JP7359187B2 - クラッチ特性算出装置及びクラッチ特性算出方法 - Google Patents

Description

本開示は、車両のクラッチ特性を算出するクラッチ特性算出装置及びクラッチ特性算出方法に関する。

従来から、車両におけるクラッチの経年変化に起因するクラッチ特性の変化を計算により求めることが行われている。経年によるクラッチ特性の変化を求めることができれば、クラッチの駆動制御を適切に補正したり、クラッチの適切な交換時期を知ることができるようになる。

特許文献１等には、クラッチ特性を学習により求める技術が開示されている。特許文献１等には、最小二乗法を用いた学習演算によって、クラッチストロークとクラッチトルクとの関係を表す一次関数を近似して求める技術が開示されている。

特開２０１６－１３８５８４号公報

ところで、最小二乗法を用いてクラッチ特性を算出すると、演算量が非常に多くなるので、実際上、車両に搭載するには不向きである。また、算出されるクラッチ特性の精度も低い。

本開示は、以上の点を考慮してなされたものであり、少ない演算量で精度良くクラッチ特性を算出できる、車載に適したクラッチ特性算出装置及び方法を提供する。

本開示のクラッチ特性算出装置の一つの態様は、
エンジントルクとクラッチ制御値との関係をクラッチ特性として算出するクラッチ特性算出装置であって、
前記エンジントルクのデータと、前記クラッチ制御値のデータとを取得するデータ取得部と、
最小二乗法の演算を行うことで、前記エンジントルクと前記クラッチ制御値との関係を示す回帰直線を算出する最小二乗法演算部と、
前記データ取得部により取得された前記エンジントルクのデータ及び前記クラッチ制御値のデータのうち、所定条件を満たすデータを前記最小二乗法演算部の演算対象データとして前記最小二乗法演算部に供給するとともに、前記最小二乗法演算部によって算出された回帰曲線を次回の前記最小二乗法演算部の演算のために前記最小二乗法演算部に供給する、演算対象選択部と、
を具備する。

本開示のクラッチ特性算出方法の一つの態様は、
エンジントルクとクラッチ制御値との関係をクラッチ特性として算出するクラッチ特性算出方法であって、
前記エンジントルクのデータと、前記クラッチ制御値のデータとを取得するデータ取得ステップと、
最小二乗法の演算を行うことで、前記エンジントルクと前記クラッチ制御値との関係を示す回帰直線を算出する最小二乗法演算ステップと、
取得した前記エンジントルクのデータ及び前記クラッチ制御値のデータのうち、所定条件を満たすデータを前記最小二乗法演算の演算対象データとして選択する選択ステップと、
を含み、
前記最小二乗法演算ステップでは、前記選択ステップで選択された前記演算対象データに加えて、前記最小二乗法演算ステップによって算出された回帰曲線を次回の最小二乗法演算で用いる。

本開示によれば、少ない演算量で精度良くクラッチ特性を算出できる、車載に適したクラッチ特性算出装置及び方法を実現できる。

実施の形態に係るクラッチ特性算出装置が用いられる車両の要部構成を示す模式図 実施の形態のクラッチ特性算出装置の構成を示すブロック図 クラッチ特性算出装置により算出される回帰直線と、クラッチ特性算出装置での演算対象データと、を示すグラフ

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

＜１＞全体構成
図１は、実施の形態に係るクラッチ特性算出装置が用いられる車両の要部構成を示す模式図である。

車両１は、動力源であるエンジン１０と、流体継手でなるトルクコンバーター２０と、クラッチ３０と、機械式の変速機構４０と、を備えている。変速機構４０の出力側には、不図示のプロペラシャフト、デファレンシャル及びドライブシャフトを介して、車輪（駆動輪）が取り付けられる。

エンジン１０は、例えばディーゼルエンジンである。なお、エンジン１０は、ガソリンエンジン、電動機等でもよい。

エンジン１０の出力回転数および出力トルクは、制御部５０によって燃料噴射量が制御されることにより、調整される。エンジン１０の出力軸１１には、エンジン１０のエンジン回転数ＮＥを検出するエンジン回転数センサ１０１が設けられている。

