JP6156023B2 - ハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンおよびモータを駆動源に備えたハイブリッド車両で、クラッチの推定温度を演算する装置に関する。

エンジンおよびモータを駆動源に備えたハイブリッド車両で、各種方式の駆動装置が提案されている。ハイブリッド車両においても、エンジン車両に類似して、エンジンの出力側にクラッチおよび歯車変速機を備えて複数の変速比を切り替え、出力回転数および出力トルクを調整することが一般的になっている。クラッチは、エンジンと歯車変速機との間を継断可能に回転連結するものであり、摩擦式クラッチが多用されている。

この種の摩擦式クラッチの温度を推定する一技術例が特許文献１に開示されている。特許文献１のクラッチ温度推定装置は、クラッチの入出力軸間の相対回転速度差を検出する手段と、伝達される駆動トルクを推定する手段と、相対回転速度差および駆動トルクから入力エネルギを算出する手段と、入力エネルギの大小に応じてクラッチ温度の昇降を推定する手段とを備えている。これにより、温度センサを用いることなく低コストでありながら、実クラッチ温度に近いクラッチ温度情報を得ることができる、とされている。

特開２００２−１６８２７０号公報

ところで、特許文献１の技術は、駆動源としてエンジンのみを備えたエンジン車両を対象としており、ハイブリッド車両には適用できない。詳述すると、エンジン車両では、通常エンジンがトルクを発生している状態で走行するので、クラッチでは伝達トルクから演算される入力エネルギを用いてクラッチ温度を推定できる。これに対して、ハイブリッド車両では、エンジンを停止状態またはアイドル回転状態としてモータトルクのみで走行し、クラッチで伝達トルクが発生しない場合がある。このようなモータ走行モードにおいて、特許文献１の技術ではクラッチ温度の推移を正しく推定できなくなる。このため、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行する場合にクラッチ温度を把握できず、クラッチ制御に悪影響が生じるおそれがある。

本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、ハイブリッド車両でエンジンを停止状態またはアイドル回転状態としてモータトルクのみで走行している場合であっても、クラッチ温度センサを用いることなくクラッチ推定温度を精度よく演算して、クラッチを適正に継合制御できるようにしたハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置を提供することを解決すべき課題とする。

上記課題を解決する請求項１に係るハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置の発明は、車両に搭載されてエンジントルクを出力するエンジンと、前記エンジンに回転連結された入力側部材と変速機を介して駆動輪に回転連結された出力側部材との間を継断可能に回転連結するクラッチと、前記クラッチを介さずに前記駆動輪にモータトルクを出力するモータと、前記エンジンを冷却する冷却液の温度を冷却液温度として計測する冷却液温度センサと、前記エンジンおよび前記クラッチおよび前記モータを制御する制御部とを備えたハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置であって、微小時間が経過するごとに、前回以前のクラッチ推定温度に基づいて今回のクラッチ推定温度を順次演算するクラッチ推定温度演算部と、前記車両の走行開始時の初回のクラッチ推定温度を前記クラッチの雰囲気温度から推定して記憶するクラッチ推定温度初期値記憶部と、前記車両が前記エンジントルクで走行するエンジン走行モードか、前記車両が前記モータトルクのみで走行するモータ走行モードかを判定するモード判定部と、前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードに移行した直後の前記クラッチ推定温度および前記冷却液温度を移行直後クラッチ推定温度および移行直後冷却液温度として記憶するモータ走行移行直後状態記憶部と、を備え、前記クラッチ推定温度演算部は、前記モータ走行モードにおいて、前記移行直後クラッチ推定温度および前記移行直後冷却液温度および今回計測された今回冷却液温度に基づいて、今回のクラッチ推定温度を演算するモータ走行モードクラッチ推定温度演算部を有する。

これによれば、モータ走行モードおよびエンジン走行モードの両方において、微小時間が経過するごとに今回のクラッチ推定温度を演算する。かつ、エンジン走行モードからモータ走行モードに移行した直後の移行直後クラッチ推定温度および移行直後冷却液温度を記憶しておき、モータ走行モードにおいて今回冷却液温度を計測することで、伝達トルクが発生していないクラッチの温度変化を正しく推定する。したがって、エンジンを停止状態またはアイドル回転状態としてモータトルクのみで走行している場合であっても、クラッチ温度センサを用いることなくクラッチ推定温度を精度よく演算できる。これにより、クラッチを適正に継合制御できる。例えば、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行するときに、クラッチの実温度が過昇しない範囲内でクラッチを迅速に継合制御できる。

また、エンジンの冷却液温度センサはハイブリッド車両に標準装備されたものを利用でき、加えて、クラッチ推定温度演算部を始めとする演算部、記憶部、およびモード判定部は制御部のソフトウェアで実現できるので、演算装置のコストは低廉である。

請求項２に係る発明は、前記エンジンの動作状態に応じて、前記クラッチ推定温度の前回から今回までの下降分を演算するクラッチ推定温度下降分演算部と、前記モータ走行モードにおいては前記モータ走行モードクラッチ推定温度演算部が演算した今回のクラッチ推定温度から前記下降分を減算して今回のクラッチ推定温度とするクラッチ推定温度補正部と、を備える。

これによれば、エンジンの動作状態に応じて変化するクラッチ推定温度の下降分を演算し、モータ走行モードにおいてはこの下降分でクラッチ推定温度を補正するので、演算精度が高くなる。

