JP5707664B2

JP5707664B2 - クラッチ制御装置の流量制御弁

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Publication number: JP5707664B2
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Inventors: 嘉丈武井; 山本　康; 康山本; 公幸河西
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Publication date: 2015-04-30
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Description

本発明は、車両に装備されたクラッチをクラッチアクチュエータにより自動的に断接するクラッチ制御装置において、クラッチアクチュエータ内の作動流体を制御するため用いられる流量制御弁に関するものである。

車両の運転の容易化あるいは運転者の疲労軽減のために、近年、イージードライブを目的とする各種の車両用動力伝達装置の普及が進んでいる。トルクコンバータと遊星歯車装置とを組み合わせたいわゆる自動変速機（ＡＴ）がその代表的なものであるが、自動的な車両用動力伝達装置の中には、いわゆるマニュアル車の変速機（ＭＴ）と同様な平行軸歯車機構式変速機を使用して、これと自動クラッチとを組み合わせた動力伝達装置がある。この動力伝達装置では、エンジンと変速機との間に配置されるクラッチがクラッチアクチュエータを備えており、運転者が変速レバーで変速段を切り替える変速時や車両の発進時に、自動的にクラッチを断接するようにして、運転者のクラッチペタルの操作を省略している。運転者が変速レバーを操作する代わりに、電子制御装置を用い車両の走行状態に応じて自動的に変速段を切り替える動力伝達装置も存在する。

エンジンと変速機との間に設置されるクラッチ（乾式単板クラッチ）は、図６に示すように、周辺部に摩擦板が固着されたクラッチディスク１０１を備えており、これは、エンジンのクランクシャフト１０２に回転可能に支持される変速機入力軸１０３に摺動可能にスプライン嵌合されている。クラッチディスク１０１の摩擦板の背後には、摩擦板をクランクシャフト１０２の後端部のフライホイール１０４に対して圧接するプレッシャプレート１０５が設けられる。また、フライホイール１０４に固着されるクラッチカバー１０６にはダイヤフラムスプリング１０７が取り付けてある。車両の通常走行時においては、ダイヤフラムスプリング１０７が、プレッシャプレート１０５を介してクラッチディスク１０１をフライホイール１０４に対して圧接することにより、エンジンの動力は、クラッチディスク１０１を経由して変速機入力軸１０３に伝達される。

クラッチには、動力の伝達を断接する操作機構が備えられており、この操作機構は、変速機入力軸１０３に嵌め込まれたレリーズベアリング１０８、レリーズフォーク１０９及びクラッチアクチュエータ１１０等により構成されている。クラッチアクチュエータ１１０は、空気圧又は油圧で作動する流体圧シリンダであって、そのピストンはレリーズフォーク１０９の一端に連結される。また、ピストンの過大な移動によってクラッチアクチュエータ１１０等に損傷が生じるのを防止するよう、移動量を機械的に制限するストッパ１１１が設けられる。

車両の変速時において変速段を切り替えるためエンジン動力を遮断するときは、クラッチアクチュエータ１１０に作動流体を供給し、レリーズフォーク１０９の一端を図の右方に変位させる。レリーズフォーク１０９の他端は反対方向に変位し、これに当接するレリーズベアリング１０８を左方に摺動して、ダイヤフラムスプリング１０７を図の２点鎖線のように移動させる。これにより、プレッシャプレート１０５を圧接するスプリング力は解除され、エンジン動力の変速機入力軸１０３への伝達が遮断される。変速が終了しクラッチを再び接続するときは、クラッチアクチュエータ１１０の作動流体を排出して、リターンスプリング１１２等でレリーズフォーク１０９を左方に移動させる。クラッチの接続状態（接続量）は、クラッチアクチュエータ１１０のピストンの移動量、すなわちクラッチアクチュエータのストロークで決定される。

車両の変速時には、迅速なしかも変速ショックのないクラッチの断続を実行する必要がある。そのため、一旦切断したクラッチを変速段の切り替え後（ギヤイン後）に再び接続するときは、図７におけるストロークの変化のグラフに示すように、実質的にトルク伝達の生じない無効領域を速やかに通過させるよう、まずクラッチアクチュエータ１１０のピストンを接方向に急速に移動させるとともに、トルク伝達が開始されるいわゆる半クラッチ領域では、急速な接続量の増加に伴う変速ショックを避けるよう徐々に接続量を増加させる。こうした制御は、クラッチアクチュエータ１１０内の作動流体の量を変更し、そのストロークを正確に制御することにより実行される。

変速時等に自動的にクラッチを断接するクラッチ制御装置では、作動流体を供給するエアタンク等の作動流体圧力源、クラッチアクチュエータのピストンの移動量を検出するストロークセンサ、そしてクラッチアクチュエータ内の作動流体量を制御する制御弁が設けられ、変速時等におけるクラッチの制御が行われる。通常、制御弁は作動流体の供給管路と排出管路とにそれぞれ配置され、これらの２個の制御弁を開閉することにより、クラッチの接続量が制御される。これに対し、１個の流量制御弁を用いてクラッチアクチュエータ内の作動流体の供給及び排出を行うクラッチ制御装置も知られており、一例として特許第３４１７８２３号公報に記載されている。

