JP2020085073A - 推定装置及び、推定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチ摩擦係数を推定する。【解決手段】入力回数センサ９０と、出力回転数センサ９３，９４と、変速進行過程で生じるトルクフェーズからイナーシャフェーズに亘って、クラッチ２１，２２を所定の供給油圧で作動させて解放状態から係合状態に切り替えるクラッチ架け替え制御を実行するクラッチ制御部１１２と、イナーシャフェーズにおいて、クラッチ入力回転数をクラッチ出力回転数に一致させる差回転制御を実行すると共に、当該差回転制御中の所定期間に亘ってクラッチ入力回転数を一定回転数に維持する回転数一定制御を実行する差回転制御部１２０と、回転数一定制御中に駆動力源１０からクラッチ２１，２２に入力されるトルクを取得すると共に、取得したトルクと供給油圧との相関データを算出し、算出した相関データに基づいてクラッチ２１，２２の摩擦係数μを推定する摩擦係数推定部１１３とを備えた。【選択図】図３

Description

本開示は、推定装置及び、推定方法に関し、特に、駆動力源の回転動力を自動変速機に伝達するクラッチのクラッチ特性（例えば、摩擦係数）の推定装置及び、推定方法に関する。

車両に搭載される動力伝達装置においては、変速中に駆動力源からクラッチを介して自動変速機に伝達されるクラッチ伝達トルクを適宜に制御することにより、変速ショックの発生や変速時間の間延び等を効果的に抑制している。

例えば、特許文献１には、クラッチの摩擦部材回転数及びクラッチ摩擦係数を一定として、摩擦部材の伝達トルクと目標トルクとの差から摩擦部材への作用力を決定するようにした技術が開示されている。

特開平９−２４９０５１号公報

上記特許文献１記載の技術では、クラッチ摩擦係数を一定としているが、実際のクラッチ摩擦係数は摩擦部材の経年劣化等に伴い変化する。このため、クラッチ摩擦係数に変化が生じると、クラッチ伝達トルクの制御精度が低下することで、変速ショックや変速時間の間延び等を引き起こす可能性がある。

本開示の技術は、クラッチ特性を効果的に推定することを目的とする。

本開示の装置は、駆動力源の回転動力を自動変速機に伝達するクラッチの摩擦係数の推定装置であって、前記駆動力源から前記クラッチに入力されるクラッチ入力回転数を取得する入力回数取得手段と、前記クラッチから前記自動変速機に出力されるクラッチ出力回転数を取得する出力回転数取得手段と、前記自動変速機の変速進行過程で生じるトルクフェーズからイナーシャフェーズに亘って、前記クラッチを所定の供給油圧で作動させて解放状態から係合状態に切り替えるクラッチ架け替え制御を実行するクラッチ制御手段と、前記イナーシャフェーズにおいて、前記クラッチ入力回転数を前記クラッチ出力回転数に一致させる差回転制御を実行すると共に、当該差回転制御中の所定期間に亘って前記クラッチ入力回転数を一定回転数に維持する回転数一定制御を実行する回転数制御手段と、前記回転数一定制御中に前記駆動力源から前記クラッチに入力されるトルクを取得すると共に、取得した前記トルクと前記供給油圧との相関データを算出し、算出した当該相関データに基づいて前記クラッチのクラッチ特性を推定するクラッチ特性推定手段と、を備えることを特徴とする。

また、前記クラッチ特性推定手段は、前記トルクを縦軸、前記供給油圧を横軸に設定することにより前記相関データを作成すると共に、当該相関データを線形近似して得られる線形近似直線の傾き値を求め、当該傾き値を前記クラッチのクラッチ有効半径、クラッチプレート枚数及び、ピストン受圧面積で除算することにより前記クラッチの摩擦係数を推定演算することが好ましい。

また、前記線形近似直線の切片値を求めると共に、当該切片値に前記ピストン受圧面積を乗じた値を前記傾き値で除算することにより、前記クラッチのリターンスプリングのスプリング反力を推定演算するスプリング反力推定手段をさらに備えることが好ましい。

本開示の方法は、駆動力源の回転動力を自動変速機に伝達するクラッチの摩擦係数の推定方法であって、前記自動変速機の変速進行過程で生じるトルクフェーズからイナーシャフェーズに亘って、前記クラッチを所定の供給油圧で作動させて解放状態から係合状態に切り替えるクラッチ架け替え制御を実行し、前記イナーシャフェーズにおいて、前記駆動力源から前記クラッチに入力されるクラッチ入力回転数を前記クラッチから前記自動変速機に出力されるクラッチ出力回転数に一致させる差回転制御を実行すると共に、当該差回転制御中の所定期間に亘って前記クラッチ入力回転数を一定回転数に維持する回転数一定制御を実行し、前記回転数一定制御中に前記駆動力源から前記クラッチに入力されるトルクを取得すると共に、取得した前記トルクと前記供給油圧との相関データを算出し、算出した当該相関データに基づいて前記クラッチのクラッチ特性を推定することを特徴とする。

