JP7264128B2 - ストローク量推定装置、車両用制御装置、及び車両用制御システム - Google Patents

Description

本発明は、ストローク量推定装置、車両用制御装置、及び車両用制御システムに関する。

下記の特許文献１には、摩擦係合要素が有する摩擦材の摩耗量を推定する装置が記載されている。

特開２０１８－５３９４７号公報

ところで、摩擦係合要素においては、摩擦材を押圧するピストンのストローク量を把握することができれば、例えば摩擦材の摩耗量を把握することも可能となるため、そうしたストローク量を把握することが望まれる。

上記課題を解決するストローク量推定装置は、油室への油圧供給により移動するピストンによって摩擦材が押圧される摩擦係合要素の係合及び解放を行うことにより車載原動機と駆動輪との変速比を変更する変速動作を行う変速機を備えた車両に適用される。このストローク量推定装置は、実行装置と、記憶装置とを備えている。前記記憶装置には、写像を規定する写像データが記憶されており、解放状態の前記摩擦係合要素を係合直前状態にするパック詰めを行うために前記油室に供給される油圧を待機圧とし、前記油室に油圧が供給されてから前記パック詰めが完了するまでの間の前記ピストンの移動量を当該ピストンのストローク量とし、前記油室に油圧が供給されてから前記パック詰めが完了するまで要する時間を待機時間としたときに、前記写像は、入力変数として前記待機圧を示す変数である圧力変数と前記待機時間を示す変数である時間変数とを含んで且つ、出力変数として前記ストローク量を含んでいる。そして、前記実行装置は、前記入力変数の値を取得する取得処理と、前記取得処理によって取得した前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、を実行する。

摩擦係合要素の摩擦材が摩耗するにつれてピストンのストローク量は多くなる。このストローク量は上記待機時間に相関する。また、その待機時間は、ストローク量のみならず上記待機圧によっても変化する。そこで、同構成では、そうしたストローク量に関与する待機時間や待機圧に基づいてストローク量を算出するようにしている。そのため、ピストンのストローク量を精度よく推定することができる。

上記ストローク量推定装置において、前記入力変数には、前記油室に供給される作動油の温度を示す変数である油温変数が含まれてもよい。
作動油の温度が変化すると当該作動油の流動性などが変化してピストンの移動速度が変化する。そのため、上記待機時間はストローク量のみならず作動油の温度によっても変化する。この点、同構成では、入力変数に上記油温変数が含まれるため、作動油の温度が待機時間に与える影響を考慮してストローク量が算出される。従って、入力変数に上記油温変数を含まない場合と比較して、ストローク量をより高精度に算出することができる。

上記ストローク量推定装置において、前記待機圧は、前記車載原動機の出力トルクが大きいときほど高い圧力となるように変更される圧力であり、前記入力変数には、前記出力トルクを示す変数であるトルク変数が含まれてもよい。

同構成によれば、車載原動機の出力トルクが大きいとき、例えば急加速が要求されているような状況では、待機圧が高められるため、上記待機時間が短くなり、これにより変速に要する時間が短縮されて素早い変速が可能になる。ここで、こうした出力トルクに応じた待機圧の可変設定を行う場合には、ストローク量のみならず出力トルクによっても待機時間は変化する。この点、同構成では、入力変数に上記トルク変数が含まれるため、出力トルクによる待機圧の変化が待機時間に与える影響を考慮してストローク量が算出される。従って、入力変数に上記トルク変数を含まない場合と比較して、ストローク量をより高精度に算出することができる。

上記ストローク量推定装置において、前記変速機は前記摩擦係合要素を複数有しており、前記入力変数には、変速に際して係合される摩擦係合要素を示す変速変数が含まれてもよい。

同構成によれば、入力変数に上記変速変数が含まれることから、変速の際に係合動作した摩擦係合要素におけるストローク量を精度よく算出することができる。
上記ストローク量推定装置において、前記時間変数として、前記油室に油圧が供給されてから変速過程においてイナーシャ相が開始されるまでの時間を取得してもよい。

変速を開始してパック詰めが完了した時点では、変速機の入力軸の回転速度や、変速機の出力軸のアウトプットトルクなどには大きな変化が現れにくいため、そうした入力軸回転速度やアウトプットトルクの変化に基づいてパック詰めの完了を検出することは難しい。一方、変速過程においてイナーシャ相が開始されると、変速機の入力軸回転速度は大きく変化するため、そうしたイナーシャ相の開始時期は容易に検出可能である。そして、上記待機時間が長くなれば、イナーシャ相の開始時期は遅くなる。つまり、油室に油圧が供給されてから変速過程においてイナーシャ相が開始されるまでの時間と、上記待機時間とは相関関係にある。そこで、同構成では、待機時間を示す変数である時間変数として、油室に油圧が供給されてから変速過程においてイナーシャ相が開始されるまでの時間を取得するようにしている。従って、上記時間変数を容易且つ確実に取得することができる。

上記ストローク量推定装置において、前記実行装置は、前記算出処理にて算出された前記ストローク量から前記ストローク量の初期値を減算することにより前記摩擦材の摩耗量を算出する処理を実行してもよい。

同構成によれば、摩擦材の摩耗量を算出することができる。なお、ストローク量の初期値としては、上記算出処理が初めて実行されたときに算出されたストローク量や、新品状態の摩擦係合要素における設計上のストローク量などが挙げられる。

また、前記ストローク量推定装置における前記実行装置および前記記憶装置を備える車両用制御装置において、前記実行装置は、前記算出処理にて算出された前記ストローク量が車両の総走行距離に基づいて算出される基準ストローク量よりも大きい場合には、前記摩擦材の摩耗を抑制する対処処理を実行してもよい。