単一の流量制御弁を使用するクラッチ制御装置においては、図８の回路図に示すとおり、流量制御弁１には、クラッチアクチュエータ１１０に連なる連通通路２と、エアタンク等の作動流体圧力源３に連なる圧力源通路４と、クラッチアクチュエータ１１０から作動流体を排出する排出通路５とが接続され、それぞれの通路に開口する連通ポート２ｐ、圧力源ポート４ｐ、排出ポート５ｐの３個のポートが形成される。
図８の流量制御弁１は、弁体６を操作する弁アクチュエータとして電磁ソレノイド式の駆動装置を備えた、スライドバルブ形式の比例制御弁である。つまり、流量制御弁１を通過する作動流体の流量が弁体６の位置に応じて変化する流量特性を有し、電磁ソレノイドへの通電量が流量を変更するための操作量となっている。クラッチのストロークを制御するため、流量制御弁１には、ストロークセンサ７の検出信号に応じてコイル８への通電量を制御する流量制御弁制御装置９が接続される。

流量制御弁１の弁体６は、図９の詳細作動図に示すとおり、中間に２個のランドを有し、弁体６の一端は、電磁ソレノイドの可動ヨーク１０に連結されている。弁体６の他端にはばね１１が配置してあり、弁体１は、可動ヨーク１０に作用する磁力とばね１１のばね力とのバランスによってその位置が決定される。コイル８への通電を停止したとき（通電量０％）は、弁体６は、ばね１１に押されて図９（ｂ）の位置となり、連通ポート２ｐと排出ポート５ｐとが連通し、クラッチアクチュエータ１１０内の作動流体は外部に排出されてクラッチが接続状態となる。コイル８に流れる電流を最大値（１００％）とすると、弁体６は、ばね１１を圧縮して図９（ｃ）の位置となり、連通ポート２ｐと圧力源ポート４ｐとが連通する。これにより、圧力源３の作動流体が連通ポート２ｐからクラッチアクチュエータ１１０内に導入され、クラッチは切断される。コイル８に５０％の電流を流したときは、弁体６が図９（ａ）の位置、すなわち中立位置となって連通ポート２ｐが圧力源ポート４ｐ及び排出ポート５ｐと遮断され、クラッチのストロークは一定位置に保持される。このような流量制御弁により、図７に示される変速時のクラッチのストローク制御を実施するときには、コイルへの通電量は、同図の下方に示すパターンに従って変化するよう制御される。

ここで、流量制御弁の弁体の位置と流量の関係についてみると、弁体が図９（ａ）の中立位置にある場合、ランドの長さＬと連通ポート２ｐの巾の長さＷとが一致している流量制御弁では、弁体が中立位置から左右に外れると直ちに作動流体の流れが生じる。この流量制御弁では流量が０となる中立位置は１点であり、流量特性、つまりコイル８に流れる電流に対する作動流体の流量は、図１１の２点鎖線の特性となる。こうした流量制御弁を用いたときは、中立位置から外れると直ちにクラッチアクチュエータ１１０内の作動流体量が変化する。そのため、ストロークを定位置に保持するにはコイル８に流れる電流を精密に制御する必要がある。

これに対し、図１０（ａ）に示すとおり、ランドの長さＬが連通ポート２ｐの巾の長さＷよりも少量だけ大きく設定すると、流量制御弁１の中立位置に少量の巾が生じる。この場合には、流量特性が図１１の実線で表される特性となって、中立位置には、操作量が変化しても流量が変化しない不感帯ＤＺが存在するようになる。これにより、ストロークを定位置に保持するようにコイル８に流れる電流が設定されているときに、外乱等に起因して電流が多少変動しても、ストロークが変わることなく安定した作動が可能となる。流量制御弁１のこのような不感帯ＤＺは、流量制御弁を製造する過程における不可避的な製造誤差によっても発生する場合がある。

そして、不感帯ＤＺが存在する流量制御弁では、クラッチのストローク制御中においてストロークを一定値に保持するよう弁体６が停止する位置は、弁体６の移動方向で異なる位置となる。弁体６が図１０で右方に移動して中立位置に至るとき、つまり、クラッチアクチュエータ１１０に作動流体を供給してクラッチを断方向に操作（ストロークが増加）した後に、弁体６を中立位置として供給を遮断するときは、弁体６のランドの右端が連通ポート２ｐを閉鎖する図１０（ｂ）の位置（図１１のＰ点に対応）で弁体６が停止する。逆に、弁体６が図１０で右方に移動して中立位置となるとき、つまり、クラッチを接方向に操作（ストロークが減少）するためクラッチアクチュエータ１１０の作動流体を排出した後に、弁体６を中立位置として排出を止めるときは、弁体６のランドの左端が連通ポート２ｐを閉鎖する図１０（ｂ）の位置（図１１のＮ点に対応）で停止することとなる。
特許第３４１７８２３号公報

