JP6816464B2 - クラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチ装置の断接を調整可能なクラッチアクチュエータに対する作動流体の供給及び排出を制御することにより、クラッチ装置の断接を制御するクラッチ制御装置に関する。

従来、エンジンと変速機構との間にクラッチを配置し、クラッチの断接を制御することにより、エンジンと変速機構との間の駆動力の伝達を制御する技術が知られている。

また、空気、作動油等の流体（作動流体）を用いて、クラッチの断接を制御する技術も知られている。

例えば、クラッチ制御装置においてＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential Controller）出力としてクラッチのストローク増加量を出力するＰＩＤ回路を備え、ＰＩＤ出力の変化速度が正である状態（すなわち、アクチュエータに流体を供給する際）において所定以上変化した場合であって、実ストロークが増加している状態において、ＰＩＤ回路の比例ゲイン、積分ゲイン、及び微分ゲインのすべてを小さく設定して制御を行うことにより、ショックの発生しないクラッチの断接を実現できるようにする技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１６６１６０号公報

例えば、作動流体によりクラッチアクチュエータを駆動してクラッチの断接が行われるクラッチ装置においては、非線形なクラッチばね特性を有しているものがある。すなわち、作動流体の質量流量に対するクラッチアクチュエータのピストンの移動量の変化量が線形でないものがある。このようなクラッチ装置を制御するクラッチ制御装置に対しては、オーバーシュートを発生させることなく応答性を向上させることが要請されている。

例えば、特許文献１の技術によると、アクチュエータに流体を供給する場合において、オーバーシュートの発生を防止することができるが、アクチュエータから流体を排出する場合においては、何ら解決されていない。

アクチュエータから流体を排出する場合において、例えば、ストローク量に応じて、ＰＩＤ制御におけるゲインを変更することにより、応答性や追従性を向上させようとすることも考えられる。しかしながら、ストローク量に応じてゲインを変更したとしても、ストローク量と、調整用バルブによりアクチュエータから排出される流体の流量とは、１対１に対応するものではないので、ストローク量を基準にしては、状況に応じた適切なゲインに変更することが困難である。

そこで、本発明は、クラッチアクチュエータから作動流体を排出してクラッチ装置を制御する際において、適切な応答性を確保できるようにする技術を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の一観点に係るクラッチ制御装置は、作動流体の供給及び排出により、クラッチ装置の断接を調整可能なクラッチアクチュエータに対する作動流体の供給及び排出を制御することにより、クラッチ装置の断接を制御するクラッチ制御装置であって、クラッチアクチュエータは、移動することによりクラッチ装置の断接に作用するピストンと、ピストンを収容するシリンダとを有し、ピストンとシリンダとで囲まれた圧力室に対する作動流体の供給及び排出を行うことにより、ピストンを移動可能となっており、圧力室と作動流体の排出側との間に配置され、圧力室内の作動流体の排出量を調整するための排出用バルブと、ピストンの目標とする移動量とピストンの実際の移動量との差に基づいて、ＰＩＤ制御を実行し、排出用バルブの１周期の全体の時間に対する開状態となる時間の割合を示すデューティー比を検出するＰＩＤ制御手段と、圧力室内の圧力を特定する圧力特定手段と、圧力室内の作動流体の排出時において、圧力特定手段により特定された圧力室内の圧力がより低くなった場合に、ＰＩＤ制御手段のＰＩＤ制御における比例ゲインを大きくするゲイン調整手段と、ＰＩＤ制御手段により検出されたデューティー比に従って、排出用バルブに制御信号を出力する制御出力手段と、を備える。

上記クラッチ制御装置において、圧力特定手段により特定された圧力室内の圧力が所定の閾値よりも低くなったか否かを判定する圧力判定手段を更に備え、ゲイン調整手段は、圧力室の圧力が所定の閾値よりも低くなったと判定された場合に、比例ゲインを大きくするようにしてもよい。

また、上記クラッチ制御装置において、ゲイン調整手段は、圧力判定手段により、圧力室内の圧力が所定の閾値よりも低いと判定された場合には、第１比例ゲインとし、圧力室内の圧力が所定の閾値よりも低くないと判定された場合には、第１比例ゲインよりも小さい第２比例ゲインとするようにしてもよい。

また、上記クラッチ制御装置において、ゲイン調整手段は、ピストンの位置が、圧力室における作動流体の変化量に対するピストンの移動量の変化の割合が低い位置にある場合に、ピストンの位置が圧力室における作動流体の変化量に対するピストンの移動量の変化の割合が高い位置にある場合に比して、ＰＩＤ制御手段のＰＩＤ制御における積分ゲイン又は微分ゲインの少なくとも一方を大きくするようにしてもよい。

