(57)【要約】【課題】本発明は、クラッチ・ストロークに対するクラッチの伝達トルク特性、とくにその製造バラツキ、およびその経時変化を学習し修正することができる装置および方法を提供することを目的とする。さらに本発明はクラッチのトルク伝達特性が経時的に変化しても、安定な自動クラッチ制御を継続的に実行することができる装置およびクラッチ特性の学習方法を提供することを目的とする。【解決手段】車両の発進時に自動クラッチが滑りはじめる状態であって、クラッチ・ストロークの小さい領域で、エンジンに供給する燃料流量を一時的にエンジン回転速度の変化がほぼ一定に維持されるように制御して、自動クラッチの経時的な変動を観測記録する。そしてこの記録の結果が（例、数百回程度）累積されたときに、自動クラッチの制御定数を自動的に変更して、クラッチの経時的な変化に装置が追従することができるようにする。【選択図】図１
2008275036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの出力軸に自動クラッチおよび変速ギヤを介して負荷が連結された車両の駆動装置において、
前記変速ギヤの発進ギヤが設定され、前記自動クラッチが滑る状態でエンジンの出力駆動トルクが伝達されている半クラッチ領域にある期間に、その自動クラッチの負荷が変化しても前記エンジンの回転速度の変化をほぼ一定に維持されるように前記エンジンに供給する燃料流量を自動調節制御する手段を設け、
その自動調節制御する手段により制御された燃料流量からクラッチ・ストロークに対するトルク伝達特性を学習する手段と、
その学習する手段により学習されたトルク伝達特性にしたがってクラッチ制御マップを自動的に更新する手段と
を備えたことを特徴とする車両の駆動装置。
【請求項２】
前記燃料流量を自動調節する手段は、前記エンジン回転速度を一定に保つように制御する手段を含む請求項１記載の車両の駆動装置。
【請求項３】
前記半クラッチ領域にある期間は、車速が加速を開始する領域を含むごく短い時間として設定される請求項１記載の車両の駆動装置。
【請求項４】
前記自動的に更新する手段は、前記学習する手段による学習結果が複数ｎ回繰り返されるごとに、自動的に統計処理を実行して更新する手段を設けた請求項１記載の車両の駆動装置。
【請求項５】
前記更新する手段を操作により起動する手段を設けた請求項４記載の車両の駆動装置。
【請求項６】
エンジンの出力軸に連結された自動クラッチが滑る状態にあるときに、クラッチストローク変化に対応する前記エンジンの伝達トルクを演算してクラッチ特性を学習するクラッチ特性の学習方法において、
前記自動クラッチのストローク変化に応じてクラッチ伝達トルクが立ち上がる領域に特定の半クラッチ領域を設定し、この半クラッチ領域では前記エンジンの回転速度の変化がほぼ一定になるようにそのエンジンに供給する燃料を調節制御するとともに、そのときの燃料供給量に基づいてクラッチのトルク伝達特性を学習し、この学習を車両の発進ごとに繰り返すことによりクラッチの伝達特性を含む記録を累積し、その累積された結果によりその車両の発進時の制御特性を更新することを特徴とするクラッチ特性の学習方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は車両の自動クラッチの制御に関する。本発明は、クラッチ制御装置が、その車両に装備されたクラッチのストロークに対するトルク伝達特性を学習しながら、その学習の結果を利用してクラッチ制御パラメタを自動的に変更する制御装置、およびその学習方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の自動変速制御では、クラッチのストロークに対するトルク伝達特性について、製造ばらつきを小さくすると部品価格が高価になることから、相応のばらつきを許容するように設計される。また上記トルク伝達特性に経年変化が生じることは回避できない。したがってこのような装置について、制御を車両の寿命期間に相当する長い期間にわたり適正に実行するためには、制御装置が、クラッチのストロークに対する伝達特性を経時的に把握することが必要であり、このような装置も知られている。
【０００３】