クラッチの接続量を正確に制御するためには、流量制御弁によるクラッチアクチュエータ内の作動流体量の迅速かつ正確な制御が要求される。そのため、流量制御弁制御装置には、電磁ソレノイドのコイルへの通電量と流量の関係を表す流量特性（図１１）が記憶されている。例えば、流量特性の中立位置に不感帯が存在するときは、図１１の実線に示すグラフの形で記憶される。流量制御弁制御装置は、この流量特性を用いてコイルへの通電量を制御し、操作量である通電量を目標とする流量に対応した値となるよう設定する。

ところで、個々の流量制御弁には製造上の僅かな相違等に起因する個体差が多少なりとも存在し、通電量と流量の関係である流量特性は、個々の流量制御弁に応じて僅かながら相違する。また、同一の流量制御弁であっても経年変化に伴い流量特性の変化が生じることがある。不感帯が存在する流量制御弁についてみると、経年変化により電磁ソレノイドの磁力とばねのバランスが変化し、磁力が低下したときは図１２の実線の流量特性が右方に移動し（破線Ｘ）、ばね力が低下したときは左方に移動して（破線Ｙ）、流量制御弁の不感帯ＤＺも同様に移動する。このような流量特性の変化は、不感帯が存在するか否かにかかわらず発生するものであり、流量特性が変化すると、同一の通電量であっても流量が異なる結果となるため、クラッチ接続量を迅速かつ正確に目標値とすることができず、変速ショックが生じることとなる。
本発明の課題は、クラッチ制御装置に用いられる流量制御弁において、経年変化等に起因して発生する上述の問題を簡易な手段により解決することにある。

上記の課題に鑑み、本発明は、流量制御弁を用いるクラッチ制御装置において、流量制御弁制御装置に流量制御弁の中立位置の中央点を学習する学習装置を設け、流量特性の相違を補償することにより、不感帯のある流量制御弁であっても、簡易な手段によってクラッチ接続量の正確な制御を実行するようにしたものである。すなわち、本発明は、
「エンジンと変速機との間にクラッチが設置された車両用動力伝達装置におけるクラッチ制御装置であって、
前記クラッチ制御装置は、作動流体によって駆動され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移動量を検出するストロークセンサと、前記クラッチアクチュエータ内の作動流体の量を制御する流量制御弁と、前記ストロークセンサの検出信号に応じて前記流量制御弁の弁体の位置を制御する流量制御弁制御装置とを備え、
前記クラッチアクチュエータには、移動量を機械的に制限するストッパが設置されて前記クラッチアクチュエータの移動量には最大値が存在しており、
前記流量制御弁には、前記クラッチアクチュエータに連なる連通通路と、作動流体の圧力源に連なる圧力源通路と、前記クラッチアクチュエータから作動流体を排出する排出通路とが接続され、かつ、前記弁体を操作する弁アクチュエータが設置されて、前記弁体の中立位置においては、前記連通通路が前記圧力源通路及び前記排出通路と遮断されるよう構成され、さらに、前記流量制御弁制御装置が、前記弁体の中立位置を学習する中立位置学習装置を備えており、
前記中立位置学習装置は、前記クラッチアクチュエータの移動量をクラッチの接位置から完断位置まで変化させた後に接位置に戻す操作を実行して、前記クラッチアクチュエータの移動量が所定ストローク以上かつ前記最大値未満の状態であるときに、前記ストロークセンサの検出信号により前記クラッチアクチュエータの移動量を一定周期で検出し、前回の前記クラッチアクチュエータの移動量と今回の前記クラッチアクチュエータの移動量により前記クラッチアクチュエータの変化速度を演算して保持する手段を有し、さらに、
前記中立位置学習装置は、前記クラッチアクチュエータの変化速度の絶対値が所定値以下であると判定し、かつ、前回求めた前記クラッチアクチュエータの変化速度が正であると判定したときの前記弁アクチュエータの操作量と、
前記クラッチアクチュエータの変化速度の絶対値が所定値以下であると判定し、かつ、前回求めた前記クラッチアクチュエータの変化速度が負であると判定したときの前記弁アクチュエータの操作量とを平均した値を中立位置の中央点と判定する」
ことを特徴とするクラッチ制御装置となっている。ここで「操作量」とは、弁アクチュエータを操作し制御量としての流量を変更するため加えられる量を意味するものであり、例えば、弁アクチュエータが電磁ソレノイドであればその通電量、弁アクチュエータとしてパルスモータを使用したときはパルス数となる。

請求項２に記載のように、前記中立位置学習装置は、前記車両が停車中であるときに、前記変速機をニュートラルとし、かつ、前記クラッチアクチュエータを作動して学習を実行するよう構成することができる。この場合には、請求項３に記載のように、前記中立位置学習装置が、前記車両のブレーキが作動しているときに前記弁体の中立位置の学習を実行することが好ましい。