また、上記クラッチ制御装置において、圧力特定手段は、ピストンの実際の移動量に基づいて、圧力室内の圧力を推定することにより特定するようにしてもよい。

また、上記クラッチ制御装置において、ゲイン調整手段は、圧力室の圧力が低くなるほど、比例ゲインを徐々に大きくするようにしてもよい。

また、上記クラッチ制御装置において、クラッチアクチュエータは、圧力室から作動流体が排出されて移動する場合に、クラッチ装置を接状態とするように作用するようにしてもよい。

本発明によれば、クラッチアクチュエータから作動流体を排出してクラッチ装置を制御する際において、適切な応答性を確保することができる。

本発明の第１実施形態に係るクラッチ制御装置を備えるクラッチシステムの模式的な構成図である。 本発明の第１実施形態に係るＥＣＵの機能構成図である。 図３（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るクラッチアクチュエータにおけるストロークと、レリーズ荷重との関係を示す図である。図３（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るクラッチアクチュエータにおけるストロークと、空気供給量との関係を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るクラッチ断処理のフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るクラッチ接処理のフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るクラッチ制御装置を備えるクラッチシステムの模式的な構成図である。

以下、添付図面に基づいて、本発明の一実施形態に係るクラッチ制御装置を説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。

図１は、本発明の第１実施形態に係るクラッチ制御装置を備えるクラッチシステムの模式的な構成図である。

クラッチシステム１は、クラッチ装置１０と、クラッチアクチュエータ２０と、クラッチ制御装置２と、ストロークセンサ１８と、を備える。

クラッチ装置１０は、フライホイール１２と、クラッチディスク１３と、プレッシャープレート１４と、クラッチカバー１５と、ダイヤフラムスプリング１６と、レリーズベアリング１７とを備える。

フライホイール１２は、図示しないエンジンの駆動力が伝達されるクランクシャフト１１に一体回転可能に接続されている。フライホイール１２の外周縁のクランクシャフト１１と反対側には、クラッチカバー１５が固定されている。

クラッチディスク１３は、クランクシャフト１１と同軸に配置された、図示しない変速機のインプットシャフト３１に、軸方向移動可能且つ一体回転可能にスプライン嵌合された取付部１３Ａと、取付部１３Ａの外周部に固定された円環状のディスク本体部１３Ｂと、ディスク本体部１３Ｂの外縁部の両面に固定された摩擦板１３Ｃとを有する。

プレッシャープレート１４は、クラッチディスク１３のフライホイール１２と反対側に摩擦板１３Ｃと接触可能に配置されている。プレッシャープレート１４のフライホイール１２と反対側の面には、ダイヤフラムスプリング１６の外縁部が接触可能に配置されており、ダイヤフラムスプリング１６により押圧されると、クラッチディスク１３をフライホイール１２に圧接可能となっている。なお、ダイヤフラムスプリング１６により押圧されていない場合には、図示しないスプリングにより、フライホイール１２と反対側に移動して、クラッチディスク１３をフライホイール１２に圧接しないようになっている。

ダイヤフラムスプリング１６は、無負荷の状態においては略円錐状のばね部材であり、内縁部分と外縁部分との中間部分が、クラッチカバー１５に取り付けられている。ダイヤフラムスプリング１６の外縁部は、プレッシャープレート１４のフライホイール１２と反対側に接触するように配置され、ダイヤフラムスプリング１６の内縁部は、レリーズベアリング１７のフライホイール１２側の面に接触するように配置されている。

本実施形態では、レリーズベアリング１７がダイヤフラムスプリング１６の内縁部をフライホイール１２側に押圧していない場合には、ダイヤフラムスプリング１６の外縁部がプレッシャープレート１４をフライホイール１２側に押圧し、クラッチディスク１３をフライホイール１２に圧接するように、すなわち、クラッチ装置１０を接状態とするようになっている。一方、レリーズベアリング１７がダイヤフラムスプリング１６の内縁部をフライホイール１２側に押圧している場合には、ダイヤフラムスプリング１６の外縁部がフライホイール１２と反対側に移動し、ダイヤフラムスプリング１６の外縁部がプレッシャープレート１４を押圧しないようになり、クラッチディスク１３をフライホイール１２に圧接しないように、すなわち、クラッチ装置１０を断状態とするようになっている。

