JP7052449B2 - クラッチシステムにおける制御装置及びそれを備えたクラッチ制御装置 - Google Patents

Description

本開示は、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、クラッチ装置の係合の断接を制御するように構成された、クラッチシステムにおける制御装置、及び、それを備えた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つまりクラッチ装置を配置し、クラッチ装置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、クラッチ装置の断接を制御する技術も知られている。

例えば、特許文献１は、クラッチアクチュエータのシリンダ室（つまり圧力室）への作動流体の供給及び排出を制御することにより断接が制御されるクラッチ装置を開示する。このクラッチ装置では、クラッチディスクを付勢するようにリターンスプリングがクラッチディスクの一端部と機械式自動変速機との間に設けられている。そして、クラッチアクチュエータのシリンダ室内に作動流体が送り込まれるとクラッチアクチュエータのピストンの移動に伴ってレリーズフォークが第１方向に付勢され、その結果、リターンスプリングの付勢力に抗してクラッチ装置の係合が切断される。一方で、クラッチアクチュエータのシリンダ室内の作動流体が排出されるとリターンスプリングの付勢力によってレリーズフォークが第１方向とは逆方向の第２方向に付勢されるとともにクラッチ装置の係合が接続される。

特開２０１２－２２３６号公報

ところで、上記したようなクラッチ装置では、ばね部材として、ヒステリシス特性を有するものを用いているものがある。例えば、上記したようなクラッチ装置においてダイヤフラムスプリングが用いられる場合、断状態にあるクラッチ装置の係合をその断状態から接状態にするとき、ダイヤフラムスプリングの挙動にはそのヒステリシスが影響し得る。これは、上記したようなピストンの初期動作の遅延をもたらし、クラッチ装置の応答性の低下をもたらし得る。

そこで、本開示の技術の目的は、クラッチ装置の断接の切替開始時における、クラッチ部材に付勢力を及ぼすように設けられた弾性部材のヒステリシスの影響を抑制することにある。

上述の目的を達成するため、本開示の技術は、クラッチ部材を付勢するように設けられる弾性部材を備えるクラッチ装置と、前記弾性部材の前記クラッチ部材への付勢力を調整するように設けられるクラッチアクチュエータであって、前記弾性部材に作用可能であるようにシリンダ部材に設けられたピストン部材と、該ピストン部材を前記シリンダ部材内において移動可能にするように前記シリンダ部材内に設けられた圧力室とを備えるクラッチアクチュエータと、前記圧力室への作動流体の供給及び排出用に設けられた少なくとも１つの調整用バルブとを備えるクラッチシステムにおける制御装置であって、前記クラッチ装置に対する動作判定を行うように構成されたクラッチ動作判定部と、該クラッチ動作判定部の判定結果に応じた目標値に基づいて前記ピストン部材を動かすべく前記少なくとも１つの調整用バルブを制御するように構成されているバルブ制御部とを備え、該バルブ制御部は、前記クラッチ動作判定部の判定時の位置から前記目標値に基づいて前記ピストン部材を動かすとき、前記判定時の位置を基準として前記目標値側に該目標値を超えるように前記ピストン部材を動かすオーバーシュート制御の後、前記ピストン部材を前記目標値側に動かす制御を行うように、前記少なくとも１つの調整用バルブを制御する、クラッチシステムにおける制御装置を提供する。

前記弾性部材が前記クラッチ部材の係合を接続する方向に前記クラッチ部材を付勢するように設けられている場合、前記クラッチ動作判定部がクラッチ断処理判定を行ったとき、前記バルブ制御部は、前記オーバーシュート制御を行った後、前記ピストン部材を前記目標値側に動かす前記制御を行うように、前記少なくとも１つの調整用バルブを制御するとよい。

本開示の技術は、上記制御装置と、前記圧力室への作動流体の供給及び排出用に設けられた前記少なくとも１つの調整用バルブとを備えたクラッチ制御装置も提供する。

本開示の上記技術によれば、上記構成を備えるので、クラッチ装置がクラッチ動作判定部の判定結果に応じた状態になったときの弾性部材におけるヒステリシス現象を抑制でき、よって、クラッチ装置の断接の切替開始時における弾性部材のヒステリシスの影響を抑制することが可能になる。

