DE112019001446T5

DE112019001446T5 - Kupplungssteuerungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019001446T5
Application number: DE112019001446.3T
Authority: DE
Inventors: Shuuichi Yahagi
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2019-03-14
Publication date: 2020-12-10
Also published as: CN111902645B; US20210025461A1; JP7127311B2; WO2019181712A1; US11199230B2; JP2019163784A; CN111902645A

Abstract

Diese Kupplungssteuerungsvorrichtung wird mit Folgendem bereitgestellt: einem ersten Ventil; einem zweiten Ventil; einer Ventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb sowohl des ersten Ventils als auch des zweiten Ventils zu steuern; einer Betriebsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Betriebsbestimmung für die Kupplungsvorrichtung durchzuführen; und einer Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit, die bestimmt, ob eine Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung beendet wurde. Die Ventilsteuerungseinheit unterzieht sowohl das erste Ventil als auch das zweite Ventil einer Öffnungssteuerung, wenn von der Betriebsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass ein Ein-/Ausschaltvorgang erforderlich ist. Wenn von der Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit festgestellt wird, dass die Inbetriebnahme abgeschlossen ist, unterzieht die Ventilsteuerungseinheit das zweite Ventil einer Schließsteuerung.

Description

GEBIET DER TECHNIK
Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Kupplungssteuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um das Ausrücken und Einrücken einer Kupplungsvorrichtung durch Steuerung der Zufuhr und des Auslasses eines Arbeitsfluids zu und von einem Kupplungsaktuator zu steuern.
STAND DER TECHNIK
Es ist eine Technologie bekannt, bei der eine Kupplung, d. h. eine Kupplungsvorrichtung zwischen einem Motor und einem Getriebemechanismus angeordnet ist und das Ausrücken und Einrücken der Kupplungsvorrichtung gesteuert wird, um die Übertragung einer Antriebskraft zwischen dem Motor und dem Getriebemechanismus zu steuern. Ferner ist auch eine Technologie zur Steuerung des Ausrückens und Einrückens einer Kupplungsvorrichtung unter Verwendung eines Fluids (Arbeitsfluids) wie Luft oder Hydrauliköl bekannt.
Beispielsweise offenbart Patentliteratur 1 eine Kupplungsvorrichtung, bei der das Ausrücken und Einrücken durch Steuerung der Zufuhr und des Auslasses eines Arbeitsfluids zu und aus einer Zylinderkammer (d. h. einer Druckkammer) eines Kupplungsaktuators gesteuert wird. In der Kupplungsvorrichtung wird eine Rückholfeder zwischen dem einen Endabschnitt einer Kupplungsscheibe und einem mechanischen Automatikgetriebe bereitgestellt, um die Kupplungsscheibe anzutreiben. Wenn dann ein Arbeitsfluid in die Zylinderkammer des Kupplungsaktuators geschickt wird, wird eine Ausrückgabel in eine erste Richtung gedrückt, wenn sich ein Kolben des Kupplungsaktuators bewegt, und infolgedessen wird das Einrücken der Kupplungsvorrichtung ausgerückt, d. h. gegen die Druckkraft der Rückholfeder gelöst. Wenn andererseits das Arbeitsfluid in der Zylinderkammer des Kupplungsaktuators ausgelassen wird, wird die Ausrückgabel durch die Druckkraft der Rückholfeder in eine zweite, der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung gedrückt, und das Einrücken der Kupplungsvorrichtung wird verbunden.
LISTE DER ANFÜHRUNGEN
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP-A-2012-2236
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
In der oben beschriebenen Kupplungsvorrichtung wird manchmal ein Federelement mit einer Hystereseeigenschaft verwendet. Wenn beispielsweise in der oben beschriebenen Kupplungsvorrichtung eine Membranfeder verwendet wird, kann das Verhalten der Membranfeder in einem elastisch verformten Zustand durch die Hysterese beeinflusst werden, wenn das Einrücken der Kupplungsvorrichtung in einem Ausrückzustand von dem Ausrückzustand in einen Einrückzustand geändert wird. Ein solcher Effekt kann zu einer Verzögerung der Inbetriebnahme des Kolbens in der Kupplungsvorrichtung, wie oben beschrieben, führen.
Andererseits kann beispielsweise bei der oben beschriebenen Kupplungsvorrichtung, wenn das Einrücken der Kupplungsvorrichtung in dem Einrückzustand von dem Einrückzustand in den Ausrückzustand geändert wird, ein Strömungsweg des Arbeitsfluids zu der Zylinderkammer nicht ausreichend mit dem Arbeitsfluid gefüllt sein, d. h. das Arbeitsfluid kann freigegeben werden. In einem solchen Fall kann es zu einer Verzögerung bei der Inbetriebnahme des Kolbens kommen, nachdem ein Ventil zur Zufuhr des Arbeitsfluids gesteuert wurde. Eine solche Verzögerung bei der Inbetriebnahme verringert das Ansprechverhalten bei der Steuerung der Kupplungsvorrichtung.
Daher stellt die Technologie der vorliegenden Offenbarung eine Kupplungssteuerungsvorrichtung bereit, die in der Lage ist, das Ansprechverhalten zu einem Zeitpunkt des Beginns eines Ausrück- und Einrückschaltvorgangs einer Kupplungsvorrichtung zu verbessern.
