离合器特性学习装置的制作方法

本发明涉及用于学习离合器特性的离合器特性学习装置。

背景技术：

以往，已知具有学习离合器特性的技术。在专利文献1的车辆用学习装置中，作为离合器特性，学习使离合器动作的动作构件的离合器行程(即，动作构件的移动量)和通过离合器开始传递扭矩的点(接触点)之间的关系。为此，在专利文献1的车辆用学习装置中，在通过设置在变速器的输出轴上的电动发电机行驶时，驱动发动机并使离合器完全切断。并且，在变速器为空挡状态下，使离合器慢慢地连接，检测变速器的输入轴的转速变为大于0而开始传递扭矩的点作为接触点。

另外，在专利文献2的离合器特性修正方法中，对根据发动机摩擦扭矩推定的离合器传递扭矩推定值和利用离合器传递扭矩推定时的离合器转速的差(发动机与电动发电机的转速差)以及利用离合器控制油压从控制用离合器特性图读取的离合器传递扭矩预测值进行比较，来检查误差。此时，基于电动发电机的转速与发动机的转速之差，选择预先存储在存储器中的多个离合器传递扭矩特性图中的一个来作为控制用图使用，并选择基于转速差的扭矩值最接近该离合器传递扭矩的离合器传递扭矩特性图。

专利文献1：日本特开2012-86596号公报

专利文献2：日本特开2010-105649号公报

然而，根据专利文献1的车辆学习装置，作为离合器特性，能够进行接触点的学习，但从接触点到行程最大的接合侧端点的行程与扭矩之间的关系不能学习以及修正。

另外，在专利文献2的离合器特性修正方法中，需要预先准备多个离合器传递扭矩特性图，从而占用ROM、RAM的容量。另外，实际的离合器传递扭矩也不一定与预先登记的多个特性图的特性中的某个吻合。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种离合器特性学习装置，能够解决上述的现有的技术问题，并且，无论行程的位置如何，都能够使用电机扭矩学习离合器的特性。

本发明的一个技术方案的离合器特性学习装置是混合动力车辆的离合器特性学习装置，该混合动力车辆具有：发动机，离合器，将来自所述发动机的发动机扭矩以与该离合器的动作构件的行程量对应的离合器的传递扭矩传递至变速器的输入轴，以及电动发电机，能够向所述输入轴或所述变速器的输出轴输出电机扭矩；该离合器特性学习装置具有控制部，该控制部在通过所述电动发电机向所述输入轴侧输出所述电机扭矩，且通过所述电动发电机将所述输入轴控制为恒定转速的状态下，能够使所述行程量变化，基于变化时的行程量与所述电机扭矩的变化量之间的关系来生成离合器的传递扭矩与所述动作构件的行程量的扭矩图。

根据该结构，由于电动发电机向输入轴侧输出电机扭矩并且将输入轴控制为恒定转速，因此，在发动机停止的情况下，若动作构件的行程量变化而离合器的传递扭矩增加，则为了使输入轴以恒定转速旋转所需要的电机扭矩增加。该电机扭矩的增加反映离合器传递扭矩的增加。由此，能够基于使动作构件的行程量变化时的行程量与电机扭矩的变化量之间的关系，获得表示离合器的动作构件的行程量与离合器传递扭矩之间的关系的扭矩图。另外，由于根据电机扭矩的变化量获得离合器传递扭矩，因此，与行程位置无关，能够针对任意的行程量获得表示行程量与离合器传递扭矩之间的关系的扭矩图。

在上述的离合器特性学习装置中，将与所述行程量对应的所述电机扭矩减去所述离合器完全切断时的所述电机扭矩得到的值作为与该行程量对应的所述传递扭矩，来生成所述扭矩图。

离合器完全切断时的电机扭矩不反映离合器传递扭矩，是为了使输入轴以恒定转速旋转所需要的扭矩。由此，根据上述的结构，针对各行程量，通过从电机扭矩减去为了使该输入轴以恒定转速旋转所需要的扭矩，能够获得离合器传递扭矩。

