JP2009281561A - ピストン位置検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クラッチストローク位置を検出するためのピストンの位置検出における誤差を低減させることができるピストン位置検出装置を提供する。
【解決手段】スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する平面において、ストロークセンサ４０ａとストロークセンサ４０ｂとの配置位置の角度が１２０°となるようにしたので、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの断面の中心から異なる角度（１２０°）において、それぞれスレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働位置を測定でき、スレーブシリンダ摺動部３６ｂがダイヤフラムスプリングによって傾斜させられても、傾斜による稼働位置誤差分を複数の検出結果で補完して、正確な位置検出を行い、誤差を低減させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、ピストンの位置検出における誤差を低減させるピストン位置検出装置に関する。

従来、エンジンの動力を摩擦クラッチを介して変速機構に伝達するように構成した車両がある。従来の摩擦クラッチについて、以下に概略を説明する。
図９は、従来の摩擦クラッチを示す概略ブロック構成図である。クラッチ２３０は、エンジンの出力軸であるクランク軸２２１の回転を、変速機の入力軸２２３に伝達したり、その回転伝達を遮断したりするためのものである。

図９に示すように、エンジンの出力軸であるクランク軸２２１には、フライホイール２２２が一体回転可能に取り付けられている。フライホイール２２２には、クラッチカバー２３２が一体回転可能に取り付けられている。一方、変速機の入力軸２２３には、クラッチディスク２３３がスプライン結合されている。このため、クラッチディスク２３３は、入力軸２２３と一体回転しつつ、入力軸２２３の軸方向へスライド可能である。

クラッチディスク２３３とクラッチカバー２３２との間には、プレッシャプレート２３４が配置されている。プレッシャプレート２３４は、ダイヤフラムスプリング２３５の外周部によってフライホイール２２２側へ付勢されている。この付勢により、プレッシャプレート２３４とクラッチディスク２３３との間、およびクラッチディスク２３３とフライホイール２２２との間で、それぞれ摩擦力が発生する。これらの摩擦力により、クラッチ２３０が、いわゆる接続（継合）された状態となり、プレッシャプレート２３４、クラッチディスク２３３およびフライホイール２２２が、一体となって回転する。このようにして、エンジンから変速機への動力伝達が行われる。

ここで、図１０に、ダイヤフラムスプリングの斜視図を示し、付勢動作の原理について説明する。
図１０に示すように、ダイヤフラムスプリング２３５は、全体としては、中央部を盛り上げた円盤形状をしている。より詳しくは、円環状の外周部を有し、この円環上の部材の内周側に、中心に向かう複数の舌片状のレバーを形成した構造となっている。

このように、ダイヤフラムスプリング２３５は、中央部が盛り上がった構造となっているため、円環状の外周部と舌片状のレバーとの境目あたり（以下、レバー基部という）を狭持し、ダイヤフラムスプリング２３５の中央部にあたる舌片状のレバーの先端（以下、レバー先端部という）を押圧すると、レバー基部を支点のようにして、外周部が押圧方向と逆方向に押し拡げられる。そして、レバー先端部の押圧を解除すると、元の形状に戻る。このように、ダイヤフラムスプリング２３５は、レバー基部を支点のようにしてバネ作用を行うものである。したがって、ダイヤフラムスプリングは、皿バネあるいは円盤バネとも呼ばれる。

再び図９に戻り、クラッチ２３０において、ダイヤフラムスプリング２３５は、レバー基部をクラッチカバー２３２の端部に狭持され、レバー先端部がスレーブシリンダ２３６に、外周部がプレッシャプレート２３４に圧接されている。

スレーブシリンダ２３６は、中心部を変速機の入力軸２２３が貫く円環状のスレーブシリンダ基部２３６ａと、スレーブシリンダ摺動部２３６ｂと、を備えている。
スレーブシリンダ基部２３６ａは、クラッチハウジング２３１に固定され、内部に作動油が供給および排出されるシリンダが設けられている。スレーブシリンダ摺動部２３６ｂは、一端が、ダイヤフラムスプリング２３５のレバー先端部に圧接され、他端が、スレーブシリンダ基部２３６ａのシリンダに収容され、シリンダに供給または排出される作動油の量により、変速機の入力軸２２３の軸方向に、摺動可能に設けられている。