請求項３に係る発明は、前記エンジン走行モードにおいて、前記入力側部材と前記出力側部材との回転速度差および前記クラッチの伝達トルクに基づいて、前記クラッチ推定温度の前回から今回までの上昇分を演算するエンジン走行モードクラッチ推定温度上昇分演算部をさらに備え、前記クラッチ推定温度補正部は、前記エンジン走行モードにおいては前回のクラッチ推定温度に前記上昇分を加算し、前記クラッチ推定温度下降分演算部が演算した前記下降分を減算して今回のクラッチ推定温度とする。

これによれば、エンジン走行モードにおいて、回転速度差および伝達トルクに基づいてクラッチ推定温度の前回から今回までの上昇分を演算するので、伝達トルクが発生しているクラッチの温度変化を正しく推定できる。したがって、モータ走行モードおよびエンジン走行モードの両方において、クラッチ推定温度を精度よく演算できる。

請求項４に係る発明では、前記モータ走行モードクラッチ推定温度演算部は、前記移行直後クラッチ推定温度から前記今回冷却液温度を減算した全変化分を演算し、前記移行直後冷却液温度から前記今回冷却液温度を減算した冷却液温度変化量、および前記移行直後冷却液温度の少なくとも一方に依存して変化する残存比率を前記全変化分に乗算して残存変化分を演算し、前記今回冷却液温度に前記残存変化分を加算して前記今回のクラッチ推定温度とする。

これによれば、モータ走行モードにおいて、クラッチの温度変化に極めて相関性の高いエンジンの冷却液温度の変化に基づいてクラッチ推定温度を演算するので、演算精度が極めて高くなる。

請求項５に係る発明では、前記クラッチ推定温度下降分演算部は、前記エンジンが回転しているか停止しているかを判定する回転判定部を有し、前記エンジンが回転している場合は、前記車両の走行速度に基づいて前記下降分を演算し、前記エンジンが停止している場合は、前記下降分をゼロとする。

これによれば、エンジンが回転しているか停止しているか、および車両の走行速度に応じて変化するクラッチの熱放散係数を考慮して下降分を演算し、この下降分でクラッチ推定温度を補正するので、演算精度が極めて高くなる。

請求項６に係る発明では、前記クラッチは前記エンジンの近傍に配設されており、前記クラッチの前記雰囲気温度として前記冷却液温度を代用する。

これによれば、初回のクラッチ推定温度として、走行開始直後の温度上昇が発生する以前の冷却液温度を代用するので、クラッチ推定温度の初期値の精度が高い。また、雰囲気温度を計測する専用の温度センサは不要であり、演算装置のコストは低廉となる。

実施形態のクラッチ推定温度演算装置を適用するハイブリッド車両用駆動装置の全体構成を模式的に示した図である。 制御部の加速要求の判定条件を例示説明する図である。 実施形態のクラッチ推定温度演算装置を適用するハイブリッド車両のハイブリッド走行制御モードのモード遷移図である。 実施形態のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置の演算処理フロー図である。 実施形態のクラッチ推定温度演算装置が今回の補正前クラッチ推定温度を演算する方法を図式的に説明する図である。

本発明の実施形態のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置について、図１〜図５を参考にして説明する。図１は、実施形態のクラッチ推定温度演算装置を適用するハイブリッド車両用駆動装置１の全体構成を模式的に示した図である。図１において、太線は各装置間の機械的な接続（トルク伝達経路）を示し、破線の矢印は制御信号および計測信号の流れを示し、一点鎖線の矢印は電力の流れを示している。

図１に示されるように、ハイブリッド車両用駆動装置１は、エンジン２、クラッチ３、自動変速機４、モータ５、およびデファレンシャル装置７が、この順番に直列に配設されて構成されている。デファレンシャル装置７の出力側は、分岐して左右の駆動輪８Ｌ、８Ｒに回転連結されている。また、エンジン２からモータ５までを制御する制御部６が設けられている。ハイブリッド車両用駆動装置１は、エンジン２およびモータ５を駆動源として、駆動輪８Ｌ、８Ｒに駆動力を付与するものである。エンジン２、モータ５、および駆動輪８Ｌ、８Ｒの配置に制約はなく、ＦＦ車、ＦＲ車、ＲＲ車のいずれであってもよい。また、モータ５の出力側以降を変形した４輪駆動タイプのハイブリッド車両であってもよい。

エンジン２は、出力軸２１からエンジントルクを出力する。エンジン２は、ガソリンや軽油などの炭化水素系液体燃料を使用するガソリンエンジンやディーゼルエンジン、あるいは、天然ガスやプロパンガスなどの炭化水素系気体燃料を使用するガスエンジンなどである。また、エンジン２は、冷却液としての冷却水を循環する水冷方式のエンジンである。エンジン２は、出力軸２１の他に、スロットルバルブ２２、燃料噴射装置２３、回転速度センサ２４、および冷却液温度センサ２５などを有する。

スロットルバルブ２２は、空気および燃料の取り込み量を調整する。燃料噴射装置２３は、空気と燃料の混ざった混合気をエンジン２の内部の燃焼室に噴射する。スロットルバルブ２２および燃料噴射装置２３は、制御部６により制御される。回転速度センサ２４は、出力軸２１の近傍に設けられており、出力軸２１の回転速度Ｎｅを計測し、その計測信号を制御部６に出力する。冷却液温度センサ２５は、冷却水の温度を冷却液温度ＴＷとして計測し、その計測信号を制御部６に出力する。

