JP4937569B2 - 自動クラッチ制御装置 - Google Patents
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Description
変速時および発進時には、クラッチの断接を行うが、このとき、このクラッチ伝達トルク特性を参照する。これにより、エンジンからの伝達トルクが略ゼロになるクラッチストローク位置(これを発進待機点またはLE点と呼ぶ)が分かり、クラッチ断時にクラッチストロークを略LE点にすることにより、クラッチ接時に速やかなクラッチ動作が可能になり、ドライバーの意に沿った発進が可能となるとともに、クラッチの磨耗量を低減につながるという利点がある。
このような問題を考慮して、クラッチ伝達トルク特性を補正する手法が提案されている(特許文献1参照)。
一方、学習条件判定手段は、クラッチ伝達トルク特性の第1の範囲および第2の範囲が予め定めた規定の時間(例えば100msec)以上継続し、かつ、半クラッチ時間が予め定めた規定の時間(例えば5秒)よりも短いときに学習可能と判定する。
学習条件判定手段により、クラッチ伝達トルクが大きい範囲および小さい範囲の継続時間が既定以上の場合にのみ傾きの補正量を求めるので、クラッチ伝達トルク特性の小さい範囲および大きい範囲において、十分な数のずれ量データを元に傾き補正量を算出でき、より正確な補正が可能になる。また、前回の傾き補正量との平均を取ることにより、クラッチ伝達トルク特性の急激な変化を抑え、適正な補正が可能になる。
本実施の形態にかかる変速機ECU41は、シフト信号生成手段451、ギヤシフト制御手段461、クラッチ制御手段471、および、クラッチ伝達トルク特性学習手段481を有し、これらの手段は、プログラムとして、変速機ECU41のROM415等の記憶装置に格納されている。これらのプログラムをCPU411が実行することにより、変速機ECU41は、自動変速を制御し、車両を走行させる。
すなわち、走行時には、シフト信号生成手段451が変速ギヤ段を設定し、変速が必要な場合には、シフト信号生成手段451が変速要求を行うことによりクラッチ制御手段471がクラッチを断接するための信号を生成し、クラッチ用電動モータ21を制御してクラッチ機構3を作動させる。一方、シフト信号生成手段451からの変速要求により、ギヤシフト制御手段461は、ギヤシフト用電動モータ31を制御して、機械式自動変速機構5を選択された変速ギヤ段へシフトさせる。
車両の走行時に、運転者がチェンジレバーユニット15の操作により手動あるいは自動変速を選択することにより、チェンジレバー操作信号113がシフト信号生成手段451に入力される。手動シフトモードの場合には、シフトアップ“+”あるいはシフトダウン“−”要求によりシフト段が決定される。
変速機ECU41のROM415にはシフトマップ455が格納されており、車速129およびアクセル開度131をキーにこのシフトマップ455を参照することにより、その時点の走行状態に即した変速ギヤ段が選択される。
変速ギヤ段が選択されると、シフト信号生成手段415は、クラッチ制御手段471およびギヤシフト制御手段461等に変速要求信号を送り、それぞれ、クラッチ機構3および機械式自動変速機構5を制御してギヤ段の変速を実行する。
シフト信号制御手段からギヤをシフトする旨の信号をクラッチ制御手段471が受け取ると、クラッチ制御手段471は、ギヤシフトに先立ち、クラッチ用電動モータ21を駆動して、クラッチを切る動作(クラッチ断)を行い、ギヤシフトが完了したら、クラッチを徐々に接続し、半クラッチ状態を通ってクラッチを完全に接続する動作(クラッチ接)を行う。
図10に示すように、クラッチストロークがLE点801以下ではクラッチ伝達トルクは0となりクラッチに接続されている機械式自動変速機構5側にトルクが伝わらない。クラッチを切断する場合には、クラッチストロークの目標値103’をトルクが伝わらないLE点(例えば2.7V)以下のLE点付近の値にすればよい。例えば、LE点よりも大きく断側の4Vにクラッチストロークの目標値を置くと、ギヤシフト完了後にクラッチを接続するときに時間がかかり、変速にもたつきが出てしまうからである。