在上述的离合器特性学习装置中，所述控制部可以基于供给至所述电动发电机的电流来推定所述电机扭矩。

根据该结构，不使用扭矩传感器，也能够以简单的结构获取电机扭矩。

在上述的离合器特性学习装置中，所述控制部可以针对多个规定的行程量获取所述电机扭矩，并且通过插补来求得与未获取所述电机扭矩的行程量对应的所述传递扭矩，从而生成所述扭矩图。

根据该结构，在针对复杂的离散的行程量来获取电机扭矩的情况下，能够获得对与任意的行程量对应的传递扭矩进行规定的扭矩图。

在上述的离合器特性学习装置中，所述控制部可以针对多个规定的行程量来获取所述电机扭矩，并且针对各个所述规定的行程量，在所述电机扭矩稳定时，采用该电机扭矩作为用于生成所述扭矩图的所述电机扭矩。

通过该结构，通过使行程量变化，即使在用于将输入轴维持恒定转速的电机扭矩变化的情况下，也能够获取用于将输入轴维持恒定转速的与各行程量对应的电机扭矩。

在上述的离合器特性学习装置中，所述控制部可以在启动所述发动机时生成所述扭矩图，并且以使所述发动机扭矩慢慢地输出至所述输入轴的方式使所述行程量变化。

根据该结构，能够使用电机扭矩使发动机旋转至发动机能够启动转速，能够每次启动发动机都生成扭矩图。

本发明的一个技术方案的混合动力车辆具有：发动机；离合器，将来自所述发动机的发动机扭矩以与该离合器的动作构件的行程量对应的离合器的传递扭矩传递至变速器的输入轴；电动发电机，能够向所述输入轴或所述变速器的输出轴输出电机扭矩；以及上述的离合器特性学习装置。

根据该结构，由于电动发电机向输入轴侧输出电机扭矩并且将输入轴控制为恒定转速，因此，在发动机停止的情况下，若行程量变化而离合器的传递扭矩增加，则为了使输入轴以恒定转速旋转所需要的电机扭矩增加。该电机扭矩的增加反映离合器传递扭矩的增加。由此，基于使行程量变化时的行程量与电机扭矩之间的关系，能够获得表示离合器的行程量与离合器传递扭矩之间的关系的扭矩图。另外，由于离合器传递扭矩通过电机扭矩的变化量获得，因此，与行程位置无关，能够针对任意的行程量获得表示行程量与离合器传递扭矩之间的关系的扭矩图。

上述的混合动力车辆还可以具有变速器，该变速器包括所述输入轴、输出轴、对以多个旋转比中任一个旋转比与所述输入轴旋转连接的扭矩传递状态和与所述输入轴不旋转连接的扭矩非传递状态进行切换的机构，在所述变速器处于扭矩非传递状态时，所述离合器特性学习装置也可以进行将所述电动发电机的转速变为恒定的控制，并且控制所述行程量来获取所述行程量与所述电机扭矩。

根据该结构，能够在混合动力车辆不借助电机扭矩进行行驶的情况下，不影响混合动力车辆的行驶地学习离合器特性。

发明的效果

根据本发明，基于使离合器的动作构件的行程量变化时的行程量与电机扭矩之间的关系，能够与行程位置无关地获得离合器的动作构件的行程量与传递扭矩之间的关系。

附图说明

图1是示意性地示出本发明的实施方式的混合动力车辆的系统结构的图。

图2是本发明的实施方式的发动机启动时的离合器特性学习的流程图。

图3是执行本发明的实施方式的流程图时的时序图的例子。

图4是本发明的实施方式的电机扭矩稳定性判断的子程序的流程图。

图5是表示本发明的实施方式的扭矩图的例子的图表。

附图标记的说明如下：

100 混合动力车辆

1 发动机

11 曲轴

2 离合器

3 变速器

31 输入轴

32 输出轴

6 电动发电机

9 控制部

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。此外，下面说明的实施方式表示实施本发明的情况的一个例子，但本发明并不限定于下面说明的具体结构。本发明的实施也可以合适地采用与实施方式相应的具体结构。

