(57)【要約】【課題】実行するタイミングの制約を受けにくく、容易な制御で係合開始点学習を実行するクラッチ学習装置を提供する。【解決手段】実施形態に係るクラッチ学習装置は、ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフト１６ａと出力シャフト１６ｂとの間に備え、ギア対ごとに入力シャフト１６ａと出力シャフト１６ｂとの間でトルク伝達状態とトルク非伝達状態とを切り替える自動変速機１６と、入力シャフト１６ａに接続され、内燃機関１２から供給される回転力の回転伝達状態を変化させるクラッチ１４と、クラッチ１４の回転伝達状態を制御する制御部２６と、クラッチ１４が回転力を入力シャフト１６ａに伝達し始めたことを示す伝達情報を記憶する記憶部２８を備える。制御部２６は、自動変速機１６においてクラッチ制御を行い、記憶部２８は、クラッチ制御により入力シャフト１６ａ側の回転状態の変化が所定値以上の場合に伝達情報を記憶する。【選択図】図１
2015025547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態とトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り替える変速機構と、
前記変速機構の入力シャフトに接続され、駆動源側から供給される回転力の回転伝達状態を変化させるクラッチと、
前記クラッチの回転伝達状態を制御する制御部と、
前記クラッチが前記回転力を前記入力シャフトに伝達し始めたことを示す伝達情報を記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、前記変速機構において前記トルク伝達状態の前記ギア対が他のギア比のギア対に変更される間に前記クラッチを一時的に回転伝達状態にしたあと切断するクラッチ制御を行い、
前記記憶部は、前記クラッチ制御により前記入力シャフト側の回転状態の変化が所定値以上の場合に前記伝達情報を記憶するクラッチ学習装置。
【請求項２】
前記出力シャフトには、前記トルク伝達状態の前記ギア対が他のギア比のギア対に変更される間に当該出力シャフトの出力トルクの調整を行うモータが接続されている請求項１記載のクラッチ学習装置。
【請求項３】
前記記憶部は、前記変速機構が前記トルク伝達状態の前記ギア対をギア比の高いものから低いものに切り替えるときに新たな前記伝達情報を記憶する請求項１または請求項２に記載のクラッチ学習装置。
【請求項４】
前記変速機構は、ドグトランスミッションである請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のクラッチ学習装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、車両に搭載されるクラッチが接続し始める位置の学習を行うクラッチ学習装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の内燃機関と変速機構との間には、動力の伝達／非伝達を切り替えるクラッチが備えられている。クラッチの制御状態には、接続状態と、切断状態と、その中間の状態で滑りながら接触している滑り状態の３状態がある。クラッチは、切断状態から接続状態へ切り替わるたびに滑り状態となるので、使用が進むに連れて摩耗して薄くなる。ところで、クラッチが摩耗すると、クラッチの接続／切断動作が意図したタイミングで行えなくなる場合がある。例えば、クラッチの切断時間が長くなると、その分変速機構側にトルク伝達ができない時間が長くなるので、車両の失速感が出たり、変速機構側と切断された内燃機関が過大に吹き上がってしまう場合がある。そのため、クラッチが接続し始める位置の学習、言い換えれば回転力を伝達し始める制御位置の学習、いわゆる係合開始点学習を行い、その学習結果を制御に反映させる学習技術が知られている。クラッチが切断状態の場合、内燃機関のクランクシャフトの回転数より変速機構の入力シャフト側の回転数の方が一般的に低い。そのため、切断状態から接続状態に移行させると、接触した時点で入力シャフト側の回転数が急変する。このタイミングを係合開始点として学習することが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−８６５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、係合開始点学習を行うためには、クラッチを一旦切断状態にした後、改めて滑り状態を経て接続状態にする必要がある。したがって、係合開始点学習のために、意図的にクラッチを切断する必要があり、制御が煩雑になったり、係合開始点学習のタイミングが制限される場合があった。そのため、学習するタイミングの制約を受け難く、容易な制御で係合開始点学習を実行する技術が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