クラッチ３は、入力側部材３１と出力側部材３２との間を継断可能に回転連結する。入力側部材３１は、エンジン２の出力軸２１に回転連結されている。出力側部材３２は、自動変速機４の入力軸４１に回転連結されている。クラッチ３として、湿式や乾式の摩擦式クラッチを例示でき、これらに限定されない。クラッチ３は、入力側部材３１および出力側部材３２の少なくとも一方を駆動して、クラッチストローク量を可変に調整するアクチュエータ３３を有している。アクチュエータ３３には、例えば、制御部６から制御されるモータや油圧操作機構を用いる。クラッチ３は、さらに、クラッチストローク量を計測し、その計測信号を制御部６に出力するストロークセンサ３４を有している。アクチュエータ３３が動作していない常時に、入力側部材３１と出力側部材３２とは完全継合する。つまり、クラッチ３はノーマルクローズクラッチである。

自動変速機４は、入力軸４１と出力軸４２との間で複数の変速比を切り替える。自動変速機４として、２軸平行型自動変速機を例示でき、これに限定されない。自動変速機４は、制御部６に制御されて変速比を切り替えるシフトセレクトアクチュエータ４３を有している。自動変速機４は、さらに、入力軸４１の近傍に回転速度センサ４４を有している。回転速度センサ４４は、入力軸４１の回転速度Ｎｉを計測し、その検出信号を制御部６に出力する。

モータ５は、クラッチ３を介さずに駆動輪８Ｌ、８Ｒにモータトルクを出力する。モータ５として、電気入力によりトルクを出力する駆動モードおよびトルク入力により発電する発電モードの切替えが可能な三相同期機を例示でき、これに限定されない。モータ５は、主軸５１、ならびに図略のロータおよびステータからなる。主軸５１は、自動変速機４の出力軸４２に回転連結されるとともに、デファレンシャル装置７の入力軸７１にも回転連結されている。主軸５１の周りには、永久磁石を有するロータが一体的に設けられている。一方、ケーシング側には、ステータコイルを有するステータが固設されている。

さらに、モータ５には、インバータ５２およびバッテリ５３が付設されている。インバータ５２は、バッテリ５３から供給された直流電力を交流電力に変換してステータコイルに供給する。これにより、モータ５は、主軸５１からモータトルクを出力する。また、制動時には、主軸５１にトルクが入力されて、モータ５は回生発電を行う。インバータ５２は、回生発電によりステータコイルから出力される交流電力を直流電力に変換して、バッテリ５３に供給する。これにより、バッテリ５３が充電される。上述したインバータ５２の双方向の電力変換機能は、制御部６から制御される。インバータ５２が機能していないとき、主軸５１は、単なる伝達軸として作用し、自動変速機４からデファレンシャル装置７にトルクを伝達する。

制御部６は、ハイブリッド車両用駆動装置１を制御する。制御部６には、ＣＰＵを有してソフトウェアで動作するＥＣＵ（電子制御装置）を用いることができる。制御部６は、左右の車輪速センサ６１Ｌ、６１Ｒから左右の車輪速ＮＬ、ＮＲの計測信号を取得する。なお、車輪速センサ６１Ｌ、６１Ｒは、駆動輪８Ｌ、８Ｒの近傍にそれぞれ配設されている。これにより、制御部６は、車両の走行速度Ｖを演算できる。また、制御部６は、アクセルペダル６２のアクセル開度Ａｃの計測信号をアクセルセンサ６３から取得する。これにより、制御部６は、アクセル開度Ａｃに見合う大きさの要求駆動力Ｆを演算できる。

制御部６は、走行速度Ｖおよび要求駆動力Ｆの大きさに基づいて、加速の必要性、エンジン２の始動の必要性、およびクラッチ３の継合の必要性を判定する。制御部６は、上記した３項目の必要性の判定結果として、加速要求、エンジン始動要求、およびクラッチ継合要求の３つの内部信号を用いる。

図２は、制御部６の加速要求の判定条件を例示説明する図である。図２で、横軸は走行速度Ｖ、縦軸は要求駆動力Ｆである。制御部６は、車両の現時点の走行速度Ｖと要求駆動力Ｆによって図３上にプロットされる動作点が判定線Ｌｊの外側に位置すると、加速要求有りと判定する。また、制御部６は、動作点が判定線Ｌｊの内側に位置すると、加速要求無しと判定する。詳述すると、制御部６は、走行速度Ｖが所定速度Ｖ１を超過しているときに加速要求有りと判定し、走行速度Ｖがちょうど所定速度Ｖ１のときには要求駆動力Ｆが所定駆動力Ｆ１以上であれば加速要求有りと判定する。さらに、制御部６は、走行速度Ｖが所定速度Ｖ１よりも小さくなるにつれて大きな要求駆動力Ｆで加速要求有りと判定し、走行速度Ｖがゼロのときに要求駆動力Ｆが所定駆動力Ｆ２以上（ただしＦ２＞Ｆ１）であれば加速要求有りと判定する。

当然ながらアクセルペダル６２が強く踏み込まれて要求駆動力Ｆが増加すると、加速要求が発生する。また、走行速度Ｖが所定速度Ｖ１を超過しているときには、アクセルペダル６２の操作とは無関係に加速要求が発生する。一方、走行速度Ｖが減少したり、アクセルペダル６２が戻されたりして、動作点が判定線Ｌｊの外側から内側に移動すると、加速要求が無くなる。