本開示の技術によれば、クラッチ特性を効果的に推定することができる。

本実施形態に係る車両に搭載された動力伝達装置を示す模式的な構成図である。 本実施形態に係る摩擦係数推定部により算出される相関データの一例を示す模式図である。 第１クラッチを係合状態から解放状態にしつつ、第２クラッチを解放状態から係合状態に切り替えるシフトアップ時におけるクラッチ摩擦係数及び、スプリング反力の推定処理を説明するタイミングチャート図である。 本実施形態に係るクラッチ摩擦係数及び、スプリング反力の推定処理の流れを説明するフローチャート図である。

以下、添付図面に基づいて、本実施形態に係る制御装置及び、制御方法を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本実施形態に係る車両１に搭載された動力伝達装置を示す模式的な構成図である。

車両１には、駆動力源の一例であるエンジン１０が搭載されている。エンジン１０のクランクシャフト１１は、デュアルクラッチ装置２０（クラッチ）を介して、変速機構３０（自動変速機）の第１及び第２変速機入力軸３１，３２に接続されている。変速機構３０の変速機出力軸３３には、何れも図示しない左右駆動輪にデファレンシャルギヤ装置等を介して連結されたプロペラシャフトが接続されている。

デュアルクラッチ装置２０は、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２を有する。

第１クラッチ２１は、例えば、湿式多板クラッチであって、クランクシャフト１１と一体回転するクラッチハブ２３と、第１変速機入力軸３１と一体回転する第１クラッチドラム２４と、複数枚のフリクションプレート及びセパレートプレートを交互に配置した第１クラッチプレート２５と、第１クラッチプレート２５を圧接する第１ピストン２６と、第１油圧室２６Ａと、第１リターンスプリング２６Ｂとを備えている。第１クラッチプレート２５のフリクションプレートには、不図示の摩擦部材が取り付けられている。

第１クラッチ２１は、コントロールユニット１００からの指令に応じて油供給回路７０から第１油圧室２６Ａに供給される作動油の圧力（作動油圧）によって第１ピストン２６が出力側（図１の右方向）にストローク移動すると、第１クラッチプレート２５が圧接されて、トルクを伝達する係合状態（接状態）となる。一方、コントロールユニット１００からの指令に応じて第１油圧室２６Ａの作動油圧が解放されると、第１ピストン２６が第１リターンスプリング２６Ｂの付勢力によって入力側（図１の左方向）にストローク移動することで、第１クラッチ２１は動力伝達を遮断する解放状態（断状態）となる。

第２クラッチ２２は、例えば、湿式多板クラッチであって、クラッチハブ２３と、第２変速機入力軸３２と一体回転する第２クラッチドラム２７と、複数枚のフリクションプレート及びセパレートプレートを交互に配置した第２クラッチプレート２８と、第２クラッチプレート２８を圧接する第２ピストン２９と、第２油圧室２９Ａと、第２リターンスプリング２９Ｂとを備えている。第２クラッチプレート２８のフリクションプレートには、不図示の摩擦部材が取り付けられている。

第２クラッチ２２は、コントロールユニット１００からの指令に応じて油供給回路７０から第２油圧室２９Ａに供給される作動油圧によって第２ピストン２９が出力側（図１の右方向）にストローク移動すると、第２クラッチプレート２８が圧接されて、トルクを伝達する係合状態（接状態）となる。一方、コントロールユニット１００からの指令に応じて第２油圧室２９Ａの作動油圧が解放されると、第２ピストン２９が第２リターンスプリング２９Ｂの付勢力によって入力側（図１の左方向）にストローク移動することで、第２クラッチ２２は動力伝達を遮断する解放状態（断状態）となる。

油供給回路７０は、オイルパン７１内の作動油に浸漬されたオイルストレーナ７２と、オイルストレーナ７２に接続された主供給ライン７３と、主供給ライン７３から分岐する第１及び第２供給ライン７４，７５とを備えている。また、主供給ライン７３には、エンジン１０の動力で駆動するオイルポンプＯＰが設けられている。

第１供給ライン７４は、第１油圧室２６Ａに作動油を供給する。第１供給ライン７４には、第１油圧室２６Ａへの供給油圧を制御する第１電磁バルブ７６が設けられている。第２供給ライン７５は、第２油圧室２９Ａに作動油を供給する。第２供給ライン７５には、第２油圧室２９Ａへの供給油圧を制御する第２電磁バルブ７７が設けられている。これら第１及び第２電磁バルブ７６，７７の作動は、コントロールユニット１００からの指令に応じて通電されることにより制御される。

変速機構３０は、入力側に配置された副変速部４０と、出力側に配置された主変速部５０とを備えている。また、変速機構３０は、副変速部４０に設けられた第１変速機入力軸３１及び第２変速機入力軸３２と、主変速部５０に設けられた変速機出力軸３３と、これら各軸３１〜３３に並行に配置された副軸３４とを備えている。第１変速機入力軸３１は、第２変速機入力軸３２を軸方向に貫通する中空軸内に相対回転自在に挿入されている。

