JP3651469B2 - 変速機の制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、摩擦係合装置の係合・解放の状態に応じて変速比が設定される変速機を対象とした制御装置に関し、特にトルクを電気的に制御できる電動機もしくはモータ・ジェネレータが連結された変速機、更に具体的にはハイブリッド駆動装置に組み込まれた変速機での変速を制御する制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
変速機を電動機と出力部材との間に介在させた駆動装置の一例が特開２００２−２２５５７８号公報（特許文献１）に記載されている。その駆動装置は、内燃機関とモータ・ジェネレータとを動力源としたハイブリッド駆動装置であって、内燃機関と第１モータ・ジェネレータとが、遊星歯車機構を主体とするトルク合成機構を介して連結され、そのトルク合成機構に連結された出力軸に、高低二段に変速できる変速機を介して第２モータ・ジェネレータが連結されている。
【０００３】
上記の第１モータ・ジェネレータが主として内燃機関の回転数を制御するとともに発電をおこなうためのものであるのに対して、第２モータ・ジェネレータは出力軸トルクを補助し、あるいは制動力を補助するためのものである。また、変速機は、二つの摩擦係合装置の係合・解放状態を切り換えることにより、いわゆる直結段と低速段とに変速できるようになっており、低車速時には低速段に設定して変速比に対応するトルクの増幅率を大きくし、また車速が増大した際には高速段に変速することより第２モータ・ジェネレータの回転数を相対的に低下させて動力損失を防止するようになっている。そして、その変速は、一方の摩擦係合装置の係合圧を低下させるとともに、他方の摩擦係合装置の係合圧を増大させることにより、第２モータ・ジェネレータや他の回転部材の回転数を変化させて実行される。
【０００４】
また、従来、変速機を内蔵したハイブリッド駆動装置であって、その変速機の変速に関与する摩擦係合装置の初期油圧を、変速機にトルクを入力するモータのトルク補正量に基づいて学習するように構成された装置が、特開平９−３２２３７号公報（特許文献２）によって開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−２２５５７８号（段落００４７〜００５４、図３）
【特許文献２】
特開平９−３２２３７号公報（段落００７４〜００７８）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の特開２００２−２２５５７８号公報に記載された装置における変速機で変速を実行する場合、変速に伴うトルク変動が大きいとこれが出力軸トルクの変化として現れ、ショックとなる。そのトルク変化の主な要因は、回転数変化に起因する慣性トルクであるから、第２モータ・ジェネレータなどの所定の回転部材の変速中での回転数が滑らかに変化するように変速制御をおこなうのが通常である。しかしながら、例えば第２モータ・ジェネレータによっていわゆるトルクアシストをおこなっている場合の変速であれば、変速機でのトルク容量すなわち変速に関与する摩擦係合装置のトルク容量が出力軸トルクに影響する。また、変速時に、第１モータ・ジェネレータを制御して内燃機関から出力軸に伝達されるトルクを制御する場合、変速機でのトルク容量に応じた第１モータ・ジェネレータのトルク制御が必要になる。
【０００７】
しかしながら、クラッチやブレーキなどの摩擦係合装置の係合圧とトルク容量との関係は、個体差や経時変化などによって一定とはならないので、変速時に出力軸に現れるトルクが想定したものとは異なってしまい、これが原因となってショックが悪化する可能性がある。また、ハイブリッド駆動装置においてはモータ・ジェネレータなどの電動機によって変速時のいわゆるトルクアシストをおこなう場合、その電動機のトルクが、必要とするトルクとは異なってしまい、その結果、出力軸トルクが低下したり、あるいは反対に過大になったりしてショックが生じる可能性がある。
【０００８】
上述した特開平９−３２２３７号公報に記載された発明は、変速の進行の速度をモータトルクで制御し、そのモータトルクに基づいて初期係合圧を学習するように構成されているので、変速の際の回転数の変化を適正化する初期係合圧の学習は可能であるが、変速に関与する摩擦係合装置のトルク容量と係合圧との関係を正確に求めることはできない。
【０００９】
この発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであり、摩擦係合装置のトルク容量と係合圧との関係を正確に把握して変速機を制御することによりショックを防止もしくは低減できる制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段およびその作用】
この発明は、上記の目的を達成するために、変速機の入力側に連結されている電動機のトルクを正確に検出できるので、その電動機のトルクに基づいて摩擦係合装置のトルク容量を求め、そのトルク容量と係合圧との関係に基づいて変速機の変速制御をおこなうように構成したことを特徴とするものである。具体的には、請求項１の発明は、トルクを電気的に制御可能な電動機が入力側に連結されるとともに、摩擦係合装置の係合・解放の状態に応じて変速比が設定される変速機の制御装置において、前記電動機で生じさせているトルクと前記摩擦係合装置の係合圧とに基づいて、前記摩擦係合装置のトルク容量と係合圧との関係を学習する学習手段と、その学習手段による学習結果に基づいて前記変速機の変速制御をおこなう変速制御手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１１】
したがって請求項１の発明では、摩擦係合装置のトルク容量と変速機の入力側に連結されている電動機のトルクとが対応しているので、所定の係合圧が摩擦係合装置に作用している状態でのトルク容量を電動機のトルクに基づいて求めることができ、その結果、摩擦係合装置の係合圧とトルク容量との関係が学習される。その学習結果に基づいて変速機での変速が制御される。そのため、摩擦係合装置のトルク容量が反映する変速機の出力トルクもしくは出力軸トルクが所期どおりに制御され、ショックの悪化が防止もしくは抑制される。
