WO2019181711A1 - クラッチ制御装置 - Google Patents

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WO2019181711A1
WO2019181711A1 PCT/JP2019/010466 JP2019010466W WO2019181711A1 WO 2019181711 A1 WO2019181711 A1 WO 2019181711A1 JP 2019010466 W JP2019010466 W JP 2019010466W WO 2019181711 A1 WO2019181711 A1 WO 2019181711A1
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clutch
discharge valve
pressure
pressure chamber
discharge
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PCT/JP2019/010466
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修一 矢作
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いすゞ自動車株式会社
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    • F16D2500/5018—Calibration or recalibration of the actuator

Definitions

  • the present disclosure relates to a clutch control device configured to control engagement / disengagement of a clutch device by controlling supply and discharge of a working fluid to and from a clutch actuator.
  • a technique for controlling transmission of driving force between an engine and a transmission mechanism by arranging a clutch, that is, a clutch device between the engine and the transmission mechanism, and controlling engagement / disengagement of the clutch device is known. Yes.
  • a technique for controlling connection / disconnection of the clutch device using a fluid (working fluid) such as air or hydraulic oil is also known.
  • Patent Document 1 discloses a clutch actuator for switching between connection and disconnection (disconnection) of a clutch device.
  • This clutch actuator includes an air chamber and an atmospheric chamber formed in a cylinder, and a piston provided movably in the cylinder. An elastic member is provided in the air chamber so as to push the piston against the load of the clutch. Further, two valve mechanisms corresponding to an air supply valve for allowing compressed air to flow into the air chamber and two valve mechanisms corresponding to an exhaust valve for discharging the compressed air from the air chamber are provided. By opening and closing these air supply valves and opening and closing the exhaust valves, the clutch can be connected and disconnected.
  • the technology of the present disclosure provides a clutch control device that suitably controls the discharge of the working fluid from the cylinder of the clutch actuator for switching between engagement and disengagement of the clutch device.
  • the technology of the present disclosure provides for the movement of the piston of a clutch actuator including a pressure chamber formed in a cylinder and a piston that is movably provided in the cylinder according to the pressure of the working fluid in the pressure chamber.
  • a clutch control device provided to adjust the urging force of the spring member to the clutch member in the clutch device, and thereby to control switching of engagement / disengagement of the clutch device.
  • At least one supply valve for controlling the supply of working fluid to the chamber; a supply valve controller configured to control operation of the at least one supply valve; and discharging the working fluid from the pressure chamber.
  • a first discharge valve for controlling, a second discharge valve for controlling the discharge of the working fluid in the pressure chamber, and the operation of the first discharge valve;
  • a first exhaust valve controller configured to control the operation of the second exhaust valve, and a configuration for performing an operation determination of the clutch device.
  • An operation determination unit and when the operation determination unit determines that the connection / disconnection switching process of the clutch device by discharging the working fluid in the pressure chamber is necessary, the second discharge valve control unit Provided is a clutch control device for controlling the opening of the second discharge valve after the first discharge valve is controlled to be opened by a first discharge valve control unit.
  • the second discharge valve control unit may be configured such that when the pressure in the pressure chamber becomes lower than a predetermined pressure lower than a pressure when the first discharge valve is opened, the second discharge valve May be controlled to open
  • the clutch control device may further include a stroke sensor for detecting a stroke value of the piston.
  • at least one of the first discharge valve control unit and the second discharge valve control unit may perform valve control according to a stroke value acquired based on an output from the stroke sensor.
  • the clutch control device may further include a pressure estimation unit for estimating the pressure in the pressure chamber.
  • at least one of the first discharge valve control unit and the second discharge valve control unit may perform valve control according to the value estimated by the pressure estimation unit.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a clutch system to which a clutch control device according to an embodiment of the present disclosure is applied.
  • FIG. 2 is a block diagram of a control device in the clutch system of FIG.
  • FIG. 3 is a flowchart of clutch disengagement process control in the control device of FIG.
  • FIG. 4 is a flowchart of clutch engagement processing control in the control device of FIG.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a stroke change of the piston of the clutch actuator in the clutch engagement process in the control device of FIG.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a clutch system 1 including a clutch control device 2 according to an embodiment of the technology of the present disclosure.
  • the clutch system 1 includes a clutch device 10, a clutch actuator 20, a clutch control device 2, and a stroke sensor 18.
  • the clutch device 10 includes a flywheel 12, a clutch disk 13, a pressure plate 14, a clutch cover 15, a diaphragm spring 16, and a release bearing 17.
  • the clutch disk 13 constitutes a clutch member
  • the diaphragm spring 16 is a spring member, that is, an elastic member.
  • the flywheel 12 is connected to a crankshaft 11 to which an engine driving force (not shown) is transmitted so as to be integrally rotatable.
  • a clutch cover 15 is fixed to the outer peripheral edge of the flywheel 12 on the side opposite to the crankshaft 11.
