(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のクラッチの接続と遮断を行うクラッチ制御装置であって、
シリンダー及びピストンによって形成される空気室の給気路に設けられた給気弁と、
前記空気室の排気路に設けられた排気弁と、
前記クラッチの遮断のために、前記給気弁を開いて、圧縮空気を前記給気路から前記空気室に流入させる増圧動作と、
前記クラッチの接続のために、前記排気弁を開いて、圧縮空気を前記空気室から前記排気路に流出させる減圧動作と、
を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記減圧動作を開始して、前記クラッチが接続された後、前記空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で前記排気弁を閉じて、前記減圧動作を終了し、
前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを、前記減圧動作によって前記クラッチと接続されるトランスミッションのギアに応じて変化させる、
クラッチ制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、
変速比の高いギアが前記クラッチと接続される場合に、変速比の低いギアが前記クラッチと接続される場合と比較して、前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを早くする、
請求項１に記載のクラッチ制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、
使用頻度の高いギアが前記クラッチと接続される場合に、使用頻度の低いギアが前記クラッチと接続される場合と比較して、前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを早くする、
請求項１又は２に記載のクラッチ制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、
前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを、前記ピストンの位置に応じて決定する、
請求項１〜３のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、
前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを、更に前記空気室の圧力に応じて決定する、
請求項４に記載のクラッチ制御装置。
【請求項６】
前記給気弁は、通電状態で開き非通電状態で閉じる電磁弁である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。
【請求項７】
前記排気弁は、通電状態で開き非通電状態で閉じる電磁弁である、
請求項１〜６のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。
【請求項８】
前記排気弁は、空気の通過面積が互いに異なる複数の弁機構を含み、
前記制御部は、
前記減圧動作において前記排気弁を閉じる際に、空気の通過面積が大きい前記弁機構を閉じた後に、空気の通過面積が小さい前記弁機構を閉じる、
請求項１〜７のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラック等の車両として、クラッチの遮断及び接続を行うクラッチ制御装置が設けられているものがある。例えば、クラッチ制御装置のクラッチアクチュエータには、シリンダー及びピストンによって空気室が形成されており、その空気室の圧力が、給気弁及び排気弁の開閉動作によって制御されることで、クラッチの遮断及び接続が行われる。クラッチ制御装置の制御部は、クラッチを遮断させるために、給気弁を開いて、圧縮空気を給気路から空気室に流入させる増圧動作を実行する。また、クラッチ制御装置の制御部は、クラッチを接続させるために、排気弁を開いて、圧縮空気を空気室から排気路に流出させる減圧動作を実行する（特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−１１１９５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のクラッチ制御装置では、クラッチを接続するための減圧動作が開始された後、クラッチを遮断するための増圧動作が開始されるまでの間、又は、空気室が大気圧になるまでの間、排気弁が開いたままである。そのため、従来のクラッチ制御装置では、空気室に流入出させる空気の量が多く、クラッチの遮断及び接続の切り替えの応答性が低いという問題点があった。
【０００５】
