JP2012086596A - 車両用学習装置およびハイブリッド車両 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチに関する学習機会を適切に確保することができる車両用学習装置を提供すること。
【解決手段】エンジン１と、制御可能なクラッチ５と、クラッチを介してエンジンに接続された入力軸２Ａと、車両１００の駆動輪１６に接続された出力軸２Ｂと、を有する変速機２と、変速機をニュートラルとした状態で駆動輪に動力を出力可能なモータジェネレータ３と、を備え、エンジンを運転させ、かつ変速機をニュートラルとした状態で、クラッチの係合度合いに関する学習制御を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用学習装置およびハイブリッド車両に関する。

従来、車両において学習を行う技術が知られている。特許文献１には、「EVモード」から「HEVモード」に移行する際、モータージェネレータをエンジン始動用モーターとしてエンジンを始動するＦＲハイブリッド車両において、エンジン始動制御中の力積評価時間の範囲内にて、第１クラッチがエンジンに与えたクラッチ力積Ｓｃと、エンジンが第１クラッチから受け取ったエンジン力積Ｓｅを比較し、力積比較結果に基づいて、第１クラッチの締結／開放制御に用いられるストローク−トルクマップを学習補正するハイブリッド車両の制御装置の技術が開示されている。

また、特許文献２には、エンジンを一定の運転条件で運転した状態で、発進クラッチを解放状態から係合状態に変化させながら、エンジン回転数Ｎｅおよび吸気負圧Ｐｂを測定し、このように測定されたエンジン回転数および吸気負圧が変化したときの発進クラッチの係合制御値を求め、求めた係合制御値を発進クラッチの係合を開始させるための初期制御値として記憶し、この初期制御値を用いて発進クラッチの係合制御を行う動力伝達装置における摩擦係合要素の係合制御方法の技術が開示されている。

特開２０１０−１４３４４８号公報 特開２００３−１７２３８０号公報

車両においてクラッチに関する学習制御を行う学習機会を十分に確保できることが望まれている。学習機会が不足すると、クラッチの制御における精度を向上させるために要する時間が増加してしまう可能性がある。

本発明の目的は、クラッチに関する学習機会を適切に確保することができる車両用学習装置およびハイブリッド車両を提供することである。

本発明の車両用学習装置は、エンジンと、制御可能なクラッチと、前記クラッチを介して前記エンジンに接続された入力軸と、車両の駆動輪に接続された出力軸と、を有する変速機と、前記変速機をニュートラルとした状態で前記駆動輪に動力を出力可能なモータジェネレータと、を備え、前記エンジンを運転させ、かつ前記変速機をニュートラルとした状態で、前記クラッチの係合度合いに関する学習制御を行うことを特徴とする。

上記車両用学習装置において、前記学習制御を、前記モータジェネレータの動力によって前記車両を走行させているときに、前記エンジンを運転させ、かつ前記変速機をニュートラルとした状態で行うことが好ましい。

上記車両用学習装置において、前記学習制御を、少なくとも前記エンジンの動力によって前記車両を走行させる第一走行モードと、前記エンジンの動力によらずに前記モータジェネレータの動力によって前記車両を走行させる第二走行モードとのモード移行時に行うことが好ましい。

上記車両用学習装置において、前記第一走行モードから前記第二走行モードへの移行時に、前記第二走行モードへ移行した後で前記学習制御を行うことが好ましい。

上記車両用学習装置において、前記第二走行モードから前記第一走行モードへの移行時に、前記第二走行モードにおいて前記学習制御を行ってから前記第一走行モードに移行することが好ましい。

上記車両用学習装置において、前記第二走行モードから前記第一走行モードへの移行時に、前記学習制御を行う場合には、前記学習制御を行わない場合よりも前記エンジンの始動タイミングを早めることが好ましい。

上記車両用学習装置において、前記学習制御において、解放していた前記クラッチを係合させるときの前記入力軸の回転数の変化に基づいて前記クラッチの係合開始点を学習することが好ましい。

本発明のハイブリッド車両は、エンジンと、制御可能なクラッチと、前記クラッチを介して前記エンジンに接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、を有する変速機と、前記変速機をニュートラルとした状態で前記駆動輪に動力を出力可能なモータジェネレータと、前記クラッチの係合度合いに関する学習制御を行う学習部と、を備えることを特徴とする。

本発明にかかる車両用学習装置は、エンジンと、制御可能なクラッチと、クラッチを介してエンジンに接続された入力軸と、車両の駆動輪に接続された出力軸と、を有する変速機と、変速機をニュートラルとした状態で駆動輪に動力を出力可能なモータジェネレータと、を備えており、エンジンを運転させ、かつ変速機をニュートラルとした状態で、クラッチの係合度合いに関する学習制御を行う。本発明にかかる車両用学習装置によれば、クラッチに関する学習機会を適切に確保することができるという効果を奏する。

図１は、第１実施形態のエンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時における学習制御の動作を示すフローチャートである。 図２は、実施形態の車両用学習装置およびハイブリッド車両を示す図である。 図３は、クラッチの詳細を示す図である。 図４は、エンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時における学習制御のタイムチャートである。 図５は、第１実施形態のＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時における学習制御の動作を示すフローチャートである。 図６は、ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時における学習制御のタイムチャートである。 図７は、第２実施形態のエンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時における学習制御の動作を示すフローチャートである。 図８は、第２実施形態のＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時における学習制御の動作を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態にかかる車両用学習装置およびハイブリッド車両につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるものあるいは実質的に同一のものが含まれる。

（第１実施形態）
図１から図６を参照して、第１実施形態について説明する。本実施形態は、車両用学習装置およびハイブリッド車両に関する。図１は、本発明の実施形態にかかる車両用学習装置１−１によるエンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時における学習制御の動作を示すフローチャート、図２は、本実施形態の車両用学習装置１−１およびハイブリッド車両１００を示す図である。

