられたクラッチを切断、接続することで、動力の伝達経路を切り換えるものが知られている。即ち、モータは駆動輪に接続されており、エンジンはクラッチを介して駆動輪に接続されている。ＥＶ走行モード及びシリーズ走行モードでは、クラッチを切断した状態とし、モータからの動力のみが駆動輪に伝達される。また、パラレル走行モードでは、クラッチを接続した状態とし、エンジン及びモータの動力が駆動輪に伝達される。

このようなクラッチを制御するクラッチ制御装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載されたクラッチ制御装置は、車両の動力伝達経路に設けられ、軸方向に相対移動して係合または解放する一対の係合部材と、入力される指令値に応じて一対の係合部材の少なくともいずれか一方に対して他方に向かう駆動力を作用させる駆動手段とを有するクラッチを制御するクラッチ制御装置であって、一対の係合部材を完全係合状態とする指令値として予め設定された所定指令値を駆動手段に入力する係合制御を実行し、係合制御において所定指令値を駆動手段に入力した後で、一対の係合部材が完全係合状態であると判定されない場合、所定指令値に対応する駆動力と比較して大きな駆動力に対応する値に指令値を変更している。即ち、このクラッチ制御装置では、一時的な傾きや引っかかりがあったとしてもクラッチを接続するために、クラッチの係合部材が係合しなかったと判断した場合には、係合部材に作用する駆動力を増加させてクラッチを接続させるように制御している。

特開２０１０−２８１３９７号公報

ところで、一般的には、油圧クラッチの場合、係合部材が係合しているかどうかは圧力センサによりクラッチの係合部材にかかる圧力が一定であるかどうかを検出して判定を行うことが多い。しかしながら、この圧力センサは正確に圧力を測定することが難しく、クラッチの接続状態を誤認するおそれがある。

また、クラッチとして油圧クラッチを用いる場合には、低温時等クラッチの油温が低い状態ではクラッチが接続しにくくなることがあり、一時的な要因によるクラッチ接続不能があることも考えられる。このような場合に、クラッチが接続できるにも関わらず、接続不能であると判定されてしまい、クラッチを接続することができないおそれがある。特に上述したようなシリーズ走行モードからパラレル走行モードに走行モードを切り換えることが可能な車両においてはクラッチの接続を行う機会が多い。このような車両でクラッチの接続判定が正確に行われないとすれば、クラッチが接続できる状態であるにも関わらず適切な走行モードでの走行ができないおそれがある。

そこで、本発明の課題は、上記従来技術の問題点を解決することにあり、低温時等クラッチの油温が低い状態ではクラッチが接続しにくくなる等の一時的な要因によるクラッチ接続不能であればクラッチを接続でき、かつ、クラッチの係合部材が係合できたか否かの判断を簡易にかつ正確に行うことができるハイブリッド車両のクラッチ制御装置を提供しようとするものである。

本発明のハイブリッド車両のクラッチ制御装置は、発電機を駆動するエンジンからの駆動力を、クラッチを介して駆動輪に伝達する駆動力伝達経路を形成すると共に、前記クラッチと前記駆動輪との間に電動モータを連結させて前記電動モータの回転力を前記駆動輪に伝達する回転力伝達経路を形成するハイブリッド車両における前記クラッチの断接制御を行うクラッチ制御装置であって、前記クラッチは、前記エンジンからの駆動力が入力される第１クラッチ板と、前記第１クラッチ板と係合して前記駆動力伝達経路を形成する第２クラッチ板と、を備えると共に、前記第２クラッチ板は前記電動モータの回転と同期するように構成され、前記クラッチ制御装置は、前記発電機をモータとして駆動した状態で前記クラッチの接合を開始して前記回転力伝達経路のみを利用して走行する第１走行モードから前記駆動力伝達経路を利用する第２走行モードに切り替わるように前記クラッチの断接制御を行う際に、前記クラッチの接合開始から所定接合時間後の前記第１クラッチ板と前記第２クラッチ板との回転数差が所定値以下であることを条件に前記クラッチの接合完了を判定する判定手段を有することにより、前記クラッチが接合したかどうかを簡易にかつ正確に判定することができる。さらに、この所定接合時間でクラッチを接続することで、低温時等クラッチの油温が低い状態ではクラッチが接続しにくくなる等の一時的な要因によるクラッチ接続不能であればクラッチを接続できる。
本発明の好ましい実施形態としては、前記クラッチ制御装置は、前記クラッチの接合が完了していないと判定すると、前記クラッチの接合を停止し、所定期間経過後に前記クラッチの接合を再度実施し、再度実施する前記クラッチの接合における前記所定接合時間を、前回実施した前記クラッチの接合における前記所定接合時間よりも長くなるよう補正することが挙げられる。
また、前記クラッチ制御装置は、前記クラッチの接合が完了していないと判定すると、車両が停止するまで前記クラッチの接続を停止した後に、前記クラッチの接合を再度実施することが挙げられる。