【００１２】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、主動力源からトルクの伝達される出力部材に前記電動機のトルクが伝達されるハイブリッド駆動装置に前記変速機が組み込まれるとともに、前記変速機の出力側に前記出力部材が連結され、前記変速制御手段は、前記変速機での変速中における前記電動機もしくは前記主動力源のトルクを前記学習手段による学習結果に基づいて制御する手段を含むことを特徴とする制御装置である。
【００１３】
したがって請求項２の発明では、前記変速機がハイブリッド駆動装置における変速機であって、主動力源からトルクが伝達される出力部材との間でトルクを授受するようになっている。そのため、出力部材のトルクが変速機を構成している摩擦係合装置のトルク容量によって変化し、そのトルク容量が係合圧との関係として学習されているので、その学習結果に基づいて前記電動機もしくは主動力源のトルクが制御される。その場合、係合圧とトルク容量との関係が正確に求められているので、変速の際における係合圧に基づいて電動機もしくは主動力源のトルクを制御することにより出力部材のトルクが正確に制御され、その結果、ショックの悪化が防止もしくは抑制される。
【００１４】
さらに、請求項３の発明は、トルクを電気的に制御可能な電動機が入力側に連結されるとともに、変速中における所定の回転部材の回転数が摩擦係合装置の係合圧を調整することにより制御され、さらに出力側に連結された出力部材の変速中におけるトルクが前記出力部材に連結された主動力源もしくは前記電動機によって制御される変速機の制御装置において、前記電動機で生じさせているトルクと前記摩擦係合装置の係合圧とに基づいて、前記摩擦係合装置のトルク容量と係合圧との関係を学習する学習手段と、その学習手段による学習結果に基づいて変速中における前記主動力源もしくは電動機のトルクを制御するトルク制御手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。
【００１５】
したがって請求項３の発明では、変速中における所定の回転部材の回転数が摩擦係合装置の係合圧を調整することにより制御され、またその変速中における出力部材のトルクが、主動力源もしくは電動機のトルクを制御することにより制御される。さらにその摩擦係合装置の係合圧とトルク容量との関係が、変速機に連結されている電動機のトルクに基づいて学習される。変速中の前記回転数制御のために係合圧を制御するが、その係合圧に対応するトルク容量が学習されて両者の関係が正確に求められているので、係合圧に基づいて主動力源もしくは電動機のトルクを制御することにより、変速中の出力部材のトルクが所期どおりに制御され、その結果、ショックの悪化が防止もしくは抑制される。
【００１６】
【発明の実施の形態】
つぎにこの発明を具体例に基づいて説明する。先ず、この発明で対象とする変速機について説明すると、この発明で対象とする変速機は、一例として車両用のハイブリッド駆動装置に組み込まれたものであって、図５に示すように、主動力源１のトルクが出力部材２に伝達され、その出力部材２からデファレンシャル３を介して駆動輪４にトルクが伝達されるようになっている。一方、走行のための駆動力を出力する力行制御あるいはエネルギを回収する回生制御の可能なアシスト動力源５が設けられており、このアシスト動力源５が変速機６を介して出力部材２に連結されている。したがってアシスト動力源５と出力部材２との間でトルク容量を変速機６で設定する変速比に応じて増減するようになっている。
【００１７】
その変速機６は、設定する変速比が“１”以上となるように構成することができ、このように構成することにより、アシスト動力源５でトルクを出力する力行時に、アシスト動力源５で出力したトルクを増大させて出力部材２に伝達できるので、アシスト動力源５を低容量もしくは小型のものとすることができる。しかしながら、アシスト動力源５の運転効率を良好な状態に維持することが好ましいので、例えば車速に応じて出力部材２の回転数が増大した場合には、変速比を低下させてアシスト動力源５の回転数を低下させる。また、出力部材２の回転数が低下した場合には、変速比を増大させることがある。
【００１８】
そのような変速の場合、変速機６でのトルク容量容量が低下したり、あるいは回転数の変化に伴う慣性トルクが生じたりし、これが出力部材２のトルクすなわち出力軸トルクに影響する。そこで上記のハイブリッド駆動装置は、変速機６による変速の際に主動力源１のトルクを補正して出力部材２のトルク変動を防止もしくは抑制するように制御される。
【００１９】
より具体的に説明すると、主動力源１は図６に示すように、内燃機関１０と、モータ・ジェネレータ（以下、仮に第１モータ・ジェネレータもしくはＭＧ１と記す）１１と、これら内燃機関１０と第１モータ・ジェネレータ１１との間でトルクを合成もしくは分配する遊星歯車機構１２とを主体として構成されている。その内燃機関（以下、エンジンと記す）１０は、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置であって、スロットル開度（吸気量）や燃料供給量、点火時期などの運転状態を電気的に制御できるように構成されている。その制御は、例えば、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（Ｅ−ＥＣＵ）１３によっておこなうように構成されている。
【００２０】
また、第１モータ・ジェネレータ１１は、一例として同期電動機であって、電動機としての機能と発電機としての機能とを生じるように構成され、インバータ１４を介してバッテリーなどの蓄電装置１５に接続されている。そして、そのインバータ１４を制御することにより、第１モータ・ジェネレータ１１の出力トルクあるいは回生トルクを適宜に設定するようになっている。その制御をおこなうために、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ１−ＥＣＵ）１６が設けられている。
【００２１】
さらに、遊星歯車機構１２は、外歯歯車であるサンギヤ１７と、そのサンギヤ１７に対して同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ１８と、これらサンギヤ１７とリングギヤ１８とに噛合しているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリヤ１９とを三つの回転要素として差動作用を生じる公知の歯車機構である。前記内燃機関１０の出力軸がダンパー２０を介して第１回転要素であるキャリヤ１９に連結されている。言い換えれば、キャリヤ１９が入力要素となっている。