副変速部４０には、第１スプリッタギヤ対４１と、第２スプリッタギヤ対４２とが設けられている。第１スプリッタギヤ対４１は、第１変速機入力軸３１に一体回転可能に設けられた第１入力主ギヤ４３と、副軸３４に一体回転可能に設けられて、第１入力主ギヤ４３と常時歯噛する第１入力副ギヤ４４とを備えている。第２スプリッタギヤ対４２は、第２変速機入力軸３２に一体回転可能に設けられた第２入力主ギヤ４５と、副軸３４に一体回転可能に設けられて、第２入力主ギヤ４５と常時歯噛する第２入力副ギヤ４６とを備えている。

主変速部５０には、複数の出力ギヤ対５１と、複数のシンクロメッシュ機構５５とが設けられている。各出力ギヤ対５１は、副軸３４に一体回転可能に設けられた出力副ギヤ５２と、出力軸３３に相対回転自在に設けられると共に、出力副ギヤ５２と常時歯噛する出力主ギヤ５３とを備えている。各シンクロメッシュ機構５５は、何れも図示しないスリーブやシンクロナイザリング、ドグギヤ等を備えて構成されている。

シンクロメッシュ機構５５の作動は、コントロールユニット１００によって制御されており、車両１の走行状態やエンジン１０の運転状態等に応じて、変速シフタ８５がシンクロメッシュ機構５５のスリーブをシフト移動させることにより、変速機出力軸３３と出力主ギヤ５３とを選択的に係合状態（ギヤイン状態）又は非係合状態（ニュートラル状態）に切り替えるようになっている。なお、出力ギヤ対５１やシンクロメッシュ機構５５の個数、配列パターン等は図示例に限定されものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。

本実施形態において、副変速部４０は、第１スプリッタギヤ対４１のギヤ比が第２スプリッタギヤ対４２よりも小さく設定されている。すなわち、第２クラッチ２２を締結して第２スプリッタギヤ対４２から主変速部５０に駆動力を伝達する場合には、低速側（奇数段）とすることができ、第１クラッチ２１を締結して第１スプリッタギヤ対４１から主変速部５０に駆動力を伝達する場合には、高速側（偶数段）とすることができるように構成されている。

エンジン回転数センサ９０（入力回転数取得手段の一例）は、クランクシャフト１１からエンジン１０の単位時間当たりの回転数（以下、エンジン回転速度ω_ｅ）を取得する。アクセル開度センサ９１は、不図示のアクセルペダルの踏み込み量に応じたエンジン１０の燃料噴射量Ｑ（噴射指示値）を取得する。車速センサ９２は、変速機出力軸３３（又は、プロペラシャフト）から車両１の車速Ｖを取得する。なお、車速センサ９２は、車輪速センサであってもよい。第１入力軸回転数センサ９３（出力回転数取得手段の一例）は、第１クラッチ２１に接続された第１変速機入力軸３１の単位時間当たりの回転数（以下、第１クラッチ出力回転速度ω_１）を取得する。第２入力軸回転数センサ９４（出力回転数取得手段の一例）は、第２クラッチ２２に接続された第２変速機入力軸３２の単位時間当たりの回転数（以下、第２クラッチ出力回転速度ω_２）を取得する。これら各種センサ類９０〜９４のセンサ値は、電気的に接続されたコントロールユニット１００に出力される。

コントロールユニット１００は、エンジン１０、デュアルクラッチ装置２０、変速機構３０等の各種制御を行うもので、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入力ポート、出力ポート等を備えて構成されている。

また、コントロールユニット１００は、自動変速制御部１１０と、クラッチ制御部１１２（クラッチ制御手段）と、差回転制御部１２０（回転数制御手段）と、摩擦係数推定部１１３（クラッチ特性推定手段）と、スプリング反力推定部１１４（スプリング反力推定手段）とを一部の機能要素として有する。これらの機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアであるコントロールユニット１００に含まれるものとして説明するが、これらの何れか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。

自動変速制御部１１０は、エンジン１０の運転状態や車両１の走行状態等に基づいて、変速機構３０を適切な変速段にシフトアップ又はシフトダウンさせる自動変速制御を実行する。より詳しくは、コントロールユニット１００のメモリには、燃料噴射量Ｑ及び車速Ｖに基づいて参照される不図示のシフトチェンジマップが格納されている。自動変速制御部１００は、アクセル開度センサ９１及び車速センサ９２から入力される各センサ値に基づいてシフトチェンジマップを参照することにより適切な変速段を特定し、変速シフタ８５を作動させることにより、変速機構３０を適切な変速段にシフトチェンジさせる。