图1是示意性地示出本发明的实施方式的混合动力车辆的系统结构的图。在图1中，只示出混合动力车辆的构成构件中的与离合器特性学习装置相关联的构成构件。混合动力车辆100具有作为内燃机的发动机1、离合器2、变速器3、差动装置(差速器)4、轮胎5、电动发电机6、变换器(Inverter)7、蓄电池8以及控制部9。

发动机1是混合动力车辆100的动力源，将燃料的燃烧能量变换为作为输出轴的曲轴11的旋转运动并输出。曲轴11经由离合器2与变速器3的输入轴31连接。

离合器2是摩擦接合式的干式离合器，配置在发动机1的曲轴11与变速器3的输入轴31之间。能够根据所输入的控制量对离合器2的接合程度进行控制，通过调整该接合程度而使离合器2形成如下三种状态，即，传递从发动机1侧供给的动力(旋转力或旋转扭矩)的连接状态、不进行传递的切断状态以及以连接状态与切断状态中间的状态一边打滑一边接触的打滑状态。

离合器2具有飞轮211、离合器片212、压板213、隔膜簧214、动作构件(例如，分离轴承、柱塞构件)215以及未图示的离合器盖等。通过隔膜簧214的作用力，离合器片212与压板213、飞轮211与离合器片212分别接触而产生摩擦力。通过该摩擦力，变为在曲轴11与输入轴31之间经由离合器2传递动力的连接状态。

控制部9调整离合器2的接触程度。具体而言，控制部9通过提高液压促动器的液压使动作构件215向图1的左侧移动，从而使隔膜簧214向轴向的左侧弯曲。由此，隔膜簧214按压压板213的按压力降低，从而离合器片212与压板213、飞轮211与离合器片213的接触都被解除。其结果，离合器2经过打滑状态变为切断状态。

在连接状态下，飞轮211与离合器片213接触且以相同的转速一体旋转。在打滑状态下，飞轮211与离合器片212接触且以相互不同的转速旋转。在切断状态下，飞轮211与离合器片213被切断，从而不传递动力。被液压促动器驱动的动作构件215能够控制离合器2的打滑状态下的动力的传递程度。

在离合器2中能够传递的最大扭矩即离合器2的扭矩容量根据隔膜簧214按压压板213的按压力的大小变化。在下面的说明中，将由该离合器2能够传递的扭矩记载为“离合器扭矩”，将通过液压促动器进行液压控制使隔膜簧214移动的动作构件215的轴向上的移动量定义为行程量。在离合器2中，能够通过调节行程量控制离合器扭矩。

变速器3的输入轴31与离合器2的离合器片212花键嵌合。变速器3具有能够分离和彼此啮合的多个齿轮对。输出轴32与输入轴31可选择地形成以多个旋转比中的任一旋转比相互旋转连接的扭矩传递状态和未相互旋转连接的扭矩非传递状态。变速器3的输出轴32与差动装置4旋转连接。输出轴32的扭矩传递至差动装置4，从而轮胎5旋转。

另外，电动发电机6的第一轴61经由第一连接部62与变速器3的输出轴32旋转连接，第二轴63经由第二连接部64与变速器3的输入轴31旋转连接。

发动机1、离合器2、变速器3、电动发电机6、第一连接部62、第二连接部64的各动作通过控制部9控制。特别地，控制部9指示发动机1进行启动，通过控制离合器2的液压促动器的液压来调节行程量，另外，控制变速器3的变速，控制第一连接部62以及第二连接部64的分离和连接。

在上述的结构中，在使用发动机1的扭矩使混合动力车辆100行驶的情况下，使离合器2连接，从发动机1的曲轴11向变速器3的输入轴31传递发动机1的扭矩(下面，称为“发动机扭矩”)。变速器3以多个规定的齿轮比中的任一齿轮比对输入轴31的旋转进行变速，使输出轴32旋转。