請求項４に記載のように、前記流量制御弁は、前記弁体を駆動する電磁ソレノイドを備えており、前記操作量が、前記流量制御弁制御装置により制御され前記電磁ソレノイドのコイルに通電される通電量であるものとすることができる。

クラッチ制御装置に単一の流量制御弁を設置し、この流量制御弁によりクラッチアクチュエータ内の作動流体の供給及び排出を行うときは、流量制御弁の弁体を、中立位置から一方に変位させて作動流体を供給し、他方に変位させて作動流体を排出する。本発明の流量制御弁制御装置は中立位置の学習装置を備え、中立位置に巾があり不感帯が存在する流量制御弁では、中立位置の中央点となる弁アクチュエータの操作量（例えば電磁ソレノイドのコイルへの通電量）を常時学習している。そのため、流量制御弁の個体差や経年変化に伴い中立位置の中央点が変化しても、学習装置に記憶されたその中央点によって弁アクチュエータの操作量を補正し、流量制御弁の弁体の位置を、目標とする流量となるよう正確に制御することができる。したがって、変速時等においてクラッチの接続量の迅速かつ正確な変更が可能となり、変速ショックのないクラッチ制御が達成される。なお、中立位置に不感帯のない流量制御弁の場合には、中立位置の中央点は中立位置そのものとなるから、その位置を学習することによって、不感帯のない流量制御弁であっても、弁アクチュエータの操作量の補正が同様に可能であるのは明らかである。

また、本発明の中立位置の学習装置では、ストロークセンサの検出信号の変化速度の絶対値を検出し、その絶対値が、ストロークセンサの検出信号が増加しながら所定値以下となったときの弁アクチュエータの操作量と、ストロークセンサの検出信号が減少しながら所定値以下となったときの弁アクチュエータの操作量とを別々に検知する。そして、両方の操作量を平均した値を中立位置中央点と判定する。流量制御弁の中立位置においては、クラッチアクチュエータ内の作動流体の供給と排出が停止されて、クラッチアクチュエータのストロークは変化しない。本発明の学習装置は、基本的には、ストロークセンサの検出信号の変化速度の絶対値が所定値以下となったことを検知することにより、流量制御弁が中立位置にあることを判別するものである。この所定値は、ゼロに近い小さい値であって、ストロークセンサ検出信号の外乱等を考慮して設定されるものである。

ただし、不感帯が存在する流量制御弁では中立位置に巾があり、クラッチのストローク制御中においてストロークを一定値に保持するよう弁体が停止する位置は、弁体の移動方向で異なる位置となる。つまり、ストロークセンサの検出信号が増加（クラッチの断方向の操作）しながら変化速度がゼロとなる弁体の位置は、図１０（ｂ）の位置であって、そのときの弁アクチュエータの操作量（電磁ソレノイドのコイルの通電量）は、図１１のＰ点に対応する通電量となる。一方、ストロークセンサの検出信号が減少（クラッチの接方向の操作）しながら変化速度がゼロとなる弁体の位置は、図１０（ｃ）の位置であり、弁アクチュエータの操作量は、図１１のＮ点の通電量となる。そのため、不感帯が存在する流量制御弁では、単にストロークの変化速度が０となったことを検出するのみでは、正確な中立位置の情報を得ることはできない。これに対し、本発明では、弁体の移動方向の各々について、ストロークの変化速度が０となるときの操作量を別々に検知し、これを平均して中立位置中央点を求めているので、不感帯の存在にかかわらず、経年変化等に伴う中立位置の変動を的確に捉えることができる。

本発明の学習装置で使用されるストロークセンサは、クラッチ接続量の制御のためもともとクラッチ制御装置に備えられた部品である。したがって、本発明の学習装置は、特別な部品を設置する必要なく中立位置中央点の学習が可能である。そして、クラッチ制御装置の流量制御弁は単一のものであるから、制御装置の全体的な構成を簡易でコンパクトなものとすることができる。
ちなみに、ストロークセンサの検出信号の変化速度の絶対値が、所定時間連続して所定値以下となったときに学習を実行するよう構成したときは、外乱等による学習精度の低下を、より確実に回避することができる。

さらに、本発明は、クラッチが操作中の状態であるときに弁体の中立位置中央点の学習を実行させることを企図したものである。クラッチアクチュエータが操作されず完接の状態であるときは、ストロークの変化速度が０であっても、通常、流量制御弁は中立位置にはない。クラッチが操作中であることを判別するには、クラッチアクチュエータの移動量が所定ストローク以上であることを検出すればよいが、変速時には、クラッチアクチュエータが急速に断位置とされるため、移動量を機械的に制限するストッパに衝接することがあり、このときにもストロークの最大値で変化速度が０となる。しかし、このとき流量制御弁が中立位置にあるとは限らない。したがって、本発明では、クラッチアクチュエータの移動量が所定ストローク以上かつ最大値未満の状態であるときに、弁体の中立位置の学習を実行するよう構成されている。