本実施形態の車両用学習装置１−１は、トランスミッション（変速機２）の出力軸２Ｂに配置されたモータジェネレータ３によるＥＶ走行が可能なハイブリッド車両１００において、エンジン走行→ＥＶ走行への切り替わり時、およびＥＶ走行→エンジン走行への切り替わり時にそれぞれクラッチ５のスタンバイ点（係合開始点）を学習する。本実施形態の車両用学習装置１−１およびハイブリッド車両１００によれば、走行モードの切り替わり毎にクラッチ５に関する学習制御を実行することができることで、クラッチ５に関する学習機会を適切に確保することができる。

図２において、符号１００は、本実施形態の車両用学習装置１−１が搭載されたハイブリッド車両を示す。車両用学習装置１−１は、エンジン１と、変速機２と、モータジェネレータ３と、クラッチ５と、ＥＣＵ３０とを備える。

エンジン１は、ハイブリッド車両１００の動力源であり、燃料の燃焼エネルギーをクランクシャフト１１の回転運動に変換して出力する。クランクシャフト１１は、クラッチ５を介して変速機２の入力軸２Ａに接続されている。エンジン１には、スタータ１５が設けられている。スタータ１５は、バッテリ４からの電力を消費してエンジン１を始動させる始動装置である。スタータ１５は、例えば、ＤＣモータとすることができる。

変速機２は、自動制御式マニュアルトランスミッション（ＡＭＴ；Automated Manual Transmission）である。変速機２は、アクチュエータによって変速操作（ギア段の切り替え）が自動的に行われる。変速機２は、入力軸２Ａ、出力軸２Ｂおよび相互にギア比が異なる複数のギア対２１，２２，２３，２４を有する。入力軸２Ａは、クラッチ５を介してエンジン１のクランクシャフト１１に接続されている。各ギア対２１，２２，２３，２４の一方は入力軸２Ａに配置されており、他方は出力軸２Ｂに配置されている。各ギア対２１，２２，２３，２４は、常時噛み合っており、シンクロメッシュ機構によって、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの間で動力を伝達する動力伝達状態と、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの間で動力を伝達しない非伝達状態とに切り替えられる。

変速機２のアクチュエータは、シンクロメッシュ機構を作動制御することにより、各ギア対２１，２２，２３，２４のいずれかを動力伝達状態とし、他のギア対を非伝達状態にすることができる。これにより、変速機２において動力伝達状態とされたギア対に応じた変速比で入力軸２Ａから出力軸２Ｂに回転を伝達することができる。また、変速機２のアクチュエータは、全てのギア対２１，２２，２３，２４を非伝達状態として変速機２をニュートラル状態とすることができる。

変速機２の出力軸２Ｂには、モータジェネレータ３が動力を伝達可能に接続されている。モータジェネレータ３は、電力の供給により駆動する電動機としての機能（力行機能）と、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電機としての機能（回生機能）とを兼ね備えている。モータジェネレータ３としては、例えば、交流同期型のモータジェネレータを用いることができる。バッテリ４は、充放電が可能な蓄電装置である。バッテリ４は、モータジェネレータ３と電気的に接続されており、モータジェネレータ３と電力を授受できる。

モータジェネレータ３の回転軸３１には、回転軸３１と一体に回転するＭＧギア３２が設けられている。また、出力軸２Ｂには、出力軸２Ｂと一体に回転するＭＧ入力ギア２５が設けられている。ＭＧギア３２とＭＧ入力ギア２５とは噛み合っており、モータジェネレータ３の回転軸３１と変速機２の出力軸２Ｂとは互いに動力を伝達することができる。このようにＭＧギア３２とＭＧ入力ギア２５とが常時噛み合っていることで、モータジェネレータ３は、変速機２をニュートラルとした状態で駆動輪１６に動力を出力することができる。ＭＧギア３２は、ＭＧ入力ギア２５よりも小径であり、モータジェネレータ３の出力する動力は、増幅されて出力軸２Ｂに伝達される。

出力軸２Ｂには、出力軸２Ｂと一体に回転するドライブピニオンギア２６が設けられている。ドライブピニオンギア２６は、差動機構１２のリングギア１３と噛み合っている。エンジン１やモータジェネレータ３から出力軸２Ｂに入力された動力は、差動機構１２およびドライブシャフト１４を介して駆動輪１６に伝達される。つまり、出力軸２Ｂは、差動機構１２およびドライブシャフト１４を介して駆動輪１６と接続されている。

クラッチ５は、摩擦係合式のクラッチ装置であり、入力される制御量によって係合度合いを制御可能なものである。図３は、クラッチ５の詳細を示す図である。本実施形態のクラッチ５は、乾式単板の摩擦クラッチである。クラッチ５は、フライホイール５１、クラッチディスク５２、プレッシャプレート５３、ダイヤフラムスプリング５４、クラッチカバー５５および制御部６０を有している。

フライホイール５１は、クランクシャフト１１に連結されており、クランクシャフト１１と一体回転する。フライホイール５１には、クラッチカバー５５が一体回転可能に取付けられている。クラッチディスク５２は、変速機２の入力軸２Ａ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５２は、入力軸２Ａ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５２は、軸方向においてフライホイール５１と対向している。

プレッシャプレート５３は、クラッチディスク５２を挟んでフライホイール５１と軸方向において対向している。プレッシャプレート５３は、円環形状であり、径方向の中心部に入力軸２Ａが挿入されている。ダイヤフラムスプリング５４は、クラッチディスク５２およびプレッシャプレート５３を挟んでフライホイール５１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５４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５５によって支持されている。

ダイヤフラムスプリング５４は、プレッシャプレート５３をフライホイール５１に向けて押圧することでクラッチ５を係合させることができる。ダイヤフラムスプリング５４は、その外周部がプレッシャプレート５３に当接してプレッシャプレート５３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５５によって支持されている。ダイヤフラムスプリング５４の付勢力により、クラッチディスク５２とプレッシャプレート５３、およびフライホイール５１とクラッチディスク５２がそれぞれ係合し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１１と入力軸２Ａとの間でクラッチ５を介して動力が伝達される。