本開示の一実施形態に係る制御装置が適用されたクラッチシステムの模式的な構成図である。 図１のクラッチシステムにおける制御装置の機能構成図である。 図２の制御装置におけるクラッチ断処理制御のフローチャートである。 図２の制御装置におけるクラッチ処理制御によるクラッチアクチュエータのピストンのストローク変化例を模式的に表すグラフである。 図２の制御装置におけるクラッチ接処理制御のフローチャートである。

以下、添付図面に基づいて、本開示に係る一実施形態を説明する。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、本開示の技術における一実施形態に係る、クラッチシステムにおける制御装置（以下、単に「制御装置」と称し得る。）を備えるクラッチシステム１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。クラッチディスク１３はクラッチ部材を構成し、ダイヤフラムスプリング１６はばね部材つまり弾性部材である。

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、プレッシャープレート１４は、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、プレッシャープレート１４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。要するにダイヤフラムスプリング１６はクラッチ部材１３に付勢力を及ぼして作用するように構成されている。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。要するに、これにより、ダイヤフラムスプリング１６から、クラッチ部材としてのクラッチディスク１３への付勢力は解消される。

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（シリンダ部材としての）シリンダ２１と、シリンダ２１内に軸方向に移動可能な（ピストン部材としての）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）を供給するための供給用配管２５と、圧力室２３内から空気を排出するための排出用配管２６とが設けられている。ここでは、作動流体として空気が用いられるので、供給用配管２５は給気用配管と称されてもよく、また、排出用配管２６は排気用配管と称されてもよい。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る。これに対して、圧力室２３内から空気を排出することにより、ダイヤフラムスプリング１６の弾性力によりピストン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。このように、（ピストン２２がダイヤフラムスプリング１６に作用可能であるようにシリンダ２１に設けられている）クラッチアクチュエータ２０は、クラッチ装置１０におけるダイヤフラムスプリング１６のクラッチディスク１３への付勢力を調整するように設けられていて、よってクラッチ装置１０の断接を切り替え可能にしている。

クラッチ制御装置２は、空気を供給する供給側と供給用配管２５との間に配置された供給用バルブ４１と、空気を排出する排出側と排出用配管２６との間に配置された排出用バルブ４２と、バルブ４１，４２を制御するように構成された機能部などを備える制御装置とを有する。この制御装置が電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０に対応し、ＥＣＵ５０がクラッチシステム１における制御装置に相当する。また、供給用バルブ４１及び排出用バルブ４２は、圧力室２３への（作動流体としての）空気の流量を調整するための調整用バルブとして設けられている。なお、図１において供給用バルブ４１の供給用配管２５側とは異なる先には、図示しないが、ポンプ駆動により所定圧以上の圧縮空気がタンクに蓄えられている。

ＥＣＵ５０による制御により、供給用バルブ４１は、供給側（図１の給気側）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、供給側と圧力室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）とに切り替えられることができる。本実施形態では、供給用バルブ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可能に構成されており、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。

排出用バルブ４２は、排出側と圧力室２３とを連通させて空気を排出する状態（排出状態）と、排出側と圧力室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）とに切り替えられることができる。本実施形態では、排出用バルブ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可能に構成されており、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つまりストローク値を検出するために設けられている。ストロークセンサ１８は、ストローク値に相当する信号をＥＣＵ５０に出力する。

次に、ＥＣＵ５０について詳細に説明する。

図２は、本実施形態に係る制御装置としての機能を備えるＥＣＵ５０の機能構成図である。

ＥＣＵ５０は、公知の演算装置（例えばＣＰＵ（Central Processing Unit））、記憶装置（例えばＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory））、入出力ポート等を備え、所謂コンピュータとしての構成を備える。ＥＣＵ５０は、ここでは、クラッチシステム１の制御装置としての機能部を備える。ＥＣＵ５０は、エンジンの制御や、変速機の制御等の各種機能部も備えるが、備えなくてもよい。なお、図２及び以下では、クラッチシステム１の制御装置としての機能部について説明し、その他の機能部の説明を省略する。