したがって、スレーブシリンダ基部２３６ａのピストンに作動油路２５２を通じて作動油を供給することにより、スレーブシリンダ摺動部２３６ｂがエンジン方向に移動する。スレーブシリンダ摺動部２３６ｂがエンジン方向に移動すると、ダイヤフラムスプリング２３５のレバー先端部が押圧され、ダイヤフラムスプリング２３５のレバー基部がクラッチカバーに狭持されているため、ダイヤフラムスプリング２３５の外周部が変速機方向に移動させられる。これにより、プレッシャプレート２３４により、クラッチディスク２３３をフライホイール２２２に押し付ける力がなくなり、クラッチ２３０が切断され、エンジンから変速機への動力伝達が解除される。

また、スレーブシリンダ基部２３６ａのピストンに供給する作動油の量を調節することにより、プレッシャプレート２３４がクラッチディスク２３３を押圧する力を調節して、クラッチディスク２３３とフライホイール２２２が滑った状態、いわゆる半クラッチ状態とすることができる。

このようなエンジンの動力を摩擦クラッチを介して変速機構に伝達するように構成した車両において、変速機構を運転状態（車速、アクセル開度、エンジン回転速度等）に応じて自動変速する、いわゆる自動変速機構を搭載した車両が実用化されている。このような自動変速機構を搭載した車両においては、変速機構の変速制御に対応してクラッチを自動的に断接操作する必要があり、クラッチを自動的に断接操作するオートクラッチ装置が装備されている。また、変速機構は、手動（マニュアル）で操作し、発進および変速操作に応じてクラッチを自動的に断接操作するオートクラッチ装置を搭載した車両も実用化されている。

このようなオートクラッチ装置において、クラッチ断接制御を円滑に行うためには、クラッチの断状態から半クラッチ状態を経て接続状態に至るまでのクラッチストローク（係合状態）を正確に把握している必要があり、クラッチストロークを検出するためのピストン位置検出装置（クラッチストロークセンサ）を具備することが不可欠である。

このようなピストン位置検出装置として、例えば、電磁コイルを使用した誘導型のピストン位置検出装置がある。このピストン位置検出装置は、シリンダ内を移動するピストンに形成されたコイルと、上記シリンダに設けられた磁気センサと、からなる。コイルに電気を流した状態で、ピストンが移動すると、ピストンに形成されたコイルの移動により、磁気センサ側に誘導電流を発生させる。磁気センサでこの誘導電流の値を検出することにより、ピストン位置を検出することができる。

また、位置検出するピストンからの磁界が弱い場合でも、外部磁界等による位置検出の不正確さを防止するピストン位置検出装置も提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１４５６１１号公報

しかしながら、上述のような従来のピストン位置検出装置にあっては、ダイヤフラムスプリングの製造上の問題に対処することができないという問題があった。

すなわち、クラッチの断接は少しの移動距離で大きな力の差が出てしまうため、精密な精度を求められ、当然、ピストン位置の検出も精密な精度を求められる。ところが、ダイヤフラムスプリングの製造時に、円盤の中央部、すなわち、舌片状のレバー先端部の高さを精密な精度で加工することは困難である。したがって、ダイヤフラムスプリングと圧接するスレーブシリンダ摺動部の一端部が、クラッチディスクの面と平行でなくなってしまう。

このため、ピストン位置検出装置の検出精度をいくら向上させても、クラッチストローク位置を正確に知ることには限界があるという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、クラッチストローク位置を検出するためのピストンの位置検出における誤差を低減させることができるピストン位置検出装置を提供することを目的とする。

本発明に係るピストン位置検出装置は、上記目的達成のため、（１）ピストンの稼働方向の位置に応じた検出値を出力する複数の検出部を有する検出手段と、前記複数の検出部に出力された検出値に基づいて前記ピストンの稼働方向の位置を検出する位置検出手段と、を備え、前記検出手段が、前記ピストンの稼働方向と直交する平面における位置が異なる第１検出部と第２検出部と、を有することを特徴とした構成を有している。

この構成により、ピストンの稼働方向と直交する平面における位置が異なる位置に第１検出部と第２検出部と、を有するので、ピストンが、その稼働方向と直交する平面に対して傾いて稼働してしまっても、ピストン断面の中心から異なる角度にある各検出部でそれぞれピストンの稼働位置を測定することができる。この結果、例えば、ピストンの傾きによるピストン位置の検出誤差を、複数の検出結果により補完する場合に、正確な位置検出を行い、その誤差を低減させることができる。

また、本発明に係るピストン位置検出装置は、上記目的達成のため、（１）に記載のピストン位置検出装置において、（２）前記第１検出部および前記第２検出部は、前記ピストンに設けられた共通する位置判断基準面の位置に応じた検出値を出力することを特徴とした構成を有している。

