JP6938483B2 - 摩擦クラッチの制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、ハイドロスタティッククラッチアクチュエータを用いて自動的に作動される摩擦クラッチの制御方法であって、モデリングされたハイドロリック区間とクラッチ特性とを表すクラッチモデルに基づいて、少なくともハイドロスタティック区間内の圧力の大きさと、摩擦クラッチを作動させるための、圧力に依存するアクチュエータ移動距離とに依存するクラッチトルクをモデリングし、圧力センサおよび距離センサによって求められたデータに基づいてクラッチトルクを連続的に適合し、クラッチモデルは、アクチュエータ移動距離にわたる圧力から求められた挟込み力剛性の適合可能なモデル特性曲線を含み、圧力およびアクチュエータ移動距離の実データを用いて求められた、挟込み力剛性の実特性曲線と、モデル特性曲線とを連続的に比較し、所定のアクチュエータ移動距離の場合に求められる、モデリングされた圧力と際の圧力との間の圧力偏差を求め、圧力偏差とフィードバック係数とから剛性補正係数を計算する、制御方法に関する。

クラッチアクチュエータを用いてクラッチモデルを使用して制御される自動化された摩擦クラッチは、随分昔から公知である。かかる摩擦クラッチでは、摩擦クラッチのたとえばサンプリング点および摩擦値、クラッチトルク、および、アクチュエータ経路に沿って摩擦クラッチを作動させるためのアクチュエータ移動距離等のシステムパラメータを、クラッチモデルでモデリングして連続的に適合する。かかるクラッチモデルは、拡張されていわゆるハイドロスタティックアクチュエータに適用される。ハイドロスタティックアクチュエータとして構成されたこのようなクラッチアクチュエータは、たとえば独国特許出願公開第１０２０１００４７８０号明細書および同第１０２０１００４７８０１号明細書から公知であり、摩擦クラッチの作動機構、たとえば押付式摩擦クラッチのレバー要素と、制御ユニットによって制御される電気モータとの間に、ハイドロスタティック区間を有する。ハイドロスタティックアクチュエータは、アクチュエータ移動距離の検出装置の他にさらに、ハイドロスタティック区間の圧力を検出するための少なくとも１つの圧力センサも備えている。アクチュエータ移動距離と圧力との比から、摩擦クラッチとクラッチアクチュエータとから構成されたクラッチ装置の挟込み力剛性を求めることができる。挟込み力剛性はシステムに起因して変化し得るものであるから、クラッチモデルに記憶され、実際のシステム条件に合わせて連続的に調整される。独国特許出願公開第１０２０１２２０４９２９号明細書、同第２０１２２０４９４０号明細書、同第１０２０１３２０１２１５号明細書、同第１０２０１３２１４１９２号明細書、および、本願出願前には公開されていない独国特許出願第１０２０１５２１５７５３．６号から、ハイドロスタティックアクチュエータとして構成されたクラッチアクチュエータを用いて摩擦クラッチを制御および始動させる方法が公知となっている。

本発明の課題は、ハイドロスタティックアクチュエータを用いた、特に挟込み力剛性の適合のための、摩擦クラッチの制御方法の改良である。とりわけ本発明の課題は、挟込み力剛性の誤適合を防止または少なくとも低減する、摩擦クラッチの制御方法を実現することである。

上記課題は、請求項１記載の方法によって解決される。請求項１を引用する請求項に、請求項１に係る発明の有利な実施形態が記載されている。

ここで開示する方法は、ハイドロリックアクチュエータ等のハイドロスタティッククラッチアクチュエータを用いて自動的に作動される摩擦クラッチの制御に用いられる。摩擦クラッチは有利には、作動されていない状態では開放される押付式摩擦クラッチとして構成されており、作動過程の軸方向移動、たとえばアクチュエータ移動経路に沿ったスレーブシリンダピストンの軸方向移動によって閉鎖される。摩擦クラッチないしはハイドロスタティックアクチュエータの制御は、モデリングされたハイドロリック区間と摩擦クラッチのクラッチ特性、たとえばシステム特性等、たとえばサンプリング点および摩擦値等とに基づいて、ハイドロスタティック区間における圧力の大きさと、摩擦クラッチを作動させるための、圧力に依存するアクチュエータ移動距離とに依存するクラッチトルクとをモデリングするクラッチモデルを用いて行われ、このクラッチモデルは、圧力センサおよび距離センサによって求められたデータに基づいて連続的に適合される。クラッチモデルは、アクチュエータ移動距離にわたる圧力によって得られた挟込み力剛性の適合可能なモデル特性曲線を含み、モデル特性曲線は、圧力およびアクチュエータ移動距離の実データを用いて求められた挟込み力剛性の実特性曲線を使用して連続的に比較される。圧力偏差を求めるためには、少なくとも１つのアクチュエータ移動距離が設定されている場合、ハイドロスタティック区間の圧力とモデリングされた値対とを比較する。たとえば、アクチュエータ移動距離が設定されている場合には、モデリングされた圧力と実際の圧力との圧力偏差を求め、この圧力偏差とフィードバック係数とから、剛性補正係数を計算する。