このような従来例制御装置では、工場出荷前に、個々のクラッチについてクラッチのストロークに対するトルクの伝達特性を測定し、あるいは推定し、それをもとに個々の車両についてテーブルを作成し、そのテーブルを参照して変速時の制御を行う方式が知られている。この従来例方式では、クラッチが摩耗するとクラッチのトルク伝達特性が実際に少しずつ変化するので、その経時変化をさらに学習し、このテーブルを修正することが必要である。この経時変化を学習する方法、および制御の方法についてもいくつかの技術が知られている。
【０００４】
従来から利用されているこの学習および制御の方法の一つとして、車両の発進時にクラッチが断の状態から接の方向に制御されているとき、クラッチが接になっているが、クラッチの伝達トルクが実質的に零である点（クラッチが接になり始めた接続開始時点で、以下これを「つれ回り点」という）のクラッチ・ストロークを学習する装置がある。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−２７４２６０
【特許文献２】特開２００４−１３８１７６
【特許文献３】特開２００５−１４７３８０
【特許文献４】特開２００５−２１４３３１
【特許文献５】特開２００５−０３０４１４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記つれ回り点のストロークを学習する方法は、クラッチの経年的な摩耗について対応することができる優れた方法であるが、クラッチがつれ回り点から接状態になるまでのクラッチ・ストロークに対するトルク伝達特性については、その経年変化を繰り返し学習することは考慮されていない。このトルク伝達特性は、つれ回り点の経年変化に追従して規則的に変化するものでないことが分かってきた。すなわち、クラッチの摩耗その他によるつれ回り点の位置変化（Δｘ）に対して、トルク伝達特性は直線的あるいは並行的移動するのではなく、クラッチ位置の変化（Δｘ）の二次関数に近似して変化すると考えられるようになった。また現実の装置では、クラッチ制御に際して、クラッチが滑り状態になってから完全な接状態（同期状態）になるまで、エンジンの回転速度にも複雑な変化が生じる場合があるから、現実に商業活動に利用されている車両について、つれ回り点の変化から簡単にクラッチの摩耗状態を観測することはできない。
【０００７】
ここで推定クラッチ伝達トルクについて説明すると、クラッチの伝達トルクＴｃは、
Ｔｃ＝Ｔｅ−Ｉe・ｄω／ｄｔ                            （１）式
ここで、
Ｔｅはエンジン・トルク、
Ｉｅはエンジン慣性モーメント、
ｄω／ｄｔはエンジンの回転速度の変化分
として推定演算できることが知られている。
【０００８】
しかし車両に搭載された個々の装置について、きわめて原理的である上記（１）式を利用して、現実のクラッチ伝達トルクを求め、これをリアルタイム制御に直接利用することは困難である。実際には運転者がアクセル・ペダルをしだいに深く踏み込んでゆく状態で、エンジン回転速度を実測してその角加速度を演算すると、実測から演算結果を得るまでに物理的な時間遅れが生じてしまう。したがって現状ではこれを直接制御に利用することはできない。これを直接制御に利用すると、いわゆる時間遅れによる制御誤差が周期的に発生するなどの不都合な現象が発生することになる。さらに現実的には、加速中の車両が加速度の制御誤差を自動修正するために、この制御遅れを原因として車両が前後に振動する現象が現れる場合もある。
【０００９】
本発明はこのような背景に行われたものであって、クラッチ・ストロークに対するクラッチのトルク伝達特性について、とくにその経時変化およびその経時変化特性の製造ばらつきを学習し修正することができる装置および方法を提供することを目的とする。さらに本発明は、クラッチのトルク伝達特性がクラッチの摩耗その他の原因により経時的に変化しても、安定な自動クラッチ制御を人為的な修理あるいは調整を行うことなく、車両を継続的に利用することができる装置および方法を提供することを目的とする。本発明は、クラッチのトルク伝達特性に生じる経時的な変化を通常の使用状態のまま自動的に修正することができる装置および方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明はこれを解決するものであって、クラッチの伝達トルク特性を評価設定するために、変速ギヤが前進（または後退でもよい）の発進ギヤが有効に設定されている状態で、クラッチが滑り始める初期段階のごく短い期間に、クラッチの出力負荷が変動してもエンジンに対する燃料供給をエンジンの回転速度の変化をほぼ一定に維持する制御モードを設け、このモードで運転中のエンジンに供給する燃料流量からクラッチ伝達トルクを推定して、クラッチの経年変化に対して適正な制御を実行することを最大の特徴とする。
