(57)【要約】【課題】電磁摩擦係合装置における解放異常を適切に検出可能な電磁摩擦係合装置の制御装置を提供することを課題とする。【解決手段】  本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置１は、電磁摩擦係合装置２に対して所定の係合電流を供給することで電磁摩擦係合装置２の係合制御を行う係合制御手段１００と、電磁摩擦係合装置２に対して係合電流より小さい試験電流の供給を行う試験電流供給手段１００と、電磁摩擦係合装置が係合状態にあるか否かを判定する係合検出手段１００とを備え、係合検出手段は、試験電流の供給中に電磁摩擦係合装置２が係合状態にあるか否かの判定を行う。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体との間に生じる摩擦力によって該回転体と係合可能な可動部と、電流の供給により該可動部を該回転体に係合させるよう移動可能な電磁石とを備え、前記回転体と前記可動部とが係合される係合状態と、前記回転体と前記可動部とが係合されない解放状態とを切り替え可能に構成される電磁摩擦係合装置を制御する電磁摩擦係合装置の制御装置であって、
前記電磁摩擦係合装置に対して所定の係合電流を供給することで前記電磁摩擦係合装置の係合状態への移行制御を行うとともに、前記係合電流の供給を停止することで解放状態の移行制御を行う係合制御手段と、
前記電磁摩擦係合装置の係合状態への移行制御前、及び該電磁摩擦係合装置の解放状態の移行制御後の少なくとも一方において、該電磁摩擦係合装置に対して前記係合電流より小さい試験電流の供給を行う試験電流供給手段と、
前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあるか否かを判定する係合検出手段と
を備え、
前記係合検出手段は、前記試験電流の供給中に前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあるか否かの判定を行うことを特徴とする電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項２】
前記係合検出手段は、前記可動部のトルク変化を検出することで、前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあるか否かの判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項３】
前記試験電流供給手段は、前記試験電流の供給中に前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあると判定される場合、前記試験電流の供給終了後に再度前記試験電流の供給を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項４】
前記試験電流供給手段は、前記試験電流の供給中に前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあると判定される場合、前記試験電流の供給を断続的に実施するとともに、前記試験電流の供給を所定の回数実施した後に、前記断続的な前記試験電流の供給を終了することを特徴とする請求項３に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項５】
前記係合制御手段は、前記試験電流の供給を所定の回数実施した後に、前記断続的な前記試験電流の供給を終了した場合、前記係合電流を低減させることを特徴とする請求項４に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項６】
前記電磁摩擦係合装置に対し供給される電流の電流値に基づいて前記可動部の位置を推測可能な位置推測手段を更に備え、
前記位置推測手段は、供給された前記試験電流に基づいて前記可動部の位置を推測することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項７】
前記係合制御手段は、推測される前記可動部の位置に基づき、前記可動部が前記回転体に係合する際の係合電流を減少させることを特徴とする請求項６に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項８】
前記電磁摩擦係合装置は、前記係合状態にある場合、前記可動部と前記回転体とが係合されることでブレーキ動作を行う電磁ブレーキであり、該電磁ブレーキを制御する電磁ブレーキの制御装置であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項９】
前記電磁摩擦係合装置は、前記係合状態にある場合、前記可動部と前記回転体とが係合されることでクラッチ動作を行う電磁クラッチであり、該電磁クラッチを制御する電磁クラッチの制御装置であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【請求項１０】
前記電磁摩擦係合装置は、内燃機関と、該内燃機関の回転に伴って回転する回転体を備え、該回転体の回転により発電可能なモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に対し固定されて搭載され、前記係合状態にある場合には、前記モータジェネレータの前記回転体と前記可動部とが係合されることにより、前記回転体の回転を停止させることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の電磁摩擦係合装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば電磁クラッチや電磁ブレーキなどの電磁摩擦係合装置に対して、電流の供給を行うことで係合状態の制御を行う電磁摩擦係合装置の制御装置の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に電磁摩擦係合装置においては、電流の供給により磁化した電磁石がアーマチュアと呼ばれる可動部を吸引することで回転体に押しつけ、該アーマチュアと回転体との間に生じる摩擦力によって係合が実施される。他方で、電流の供給が停止されると、例えばスプリングなどの弾性材料によってアーマチュアが回転体から引き離され、係合が解放される。このような電磁摩擦係合装置の一例である電磁クラッチは、該摩擦力によってアーマチュアが回転体と共回りすることでクラッチ動作を行うよう構成されており、電磁ブレーキは、該摩擦力によってブレーキ動作を行うよう構成されている。