ＥＣＵ５０は、クラッチ動作判定部５１と、バルブ制御部５２との各機能を担う機能部を備える。これら各機能部は、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出力に基づいて取得した車速、アクセル開度センサからの出力に基づいて取得したアクセル開度等に基づいて、（クラッチ装置１０の断接切替動作のうちの１つである）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、その旨の判定結果をバルブ制御部５２に出力する。また、クラッチ動作判定部５１は、（クラッチ装置１０の断接切替動作のうちの１つである）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、その旨の判定結果をバルブ制御部５２に出力する。なお、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ断動作の完了や、クラッチ接動作の完了も判定するように構成され、バルブ制御部５１から一連の制御の後送られる出力に基づいて、それらの完了判定を行い、更にその判定結果の出力をバルブ制御部５１に戻すことができる。

バルブ制御部５２は、クラッチ動作判定部５１からクラッチ断動作を開始する旨の判定結果の出力を受けた場合には、まず供給用バルブ４１を対象として制御処理を実行し、クラッチ動作判定部５１からクラッチ接動作を開始する旨の出力を受けた場合には、排出用バルブ４２を対象として制御処理を実行する。

バルブ制御部５２は、目標値設定部５３と、調整流量決定部５４と、圧力推定部５９と、デューティー比情報記憶手段の一例としてのデューティー比マップ記憶部６０と、デューティー比決定部６１と、制御出力手段の一例としての出力部６２とを備える。

目標値設定部５３は、クラッチ装置１０の断動作、又はクラッチ装置１０の接動作時に対応するピストン２２のストローク値の目標値ＸＴを決定し、調整流量決定部５４に出力する。ただし、バルブ制御部５２がクラッチ動作判定部５１からクラッチ断動作を開始する旨の判定結果の出力を受けた場合には、まず、目標値設定部５３は、オーバーシュート加算を行った目標値ＸＴを決定し、調整流量決定部５４に出力する。以下では、オーバーシュート加算を伴わなかった場合の目標値を通常目標値ＸＴ１と称し、オーバーシュート加算を行った場合の目標値をオーバーシュート目標値ＸＴ２と称し、それらの両方を含める場合には単に目標値ＸＴと称する。そして、バルブ制御部５２がクラッチ動作判定部５１からクラッチ断動作を開始する旨の判定結果の出力を受けた場合に、オーバーシュート目標値ＸＴ２にピストン２２が動かされた後、目標値設定部５３は、通常目標値ＸＴ１を決定し、それを調整流量決定部５４に出力する。オーバーシュート目標値ＸＴ２にピストン２２が動かされたか否かを判定するオーバーシュート判定部を目標値算定部５３は内包するが、その判定部は目標値判定部５３の外部に設けられてもよい。オーバーシュート加算については、後述する。

調整流量決定部５４は、目標値設定部５３から入力された目標値ＸＴと、ストロークセンサ１８の出力に基づいて取得したピストン２２の実際のストローク値Ｘとに基づいて、圧力室２３の空気を調整（供給又は排出）する調整流量（質量流量）σを決定する。

調整流量決定部５４は、フィードフォワード手段の一例としてのフィードフォワード制御部５５と、演算部５６と、フィードバック手段の一例としてのＰＩＤ制御部５７と、演算部５８とを含む。

フィードフォワード制御部５５は、目標値設定部５３から入力された目標値ＸＴに対応する調整流量に関するフィードフォワード値σｆｆを決定し、演算部５８に出力する。目標値ＸＴと、フィードフォワード値σｆｆとの対応関係については、予め実験的に把握することができる。