実施形態に係るクラッチ学習装置は、ギア比の異なる複数のギア対を入力シャフトと出力シャフトとの間に備え、前記ギア対ごとに前記入力シャフトと前記出力シャフトとの間でトルクを伝達するトルク伝達状態とトルクを伝達しないトルク非伝達状態とを切り替える変速機構と、前記変速機構の入力シャフトに接続され、駆動源側から供給される回転力の回転伝達状態を変化させるクラッチと、前記クラッチの回転伝達状態を制御する制御部と、前記クラッチが前記回転力を前記入力シャフトに伝達し始めたことを示す伝達情報を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記変速機構において前記トルク伝達状態の前記ギア対が他のギア比のギア対に変更される間に前記クラッチを一時的に回転伝達状態にしたあと切断するクラッチ制御を行い、前記記憶部は、前記クラッチ制御により前記入力シャフト側の回転状態の変化が所定値以上の場合に前記伝達情報を記憶する。この態様によれば、車両の走行中に頻繁に行われる変速制御、つまりクラッチの切断を必要とする制御中に学習が実行可能となるので、係合開始点学習のために制御期間を別途設ける必要がなく、係合開始点学習が容易にできる。また、車両の走行中は、変速制御が頻繁に行われるので、係合開始点学習は、実行タイミングの制限を受ける可能性が低く、学習を複数回行える。さらに、変速制御のたびに学習する機会があるので学習間隔を短くすることが可能で、学習精度が向上できる。また、クラッチは、発進や変速のたびに滑り状態になり、発熱して熱膨張しやすくなるが、変速制御のたびに学習の機会があるので、熱膨張の影響を学習に反映させやすい。その結果、単に学習頻度を向上させるだけでなく、学習結果の信頼度が向上できる。
【０００６】
また、実施形態に係るクラッチ学習装置の前記出力シャフトには、前記トルク伝達状態の前記ギア対が他のギア比のギア対に変更される間に当該出力シャフトの出力トルクの調整を行うモータが接続されてもよい。この態様によると、クラッチ制御中に内燃機関からの回転力の供給が一時的に遮断されるので出力シャフトの出力トルクが減少するが、モータでトルクを補うことで出力トルクの減少を抑制できる。
【０００７】
また、実施形態に係るクラッチ学習装置の前記記憶部は、前記変速機構が前記トルク伝達状態の前記ギア対をギア比の高いものから低いものに切り替えるときに新たな前記伝達情報を記憶してもよい。内燃機関の回転数は、変速機構がギア比の高いギア対から低いギア対に変更されるダウン変速の場合、低いギア比のギア対へスムーズに切り替えられるように回転数を高めることが望ましい。つまり、ダウン変速のときのクラッチ制御中は、内燃機関側の回転数が高められるので、クラッチを一時的に回転伝達状態にすると、入力シャフト側の回転数の変化が顕著に表れる。その結果、回転状態の変化が所定値以上となる現象を明確に検出可能となり、伝達情報の信頼性を向上できる。
【０００８】
また、実施形態に係るクラッチ学習装置の前記変速機構は、ドグトランスミッションであってもよい。この態様によると、クラッチの係合開始点学習を行いつつ、係合開始点学習のためのクラッチ制御を行うことで内燃機関側の回転数と変速機構側の回転数の同期が容易になる。その結果、小型化、簡略化、コストダウンが容易なドグトランスミッションの利用が可能になり、係合開始点学習が可能なクラッチ学習装置の小型化、簡略化、低コスト化に寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、実施形態に係るクラッチ学習装置を含むハイブリッド車両の機能ブロック図である。
【図２】図２は、実施形態に係るクラッチ学習装置を含むハイブリッド車両のドライブトレインを中心とする駆動系の模式図である。
【図３】図３は、実施形態に係るクラッチ学習装置に適用可能なクラッチの構造を示す模式図である。
【図４】図４は、実施形態に係るクラッチ学習装置の学習処理を説明するフローチャートである。
【図５】図５は、図４のフローチャートに従うダウン変速時の各構成の状態を示すタイムチャート図である。
【図６】図６は、実施形態に係るクラッチ学習装置を含む他の構成のハイブリッド車両の機能ブロック図である。
【図７】図７は、実施形態に係るクラッチ学習装置を含むハイブリッド車両のドライブトレインを中心とする駆動系の変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本実施形態に係るクラッチ学習装置を含むハイブリッド車両の機能ブロック図である。本実施形態のクラッチ学習装置は、クラッチが接続し始める位置の学習、言い換えれば回転力を伝達し始める制御位置の学習、いわゆる係合開始点学習を変速機構がギアの変速を行う間に実行し、その学習結果を各種制御に反映すること可能にするものである。
【００１１】
図１に示すハイブリッド車両１０は、内燃機関１２、クラッチ１４、自動変速機１６、モータジェネレータ１８、インバータ２０、バッテリ２２、差動装置（デフ）２４、制御部２６、記憶部２８等で構成されている。なお、図１では、本実施形態と関連しない構成については省略している。
【００１２】
内燃機関１２は、例えばガソリンエンジン等で、制御部２６の制御によりエンジン回転数やエンジントルクが制御される。クラッチ１４は内燃機関１２の出力シャフトと自動変速機１６の入力シャフトとの間に配置される。クラッチ１４には、内燃機関１２側から供給される動力（回転力または回転トルク）を伝達する接続状態と、非伝達とする切断状態、及び接続状態と切断状態の中間の状態で滑りながら接触している滑り状態の３状態がある。クラッチ１４の制御状態も制御部２６によって制御される。
【００１３】
