(57)【要約】【課題】例えば、クラッチ機構が非係合状態から係合状態に切り換えられる際に、電磁アクチュエータを駆動する駆動回路の構成を複雑化させることなく、プランジャ及びストッパ間に生じる衝突音を低減する。【解決手段】第２駆動電流（Ｉ２）によれば、弾性力Ｆｂによってプランジャ（６３）が矢印（Ｙ１ｂ）方向に沿って押し返されない付勢力（Ｆａ２）をプランジャ（６３）に作用させることが可能である。加えて、プランジャ（６３）がストッパ（６４）に当接する際、即ち、ストローク終了間際において付勢力（Ｆａ２）が急激に増大しないように、第２駆動電流（Ｉ２）が設定されるため、ストローク終了間際でストローク速度（Ｖｐ２）が急激に増大することを防止することができ、略一定の低いストローク速度（Ｖｐ２）でプランジャ（６３）をストロークさせることができ、衝撃音を低減できる。【選択図】図７
2010025279.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ｉ）ストッパ、及び（ｉｉ）前記ストッパに当接可能なプランジャ、並びに（ｉｉｉ）前記プランジャから前記ストッパに向かう一の向きに沿って前記プランジャに作用する電磁的な付勢力を発生する付勢力発生手段を有する電磁アクチュエータと、前記プランジャが前記付勢力に応じて前記一の向きに沿って移動する際に、前記一の向きと逆の向きである他の向きに沿って前記プランジャに作用する弾性力を発生させる弾性体と、前記プランジャが前記一の向きに沿って移動するストローク量に応じて、互いに係合状態及び非係合状態を切り換え可能な一対のクラッチとを備えた電磁クラッチを制御するための電磁クラッチの制御装置であって、
前記一対のクラッチを前記非係合状態から前記係合状態に切り換える際に、前記付勢力が前記プランジャに作用することによって前記プランジャが前記一の向きに沿って加速された後、前記弾性力が前記ストローク量に応じて前記付勢力を上回ることによって前記プランジャが前記一の向きに沿って減速されるように、前記電磁アクチュエータの初期駆動電流として第１駆動電流を設定する第１設定手段と、
前記プランジャが減速された後、前記プランジャが前記ストッパに当接する際に発生する衝撃を低減するように、前記電磁アクチュエータの新たな駆動電流である第２駆動電流を設定する第２設定手段と
を備えたことを特徴とする電磁クラッチの制御装置。
【請求項２】
前記プランジャが前記一の向きに沿って移動する際の速度であるストローク速度を検出する検出手段を更に備え、
前記第２設定手段は、前記ストローク速度が所定の速度より小さい場合に、前記第２駆動電流を設定すること
を特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチの制御装置。
【請求項３】
前記付勢力発生手段は、電磁コイル及びヨークを含んで構成されており、
前記第２設定手段は、前記プランジャのストローク速度の変化に応じて前記電磁コイルに発生する起電力の変化率の符号が反転した際に、前記第２駆動電流を設定すること
を特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチの制御装置。
【請求項４】
第２設定手段は、前記プランジャに前記付勢力を作用させ始めてから所定の時間が経過した後、前記第２駆動電流を設定すること
を特徴とする請求項１に記載の電磁クラッチの制御装置。
【請求項５】
前記プランジャは、前記一の方向に沿ってスライド可能なスリーブ機構に固定されており、
前記弾性体は、前記スリーブ機構に対して各々並列に配置された第１弾性体及び第２弾性体を含んで構成されており、
前記弾性力は、前記第１弾性体及び前記第２弾性体の夫々から前記スリーブ機構を介して前記プランジャに各々作用可能な第１弾性力及び第２弾性力から構成されており、
前記第２弾性体の弾性率は、前記第１弾性体の弾性率より大きく、
前記第１弾性力に前記第２弾性力が加わった時点で、前記第１弾性力及び前記第２弾性力の合力が前記付勢力を上回ること
を特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の電磁クラッチの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、ハイブリット車両に搭載され、且つ電磁アクチュエータを通じてクラッチの係合及び非係合を制御可能な電磁クラッチの制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電磁クラッチの制御装置の一例として、特許文献１は、動力伝達機構の結合及び非結合を相互に切り換える切換え動作を実行する際に、電磁クラッチの界磁コイルによる励磁の方向を正逆交互に換えながら、且つ励磁の強さを徐々に減少させるように電磁クラッチを制御可能な制御装置を開示している。また、特許文献２は、内燃機関の吸排気バルブを電磁力によって変位させる動弁装置において、バルブの着座速度をフィードバック制御し、衝突音を低減する技術を開示している。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−７０８９７号公報
【特許文献２】特開２００１−１２２６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、この種の電磁クラッチでは、電磁アクチュエータを作動させるための電磁力は、磁気ギャップが小さくなるにつれて急激に大きくなる。より具体的には、電磁力が加えられることによって移動するプランジャによってクラッチ機構が非係合状態から係合状態に切り換えられる際に、プランジャに加わる電磁力は急激に増大するため、プランジャがストッパに当接する際に当該プランジャ及びストッパ間に発生する衝撃音が大きくなる。特に、クラッチ機構を非係合状態から係合状態に切り換える際に要する動作時間を短くすることを目的として、電磁アクチュエータに供給する駆動電流を大きくすると、一対のクラッチが相互に係合する間際にプランジャ及びストッパ間相互の相対速度が大きくなり、衝突音の増大がより一層顕著に生じてしまう技術的問題点がある。
