离合器控制装置及离合器控制方法 【技术领域】
本发明涉及离合器控制装置及离合器控制方法。
背景技术
日本国专利局于2006年发行的专利文献JP2006-336806A中公开有关于离合器控制装置及离合器控制方法的技术，其不联接离合器板而能够正确地掌握离合器活塞的无效行程。
在该离合器控制装置中，对规定工作流体的流体压大小的流体压信号施加辅助流体压信号，并基于通过辅助流体压信号产生的工作流体的实际流体压的大小的变动、对活塞的行程开始时及行程结束时的活塞的控制液压(指示液压)进行判定、学习。
但是，现有技术中，即使离合器行程结束液压为不能推定的异常值，也直接进行学习，因此，学习精度存在改善的余地。
【发明内容】
本发明就是鉴于所述问题而提出的，其目的在于，正确地学习行程开始时及行程结束时的活塞的控制液压。
本发明的离合器控制装置通过工作流体驱动活塞来控制离合器，其特征在于，具备：行程开始判定装置，其判定所述活塞开始行程，并检测此时的行程开始液压；行程结束判定装置，其判定所述活塞结束行程，并检测此时的行程结束液压；行程结束范围推定装置，其根据由行程开始判定装置检测出的行程开始液压来推定行程结束液压的范围；学习装置，其在所述行程结束液压进入行程结束液压的所述范围的情况下，对由行程结束判定装置检测出的行程结束液压进行学习。
另外，本发明的离合器控制装置通过工作流体驱动活塞来控制离合器，其特征在于，具备：行程开始判定装置，其判定活塞开始行程，并检测此时的行程开始液压；行程结束判定装置，其判定活塞结束行程，并检测此时的行程结束液压；离合器行程幅度运算装置，其由所述行程开始液压和所述行程结束液压运算离合器行程幅度；学习装置，其在离合器行程幅度进入规定范围的情况下，对由行程结束判定装置检测出的行程结束液压进行学习。
根据本发明，以行程开始液压为基准推定行程结束液压的范围，且在行程结束液压进入行程结束液压的所述范围的情况下，对行程结束液压进行学习，因此，可提高行程结束液压的学习精度。另外，在离合器行程幅度满足规定条件的情况下进行学习，因此，可提高学习精度。
【附图说明】
图1是表示本发明的离合器控制装置的概略图；
图2是表示驱动本发明的离合器的活塞时的目标液压(指示液压)(实线)和实际液压(虚线)的时间图；
图3是本发明的第一实施方式的控制流程图；
图4是本发明的第二实施方式的控制流程图。
【具体实施方式】
第一实施方式的离合器控制装置适用于通过图1中所示的液压驱动活塞来进行断开、连接的多板离合器的摩擦离合器机构。离合器控制装置的基本结构例如与日本国专利局于2006年发行的专利文献JP2006-336806A中记载的结构相同。
摩擦离合器机构1为在输入来自未图示的发动机(内燃机)的驱动力的空心的输入轴2与空心的输出轴5之间进行驱动力的传递或断开的湿式多板离合器式地离合器机构，其具备多个驱动板2a、多个从动板5a、摩擦部件5b、离合器活塞3及复位弹簧4而构成。此外，图1中只图示了旋转轴CL的上半部分的剖面。
驱动板(第一旋转元件)2a在输入轴2的内周面向旋转轴CL方向可滑动地内嵌有多片。这些驱动板2a与输入轴2一起以旋转轴CL为中心一体地旋转。另外，从输入轴2传递来的驱动力经由驱动板2a向输出轴5侧传递。
另一方面，以相对驱动板2a并列设立的方式设有从动板(第二旋转元件)5a。从动板5a在输出轴5的外周面向旋转轴CL方向可滑动地嵌入有多片，这些从动板5a与输出轴5一起以旋转轴CL为中心一体地旋转。
此外，在从动板5a的表面粘接有摩擦部件5b。由此，当驱动板2a和从动板5a上的摩擦部件5b接触时，通过摩擦阻力从输入轴2侧向输出轴5侧进行动力传递。
相对输入轴2及驱动板2a在旋转轴CL方向可滑动地设置有离合器活塞3。另外，在离合器活塞3的一端面侧形成有液压室8，通过经由工作油通路9向液压室8供给的工作油的液压推压离合器活塞3，使其在旋转轴CL方向滑动。