車両の総走行距離が長くなるにつれて摩擦係合要素の摩擦材の摩耗量は増大していくため、ピストンのストローク量も増大していく傾向がある。この点、同構成では、算出処理にて算出されたストローク量が車両の総走行距離に基づいて算出される基準ストローク量よりも大きい場合には、上記対処処理が実行されるため、例えば摩擦係合要素が有する摩擦材が早期に使用限界に達してしまうことを抑えることができる。なお、上記対処処理としては、例えば摩擦係合要素の係合時間を短くする処理などが挙げられる。

また、前記ストローク量推定装置における前記実行装置および前記記憶装置を備える車両用制御システムにおいて、前記実行装置は、前記車両に備えられている第１実行装置と、前記車両に備えられていない第２実行装置とを含み、前記第１実行装置は、前記取得処理と、前記取得処理によって取得されたデータを送信するデータ送信処理と、前記第２実行装置が実行する前記算出処理の算出結果を受信する結果受信処理と、を実行する。そして、前記第２実行装置は、前記データ送信処理によって送信されたデータを受信するデータ受信処理と、前記算出処理と、前記算出処理による算出結果を送信する結果送信処理と、を実行してもよい。

同構成では、第２実行装置が算出処理を実行することにより、算出処理を第１実行装置が実行する場合と比較して、第１実行装置の演算負荷を軽減できる。
また、車両用制御装置として、前記車両用制御システムにおける前記第１実行装置を備えてもよい。

第１実施形態にかかる車両の駆動系および制御装置の構成を示す図。 同実施形態の摩擦係合要素の断面図。 同実施形態にかかる自動変速機の変速段と摩擦係合要素との関係を示す説明図。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理を示すブロック図。 （Ａ）は同実施形態の変速時における変速比指令値の変化、（Ｂ）は同変速時の入力軸回転速度の変化、（Ｃ）は同変速時のアウトプットトルクの変化、（Ｄ）は同変速時の油圧指令値の変化をそれぞれ示すタイムチャート。 同実施形態にかかる制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。 同実施形態において総走行距離とストローク量との関係を示すグラフ。 第２実施形態にかかるシステムの構成を示す図。 （Ａ）および（Ｂ）は、同実施形態にかかるシステムが実行する処理の手順を示すフローチャート。 第１実施形態の変更例において制御装置が実行する処理の手順を示すフローチャート。

（第１実施形態）
以下、第１実施形態について、図１～図７を参照して説明する。
図１に示すように、車両ＶＣが備える内燃機関１０のクランク軸１２には、動力分割装置２０が機械的に連結されている。動力分割装置２０は、内燃機関１０、第１モータジェネレータ２２、および第２モータジェネレータ２４の動力を分割する。動力分割装置２０は、遊星歯車機構を備えており、遊星歯車機構のキャリアＣにはクランク軸１２が機械的に連結されており、サンギアＳには第１モータジェネレータ２２の回転軸２２ａが機械的に連結されており、リングギアＲには第２モータジェネレータ２４の回転軸２４ａと自動変速機２６の入力軸２７ｉｎとが機械的に連結されている。なお、第１モータジェネレータ２２の端子には、第１インバータ２３の出力電圧が印加される。また、第２モータジェネレータ２４の端子には、第２インバータ２５の出力電圧が印加される。

自動変速機２６は、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、第２ブレーキＢ２といった複数の摩擦係合要素と、複数の遊星ギヤ機構と、ワンウェイクラッチＦ１とを備える多段式の変速機である。それら摩擦係合要素の基本構造はほぼ同一であり、周知の構造である。

図２に一例として、第１クラッチＣ１の構造を模式的に示す。
この図２に示すように、第１クラッチＣ１は、回転の中心軸が同一で互いに相対回転する第１部材８０及び第２部材８１や、第１クラッチＣ１の係合及び解放を行うためのピストン８２などを有している。

第１部材８０の内周には、スプライン結合された第１プレート８０ｐが並んで複数配設されている。第２部材８１の外周には、スプライン結合された第２プレート８１ｍが並んで複数配設されている。この第２プレート８１ｍは摩擦材を有しており、第１部材８０及び第２部材８１は交互に配設されている。

第１部材８０とピストン８２との間には油室８５が形成されており、ピストン８２は、スプリング８４にて油室８５側に押圧されている。油室８５に油圧が供給されていない状態では、ピストン８２の先端と、この先端に対向する第１プレート８０ｐとの間に隙間Ｓが生じており、第１クラッチＣ１は解放状態になっている。

油室８５に油圧が供給されると、ピストン８２は第１プレート８０ｐに近づく方向に移動して同第１プレート８０ｐに当接する。そして、第１プレート８０ｐに当接した後、ピストン８２は第１プレート８０ｐを押圧することにより、第１プレート８０ｐと第２プレート８１ｍとの間のクリアランスＣがなくなり、第１クラッチＣ１は係合直前状態の状態つまり、パック詰めされた状態になる。このパック詰めが完了した後、ピストン８２が第１プレート８０ｐをさらに押圧していくと第１プレート８０ｐと第２プレート８１ｍとの間の相対回転速度は徐々に小さくなっていき、第１クラッチＣ１のトルク容量が増大していく。そして最終的には、第１プレート８０ｐと第２プレート８１ｍとの間の相対回転速度が「０」になることで第１クラッチＣ１は完全に係合した状態になる。なお、第２クラッチＣ２の構造は第１クラッチＣ１の構造とほぼ同一である。また、第１ブレーキＢ１及び第２ブレーキＢ２の構造は、上記第１部材８０が回転せず、自動変速機２６のハウジングなどに固定されている点以外は、基本的に第１クラッチＣ１と同様な構造である。