  • the clutch disk 13 is disposed coaxially with the crankshaft 11 and is attached to an input shaft 31 of a transmission (not shown) which is spline-fitted so as to be axially movable and integrally rotatable, and an outer peripheral portion of the mounting portion 13A. And an annular disc main body portion 13B fixed to each other, and a friction plate 13C fixed to both surfaces of the outer edge portion of the disc main body portion 13B.
  • the pressure plate 14 is disposed on the side of the clutch disc 13 opposite to the flywheel 12 so as to be in contact with the friction plate 13C.
  • An outer edge portion of a diaphragm spring 16 is disposed on a surface of the pressure plate 14 opposite to the flywheel 12 so that the outer edge of the diaphragm spring 16 can come into contact with the pressure plate 14.
  • the clutch disc 13 is moved to the flywheel. 12 can be pressed.
  • the pressure plate 14 is moved to the side opposite to the flywheel 12 by a spring (not shown) so that the clutch disk 13 is not pressed against the flywheel 12. .
  • the diaphragm spring 16 is a substantially conical spring member in an unloaded state, and an intermediate portion between the inner edge portion and the outer edge portion is attached to the clutch cover 15.
  • the outer edge portion of the diaphragm spring 16 is disposed so as to contact the side opposite to the flywheel 12 of the pressure plate 14, and the inner edge portion of the diaphragm spring 16 is disposed so as to contact the surface of the release bearing 17 on the flywheel 12 side. Has been.
  • the diaphragm spring 16 is configured to act by applying a biasing force to the clutch member 13.
  • the release bearing 17 presses the inner edge of the diaphragm spring 16 toward the flywheel 12 the outer edge of the diaphragm spring 16 moves to the opposite side of the flywheel 12, and the outer edge of the diaphragm spring 16 moves.
  • the pressure plate 14 is not pressed, and the clutch disc 13 is not pressed against the flywheel 12, that is, the clutch device 10 is disconnected.
  • the urging force from the diaphragm spring 16 to the clutch disk 13 as the clutch member is thereby eliminated.
  • the release bearing 17 is configured such that the inner ring flywheel 12 side comes into contact with the inner edge of the diaphragm spring 16, and the outer ring flywheel 12 side is connected to a piston 22, which will be described later, of the clutch actuator 20.
  • the spring 16 and the piston 22 can rotate relative to each other, and can move in the axial direction of the input shaft 31 as the piston 22 moves in the axial direction.
  • the clutch actuator 20 is disposed around the input shaft 31 so as to be relatively rotatable (as a cylinder member), and a piston 22 (as a piston member) is provided in the cylinder 21 so as to be movable in the axial direction.
  • a pressure chamber 23 is formed by the surface of the piston 22 opposite to the flywheel 12 and the inner wall of the cylinder 21, and is opened by the outer peripheral surface of the piston 22, the surface of the flywheel 12, and the inner wall of the cylinder 21.
  • a chamber 24 is formed.
  • the cylinder 21 is provided with supply pipes 25 ⁇ / b> A and 25 ⁇ / b> B for supplying air (an example of a working fluid) into the pressure chamber 23 and discharge pipes 26 ⁇ / b> A and 26 ⁇ / b> B for discharging air from the pressure chamber 23. It has been.
  • the supply pipes 25A and 25B may be referred to as air supply pipes
  • the discharge pipes 26A and 26B may be referred to as exhaust pipes.
  • the cylinder 21 is formed with an open hole 21 ⁇ / b> A that allows the open chamber 24 to communicate with the outside (for example, the outside at atmospheric pressure).
  • the clutch actuator 20 by supplying air into the pressure chamber 23, the piston 22 can be moved to the flywheel 12 side, and the clutch device 10 can be brought into a disengaged state.
  • the piston 22 by discharging air from the pressure chamber 23, the piston 22 can be moved to the opposite side of the flywheel 12 by the elastic force of the diaphragm spring 16, and the clutch device 10 can be brought into a contact state.
  • the clutch control device 2 includes a first supply valve 41A and a second supply valve 41B arranged in parallel between a supply side for supplying air and supply pipes 25A and 25B, a discharge side for discharging air, and a discharge valve.
  • a control device corresponds to an electronic control unit (ECU) 50. That is, the ECU 50 is configured to control the operation of the first supply valve 41A, the first supply valve control unit 50A, and the second supply valve control unit configured to control the operation of the second supply valve 41B.
  • ECU electronice control unit
  • the ECU 50 includes an operation determination unit 50E configured to determine the operation of the clutch device 10. In the operation determination of the clutch device 10 by the operation determination unit 50E, it is determined whether or not it is necessary to perform connection processing of the clutch device 10, that is, clutch engagement processing, whether or not the clutch engagement processing may be terminated, There are a determination of whether or not it is necessary to perform a disconnection process of the clutch device 10, that is, a clutch disconnection process, and a determination of whether or not the clutch disconnection process may be terminated.
  • These functional units 50A, 50B, 50C, 50D, and 50E are associated with each other and electrically connected.