制御部６０は、クラッチ５の係合度合いを制御するものである。制御部６０は、レリーズベアリング６１、レリーズフォーク６２、アクチュエータ６３を有する。レリーズベアリング６１は、入力軸２Ａに嵌合しており、入力軸２Ａ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６１は、ダイヤフラムスプリング５４における半径方向の内側端部に当接している。

アクチュエータ６３は、油室６３ａを有するシリンダ６３ｃと、ピストンロッド６３ｂとを有する。アクチュエータ６３は、油室６３ａの油圧によってピストンロッド６３ｂをシリンダ６３ｃの軸方向に進退させる。レリーズフォーク６２は、支点６２ａにおいて回動自在に支持されている。レリーズフォーク６２の一端はレリーズベアリング６１に連結されており、他端はピストンロッド６３ｂに連結されている。油室６３ａに油圧が供給されてピストンロッド６３ｂがシリンダ６３ｃから突出する方向に前進すると、レリーズフォーク６２はレリーズベアリング６１をフライホイール５１側（矢印Ｙ１参照）に移動させる。これにより、レリーズベアリング６１は、ダイヤフラムスプリング５４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５４がプレッシャプレート５３を押圧する押圧力が低減する。

ダイヤフラムスプリング５４がプレッシャプレート５３を押圧する押圧力の大きさに応じて、クラッチ５において伝達可能な最大トルク、すなわちクラッチ５のトルク容量が変化する。以下の説明では、このクラッチ５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、油圧回路７０からアクチュエータ６３の油室６３ａに供給される油圧に応じて変化し、また、ピストンロッド６３ｂ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。制御部６０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６４を有する。クラッチストロークセンサ６４は、ピストンロッド６３ｂの軸方向の移動量を検出する。

アクチュエータ６３は、油圧回路７０によって調圧されて供給される制御油圧によってクラッチストロークを調節することにより、クラッチトルクを制御することができる。アクチュエータ６３は、制御油圧に応じてクラッチストロークを任意に制御することができる。これにより、アクチュエータ６３は、クラッチ５を、完全係合状態、半係合状態、解放状態の３つの状態に制御することができる。完全係合状態とは、フライホイール５１とクラッチディスク５２とが係合し、かつ等しい回転数で一体に回転する状態である。半係合状態とは、フライホイール５１とクラッチディスク５２とが係合し、かつ互いに異なる回転数で回転する状態である。解放状態とは、フライホイール５１とクラッチディスク５２とが離間して動力を伝達しない状態である。また、アクチュエータ６３は、クラッチ５の半係合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。

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５は完全係合状態とる。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半係合状態となる。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５が解放され、動力を伝達しない解放状態となる。

ＥＣＵ３０は、周知のコンピュータを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の走行制御を行う走行制御装置としての機能を有している。また、本実施形態のＥＣＵ３０は、クラッチ５の係合度合いに関する学習制御を行う学習部としての機能を有している。ＥＣＵ３０には、エンジン１、変速機２、モータジェネレータ３、クラッチ５、スタータ１５および油圧回路７０が接続されており、エンジン１、変速機２、モータジェネレータ３、クラッチ５、スタータ１５および油圧回路７０は、それぞれＥＣＵ３０によって制御される。

また、ＥＣＵ３０には、クラッチストロークセンサ６４、変速機２の入力軸２Ａの回転数を検出する入力軸回転数センサが接続されている。クラッチストロークセンサ６４によって検出されたクラッチストロークを示す信号、および入力軸回転数センサによって検出された入力軸回転数は、それぞれＥＣＵ３０に出力される。また、ＥＣＵ３０には、バッテリ４の充放電状態や電圧等を検出するセンサが接続されている。ＥＣＵ３０は、このセンサによる検出結果に基づいて、バッテリ４の充電状態ＳＯＣを取得することができる。

ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００においてＥＶ走行およびエンジン走行（ＥＨＶ走行）を選択的に実行させることができる。エンジン走行とは、少なくともエンジン１の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードであり、第一走行モードに対応する。ＥＶ走行とは、エンジン１の動力によらずにモータジェネレータ３の動力によってハイブリッド車両１００を走行させる走行モードであり、第二走行モードに対応する。

ＥＣＵ３０は、車速およびアクセル開度などの条件に基づいて、駆動輪１６に伝達するべき要求トルクあるいは要求駆動力を算出し、その算出結果に基づいて、エンジン１、モータジェネレータ３、およびクラッチ５を制御する。エンジン走行においてエンジン１のトルクを駆動輪１６に伝達する際には、クラッチ５が係合状態とされる。エンジン走行では、モータジェネレータ３を発電機として機能させ、発生した電力をバッテリ４に充電することができる。つまり、バッテリ４は、エンジン１の出力する動力によってモータジェネレータ３が発電した電力で充電可能となっている。また、ＥＣＵ３０は、ハイブリッド車両１００の運動エネルギーによってモータジェネレータ３を発電させてバッテリ４を充電する回生制御を実行することができる。

エンジン走行では、さらに、モータジェネレータ３を電動機として駆動させ、その動力を駆動輪１６に伝達することができる。モータジェネレータ３は、ハイブリッド車両１００の加速時等にエンジン１のトルクが不足する場合に、これをアシストすることができる。この場合、エンジン１の動力およびモータジェネレータ３の動力は、出力軸２Ｂにおいて合成されて駆動輪１６に伝達される。