また、以下では、油室８５に油圧が供給されてから上記パック詰めが完了するまでの間のピストン８２の移動量を当該ピストン８２のストローク量ＳＴという。なお、このストローク量ＳＴは、第１プレート８０ｐと第２プレート８１ｍとの間に存在する全てのクリアランスＣの総和と上記隙間Ｓとの和に等しい。

また、以下では、解放状態の摩擦係合要素をパック詰めするために油室８５に供給される油圧を待機圧Ｐｗといい、油室８５に油圧が供給されてから上記パック詰めが完了するまで要する時間を待機時間Ｔｗという。

図３に示すように、自動変速機２６では、第１クラッチＣ１、第２クラッチＣ２、第１ブレーキＢ１、及び第２ブレーキＢ２における係合状態及び解放状態の組み合わせと、ワンウェイクラッチＦ１における回転規制状態及び回転許容状態の組み合わせとにより、変速段が切り替えられる。この自動変速機２６では、前進走行するための「１速段」～「４速段」の４個の変速段と、後進走行するための「後退段」を合わせた計５個の変速段が形成可能となっている。

なお、図３において、「〇」は、第１クラッチＣ１等の摩擦係合要素が係合状態であることや、ワンウェイクラッチＦ１が回転規制状態であることを示す。また、空欄は、第１クラッチＣ１等の摩擦係合要素が解放状態であることや、ワンウェイクラッチＦ１が回転許容状態であることを示す。例えば、自動変速機２６の変速段が２速である場合、第１クラッチＣ１及び第１ブレーキＢ１が係合状態になる一方で、第２クラッチＣ２及び第２ブレーキＢ２は解放状態になり、ワンウェイクラッチＦ１は回転許容状態になる。ちなみに、「１速段」において第２ブレーキＢ２の状態を示す「（〇）」は、ワンウェイクラッチＦ１が係合状態になることにより第２ブレーキＢ２は油圧の供給状態にかかわらず実質的に係合状態になることを表している。

図１に示す自動変速機２６の出力軸２７ｏｕｔには、駆動輪３０が機械的に連結されている。
また、キャリアＣには、オイルポンプ３２の従動軸３２ａが機械的に連結されている。オイルポンプ３２は、オイルパン３４内のオイルを潤滑油として動力分割装置２０に循環させたり、同オイルを作動油として自動変速機２６に供給したりするポンプである。なお、オイルポンプ３２から吐出された作動油は、自動変速機２６内の油圧制御回路２８によってその圧力が調整されて、例えば上記油室８５に油圧を供給するための作動油などとして利用される。油圧制御回路２８は、複数のソレノイドバルブ２８ａを備えており、それら各ソレノイドバルブ２８ａの通電によって、作動油の流動状態や作動油の油圧を制御する回路である。

制御装置４０は、内燃機関１０を制御対象とし、その制御量であるトルクや排気成分比率等を制御すべく、内燃機関１０の各種操作部を操作する。また、制御装置４０は、第１モータジェネレータ２２を制御対象とし、その制御量であるトルクや回転速度等を制御すべく、第１インバータ２３を操作する。また、制御装置４０は、第２モータジェネレータ２４を制御対象とし、その制御量であるトルクや回転速度等を制御すべく、第２インバータ２５を操作する。

制御装置４０は、上記制御量を制御する際、クランク角センサ５０の出力信号Ｓｃｒや、第１モータジェネレータ２２の回転軸２２ａの回転角を検知する第１回転角センサ５２の出力信号Ｓｍ１、第２モータジェネレータ２４の回転軸２４ａの回転角を検知する第２回転角センサ５４の出力信号Ｓｍ２を参照する。また、制御装置４０は、油温センサ５６によって検出される上記作動油の温度である油温Ｔｏｉｌや、車速センサ５８によって検出される車速ＳＰＤ、アクセルセンサ６２によって検出されるアクセルペダル６０の踏み込み量であるアクセル操作量ＡＣＣＰを参照する。また、制御装置４０は、回転速度センサ６６によって検出される上記入力軸２７ｉｎの回転速度である入力軸回転速度Ｎｉを参照する。

制御装置４０は、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４４、電気的に書き換え可能な不揮発性メモリである記憶装置４６、および周辺回路４８を備えており、それらがローカルネットワーク４９を介して通信可能とされている。ここで、周辺回路４８は、内部の動作を規定するクロック信号を生成する回路や、電源回路、リセット回路等を含む。制御装置４０は、ＲＯＭ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２が実行することにより制御量を制御する。ＣＰＵ４２およびＲＯＭ４４は実行装置を構成している。

図４に、制御装置４０が実行する処理の一部を示す。図４に示す処理は、ＲＯＭ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。

駆動トルク設定処理Ｍ６は、アクセル操作量ＡＣＣＰを入力とし、アクセル操作量ＡＣＣＰが大きい場合に小さい場合よりも、駆動輪３０に付与すべきトルクの指令値である駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊を大きい値に算出する処理である。

駆動力分配処理Ｍ８は、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊に基づき、内燃機関１０に対するトルク指令値Ｔｒｑｅ＊、第１モータジェネレータ２２に対するトルク指令値Ｔｒｑｍ１＊、および第２モータジェネレータ２４に対するトルク指令値Ｔｒｑｍ２＊を設定する処理である。これらトルク指令値Ｔｒｑｅ＊，Ｔｒｑｍ１＊，Ｔｒｑｍ２＊に相当するトルクが、内燃機関１０、第１モータジェネレータ２２および第２モータジェネレータ２４によってそれぞれ生成されることにより、駆動輪３０に付与されるトルクは、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊に相当する値になる。