本発明における流量制御弁の中立位置中央点の学習は、流量制御弁の弁体の移動方向の各々について、ストロークの変化速度が０となるときの操作量を別々に検知するものであるが、請求項２の発明では、車両の停車時に学習の目的で、変速機をニュートラルとしてエンジンから車輪への動力伝達を遮断し、クラッチ操作を行う。このため、流量制御弁の中立位置中央点の学習に適した任意のクラッチアクチュエータの操作が可能であり、クラッチを断方向及び接方向に操作した後停止することによって、ストロークセンサの検出信号が増加しながら変化速度が０となるときの操作量と、減少しながら０となるときの操作量とを別々に検知することができる。ちなみに、クラッチ制御装置には、半クラッチ学習装置、つまり、クラッチ摩擦板の経時的な磨耗等に伴う半クラッチ位置のストローク変化を定期的に学習する装置、を備えたものが多い。半クラッチ状態の学習は、車両の停車時に請求項２の発明と同様な操作を行って実施されるが、こうした半クラッチ学習装置を備えたクラッチ制御装置においては、半クラッチ状態の学習と同時に流量制御弁の中立位置の学習を実行することができる。
請求項２の発明では、車両の停車中に、変速機を一時ニュートラルとしてクラッチの操作を行うこととなる。そのため、請求項３の発明のように、車両のブレーキが作動しているときに弁体の中立位置の学習を実行することが望ましい。このときには、万一誤操作等が発生したとしても、車両が不測の発進を起こす事態が防止され、安全に中立位置の学習を行うことができる。

請求項４の発明のように、流量制御弁として電磁ソレノイドにより駆動される比例制御弁、つまり、流量制御弁制御装置により電磁ソレノイドのコイルに通電する電流を制御して弁体の位置を連続的に変更する流量制御弁を使用したときは、電気的な制御装置を用いることにより、流量制御弁の駆動装置及び制御装置を小型なものとすることができる。

以下、図面に基づいて、本発明を実施した車両用クラッチの制御装置について説明するが、本発明が適用される車両用クラッチ及びクラッチ制御装置を構成する機器は、図６等に示す従来の装置と格別異なるものではない。すなわち、本発明のクラッチ制御装置により操作される車両用クラッチは、図６のクラッチと基本的に同一のものであり、クラッチ接続量を変更するクラッチアクチュエータ１１０を備えている。クラッチアクチュエータ１１０には流体圧力源から作動流体が供給され、クラッチの接続量は、クラッチアクチュエータ１１０のピストンの移動量で決定され、移動量の最大値はストッパ１１１で機械的に規制されている。

本発明のクラッチ制御装置の回路構成を図１に示す。図１の回路を構成する機器も、いわゆるハードの面では図８の従来のものと同一であって、対応する部品等には同一の符号を付してある。クラッチ制御装置は、電磁ソレノイドにより駆動される単一の流量制御弁１を備え、流量制御弁１には、エアタンク等の流体圧力源３、クラッチアクチュエータ１１０及び排出通路５が接続される。流量制御弁制御装置９は、弁アクチュエータである電磁ソレノイドのコイル８への通電量を制御して弁体６の位置を変え、クラッチアクチュエータ１１０内の作動流体の供給、排出を行ってクラッチの接続量を変更する。クラッチアクチュエータ１１０のピストンの移動量（ストローク）はストロークセンサ７で検出され、その信号が流量制御弁制御装置９に入力される。

本発明のクラッチ制御装置においては、流量制御弁制御装置９には中立位置中央点学習装置９１が設置されている。中立位置中央点学習装置９１は、流量制御弁１に不感帯が存在するときであっても中立位置の学習が可能となるよう、クラッチアクチュエータ１１０のストロークの信号を用いて、流量制御弁１を通過する作動流体の流れが遮断される弁体中立位置の中央点、に対応するコイル８の通電量を学習するものであり、これにもストロークセンサ７の検出信号が入力される。本発明では、ストロークセンサ７の検出信号の変化速度の絶対値を検出し、その絶対値が、ストロークセンサ７の検出信号が増加しながら所定値以下となったときの通電量と、ストロークセンサの検出信号が減少しながら所定値以下となったときの通電量とを別々に検知する。そして、両方の通電量を平均した値を中立位置中央点と判定する。ここで、前記の所定値は、ストロークの変化速度が実質的に０であることを検出するよう、小さな値となっている。

本発明の中立位置中央点学習装置９１は、クラッチアクチュエータ１１０のストロークが増加しながら変化速度が０となる場合の通電量及び減少しながら０となる場合の通電量、換言すると、流量制御弁１の弁体６が一方向から中立位置に達したときの通電量及び他方向から達したときの通電量をそれぞれ求める必要がある。そのため、この実施例の中立位置中央点学習装置９１は、車両が停車中であるときに変速機を短時間ニュートラルとし、クラッチアクチュエータ１１０を作動して学習を実行するよう構成されている。