誤適合を回避するために、モデル特性曲線と実特性曲線とを、設定された交点において互いに交差させ、２つの連続して行われた適合の圧力偏差が負である場合にはフィードバック係数に負の符号を付与することを提案する。これに代えて、モデル特性曲線と実特性曲線との圧力偏差を求めることも可能である。その際には、現時点で測定された実特性曲線を、剛性補正係数による適合後に現時点のモデル特性曲線に引き継ぐことができる。

有利には、挟込み力剛性の適合過程を行う度に、現時点の交点を新規に規定し、たとえば算出する。たとえば、モデリングされた圧力と実際の圧力との比が、設定された閾値を下回る交点を、挟込み力に規定することによって、交点を算出することができる。たとえば、モデリングされた圧力と実際の圧力との商が１付近になる交点、または、モデリングされた圧力と実際の圧力との差が０付近になる交点を、挟込み力に規定することができる。

有利には、摩擦クラッチのサンプリング点における圧力よりも圧力が大きくなった場合、すなわち、トルクが摩擦クラッチを介して伝達されることにより摩擦クラッチのハイドロスタティック区間と作動機構とが荷重下におかれる圧力の場合、交点を規定する。

その際に有利なのは、圧力偏差が少なくとも１つのアクチュエータ移動経路において閾値よりも大きい場合にのみ、挟込み力剛性の適合を行うことである。

有利な一実施形態では、フィードバック係数は挟込み力剛性の最後の適合および現時点の適合の交点における圧力偏差の差から求められる。

図１〜５に示された実施例を参照して、本発明を詳細に説明する。

摩擦クラッチの作動のためのアクチュエータ移動距離に対するハイドロスタティック区間の圧力のグラフである。 ハイドロスタティックアクチュエータを備えたクラッチ装置の挟込み力剛性のモデル特性曲線と実特性曲線とを含むグラフである。 中間圧力領域における挟込み力剛性の適合を示すグラフである。 高圧力領域における挟込み力剛性の適合を示すグラフである。 低圧力領域における挟込み力剛性の適合を示すグラフである。

図１は、強制閉鎖される、たとえば押付式摩擦クラッチを作動させるためにハイドロスタティックアクチュエータの圧力ｐによって強制されるアクチュエータ移動距離Ｉに対する、当該ハイドロスタティックアクチュエータのハイドロスタティック区間における圧力センサの圧力ｐを示すグラフ１００を簡単に示す図である。サンプリング点ＴＰまでのアクチュエータ移動距離が小さい場合、摩擦クラッチは未だ係合状態ではないので、ハイドロスタティックアクチュエータには圧力が生じていない。摩擦クラッチが係合すると、圧力ｐはアクチュエータ移動距離に対して実質的に比例して上昇して、摩擦クラッチに押圧力を生じさせる。このとき、アクチュエータ移動距離差ΔＩにわたる圧力偏差Δｐの勾配ｃ＝Δｐ／ΔＩによって、挟込み力剛性が生じる。

図２のグラフ１０１から分かるように、設定されたアクチュエータ移動距離Ｉ_Ｆの場合、圧力偏差Δｐによって挟込み力剛性に誤差が現れる。それと同時に、図２には、挟込み力剛性のモデル特性曲線Ｋ_Ｍも示されている。挟込み力誤差の場合、圧力ｐの測定された値とアクチュエータ移動距離Ｉの測定された値とから求められる実特性曲線Ｋ_Ｒはモデル特性曲線Ｋ_Ｍから偏差し、摩擦クラッチを制御するための上位のクラッチモデルにおける誤差を回避するために適合が必要となる。

図３〜５のグラフ１０２，１０３，１０４は、挟込み力剛性を適合するための本発明のルーティンを示す。ここで部分グラフＩでは、モデル特性曲線Ｋ_Ｍが交点Ｓにおいて実特性曲線Ｋ_Ｒと交差している。それにより生じる圧力偏差Δｐ_１，Δｐ_２から、部分グラフIIにおいて圧力偏差Δｐに対する挟込み力Ｆ_Ｋの圧力差特性曲線Ｋ_ｐが形成され、これにより、アクチュエータ移動距離Ｉにおける圧力偏差ごとに対応する挟込み力値が得られる。部分グラフIIIではフィードバック特性曲線Ｋ_Ｋが形成され、負の補償値を回避するため、圧力差特性曲線Ｋ_ｐが負の値をとる場合には常に、フィードバック特性曲線Ｋ_Ｋは負の値をとる。したがって、挟込み力Ｆ_Ｋごとに圧力偏差Δｐと同一の正負符号を有する別個のフィードバック係数ｆ（ｒ）が出力される。その際には、挟込み力補償は、挟込み力Ｆ_Ｋの各値ごとに、対応する圧力偏差Δｐの値と、対応するフィードバック係数ｆ（ｒ）との乗算によって行われる。したがって、個々の剛性補正係数ｆ（Ｆ_Ｋ）について、ｆ（ｒ）の正負符号とΔｐの正負符号とが同一であるとの条件の下で、ｆ（Ｆ_Ｋ）＝ｆ（ｒ）×Δｐとなる。部分グラフIVから、挟込み力Ｆ_Ｋと剛性補正係数ｆ（Ｆ_Ｋ）との関係が明らかである。本発明の方法により、負になる場合がある剛性補正係数ｆ（Ｆ_Ｋ）の形成による誤適合が回避される。剛性補正係数ｆ（Ｆ_Ｋ）を用いることにより、摩擦クラッチとハイドロスタティックアクチュエータとを備えたクラッチ装置の実際の挟込み力挙動に合わせてモデル特性曲線Ｋ_Ｍが調整される。