自動変速機（変速機構）１６は、後述するいわゆるドグクラッチを含むドグトランスミッションとすることができるが、別の実施例では、シンクロメッシュを備えるトランスミッションでもよい。自動変速機１６の出力シャフト側には、モータジェネレータ１８が接続されている。図１の構成では、モータジェネレータ１８と自動変速機１６の出力シャフトとの間に切替機構３０が設けられている。切替機構３０によって、モータジェネレータ１８が自動変速機１６の出力シャフト側に直結される場合と、モータジェネレータ１８が自動変速機１６の出力シャフト側から分離される場合を選択できる。モータジェネレータ１８が出力シャフト側と直結される場合は、インバータ２０を介してバッテリ２２からの電力供給を受けてモータとして機能するモータジェネレータ１８の出力トルクを差動装置２４側に提供可能である。したがって、内燃機関１２からの駆動力の供給を受けない場合、モータジェネレータ１８のみを駆動源とするＥＶ走行が可能となる。また、内燃機関１２からの駆動力の供給を受ける場合は、内燃機関１２の駆動力をアシストするアシスト走行が可能になる。また、ハイブリッド車両１０の制動時にモータジェネレータ１８を発電機として機能させて、インバータ２０を介してバッテリ２２を充電させることが可能である。なお、切替機構３０によりモータジェネレータ１８を自動変速機１６側から分離すれば内燃機関１２のみのエンジン走行が可能になる。
【００１４】
差動装置２４は、ハイブリッド車両１０が旋回する際に、内側と外側の車輪３２に生じる速度差（回転数の差）を吸収しつつ動力源（内燃機関１２またはモータジェネレータ１８あるいはその両方）からのトルクを各車輪３２に振り分けて伝える。
【００１５】
制御部２６は、運転者の走行操作に基づく走行要求またはハイブリッド車両１０の走行状態にしたがって、内燃機関１２、クラッチ１４、自動変速機１６、インバータ２０、バッテリ２２等を連携制御して、最適な走行を実現する。なお、図１の構成の場合、制御部２６は各機器を統合制御する統合制御部として示しているが、制御対象ごとに個別の制御部を備え、各制御部が連携制御されるようにしてもよい。また、いくつかの機能をまとめて制御するようにしてもよい。記憶部２８は制御部２６が取得する各種情報を記憶する。また、記憶した情報を制御部２６に提供して各機器のフィードバック制御に反映させる。なお、制御部２６は、取得した各種情報に基づき、情報を加工して新たな情報を作成したり、既存の情報を更新したりして記憶部２８に記憶させてもよい。
【００１６】
図２は、ハイブリッド車両１０のドライブトレインを中心とする駆動系の模式図である。なお、図２の構成では、図１の切替機構３０を省略して、モータジェネレータ１８が差動装置２４に直結されている例を示している。自動変速機１６の入力シャフト１６ａと内燃機関１２のクランクシャフト１２ａの間には、例えば乾式のクラッチ１４が配置されている。図３には、クラッチ１４の詳細構造が示されている。
【００１７】
クラッチ１４は、フライホイール３４、クラッチディスク３６、プレッシャプレート３８、ダイヤフラムスプリング４０、クラッチカバー４２およびクラッチ制御機構４４を有している。
【００１８】
フライホイール３４は、クランクシャフト１２ａに連結されており、当該クランクシャフト１２ａと一体回転する。フライホイール３４には、クラッチカバー４２が一体回転可能に取付けられている。クラッチディスク３６は、自動変速機１６の入力シャフト１６ａに対してスプライン嵌合によって取付けられている。クラッチディスク３６は、入力シャフト１６ａに対して軸方向に相対移動可能で、かつ相対回転不能となっている。クラッチディスク３６は、軸方向においてフライホイール３４と対向している。
【００１９】
プレッシャプレート３８は、クラッチディスク３６を挟んでフライホイール３４と軸方向において対向している。プレッシャプレート３８は、円環形状であり、径方向の中心部に入力シャフト１６ａが挿入されている。ダイヤフラムスプリング４０は、クラッチディスク３６およびプレッシャプレート３８を挟んでフライホイール３４と軸方向において対向している。ダイヤフラムスプリング４０は、円環形状であり、半径方向の中間部においてクラッチカバー４２によって支持されている。
【００２０】
ダイヤフラムスプリング４０は、プレッシャプレート３８をフライホイール３４に向けて移動することでクラッチディスク３６をフライホイール３４に接触させ、さらに押圧することができる。ダイヤフラムスプリング４０は、その外周部がプレッシャプレート３８に当接してプレッシャプレート３８に付勢力を作用させることができるように、クラッチカバー４２によって支持されている。したがって、ダイヤフラムスプリング４０の付勢力により、クラッチディスク３６とプレッシャプレート３８、およびフライホイール３４とクラッチディスク３６をそれぞれ接触させて摩擦力を発生する。この摩擦力により、クランクシャフト１２ａと入力シャフト１６ａとの間でクラッチ１４を介して動力が伝達される。
【００２１】
クラッチ制御機構４４は、クラッチ１４の接触度合いを調整するものである。クラッチ制御機構４４は、レリーズベアリング４６、レリーズフォーク４８、アクチュエータ５０を有する。レリーズベアリング４６は、入力シャフト１６ａに嵌合しており、入力シャフト１６ａに対して軸方向に相対移動可能である。レリーズベアリング４６は、ダイヤフラムスプリング４０における半径方向の内側端部に接触している。
【００２２】
アクチュエータ５０は、液室５０ａを有するシリンダ５０ｂと、ピストンロッド５０ｃとを有する。アクチュエータ５０は、液室５０ａの液圧によってピストンロッド５０ｃをシリンダ５０ｂの軸方向に進退させる。レリーズフォーク４８は、支点４８ａにおいて回動自在に支持されている。レリーズフォーク４８の一端はレリーズベアリング４６に連結されており、他端はピストンロッド５０ｃに連結されている。液室５０ａに液圧が供給されてピストンロッド５０ｃがシリンダ５０ｂから突出する方向に前進すると、レリーズフォーク４８はレリーズベアリング４６をフライホイール３４側（矢印Ｙ）に移動させる。これにより、レリーズベアリング４６は、ダイヤフラムスプリング４０の中央部を押圧する。この押圧力により、ダイヤフラムスプリング４０がプレッシャプレート３８を押圧する押圧力が低減する。