また、前記クラッチ制御装置は、前記クラッチの接合が完了していないと判定すると、前記クラッチの接合を停止する期間を介して、繰り返し前記クラッチの接合を実施し、次に実施する前記クラッチの接合における前記所定接合時間を、前記クラッチの接合が完了しなかったと判定された回数、又は前記クラッチが浸される油温に応じて補正することが挙げられる。

また、前記クラッチ制御装置は、前記クラッチの接合が完了しなかったと判定された回数に基づいて設定される第１の時間と、前記クラッチが浸される油温に基づいて設定される第２の時間との長い方を前記所定接合時間とすることが好ましい。このように構成することで、所定接続時間をクラッチの状態に応じてより適切に設定することができる。

さらに前記クラッチ制御装置は、前記クラッチの接合が完了しなかったと判定した回数が多くなるほど前記第１の時間を長くなるよう補正することが好ましい。また前記クラッチ制御装置は、前記クラッチが浸される油温が高くなるほど前記第２の時間を短くなるよう補正することが好ましい。接合しなかったと判定された場合には、よりクラッチが接続しにくいので、所定接合時間を長くすることで、より低温時等クラッチの油温が低い状態でクラッチを接続しやすくすることができる。

本発明のハイブリッド車両のクラッチ制御装置によれば、低温時等クラッチの油温が低い状態ではクラッチが接続しにくくなる等の一時的な要因によるクラッチ接続不能であればクラッチを接続でき、かつ、クラッチの係合部材が係合できたか否かの判断を簡易にかつ正確に行うことができるという優れた効果を奏し得る。

実施形態１に係る車両の模式図である。 実施形態１にかかる制御部のブロック図である。 実施形態１にかかる制御のフローチャートを示す図である。 実施形態１にかかる制御のフローチャートを示す図である。 実施形態１にかかる制御の接合（係合）成功時のタイミングチャートを示す図である。 実施形態１にかかる制御の接合（係合）失敗時のタイミングチャートを示す図である。 実施形態２にかかる制御を説明するための図である。

（実施形態１）
本発明の第１の実施形態について、図１〜図６を用いて説明する。

図１に示す車両１は、ハイブリッド車両である。図１に示すように、車両１には、駆動伝達機構２を介して車輪３に駆動力を伝達する電動機としてのモータ４が搭載されている。車両１には、このモータ４に電力を供給する高圧バッテリ５が搭載され、高圧バッテリ５は外部からの充電が可能となっている。

車両１には内燃機関であるエンジン６が搭載され、エンジン６の出力系７はクラッチ８を介して駆動伝達機構２に繋げられている。クラッチ８を構成する係合部材８０は、エンジン６側に位置する第１クラッチ板（第１係合部材）８１と、モータ４側に位置する第２クラッチ板（第２係合部材）８２とからなる。エンジン６からの駆動力は、クラッチ８及び駆動伝達機構２を介して車輪３に伝達される。この駆動力の伝達経路を駆動力伝達経路とする。エンジン６の駆動によりジェネレータ９が作動するとジェネレータ９で発電された電力はインバータ１０を介してモータ４及び高圧バッテリ５に適宜供給される。