  • the supply valves 41A and 41B are different from the supply pipes 25A and 25B, and compressed air having a predetermined pressure or higher is stored in the tank by driving the pump.
  • the ECU 50 includes a known arithmetic device (for example, a CPU (Central Processing Unit)), a storage device (for example, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory)), an input / output port, and the like, and has a configuration as a so-called computer.
  • the ECU 50 includes a functional unit as a control device of the clutch system 1 as described above.
  • the ECU 50 includes various functional units such as an engine control and a transmission control. However, the ECU 50 may be omitted, and a description thereof will be omitted below.
  • the stroke sensor 18 is connected to the ECU 50 as shown in FIGS. 1 and 2, and its output is input.
  • the stroke sensor 18 is provided for detecting the amount of movement of the piston 22 of the clutch actuator 20 from a predetermined reference position, that is, the stroke value. Based on the output of the stroke sensor 18, the ECU 50 can obtain the stroke value of the piston 22.
  • the ECU 50 has outputs of various sensors, for example, a vehicle speed sensor 52 for detecting the vehicle speed, and an accelerator opening sensor 54 for detecting the depression amount of the accelerator pedal operated by the driver, that is, the accelerator opening. It is comprised so that it may be input (refer FIG. 2). The input of the outputs of these sensors may be direct or indirect.
  • the ECU 50 can acquire the vehicle speed based on the output of the vehicle speed sensor 52 and can acquire the accelerator opening based on the output of the accelerator opening sensor 54.
  • the ECU 50 also receives an output from an engine speed sensor or the like for detecting the engine speed, but the illustration is omitted.
  • each of the supply valves 41A and 41B Under the control of the ECU 50, each of the supply valves 41A and 41B is in a state in which air is supplied by connecting the supply side (the supply side in FIG. 1) and the pressure chamber 23 (supply state), and the supply side and the pressure chamber 23. Can be switched to a state where supply of air is stopped (supply stop state).
  • each of the discharge valves 42A and 42B is controlled by the ECU 50 so that the discharge side (exhaust side in FIG. 1) communicates with the pressure chamber 23 to discharge air (discharge state), and the discharge side and pressure chamber. 23 can be switched to a state (discharge stop state) in which the air discharge is stopped.
  • each of these valves 41A, 41B, 42A, and 42B is so-called duty-controlled by the ECU 50.
  • FIG. 3 is a flowchart of the clutch disengagement process according to the present embodiment.
  • the clutch disengagement process is a process performed when the clutch device 10 is in the engaged state.
  • the calculation and control according to the routine of the clutch disengagement process in FIG. 3 is started, for example, when the vehicle power is turned on (the key switch of the ignition switch is turned on).
  • the clutch operation determination unit 50E as the operation determination unit is based on the transmission based on the vehicle speed acquired based on the output from the vehicle speed sensor 52, the accelerator opening acquired based on the output of the accelerator opening sensor 54, and the like. It is determined whether or not the clutch disengagement process needs to be started in order to perform the shift (step S301). When it is determined that the clutch disengagement process (start of the clutch device 10 connection / disconnection switching process) is necessary (positive determination in step S301), the process proceeds to step S303. On the other hand, when it is determined that it is not necessary to start the clutch disengagement process (No determination in step S301), step S301 is executed again.
  • the clutch operation determination unit 50E receives the output of the determination result indicating that the clutch disengagement process is necessary, the first supply valve control unit 50A and the second supply valve control unit 50B perform the corresponding disengagement process.
  • Open control of each of the first supply valve 41A and the second supply valve 41B is executed (step S303). At this time, both the first supply valve 41A and the second supply valve 41B are simultaneously controlled to open, or only one of them is controlled to open, or one of the first supply valve 41A and the second supply valve 41B is controlled to open. The opening may be controlled.
  • the clutch operation determination unit 50E determines whether or not to terminate the clutch disengagement process, that is, the stroke value acquired based on the output from the stroke sensor 18 is the stroke value (first predetermined value) of the clutch disengagement state. ) Is determined (step S305).
  • the clutch operation determination unit 50E sends a signal to stop the clutch operation to the first supply valve control unit 50A and the second supply valve control unit. Output to 50B.
  • the closing control which closes both the 1st supply valve 41A and the 2nd supply valve 41B is performed (step S307).
  • FIG. 4 is a flowchart of the clutch engagement process according to the present embodiment.
  • the clutch engagement process is a process performed when the clutch device 10 is in a disconnected state.
  • the calculation and control according to the clutch engagement processing routine of FIG. 4 is started, for example, when the vehicle power is turned on (the key switch of the ignition switch is turned on).
  • the clutch operation determination unit 50E determines whether or not the clutch engagement process needs to be started after completion of the shift by the transmission (step S401). When it is determined that the clutch engagement process (starting) (which is one of the connection / disconnection switching processes of the clutch device 10) is necessary (positive determination in step S401), the process proceeds to step S403. When it is determined that it is not necessary to start the clutch engagement process (negative determination in step S401), the determination step in step S401 is repeatedly executed.