【００２３】
ダイヤフラムスプリング４０がプレッシャプレート３８を押圧する押圧力の大きさに応じて、クラッチ１４において伝達可能な最大トルク、すなわちクラッチ１４のトルク容量が変化する。以下の説明では、このクラッチ１４において伝達可能な最大トルクを「クラッチトルク」と記載する。クラッチトルクは、液圧回路５２からアクチュエータ５０の液室５０ａに供給される液圧に応じて変化し、また、ピストンロッド５０ｃの進退量、すなわちクラッチストロークに応じて変化する。したがって、クラッチトルクの制御はクラッチストロークの制御として実行できる。クラッチ制御機構４４は、クラッチストロークを検出するクラッチストロークセンサ５４を有する。クラッチストロークセンサ５４は、ピストンロッド５０ｃの軸方向の移動量を検出する。
【００２４】
アクチュエータ５０は、液圧回路５２で調圧されて供給される制御液圧によってクラッチストロークを調節することで、クラッチトルクを制御できる。したがって、アクチュエータ５０は、制御液圧に応じてクラッチストロークを任意に制御できる。これにより、アクチュエータ５０は、クラッチ１４を、完全に接続された接続状態、完全に切断された切断状態、接続状態と切断状態の間の状態の滑り状態の３つの状態に制御できる。接続状態とは、フライホイール３４とクラッチディスク３６とが接触し、かつ等しい回転数で一体に回転する状態である。滑り状態とは、フライホイール３４とクラッチディスク３６とが接触し、かつ互いに異なる回転数で回転する状態である。切断状態とは、フライホイール３４とクラッチディスク３６とが切断され動力を伝達しない状態である。また、アクチュエータ５０は、クラッチ１４の滑り状態における動力の伝達度合いを制御することが可能である。
【００２５】
クラッチストロークが最も小さい領域では、クラッチトルクは最も大きく、クラッチ１４は接続状態となる。クラッチストロークが増加するにつれてクラッチトルクは減少し、入力されるトルクよりもクラッチトルクが小さくなると滑り状態となる。クラッチストロークが最も大きい領域では、クラッチトルクは「０」となり、クラッチ１４が切断され、動力を伝達しない切断状態となる。
【００２６】
図２に戻り、クラッチディスク３６とスプライン嵌合している入力シャフト１６ａは、複数のギア対を構成する複数の駆動ギアを備える。図２に示す例の場合、第１速用駆動ギア５６ａ、第２速用駆動ギア５６ｂ及び後進用駆動ギア５６ｆが入力シャフト１６ａに固定され一体回転するように構成されている。一方、第３速用駆動ギア５６ｃ、第４速用駆動ギア５６ｄ及び第５速用駆動ギア５６ｅが入力シャフト１６ａに回転自在に支持されている。
【００２７】
第３速用駆動ギア５６ｃと第４速用駆動ギア５６ｄの間には第１ドグクラッチ５８が設けられている。第１ドグクラッチ５８は、入力シャフト１６ａに固定されたハブ５８ａの外周面にスプライン嵌合して軸方向に移動可能なリング状のスリーブ５８ｂを有している。ハブ５８ａを挟んで一方側には第３速用駆動ギア５６ｃに同心で固定されて入力シャフト１６ａに対して回転自在なクラッチリング５８ｃが設けられている。他方側には第４速用駆動ギア５６ｄに同心で固定されて入力シャフト１６ａに対して回転自在なクラッチリング５８ｃが設けられている。クラッチリング５８ｃには、ハブ５８ａと対向する側面にスリーブ５８ｂのスプラインが噛み合うドグ歯が円周方向に配置されている。したがって、スリーブ５８ｂがハブ５８ａ上を第３速用駆動ギア５６ｃ側のクラッチリング５８ｃに向かって移動して、スプラインとドグ歯が噛み合った場合、第３速用駆動ギア５６ｃが入力シャフト１６ａに固定されて一体的に回転して、トルク伝達状態となる。
【００２８】
同様に、スリーブ５８ｂがハブ５８ａ上を第４速用駆動ギア５６ｄ側のクラッチリング５８ｃに向かって移動して、スプラインとドグ歯が噛み合った場合、第４速用駆動ギア５６ｄが入力シャフト１６ａに固定されて一体的に回転して、トルク伝達状態となる。一方、スプラインとドグ歯が噛み合わない側のクラッチリング５８ｃは入力シャフト１６ａに対し回転自在な状態が維持されるので、クラッチリング５８ｃと一体化している駆動ギアも入力シャフト１６ａに対して回転自在な状態が維持される。つまり、トルク非伝達状態となる。なお、スリーブ５８ｂがハブ５８ａ上の中立位置に存在する場合は、第３速用駆動ギア５６ｃ及び第４速用駆動ギア５６ｄはいずれもトルク非伝達状態となる。
【００２９】
第５速用駆動ギア５６ｅには、第２ドグクラッチ６０が設けられている。第２ドグクラッチ６０は、第５速用駆動ギア５６ｅのトルク伝達状態とトルク非伝達状態を切り替えるようにハブ６０ａの片側にクラッチリング６０ｃが存在し、スリーブ６０ｂと噛み合う構成になっている他は第１ドグクラッチ５８と同様な構成である。
【００３０】
自動変速機１６の出力シャフト１６ｂは、第１速用駆動ギア５６ａ〜第５速用駆動ギア５６ｅ及び後進用駆動ギア５６ｆに対応する第１速用従動ギア６２ａ〜第５速用従動ギア６２ｅ及び後進用従動ギア６２ｆを備える。第３速用従動ギア６２ｃ〜第５速用従動ギア６２ｅは出力シャフト１６ｂに固定され、第１速用従動ギア６２ａと第２速用従動ギア６２ｂの間には第３ドグクラッチ６４が設けられている。第３ドグクラッチ６４は第１ドグクラッチ５８と同様の構成であり、第３ドグクラッチ６４の動作状態によって、第１速用従動ギア６２ａと第２速用従動ギア６２ｂとを出力シャフト１６ｂに対してトルク伝達状態とトルク非伝達状態に切り替える。第３ドグクラッチ６４も対向するクラッチリング６４ｃの間でスプラインとドグ歯が噛み合わないようにスリーブ６４ｂを位置させることによって第１速用従動ギア６２ａと第２速用従動ギア６２ｂをトルク非伝達状態にするニュートラル状態に制御することができる。