上述した車両１は、通常時は、クラッチ８は切断された状態であり、出力系７と駆動伝達機構２との間で動力が伝わらない状態にされ、モータ４の駆動により走行する。即ち、車両１は第１走行モード（ＥＶ走行モード及びシリーズ走行モード）による走行モードを選択する。ここで、第１走行モードにおけるモータ４による回転力を駆動伝達機構２に伝達する経路を回転力伝達経路とする。また、車両１は、高速走行等でモータ４の駆動力では必要な駆動出力が得られなくなる場合、クラッチ８が接続され、エンジン６の駆動力が駆動伝達機構２に伝達され、エンジン６の駆動力が付加されて（もしくは、エンジン６単独の駆動力で）走行する。即ち、車両１は第２走行モード（パラレル走行モード）による走行モードを選択する。

車両１は、制御部１１を備える。制御部１１は、車両の統合制御を行うものである。制御部１１は、上述したようなクラッチ８の状態を切換えるためのクラッチ制御装置としてのクラッチ制御部１２を備える。クラッチ制御部１２は、車両がシリーズ走行モード又はＥＶ走行モード（第１走行モード）で走行中にパラレル走行モード（第２走行モード）に切り換える必要がある場合に、クラッチ８を接続するためのクラッチ制御を行う。

クラッチ制御部１２は、図２に示すように、クラッチ回転制御部２１と、クラッチ係合制御部２２と、クラッチモード制御部２３とを備える。また、車両１には、このクラッチ制御部１２によるクラッチ制御に用いられる車速検出部３１、モータ回転数検出部３２、エンジン回転数検出部３３がそれぞれ設けられている。各検出部では、各種センサから検出された検出結果に基づいて車速、モータ回転数、エンジン回転数を検出する。以下各制御部について詳細に説明する。

クラッチ制御部１２は、詳しくは後述するクラッチ係合禁止モードにない場合、クラッチ回転制御部２１を作動させることができる。クラッチ回転制御部２１は、車速検出部３１から得られた車速が所定の値以上となった場合（シリーズ走行モード（若しくはＥＶ走行モード）からパラレル走行モードに移行する場合）には、モータ側の第２係合部材の回転数にエンジン側の第１係合部材の回転数を合わせるように制御する。そして、モータ回転数検出部３２部及びエンジン回転数検出部３３から得た回転数から、第１係合部材及び第２係合部材の回転が同期したかどうかを判定する。回転数の同期は、モータ側の第２係合部材の回転数に対してエンジン側の第１係合部材の回転数が同一（若しくは略同一）となるように、ジェネレータによりエンジンを駆動することで行う。クラッチ回転制御部２１は、第１係合部材及び第２係合部材の回転数が同期すると、クラッチ係合指示信号をクラッチ係合制御部２２へ入力する。

クラッチ係合制御部２２は、第１係合部材及び第２係合部材の回転が同期してクラッチ係合指示信号が入力されると、クラッチソレノイドバルブを駆動することによりクラッチ油圧を上昇させて係合部材を軸方向に移動させる。クラッチ係合制御部２２は、係合部材の移動開始後、予め設定された推定時間経過時に第１係合部材及び第２係合部材の回転数差が所定の値以内にあるか否かによって、係合できたかどうかを判定する。即ち、推定時間後に回転数差が所定の値以内であれば係合できたと判定し、推定時間後に回転数差が所定の値より大きければ第１係合部材と第２係合部材とが係合できなかったと判定する。

具体的には、第１係合部材と第２係合部材との回転数差は、動力源をエンジンに切り換えた際に、係合部材の係合が完了して第１係合部材及び第２係合部材が完全に直結した状態であるので、第１係合部材及び第２係合部材の回転数に差は生じない。他方で、動力源をエンジンに切り換えた際に、係合部材が係合されていない状態（半クラッチ状態）になると、エンジン側の回転にスリップが発生して回転数が上昇する。これにより第１係合部材及び第２係合部材の回転数に差が生じるものである。なお、これらの回転数は、モータ回転数検出部及びエンジン回転数検出部から得る。

また、この推定時間は、クラッチ係合制御部２２が予め有するマップ、又はテーブルからクラッチ係合制御部２２が取得する。該マップ又はテーブルは、後述するクラッチ係合不能判定回数と推定時間との関係を示すものである。該マップ又はテーブルでは、クラッチ係合不能判定回数が多くなるほど推定時間は長くなる。