【０００３】
ところで、このような電磁摩擦係合装置においては、解放制御後にアーマチュアが所定の初期位置に帰還せず、吸引された位置と該初期位置との間で停止するような、解放異常が生じる場合がある。このような解放異常の発生時には、例えば、アーマチュアが回転体に接した状態で停止することで、適切な係合状態の解放が為されていない場合などがある。
このとき、回転体の回転によって、アーマチュア及び該アーマチュアに接続されるクラッチのトランスミッションなどが引き摺られ、所謂引き摺りトルクと呼ばれるトルク損失が生じることがある。また、電磁クラッチ装置においては、ギア操作における同期が十分でないことに起因する係合ショックの発生や、変速時間の増大に繋がる虞がある。
【０００４】
また、アーマチュアの停止位置が初期位置に比べて回転体により近い位置になっているため、所定の係合制御が実施される場合、アーマチュアが回転体に接触するまでの時間が、アーマチュアが初期位置に停止している場合（言い換えれば、通常時）と比べて、短くなる。このとき、通常時に比べて高い速度でアーマチュアが回転体に接触することとなり、衝突音の発生や、部材の破損が生じる場合がある。
【０００５】
このような種々の技術的な問題を引き起こす要因となり得るため、電磁摩擦係合装置において、上述したような解放異常を好適に検出及び回避するための構成が研究されている。  例えば、特許文献１には、クラッチの解放制御を実施した後のクラッチ回転数を規定値と比較することで、引き摺りの発生を検出する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特願２００６−２８３８１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示される構成においては、適切な解放制御後のアーマチュアの回転数が０になることを想定している。このため、解放制御後のアーマチュアが所定の回転数を有するような装置構成の場合、引き摺りによるアーマチュアの回転との区別が出来ず、正確な引き摺りの発生を検出出来ない。
【０００８】
また、このような引き摺りの発生を検出するための他の手法として、電磁摩擦係合装置に対しストロークセンサなどアーマチュアの位置検知を行う構成を搭載することが考えられるが、このような構成を備えることにより、装置構成上のコスト増加や搭載性の悪化などの新たな技術的問題が生じる。しかしながら、引き摺りの発生の検出を行わない場合、結果的にトルク損失の増大や摩擦面の発熱などの更なる技術的問題に繋がる虞もあり、好ましくない。
【０００９】
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みてなされたものであり、比較的簡単な構成によってアーマチュアの解放異常を好適に検出するとともに、解放異常の発生時には適切な以上制御を実施可能な電磁摩擦係合装置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】
【００１０】
本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置は、上記課題を解決するために、回転体との間に生じる摩擦力によって該回転体と係合可能な可動部と、電流の供給により該可動部を該回転体に係合させるよう移動可能な電磁石とを備え、前記回転体と前記可動部とが係合される係合状態と、前記回転体と前記可動部とが係合されない解放状態とを切り替え可能に構成される電磁摩擦係合装置を制御する電磁摩擦係合装置の制御装置であって、前記電磁摩擦係合装置に対して所定の係合電流を供給することで前記電磁摩擦係合装置の係合状態への移行制御を行うとともに、前記係合電流の供給を停止することで解放状態の移行制御を行う係合制御手段と、前記電磁摩擦係合装置の係合状態への移行制御前、及び該電磁摩擦係合装置の解放状態の移行制御後の少なくとも一方において、該電磁摩擦係合装置に対して前記係合電流より小さい試験電流の供給を行う試験電流供給手段と、前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあるか否かを判定する係合検出手段とを備え、前記係合検出手段は、前記試験電流の供給中に前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあるか否かの判定を行う。
【００１１】
本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置によれば、係合手段の動作により、電磁摩擦係合装置が備える電磁石への係合電流の供給を停止する解放状態の移行制御後に、試験電流供給手段により電磁摩擦係合装置が係合状態とならない程度の試験電流の供給が実施される。
【００１２】
電磁石は、供給される電流量に応じて吸引力（即ち、電磁石からの吸引可能な距離を規定する要素）が規定される。このため、一般的な電磁式の摩擦係合装置においては、電磁石に係合のための係合電流が供給される際の吸引力（即ち、電磁石からの吸引可能な距離を規定する要素）により、適切な可動部の吸引が行えるよう可動部の初期位置と電磁石との距離が決定される。または、逆に可動部の初期位置と電磁石との位置に応じて、係合電流が設定されていても良い。ここに、可動部の初期位置とは、電磁摩擦係合装置が正常な解放状態にあるときの可動部の停止位置を示す趣旨である。
【００１３】
このため、係合状態が正常に解放され、可動部が所定の初期位置において停止している場合には、試験電流の供給中に可動部が吸引されることなく、係合は生じない。
【００１４】
他方で、何らかの要因により、解放制御後の電磁摩擦係合装置において、可動部が所定の初期位置に帰還せず、吸引された位置と該所定の初期位置との間で停止するような、解放異常が生じる場合がある。このとき、可動部は、係合制御時の電磁石の吸引力よりも低い吸引力によって吸引されるため、例えば、上述した係合電流よりも小さい試験電流の供給によって電磁石が磁化される場合でも可動部と回転体とが係合状態となる。このような、適切な係合電流よりも小さい電流によって生じる意図しない係合によれば、所謂引き摺りトルクによるトルク損失が生じ、電磁摩擦係合装置における仕事率の悪化に繋がる。また、解放異常に起因する上述した各種の技術的な問題も生じる。