【０００５】
ここで、特許文献１に開示された技術によれば、電磁クラッチの界磁コイルの励磁の強さを段階的に、或いは連続的に増加させることによって電磁クラッチが非係合状態から係合状態に切り換えられる際に生じるクラッチの衝突音を低減することが可能であるが、電磁アクチュエータを駆動する駆動回路の回路構成が複雑になってしまう。加えて、電磁クラッチが非係合状態から係合状態に近づくほど励磁の強さが大きくなるため、衝突音を低減することは困難になる。
【０００６】
よって、本発明は上記問題点等に鑑みてなされたものであり、例えば、クラッチ機構が非係合状態から係合状態に切り換えられる際に、電磁アクチュエータを駆動する駆動回路の構成を複雑化させることなく、プランジャ及びストッパ間に生じる衝突音を低減するように電磁クラッチを制御可能な電磁クラッチの制御装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電磁クラッチの制御装置は上記課題を解決するために、（ｉ）ストッパ、及び（ｉｉ）前記ストッパに当接可能なプランジャ、並びに（ｉｉｉ）前記プランジャから前記ストッパに向かう一の向きに沿って前記プランジャに作用する電磁的な付勢力を発生する付勢力発生手段を有する電磁アクチュエータと、前記プランジャが前記付勢力に応じて前記一の向きに沿って移動する際に、前記一の向きと逆の向きである他の向きに沿って前記プランジャに作用する弾性力を発生させる弾性体と、前記プランジャが前記一の向きに沿って移動するストローク量に応じて、互いに係合状態及び非係合状態を切り換え可能な一対のクラッチとを備えた電磁クラッチを制御するための電磁クラッチの制御装置であって、前記一対のクラッチを前記非係合状態から前記係合状態に切り換える際に、前記付勢力が前記プランジャに作用することによって前記プランジャが前記一の向きに沿って加速された後、前記弾性力が前記ストローク量に応じて前記付勢力を上回ることによって前記プランジャが前記一の向きに沿って減速されるように、前記電磁アクチュエータの初期駆動電流として第１駆動電流を設定する第１設定手段と、前記プランジャが減速された後、前記プランジャが前記ストッパに当接する際に発生する衝撃を低減するように、前記電磁アクチュエータの新たな駆動電流である第２駆動電流を設定する第２設定手段とを備える。
【０００８】
本発明に係る電磁クラッチの制御装置によれば、電磁クラッチの動作時において、プランジャは、電磁的な付勢力が作用することによって一の向きに沿って移動し、そのストローク量に応じて一対のクラッチが非係合状態から係合状態に切り換えられる。
【０００９】
第１設定手段は、前記電磁アクチュエータの初期駆動電流として第１駆動電流を設定する。第１駆動電流は、前記一対のクラッチを前記非係合状態から前記係合状態に切り換える際に、前記付勢力が前記プランジャに作用することによって前記プランジャが前記一の向きに沿って加速された後、前記弾性力が前記ストローク量に応じて前記付勢力を上回ることによって前記プランジャが前記一の向きに沿って減速されるように設定される。より具体的には、プランジャは、当該電磁クラッチの制御装置が搭載された車両を操作するドライバの操作等に応じて電磁クラッチに対する係合指令がなされた際に、第１駆動電流に応じて付勢力発生手段から付与された付勢力によって一の向きに沿って加速されるため、一対のクラッチの一方を他方に係合させることによって一対のクラッチを非係合状態から係合状態に切り換える際に要する時間を短縮することが可能である。
【００１０】
ここで、第１駆動電流に応じて発生する付勢力がプランジャに作用したままで当該プランジャがストッパに近づくと、プランジャ及びストッパ間の距離によって規定される磁気ギャップが減少し、当該減少に応じて付勢力が急激に増大する。このように急激に増大した付勢力がプランジャに作用した状態でプランジャがストッパに当接すると、プランジャ及びストッパ間に生じる衝突音が大きくなってしまう。
【００１１】
そこで、本発明に係る電磁クラッチの制御装置によれば、第２設定手段が、前記プランジャが減速された後、前記プランジャが前記ストッパに当接する際に発生する衝撃を低減するように、前記電磁アクチュエータの新たな駆動電流である第２駆動電流を設定する。
【００１２】
第２駆動電流は、プランジャのストローク量の増大に伴ってプランジャ及びストッパ間の距離、言い換えれば磁気ギャップが小さくなることによって急激に付勢力が増大しないように、より具体的には、前記プランジャが前記ストッパに当接する際に発生する衝撃を低減するように設定される。第２駆動電流は、プランジャが減速され始めてから設定されるため、第１駆動電流が電磁アクチュエータに供給されたままで一対のクラッチを非係合状態から係合状態に切り換える場合に比べて、一対のクラッチの切り換え動作に要する時間は増大するが、既にプランジャが一の向きに沿って加速されたストローク量の範囲では、一対のクラッチを係合させる際に要する動作時間は、プランジャが加速されたことによって短縮されている。
【００１３】
したがって、本発明の係る電磁クラッチの制御装置によれば、一対のクラッチの非係合状態から係合状態に切り換える際に要する動作時間が極力短くなるように電磁アクチュエータの駆動電流を設定しつつ、プランジャ及びストッパの衝突音を低減することが可能である。
【００１４】
本発明に係る電磁クラッチの制御装置の一の態様では、前記プランジャが前記一の向きに沿って移動する際の速度であるストローク速度を検出する検出手段を更に備え、前記第２設定手段は、前記ストローク速度が所定の速度より小さい場合に、前記第２駆動電流を設定してもよい。
【００１５】