これを実現するために、本実施の形態では、変速機ECU41にクラッチ伝達トルク特性学習手段481が設けられている。
詳細は後述するが、クラッチ伝達トルク特性学習手段481は、エンジンECU43からバス42を介して入力される燃料噴射量421とエンジン回転数信号131、エンジントルクマップ465からクラッチ伝達トルクを算出し、クラッチ伝達トルク値の小さい範囲と大きい範囲において、クラッチ伝達トルクの値をキーに既存のクラッチ伝達トルク特性475を参照して得られるクラッチストローク値と、クラッチ用電動モータ21が出力する実際のクラッチストローク信号121のずれ量を算出し、クラッチ伝達トルクの小さい範囲のずれ量と、クラッチ伝達トルクの大きい範囲のずれ量の差から、クラッチ伝達トルク特性475の実際の傾きを求め、この値により、クラッチ伝達トルク特性475の傾きを補正する学習を行う。
クラッチ伝達トルク特性学習手段481は、クラッチストロークずれ量算出手段483と、学習値算出手段487、学習条件判定手段491、クラッチ伝達トルク特性傾き補正手段489からなる。
エンジントルクマップ465は、図3に示すように、エンジン回転数NEとエンジントルクTEの関係を示すマップであり、燃料噴射量Qごとに与えられている(例えば燃料噴射量Q=90mg/st)。このエンジントルクマップ465は、台上試験により求められ、変速機ECU41のROM415に格納されている。
クラッチ伝達トルク算出484は、発進時の半クラッチ中に、経時的に変速機ECU41に入力される燃料噴射量421およびエンジン回転数信号131により、経時的にクラッチ伝達トルク値TCLを算出する。
このとき、クラッチ伝達トルクTCL495が小さい範囲(例えば、10〜30kgfm)と、クラッチ伝達トルクTCL495が大きい範囲(例えば、60kgfm以上)の2つの範囲について、それぞれ、クラッチ伝達トルクが小さい範囲のクラッチストロークずれ量Sdl、クラッチ伝達トルクが大きい範囲のクラッチストロークずれ量Sdsを求める。これらのクラッチストロークずれ量Sdl、Sdsは、クラッチ伝達トルクTCL495が上記規定の範囲にある期間の時系列データとして得られる。
すなわち、学習条件判定手段491は、詳細は後述するが、クラッチ伝達トルクTCL495の値が小さい範囲および大きい範囲が予め設定した期間(例えば100ms)よりも長く継続し、かつ、発進時の半クラッチ状態が予め別に設定した時間(例えば5秒)よりも短い場合に、学習条件を満たすと判定する。
これは、クラッチ伝達トルクTCL495が小さい範囲および大きい範囲がある一定時間以上継続することにより、ずれ量のデータ数を十分に確保し、適切な補正を可能にする。また、半クラッチ状態が長時間継続した場合には学習値の変動が大きくなり、正しい学習を行えない場合があるので、学習を行わないようにする。
図4、図5は、クラッチストロークずれ量算出手段483の処理の流れを示すフローチャートである。図4は、クラッチストロークずれ量算出手段483のなかのクラッチ伝達トルク495を算出するクラッチ伝達トルク算出484までの部分の処理の流れを示し、図5は、求まったクラッチ伝達トルク495を元に、クラッチストロークずれ量498を求める部分の処理の流れを示している。
次に、車両の状態が発進時の半クラッチ制御中か否かを判定する(ステップ1002)。例えば、機械式自動変速機構5のギヤ段が2速(通常の発進は2速で行う)であり、変速機ECU41のシフト信号生成手段451がクラッチ制御手段471に対してクラッチの自動制御の指令を出している場合に発進時の半クラッチ制御中と判定する(ステップ1002のyes)。以上の条件を満たさない場合には、ステップ1002を繰り返す。
発進時の半クラッチ制御中と判定された場合には、タイマを起動し、半クラッチの継続時間をtとして計測する(ステップ1003)。タイマには、変速機ECU41に設けられているタイマ419を使用すればよい。
まず、燃料噴射量Q(t)421、エンジン回転数信号NE(t)を元にエンジントルクマップ465を参照し、エンジントルクTE(t)を求める(ステップ1004)。ここで、(t)は、各変数が時系列であることを示す。例えば、燃料噴射量Q(t)421が90mg/stの場合、図3に示したエンジントルクマップ465の90mg/stの場合を参照し、エンジン回転数NE(t)の値から、エンジントルクTE(t)を求める。