在本实施方式中，供给来的工作油的液压的大小越大，离合器活塞3越向驱动板2a侧(图1中A方向)移动。另外，当离合器活塞3与驱动板2a抵接时，根据工作油的液压的大小将驱动板2a向图1中A方向推压。
另外，复位弹簧4以将离合器活塞3向图1中B方向施力的方式介装于离合器活塞3与输入轴2之间。此外，在本实施方式中，复位弹簧4的作用力大小被设定为：在经由工作油通路9供给的工作油的液压小于第一规定压时，在离合器活塞3与驱动板2a之间保持规定距离d的间隙(游隙)的大小。该规定距离d是指离合器活塞3向图1中B方向滑动到最远处的状态下的离合器活塞3与驱动板2a之间的离开距离。
即，在不想从输入轴2侧向输出轴5侧传递动力时，只要将工作油的液压的大小设定为比第一规定压小，即可以利用复位弹簧4的作用力将离合器活塞3向图1中B方向施力，从而可在离合器活塞3与驱动板2a之间设置规定距离d的间隙。
在此，下面，以离合器活塞3相对驱动板2a的间隙保持规定距离d的间隙的状态的位置作为基准位置，将向驱动板2a方向(图1中A方向)的移动称作行程。另外，将在基准位置的复位弹簧4的负荷称作复位弹簧设置负荷。另外，在离合器3的行程为0时，相对于驱动板2a的间隙为规定距离d，在行程等于d时，离合器活塞3与驱动板2a接触，成为所谓的半离合状态(离合器的滑移状态)，开始从输入轴2侧向输出轴5a侧的动力传递。
本实施方式的离合器控制装置适用于上述那样的摩擦离合器机构1，其由调节向液压室8供给的工作油的液压的液压调节装置7、检测在工作油通路9内流通的工作油的液压的大小的液压传感器6、及控制液压调节装置7的电子控制装置(ECU)10构成。此外，在此省略图示，在工作油通路9流通的工作油从液压泵(未图示)供给。
液压调节装置7具备作为控制阀的电磁阀，其用于调节在工作油通路9流通并向液压室8供给的工作油的液压，可基于来自ECU10的液压控制信号(指令值)控制来自液压泵的工作油供给，且可使向液压室8供给的工作油的液压增大、减小。
另外，液压传感器6介装于离合器活塞3附近的工作油通路9上，检测向离合器活塞3作用的工作油的液压的大小(即实际液压)，并将检测到的实际液压向ECU10输出。
此外，实际液压不是通过液压调节装置7调节后的液压的大小，而是指实际上向离合器活塞3作用的液压的大小。在离合器活塞3不移动的稳定状态下，通过液压调节装置7调节后的液压的大小由油压传感器6进行检测，但在离合器活塞3移动的非稳定状态下，油压传感器6检测到与由液压调节装置7调节后的液压的大小不同的值的液压的大小。
其次，对ECU10内部的各控制部(各控制功能元件)进行说明。ECU10由中央运算处理装置(CPU)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、输入输出接口等构成。在该ECU10内作为功能元件设有：输出基本液压信号的基础液压指令部11、输出辅助液压信号的循环液压指令部(施加装置)12、根据液压信号控制液压调节装置7的液压指令部14、判定离合器活塞3的行程的行程判定部(行程判定装置)13、对判定后的行程进行学习的学习部(学习装置)15、及用于存储学习内容的存储部(存储装置)16。
首先，液压指令部14的功能为，根据从基础液压指令部11及循环液压指令部12输入的液压信号的大小向液压调节装置7输出指令液压(与向电磁阀的电流指令值成正比的值)，并控制液压调节装置7，由此，调节向液压室8供给的工作油的液压的大小。指示液压的时间变化由图2中实线表示。
基础液压指令部11具有向液压指令部14输出基本液压信号的功能。该基本液压信号是指用于检测离合器活塞3的行程的液压信号之一，其值随着经过时间逐渐增加。