トルクコンバーター２０は、エンジン１０の出力軸１１に接続されたインペラー２１と、インペラー２１に対して対向配置され、クラッチ３０の入力側に接続されたタービン２２と、インペラー２１とタービン２２とを直結するロックアップクラッチ２３とを備える。

トルクコンバーター２０は、主に車両１の発進時に用いられるものであり、車両１の発進時以外では、ロックアップクラッチ２３によりインペラー２１及びタービン２２が直結され、エンジン１０の駆動力がクラッチ３０に直接伝達される。

ロックアップクラッチ２３の断接は、制御部５０によって制御される。トルクコンバーター２０のタービン軸２４には、タービン２２のタービン回転数ＮＴを検出するタービン回転数センサ１０２が設けられている。

クラッチ３０はいわゆる摩擦クラッチであり、複数の入力側クラッチ板３１及び複数の出力側クラッチ板３２を有する油圧作動式の湿式多板クラッチである。入力側クラッチ板３１は、トルクコンバーター２０のタービン軸２４と一体回転する。

出力側クラッチ板３２は、変速機構４０の入力軸６１と一体に回転する。変速機構４０の入力軸６１には、クラッチ３０の出力側のクラッチ出力回転数ＮＣを検出するクラッチ出力回転数センサ１０３が設けられている。

クラッチ３０は、不図示のリターンスプリングによって断方向に付勢されており、ピストン３３の作動油室に制御油圧が供給されることでピストン３３が移動して、入力側クラッチ板３１及び出力側クラッチ板３２を圧接することで接状態とされる。クラッチ３０が接状態とされることで、エンジン１０の動力が変速機構４０に伝達される。クラッチ３０の断接は、制御部５０によって制御される。

制御部５０は、エンジン１０の制御、ロックアップクラッチ２３の断接制御、クラッチ３０の断接制御等の各種制御を行う。また、制御部５０には、車両１の運転席に設けられたシフトレバーで選択されたシフトポジションを検出するシフトポジションセンサ１０４からの信号が入力される。

そして、制御部５０は、シフトポジションセンサ１０４により、非走行レンジ（典型的には、Ｐ、Ｎレンジ）から走行レンジ（典型的には、Ｄ、Ｒレンジ）への切り換えを検出した場合に、クラッチ３０の係合力（クラッチ伝達トルク）を調整してクラッチ３０を完接させ、クリープトルクを発生させて車両１発進させる。

また、本実施の形態の場合、制御部５０は、クラッチ特性算出装置２００を有する。クラッチ特性算出装置２００は、エンジントルクとクラッチ制御値との関係をクラッチ特性として算出する。

＜２＞クラッチ特性算出装置
図２は、実施の形態によるクラッチ特性算出装置２００の構成を示すブロック図である。図３は、クラッチ特性算出装置２００により算出される回帰直線と、クラッチ特性算出装置２００での演算対象データと、を示すグラフである。

図２に示したように、クラッチ特性算出装置２００は、データ取得部２１０と、演算対象選択部２２０と、最小二乗法演算部２３０と、を有する。

なお、実際上、クラッチ特性算出装置２００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及び記憶部等を備える。ＣＰＵは、ＲＯＭから処理内容に応じたプログラムを読み出してＲＡＭに展開しながらプログラムを実行する。クラッチ特性算出装置２００を構成する各機能ブロックの機能は、ＣＰＵがプログラムを実行することにより実現される。

データ取得部２１０は、エンジントルクのデータと、クラッチ制御値のデータとを取得する。なお、ここで取得されるエンジントルクのデータと、クラッチ制御値のデータとは、制御部５０によってクラッチ３０を意図的に少し滑らせるようにクラッチ制御値（電流値又はクラッチ圧）を出力し、このときのエンジン１０から出力されているトルクはクラッチ３０が伝達しているトルクであろうという仮定の下に取得されたものである。

最小二乗法演算部２３０は、最小二乗法の演算を行うことで、エンジントルクとクラッチ制御値との関係を示す回帰直線を算出する。最小二乗法の演算は、従来からよく知られた演算なのでここでの説明は省略する。