次に、求まったエンジントルクTE’(t)を元に次式(1)によりクラッチ伝達トルクTCL(t)を求める(ステップ1006)。
TCL(t)=TE’(t)−(π/30)・(dNE/dt)・Ie …(1)
ここで、dNE/dt=NE(t)−NE(t-Δt)
例えば、Δt=60msec
Ie:エンジン側の回転慣性モーメント(設計時に求まる)
以上の処理により、クラッチ伝達トルクTCL(t)が時系列として求まる。
まず、ステップ1006で求めたクラッチ伝達トルクが小範囲か否かを判定する(ステップ1007)。すなわち、クラッチ伝達トルクの小さい範囲を予めa1〜a2と定めておき(例えば、a1=10kgfm、a2=30kgfm)、クラッチ伝達トルクTCL(t)がその範囲にあるか否かを判定する。クラッチ伝達トルクが小範囲にある場合には(ステップ1007のyes)、小範囲のクラッチストロークのずれ量Sdsを算出する処理(ステップ1009〜1011)を行うが、その内容は後述する。
クラッチ伝達トルクTCL(t)が大範囲にもない場合(ステップ1008のno)には、クラッチストロークずれ量の算出は行わず、ステップ1013に進む。
次に、実際のクラッチストロークS(t)127とこのクラッチストロークSp497とのずれ量Sds(i)を求めるが、このとき、クラッチ伝達トルクTCL(t)の算出時間等による遅れを考慮し、Δt’分前のクラッチストロークとの差を次式(2)により求める(ステップ1010)。
Sds(i)=S(t−Δt’)−Sp …(2)
ここで、Δt‘は、クラッチ伝達トルクTCL(t)の算出時間であり、例えば40msecとすればよい。
ここで、iは、小範囲のクラッチストロークずれ量Sdsデータの個数を示し、iの値を1インクリメントする(ステップ1011)。
すなわち、まず、変速機ECU41のRAM413に記憶されている既存のクラッチ伝達トルク特性475を参照し、TCL(t)の値から、それに対応するクラッチストローク値Spを求める(ステップ1019)。
次に、実際のクラッチストロークS(t)127とこのクラッチストロークSp497とのずれ量Sdl(j)を求めるが、このとき、クラッチ伝達トルクTCL(t)の算出時間等による遅れを考慮し、Δt’分前のクラッチストロークとの差を次式(3)により求める(ステップ1020)。
Sdl(j)=S(t−Δt’)−Sp …(3)
ここで、Δt‘は、クラッチ伝達トルクTCL(t)の算出時間であり、例えば40msecとすればよい。
ここで、jは、大範囲のクラッチストロークずれ量Sdlデータの個数を示し、jの値を1インクリメントする(ステップ1021)。
以上の処理により、クラッチ伝達トルクが小範囲における、クラッチ伝達トルク特性から求めたクラッチストロークSpと実際のクラッチストロークのずれ量Sdl(j)、および、クラッチ伝達トルクが大範囲における、クラッチストロークのずれ量Sdl(j)が求まる。
まず、小範囲のクラッチストロークずれ量データSdsの個数iと、大範囲のクラッチストロークずれ量データSdlの個数jを、それぞれ予め定めた値IおよびJと大小比較する(ステップ1100)。すなわち、例えば、I=10、J=10として、j≧Jかつi≧Iか否かを判定する。例えば、ずれ量データSdsおよびSdlが10msごとに算出されるとすれば、クラッチ伝達トルクTCLの大範囲および小範囲がそれぞれ100ms以上継続したか否かを判定する。
これは、大範囲および小範囲の十分な数のデータを元に学習値Slを求めることを可能にする。これにより、補正がより適正に行える。
ステップ1100がnoの場合(すなわち、大範囲または小範囲が規定時間継続しなかった場合)には、学習条件を満たしていないと判断し(ステップ1103)、学習条件判定手段491を終了する。
また、半クラッチ継続時間Tが規定時間Ts以下の場合(ステップ1101のyes)には、学習可能と判断し、学習条件CをOKにして(ステップ1102)、処理を終了する。