另一方面，循环液压指令部(施加装置)12具有向液压指令部14输出辅助液压信号(波动信号)的功能。辅助液压信号也是用于检测离合器活塞3的行程的液压信号之一，为具有规定周期及规定振幅的脉冲信号。此外，在本实施方式中使用脉冲信号，但是，例如也可以使用电流值及电压值以描绘正弦曲线的方式而变动的交流信号。
从循环液压指令部12输出的脉冲信号被施加到从基础液压指令部11输出的基本液压信号，在液压指令部14，根据将基本液压信号和脉冲信号相加得到的液压信号实施液压调节装置7的控制。对于脉冲信号的振幅的大小，液压传感器6可进行检测且与基本液压信号相比设定为非常小，在驱动器中感应不到失调感。
行程判定部(行程判定装置)13基于从油压传感器6输入的实际液压的大小的变动量和从循环液压指令部12发出指令的脉冲信号的变动幅度(即、指令液压的振幅)判定离合器活塞3的行程。
首先，如日本国专利局于2006年发行的专利文献JP2006-336806A中所记载，在行程判定部13中，计算由油压传感器6检测出的实际液压的大小的变动量Pa，另外，还计算与来自循环液压指令部12的脉冲信号的振幅相对应的液压的大小Pb。于是，行程判定部13运算实际液压的振幅(实际液压的大小的变动量)Pa的相对于指令液压的振幅(由脉冲信号规定的液压的变动量)Pb的液压变动量比(Pa/Pb)。在液压变动量比(Pa/Pb)低于比预先设定的1小的第一规定比H1的状态下，判定为离合器活塞3开始行程。根据工作油的实际液压的传递特性，在离合器活塞3的行程中，由油压传感器6检测的实际液压的变动量Pa减小，因此，液压变动量比大幅度减小。另外，在液压变动量比再次上升并为第二规定比H2(其中H1＜H2＜1)以上时，行程判定部13判定为离合器活塞3结束行程。实际液压的振幅如通常那样，可通过使用电路及傅立叶变换等硬件或软件仅取出来自油压传感器6的实际液压信号的振动成分(交流成分)来进行检测。
此外，行程判定部13在检测到离合器活塞3的行程结束的情况下，在液压指令部14使液压调节装置7的控制结束。
学习部(学习装置)15根据行程判定部13的判定结果，对行程开始时及结束时向液压调节装置7的指令液压或从指令液压除去了振动成分(与波动信号对应的部分)的液压进行学习。学习的行程开始时的指令液压(行程开始指示液压)及行程结束时的指示液压(行程结束指示液压)被存储于存储部16，且在本摩擦离合器机构1中在实施起动控制及变速控制时被参照利用。
此外，将从上述那样的ECU10的液压指令到学习的一连串的控制称作学习控制。
另外，为提高学习控制的学习精度，在学习部15设定有进行学习的条件(学习条件)。在此，作为学习条件有，行程开始指示液压处于妥当的范围(与后述的步骤S2对应)；行程结束指示液压处于妥当的范围(与后述的步骤S5对应)。在行程开始指示液压和行程结束指示液压两者都处于妥当的范围的情况下，行程结束指示液压被学习。
在此，对行程结束指示液压的妥当的范围和行程开始指示液压的妥当的范围进行叙述。
首先，行程结束实际液压的设计值Pset由下记数学式(1)表示。
Pset＝P0+kd (1)
在此，P0是复位弹簧设置负荷(在此，由复位弹簧4的负荷除以活塞截面积得到的压力表示)的设计值，k是复位弹簧的弹簧常数除以活塞截面积得到的值，d是间隙的设计值。活塞截面积为与旋转轴CL垂直的活塞截面的截面积。
考虑到复位弹簧设置负荷的偏差和间隙的偏差的行程结束时的指示液压Pcom由下记数学式(2)表示。
Pcom＝(P0+ΔP0)+k(d+Δd) (2)
在此，ΔP0是与复位弹簧设置负荷的设定值的误差，Δd是与间隙的设定值的误差。
因此，行程结束时的指示液压Pfin由下记数学式(3A)或(3B)表示。
Pfin＝(1+Δα)Pcom+Δβ＝{(P0+ΔP0)+k(d+Δd)}(1+Δα)+Δβ
＝{(P0+ΔP0)+k(d+Δd)}+Δα{(P0+ΔP0)+k(d+Δd)}+Δβ