演算対象選択部２２０は、データ取得部２１０により取得されたエンジントルクのデータ及びクラッチ制御値のデータのうち、所定条件を満たすデータを最小二乗法演算部２３０の演算対象データとして最小二乗法演算部２３０に供給する。

また、演算対象選択部２２０は、最小二乗法演算部２３０によって前回の最小二乗法演算で算出された回帰曲線を次回の最小二乗法演算部２３０の演算のために最小二乗法演算部２３０に供給する。

最小二乗法演算部２３０は、図３に示したような回帰直線を算出する。この回帰直線は、クラッチ特性として出力される。また、この回帰直線は、次回の最小二乗法演算に用いられる。

具体的に説明すると、今回の最小二乗法演算では、前回の最小二乗法演算で算出された回帰曲線と、データ取得部２１０により取得された今回のデータｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４とが用いられる。この処理は、前回の最小二乗法演算で算出された回帰曲線をベースデータとして用いて、今回のデータｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４によってベースデータを補正することに相当する。

換言すれば、本実施の形態のクラッチ特性算出装置２００は、ベースクラッチ特性（前回算出したクラッチ特性）と、今回取得データとから、少しずつベースクラッチ特性を補正していく。

これにより、すべて新たに取得したデータを用いて毎回最小二乗法演算を行うのと比較して、演算量を格段に低減できる。つまり、最小二乗法は、積分を行うので、演算量が非常に多くなるが、本実施の形態の方法を用いれば、演算量を減らすことができる。

また、演算対象選択部２２０は、図３から分かるように、エンジントルクのトルク領域を領域（ｉ＝１～８）に分割し、分割した領域のうち隣接しない領域に属するデータを、最小二乗法演算部２３０の演算対象データとして最小二乗法演算部２３０に供給するようになっている。

具体的に説明する。図３の例では、データｄ１、ｄ２と、データｄ３、ｄ４と、は互いに隣接しない領域ｉ＝２とｉ＝５に属するので、演算対象選択部２２０は、データｄ１、ｄ２と、データｄ３、ｄ４と、を演算対象データとして最小二乗法演算部２３０に供給する。

これに対して、例えば、データｄ１、ｄ２が領域ｉ＝２に属し、データｄ３、ｄ４が領域ｉ＝３に属する場合には、演算対象選択部２２０は、データｄ１、ｄ２と、データｄ３、ｄ４と、を最小二乗法演算部２３０にすぐには供給せずに、隣接しないデータが揃うまで待機する。

このようにすることで、データの偏りを少なくして、最小二乗法演算により得られる回帰直線の線形性を安定させることができる。

ちなみに、最小二乗法は重みを用いる学習方法なので、データが局所的に偏ると、そこから離れたデータは無視されてしまう傾向にある。本実施の形態のクラッチ特性算出装置２００は、演算対象選択部２２０によって隣接するデータを選択しないようにしているので、このような偏りを抑制できる。

＜３＞実施の形態の効果
以上説明したように、本実施の形態によれば、演算対象選択部２２０が、最小二乗法演算部２３０によって前回の最小二乗法演算で算出された回帰曲線を次回の最小二乗法演算部２３０の演算のために最小二乗法演算部２３０に供給するようにしたことにより、少ない演算量でクラッチ特性を算出することができる。

加えて、演算対象選択部２２０が、データ取得部２１０により取得されたエンジントルクのデータ及びクラッチ制御値のデータのうち、所定条件を満たすデータを最小二乗法演算部２３０の演算対象データとして最小二乗法演算部２３０に供給するようにしたことにより、偏りのある学習を抑制して、制度の良いクラッチ特性を算出できるようになる。

この結果、本実施の形態によれば、少ない演算量で精度良くクラッチ特性を算出できる、車載に適したクラッチ特性算出装置２００及び方法を実現できる。

上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することの無い範囲で、様々な形で実施することができる。