レリーズベアリング１７は、内輪のフライホイール１２側がダイヤフラムスプリング１６の内縁部に接触するようになっているとともに、外輪のフライホイール１２と反対側がクラッチアクチュエータ２０の後述するピストン２２に接続されており、ダイヤフラムスプリング１６とピストン２２とを相対回転可能とするとともに、ピストン２２の軸方向の移動に伴ってインプットシャフト３１の軸方向に移動可能となっている。

クラッチアクチュエータ２０は、インプットシャフト３１の周囲に相対回転可能に配置されたシリンダ２１と、シリンダ２１内に軸方向に移動可能なピストン２２とを有する。ピストン２２のフライホイール１２と反対側の面と、シリンダ２１の内壁とにより圧力室２３が形成されるとともに、ピストン２２の外周面と、フライホイール１２側の面と、シリンダ２１の内壁とにより開放室２４が形成されている。

シリンダ２１には、圧力室２３内に空気（作動流体の一例）を供給するための給気用配管２５と、圧力室２３内から空気を排出するための排気用配管２６とが設けられている。また、シリンダ２１には、開放室２４を外部（例えば、大気圧となっている外部）と連通させる開放穴２１Ａが形成されている。

クラッチアクチュエータ２０によると、圧力室２３内に空気を供給することにより、ピストン２２をフライホイール１２側に移動させて、クラッチ装置１０を断状態にすることができ、圧力室２３内から空気を排出することにより、ピストン２２をフライホイール１２と反対側に移動させて、クラッチ装置１０を接状態にすることができる。

クラッチ制御装置２は、空気を供給する給気側と給気用配管２５との間に配置されたバルブ（流量調整用バルブ、供給用バルブ）４１と、空気を排出する排気側と排気用配管２６との間に配置されたバルブ（流量調整バルブ、排出用バルブ）４２と、バルブ４１，４２を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０とを有する。

バルブ４１は、給気側と圧力室２３とを連通させて空気を供給する状態（供給状態）と、給気側と圧力室２３とを遮断させて空気の供給を停止する状態（供給停止状態）とに切り替えることができる。本実施形態では、バルブ４１は、ＥＣＵ５０の制御により、供給状態と供給停止状態とを切り替えることができるようになっており、１周期の全時間にしめる供給状態となっている時間の割合（Ｄｕｔｙ比）を変更することにより、空気の供給量を調整できるようになっている。

バルブ４２は、排気側と圧力室２３とを連通させて空気を排出する状態（排出状態）と、排気側と圧力室２３とを遮断させて空気の排出を停止する状態（排出停止状態）とに切り替えることができる。本実施形態では、バルブ４２は、ＥＣＵ５０の制御により、排出状態と排出停止状態とを切り替えることができるようになっており、１周期の全時間にしめる排出状態となっている時間の割合（Ｄｕｔｙ比）を変更することにより、空気の排出量を調整できるようになっている。

ストロークセンサ１８は、クラッチアクチュエータ２０のピストン２２の所定の基準位置からの移動量（ストローク量）を検出する。ストロークセンサ１８は、検出したストローク量をＥＣＵ５０に通知する。

次に、ＥＣＵ５０について詳細に説明する。

図２は、本発明の第１実施形態に係るＥＣＵの機能構成図である。

ＥＣＵ５０は、クラッチ装置１０の断接の制御等を行うものであり、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備える。

ＥＣＵ５０は、クラッチ動作判定部５１と、制御決定部５２と、フィードバック制御部５３とを一部の機能要素として有する。これら各機能要素は、一体のハードウエアであるＥＣＵ５０に含まれるものとして説明するが、これらの何れか一部を別体のハードウエアに設けることもできる。

クラッチ動作判定部５１は、図示しない車速センサからの車速、アクセル開度センサからのアクセル開度等に基づいて、クラッチ断動作を開始する必要があるか否かを判定し、クラッチ断動作の開始が必要である場合には、その旨を制御決定部５２に通知する。また、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ接動作を開始する必要があるか否か（例えば、変速機の変速が完了したか否か）を判定し、クラッチ接動作の開始が必要である場合には、その旨を制御決定部５２に通知する。

制御決定部５２は、クラッチ動作判定部５１からの通知に基づいて、制御対象とするバルブを決定し、フィードバック制御部５３に、制御対象とするバルブを通知する。

本実施形態では、クラッチの断動作を行う際において、制御決定部５２は、バルブ４１を制御対象と決定し、フィードバック制御部５３に制御対象がバルブ４１であることを通知する。また、クラッチの接動作を行う際において、制御決定部５２は、バルブ４２を制御対象と決定し、フィードバック制御部５３に制御対象がバルブ４２であることを通知する。