自動変速制御部１１０は、シフトアップ要求の成立により、現在のギヤ段を奇数段から偶数段にシフトアップする場合には、主変速部５０の現在確立されている動力伝達経路を維持（現ギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構５５を係合状態に維持）しつつ、クラッチ制御部１１２に、第２クラッチ２２を係合状態から解放状態、第１クラッチ２１を解放状態から係合状態に切り替えさせる指示信号を送信する。同様に、自動変速制御部１１０は、シフトダウン要求の成立により、現在のギヤ段を偶数段から奇数段にシフトダウンする場合には、主変速部５０の現在確立されている動力伝達経路を維持しつつ、クラッチ制御部１１２に、第１クラッチ２１を係合状態から解放状態、第２クラッチ２２を解放状態から係合状態に切り替えさせる指示信号を送信する。

一方、自動変速制御部１１０は、シフトアップ要求の成立により、現在のギヤ段を偶数段から奇数段にシフトアップする場合には、次のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構５５を係合状態にして、予め主変速部５０に次のギヤ段の動力伝達経路を確立させるプレシフトを行いつつ、クラッチ制御部１１２に、第１クラッチ２１を係合状態から解放状態、第２クラッチ２２を解放状態から係合状態に切り替えさせる指示信号を送信する。同様に、自動変速制御部１１０は、シフトダウン要求の成立により、現在のギヤ段を奇数段から偶数段にシフトダウンする場合には、次のギヤ段に対応するシンクロメッシュ機構５５を係合状態にして、予め主変速部５０に次のギヤ段の動力伝達経路を確立させるプレシフトを行いつつ、クラッチ制御部１１２に、第２クラッチ２２を係合状態から解放状態、第１クラッチ２１を解放状態か係合状態に切り替えさせる指示信号を送信する。

クラッチ制御部１１２は、自動変速制御部１１０から送信される指令に応じて、第１クラッチ２１及び第２クラッチ２２の係合／解放を切り替えるクラッチ架け替え制御を行う。本実施形態において、クラッチ制御部１１２は、解放状態から係合状態に切り替わる第１又は第２クラッチ２１，２２の伝達トルクが所望のクラッチ伝達トルクＴｃとなるように、第１又は第２油圧室２６Ａ，２９Ａへの供給油圧Ｐｃ（第１又は第２電磁バルブ７６，７７への通電量）を制御する。

具体的には、クラッチ制御部１１２は、変速要求が成立するトルクフェーズの開始からイナーシャフェーズが終了するまでの期間に亘って、摩擦係数マップＭ１から読み取られるクラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力マップＭ２から読み取られるスプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎを以下の数式（１）に代入し、係合状態に切り替えられる第１又は第２クラッチ２１，２２から変速機構３０に伝達されるトルクが所望のクラッチ伝達トルクＴｃとなるように、第１又は第２油圧室２６Ａ，２９Ａへの供給油圧Ｐ_ｃｍｄ（指示値）を調整する。

Ｔｃ＝μＲＮ（ＡＰ_ｃｍｄ−Ｆ_ｒｔｕｎ） ・・・（１）
数式（１）において、Ｒはクラッチプレート２５，２８の有効半径、Ｎはクラッチプレート２５，２８の枚数、Ａはピストン２６，２９の受圧面積である。

ここで、「トルクフェーズ」とは、自動変速の進行途中で生じる変速過程の一つであり、現ギヤ段のクラッチ２１，２２が係合状態から解放状態に徐々に移行すると共に、次のギヤ段のクラッチ２１，２２が解放状態から係合状態に徐々に移行するフェーズをいう。また、「イナーシャフェーズ」とは、自動変速の進行途中で生じる変速過程の一つであり、解放側のクラッチ２１，２２が完全に解放されると共に、係合側のクラッチ２１，２２がスリップ状態から完全に係合され、その間にシフトアップの場合にはエンジン回転速度ω_ｅを低下させる一方、シフトダウンの場合にはエンジン回転速度ω_ｅを上昇させるフェーズをいう。

差回転制御部１２０は、トルクフェーズ後のイナーシャフェーズにおいて、エンジン回転速度ω_ｅと、解放状態から係合状態に切り替えられる第１又は第２クラッチ２１，２２のクラッチ出力回転速度ω_１,ω_２との実差回転速度Δω（＝ω_ｅ−ω_１,ω_２）が目標差回転速度Δω_ｒｅｆとなるように、エンジン回転速度ω_ｅを低下又は上昇させる差回転制御を実行する。

具体的には、差回転制御部１２０は、イナーシャフェーズにおいて、エンジン回転速度ω_ｅを解放状態から係合状態に切り替えられる第１又は第２クラッチ２１，２２のクラッチ出力回転速度ω_１,ω_２に徐々に一致させる目標差回転速度Δω_ｒｅｆを設定する。そして、差回転制御部１２０は、目標差回転速度Δω_ｒｅｆから、エンジン回転速度ω_ｅと係合状態に切り替えられる第１又は第２クラッチ２１，２２のクラッチ出力回転速度ω_１,ω_２との実差回転速度Δω（＝ω_ｅ−ω_１，ω_２）を減算して得られる偏差ｅ（＝Δω_ｒｅｆ−Δω）に対してＰＩＤ制御を施し、設定されたエンジントルクＴｅでエンジン１０を駆動さる燃料噴射指示値を制御対象のであるンジン１０の不図示のインジェクタに出力する。