演算部５６は、目標値設定部５３から入力された目標値ＸＴと、ストロークセンサ１８の出力に基づいて取得したストローク値Ｘとの差を算出し、ＰＩＤ制御部５７に出力する。

ＰＩＤ制御部５７は、演算部５６からの、目標値ＸＴとストローク量Ｘとの差を入力として、ＰＩＤ制御（Proportional-Integral-Differential Controller）を実行して、調整流量に関するフィードバック値σｆｂを決定し、演算部５８に出力する。

演算部５８は、フィードフォワード制御部５５から入力されたフィードフォワード値σｆｆと、ＰＩＤ制御部５７から入力されたフィードバック値σｆｂとを加算して、圧力室２３を調整する調整流量σを算出し、調整流量σをデューティー比決定部６１に出力する。

圧力推定部５９は、ストロークセンサ１８の出力に基づいて取得したピストン２２のストローク値Ｘに基づいて、圧力室２３内の圧力値（推定値）Ｐ＾actuatorを推定する。ここで、ストローク量Ｘから圧力室２３内の圧力を推定する方法としては、予め実験的にストローク値Ｘとそのストローク値Ｘに対応する圧力室２３内の圧力との対応関係を示す表をＥＣＵ５０の図示しないメモリに記憶させておき、その表からストローク値Ｘに対応する圧力室２３の圧力値Ｐ＾actuatorを求めるようにしてもよく、或いは、ストローク値Ｘから圧力値Ｐ＾actuator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、その状態推定器にストローク値Ｘと調整流量σを通すことにより、圧力値Ｐ＾actuatorを求めるようにしてもよい。

デューティー比マップ記憶部６０は、圧力室２３の空気の調整流量σと、圧力室２３内の圧力Ｐactuatorと、その圧力状態において、その調整流量を調整するためにバルブ４１，４２を動作させる際のデューティー比（Ｄｕｔｙ比）との関係を示すデューティー比マップを記憶する。デューティー比マップ記憶部６０は、例えば、ＥＣＵ５０の図示しないメモリにより構成される。

デューティー比決定部６１は、演算部５８から入力された調整流量σと、圧力推定部５９から入力された圧力値Ｐ＾actuatorとを用いて、デューティー比マップ記憶部６０のデューティー比マップを参照することにより、バルブを動作させる際のＤｕｔｙ比を決定し、出力部６２に出力する。

出力部６２は、デューティー比決定部６１から入力されたＤｕｔｙ比に従って、制御対象のバルブ（クラッチ断動作時には、供給用バルブ４１及び排出用バルブ４２、クラッチ接動作時には、排出用バルブ４２）を動作させるための制御信号を出力する。

次に、本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３は、本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。なお、クラッチ断処理とは、クラッチ装置１０が接状態にあるときに行われる処理である。

図３のクラッチ断処理のルーチンに従う演算及び制御は、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出力に基づいて取得される車速、アクセル開度センサの出力に基づいて取得される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処理を開始する必要があるか否かを判定する（ステップＳ３０１）。（クラッチ装置１０の断接切替処理のうちの１つである）クラッチ断処理を開始する必要があるとの判定結果となったとき（ステップＳ３０１で肯定判定）、ステップＳ３０３に進む。これに対して、クラッチ断処理を開始する必要がないとの判定結果になったとき（ステップＳ３０１で否定判定）、再度ステップＳ３０１が実行される。

クラッチ動作判定部５１のクラッチ断処理開始の判定結果の出力を受けたとき、バルブ制御部５２は、クラッチ断処理を行うように、供給用バルブ４１の開制御を実行する（ステップＳ３０３）。ただし、このときの目標値は、前述のオーバーシュート目標値ＸＴ２に設定される。

ここで、図４に基づいてオーバーシュート目標値ＸＴ２を用いる制御と、通常目標値ＸＴ１を用いる制御とを説明する。図４は、横軸に時間を取り、縦軸にピストン２２の所定の基準位置からのストローク値つまり移動量をとり、ピストン２２の位置変化の一例を示す。クラッチ装置１０の係合が接状態にあるときのピストン２２のストローク値は値ＸＮに相当する。これに対して、クラッチ装置１０の係合が断状態（で停止状態）にあるときのストローク２２のストローク値は値ＸＴ１に相当する。このＸＴ１は上記通常目標値ＸＴ１に相当する。