【００３１】
なお、第３ドグクラッチ６４のスリーブ６４ｂの外周面には後進用従動ギア６２ｆが固定されている。後進時には、後進用駆動ギア５６ｆと後進用従動ギア６２ｆとの間にリバースアイドラー６６が挿入される。入力シャフト１６ａを前進走行時の回転方向に回転させると、スリーブ６４ｂとスプライン嵌合したハブ６４ａが前進走行とは逆方向（後進方向）に回転する。ハブ６４ａは出力シャフト１６ｂに固定されているので、出力シャフト１６ｂは後進方向に回転する。なお、リバースアイドラー６６をドグクラッチによって後進時のトルク伝達状態とその他の場合のトルク非伝達状態とに切り替える構成にしてもよい。
【００３２】
また、出力シャフト１６ｂには、差動装置２４のリングギア６８と噛み合う出力ギア７０が固定されている。第１速用駆動ギア５６ａ〜第５速用駆動ギア５６ｅ及び後進用駆動ギア５６ｆは、それぞれ第１速用従動ギア６２ａ〜第５速用従動ギア６２ｅ及び後進用従動ギア６２ｆと噛み合い、第１ギア対７２、第２ギア対７４、第３ギア対７６、第４ギア対７８、第５ギア対８０、後進ギア対８２を構成する。内燃機関１２の動力を用いてハイブリッド車両１０を走行させる場合、制御部２６は、いずれかのギア対がトルク伝達状態になるようにドグクラッチのスリーブを移動させて、入力シャフト１６ａから出力シャフト１６ｂへトルクを伝達する。
【００３３】
なお、図２の構成では、図１の切替機構３０を省略して、モータジェネレータ１８が差動装置２４に直結されている例を示している。つまり、モータジェネレータ１８の出力シャフト１８ａには駆動ギア１８ｂが固定され、カウンターシャフト８４に固定された従動ギア８４ａと噛み合う。また、カウンターシャフト８４にはピニオンギア８４ｂが固定され、リングギア６８と噛み合っている。したがって、モータジェネレータ１８の駆動力のみでハイブリッド車両１０を走行させる場合には、自動変速機１６側の各ギア対が全てニュートラルの状態になるように各ドグクラッチを制御すればよい。また、モータジェネレータ１８が差動装置２４に直結されているので、モータジェネレータ１８によるトルクアシストを必要としない場合には、モータジェネレータ１８が負荷になってしまう。そのような場合は、その負荷を打ち消す分のトルクをモータジェネレータ１８で発生するようにしてもよい。なお、図２の例の場合、カウンターシャフト８４にはパーキングギア８６が固定されている。シフトレバー操作等によりパーキング状態にする場合には、図示しないアクチュエータで動作するロック爪とパーキングギア８６を噛み合わせることにより、カウンターシャフト８４及びリングギア６８が回転不能になり、車輪がロックされる状態、すなわち、パーキング状態が実現できる。
【００３４】
このように構成されるハイブリッド車両１０の走行制御を行う場合、内燃機関１２で発生させた駆動力（トルク）の制御や自動変速機１６で伝達するトルクの制御等は、クラッチストロークとそのときに伝達可能なクラッチトルクの関係を示したマップを参照して行う場合がある。しかし、前述のようにクラッチディスク３６が摩耗するとクラッチストロークとクラッチトルクの関係に誤差が生じ、トルク制御の精度が低下する場合がある。そこで、クラッチ１４が切断状態から滑り状態に切り替わり回転力を伝達し始める位置（係合開始点）を学習し、クラッチストロークとクラッチトルクの関係を示すマップを修正して利用するようにしている。
【００３５】
以下、本実施形態における係合開始点学習の処理を図４のフローチャート及び図５のタイムチャートを用いて説明する。図４、図５の説明では、係合開始点学習をダウン変速操作中に行う例を示す。なお、図５のタイムチャートはダウン変速の一例として「２速」から「１速」に変速する例である。
【００３６】
制御部２６は、運転者のアクセル操作量や車速等に基づき、要求ギア段が「２速」から「１速」にダウン変速するタイミングであると判定した場合（図５のタイミングＴ１）、その判定を契機にクラッチ１４の液圧回路５２に対し、要求するクラッチトルクを予め定められた閾値１に変更する（Ｓ１００）。この場合、変速のためにクラッチ１４を一度「切断状態」にする必要があるため、閾値１は「０Ｎｍ」で「完全断指示」となる。クラッチトルクは、例えばクラッチストロークセンサ５４から得られる検出値に基づくクラッチストロークの値を用いて制御できる。
【００３７】