【００２２】
これに対して第２回転要素であるサンギヤ１７に第１モータ・ジェネレータ１１が連結されている。したがってサンギヤ１７がいわゆる反力要素となっており、また第３回転要素であるリングギヤ１８が出力要素となっている。そして、そのリングギヤ１８が出力部材（すなわち出力軸）２に連結されている。
【００２３】
一方、変速機６は、図６に示す例では、一組のラビニョ型遊星歯車機構によって構成されている。すなわちそれぞれ外歯歯車である第１サンギヤ（Ｓ１）２１と第２サンギヤ（Ｓ２）２２とが設けられており、その第１サンギヤ２１にショートピニオン２３が噛合するとともに、そのショートピニオン２３がこれより軸長の長いロングピニオン２４に噛合し、そのロングピニオン２４が前記各サンギヤ２１，２２と同心円上に配置されたリングギヤ（Ｒ）２５に噛合している。なお、各ピニオン２３，２４は、キャリヤ（Ｃ）２６によって自転かつ公転自在に保持されている。また、第２サンギヤ２２がロングピニオン２４に噛合している。したがって第１サンギヤ２１とリングギヤ２５とは、各ピニオン２３，２４と共にタプルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成し、また第２サンギヤ２２とリングギヤ２５とは、ロングピニオン２４と共にシングルピニオン型遊星歯車機構に相当する機構を構成している。
【００２４】
そして、第１サンギヤ２１を選択的に固定する第１ブレーキＢ１と、リングギヤ２５を選択的に固定する第２ブレーキＢ２とが設けられている。これらのブレーキＢ１，Ｂ２は摩擦力によって制動力を生じるいわゆる摩擦係合装置であり、多板形式の係合装置あるいはバンド形式の係合装置を採用することができる。そして、これらのブレーキＢ１，Ｂ２は、油圧や電磁力などによる係合圧に応じてそのトルク容量が連続的に変化するように構成されている。さらに、第２サンギヤ２２に前述したアシスト動力源５が連結され、またキャリヤ２６が前記出力軸２に連結されている。
【００２５】
したがって、上記の変速機６は、第２サンギヤ２２がいわゆる入力要素であり、またキャリヤ２６が出力要素となっており、第１ブレーキＢ１を係合させることにより変速比が“１”より大きい高速段が設定され、第１ブレーキＢ１に替えて第２ブレーキＢ２を係合させることにより、高速段より変速比の大きい低速段が設定されるように構成されている。この各変速段の間での変速は、車速や要求駆動力（もしくはアクセル開度）などの走行状態に基づいて実行される。より具体的には、変速段領域を予めマップ（変速線図）として定めておき、検出された運転状態に応じていずれかの変速段を設定するように制御される。その制御をおこなうためのマイクロコンピュータを主体とした電子制御装置（Ｔ−ＥＣＵ）２７が設けられている。
【００２６】
なお、図６に示す例では、アシスト動力源５として、トルクを出力する力行およびエネルギを回収する回生の可能なモータ・ジェネレータ（以下仮に、第２モータ・ジェネレータもしくはＭＧ２と記す）が採用されている。この第２モータ・ジェネレータ５は、インバータ２８を介してバッテリー２９に接続されている。そして、マイクロコンピュータを主体とする電子制御装置（ＭＧ２−ＥＣＵ）３０によってそのインバータ２８を制御することにより、力行および回生ならびにそれぞれの場合におけるトルクを制御するように構成されている。なお、そのバッテリー２９および電子制御装置３０は、前述した第１モータ・ジェネレータ１１についてのインバータ１４およびバッテリー（蓄電装置）１５と統合することもできる。
【００２７】
上述したトルク合成分配機構としてのシングルピニオン型遊星歯車機構１２についての共線図を示せば、図７の（Ａ）のとおりであり、キャリヤ１９に入力されるエンジン１０の出力するトルクに対して、第１モータ・ジェネレータ１１による反力トルクをサンギヤ１７に入力すると、出力要素となっているリングギヤ１８には、エンジン１０から入力されたトルクより大きいトルクが現れる。その場合、第１モータ・ジェネレータ１１は、発電機として機能する。また、リングギヤ１８の回転数（出力回転数）を一定とした場合、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を大小に変化させることにより、エンジン１０の回転数を連続的に（無段階に）変化させることができる。すなわち、エンジン１０の回転数を例えば燃費が最もよい回転数に設定する制御を、第１モータ・ジェネレータ１１を制御することによっておこなうことができる。なお、この種のハイブリッド形式は、機械分配式あるいはスプリットタイプと称されている。
【００２８】
また、変速機６を構成しているラビニョ型遊星歯車機構についての共線図を示せば、図７の（Ｂ）のとおりである。すなわち第２ブレーキＢ２によってリングギヤ２５を固定すれば、低速段Ｌが設定され、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクが変速比に応じて増幅されて出力軸２に付加される。これに対して第１ブレーキＢ１によって第１サンギヤ２１を固定すれば、低速段Ｌより変速比の小さい高速段Ｈが設定される。この高速段Ｈにおける変速比も“１”より大きいので、第２モータ・ジェネレータ５の出力したトルクがその変速比に応じて増大させられて出力軸２に付加される。
【００２９】
なお、各変速段Ｌ，Ｈが定常的に設定されている状態では、出力軸２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを変速比に応じて増大させたトルクとなるが、変速過渡状態では各ブレーキＢ１，Ｂ２でのトルク容量や回転数変化に伴う慣性トルクなどの影響を受けたトルクとなる。また、出力軸２に付加されるトルクは、第２モータ・ジェネレータ５の駆動状態では、正トルクとなり、被駆動状態では負トルクとなる。
【００３０】
上述したハイブリッド駆動装置は、主動力源１とアシスト動力源５との二つの動力源を備えているので、これらを有効に利用して低燃費で排ガス量の少ない運転がおこなわれる。またエンジン１０を駆動する場合であっても、第１モータ・ジェネレータ１１によって最適燃費となるようにエンジン１０の回転数が制御される。さらに、コースト時には車両の有する慣性エネルギーが電力として回生される。そして、第２モータ・ジェネレータ５を駆動してトルクアシストする場合、車速が遅い状態では変速機６を低速段Ｌに設定して出力軸２に付加するトルクを大きくし、車速が増大した状態では、変速機６を高速段Ｈに設定して第２モータ・ジェネレータ５の回転数を相対的に低下させて損失を低減し、効率の良いトルクアシストが実行される。
