JP4576851B2

JP4576851B2 - クラッチのトルク点学習方法

Info

Publication number: JP4576851B2
Application number: JP2004059107A
Authority: JP
Inventors: 淳山崎
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2004-03-03
Filing date: 2004-03-03
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2024-03-03
Also published as: JP2005249041A

Description

本発明は、湿式摩擦クラッチのトルク点学習方法に関するものである。

湿式摩擦クラッチのトルク点を学習する方法としては、特許文献１記載のものが知られている。

この方法は、湿式摩擦クラッチに供給する油圧を調節するためのソレノイドバルブに、ソレノイドを駆動させるためのデューティパルスをそのデューティ比（単位時間当たりのオンオフ比）を漸増又は漸減させながら送り、湿式摩擦クラッチが半クラッチとなるときのデューティ比をトルク点として学習するものである。

この方法によれば、ストロークの概念がない湿式摩擦クラッチにおいてもトルク点を学習することができ、湿式摩擦クラッチを半クラッチとなるまで急速に接近させたのち、緩やかに接続するというクラッチ制御を行うことができる。

特開２００２−２８６０５６号公報

しかしながら、上述の方法でトルク点を学習しようとすると、暖機運転をした後や、高温の環境下でなければ最適なトルク点を学習できないという課題があった。これは、ソレノイドバルブを流れる作動油の粘性が温度によって変わるためであり、エンジン始動直後の低温状態（例えば１５℃程度）では作動油の粘性が高すぎ、通常運転時と同じ周期でソレノイドバルブを開閉すると開閉間隔が短すぎ、作動油が流れにくいためである。

そこで、本発明の目的は上記課題を解決し、作動油が低温であっても最適なトルク点を学習できる湿式摩擦クラッチのトルク点学習方法を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、湿式摩擦クラッチに供給する油圧を調節するためのバルブ手段を、電子コントロールユニットから出力されるデューティパルスのデューティ比に基づいて開閉制御して上記湿式摩擦クラッチの断接を制御するに際し、上記湿式摩擦クラッチの半クラッチ状態が実現されるようなデューティ比をトルク点として学習するクラッチのトルク点学習方法において、上記バルブ手段で油圧調節される作動油の油温を計測し、その油温が所定値以下のとき、上記デューティパルスの周波数を通常のクラッチ制御時の周波数より低い学習用周波数に設定し、デューティ比を漸増又は漸減させながら、上記湿式摩擦クラッチの半クラッチを検出し、このときのデューティ比を実測値とする一方、上記学習用周波数のデューティパルスにて同一の半クラッチ状態が実現されるデューティ比と油温との標準的な関係をマップデータとして予め電子コントロールユニットに記録しておくと共に、上記マップデータ上の運転時の油温におけるデューティ比と、クラッチ制御時の周波数でかつ運転時の油温であるときに半クラッチ状態が実現される標準的なデューティ比との差を周波数間換算値として予め電子コントロールユニットに記録しておき、実測値とこれに対応するマップデータ上のデューティ比との差を個体差とし、該個体差と上記周波数間換算値とを、上記マップデータ上のクラッチ制御時の油温におけるデューティ比に算入して最終デューティ比を算出し、最終デューティ比又は最終デューティ比を補正した値をトルク点として学習するものである。

上記最終デューティ比を算出するとき、上記個体差を算出したのち、個体差を上記マップデータ上の運転時の油温におけるデューティ比に算入し、この値に上記周波数間換算値を算入して最終デューティ比を算出するとよい。