変速比指令値設定処理Ｍ１０は、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊および車速ＳＰＤに基づき、自動変速機２６の変速比の指令値である変速比指令値Ｖｓｆｔ＊と、変速比の切り替えがアップシフトであるかダウンシフトであるかを示す切替変数ΔＶｓｆｔとを設定する。したがって、変速比指令値Ｖｓｆｔ＊が３速を示して且つ切替変数ΔＶｓｆｔがアップシフトである場合、変速の種類は３速から４速への切り替えであることを示し、この変速に際しては、解放状態にあった第１ブレーキＢ１が係合状態にされることが分かる。このように変速比指令値Ｖｓｆｔ＊及び切替変数ΔＶｓｆｔは、変速に際して係合される摩擦係合要素を示す変速変数となる。

油圧指令値設定処理Ｍ１２は、変速比の切り替え時において、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊と、油温Ｔｏｉｌと、変速比指令値Ｖｓｆｔ＊および切替変数ΔＶｓｆｔとに基づき、切替に用いられるソレノイドバルブによって調整される油圧の指令値のベース値である油圧指令値Ｐ０＊を設定する。この油圧指令値設定処理Ｍ１２は、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊と、変速比指令値Ｖｓｆｔ＊と、切替変数ΔＶｓｆｔと、油温Ｔｏｉｌとを入力変数とし、油圧指令値Ｐ０＊を出力変数とするマップデータがＲＯＭ４４に予め記憶された状態でＣＰＵ４２により油圧指令値Ｐ０＊をマップ演算することにより実現される。

学習補正量算出処理Ｍ１４は、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊や、上記待機時間Ｔｗに基づき、油圧指令値Ｐ０＊を補正する補正量ΔＰを算出する処理である。本実施形態では、待機時間Ｔｗが予め定められた規定時間Ｔｗｒｅｆとなるように待機圧Ｐｗがフィードバック制御されており、このフィードバック制御による待機圧Ｐｗの補正量は、補正量ΔＰを構成する値の１つとなっている。また、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊が大きいとき、例えば急加速が要求されているような状況では、待機圧Ｐｗを高めることで待機時間Ｔｗが短くなり、これにより変速に要する時間が短縮されて素早い変速が可能になる。そこで、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊が大きい場合には、待機時間Ｔｗが短くなるように待機圧Ｐｗを高めるべく、補正量ΔＰが算出される。

補正処理Ｍ１６は、油圧指令値Ｐ０＊に補正量ΔＰを加算することによって油圧指令値Ｐ＊を算出する処理である。
電流変換処理Ｍ１８は、油圧指令値Ｐ＊を、ソレノイドバルブ２８ａに流れる電流の指令値である電流指令値Ｉ＊に変換する処理である。

制御装置４０は、変速比指令値Ｖｓｆｔ＊の値が変化する場合、変速比指令値Ｖｓｆｔ＊及び切替変数ΔＶｓｆｔに応じて係合を開始する摩擦係合要素が備えるソレノイドバルブ２８ａへの電流指令値Ｉ＊を変化させることにより、摩擦係合要素を解放状態から係合状態に切り替える。

図５に、変速時の各種値の変化を示す。なお、図５（Ａ）は変速比指令値Ｖｓｆｔ＊の変化、図５（Ｂ）は入力軸回転速度Ｎｉの変化、図５（Ｃ）はアウトプットトルクＴｒｑｏｕｔの変化、図５（Ｄ）は油圧指令値Ｐ＊の変化をそれぞれ示す。

この図５に示すように、時刻ｔ１において変速比指令値Ｖｓｆｔ＊の値が変化すると、今回の変速で係合させる摩擦係合要素の油室８５に供給する油圧の指示値である油圧指令値Ｐ＊の算出が開始される。

まず初めに、油圧指令値Ｐ＊として、クイックアプライ制御を実施するためのアプライ圧Ｐａが設定されることにより、同油圧指令値Ｐ＊は一旦増大されて油室８５への油圧供給が開始される（時刻ｔ２）。このクイックアプライ制御は周知の制御であり、解放状態の摩擦係合要素を係合状態に移行させる際、摩擦係合要素に作動油を速やかに供給するために油圧を一次的に増大させるためのものである。そして、油圧指令値Ｐ＊を規定時間だけアプライ圧Ｐａに設定した後、油圧指令値Ｐ＊は上記待機圧Ｐｗにまで低下される（時刻ｔ３）。

そして、時刻ｔ２において油圧供給を開始してから規定の時間が経過しており、パック詰めが完了したと判断できる程度の時間が経過すると（時刻ｔ５）、油圧指令値Ｐ＊を待機圧Ｐｗから徐々に増大させるスイープ制御が行われる。このスイープ制御の実行中に、イナーシャ相が始まることにより入力軸回転速度Ｎｉは、変速後の同期回転速度に向かって変化し始める（時刻ｔ６）。

そして、入力軸回転速度Ｎｉが変速後の同期回転速度になると、油圧指令値Ｐ＊は、摩擦係合要素における滑りを抑えるために必要な圧力である係合圧Ｐｋにまで急激に増大されて変速が完了する（時刻ｔ７）。

なお、時刻ｔ２において油圧供給を開始してから、時刻ｔ５においてパック詰めが完了するまでの間の時期である時刻ｔ４においてトルク相が開始されることにより、自動変速機２６の出力軸２７ｏｕｔに伝えられるアウトプットトルクＴｒｑｏｕｔは低下し始める。そして、時刻ｔ６においてイナーシャ相が開始されると、アウトプットトルクＴｒｑｏｕｔは増加し始める。