制御部６は、エンジン始動要求およびクラッチ継合要求についても、出力可能なモータトルクを考慮しつつ、加速要求に類似した判定を行う。図を用いた説明は省略するが、制御部６は、要求駆動力Ｆが増加してエンジントルクの必要性が予想されるときにエンジン始動要求有りと判定する。さらに、制御部６は、要求駆動力Ｆがさらに増加してエンジントルクが必要になったときにクラッチ継合要求有りと判定する。

制御部６は、要求駆動力Ｆを実現するために、図３に示されるハイブリッド走行制御モード（以降ではＨＶ制御モードと略記）のモード遷移を制御する。図３は、実施形態のクラッチ推定温度演算装置を適用するハイブリッド車両のＨＶ制御モードのモード遷移図である。図中に付された矢印はＨＶ制御モードの遷移を表し、矢印に付された吹き出しテロップは遷移条件を表している。ＨＶ制御モードは、エンジン２およびクラッチ３の状態の組み合わせを示すものである。制御部６は、前述した３つの内部信号に加えてエンジン２の動作状態およびクラッチ３の継断状態を参照し、エンジン２およびクラッチ３を制御することでモード遷移を制御する。図示されるように、ＨＶ制御モードは、３つの基本モードおよび６つの移行中モードに分かれる。

基本モードには、Ｅモード、Ｓモード、およびＰモードがある。Ｅモードは、Electric−Run−Mode（電気走行モード）を略した名称である。Ｅモードでは、エンジン２を停止し、クラッチ３を切断して、モータトルクのみで走行する。Ｓモードは、Sprit−Run−Mode（切断走行モード）を略した名称である。Ｓモードでは、エンジン２を回転させ、クラッチ３を切断して、モータトルクのみで走行する。Ｐモードは、Parallel−Run−Mode（並列走行モード）を略した名称である。Ｐモードでは、エンジン２を回転させ、クラッチ３を継合し、エンジントルクおよびモータトルクを併用して走行する。なお、エンジントルクのみで走行している場合も、制御部６内ではＰモードとして扱う。

移行中モードは、３つの基本モードの相互間を移行するときのモードである。移行中モードには、ＥＳモード、ＥＰモード、ＳＰモード、ＰＳモード、ＰＥモード、およびＳＥモードがある。ＥＳモードは、Ｅモードでエンジン始動要求が発生したときに遷移するモードであり、エンジン２を始動させる間継続する。ＥＳモードで、エンジン始動要求が継続しつつエンジン２が回転中になるとＳモードに遷移する。ＥＳモードの途中でエンジン始動要求が無くなると、エンジン２の始動制御を中止してＳＥモードに遷移する。

ＥＰモードは、Ｅモードでエンジン始動要求および加速要求の両方が発生したときに遷移するモードであり、エンジン２を始動させてクラッチ３を継合させる間継続する。ＥＰモードで、クラッチ継合要求が発生してクラッチ３が継合すると、Ｐモードに遷移する。ＳＰモードは、Ｓモードでクラッチ継合要求が発生したときに遷移するモードであり、クラッチ３を継合させる間継続する。ＳＰモードで、クラッチ継合要求が継続しつつクラッチ３が継合するとＰモードに遷移する。ＳＰモードの途中でクラッチ継合要求が無くなると、クラッチ３の継合制御を中止してＰＳモードに遷移する。

ＰＳモードは、ＰモードおよびＳＰモードでクラッチ継合要求が無くなったときに遷移するモードであり、クラッチ３を切断させる間継続する。ＰＳモードで、クラッチ継合要求が無いままでクラッチ３が切断されるとＳモードに遷移する。ＰＳモードの途中でクラッチ継合要求が発生すると、クラッチ３の切断制御を中止してＳＰモードに遷移する。ＰＥモードは、Ｐモードでクラッチ継合要求が無くなりかつエンジン２が燃料供給停止状態であるときに遷移するモードであり、クラッチ３を切断させてエンジン２を停止させる間継続する。ＰＥモードで、エンジン始動要求が無いままでエンジン２が停止中になるとＥモードに遷移する。

ＳＥモードは、ＳモードおよびＳＥモードでエンジン始動要求が無くなったときに遷移するモードであり、エンジン２を停止させる間継続する。ＳＥモードで、エンジン始動要求が無いままでエンジン２が停止中になるとＥモードに遷移する。ＳＥモードの途中でエンジン始動要求が発生すると、エンジン２の停止制御を中止してＥＳモードに遷移する。

上記したうちのＥモード、Ｓモード、ＥＳモード、およびＳＥモードは、車両がモータトルクのみで走行する本発明のモータ走行モードに相当する。また、Ｐモードは、車両がエンジントルクで走行する本発明のエンジン走行モードに相当する。さらに、ＥＰモード、ＳＰモード、ＰＳモード、およびＰＥモードは、クラッチ３に伝達トルクが発生しているか否かによってモータ走行モードおよびエンジン走行モードに時間的に分割される。

次に、実施形態のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置について説明する。実施形態のクラッチ推定温度演算装置は、主に制御部６のソフトウェアの演算処理機能によって実現されている。図４は、実施形態のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置（以降では演算装置と略記）の演算処理フロー図である。演算装置は、本発明の微小時間に相当する演算サイクルタイムごとに、図４の演算処理フローをステップＳ１から繰り返して行う。