この態様によれば、「所定の速度」とは、プランジャが減速された状態でプランジャの慣性力が弾性力を上回ることによってプランジャがストッパに衝突してしまう速度の限界値をいう。したがって、「ストローク速度が所定の速度より小さい場合」とは、プランジャがストッパに近づくことによって磁気ギャップが小さくなり、プランジャに作用する付勢力が急激に増大するストローク量の範囲までプランジャがストッパに近づくことがない条件が成立している場合をいう。
【００１６】
よって、この態様によれば、弾性力によってプランジャが減速され始めるストローク量からプランジャがストッパに当接するストローク量までの範囲において、プランジャに作用する弾性力によって他の向きに沿ってプランジャが押し返されることがないように、第２駆動電流を設定することが可能になる。
【００１７】
本発明に係る電磁クラッチの制御装置の他の態様では、前記付勢力発生手段は、電磁コイル及びヨークを含んで構成されており、前記第２設定手段は、前記プランジャのストローク速度の変化に応じて前記電磁コイルに発生する起電力の変化率の符号が反転した際に、前記第２駆動電流を設定してもよい。
【００１８】
この態様によれば、前記プランジャのストローク速度が変化すると、電磁コイル内の磁速密度が変化し、電磁誘導によって電磁コイルに発生する起電力も変化する。より具体的には、例えば、プランジャが加速されている場合と、プランジャが減速されている場合の夫々においては、電磁コイルに発生する起電力の変化率の符号が相互に異なる。ここで、符号とは、ストローク量に対して変化する起電力の変化量、即ち傾きの符号を意味する。このような起電力の変化率の符号は、電磁コイルに流れる電流の変化に対応している。したがって、この態様によれば、プランジャのストローク速度をセンサ等で直接検出しなくても、電磁コイルを流れる電流を検出することによって、プランジャが減速されたことを判定することが可能になる。
【００１９】
本発明に係る電磁クラッチの制御装置の他の態様では、第２設定手段は、前記プランジャに前記付勢力を作用させ始めてから所定の時間が経過した後、前記第２駆動電流を設定してもよい。
【００２０】
この態様によれば、「所定の時間」とは、一対のクラッチを非係合状態から係合状態に切り換える際、第１駆動電流を任意の電流値に設定した場合に、当該設定された電流値に応じてプランジャに付勢力が作用し始めてから、一の向きに沿ったプランジャの移動が弾性力によって妨げられることによって、プランジャがストッパまで到達することなく、プランジャが停止してしまうまでの時間をいう。この態様によれば、所定の時間が経過した時点において、新たに第２駆動電流を電磁アクチュエータに供給することによって、プランジャが停止した状態から当該プランジャをストッパに向かって、即ち一の向きに沿って移動させることができ、センサ等によってストローク速度を検出しなくても、第２駆動電流を設定するタイミングを特定することが可能である。
【００２１】
本発明に係る電磁クラッチの制御装置の他の態様では、前記プランジャは、前記一の方向に沿ってスライド可能なスリープ機構に固定されており、前記弾性体は、前記スリープ機構に対して各々並列に配置された第１弾性体及び第２弾性体を含んで構成されており、前記弾性力は、前記第１弾性体及び前記第２弾性体の夫々から前記スリープ機構を介して前記プランジャに各々作用可能な第１弾性力及び第２弾性力から構成されており、前記第２弾性体の弾性率は、前記第１弾性体の弾性率より大きく、前記第１弾性力に前記第２弾性力が加わった時点で、前記第１弾性力及び前記第２弾性力の合力が前記付勢力を上回ってもよい。
【００２２】
この態様によれば、第１弾性体等の一の弾性体のみによって他の向きに沿ってプランジャに弾性力を加える場合に比べて、弾性体の弾性率のばらつき、或いは電磁クラッチを車両に組み付ける際に生じる弾性体に加わる与圧のばらつき等を一因とするプランジャのストローク速度のばらつきを抑制することできる。
【００２３】
加えて、この態様によれば、第１弾性力及び第２弾性力の合力が付勢力を上回るタイミングで第２駆動電流を電磁アクチュエータに供給することができる。したがって、この態様によれば、第２駆動電流を電磁アクチュエータに供給するタイミングを正確に特定できるため、別途、第２駆動電流を供給するタイミングを特定するための各種物理量（例えば、ストローク速度等）を検出するセンサを設ける必要がなくなり、電磁クラッチを制御する制御回路等が複雑化することを低減できる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明の係る電磁クラッチの制御装置によれば、一対のクラッチの非係合状態から係合状態に切り換える際に要する動作時間が極力短くなるように電磁アクチュエータの駆動電流を設定しつつ、プランジャ及びストッパの衝突音を低減することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明に係る電磁クラッチの制御装置の実施形態を説明する。
【００２６】
＜１：ハイブリット車両の動力伝達機構の構成＞
先ず、図１を参照しながら、本発明に係る電磁クラッチの制御装置の一実施形態を搭載したハイブリッド車両の動力伝達機構の概略構成を説明する。図１は、本実施形態におけるハイブリッド車両の動力伝達機構の概略構成を示したブロック図である。
【００２７】
図１において、ハイブリッド車両１０は、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、動力分配機構２０、及び、本発明の「第１設定手段」及び「第２設定手段」の夫々の一例を兼ねるＥＣＵ１００を備えており、所謂、機械分配式２モータ型と称されるハイブリッド車両である。動力源に相当するエンジン１と、動力源、及びエンジン１の回転数制御機構に相当する第１のモータジェネレータＭＧ１とが動力分配機構２０に連結されている。
【００２８】