≈(P0+ΔP0)+k(d+Δd)+Δα(P0+kd)+Δβ (3A)
＝Pset+(ΔP0+kΔd+ΔαPset+Δβ (3B)
在此，Δα是与电磁阀特性(指示液压和实际液压的关系)的比例值1的误差，Δβ是电磁阀特性的偏置量。此外，理想的情况下，行程结束时的指示液压Pfin与Pcom相等(Pfin＝Pcom)，但实际上有误差，Pfin＝(1+Δα)Pcom+Δβ。与理想情况的误差是通过电磁阀的电流/液压特性的误差和其滞后、液温变动等而产生的。
因此，通常如数学式(3B)，可知作为行程结束指示液压的妥当的范围，需要考虑与复位弹簧设置负荷的设定值的误差、与间隙的设定值的误差、电磁阀特性的比例值的误差、电磁阀特性的偏置量这四种偏差要素。
此外，行程结束指示液压的妥当的范围的上限值Pfinmax如下。
Pfinmax＝Pset+(ΔP0max+kΔdmax+Δαmax Pset+Δβmax)
在此，各误差的最大值ΔP0max、Δdmax、Δαmax、偏置量的最大值Δβmax通常大于0(ΔP0max、Δdmax、Δαmax、Δβmax＞0)。
同样，行程结束指示液压的妥当的范围的下限值Pfinmin如下。
Pfinmin＝Pset+(ΔP0min+kΔdmin+Δαmin Pset+Δβmin)
在此，各误差的最小值ΔP0min、Δdmin、Δαmin、偏置量的最小值Δβmin通常小于0(ΔP0min、Δdmin、Δαmin、Δβmin＜0；此外，通常ΔP0min＝-ΔP0max；Δdmin＝-Δdmzx。
此外，复位弹簧设置负荷的误差的最大值、最小值ΔP0max、ΔP0min作为复位弹簧向离合器组装时的公差预先求出。与间隙的设定值的误差的最大值、最小值Δdmax、Δdmin也作为公差预先求出。电磁阀特性的比例值的误差的最大值Δαmax、最小值Δαmin及偏置量的最大值Δβmax、最小值Δβmin也通过试验等预先求出。
因此，行程结束时的指示液压的偏差宽度ΔPfin如下述数学式(4)。
ΔPfin＝Pfinmax-Pfinmin
＝(ΔP0max-ΔP0min)+k(Δdmax-Δdmin)+(Δαmax-Δαmin)Pset+(Δβmax-Δβmin) (4)
同样，对行程开始指示液压的妥当的范围进行叙述，行程开始时指示液压Pstart为数学式(3A)中除去了从活塞的行程产生的项目k(d+Δd)、kd的数据，如以下数学式(5)。
Pstart＝(P0+ΔP0)+ΔαP0+Δβ (5)
因此，作为行程开始指示液压，需要考虑与复位弹簧设置负荷的设定值的误差、电磁阀特性的比例值的误差、电磁阀特性的偏置量这三种偏差要素。
此外，行程开始指示液压的妥当的范围的上限值Pstartmax如下。
Pstartmax＝(P0+ΔP0max)+ΔαmaxP0+Δβmax
此外，行程开始指示液压的妥当的范围的下限值Pstartmin如下。
Pstartmin＝(P0+ΔP0min)+ΔαminP0+Δβmin
另外，行程开始时的指示液压的偏差幅度如以下数学式(6)。
ΔPstart＝Pstartmax-Pstartmin
＝(ΔP0max-ΔP0min)+(Δαmax-Δαmin)P0+(Δβmax-Δβmin) (6)
从数学式(3A)和数学式(5)求出下记数学式(7)。
Pfin＝Pstart+k(d+Δd)+kdΔα＝Pstart+kd+kΔd+kdΔα (7)
本实施方式中，如数学式(7)，可基于行程开始指示液压Pstart推定行程结束指示液压Pfin，与由数学式(3B)表示的通常的情况不同，可以只考虑两种偏差要素(比例值的偏差和间隙的偏差)决定行程结束指示液压的妥当的范围。
本实施方式中，行程结束指示液压的妥当的范围的上限值D如下记数学式(8)那样计算。
D＝Pfinmax＝Pstart+k(d+Δdmax)+kdΔαmax