この図５に示すように、油室８５に油圧が供給されてからパック詰めが完了するまで要する時間、つまり時刻ｔ２から時刻ｔ５までの時間が上記待機時間Ｔｗとなっている。ここで、変速を開始してパック詰めが完了した時点（時刻ｔ５）では、入力軸回転速度Ｎｉや、アウトプットトルクＴｒｑｏｕｔには大きな変化が現れにくいため、そうした入力軸回転速度Ｎｉや、アウトプットトルクＴｒｑｏｕｔの変化に基づいてパック詰めの完了を検出することは難しい。一方、変速過程においてイナーシャ相が開始される（時刻ｔ６）と、入力軸回転速度Ｎｉは大きく変化するため、そうしたイナーシャ相の開始時期は容易に検出可能である。そして、上記待機時間Ｔｗが長くなれば、イナーシャ相の開始時期は遅くなる。つまり、油室８５に油圧が供給されてから変速過程においてイナーシャ相が開始されるまでの時間Ｔｓと、上記待機時間Ｔｗとは相関関係にある。そこで、本実施形態の制御装置４０は、待機時間Ｔｗを示す変数である時間変数として、上記時間Ｔｓを計測する。

また、制御装置４０は、ピストン８２のストローク量ＳＴを算出する処理と、算出したストローク量ＳＴに問題がある場合にはこれに対処する処理とを実行する。以下、それらの処理について説明する。

図６に、本実施形態にかかる制御装置４０が実行する処理の手順を示す。図６に示す処理は、ＲＯＭ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２がたとえば所定周期で繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「Ｓ」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。

図６に示す一連の処理において、ＣＰＵ４２は、まず、変速完了直後であるか否かを判定する（Ｓ１０）。そして、変速完了直後ではないと判定する場合、ＣＰＵ４２は本処理を一旦終了する。

一方、変速完了直後であると判定する場合、ＣＰＵ４２は、今回完了した変速時における各種の値を取得する取得処理を実行する（Ｓ２０）。具体的には、油圧指令値Ｐ＊として設定された待機圧Ｐｗ、上記時間Ｔｓ、油温Ｔｏｉｌ、駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊、変速比指令値Ｖｓｆｔ＊、及び切替変数ΔＶｓｆｔを取得する。なお、それら取得される各値は、変速中において記憶装置４６に記憶されており、Ｓ２０の処理では、記憶装置４６に記憶されている各値を取得する。ちなみに、変速を開始してからパック詰めが完了するまでの間において、待機圧Ｐｗや油温Ｔｏｉｌや駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊が変化していた場合には、例えばパック詰めが完了したと判断したときの各値を取得したり、それら各値の最大値を取得したり、それら各値の平均値を算出して取得したりしてもよい。

次に、ＣＰＵ４２は、図１に示した記憶装置４６に記憶されている写像データＤＭによって規定される写像への入力変数に、Ｓ２０の処理にて取得した各値を代入する（Ｓ３０）。

すなわち、ＣＰＵ４２は、入力変数ｘ（１）に待機圧Ｐｗを代入し、入力変数ｘ（２）に時間Ｔｓを代入し、入力変数ｘ（３）に油温Ｔｏｉｌを代入し、入力変数ｘ（４）に駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊を代入し、入力変数ｘ（５）に変速比指令値Ｖｓｆｔ＊を代入し、ｘ（６）に切替変数ΔＶｓｆｔを代入する。

本実施形態において、入力変数ｘ（１）は、待機圧Ｐｗを示す変数である圧力変数である。入力変数ｘ（２）は、待機時間Ｔｗを示す変数である時間変数である。入力変数ｘ（３）は、油室８５に供給される作動油の温度を示す変数である油温変数である。入力変数ｘ（４）は、車載原動機の出力トルクを示す変数であるトルク変数である。入力変数ｘ（５）及び入力変数ｘ（６）は、変速に際して係合される摩擦係合要素を示す変速変数である。

次に、ＣＰＵ４２は、上記写像に入力変数ｘ（１）、ｘ（２）、ｘ（３）、ｘ（４）、ｘ（５）、ｘ（６）を代入することによって、今回変速が完了した摩擦係合要素におけるストローク量ＳＴを算出する算出処理を実行する（Ｓ４０）。

本実施形態では、写像として関数近似器を例示し、詳しくは、中間層が１層の全結合順伝搬型のニューラルネットワークを例示する。具体的には、Ｓ３０の処理により値が代入された入力変数ｘ（１）～ｘ（６）とバイアスパラメータであるｘ（０）とが、係数ｗＦｊｋ（ｊ＝１～ｍ，ｋ＝０～６）によって規定される線形写像にて変換された「ｍ」個の値のそれぞれが活性化関数ｆに代入されることによって、中間層のノードの値が定まる。また、係数ｗＳ１ｊによって規定される線形写像によって中間層のノードの値のそれぞれが変換された値が活性化関数ｇに代入されることによって、出力変数であるストローク量ＳＴが定まる。なお、本実施形態では、活性化関数ｆとして、ハイパボリックタンジェントを例示し、活性化関数ｇとして、ＲｅＬＵ関数を例示する。

上記写像データＤＭは、車両ＶＣに実装される以前に、車両ＶＣと同一仕様の車両または、その内燃機関１０、第１モータジェネレータ２２、第２モータジェネレータ２４、動力分割装置２０、自動変速機２６およびオイルポンプ３２を備える動力伝達装置を用いて学習された学習済みモデルである。すなわち、動力伝達装置の状態を様々に設定した際の入力変数を取得するとともに、そのときのストローク量ＳＴを計測する。このようにして訓練データを生成して、訓練データに基づき写像データＤＭを学習する。そして、出力変数であるストローク量ＳＴに関して、写像データＤＭが出力する値と訓練データの値との差が所定以下となることにより学習が完了したとして、その学習済みモデルである写像データＤＭを記憶装置４６に記憶させる。

次に、ＣＰＵ４２は、車両ＶＣの総走行距離ＴＤに基づいて基準ストローク量ＳＴｒｅｆを算出する（Ｓ５０）。この総走行距離ＴＤは、車両ＶＣが製造されてからの総走行距離である。また、基準ストローク量ＳＴｒｅｆは、以下の値である。