【００１１】
すなわち本発明の第一は車両の駆動装置の発明であって、エンジンの出力軸に自動クラッチおよび変速ギヤを介して負荷が連結された車両の駆動装置において、前記変速ギヤの発進ギヤが設定され、前記自動クラッチが滑る状態でエンジンの出力駆動トルクが伝達されている特定の半クラッチ領域にある期間に、その自動クラッチの負荷が変化しても前記エンジンの回転速度の変化がほぼ一定に維持されるように前記エンジンに供給する燃料流量を自動調節制御する手段を設け、その自動調節制御する手段により制御された燃料流量からクラッチ・ストロークに対するトルク伝達特性を学習する手段と、その学習する手段により学習されたトルク伝達特性にしたがってクラッチ制御マップを自動的に更新する手段とを備えたことを特徴とする（請求項１）。エンジン回転速度の変化がほぼ一定に維持されるとは、エンジン回転速度をほぼ一定にする場合あるいはエンジン回転速度が時間に応じて単調に増加する場合（角加速度が一定値である）を含む（請求項２）。
【００１２】
前記特定の半クラッチ領域にある期間は、車速が加速を開始する領域を含むごく短い時間として設定されることが望ましい（請求項３）。このごく短い時間とは、クラッチの接続速度によって変動するが、およそ数百ｍ秒〜数秒間であり、好ましくは、０．５〜１．５秒間程度である。
【００１３】
前記自動的に更新する手段は、前記学習する手段による学習結果が複数ｎ回、例えば数百回繰り返されるごとに、自動的に統計処理、例えば平均処理その他を実行して更新する手段を設けた構成とすることが望ましい（請求項４）。
【００１４】
前記更新する手段を手動操作により起動する手段を設けることができる（請求項５）。
【００１５】
本発明の第二はクラッチ特性の学習方法であって、エンジンの出力軸に連結された自動クラッチが滑る状態にあるときに、クラッチストローク変化に対応する前記エンジンの伝達トルクを演算してクラッチ特性を学習するクラッチ特性の学習方法において、
前記自動クラッチのストローク変化に応じてクラッチ伝達トルクが立ち上がる領域に特定の半クラッチ領域を設定し、この半クラッチ領域では前記エンジンの回転速度の変化がほぼ一定になるようにそのエンジンに供給する燃料を調節制御するとともに、そのときの燃料供給量に基づいてクラッチのトルク伝達特性を学習し、この学習を車両の発進ごとに繰り返すことによりクラッチの伝達特性を含む記録を累積し、その累積された結果によりその車両の発進時の制御特性を更新することを特徴とする（請求項６）。
【００１６】
上記式（１）について、［−Ｉｅ・ｄω／ｄｔ］はエンジンの回転によるエンジン慣性モーメントと加速度とで表されているので、この項が一定であれば、クラッチ伝達トルクはほぼエンジントルク（エンジンの燃料噴射量から求められる）から推定することができる。しかし回転変動が大きいと、［−Ｉｅ・ｄω／ｄｔ］の微分演算遅れにより、回転慣性変動分を補償できなくなり、クラッチ伝達トルクの推定に遅れが発生する。このため本発明では、特定の短い時間だけエンジン回転速度の変化を一時的に一定に維持するように制御して、クラッチ伝達トルクについて微分演算遅れを実質的に小さくした状態を作り、このときの伝達トルクを伝達トルク推定値として観測する。これにより伝達トルクの実値と推定値とのズレを小さくすることができる。ここで、エンジン回転速度の変化を一定に維持するとは、エンジン回転速度をほぼ一定に維持する制御だけでなく、エンジン回転速度が単調に増加するというように加速度が一定になるように制御する場合も含む。
【００１７】