制御部２６は、ダウン変速するタイミングＴ１で自動変速機１６に対し要求ギア段Ｐ１（図５ギア段の欄の実線）を「２速」から「１速」に変更する。そして、制御部２６はダウン変速に備え、図５のトルクの欄の実線で示す内燃機関１２のトルクＱ１（以下、エンジントルクＱ１、または実エンジントルクＱ１という）を徐々に下げる制御を行う。また、それに対応させてクラッチトルクＱ２（図５のトルクの欄の一点鎖線）をフィードバックしてエンジントルクＱ１がクラッチトルクＱ２を超えないように実際のクラッチトルク（実クラッチトルク）を徐々に下げていく。なお、この場合、エンジントルクＱ１を減少させると、ハイブリッド車両１０全体としてのトルクが低下する。いわゆる「トルク抜け」が生じて減速感が生じてしまう場合がある。そこで、制御部２６は、モータジェネレータ１８を制御して、図５のトルク欄の破線で示すモータジェネレータトルクＱ３（以下、ＭＧトルクＱ３という）でエンジントルクＱ１の減少分を補完する。本実施形態では、図２に示すように差動装置２４のリングギア６８に自動変速機１６の出力シャフト１６ｂとモータジェネレータ１８側のピニオンギア８４ｂが噛み合っているので、モータジェネレータ１８の動作によりトルク抜けが防止できる。なお、図５では、差動装置２４側に出力される回転数の変化を、差動装置２４に接続されたモータジェネレータ１８の回転数Ｒ１（以下、ＭＧ回転数Ｒ１という）として示している（図５の回転数の欄の一点鎖線）。この場合、回転数の低下が生じておらず、トルク抜けが抑制されていることが示されている。なお、タイミングＴ１−Ｔ２間では、クラッチ１４は滑り状態なので、実ギア段Ｐ２（図５のギア段の欄の破線）は「２速」の状態を維持している。
【００３８】
制御部２６は、クラッチストロークセンサ５４から提供されるクラッチストロークに基づき、実クラッチトルク≦閾値１（０Ｎｍ）になったか確認し（Ｓ１０２のＮ）、実クラッチトルク≦閾値１になった場合（Ｓ１０２のＹ）、つまり、クラッチ１４が完全切断されたら（図５のタイミングＴ２）、自動変速機１６に対して、シフトＡｃｔ荷重をＮ方向に移動させるように指示する（Ｓ１０４）。この場合、第２ギア対７４をトルク非伝達状態に移行させるように、第３ドグクラッチ６４のスリーブ６４ｂをニュートラル位置に移動させる指示（Ｎ抜き指示）をスリーブ６４ｂを移動させるアクチュエータに提供する（タイミングＴ２）。なお、図５のギア段の欄でタイミングＴ２−Ｔ３の間で、実ギア段Ｐ２が「１速」でも「２速」でも「ニュートラル：Ｎ」でもない位置を示しているが、これは、いずれのポジションにも移動していない移動中を模式的に示すものである。Ｔ６−Ｔ７間も同様である。
【００３９】
図５のタイミングＴ１−Ｔ２の期間は、基本的にクラッチ１４は接続状態なので、エンジン回転数Ｒ２（図５の回転数の欄の実線）と、図５の回転数の欄に破線で示す自動変速機１６の入力シャフト１６ａの回転数Ｒ３（以下、入力シャフト回転数Ｒ３という）は、ほぼ同じである。
【００４０】
制御部２６は、自動変速機１６の第３ドグクラッチ６４のＮ抜き制御が完了するのを待ち（Ｓ１０６のＮ）、Ｎ抜き制御が完了したら（Ｓ１０６のＹ）、変速後のギア対の回転数と内燃機関１２の回転数を同期させるために、内燃機関１２に対してエンジン回転数制御を開始する（Ｓ１０８)(タイミングＴ３）。この場合、エンジン回転数Ｒ２の目標値は、ＯＵＴ軸回転数（クランクシャフト１２ａの回転数）×要求ギア段のギア比（この場合、第１ギア対７２のギア比）とすることができる。なお、この場合、クラッチ１４は切断状態なので入力シャフト回転数Ｒ３はタイミングＴ２以降エンジン回転数Ｒ２に追従せずに徐々に低下する。
【００４１】
制御部２６は、実エンジン回転数≧ＯＵＴ軸回転数（クランクシャフト１２ａの回転数）×要求ギア段のギア比になるのを待ち（Ｓ１１０のＮ）、図５のタイミングＴ４で示すように、実エンジン回転数≧ＯＵＴ軸回転数×要求ギア段のギア比になったら（Ｓ１１０のＹ）、要求するクラッチトルクＱ２を閾値２に変更する、いわゆるスリップ指示をする（Ｓ１１２）。すなわち、制御部２６は、自動変速機１６においてトルク伝達状態の第２ギア対７４が他のギア比のギア対（第１ギア対７２）に変更される間にクラッチ１４を一時的に回転伝達状態にしたあと切断するクラッチ制御を実行する（図５のタイミングＴ４−Ｔ６）。このクラッチ制御は、変速前の回転伝達状態からクラッチを切断した後に、一時的に回転伝達状態にして再度切断するので、「ダブルクラッチ制御」ともいう。この場合、閾値２で規定するトルクは、自動変速機１６がトルク非伝達状態であるニュートラル状態で、入力シャフト回転数Ｒ３とエンジン回転数Ｒ２の回転数を同期させることが目的であるため、トルク伝達を目的とする場合ほど大きくなくてよい。例えば、トルク伝達の最大が２００Ｎｍの場合、３０Ｎｍ程度でよい。また、このとき閾値２を小さく設定しておくことで、後述するタイミングＴ５−Ｔ６間でクラッチ１４の切断時間の短縮ができる。つまり、変速時間の短縮に寄与できる。
【００４２】
ところで、図５のタイミングＴ３−Ｔ４で示すように、エンジン回転数Ｒ２は先行して変速後の回転数に上昇変更されている。つまり、図３において、フライホイール３４が入力シャフト１６ａより高速で回転している。そのため、タイミングＴ４でダブルクラッチ制御が行われて、フライホイール３４にクラッチディスク３６が接触した瞬間に入力シャフト回転数Ｒ３が上昇する。つまり、このタイミングがクラッチディスク３６の摩耗を考慮した上で検出されるクラッチ１４の係合開始点となる。このとき、自動変速機１６はニュートラル状態（各ギア対がトルク非伝達状態）になっているので、入力シャフト１６ａに対する負荷は軽い。したがって、入力シャフト回転数Ｒ３は容易にエンジン回転数Ｒ２に追従する。ただし、入力シャフト１６ａは走行中回転している場合が多い。したがって、制御部２６はダブルクラッチ制御により入力シャフト１６ａ側の回転状態の変化が所定値以上になったことを係合開始点学習の条件にしている。具体的には、入力シャフト回転数Ｒ３の加速度が所定の閾値３以上になった場合に学習する。閾値３は、クラッチ１４の完全切断後（タイミングＴ２−Ｔ４）の入力シャフト１６ａの回転数加速度の変化を上回る値であり、プラスの加速度変化を示す値である。
【００４３】