【００３１】
上述したハイブリッド駆動装置についてのこのような基本的な制御の例を図８にフローチャートで示してある。図８に示す例では、先ず、シフト位置の検出がおこなわれる（ステップＳ１）。このシフト位置とは、車両を停止状態に維持するパーキングＰ、後進走行させるリバースＲ、ニュートラル状態とするニュートラルＮ、前進走行するためのドライブＤ、出力軸２の回転数に対してエンジン回転数を相対的に大きく維持して駆動トルクを大きくし、あるいはコースト時に制動力を増大させるエンジンブレーキＳなどのシフト装置（図示せず）で選択されている各状態であり、ステップＳ１ではリバース、ドライブ、エンジンブレーキの各シフト位置を検出する。
【００３２】
ついで、要求駆動力が決定される（ステップＳ２）。例えば、シフト位置やアクセル開度さらには車速などの車両の走行状態に関する情報ならびに駆動力マップなどの予め記憶している情報に基づいて要求駆動力が決定される。
【００３３】
さらに、上記のステップＳ２で決定された要求駆動力に基づいて変速段が決定される（ステップＳ３）。すなわち前述した変速機６で設定すべき変速段が低速段Ｌあるいは高速段Ｈに決定される。
【００３４】
その変速機６で設定すべき変速段への変速中か否かが判断される（ステップＳ４）。この判断は、変速を実行すべきか否かの判断であり、ステップＳ３で決定された変速段が、その時点に設定されている変速段とは異なっている場合に、ステップＳ４で肯定的に判断される。
【００３５】
ステップＳ４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３で決定された変速段を設定するための変速を実行するように油圧が制御される（ステップＳ５）。この油圧は、前述した各ブレーキＢ１，Ｂ２の油圧であり、例えば係合側のブレーキについては、係合直前の状態にするために油圧を一次的に増大させるファーストフィルの後に所定の低い油圧に維持する低圧待機の制御をおこない、これに対して解放側のブレーキについては、所定油圧までステップダウンさせた後、第２モータ・ジェネレータ５の回転数に応じて次第に解放させるように油圧を低下させる制御をおこなう。
【００３６】
各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合圧をこのように制御することにより第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達されるトルクが制限されるので、パワーオン状態では、出力トルクが低下する。そのトルクの低下量は、変速機６におけるブレーキＢ１，Ｂ２のトルク容量に応じたものとなるので、ブレーキトルクが推定される（ステップＳ６）。これは、各ブレーキＢ１，Ｂ２の油圧指令値およびマップに基づいて推定することができる。
【００３７】
推定されたブレーキトルクが出力トルクの低下量に対応しているので、出力トルクの低下を補うための主動力源１によるトルク補償制御量（ＭＧ１目標回転数）が求められる（ステップＳ７）。図６に示すハイブリッド駆動装置では、主動力源１がエンジン１０と第１モータ・ジェネレータ１１ならびに遊星歯車機構１２によって構成されているので、第１モータ・ジェネレータ１１のトルクを制御することにより、変速時のトルク補償をおこなうことができ、したがってステップＳ７では第１モータ・ジェネレータ１１の補償制御量が求められる。
【００３８】
前述したように変速機６での変速は、各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合・解放状態を変化させることにより実行され、その過程では出力軸トルクが低下することがあるので、その出力軸トルクの低下を第２モータ・ジェネレータ５で補償するために第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを一時的に増大させる。なお、これとは反対に、変速中のイナーシャ相において摩擦材に掛かる熱負荷を低減するために第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクを低減させる場合もある。そこで、第１モータ・ジェネレータ１１の補正制御量の算出と併せて、第２モータ・ジェネレータ５のトルク補正量が求められる（ステップＳ８）。
【００３９】
ついで、上記のようにして求められた各制御量もしくは補正量が出力される。すなわち上記のステップＳ５で求められたブレーキ油圧を制御するための指令信号が出力され（ステップＳ９）、ステップＳ７で求められたＭＧ１目標回転数を設定する指令信号が出力され（ステップＳ１０）、ステップＳ８で求められた第２モータ・ジェネレータ５のトルクを設定する指令信号が出力される（ステップＳ１１）。
【００４０】
一方、変速中ではないことによりステップＳ４で否定的に判断された場合には、定常走行時（非変速時）のブレーキ油圧が算出される（ステップＳ１２）。そのブレーキ油圧は、第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達するトルクに対応したトルク容量を設定するための油圧であり、したがって第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間で伝達することが要求されているトルクに基づいて算出することができる。
【００４１】
また、定常走行時の第２モータ・ジェネレータ５のトルクが算出される（ステップＳ１３）。定常走行時には、エンジン１０は燃費が良好になるように制御され、その状態での要求駆動力に対する主動力源１の出力の過不足分を第２モータ・ジェネレータ５で補うから、第２モータ・ジェネレータ５のトルクは、エンジン１０および第１モータ・ジェネレータ１１によって出力されるトルクと要求されているトルクとに基づいて算出することができる。
【００４２】
前述したようにエンジン１０の回転数は、第１モータ・ジェネレータ１１によって制御することができ、定常走行状態では、最適燃費となるようにエンジン１０を運転するので、第１モータ・ジェネレータ１１の回転数として、エンジン１０の燃費が最適となる回転数が目標として算出される（ステップＳ１４）。