クラッチ係合制御部２２は係合部材が接合(係合)できたと判定した場合、クラッチの接合を保持して車両はパラレル走行モードに切り換えられて走行を続ける。クラッチ係合制御部２２は係合部材８０が接合(係合)できなかったと判断した場合、クラッチ係合制御部２２は、クラッチの係合制御を停止し、係合部材を解放する。即ち、車両はパラレル走行モードに切り換えられずシリーズ走行モード（若しくはＥＶ走行モード）で走行することとなる。

クラッチモード制御部２３は、クラッチ係合制御部２２により係合部材８０が係合できなかったと判断した場合、判定フラグをセットすると共に、クラッチ係合不能判定回数をカウントアップする。即ち、クラッチ係合不能判定回数をＮからＮ＋１へ増加させる。そして、クラッチモード制御部２３は、フラグが設定されている間は、車両が停止するまでクラッチ係合禁止モードをクラッチ制御部１２に対して送出し続ける。走行中に連続してリトライすると再度係合が失敗する可能性もあるため、クラッチオイルの粘性が回復するまでに十分な時間を持たせるためである。クラッチ制御部１２は、上述のようにクラッチ係合禁止モード中は、パラレル走行モードとなる運転状態となったとしても、クラッチ係合を行わない。そして、車両が停止すると、クラッチモード制御部２３は、フラグを解除してクラッチ係合許可モードとなる。クラッチ係合許可モードとなると、クラッチ制御部１２は、車両がシリーズ走行モード又はＥＶ走行モードで走行中にパラレル走行モードに切り換えるためにクラッチ係合を再度行うことが可能となる。

そして、クラッチ係合を再度行う場合には、上述したようにクラッチ回転制御部２１により各係合部材の回転数が同期され、その後クラッチ係合制御部２２によりクラッチの係合が行われる。

クラッチ係合制御部２２で設定される推定時間は、上述のようにクラッチ係合制御部２２が予め有するマップにより設定される。ここで、前回の制御におけるクラッチ係合不能判定回数（Ｎ）よりも今回の制御におけるクラッチ係合不能判定回数（Ｎ＋１）は１多くなっていることから、今回の制御における推定時間は、前回の制御における推定時間よりも長い。クラッチ係合制御部２２は、前回のクラッチ係合判定時よりもクラッチの駆動時間が長くなるのでクラッチの油温が上がることにより、係合部材が係合することができれば、係合部材の回転数が同一となる。これによりクラッチ係合制御部２２は、クラッチが係合されたと判断する。車両はパラレル走行モードに切り替わる。

他方で、クラッチ係合制御部２２は再び回転数が同一にならなかったら、即ち係合部材が係合できなかった場合には、再度係合部材の係合はできなかったものとして上記と同様の処理を行う。そして、クラッチ係合制御部２２では、クラッチ係合不能判定回数が増えるにつれて推定時間は長くなる。

本実施形態においては、クラッチの係合部材が係合されたか否かを、判定開始から（即ち係合部材が移動を開始してから）所定の推定時間経過時間経過後（所定接合時間経過後）における各係合部材の回転数差により判定している。このように判定することで、圧力センサがなくても、簡易にかつ正確にクラッチが接続できたかどうか判定を行うことができる。さらに、この推定時間をクラッチ係合不能判定回数に応じて長くすることで、クラッチの係合部材の係合を行うことができる。即ち、故障ではないがクラッチ油の温度が低くてクラッチが接続できなった場合に何回もリトライしている間に油の温度が上昇して係合部材が係合しやすくなる。これにより、クラッチ油温が低い等の一時的な要因によるクラッチ係合不能状態を脱することができ、クラッチを接続することができ、運転者の要求に応じた適切な走行モードで走行することができる。しかも、この場合に予め長く推定時間を設定すると、運転者の要求に対する車両の反応に影響するので、クラッチの状態に応じて推定時間を長くすることで、運転者の要求に対しても即時に応答することができる。

なお、クラッチ係合不能判定回数が所定値を超えると、クラッチ制御部１２はクラッチが故障していると判定する。

かかるクラッチ制御部による制御について、図３、図４に示すフローチャートを用いて説明する。

クラッチ制御部は、上述したクラッチ係合許可モードである場合に、フローチャートに示すような制御を行う。

初めに、ステップＳ１で、クラッチ制御部は、運転者が要求する車速がシリーズ走行モード（もしくはＥＶ走行モード）からパラレル走行に切り換えるべきパラレル判定車速よりも早いかどうかを判断する。運転者が要求する車速がパラレル判定車速以上の車速である場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ２へ進む。運転者が要求する車速がパラレル判定車速よりも遅い場合（ＮＯ）、車両はそのままシリーズ走行モード（もしくはＥＶ走行モード）を維持する。