本実施形態において、差回転制御部１２０は、後述するクラッチ摩擦係数μを推定する所定の学習条件が成立すると、差回転制御中にエンジン回転速度ω_ｅを所定期間に亘って一定回転速度に維持する回転速度一定制御（回転数一定制御）を実行する。

摩擦係数推定部１１３及び、スプリング反力推定部１１４は、イナーシャフェーズ中の回転速度一定制御が実行されている期間に取得されるエンジントルクＴｅ（クラッチ伝達トルクＴｃ）と、第１又は第２油圧室２６Ａ，２９Ａへの供給油圧Ｐ_ｃｍｄとの相関データに基づいて、第１及び第２クラッチ２１，２２の各クラッチプレート２５，２８のクラッチ摩擦係数μ及び、各リターンスプリング２６Ｂ，２９Ｂのスプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎをそれぞれ推定する。

なお、第１及び第２クラッチ２１，２２のクラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎの推定は、何れも同様の処理内容となるため、以下では、第２クラッチ２２の推定処理を説明し、第１クラッチ２１の推定処理については説明を省略する。

イナーシャフェーズにおいて、エンジントルクＴｅとクラッチ伝達トルクＴｃとの関係式は以下の数式（２）で表される。

Ｔｅ＝Ｔｃ−Ｉｅ・ω* ・・・・（２）
数式（２）において、Ｉｅは、エンジンイナーシャ、ωｅの右上に付されているアスタリスク（*）は時間微分を表しており、ωｅ*はエンジン回転加速度度である。

イナーシャフェーズ中に回転速度一定制御を実行すると、数式（２）において、エンジン回転加速度度ωｅ*はゼロとなる。すなわち、回転速度一定制御中は、エンジン１０から第２クラッチ２２に入力されるエンジントルクＴｅと、第２クラッチ２２から変速機構３０に伝達されるクラッチ伝達トルクＴｃとが等しくなり（Ｔｅ＝Ｔｃ）、上記数式（１）は、以下の数式（３）で表される。

Ｔｅ＝Ｔｃ＝μＲＮ（ＡＰ_ｃｍｄ−Ｆ_ｒｔｕｎ）
＝μＲＮＡＰ_ｃｍｄ−μＲＮＦ_ｒｔｕｎ
＝ａＰ_ｃｍｄ＋ｂ ・・・（３）
但し、ａ＝μＲＮＡ、ｂ＝−μＲＮＦ_ｒｔｕｎ
数式（３）において、μは第２クラッチ２２のクラッチ摩擦係数、Ｐ_ｃｍｄは第２油圧室２９Ａへの供給油圧（指示値）、Ｒは第２クラッチプレート２８の有効半径、Ｎは第２クラッチプレート２８の枚数、Ａは第２ピストン２９の受圧面積、Ｆ_ｒｔｒｎは第２リターンスプリング２９Ｂのスプリング反力である。なお、供給油圧Ｐ_ｃｍｄは、指示値に限定されず、油供給回路７０に設けられた不図示の油圧センサのセンサ値等を用いてもよい。

数式（３）を一次直線として見做せば、供給油圧Ｐ_ｃｍｄ及びエンジントルクＴｅ（クラッチ伝達トルクＴｃ）の相関関係を得ることにより、数式（３）の傾き「a」及び切片「ｂ」を求めることができ、さらには、クラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｒｎをそれぞれ算出することができる。摩擦係数推定部１１３は、回転速度一定制御の実行期間に得られるエンジントルクＴｅ（＝Ｔｃ）及び、供給油圧Ｐ_ｃｍｄをアクセル開度毎に処理し、これらの相関データを算出して、コントロールユニット１００のメモリに格納する。

図２は、摩擦係数推定部１１３により算出される相関データＤの一例であり、ｘ軸に供給油圧Ｐ_ｃｍｄ、ｙ軸にエンジントルクＴｅ（クラッチ伝達トルクＴｃ）が設定されている。摩擦係数推定部１１３は、これら供給油圧Ｐ_ｃｍｄ及び、エンジントルクＴｅ（クラッチ伝達トルクＴｃ）の相関データＤを線形近似することにより、線形近似線Ｌを算出すると共に、該線形近似線Ｌの傾き「a」及び、ｙ軸との切片「ｂ」を求めて以下の数式（４）に代入することにより、第２クラッチ２２のクラッチ摩擦係数μを推定算出する。

μ＝ａ／ＲＮＡ ・・・（４）
数式（４）において、Ｒは第２クラッチプレート２８の有効半径、Ｎは第２クラッチプレート２８の枚数、Ａは第２ピストン２９の受圧面積である。