【００１５】
ところで、このような解放異常が生じている場合、係合電流よりも小さい電流の供給によっても可動部の吸引が生じ、可動部と回転体とが係合することから、可動部においてトルク変化が生じる。このため、このときの可動部におけるトルク変化を検出することで、遡って可動部に解放異常が生じていたか否かを判定することが可能となる。
【００１６】
例えば、解放制御後の電磁摩擦係合装置において、係合電流よりも小さい試験電流を短期間供給し、該試験電流の供給期間中の可動部におけるトルク変化を観察することで、解放異常の発生の有無、また、可動部の停止位置を検出することが出来る。
【００１７】
特に、上述した試験電流の供給による係合状態の確認を、係合状態への移行制御前、即ち係合電流の供給前に実施すれば、可動部が所定の初期位置より回転体に近い位置で停止しているか否かを検出することが可能となる。このため、解放異常の発生を好適に検出することが可能となり、例えば、後述するように係合制御時の係合電流を低下させることによって、可動部と回転体との衝突などの技術問題を好適に回避することが可能となる。
【００１８】
また、試験電流の供給による係合状態の確認を解放状態の移行制御後に実施すれば、解放異常を好適に検出することが可能となる。ここで解放異常が検出される場合、例えば可動部を適切に解放する制御を行うことで、好適に解放異常に起因する上述した種々の技術的問題を回避することが可能となる。
【００１９】
このように構成することで、例えばストロークセンサなどの可動部の位置検出を可能とする構成を更に備えることなく、好適に解放異常の発生を検出することが可能となるため、このようなストロークセンサを排した構成が可能となり、コスト面や搭載性において有益である。
【００２０】
尚、本発明における係合検出手段とは、例えば後述するように可動部のトルク変化を検出することで係合状態であるか否かを検出するトルクセンサなどであっても良く、また、何らかの手段により該電磁摩擦係合装置が係合状態にあることを検出可能なその他の構成であっても良い。
【００２１】
本発明における電磁石とは、典型的には通電により磁化する電磁コイルなどの電磁石であるが、上述した係合を好適に行うためのヨークを備えていても良く、可動部を好適に吸引可能な吸引力及び吸着力を充分に発揮可能な構成をまとめて電磁石と称している。
【００２２】
本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置の一の態様は、上記課題を解決するために、前記係合検出手段は、前記可動部のトルク変化を検出することで、前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあるか否かの判定を行う。
【００２３】
この態様によれば、試験電流により係合が生じる場合、引き摺りトルクによる可動部のトルク変化を検出することで、好適に解放異常の発生を検出することが可能となる。これにより、上述した各種効果を好適に享受することが出来る。
【００２４】
本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置の他の態様は、上記課題を解決するために、前記試験電流供給手段は、前記試験電流の供給中に前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあると判定される場合、前記試験電流の供給終了後に再度前記試験電流の供給を行う。
【００２５】
この態様によれば、試験電流の供給により係合が生じる場合、該係合状態の解除後に、再度試験電流を供給することで、係合が生じるか否かの確認が行われる。このため、より確実に解放異常が生じる事態を解消することが可能となる。
【００２６】
尚、このような再度の試験電流の供給による係合状態の確認動作は、複数回実施されても良い。この場合、試験電流の供給によって係合状態が生じなくなることが確認されたことをトリガとして、係合状態の確認動作を終了させるよう構成することが好ましい。
【００２７】
上述したように、試験電流の供給中に電磁摩擦係合装置が係合状態にあると判定される場合、試験電流の供給終了後に前記試験電流の供給を行う態様においては、前記試験電流供給手段は、前記試験電流の供給中に前記電磁摩擦係合装置が係合状態にあると判定される場合、前記試験電流の供給を断続的に実施するとともに、前記試験電流の供給を所定の回数実施した後に、前記断続的な前記試験電流の供給を終了しても良い。
【００２８】
このように構成すれば、試験電流供給手段は、試験電流の供給中に可動部と回転体とが係合していると判定される場合、試験電流の供給中でも可動部と回転体とが係合しなくなるまで（つまり、可動部が解放状態において初期位置で停止していると判断されるまで）、複数回の試験電流の供給を断続的に実施する。このため、より確実に解放異常が生じていないことを確認することが可能となる。
【００２９】
他方で、この態様の試験電流供給手段は、所定の回数の試験電流の断続的な供給を実施した後、依然可動部と回転体とが係合していると判定されていても（つまり、可動部が初期位置に戻っていないと判断される場合であっても）、試験電流の断続的な供給を終了する。このため、継続して解放異常が生じ続ける場合などに、試験電流の供給を反復して継続し続けることによる電力の損失などを抑制することが出来る。
【００３０】
上述したように、試験電流の供給中に電磁摩擦係合装置が係合状態にあると判定される場合に所定の回数試験電流の供給を断続的に行う態様においては、前記係合制御手段は、前記試験電流の供給を所定の回数実施した後に、前記断続的な前記試験電流の供給を終了した場合、前記係合電流を低減させる。
【００３１】
このように構成すれば、試験電流の継続的な供給中においても、依然として可動部と回転体とが係合していると判定され続ける場合、係合制御手段が電磁摩擦係合装置を係合させるための係合電流の電流値を減少させる。
【００３２】