TECHNISCHE LÖSUNG
Eine Technologie der vorliegenden Offenbarung stellt eine Kupplungssteuerungsvorrichtung bereit, die konfiguriert ist, um das Umschalten zwischen dem Ausrücken und Einrücken einer Kupplungsvorrichtung zu steuern, indem eine Druckkraft eines elastischen Elements auf ein Kupplungselement in der Kupplungsvorrichtung eingestellt wird, wobei die Druckkraft durch die Steuerung der Bewegung eines Kolbens eines Kupplungsaktuators eingestellt wird, und der Kupplungsaktuator eine in einem Zylinder ausgebildete Druckkammer umfasst und der Kolben in dem Zylinder entsprechend dem Druck eines Arbeitsfluids in der Druckkammer beweglich bereitgestellt wird, wobei die Kupplungssteuerungsvorrichtung Folgendes umfasst: ein erstes Ventil, das bereitgestellt wird, um den Druck des Arbeitsfluids in der Druckkammer einzustellen; ein zweites Ventil, das bereitgestellt wird, um den Druck des Arbeitsfluids in der Druckkammer einzustellen; eine Ventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb sowohl des ersten Ventils als auch des zweiten Ventils zu steuern; eine Betriebsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Betriebsbestimmung der Kupplungsvorrichtung durchzuführen; und eine Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist, wenn die Steuerung durch die Ventilsteuerungseinheit begonnen wird, wobei die Ventilsteuerungseinheit zu Folgendem konfiguriert ist: Durchführen einer Öffnungssteuerung sowohl an dem ersten Ventil als auch an dem zweiten Ventil, wenn durch die Betriebsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass ein Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung notwendig ist; und Durchführen einer Schließsteuerung an dem zweiten Ventil, wenn durch die Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist.
Die Kupplungssteuerungsvorrichtung umfasst Folgendes: ein erstes Zufuhrventil zum Steuern der Zufuhr des Arbeitsfluids zu der Druckkammer; und ein zweites Zufuhrventil zum Steuern der Zufuhr des Arbeitsfluids zu der Druckkammer, wobei die Ventilsteuerungseinheit eine erste Zufuhrventilsteuerungseinheit, die zum Steuern des Betriebs des ersten Zufuhrventils konfiguriert ist, und eine zweite Zufuhrventilsteuerungseinheit, die zum Steuern des Betriebs des zweiten Zufuhrventils konfiguriert ist, umfassen kann; und wenn durch die Betriebsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass der Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung durch Zuführen von Arbeitsfluid zu der Druckkammer notwendig ist, können sowohl das erste Zufuhrventil als auch das zweite Zufuhrventil der Öffnungssteuerung unterzogen werden, und wenn durch die Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist, kann das zweite Zufuhrventil der Schließsteuerung unterzogen werden, während das erste Zufuhrventil geöffnet bleibt.
Die Kupplungssteuerungsvorrichtung umfasst Folgendes: ein erstes Auslassventil zum Steuern des Auslasses des Arbeitsfluids in der Druckkammer; und ein zweites Auslassventil zum Steuern des Auslasses des Arbeitsfluids in der Druckkammer, wobei die Ventilsteuerungseinheit eine erste Auslassventilsteuerungseinheit, die zum Steuern des Betriebs des ersten Auslassventils konfiguriert ist, und eine zweite Auslassventilsteuerungseinheit, die zum Steuern des Betriebs des zweiten Auslassventils konfiguriert ist, umfassen kann; und wenn durch die Betriebsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass der Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung durch Auslassen des Arbeitsfluids aus der Druckkammer notwendig ist, können sowohl das erste Auslassventil als auch das zweite Auslassventil der Öffnungssteuerung unterzogen werden, und wenn durch die Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist, kann das zweite Auslassventil der Schließsteuerung unterzogen werden, während das erste Auslassventil geöffnet bleibt.
VORTEILHAFTE WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der obigen Technologie der vorliegenden Offenbarung ist es mit der obigen Konfiguration möglich, das Ansprechverhalten zu einem Zeitpunkt des Beginns eines Ausrück- und Einrückschaltvorgangs einer Kupplungsvorrichtung zu verbessern.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Kupplungssystems, auf das eine Kupplungssteuerungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angewendet wird.
2 ist ein Blockdiagramm einer Steuerungsvorrichtung in dem Kupplungssystem von 1.
3 ist ein Flussdiagramm der Steuerung des Kupplungsausrückvorgangs in der Steuerungsvorrichtung von 2.
4 ist ein Flussdiagramm der Steuerung des Kupplungseinrückvorgangs in der Steuerungsvorrichtung von 2.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Im Folgenden wird eine Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die gleichen Komponenten werden durch die gleichen Referenzzahlen bezeichnet, und auch die Namen und Funktionen dieser Komponenten sind die gleichen. Daher werden ausführliche Beschreibungen derselben Komponenten nicht wiederholt.
1 ist ein schematisches Konfigurationsdiagramm eines Kupplungssystems 1 einschließlich einer Kupplungssteuerungsvorrichtung 2 gemäß einer Ausführungsform der Technologie der vorliegenden Offenbarung.
Das Kupplungssystem 1 umfasst eine Kupplungsvorrichtung 10, einen Kupplungsaktuator 20, die Kupplungssteuerungsvorrichtung 2 und einen Hubsensor 18.
Die Kupplungsvorrichtung 10 umfasst ein Schwungrad 12, eine Kupplungsscheibe 13, eine Druckplatte 14, eine Kupplungsabdeckung 15, eine Membranfeder 16 und ein Ausrücklager 17. Die Kupplungsscheibe 13 konfiguriert ein Kupplungselement, und die Membranfeder 16 ist ein Federelement, d. h. ein elastisches Element.