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、クラッチの遮断及び接続の切り替えの応答性が向上されたクラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るクラッチ制御装置は、車両のクラッチの接続と遮断を行うクラッチ制御装置であって、シリンダー及びピストンによって形成される空気室の給気路に設けられた給気弁と、空気室の排気路に設けられた排気弁と、クラッチの遮断のために、給気弁を開いて、圧縮空気を給気路から空気室に流入させる増圧動作と、クラッチの接続のために、排気弁を開いて、圧縮空気を空気室から排気路に流出させる減圧動作と、を実行する制御部と、を備え、制御部は、減圧動作を開始して、クラッチが接続された後、空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁を閉じて、減圧動作を終了するものである。
【０００７】
本発明に係るクラッチ制御装置の制御方法は、シリンダー及びピストンによって形成される空気室の給気路に設けられた給気弁と、空気室の排気路に設けられた排気弁と、を備えた、車両のクラッチの接続と遮断を行うクラッチ制御装置の制御方法であって、クラッチの遮断のために、給気弁を開いて、圧縮空気を給気路から空気室に流入させる増圧ステップと、クラッチの接続のために、排気弁を開いて、圧縮空気を空気室から排気路に流出させる減圧ステップと、を備え、減圧ステップを開始して、クラッチが接続された後、空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁を閉じて、減圧ステップを終了するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るクラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法は、減圧動作を開始して、クラッチが接続された後、空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁を閉じて、減圧動作を終了するため、流入出させる空気の量を抑制して、クラッチの接続と遮断との切り替えの応答性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１に係るクラッチ制御装置を含むトランスミッションシステムの概要構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るクラッチ制御装置の概要構成図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るクラッチ制御装置のクラッチアクチュエータＣＡの断面説明図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るクラッチ制御装置を含むトランスミッションシステムが備えている各種センサ、制御部及び各種アクチュエータの機能ブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係るクラッチ制御装置の制御部の機能ブロック図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係るクラッチ制御装置のクラッチアクチュエータの空気室に圧縮空気を流入させる場合の動作説明図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係るクラッチ制御装置のクラッチアクチュエータの空気室から大気室へ空気を流出させる場合の動作説明図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係るクラッチ制御装置の概要構成図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係るクラッチ制御装置を含むトランスミッションシステムが備えている各種センサ、制御部及び各種アクチュエータの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明に係るクラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成、動作等は、一例であり、本発明に係るクラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。
また、各図において、詳細部分の図示が適宜簡略化又は省略されている。また、重複する説明が、適宜簡略化又は省略されている。
【００１１】
実施の形態１．
＜トランスミッションシステム２００の全体構成＞
図１は、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００を含むトランスミッションシステム２００の概要構成図である。
本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００を含むトランスミッションシステム２００は、ＡＭＴ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｍａｎｕａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）システムを採用している。ＡＭＴシステムでは、クラッチ２の接続と遮断とが、搭乗者のクラッチペダルの操作で切り替わるのではなく、自動制御で切り替わる。