試験電流の供給により、継続的に可動部の吸引が確認される場合、何らかの要因により可動部が初期位置に帰還出来ず、より回転体に近い位置において停止している事態が生じている可能性がある。このように可動部がより回転体に近い位置において停止している場合に、通常の係合電流による係合状態への移行制御を行えば、初期位置に停止している場合と比較してより強い吸着力により回転体方向へと吸引され、想定より高速度及び短期間で回転部に突き当たってしまう。
【００３３】
そこで、係合状態への移行時の係合電流の電流値を減少させることで、可動部が回転体に突き当たる際の衝突速度を低下させることが出来、結果、突き当たり時の衝突音及び衝突荷重が緩和される。これは摩擦係合装置の寿命の面からも有益である。
【００３４】
本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置の他の態様は、上記課題を解決するために、前記電磁摩擦係合装置に対し供給される電流の電流値に基づいて前記可動部の位置を推測可能な位置推測手段を更に備え、前記位置推測手段は、供給された前記試験電流に基づいて前記可動部の位置を推測する。
【００３５】
この態様によれば、試験電流の供給により可動部が吸引される場合の試験電流の電流値と、該電流値に応じた電磁石の吸引力との関係に基づき、可動部の停止位置の推測が行われる。具体的には、位置推測手段は、可動部が吸引される際の試験電流の電流値に基づき、電磁石に供給される電流値と吸引力（即ち、電磁石が可動部の吸引を行うことが可能な距離）との関係を示すマップなどを参照することで、可動部の停止位置を推測する。
【００３６】
このように構成することで、例えばストロークセンサなどの可動部の位置検出を可能とするハードウェア上の検出手段を更に備えることなく、好適に解放異常の発生を検出することが可能となるため、コスト面や搭載性において有益である。
【００３７】
上述したように位置推測手段を備える態様においては、前記係合制御手段は、推測される前記可動部の位置に基づき、前記可動部が前記回転体に係合する際の係合電流を減少させても良い。
【００３８】
上述したように可動部の位置が推測されることで、吸引時に可動部が回転体に係合する（言い換えれば、突き当たる）までの所要時間が概算可能となる。このような構成においては、概算された時間に基づき、可動部が回転体に突き当たる直前に電磁石への供給電流を減少させることで、電磁石の吸着力を減少させることが可能となる。このため、可動部が回転体に突き当たる際の衝突速度を低下させることが出来、結果、突き当たり時の衝突音及び衝突荷重が緩和されることとなり、摩擦係合装置の寿命の面からも有益である。
【００３９】
本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置の他の態様は、上記課題を解決するために、前記電磁摩擦係合装置は、前記係合状態にある場合、前記可動部と前記回転体とが係合されることでブレーキ動作を行う電磁ブレーキであり、該電磁ブレーキを制御する電磁ブレーキの制御装置である。
【００４０】
前記電磁摩擦係合装置は、前記係合状態において、前記可動部と前記回転体とが係合されることでブレーキ動作を行う電磁ブレーキである。
【００４１】
この態様における電磁摩擦係合装置は、例えばブレーキキャリパ（及びブレーキパッド）である可動体を吸引することで、例えばブレーキディスクなどの回転体との間に生じる摩擦力により、回転運動に対する制動及び保持を行う。
【００４２】
このように構成すれば、このような制動の解除時における解放異常を好適に検出することが可能となる。
【００４３】
本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置の他の態様は、上記課題を解決するために、前記電磁摩擦係合装置は、前記係合状態にある場合、前記可動部と前記回転体とが係合されることでクラッチ動作を行う電磁クラッチであり、該電磁クラッチを制御する電磁クラッチの制御装置である。
【００４４】
この態様における電磁摩擦係合装置は、例えばカムシャフトなどの回転体に対し、共回り可能に構成されるアーマチュアなどの可動体を吸引により摩擦を生じさせることで、回転運動の伝達及び遮断を行う。
【００４５】
このように構成すれば、このような回転運動の伝達の際の解放異常を好適に検出することが可能となる。
【００４６】
本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置の他の態様は、上記課題を解決するために、前記電磁摩擦係合装置は、内燃機関と、該内燃機関の回転に伴って回転する回転体を備え、該回転体の回転により発電可能なモータジェネレータとを備えるハイブリッド車両に対し固定されて搭載され、前記係合状態にある場合には、前記モータジェネレータの前記回転体と前記可動部とが係合されることにより、前記回転体の回転を停止させる。
【００４７】
この態様における電磁摩擦係合装置は、例えばエンジンなどの内燃機関の他にモータジェネレータなどの動力源を備えるハイブリッド車両に搭載される。電磁摩擦係合装置は、エンジンの動力軸の回転によるトルクの伝達を受け、回転可能に構成されるモータジェネレータの回転部材を上述した回転体として、該回転体の係合及び解放を実施する。
【００４８】
この態様の電磁摩擦係合装置において、回転体と可動部とが係合している場合には、回転体の回転が停止されるよう構成される。この時、例えば電磁摩擦係合装置の可動部は、ハイブリッド車両に対し固定されて配置され、係合状態において、回転体と係合することにより、該回転体の回転を停止可能に構成される。
【００４９】
本発明の電磁摩擦係同装置の制御装置によれば、上述のように構成される電磁摩擦係合装置の係合状態及び解放状態を制御することが可能であり、該電磁摩擦係合装置における解放異常を好適に検出することが可能となる。
【００５０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施形態から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の電磁クラッチの制御装置及び電磁クラッチの構造を概略的に示す模式図である。
【図２】本発明の電磁クラッチの制御装置の動作の流れの一例を示すフローチャートである。
【図３】本発明の電磁クラッチの制御装置の動作に係る時系列的な供給電流を示すグラフである。