  • the first discharge valve control unit 50C that has received the output of the determination result that the clutch engagement processing is necessary from the clutch operation determination unit 50E controls to open the first discharge valve 42A (step S403). At this time, the clutch operation determination unit 50E does not output to the second discharge valve 50D corresponding to the opening control of the second discharge valve 42B.
  • the clutch operation determination unit 50E determines whether or not the pressure in the pressure chamber 23 has become lower than a predetermined pressure lower than the pressure when the first discharge valve 42A is opened (step S405). Specifically, as the determination, it is determined whether or not the stroke acquired based on the output from the stroke sensor 18 is less than a predetermined value of the state between the clutch disengaged state and the clutch engaged state. This determination is based on the stroke value (second predetermined value) between the stroke value (first predetermined value S1) in the clutch disengaged state and the stroke value (third predetermined value S3) in the clutch engaged state. It is a determination of whether or not S2) has been reached.
  • step S405 When the stroke is less than the predetermined value (Yes in step S405), the clutch operation determination unit 50E outputs a signal for execution of the second stage of the clutch engagement operation to the second discharge valve control unit 50D. As a result, the second discharge valve 42B is controlled to open while the first discharge valve 42A is open (step S407).
  • the predetermined pressure in step S405 and the predetermined value corresponding thereto are preliminarily set as values at which the discharge performance of the working fluid from the pressure chamber 23 decreases to a predetermined level or lower, that is, values at which the clutch response becomes a predetermined response level or lower. It is determined based on experiments.
  • the clutch operation determination unit 50E determines whether or not the clutch engagement process can be terminated, that is, the stroke value acquired based on the output from the stroke sensor 18 is the stroke value (third predetermined value) of the clutch engagement state. It is determined whether or not S3) has been reached (step S409).
  • the clutch operation determination unit 50E sends a signal to stop the clutch operation to the first discharge valve control unit 50C and the second discharge valve control. Output to the unit 50D. Thereby, the closing control for closing both the first discharge valve 42A and the second discharge valve 42B is executed (step S411).
  • FIG. 5 shows a variation example of the stroke with time on the horizontal axis and the stroke of the piston 22 on the vertical axis.
  • a change example of the target value for control is shown by a solid line (line L1)
  • a change example of the stroke of the piston 22 by the clutch contact processing control is shown by a one-dot broken line (line L2).
  • S1 on the vertical axis in FIG. 5 corresponds to the stroke value in the clutch disengaged state
  • S3 corresponds to the stroke in the clutch engaged state
  • S2 corresponds to the predetermined value in step S405 above.
  • step S403 When the clutch engagement process is started at time t1 (affirmative determination in step S401 in FIG. 4), the first discharge valve 42A is controlled to open (step S403). At this time, only the first discharge valve 42A is opened, but since the pressure of the air that is the working fluid in the pressure chamber 23 is high, the working fluid can be quickly discharged from the pressure chamber 23 due to the pressure difference between the pressure chamber and the outside. Therefore, the stroke of the piston 22 can be changed rapidly. Thereby, the stroke value detected by the piston 22 can approach the target value.
  • a predetermined value as a stroke value corresponding to such a predetermined pressure is obtained in advance by experiments or the like, and when the detected stroke value becomes less than the predetermined value (affirmative determination in step S405), the second discharge valve 42B is controlled to open (step S407).
  • both the first discharge valve 42A and the second discharge valve 42B are opened. Therefore, even if the pressure of the working fluid in the pressure chamber 23 is low, the working fluid can be suitably discharged from the pressure chamber 23. Therefore, it becomes possible to suppress the operation delay in the clutch engagement processing.
  • the stroke value of the piston 22 was detected, and the first and second discharge valves were controlled based on the stroke value. This is because the stroke of the piston has a correlation with the internal pressure of the working fluid in the pressure chamber 23. Therefore, instead of the stroke sensor 18, a pressure sensor for detecting the internal pressure of the pressure chamber 23 may be provided, and the first and second discharge valves may be controlled based on the internal pressure based on the output.
  • the ECU 50 may estimate the internal pressure of the pressure chamber based on the acquired stroke value.
  • the ECU 50 may store data or a relational expression indicating a relationship between a stroke value determined based on an experiment or the like and the internal pressure of the pressure chamber. Thereby, the functional unit corresponding to the pressure estimation unit of the ECU 50 can estimate the pressure in the pressure chamber with the acquired stroke value, for example, for controlling various valves.
  • the ECU 50 can include a supply valve control unit configured to control the operation of at least one supply valve.
  • this indication is not limited to the above-mentioned embodiment, In the range which does not deviate from the meaning of this indication, it can change suitably and can implement.
  • the clutch device 10 by supplying the working fluid to the pressure chamber 23 of the cylinder 21 of the clutch actuator 20, the clutch device 10 is disconnected and discharged, so that the clutch device 10 is in contact.
  • the clutch system 1 was configured.