【００１２】
トランスミッションシステム２００は、例えば自動車及びトラック等の車両に搭載され、エンジン１とトランスミッション３（変速機）との間に介在するクラッチ２を制御するクラッチ制御装置１００を備えている。例えば、車両は、トランスミッション３に接続されるプロペラシャフト４Ａと、プロペラシャフト４Ａに回転力が伝達されるドライブシャフト４Ｂと、ドライブシャフト４Ｂに接続されている車輪４Ｃとを備えている。
【００１３】
トランスミッションシステム２００は、動力を発生するエンジン１と、エンジン１で発生した動力をトランスミッション３に伝達する状態（接続状態）と伝達しない状態（遮断状態）との切り替えをするクラッチ２と、複数のギアを含むトランスミッション３と、を備えている。
また、トランスミッションシステム２００は、エンジン１の動作に用いる動力装置ＥＡと、クラッチ２の動作に用いるクラッチアクチュエータＣＡと、トランスミッション３の動作に用いるシフトアクチュエータＳＡとを備えている。動力装置ＥＡは、例えば、燃料点火装置、燃料噴射弁及びスロットルバルブ等といったエンジン１を動かす構成を備えている。クラッチアクチュエータＣＡの動作が制御されることでクラッチ２の接続と遮断との切り替えが制御される。シフトアクチュエータＳＡの動作が制御されることでトランスミッション３の変速が制御される。
また、トランスミッションシステム２００は、動力装置ＥＡ、クラッチアクチュエータＣＡ及びシフトアクチュエータＳＡを制御する制御部５を備えている。
【００１４】
さらに、トランスミッションシステム２００は、例えば運転状態等を車両の搭乗者に報知するディスプレイ６と、トランスミッション３の変速を行う際に用いるシフトチェンジレバー７と、エンジン１を駆動する際に用いるアクセルペダル８とを備えている。
【００１５】
＜クラッチ制御装置１００の構成説明＞
図２は、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の概要構成図である。
クラッチ制御装置１００は、クラッチ２の接続と遮断とを切り替えるクラッチアクチュエータＣＡを含む。クラッチアクチュエータＣＡは、本体９と、本体９に連結されたシリンダー１０と、シリンダー１０内に形成される空気室Ｒ１及び大気室Ｒ２と、シリンダー１０に移動自在に設けられているピストン１１とを備えている。また、クラッチ制御装置１００は、本体９に設けられている調整弁１２と、本体９に設けられている逆止弁１３及び逆止弁１４と、クラッチ２がピストン１１を本体９側に付勢する力（つまり、クラッチ２の負荷）に抗してピストン１１を本体９の逆側に付勢する弾性部材１５とを備えている。なお、調整弁１２は、給気弁ＳＶ及び排気弁ＥＶを含む。そして、給気弁ＳＶは、第１の弁機構１２Ａ及び第２の弁機構１２Ｂを含む。また、排気弁ＥＶは、第１の弁機構１２Ｃ及び第２の弁機構１２Ｄを含む。
【００１６】
また、クラッチアクチュエータＣＡは、空気室Ｒ１に流入させる圧縮空気が流れる給気路１６と、空気室Ｒ１から大気室Ｒ２へ排出される圧縮空気が流れる排気路１７とを含む。給気弁ＳＶは給気路１６に設けられ、排気弁ＥＶは排気路１７に設けられている。なお、給気路１６は、圧縮空気を生成するコンプレッサー（図示省略）等に接続されている。
【００１７】
さらに、クラッチ制御装置１００は、制御部５に検出信号を出力する検出部Ｓを含む。検出部Ｓは、クラッチアクチュエータＣＡに設けられ、ピストン１１の位置を検出するストロークセンサＳ１と、トランスミッション３のいずれのギアを用いているかを検出するギアポジションセンサＳ２（図４参照）とを備えている。ストロークセンサＳ１及びギアポジションセンサＳ２は、各種の方式のものを用いることができ、例えば磁石及びこの磁石の磁束を検出するホール素子等で構成することができる。
【００１８】
＜クラッチアクチュエータＣＡの構造説明＞
図３は、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００のクラッチアクチュエータＣＡの断面説明図である。
図３を参照しつつ、クラッチアクチュエータＣＡの構造について説明する。なお、図３に示す方向ＤＲ１及び方向ＤＲ２はピストン１１の移動方向であり、方向ＤＲ１と方向ＤＲ２とは逆の方向である。また、以下の説明において、一方及び一方側は方向ＤＲ１に対応し、他方及び他方側は方向ＤＲ２に対応している。
【００１９】
クラッチアクチュエータＣＡは、本体９と、空気室Ｒ１及び大気室Ｒ２を形成する筒状のシリンダー１０とを備えている。また、クラッチアクチュエータＣＡは、空気室Ｒ１と大気室Ｒ２とを区画するようにシリンダー１０内に設けられているピストン１１と、一方の端部が本体９に当接し、他方の端部がピストン１１に当接し、自然長よりも圧縮された状態で配設されている弾性部材１５とを備えている。
【００２０】
本体９には、調整弁１２が設けられている。調整弁１２は、例えば、通電状態で開き非通電状態で閉じる電磁弁で構成することができる。給気弁ＳＶに対応する第１の弁機構１２Ａ及び第２の弁機構１２Ｂは、開弁状態での空気の通過面積が互いに異なっている。第１の弁機構１２Ａの方が第２の弁機構１２Ｂよりも、空気の通過面積が大きい。また、排気弁ＥＶに対応する第１の弁機構１２Ｃ及び第２の弁機構１２Ｄも、開弁状態での空気の通過面積が互いに異なっている。第１の弁機構１２Ｃの方が第２の弁機構１２Ｄよりも、空気の通過面積が大きい。