Das Schwungrad 12 ist einstückig drehbar mit einer Kurbelwelle 11 verbunden, auf die eine Antriebskraft eines Motors (nicht abgebildet) übertragen wird. Die Kupplungsabdeckung 15 ist an einer äußeren Umfangskante des Schwungrads 12 auf einer der Kurbelwelle 11 gegenüberliegenden Seite befestigt.
Die Kupplungsscheibe 13 umfasst einen Befestigungsabschnitt 13A, der koaxial zu der Kurbelwelle 11 angeordnet ist und über eine Keilverzahnung an eine Eingangswelle 31 eines Getriebes (nicht abgebildet) angepasst ist, um axial beweglich und einstückig drehbar zu sein, einen ringförmigen Scheibenhauptkörperabschnitt 13B, der an einem äußeren Umfangsabschnitt des Befestigungsabschnitts 13A befestigt ist, und Reibungsplatten 13C, die auf beiden Seiten eines äußeren Randabschnitts des Scheibenhauptkörperabschnitts 13B befestigt sind.
Die Druckplatte 14 ist auf der Kupplungsscheibe 13 auf einer dem Schwungrad 12 gegenüberliegenden Seite angeordnet, um die Reibungsplatte 13C berühren zu können. Die Membranfeder 16 ist so angeordnet, dass ein äußerer Randbereich davon eine Fläche der Druckplatte 14 auf der dem Schwungrad 12 gegenüberliegenden Seite berühren kann, und daher, wenn die Druckplatte 14 durch die Membranfeder 16 gedrückt wird, die Kupplungsscheibe 13 gegen das Schwungrad 12 gedrückt werden kann. Wenn sie nicht durch die Membranfeder 16 gedrückt wird, wird die Druckplatte 14 durch eine Feder (nicht abgebildet) auf die dem Schwungrad 12 gegenüberliegende Seite bewegt, sodass die Kupplungsscheibe 13 nicht gegen das Schwungrad 12 gedrückt wird.
Die Membranfeder 16 ist im unbelasteten Zustand ein im Wesentlichen konisches Federelement, und ein Zwischenabschnitt der Membranfeder 16 zwischen einem inneren Randabschnitt und dem äußeren Randabschnitt ist an der Kupplungsabdeckung 15 befestigt. Der äußere Randabschnitt der Membranfeder 16 ist so angeordnet, dass er mit der Druckplatte 14 auf der dem Schwungrad 12 gegenüberliegenden Seite in Kontakt kommt, und der innere Randabschnitt der Membranfeder 16 ist so angeordnet, dass er mit einer Fläche des Ausrücklagers 17 auf einer Seite des Schwungrads 12 in Kontakt kommt.
In der vorliegenden Ausführungsform drückt, wenn das Ausrücklager 17 den inneren Randabschnitt der Membranfeder 16 nicht in Richtung der Seite des Schwungrades 12 drückt, der äußere Randabschnitt der Membranfeder 16 die Druckplatte 14 in Richtung des Schwungrades 12, sodass die Kupplungsscheibe 13 gegen das Schwungrad 12 gedrückt wird, d. h. die Kupplungsvorrichtung 10 in einen Einrückzustand gebracht wird. Kurz gesagt ist die Membranfeder 16 so konfiguriert, dass sie durch Ausüben einer Druckkraft auf das Kupplungselement 13 wirkt. Wenn andererseits das Ausrücklager 17 den inneren Randabschnitt der Membranfeder 16 in Richtung der Seite der Membranfeder 12 drückt, bewegt sich der äußere Randabschnitt der Membranfeder 16 in Richtung der dem Schwungrad 12 gegenüberliegenden Seite, und der äußere Randabschnitt der Membranfeder 16 drückt nicht auf die Druckplatte 14, sodass die Kupplungsscheibe 13 nicht gegen das Schwungrad 12 gedrückt wird, d. h. die Kupplungsvorrichtung 10 wird in einen Ausrückzustand gebracht. Kurz gesagt wird auf diese Weise die von der Membranfeder 16 auf die als Kupplungselement dienende Kupplungsscheibe 13 ausgeübte Druckkraft aufgehoben.
Das Ausrücklager 17 ist so konfiguriert, dass eine Seite des Schwungrads 12 eines Innenrings den inneren Randabschnitt der Membranfeder 16 berührt und eine dem Schwungrad 12 gegenüberliegende Seite eines Außenrings mit einem Kolben 22 des später beschriebenen Kupplungsaktuators 20 verbunden ist, sodass die Membranfeder 16 und der Kolben 22 relativ zueinander drehbar sind und das Ausrücklager 17 in axialer Richtung der Eingangswelle 31 beweglich ist, wenn sich der Kolben 22 in axialer Richtung bewegt.
Der Kupplungsaktuator 20 hat einen Zylinder 21, der so angeordnet ist, dass er um die Eingangswelle 31 relativ drehbar ist, und einen Kolben 22, der im Inneren des Zylinders 21 bereitgestellt wird, um in axialer Richtung beweglich zu sein. Eine Druckkammer 23 wird durch eine Fläche des Kolbens 22 auf der dem Schwungrad 12 gegenüberliegenden Seite und eine Innenwand des Zylinders 21 ausgebildet, und eine offene Kammer 24 wird durch eine äußere Umfangsfläche des Kolbens 22, eine Fläche des Kolbens 22 auf der Seite des Schwungrads 12 und die Innenwand des Zylinders 21 ausgebildet. Die Druckkammer 23 kann als eine Zylinderkammer bezeichnet werden.