摩擦係数推定部１１３は、推定演算したクラッチ摩擦係数μを摩擦係数マップＭ１に送信すると共に、当該クラッチ摩擦係数μに基づいて数推定部１１３は、推定演算したクラッチ摩擦係数μを逐次更新する。なお、相関データＤは、必ずしもグラフ化する必要はなく、数値データとして処理してもよい。また、相関データＤの処理は、線形近似に限定されず、曲線近似等であってもよい。

スプリング反力推定部１１４は、上述の相関データＤを線形近似することにより求めた線形近似線Ｌの傾き「a」及び、切片「ｂ」を、以下の数式（５）に代入することにより、第２リターンスプリング２９Ｂのスプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎを推定演算する。

Ｆ_ｒｔｕｎ＝−ｂ／μＲＮ＝−Ａｂ／ａ ・・・（５）
数式（５）において、Ｒは第２クラッチプレート２８の有効半径、Ｎは第２クラッチプレート２８の枚数、Ａは第２ピストン２９の受圧面積である。

スプリング反力推定部１１４は、推定算出したスプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎをスプリング反力マップＭ２に送信すると共に、当該スプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎに基づいてスプリング反力マップＭ２を逐次更新する。

図３は、第１クラッチ２１を係合状態から解放状態にしつつ、第２クラッチ２２を解放状態から係合状態に切り替えるシフトアップ時におけるクラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｒｎの推定処理を説明するタイミングチャート図である。

図３において、（Ａ）は、エンジン回転速度ω_ｅ、第１クラッチ出力回転速度ω_１及び、第２クラッチ出力回転速度ω_２の変化を、（Ｂ）は、クラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｒｎの推定処理を行った場合のエンジントルクＴｅ及び、ドライバ要求トルクＴｄの変化を、（Ｃ）は、クラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｒｎの推定処理を行わなかった場合のエンジントルクＴｅ及び、ドライバ要求トルクＴｄの変化をそれぞれ示している。また、時刻Ｔ０〜Ｔ１はトルクフェーズを、時刻Ｔ１〜Ｔ４はイナーシャフェーズを、時刻Ｔ２〜Ｔ３はイナーシャフェーズ中に回転速度一定制御が実行されている期間をそれぞれ示している。

時刻Ｔ０にて、シフトアップ要求が成立すると、現ギヤ段に対応する第１クラッチ２１の解放を開始すると共に、次のギヤ段に対応する第２クラッチ２２の係合を開始するクラッチ架け替え制御が開始される。

時刻Ｔ１にて、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行すると、エンジン回転速度ω_ｅと第２クラッチ２２のクラッチ出力回転速度ω_２との実差回転速度Δω（＝ω_ｅ−ω_２）が目標差回転速度Δω_ｒｅｆとなるように、エンジン回転速度ω_ｅを低下させる差回転制御が開始される。

時刻Ｔ２にて、所定の学習条件が成立すると、クラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｒｎの推定処理を行うべく、エンジン回転速度ω_ｅを所定値に維持する回転速度一定制御が開始される。所定の学習条件としては、例えば、予めクラッチ摩擦係数μが変化する前の初期状態で取得した基準エンジントルクＴｅ_＿ＳＴに対して、現在のエンジントルクＴｅに差異ΔＴｅが生じた場合等に成立するようにすればよい。

時刻Ｔ２にて、回転速度一定制御が開始されると、摩擦係数推定部１１３は、回転速度一定制御の実行期間に得られるエンジントルクＴｅ（＝Ｔｃ）及び、供給油圧Ｐ_ｃｍｄをアクセル開度毎やドライバ要求トルク毎に処理し、これらの相関データＤを算出する。さらに、摩擦係数推定部１１３は、相関データＤを線形近似することにより求めた線形近似線Ｌの傾き「a」及び、切片「ｂ」を、上記数式（４）に代入することにより、第２クラッチ２２のクラッチ摩擦係数μを推定演算する。また、これと並行して、スプリング反力推定部１１４は、傾き「a」及び、切片「ｂ」を、上記数式（５）に代入することにより、第２リターンスプリング２９Ｂのスプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎを推定演算する。

時刻Ｔ３にて、クラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎの推定演算処理が終了したならば、回転速度一定制御も終了する。

時刻Ｔ４にて、エンジン回転速度ω_ｅとクラッチ出力回転速度ω_２とが一致すると変速制御を終了する。（Ｃ）の時刻Ｔ４に示すように、クラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｒｎの推定処理を行わなかった場合には、エンジン回転速度ω_ｅとクラッチ出力回転速度ω_２とが一致した後に、ドライバ要求トルクＴｄに対してエンジントルクＴｅにずれ（トルク段差）が生じ、変速ショックを引き起こす要因となる。また，トルクフェーズ中にドライバの意図しない加速度変化を発生させてしまう場合もある。