中立位置中央点学習装置９１の基本的な作動について、図２の作動特性図及び図３のフローチャートを用いて説明する。この実施例の学習装置は、変速機をニュートラルとした状態で、図２の下図に示すように電磁ソレノイドのコイル８に通電し、クラッチのストロークを図２の上図のパターンに従って変化させ、そして、図３のフローチャートの演算等を一定演算周期で実施する。
図３のフローチャートにおいて、ステップＳ１では、ストロークセンサ７の検出信号から現在のストロークｓｔ（ｎ）を読み込み、ステップＳ１１において、ストロークｓｔ（ｎ）が所定ストローク（ｓｔＡ）以上、かつ、ストッパ１１１により規制される最大値（ｓｔＭ）未満であるか否かを判断する。この判断は、次の理由により行われるものである。
学習時におけるクラッチの切断は急速に行われる関係上、クラッチアクチュエータの移動量が完断位置を通過してストッパ１１１により規制される最大値（ｓｔＭ）まで達する場合がある。このときもストロークの変化速度は０となるが、流量制御弁１は中立位置にあるとは限らない。そのため、ステップＳ１１の条件が満たされ流量制御弁１が中立位置にあることを確認して、以降の演算処理ステップを実行する。

ステップＳ１１の条件が満足されているときは、ステップ２に進んでストロークの変化速度を求める。学習装置９１には前回に検出したストロークｓｔ（ｎ−１）が記憶されており、ステップＳ２では、ストロークの変化速度である微分値Ｄ（ｎ）が、
Ｄ（ｎ）＝（ｓｔ（ｎ）−ｓｔ（ｎ−１））／演算周期
として計算されるとともに、Ｄ（ｎ）の値が正であるか負であるか、つまり、ストロークが増加中であるか減少中であるかが記憶される。次いでステップＳ３において、Ｄ（ｎ）の絶対値が所定値以下であるか否かが判定される。所定値は小さい値に設定されており、これによって、検出信号が外乱等により多少変動しても、ストロークの変化速度が０であることの検出が可能となる。ステップＳ３でＤ（ｎ）の絶対値が所定値以上であるときは、流量制御弁１が中立位置にはないとして演算を終了する。

ステップＳ３においてＤ（ｎ）の絶対値が所定値以下であると判定されると，ステップＳ４に進んで前回演算された微分値Ｄ（ｎ−１）が正又は０であるかどうかを判断する。この判断がＹＥＳであれば、ストロークが増加しながらその変化速度が０となった状態であること、すなわち、クラッチが完断位置で停止する図２のｓｔＰ点にあり、流量制御弁１の弁体６は図１０（ｂ）に示す中立位置の一端にあることが分かる。したがって、ステップＳ４の判断が初めてＹＥＳとなったときは、ステップＳ６に進んでその時点のコイル８への通電量Ｉｐを検出し、検出済みのフラグを立てる（ステップＳ５の判断のため）とともに、通電量Ｉｐの値をホールドする。その後に行われる演算では、クラッチが完断位置を保つのでステップＳ３及びステップＳ４の判断はＹＥＳとなるが、既に通電量Ｉｐが検出済みであるので、ステップＳ５の判断かＮＯとなり、通電量の検出は行われない。

学習のためのクラッチ操作において、クラッチを完断位置から接方向に移動しストロークを一定量減少させた後に、その変化速度を０とすると、クラッチがストロークの中間位置で停止する図２のｓｔＮ点において、ステップＳ３の判断がＹＥＳであり、ステップＳ４の判断かＮＯとなる状態、つまり、ストロークが減少しながらその変化速度が０となった状態が実現される。この時点では、流量制御弁１の弁体６は図１０（ｃ）に示す中立位置の他端にあるので、ステップＳ４の判断か初めてＮＯとなったときは、ステップＳ８に進んでその時点のコイル８への通電量Ｉｎを検出し、通電量Ｉｎの値をホールドする。そして、この時点においてはＩｐが既に検出されホールドされており、フローチャートの処理は、ステップＳ９からステップＳ１０に進んで、中立位置の中央点に対応するコイル８への通電量Ｉｃが、
Ｉｃ＝（Ｉｐ＋Ｉｎ）／２
として演算され、学習値として記憶される。なお、このフローチャートでは、通電量Ｉｎを一旦検出するとステップＳ７で後の検出が行われないように構成されており、ＩｐとＩｎの検出順序が逆となるストロークの変化パターンを採用したときでも、中立位置の中央点の通電量が学習可能となっている。

このように学習された中立位置の中央点の通電量により、中立位置中央点学習装置９１では、それまでの学習値の補正等が行われ、更新された学習値は、流量制御弁制御装置９において流量制御弁１の制御を実行する際に使用される。本発明では、中立位置の中央点を学習するから、流量制御弁１の中立位置に巾があり流量特性に不感帯があるものであっても、経年変化等で生じる流量特性の誤差を補償することができる。