すなわち、車両ＶＣの総走行距離ＴＤが長くなるにつれて摩擦係合要素の摩擦材の摩耗量は増大していくため、ピストン８２のストローク量ＳＴは増大していく。
そこで、図７に一点鎖線Ｌ１にて示すように、総走行距離ＴＤの増加に対応して変化していくストローク量ＳＴの限界値ＳＴＬが予め求められており、この限界値ＳＴＬから所定の安全代αを減じた値を、二点鎖線Ｌ２で示す基準ストローク量ＳＴｒｅｆとする。そして、ＣＰＵ４２は、予め設定しておいた基準ストローク量ＳＴｒｅｆと総走行距離ＴＤとの対応関係を示すマップや関係式などから、現在の総走行距離ＴＤに応じた基準ストローク量ＳＴｒｅｆを算出する。

次にＣＰＵ４２は、算出されたストローク量ＳＴが、基準ストローク量ＳＴｒｅｆよりも大きいか否かを判定する（Ｓ６０）。そして、ストローク量ＳＴが基準ストローク量ＳＴｒｅｆ以下であると判定する場合には（Ｓ６０：ＮＯ）、ＣＰＵ４２は、本処理を一旦終了する。

一方、ストローク量ＳＴが基準ストローク量ＳＴｒｅｆよりも大きいと判定する場合には（Ｓ６０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４２は、Ｓ４０の処理でストローク量ＳＴが算出された摩擦係合要素の摩擦材の摩耗を抑制する対処処理を実行して（Ｓ７０）、本処理を一旦終了する。

上記対処処理としては、Ｓ４０にてストローク量ＳＴが算出された摩擦係合要素が次回以降の変速で係合される場合には、その係合過程において、第１プレート８０ｐと第２プレート８１ｍとが相対回転する時間が短くなるような処理を行えばよい。例えば、本実施形態では、摩擦係合要素が係合を開始してから完了するまでに要する時間を摩擦係合要素の係合時間としたときに、係合過程で実施される上記スイープ制御における油圧指令値Ｐ＊の増大速度を速くする処理を実行することにより、上記係合時間が短くなる処理を実施する。

本実施形態の作用及び効果を説明する。
（１）摩擦係合要素の摩擦材が摩耗するにつれてピストン８２のストローク量は多くなる。このストローク量は上記待機時間Ｔｗに相関する。また、待機時間Ｔｗは、ストローク量のみならず上記待機圧Ｐｗによっても変化する。そこで、本実施形態では、そうしたストローク量に関与する待機時間Ｔｗを示す時間変数や、待機圧Ｐｗを示す圧力変数を入力変数として、それらの入力変数を、写像データＤＭによって規定される写像に入力することによってストローク量ＳＴを算出するようにしている。そのためピストン８２のストローク量を精度よく推定することができる。

（２）作動油の温度が変化すると当該作動油の流動性などが変化してピストン８２の移動速度が変化する。そのため、上記待機時間Ｔｗはストローク量のみならず作動油の温度によっても変化する。この点、本実施形態では、上記入力変数に、作動油の温度を示す油温変数としての油温Ｔｏｉｌが含まれるため、作動油の温度が待機時間Ｔｗに与える影響を考慮してストローク量ＳＴが算出される。従って、入力変数に上記油温変数を含まない場合と比較して、ストローク量ＳＴをより高精度に算出することができる。

（３）本実施形態では、車載原動機の出力トルクに応じた待機圧Ｐｗの可変設定を行うようにしているが、こうした出力トルクに応じた待機圧Ｐｗの可変設定を行う場合には、ストローク量のみならず出力トルクによっても待機時間Ｔｗは変化する。この点、本実施形態では、上記入力変数に、車載原動機の出力トルクを示すトルク変数としての駆動トルク指令値Ｔｒｑ＊が含まれるため、出力トルクによる待機圧Ｐｗの変化が待機時間Ｔｗに与える影響を考慮してストローク量ＳＴが算出される。従って、入力変数に上記トルク変数を含まない場合と比較して、ストローク量ＳＴをより高精度に算出することができる。

（４）上記入力変数には、変速に際して係合される摩擦係合要素を示す変速変数としての変速比指令値Ｖｓｆｔ＊及び切替変数ΔＶｓｆｔが含まれることから、変速の際に係合動作した摩擦係合要素におけるストローク量ＳＴを精度よく算出することができる。

（５）上述したように、変速を開始してパック詰めが完了した時点では、自動変速機２６の入力軸２７ｉｎの回転速度や、自動変速機２６の出力軸２７ｏｕｔのアウトプットトルクなどには大きな変化が現れにくいため、そうした入力軸の回転速度やアウトプットトルクの変化に基づいてパック詰めの完了を検出することは難しい。一方、変速過程においてイナーシャ相が開始されると、自動変速機２６の入力軸回転速度Ｎｉは大きく変化するため、そうしたイナーシャ相の開始時期は容易に検出可能である。そして、上記待機時間Ｔｗが長くなれば、イナーシャ相の開始時期は遅くなる。つまり、油室８５に油圧が供給されてから変速過程においてイナーシャ相が開始されるまでの時間Ｔｓと、上記待機時間Ｔｗとは相関関係にある。そこで、本実施形態では、待機時間Ｔｗを示す変数である時間変数として、油室８５に油圧が供給されてから変速過程においてイナーシャ相が開始されるまでの時間Ｔｓを取得するようにしている。従って、上記時間変数を容易且つ確実に取得することができる。