上述の実施の形態に加えて、演算対象選択部２２０は、隣接しない領域に属し、かつ、各領域に複数存在するデータを、最小二乗法演算部２３０の演算対象データとして最小二乗法演算部２３０に供給してもよい。つまり、領域内に１つしか存在しないような単独のデータは、最小二乗法演算部２３０の演算対象データとしない。これにより、信頼性が低いデータを演算対象から除外できるので、より精度の高いクラッチ特性を算出できるようになる。

上述の実施の形態では、説明を分かりやすくするために、演算対象選択部２２０を最小二乗法演算部２３０の外部に存在するように示したが、演算対象選択部２２０は最小二乗法演算部２３０の内部に存在してもよい。

本開示のクラッチ特性算出装置及びクラッチ特性算出方法は、最小二乗法演算を用いて車両のクラッチ特性を算出する装置及び方法に広く適用可能である。

１ 車両
１０ エンジン
１１ 出力軸
２０ トルクコンバーター
２１ インペラー
２２ タービン
２３ ロックアップクラッチ
２４ タービン軸
３０ クラッチ
３１ 入力側クラッチ板
３２ 出力側クラッチ板
３３ ピストン
４０ 変速機構
５０ 制御部
６１ 入力軸
１０１ エンジン回転数センサ
１０２ タービン回転数センサ
１０３ クラッチ出力回転数センサ
１０４ シフトポジションセンサ
２００ クラッチ特性算出装置
２１０ データ取得部
２２０ 演算対象選択部
２３０ 最小二乗法演算部

Claims (4)

1. エンジントルクとクラッチ制御値との関係をクラッチ特性として算出するクラッチ特性算出装置であって、
   前記エンジントルクのデータと、前記クラッチ制御値のデータとを取得するデータ取得部と、
   最小二乗法の演算を行うことで、前記エンジントルクと前記クラッチ制御値との関係を示す回帰直線を算出する最小二乗法演算部と、
   前記データ取得部により取得された前記エンジントルクのデータ及び前記クラッチ制御値のデータのうち、所定条件を満たすデータを前記最小二乗法演算部の演算対象データとして前記最小二乗法演算部に供給するとともに、前記最小二乗法演算部によって算出された回帰曲線を次回の前記最小二乗法演算部の演算のために前記最小二乗法演算部に供給する、演算対象選択部と、
   を具備し、
   前記演算対象選択部は、
   前記エンジントルクのトルク領域を分割し、分割した領域のうち隣接しない領域に属するデータを、前記最小二乗法演算部の演算対象データとして前記最小二乗法演算部に供給する、
   クラッチ特性算出装置。
2. 前記演算対象選択部は、
   隣接しない領域に属し、かつ、各領域に複数存在するデータを、前記最小二乗法演算部の演算対象データとして前記最小二乗法演算部に供給する、
   請求項１に記載のクラッチ特性算出装置。
3. エンジントルクとクラッチ制御値との関係をクラッチ特性として算出するクラッチ特性算出方法であって、
   前記エンジントルクのデータと、前記クラッチ制御値のデータとを取得するデータ取得ステップと、
   最小二乗法の演算を行うことで、前記エンジントルクと前記クラッチ制御値との関係を示す回帰直線を算出する最小二乗法演算ステップと、
   取得した前記エンジントルクのデータ及び前記クラッチ制御値のデータのうち、所定条件を満たすデータを前記最小二乗法演算の演算対象データとして選択する選択ステップと、
   を含み、
   前記最小二乗法演算ステップでは、前記選択ステップで選択された前記演算対象データに加えて、前記最小二乗法演算ステップによって算出された回帰曲線を次回の最小二乗法演算で用い、
   前記選択ステップでは、
   前記エンジントルクのトルク領域を分割し、分割した領域のうち隣接しない領域に属するデータを、前記最小二乗法演算ステップでの演算対象データとして選択する、
   クラッチ特性算出方法。
4. 前記選択ステップでは、
   隣接しない領域に属し、かつ、各領域に複数存在するデータを、前記最小二乗法演算ステップでの演算対象データとして選択する、
   請求項３に記載のクラッチ特性算出方法。
   
   

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