【図４】本発明の電磁クラッチの制御装置の動作による電磁クラッチの電流トルク特性と、試験電流との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の電磁クラッチの制御装置の動作におけるアーマチュアの位置推測を概念的に示すグラフである。
【図６】本発明の電磁クラッチ装置が適用されて成る、ハイブリッド車両の基本的な構成を概略的に示すブロック図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００５３】
（１）基本構成例
初めに、図１を参照して、本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置と、当該制御装置の制御の対象となる電磁摩擦係合装置の基本的な構成について説明する。ここに、図１は、本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置の一例たる電磁クラッチの制御装置と、当該制御装置の制御の対象となる電磁摩擦係合装置の一例たる電磁クラッチの基本的な構成を模式的に示す、該電磁クラッチに接続される回転体の回転軸方向の断面図である。
【００５４】
電磁クラッチ制御装置１は、電子制御ユニット１００、電流源１１０及びトルクセンサ１２０を備えて構成される。
【００５５】
電子制御ユニット１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ等を備え、電磁クラッチ制御装置１が搭載される車両の各部の動作を制御することが可能に構成された制御ユニットであり、本発明に係る「電磁摩擦係合装置の制御装置」の一具体例である。電子制御ユニット１００は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに従って、後述する係合電流、保持電流及び試験電流を含む所定の電流を電磁クラッチ２の電磁石２１０に対して供給するよう電流源１１０の制御を行う。尚、電子制御ユニット１００は、本発明に係る「係合制御手段」、「試験電流供給手段」、「係合検出手段」及び「位置推測手段」の夫々一例として機能するように構成された一体の電子制御ユニットであり、これら各手段に係る動作は、全て電子制御ユニット１００によって実行されるように構成されている。但し、本発明に係るこれら各手段の物理的、機械的及び電気的な構成はこれに限定されるものではなく、例えばこれら各手段は、複数のＥＣＵ、各種処理ユニット、各種コントローラ或いはマイコン装置等各種コンピュータシステム等として構成されていても良い。
【００５６】
係合電流は、電磁クラッチ２の係合のための電流を示す趣旨であり、アーマチュアの停止位置（典型的には、後述する初期位置）にまで及ぶ吸引力を生じるよう電磁石を励磁させ、アーマチュアの吸引を可能とするよう設定された電流値を有する。
【００５７】
保持電流とは、係合時に吸引により回転体に係合したアーマチュアの係合状態を維持可能な吸着力を生じるよう電磁石を励磁させる電流を示す趣旨である。このような保持電流は、後述する図３に示されるように、係合電流と比較してより低い電流値を有する。
【００５８】
試験電流は、電磁クラッチ２の係合のために必要な係合電流と比較して小さい所定の電流値を有するものであり、試験電流の電流値は、電磁石２１０に対し、後述する初期位置にまで吸引力を及ぼすほどの励磁を行わないものの、該初期位置にごく近い位置まで吸引力を及ぼす程度の電流値であることが好ましい。
【００５９】
ここで、更に図２を参照して、このような試験電流と電磁クラッチの電流対伝達トルク容量特性との関係について説明する。図２は、電磁クラッチ２の電流対伝達トルク容量特性と、試験電流との関係を示すグラフである。図２に示されるように、電磁クラッチ２の伝達トルク容量は、供給電流量に応じて比例的に増大する一方で、伝達トルク容量の増大が生じない不感帯と呼ばれる相対的に小さい供給電流域がある。このような不感帯とは、例えば、アーマチュアの吸引が生じない程度に電磁石を励磁させる電流域である。試験電流は、このような不感帯に属する電流値である。
【００６０】
電流源１１０は、例えば電磁クラッチ制御装置１が搭載される車両に搭載されるバッテリであり、電子制御ユニット１００の制御のもと、上述した係合電流、保持電流及び試験電流を含む所定の電流を電磁クラッチ２の電磁石２１０に供給可能に接続されている。
【００６１】
トルクセンサ１２０は、電磁クラッチ２におけるアーマチュア２３０のトルクを検出可能となるようにアーマチュア２３０に接続され、検出されたトルク情報を電子制御ユニット１００に出力可能に接続される。尚、アーマチュア２３０のトルクとは、典型的には、クラッチ係合中に回転体３００よりアーマチュア２３０に伝達される回転のトルクであるが、クラッチ解放中にアーマチュア２３０が何らかの原因によりディスク３１０から完全に解放されないことによって回転体３００より伝達される、一種の制動トルクである引き摺りトルクもまたトルク検出動作の対象となる。
【００６２】
続いて、該電磁クラッチ制御装置１の制御動作の対象となる電磁クラッチ２の基本的な構成について説明する。図１に示すように電磁クラッチ２は、ケース２００内に、電磁石２１０、吸引部２２０、アーマチュア２３０、及びストッパ２５０が搭載されてなる構成である。電磁クラッチ２は、例えば動力軸などの回転体３００に備えられるディスク３１０を介して、アーマチュア２３０に該回転軸のトルクの伝達及び遮断が可能となるよう構成される。
【００６３】
電磁石２１０は、電磁クラッチ制御装置１の電流源１１０から、所定のクラッチ係合電流（所謂励磁電流である）が供給された励磁状態において磁力を発生可能に構成された磁石である。このような励磁状態において電磁石２１０から発せられる磁力は、磁性金属材料により構成されたアーマチュア２３０及び該アーマチュアに備えられるクラッチ板２４０を、電磁石２１０側であって、回転体３００のディスク３１０に接触させる方向へ移動させる電磁力を付与する構成となっている。尚、電磁石２１０は、一般的な電磁石の特性として、供給電流に応じて電磁力を付与可能な電磁石からの距離範囲が変化する特性を備える。
【００６４】
吸引部２２０は、磁性金属材料により構成されると共に電磁石２１０を収容可能に構成された、電磁クラッチ２の筐体である。吸引部２２０は、このような電磁クラッチの外郭部材たるケース２００に対し固定されている。
【００６５】