【００２１】
また、本体９には、方向ＤＲ１に沿って窪む凹部９Ａが形成されている。また、凹部９Ａには、ピストン１１の一部が挿入されている。
【００２２】
また、本体９は、ストロークセンサＳ１のホール素子が設けられた検出モジュールＭｏを有している。検出モジュールＭｏは、凹部９Ａの外側に配置されている。
【００２３】
シリンダー１０内には、一方側に空気室Ｒ１が形成され、他方側に大気室Ｒ２が形成されている。具体的には、空気室Ｒ１は、シリンダー１０の内周面と、ピストン１１の一方側の面とによって区画されている。また、大気室Ｒ２は、シリンダー１０の内周面と、ピストン１１の他方側の面とによって区画されている。シリンダー１０の他方側の端面には、逆止弁１４が接続されている。シリンダー１０には、ピストン１１の移動範囲を規制する縮径部１０Ａが形成されている。
【００２４】
ピストン１１は、シリンダー１０の内周面と接触するように設けられたピストンプレート１１Ａと、ピストンプレート１１Ａの中心部に接続されているピストンロッド１１Ｂとを備えている。ピストンプレート１１Ａの外周面がシリンダー１０の内周面と接触しており、空気室Ｒ１の空気が、ピストンプレート１１Ａの外周面とシリンダー１０の内周面との隙間から大気室Ｒ２に流れ込むことが抑制される。ピストンプレート１１Ａの一方側の面には、本体９の凹部９Ａに挿入される凸部１１Ａ１が形成されている。
【００２５】
凸部１１Ａ１には、ストロークセンサＳ１の磁石Ｍｇが設けられている。
【００２６】
ピストンロッド１１Ｂは、一端がピストンプレート１１Ａの他方側の面に接続され、他端がシリンダー１０外に位置している。ピストンプレート１１Ａが移動することでピストンロッド１１Ｂが移動し、その結果、クラッチ２の接続と遮断とを切り替えることができる。
【００２７】
弾性部材１５は、本体９側から縮径部１０Ａ側にピストン１１を付勢するものである。空気室Ｒ１内に圧縮空気が流入すると、クラッチ２の負荷に抗してピストン１１が本体９側から縮径部１０Ａ側に移動する。空気室Ｒ１から大気室Ｒ２へ圧縮空気が排出されると、弾性部材１５の力に抗してピストン１１が縮径部１０Ａ側から本体９側に移動する。弾性部材１５は、例えばバネで構成することができる。弾性部材１５は空気室Ｒ１内に配置され、また、弾性部材１５の内側には、凸部１１Ａ１が位置している。
【００２８】
＜制御部５の構成例＞
図４は、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００を含むトランスミッションシステム２００が備えている各種センサ、制御部５及び各種アクチュエータの機能ブロック図である。図５は、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の制御部５の機能ブロック図である。
図４及び図５を参照しつつ、制御部５の構成例について説明する。
【００２９】
制御部５は、検出部Ｓの検出信号等に基づいてクラッチアクチュエータＣＡ及びシフトアクチュエータＳＡを制御するトランスミッションコントロール部５Ａと、アクセルペダル８の踏み込み量に対応するアクセルペダル信号及びエンジン１の回転速度信号等の各種信号に基づいてエンジン１の制御を実行するエンジンコントロール部５Ｂと、各種情報を記憶する記憶部５Ｃとを備えている。
制御部５は、クラッチアクチュエータＣＡの制御の実行にあたり、調整弁１２に通電するか否かについての制御を実行している。このため、クラッチアクチュエータＣＡを制御することは、調整弁１２を制御することに対応する。
【００３０】
なお、トランスミッションコントロール部５Ａと、エンジンコントロール部５Ｂと、が別々に設けられてもよく、また、トランスミッションコントロール部５ＡのクラッチアクチュエータＣＡを制御する部分と、シフトアクチュエータＳＡを制御する部分と、が別々に設けられてもよい。
また、制御部５の一部又は全ては、例えば、マイコン、マイクロプロセッサユニット等で構成されていてもよく、また、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよく、また、ＣＰＵ等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。
【００３１】
（トランスミッションコントロール部５Ａ）
トランスミッションコントロール部５Ａは、調整弁１２の通電及び非通電の切り替えを実行する弁制御部５Ａ１と、弁制御部５Ａ１における通電及び非通電の切り替えのタイミングを決定するタイミング決定部５Ａ２とを備えている。また、トランスミッションコントロール部５Ａは、トランスミッション３の複数のギアの使用頻度を算出するギア使用頻度算出部５Ａ３と、シフトアクチュエータＳＡを制御するシフトアクチュエータ制御部５Ａ４とを備えている。
【００３２】
弁制御部５Ａ１は、調整弁１２の通電及び非通電を切り替えて、増圧動作及び減圧動作を実行する。