  • the technology of the present disclosure is not limited to this, and the clutch device is brought into a contact state by supplying a working fluid to the pressure chamber of the cylinder of the clutch actuator, and the clutch device is brought into a disconnected state by discharging it from there.
  • the clutch system may be configured as described above.
  • the diaphragm spring 16 may be provided so as to generate an urging force in a direction for bringing the clutch member into a contact state as in the above-described embodiment, and conversely, an urging force in a direction for bringing the clutch member into a disconnected state is generated. It may be provided as follows.
  • valve control feedforward control or feedback control may be executed as the valve control.
  • the opening degree of the valve in the open state may be finely controlled so that the stroke value detected based on the output of the stroke sensor 18 follows the target value.
  • PID control may be performed as feedback control.

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Abstract

クラッチ制御装置は、圧力室への作動流体の供給を制御するための供給バルブ及び供給バルブ制御部と、圧力室の作動流体の排出を制御するための第１排出バルブ及び第１排出バルブ制御部と、圧力室の作動流体の排出を制御するための第２排出バルブ及び第２排出バルブ制御部とを備え、圧力室の作動流体を排出することによるクラッチ装置２の断接切替処理が必要と判定されたとき、第１排出バルブが開制御された後、第２排出バルブが開制御される。

Description

クラッチ制御装置
　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、クラッチ制御装置に関する。
　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、クラッチ装置の係合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、クラッチ装置の接続と切断（遮断）とを切り替えるためのクラッチアクチュエータを開示する。このクラッチアクチュエータは、シリンダ内に形成される空気室及び大気室と、そのシリンダに移動自在に設けられているピストンとを備えている。そして、クラッチの負荷に抗してピストンを押すように、空気室に弾性部材が設けられている。更に、空気室に圧縮空気を流入させるための給気弁に相当する２つの弁機構と、空気室から圧縮空気を排出するための排気弁に相当する２つの弁機構とが設けられている。これら給気弁を開閉したり排気弁を開閉したりすることで、クラッチの接続と切断とが切り替えられる。
日本国特開２０１７－２０６０１号公報
　ところで、上記クラッチ装置では、シリンダ内の空気室の圧力が高い状態で、２つの弁機構を開けることで、空気室内の圧力が急激に下がり、ピストンの移動が制御上早く生じ過ぎ、ひいてはピストンの目標値を超えた移動つまりオーバーシュートが生じる虞がある。一方で、空気室の圧力が下がってくると、空気室の圧縮空気の排出が遅くなり、クラッチの応答性が悪化する虞もある。
　そこで、本開示の技術は、クラッチ装置の係合の断接の切替のための、クラッチアクチュエータのシリンダ内からの作動流体の排出を、好適に制御するクラッチ制御装置を提供する。
　本開示の技術は、シリンダ内に形成された圧力室と、該圧力室の作動流体の圧力に応じて前記シリンダ内に移動自在に設けられているピストンとを備えるクラッチアクチュエータの前記ピストンの移動を制御することで、クラッチ装置におけるばね部材のクラッチ部材への付勢力を調整し、よって前記クラッチ装置の係合の断接を切り替え制御するように設けられているクラッチ制御装置であって、前記圧力室への作動流体の供給を制御するための少なくとも１つの供給バルブと、前記少なくとも１つの供給バルブの作動を制御するように構成された供給バルブ制御部と、前記圧力室の作動流体の排出を制御するための第１排出バルブと、前記圧力室の作動流体の排出を制御するための第２排出バルブと、前記第１排出バルブの作動を制御するように構成された第１排出バルブ制御部と、前記第２排出バルブの作動を制御するように構成された第２排出バルブ制御部と、前記クラッチ装置の動作判定を行うように構成された動作判定部とを備え、前記動作判定部において前記圧力室の作動流体を排出することによる前記クラッチ装置の断接切替処理が必要と判定されたとき、前記第２排出バルブ制御部は、前記第１排出バルブ制御部により前記第１排出バルブが開制御された後、前記第２排出バルブを開制御する、クラッチ制御装置を提供する。
　上記のクラッチ制御装置において、前記第２排出バルブ制御部は、前記圧力室の圧力が前記第１排出バルブが開かれたときの圧力よりも低い所定圧未満になったとき、前記第２排出バルブを開制御してもよい