ステップＳ２では、パラレル走行モードへ移行すべく、クラッチの係合部材の回転の同期を開始する。この場合、第１係合部材（エンジン側の係合部材）の回転を、ジェネレータにより、第２係合部材（モータ側の係合部材の回転数）の回転に同期させるように上昇させる。

ステップＳ３では、これにより第１係合部材と第２係合部材の回転がそれぞれ同期しているかどうかを判定する。回転数がそれぞれ所定範囲内であれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４へ進む。回転数が未だ所定範囲内になければ、ステップＳ２へ戻る。

ステップＳ４では、クラッチ係合指示信号が入力され、クラッチ係合制御部が制御を開始する。即ち、クラッチ係合制御部が係合部材８０に油圧をかけて係合部材に対する圧力を高めて係合を開始する。ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、クラッチ係合制御部２２は、クラッチ係合判定制御を行う。即ち、推定時間の測定を開始する。ステップＳ６へ進む。なお、ステップＳ４とステップＳ５とは同時に行われても良い。

ステップＳ６では、係合部材の係合判定を行う。即ち、係合開始後、予め設定された推定時間において第１係合部材及び第２係合部材の回転数が所定の値以内にあるか否かによって、係合できたかどうかを判定する。推定時間後に回転数が所定の値以内であれば（ＹＥＳ）、係合できたと判定して、車両はそのままの状態を維持する。ステップＳ１０へ進む。

クラッチ係合制御部２２は、推定時間後に回転数が所定の値より大きければ（ＮＯ）、係合部材が係合できなかったと判定する。係合部材が係合できずクラッチの接続が完了していないことで半クラッチ状態となり、回転数差が生じているからである。ステップＳ７へ進む。

ステップＳ７では、クラッチ係合制御部がクラッチの係合制御を停止し、係合部材を解放する。ステップＳ８へ進む。

ステップＳ８ではクラッチモード制御部がクラッチ係合不能判定フラグを設定する。即ちフラグ＝１となる。ステップＳ９へ進む。

ステップＳ９では、クラッチモード制御部がクラッチ係合不能判定回数をカウントアップする（Ｎ回からＮ＋１回となる）。これらの状態で、車両はパラレル走行モードに切り換えられずシリーズ走行モード（若しくはＥＶ走行モード）で走行する。ステップＳ１１へ進む。

ステップＳ１０ではカウントアップされたクラッチ係合不能判定回数をリセットする。パラレル走行モードへ移行する。

以上のステップＳ１〜Ｓ１０まではシリーズ走行モードからパラレル走行モード移行時の制御であり、以下のステップＳ１１〜ステップＳ１５までは走行中のクラッチ係合モード判定の制御である。

ステップＳ１１では、クラッチモード制御部によりクラッチ係合不能判定フラグが設定されている、即ちフラグ＝１であるかどうかを判断する。フラグ＝１である場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１２へ進む。フラグ＝１でない場合（ＮＯ）には、ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１２では、クラッチモード制御部によりクラッチ係合禁止モードを設定する。ステップＳ１３へ進む。

ステップＳ１３では、クラッチモード制御部により車両が停止しているかどうかを判定する。車両が停止している場合（ＹＥＳ）、ステップＳ１４へ進む。車両が停止していない場合（ＮＯ）、ステップＳ１１へ戻る。即ち、車両が停止するまでの間、クラッチ係合禁止モードは続く。

ステップＳ１４では、車両が停止した場合にクラッチ係合不能判定フラグを解除する。ステップＳ１５へ進む。

ステップＳ１５では、クラッチモード制御部がクラッチ係合許可モードに設定する。これにより、車両はクラッチ係合許可モードになるので、シリーズ走行モード（若しくはＥＶ走行モード）になった場合に、運転者が要求する車速がシリーズ走行モード（もしくはＥＶ走行モード）からパラレル走行に切り換えるべきパラレル判定車速よりも早ければ、クラッチの係合を行うことができる。