また、モータジェネレータ３は、単独でもハイブリッド車両１００の走行用の動力源として機能することができる。すなわち、ハイブリッド車両１００は、エンジン１の動力によらずにモータジェネレータ３が出力する動力によって走行するＥＶ走行が可能である。ＥＶ走行において、モータジェネレータ３は、バッテリ４からの電力を消費して出力する動力によってハイブリッド車両１００を走行させる。ＥＣＵ３０は、バッテリ４の充電状態（ＳＯＣ）や走行状態等に基づいて、エンジン走行あるいはＥＶ走行のいずれの走行モードでハイブリッド車両１００を走行させるかを決定する。例えば、軽負荷や低速での走行時にはＥＶ走行が選択され、中高負荷や中高速での走行時には、エンジン走行が選択される。ＥＶ走行では、ＥＣＵ３０は、変速機２の出力軸２Ｂとエンジン１とで動力が伝達されないように、例えばクラッチ５を解放状態に制御する。

また、ＥＣＵ３０は、エンジン走行において、変速機２の変速制御を行うことができる。変速機２の目標ギア段は、運転者の変速操作に応じたギア段であっても、ハイブリッド車両１００の走行状態に応じてＥＣＵ３０によって選択されたギア段であってもよい。ＥＣＵ３０は、目標ギア段を実現するように、クラッチ５および変速機２のアクチュエータを制御する。変速機２において変速を行う場合、ＥＣＵ３０は、クラッチ５を解放させ、変速機２において変速前の目標ギア段に対応するギア段を非伝達状態とし、変速後の目標ギア段に対応するギア段を動力伝達状態とする。ＥＣＵ３０は、目標ギア段へのギア段の切替えがなされると、クラッチ５を係合状態とする。

ここで、ＥＣＵ３０が変速機２のギア段の切替えを行う場合や、エンジン走行とＥＶ走行との間で走行モードを移行させる場合など、クラッチ５を制御する場合に、クラッチ５の係合度合いとアクチュエータの制御量との関係を精度よく把握できることが好ましい。ここで、係合度合いとは、クラッチ５の完全係合状態や半係合状態、解放状態などのフライホイール５１とクラッチディスク５２との係合の度合い、言い換えるとフライホイール５１とクラッチディスク５２とにおける動力の伝達率やクラッチ５のトルク容量等である。クラッチ５においては、経年変化やクラッチディスク５２の摩耗などにより、クラッチ５の係合度合いとアクチュエータ６３に供給される油圧（制御油圧）との関係や、係合度合いとクラッチストロークとの関係が変化することがある。ＥＣＵ３０は、クラッチ５の係合度合いと油圧との関係や、クラッチ５の係合度合いとクラッチストロークとの関係について適宜学習制御を行う。

ここで、クラッチ５の係合度合いに関する学習制御を行う場合、学習機会を多く確保できることが好ましい。例えば、ごく限られた条件の下でしかクラッチ５の係合度合いに関する学習制御を実行することができない場合、学習制御が必要であっても実行することができずに、クラッチ５の制御を最適なものに補正するまでに多くの時間を要することがある。

本実施形態の車両用学習装置１−１は、エンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時およびＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時にそれぞれクラッチ５の学習制御を行うことができる。これにより、十分な学習機会を確保することができる。

図１および図４を参照して、本実施形態のエンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時におけるクラッチ５の係合度合いに関する学習制御について説明する。図４は、本実施形態のエンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時における学習制御のタイムチャートである。図４において、（ａ）はクラッチトルク、（ｂ）はモータジェネレータの出力トルク、（ｃ）はエンジン回転数、（ｄ）は変速機２の入力軸２Ａの回転数をそれぞれ示す。図１に示す制御フローは、ＥＶ走行判定がなされてエンジン走行からＥＶ走行にモード移行するときに実行される。ＥＶ走行判定は、要求駆動力の低下などの条件により、エンジン走行からＥＶ走行に切り替えるとの判定である。図４では、時刻ｔ１において、ＥＶ走行判定がなされる。

まず、ステップＳ１１では、ＥＣＵ３０により、駆動力のすり替えがなされる。ＥＣＵ３０は、クラッチ５を解放していくと共にモータジェネレータ３にトルクを出力させることで駆動輪１６への出力を維持したまま徐々にエンジン走行からＥＶ走行に切り替えていく。図４では、ＥＣＵ３０は、時刻ｔ１においてエンジン１の出力する動力を低下させ始め、かつ、クラッチ５のクラッチトルクを低下させ始める。ＥＣＵ３０は、時刻ｔ２において、モータジェネレータ３にトルクを出力させ始め、エンジン１の動力をモータジェネレータ３の動力で置き換える。エンジン１が出力する動力の低下およびクラッチトルクの低下に応じてモータジェネレータ３の出力する動力を増加させることで、出力軸２Ｂから駆動輪１６に対して要求駆動力を満足する動力を出力し続けることができる。ステップＳ１１が実行されると、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、ＥＣＵ３０により、クラッチ５が解放されたか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、駆動力のすり替えによって、ハイブリッド車両１００に対する要求駆動力をモータジェネレータ３の出力する動力によって実現させると、クラッチ５を解放させる。すなわち、ＥＣＵ３０は、モータジェネレータ３の出力する動力が、要求駆動力を満足できる大きさの動力となり、ＥＶ走行に完全に切替えることができる状態となると、クラッチ５を解放してエンジン１と入力軸２Ａとの動力の伝達を遮断する。ステップＳ１２の判定の結果、クラッチ５が解放されたと判定された場合（ステップＳ１２−Ｙ）にはステップＳ１３に進み、そうでない場合（ステップＳ１２−Ｎ）にはステップＳ１１に移行して駆動力のすり替えが継続して行われる。図４では、時刻ｔ３において、クラッチ５が解放されることでＥＶ走行への移行が完了する。