＝Pstart+kd+kΔdmax+kdΔαmax (8)
这样，上限值D基于测得的行程开始指示液压Pstart，且只考虑比例值的误差和间隙的误差这两种偏差要素，由复位弹簧的弹簧常数除以活塞截面积的值k、间隙设计值d、与间隙设定值的误差的最大值Δdmax、电磁阀特性的比例值的误差的最大值Δαmax进行计算。
另外，本实施方式中，行程结束指示液压的妥当的范围的下限值C如下记数学式(9)。
C＝Pfinmin＝Pstart+k(d+Δdmin)+kdΔαmin
＝Pstart+kd+kΔdmin+kdΔαmin (9)
这样，下限值C基于测得的行程开始指示液压Pstart，且只考虑比例值的误差和间隙的误差这两种偏差要素，由复位弹簧的弹簧常数除以活塞截面积的值k、间隙设计值d、与间隙设定值的误差的最大值Δdmin、电磁阀特性的比例值的误差的最大值Δαmin进行计算。
此外，该情况下，行程结束时的指示液压的偏差幅度ΔPfin如下记数学式(10)。
ΔPfin＝Pfinmax-Pfinmin
＝k(Δdmax-Δdmin)+kd(Δαmax-Δαmin) (10)
这样，本实施方式中，基于行程开始指示液压Pstart推定行程结束指示液压Pfin，因此，与通常情况下的数学式(4)不同，只要考虑比例值的偏差和间隙的偏差这两种偏差要素即可。因此，能够高精度地求取行程结束指示液压的妥当的范围，因此，学习条件变得严格，行程结束指示液压的学习值的精度也提高。即，不需要考虑自复位弹簧设置负荷的设定值的偏差和电磁阀特性的偏置量的偏差，而高精度地求取行程结束指示液压的妥当的范围，因此，行程结束指示液压的学习值的精度也提高。
另外，离合器行程幅度SW根据数学式(7)由数学式(11)表示。
SW＝(Pfin-Pstart)/k＝(d+Δd)+dΔα (11)
因此，离合器行程幅度SW的妥当的范围的上限值B如下记数学式(12)。
B＝SWmax＝(d+Δdmax)+dΔαmax (12)
因此，离合器行程幅度SW的妥当的范围的下限值A如下记数学式(13)。
A＝SWmin＝(d+Δdmin)+dΔαmin (13)
此外，该情况下，离合器行程幅度SW的偏差如下记数学式(14)。
ΔSW＝(SWmax-SWmin)
＝(Δdmax-Δdmin)+d(Δαmax-Δαmin) (14)
这样，关于离合器行程幅度SW，与行程结束指示液压相同，只要仅考虑比例值的误差和间隙的误差这两个偏差要素即可，因此，能够高精度地求取离合器行程幅度的妥当的范围。因此，若使用与离合器行程幅度SW相关的学习条件，由于行程结束指示液压的学习条件变得严格，因此，行程结束指示液压的学习值的精度也提高。即，不需要考虑自复位弹簧设置负荷的设定值的偏差和电磁阀特性的偏置量的偏差，而高精度地求取离合器行程幅度的妥当的范围，因此，行程结束指示液压的学习值的精度也提高。
本发明第一实施方式的离合器控制装置中，根据图3所示的控制流程实施学习控制。该控制流程在ECU10内部按规定周期适当地重复执行。
在步骤S1中，检测离合器行程开始指示液压。检测的方法如上所述，将从液压变动量比(Pa/Pb)低于第一规定比H1的指示液压除去了振动成分(与波动信号对应的部分)的液压作为离合器行程开始指示液压而进行检测。此外，在振动成分小的情况下，也可以将液压变动量比(Pa/Pb)低于第一规定比H1时的指示液压作为离合器行程开始指示液压而进行检测。
在步骤S2中，判断检测到的离合器行程开始指示液压是否处于妥当的范围。详细地说，判断离合器行程开始指示液压Pstart是否进入上述规定的最大值Pstartmax和规定的最小值Pstartmin之间的范围。
在步骤S3中，根据数学式(8)(9)并基于测得的行程开始指示液压Pstart运算行程结束指示液压的下限值C和上限值D。