また、湿式摩擦クラッチに供給する油圧を調節するためのバルブ手段を、電子コントロールユニットから出力されるデューティパルスのデューティ比に基づいて開閉制御して上記湿式摩擦クラッチの断接を制御するに際し、上記湿式摩擦クラッチの半クラッチ状態が実現されるようなデューティ比をトルク点として学習するクラッチのトルク点学習方法において、上記バルブ手段で油圧調節される作動油の油温を計測し、その油温が所定値以下のとき、上記デューティパルスの周波数を通常のクラッチ制御時の周波数より低い学習用周波数に設定し、デューティ比を漸増又は漸減させながら、上記湿式摩擦クラッチの半クラッチを検出し、このときのデューティ比を実測値とする一方、上記学習用周波数のデューティパルスにて同一の半クラッチ状態が実現されるデューティ比と油温との標準的な関係をマップデータとして予め電子コントロールユニットに記録しておくと共に、運転時の油温でかつクラッチ制御時の周波数のときに半クラッチ状態が実現される標準的なデューティ比を予め電子コントロールユニットに記録しておき、上記実測値とこの実測値に対応するマップデータ上のデューティ比との差を算出し、この差を上記標準的なデューティ比に算入して最終デューティ比を算出し、最終デューティ比又は最終デューティ比を補正した値をトルク点として学習してもよい。

本発明によれば、作動油が低温であっても最適なトルク点を学習することができる。

図１は車両の動力伝達装置を示すブロック図であり、図２は湿式摩擦クラッチを断接させる油圧回路の油圧回路図である。

図１に示すように、エンジンＥには、クラッチ機構１を介して変速機Ｔ／Ｍが接続されている。クラッチ機構１は流体継手（フルードカップリング）２と湿式摩擦クラッチ３とからなる。流体継手２は、エンジンＥから変速機Ｔ／Ｍに至る動力伝達経路の途中であってその上流側に設けられ、湿式摩擦クラッチ３は同下流側に直列に設けられる。なおここでいう流体継手２とはトルクコンバータを含む。

流体継手２は、エンジンＥの出力軸（クランク軸）に接続されたポンプ４と、ポンプ４に対向されクラッチ３の入力側に接続されたタービン５と、タービン５とポンプ４との間に介設されたステータ６と、ポンプ４とタービン５との締結・切離を行うロックアップクラッチ７とを有する。湿式摩擦クラッチ３は、その入力側が入力軸３ａを介してタービン５に接続され、出力側が変速機Ｔ／Ｍの入力軸８に接続され、流体継手２と変速機Ｔ／Ｍとの間を断接するものである。ポンプ４には、エンジンＥの回転数を検出するためのエンジン回転センサ９が設けられており、タービン５には、湿式摩擦クラッチ３の入力側の回転数を検出するためのタービン回転センサ１０が設けられている。これら回転センサ９、１０は、後述する電子コントロールユニット１１に接続されており、それぞれ電子コントロールユニット１１に回転数情報を出力するようになっている。

湿式摩擦クラッチ３は、入力側のクラッチプレートと出力側のクラッチプレートとを圧着させるように弾発付勢するスプリング（図示せず）を有し、油圧を供給されることでスプリングに抗してクラッチプレート同士を離間させ、接続を断つように構成されている。

図２に示すように、湿式摩擦クラッチ３に作動油圧を供給する油圧回路１３は、オイルタンク１４と、オイルタンク１４からオイルを汲み上げる油圧ポンプＯＰと、油圧ポンプＯＰから吐出されるオイルの油圧を調整するためのリリーフバルブ１５と、湿式摩擦クラッチ３に供給する油圧を調節するためのバルブ手段１６とを備えて構成されている。

バルブ手段１６は、電子コントロールユニット１１から出力されるデューティパルスのデューティ比に基づいて開閉制御されるようになっている。具体的には、バルブ手段１６は、湿式摩擦クラッチ３の上流側に直列に配置され外部から供給されるパイロット油圧に応じて開度調節自在なクラッチコントロールバルブＣＣＶと、クラッチコントロールバルブＣＣＶに供給するパイロット油圧を調節するクラッチソレノイドバルブＣＳＶとを備えて構成されている。クラッチコントロールバルブＣＣＶは、パイロット油圧に基づいて無段階で開閉作動されるスプール弁からなり、パイロット油圧の大きさに応じて内蔵スプール（図示せず）を開放側にストロークさせるようになっている。クラッチソレノイドバルブＣＳＶは、電子コントロールユニット１１から発信されるデューティパルスのオンオフ信号で全開・全閉されるようになっており、デューティパルスのデューティ比（単位時間当たりのオンオフ比）に応じてパイロット油圧を調節するようになっている。