ステップＳ１３では、ＥＣＵ３０により、変速機２のギアがニュートラルとされる。ＥＣＵ３０は、変速機２のアクチュエータによって、各ギア段２１，２２，２３，２４を全て非伝達状態とし、変速機２をニュートラルとする。これにより、入力軸２Ａと出力軸２Ｂとの間の動力の伝達が遮断され、クラッチ５に関する学習制御においてクラッチ５を係合させても、駆動輪側にトルクが出力されない状態となる。図４では、時刻ｔ４において変速機２がニュートラルとされ、入力軸２Ａの回転数である入力軸回転数Ｎinが低下し始める。ステップＳ１３が実行されると、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、ＥＣＵ３０により、入力軸回転数Ｎinが０であるか否かが判定される。クラッチ５に関する学習制御では、クラッチ５が係合を開始することによる入力軸回転数Ｎinの変化に基づいて係合開始点を学習する。このため、入力軸回転数Ｎinが０となってから学習制御が開始される。なお、係合開始点とは、解放していたクラッチ５を係合させるときに、クラッチ５が係合し始めるクラッチストロークや制御油圧の値である。ステップＳ１４の判定の結果、入力軸回転数Ｎinが０であると判定された場合（ステップＳ１４−Ｙ）にはステップＳ１５に進み、そうでない場合（ステップＳ１４−Ｎ）にはステップＳ１４の判定が繰り返される。図４では、時刻ｔ５において入力軸回転数Ｎinが０となる。

ステップＳ１５では、ＥＣＵ３０により、クラッチ５に関する学習制御が行われる。エンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時にクラッチ５に関する学習制御を実行する場合、ＥＶ走行に切り替わった時刻ｔ３以降もエンジン１の運転が継続される。時刻ｔ３以降は、エンジン１がアイドル運転状態とされ、エンジン回転数Ｎｅはアイドル回転で推移する。

ＥＣＵ３０は、時刻ｔ５において学習制御を開始すると、クラッチ５を徐々に係合させていく。ＥＣＵ３０は、アクチュエータ６３に供給する制御油圧を減少させ、クラッチストロークを減少させていく。このときに、クラッチストロークには、クラッチ５において動力が伝達されない無効ストローク領域が存在する。無効ストロークが詰められてクラッチ５が係合を開始し、クラッチ５においてエンジン１側から入力軸２Ａ側への動力の伝達が開始されると、入力軸回転数Ｎinが上昇する。図４では、時刻ｔ６において入力軸回転数Ｎinの上昇が検出される。

ＥＣＵ３０は、入力軸回転数Ｎinの上昇によってクラッチ５の係合開始点を学習し、その学習結果を記憶装置に記憶する。ＥＣＵ３０は、学習結果に基づいて、例えばクラッチトルクとクラッチストロークとの対応関係を補正する。なお、ＥＣＵ３０は、クラッチディスク５２等の温度やその他のクラッチ特性に関係するパラメータと関連づけて上記の対応関係を学習するようにしてもよい。ステップＳ１５においてクラッチ５に関する学習制御が完了すると、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、ＥＣＵ３０により、クラッチ５が解放される。ＥＣＵ３０は、エンジン１を停止するためにクラッチ５を解放させる。図４では、時刻ｔ７においてクラッチ５の解放が完了する。ステップＳ１６が実行されると、ステップＳ１７に進む。

ステップＳ１７では、ＥＣＵ３０により、エンジン１が停止される。ＥＣＵ３０は、エンジン１に対する燃料の供給を停止するＦ／Ｃ（フューエルカット）を実行し、エンジン１の運転を停止させる。ステップＳ１７が実行されると、本制御フローは終了する。

次に、図５および図６を参照して、ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時におけるクラッチ５の係合度合いに関する学習制御について説明する。図５は、本実施形態のＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時におけるクラッチ５に関する学習制御の動作を示すフローチャートである。図５に示す制御フローは、ＥＶ走行からエンジン走行へモード移行すると判定されたときに実行される。図６は、ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時における学習制御のタイムチャートである。

まず、ステップＳ２１では、ＥＣＵ３０により、変速機２のギアがニュートラルとされる。ＥＣＵ３０は、クラッチ５に関する学習制御の準備として、変速機２をニュートラルとする。なお、ＥＶ走行において変速機２がニュートラルとされている場合、ステップＳ２１は省略することができる。ステップＳ２１が実行されると、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２では、ＥＣＵ３０により、クラッチ５が解放される。ＥＣＵ３０は、クラッチ５に関する学習制御の準備として、クラッチ５における動力の伝達を切断する。なお、ＥＶ走行においてクラッチ５が解放されている場合、ステップＳ２２は省略することができる。ステップＳ２２が実行されると、ステップＳ２３に進む。

ステップＳ２３では、ＥＣＵ３０により、エンジン１が始動される。ＥＣＵ３０は、スタータ１５によってエンジン１を回転させてエンジン１を始動させる。なお、ＥＣＵ３０は、ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時に学習制御を実行する場合、学習制御を実行しない場合よりもエンジン１の始動タイミングを早めるようにしてもよい。例えば、学習制御に要する時間だけエンジン１の始動タイミングを早めることができる。エンジン１の始動タイミングを早める方法として、例えば、エンジン走行への移行を判定する条件を変更するようにしてもよい。例えば、走行負荷の増加に基づいてエンジン走行への移行を判定する場合、学習制御を実行するときには、学習制御を実行しないときよりも走行負荷についての閾値を小さなものとしてエンジン走行への移行を判定するようにしてもよい。図６では、時刻ｔ１１においてエンジン１が始動される。ステップＳ２３が実行されると、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４では、ＥＣＵ３０により、入力軸回転数Ｎinが０であるか否かが判定される。その判定の結果、入力軸回転数Ｎinが０であると判定された場合（ステップＳ２４−Ｙ）には学習制御の開始のためステップＳ２５に進み、そうでない場合（ステップＳ２４−Ｎ）にはステップＳ２４の判定が繰り返される。