【００４３】
その後、前述したステップＳ９ないしステップＳ１１に進み、ステップＳ１２で求められたブレーキ油圧を設定するための指令信号、ステップＳ１３で求められた第２モータ・ジェネレータ５のトルクを設定するための指令信号、ステップＳ１４で算出された第１モータ・ジェネレータ１１の回転数を設定するための指令信号が、それぞれ出力される。
【００４４】
上述した図８に示す制御によれば、変速中の出力軸トルクの補償のために各モータ・ジェネレータ５，１１のトルクを制御する。その制御の前提としてブレーキトルクを推定しており、これは、各ブレーキＢ１，Ｂ２の係合圧やその指令値に基づいておこなっている。すなわち係合圧とブレーキトルクとが対応していることを前提としている。そこでこの発明の制御装置では、係合圧とブレーキトルク（トルク容量）との関係を正確なものとするために、図１および図２に示す学習制御が実行される。
【００４５】
先ず図１に示す学習制御例は変速時に学習をおこなうように構成した例であり、したがって変速時に学習をおこなうモードが選択されているか否か、言い換えれば学習のみをおこなう強制学習モードの非選択状態であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。強制学習モードについては後述する。
【００４６】
ステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、変速中か否かが判断される（ステップＳ２２）。前記変速機６での変速の判断は、通常の車両用自動変速機における変速の判断と同様に、車速あるいは出力軸回転数とアクセル開度や要求駆動力などとをパラメータとした変速マップに基づいて判断され、したがってその変速の判断が成立していること、もしくはその判断の成立に伴う制御が開始されていることによってステップＳ２２の判断をおこなうことができる。
【００４７】
このステップＳ２２で否定的に判断された場合、すなわち変速中でない場合には、学習がおこなわれない（ステップＳ２３）。そのステップＳ２３は、いわゆる学習禁止のステップであり、例えば学習制御を禁止するフラグがＯＮとされる。その後、リターンする。
【００４８】
これに対して変速中であることによりステップＳ２２で肯定的に判断された場合には、変速のための制御信号が出力されたか否かが判断される（ステップＳ２４）。その制御信号は例えば変速前の変速段を設定するために係合していた摩擦係合装置の係合圧を低下させて実質的に変速を開始する制御信号である。このステップＳ２４での判断時点に変速出力があればステップＳ２４で肯定的に判断され、既に変速出力がなされていれば、ステップＳ２４で否定的に判断される。そして、ステップＳ２４で肯定的に判断された場合には、変速シーケンス計測用のタイマ（ガードタイマ）がゼロリセットされて起動され（ステップＳ２５）、その後、ガードタイマが成立したか否か、すなわちガードタイマの起動時から予め定めた所定時間が経過したか否かが判断される（ステップＳ２６）。
【００４９】
これとは反対に、既に変速出力があったことによりステップＳ２４で否定的に判断された場合には、既にガードタイマが起動されているので、直ちにステップＳ２６に進んでガードタイマの起動時から予め定めた所定時間が経過したか否かが判断される。このステップＳ２６で所定時間の経過を判断しているのは、変速の開始直後に油圧異常などが生じてトルク容量が極端に低下した場合の誤学習を防止するためである。なお、このステップＳ２６では、駆動力の急変がないこと、油温が所定値以上であること、制御機器にフェイルが生じていないことなどの学習の前提条件の成立を併せて判断することとしてもよい。
【００５０】
したがってステップＳ２６で否定的に判断された場合には、学習制御を実行する状況ではないことになるので、前述したステップＳ２３に進んで、学習を禁止する。これとは反対にステップＳ２６で肯定的に判断された場合には、モータの吹き上がりの判定が成立したか否かが判断される（ステップＳ２７）。
【００５１】
上述した変速機６では、一方のブレーキＢ１（もしくはＢ２）を解放し、かつ他方のブレーキＢ２（もしくはＢ１）を係合させるいわゆるつかみ替えによって変速が実行される。したがって第２モータ・ジェネレータ５がトルクを出力しているパワーオン状態での変速の際には、解放側（ドレン側）のブレーキのトルク容量が低下することに伴って、第２モータ・ジェネレータ５の回転を抑制するように作用していたトルクが低下するので、第２モータ・ジェネレータ５の回転数が、その時点の変速比に応じた回転数よりも増大する。したがってこのステップＳ２７の判断は、第２モータ・ジェネレータ５の回転数Ｎm が下記の条件を満たすようになったか否かを判断することによりおこなうことができる。
【００５２】
アップシフト時：Ｎm ＞Ｎo ・γlow ＋α
ダウンシフト時：Ｎm ＞Ｎo ・γhi＋α
ここでＮo は出力軸２の回転数、γlow は低速段Ｌの変速比、γhiは高速段Ｈの変速比、αは予め定めた小さい値である。
【００５３】
第２モータ・ジェネレータ５の回転数の吹き上がりの判定が成立してステップＳ２７で肯定的に判断された場合、初回の判定成立時にのみ、その時点の第２モータ・ジェネレータ５のトルクＴminiとドレン側ブレーキに対する出力油圧Ｐbtとが記憶（ストア）される（ステップＳ２８）。したがってドレン側ブレーキのトルク容量と第２モータ・ジェネレータ５のトルクとが対応しているので、ドレン側ブレーキの油圧Ｐbtとそのトルク容量との関係が確定される。
【００５４】
ついで、ドレン側ブレーキのフィードバック（ＦＢ）制御が実行される（ステップＳ２９）。すなわち、第２モータ・ジェネレータ５の回転数が変速前の変速比に基づいて定まる回転数に対して所定値だけ大きい回転数となるように、検出された回転数差に基づいてドレン側ブレーキの係合圧が制御される。
【００５５】
ついでイナーシャ相が開始しているか否か、すなわちイナーシャ相の判定中か否かが判断される（ステップＳ３０）。なお、前記ステップＳ２７で否定的に判断された場合には、直ちにこのステップＳ３０に進む。
【００５６】