この構成により、複数の検出部が同一の位置判断基準面の位置検出を行うので、同一の対象に対して誤差吸収を行うことができ、正確な位置検出を行い、誤差を低減させることができる。

さらに、本発明に係るピストン位置検出装置は、上記目的達成のため、（１）または（２）に記載のピストン位置検出装置において、（３）前記第１検出部および前記第２検出部は、前記ピストンの稼働方向と直交する略同一平面上に設けられたことを特徴とした構成を有している。

この構成により、複数の検出部がピストンの稼働方向と直交した同一平面上に設けられているので、同一平面上におけるピストンのブレを複数の位置で検出することができ、誤差吸収が容易で、正確な位置検出を行い、誤差を低減させることができる。

さらに、本発明に係るピストン位置検出装置は、上記目的達成のため、（３）に記載のピストン位置検出装置において、（４）前記ピストンの稼働方向と直交する略同一平面上に設けられた複数の検出部の位置の重心が、前記ピストンの稼働方向と直交する断面上の中心となることを特徴とした構成を有している。

この構成により、複数の検出部の位置の重心が、ピストンの断面の中心と一致するので、複数の検出部の検出結果がピストンのブレによる誤差を打ち消し合い、正確な位置検出を行い、誤差を低減させることができる。

本発明によれば、ピストンが、その稼働方向と直交する平面に対して傾いて稼働してしまっても、ピストン断面の中心から異なる角度にある各検出部でそれぞれピストンの稼働位置を測定することができる。この結果、例えば、ピストンの傾きによるピストン位置の検出誤差を、複数の検出結果により補完する場合に、正確な位置検出を行い、その誤差を低減させるピストン位置検出装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
まず、構成について説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るピストン位置検出装置の検出結果をクラッチの断接に用いる車両の概略ブロック構成図である。

図１に示すように、車両１０は、動力装置であるエンジン１１と、エンジン１１から回転トルクを入力し、回転数を変速するトランスミッション１２と、トランスミッション１２から出力されるトルクを伝達するシャフト１３と、シャフト１３から出力されるトルクを左右の伝達トルク差を許容して伝達するディファレンシャルギヤ１４と、ディファレンシャルギヤ１４から出力されるトルクを伝達する駆動軸としてのドライブシャフト１５Ｌ、１５Ｒと、ドライブシャフト１５Ｌ、１５Ｒを介して伝達されたトルクにより回転され、車両１０を駆動させる駆動輪１６Ｌ、１６Ｒと、エンジン１１から出力された動力をトランスミッション１２に伝達するか否かの可否を行うクラッチ３０と、クラッチ３０およびトランスミッション１２を油圧により制御するための油圧制御装置１１０と、車両１０全体を制御するための車両用電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）１００と、を備えている。

エンジン１１は、ガソリンあるいは軽油等の炭化水素系の燃料を燃焼させて動力を出力する公知の動力装置により構成されている。また、エンジン１１には、エンジン１１の運転状態を検出する図示しない各種センサが設けられている。

エンジン１１に設けられている各種センサが検出した検出信号は、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。エンジン１１は、これらの信号により、ＥＣＵ１００によって燃料噴射制御や点火制御、吸入空気量調節制御等の運転制御が行われるようになっている。

トランスミッション１２は、２つの遊星歯車装置を備えている。これらの遊星歯車装置は、油圧アクチュエータによって係合制御される複数のクラッチおよびブレーキを備え、これらのクラッチおよびブレーキは、油圧制御装置１１０のトランスミッションソレノイドおよびリニアソレノイドの励磁、非励磁や、マニュアルバルブの作動状態によって切り換えられる油圧回路に応じて、係合状態および解放状態の何れか一方の状態をとるようになっている。したがって、トランスミッション１２は、これらのクラッチおよびブレーキの係合状態および解放状態の組み合わせに応じた変速段をとるようになっている。

このような構成により、トランスミッション１２は、エンジン１１から入力される回転を所定の変速比γで減速あるいは増速して出力する有段式の変速機であり、前進変速段、後進変速段、駐車（パーキング）位置、および中立（ニュートラル）位置の何れかが選択的に成立させられ、それぞれの変速比γに応じた速度変換がなされるようになっている。

ディファレンシャルギヤ１４は、カーブ等を走行する場合に、左の駆動輪１６Ｌと右の駆動輪１６Ｒとの回転数の差を許容するためのものである。
また、ドライブシャフト１５Ｌ（またはドライブシャフト１５Ｒ）には、車速センサが設けられている。車速センサは、ドライブシャフト１５Ｌ（またはドライブシャフト１５Ｒ）の回転数を検出するようになっている。車速センサが検出した検出信号は、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。また、車速センサは、シャフト１３に設け、シャフト１３の回転数を検出し、車速を求めるようにしてもよい。