アーマチュア２３０は、磁性金属材料により構成されると共に、回転体３００のディスク３１０面と対向配置されてなる、クラッチ版と一対をなす円板状の係合部材である。アーマチュア２３０は、電磁石２１０による吸引力や、アーマチュア２３０の弾性力による付勢を受けて回転体３００の回転軸方向に移動可能に構成されている。また、アーマチュア２３０は、不図示の第２回転体と共回り可能となるように接続されており、電磁クラッチ２が係合状態にある場合には、クラッチ板２４０及びディスク３１０を介して回転体３００のトルクの伝達を受け、該トルクを第２回転体に伝達可能に構成される。
【００６６】
クラッチ板２４０は、アーマチュア２３０における、回転体３００のディスク３１０との対抗面に面に形成された摩擦機能体であり、形成されない場合と較べて、接触状態にある物体の移動をより大きく阻害し得るようにその摩擦係数が設定されている。また、上述したように、アーマチュア２３０は、アーマチュア２３０の弾性力により、クラッチ解放時には、ストッパ２５０方向に付勢を受ける。このため、クラッチ板２４０は、通常、この付勢により、所定の対向間隔を隔ててディスク３１０と対向する非接触位置で停止している。
【００６７】
ストッパ２５０は、弾性力によりディスク３１０との接触状態から離脱したアーマチュア２３０を電磁石２１０から所定の距離離れた初期位置（即ち、ディスク３１０と所定の対向間隔を隔てた位置）に停止させるための部材である。ストッパ２５０は、好適にはケース２００と一体化し、可動するアーマチュア２３０を所定の初期位置に停止させる。
【００６８】
以上、説明した電磁クラッチ２によれば、電磁石２１０に係合電流が供給される状態では、吸引部２２０が磁化され、アーマチュア２３０がディスク３１０に吸着され、回転体３００のトルクが伝達されることでクラッチが係合状態となる。
【００６９】
一方、電磁石２１０に十分な係合電流が供給されない状態では、アーマチュア２３０は弾性力により、ストッパ２５０側に付勢されるとともにストッパ２５０により停止され、ディスク３１０と非接触の位置において停止する。即ち、電磁石２１０への通電時に電磁クラッチ２が係合状態となり、非通電時にクラッチが解放状態となる。
【００７０】
（２）基本動作例
続いて、図３を参照しながら上述した電磁クラッチ制御装置１の基本的な動作例について説明する。ここに、図３は電磁クラッチ制御装置２の基本的な動作の流れを示すフローチャートである。
【００７１】
電磁クラッチ２の係合中（ステップＳ１０１：Ｙｅｓ）に、ドライバの操作などによって係合解除指示が行われる場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、電磁クラッチ制御装置１の電子制御ユニット１００は、電流源１１０からの電磁石２１０への係合電流の供給を停止することで、係合解放制御を実施する（ステップＳ１０３）。
【００７２】
続いて、電子制御ユニット１００は、電流源１１０から電磁石２１０に対し、試験電流を供給する制御を実施する。また、電子制御ユニット１００は、トルクセンサ１２０を用いて試験電流供給中のアーマチュア２３０のトルクの検出を行う（ステップＳ１０４）。
【００７３】
上述の係合解放制御が正しく完了されている場合、電磁石２１０による吸引が停止されることで、アーマチュア２３０は、上述した初期位置まで帰還する。しかしながら、何らかの要因により、アーマチュア２３０が該初期位置まで帰還せず、例えばより回転体３００に近い位置において停止する場合がある。このようにアーマチュア２３０が初期位置よりも回転体３００に近い位置で停止している場合、係合電流よりも小さい試験電流による電磁石２１０の励磁であってもアーマチュア２３０の吸引が生じる。このため、アーマチュア２３０が回転体３００と係合し、回転体３００のトルクを受けることでトルク変化が生じることがある。
【００７４】
ここで、図４を参照して、試験電流の供給時の電磁クラッチの挙動について説明する。図４は、電磁クラッチ制御装置１の動作により電磁クラッチ２の電磁石２１０に供給される電流の時系列的変化を示すグラフである。
【００７５】
図４に示されるように、電子制御ユニット１００は、電磁クラッチの係合制御時に、電流源より所定の係合電流を電磁石２１０に供給する制御を行う。このような係合電流の供給を受けることで、電磁石２１０はアーマチュア２３０の初期位置に及ぶ吸引力を有するよう励磁され、アーマチュア２３０の吸引が発生する。その後、例えばトルクセンサ１２０によるアーマチュア２３０のトルクの検出結果などに基づき、アーマチュア２３０が回転体３００に係合されたことが確認されると、電子制御ユニット１００は、電磁石２１０に供給する電流を係合電流より小さい保持電流へと変更する。電磁石２１０は該保持電流の供給による励磁によって、アーマチュア２３０と回転体３００との係合状態を保持するようアーマチュア２３０の吸引を行う。また、電子制御ユニット１００は、保持電流の供給を停止することで、電磁クラッチの解放制御を実施する。
【００７６】
電磁クラッチの解放制御後、電子制御ユニット１００は、電磁石２１０に対し試験電流の供給を比較的短い期間行う。
【００７７】
再び図３に戻り、電磁クラッチ制御装置の動作について説明を続ける。試験電流の供給中に、アーマチュア２３０のトルクに変化が生じない場合（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、アーマチュア２３０は初期位置、または初期位置の概ね近傍で停止していることで、アーマチュア２３０の吸引が生じなかったと判断することが出来る。このとき、電磁制御ユニットにより、電磁クラッチ２の解放制御が適切に完了されたものと確認される（ステップＳ１０６）
他方で、試験電流の供給中に、アーマチュア２３０のトルク変化が検出される場合（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、アーマチュア２３０が初期位置まで帰還することなくより回転体３００に近い位置で停止しているなどの解放異常が生じていると判断される（ステップＳ１０７）。
【００７８】
続いて、電子制御ユニット１００は、電磁石２１０に対し再度試験電流の供給を行うとともにもに、アーマチュア２３０のトルク変化の検出を行う（ステップＳ１０８）。この試験電流の供給中に、アーマチュア２３０のトルクに変化が生じない場合（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、電磁クラッチ２の解放制御が適切に完了されたと判断される（ステップＳ１０６）。