ここで、増圧動作とは、クラッチ２の遮断のために、給気弁ＳＶを開いて、圧縮空気を給気路１６から空気室Ｒ１に流入させる動作を指している。増圧動作では、排気弁ＥＶが閉じられる。
また、減圧動作とは、クラッチ２の接続のために、排気弁ＥＶを開いて、圧縮空気を空気室Ｒ１から排気路１７に流出させる動作を指している。減圧動作では、給気弁ＳＶが閉じられる。
【００３３】
減圧動作において排気路１７に流出した空気は、大気室Ｒ２及び逆止弁１４を通過し、クラッチアクチュエータＣＡの外側の空間（大気）に排出される。このため、排気弁ＥＶを開いたときにおいて、空気室Ｒ１は、排気路１７、大気室Ｒ２及びクラッチアクチュエータＣＡの外側の空間に連通することになる。つまり、排気弁ＥＶが開いたままであると、空気室Ｒ１の圧力は、大気圧と等しくなる。
【００３４】
タイミング決定部５Ａ２は、排気弁ＥＶを開いてクラッチ２を接続した後に排気弁ＥＶを閉じるタイミング（以下、タイミングＴと称する）を決定する。このタイミングＴは、弁制御部５Ａ１が減圧動作を開始して、クラッチ２が接続された後、空気室Ｒ１の圧力が大気圧よりも高い圧力状態で減圧動作が終了するようなタイミングに決定される。つまり、このタイミングＴの直後では、クラッチ２が接続されており、排気弁ＥＶが閉じられており、且つ、空気室Ｒ１の圧力が大気圧よりも高い圧力である。
【００３５】
タイミング決定部５Ａ２は、タイミングＴを、ピストン１１の位置に応じて決定している。すなわち、タイミング決定部５Ａ２は、ストロークセンサＳ１の検出信号に基づいてピストン１１の位置を取得して、排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを決定する。
【００３６】
ピストン１１の位置からクラッチ２が接続されたか否かが分かる。なお、クラッチ制御装置１００の始動時に実行されるオフセット動作によって、ピストン１１の位置の原点は、クラッチ２の摩耗量が加味された位置に設定されている。
また、ピストン１１の位置から弾性部材１５の変形量ｘ（例えば、空気室Ｒ１の圧力が大気圧である状態を基準とする、弾性部材１５の変形量ｘ）が定まり、また、弾性部材１５の弾性定数ｋを例えば一定とすれば、弾性部材１５がピストン１１を押す力Ｆ（Ｆ＝ｋ×ｘ）の変化量（例えば、空気室Ｒ１の圧力が大気圧である状態を基準とする、押す力Ｆの変化量）が定まる。そのため、押す力Ｆの変化量及びピストン１１の表面積から、空気室Ｒ１の圧力の変化量（例えば、空気室Ｒ１の圧力が大気圧である状態を基準とする、空気室Ｒ１の圧力の変化量）が定まる。
つまり、ストロークセンサＳ１の検出信号に対応するピストン１１の位置データから、クラッチ２が接続されたか否かが定まり、また、空気室Ｒ１の圧力が大気圧よりも高い圧力であるか否かが定まる。
したがって、タイミング決定部５Ａ２は、タイミングＴを、ピストン１１の位置に応じて決定することができる。
【００３７】
タイミング決定部５Ａ２は、空気の通過面積が大きい第１の弁機構１２Ｃを閉じるタイミングＴと、空気の通過面積が小さい第２の弁機構１２Ｄを閉じるタイミングＴと、を異なるタイミングに決定する。
【００３８】
例えば、タイミング決定部５Ａ２は、第１の弁機構１２Ｃを閉じるタイミングＴよりも、第２の弁機構１２Ｄを閉じるタイミングＴが後になるように決定する。
【００３９】
タイミング決定部５Ａ２は、タイミングＴを、減圧動作によってクラッチ２と接続されるトランスミッション３のギアに応じて変化させる。具体的には、タイミング決定部５Ａ２は、ギア使用頻度算出部５Ａ３の算出する各ギアの使用頻度を用いて、使用頻度の高いギアがクラッチ２と接続される場合に、使用頻度の低いギアがクラッチ２と接続される場合と比較して、排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを早くする。また、タイミング決定部５Ａ２は、変速比の高いギアがクラッチ２と接続される場合に、変速比の低いギアがクラッチ２と接続される場合と比較して、排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを早くしてもよい。なお、タイミングＴを早くするということは、空気室Ｒ１の圧力をより高く保つことを指す。
【００４０】
例えば、変速比の高いギア（例えば１速等）がクラッチ２と接続される場合の第１の弁機構１２Ｃを閉じるタイミングをタイミングＴ１とし、第２の弁機構１２Ｄを閉じるタイミングをタイミングＴ２とする。また、変速比の低いギア（例えば６速等）がクラッチ２と接続される場合の第１の弁機構１２Ｃを閉じるタイミングをタイミングＴ３とし、第２の弁機構１２Ｄを閉じるタイミングをタイミングＴ４とする。このとき、タイミングＴ１はタイミングＴ３よりも早く、タイミングＴ２はタイミングＴ４よりも早い。
【００４１】
ギア使用頻度算出部５Ａ３は、ギアポジションセンサＳ２の検出信号に基づいて、いずれの変速比のギアの使用頻度を算出する。ここで、使用頻度としては、例えば、シフトチェンジによってギアを用いることになった回数を採用することもできるし、ギアを使用している時間の積算を採用することもできる。また、車両の搭乗者によって頻繁に用いるギアが異なることがあるため、ギア使用頻度算出部５Ａ３は、車両の搭乗者に応じた使用頻度を算出してもよい。