こうして求めたクラッチ伝達トルクと、対応するクラッチストロークから、図４（トルク位置変換マップ９）を作成・更新する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、車両の発進時に特に設けた短い期間に、エンジンの回転速度の変化を一定に制御するモードで燃料供給量を制御することにより、クラッチのトルク伝達特性を評価し更新することができる。これにより、クラッチ装置に特性のバラツキがあっても、さらにクラッチ装置の経年変化により特性のバラツキが生じても、個々の車両について、これを適正にかつ自動的に修正する方向にその制御を変更することができる。クラッチが繰り返し利用されることにより、摩耗その他によりその特性が変化しても、本発明により、自動的に制御特性が更新され、つねに最適な制御を実行することができる。
【００１９】
本発明を前記特許文献に記載した発明と対比すると、前記［特許文献１］に記載の発明の要点は、クラッチの接続開始点の速度を制御するものであり、前記［特許文献２］に記載の発明は、補正係数を演算しこれに基づく制御を実行するものであり、前記［特許文献３］に記載の発明はクラッチのクッション作用を利用するものであり、前記［特許文献４］に記載の発明は補正係数を算出して利用するものであり、前記［特許文献５］に記載の発明も補正係数を演算し制御するものであり、いずれにも本発明を示唆する記載は見当たらない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
（実施例）
図１は本発明実施例装置のブロック構成図である。エンジン１の出力軸にクラッチ２を介してトランスミッション３が連結されている。このクラッチ２は、クラッチ・アクチュエータ４により制御される油圧にしたがって、クラッチ・ブースタ８により機械的に制御される。クラッチ・アクチュエータ４は自動クラッチ制御装置５により電気信号により制御される。運転者が操作するアクセル・ペダルの操作量は、アクセル・センサ６により検出されて、エンジン制御装置７に取込まれる。エンジン制御装置７と自動クラッチ制御装置装置５は通信網により相互に接続されている。
【００２１】
図２に自動クラッチ制御装置５についてさらに詳しい構成を示す。この自動クラッチ制御装置５は、電子回路およびそれに実装されたソフトウエアにより構成された装置であるが、その機能を説明するために必要な部分をブロック構成図として表示する。すなわちこの自動クラッチ制御装置５は、入力するアクセル開度の情報から目標クラッチ・トルクを演算し、これをトルク・位置変換マップ９を利用して目標クラッチ位置に変換する。そしてこの目標クラッチ位置にクラッチ位置を物理的に移動させる制御信号を送出する。トルク・位置変換マップ９はクラッチの機械的特性およびその特性の経年変化に対応して多数のマップが保持されていて、そのうちの一つを選択して利用するように構成されている。
【００２２】
図３にこのクラッチ２のクラッチ・ストロークに対するクラッチ伝達トルクを模式的に示す。ここで本実施例の制御が実行される領域は図３に斜線を付して示す半クラッチ領域である。すなわち本実施例の制御が実行される領域は、クラッチ２が閉じる方向に制御されるときに、クラッチ２が滑りはじめる限られた領域である。この領域はクラッチが「断」の状態から「接」の状態に移行する領域のうちのごく初期の小さい領域として設定される。
【００２３】
この領域のクラッチ・ストロークに対するクラッチ伝達トルクは、前記のとおり図４のように求めることができる。この図４をクラッチ・ストロークとクラッチ伝達トルクとのトルク位置変換マップ９として利用する。すなわち、ストロークｓ0ではクラッチ・トルクは零であり、エンジン１はアイドル状態にあっても回転を続けている。ストロークｓ1でクラッチを介してトルクｔq1が伝達され、ストロークｓ2ではさらに大きいトルクｔq2が伝達され、ストロークｓ3ではさらに大きいトルクｔq3が伝達される。
【００２４】
この図４に例示するトルク・位置変換マップ９は個別のクラッチにより異なる。さらに一つのクラッチについてもクラッチが繰り返し利用されると、クラッチ・ディスクの摩耗により少しずつ変化する。すなわち、図４の実線で示す出荷時の特性がクラッチ・ディスクの磨耗等の径年変化により、破線で示すように徐々に変化していく。したがって本発明の装置では、この図４に示すトルク・位置変換マップ９を初期特性のばらつきおよび経年変化に対応して作成・更新して利用することを意味する。すなわち、工場出荷後は、日々の運行過程で自動学習した結果により、自動クラッチ制御装置５のメモリに記憶されているこのマップデータを更新していく。
【００２５】