一般に、クラッチ装置の係合を断状態にしたいとき、ストローク値が通常目標値ＸＴ１になるように供給用バルブ４１が制御される。このときの制御目標値の変化を、図４において破線Ｌ１で示す。しかし、こうしてクラッチ装置１０の係合が断状態にされたとき、ダイヤフラムスプリング１６にはヒステリシス特性が出る可能性がある。これでは、その後に、クラッチ装置の係合を接状態にするように排出用バルブが開かれるときのダイヤフラムスプリング１６の初期動作に遅れが生じ得る。このような動作遅れは、クラッチ装置１０の応答性を高める上では好ましくない。

そこで、本実施形態では、クラッチ装置１０の係合を接状態から断状態にするクラッチ断処理実行時、クラッチ装置１０が断状態になったときにダイヤフラムスプリング１６にヒステリシス特性が出ることを抑制するように、一旦、ピストン２２を通常目標値ＸＴ１よりも接状態でのピストン位置つまりストローク値ＸＮ（つまりクラッチ断動作判定部の判定時の位置）から所定距離ΔＸＴ分離れているオーバーシュート目標値ＸＴ２に基づいて制御して、その後、ピストン２２を断状態に適した通常目標値ＸＴ１に基づいて制御する。なお、この所定距離ΔＸＴはクラッチ装置１０が断状態のときのピストンのストローク値ＸＴ１とそれが接状態のときのピストンのストローク値ＸＮとの差に比べて可能な限り小さいとよいが、バルブ特性やダイヤフラムスプリングの特性等に応じて定められるとよい。このような制御例による、ピストン２２のストローク値の変化例を図４に実線Ｌ２で示す。このような実線Ｌ２で示したようなピストン２２の移動を行うための制御を、図３のフローチャートに基づいて更に説明する。

クラッチ動作判定部５１のクラッチ断処理開始の判定結果の出力を受けたとき、バルブ制御部５２は、オーバーシュート目標値ＸＴ２に基づいて供給用バルブ４１を制御する（ステップＳ３０３）。具体的には、バルブ制御部５２における供給用バルブ４１の制御は以下のように行われる。すなわち、目標値設定部５３は、クラッチ断動作において、第１に目標とする目標値としてオーバーシュート目標値ＸＴ２を出力する。そして、調整流量決定部５４が、オーバーシュート目標値ＸＴ２とストロークセンサ１８から出力に基づいて取得したストローク値Ｘとに基づいて、調整流量σを出力する。更に圧力推定部５９はストローク値Ｘに基づいて、圧力値Ｐ＾actuatorを推定し、デューティー比決定部６１は、デューティー比マップ記憶部６０のデューティー比マップを参照し、調整量σと圧力値Ｐ＾actuatorとに対応する、Ｄｕｔｙ比を決定する。そして、出力部６２が決定されたＤｕｔｙ比により、供給用バルブ４１の動作を制御するべく信号を出力する。

そして、ストロークセンサ１８から出力に基づいて取得したストローク値Ｘがオーバーシュート目標値ＸＴ２に達したか否かが判定される（ステップＳ３０５）。これは、目標値設定部５３の、前述のオーバーシュート判定部５３´により実行される。そして、ストローク値Ｘがオーバーシュート目標値ＸＴ２に達するまで、オーバーシュート目標値ＸＴ２に基づく上記制御（ステップＳ３０３）は継続実行される。なお、このステップＳ３０３の制御は、オーバーシュート制御に相当する。