これに対し、回転速度一定制御中にクラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｒｎの推定処理を行う本実施形態では、（Ｂ）の時刻Ｔ４に示すように、エンジン回転速度ω_ｅがクラッチ出力回転速度ω_２に一致した際に、エンジントルクＴｅもドライバ要求トルクＴｄに略一致するようになる。すなわち、変速ショックの発生を効果的に抑制することが可能になる。

図４は、本実施形態に係るクラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｒｎの推定処理の流れを説明するフローチャート図である。本ルーチンは、変速制御の開始（図３の時刻Ｔ０参照）とともに実行される。なお、変速制御の開始からイナーシャフェーズに移行するまでのトルクフェーズ（図３の時刻Ｔ０〜Ｔ１参照）においては、現ギヤ段に対応する第１クラッチ２１を解放状態に移行させると共に、次のギヤ段に対応する第２クラッチ２２を係合状態に移行させるクラッチ架け替え制御が実行される。

ステップＳ１００では、トルクフェーズからイナーシャフェーズに移行したか否かを判定する。この判定は、例えば、変速機構３０の入出力回転数差等に基づいてスリップを検知することにより行えばよい。ステップＳ１００にて、イナーシャフェーズに移行したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１１０に進む。一方、イナーシャフェーズに移行していないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１００の処理を繰り返す。

ステップＳ１１０では、目標差回転速度Δω_ｒｅｆを設定すると共に、エンジン回転速度ω_ｅと第２クラッチ出力回転速度ω_２との実差回転速度Δω（＝ω_ｅ−ω_２）が目標差回転速度Δω_ｒｅｆとなるように、これらの偏差ｅ（＝Δω_ｒｅｆ−Δω）に基づいてエンジン１０の駆動を制御する差回転制御を開始する。

ステップＳ１２０では、クラッチ摩擦係数μを推定する所定の学習条件が成立するか否かを判定する。所定の学習条件としては、例えば、予めクラッチ摩擦係数μが変化する前の初期状態で取得した基準エンジントルクＴｅ_＿ＳＴに対して、現在のエンジントルクＴｅに差異ΔＴｅが生じた場合や、前回の学習から所定時間が経過している場合、加速度やジャークの大きさから変速ショックが大きいと判断する場合等に成立するようにすればよい。学習条件が成立する場合（Ｙｅｓ）、本制御はステップＳ１３０に進む。一方、学習条件が成立しない場合（Ｎｏ）、本制御はステップＳ２００に進む。

ステップＳ１３０では、回転速度一定制を開始すると共に、ステップＳ１４０では、回転速度一定制御の実行期間に得られるエンジントルクＴｅ（＝Ｔｃ）及び、供給油圧Ｐ_ｃｍｄをアクセル開度毎に処理し、これらの相関データＤを算出する。

ステップＳ１５０では、相関データＤを線形近似することにより求めた線形近似線Ｌの傾き「a」及び、切片「ｂ」を算出する。次いで、ステップＳ１６０では、傾き「a」及び、切片「ｂ」を上記数式（４）に代入することにより、第２クラッチ２２のクラッチ摩擦係数μを推定演算する。さらに、ステップＳ１７０では、傾き「a」及び、切片「ｂ」を、上記数式（５）に代入することにより、第２リターンスプリング２９Ｂのスプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎを推定演算する。

ステップＳ１８０では、推定したクラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎに基づいて、各マップＭ１，Ｍ２を更新すると共に、ステップＳ１９０では、回転速度一定制御を終了する。

ステップＳ２００では、差回転制御を継続して実行し、ステップＳ２１０では、エンジン回転速度ω_ｅが第２クラッチ出力回転速度ω_２に一致したか否かを判定する。エンジン回転速度ω_ｅが第２クラッチ出力回転速度ω_２に一致していない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２００及び、Ｓ２１０の処理を繰り返す。一方、エンジン回転速度ω_ｅが第２クラッチ出力回転速度ω_２に一致した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２２０に進み、差回転制御を終了して、その後、本制御はリターンされる。

以上詳述した本実施形態によれば、イナーシャフェーズにおける差回転制御中の所定期間に亘ってエンジン回転速度ω_ｅを一定に維持する回転速度一定制御を実行すると共に、回転速度一定制御の実行期間に得られるエンジントルクＴｅ（＝Ｔｃ）及び、供給油圧Ｐ_ｃｍｄをアクセル開度毎に処理して相関データＤを算出し、相関データＤを線形近似することにより求めた線形近似線Ｌの傾き「a」及び、切片「ｂ」に基づいてクラッチ摩擦係数μ及び、スプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎを推定演算するように構成されている。これにより、経年劣化等により変化するクラッチ摩擦係数μやスプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎを適宜に推定することが可能となり、エンジントルクＴｅやクラッチ伝達トルクＴｃの制御精度が確実に向上することで、変速ショックの発生や変速時間の間延びを効果的に防止することが可能になる。また、エンジン回転速度ω_ｅを一定のときに推定処理を行うことで、微分誤差及び、エンジンイナーシャの誤差等を取り除くことが可能となり、推定精度を確実に向上することができる。