【００４２】
シフトアクチュエータ制御部５Ａ４は、トランスミッション３の変速を実行する。タイミング決定部５Ａ２は、シフトアクチュエータＳＡの変速のタイミングを、弁制御部５Ａ１によって給気弁ＳＶが開かれるタイミングより後に設定する。
【００４３】
＜動作説明＞
図６は、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００のクラッチアクチュエータＣＡの空気室Ｒ１に圧縮空気を流入させる場合のクラッチアクチュエータＣＡの動作説明図である。図７は、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００のクラッチアクチュエータＣＡの空気室Ｒ１から大気室Ｒ２へ圧縮空気を排出する場合のクラッチアクチュエータＣＡの動作説明図である。
図６及び図７を参照しつつ、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の動作について説明する。なお、図６及び図７の点線の矢印は、空気の流れを示している。
【００４４】
クラッチ制御装置１００は、クラッチ２を接続する場合に増圧動作を実行する。増圧動作では、給気弁ＳＶが開かれる。これにより、コンプレッサー（図示省略）から給気路１６を介して空気室Ｒ１に圧縮空気が流入する。また、増圧動作では、排気弁ＥＶが閉じられる。これにより、空気室Ｒ１の空気は排気路１７に流出しない。
【００４５】
圧縮空気が空気室Ｒ１に流入して空気室Ｒ１内の圧力が高まると、空気室Ｒ１の空気がピストン１１を押す力が増加する。そして、このピストン１１を押す力がクラッチ２の負荷に抗し、ピストン１１が方向ＤＲ２に沿って移動する。
【００４６】
なお、ピストン１１が方向ＤＲ２に沿って移動すると、大気室Ｒ２の容積が小さくなるため、大気室Ｒ２の圧力が高まるように作用する。そのため、逆止弁１４が開いて、大気室Ｒ２の空気が、クラッチアクチュエータＣＡの外側に流出する。
【００４７】
クラッチ制御装置１００は、クラッチ２を遮断する場合に減圧動作を実行する。減圧動作では、排気弁ＥＶが開かれる。これにより、空気室Ｒ１の圧縮空気が排気路１７を介して大気室Ｒ２に流出する。さらに、大気室Ｒ２内の空気は、逆止弁１４を通過してクラッチアクチュエータＣＡの外側に流出する。また、減圧動作では、給気弁ＳＶが閉じられる。これにより、空気室Ｒ１内には圧縮空気が流入しない。
【００４８】
空気室Ｒ１から排気路１７に圧縮空気が流出して空気室Ｒ１内の圧力が低下すると、空気室Ｒ１の空気がピストン１１を押す力が減少する。そして、クラッチ２の負荷により、ピストン１１が方向ＤＲ１に沿って移動する。
【００４９】
クラッチ制御装置１００では、ピストン１１が方向ＤＲ１に沿って移動している際において、クラッチ２が接続した後に、空気室Ｒ１の圧力が大気圧よりも高い圧力になっている状態で、排気弁ＥＶが閉じられる。
【００５０】
＜本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の有する効果＞
本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００は、シリンダー１０及びピストン１１によって形成される空気室Ｒ１の給気路１６に設けられた給気弁ＳＶと、空気室Ｒ１の排気路１７に設けられた排気弁ＥＶと、クラッチ２の遮断のために、給気弁ＳＶを開いて、圧縮空気を給気路１６から空気室Ｒ１に流入させる増圧動作と、クラッチ２の接続のために、排気弁ＥＶを開いて、圧縮空気を空気室Ｒ１から排気路１７に流出させる減圧動作と、を実行する制御部５と、を備え、制御部５は、減圧動作を開始して、クラッチ２が接続された後、空気室Ｒ１の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁ＥＶを閉じて、減圧動作を終了する。
このため、接続したクラッチ２を遮断し直す際において、空気室Ｒ１に流入させる空気の量を抑制することができる。つまり、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００では、流入出させる空気の量を抑制して、クラッチ２の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することができる。
【００５１】
好ましくは、給気弁ＳＶ及び排気弁ＥＶのうちの少なくとも一方は、通電状態で開き非通電状態で閉じる電磁弁である。本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００では、流入出させる空気の量を抑制することができる分、給気弁ＳＶ及び排気弁ＥＶを開く時間を短くすることができる。すなわち、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００は、通電状態で開き非通電状態で閉じる電磁弁の通電時間を短縮して、長寿命化することができる。
【００５２】