そして、ストローク量Ｘがオーバーシュート目標値ＸＴ２に達すると（ステップＳ３０５で肯定判定）、バルブ制御部５２の目標値設定部５３は、目標値として通常目標値ＸＴ１を設定する。つまり、この通常目標値ＸＴ１は、上記所定距離ΔＸＴ分のオーバーシュート加算がない目標値である。こうして、バルブ制御部５２は、制御目標値を通常目標値ＸＴ１として供給用バルブ４１を閉制御しつつ排出用バルブ４２を開制御する（ステップＳ３０７）。このときの排出用バルブ４２の制御は、前述の目標値をオーバーシュート目標値ＸＴ２とした場合の供給用バルブ４１の制御と概ね同じであるので、その説明を省略する。なお、ここでのこのステップＳ３０７の制御は、目標追従制御に相当する。ただし、この排出用バルブ４２を開制御（ステップＳ３０７）では、排出用バルブ４２が（例えば所定時間の間）開制御されてピストン２２がオーバーシュート目標値ＸＴ２側から通常目標値ＸＴ１側に動かされれば、制御目標値を通常目標値ＸＴ１とした目標追従制御が実行されなくてもよい。

この制御（ステップＳ３０７）は、クラッチ動作判定部５１においてクラッチ断が完了したか否かの判定（ステップＳ３０９）により肯定判定されるまで、継続実行される。クラッチ断処理完了に伴ってクラッチ操作を終了する場合、クラッチ動作判定部５１においてストロークセンサ１８からの出力に基づいて取得したストローク値Ｘが通常目標値ＸＴ１に達したか否かの判定（ステップＳ３０９）が行われる。一方で、このステップＳ３０９においては、クラッチ動作判定部５１は、例えば変速時のようにクラッチ断処理に続けてクラッチ接処理を行うとき、ストローク値Ｘが通常目標値ＸＴ１に達したか否かを判定する代わりに、後述する所定の条件が満たされたときにクラッチ断処理が完了したと判定して（ステップＳ３０９で肯定判定）、クラッチ接処理開始の判定結果を出力する（後述するステップＳ５０１で肯定判定）。この場合については、後述する。

そして、ストローク値Ｘが通常目標値ＸＴ１に達すると（ステップＳ３０９で肯定判定）、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信号をバルブ制御部５２に出力する。これにより、排出用バルブ４２を閉じる制御が実行される（ステップＳ３１１）。

図５は、本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。なお、クラッチ接処理とは、クラッチ装置１０が断状態にあるときに行われる処理である。

図５のクラッチ接処理のルーチンに従う演算及び制御は、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、クラッチ接処理を開始する必要があるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。（クラッチ装置１０の断接切替処理のうちの１つである）クラッチ接処理を開始する必要がないとの判定結果になったときには（ステップＳ５０１で否定判定）、ステップＳ５０１での判定ステップが繰り返し実行される。

クラッチ動作判定部５１からクラッチ接処理開始の判定結果の出力を受けたバルブ制御部５２は、排出用バルブ４２を開制御する（ステップＳ５０３）。具体的には、バルブ制御部５２における排出用バルブ４２の制御は以下のように行われる。すなわち、目標値設定部５３がクラッチ断動作における目標とする目標値ＸＮを出力する。そして、この目標値ＸＴに基づいて排出用バルブ４２の作動を制御する。この制御は、上記制御（ステップＳ３０３）の説明と概ね同じであるので、ここでの更なる説明を省略する。

この制御（ステップＳ５０３）は、クラッチ動作判定部５１により、クラッチ接が完了しているか否かの判定（ステップＳ５０５）で肯定判定されるまで、実行される。なお、この判定は、上記クラッチ断判定（ステップＳ３０９）と同様にして行われる。そして、クラッチ接が完了していると判定されると（ステップＳ５０５で肯定判定）、クラッチ動作判定部５１はクラッチ接動作を停止させる旨の判定結果の出力をバルブ制御部５２に出力する。これにより、バルブ制御部５２は、排出用バルブ４２を閉じる信号を排出用バルブ４２に出力する（ステップＳ５０７）。これにより、当該ルーチンは終了する。