また、油圧回路１３には、作動油の油温を検出するための油温センサ１７が設けられており、電子コントロールユニット１１に油温情報を出力するようになっている。

電子コントロールユニット１１は、湿式摩擦クラッチ３の制御プログラム、トルク点学習プログラム及びこれらのプログラムで用いる各種データ等を固定的に記憶するＲＯＭ等の読み出し専用記憶装置（図示せず）と、各種センサから出力される情報等を読み書き自在に記憶するＲＡＭ等の読み書き自在記憶装置（図示せず）と、中央演算装置（図示せず）とを備えて構成されており、中央演算装置が読み出し専用記憶装置からトルク点学習プログラムを読み出して後述するトルク点学習方法を実行するようになっている。

次に、トルク点学習プログラムによって実行される湿式摩擦クラッチ３のトルク点学習方法について述べる。

車両（図示せず）が停止され、かつ変速機Ｔ／Ｍが接続された状態で所定の操作がなされると、クラッチ３のトルク点学習が開始される。図２及び図４に示すように、電子コントロールユニット１１は、油温センサ１７にて測定した油温を取得２０し、油温が所定の温度より高いか否かを判別２１する。所定の温度は、作動油の性状に応じて決定される温度であり、通常の運転時より作動油の粘度が高くなる約１５℃〜１００℃の間で設定される。

油温が所定の温度より低い場合、デューティパルスの周波数（作動周波数）ｆをクラッチ制御時の周波数（５０Ｈｚ）よりも低い学習用周波数（３０Ｈｚ）に設定２２し、それ以外の場合、作動周波数ｆをクラッチ制御時に用いる５０Ｈｚに設定２３する。学習用周波数の値は、学習操作をすると考えられる低温下にてクラッチソレノイドバルブＣＳＶによる油圧調節を安定してできる周波数を予め実験的又は理論的に求めて決定される。

この後、学習時間を短縮させるべく、完全に切断されている湿式摩擦クラッチ３の無効領域（遊び）を急接させる。具体的には、トルク点に到達しない程度にデューティ比Ｄを大きく接側に寄せて６０％とし２４、クラッチソレノイドバルブＣＳＶにデューティパルスを発信２５する。

このようにして、無効領域部を急接させたら、デューティ比Ｄを漸減させながら湿式摩擦クラッチ３がどの程度のトルクを伝達しているかを検出し、所定のトルクを伝達し始めたときのデューティ比Ｄを実測値Ｄ_rとして電子コントロールユニット１１に記録３０する。湿式摩擦クラッチ３が所定のトルクを伝達し始めたか否かの判別は、エンジンＥとタービン５の回転差が所定値に達したか否かで判別する。これは、湿式摩擦クラッチ３の出力側にタービン５を徐々に接続することで、タービン５が回転を止められた出力側から抵抗を受けて徐々に回転数を落とすことを利用したものである。具体的には、エンジン回転センサ９から出力されるエンジン回転数Ｎ_eを取得２６すると共に、タービン回転センサ１０から出力されるタービン回転数Ｎ_tを取得２７し、エンジン回転数Ｎ_eとタービン回転数Ｎ_tとの差ΔＮを算出２８し、回転数の差ΔＮが所定値に未達か否かを判別２９することで所定のトルクを伝達し始めたか否かを判別する。

回転数の差ΔＮが所定値に満たない場合（湿式摩擦クラッチ３が所定のトルクを伝達していない場合）、デューティ比Ｄを所定の微小値減らし３１、クラッチソレノイドバルブＣＳＶにデューティパルスを発信３２する。