油圧制御装置１１０は、複数のトランスミッションソレノイドＳ、リニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵを有し、ＥＣＵ１００によって制御され、油圧によりトランスミッション１２およびクラッチ３０を制御するようになっている。
複数のトランスミッションソレノイドＳは、それぞれの変速時に作動するようになっている。リニアソレノイドＳＬＴは、ライン圧制御および図示しないアキュムレータの背圧制御を行うようになっている。

複数のトランスミッションソレノイドＳおよびリニアソレノイドＳＬＴ、ＳＬＵの作動状態に応じて、ライン圧を元圧とする油圧によりトランスミッション１２の摩擦要素が選択的に係合あるいは解放されるようになっている。これらの摩擦要素の係合および解放の組み合わせによって、変速機構の入力軸と出力軸との回転数の比が変更され、変速段が構成されるようになっている。

ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）および入出力インターフェースを有している。

また、ＥＣＵ１００は、後述するストロークセンサ、図示しないエンジン回転数センサ、車速センサ等と接続されており、これらのセンサから、スレーブシリンダ摺動部の位置、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖを表す信号がそれぞれ入力されるようになっている。ＥＣＵ１００は、上記入力された信号により、クラッチ３０の係合状態、車両１０の走行状態、運転状況等を検出するようになっている。

次に、クラッチ３０について、説明する。
図２は、本発明の実施の形態におけるクラッチの概略ブロック構成図であり、図３は、本発明の実施の形態におけるスレーブシリンダの拡大断面図である。

前述したように、クラッチ３０は、エンジン１１と、トランスミッション１２と、の間に設けられる。また、図２に示すように、クラッチ３０は、クラッチハウジング３１内に収容されている。

エンジン１１の出力軸であるクランク軸２１には、フライホイール２２が一体回転可能に取り付けられている。フライホイール２２には、クラッチカバー３２が一体回転可能に取り付けられている。一方、トランスミッション１２の入力軸２３には、クラッチディスク３３がスプライン結合されている。このため、クラッチディスク３３は、トランスミッション１２の入力軸２３と一体回転しつつ、入力軸２３の軸方向へスライド可能となっている。

クラッチディスク３３とクラッチカバー３２との間には、プレッシャプレート３４が配置されている。プレッシャプレート３４は、ダイヤフラムスプリング３５の外周部３５ａに当接され、このダイヤフラムスプリング３５によってフライホイール２２側へ付勢されている。この付勢により、プレッシャプレート３４とクラッチディスク３３との間、およびクラッチディスク３３とフライホイール２２との間で、それぞれ摩擦力が発生する。これらの摩擦力により、クラッチ３０が、いわゆる接続（継合）された状態となり、プレッシャプレート３４、クラッチディスク３３およびフライホイール２２が、一体となって回転する。このようにして、エンジン１１からトランスミッション１２への動力伝達が行われる。

一方、ダイヤフラムスプリング３５は、その中央部がスレーブシリンダ３６に当接され、中央部と外周部３５ａの中間あたりがクラッチカバー３２の端部３２ａに狭持されている。

ここで、ダイヤフラムスプリング３５について説明する。
ダイヤフラムスプリング３５は、全体としては、中央部を盛り上げた円盤形状をしている。より詳しくは、ダイヤフラムスプリング３５は円環状の外周部を有し、この円環上の部材の内周側に、中心に向かう複数の舌片状のレバーを形成した構造となっている。

このように、ダイヤフラムスプリング３５は、レバー先端部３５ｂが盛り上がった構造となっているため、円環状の外周部３５ａと舌片状のレバーとの境目あたり（以下、レバー基部という）３５ｃを狭持し、ダイヤフラムスプリング３５の中央部にあたる舌片状のレバーの先端（以下、レバー先端部という）３５ｂを押圧すると、レバー基部３５ｃを支点のようにして、外周部３５ａが押圧方向と逆方向に押し拡げられる。そして、レバー先端部３５ｂの押圧を解除すると、元の形状に戻る。このように、ダイヤフラムスプリング３５は、レバー基部３５ｃを支点のようにしてバネ作用を行うものである。したがって、ダイヤフラムスプリングは、皿バネあるいは円盤バネとも呼ばれる。