なお、図４では、例えば変速時のようにクラッチ断処理に続けてクラッチ接処理を行うときのピストン２２のストローク値の変化例を示している。この場合、クラッチ断処理によりクラッチが断状態になった後、クラッチ接処理が続けて実行される。上記クラッチ断処理において、ストローク量Ｘがオーバーシュート目標値ＸＴ２に達したとき（ステップＳ３０５で肯定判定）、実際には既にクラッチ断状態になっている。それ故、この場合、ストローク値Ｘが通常目標値ＸＴ１に達するか否かにかかわらず、目標値を値ＸＮとしたクラッチ接処理（ステップＳ５０３）以降が実行される。図４のピストン２２のストローク値の変化例の場合には、ストローク値Ｘが通常目標値ＸＴ１に達する前に、目標値が目標値ＸＮに設定され、排出用バルブ４２が制御されている。つまり、クラッチ断処理において目標値が通常目標値ＸＴ１に設定されて目標追従制御が開始された後（ステップＳ３０７が開始された後）、所定時間経過後又はストローク値が値ＸＴ２から値ＸＴ１側に第２所定距離分変化したことをストローク値に基づいて判定したとき、クラッチ動作判定部５１は、クラッチ断処理が完了したと判定するとともに（ステップＳ３０９で肯定判定）、クラッチ接処理開始の判定結果を出力する（ステップＳ５０１で肯定判定）。この場合、図３のステップＳ３１１よりも図５のステップＳ５０３が優先されるように、ＥＣＵ５０ではプログラム等が設定されている。なお、上記所定時間や上記第２所定距離は、必要とされる変速操作時間等に基づいて定められるとよい。ただし、本開示の技術は、ストローク値Ｘが通常目標値ＸＴ１に達したと判定された後、クラッチ接処理が開始されることを排除するものではない。また、クラッチ断完了の判定やクラッチ接処理開始の判定などは、時間やストローク値に基づいてなされることに限定されない。

以上説明したように、本実施形態に係るクラッチシステム１における制御装置としてのＥＣＵ５０による制御によれば、クラッチ断処理に際して、まずは、クラッチ断状態に適した通常目標値ＸＴ１を超えるオーバーシュート目標値ＸＴ２にまでクラッチ装置のピストンは動かされる。そして、その後、クラッチ断状態に適したピストン２２の位置にピストンが制御される。したがって、クラッチ断処理が完了した状態又はクラッチ断処理に続けてクラッチ接処理が開始される状態でのクラッチ装置１０において、ダイヤフラムスプリング１６は、ヒステリシスの影響がほとんど出ていない、好ましくは全く出ていない状態にあり得る。したがって、その後に、クラッチ装置１０のクラッチ接処理を行うとき、例えば排出用バルブ４２の開制御に伴いダイヤフラムスプリング１６の付勢力でピストンを迅速に動かし始めることが可能になる。

なお、上記実施形態では、クラッチ断処理においてピストン２２を通常位置から所定距離分オーバーシュートした位置に動かすために、制御目標としてオーバーシュート目標値を用いた。しかし、これに限定されるものではなく、フィードフォワード制御部５５で算出されるフィードフォワード値σｆｆや、ＰＩＤ制御部５７で算出されるフィードバック値σｆｂに、所定距離分のオーバーシュートに相当する「ずれ」を生じさせるようにしてもよい。ピストン２２をオーバーシュートさせる制御演算方式は任意に設定され得る。

なお、本開示は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜に変形して実施することができる。

例えば、上記実施形態では、クラッチアクチュエータ２０のシリンダ２１の圧力室２３に、作動流体を供給することにより、クラッチ装置１０を断状態とし、排出することにより、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１を構成していた。しかし、本開示の技術はこれに限られず、クラッチアクチュエータのシリンダの圧力室に作動流体を供給することにより、クラッチ装置を接状態とし、それをそこから排出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。つまり、ダイヤフラムスプリング１６は、上記実施形態のようにクラッチ部材を接状態にする方向の付勢力を生じるように設けられてもよく、逆に、クラッチ部材を断状態にする方向の付勢力を生じるように設けられてもよい。