図３のフローチャートでは、ステップＳ３で演算される微分値Ｄ（ｎ）が所定値以下であると直ちに、そのときの通電量を、中立位置の中央点を決定するための電流量として検出する。これに対し、微分値Ｄ（ｎ）が複数回連続して所定値以下となるとき、つまり、ストロークの変化速度が０である状態が所定時間継続したときに、通電量を検出するという条件を付加することによって（このときは、ステップＳ４の判断では０となる前の微分値が使用される）、外乱等の影響を排除し学習精度を向上させることが可能である。

上述の図２又は図３に示す流量制御弁の中立位置中央点の学習は、車両が停車中であるときに、短時間変速機をニュートラルとして実行するものである。そのため、図４のフローチャートに示す学習条件が成立したときに実行するのが好ましい。
図４のフローチャートにおいては、Ｓ０１で中立位置の学習時期に到達したか否かを判断する。学習時期に到達した場合には、S０２で車両が停車中（車速＝０）であるか否か、次いでS０３において車両のブレーキが作動しているか否かを判断する。これらの学習条件が成立したときは変速機の状態を検出し、変速機がニュートラルでないときは、変速機制御装置に指令を出力しニュートラルとする（Ｓ０４）。ニュートラルとするとエンジンから車輪への動力伝達が遮断されるので、この状態でクラッチアクチュエータ１１０を流量制御弁１により駆動して、図２のストロークパターンのとおりクラッチの断操作及び接操作（Ｓ０５）を行い、図３のフローチャートと同様な手順で中立位置を学習する。

この学習方法では、クラッチのストローク変化のパターンを自由に設定することが可能であるから、流量制御弁の中立位置中央点の学習に適したパターンに設定し正確な学習を実施することができる。また、車両のブレーキが作動しているときに弁体の中立位置の学習を実行するので、車両が不測の発進を起こすことはなく、安全に中立位置の学習を行うことができる。ニュートラルでの学習は短時間で完了するよう構成されており、車両の発進等に殆ど影響を与えることはない。

クラッチ制御装置は、通常半クラッチ学習装置を備えており、クラッチ摩擦板の経時的な磨耗等に伴う半クラッチ位置のストローク変化を定期的に学習するよう構成されている。半クラッチ状態の学習は、図４のフローチャートと同様な学習条件が成立したときに、クラッチを断接させて行うものであるから、図４のフローチャートによる中立位置の学習は、半クラッチ状態の学習と同時に実行することが可能である。

なお、本発明の流量制御弁の中立位置中央点の学習は、ストロークが増加しながら変化速度が０となる場合の通電量及び減少しながら０となる場合の通電量を共に検出するので、上述の実施例では、車両が停車中であるときに変速機をニュートラルとして実行する。しかし、車両の発進時等の変速では、クラッチを切断して変速した後半クラッチ状態の一定ストロークに短時間保持する場合があり、このときのストロークの変化パターンは、図２の上図と近似したものとなる。したがって、本発明の中立位置中央点の学習は、停車時に限らず車両の発進時等において実行するよう構成してもよい。

図５には、本発明の中立位置中央点学習装置を備えた流量制御弁制御装置によりクラッチアクチュエータのストローク制御を実行するときのフローチャートの一例を示す。
車両の変速時のクラッチ操作では、ストローク（クラッチの接続量）が、時間経過とともに図７のパターンに従って変化するような制御が行われる。ストローク制御は、変速レバー等からの変速指令信号が発生された時点で開始され、ステップＳＣＳ１では、ストロークセンサ７の検出信号である実ストロークｓｔｒが読み込まれる。ＳＣＳ２においては、所定時間経過後のストロークが目標ストロークｓｔｄとして設定される。ＳＣＳ３では、目標ストロークｓｔｄと実ストロークｓｔｒとの差に対応して、所定時間経過後に目標ストロークｓｔｄとなるような流量制御弁１の流量Ｑが演算される。

流量制御弁制御装置９には、流量とコイル８の通電量との関係、すなわち図１１の実線で表される流量特性がマップ９２の形で格納されている。ＳＣＳ４では、このマップ９２によって流量Ｑに対応する通電量Ｉが決定される。一方、流量制御弁制御装置９には、中立位置中央点学習装置９１で求められた中立位置中央点の通電量の学習値が記憶されており、ＳＣＳ５においては、マップ９２の中立位置中央点の通電量と学習値との差異に基づいて、通電量Ｉの補正が実行される。ＳＣＳ６では、電磁ソレノイドのコイル８に対して補正された通電量Ｉａが供給される。この結果、流量制御弁１の弁体６は、学習値によって補正された位置となり、要求される流量Ｑに正確に対応させることができる。
なお、このフローチャートでは、流量特性のマップ９２で決定される通電量を学習値によって補正しているが、学習値に基づいてマップ９２の流量特性を図１２の破線に示すように変更することにより、通電量の補正を実行してもよい。