Der Zylinder 21 ist mit Zufuhrrohren 25A und 25B für die Zufuhr von Luft (ein Beispiel für ein Arbeitsfluid) in die Druckkammer 23 und Auslassrohren 26A und 26B zum Auslassen der Luft aus der Druckkammer 23 bereitgestellt. Da Luft als Arbeitsfluid verwendet wird, kann hier das Zufuhrrohr 25 als ein Luftzufuhrrohr und die Auslassrohre 26A und 26B können als ein Luftauslassrohr bezeichnet werden. Ferner ist der Zylinder 21 mit einem Öffnungsloch 21A zur Verbindung der offenen Kammer 24 mit dem Äußeren (z. B. dem Äußeren unter atmosphärischem Druck) ausgebildet.
Gemäß dem Kupplungsaktuator 20 kann durch Zufuhr von Luft in die Druckkammer 23 der Kolben 22 in Richtung der Seite des Schwungrades 12 bewegt und die Kupplungsvorrichtung 10 in den Ausrückzustand gebracht werden. Andererseits kann durch Auslassen von Luft aus der Druckkammer 23 der Kolben 22 durch eine elastische Kraft der Membranfeder 16 in Richtung der dem Schwungrad 12 gegenüberliegenden Seite bewegt und die Kupplungsvorrichtung 10 in den Einrückzustand gebracht werden.
Die Kupplungssteuerungsvorrichtung 2 umfasst ein erstes Zufuhrventil 41A und ein zweites Zufuhrventil 41B, die parallel zwischen einer Zufuhrseite für die Zufuhr von Luft (Luftzufuhrseite in 1) und den Zufuhrrohren 25A, 25B angeordnet sind, ein erstes Auslassventil 42A und ein zweites Auslassventil 42B, die parallel zwischen einer Auslassseite für das Auslassen von Luft (Luftauslassseite in 1) und den Auslassrohren 26A, 26B angeordnet sind, und eine Steuerungsvorrichtung, die eine Funktionseinheit umfasst, die konfiguriert ist, um diese Ventile 41A, 41B, 42A und 42B getrennt zu steuern. Die Steuerungsvorrichtung entspricht einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) 50. Das heißt, die ECU 50 umfasst eine Ventilsteuerungseinheit 50V, die konfiguriert ist, um den Betrieb jedes dieser Ventile zu steuern. Die Ventilsteuerungseinheit 50V umfasst eine erste Zufuhrventilsteuerungseinheit 50A, die konfiguriert ist, um den Betrieb des ersten Zufuhrventils 41Azu steuern, eine zweite Zufuhrventilsteuerungseinheit 50B, die konfiguriert ist, um den Betrieb des zweiten Zufuhrventils 41B zu steuern, eine erste Auslassventilsteuerungseinheit 50C, die konfiguriert ist, um den Betrieb des ersten Auslassventils 42A zu steuern, und eine zweite Auslassventilsteuerungseinheit 50D, die konfiguriert ist, um den Betrieb des zweiten Auslassventils 42B zu steuern. Ferner umfasst die ECU 50 eine Betriebsbestimmungseinheit 50E (eine Funktionseinheit, die der Betriebsbestimmungseinheit entspricht), die konfiguriert ist, um eine Betriebsbestimmung der Kupplungsvorrichtung 10 vorzunehmen. Die von der Betriebsbestimmungseinheit 50E vorgenommene Betriebsbestimmung der Kupplungsvorrichtung 10 umfasst die Bestimmung, ob es notwendig ist, einen Einrückvorgang der Kupplungsvorrichtung 10 durchzuführen, d. h. einen Kupplungseinrückvorgang, die Bestimmung, ob der Kupplungseinrückvorgang beendet werden soll, die Bestimmung, ob es notwendig ist, einen Ausrückvorgang der Kupplungsvorrichtung 10 durchzuführen, d. h. einen Kupplungsausrückvorgang, und die Bestimmung, ob der Kupplungsausrückvorgang beendet werden soll. Ferner umfasst die ECU 50 (eine Folgendem entsprechende Funktionseinheit) eine Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit 50F, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist, wenn die Steuerung durch die Ventilsteuerungseinheit 50V begonnen wird. Diese Funktionseinheiten sind miteinander verbunden. Obwohl dies nicht abgebildet ist, wird Druckluft mit einem festgelegten Druck oder höher durch einen Pumpenantrieb in dem Tank an einer anderen Stelle als die Seite der Zufuhrrohre 25A, 25B der Zufuhrventile 41A, 41B in 1 gespeichert.
Die ECU 50 umfasst eine bekannte Rechenvorrichtung (z. B. eine Zentraleinheit (ZE)), eine Speichervorrichtung (z. B. Festwertspeicher (ROM), Direktzugriffsspeicher (RAM)), einen Eingabe-/Ausgabeanschluss und dergleichen und verfügt über eine sogenannte Computerkonfiguration. Hier wird die ECU 50 mit einer Funktionseinheit als eine Steuerungsvorrichtung des Kupplungssystems 1 bereitgestellt. Obwohl die ECU 50 auch verschiedene Funktionseinheiten für die Steuerung des Motors, die Steuerung des Getriebes und dergleichen umfasst, kann die ECU 50 solche Funktionseinheiten nicht umfassen. Im Folgenden wird die Funktionseinheit beschrieben, die als die Steuerungsvorrichtung des Kupplungssystems 1 dient, und die Beschreibung anderer Funktionseinheiten wird ausgelassen.