　上記クラッチ制御装置は、前記ピストンのストローク値を検出するためのストロークセンサを更に備えてもよい。この場合、前記第１排出バルブ制御部及び前記第２排出バルブ制御部の少なくともいずれか一方は、前記ストロークセンサからの出力に基づいて取得したストローク値に応じて、バルブ制御を実行するとよい。あるいは、上記クラッチ制御装置は、前記圧力室の圧力を推定するための圧力推定部を更に備えてもよい。この場合、前記第１排出バルブ制御部及び前記第２排出バルブ制御部の少なくともいずれか一方は、前記圧力推定部により推定された値に応じて、バルブ制御を実行してもよい。
　本開示の上記技術によれば、上記構成を備えるので、クラッチ装置の係合の断接の切替のための、クラッチアクチュエータのシリンダ内の圧力室からの作動流体の排出を好適に制御することが可能になる。
図1は、本開示の一実施形態に係るクラッチ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２は、図１のクラッチシステムにおける制御装置のブロック図である。 図３は、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４は、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。 図５は、図２の制御装置におけるクラッチ接処理におけ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表した図である。
　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制御装置２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に設けられた（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２５Ａ、２５Ｂと、圧力室２３内から空気を排出するための排出用配管２６Ａ、２６Ｂ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２５Ａ、２５Ｂは給気用配管と称されてもよく、また、排出用配管２６Ａ、２６Ｂ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。
　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２５Ａ、２５Ｂとの間に並列に配置された第１供給バルブ４１Ａ及び第２供給バルブ４１Ｂと、空気を排出する排出側と排出用配管２６Ａ、２６Ｂとの間に並列に配置された第１排出バルブ４２Ａ及び第２排出バルブ４２Ｂと、これらのバルブ４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂの各々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。制御装置は、電子制御ユニット（ＥＣＵ）５０に対応する。つまり、ＥＣＵ５０は、第１供給バルブ４１Ａの作動を制御するように構成された第１供給バルブ制御部５０Ａと、第２供給バルブ４１Ｂの作動を制御するように構成された第２供給バルブ制御部５０Ｂと、第１排出バルブ４２Ａの作動を制御するように構成された第１排出バルブ制御部５０Ｃと、第２排出バルブ４２Ｂの作動を制御するように構成された第２排出バルブ制御部５０Ｄとを備える。更に、ＥＣＵ５０は、クラッチ装置１０の動作判定を行うように構成された動作判定部５０Ｅを備える。動作判定部５０Ｅによるクラッチ装置１０の動作判定には、クラッチ装置１０の接続処理つまりクラッチ接処理を行う必要があるか否かの判定、そのクラッチ接処理を終了させてよいか否かの判定、クラッチ装置１０の切断処理つまりクラッチ断処理を行う必要があるか否かの判定、そのクラッチ断処理を終了させてよいか否かの判定、がある。これら機能部５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ，５０Ｄ、５０Ｅは相互に関連付けられて電気的に接続されている。なお、図１において供給用バルブ４１Ａ、４１Ｂの供給用配管２５Ａ、２５Ｂ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の圧力以上の圧縮空気がタンクに蓄えられている。
　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、上述のようにクラッチシステム１の制御装置としての機能部を備える。この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、備えなくてもよく、以下ではその説明を省略する。
　そして、ＥＣＵ５０には、図１及び図２に示すように、ストロークセンサ１８が接続されていて、その出力が入力され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の出力に基づいて、ピストン２２のストローク値をＥＣＵ５０は取得することができる。また、ＥＣＵ５０には、種々のセンサ、例えば車速を検出するための車速センサ５２や、運転者により操作されるアクセルペダルの踏込量つまりアクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ５４の出力が入力されるように構成されている（図２参照）。これらのセンサの出力の入力は直接的であってもよく、間接的であってもよい。したがって、ＥＣＵ５０は、車速センサ５２の出力に基づいて車速を取得することができ、アクセル開度センサ５４の出力に基づいてアクセル開度を取得することができる。なお、ＥＣＵ５０には、図示しないが、エンジン回転速度を検出するためのエンジン回転速度センサなどの出力も入力されるようになっているが、図示を省略する。
　ＥＣＵ５０による制御により、供給バルブ４１Ａ、４１Ｂのそれぞれは、供給側（図１では給気側）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、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。また、ＥＣＵ５０による制御により、排出バルブ４２Ａ、４２Ｂのそれぞれは、排出側（図１では排気側）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。ここでは、これらバルブ４１Ａ、４１Ｂ、４２Ａ、４２Ｂのそれぞれは、ＥＣＵ５０により所謂デューティー制御される。