即ち、クラッチモード制御部がクラッチ係合禁止モードを設定すると、車両が停止するまでの間、クラッチ制御部はクラッチの接続を行わない。そして、クラッチモード制御部が車両が停止した後に再度クラッチ係合許可モードとすると、クラッチ制御部はクラッチの接続を行う。そして、その場合には、クラッチの係合判定において、推定時間を前回の推定よりも長くすることで、よりクラッチを接続させやすくしている。

このように、本実施形態では、クラッチ制御部はこのようなフローチャートに従ってクラッチの係合制御を行っている。この制御においてクラッチの係合部材が係合されたか否かを、判定開始から（即ち係合部材が移動を開始してから）所定の推定時間経過後（所定接合時間経過時後）における各係合部材の回転数差により判定している。このように判定することで、圧力センサがなくても、簡易にかつ正確にクラッチが接続できたかどうか判定を行うことができる。さらに、この推定時間をクラッチ係合不能判定回数に応じて長くすることで、クラッチの係合部材の係合を行うことができる。即ち、故障ではないがクラッチ油の温度が低くてクラッチが接続できなった場合に何回もリトライしている間に油の温度が上昇して係合部材が係合しやすくなる。これにより、クラッチ油温が低い等の一時的な要因によるクラッチ係合不能状態を脱することができ、クラッチを接続することができ、運転者の要求に応じた適切な走行モードで走行することができる。しかも、この場合に予め長く推定時間を設定すると、運転者の要求に対する車両の反応に影響するので、クラッチの状態に応じて推定時間を長くすることで、運転者の要求に対しても即時に応答することができる。

次に、図５及び図６を用いて、クラッチ制御部による制御についてタイムチャートにより詳細に説明する。

初めに、クラッチの接続が成功する場合について図５を用いて説明する。

ｔ＝ｔ０〜ｔ１（ｔ１除く）のシリーズ走行中は、クラッチは解放された状態である。ｔ＝ｔ０では、クラッチの係合指示信号は０であり、また、クラッチ圧も０である。なお、クラッチに圧力センサはないのでこのクラッチ圧は推定によるものである。この時はエンジンのトルクは大きいが、ジェネレータのトルクがマイナスであることからもわかるようにエンジンの動力は発電に用いられている。回転数は、シリーズ走行中でありモータで走行していることからモータの回転数（Ｎｍ）が高く、発電を行っているエンジンの回転数（Ｎｅ）は低い。

ｔ＝ｔ１で、車両の要求速度がパラレル走行速度以上となり、クラッチ制御部による制御が始まる。

ｔ＝ｔ１〜ｔ２（ｔ２除く）では、クラッチ回転数制御部により、エンジンの回転数がモータの回転数に同期するように上昇する。

ｔ＝ｔ２でエンジンの回転数がモータの回転数に同期し、クラッチ回転数制御部が、回転数が同期したと判定する。これにより、ｔ＝ｔ３までの間にクラッチ係合指示信号がクラッチ係合制御部に入力される。

ｔ＝ｔ３で、クラッチ係合指示信号がクラッチ係合制御部に入力されたことで、クラッチ係合制御部によるクラッチ係合制御が開始され、同時に推定時間の測定が開始される。クラッチ係合制御が開始されると、クラッチ圧の上昇が始まり、第１係合部材及び第２係合部材が軸方向に移動する。ｔ＝ｔ４でクラッチが接触して、クラッチの係合が開始される。クラッチにかかる圧力はここからより増大する。

ｔ＝ｔ５で、車両が駆動力源をモータからエンジンへ切り換えるため、モータのトルクとエンジンのトルクとの逆転が開始される。

ｔ＝ｔ６で、モータのトルクとエンジンのトルクとが逆転した状態で一定値となる。そのままの状態でｔ＝ｔ７まで進む。このｔ＝ｔ５〜ｔ７（ｔ７除く）の間、モータとエンジンの各回転数は同一である。

ｔ＝ｔ７では、クラッチ係合制御部が所定の推定時間になったとして、検出されたモータの回転数とエンジンの回転数とを比較する。これらの値が所定値以内であるので係合部材が係合されたとして、車両は実質的にパラレル走行モードに移行される。