以上詳述したように、本発明は、単一の流量制御弁を用いるクラッチ制御装置に流量制御弁の中立位置中央点を学習する学習装置を設け、学習装置では、ストロークの変化速度の絶対値を検出し、その絶対値が、ストロークが増加しながら所定値以下となったときの弁アクチュエータの操作量と、減少しながら所定値以下となったときの操作量とを平均して中立位置中央点の操作量を学習する。したがって、本発明は、クラッチアクチュエータを駆動する流体圧が空気圧であるか油圧であるかを問わず、車両用クラッチ制御装置について適用することができる。また、上記実施例では、弁アクチュエータに電磁ソレノイドを使用し、コイルへの通電量を変更して流量制御弁を制御するものについて説明したが、例えば、パルスモータを弁アクチュエータとして使用してもよく、このときには、操作量はパルスモータを駆動するパルス数となる。弁アクチュエータとしては、特許文献１に記載のような流体圧シリンダを用いてもよい。このように、本発明の実施に際しては、上述の実施例に対して種々の変形が可能であることは明らかである。

本発明の学習装置を備えたクラッチ制御装置の回路図である。本発明の学習装置の作動を説明する図である。本発明の中立位置中央点学習装置の基本的なフローチャートである。本発明の実施例における学習成立条件を示すフローチャートである。本発明のクラッチ制御装置におけるストローク制御のフローチャートである。車両用クラッチの構成を示す図である。変速時におけるクラッチのストローク制御の態様等を示す図である。従来のクラッチ制御装置の回路図である。クラッチ制御装置における流量制御弁の詳細作動図である。不感帯の存在する流量制御弁の詳細作動図である。流量制御弁の流量特性を示す図である。流量特性の変化を示す図である。

符号の説明

１流量制御弁
２連通通路
４圧力源通路
５排出通路
６弁体
７ストロークセンサ
８コイル
９流量制御弁制御装置
９１中立位置中央点学習装置
１１０クラッチアクチュエータ
１１１ストッパ

Claims

エンジンと変速機との間にクラッチが設置された車両用動力伝達装置におけるクラッチ制御装置であって、
前記クラッチ制御装置は、作動流体によって駆動され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移動量を検出するストロークセンサと、前記クラッチアクチュエータ内の作動流体の量を制御する流量制御弁と、前記ストロークセンサの検出信号に応じて前記流量制御弁の弁体の位置を制御する流量制御弁制御装置とを備え、
前記クラッチアクチュエータには、移動量を機械的に制限するストッパが設置されて前記クラッチアクチュエータの移動量には最大値が存在しており、
前記流量制御弁には、前記クラッチアクチュエータに連なる連通通路と、作動流体の圧力源に連なる圧力源通路と、前記クラッチアクチュエータから作動流体を排出する排出通路とが接続され、かつ、前記弁体を操作する弁アクチュエータが設置されて、前記弁体の中立位置においては、前記連通通路が前記圧力源通路及び前記排出通路と遮断されるよう構成され、さらに、前記流量制御弁制御装置が、前記弁体の中立位置を学習する中立位置学習装置を備えており、
前記中立位置学習装置は、前記クラッチアクチュエータの移動量をクラッチの接位置から完断位置まで変化させた後に接位置に戻す操作を実行して、前記クラッチアクチュエータの移動量が所定ストローク以上かつ前記最大値未満の状態であるときに、前記ストロークセンサの検出信号により前記クラッチアクチュエータの移動量を一定周期で検出し、前回の前記クラッチアクチュエータの移動量と今回の前記クラッチアクチュエータの移動量により前記クラッチアクチュエータの変化速度を演算して保持する手段を有し、さらに、
前記中立位置学習装置は、前記クラッチアクチュエータの変化速度の絶対値が所定値以下であると判定し、かつ、前回求めた前記クラッチアクチュエータの変化速度が正であると判定したときの前記弁アクチュエータの操作量と、
前記クラッチアクチュエータの変化速度の絶対値が所定値以下であると判定し、かつ、前回求めた前記クラッチアクチュエータの変化速度が負であると判定したときの前記弁アクチュエータの操作量とを平均した値を中立位置の中央点と判定することを特徴とするクラッチ制御装置。
前記中立位置学習装置は、前記車両が停車中であるときに、前記変速機をニュートラルとし、かつ、前記クラッチアクチュエータを作動して学習を実行する請求項１に記載のクラッチ制御装置。
前記中立位置学習装置は、前記車両のブレーキが作動しているときに学習を実行する請求項２に記載のクラッチ制御装置。
前記流量制御弁は、前記弁体を駆動する電磁ソレノイドを備え、前記操作量が、前記流量制御弁制御装置により制御され前記電磁ソレノイドのコイルに通電される通電量である請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のクラッチ制御装置。