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、エンジン１０と変速機構３０との間の動力を断接するクラッチは、デュアルクラッチ装置２０を一例に説明したが、シングルクラッチ装置、複数のクラッチやブレーキを有するＡＴ装置であってもよい。

また、各クラッチ２１，２２のクラッチ出力回転速度ω_１,ω_２は、入力軸回転数センサ９３，９４により取得するものとして説明したが、車速センサ９２のセンサ値に変速機構３０のギヤ比を乗じることにより取得してもよい。

また、車両１は、駆動力源としてエンジン１０を備えるものとして説明したが、エンジン１０とモータとを併用するハイブリッド車両等、エンジン１０以外の他の駆動力源を備える車両であってもよい。また、上記実施形態では、クラッチ摩擦係数μやスプリング反力Ｆ_ｒｔｕｎの推定を一例に説明したが、これには限定せず、クラッチ特性（例えば、クラッチ伝達トルクＴｃと供給油圧Ｐ_ｃｍｄとの相関関係）を推定するように構成してもよい。

１ 車両
１０ エンジン
１１ クランクシャフト
２０ デュアルクラッチ装置
２１ 第１クラッチ
２２ 第２クラッチ
３０ 変速機構
３１ 第１変速機入力軸
３２ 第２変速機入力軸
９０ エンジン回転数センサ（入力回転数取得手段）
９１ アクセル開度センサ
９２ 車速センサ
９３ 第１入力軸回転数センサ（出力回転数取得手段）
９４ 第２入力軸回転数センサ（出力回転数取得手段）
１００ コントロールユニット
１１０ 自動変速制御部
１１２ クラッチ制御部（クラッチ制御手段）
１１３ 摩擦係数推定部（クラッチ特性推定手段）
１１４ スプリング反力推定部（スプリング反力推定手段）

Claims (4)

1. 駆動力源の回転動力を自動変速機に伝達するクラッチの摩擦係数の推定装置であって、
   前記駆動力源から前記クラッチに入力されるクラッチ入力回転数を取得する入力回数取得手段と、
   前記クラッチから前記自動変速機に出力されるクラッチ出力回転数を取得する出力回転数取得手段と、
   前記自動変速機の変速進行過程で生じるトルクフェーズからイナーシャフェーズに亘って、前記クラッチを所定の供給油圧で作動させて解放状態から係合状態に切り替えるクラッチ架け替え制御を実行するクラッチ制御手段と、
   前記イナーシャフェーズにおいて、前記クラッチ入力回転数を前記クラッチ出力回転数に一致させる差回転制御を実行すると共に、当該差回転制御中の所定期間に亘って前記クラッチ入力回転数を一定回転数に維持する回転数一定制御を実行する回転数制御手段と、
   前記回転数一定制御中に前記駆動力源から前記クラッチに入力されるトルクを取得すると共に、取得した前記トルクと前記供給油圧との相関データを算出し、算出した当該相関データに基づいて前記クラッチのクラッチ特性を推定するクラッチ特性推定手段と、を備える
   ことを特徴とする推定装置。
2. 前記クラッチ特性推定手段は、前記トルクを縦軸、前記供給油圧を横軸に設定することにより前記相関データを作成すると共に、当該相関データを線形近似して得られる線形近似直線の傾き値を求め、当該傾き値を前記クラッチのクラッチ有効半径、クラッチプレート枚数及び、ピストン受圧面積で除算することにより前記クラッチの摩擦係数を推定演算する
   請求項１に記載の推定装置。
3. 前記線形近似直線の切片値を求めると共に、当該切片値に前記ピストン受圧面積を乗じた値を前記傾き値で除算することにより、前記クラッチのリターンスプリングのスプリング反力を推定演算するスプリング反力推定手段をさらに備える
   請求項２に記載の推定装置。
4. 駆動力源の回転動力を自動変速機に伝達するクラッチの摩擦係数の推定方法であって、
   前記自動変速機の変速進行過程で生じるトルクフェーズからイナーシャフェーズに亘って、前記クラッチを所定の供給油圧で作動させて解放状態から係合状態に切り替えるクラッチ架け替え制御を実行し、前記イナーシャフェーズにおいて、前記駆動力源から前記クラッチに入力されるクラッチ入力回転数を前記クラッチから前記自動変速機に出力されるクラッチ出力回転数に一致させる差回転制御を実行すると共に、当該差回転制御中の所定期間に亘って前記クラッチ入力回転数を一定回転数に維持する回転数一定制御を実行し、前記回転数一定制御中に前記駆動力源から前記クラッチに入力されるトルクを取得すると共に、取得した前記トルクと前記供給油圧との相関データを算出し、算出した当該相関データに基づいて前記クラッチのクラッチ特性を推定する
   ことを特徴とする推定方法。

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