ステップ３０にて実測値Ｄ_rが得られたら、図５に示すように、作動周波数ｆが学習用周波数（３０Ｈｚ）であるかを判別３３し、学習用周波数である場合、読み出し専用記憶装置から作動周波数３０Ｈｚにおける油温とデューティ比との標準的な関係を示すマップデータを取得３４すると共に、マップデータ上の運転時の油温（１００℃）におけるデューティ比と、運転時の油温でかつクラッチ制御時の周波数であるときに半クラッチを実現する標準的なデューティ比との差（以下、周波数間換算値という）を取得３５する。

マップデータは、図３の３０Ｈｚのデータ３６として示すことができる。周波数間換算値は、同図中の３０Ｈｚのデータ３６と５０Ｈｚのデータ３７の１００℃におけるデューティ比の差ΔＤ_fとして示すことができる。

この後、図３及び図５に示すように、マップデータと、周波数間換算値ΔＤ_fと、実測値Ｄ_rとから最終デューティ比Ｄ_drvを算出３８する。具体的には、最終デューティ比Ｄ_drvの算出は、まず、実測値Ｄ_rとこれに対応するマップデータ上のデューティ比（測定した油温Ｔ₁におけるデューティ比）Ｄ₁との差ΔＤ_rを個体差として算出し、この個体差ΔＤ_rをマップデータ上の運転時の油温Ｔ₂におけるデューティ比Ｄ₂に算入し、この値Ｄ₂＋ΔＤ_rに周波数間換算値ΔＤ_fを算入して行う。

図５に示すように、最後に最終デューティ比Ｄ_drvをトルク点を示す値として電子コントロールユニット１１の読み書き自在記憶装置に記録３９し、学習は終了される。

ステップ３３にて作動周波数がクラッチ制御時の周波数（５０Ｈｚ）である場合には、実測値Ｄ_rをそのまま最終デューティ比Ｄ_drvとし４０、最終デューティ比Ｄ_drvを電子コントロールユニット１１の読み書き自在記憶装置に記録３９し、学習を終了する。

湿式摩擦クラッチ３を制御するときは、読み書き自在記憶装置に記録した最終デューティ比Ｄ_drvをデューティ比として湿式摩擦クラッチ３を急接させることで湿式摩擦クラッチ３を即座に半クラッチ状態に接続することができ、この後、緩やかに接続することでショックのない滑らかなクラッチ接続を行うことができる。

このように、バルブ手段１６で油圧調節される作動油の油温を計測し、その油温が所定値以下のとき、デューティパルスの周波数ｆを通常のクラッチ制御時の周波数より低下させ、デューティ比Ｄを漸減させながら、湿式摩擦クラッチ３の半クラッチを検出するため、作動油が低温であっても、作動周波数ｆと油温とに応じた一定のデューティ比Ｄ₁を得ることができ、このデューティ比Ｄ₁をクラッチ制御時の周波数かつ運転時の油温であるときの最終デューティ比Ｄ_drvに換算することでクラッチ制御に用いるデューティ比Ｄ_drvを得ることができ、最適なトルク点を安定して学習することができる。

また、バルブ手段１６で油圧調節される作動油の油温を計測し、その油温が所定値以下のとき、デューティパルスの周波数ｆを通常のクラッチ制御時の周波数より低い学習用周波数に設定し、デューティ比Ｄを漸減させながら、湿式摩擦クラッチ３の半クラッチを検出し、このときのデューティ比Ｄを実測値Ｄ_rとする一方、学習用周波数のデューティパルスにて同一の半クラッチ状態が実現されるデューティ比と油温との標準的な関係をマップデータとして予め電子コントロールユニット１１に記録しておくと共に、マップデータ上の運転時の油温におけるデューティ比と、クラッチ制御時の周波数でかつ運転時の油温であるときに半クラッチ状態が実現される標準的なデューティ比との差を周波数間換算値ΔＤ_fとして予め電子コントロールユニット１１に記録しておき、実測値Ｄ_rとこれに対応するマップデータ上のデューティ比Ｄ₁との差ΔＤ_rを個体差とし、個体差ΔＤ_rと周波数間換算値ΔＤ_fとを、マップデータ上のクラッチ制御時の油温におけるデューティ比Ｄ₂に算入して最終デューティ比Ｄ_drvを算出し、最終デューティ比Ｄ_drvをトルク点として学習するため、最適なトルク点を安定して容易に学習することができる。