このようにクラッチの接続が成功した場合には、エンジンに動力源を切り換えた場合に、エンジンによる回転とモータによる回転とが同期しているので、エンジンの回転のスリップが生じないため、推定時間における回転数はほぼ同一であり、所定の範囲内に回転数が含まれている。

次に、クラッチの接続が失敗する場合について図６を用いて説明する。

ｔ＝ｔ０〜ｔ３（ｔ３除く）まで、上述したクラッチの接続が成功する場合と同様であるので省略する。

ｔ＝ｔ３で、クラッチ係合制御部によるクラッチ係合制御が開始され、同時に推定時間の測定が開始される。クラッチ係合制御が開始されると、クラッチ圧の上昇が始まり、各係合部材が軸方向に移動することで、クラッチの係合が行われる。

ｔ＝ｔ３〜ｔ５（ｔ５除く）までの間、図５に示す場合と異なり、係合部材が係合しないのでクラッチ圧は当初と同様に徐々に高まる。

ｔ＝ｔ５で、駆動源をエンジンに切り換えるが、クラッチ係合が完了していないため、半クラッチ状態となり、エンジン側の回転数のスリップが生じ始める。

ｔ＝ｔ６で、モータのトルクとエンジンのトルクとが逆転した状態で一定値となるが回転数差は徐々に時間経過に伴いどんどん大きくなる。なお、このｔ＝ｔ５〜ｔ６についても、クラッチ圧は徐々に上昇するのみである。

ｔ＝ｔ７では、クラッチ係合制御部が所定の推定時間になったとして、検出されたモータの回転数とエンジンの回転数とを比較する。これらの値が所定値以上であるので、係合部材が完全係合されなかったとしてクラッチ係合指示がオフとなり、クラッチ圧も解除される。

このようにクラッチの接続が失敗した場合には、エンジンに動力源を切り換えた場合にエンジンの回転がスリップしてしまうため、推定時間におけるエンジンの回転数とモータの回転数との差が大きく、回転数差は所定の範囲内になく、係合部材が係合されなかったとして判定されるのである。

そして、次回クラッチ係合の判定を行う場合には、この判定時の推定時間をｔ＝ｔ３〜ｔ７よりも長い推定時間として、より長い時間クラッチの係合を行い、クラッチの係合部材を係合させやすくしてクラッチを接続させる。

このように、本実施形態では、クラッチ制御部による制御によって、クラッチの係合部材が係合されたか否かを、圧力センサがなくても、簡易にかつ正確に判定することができる。

（実施形態２）
本発明の第２実施形態について、図７を用いて説明する。本実施形態では、クラッチ係合制御部は推定時間を設定する際にクラッチ油温についても考慮する点が第１実施形態とは異なる。

本実施形態では、クラッチ判定制御部は、クラッチの油温による推定時間（第２の設定時間）と、クラッチ係合不能判定回数による推定時間（第１の設定時間）とを比較して、これらのうち長い方を推定時間として設定する。また、クラッチの油温による推定時間と、クラッチ係合不能判定回数による推定時間とにそれぞれの係数をかけて推定時間を設定しても良い。クラッチ判定制御部は、クラッチの油温を検出し、取得する。図７に示すように、クラッチの油温に対する推定時間はクラッチの油温が上昇するほど推定時間は短くなるというものである。即ち、クラッチの油温が高いほど油の粘性が低くなり、係合部材は係合しやすくなるので、係合したか否かの判定にかかる推定時間を短くすることができる。

他方で、図７に示すようにクラッチ係合不能判定回数と推定時間とは、クラッチ係合不能判定回数が増えるほど推定時間が長くなる関係にある。即ち、クラッチ係合不能判定回数が多いほどクラッチは接続しにくい状態であるので、推定時間を長くしてよりクラッチが接続しやすいようにしている。

そして、クラッチ判定制御部は、クラッチの油温に対する推定時間と、クラッチ係合不能判定回数に対する推定時間とを取得し、これらを比較して、これらのうち長い方を推定時間として設定する。このことから、初めのうちは、油温による推定時間がクラッチ係合不能判定回数による推定時間よりも長いために優先され、その後、クラッチ係合不能判定回数による推定時間が油温による推定時間よりも長いために優先される。