制御部２６は、入力シャフト１６ａの回転状態の変化が閾値３を超えるのを待ち（Ｓ１１４のＮ）、回転数の変化が閾値３を超えた場合（Ｓ１１４のＹ）、そのときのクラッチストロークセンサ５４の出力値であるクラッチストロークを係合開始点（タッチ点）として記憶する（Ｓ１１６）。図５の例では、入力シャフト回転数Ｒ３が急激に立ち上がる点が係合開始点Ｍ（タッチ点M）である。制御部２６は、この学習した係合開始点Ｍを基準として、記憶部２８に記憶されているクラッチストロークとクラッチトルクの関係を示すクラッチトルクマップを修正し、記憶部２８においてクラッチトルクマップを更新記憶させて以降の制御で参照する。
【００４４】
制御部２６は、係合開始点Ｍの学習後、入力シャフト回転数Ｒ３≧閾値４になるのを待つ（Ｓ１１８のＮ）。閾値４は、タイミングＴ４−Ｔ５における実際のエンジン回転数（実エンジン回転数）Ｒ２、つまり、Ｓ１０８で設定した目標値である。Ｓ１１８で、入力シャフト回転数Ｒ３≧閾値４になったら（Ｓ１１８のＹ）、制御部２６は、クラッチ１４の液圧回路５２に対し、要求するクラッチトルクを予め定められた閾値１にする指示を出す（Ｓ１２０）。つまり「０Ｎｍ」としてクラッチ１４を切断する「完全断指示」を出す（図５のタイミングＴ５）。
【００４５】
制御部２６は、クラッチストロークセンサ５４から提供されるクラッチストロークに基づき、実クラッチトルク≦閾値１（０Ｎｍ）になったか確認し（Ｓ１２２のＮ）、実クラッチトルク≦閾値１になった場合（Ｓ１２２のＹ）、つまり、クラッチ１４が完全切断されたら、自動変速機１６に対して、シフトＡｃｔ荷重を次のギア段方向に移動させるように指示する（Ｓ１２４）。つまり、ギア段がニュートラルから「１速」に移動させる処理を開始する（図５のタイミングＴ６）。なお、タイミングＴ６付近では、クラッチ１４が一時的に切断されるので、入力シャフト回転数Ｒ３が一時的に低下するが、その低下は僅かである。
【００４６】
制御部２６は、自動変速機１６において、次のギア、すなわち第１ギア対７２への切替完了（シフトチェンジ完了）を待つ（Ｓ１２６のＮ）。そして、シフトチェンジを完了したことを第１ドグクラッチ５８のアクチュエータの動作完了により実ギア段Ｐ２が「１速」にダウン変速したことを検出したら（Ｓ１２６のＹ）（タイミングＴ７）、制御部２６は、クラッチ１４の液圧回路５２に対し、要求するクラッチトルクを予め定められた閾値５する指示を出す（Ｓ１２８）。この場合、閾値５は、可変値であり、クラッチ１４の切断状態（０Ｎｍ）から完全な接続状態（例えば、ＭＡＸ値＝２００Ｎｍ）まで、実エンジントルクＱ１を超えないように決定されるものであり、クラッチ１４の完全な接続状態を指示するものである。もし、実エンジントルクＱ１＞クラッチトルクＱ２となった場合、その差分トルクは、エンジンの回転エネルギに変わってしまう。つまり、吹き上がり状態となってしまうので、制御部２６は、フィードバック制御により要求するクラッチトルクの閾値５を適宜変更しながら決定するとともに内燃機関１２のエンジントルクＱ１も増加制御する。したがって、クラッチトルクＱ２とエンジントルクＱ１はほぼ同期して上昇する。また、制御部２６は、エンジントルクＱ１の上昇に対応させて、ＭＧトルクＱ３を減少させて、変速に伴う「トルク抜け」抑制のためのモータジェネレータ１８の制御を終了させる（タイミングＴ７−Ｔ８）。
【００４７】
制御部２６は、実クラッチトルク≧閾値５＝ＭＡＸとるのを待ち（Ｓ１３０のＮ）、実クラッチトルク≧閾値５＝ＭＡＸとなった場合（Ｓ１３０のＹ）クラッチ１４は完全に接続状態となり、エンジントルクを自動変速機１６に伝達できると判定しこのフローを終了する。
【００４８】
このように、本実施形態のクラッチ学習装置は、係合開始点の学習を自動変速機１６が変速を行う間に実行されるダブルクラッチ制御中に行う。ハイブリッド車両１０を走行させている場合、自動変速機１６による変速制御は、走行開始から終了まで頻繁に実行されるので、係合開始点学習の機会は多い。その結果、頻繁にクラッチ１４の状態を取得し、クラッチトルクマップの修正更新が可能になり、車両制御に反映できる。また、クラッチ１４は、滑り状態のときに摩擦により発熱しクラッチディスク３６は膨張し厚くなる熱太りを生じることがある。本実施形態の場合、クラッチディスク３６の摩耗に基づく係合開始点の学習はもちろんのこと、摩擦による熱太りに基づく係合開始点の学習もできる。また、その学習は、変速途中で行われるので、その学習結果を次の変速時に利用可能であり、学習結果の有効利用ができる。
【００４９】
また、本実施形態の係合開始点学習は、通常実行される変速制御中の実行されるので、係合開始点学習のために特別な処理を伴わず制御の煩雑化を招くことなく実施できる。
【００５０】
図６は、本実施形態に係るクラッチ学習装置を含む他の構成のハイブリッド車両の機能ブロック図である。なお基本的な構成は図１に示すハイブリッド車両１０と同じであり、同様な構成には同じ符号を付して、その説明を省略する。図６の構成の場合、モータジェネレータ１８と自動変速機１６の出力シャフト側との接続／非接続を切り替える切替機構３０ａと、モータジェネレータ１８と自動変速機１６の入力シャフト側との接続／非接続を切り替える切替機構３０ｂとを有する。この場合、モータジェネレータ１８は、前述したように、クラッチ１４の制御時のトルク抜けを防止する機能を実現する。また、ハイブリッド車両１０の走行状態に応じて、モータジェネレータ１８を駆動源として利用したり、発電機として利用したりすることが可能であり、係合開始点学習を行いつつ、効率的なハイブリッド車両１０の走行を実現できる。また、自動変速機１６をニュートラル状態で、クラッチ１４を接続状態にして、切替機構３０ｂによりモータジェネレータ１８を自動変速機１６の入力シャフト１６ａに接続すると、停止中の内燃機関１２のクランクシャフト１２ａを回転させることができる。つまり、内燃機関１２のためのスタータ装置を省略することができて、構成の簡略及びコストダウンに寄与することができる。また、バッテリ２２の充電量（ＳＯＣ）が極低下時には、モータジェネレータ１８を切替機構３０ｂを介して自動変速機１６の入力側（入力シャフト）に接続し、クラッチ１４をトルク伝達状態にして、さらに自動変速機１６をニュートラル状態にするようにしてもよい。この場合、内燃機関１２のトルクをモータジェネレータ１８で吸収して停車時発電を実行することができる。この停止時発電によりバッテリ２２を充電することができる。