動力分配機構２０の出力軸３には、駆動トルク又はブレーキ力のアシストを行うための副動力源である第２のモータジェネレータＭＧ２が連結されている。さらに、出力軸３は最終減速機８を介して左右の駆動輪９に連結されている。第１のモータジェネレータＭＧ１と第２のモータジェネレータＭＧ２とは、バッテリー、インバータ、又は適宜のコントローラ（図示せず）を介して、もしくは直接的に電気的に接続され、第１のモータジェネレータＭＧ１で生じた電力で第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動可能に構成されている。
【００２９】
エンジン１は燃料を燃焼して動力を発生する熱機関であり、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。第１のモータジェネレータＭＧ１は、エンジン１からトルクを受けて回転することにより、主として発電を行うものであり、発電に伴う反力トルクが作用する。第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を制御することにより、エンジン１の回転数が連続的に変化する。このような変速モードを「無段変速モード」という。無段変速モードは、後述する動力分配機構２０の差動作用により実現される。
【００３０】
第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動トルク又はブレーキ力を補助（アシスト）する装置である。駆動トルクをアシストする場合、第２のモータジェネレータＭＧ２は電力の供給を受けて電動機として機能する。一方、ブレーキ力をアシストする場合には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪９から伝達されるトルクにより回転させられて電力を発生する発電機として機能する。
【００３１】
ＥＣＵ１００は、後述するストローク速度センサ７６（図４参照）と共に、本発明に係る「電磁クラッチの制御装置」の一例を構成しており、エンジン１、第１のモータジェネレータＭＧ１、第２のモータジェネレータＭＧ２、及び動力分配機構２０の動作を制御する。
【００３２】
次に、図２を参照しながら、ハイブリッド車両１における動力伝達機構の構成を詳細に説明する。図２は、本実施形態におけるハイブリッド車両の主要部の構成を示したスケルトン図である。
【００３３】
図２において、ハイブリッド車両１０は、第１及び第２のモータジェネレータＭＧ１及びＭＧ２、本発明の「電磁クラッチ」の一例である噛合い式の電磁クラッチ７０、並びに動力分配機構２０を備えている。
【００３４】
動力分配機構２０は、エンジン１の出力トルクを第１のモータジェネレータＭＧ１と出力軸３とに分配する機構であり、差動作用を生じるように構成されている。具体的には複数組の差動機構を備え、互いに差動作用を生じる４つの回転要素のうち、第１の回転要素にエンジン１が連結され、第２の回転要素に第１のモータジェネレータＭＧ１が連結され、第３の回転要素に出力軸３が連結され、第４の回転要素に電磁クラッチ７０が接続される。電磁クラッチ７０を解放した状態では、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数を連続的に変化させることによりエンジン１の回転数が連続的に変化し、無段変速モードが実現される。
【００３５】
一方、電磁クラッチ７０を係合して第４の回転要素を固定すると、動力分配機構２０により決定される変速比がオーバードライブ状態（即ち、エンジン回転数が出力回転数より小さくなる状態）に固定され、固定段変速モードが実現される。ＥＣＵ１００は、ハイブリッド車両１０の駆動時において、ドライバによるアクセル操作等に基づいて、電磁クラッチ７０の非係合状態及び係合状態を相互に切り換える切り換え制御を実行する。
【００３６】
動力分配機構２０は、２つの遊星歯車機構を組み合わせて構成される。第１の遊星歯車機構は、リングギヤ２１、キャリア２２、及びサンギヤ２３を備え、第２の遊星歯車機構は、リングギヤ２５、キャリア２６、及びサンギヤ２７を備えている。
【００３７】
エンジン１の出力軸２は第１の遊星歯車機構のキャリア２２に連結され、そのキャリア２２は第２の遊星歯車機構のリングギヤ２５に連結されている。これらが第１の回転要素を構成する。第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ１１は第１の遊星歯車機構のサンギヤ２３に連結され、これらが第２の回転要素を構成している。
【００３８】
第１の遊星歯車機構のリングギヤ２１と第２の遊星歯車機構のキャリア２６は相互に連結されているとともに出力軸３に連結されている。これらが第３の回転要素を構成している。また、第２の遊星歯車機構のサンギヤ２７は第４の回転要素に対応し、本発明の「一対のクラッチ」の一例を構成する一対のドグ歯７１及び７２のうち、ドグ歯７２に連結している。
【００３９】
次に、図３を参照しながら、電磁クラッチ７０の構成を説明する。図３は、電磁クラッチ７０の構成を模式的に示した模式図である。
【００４０】
図３において、電磁クラッチ７０は、電磁アクチュエータ６０、並びに、互いに噛合わされる一対のドグ歯７１及び７２を備えている。ドグ歯７１及び７２の夫々は、複数の歯７５を備えている。ＥＣＵ１００の制御下において、回転可能なドグ歯７２が電磁アクチュエータ６０によって駆動され、複数の歯７５相互の噛み合いに応じてドグ歯７２及びドグ歯７１相互の非係合及び係合を切り換え可能に構成されている。
【００４１】
電磁アクチュエータ６０は、ＥＣＵ１００の制御下で電磁アクチュエータ駆動回路（不図示）から出力される信号に基づいて駆動され、回転部側のドグ歯７２を矢印１２２方向に移動させて、固定部側のドグ歯７１と噛合わせて係合させると共に、回転部側のドグ歯７２を矢印１２２と逆方向に移動させて固定部側のドグ歯７１との係合を解放する。
【００４２】
図４を参照しながら、電磁クラッチ７０の具体的な構成を説明する。図４は、ＥＣＵ１００及びストロークセンサ７６と共に電磁クラッチ７０の構成を図式的に示した図である。
【００４３】