また、制御決定部５２は、圧力室２３に空気を供給する時（本実施形態では、クラッチの断動作を行う時）において、ピストン２２のストローク量が所定の閾値（ストローク閾値）より大きいか否かを判定し、判定結果を後述するゲイン調整部６６に通知する。ここで、ストローク閾値については後述する。

フィードバック制御部５３は、制御決定部５２から通知された制御対象のバルブに対して、フィードバック制御を実行する。フィードバック制御部５３は、ピストン２２のストロークの目標値Ｘ_ｔｒｇｔを設定する目標値設定部６１と、目標値Ｘ_ｔｒｇｔと実際のストローク量Ｘとの差を算出する演算部６２と、演算部６２により算出された差を入力としてＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Differential Controller）を実行して、Ｄｕｔｙ比を算出するＰＩＤ制御手段の一例としてのＰＩＤ制御部６３と、算出されたＤｕｔｙ比で動作させる制御信号を制御対象のバルブに出力する制御出力手段の一例としての出力部６４と、圧力室２３内の圧力値を特定する圧力特定手段の一例としての圧力推定部６５と、ＰＩＤ制御部６３で使用する比例ゲインを調整するゲイン調整手段及び圧力判定手段の一例としてのゲイン調整部６６と、を備える。

圧力推定部６５は、ストロークセンサ１８により検出されたピストン２２の移動量に基づいて、圧力室２３内の圧力値を推定する。ここで、ピストン２２の移動量から圧力室２３内の圧力値を推定する方法としては、ピストン２２の移動量から圧力室２３内の圧力値を推定するためのカルマンフィルタのような状態推定器を用意しておき、その状態推定器にピストン２２の移動量や圧力室２３から排出する調整流量を通すことにより、圧力値を求める方法を用いてもよい。

ゲイン調整部６６は、圧力室２３への空気供給時においては、制御決定部５２からピストン２２のストローク量が所定の閾値（ストローク閾値）よりも大きくないとの判定結果を受けた場合には、ＰＩＤ制御部６３で使用する比例ゲインを比較的大きい給気用第１比例ゲインに設定する一方、制御決定部５２からピストン２２のストローク量が所定の閾値よりも大きいとの判定結果を受けた場合には、ＰＩＤ制御部６３で使用する比例ゲインを給気用第１比例ゲインよりも小さい給気用第２比例ゲインに設定する。

また、ゲイン調整部６６は、圧力室２３からの空気排出時においては、圧力推定部６５により推定された圧力室２３内の圧力値が所定の閾値（圧力閾値）よりも小さいか否かを判定し、圧力室２３内の圧力値が所定の閾値よりも小さい場合には、ＰＩＤ制御部６３で使用する比例ゲインを比較的大きい排気用第１比例ゲインに設定する一方、圧力室２３内の圧力値が所定の閾値よりも小さくない場合には、ＰＩＤ制御部６３で使用する比例ゲインを排気用第１比例ゲインよりも小さい排気用第２比例ゲインに設定する。

ここで、比例ゲインの調整を圧力室２３内の圧力値に基づいて行うのは、圧力室２３からの空気排出時におけるバルブ４２による排出量は、圧力室２３内の圧力の影響を大きく受け、圧力室２３内の圧力が低くなればなるほど、バルブ４２のデューティー比の変化に対する空気の排出量の変化が小さくなってしまうという状況に適切に対応するためであり、上記したように圧力室２３内の圧力が閾値よりも小さい場合に、比較的大きい排気用第１比例ゲインに設定することにより、圧力室２３内からのバルブ４２による空気の排出量を増加させることが可能となり、クラッチアクチュエータ２０の応答性を向上することができる。ここで、圧力閾値としては、デューティー比の変化に対する、圧力室２３からの空気の排出量の変化の割合が所定以下となる場合における圧力室２３内の圧力に相当する圧力値としてもよく、また、圧力閾値の候補として複数の圧力値を用いてクラッチ動作を実験的に行うことにより、オーバーシュートを発生させることなく、且つ早期にクラッチ動作を完了させるために適切な圧力値を特定し、その特定した圧力値としてもよい。

次に、クラッチ装置１０を動作させる際のクラッチアクチュエータ２０の特性について詳細に説明する。

まず、クラッチアクチュエータ２０のピストン２２のストロークと、レリーズ荷重との関係について説明する。

図３（Ａ）は、本発明の第１実施形態に係るクラッチアクチュエータにおけるストロークと、レリーズ荷重との関係を示す図である。図３（Ａ）において、縦軸は、ピストン２２に加えた荷重（レリーズ荷重）を示し、横軸は、ピストン２２のストローク量を示している。なお、図３（Ａ）のストローク量が０の位置は、例えば、開放室２４及び圧力室２３の圧力がともに大気圧のときの位置である。