変速前の変速比を設定していたブレーキの係合圧が上記のフィードバック制御によって次第に低下させられると、第２モータ・ジェネレータ５を含む所定の回転部材の回転数が、変速後の変速比に対応する回転数に向けて変化し始め、それに伴う慣性トルクが出力軸トルクとして現れる。このような状態がイナーシャ相であって、これは通常の車両用自動変速機におけるイナーシャ相の判定と同様に、第２モータ・ジェネレータ５の回転数Ｎm が下記の条件を満たすことによって判定することができる。
アップシフト時：Ｎm ＜Ｎo ・γlow −β（βは所定値）
ダウンシフト時：Ｎm ＞Ｎo ・γhi＋β（βは所定値）
【００５７】
イナーシャ相が開始しないことによりステップＳ３０で否定的に判断された場合にはリターンして従前の制御状態を継続する。これに対してイナーシャ相が開始することによりステップＳ３０で肯定的に判断された場合には、第２モータ・ジェネレータ５の実際の回転数の変化勾配と目標値として予め設定してある変化勾配との偏差ΔＮmerrが算出される（ステップＳ３１）。この偏差ΔＮmerrは、その時点の係合圧に対応するトルク容量の想定値と実際のトルク容量との差に対応している。なお、第２モータ・ジェネレータ５の実際の回転数の変化勾配は、イナーシャ相開始後の所定時間内における平均値を採用することができる。
【００５８】
イナーシャ相は、ドレン側ブレーキの係合圧が充分に低下し、これに対して変速後の変速比を設定する係合側（アプライ側）ブレーキの係合圧が上昇することにより生じるので、そのアプライ側の出力油圧Ｐbt1 が記憶（ストア）される（ステップＳ３２）。この出力油圧Ｐbt1 は、上記の第２モータ・ジェネレータ５の回転数変化勾配と同様に、イナーシャ相の開始後における所定時間内の平均値を採用することができる。
【００５９】
したがってこのようにして検出されたアプライ側ブレーキの係合圧によって実際に発生しているトルク容量は、その係合圧に対して予め想定してあるトルク容量に対して前記偏差ΔＮmerrに相当するトルク容量だけ相違している。そこで、上記の出力油圧Ｐbt1 に対応するトルク容量の補正量Ｔmimrが、上記の偏差ΔＮmerrに応じて算出される（ステップＳ３３）。こうして、アプライ側の摩擦係合装置についての係合圧とトルク容量との関係が確定される。
【００６０】
ついで変速の終了判定が成立したか否かが判断される（ステップＳ３４）。その変速の終了は、例えば第２モータ・ジェネレータ５などの所定の回転部材の回転数が、変速後の変速比に応じた同期回転数に達したこと、もしくは同期回転数との差が所定値以内になったことによって判定することができる。
【００６１】
このステップＳ３４で否定的に判断された場合にはリターンし、従前の制御を継続する。したがって変速中にアプライ側の油圧とトルク容量との関係が複数回算出されることがある。これに対してステップＳ３４で肯定的に判断された場合には、上記のステップＳ２８で記憶されたモータトルクＴminiとドレン側出力油圧Ｐbtとに基づいてドレン側のブレーキについてのトルク−油圧変換マップが更新される（ステップＳ３５）。すなわち、係合圧とトルク容量との関係が学習される。なお、ドレン側の摩擦係合装置についてはその係合圧とトルク容量とを直接求めることになるので、ステップＳ３５の制御はマップの新規作成とも言い得る。
【００６２】
また、上記のステップＳ３３で算出されたトルク補正量Ｔminrに基づいてアプライ側ブレーキについてのトルク−油圧変換マップが更新される（ステップＳ３６）。すなわちアプライ側の摩擦係合装置についての係合圧とトルク容量との関係が学習される。
【００６３】
つぎに強制学習について図２を参照して説明する。ここで説明する強制学習は、摩擦係合装置についての係合圧とトルク容量との関係を、実際に動作させた場合に得られるデータから求め、しかもその動作を学習のためにおこなう制御である。したがって図２にフローチャートで示す制御は、上記のハイブリッド駆動装置が搭載された車両が走行していない状態、例えば工場からの出荷前や点検などのために検査工場に運び込まれた状態あるいは車庫から発進する前に強制学習モードスイッチ（図示せず）を操作した場合、さらには走行レンジスイッチ（図示せず）などで検出されるパーキングレンジが継続するなど停止状態が所定時間以上継続している場合に実行される。
【００６４】
図２に示すステップＳ３７は、前述した図１におけるステップＳ２１で否定的に判断された場合に実行され、具体的には第２モータ・ジェネレータ５の回転数であるモータ回転数のフィードバック目標値が設定される。そして、その目標値に基づいて第２モータ・ジェネレータ５の回転数がフィードバック制御される（ステップＳ３８）。すなわち、目標回転数を維持するように第２モータ・ジェネレータ５の電流および／または電圧が制御される。
【００６５】
その状態でいずれか学習をおこなうべきブレーキＢ１，Ｂ２の油圧（係合圧）をゼロから次第に増大（スイープアップ）させる（ステップＳ３９）。いずれかのブレーキの係合圧が増大すると、第２モータ・ジェネレータ５と出力軸２との間の伝達トルクが増大するので、第２モータ・ジェネレータ５に対してその回転を止める方向のトルクが作用する。これに対して第２モータ・ジェネレータ５の回転数をフィードバック制御しているので、そのフィードバックトルクが次第に増大する。
【００６６】
ステップＳ４０ではその第２モータ・ジェネレータ５のフィードバックトルクが予め定めた所定値を超えたか否かが判断される。このステップＳ４０で否定的に判断された場合にはリターンして従前の制御を継続する。これに対してステップＳ４０で肯定的に判断された場合には、第２モータ・ジェネレータ５のトルクＴminig を記憶（ストア）する（ステップＳ４１）。
【００６７】
前述したように第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクが変速機６における摩擦係合装置のトルク容量に対応しており、かつ第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクが電流値などによって電気的に正確に検出されるので、変速機６における摩擦係合装置のトルク容量を第２モータ・ジェネレータ５の制御内容を介して正確に検出できる。一方、その摩擦係合装置（ブレーキ）の係合圧は、上記のステップＳ３９で制御されて既知である。
【００６８】
したがってこれらのステップＳ３９の制御における油圧とステップＳ４１でストアされたモータトルクＴminig とに基づいて、ここで対象としているブレーキについてのトルク−油圧変換マップが更新（すなわち学習）される（ステップＳ４２）。その後、学習の終了制御が実行される（ステップＳ４３）。