図４において、本発明に係る「電磁クラッチの制御装置」の一例である制御装置１０１は、ＥＣＵ１００、及び、本発明の「検出手段」の一例であるストロークセンサ７６を備えて構成されている。ストロークセンサ７６は、電磁クラッチ７０の動作時において、本発明の「一の向き」の一例である図中矢印Ｙ１ａに沿って移動するプランジャ６３のストローク速度に対応するドグ歯７１のストローク速度を検出する。
【００４４】
電磁クラッチ７０は、電磁アクチュエータ６０、本発明の「弾性体」の一例である復帰バネ６７、並びに、一対のドグ歯７１及び７２を備えている。電磁アクチュエータ６０は、ストッパ６４と、プランジャ６３と、シャフト６１及び滑り軸受け６２からなるスリーブ機構１６０と、本発明の「付勢力発生手段」の一例を構成する電磁コイル６６及びヨーク６５と、ケース６８とを備えている。尚、ストッパ６４は、ヨーク６５の一部であり、ヨーク６５の一部がストッパ６４を兼ねている。
【００４５】
シャフト６１の外周面の少なくとも一部には、プランジャ６３をストッパ６４に当接させる向き（図中矢印Ｙ１ａ方向）と、その逆の向き（本発明の「他の向き」の一例である矢印Ｙ１ｂ方向）にシャフト６１を移動させるための滑り軸受け６２が設けられている。プランジャ６３は、シャフト６１に固定されており、ＥＣＵ１００の制御下で電磁コイル６及びヨーク６６を介して電磁的な付勢力が矢印Ｙ１ａに沿ってプランジャ６３に作用することによって、シャフト６３と共に滑り軸受け６２上を滑り、矢印Ｙ１ａ方向に移動可能である。
【００４６】
ストッパ６４は、プランジャ６３と当接可能な形状を有しており、ヨーク６５に固定されている。一対のドグ歯７１及び７２を係合させる際には、プランジャ６３がストッパ６４に当接することによって、プランジャ６３のストロークに連動してドグ歯７１がドグ歯７２に噛み合う。ドグ歯７１及び７２が相互に噛み合うことにより、即ち、ドグ歯７１及び７２が非係合状態から係合状態に切り換えられることによって、これらドグ歯を介した動力の伝達が可能になる。
【００４７】
ヨーク６５は、例えば磁性体であり、プランジャ６３及びストッパ６４間に配置されている。電磁クラッチ７０の動作時において、電磁コイル６６には、ＥＣＵ１００の制御下で電磁アクチュエータ駆動回路（不図示）を介して駆動電流が供給される。
【００４８】
復帰バネ６７は、ケース６８の内側に取り付けられており、プランジャ６３と共に矢印Ｙ１ａ方向にシャフト６１が移動した際にシャフト６１に接し、シャフト６１を介してプランジャ６３をストッパ６４から引き離す方向、即ち矢印Ｙ１ｂ方向に弾性力を作用させる押しバネである。ケース６８は、車体等に固定されており、スリーブ機構１６０、プランジャ６３及びストッパ６４、ヨーク６５、電磁コイル６６、並びに復帰バネ６７の夫々を収容している。
【００４９】
電磁クラッチ７０が係合状態から非係合状態に切り換えられると、ハイブリッド車両１０の走行モードは、固定段変速モードから無段変速モードに切り換えられる。より具体的には、第１の回転要素であるキャリア２２にエンジン１の出力トルクが作用し、第２の回転要素であるサンギヤ２３に第１のモータジェネレータ２３による反力トルクが作用するので、第３の回転要素である出力軸３及び第４の回転要素であるサンギヤ２７にはエンジン１と同方向に回転するトルクが作用する。この場合、第１のモータジェネレータＭＧ１の回転数変化に応じてエンジン１の回転数が変化し、無段変速モードでの運転が行われる。
【００５０】
一方、電磁クラッチ７０を非係合状態から係合状態に切り換えると、ハイブリッド車両１０の走行モードは、無段変速モードから固定段変速モードに切り換えられる。より具体的には、第４の回転要素であるサンギヤ２７の回転を止めると、エンジン１の回転に対して電磁クラッチ７０により反力トルクを与えることになるので、第１のモータジェネレータＭＧ１はいわゆる空転状態となる。その結果、動力分配機構２０の構成によって定まる変速比に固定され、固定段変速モードでの運転が行われる。
【００５１】
＜２：電磁クラッチの制御方法＞
次に、図４に加えて、図５乃至図７を参照しながら、本実施形態に係る電磁クラッチの制御装置１０１によって実行可能な制御方法を説明しつつ、制御装置１０１の各構成要素の処理動作を詳細に説明する。図５は、本実施形態に係る電磁クラッチの制御装置によって実行可能な電磁クラッチの制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。図６は、磁気ギャップδ及びストローク量Ｙ１と、付勢力Ｆａ及び弾性力Ｆｂとの関係を図式的に示したグラフである。図７は、電磁クラッチにおけるプランジャのストローク量と、付勢力Ｆａ、弾性力Ｆｂ及びプランジャのストローク速度Ｖｐとの相互関係を図式的に示したグラフである。図８は、ストローク量と、駆動電流Ｉ及びストローク速度の夫々との関係を図式的に示したグラフである。
【００５２】
図４及び図５において、ＥＣＵ１００は、電磁クラッチ７０が非係合状態にある際に、ハイブリッド車両１０を運転するドライバによるアクセル操作、或いはブレーキ操作により、電磁クラッチ７０を係合させるべき指示があったか否かを判定する（ステップＳ１００）。より具体的には、ＥＣＵ１００は、アクセル開度センサ、或いは、ブレーキセンサ等によって検出された信号に基づいて、電磁クラッチ７０を係合させるべき指示があったか否かを判定する。電磁クラッチ７０を係合させるべき指示がなかったと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、引き続き、電磁クラッチ７０を係合させるべき指示があったか否かを判定する処理を継続する。
【００５３】
電磁クラッチ７０を係合させるべき指示があったと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、電磁アクチュエータ６０を駆動するための初期駆動電流である第１駆動電流Ｉ１を設定する（ステップＳ１１０）。
【００５４】