另一方面，在上述的结构中，在使用电动发电机6的扭矩(下面，称为“电机扭矩”)使混合动力车辆100行驶的情况下，使第二连接部64连接来将电动发电机6的输出输入至变速器3的输入轴31，并以多个规定的齿轮比中的任一齿轮比对输入轴31的旋转进行变速，从而使输出轴32旋转。或者，也能够使第一连接部62连接，将电动发电机6的输出直接输入至变速器3的输出轴32。

电动发电机6用于启动发动机1。在该情况下，使第二连接部64连接来将电机扭矩传递至输入轴31，从而利用电动发电机6使输入轴31旋转。并且，通过使离合器2连接使发动机1的曲轴11旋转。由此，能够将电动发电机6用作启动电机来启动发动机1。

在本实施方式中，如上所述，在将电动发电机6用作启动电机来启动发动机1时，学习离合器特性。离合器特性学习的概要如下。即，在将离合器2与发动机1连接前，利用电动发电机6使变速器3的输入轴31的转速形成为与发动机能够启动转速相当的转速，从此时开始使发动机1与离合器2慢慢地连接。此时，通过控制部9对电动发电机6以使转速变得恒定的方式进行转速控制。

在离合器2与发动机1连接时，为了使发动机1旋转，离合器2向发动机1传递扭矩。这样一来，由于电动发电机6的转速要下降，因此，通过转速控制会使电机扭矩增加。该增加的电机扭矩与离合器2传递的扭矩变得相等。因此，通过观察离合器2连接过程中的电机扭矩的增加，能够学习相对于离合器2的行程量(离合器行程)的离合器2的传递扭矩(离合器传递扭矩)。

离合器传递扭矩的学习(离合器特性学习)的顺序的概要如下。

(1)以使变速器3的输入轴31的转速变为发动机能够启动转速的方式控制电动发电机6的转速，存储此时的电机扭矩M1。

(2)控制离合器行程，将其变为想学习的行程量。

(3)存储离合器行程达到目标行程量时的实际电机扭矩(Mx)。

(4)重复(2)以及(3)的动作，存储每次的实际电机扭矩(Mx)。

(5)在发动机1开始旋转后，使离合器行程变为最大(使离合器2完全地连接)，终止学习。

(6)根据存储的多个实际电机扭矩Mx来生成规定离合器2的行程量与离合器传递扭矩之间的关系的扭矩图。

下面，具体地说明离合器传递扭矩的学习。图2是发动机启动时的离合器特性学习的流程图。图3是执行图2的流程图的情况的时序图的例子。离合器特性学习通过控制部9执行。此时，控制部9作为离合器特性学习装置发挥作用。此外，离合器特性学习装置也可以与控制部9分体设置。

在发动机1停止的状态下，发动机1启动时，控制部9开始进行将电动发电机6的转速维持在X1的转速控制(步骤S21)。该X1是将输入轴31变为发动机能够启动转速的电动发电机6的转速。在图3的例子中，在时刻T1执行该指示，从而开始对电动发电机6进行转速控制。

此时，变为如下状态，第二连接部64连接，第一连接部62处于非连接状态，电机扭矩被传递至变速器3的输入轴31。由此，如图3所示，在电动发电机6的转速上升时，随之变速器3的输入轴31的转速也上升。此外，离合器2处于非传递状态，因此发动机1的曲轴11的转速保持为0。另外，在变速器3中，输入轴31的旋转不会传递至输出轴32，因此，输出轴32的转速也保持为0。

接着，控制部9进行电机扭矩是否稳定的判断(电机扭矩稳定性判断)(步骤S22)。图4是电机扭矩稳定性判断的子程序的流程图。控制部9推定电机扭矩。控制部9根据对电动发电机6输出的电流值推定。即，控制部9测量输出至电动发电机6的电流值，或者以规定的周期计算根据该电流值所推定的电机扭矩的值。