　次に、本実施形態に係るクラッチシステム１におけるクラッチ制御装置２によるクラッチ装置１０の制御について説明する。
　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。
　動作判定部としてのクラッチ動作判定部５０Ｅは、車速センサ５２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５４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１つである）クラッチ断処理（の開始）が必要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５０Ｅのクラッチ断処理が必要との判定結果の出力を受けたとき、第１供給バルブ制御部５０Ａ及び第２供給バルブ制御部５０Ｂは、クラッチ断処理を行うように、対応する第１供給バルブ４１Ａ及び第２供給バルブ４１Ｂのそれぞれの開制御を実行する（ステップＳ３０３）。なお、このとき、第１供給バルブ４１Ａ及び第２供給バルブ４１Ｂの両方が同時に開制御されたり、それらのうちのいずれか一方のみが開制御されたり、いずれか一方が開制御されてから他方が開制御されたりしてもよい。
　そして、クラッチ動作判定部５０Ｅにより、クラッチ断処理を終了させてよいか否かの判定、つまり、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がクラッチ断状態のストローク値（第１所定値）に達したか否かの判定が行われる（ステップＳ３０５）。そして、ストロークがクラッチ断状態のストローク値に達すると（ステップＳ３０５で肯定判定）、クラッチ動作判定部５０Ｅはクラッチ動作を停止させる旨の信号を第１供給バルブ制御部５０Ａ及び第２供給バルブ制御部５０Ｂに出力する。これにより、第１供給バルブ４１Ａ及び第２供給バルブ４１Ｂの両方を閉じる閉制御が実行される（ステップＳ３０７）。
　図４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４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５０Ｅ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Ｓ４０１）。（クラッチ装置１０の断接切替処理の１つである）クラッチ接処理（の開始）が必要との判定結果となったとき（ステップＳ４０１で肯定判定）、ステップＳ４０３に進む。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Ｓ４０１で否定判定）、ステップＳ４０１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５０Ｅからクラッチ接処理が必要との判定結果の出力を受けた第１排出バルブ制御部５０Ｃは、第１排出バルブ４２Ａを開制御する（ステップＳ４０３）。このとき、第２排出バルブ５０Ｄにはクラッチ動作判定部５０Ｅは第２排出バルブ４２Ｂの開制御に対応する出力をしない。
　そして、クラッチ動作判定部５０Ｅにより、圧力室２３の圧力が第１排出バルブ４２Ａが開かれたときの圧力よりも低い所定圧未満になったか否かの判定が行われる（ステップＳ４０５）。具体的には、その判定として、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がクラッチ断状態とクラッチ接状態との間の状態の所定値未満か否かの判定が行われる。この判定は、取得したストローク値が、クラッチ断状態でのストローク値（第１所定値Ｓ１）とクラッチ接状態でのストローク値（第３所定値Ｓ３）との間のストローク値（第２所定値Ｓ２）に達したか否かの判定である。そして、ストロークが所定値未満であるとき（ステップＳ４０５で肯定判定）、クラッチ動作判定部５０Ｅはクラッチ接動作の２段階目の実行用の信号を第２排出バルブ制御部５０Ｄに出力する。これにより、第１排出バルブ４２Ａが開かれている状態で、第２排出バルブ４２Ｂが開制御される（ステップＳ４０７）。なお、ステップＳ４０５での上記所定圧及びそれに対応する上記所定値は、圧力室２３からの作動流体の排出性が所定レベル以下に低下する値つまりクラッチ応答性が所定応答レベル以下になる値として予め実験等に基づいて定められている。
　そして、クラッチ動作判定部５０Ｅにより、クラッチ接処理を終了させてよいか否かの判定、つまり、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がクラッチ接状態のストローク値（第３所定値Ｓ３）に達したか否かの判定が行われる（ステップＳ４０９）。そして、ストローク値がクラッチ接状態のストローク値に達すると（ステップＳ４０９で肯定判定）、クラッチ動作判定部５０Ｅはクラッチ動作を停止させる旨の信号を第１排出バルブ制御部５０Ｃ及び第２排出バルブ制御部５０Ｄに出力する。これにより、第１排出バルブ４２Ａ及び第２排出バルブ４２Ｂの両方を閉じる閉制御が実行される（ステップＳ４１１）。
　このクラッチ接処理について、更に、図５に基づいて説明する。図５は、横軸に時間をとり、縦軸にピストン２２のストロークをとり、そのストロークの変化例を示す。図５では、実線（線Ｌ１）で制御上の目標値の変化例を示し、一点破線（線Ｌ２）で上記クラッチ接処理制御によるピストン２２のストロークの変化例を示す。なお、図５の縦軸の「Ｓ１」はクラッチ断状態でのストローク値に相当し、「Ｓ３」はクラッチ接状態でのストロークに相当し、「Ｓ２」は上記ステップＳ４０５での所定値に相当する。
　時間ｔ１でクラッチ接処理が開始されると（図４のステップＳ４０１で肯定判定）、第１排出バルブ４２Ａが開制御される（ステップＳ４０３）。このとき、第１排出バルブ４２Ａのみが開かられるが、圧力室２３の作動流体である空気の圧力が高いので、圧力室内外の圧力差により迅速に圧力室２３から作動流体の排出を行うことができ、よってピストン２２のストロークを急速に変化させることができる。これにより、ピストン２２の検出したストローク値は目標値に近づくことができる。