【００６９】
なお、上述したブレーキＢ１，Ｂ２などの摩擦係合装置における摩擦材の摩擦係数は、滑り速度に応じて変化し、摩擦係数μと滑り速度Ｖとで表されるいわゆるμ−Ｖ特性が摩擦係合装置ごとに異なっている場合があるので、前述したステップＳ３７での目標値（目標回転数）を複数設定し、各目標回転数ごとに図２に示す学習制御を実行してもよい。さらに、上記のステップＳ３９での油圧のレベルを変更して複数のポイントごとに学習することとしてもよい。
【００７０】
低速段Ｌから高速段Ｈへの変速中に上記の学習制御をおこなった場合のタイムチャートを図３に示してある。低速段Ｌを設定して走行しているｔ0 時点に高速段Ｈへの変速の判断が成立すると、高速段Ｈを設定するための第１ブレーキＢ１の油圧（高速段側油圧もしくはアプライ側油圧）Ｐhiが一時的に増大させられた後、所定の低圧に維持される。すなわちパッククリアランスを詰めるためのファーストフィルおよびその後の低圧待機のための油圧制御が実行される。その後、所定時間Ｔ1 が経過すると、変速信号が出力され、低速段Ｌを設定している第２ブレーキＢ２の油圧（低速段側油圧もしくはドレン側油圧）Ｐloが、所定圧までステップ的に低下させられる（ｔ1 時点）。
【００７１】
ｔ1 時点からガードタイマの計測が開始され、そのカウント時間がガード値として予め定めた時間に達すると（ｔ2 時点）、ガードタイマの成立が判定される。これと同時に変速時のトルク補償のための制御が開始されており、その後にモータ吹きの判定がおこなわれる。
【００７２】
パワーオン状態であることにより低速段側油圧Ｐloが低下することに伴って第２モータ・ジェネレータ５の回転数ＮＴが低速段での同期回転数より増大するいわゆるモータ吹きが生じ、これは前述したように、同期回転数に対する増大量が所定値αを超えることにより判定される。その判定が成立したｔ3 時点における第２モータ・ジェネレータ５のトルク（モータトルクＴm ）と第２ブレーキＢ２の油圧とに基づいて、第２ブレーキＢ２についての係合圧とトルク容量との関係が学習される。
【００７３】
また、このｔ3 時点から低速段側油圧（第２ブレーキＢ２の係合圧）のフィードバック制御（ＦＢ制御）が開始される。すなわち、第２モータ・ジェネレータ５の同期回転数を上回る回転数（いわゆる吹き上がり回転数）を所定値に維持するように低速段側油圧Ｐloが制御され、それに併せて高速段側油圧Ｐhiが次第に増大させられる。
【００７４】
また、低速段Ｌを設定していた第２ブレーキＢ２が次第に解放させられるので、それに伴う出力軸トルクを補償するように、主動力源１を構成している第１モータ・ジェネレータ１１のトルク制御が実行される。具体的には、第１モータ・ジェネレータ１１による回生トルクを増大して出力軸２のトルクを増大させる。図３ではその第１モータ・ジェネレータ１１のトルクの補正量をＭＧ１トルク補正量Ｔgadjで表している。
【００７５】
低速段側油圧Ｐloで低下し、かつ高速段側油圧Ｐhiが次第に増大することにより、第２モータ・ジェネレータ５などの変速機６に関係する回転部材の回転数ＮＴが高速段Ｈでの同期回転数に向けて変化し始める。そして、その回転数が低速段Ｌでの同期回転数に対して所定値βだけ低下すると、そのｔ4 時点にイナーシャ相の開始の判定が成立する。
【００７６】
このイナーシャ相では、変速比が低下することに対応するために第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクが増大制御されている。その増大の勾配すなわち所定時間内のトルクの平均値が求められる。これと併せて高速段側油圧Ｐhiの所定時間内の平均値が求められる。このようにして求められた油圧とモータトルクとに基づいて、高速段側の第１ブレーキＢ１に関するトルク容量と係合圧との関係が学習される。なお、その学習は、図１を参照して説明したように、第２モータ・ジェネレータ５の実際の回転数の変化勾配と目標値との偏差からトルク補正量を算出し、その算出値と油圧とに基づいてトルク容量と係合圧との関係を学習してもよく、あるいはモータトルクＴm を利用して直接学習してもよい。
【００７７】
そして、第２モータ・ジェネレータ５などの所定の回転部材の回転数ＮＴと変速後の変速比に基づいて定まる同期回転数との差が所定値以下になると変速の終了条件が成立する（ｔ5 時点）。それに伴って高速段側油圧Ｐhiが急激に増大させられ、前記回転数ＮＴが同期回転数に一致し、また第１モータ・ジェネレータ１１によるトルク補償が解消され、さらにモータトルクＴm が変速後の所定値に達することにより変速が終了する（ｔ6 時点）。
【００７８】
上述した学習制御によって学習されたブレーキ油圧（係合圧）とトルク容量との関係を、マップとして図４に概念的に示してある。太い実線が学習値を示しており、細い実線が設計上定めた初期値（設計中央値）を示している。
【００７９】
この発明の制御装置は、変速機６における摩擦係合装置のトルク容量と係合圧との関係を上記のように学習し、その学習の結果を利用して変速機６の変速制御を実行する。具体的には図８を参照して説明したとおりであり、変速中の油圧が図８のステップＳ５で制御され、その油圧に対応するブレーキトルク（すなわち変速に関与する摩擦係合装置のトルク容量）が、上記の学習で得られた関係すなわちトルク−油圧変換マップに基づいて推定される。そのマップは、学習により補正されているので、個体差や経時変化などの変動要因による誤差を補正した正確なものとなっている。したがってブレーキトルクが正確に推定される。
【００８０】
一例として、第２モータ・ジェネレータ５がトルクを出力しているいわゆるパワーオン状態での変速の場合には、ブレーキトルクの変化が出力軸トルクの変化として現れるので、変速時の出力軸トルクの落ち込みを補償するように第１モータ・ジェネレータ１１によるトルク補正制御（ステップＳ７）が実行され、また同様に出力軸トルクの落ち込みを補償するように第２モータ・ジェネレータ５の出力トルクが補正される（ステップＳ８）。これら、各モータ・ジェネレータ１１，５のトルクの補正は、基本的には、出力軸トルクの変化量すなわち前述したブレーキトルクに対応して実行されるが、利用することのできる制御データがブレーキ油圧であるから、実際にはそのブレーキ油圧に基づいてトルクの補正量が決定される。その場合、この発明に係る上記の制御装置では、ブレーキのトルク−油圧変換マップが学習補正されていて、トルクと係合圧との関係が正確に求められているの、ブレーキ油圧に基づく各モータ・ジェネレータ１１，５のトルク補正量が正確にものとなる。その結果、変速に伴うショックの悪化を防止もしくは抑制することができる。