したがって、ダイヤフラムスプリング３５のレバー先端部３５ｂをフライホイール２２側へ押圧すると、クラッチカバー３２の端部３２ａに狭持されているレバー基部３５ｃを支点のようにして、外周部３５ａがトランスミッション１２方向に押し拡げられる。これにより、プレッシャプレート３４とクラッチディスク３３、および、クラッチディスク３３とフライホイール２２との間の摩擦力がなくなり、クラッチ３０が切断される。

一方、スレーブシリンダ３６は、中心部をトランスミッション１２の入力軸２３が貫く円環状のスレーブシリンダ基部３６ａと、スレーブシリンダ摺動部３６ｂと、を備えている。
スレーブシリンダ基部３６ａは、トランスミッション１２側をクラッチハウジング３１に固定され、内部にフライホイール２２側に開口した中空部３６ｃを有している。スレーブシリンダ基部３６ａの中空部３６ｃには、スレーブシリンダ摺動部３６ｂが収容され、スレーブシリンダ基部３６ａとスレーブシリンダ摺動部３６ｂとの間に、作動油室３６ｄが形成される。また、前述のように、スレーブシリンダ摺動部３６ｂのフライホイール２２側には、ダイヤフラムスプリング３５のレバー先端部３５ｂが当接されている。

さらに、スレーブシリンダ基部３６ａには、作動油室３６ｄに作動油の供給および排出を行う連絡通路３６ｅが設けられている。また、作動油室３６ｄは、連絡通路３６ｅ、作動油路５２を介して、油圧供給源５１と連絡されている。また、作動油路５２には、図示しない油路切り換え部バルブが設けられ、油圧制御装置１１０により、作動油の供給および排出が切り換えられるようになっている。

このようなスレーブシリンダ３６の作動油室３６ｄに作動油が供給されると、スレーブシリンダ摺動部３６ｂがフライホイール２２方向に移動され、ダイヤフラムスプリング３５のレバー先端部３５ｂを押圧する。ダイヤフラムスプリング３５のレバー先端部３５ｂが押圧されると、前述のように、ダイヤフラムスプリング３５の外周部３５ａがトランスミッション１２方向に押し拡げられ、プレッシャプレート３４のフライホイール２２側への押圧力がなくなり、クラッチ３０が切断される。

逆にスレーブシリンダ３６の作動油室３６ｄから作動油が排出されると、スレーブシリンダ摺動部３６ｂに対するフライホイール２２方向への押圧力がなくなり、ダイヤフラムスプリング３５の復元力により、スレーブシリンダ摺動部３６ｂがトランスミッション１２側に押し戻される。また、ダイヤフラムスプリング３５の復元力により、ダイヤフラムスプリング３５の外周部３５ａがプレッシャプレート３４をフライホイール２２側へ押圧する。これにより、プレッシャプレート３４とクラッチディスク３３、および、クラッチディスク３３とフライホイール２２との間の摩擦力が発生し、クラッチ３０が接続される。

また、スレーブシリンダ３６の作動油室３６ｄに供給または排出する作動油の量を調節することにより、プレッシャプレート３４がクラッチディスク３３を押圧する力を調節して、クラッチディスク３３とフライホイール２２が滑った状態、いわゆる半クラッチ状態を調節することができる。

さらに、クラッチ３０は、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの位置を検出するストロークセンサ４０を有している。ストロークセンサ４０は、クラッチハウジング３１およびスレーブシリンダ基部３６ａに固定され、スレーブシリンダ摺動部３６ｂのトランスミッション１２の入力軸２３の軸方向の位置を検出するものである。ストロークセンサ４０は、検出したスレーブシリンダ摺動部３６ｂの位置を表す検出位置信号を、ＥＣＵ１００に入力させるようにしている。

図４に、本発明の実施の形態におけるストロークセンサ配置を含むスレーブシリンダの断面図を示し、ストロークセンサの配置位置について説明する。また、この図４は、図３におけるＡ−Ａ断面図である。

図４に示すように、１つのストロークセンサ４０ａは、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの鉛直方向に設けられ、もう１つのストロークセンサ４０ｂは、ストロークセンサ４０ａに対して、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの中心角が１２０°となる位置に設けられている。
また、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂは、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する同一平面上に設けられている。また、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂが位置検出を行う測定位置は、スレーブシリンダ摺動部３６ｂ上の稼働方向と直交する同一平面上に設けられている。

このようなストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂによって検出されたピストン位置信号は、ＥＣＵ１００に入力されるようになっている。ＥＣＵ１００では、入力されたストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂによって検出されたピストン位置信号により求めたピストン位置の平均値を算出し、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの移動距離を算出する。

このようなストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂの配置位置により、図２に記されたダイヤフラムスプリング３５のレバー先端部３５ｂの高さが一律でなく、クラッチディスク３３の面と、スレーブシリンダ摺動部３６ｂのダイヤフラムスプリング３５との当接面と、が平行でなかった場合であっても、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの傾斜により距離が離れた場所と接近した場所との位置検出を行うことができ、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの位置検出の誤差を低減させることができる。

以下、本発明の実施の形態に係る車両１０の特徴的な構成について説明する。
ストロークセンサ４０は、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向の位置に応じた検出値を出力するストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂを有するようになっている。また、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂは、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する平面における位置が異なるように配置されている。

また、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂは、スレーブシリンダ摺動部３６ｂに設けられた共通する位置判断基準面の位置に応じた検出値を出力するようになっている。ここで、位置判断基準面とは、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂが、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働位置を検出するための検出目標が設置されている、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する平面のことをいう。

また、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂは、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する略同一平面上に設けられている。さらに、複数のストロークセンサ４０ａ、４０ｂを設ける際、複数のストロークセンサ４０ａ、４０ｂの配置位置の重心を、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する断面上の中心と、一致させることが望ましい。すなわち、ストロークセンサ４０は、本発明における検出手段を構成し、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂは、本発明における検出部を構成している。

また、後述するストロークセンサ４０ｃも、本発明における検出部を構成する。また、複数のストロークセンサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃを設ける際も、複数のストロークセンサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの配置位置の重心を、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する断面上の中心と、一致させることが望ましい。
ここで、複数のストロークセンサ４０ａ、４０ｂ、または、複数のストロークセンサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの配置位置の重心とは、複数のセンサの配置位置を結んだ図形の重心を示すものであり、センサが２つの場合には、線分の中点となり、センサが３つの場合には、三角形の重心となる。

また、ＥＣＵ１００は、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂに出力された検出値に基づいてスレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向の位置を検出するようになっている。すなわち、ＥＣＵ１００は、本発明における位置検出手段を構成している。
さらに、ＥＣＵ１００は、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの断面の中心から異なる角度に配置されたストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂでそれぞれ測定されたスレーブシリンダ摺動部３６ｂの検出位置により、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの位置の検出誤差を補完し合い、正確な位置検出を行い、その誤差を低減させるようになっている。また、ＥＣＵ１００は、上記正確な位置検出により、作動油路５２上の油路切り換えバルブを制御し、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働位置を制御するようになっている。

次に、ダイヤフラムスプリング３５の製造ばらつきにより、スレーブシリンダ摺動部３６ｂが傾いてしまった場合のストローク位置検出について、説明する。

図５は、スレーブシリンダ摺動部が均等に傾いた場合の理論上のストローク検出位置を表すグラフである。
図５に示すように、スレーブシリンダ摺動部３６ｂが均等に傾いた場合、ストローク位置は、綺麗な正弦曲線を描く。この検出値をそのまま使ってストローク位置としてしまうと、正弦曲線の山と谷の部分でストローク位置に大きな誤差を含んでしまうこととなる。

図６は、実際の車両におけるストロークセンサによるストローク検出位置を表すグラフである。
図６に示すように、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂにより検出されたストローク位置においても、上下動はあるものの、全体としては正弦曲線に近い曲線を描いている。また、ストロークセンサ４０ａとストロークセンサ４０ｂとの検出値は、正弦曲線がずれて表れている。これは、ダイヤフラムスプリング３５が回転するためで、ダイヤフラムスプリング３５が１２０°回転すると、ストロークセンサ４０ａによって検出された値と同様の値が、ストロークセンサ４０ｂによって検出されるようになっている。

そこで、本実施の形態では、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂにより検出された検出値を合成し、平均を取ることにより、位置検出の誤差を低減させている。
平均による振動の減衰理論の原理は、以下の通りである。なお、以下では、ｓｉｎ波の合成の一般公式、
ｓｉｎｘ＋ｓｉｎｙ＝２ｓｉｎ｛（ｘ＋ｙ）／２｝ｃｏｓ｛（ｘ−ｙ）／２｝
を用いる。

ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂは、１２０°ずれているので、ｘ＝θ、ｙ＝θ＋１２０°とする。したがって、
ｓｉｎθ＋ｓｉｎ（θ＋１２０°）
＝２ｓｉｎ｛（２θ＋１２０°）／２｝ｃｏｓ｛１２０°／２｝
＝２ｓｉｎ｛θ＋６０°｝ｃｏｓ６０°
＝２ｓｉｎ｛θ＋６０°｝×１／２
＝ｓｉｎ｛θ＋６０°｝
となる。