（６）算出処理にて算出されたストローク量ＳＴが、車両ＶＣの総走行距離ＴＤに基づいて算出される基準ストローク量ＳＴｒｅｆよりも大きい場合には（図６のＳ６０：ＹＥＳ）、摩擦係合要素が有する摩擦材の摩耗を抑制する対処処理が実行される（Ｓ７０）。そのため、例えば図７に示すように、総走行距離ＴＤの値がＴＤ１となった時点で算出された基準ストローク量ＳＴｒｅｆよりも、算出されたストローク量ＳＴ（実線Ｌ３に図示）は大きいと判定された以降は、摩擦材の摩耗が抑制される。従って、総走行距離ＴＤの増加に伴うストローク量の増加が抑えられる。つまり摩擦材の摩耗速度が低下するようになる。そのため、例えば摩擦係合要素が有する摩擦材が早期に使用限界に達してしまうことを抑えることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
図８に、本実施形態にかかるシステムの構成を示す。なお、図８において図１に示した部材に対応する部材については、便宜上同一の符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、車両ＶＣ（１）や車両ＶＣ（２）の制御装置４０は、通信機４７を備えており、通信機４７によって外部のネットワーク２００を介してデータ解析センタ９０と通信可能となっている。なお、本実施形態において、制御装置４０のＣＰＵ４２およびＲＯＭ４４は第１実行装置を構成している。

データ解析センタ９０は、複数の車両ＶＣ（１），ＶＣ（２），…から送信されるデータを解析する。データ解析センタ９０は、ＣＰＵ９２、ＲＯＭ９４、記憶装置９６および通信機９７を備えており、それらがローカルネットワーク９９を介して通信可能とされている。なお、記憶装置９６は、電気的に書き換え可能な不揮発性の装置であり、上記写像データＤＭを記憶している。また、本実施形態において、ＣＰＵ９２およびＲＯＭ９４は第２実行装置を構成している。

図９に、図８に示したシステムが実行する処理の手順を示す。図９（Ａ）に示す処理は、ＲＯＭ４４に記憶されたプログラムをＣＰＵ４２が実行することにより実現される。また、図９（Ｂ）に示す処理は、ＲＯＭ９４に記憶されたプログラムをＣＰＵ９２が実行することにより実現される。なお、図９に示す処理において、図６に示した処理に対応する処理については、便宜上同一のステップ番号を付与してその説明を省略する。以下では、ストローク量ＳＴの算出に関する処理の時系列に沿って図９に示す一連の処理を説明する。

図９（Ａ）に示すように、ＣＰＵ４２は、Ｓ１０及びＳ２０の処理を完了する場合、通信機４７を操作することによって、Ｓ２０の処理において取得したデータを、車両ＶＣの識別情報である車両ＩＤとともにデータ解析センタ９０に送信するデータ送信処理を実行する（Ｓ３２）。

これに対し、データ解析センタ９０のＣＰＵ９２は、図９（Ｂ）に示すように、送信されたデータを受信するデータ受信処理を実行する（Ｓ１２０）。そして、ＣＰＵ９２は、写像データＤＭによって規定された写像の入力変数ｘ（１）～ｘ（６）に対して、Ｓ１２０の処理にて取得した値等を代入する（Ｓ１３０）。このＳ１３０の処理は、先に説明したＳ３０の処理と同等である。

次にＣＰＵ９２は、写像データＤＭによって規定される写像に入力変数ｘ（１）～ｘ（６）を入力することによって、写像の出力値であるストローク量ＳＴを算出する算出処理を実行する（Ｓ１４０）。このＳ１４０の処理は、先に説明したＳ４０の処理と同等である。

そしてＣＰＵ９２は、通信機９７を操作することによって、Ｓ１２０の処理にて受信したデータが送信された車両ＶＣに対して、ストローク量ＳＴの算出結果に関する信号を送信する結果送信処理を実行して（Ｓ１５０）、図９（Ｂ）に示す一連の処理を一旦終了する。これに対し、図９（Ａ）に示すように、ＣＰＵ４２は、ストローク量ＳＴの算出結果に関する信号を受信する結果受信処理を実行する（Ｓ３４）。そしてその後、先に説明したＳ５０以降の処理を順次実行して、図９（Ａ）に示す一連の処理を一旦終了する。

このように、本実施形態では、データ解析センタ９０においてＳ１３０やＳ１４０の処理を実行する。従って、Ｓ１３０やＳ１４０の処理に相当する上記Ｓ３０や上記Ｓ４０の処理を車両ＶＣのＣＰＵ４２で実行する場合と比較して、当該ＣＰＵ４２の演算負荷を軽減することができる。

なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記各実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・算出処理にて算出されたストローク量ＳＴからストローク量の初期値ＳＴｆを減算することにより、摩擦係合要素が有する摩擦材の摩耗量ＡＢを算出する処理を実行してもよい。

図１０にそうした処理の手順について一例を示す。なお、図１０に示す処理は、制御装置４０が実行する。
この処理を開始すると、ＣＰＵ４２は、上記Ｓ４０に処理にて算出されたストローク量ＳＴを取得する（Ｓ２００）。そして、取得したストローク量ＳＴからストローク量の初期値ＳＴｆを減じた値を摩耗量ＡＢとして算出し（Ｓ２１０）、本処理を一旦終了する。

なお、上述したストローク量の初期値ＳＴｆとしては、上記算出処理が初めて実行されたときに算出されたストローク量ＳＴや、新品状態の摩擦係合要素における設計上のストローク量ＳＴなどを適用すればよい。

この変更例によれば、摩擦材の摩耗量を算出することができる。ちなみに、図１０に示す処理をデータ解析センタ９０のＣＰＵ９２で実行する。そして、算出された摩耗量ＡＢを上記結果送信処理にて送信するデータに含めるようにしてもよい。