図４のステップＳ１で、演算装置は走行モードを判別する。このとき、制御装置６が起動した直後の初回の制御サイクルでは、無条件で初回モードと判別してステップＳ２に進む。ステップＳ２で演算装置は、初回のクラッチ推定温度ＴＣ０をクラッチ３の雰囲気温度から推定して記憶する。ここで、クラッチ３はエンジン２の近傍に配設されているので、クラッチ３の雰囲気温度として冷却液温度ＴＷ０を代用することができる。さらに、前回の走行から比較的長時間が経過しているとき、エンジン２もその冷却液もクラッチ３も概ね等しい常温となっている。したがって、演算装置は、初回のクラッチ推定温度ＴＣ０が冷却液温度ＴＷ０に等しいとする。これに限定されず、車両に装備されている他の温度センサの計測温度、例えば車室温度やエンジン室温度を適宜初回のクラッチ推定温度ＴＣ０に代用してもよい。また、前回の走行からあまり長時間が経過していないとき、演算装置は、雰囲気温度を補正して初回のクラッチ推定温度ＴＣ０とすることができる。初回モードでは、ステップＳ２を行うことで制御サイクルが終了する。

ステップＳ１でエンジン走行モードと判別したとき、ステップＳ３に進む。ステップＳ３で演算装置は、クラッチ３の入力側部材３１と出力側部材３２との回転速度差ΔＮおよびクラッチ３の伝達トルクＴＱに基づいて、クラッチ推定温度の前回から今回までの上昇分ΔＴｕｐを演算する。ここで、入力側部材３１の回転速度はエンジン２の回転速度センサ２４によって計測された回転速度Ｎｅに一致し、出力側部材３２の回転速度は自動変速機４の回転速度センサ４４によって計測された回転速度Ｎｉに一致している。したがって、演算装置は、回転速度Ｎｅから回転速度Ｎｉを減算した差の絶対値を回転速度差ΔＮとする。

また、伝達トルクＴＱは、エンジン２から出力されるエンジントルクに概ね等しくなる。したがって、演算装置は、エンジン２のスロットルバルブ２２の開度や燃料噴射装置２３の混合気の噴射量などから伝達トルクＴＱを推定できる。さらに、演算装置は、回転速度差ΔＮおよび伝達トルクＴＱに基づいてクラッチ３で発生する熱エネルギを推定でき、熱エネルギをクラッチ３の熱容量で除算すれば上昇分ΔＴｕｐを演算できる。上昇分ΔＴｕｐの演算は、特許文献１などの公知技術を応用できるので、詳細な説明は省略する。

ステップＳ１でモータ走行モードと判別したとき、ステップＳ４に進んで、モード移行直後か否か判定する。エンジン走行モードからモータ走行モードに移行した直後の場合に限り、ステップＳ５に進む、ステップＳ５で演算装置は、前回の制御サイクルのクラッチ推定温度ＴＣおよび冷却液温度ＴＷを移行直後クラッチ推定温度ＴＣ１および移行直後冷却液温度ＴＷ１として記憶する。ステップ５の後、およびステップＳ４でモード移行直後でない場合は、ステップＳ６に合流する。

ステップＳ６で演算装置は、移行直後クラッチ推定温度ＴＣ１および移行直後冷却液温度ＴＷ１および今回計測された今回冷却液温度ＴＷ２に基づいて、今回のクラッチ推定温度（補正前）ＴＸ２を演算する。図５は、実施形態のクラッチ推定温度演算装置が今回のクラッチ推定温度（補正前）ＴＸ２を演算する方法を図式的に説明する図である。図５の横軸は時間ｔを示し、時刻ｔ１でエンジン走行モードからモータ走行モードに移行しており、時刻ｔ２が今回の制御サイクルである。また、図５の縦軸は温度Ｔを示し、破線のグラフは演算されたクラッチ推定温度ＴＣの推移を示し、実線のグラフは計測された冷却液温度ＴＷの推移を示している。

図５の時刻ｔ１におけるクラッチ推定温度ＴＣが移行直後クラッチ推定温度ＴＣ１であり、時刻ｔ１における冷却液温度ＴＷが移行直後冷却液温度ＴＷ１である。また、時刻ｔ２におけるクラッチ推定温度ＴＣが今回のクラッチ推定温度（補正前）ＴＸ２であり、時刻ｔ２における冷却液温度ＴＷが今回冷却液温度ＴＷ２である。時刻ｔ１以降のモータ走行モードで、エンジン２は停止状態またはアイドル回転状態となるので、エンジン走行モードと比較して熱エネルギの発生量は著しく減少する。これにより、冷却液温度ＴＷは雰囲気温度Ｔａｍｂに向かって徐々に低下する。また、モータ走行モードで、クラッチ３は切断状態とされるので、熱エネルギの発生量は減少する。これにより、クラッチ推定温度ＴＣも雰囲気温度Ｔａｍｂに向かって徐々に低下する。

ここで、冷却液温度ＴＷの低下傾向とクラッチの実温度の低下傾向との間には極めて高い相関性があるので、冷却液温度ＴＷの変化に基づいて今回のクラッチ推定温度（補正前）ＴＸ２を演算できる。具体的に、演算装置は、まず、移行直後クラッチ推定温度ＴＣ１から今回冷却液温度ＴＷ２を減算した全変化分ΔＴｔｏｔを演算する。演算装置は、次に、残存比率αを全変化分ΔＴｔｏｔに乗算して残存変化分ΔＴｒｅｍを演算する。演算装置は、最後に、今回冷却液温度ＴＷ２に残存変化分ΔＴｒｅｍを加算して今回のクラッチ推定温度（補正前）ＴＸ２とする。