Der Hubsensor 18 wird mit der ECU 50 verbunden, und seine Ausgabe wird in die ECU 50 eingegeben. Der Hubsensor 18 wird bereitgestellt, um einen Bewegungswert des Kolbens 22 des Kupplungsaktuators 20 von einer festgelegten Referenzposition, d. h. einen Hubwert, zu erfassen. Basierend auf der Ausgabe des Hubsensors 18 kann die ECU 50 den Hubwert des Kolbens 22 erwerben. Verschiedene Sensoren, z. B. ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 52 zum Erfassen einer Fahrzeuggeschwindigkeit und ein Gaspedalöffnungsgradsensor 54 zum Erfassen eines Niederdrückbetrags eines vom Fahrer betätigten Gaspedals, d. h. eines Gaspedalöffnungsgrads, sind mit der ECU 50 verbunden, sodass deren Ausgaben eingegeben werden. Die ECU 50 kann die Fahrzeuggeschwindigkeit basierend auf der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 52 erwerben und den Gaspedalöffnungsgrad basierend auf der Ausgabe des Gaspedalöffnungsgradsensors 54 erwerben. Obwohl dies nicht abgebildet ist, ist die ECU 50 auch mit einem Motordrehzahlsensor verbunden, um eine Motordrehzahl zu erfassen, aber die Abbildung davon wird ausgelassen.
Unter der Steuerung der ECU 50 kann jedes der Zufuhrventile 41A und 41B zwischen einem Zustand, in dem die Zufuhrseite und die Druckkammer 23 miteinander in Verbindung stehen, um Luft zuzuführen (Zufuhrzustand), und einem Zustand, in dem die Zufuhrseite und die Druckkammer 23 abgesperrt sind, um die Luftzufuhr zu unterbrechen (Zufuhrstopp-Zustand), umgeschaltet werden. Ferner kann unter der Steuerung der ECU 50 jedes der Auslassventile 42A und 42B zwischen einem Zustand, in dem die Auslassseite und die Druckkammer 23 miteinander in Verbindung stehen, um Luft auszulassen (Auslasszustand), und einem Zustand, in dem die Auslassseite und die Druckkammer 23 abgesperrt sind, um die Luftzufuhr zu unterbrechen (Auslassstopp-Zustand), umgeschaltet werden. In diesem Fall wird der Betrieb jedes dieser Ventile 41A, 41B, 42A, 42B durch die sogenannte Leistungssteuerung durch die ECU 50 gesteuert.
Als Nächstes wird die Steuerung der Kupplungsvorrichtung 10 durch die Kupplungssteuerungsvorrichtung 2 in dem Kupplungssystem 1 gemäß der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
3 ist ein Flussdiagramm des Kupplungsausrückvorgangs gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Kupplungsausrückvorgang ist ein Vorgang, der ausgeführt wird, wenn sich die Kupplungsvorrichtung 10 im Einrückzustand befindet.
Die routinemäßige Berechnung und Steuerung des Kupplungsausrückvorgangs von 3 wird z. B. beim Einschalten des Fahrzeugs (Einschalten des Schlüsselschalters eines Zündschalters) begonnen.
Eine Kupplungsbetriebsbestimmungseinheit 50E, die die Betriebsbestimmungseinheit ist, bestimmt basierend auf einer Fahrzeuggeschwindigkeit, die basierend auf der Ausgabe des Fahrzeuggeschwindigkeitssensors 52 erworben wird, und eines Gaspedalöffnungsgrads, der basierend auf der Ausgabe des Gaspedalöffnungsgradsensors 54 erworben wird, und dergleichen (Schritt S301), ob es notwendig ist, den Kupplungsausrückvorgang zu beginnen, um einen Gangwechsel durch das Getriebe durchzuführen. Wenn das Bestimmungsergebnis ist, dass (der Beginn des) der Kupplungsausrückvorgang (eines von Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung 10) notwendig ist (JA in Schritt S301), fährt der Vorgang mit Schritt S303 fort. Wenn andererseits das Bestimmungsergebnis ergibt, dass es nicht notwendig ist, den Kupplungsausrückvorgang zu beginnen (NEIN in Schritt S301), wird Schritt S301 erneut ausgeführt.
Wenn von der Kupplungsbetriebsbestimmungseinheit 50E die Ausgabe des Bestimmungsergebnisses empfangen wird, dass der Kupplungsausrückvorgang erforderlich ist, führt die Ventilsteuerungseinheit 50V, insbesondere die erste Zufuhrventilsteuerungseinheit 50A und die zweite Zufuhrventilsteuerungseinheit 50B die Öffnungssteuerung des entsprechenden ersten Zufuhrventils 41A und zweiten Zufuhrventils 41B aus, um den Kupplungsausrückvorgang durchzuführen (Schritt S303).
Dann bestimmt die Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit 50F, ob die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist (Schritt S305). Bei dieser Inbetriebnahmebeendigungsbestimmung wird bestimmt, dass die Inbetriebnahme abgeschlossen ist, wenn der Hubwert des Kolbens 22, der basierend auf der Ausgabe des Hubsensors 18 erworben wird, beim Kupplungsausrückvorgang einen ersten festgelegten Wert erreicht. Der erste festgelegte Wert wird im Voraus als ein Wert bestimmt, der dadurch erhalten wird, dass er von einem Hubwert in einem Kupplungseinrückzustand als Basis um einen ersten festgelegten Abstand zur Seite eines Hubwertes in einem Kupplungsausrückzustand verschoben wird. Wenn festgestellt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist (JA in Schritt S305), fährt der Vorgang mit Schritt S307 fort. Wenn andererseits die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 nicht abgeschlossen ist, wird die Bestimmung von Schritt S305 erneut wiederholt.