図３（Ａ）に示すように、ピストン２２のストローク量が小さい場合においては、ストローク量が大きい場合と比較して、荷重の変化に対するストローク量の変化の割合が低くなっている。また、ピストン２２のストローク量は、荷重に対して非線形となっていることがわかる。

次に、クラッチアクチュエータ２０のピストン２２のストロークと、クラッチアクチュエータ２０の圧力室２３に対する空気の供給量との関係について説明する。

図３（Ｂ）は、本発明の第１実施形態に係るクラッチアクチュエータにおけるストロークと、空気供給量との関係を示す図である。図３（Ｂ）において、縦軸は、圧力室２３に対して供給した空気供給量を示し、横軸は、ピストン２２のストローク量を示している。なお、図３（Ｂ）のストローク量が０の位置は、ピストン２２が、所定の初期位置（セット位置）にある場合の位置を示している。また、横軸の左側は、クラッチが接となる側、本実施形態では、圧力室２３から排気した際にピストン２２が移動する方向であり、右側は、クラッチが断となる側、本実施形態では、圧力室２３に給気した際にピストンが移動する方向である。

図３（Ｂ）に示すように、ピストン２２のストローク量が小さい範囲においては、ストローク量が大きい範囲と比較して、空気供給量の変化に対するストローク量の変化の割合が低くなっている。また、ピストン２２のストローク量は、空気供給量に対して非線形となっていることがわかる。

本実施形態においては、空気供給時において、ピストン２２のストローク量が、空気供給量の変化に対するストローク量の変化の割合が低い範囲（第１範囲）にある場合においては、ＰＩＤ制御部６３の比例ゲインを給気用第１比例ゲインとし、供給可能な空気供給量を増加させて、応答性を向上するようにしている。また、空気供給時において、ピストン２２のストローク量が、空気供給量の変化に対するストローク量の変化の割合が高い範囲（第２範囲）にある場合においては、ＰＩＤ制御部６３の比例ゲインを給気用第１比例ゲインより小さい給気用第２比例ゲインとし、空気供給量の制御を詳細に行うことができ、オーバーシュートの発生を防止するようにしている。

本実施形態では、制御決定部５２は、ピストン２２のストローク量と、第１範囲と第２範囲との境界におけるストローク量を示す閾値（ストローク閾値）との比較を行うことにより、空気供給量の変化に対するストローク量の変化の割合が低い範囲と、空気供給量の変化に対するストローク量の変化の割合が高い範囲とのいずれにあるのかを判定するようにしている。ここで、ストローク閾値は、空気供給量の変化に対するストローク量の変化の割合が所定以下となる位置に対応するストローク量としてもよいし、クラッチ動作を実験的に行うことにより検出された、オーバーシュートを発生させることなく、且つ早期にクラッチ動作が完了するような位置に対応するストローク量としてもよい。

次に、第１実施形態に係るクラッチシステム１における処理動作について説明する。

図４は、本発明の第１実施形態に係るクラッチ断処理のフローチャートである。

クラッチ断処理は、例えば、車両の電源ＯＮ（イグニッションスイッチのキースイッチＯＮ）となった場合に開始される。

クラッチ動作判定部５１は、図示しない車速センサからの車速、アクセル開度センサからのアクセル開度等に基づいて、変速機による変速を行うためにクラッチ断を開始する必要があるか否かを判定し（ステップＳ１１）、クラッチ断を開始する必要がない場合（ステップＳ１１：ＮＯ）には、処理をステップＳ１１に進める。

一方、クラッチ断を開始する必要がある場合（ステップＳ１１：ＹＥＳ）には、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ断が完了しているか否かを判定する（ステップＳ１２）。

この結果、クラッチ断が完了していない場合（ステップＳ１２：ＮＯ）には、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ断動作を実行させる旨の通知を制御決定部５２に通知し、通知を受けた制御決定部５２は、制御対象とするバルブ（ここでは、バルブ４１）を決定し、フィードバック制御部５３に制御対象とするバルブを通知し、ストロークセンサ１８からのピストン２２のストローク量が所定の閾値（ストローク閾値）を超えているか否かを判定する（ステップＳ１３）。

この結果、ピストン２２のストローク量が所定の閾値を超えていない場合（ステップＳ１３：ＮＯ）には、制御決定部５２は、ストローク量が所定値を超えていない旨をゲイン調整部６６に通知し、通知を受けたゲイン調整部６６は、ＰＩＤ制御部６３の比例ゲインを給気用第１比例ゲインに設定し（ステップＳ１４）、処理をステップＳ１６に進める。