図7に示すように、学習条件CがNGの場合(ステップ1201のNG)、学習値の算出は行わずに処理を終了する。一方、学習条件CがOKの場合に(ステップ1201のOK)、クラッチ伝達トルクTCLの小範囲と大範囲のそれぞれのクラッチストロークずれ量Sds、Sdlを元に学習値である、クラッチ伝達トルク特性の傾きの補正量Gを求める処理を行う。
そして、この平均ずれ量SdL、SdSの差を求め、これを傾き補正量の準備値Gpとする(ステップ1204)。そして、次に、この値Gpと前回の補正量Gを平均化することにより、極端な補正が行われないようにするため、平均化処理を行う(ステップ1204)。例えば、前回の傾き補正量をGとすると、G×e+Gp×(1−e)を今回の傾き補正量Gとすればよい(ここで、例えばe=0.7とする)。
以上の処理により、傾き補正量Gが求まる。
図8は、クラッチ伝達トルク特性傾き補正手段489の処理の流れを示すフローチャート、図9(b)は、クラッチ伝達トルク特性の傾き補正を説明する図である。
実際にクラッチ伝達トルク特性の傾きを補正する前に、エンジン回転数NEが予め定めた規定値NE0以上か否かを判定する(ステップ1300)。
これは、エンジン回転数NEが低下している場合に、補正精度が下がるので、補正を実施しないようにするためであり、エンジン回転数NEが低すぎる場合(ステップ1300のno)には補正処理を行わずに処理を終了する。
図9(b)に示すように、例えば、前回までのクラッチ伝達トルク特性501において、クラッチ伝達トルクTCLが30kgfm(=a2)以上の部分の傾きを補正値Gだけ補正し、補正後のクラッチ伝達トルク特性503を得る。
求まった補正後のクラッチ伝達トルク特性503の値を変速機ECU41のRAM413に格納し(ステップ1301)、処理を終了する。
3………自動クラッチ装置
5………機械式自動変速装置
21………クラッチ用電動モータ
41………変速機ECU
43………エンジンECU
475………クラッチ伝達トルク特性
481………クラッチ伝達トルク特性学習手段
121………クラッチストローク信号
465………エンジントルクマップ
Claims (1)
- エンジンと変速機との間に介装されたクラッチと、
前記クラッチを駆動するクラッチアクチュエータと、
前記クラッチアクチュエータのストロークを制御するクラッチ制御手段と、
クラッチストロークとクラッチ伝達トルクの関係を示し、前記クラッチ制御手段において発進時のクラッチの伝達トルク制御に用いる予め設定されたクラッチ伝達トルク特性を記憶する記憶手段と、
前記クラッチ伝達トルク特性の傾きを補正する前に、エンジン回転数が規定値以上か否かを判定する手段と、
前記エンジン回転数が規定値以上の場合には、前記記憶手段に格納されているクラッチ伝達トルク特性の傾きを、発進時の半クラッチ制御中の実際のクラッチ伝達トルクとクラッチストロークの関係を用いて補正し学習するクラッチ伝達トルク特性学習手段と、を備え、
前記クラッチ伝達トルク特性学習手段は、発進時の半クラッチ制御中のクラッチ伝達トルクを経時的に算出し、前記クラッチ伝達トルクの所定の第1の範囲および前記第1の範囲より大きい所定の第2の範囲において、それぞれ、前記記憶手段に格納されている前記クラッチ伝達トルク特性をクラッチ伝達トルクの値をキーに参照して対応するクラッチストロークを複数個求め、前記参照して求めたクラッチストローク値と、実際のクラッチストローク値とのずれ量を算出するクラッチストロークずれ量算出手段と、
前記第1の範囲および前記第2の範囲について求めた前記クラッチストロークの個数がそれぞれ所定の個数以上の場合に学習可能と判定する学習条件判定手段と、
前記学習条件判定手段により、学習可能と判定された場合に、前記クラッチストロークずれ量算出手段により算出された、前記クラッチ伝達トルク特性の前記第1の範囲のずれ量と、前記第2の範囲のずれ量との差を元に前記クラッチ伝達トルク特性の傾き補正量を求め、前記傾き補正量分だけ前記クラッチ伝達トルク特性の傾きを補正するクラッチ伝達特性傾き補正手段と、
を備えることを特徴とする自動クラッチ制御装置。
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