１００ グラフ
１０１ グラフ
１０２ グラフ
１０４ グラフ
Ｆ_Ｋ 挟込み力
ｆ（ｒ） フィードバック係数
ｆ（Ｆ_Ｋ） 剛性補正係数
Ｋ_Ｋ フィードバック特性曲線
Ｋ_Ｍ モデル特性曲線
Ｋ_ｐ 圧力差特性曲線
Ｋ_Ｒ 実特性曲線
Ｉ アクチュエータ移動距離
Ｉ_Ｆ アクチュエータ移動距離
ｐ 圧力
Ｓ 交点
ＴＰ サンプリング点
Ｉ 部分グラフ
II 部分グラフ
III 部分グラフ
IV 部分グラフ
Δｐ 圧力偏差
Δｐ_１ 圧力偏差
Δｐ_２ 圧力偏差
ΔΙ アクチュエータ移動距離差

Claims (6)

1. ハイドロスタティッククラッチアクチュエータを用いて自動的に作動される摩擦クラッチの制御方法であって、
   前記摩擦クラッチが係合しアクチュエータ移動距離（Ｉ）に対して実質的に圧力（ｐ）が上昇する区間と定義されるハイドロスタティック区間において、圧力（ｐ）の大きさと、前記摩擦クラッチを作動させるための、圧力に依存するアクチュエータ移動距離（Ｉ）とに依存するクラッチトルクをモデリングするモデル特性曲線（Ｋ _Ｍ ）を用いて前記摩擦クラッチは制御されるように構成されており、
   前記モデル特性曲線（Ｋ _Ｍ ）の誤差を回避するために、該モデル特性曲線（Ｋ _Ｍ ）を、前記圧力（ｐ）および前記アクチュエータ移動距離（Ｉ）の実データを用いて求められた実特性曲線（Ｋ_Ｒ）と比較して、前記モデル特性曲線（Ｋ _Ｍ ）を調整する、制御方法において、
   所定のアクチュエータ移動距離に対する、前記モデル特性曲線（Ｋ _Ｍ ）から得られる圧力と、前記実特性曲線（Ｋ _Ｒ ）から得られる圧力との差分である圧力偏差（Δｐ）を求め、該圧力偏差（Δｐ）に対する前記摩擦クラッチの挟込み力（Ｆ _Ｋ ）を表す圧力差特性曲線（Ｋ _ｐ ）を作成し、
   前記圧力偏差（Δｐ）とフィードバック係数（ｆ（ｒ））とを乗じて剛性補正係数（ｆ（Ｆ_Ｋ））を求め、
   前記圧力差特性曲線（Ｋ _ｐ ）が負の値をとる場合には前記フィードバック係数（ｆ（ｒ））に負の符号を付与することを特徴とする制御方法。
2. 横軸がアクチュエータ移動距離（Ｉ）、縦軸が圧力（ｐ）であるグラフ上において、前記モデル特性曲線（Ｋ _Ｍ ）と前記実特性曲線（Ｋ _Ｒ ）とが交わる交点（Ｓ）における圧力を、挟込み力（Ｆ_Ｋ）と定める、請求項１記載の制御方法。
3. 前記モデル特性曲線（Ｋ _Ｍ ）の調整の度に前記交点（Ｓ）を新規に設定する、請求項２記載の制御方法。
4. 前記摩擦クラッチの圧力が、前記ハイドロスタティック区間にある場合、前記交点（Ｓ）を設定する、請求項２または３記載の制御方法。
5. 前記圧力偏差（Δｐ）が少なくとも１つのアクチュエータ移動距離値において閾値よりも大きい場合にのみ、前記調整を行う、請求項２から４までのいずれか１項記載の制御方法。
6. 前記フィードバック係数（ｆ（ｒ））は、前記モデル特性曲線（Ｋ _Ｍ ）の前回の調整時の前記交点（Ｓ）における圧力偏差（Δｐ）と、今回の調整時の前記交点（Ｓ）における圧力偏差（Δｐ）との差から求められる、請求項２から４までのいずれか１項記載の制御方法。

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