残存比率αは、一般的には時刻ｔ１以降の時間経過に伴って減少するが、その減少傾向は一様ではない。本実施形態で、残存比率αは、移行直後冷却液温度ＴＷ１から今回冷却液温度ＴＷ２を減算した冷却液温度変化量ΔＴＷ、および移行直後冷却液温度ＴＷ１に依存して変化するものとしている。そして、演算装置は、冷却液温度変化量ΔＴＷおよび移行直後冷却液温度ＴＷ１をパラメータとする残存比率マップの形態で残存比率αを保持する。この残存比率マップは、実験やシミュレーションなどにより予め求めておくことができる。

図４のステップＳ３で上昇分ΔＴｕｐを演算した後、およびステップＳ６で今回のクラッチ推定温度（補正前）ＴＸ２を演算した後は、ステップＳ７に合流する。ステップＳ７で演算装置は、エンジン２が回転しているか停止しているかを判定する。エンジン２が回転している場合はステップＳ８に進み、演算装置は、車両の走行速度Ｖに基づいてクラッチ推定温度の下降分ΔＴｄｗｎを演算する。エンジン２が停止している場合は、ステップＳ９に進み、演算装置は、下降分ΔＴｄｗｎをゼロとする。

下降分ΔＴｄｗｎは、エンジン２が回転している場合に冷却用の外気が取り込まれ、風冷による熱放散係数によってクラッチ３の実温度が下降する作用を考慮した補正量である。演算装置は、走行速度Ｖをパラメータとするマップの形態で下降分ΔＴｄｗｎを保持でき、あるいは、所定の演算式を用いて下降分ΔＴｄｗｎを演算してもよい。定性的には、車両速度Ｖが大きいほど外気の取り込み量が増加し、熱放散係数が良好となるので、下降分ΔＴｄｗｎは大きくなる。また、エンジン２が停止している場合は外気が取り込まれず、風冷による熱放散係数は期待できないので、演算装置は下降分ΔＴｄｗｎをゼロとする。

ステップＳ８の後およびステップＳ９の後は、ステップＳ１０に合流する。ステップＳ１０で演算装置は、走行モードごとに異なる演算式を用いて今回のクラッチ推定温度ＴＣ２を演算する。すなわち、モータ走行モードにおいては、クラッチ推定温度（補正前）ＴＸ２から下降分Δｄｗｎを減算して今回のクラッチ推定温度ＴＣ２を演算する。また、エンジン走行モードにおいては、前回の制御サイクルのクラッチ推定温度ＴＣに上昇分Δｕｐを加算し下降分Δｄｗｎを減算して今回のクラッチ推定温度ＴＣ２を演算する。

以上で、クラッチ推定温度演算の演算サイクルが１サイクル終了する。演算装置は、演算サイクルタイムが経過するごとに演算処理フローを繰り返して行うだけでなく、冷却液温度ＴＷや車両速度Ｖなどの計測信号も逐次更新取得する。なお、モータ走行モードにおいて、図４のステップＳ７〜ステップＳ１０を省略し、ステップＳ６で演算したクラッチ推定温度（補正前）ＴＸ２をそのまま今回のクラッチ推定温度ＴＣ２としてもよい。

図４の演算処理フロー図のステップＳ１は、本発明のモード判定部に相当する。以下同様に、ステップＳ２は、クラッチ推定温度初期値記憶部に相当する。ステップＳ３は、エンジン走行モードクラッチ推定温度上昇分演算部に相当する。ステップＳ５は、モータ走行移行直後状態記憶部に相当する。ステップＳ６は、モータ走行モードクラッチ推定温度演算部に相当する。ステップＳ７は回転判定部に相当し、ステップＳ７〜ステップＳ９は、クラッチ推定温度下降分演算部に相当する。ステップＳ１０は、クラッチ推定温度補正部に相当する。

実施形態のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置は、車両に搭載されてエンジントルクを出力するエンジン２と、エンジン２に回転連結された入力側部材３１と自動変速機４を介して駆動輪８Ｌ、８Ｒに回転連結された出力側部材３２との間を継断可能に回転連結するクラッチ３と、クラッチ３を介さずに駆動輪８Ｌ、８Ｒにモータトルクを出力するモータ５と、エンジン２を冷却する冷却液の温度を冷却液温度として計測する冷却液温度センサ２５と、エンジン２およびクラッチ３およびモータ５を制御する制御部６とを備えたハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置であって、演算サイクルタイム（微小時間）演算サイクルが経過するごとに、前回以前のクラッチ推定温度ＴＣに基づいて今回のクラッチ推定温度ＴＣ２を順次演算するクラッチ推定温度演算部と、車両の走行開始時の初回のクラッチ推定温度ＴＣ０をクラッチ３の雰囲気温度から推定して記憶するクラッチ推定温度初期値記憶部と、車両がエンジントルクで走行するエンジン走行モードか、車両がモータトルクのみで走行するモータ走行モードかを判定するモード判定部と、エンジン走行モードからモータ走行モードに移行した直後のクラッチ推定温度ＴＣおよび冷却液温度ＴＷを移行直後クラッチ推定温度ＴＣ１および移行直後冷却液温度ＴＷ１として記憶するモータ走行移行直後状態記憶部と、を備え、クラッチ推定温度演算部は、モータ走行モードにおいて、移行直後クラッチ推定温度ＴＣ１および移行直後冷却液温度ＴＷ１および今回計測された今回冷却液温度ＴＷ２に基づいて、今回のクラッチ推定温度ＴＣ２（あるいはＴＸ２）を演算するモータ走行モードクラッチ推定温度演算部を有する。