ステップＳ２５では、ＥＣＵ３０により、クラッチ５に関する学習制御が行われる。図６では、時刻ｔ１２において学習制御が開始される。ＥＣＵ３０は、クラッチ５を徐々に係合させていき、エンジン回転数Ｎｅをモニタしてエンジン回転数Ｎｅの上昇を検出する。図６では、時刻ｔ１３においてエンジン回転数Ｎｅの上昇が検出される。ＥＣＵ３０は、エンジン回転数Ｎｅの上昇に基づいてクラッチ５の係合開始点を学習し、学習結果を記憶する。ステップＳ２５において、クラッチ５に関する学習制御が完了すると、ステップＳ２６に進み、ＥＶ走行からエンジン走行への移行を開始する。

ステップＳ２６では、ＥＣＵ３０により、クラッチ５が解放される。ＥＣＵ３０は、変速機２のギア段を走行ギア段にチェンジするためにクラッチ５を解放させる。図６では、時刻ｔ１３において学習制御が完了してクラッチ５が解放される。ステップＳ２６が実行されると、ステップＳ２７に進む。

ステップＳ２７では、ＥＣＵ３０により、変速機２のギア段が走行ギアに切替えられる。ＥＣＵ３０は、例えば、走行状態に応じた目標ギア段を決定し、この目標ギア段を実現するように、変速機２において所定のギア対を係合させる。図６では、時刻ｔ１４において変速機２における走行ギア段への切替えが開始される。これにより、時刻ｔ１４において入力軸回転数Ｎinが上昇し始める。時刻ｔ１５において、ギア段の切替えが完了し、入力軸回転数Ｎinは、車速に応じた回転数となる。ステップＳ２７が実行されると、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８では、ＥＣＵ３０により、駆動力のすり替えがなされる。ＥＣＵ３０は、エンジン１のトルクを増加させてクラッチ５を係合させていくと共に、モータジェネレータ３のトルクを減少させていくことで、駆動輪１６への出力を保ったままで徐々にエンジン走行へ切替えていく。ＥＣＵ３０は、クラッチ５の半係合状態で徐々にクラッチトルクを増加させていくことで、エンジン１から駆動輪１６に伝達される動力を増加させる。また、ＥＣＵ３０は、エンジン１の出力する動力の増加およびクラッチトルクの増加に応じて、モータジェネレータ３の出力する動力を低下させることで、モータジェネレータ３の動力をエンジン１の動力で置き換える。図６では、時刻ｔ１６において駆動力のすり替えが開始され、時刻ｔ１７において駆動力のすり替えが完了する。ステップＳ２８において駆動力のすり替えが完了すると、ステップＳ２９に進む。

ステップＳ２９では、ＥＣＵ３０により、エンジン走行が開始される。ＥＣＵ３０は、モータジェネレータ３のトルクが０となって駆動力のすり替えが完了すると、クラッチ５を完全係合状態としてエンジン走行を開始する。ステップＳ２９が実行されると、本制御フローは終了する。

このように、本実施形態の車両用学習装置１−１によれば、エンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時、およびＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時のそれぞれにおいてクラッチ５の係合度合いに関する学習制御を実行することができる。これにより、クラッチ５に関する学習機会の増加を図ることができる。学習制御をモード移行時に行うことで、エンジン１の始動タイミングや停止タイミングをわずかにずらすだけで学習制御を行うことができる。これにより、燃費の低下を極力抑制して学習制御を実行することができる。

また、エンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時（図１）において、駆動力のすり替えの完了（Ｓ１２−Ｙ）後は、ＥＶ走行によって運転者の要求に応えることができるため、ハイブリッド車両１００の走行中にクラッチ５に関する学習制御を行うことができる。学習制御のための特別な待ち時間が必要なく、運転者の要求に応えながら学習制御を並行して行うことができるため、学習機会を適切に確保することができる。

ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時（図５）において、エンジン１の始動タイミングが学習制御の時間分だけ前だしされ、ＥＶ走行の終了前に学習制御が行われる。これにより、ハイブリッド車両１００の走行中にエンジン走行への移行タイミングを遅らせることなくクラッチ５に関する学習制御を行うことができる。学習制御のための特別な待ち時間が必要なく、運転者の要求に応えながら学習制御を並行して行うことができるため、学習機会を適切に確保することができる。

本実施形態のクラッチ５に関する学習制御は、変速機２をニュートラルとした状態で行われる。つまり、クラッチ５を係合させてもエンジン１のトルクは出力軸２Ｂに伝達されない。よって、駆動輪１６への出力トルクの変動を生じることなく、学習制御を実行することができる。

また、本実施形態の学習制御の方法によれば、以下に説明するように、精度よくクラッチ５の係合開始点を学習することができる。変速機２がニュートラルとされて、入力軸２Ａが出力軸２Ｂから切り離されているため、学習制御においてクラッチ５が係合を開始する前の入力軸回転数Ｎinは０である。クラッチストロークが徐々に減少してクラッチ５が係合を開始すると、入力軸回転数Ｎinが上昇する。このように、入力軸回転数Ｎinの変動が無い状態から入力軸回転数Ｎinが変動することでクラッチ５の係合開始点を検出するため、係合開始点を精度よく学習することができる。

また、本実施形態のクラッチ５に関する学習制御は、エンジン１の動力が駆動輪１６に伝達されない状態で行われるため、ハイブリッド車両１００の走行中だけでなく、停車中に実行することも可能である。つまり、本実施形態に係るハイブリッド車両１００では、エンジン１の出力する動力を駆動輪１６に伝達する必要がない場合に任意のタイミングでクラッチ５に関する学習制御を実行可能である。

なお、本実施形態では、モータジェネレータ３が変速機２の出力軸２Ｂに接続されていたが、これには限定されない。モータジェネレータ３は、ハイブリッド車両１００の駆動系における入力軸２Ａよりも駆動輪１６側に接続されていればよい。