【００７９】
他方で、アーマチュア２３０のトルク変化が検出される場合、依然解放異常が継続して生じているものと判断され（ステップＳ１０７）、試験電流の供給とアーマチュア２３０のトルク変化の検出が反復して実施される（ステップＳ１０８及びステップＳ１０９）。
【００８０】
試験電流の供給による解放異常発生の確認動作（つまり、ステップＳ１０７〜ステップＳ１０９の一連の動作）を規定回数実施した後に、依然解放異常の発生が検出される場合（つまり、試験電流の供給中に、継続してアーマチュア２３０のトルク変化が検出される場合）（ステップＳ１１０：Ｙｅｓ）、電子制御ユニット１００は、解放異常発生の確認動作を終了し、次回以降の係合制御時に供給される係合電流の電流値を減少させる（ステップＳ１１１）。
【００８１】
複数回の試験電流の供給時に継続してアーマチュア２３０の吸引が確認される場合、何らかの要因により、アーマチュア２３０が初期位置まで帰還出来ず、該初期位置と回転体３００との間で停止してしまう状態にあるものと判断出来る。このとき、係合制御のために設定された通りの係合電流が電磁石２１０に供給されると、アーマチュア２３０は、初期位置に停止している場合と比較してより強い吸着力により回転体３００方向へと吸引されるため、想定より高速度及び短期間で回転部に突き当たってしまう。このため、アーマチュア２３０が回転体３００に衝突する際の衝突音や衝突荷重の増大が見込まれ、またクラッチの係合制御実施から実際に係合されるまでの期間が短くなり、操作性の悪化にも繋がる可能性がある。
【００８２】
そこで、係合状態への移行時の係合電流の電流値を減少させることで、アーマチュア２３０吸引時の吸引力を低減させることが出来、回転体３００に衝突する際の衝突音及び衝突荷重が緩和される。尚、このときの係合電流の減少量とは、予め規定される所定の減少量が採用されても良く、その他何らかの手段で決定されるものであっても構わない。例えば、後述するアーマチュア２３０の位置推測制御により推測されるアーマチュア２３０の停止位置に基づく理想的な係合電流が採用されても良い。
【００８３】
（３）アーマチュアの位置推測制御
続いて、図５を参照しながら、本発明の電磁クラッチ制御装置１の動作の一例たる、アーマチュア２３０の位置推測制御について説明する。
【００８４】
電子制御ユニット１００は、ＲＯＭ内に電磁クラッチ２に備えられる電磁石２１０における供給電流と、該供給電流に応じたアーマチュア２３０吸引可能距離との関係を示すマップが格納されて構成されている。該マップは、言い換えれば、電磁石２１０とアーマチュア２３０との距離と、該距離におけるアーマチュア２３０の吸引可能電流との関係を示すマップであり、該マップによれば、例えば図５のグラフに示される関係となる。
【００８５】
試験電流の供給時に、該試験電流の供給中にアーマチュア２３０のトルク変化が検出される場合（例えば、図３のステップＳ１０５：Ｎｏ）、アーマチュア２３０の吸引が生じている。このため、このときのアーマチュア２３０の停止位置は、図５のマップに基づき、試験電流以下の電流供給により吸引可能な距離であることが推測出来る。このため、アーマチュア２３０の推測が可能となる。
【００８６】
尚、試験電流を適宜変更させながら複数回供給し、夫々の試験電流に応じた係合の発生の有無を確認することで、より詳細にアーマチュア２３０の停止位置を推測することが可能となる。
【００８７】
アーマチュア２３０の停止位置が、アーマチュア初期位置より電磁石２１０、ひいては回転体３００に近い位置である場合、電磁クラッチ２の係合制御時に付与される係合電流に応じた電磁石２１０の電磁力がより大きくなる。このため、アーマチュア２３０は、初期位置に停止している場合よりも高速度で回転体３００方向へと吸引される。このため、係合制御時にアーマチュア２３０（ひいては、クラッチ板２４０）が吸引によってディスク３１０に接触（言い換えれば、衝突）する際の衝突音及び衝突荷重が増大してしまう。
【００８８】
そこで、電子制御ユニット１００は、アーマチュア２３０の停止位置が、試験電流によりアーマチュア２３０の吸引が生じる範囲内にある場合、アーマチュア２３０の位置に応じた、係合制御時のアーマチュア２３０の吸引の発生からディスク３１０へ衝突するまでの時間を概算する。そして、アーマチュア２３０がディスク３１０に衝突する直前に、供給される係合電流を減少させ、電磁石２１０の電磁力を減少させる制御を行う。
【００８９】
このような制御によれば、係合制御時におけるアーマチュア２３０の衝突速度を低減させることが出来、ディスク３１０との衝突時の衝突音及び衝突荷重を軽減せしめることが出来る。このため、部品寿命の改善に繋がるという利点も享受可能となる。
【００９０】
また、ストロークセンサなどのハードウェア構成を追加することなく、アーマチュア２３０の位置を推測可能となるため、装置構成上のコスト面及び搭載性の点からも有益である。
【００９１】
上述の説明においては、本発明の電磁摩擦係合装置の制御装置の一具体例として、電磁クラッチ制御装置の構成及び動作について説明してきたが、このような電磁摩擦係合装置の制御装置の他の具体例として電磁ブレーキ制御装置が採用されても良い。このときの電磁ブレーキ制御装置の構成及び動作については、上述の電磁クラッチ制御装置の構成及び動作が適用されても構わないものである。つまり、該電磁クラッチ制御装置に係るクラッチ動作をブレーキ動作に置き換えることで、電磁ブレーキ制御装置に対しても上述の構成及び動作を適用することが可能となり、上述の効果を享受することが可能となる。
【００９２】
また、上記の例以外にも、電流の供給により摩擦面を有するアーマチュアなどの可動部を吸引し、回転体と係合させることで該回転体の回転力の伝達及び遮断、または制動及び保持を行うその他の機構に対しても容易に適用可能である。このような構成においては、上述した利点の各種を享受可能となることはこれまでの説明から明らかである。
【００９３】
このような機構の一例について、以下に更に説明を行う。
【００９４】
（４）電磁クラッチを備えるハイブリッド車両の構成例