平均を求めるため、
１／２｛ｓｉｎθ＋ｓｉｎ（θ＋１２０°）｝
＝１／２ｓｉｎ｛θ＋６０°｝
したがって、元の振幅１に対して、平均を用いることにより、振幅を１／２にすることができ、ノイズを低減させることができる。

また、上記検出値の平均を求めることにより、振動の位相が６０°ずれる（ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂの中間の位相）こととなるが、スレーブシリンダ３６のストロークセンサ４０は、直線運動を読み取っているため、位相のずれは問題とはならない。

図７は、２つのストロークセンサによるストローク位置検出値を平均することにより得られるノイズ減衰データを表すグラフである。
図７に示すように、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂによりそれぞれ検出されたストローク位置よりも、あきらかに２つの検出値を平均した値の方が、誤差範囲が小さく（１／２）なっている。

図８は、複数のストロークセンサの位置の重心が、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの断面上の中心となるように、それぞれのストロークセンサを配置した配置図を示すものである。
図８（ａ）は、２つのストロークセンサの配置位置の角度を１８０°にした場合の配置図である。

このように２つのストロークセンサ４０ａ、４０ｂの配置位置の角度を１８０°にした場合、上記算出式により、
ｓｉｎθ＋ｓｉｎ（θ＋１８０°）
＝２ｓｉｎ｛（２θ＋１８０°）／２｝ｃｏｓ｛１８０°／２｝
＝２ｓｉｎ｛θ＋９０°｝ｃｏｓ９０°
＝０
となり、平均も０となるため、理論上はノイズを完全に除去することができる。

このように、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂの配置位置の角度は、１８０°の場合が最もノイズ低減率がよい。ただし、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂの配置位置の角度を１８０°にできないような配置位置の制約がある場合においても、前述のように、配置状況に応じてノイズ低減を行うことができる。

以上のように、本実施の形態に係るストローク位置検出装置は、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する平面における位置が異なる位置にストロークセンサ４０ａとストロークセンサ４０ｂと、を配置したので、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する平面が傾いて稼働してしまっても、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの断面の中心から異なる角度にあるストロークセンサ４０ａとストロークセンサ４０ｂとで、それぞれスレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働位置を測定することができ、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの傾きによるスレーブシリンダ摺動部３６ｂの位置の誤差を、複数の検出結果により補完して、正確な位置検出を行い、誤差を低減させることができる。

また、本実施の形態に係るストローク位置検出装置は、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂが、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する同一の平面上に、位置判断基準を有するので、誤差吸収を容易に行い、正確な位置検出を行うことができる。

さらに、本実施の形態に係るストローク位置検出装置は、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂが、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する同一平面上に設けられているので、同一平面上におけるスレーブシリンダ摺動部３６ｂのブレを複数の位置で検出することができ、誤差吸収が容易で、正確な位置検出を行い、誤差を低減させることができる。

さらに、本実施の形態に係るストローク位置検出装置は、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂの配置位置の重心が、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの断面の中心と一致するので、複数のストロークセンサの検出結果がスレーブシリンダ摺動部３６ｂのブレによる誤差を打ち消し合い、正確な位置検出を行い、誤差を低減させることができる。

図８（ｂ）は、３つのストロークセンサの配置位置の角度をそれぞれ１２０°にした場合の配置図である。
ここで、ストロークセンサ４０ｃは、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂと同様に、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向の位置に応じた検出値を出力するようになっている。また、ストロークセンサ４０ａ、ストロークセンサ４０ｂおよびストロークセンサ４０ｃは、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向と直交する略同一平面上に設けられている。

また、ＥＣＵ１００は、ストロークセンサ４０ａおよびストロークセンサ４０ｂに出力された検出値と同様に、ストロークセンサ４０ｃに出力された検出値に基づいて、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの稼働方向の位置を検出するようになっている。さらに、ＥＣＵ１００は、ストロークセンサ４０ａ、ストロークセンサ４０ｂおよびストロークセンサ４０ｃでそれぞれ測定されたスレーブシリンダ摺動部３６ｂの検出位置により、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの位置の検出誤差を補完し合い、正確な位置検出を行い、その誤差を低減させるようになっている。

このように３つのストロークセンサ４０ａ、４０ｂ、４０ｃの配置位置の角度をそれぞれ１２０°にした場合、上記算出式により、
ｓｉｎθ＋ｓｉｎ（θ＋１２０°）＋ｓｉｎ（θ＋２４０°）
＝０
となり、平均も０となるため、この場合も、理論上はノイズを完全に除去することができる。