一方、ピストン２２のストローク量が所定の閾値を超えている場合（ステップＳ１３：ＹＥＳ）には、制御決定部５２は、ストローク量が所定値を超えている旨をゲイン調整部６６に通知し、通知を受けたゲイン調整部６６は、ＰＩＤ制御部６３の比例ゲインを給気用第２比例ゲインに設定し（ステップＳ１５）、処理をステップＳ１６に進める。

ステップＳ１６では、フィードバック制御部５３は、制御決定部５２から通知されたバルブを制御対象としてフィードバック制御を実行し、制御信号を出力して、バルブ４２を駆動させ、処理をステップＳ１２に進める。ここで、フィードバック制御部５３のＰＩＤ制御部６３では、ゲイン調整部６６により設定された比例ゲインを用いてＰＩＤ制御を行う。

一方、クラッチ断が完了している場合（ステップＳ１２：ＹＥＳ）には、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ動作を停止させる旨の通知を制御決定部５２に通知し、通知を受けた制御決定部５２は、フィードバック制御部５３の動作を停止させることにより、給気側の使用しているバルブ（ここでは、バルブ４１）を停止させ（ステップＳ１７）、処理をステップＳ１１に進める。

図５は、本発明の第１実施形態に係るクラッチ接処理のフローチャートである。

クラッチ接処理は、例えば、車両の電源ＯＮ（イグニッションスイッチのキースイッチＯＮ）となった場合に開始される。

クラッチ動作判定部５１は、変速機による変速が終了等して、クラッチ接を開始する必要があるか否かを判定し（ステップＳ２１）、クラッチ接を開始する必要がない場合（ステップＳ２１：ＮＯ）には、処理をステップＳ２１に進める。

一方、クラッチ接を開始する必要がある場合（ステップＳ２１：ＹＥＳ）には、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ接が完了しているか否かを判定する（ステップＳ２２）。

この結果、クラッチ接が完了していない場合（ステップＳ２２：ＮＯ）には、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ接動作を実行させる旨の通知を制御決定部５２に通知し、通知を受けた制御決定部５２は、制御対象とするバルブ（ここでは、バルブ４２）を決定し、フィードバック制御部５３に制御対象とするバルブを通知する。通知を受けたフィードバック制御部５３のゲイン調整部６６は、圧力推定部６５により推定された圧力室２３内の圧力の値（圧力室圧力値）が所定の圧力閾値よりも低いか否かを判定する（ステップＳ２３）。

この結果、圧力室圧力値が所定の圧力閾値よりも低い場合（ステップＳ２３：ＹＥＳ）には、ゲイン調整部６６は、ＰＩＤ制御部６３の比例ゲインを排気用第１比例ゲインに設定し（ステップＳ２４）、処理をステップＳ２６に進める。

一方、圧力室圧力値が所定の圧力閾値よりも低くない場合（ステップＳ２３：ＮＯ）には、ゲイン調整部６６は、ＰＩＤ制御部６３の比例ゲインを排気用第２比例ゲインに設定し（ステップＳ２５）、処理をステップＳ２６に進める。

ステップＳ２６では、フィードバック制御部５３は、制御決定部５２から通知されたバルブを制御対象としてフィードバック制御を実行し、制御信号を出力して、バルブ４２を駆動させ、処理をステップＳ２２に進める。ここで、フィードバック制御部５３のＰＩＤ制御部６３では、ゲイン調整部６６により設定された比例ゲインを用いてＰＩＤ制御を行う。

一方、クラッチ断が完了している場合（ステップＳ２２：ＹＥＳ）には、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ動作を停止させる旨の通知を制御決定部５２に通知し、通知を受けた制御決定部５２は、フィードバック制御部５３の動作を停止させることにより、排気側の使用しているバルブ（ここでは、バルブ４２）を停止させ（ステップＳ２７）、処理をステップＳ２１に進める。

以上説明したように、本実施形態に係るクラッチ制御装置２によると、クラッチアクチュエータ２０の圧力室２３と空気の排出側との間に配置されたバルブ４２を備え、圧力推定部６５が圧力室２３内の圧力を推定し、圧力室２３内の空気排出時に、ゲイン調整部６６が圧力推定部６５に推定された圧力室２３内の圧力がより低くなった場合に、ＰＩＤ制御部６３のＰＩＤ制御における比例ゲインを大きくするようにしたので、圧力室２３内の圧力が低下した場合において、バルブ４２により排出可能な排出量を増加させることができ、クラッチ装置１０の応答性を向上することができる。

次に、第２実施形態に係るクラッチシステムについて説明する。なお、第１実施形態に係るクラッチシステムと同様な部分には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同様である。