また、上記実施形態では、調整用バルブとして１つの供給用バルブ４１と１つの排出用バルブ４２とが設けられた。しかし、バルブの数はこれに限定されず、それぞれ複数個設けられてもよい。あるいは、供給用バルブ４１と排出用バルブ４２とを一体化した調整用バルブがたった１つ設けられてもよい。

また、上記実施形態では、調整流量決定部５４では、フィードバック制御として、ＰＩＤ制御を実行するようにしていた。しかし、本開示において、フィードバック制御はＰＩＤ制御に限定されない。ＰＩＤ制御と異なるフィードバック制御が実行されてもよい。また、上記バルブ制御では、フィードフォワード制御とフィードバック制御としてのＰＩＤ制御とが組み合わされてバルブ制御が実行されたが、いずれか一方のみが採用されてもよい。

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、本開示の技術はこれに限られない。本開示の技術が適用されるクラッチ装置は、ヒステリシス特性を有する他の形式の弾性部材、例えばねじり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、本開示の技術はこれに限られず、作動流体として作動油を用いるようにしてもよい。

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 クラッチケース
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 供給用配管
２６ 排出用配管
３１ インプットシャフト
４１，４２ バルブ
５０ ＥＣＵ（制御装置）
５１ クラッチ動作判定部
５２ バルブ制御部
５３ 目標値設定部
５３´ オーバーシュート判定部
５４ 調整流量決定部
５５ フィードフォワード制御部
５６ 演算部
５７ ＰＩＤ制御部
５８ 演算部
５９ 圧力推定部
６０ デューティー比マップ記憶部
６１ デューティー比決定部
６２ 出力部

Claims (3)

1. クラッチ部材を付勢するように設けられておりヒステリシス特性を有する弾性部材を備えるクラッチ装置と、前記弾性部材の前記クラッチ部材への付勢力を調整するように設けられるクラッチアクチュエータであって、前記弾性部材に作用可能であるようにシリンダ部材に設けられたピストン部材と、該ピストン部材を前記シリンダ部材内において移動可能にするように前記シリンダ部材内に設けられた圧力室とを備えるクラッチアクチュエータと、前記圧力室への作動流体の供給及び排出用に設けられた少なくとも１つの調整用バルブとを備えるクラッチシステムにおける制御装置であって、
   前記クラッチ装置に対する動作判定を行うように構成されたクラッチ動作判定部と、
   該クラッチ動作判定部の判定結果に応じた通常目標値に基づいて前記ピストン部材を動かすべく前記少なくとも１つの調整用バルブを制御するように構成されているバルブ制御部と、
   前記クラッチ動作判定部が前記クラッチ装置を動作させると判定した場合に、前記弾性部材の前記ヒステリシス特性に応じた所定距離だけ前記通常目標値から離れたオーバーシュート目標値を設定する目標値設定部と、を備え、
   該バルブ制御部は、前記ピストン部材のストローク値が前記オーバーシュート目標値になるまで前記ピストン部材を動かした後、前記ピストン部材のストローク値が前記通常目標値になるまで前記ピストン部材を動かすように、前記少なくとも１つの調整用バルブを制御する、
   クラッチシステムにおける制御装置。
2. 前記弾性部材は前記クラッチ部材の係合を接続する方向に前記クラッチ部材を付勢するように設けられていて、
   前記クラッチ動作判定部がクラッチ断処理判定を行ったとき、前記バルブ制御部は、前記ピストン部材の前記ストローク値が前記オーバーシュート目標値になるまで前記ピストン部材を動かした後、前記ピストン部材の前記ストローク値が前記通常目標値になるまで前記ピストン部材を動かすように、前記少なくとも１つの調整用バルブを制御する、
   請求項１に記載のクラッチシステムにおける制御装置。
3. 請求項１又は２に記載の制御装置と、
   前記圧力室への作動流体の供給及び排出用に設けられた前記少なくとも１つの調整用バルブと
   を備えたクラッチ制御装置。
   

Images