在步骤S4中，检测离合器行程结束指示液压。检测的方法如上所述，将从液压变动量比(Pa/Pb)再次上升达到第二规定比H2以上时的指示液压除去了振动成分的液压作为离合器行程结束指示液压而进行检测。此外，在振动成分小时，也可以将液压变动量比(Pa/Pb)达到第二规定比H2以上时的指示液压作为离合器行程结束指示液压而进行检测。
在步骤S5中，判断检测到的离合器行程结束指示液压是否进入下限值C与上限值D之间。在离合器行程结束指示液压小于下限值C的情况或大于上限值D的情况下，在步骤S9中结束离合器液压学习控制，并设置离合器液压学习异常结束标识。若离合器行程结束指示液压在下限值C与上限值D之间，则离合器行程结束指示液压不是异常值，进入步骤S6。
在步骤S6中，存储离合器行程结束指示液压。同时，也可以存储离合器行程开始指示液压。
在步骤S7中，运算本次的离合器行程幅度SW。离合器行程幅度是从离合器行程结束指示液压减去了离合器行程开始指示液压得到的值、除以k(复位弹簧的弹簧常数除以活塞截面积得到的值)而得到的值(Pfin-Pstart)/k。从离合器行程幅度的本次值减去离合器行程幅度的初始值，求取离合器行程幅度的变化量。离合器行程幅度的初始值是离合器使用开始时的值。
在步骤S8中，离合器行程幅度的变化量作为离合器磨损量被存储。若离合器行程幅度的变化量在规定值以上，则可判定为离合器已磨损，进行在指示器等(未图示)上显示离合器已磨损等适当的处理。
接着，说明第二实施方式。第二实施方式的学习控制根据图4所示的流程图而实施。该控制流程在ECU10内部按规定周期适当地重复执行。此外，图4所示的流程中，与图3所示的流程相同的步骤标注相同符号，省略其说明。
第二实施方式中，不判断离合器行程结束指示液压，而判断离合器行程幅度是否处于妥当的范围，在处于妥当的范围时，由于离合器行程结束指示液压不是异常值，故而作为离合器行程幅度处于妥当的范围，对离合器行程结束指示液压进行学习。
图4所示的流程图中，没有图3的步骤S3，但是取而代之的是，在步骤S15中运算离合器行程幅度。在此，离合器行程幅度SW是由在步骤S4中检测到的离合器行程结束指示液压减去在步骤S1中检测到的离合器行程开始指示液压得到的值、除以k(复位弹簧的弹簧常数除以活塞截面积得到的值)而得到的值(Pfin-Pstart)/k。进而，判断离合器行程幅度SW是否进入下限值A和上限值B之间。在离合器行程幅度SW小于下限值A的情况或大于上限值B的情况下，在步骤S9中，作为离合器行程结束指示液压为异常，结束离合器行程结束液压学习，并设置离合器液压学习异常结束标识。若离合器行程结束指示液压在下限值A和上限值B之间，则进入步骤S6，且由于离合器行程结束指示液压不为异常值，故而作为离合器行程幅度处于妥当的范围，存储离合器行程结束指示液压。
此外，在步骤S15中，作为离合器行程幅度SW的指标，求得从在步骤S4中检测出的离合器行程结束指示液压减去了在步骤S1中检测出的离合器行程开始指示液压得到的液压差(Pfin-Pstart)，这也可以判断是否进入下限值kA和上限值kB之间。
本发明并不限于上述的实施方式，在其技术思想的范围内可进行各种变更、改进。
例如，上述第一实施方式和第二实施方式中，通过液压变动量比(Pa/Pb)来进行离合器行程开始指示液压或结束指示液压的检测，但离合器行程开始指示液压或结束指示液压的检测并不限于此，也可以通过其它方法(例如日本国专利第2595812号公报中记载的方法)进行。
另外，在上述实施方式中，摩擦离合器机构1作为湿式多板离合器构成，但可适用本实施方式的离合器控制装置的离合器并不限于此，例如只要是通过经由流体压回路供给的工作流体驱动活塞来进行断开、连接的离合器即可。
工业上的可利用性
本发明可作为车辆的离合器控制装置及离合器控制方法而利用。