・上記時間変数として、油室８５に油圧が供給されてから変速過程においてイナーシャ相が開始されるまでの時間Ｔｓを取得するようにしたが、上記待機時間Ｔｗが取得可能であれば、時間変数として待機時間Ｔｗを取得してもよい。

・変速完了直後に上記Ｓ２０以降の処理を実行するようにしたが、他のタイミングで上記Ｓ２０以降の処理を実行してもよい。
・上記対処処理の実行を省略してもよい。

・上記学習補正量算出処理Ｍ１４が実行する補正処理の一部を省略したり、学習補正量算出処理Ｍ１４自体を省略してもよい。
・入力変数のうちで、油温変数、トルク変数、及び変速変数の少なくとも１つを省略してもよい。また、ストローク量に関与する他の変数を入力変数に加えてもよい。

・上記写像の活性化関数は例示であり、他の関数を採用してもよい。
・ニューラルネットワークとして、中間層の数が１層のニューラルネットワークを例示したが、中間層の数が２層以上であってもよい。

・ニューラルネットワークとして、全結合順伝搬型のニューラルネットワークを例示したが、これに限らない。例えば、ニューラルネットワークとしては、回帰結合型ニューラルネットワークを採用してもよい。

・上記写像としての関数近似器は、回帰式であってもよい。これは上記ニューラルネットワークにおいて中間層を備えないものに相当する。
・実行装置としては、ＣＰＵ４２（９２）とＲＯＭ４４（９４）とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態においてソフトウェア処理されたものの少なくとも一部を、ハードウェア処理するたとえばＡＳＩＣ等の専用のハードウェア回路を備えてもよい。すなわち、実行装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア実行装置や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。

・車両ＶＣとしては、シリーズ・パラレルハイブリッド車に限らない。たとえばシリーズハイブリッド車や、パラレルハイブリッド車であってもよい。なお、車載原動機として、内燃機関とモータジェネレータとを備えるものにも限らない。たとえば内燃機関を備えるもののモータジェネレータを備えない車両であってもよく、また、たとえばモータジェネレータを備えるものの内燃機関を備えない車両であってもよい。

１０…内燃機関
１２…クランク軸
２０…動力分割装置
２２…第１モータジェネレータ
２４…第２モータジェネレータ
２６…自動変速機
Ｃ１…第１クラッチ
Ｃ２…第２クラッチ
Ｂ１…第１ブレーキ
Ｂ２…第２ブレーキ
４０…制御装置
９０…データ解析センタ

Claims (9)

1. 油室への油圧供給により移動するピストンによって摩擦材が押圧される摩擦係合要素の係合及び解放を行うことにより車載原動機と駆動輪との変速比を変更する変速動作を行う変速機を備えた車両に適用されて、
   実行装置と、記憶装置とを備えており、
   前記記憶装置には、写像を規定する写像データが記憶されており、
   解放状態の前記摩擦係合要素を係合直前状態にするパック詰めを行うために前記油室に供給される油圧を待機圧とし、前記油室に油圧が供給されてから前記パック詰めが完了するまでの間の前記ピストンの移動量を当該ピストンのストローク量とし、前記油室に油圧が供給されてから前記パック詰めが完了するまで要する時間を待機時間としたときに、
   前記写像は、入力変数として前記待機圧を示す変数である圧力変数と前記待機時間を示す変数である時間変数とを含んで且つ、出力変数として前記ストローク量を含み、
   前記実行装置は、
   前記入力変数の値を取得する取得処理と、
   前記取得処理によって取得した前記入力変数の値を前記写像に入力することによって前記出力変数の値を算出する算出処理と、を実行するストローク量推定装置。
2. 前記入力変数には、前記油室に供給される作動油の温度を示す変数である油温変数が含まれる
   請求項１に記載のストローク量推定装置。
3. 前記待機圧は、前記車載原動機の出力トルクが大きいときほど高い圧力となるように変更される圧力であり、
   前記入力変数には、前記出力トルクを示す変数であるトルク変数が含まれる
   請求項１または２に記載のストローク量推定装置。
4. 前記変速機は前記摩擦係合要素を複数有しており、
   前記入力変数には、変速に際して係合される前記摩擦係合要素を示す変速変数が含まれる
   請求項１～３のいずれか１項に記載のストローク量推定装置。
5. 前記時間変数として、前記油室に油圧が供給されてから変速過程においてイナーシャ相が開始されるまでの時間を取得する
   請求項１～４のいずれか１項に記載のストローク量推定装置。
6. 前記実行装置は、前記算出処理にて算出された前記ストローク量から前記ストローク量の初期値を減算することにより前記摩擦材の摩耗量を算出する処理を実行する
   請求項１～５のいずれか１項に記載のストローク量推定装置。
7. 請求項１～６のいずれか１項に記載のストローク量推定装置における前記実行装置および前記記憶装置を備え、
   前記実行装置は、前記算出処理にて算出された前記ストローク量が車両の総走行距離に基づいて算出される基準ストローク量よりも大きい場合には、前記摩擦材の摩耗を抑制する対処処理を実行する車両用制御装置。
8. 請求項１～６のいずれか１項に記載のストローク量推定装置における前記実行装置および前記記憶装置を備え、
   前記実行装置は、前記車両に備えられている第１実行装置と、前記車両に備えられていない第２実行装置とを含み、
   前記第１実行装置は、前記取得処理と、前記取得処理によって取得されたデータを送信するデータ送信処理と、前記第２実行装置が実行する前記算出処理の算出結果を受信する結果受信処理と、を実行し、
   前記第２実行装置は、前記データ送信処理によって送信されたデータを受信するデータ受信処理と、前記算出処理と、前記算出処理による算出結果を送信する結果送信処理と、を実行する車両用制御システム。
9. 請求項８に記載の車両用制御システムにおける前記第１実行装置を備える車両用制御装置。

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