続いて、図６を参照して、上述した電磁クラッチ制御装置１及び電磁クラッチ２を適用可能な機構の一具体例である電磁クラッチ制御装置１を備えるハイブリッド車両の構成について説明する。図６は、動力源としてエンジン１０の他に第１のモータジェネレータＭＧ１及び第２のモータジェネレータＭＧ２を備えるハイブリッド車両３の基本的な構成を示す概略図である。
【００９５】
図６に示されるように、ハイブリッド車両３は、エンジン１０、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、電磁クラッチ機構２、電磁クラッチ制御機構１、減速機構３０、駆動輪ＦＬ、ＦＲ、インバータ４０及びバッテリ５０を備える。ハイブリッド車両３においては、動力源に相当するエンジン１０と第１のモータジェネレータＭＧ１とは、動力分配機構２０に連結されている。動力分配機構２０の駆動軸１２には、駆動軸１２のトルク（言い換えれば、駆動力）又はブレーキ力のアシストを行うための動力源である第２のモータジェネレータＭＧ２が連結されている。さらに、駆動軸１２は減速機構３０を介して左右の駆動輪ＦＬ、ＦＲ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、インバータ４０を介してバッテリ５０に電気的に接続され、バッテリ５０からの電力の供給によって第２のモータジェネレータＭＧ２を駆動可能であると共に、第１のモータジェネレータＭＧ１で生じた電力でバッテリ５０を充電可能に構成されている。
【００９６】
エンジン１０は、本発明に係る「内燃機関」の一具体例であって、例えばガソリンなどの燃料を燃焼させることでクランクシャフトを回転駆動させる原動機である。
【００９７】
第１のモータジェネレータＭＧ１は、ロータ３００などの回転部材を備え、該ロータ３００がエンジン１０から動力分配機構２０を介してトルクの供給を受けて回転することで、発電可能に構成されている。また、発電が行われる際には、供給されるトルクに対して反力が作用する。尚、後述するように第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ３００は、電磁クラッチ２に接続され、図１に示される回転体３００の一例としての構成となる。このため、ロータ３００については、図１の回転体３００と同様の符号を付して説明する。
【００９８】
第２のモータジェネレータＭＧ２は、主にエンジン１０の駆動におけるトルクまたはブレーキ力を補助（言い換えれば、駆動輪ＦＬ、ＦＲのトルクを減殺）する構成である。具体的には、トルクを補助する際には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、バッテリ５０から電力の供給を受けて回転し、トルク補助を行う電動機として機能する。他方で、ブレーキ力を補助する際には、第２のモータジェネレータＭＧ２は、駆動輪ＦＬ、ＦＲから伝達されるトルクにより回転し、発電を行うことで、該トルクに反力を作用させる。
【００９９】
動力分配機構２０は、所謂シングルピニオン型の遊星歯車機構であって、リングギアＲ１、キャリアＣ１、サンギアＳ１を備えて構成される。また、キャリアＣ１は、リングギアＲ１とサンギアＳ１との両方に噛み合っているピニオンギアＣＰ１を保持している。
【０１００】
エンジン１０のクランクシャフト（不図示）に接続される出力軸１１は、動力分配機構２０における遊星歯車機構のキャリアＣ１と共回り可能な態様で連結されている。モータジェネレータＭＧ１のロータ３００の一端は、遊星歯車機構のサンギアＳ１に連結されている。リングギアＲ１は、駆動軸１２と共回り可能な態様で連結されている。このような構成のため、エンジン１０の駆動によって回転する出力軸１１のトルクは、駆動軸１２と第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ３００とに伝達可能となっている。
【０１０１】
電磁クラッチ２は、電磁クラッチ制御装置１から供給される電流に基づいて、図１に示される電磁石２１０が磁化することにより、アーマチュア２３０の吸引が発生し、係合状態及び解放状態が制御される。尚、電磁クラッチ２においては、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ３００の一方の端部が図１に示される回転体３００の一例となっており、電磁クラッチ２における一方の係合要素を構成している。また、該回転体３００に対応する他方の係合要素であるアーマチュア２３０はケース２００に固定される。
【０１０２】
このため、電磁クラッチ制御装置１は、電磁クラッチ２を係合することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ３００を固定するとともに、連結される動力分配機構２０のサンギアＳ１を固定する。また、電磁クラッチ制御装置１は、電磁クラッチ２の係合を解放することにより、第１のモータジェネレータＭＧ１のロータ３００を解放し、動力分配機構２０のサンギアＳ１を解放する。このため、電磁クラッチ制御装置１及び電磁クラッチ２は、動力分配機構２０のサンギアＳ１を固定するブレーキとして機能する。このような構成によれば、エンジン１０の駆動時の動力分配機構２０におけるトルクの伝達において、上述した種々の利点を享受可能となる。
【０１０３】
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電磁摩擦係合装置の制御装置もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１…電磁クラッチ制御装置、
２…電磁クラッチ、
３…ハイブリッド車両、
１０…エンジン、
２０…動力分配機構、
３０…減速機構、
４０…インバータ、
５０…バッテリ、
１１０…電子制御ユニット、
１２０…電流源、
１３０…トルクセンサ、
２００…ケース、
２１０…電磁石、
２２０…吸引部、
２３０…アーマチュア、
２４０…クラッチ板、
３００…回転体（ロータ）、
３１０…ディスク。
【図１】
2011064311.tif 000003
【図２】
2011064311.tif 000004
【図３】
2011064311.tif 000005
【図４】
2011064311.tif 000006
【図５】
2011064311.tif 000007
【図６】
2011064311.tif 000008