ここで、図６を参照しながら、第１駆動電流Ｉ１によって電磁アクチュエータ６０を駆動した際に、プランジャ６３に作用する各種力を説明する。
【００５５】
図６（ａ）に示すように、電磁コイル６６及びヨーク６５を介して図中矢印Ｙ１ａ方向に沿ってプランジャ６３に作用する電磁的な力である付勢力Ｆａは、矢印Ｙ１ａ方向に沿ってプランジャ６３のストロークが開始された後、プランジャ６３のストローク量Ｙ１（図４参照）が増大すると共に増大する。ここで、ストローク量Ｙ１の増大は、磁気ギャップδの減少と等価であるため、磁気ギャップδの減少と共に付勢力Ｆａが増大すると解釈することが可能である。尚、磁気ギャップδとは、ヨーク６５の一端に設けられたストッパ６４及びプランジャ６３間の距離で規定される距離であって、電磁コイル６６及びヨーク６５を介してプランジャ６３に作用する電磁的な力である付勢力Ｆａの大きさを規定する距離をいう。第１駆動電流Ｉ１によって電磁アクチュエータ６０を駆動し続けると、プランジャ６３のストロークが終了する間際、即ち、プランジャ６３がストッパ６４に当接する間際において、付勢力Ｆａがストローク量Ｙ１の増大に応じて急激に増大する。
【００５６】
図６（ｂ）に示すように、電磁クラッチ７０が非係合状態から係合状態に切り換えられる際に、矢印Ｙ１ｂ方向（図４参照）に沿って復帰バネ６７からプランジャ６３に作用する弾性力Ｆｂは、ストローク量Ｙ１の増大に伴って、言い換えれば磁気ギャップδの減少に伴って線形的に増大する。弾性力Ｆｂは、付勢力Ｆａと異なり、プランジャ６３のストロークが終了する間際で急激に増大することはない。
【００５７】
図６（ｃ）に示すように、プランジャ６３に作用する力のうち矢印Ｙ１ａ方向に沿ったプランジャ６３のストローク速度Ｖｐを実質的に規定する作用力Ｆｃは、付勢力Ｆａ及び弾性力Ｆｂの合力である。したがって、電磁アクチュエータ６０の初期駆動電流として設定された第１駆動電流Ｉ１によれば、作用力Ｆｃの増大に伴ってプランジャ６３を矢印Ｙ１ａ方向に沿って加速し、電磁クラッチ７０を非係合状態から係合状態に切り換える切り換え時間を短縮することができる。しかしながら、プランジャ６３のストロークが終了する間際、言い換えれば、プランジャ６３がストッパ６４に当接する間際では、作用力Ｆｃが急激に増大するため、矢印Ｙ１ａ方向に沿ったプランジャ６３のストローク速度Ｖｐが急激に増大する。この状態でプランジャ６３がストッパ６４に当接すると、プランジャ６３及びストッパ６４間に生じる衝撃音が大きなってしまう。
【００５８】
そこで、以下で説明する一連の処理動作によれば、電磁クラッチ７０を非係合状態から係合状態に切り換える切り換え時間を極力短くしつつ、プランジャ６３及びストッパ６４間に発生する衝撃音を低減することが可能である。
【００５９】
再び、図５において、ＥＣＵ１００は、プランジャ６３のストローク速度を検出するストロークセンサがハイブリッド車両１０に設けられているか否かを判定する（ステップＳ１２０）。本実施形態では、ストロークセンサ７６が設けられているため、ステップＳ１２０における判定はＹｅｓとなる。次に、ＥＣＵ１００は、ストロークセンサ７６が検出したストローク速度Ｖｐが、しきい値速度Ｖｔｈを通過したか否かを判定する（ステップＳ１３０）。より具体的には、ＥＣＵ１００は、しきい値速度Ｖｔｈよりストローク速度Ｖｐが小さくなったか否かを判定する。尚、しきい値速度Ｖｔｈは、プランジャ６３がストッパ６４に当接する際に発生する衝撃音が、実戦的に許容される範囲の上限値である場合におけるストローク速度として規定されている。
【００６０】
次に、ＥＣＵ１００は、目標とすべきストローク速度Ｖｐを設定する（ステップＳ１４０）。目標とすべきストローク速度とは、プランジャ６３が矢印Ｙ１ａ方向に沿ってストロークし、ストッパ６４に当接する際に発生する衝撃音が実践的に許容される範囲の上限値以下になるように設定されるストローク速度Ｖｐである。次に、ＥＣＵ１００は、目標とすべきストローク速度及び検出されたストローク速度Ｖｐに基づいて、電磁アクチュエータ６０の駆動電流をフィードバック制御する（ステップＳ１５０）。より具体的には、目標とすべきストローク速度でプランジャ６３がストロークされるように、第１駆動電流Ｉ１に代えて、電磁アクチュエータ６０を駆動する駆動電流をフィードバック制御する。
【００６１】
ここで、図７を参照しながら、フィードバック制御について詳細に説明する。
【００６２】
図７（ａ）及び（ｂ）において、既に説明したように、ＥＣＵ１００は、ドグ歯７１及び７２を非係合状態から係合状態に切り換える際に、付勢力Ｆａがプランジャ６３に作用することによってプランジャ６３が矢印Ｙ１ａ方向に沿って加速された後、弾性力Ｆｂがストローク量Ｙ１に応じて付勢力Ｆａを上回ることによってプランジャ６３が矢印Ｙ１ａ方向に沿って減速されるように、電磁アクチュエータ６０の初期駆動電流として第１駆動電流Ｉ１を設定する。
【００６３】
プランジャ６３のストローク量Ｌ１を境にして、プランジャ６３のストローク速度Ｖｐは、加速領域から減速領域に入る。より具体的には、ストローク量Ｌ１は、第１駆動電流Ｉ１に応じて発生する付勢力Ｆａが、弾性力Ｆｂより大きい加速領域から、弾性力Ｆｂより小さい減速領域に替わる境目を規定するストローク量である。ストローク速度Ｖｐが減速された任意のストローク量Ｌｃにおいて、ＥＣＵ１００は、ストローク速度Ｖｐに基づくフィードバック制御を開始する。ここで、仮に、フィードバック制御を実行しない場合には、第１駆動電流Ｉ１に基づいて発生した付勢力Ｆａ１がプランジャ６３に作用し続けることになる。したがって、ＬｃからＬ２間は減速を続け、プランジャ６３が、ストッパ６４に当接する間際と規定するストローク量Ｌ２を境にして付勢力Ｆａ１は急激に増大し、ストローク速度Ｖｐ２は、急激に増大する（図７（ｂ）参照）。したがって、途中でストロークが止まり戻ってくるか、プランジャ６３及びストッパ６４間に生じる衝撃音が大きくなってしまう。より具体的には、後述するフィードバック制御をしない場合には、途中でストロークが止まったり（図７（ｂ）のストローク線Ａ１）、或いはストロークＬ２を境にして、付勢力Ｆａ１が急激に増大し、ストロークが急激に増大したり（図７（ｂ）のストローク線Ａ２）する。