なお、変速機２やクラッチ５の構成は、図２に示すものには限定されない。変速機２およびクラッチ５は、それぞれ自動で動作させることが可能なものであればよい。変速機２は、例えば、デュアルクラッチ式変速機（ＤＣＴ；Dual Clutch Transmission）等であってもよい。デュアルクラッチ式変速機は、エンジンの出力軸（以下、機関出力軸と記す）と、複数のギア段(例えば、奇数段)を有する第１変速機構の入力軸（以下、第１入力軸と記す）とを係合させることが可能な第１クラッチと、当該機関出力軸と、複数のギア段（例えば、偶数段）を有する第２変速機構の入力軸（以下、第２入力軸と記す）とを係合させることが可能な第２クラッチとを有するものである。

デュアルクラッチ式変速機は、第１クラッチと第２クラッチを交互に係合状態にすることで、機関出力軸からの機械的動力を変速するギア段を、第１変速機構と第２変速機構との間で切替えるときに、機関出力軸から駆動輪１６への動力伝達に途切れが生じることを抑制することができる。こうしたデュアルクラッチ式変速機を備えた車両において、第１変速機構あるいは第２変速機構の少なくとも一方にモータジェネレータを配置し、当該変速機構を介してモータジェネレータの動力を駆動輪１６に出力するハイブリッド車両とすることができる。このハイブリッド車両では、例えば第１変速機構に設けたモータジェネレータの出力によってＥＶ走行しているときに、第２変速機構をニュートラルとして第２クラッチに関する学習制御を行うことができる。

本実施形態では、クラッチ５の係合開始点が学習されたが、学習内容はこれには限定されない。例えば、エンジン１を運転させ、かつ変速機２をニュートラルとした状態でクラッチ５を徐々に係合させるときに、クラッチ５が係合を開始した後の入力軸回転数Ｎinの推移に基づいてクラッチ５の特性を学習するようにしてもよい。

（第２実施形態）
図７および図８を参照して、第２実施形態について説明する。第２実施形態については、上記実施形態で説明したものと同様の機能を有する構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。本実施形態では、必要なときだけクラッチ５に関する学習制御を行うことで、エンジン１の運転に伴う燃費の低下を抑制する。図７は、本実施形態のエンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時における学習制御の動作を示すフローチャート、図８は、ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時における学習制御の動作を示すフローチャートである。

上記第１実施形態では、エンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時に、学習制御が完了するまでエンジン停止が遅れることで、学習制御を行わない場合よりも燃費が低下する。また、ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時に、学習制御を行わない場合よりもエンジン１の始動タイミングを前出しすることで、学習を行わない場合よりも燃費が低下する。ハイブリッド車両１００では、モード移行によるエンジン１の停止や始動の回数が多いため、モード移行の度に毎回クラッチ５に関する学習制御を実行すると、燃費への影響が大きくなる虞がある。

本実施形態では、必要なときだけ学習制御を行うようにすることで、学習制御の実行による燃費の低下を抑制する。図７を参照して、エンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時における学習制御について説明する。図７に示す制御フローは、ＥＶ走行判定がなされてエンジン走行からＥＶ走行にモード移行するときに実行される。

ステップＳ３１およびステップＳ３２は、それぞれ上記第１実施形態（図１参照）のステップＳ１１およびステップＳ１２と同様とすることができる。すなわち、ステップＳ３１で駆動力のすり替えがなされて、かつクラッチ５が解放されたと判定される（ステップＳ３２−Ｙ）と、ステップＳ３３に進む。

ステップＳ３３では、ＥＣＵ３０により、学習が必要であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、クラッチ５の使用回数と使用用途（発進のための使用か変速のための使用か等）、推定温度、経過時間、走行距離等に基づいてクラッチ５の係合度合いに関する学習制御が必要であるか否かを判定する。クラッチ５の使用回数とは、例えば、クラッチ５がハイブリッド車両１００に搭載されてからの総使用回数や、前回学習制御が実行されてからの使用回数等とすることができる。所定の使用回数ごとに学習制御を実行するようにすれば、燃費の低下を抑制しつつ適切なインターバルで学習制御を実行することができる。また、使用用途に応じた負荷に基づいて適切に学習間隔を定めるようにすることで、燃費の低下を抑制することができる。

また、クラッチ５の推定温度に基づいて、学習が不足している温度条件の場合にのみ学習制御を実行するようにできる。経過時間は、例えば、クラッチ５がハイブリッド車両１００に搭載されてからの総使用時間や、前回学習制御が実行されてからの使用時間等とすることができる。走行距離は、クラッチ５がハイブリッド車両１００に搭載されてからの総走行距離や、前回学習制御が実行されてからの走行距離等とすることができる。使用時間や走行距離等に基づいて学習制御を実行するようにすれば、燃費の低下を抑制しつつ適切なインターバルで学習制御を実行することができる。

なお、クラッチ５に関する学習制御が必要か否かを判定する条件は、例示したものには限定されない。学習制御の内容や目的に応じて、学習制御の必要性を適宜判定するようにすればよい。例えば、アクチュエータ６３に供給される作動油の油温やクラッチディスク５２の温度と関連づけてクラッチ５に関する学習制御を行う場合、それらの温度に基づいて学習制御の必要性を判定することができる。

ステップＳ３３の判定の結果、学習が必要であると判定された場合（ステップＳ３３−Ｙ）にはステップＳ３４に進み、そうでない場合（ステップＳ３３−Ｎ）にはステップＳ３８に進む。

ステップＳ３４からステップＳ３７は、それぞれ上記第１実施形態のステップＳ１３からステップＳ１６までと同様とすることができる。すなわち、ステップＳ３４では変速機２のギアがニュートラルとされ、ステップＳ３５で入力軸回転数Ｎinが０と判定される（ステップＳ３５−Ｙ）とステップＳ３６でクラッチ５に関する学習制御が行われる。次のステップＳ３７では、クラッチ５が解放されてステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８では、ＥＣＵ３０により、エンジン１が停止される。ステップＳ３８が実行されると、本制御フローは終了する。