Wenn die Ausgabe empfangen wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist (JA in Schritt S305), führt die zweite Zufuhrventilsteuerungseinheit 50B der Ventilsteuerungseinheit 50V die Schließsteuerung des zweiten Zufuhrventils 41B aus (Schritt S307). Infolgedessen erfolgt die Luftzufuhr in die Druckkammer 23 nur in Übereinstimmung mit einem Öffnungsgrad des ersten Zufuhrventils 41A. Danach wird hier der Hubwert im Kupplungsausrückzustand als Sollwert genommen, und die erste Zufuhrventilsteuerungseinheit 50B steuert das erste Zufuhrventil 41A, sodass der erworbene Hubwert dem Sollwert folgt.
Dann bestimmt die Kupplungsbetriebsbestimmungseinheit 50E, ob der Kupplungsausrückvorgang beendet werden soll, d. h. ob der basierend auf der Ausgabe des Hubsensors 18 erworbene Hubwert einen Hubwert in einem Kupplungsausrückzustand erreicht (Schritt S309). Dann gibt, wenn der erworbene Hub den Hubwert im Kupplungsausrückzustand erreicht (JA in Schritt S309), die Kupplungsbetriebsbestimmungseinheit 50E ein Signal zum Beenden des Kupplungsbetriebs an die erste Zufuhrventilsteuerungseinheit 50A und die Ventilsteuerungseinheit 50V aus. Infolgedessen wird die Schließsteuerung zum Schließen des ersten Zufuhrventils 41A ausgeführt (Schritt S311).
4 ist ein Flussdiagramm des Kupplungseinrückvorgangs gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Der Kupplungseinrückvorgang ist ein Vorgang, der ausgeführt wird, wenn sich die Kupplungsvorrichtung 10 im Ausrückzustand befindet.
Die routinemäßige Berechnung und Steuerung des Kupplungseinrückvorgangs von 4 wird z. B. beim Einschalten des Fahrzeugs (Einschalten des Schlüsselschalters eines Zündschalters) begonnen.
Die Kupplungsbetriebsbestimmungseinheit 50E bestimmt, ob es notwendig ist, den Kupplungseinrückvorgang (eines von Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung 10) zu beginnen, nachdem der Gangwechsel durch das Getriebe abgeschlossen ist (Schritt S401). Wenn das Bestimmungsergebnis ergibt, dass es nicht notwendig ist, den Kupplungseinrückvorgang zu beginnen (NEIN in Schritt S401), wird der Bestimmungsschritt in Schritt S401 wiederholt ausgeführt.
Wenn von der Kupplungsbetriebsbestimmungseinheit 50E die Ausgabe des Bestimmungsergebnisses erhalten wird, dass der Kupplungseinrückvorgang erforderlich ist (JA in Schritt S401), führt die Ventilsteuerungseinheit 50V, insbesondere die erste Auslassventilsteuerungseinheit 50C und die zweite Auslassventilsteuerungseinheit 50D, die Öffnungssteuerung des jeweiligen entsprechenden ersten Auslassventils 42A und zweiten Auslassventils 42B aus, um den Kupplungseinrückvorgang durchzuführen (Schritt S403).
Dann bestimmt die Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit 50F, ob die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist (Schritt S405). Bei dieser Inbetriebnahmebeendigungsbestimmung wird bestimmt, dass die Inbetriebnahme abgeschlossen ist, wenn der Hubwert des Kolbens 22, der basierend auf der Ausgabe des Hubsensors 18 erworben wurde, bei dem Kupplungseinrückvorgang einen zweiten festgelegten Wert erreicht. Der zweite festgelegte Wert wird im Voraus als ein Wert bestimmt, der dadurch erhalten wird, dass er von dem Hubwert im Kupplungsausrückzustand als Basis um einen zweiten festgelegten Abstand auf die Seite des Hubwertes im Kupplungseinrückzustand verschoben wird. Der zweite festgelegte Abstand ist hier derselbe wie der erste festgelegte Abstand, aber der zweite festgelegte Abstand kann sich auch von dem ersten festgelegten Abstand unterscheiden. Wenn bestimmt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist (JA in Schritt S405), fährt der Vorgang mit Schritt S407 fort. Wenn andererseits die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 nicht abgeschlossen ist (NEIN in Schritt S405), wird die Bestimmung von Schritt S405 erneut wiederholt.
Wenn die Ausgabe empfangen wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung 10 abgeschlossen ist (JA in Schritt S405), führt die zweite Auslassventilsteuerungseinheit 50D der Ventilsteuerungseinheit 50V die Schließsteuerung an dem zweiten Auslassventil 42B aus (Schritt S407). Infolgedessen wird der Luftauslass aus der Druckkammer 23 nur in Übereinstimmung mit einem Öffnungsgrad des ersten Auslassventils 42A durchgeführt. Danach wird hier der Hubwert im Kupplungseinrückzustand als Sollwert genommen, und die erste Auslassventilsteuerungseinheit 50D steuert das erste Auslassventil 42A, sodass der erworbene Hubwert dem Sollwert folgt.
Dann bestimmt die Kupplungsbetriebsbestimmungseinheit 50E, ob der Kupplungseinrückvorgang beendet werden soll, d. h. sie bestimmt, ob der basierend auf der Ausgabe des Hubsensors 18 erworbene Hubwert den Hubwert im Kupplungseinrückzustand erreicht (Schritt S409). Wenn der Hubwert dann den Hubwert im Kupplungseinrückzustand erreicht, gibt die Kupplungsbetriebsbestimmungseinheit 50E ein Signal zum Stoppen des Kupplungsbetriebs an die erste Auslassventilsteuerungseinheit 50C und die Ventilsteuerungseinheit 50V aus (JA in Schritt S409). Infolgedessen wird die Schließsteuerung zum Schließen des ersten Auslassventils 42A ausgeführt (Schritt S411).