そして、最終デューティ比Ｄ_drvを算出するとき、個体差ΔＤ_rを算出したのち、個体差ΔＤ_rをマップデータ上の運転時の油温におけるデューティ比Ｄ₂に算入し、この値に周波数間換算値ΔＤ_fを算入して最終デューティ比Ｄ_drvを算出するため、最適なトルク点を安定して容易に学習することができる。

他の実施の形態について述べる。

図６は図５の処理に変更を加えた流れ図である。変更点は、電子コントロールユニット１１に予め記録しておくデータにある。そして、これに伴って最終デューティ比Ｄ_drvの計算方法も変更している。その他は上述と同様であるため説明を省略する。

図４に示すステップ３０で実測値Ｄ_rを取得したら、図６に示すように、作動周波数ｆが学習用周波数（３０Ｈｚ）であるかを判別３３し、学習用周波数である場合、読み出し専用記憶装置から作動周波数３０Ｈｚにおける油温とデューティ比との標準的な関係を示すマップデータを取得３４すると共に、運転時の油温でかつクラッチ制御時の周波数のときに半クラッチ状態が実現される標準的なデューティ比を取得４１する。

この後、マップデータと、標準的なデューティ比と、実測値Ｄ_rとから最終デューティ比Ｄ_drvを算出４２する。最終デューティ比Ｄ_drvの算出は、まず、実測値Ｄ_rとこれに対応するマップデータ上のデューティ比Ｄ₁との差ΔＤ_rを個体差として算出し、この個体差ΔＤ_rを標準的なデューティ比に算入して行う。

前述の実施の形態と同様に、最終デューティ比Ｄ_drvをトルク点を示す値として電子コントロールユニット１１の読み書き自在記憶装置に記録したら学習は終了される。

このように、学習用周波数のデューティパルスにて同一の半クラッチ状態が実現されるデューティ比と油温との標準的な関係をマップデータとして予め電子コントロールユニット１１に記録しておくと共に、運転時の油温でかつクラッチ制御時の周波数のときに半クラッチ状態が実現される標準的なデューティ比を予め電子コントロールユニット１１に記録しておき、実測値Ｄ_rとこの実測値Ｄ_rに対応するマップデータ上のデューティ比Ｄ₁との差ΔＤ_rを算出し、この差ΔＤ_rを上記標準的なデューティ比に算入して最終デューティ比Ｄ_drvを算出し、最終デューティ比Ｄ_drvをトルク点として学習しても、最適なトルク点を安定して容易に学習することができる。

なお、上述のいずれの実施の形態においても最終デューティ比Ｄ_drvをそのままトルク点として電子コントロールユニット１１に記録し、学習するものとしたが、最終デューティ比Ｄ_drvをバッテリ電圧やエンジン回転数に基づいて補正したのち、この補正値をトルク点として電子コントロールユニット１１に記録してもよいのは勿論である。この場合、バッテリ電圧とデューティ比との関係を示すマップデータや、エンジン回転数とデューティ比との関係を示すマップデータを予め電子コントロールユニット１１に記録しておき、これらのマップデータに基づいて最終デューティ比Ｄ_drvを補正するとよい。

また、完全に切断された湿式摩擦クラッチ３を徐々に接続しながらトルク点を探る学習方法について述べたが、これに限るものではない。逆に完全に接続された湿式摩擦クラッチ３を徐々に切断しながらトルク点を探ってもよい。この場合、デューティ比を漸増させながらエンジン回転数Ｎ_eとタービン回転数Ｎ_tとの差ΔＮが所定値以下になった否かを判別し、回転数差ΔＮが所定値以下になったときのデューティ比を実測値Ｄ_rとするとよい。