控制部9计算出电机扭矩的本次值与电机扭矩的前次值的差，即电机扭矩的变化量ΔT(步骤S51)。然后，控制部9判断变化量ΔT是否在规定的阈值A以下(步骤S52)。在变化量ΔT不在阈值A以下的情况下(在步骤S52中为否)，将计数Cu复位(Cu＝0)(步骤S53)，并重复步骤S51。在变化量ΔT变为阈值A以下的情况下(在步骤S52中为是)，开始计数(Cu＝Cu+1)(步骤S54)。

在开始计数时，控制部9判断计数Cu的值是否在阈值B以上(步骤S55)。在计数Cu的值小于阈值B的情况下(在步骤S55中为否)，再次返回步骤S51来计算变化量ΔT。在变化量ΔT连续B次以上为阈值A以上时(在步骤S55中为是)，控制部9判断为电机扭矩稳定(步骤S56)。

在判断为电机扭矩稳定时，图2的流程为，结束步骤S22的电机扭矩稳定性判断的子程序，控制部9将此时的实际电机扭矩作为电机扭矩M1进行存储(步骤S23)。在图3的例子中，在时刻T2，电机扭矩稳定，从而将此时的电机扭矩作为电机扭矩M1进行存储。此外，如图3所示，在离合器2完全切断的状态下，电机扭矩稳定是指，被转速控制的电动发电机6的转速变为目标值X1并稳定。

在电动发电机6的转速稳定为目标值X1时，控制部9开始进行使离合器2的离合器行程增加至行程量C1的控制(步骤S24)，进行电机扭矩稳定性判断(步骤S25)。电机扭矩稳定性判断的子程序如图4的说明。在判断为电机扭矩稳定时，控制部9将此时的实际电机扭矩作为电机扭矩M2进行存储(步骤S26)。在图3的例子中，在时刻T3判断为电机扭矩稳定，从而将此时的实际电机扭矩作为电机扭矩M2进行存储。此外，如图3所示，在离合器2的目标行程量为C1的状态下，电机扭矩稳定是指，离合器2的行程量变为C1并稳定。

在离合器2的行程量稳定为C1时，控制部9开始进行使离合器2的离合器行程增加至行程量C2的控制(步骤S27)，进行电机扭矩稳定性判断(步骤S28)。电机扭矩稳定性判断的子程序如图4的说明。在判断为电机扭矩稳定时，控制部9将此时的实际电机扭矩作为电机扭矩M3进行存储(步骤S29)。在图3的例子中，在时刻T4判断为电机扭矩稳定，将此时的实际电机扭矩作为电机扭矩M3进行存储。此外，如图3所示，在离合器2的目标行程量为C2的状态下，电机扭矩稳定是指，离合器2的行程量变为C2并稳定。

在离合器2的行程量稳定为C2时，控制部9开始进行使离合器2的离合器行程增加至行程量C3的控制(步骤S30)，进行电机扭矩稳定性判断(步骤S31)。电机扭矩稳定性判断的子程序如图4的说明。在判断为电机扭矩稳定时，控制部9将此时的实际电机扭矩作为电机扭矩M4进行存储(步骤S32)。此外，如图3所示，在离合器2的目标行程量为C3的状态下，电机扭矩稳定是指，离合器2的行程量变为C3并稳定。

在离合器2的行程量稳定为C3时，控制部9开始进行使离合器2的离合器行程增加至行程量C4的控制(步骤S33)，判断发动机1的曲轴11的转速(发动机转速)是否在阈值Ne1以上(步骤S34)。该阈值Ne1只要是能够判断发动机1的曲轴11开始旋转的值即可，设定为远小于发动机1的能够启动转速X1的值。此外，在步骤S33中，也可以判断发动机转速是否大于0，来取代对发动机转速是否在阈值Ne1以上的判断。

即使进行将行程量变为C4的控制，在发动机转速未达到Ne1的情况下(在步骤S34中为否)，也进行电机扭矩稳定性判断(步骤S35)，在电机扭矩稳定时，将此时的实际电机扭矩作为电机扭矩M4进行存储(步骤S36)，而且，进行将离合器行程变为C5的控制(步骤S37)。然后，返回步骤S34，判断发动机转速是否达到阈值Ne1。重复进行步骤S35～S37的处理，直到发动机转速达到阈值Ne1为止。