【００６４】
そこで、ＥＣＵ１００は、プランジャ６３のストローク量Ｙ１がストローク量Ｌｃより大きい範囲において、プランジャ６３がストッパ６４に当接する際の衝撃音が低減されるように、駆動電流をフィードバック制御し、電磁アクチュエータ６０を駆動する。
【００６５】
図７（ａ）に示すように、第２駆動電流Ｉ２によれば、例えば、弾性力Ｆｂによってプランジャ６３が矢印Ｙ１ｂ方向に沿って押し返されない付勢力Ｆａ２をプランジャ６３に作用させることが可能である。加えて、プランジャ６３がストッパ６４に当接する際、即ち、ストローク終了間際において付勢力Ｆａ２が急激に増大しないように、第２駆動電流Ｉ２が設定されるため、ストローク終了間際でストローク速度Ｖｐ２が急激に増大することを防止することができ、略一定の低いストローク速度Ｖｐ２でプランジャ６３をストロークさせることができ、衝撃音を低減できる。
【００６６】
再び、図５において、ＥＣＵ１００は、プランジャ６３がストッパ６４に当接したか否か、即ちストロークが終了したか否かを判定する（ステップＳ１６０）。ストロークが終了していないと判定された場合（Ｎｏ）には、ＥＣＵ１００は、再度ステップＳ１００以降に処理を実行する。プランジャ６３のストロークが終了したと判定された場合（Ｙｅｓ）には、ＥＣＵ１００は、ドグ歯７１及び７２の係合が完了した旨を示すフラグをオン状態に切り換える（ステップＳ１７０）。
【００６７】
次に、ＥＣＵ１００は、一対のドグ歯７１及び７２からクラッチを保持するように、電磁クラッチ７０の動作を制御する（ステップＳ１８０）。
【００６８】
次に、図５及び図８を参照しながら、ステップＳ１２０でストロークセンサ７６が設けられていないと判定された場合に実行される一連の処理を説明する。
【００６９】
図５において、ＥＣＵ１００は、電磁コイル６６に流れる駆動電流を検出する電流センサ、或いは電磁コイル６６に発生する電圧を検出する電圧センサが設けられているか否かを判定する（ステップＳ１２１）。電流センサ或いは電圧センサが設けられていると判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、電磁アクチュエータ６０を駆動する駆動電流のストローク量Ｙ１に対する駆動電流の傾きがしきい値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１２２）。より具体的には、図８（ａ）に示すように、プランジャ６３のストローク速度Ｖｐの変化に応じて電磁コイル６６に発生する起電力の変化率の符号が反転したことによって、第１駆動電流Ｉ１が減少し、その減少の割合を示す傾きが、予め設定されたしきい値より大きいか否かを判定する。ここで、図８（ａ）において斜線で示した領域は、電磁コイル６６に発生する逆起電力によって減少する電力部分を示している。
【００７０】
ここで、図８を参照しながら、電磁コイル７６に発生する逆起電力とストローク速度Ｖｐとの関係を詳細に説明する。プランジャ６３のストローク速度Ｖｐが変化すると、電磁コイル６６内の磁速密度が変化し、電磁誘導によって電磁コイル６６に発生する起電力も変化する。例えば、プランジャ６３が加速されている場合（図８（ｂ）に示すプランジャ加速領域）と、プランジャ６３が減速されている場合（図８（ｂ）に示すプランジャ減速領域）との夫々においては、電磁コイル６６に発生する起電力の変化率の符号が相互に異なる。ここで、符号とは、ストローク量に対して変化する起電力の変化量、即ち傾きの符号を意味する。このような起電力の変化率の符号は、電磁コイル６６に流れる電流の変化に対応している。したがって、プランジャ６３のストローク速度Ｖｐをセンサ等で直接検出しなくても、電磁コイル６６を流れる電流、或いは、電磁コイル６６に加わる電圧を検出することによって、プランジャ６３が減速されたことを判定することが可能になる。
【００７１】
ＥＣＵ１００は、プランジャ６３のストローク量Ｙ１が、ストローク量Ｌｃに到達した際に、即ち、図８（ｂ）に示すように、プランジャ６３の減速領域の終端において、電磁アクチュエータ６０の駆動電流として第２駆動電流Ｉ２を設定し（図８（ａ）参照）、フィードバック制御を開始する（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０以降は、上述したストロークセンサ７６が設けられている場合と同様の処理が実行可能される。
【００７２】
したがって、本実施形態に係る電磁クラッチの制御装置１０１によれば、プランジャ６３のストローク速度Ｖｐを検出するストロークセンサ７６が設けられていない場合でも、プランジャ６３がストッパ６４に当接する際に発生する衝撃音を低減するように電磁クラッチ７０を制御可能である。
【００７３】
再び、図５において、ステップＳ１２１で電流センサ等が設けられていないと判定された場合（Ｎｏ）、ＥＣＵ１００は、第１駆動電流Ｉ１を電磁アクチュエータ６０に供給することによってプランジャ６３に付勢力Ｆａを作用させ始めてから所定の時間が経過したか否かを判定する（ステップＳ１２５）。ここで、所定の時間とは、一対のクラッチを構成するドグ歯７１及び７２を非係合状態から係合状態に切り換える際、第１駆動電流Ｉ１を任意の電流値に設定した場合に、当該設定された電流値に応じてプランジャ６３に付勢力Ｆａが作用し始めてから、矢印Ｙ１ａ方向に沿ったプランジャ６３の移動が弾性力Ｆｂによって妨げられ、プランジャ６３がストッパ６４まで到達することなく、プランジャ６３が停止してしまうまでの時間をいう。プランジャ６３に付勢力Ｆａが作用し始めてから経過した経過時間が所定の時間を経過していないと判定された場合（Ｎｏ）、再度、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１００以降の処理を実行する。