湿式摩擦クラッチ３は、多板式、単板式のいずれであってもよい。

車両の動力伝達装置を示すブロック図である。湿式摩擦クラッチを断接させる油圧回路図である。デューティパルスの周波数が３０Ｈｚ、５０Ｈｚの場合における油圧とデューティ比の関係を示すグラフである。トルク点を学習する処理の流れを示す流れ図である。トルク点を学習する処理の流れを示す流れ図である。他の実施の形態を示すトルク点を学習する処理の流れを示す流れ図である。

符号の説明

３湿式摩擦クラッチ
１１電子コントロールユニット
１６バルブ手段

Claims

湿式摩擦クラッチに供給する油圧を調節するためのバルブ手段を、電子コントロールユニットから出力されるデューティパルスのデューティ比に基づいて開閉制御して上記湿式摩擦クラッチの断接を制御するに際し、上記湿式摩擦クラッチの半クラッチ状態が実現されるようなデューティ比をトルク点として学習するクラッチのトルク点学習方法において、
上記バルブ手段で油圧調節される作動油の油温を計測し、その油温が所定値以下のとき、上記デューティパルスの周波数を通常のクラッチ制御時の周波数より低い学習用周波数に設定し、デューティ比を漸増又は漸減させながら、上記湿式摩擦クラッチの半クラッチを検出し、このときのデューティ比を実測値とする一方、上記学習用周波数のデューティパルスにて同一の半クラッチ状態が実現されるデューティ比と油温との標準的な関係をマップデータとして予め電子コントロールユニットに記録しておくと共に、上記マップデータ上の運転時の油温におけるデューティ比と、クラッチ制御時の周波数でかつ運転時の油温であるときに半クラッチ状態が実現される標準的なデューティ比との差を周波数間換算値として予め電子コントロールユニットに記録しておき、実測値とこれに対応するマップデータ上のデューティ比との差を個体差とし、該個体差と上記周波数間換算値とを、上記マップデータ上のクラッチ制御時の油温におけるデューティ比に算入して最終デューティ比を算出し、最終デューティ比又は最終デューティ比を補正した値をトルク点として学習することを特徴とするクラッチのトルク点学習方法。
上記最終デューティ比を算出するとき、上記個体差を算出したのち、個体差を上記マップデータ上の運転時の油温におけるデューティ比に算入し、この値に上記周波数間換算値を算入して最終デューティ比を算出する請求項１記載のクラッチのトルク点学習方法。
湿式摩擦クラッチに供給する油圧を調節するためのバルブ手段を、電子コントロールユニットから出力されるデューティパルスのデューティ比に基づいて開閉制御して上記湿式摩擦クラッチの断接を制御するに際し、上記湿式摩擦クラッチの半クラッチ状態が実現されるようなデューティ比をトルク点として学習するクラッチのトルク点学習方法において、
上記バルブ手段で油圧調節される作動油の油温を計測し、その油温が所定値以下のとき、上記デューティパルスの周波数を通常のクラッチ制御時の周波数より低い学習用周波数に設定し、デューティ比を漸増又は漸減させながら、上記湿式摩擦クラッチの半クラッチを検出し、このときのデューティ比を実測値とする一方、上記学習用周波数のデューティパルスにて同一の半クラッチ状態が実現されるデューティ比と油温との標準的な関係をマップデータとして予め電子コントロールユニットに記録しておくと共に、運転時の油温でかつクラッチ制御時の周波数のときに半クラッチ状態が実現される標準的なデューティ比を予め電子コントロールユニットに記録しておき、上記実測値とこの実測値に対応するマップデータ上のデューティ比との差を算出し、この差を上記標準的なデューティ比に算入して最終デューティ比を算出し、最終デューティ比又は最終デューティ比を補正した値をトルク点として学習することを特徴とするクラッチのトルク点学習方法。