図６は、本発明の第２実施形態に係るクラッチ制御装置を備えるクラッチシステムの模式的な構成図である。

第２実施形態に係るクラッチシステムは、第１実施形態に係るクラッチシステムとは、主に、クラッチアクチュエータ７０の配置及び構成が異なる。

クラッチアクチュエータ７０は、インプットシャフト３１を取り囲む位置ではなく、インプットシャフト３１から離れた位置に配置されている。クラッチアクチュエータ７０は、シリンダ７１と、シリンダ７１内に収容され、インプットシャフト３１の軸方向に移動可能なピストン７２と、ピストン７２のフライホイール１２と反対側の面に接続されたピストンロッド７３と、インプットシャフト３１の周囲にインプットシャフト３１の軸方向に移動可能に配置され、レリーズベアリング１２の外輪のフライホイール１２と反対側に接続されたベアリング保持部３２と、一端がピストンロッド７３に連結され、他端がベアリング保持部３２のフライホイール１２と反対側の面に連結され、所定の支軸３４を中心に回動可能なクラッチレバー３３と、を備える。

クラッチアクチュエータ７０では、ピストン７２のフライホイール１２側の面と、シリンダ７１の内壁とにより圧力室７４が形成されるとともに、ピストン７２のフライホイール１２と反対側の面と、シリンダ７１の内壁とにより開放室７５が形成されている。

シリンダ７１には、圧力室７４内に空気（作動流体の一例）を供給するための給気用配管２５と、圧力室７４内から空気を排出するための排気用配管２６とが設けられている。また、シリンダ７１には、開放室７５を外部（例えば、大気圧となっている外部）と連通させる開放穴７１Ａが形成されている。

クラッチアクチュエータ７０によると、圧力室７４内に空気を供給することにより、ピストン７２をフライホイール１２と反対側に移動可能である。ピストン７２がフライホイール１２と反対側に移動すると、ピストンロッド７３、クラッチレバー３３、ベアリング保持部３２を介して、レリーズベアリング１７がフライホイール１２側に移動し、ダイヤフラムスプリング１６の内縁部を押圧することとなるので、ダイヤフラムスプリング１６の外縁部がプレッシャープレート１４を押圧しないようになり、クラッチ装置１０が断状態となる。

一方、圧力室７４内から空気を排出することにより、ピストン７２をフライホイール１２側に移動可能である。ピストン７２がフライホイール１２側に移動すると、ピストンロッド７３、クラッチレバー３３、ベアリング保持部３２を介して、レリーズベアリング１７がフライホイール１２と反対側に移動し、ダイヤフラムスプリング１６の内縁部を押圧しなくなるので、ダイヤフラムスプリング１６の外縁部がプレッシャープレート１４を押圧するようになり、クラッチ装置１０が接状態となる。

この第２実施形態に係るクラッチシステムにおいても、クラッチ制御装置２による制御により、第１実施形態に係るクラッチシステムと同様な効果が得られる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。

例えば、上記実施形態では、ゲイン調整部６６は、ＰＩＤ制御部６３で使用する比例ゲインのみを変更するようにしていたが、本発明はこれに限られず、比例ゲインだけでなく、積分ゲイン又は微分ゲインの少なくとも一方についても変更するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、１つの圧力閾値を基準に２つの比例ゲインの間で変更するようにしていたが、本発明はこれに限られず、複数の圧力閾値を用意し、その圧力閾値との関係で、３以上の比例ゲインの中から変更するようにしてもよく、また、圧力室内の圧力が低くなるほど、比例ゲインを徐々に増加させるように調整してもよい。

また、上記実施形態では、圧力室２３内の圧力を推定することにより、圧力室２３内の圧力を特定するようにしていたが、本発明はこれに限られず、例えば、圧力室２３内の圧力を測定する圧力センサを備えるようにし、圧力センサによるセンサ値により圧力を特定するようにしてもよい。また、圧力値を、予め実験等によりクラッチストロークから求められるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、クラッチアクチュエータ２０（７０）のシリンダ２１（７１）の圧力室２３（７４）に、給気することによりクラッチ装置１０を断状態とし、排気することによりクラッチ装置１０を接状態とするようにクラッチシステムを構成していたが、本発明はこれに限られず、クラッチアクチュエータのシリンダの圧力室に、給気することによりクラッチ装置を接状態とし、排気することによりクラッチ装置を断状態とするようにクラッチシステムを構成してもよい。

また、上記実施形態では、ダイヤフラムスプリングを利用したクラッチ装置を例に説明していたが、本発明はこれに限られず、コイルスプリングを利用したクラッチ装置であってもよい。