Wie oben beschrieben, werden in der vorliegenden Ausführungsform zu einem Zeitpunkt des Beginns des Kupplungsausrückvorgangs (wenn sich der Kolben in einem gestoppten Zustand befindet) die beiden Zufuhrventile 41A, 41B geöffnet, und dann wird das Zufuhrventil 41B der Ventile geschlossen, wenn die Inbetriebnahme abgeschlossen ist. Auf diese Weise kann durch das Öffnen weiterer Zufuhrventile, insbesondere zum Zeitpunkt des Beginns des Kupplungsausrückvorgangs, das Arbeitsfluid schnell der Druckkammer 23 zugeführt und deren Druck schnell erhöht werden, sodass das Ansprechverhalten zum Zeitpunkt des Beginns des Kupplungsausrückvorgangs verbessert werden kann. Andererseits werden in der vorliegenden Ausführungsform zum Zeitpunkt des Beginns des Kupplungseinrückvorgangs (wenn sich der Kolben in einem gestoppten Zustand befindet) die beiden Auslassventile 42A, 42B geöffnet, und dann wird das Auslassventil 42B der Ventile geschlossen, wenn die Inbetriebnahme abgeschlossen ist. Auf diese Weise kann durch Öffnen weiterer Auslassventile, insbesondere zum Zeitpunkt des Beginns des Kupplungseinrückvorgangs, das Arbeitsfluid schnell aus der Druckkammer 23 ausgelassen und deren Druck schnell gesenkt werden, sodass das Ansprechverhalten zum Zeitpunkt des Beginns des Kupplungseinrückvorgangs verbessert werden kann.
In der obigen Ausführungsform wird der Hubwert des Kolbens 22 erfasst und anhand des Hubwertes wird eine Bestimmung vorgenommen, um verschiedene Ventile zu steuern. Dies liegt daran, dass der Hubwert des Kolbens mit dem Innendruck des Arbeitsfluids in der Druckkammer 23 korreliert. Daher kann anstelle des Hubsensors 18 ein Drucksensor zur Erfassung des Innendrucks der Druckkammer 23 bereitgestellt werden, und die Ventile können basierend auf dem Innendruck basierend auf der Ausgabe des Drucksensors gesteuert werden. Alternativ kann die ECU 50 den Innendruck der Druckkammer basierend auf dem erworbenen Hubwert schätzen.
Ferner sind in der obigen Ausführungsform zwei Zufuhrventile und zwei Auslassventile bereitgestellt, wobei die Anzahl der Ventile drei oder mehr betragen kann. In diesem Fall ist es in der Inbetriebnahmephase des Ausrück- und Einrückschaltvorgangs der Kupplungsvorrichtung 10, wie z. B. dem Kupplungsausrückvorgang und dem Kupplungseinrückvorgang, vorzuziehen, dass eine größere Anzahl von Ventilen der Öffnungssteuerung unterzogen wird als danach.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt und kann in geeigneter Weise modifiziert und umgesetzt werden, ohne vom Anwendungsbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
In der obigen Ausführungsform ist beispielsweise das Kupplungssystem 1 so konfiguriert, dass die Kupplungsvorrichtung 10 durch Zuführen des Arbeitsfluids in die Druckkammer 23 des Zylinders 21 des Kupplungsaktuators 20 in den Ausrückzustand gebracht wird, und die Kupplungsvorrichtung 10 durch Auslassen des Arbeitsfluids in den Einrückzustand gebracht wird. Die Technologie der vorliegenden Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und das Kupplungssystem kann auch so konfiguriert werden, dass die Kupplungsvorrichtung durch Zuführen des Arbeitsfluids in die Druckkammer des Zylinders des Kupplungsaktuators in den Einrückzustand gebracht wird und die Kupplungsvorrichtung durch Auslassen des Arbeitsfluids aus der Druckkammer in den Ausrückzustand gebracht wird. Das heißt die Membranfeder 16 kann so bereitgestellt werden, dass sie eine Druckkraft in einer Richtung erzeugt, um das Kupplungselement wie in der obigen Ausführungsform in den Einrückzustand zu bringen, oder umgekehrt kann sie so bereitgestellt werden, dass sie eine Druckkraft in einer Richtung erzeugt, um das Kupplungselement in den Ausrückzustand zu bringen.
Ferner kann in der obigen Ausführungsform, obwohl eine ausführliche Beschreibung der Ventilsteuerung ausgelassen wird, die Vorwärtskopplungssteuerung oder Rückkopplungssteuerung als die Ventilsteuerung ausgeführt werden. So kann beispielsweise der Öffnungsgrad des Ventils im geöffneten Zustand fein eingestellt und gesteuert werden, sodass der basierend auf der Ausgabe des Hubsensors 18 erfasste Hubwert übereinstimmt, d. h. dem Sollwert folgt. Außerdem kann die PID-Steuerung als Rückkopplungssteuerung durchgeführt werden.
Ferner wird in der obigen Ausführungsform das Beispiel gezeigt, in dem Luft als Arbeitsfluid verwendet wird, aber die Technik der vorliegenden Offenbarung ist nicht darauf beschränkt, und als Arbeitsfluid kann Hydrauliköl verwendet werden.
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 19. März 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung (Nr. 2018-050679 ), deren Inhalte hier als Referenz aufgenommen wurden.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, das Ansprechverhalten zu einem Zeitpunkt des Beginns eines Ausrück- und Einrückschaltvorgangs einer Kupplungsvorrichtung zu verbessern.