このようにより長い推定時間を優先するように構成されていることで、本実施形態ではクラッチ判定部による判定をより確実に、かつ正確に行うことができると共に、一回の判定時にクラッチをより接続しやすくできるように構成されている。即ち、所定時間をクラッチの状態に応じてより適切に設定することができる。

本発明の実施形態は、上述したものに限定されない。例えば、上述した実施形態では、シリーズ走行モードからパラレル走行モードに切り換える場合について説明したが、これに限定されない。ＥＶ走行モードからパラレル走行モードに切り換える場合も同様である。また、本実施形態では、パラレル走行モードではエンジンのみを駆動源として走行したがこれに限定されない。エンジン及びモータを駆動源として走行してもよい。

また、クラッチが油圧クラッチの場合について説明したが、これに限定されない。電磁クラッチであっても同様の制御を行うことができる。

本発明のハイブリッド車両のクラッチ制御装置は、ハイブリッド車両に用いることができる。従って、自動車製造産業において利用可能である。

１ 車両
２ 駆動伝達機構
３ 車輪
４ モータ
５ 高圧バッテリ
６ エンジン
７ 出力系
８ クラッチ
９ ジェネレータ
１０ インバータ
１１ 制御部
１２ クラッチ制御部 (判定手段)
２１ クラッチ回転制御部
２２ クラッチ係合制御部
２３ クラッチモード制御部
３１ 車速検出部
３２ モータ回転数検出部
３３ エンジン回転数検出部
８０ 係合部材
８１ 第１係合部材（第１クラッチ板）
８２ 第２係合部材（第２クラッチ板）

Claims (7)

1. 発電機を駆動するエンジンからの駆動力を、クラッチを介して駆動輪に伝達する駆動力伝達経路を形成すると共に、前記クラッチと前記駆動輪との間に電動モータを連結させて前記電動モータの回転力を前記駆動輪に伝達する回転力伝達経路を形成するハイブリッド車両における前記クラッチの断接制御を行うクラッチ制御装置であって、
   前記クラッチは、
   前記エンジンからの駆動力が入力される第１クラッチ板と、
   前記第１クラッチ板と係合して前記駆動力伝達経路を形成する第２クラッチ板と、
   を備えると共に、
   前記第２クラッチ板は前記電動モータの回転と同期するように構成され、
   前記クラッチ制御装置は、前記発電機をモータとして駆動した状態で前記クラッチの接合を開始して前記回転力伝達経路のみを利用して走行する第１走行モードから前記駆動力伝達経路を利用する第２走行モードに切り替わるように前記クラッチの断接制御を行う際に、前記クラッチの接合開始から所定接合時間後の前記第１クラッチ板と前記第２クラッチ板との回転数差が所定値以下であることを条件に前記クラッチの接合完了を判定する判定手段を有する
   ことを特徴とするクラッチ制御装置。
2. 前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチの接合が完了していないと判定すると、前記クラッチの接合を停止し、所定期間経過後に前記クラッチの接合を再度実施し、
   再度実施する前記クラッチの接合における前記所定接合時間を、前回実施した前記クラッチの接合における前記所定接合時間よりも長くなるよう補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載のクラッチ制御装置。
3. 前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチの接合が完了していないと判定すると、車両が停止するまで前記クラッチの接続を停止した後に、前記クラッチの接合を再度実施する
   ことを特徴とする請求項２に記載のクラッチ制御装置。
4. 前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチの接合が完了していないと判定すると、前記クラッチの接合を停止する期間を介して、繰り返し前記クラッチの接合を実施し、次に実施する前記クラッチの接合における前記所定接合時間を、前記クラッチの接合が完了しなかったと判定された回数、又は前記クラッチが浸される油温に応じて補正する
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のクラッチ制御装置。
5. 前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチの接合が完了しなかったと判定された回数に基づいて設定される第１の時間と、前記クラッチが浸される油温に基づいて設定される第２の時間との長い方を前記所定接合時間とする
   ことを特徴とする請求項４に記載のクラッチ制御装置。
6. 前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチの接合が完了しなかったと判定した回数が多くなるほど前記第１の時間を長くなるよう補正する
   ことを特徴とする請求項５に記載のクラッチ制御装置。
7. 前記クラッチ制御装置は、
   前記クラッチが浸される油温が高くなるほど前記第２の時間を短くなるよう補正する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載のクラッチ制御装置。