また、上記実施形態では、作動流体として空気を用いた例を示していたが、本発明はこれに限られず、作動流体として作動油を用いるようにしてもよい。

また、上記実施形態では、比例ゲインを変化させるようにしていたが、本発明はこれに限られず、積分ゲイン又は微分ゲインを変化させるようにしてもよい。

１ クラッチシステム
２ クラッチ制御装置
１０ クラッチ装置
１１ クランクシャフト
１２ フライホイール
１３ クラッチディスク
１４ プレッシャープレート
１５ クラッチカバー
１６ ダイヤフラムスプリング
１７ レリーズベアリング
１８ ストロークセンサ
２０ クラッチアクチュエータ
２１ シリンダ
２２ ピストン
２３ 圧力室
２４ 開放室
２５ 給気用配管
２６ 排気用配管
３１ インプットシャフト
４１，４２，４３，４４ バルブ
５０ ＥＣＵ
５１ クラッチ動作判定部
５２ 制御決定部
５３ フィードバック制御部
６１ 目標値設定部
６２ 演算器
６３ ＰＩＤ制御部
６４ 出力部
６５ 圧力推定部
６６ ゲイン調整部

Claims (7)

1. 作動流体の供給及び排出により、クラッチ装置の断接を調整可能なクラッチアクチュエータに対する作動流体の供給及び排出を制御することにより、クラッチ装置の断接を制御するクラッチ制御装置であって、
   前記クラッチアクチュエータは、移動することにより前記クラッチ装置の断接に作用するピストンと、前記ピストンを収容するシリンダとを有し、前記ピストンと前記シリンダとで囲まれた圧力室に対する前記作動流体の供給及び排出を行うことにより、前記ピストンを移動可能となっており、
   前記圧力室と前記作動流体の排出側との間に配置され、前記圧力室内の前記作動流体の排出量を調整するための排出用バルブと、
   前記ピストンの目標とする移動量と前記ピストンの実際の移動量との差に基づいて、ＰＩＤ制御を実行し、前記排出用バルブの１周期の全体の時間に対する開状態となる時間の割合を示すデューティー比を算出するＰＩＤ制御手段と、
   前記圧力室内の圧力を特定する圧力特定手段と、
   前記圧力室内の前記作動流体の排出時において、前記圧力特定手段により特定された前記圧力室内の圧力がより低くなった場合に、前記ＰＩＤ制御手段の前記ＰＩＤ制御における比例ゲインを大きくするゲイン調整手段と、
   前記ＰＩＤ制御手段により算出された前記デューティー比に従って、前記排出用バルブに制御信号を出力する制御出力手段と、
   を備えるクラッチ制御装置。
2. 前記圧力特定手段により特定された前記圧力室内の圧力が所定の閾値よりも低くなったか否かを判定する圧力判定手段を更に備え、
   前記ゲイン調整手段は、前記圧力室の圧力が所定の閾値よりも低くなったと判定された場合に、前記比例ゲインを大きくする
   請求項１に記載のクラッチ制御装置。
3. 前記ゲイン調整手段は、前記圧力判定手段により、前記圧力室内の圧力が所定の閾値よりも低いと判定された場合には、第１比例ゲインとし、前記圧力室内の圧力が所定の閾値よりも低くないと判定された場合には、前記第１比例ゲインよりも小さい第２比例ゲインとする
   請求項２に記載のクラッチ制御装置。
4. 前記ゲイン調整手段は、前記ピストンの位置が、前記圧力室における前記作動流体の変化量に対する前記ピストンの移動量の変化の割合が低い位置にある場合に、前記ピストンの位置が前記圧力室における前記作動流体の変化量に対する前記ピストンの移動量の変化の割合が高い位置にある場合に比して、前記ＰＩＤ制御手段の前記ＰＩＤ制御における積分ゲイン又は微分ゲインの少なくとも一方を大きくする請求項１に記載のクラッチ制御装置。
5. 前記圧力特定手段は、前記ピストンの実際の移動量に基づいて、前記圧力室内の圧力を推定することにより特定する
   請求項１から請求項４の何れか一項に記載のクラッチ制御装置。
6. 前記ゲイン調整手段は、前記圧力室の圧力が低くなるほど、前記比例ゲインを徐々に大きくする
   請求項１に記載のクラッチ制御装置。
7. 前記クラッチアクチュエータは、
   前記圧力室から前記作動流体が排出されて移動する場合に、前記クラッチ装置を接状態とするように作用する
   請求項１から請求項６の何れか一項に記載のクラッチ制御装置。

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