Bezugszeichenliste

1: Kupplungssystem
2: Kupplungssteuerungsvorrichtung
10: Kupplungsvorrichtung
11: Kurbelwelle
12: Schwungrad
13: Kupplungsscheibe
14: Druckplatte
15: Kupplungsgehäuse
16: Membranfeder
17: Ausrücklager
18: Hubsensor
20: Kupplungsaktuator
21: Zylinder
22: Kolben
23: Druckkammer
24: offene Kammer
31: Eingangswelle
41A: erstes Zufuhrventil
41B: zweites Zufuhrventil
42A: erstes Auslassventil
42B: zweites Auslassventil
50: ECU (Steuerungsvorrichtung)

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2012002236 A [0004]
JP 2018050679 [0051]

Claims

Kupplungssteuerungsvorrichtung, die konfiguriert ist, um das Umschalten zwischen dem Ausrücken und Einrücken einer Kupplungsvorrichtung durch Einstellen einer Druckkraft eines elastischen Elements auf ein Kupplungselement in der Kupplungsvorrichtung zu steuern, wobei die Druckkraft durch Steuern der Bewegung eines Kolbens eines Kupplungsaktuators eingestellt wird und der Kupplungsaktuator eine in einem Zylinder ausgebildete Druckkammer umfasst und der Kolben in dem Zylinder entsprechend dem Druck eines Arbeitsfluids in der Druckkammer beweglich bereitgestellt wird, wobei die Kupplungssteuerungsvorrichtung Folgendes umfasst: ein erstes Ventil, das zum Einstellen des Drucks des Arbeitsfluids in der Druckkammer bereitgestellt wird; ein zweites Ventil, das zum Einstellen des Drucks des Arbeitsfluids in der Druckkammer bereitgestellt wird; eine Ventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb sowohl des ersten Ventils als auch des zweiten Ventils zu steuern; eine Betriebsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Betriebsbestimmung der Kupplungsvorrichtung durchzuführen; und eine Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um zu bestimmen, ob eine Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist, wenn die Steuerung durch die Ventilsteuerungseinheit begonnen wird, wobei die Ventilsteuerungseinheit für Folgendes konfiguriert ist: Durchführen einer Öffnungssteuerung an sowohl dem ersten Ventil als auch dem zweiten Ventil, wenn durch die Betriebsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass ein Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung notwendig ist; und Durchführen der Schließsteuerung an dem zweiten Ventil, wenn von der Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist.
Kupplungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kupplungssteuerungsvorrichtung Folgendes umfasst: ein erstes Zufuhrventil zum Steuern der Zufuhr des Arbeitsfluids in die Druckkammer; und ein zweites Zufuhrventil zum Steuern der Zufuhr des Arbeitsfluids in die Druckkammer, wobei die Ventilsteuerungseinheit Folgendes umfasst: eine erste Zufuhrventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb des ersten Zufuhrventils zu steuern; und eine zweite Zufuhrventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb des zweiten Zufuhrventils zu steuern, und wobei, wenn durch die Betriebsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass der Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung durch Zuführen von Arbeitsfluid zu der Druckkammer notwendig ist, sowohl das erste Zufuhrventil als auch das zweite Zufuhrventil der Öffnungssteuerung unterzogen werden, und wenn durch die Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist, das zweite Zufuhrventil der Schließsteuerung unterzogen wird, während das erste Zufuhrventil geöffnet bleibt.
Kupplungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Kupplungssteuerungsvorrichtung Folgendes umfasst: ein erstes Auslassventil zum Steuern des Auslassens des Arbeitsfluids in der Druckkammer; und ein zweites Auslassventil zum Steuern des Auslassens des Arbeitsfluids in der Druckkammer, wobei die Ventilsteuerungseinheit Folgendes umfasst: eine erste Auslassventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb des ersten Auslassventils zu steuern; und eine zweite Auslassventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb des zweiten Auslassventils zu steuern, und wobei, wenn durch die Betriebsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass der Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung durch Auslassen des Arbeitsfluids aus der Druckkammer notwendig ist, sowohl das erste Auslassventil als auch das zweite Auslassventil der Öffnungssteuerung unterzogen werden, und wenn durch die Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist, das zweite Auslassventil der Schließsteuerung unterzogen wird, während das erste Auslassventil geöffnet bleibt.
Kupplungssteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kupplungssteuerungsvorrichtung Folgendes umfasst: ein erstes Auslassventil zum Steuern des Auslassens des Arbeitsfluids in der Druckkammer; und ein zweites Auslassventil zum Steuern des Auslassens des Arbeitsfluids in der Druckkammer, wobei die Ventilsteuerungseinheit Folgendes umfasst: eine erste Auslassventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb des ersten Auslassventils zu steuern; und eine zweite Auslassventilsteuerungseinheit, die konfiguriert ist, um den Betrieb des zweiten Auslassventils zu steuern, und wobei, wenn durch die Betriebsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass der Ausrück- und Einrückschaltvorgang der Kupplungsvorrichtung durch Auslassen des Arbeitsfluids aus der Druckkammer notwendig ist, sowohl das erste Auslassventil als auch das zweite Auslassventil der Öffnungssteuerung unterzogen werden, und wenn durch die Inbetriebnahmebeendigungsbestimmungseinheit bestimmt wird, dass die Inbetriebnahme der Kupplungsvorrichtung abgeschlossen ist, das zweite Auslassventil der Schließsteuerung unterzogen wird, während das erste Auslassventil geöffnet bleibt.