これによれば、モータ走行モードおよびエンジン走行モードの両方において、演算サイクルタイム（微小時間）が経過するごとに今回のクラッチ推定温度ＴＣ２（あるいはＴＸ２）を演算する。かつ、エンジン走行モードからモータ走行モードに移行した直後の移行直後クラッチ推定温度ＴＣ１および移行直後冷却液温度ＴＷ１を記憶しておき、モータ走行モードにおいて今回冷却液温度ＴＷ２を計測することで、伝達トルクが発生していないクラッチ３の温度変化を正しく推定する。したがって、エンジン２を停止状態またはアイドル回転状態としてモータトルクのみで走行している場合であっても、クラッチ温度センサを用いることなくクラッチ推定温度ＴＣ２（あるいはＴＸ２）を精度よく演算できる。これにより、クラッチ３を適正に継合制御できる。例えば、モータ走行モードからエンジン走行モードに移行するときに、クラッチ３の実温度が過昇しない範囲内でクラッチを迅速に継合制御できる。

また、エンジンの冷却液温度センサ２５はハイブリッド車両に標準装備されたものを利用でき、加えて、クラッチ推定温度演算部を始めとする演算部、記憶部、およびモード判定部は制御部６のソフトウェアで実現できるので、演算装置のコストは低廉である。

さらに、実施形態のクラッチ推定温度演算装置は、エンジン２の動作状態に応じて、クラッチ推定温度ＴＣの前回から今回までの下降分Δｄｗｎを演算するクラッチ推定温度下降分演算部と、モータ走行モードにおいてはモータ走行モードクラッチ推定温度演算部が演算した今回のクラッチ推定温度ＴＸ２から下降分Δｄｗｎを減算して今回のクラッチ推定温度ＴＣ２とするクラッチ推定温度補正部と、を備える。

これによれば、エンジン２の動作状態に応じて変化するクラッチ推定温度の下降分Δｄｗｎを演算し、モータ走行モードにおいてはこの下降分Δｄｗｎでクラッチ推定温度ＴＸ２を補正するので、演算精度が高くなる。

さらに、実施形態のクラッチ推定温度演算装置は、エンジン走行モードにおいて、入力側部材３１と出力側部材３２との回転速度差ΔＮおよびクラッチ３の伝達トルクＴＱに基づいて、クラッチ推定温度ＴＣの前回から今回までの上昇分Δｕｐを演算するエンジン走行モードクラッチ推定温度上昇分演算部をさらに備え、クラッチ推定温度補正部は、エンジン走行モードにおいては前回のクラッチ推定温度に上昇分Δｕｐを加算し、クラッチ推定温度下降分演算部が演算した下降分Δｄｗｎを減算して今回のクラッチ推定温度ＴＣ２とする。

これによれば、エンジン走行モードにおいて、回転速度差ΔＮおよび伝達トルクＴＱに基づいてクラッチ推定温度の前回から今回までの上昇分Δｕｐを演算するので、伝達トルクＴＱが発生しているクラッチの温度変化を正しく推定できる。したがって、モータ走行モードおよびエンジン走行モードの両方において、クラッチ推定温度ＴＣを精度よく演算できる。

さらに、実施形態のクラッチ推定温度演算装置では、モータ走行モードクラッチ推定温度演算部は、移行直後クラッチ推定温度ＴＣ１から今回冷却液温度ＴＷ２を減算した全変化分ΔＴｔｏｔを演算し、移行直後冷却液温度ＴＷ１から今回冷却液温度ＴＷ２を減算した冷却液温度変化量ΔＴＷ、および移行直後冷却液温度ＴＷ１の少なくとも一方に依存して変化する残存比率αを全変化分ΔＴｔｏｔに乗算して残存変化分ΔＴｒｅｍを演算し、今回冷却液温度ＴＷ２に残存変化分ΔＴｒｅｍを加算して今回の補正前クラッチ推定温度ＴＸ２とする。

これによれば、モータ走行モードにおいて、クラッチ３の温度変化に極めて相関性の高いエンジンの冷却液温度ＴＷの変化に基づいてクラッチ推定温度を演算するので、演算精度が極めて高くなる。

さらに、実施形態のクラッチ推定温度演算装置では、クラッチ推定温度下降分演算部は、エンジン２が回転しているか停止しているかを判定する回転判定部を有し、エンジン２が回転している場合は、車両の走行速度Ｖに基づいて下降分Δｄｗｎを演算し、エンジン２が停止している場合は、下降分Δｄｗｎをゼロとする。

これによれば、エンジン２が回転しているか停止しているか、および車両の走行速度Ｖに応じて変化するクラッチ３の熱放散係数を考慮して下降分Δｄｗｎを演算し、この下降分Δｄｗｎでクラッチ推定温度を補正するので、演算精度が極めて高くなる。