【００７４】
一方、プランジャ６３に付勢力Ｆａが作用し始めてから経過した経過時間が所定の時間を経過したと判定された場合（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ１００は、上述したステップＳ１５０以降のフィードバック制御を実行する。このように、所定の時間が経過した時点において、新たに第２駆動電流Ｉ２を電磁アクチュエータ６０に供給することによって、プランジャ６３が停止した状態から当該プランジャ６３をストッパ６４に向かって、即ち矢印Ｙ１ａ方向に沿って移動（ストローク）させることができ、センサ等によってストローク速度を検出しなくても、第２駆動電流Ｉ２を設定するタイミング、即ち、図８（ａ）に示すストローク量Ｌｃに対応するタイミングを特定することが可能である。
【００７５】
（変形例）
次に、本実施形態に係る電磁クラッチの制御装置による制御の対象である電磁クラッチの変形例を制御しつつ、当該制御装置１０１による制御方法の変形例を説明する。図９は、本例に係る電磁クラッチ７０ａの具体的な構成を制御装置１０１と共に図式的に示した図である。図１０は、電磁クラッチ７０ａにおけるプランジャ６３のストローク量Ｙ１と、付勢力Ｆａ、弾性力Ｆｂ及びプランジャのストローク速度Ｖｐとの相互関係を図式的に示したグラフである。
【００７６】
図９において、弾性体６７は、スリーブ機構１６０に対して各々並列に配置された第１弾性体６７ａ及び第２弾性体６７ｂを含んで構成されている。第１弾性体６７ａ及び第２弾性体６７ｂの夫々は、復帰バネであり、第２弾性体６７ｂの弾性率は、第１弾性率６７ａの弾性率より大きい。加えて、第２弾性体６７ｂは、プランジャ６３のストロークに対応して第１弾性体６７ａから第１弾性力Ｆｂ１（図１０（ａ）参照）がプランジャ６３に作用し始めた後、第２弾性力Ｆｂ２（図１０（ａ）参照）を作用可能なように、ケース部６８に設けられている。
【００７７】
次に、図１０を参照しながら、本例に係る電磁クラッチの制御方法における付勢力Ｆａ等の各種物理量の相互関係を説明する。
【００７８】
図１０（ａ）において、プランジャ６３のストローク量Ｙ１が、ストローク量Ｌ１を超えると、弾性体６７からプランジャ６３に作用する弾性力Ｆｂは、第１弾性力Ｆｂ１及び第２弾性力Ｆｂ２の合力になる。弾性力Ｆｂは、プランジャ６３のストローク量Ｙ１がストローク量Ｌｃに到達した時点において、付勢力Ｆａを上回る。
【００７９】
したがって、図１０（ｂ）に示すように、プランジャ６３３のストローク量Ｙ１がストローク量Ｌｃを超えたフィードバック領域で電磁アクチュエータ６０をフィードバック制御した場合、第２駆動電流Ｉ２を電磁アクチュエータ６０に供給するタイミングを正確に特定できるため、別途、第２駆動電流Ｉ２を供給するタイミングを特定するための各種物理量（例えば、ストローク速度等）を検出するセンサを設ける必要がなくなり、電磁クラッチ７０ａを制御する制御回路等が複雑化することを低減できる。
【００８０】
加えて、このような電磁クラッチ７０ａの構成によれば、第１弾性体６７ａのみによって矢印Ｙ１ｂ方向に沿ってプランジャ６３に第１弾性力Ｆｂ１を加える場合に比べて、弾性体の弾性率のばらつき、或いは電磁クラッチ７０ａを車両に組み付ける際に生じる弾性体に加わる与圧のばらつき等を一因とするプランジャ６３のストローク速度のばらつきを抑制することの可能である。
【００８１】
また、電磁クラッチ７０ａの構成によれば、電磁クラッチ７０ａを係合状態から非係合状態に切り換えた際に、反力（矢印Ｙ１ｂ方向に沿ってプランジャ６３に作用する弾性力）を大きく取れるため、非係合状態に切り換えた際（クラッチの解放時）における応答性が向上する利点もある。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本実施形態におけるハイブリッド車両の動力伝達機構の概略構成を示したブロック図である。
【図２】本実施形態におけるハイブリッド車両の主要部の構成を示したスケルトン図である。
【図３】本実施形態に係る制御装置による制御対象である電磁クラッチの構成を模式的に示した模式図である。
【図４】本実施形態に係る制御装置と共に電磁クラッチの構成を図式的に示した図である。
【図５】本実施形態に係る電磁クラッチの制御装置によって実行可能な電磁クラッチの制御方法の主要な処理ルーチンを順に示したフローチャートである。
【図６】磁気ギャップ及びストローク量と、付勢力及び弾性力との関係を図式的に示したグラフである。
【図７】電磁クラッチにおけるプランジャのストローク量と、付勢力、弾性力及びプランジャのストローク速度との相互関係を図式的に示したグラフである。
【図８】ストローク量と、駆動電流及びストローク速度の夫々との関係を図式的に示したグラフである。
【図９】本実施形態に係る電磁クラッチの変形例の具体的な構成を制御装置と共に図式的に示した図である。
【図１０】本実施形態に係る電磁クラッチの変形例を制御する際のプランジャのストローク量と、付勢力、弾性力及びプランジャのストローク速度との相互関係を図式的に示したグラフである。
【符号の説明】
【００８３】
１・・・エンジン、６７・・・弾性体、７６・・・ストロークセンサ、１００・・・ＥＣＵ、１０１・・・制御装置、１６０・・・スリーブ機構
【図１】
2010025279.tif 000003
【図２】
2010025279.tif 000004
【図３】
2010025279.tif 000005
【図４】
2010025279.tif 000006
【図５】
2010025279.tif 000007
【図６】
2010025279.tif 000008
【図７】
2010025279.tif 000009
【図８】
2010025279.tif 000010
【図９】
2010025279.tif 000011
【図１０】
2010025279.tif 000012