以上のように、本実施の形態に係るストローク位置検出装置は、ストロークセンサ４０ａ、ストロークセンサ４０ｂおよびストロークセンサ４０ｃの配置位置の重心が、スレーブシリンダ摺動部３６ｂの断面の中心と一致するので、複数のストロークセンサの検出結果がスレーブシリンダ摺動部３６ｂのブレによる誤差を打ち消し合い、正確な位置検出を行い、誤差を低減させることができる。

以上説明したように、本発明に係るピストン位置検出装置は、ピストンが、その稼働方向と直交する平面に対して傾いて稼働してしまっても、ピストン断面の中心から異なる角度にある各検出部でそれぞれピストンの稼働位置を測定することができる。この結果、例えば、ピストンの傾きによるピストン位置の検出誤差を、複数の検出結果により補完する場合に、正確な位置検出を行い、その誤差を低減させることができるという効果を有し、ピストンの位置検出における誤差を低減させるピストン位置検出装置等として有用である。

本発明の実施の形態に係るピストン位置検出装置の検出結果をクラッチの断接に用いる車両の概略ブロック構成図である。 本発明の実施の形態におけるクラッチの概略ブロック構成図である。 本発明の実施の形態におけるスレーブシリンダの拡大断面図である。 本発明の実施の形態におけるストロークセンサ配置を含むスレーブシリンダの断面図である。 スレーブシリンダ摺動部が均等に傾いた場合の理論上のストローク検出位置を表すグラフである。 実際の車両におけるストロークセンサによるストローク検出位置を表すグラフである。 ２つのストロークセンサによるストローク位置検出値を平均することにより得られるノイズ減衰データを表すグラフである。 複数のストロークセンサの位置の重心が、スレーブシリンダ摺動部の断面上の中心となるように、それぞれのストロークセンサを配置した配置図を示すものであり、図８（ａ）は、２つのストロークセンサの配置位置の角度を１８０°にした場合の配置図であり、図８（ｂ）は、３つのストロークセンサの配置位置の角度をそれぞれ１２０°にした場合の配置図である。 従来の摩擦クラッチを示す概略ブロック構成図である。 ダイヤフラムスプリングの斜視図である。

符号の説明

１０ 車両
１１ エンジン
１２ トランスミッション
１３ シャフト
１４ ディファレンシャルギヤ
１５Ｌ、１５Ｒ ドライブシャフト
１６Ｌ、１６Ｒ 駆動輪
２１ クランク軸
２２ フライホイール
２３ 入力軸
３０ クラッチ
３１ クラッチハウジング
３２ クラッチカバー
３３ クラッチディスク
３４ プレッシャプレート
３５ ダイヤフラムスプリング
３５ａ 外周部
３５ｂ レバー先端部
３５ｃ レバー基部
３６ スレーブシリンダ
３６ａ スレーブシリンダ基部
３６ｂ スレーブシリンダ摺動部
３６ｄ 作動油室
４０ ストロークセンサ（検出手段）
４０ａ、４０ｂ、４０ｃ ストロークセンサ（検出部）
５１ 油圧供給源
５２ 作動油路
１００ ＥＣＵ（位置検出手段）
１１０ 油圧制御装置
２２２ フライホイール
２３０ クラッチ
２３１ クラッチハウジング
２３３ クラッチディスク
２３４ プレッシャプレート
２３５ ダイヤフラムスプリング
２３６ スレーブシリンダ
２５２ 作動油路

Claims (4)

1. ピストンの稼働方向の位置に応じた検出値を出力する複数の検出部を有する検出手段と、
   前記複数の検出部に出力された検出値に基づいて前記ピストンの稼働方向の位置を検出する位置検出手段と、を備え、
   前記検出手段が、前記ピストンの稼働方向と直交する平面における位置が異なる第１検出部と第２検出部と、を有することを特徴とするピストン位置検出装置。
2. 前記第１検出部および前記第２検出部は、前記ピストンに設けられた共通する位置判断基準面の位置に応じた検出値を出力することを特徴とする請求項１に記載のピストン位置検出装置。
3. 前記第１検出部および前記第２検出部は、前記ピストンの稼働方向と直交する略同一平面上に設けられたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のピストン位置検出装置。
4. 前記ピストンの稼働方向と直交する略同一平面上に設けられた複数の検出部の位置の重心が、前記ピストンの稼働方向と直交する断面上の中心となることを特徴とする請求項３に記載のピストン位置検出装置。

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