【００８１】
ここで上記の具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、図１および図２に示すステップＳ２７，Ｓ３２，Ｓ３３，Ｓ３５，Ｓ３６，Ｓ３９，Ｓ４１，Ｓ４２の機能的手段が、この発明の学習手段に相当し、また図８に示すステップＳ７ないしＳ１１の機能的手段が、この発明の変速制御手段あるいはトルク制御手段に相当する。
【００８２】
なお、この発明は上述した各具体例に限定されない。この発明で対象とする変速機は、図６に示すように内燃機関のトルクと第１モータ・ジェネレータ（もしくは電動機）のトルクとを遊星歯車機構を主体とする合成分配機構を介して出力部材に伝達し、さらにその出力部材に第２モータ・ジェネレータ（もしくは電動機）のトルクを変速機を介して伝達するいわゆる機械分配式のハイブリッド駆動装置における変速機が好適であるが、これ以外の構成のものであってもよく、要は、入力側に電動機が連結され、かつ摩擦係合装置に係合・解放によって変速が実行される変速機であればよい。また、この発明における電動機は、トルクを出力する電動機に限られず、上記の具体例で示したように、回生トルク（負のトルク）を発生し、かつそのトルクを制御可能なモータ・ジェネレータであってもよい。さらにこの発明における主動力源は、上記の具体例で示した内燃機関とモータ・ジェネレータと遊星歯車機構とを主体とする構成に限定されないのであって、要は、出力軸などの出力部材にトルクを出力し、かつそのトルクを制御できる動力装置であればよい。そして、この発明における摩擦係合装置は、上述したブレーキ以外に、摩擦力でトルクを伝達するクラッチであってもよい。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によれば、所定の係合圧が摩擦係合装置に作用している状態でのトルク容量を電動機のトルクに基づいて求めて、摩擦係合装置の係合圧とトルク容量との関係を学習し、その学習結果に基づいて変速機での変速を制御するので、摩擦係合装置のトルク容量が反映する変速機の出力トルクが所期どおりに制御され、ショックの悪化を防止もしくは抑制することができる。
【００８４】
また、請求項２の発明によれば、出力部材のトルクが変速機を構成している摩擦係合装置のトルク容量によって変化し、そのトルク容量が係合圧との関係として学習されているので、その学習結果に基づいて前記電動機もしくは主動力源のトルクが制御され、その場合、係合圧とトルク容量との関係が正確に求められているので、変速の際における係合圧に基づいて電動機もしくは主動力源のトルクを制御することにより出力部材のトルクを正確に制御でき、その結果、ショックの悪化を防止もしくは抑制することができる。
【００８５】
さらに、請求項３の発明によれば、変速中の回転数制御のために係合圧を制御するが、その係合圧に対応するトルク容量が学習されて両者の関係が正確に求められているので、係合圧に基づいて主動力源もしくは電動機のトルクを制御することにより、変速中の出力部材のトルクを所期どおりに制御でき、その結果、ショックの悪化を防止もしくは抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の制御装置による変速中の学習制御の例を説明するためのフローチャートである。
【図２】 この発明の制御装置による強制学習の制御例を説明するためのフローチャートである。
【図３】 変速中の学習制御の例を説明するためのタイムチャートである。
【図４】 学習されたトルク−油圧変換マップを模式的に示す図である。
【図５】 この発明で対象とするハイブリッド駆動装置の一例を模式的に示すブロック図である。
【図６】 そのハイブリッド駆動装置を更に具体的に示すスケルトン図である。
【図７】 図６に示す各遊星歯車機構についての共線図である。
【図８】 そのハイブリッド駆動装置における変速制御の一例を説明するための全体的なフローチャートである。
【符号の説明】
１…主動力源、 ２…出力部材（出力軸）、 ５…アシスト動力源（第２モータ・ジェネレータ）、 ６…変速機、 １０…内燃機関（エンジン）、 １１…第１モータ・ジェネレータ、 １２…遊星歯車機構、 Ｂ１，Ｂ２…ブレーキ。

Claims (3)

1. トルクを電気的に制御可能な電動機が入力側に連結されるとともに、摩擦係合装置の係合・解放の状態に応じて変速比が設定される変速機の制御装置において、
   前記電動機で生じさせているトルクと前記摩擦係合装置の係合圧とに基づいて、前記摩擦係合装置のトルク容量と係合圧との関係を学習する学習手段と、
   その学習手段による学習結果に基づいて前記変速機の変速制御をおこなう変速制御手段と
   を備えていることを特徴とする変速機の制御装置。
2. 主動力源からトルクの伝達される出力部材に前記電動機のトルクが伝達されるハイブリッド駆動装置に前記変速機が組み込まれるとともに、前記変速機の出力側に前記出力部材が連結され、
   前記変速制御手段は、前記変速機での変速中における前記電動機もしくは前記主動力源のトルクを前記学習手段による学習結果に基づいて制御する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の変速機の制御装置。
3. トルクを電気的に制御可能な電動機が入力側に連結されるとともに、変速中における所定の回転部材の回転数が摩擦係合装置の係合圧を調整することにより制御され、さらに出力側に連結された出力部材の変速中におけるトルクが前記出力部材に連結された主動力源もしくは前記電動機によって制御される変速機の制御装置において、
   前記電動機で生じさせているトルクと前記摩擦係合装置の係合圧とに基づいて、前記摩擦係合装置のトルク容量と係合圧との関係を学習する学習手段と、
   その学習手段による学習結果に基づいて変速中における前記主動力源もしくは電動機のトルクを制御するトルク制御手段と
   を備えていることを特徴とする変速機の制御装置。

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