さらに、実施形態のクラッチ推定温度演算装置では、クラッチ３はエンジン２の近傍に配設されており、クラッチ３の雰囲気温度として冷却液温度ＴＷを代用する。

これによれば、初回のクラッチ推定温度ＴＣ０として、走行開始直後の温度が上昇する以前の冷却液温度を代用するので、クラッチ推定温度の初期値の精度が高い。また、雰囲気温度Ｔａｍｂを計測する専用の温度センサは不要であり、演算装置のコストは低廉となる。

なお、図１に示された駆動装置１の全体構成や図３に示されたＨＶ制御モードが異なっていても、本発明のクラッチ推定温度演算装置を適用することができる。また、本発明は、摩擦式以外のクラッチへの応用もできる。本発明は、その他様々な変形や応用が可能である。

１：ハイブリッド車両用駆動装置
２：エンジン ２５：冷却液温度センサ
３：クラッチ ３１：入力側部材 ３２：出力側部材
３３：アクチュエータ ３４：ストロークセンサ
４：自動変速機 ５：モータ ６：制御部
７：デファレンシャル装置 ８Ｌ、８Ｒ：駆動輪
ＴＣ：クラッチ推定温度 ＴＣ１：移行直後クラッチ推定温度
ＴＸ２：今回の補正前クラッチ推定温度 ＴＣ２：今回のクラッチ推定温度
ＴＷ：冷却液温度 ＴＷ１：移行直後冷却液温度 ＴＷ２：今回冷却液温度
Ｔａｍｂ：雰囲気温度
ΔＴｕｐ：上昇分 ΔＴｄｗｎ：下降分
ΔＴｔｏｔ：全変化分 ΔＴｒｅｍ：残存変化分

Claims (6)

1. 車両に搭載されてエンジントルクを出力するエンジンと、前記エンジンに回転連結された入力側部材と変速機を介して駆動輪に回転連結された出力側部材との間を継断可能に回転連結するクラッチと、前記クラッチを介さずに前記駆動輪にモータトルクを出力するモータと、前記エンジンを冷却する冷却液の温度を冷却液温度として計測する冷却液温度センサと、前記エンジンおよび前記クラッチおよび前記モータを制御する制御部とを備えたハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置であって、
   微小時間が経過するごとに、前回以前のクラッチ推定温度に基づいて今回のクラッチ推定温度を順次演算するクラッチ推定温度演算部と、
   前記車両の走行開始時の初回のクラッチ推定温度を前記クラッチの雰囲気温度から推定して記憶するクラッチ推定温度初期値記憶部と、
   前記車両が前記エンジントルクで走行するエンジン走行モードか、前記車両が前記モータトルクのみで走行するモータ走行モードかを判定するモード判定部と、
   前記エンジン走行モードから前記モータ走行モードに移行した直後の前記クラッチ推定温度および前記冷却液温度を移行直後クラッチ推定温度および移行直後冷却液温度として記憶するモータ走行移行直後状態記憶部と、を備え、
   前記クラッチ推定温度演算部は、前記モータ走行モードにおいて、前記移行直後クラッチ推定温度および前記移行直後冷却液温度および今回計測された今回冷却液温度に基づいて、今回のクラッチ推定温度を演算するモータ走行モードクラッチ推定温度演算部を有するハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置。
2. 前記エンジンの動作状態に応じて、前記クラッチ推定温度の前回から今回までの下降分を演算するクラッチ推定温度下降分演算部と、
   前記モータ走行モードにおいては前記モータ走行モードクラッチ推定温度演算部が演算した今回のクラッチ推定温度から前記下降分を減算して今回のクラッチ推定温度とするクラッチ推定温度補正部と、
   を備える請求項１に記載のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置。
3. 前記エンジン走行モードにおいて、前記入力側部材と前記出力側部材との回転速度差および前記クラッチの伝達トルクに基づいて、前記クラッチ推定温度の前回から今回までの上昇分を演算するエンジン走行モードクラッチ推定温度上昇分演算部をさらに備え、
   前記クラッチ推定温度補正部は、前記エンジン走行モードにおいては前回のクラッチ推定温度に前記上昇分を加算し、前記クラッチ推定温度下降分演算部が演算した前記下降分を減算して今回のクラッチ推定温度とする請求項２に記載のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置。
4. 前記モータ走行モードクラッチ推定温度演算部は、
   前記移行直後クラッチ推定温度から前記今回冷却液温度を減算した全変化分を演算し、
   前記移行直後冷却液温度から前記今回冷却液温度を減算した冷却液温度変化量、および前記移行直後冷却液温度の少なくとも一方に依存して変化する残存比率を前記全変化分に乗算して残存変化分を演算し、
   前記今回冷却液温度に前記残存変化分を加算して前記今回のクラッチ推定温度とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のハイブリッド車両用クラッチ温度推定装置。
5. 前記クラッチ推定温度下降分演算部は、
   前記エンジンが回転しているか停止しているかを判定する回転判定部を有し、
   前記エンジンが回転している場合は、前記車両の走行速度に基づいて前記下降分を演算し、前記エンジンが停止している場合は、前記下降分をゼロとする請求項２〜４のいずれか一項に記載のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置。
6. 前記クラッチは前記エンジンの近傍に配設されており、前記クラッチの前記雰囲気温度として前記冷却液温度を代用する請求項１〜５のいずれか一項に記載のハイブリッド車両のクラッチ推定温度演算装置。

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