次に、図８を参照して、ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時におけるクラッチ５に関する学習制御について説明する。図８に示す制御フローは、ＥＶ走行からエンジン走行へモード移行すると判定されたときに実行される。

まず、ステップＳ４１では、ＥＣＵ３０により、学習が必要であるか否かが判定される。ＥＣＵ３０は、例えば、上記のステップＳ３３と同様にクラッチ５の係合度合いに関する学習制御が必要であるか否かを判定することができる。ステップＳ４１の判定の結果、学習が必要であると判定された場合（ステップＳ４１−Ｙ）にはステップＳ４２に進み、そうでない場合（ステップＳ４１−Ｎ）にはステップＳ５１に進む。

ステップＳ４２からステップＳ４７は、それぞれ上記第１実施形態（図５参照）のステップＳ２１からステップＳ２６と同様とすることができる。すなわち、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４２で変速機２のギアをニュートラルとし、ステップＳ４３でクラッチ５を解放し、ステップＳ４４でエンジン１を始動させると、ステップＳ４５で入力軸回転数Ｎinが０であるか否かを判定する。ＥＣＵ３０は、入力軸回転数Ｎinが０である（ステップＳ４５−Ｙ）と、ステップＳ４６でクラッチ５に関する学習制御を行い、学習制御が完了すると、ステップＳ４７でクラッチ５を解放させ、ステップＳ４８に進む。

一方、ステップＳ４１で否定判定がなされてステップＳ５１に進むと、ステップＳ５１では、ＥＣＵ３０により、クラッチ５が解放される。ステップＳ５１が実行されると、ステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２では、ＥＣＵ３０により、エンジン１が始動される。ＥＣＵ３０は、スタータ１５によってエンジン１を回転させてファイアリングを行い、エンジン１を始動させる。このときのエンジン１の始動タイミングは、学習制御が必要と判定された場合のステップＳ４４における始動タイミングよりも遅くされる。ステップＳ５２が実行されると、ステップＳ４８に進む。

ステップＳ４８からステップＳ５０は、それぞれ上記第１実施形態のステップＳ２７からステップＳ２９と同様とすることができる。すなわち、ＥＣＵ３０は、ステップＳ４８で変速機２のギア段を走行ギアに切替え、ステップＳ４９で駆動力のすり替えを行い、ステップＳ５０でエンジン走行を開始させる。ステップＳ５０が実行されると、本制御フローは終了する。

以上説明したように、本実施形態では、エンジン走行からＥＶ走行へのモード移行時に、学習が不要（ステップＳ３３−Ｎ）であればＥＶ走行への移行完了と同時にエンジン１を停止させることができる。これにより、クラッチ５に関する学習制御を行う場合よりもエンジン１の停止タイミングを早めることができ、燃費の改善を図ることができる。

また、ＥＶ走行からエンジン走行へのモード移行時に、学習が不要（ステップＳ４１−Ｎ）であれば学習制御を省略する。これにより、学習制御を行う場合よりもエンジン１の始動タイミングを遅らせて燃費の改善を図ることができる。

上記の各実施形態に開示された内容は、適宜組み合わせて実行することができる。

以上のように、本発明にかかる車両用学習装置およびハイブリッド車両は、クラッチに関する学習機会を適切に確保するのに適している。

１−１ 車両用学習装置
１ エンジン
２ 変速機
２Ａ 入力軸
２Ｂ 出力軸
３ モータジェネレータ
５ クラッチ
３０ ＥＣＵ
１００ ハイブリッド車両

Claims (8)

1. エンジンと、
   制御可能なクラッチと、
   前記クラッチを介して前記エンジンに接続された入力軸と、車両の駆動輪に接続された出力軸と、を有する変速機と、
   前記変速機をニュートラルとした状態で前記駆動輪に動力を出力可能なモータジェネレータと、
   を備え、
   前記エンジンを運転させ、かつ前記変速機をニュートラルとした状態で、前記クラッチの係合度合いに関する学習制御を行う
   ことを特徴とする車両用学習装置。
2. 前記学習制御を、前記モータジェネレータの動力によって前記車両を走行させているときに、前記エンジンを運転させ、かつ前記変速機をニュートラルとした状態で行う
   請求項１に記載の車両用学習装置。
3. 前記学習制御を、少なくとも前記エンジンの動力によって前記車両を走行させる第一走行モードと、前記エンジンの動力によらずに前記モータジェネレータの動力によって前記車両を走行させる第二走行モードとのモード移行時に行う
   請求項１または２に記載の車両用学習装置。
4. 前記第一走行モードから前記第二走行モードへの移行時に、前記第二走行モードへ移行した後で前記学習制御を行う
   請求項３に記載の車両用学習装置。
5. 前記第二走行モードから前記第一走行モードへの移行時に、前記第二走行モードにおいて前記学習制御を行ってから前記第一走行モードに移行する
   請求項３に記載の車両用学習装置。
6. 前記第二走行モードから前記第一走行モードへの移行時に、前記学習制御を行う場合には、前記学習制御を行わない場合よりも前記エンジンの始動タイミングを早める
   請求項５に記載の車両用学習装置。
7. 前記学習制御において、解放していた前記クラッチを係合させるときの前記入力軸の回転数の変化に基づいて前記クラッチの係合開始点を学習する
   請求項１から６のいずれか１項に記載の車両用学習装置。
8. エンジンと、
   制御可能なクラッチと、
   前記クラッチを介して前記エンジンに接続された入力軸と、駆動輪に接続された出力軸と、を有する変速機と、
   前記変速機をニュートラルとした状態で前記駆動輪に動力を出力可能なモータジェネレータと、
   前記クラッチの係合度合いに関する学習制御を行う学習部と、
   を備えることを特徴とするハイブリッド車両。

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