このように構成された装置の動作を説明すると、図５を参照して、この図５は、（１）アクセル開度、（２）回転速度、（３）クラッチ・ストロークおよび（４）クラッチ伝達トルク、について時間軸をそろえて表示するタイムチャートである。横軸に共通の時間軸を表示する。
【００２６】
図５（２）に示すようにエンジンはアイドリング速度で回転しているところ、図５（１）に示すように、時刻「０」点から運転者の操作によりアクセル・ペダルが踏み込まれたものとする。これに応じて（１）アクセル開度が時間ｔ0で反応し、同時に（３）クラッチ・ストロークが反応し、時間「ｔ0」でクラッチが滑り始める。これによりトルク伝達が開始される。
【００２７】
さらにクラッチ・ストロークがミート方向に変位して、時間「ｔ1」が経過してクラッチはほぼミート状態になり、時間「ｔ2」で完全なミート状態になる。この短い時間にわたり、本発明の特徴ある制御として、エンジンの回転速度がほぼ一定になるように燃料供給を自動制御する。これにより上記微分演算による補正制御に遅れがあっても、これは全体の制御に大きく影響することがなくなり、エンジン回転速度が図５（２）に実線で示すように、ほぼ一定にかつ円滑に変化する。ちなみに図５（２）に破線で示す曲線は本発明の制御を行わない場合の比較例である。
【００２８】
図６は本発明実施例車両の加速時における回転速度の時間変化を示す。斜線を付して示す領域で本発明の特徴ある制御が有効に実行される。クラッチが滑る状態で回転角速度が大きく変化することがなくなる。
【００２９】
図７は本発明を実施した車両のクラッチ・トルクを演算値（実線）および計測値（破線）をそれぞれ示す。楕円形で表示する領域が本発明が実効的に作用する領域である。
【００３０】
本発明実施例装置の運用については、制御論理を車両発進の都度更新することは煩雑であるとともに、クラッチの摩耗はそう急激に起きるものではないのであまり意味がない。したがって、本発明実施例装置の運用については、クラッチ・ストロークの摩耗による変化が顕著になってから、その制御論理を変更することが望ましい。実用的には、多数ｎ回（例えば、百回以上もしくは数百回に設定）の発進制御が実行されたときに、その各回の制御によるクラッチ・ストロークの記録を参照して、具体的にトルク位置変換マップ９を修整するように設定することがよい。このマップ修整は制御装置のソフトウエア制御により実行される。この修整は手動操作により起動させることもできるし、多数n回の経過毎に自動的に修整するように設定制御することができる。
【００３１】
なお、上記実施例でのエンジン回転速度の変化の制御は、回転速度を一定に制御する例で説明したが、エンジンの回転速度が単調に増加するような制御にしてもよい。この場合はエンジン回転速度の角加速度は零ではないが一定値であり、エンジン慣性モーメントＩｅは既知で「−Ｉｅ・ｄω／ｄｔ」の項の値はほぼ一定値となるので、エンジン・トルクからクラッチの伝達トルクを精度よく求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明実施例装置のブロック構成図。
【図２】本発明実施例装置の自動クラッチ制御装置のブロック化した構成図。
【図３】本発明実施例装置が作用する半クラッチ領域のクラッチ伝達トルクを説明する図。
【図４】本発明実施例装置が作用する半クラッチ領域のクラッチ伝達トルクの拡大説明図。
【図５】車両発進時のクラッチの制御を説明するタイム・チャート。
【図６】本発明実施例装置におけるエンジンおよびクラッチの回転速度図。
【図７】本発明実施例装置におけるクラッチ・トルクの特性図。
【符号の説明】
【００３３】
１    エンジン
２    クラッチ
３    トランスミッション
４    クラッチ・アクチュエータ
５    自動クラッチ制御装置
６    アクセル・センサ
７    エンジン制御装置
８    クラッチ・ブースタ
９    トルク・位置変換マップ
【図１】
2008275036.tif 000003
【図２】
2008275036.tif 000004
【図３】
2008275036.tif 000005
【図４】
2008275036.tif 000006
【図５】
2008275036.tif 000007
【図６】
2008275036.tif 000008
【図７】
2008275036.tif 000009