好ましくは、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の制御部５は、減圧動作において排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを、ピストン１１の位置に応じて決定する。クラッチ制御装置１００では、クラッチ２の摩耗によるピストン１１の位置のずれをストロークセンサＳ１で検出し、その位置のずれをオフセットした上で、クラッチ２が接続されたか否かを判別する。そして、排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを、クラッチ２が接続されたか否かの判別に用いられるストロークセンサＳ１の検出信号を用いて、決定することができるため、装置構成の複雑化を抑制することができる。
【００５３】
好ましくは、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の排気弁ＥＶは、空気の通過面積が互いに異なる複数の弁機構（第１の弁機構１２Ｃ及び第２の弁機構１２Ｄ）を含み、制御部５は、減圧動作において排気弁ＥＶを閉じる際に、空気の通過面積が大きい弁機構（第１の弁機構１２Ｃ）を閉じた後に、空気の通過面積が小さい弁機構（第２の弁機構１２Ｄ）を閉じる。このため、空気の通過面積が大きい弁機構によって、空気室Ｒ１から流出させるべき空気の大部分をすみやかに流出させ、空気の通過面積が小さい弁機構によって、空気室Ｒ１から流出させるべき空気の残りの部分を徐々に流出させることができる。したがって、空気室Ｒ１の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁ＥＶを閉じることを高精度化することと、減圧動作を高速化することと、が両立される。
【００５４】
好ましくは、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の制御部５は、減圧動作において排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを、減圧動作によってクラッチ２と接続されるトランスミッション３のギアに応じて変化させる。
【００５５】
例えば、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の制御部５は、変速比の高いギアがクラッチ２と接続される場合に、変速比の低いギアがクラッチ２と接続される場合と比較して、減圧動作において排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを早くする。ここで、一般的に、変速比が高いギアでは、変速比が低いギアよりも、減圧動作から増圧動作に移行するまでの間隔が短くなる傾向にあり、また、使用頻度が高くなる傾向にある。そのため、そのような動作によって、クラッチ２の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することへの寄与が大きいギアについて集中的にその向上を図り、クラッチ２の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することへの寄与が小さいギアについては、クラッチ２の接続の確実性を確保することが優先されることとなって、応答性の向上と確実性の確保との両立が図られる。
【００５６】
また、例えば、本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の制御部５は、使用頻度の高いギアがクラッチ２と接続される場合に、使用頻度の低いギアがクラッチ２と接続される場合と比較して、減圧動作において排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを早くする。そのような動作によって、クラッチ２の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することへの寄与が大きいギアについて集中的にその向上を図り、クラッチ２の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することへの寄与が小さいギアについては、クラッチ２の接続の確実性を確保することが優先されることとなって、応答性の向上と確実性の確保との両立が図られる。
【００５７】
本実施の形態１に係るクラッチ制御装置１００の制御方法は、クラッチ２の遮断のために、給気弁ＳＶを開いて、圧縮空気を給気路１６から空気室Ｒ１に流入させる増圧ステップと、クラッチ２の接続のために、排気弁ＥＶを開いて、圧縮空気を空気室Ｒ１から排気路１７に流出させる減圧ステップと、を備え、減圧ステップを開始して、クラッチ２が接続された後、空気室Ｒ１の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁ＥＶを閉じて、減圧ステップを終了する。このため、クラッチ制御装置１００の制御にあたって、流入出させる空気の量を抑制して、クラッチ２の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することができる。
【００５８】
実施の形態２.