【００５１】
図７は、図６の切替機構３０ａ，３０ｂを１つの接続切替部８８で実現している例である。図７の場合も、図２と同様な構成には、同じ符号を付しその説明を省略する。接続切替部８８は、例えばドグクラッチで構成され、モータジェネレータ１８を入力シャフト１６ａに接続する場合と、出力シャフト１６ｂに接続する場合と、入力シャフト１６ａ及び出力シャフト１６ｂのいずれにも接続しないニュートラルの場合がある。図７において、自動変速機１６は、図２に示す自動変速機１６と同様な構造で同様な機能を有するが、図示を簡略化している。基本的には、クラッチ１４を介して自動変速機１６の入力シャフト１６ａに伝達された内燃機関１２のトルクは、複数のギア対を介して出力シャフト１６ｂ側に伝達される。トルク伝達の切り替えを行うドグクラッチは図示を省略している。接続切替部８８は、モータジェネレータ１８の出力シャフト１８ａに固定された駆動ギア１８ｂが入力シャフト１６ａ側の切替ギア８８ａと噛み合った場合、モータジェネレータ１８のトルクを入力シャフト１６ａに伝達する。したがって、クラッチ１４が接続され、内燃機関１２のトルクが入力シャフト１６ａに入力されている場合には、モータアシスト走行となる。また、クラッチ１４が切断されている場合には、モータのみの走行となる。一方、駆動ギア１８ｂが切替ギア８８ｂと噛み合った場合、モータジェネレータ１８のトルクを第１ギア９０ａを介して、出力シャフト１６ｂに固定された第２ギア９０ｂに伝達する。したがって、クラッチ１４が接続され、内燃機関１２のトルクが入力シャフト１６ａに入力されている場合には、モータアシスト走行となる。また、クラッチ１４が切断されている場合には、モータのみの走行となる。また、駆動ギア１８ｂが切替ギア８８ａ及び切替ギア８８ｂのいずれとも噛み合わない場合は、クラッチ１４の接続により、内燃機関１２のトルクのみのエンジン走行になる。また、図７の構成も図６の構成と同様に、モータジェネレータ１８で内燃機関１２のクランクシャフト１２ａを回すことが可能で、スタータ装置を省略することができて、構成の簡略及びコストダウンに寄与することができる。そして、いずれの制御状態においても本実施形態の係合開始点学習は実行可能であり、上述した効果と同様の効果を得ることができる。
【００５２】
本実施形態では、モータジェネレータ１８を含むハイブリッド車両１０を示して説明したが、「トルク抜け」が容認できる場合、または他の方法で抑制できる場合は、モータジェネレータ１８を含まない車両でも本実施形態の係合開始点学習は適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また、本実施形態では、自動変速機１６の構成として、ドグクラッチを備えるドグトランスミッションを示したが、シンクロメッシュを備えるギア切替機構（自動変速機）にも適用可能である。この場合、ダブルクラッチ制御は、内燃機関側と自動変速機側の回転数差を小さくするので、シンクロメッシュの劣化防止に寄与できるという付加的な効果も奏する。
【００５４】
本実施形態では、係合開始点学習を入力シャフト回転数Ｒ３の変化が顕著に表れやすいダウン変速する際に実施する例を説明したが、アップ変速する際にも実行可能であり、同様の効果を得ることができる。また、本実施形態では、係合開始点の学習をクラッチストロークの値として検出した例を示したが、ダブルクラッチ制御により入力シャフト１６ａ側の回転状態の変化が所定値以上になったことを示す伝達情報であればよい。例えば、液圧回路５２の液圧値でもよいし、クラッチディスク３６、プレッシャプレート３８、ダイヤフラムスプリング４０等の変位量を示す値でもよい。
【００５５】
本発明の実施形態及びその変形例を説明したが、実施形態や変形例は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。新規な実施形態や変形例は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…ハイブリッド車両、１２…内燃機関、１４…クラッチ、１６…自動変速機、１６ａ…入力シャフト、１６ｂ…出力シャフト、１８…モータジェネレータ、１８ａ…出力シャフト、２０…インバータ、２２…バッテリ、２４…差動装置、２６…制御部、２８…記憶部、３４…フライホイール、３６…クラッチディスク、３８…プレッシャプレート、４０…ダイヤフラムスプリング、４２…クラッチカバー、４４…クラッチ制御機構、５０…アクチュエータ。
【図１】
2015025547.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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