　しかし、ある時期から圧力室２３内の作動流体の圧力が所定圧よりも低くなるので、第１排出バルブ４２Ａを介した作動流体の排出に遅れが出始める。これにより、制御上の目標値と、ピストン２２の検出したストロークとの差が大きくなり始める。
　そこで、そのような所定圧に対応するストローク値としての所定値を予め実験等により求めておき、検出したストローク値がその所定値未満になったとき（ステップＳ４０５で肯定判定）、第２排出バルブ４２Ｂが開制御される（ステップＳ４０７）。これにより第１排出バルブ４２Ａ及び第２排出バルブ４２Ｂの両方が開かれた状態にされる。よって、圧力室２３内の作動流体の圧力が低くても、圧力室２３からの作動流体の排出を好適に生じさせることができる。よって、クラッチ接処理における作動遅れを抑制することが可能になる。
　なお、上記実施形態では。ピストン２２のストローク値を検出してそのストローク値に基づいて第１及び第２排出バルブが制御された。これは、ピストンのストロークが圧力室２３の作動流体の内圧と相関関係を有するからである。それ故、ストロークセンサ１８に代えて、圧力室２３の内圧を検出するための圧力センサが設けられて、その出力に基づく内圧に基づいて第１及び第２排出バルブが制御されてもよい。あるいは、ＥＣＵ５０は、取得したストローク値に基づいて圧力室の内圧を推定してもよい。この場合、ＥＣＵ５０は、予め実験等に基づいて定められたストローク値と圧力室の内圧との関係を示すデータ又は関係式を記憶しておくとよい。これにより、ＥＣＵ５０の圧力推定部に相当する機能部は、例えば各種バルブの制御用に、取得したストローク値で圧力室の圧力を推定することが可能になる。
　また、上記実施形態では、排出バルブは２つ設けられたが、３つ以上の排出バルブが設けられてもよい。同様に、供給バルブも３つ以上設けられてもよい。ただし、供給バルブとしては少なくとも１つのバルブが設けられればよい。つまり、ＥＣＵ５０は少なくとも１つの供給バルブの作動を制御するように構成された供給バルブ制御部を備えることができる。
　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、バルブ制御の詳細な説明は省略したが、バルブ制御としてフィードフォワード制御やフィードバック制御が実行されるとよい。例えば、ストロークセンサ１８の出力に基づいて検出したストローク値が目標値に追従するように、開状態にあるバルブの開度が微調整制御されてもよい。また、フィードバック制御としてＰＩＤ制御が行われるとよい。
　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。
　本出願は、2018年3月19日付で出願された日本国特許出願（特願2018-050678）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示によれば、クラッチ装置の係合の断接の切替のための、クラッチアクチュエータのシリンダ内の圧力室からの作動流体の排出を好適に制御することができる。
　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
　３１　インプットシャフト
　４１Ａ　第１供給バルブ
　４１Ｂ　第２供給バルブ
　４２Ａ　第１排出バルブ
　４２Ｂ　第２排出バルブ
　５０　ＥＣＵ（制御装置）

Claims (5)

  1. 　シリンダ内に形成された圧力室と、該圧力室の作動流体の圧力に応じて前記シリンダ内に移動自在に設けられているピストンとを備えるクラッチアクチュエータの前記ピストンの移動を制御することで、クラッチ装置におけるばね部材のクラッチ部材への付勢力を調整し、よって前記クラッチ装置の係合の断接を切り替え制御するように設けられているクラッチ制御装置であって、
    　前記圧力室への作動流体の供給を制御するための少なくとも１つの供給バルブと、
    　前記少なくとも１つの供給バルブの作動を制御するように構成された供給バルブ制御部と、
    　前記圧力室の作動流体の排出を制御するための第１排出バルブと、
    　前記圧力室の作動流体の排出を制御するための第２排出バルブと、
    　前記第１排出バルブの作動を制御するように構成された第１排出バルブ制御部と、
    　前記第２排出バルブの作動を制御するように構成された第２排出バルブ制御部と、
    　前記クラッチ装置の動作判定を行うように構成された動作判定部とを備え、
    　前記動作判定部により前記圧力室の作動流体を排出することによる前記クラッチ装置の断接切替処理が必要と判定されたとき、
    　前記第２排出バルブ制御部は、前記第１排出バルブ制御部により前記第１排出バルブが開制御された後、前記第２排出バルブを開制御する、クラッチ制御装置。
  2. 　前記第２排出バルブ制御部は、前記圧力室の圧力が前記第１排出バルブが開かれたときの圧力よりも低い所定圧未満になったとき、前記第２排出バルブを開制御する、請求項１に記載のクラッチ制御装置。
  3. 　前記ピストンのストローク値を検出するためのストロークセンサを更に備え、
    　前記第１排出バルブ制御部及び前記第２排出バルブ制御部の少なくともいずれか一方は、前記ストロークセンサからの出力に基づいて取得したストローク値に応じて、バルブ制御を実行する、請求項１に記載のクラッチ制御装置。
  4. 　前記圧力室の圧力を推定するための圧力推定部を更に備え、
    　前記第１排出バルブ制御部及び前記第２排出バルブ制御部の少なくともいずれか一方は、前記圧力推定部により推定された値に応じて、バルブ制御を実行する、請求項１に記載のクラッチ制御装置。
  5. 　前記圧力室の圧力を推定するための圧力推定部を更に備え、
    　前記第１排出バルブ制御部及び前記第２排出バルブ制御部の少なくともいずれか一方は、前記圧力推定部により推定された値に応じて、バルブ制御を実行する、請求項２に記載のクラッチ制御装置。
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