以下では、実施の形態１と重複する説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
【００５９】
＜クラッチ制御装置１００の構成説明＞
図８は、本実施の形態２に係るクラッチ制御装置１００の概要構成図である。
【００６０】
実施の形態２に係るクラッチ制御装置１００の検出部Ｓは、ストロークセンサＳ１及びギアポジションセンサＳ２に加えて、クラッチアクチュエータＣＡに設けられ、空気室Ｒ１の圧力を検出する圧力センサＳ３を備えている。なお、圧力センサＳ３は、各種のものを用いることができる。圧力センサＳ３は、例えば、シリンダー１０のうち空気室Ｒ１が形成されている部分に配置される。
【００６１】
＜制御部５の構成例＞
図９は、本実施の形態２に係るクラッチ制御装置１００を含むトランスミッションシステム２００が備えている各種センサ、制御部５及び各種アクチュエータの機能ブロック図である。
【００６２】
（トランスミッションコントロール部５Ａ）
タイミング決定部５Ａ２は、減圧動作において排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを、更に空気室Ｒ１の圧力に応じて決定する。すなわち、制御部５は、ストロークセンサＳ１の検出信号に基づくピストン１１の位置データに加えて、圧力センサＳ３の検出信号に基づく空気室Ｒ１の圧力データを用いて、排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを決定する。
【００６３】
ピストン１１の位置からクラッチ２が接続されたか否かが分かる。なお、クラッチ制御装置１００の始動時に実行されるオフセット動作によって、ピストン１１の位置の原点は、クラッチ２の摩耗量が加味された位置に設定されている。
また、ピストン１１が方向ＤＲ１に沿って更に移動する際には、空気室Ｒ１の圧力が、ピストン１１が原点に位置する状態またはクラッチ２が接続される状態での空気室Ｒ１の圧力に対して低くなる。そして、その低下量が所定の基準圧力以下である場合には、ピストン１１が、空気室Ｒ１の圧力が大気圧になる位置よりも手前側（方向ＤＲ２側）に位置していると判定することができる。なお、基準圧力は、クラッチ２の摩耗量が最大になる状態でも、ピストン１１が、空気室Ｒ１の圧力が大気圧になる位置まで移動しない値に設定されればよい。
つまり、ストロークセンサＳ１の検出信号に基づくピストン１１の位置データから、クラッチ２が接続されたか否かが定まり、また、その位置データと空気室Ｒ１の圧力データとから、空気室Ｒ１の圧力が大気圧よりも高い圧力であるか否かが定まる。
したがって、タイミング決定部５Ａ２は、タイミングＴを、ピストン１１の位置と空気室Ｒ１の圧力に応じて決定することができる。
【００６４】
＜本実施の形態２に係るクラッチ制御装置１００の有する効果＞
好ましくは、本実施の形態２に係るクラッチ制御装置１００の制御部５は、減圧動作において排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴを、ピストン１１の位置と空気室Ｒ１の圧力とに応じて決定する。クラッチ制御装置１００では、クラッチ２の摩耗によるピストン１１の位置のずれをストロークセンサＳ１で検出し、その位置のずれをオフセットした上で、クラッチ２が接続されたか否かを判別する。そして、排気弁ＥＶを閉じるタイミングＴが、空気室Ｒ１の圧力を直接的に検出する圧力センサＳ３の検出信号を用いて決定されるため、流入出させる空気の量を抑制して、クラッチ２の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することが確実化される。
【符号の説明】
【００６５】
１  エンジン、２  クラッチ、３  トランスミッション、４Ａ  プロペラシャフト、４Ｂ  ドライブシャフト、４Ｃ  車輪、５  制御部、５Ａ  トランスミッションコントロール部、５Ａ１  弁制御部、５Ａ２  タイミング決定部、５Ａ３  ギア使用頻度算出部、５Ａ４  シフトアクチュエータ制御部、５Ｂ  エンジンコントロール部、５Ｃ  記憶部、６  ディスプレイ、７  シフトチェンジレバー、８  アクセルペダル、９  本体、９Ａ  凹部、１０  シリンダー、１０Ａ  縮径部、１１  ピストン、１１Ａ  ピストンプレート、１１Ａ１  凸部、１１Ｂ  ピストンロッド、１２  調整弁、１２Ａ  第１の弁機構、１２Ｂ  第２の弁機構、１２Ｃ  第１の弁機構、１２Ｄ  第２の弁機構、１３  逆止弁、１４  逆止弁、１５  弾性部材、１６  給気路、１７  排気路、１００  クラッチ制御装置、２００  トランスミッションシステム、ＣＡ  クラッチアクチュエータ、ＤＲ１  方向、ＤＲ２  方向、ＥＡ  動力装置、ＥＶ  排気弁、Ｍｇ  磁石、Ｍｏ  検出モジュール、Ｒ１  空気室、Ｒ２  大気室、Ｓ  検出部、Ｓ１  ストロークセンサ、Ｓ２  ギアポジションセンサ、Ｓ３  圧力センサ、ＳＡ  シフトアクチュエータ、ＳＶ  給気弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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