在图3的例子中，在时刻T5，判断为发动机1的转速已达到阈值Ne1，但在外界空气的温度低的情况或离合器片212磨损等情况下，存在即使行程量变大，离合器传递扭矩也不会上升，发动机1的转速不会达到Ne1的情况。因此，在步骤S34中，在行程量变为C4时，判断发动机1的转速是否变为阈值Ne1，在发动机1的转速未变为阈值Ne1的情况下，如上所述，进行步骤S35～S37的处理，以使行程量进一步增加。

在发动机转速达到阈值Ne1(发动机1的曲轴11开始旋转)时(在步骤S34中为是)，控制部9开始进行使离合器行程增加至最大的Cmax的控制(步骤S38)。然后，判断发动机转速是否已达到发动机能够启动转速Ne2(步骤S39)。进行将离合器行程的目标值变为最大值Cmax的控制直到发动机转速达到发动机能够启动转速Ne2为止(在步骤S39中为否)，在发动机转速达到发动机能够启动转速Ne2时(在步骤S39中为是)，控制部9进行将离合器行程变为完全切断的C0的控制，同时控制部9进行控制，以使电机转速变为0(步骤S40)。此外，发动机能够启动转速Ne2也可以设定为例如400～500rpm中的任一个值。

在图3的例子中，在时刻T6，发动机转速达到发动机启动转速Ne2。从此时开始切断离合器2，在时刻T7，若离合器完全切断，则控制部9启动发动机1。

并且，控制部9使用通过一连串的控制所得的多个电机扭矩M1、M2......，来制作表示离合器2的行程量与离合器传递扭矩之间的关系的扭矩图。

图5是表示扭矩图的例子的图表。各行程量的离合器传递扭矩Tc能够求出为各行程量的实际电机扭矩减去电机扭矩M1而得到的值。即，离合器传递扭矩Tc＝实际电机扭矩-M1。在图3的例子中，在离合器2的行程量C1、C2、C3，由于得到了实际电机扭矩M2、M3、M4，因此，各行程量的离合器传递扭矩为M2-M1、M3-M1、M4-M1这三点。

将上述M2-M1、M3-M1、M4-M1这三点描绘在行程量与离合器传递扭矩的曲线上，并通过利用线性插补等的插补方法来在这些点之间进行插补，能够获得规定行程量与离合器传递扭矩之间的关系的扭矩图。此外，就不能学习的部分而言，也可以采用与上次相同的值。

控制部9利用制作的该扭矩图对过去的扭矩图进行更新，在混合动力车辆100行驶中，在指定要求离合器扭矩时，参照更新的最新扭矩图来求得所需的行程量。

如上所述，在发动机启动时，作为本实施方式的离合器特性学习装置的控制部9利用作为启动电机所使用的电机扭矩来进行离合器特性的学习，因此，在行驶中不会产生在进行离合器特性学习时产生的扭矩损失。另外，由于在发动机1的每次启动都能够进行学习，因此，离合器特性的学习以及扭矩图的更新的机会增加，这样，由于扭矩图频繁地被更新，因此，能够抑制因离合器2的老化所引起的驾驶性能的恶化。

另外，根据本实施方式的控制部9，由于通过插补能够获得图5所示的连续的扭矩图，因此，通过参照该扭矩图，能够获得与任意的要求离合器扭矩相对应的行程量。而且，通过插补也能够获得离合器传递扭矩上升的接触点的值。

此外，在上述的实施方式中，电动发电机6的第一轴61能够经由第一连接部62与变速器3的输出轴32旋转连接，但也可以没有所述的第一轴61以及第一连接部62。

另外，控制部9也可以由每个控制对象(发动机1、离合器2、变速器3等)各自的控制部构成，在该情况下，各控制部也可以相互利用CAN(Controller Area Network：控制器局域网)以能够相互通信的方式连接。