JP2016023668A - Clutch control method and automatic clutch control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、機械式クラッチの断続を自動的に実行できるよう構成された自動クラッチ制御装置におけるクラッチ制御方法に係り、特に、制御応答性、制御精度の向上等を図ったものに関する。 The present invention relates to a clutch control method in an automatic clutch control device configured to be able to automatically perform engagement / disengagement of a mechanical clutch, and more particularly to an improvement in control responsiveness, control accuracy, and the like.
この種の従来装置としては、例えば、アクセル開度、エンジン回転数、チェンジレバーのシフト位置等に基づいてクラッチの断接を制御するよう構成された自動クラッチ制御装置が種々提案、実用化されている(例えば、特許文献1等参照)。
かかる自動クラッチ制御装置は、クラッチを断続するクラッチアクチュエータにエアー源からエアーを供給して、クラッチアクチュエータをクラッチスプリングやクラッチダイアフラム等の付勢手段に抗して作動させることで、クラッチの切断を可能としたもので、クラッチアクチュエータへのエアー供給を行う電磁弁の動作制御が、アクセル開度、エンジン回転数、クラッチストローク等に基づいて電子制御ユニットにより制御されるよう構成されたものである。
As this type of conventional device, for example, various automatic clutch control devices configured to control the engagement / disengagement of the clutch based on the accelerator opening, the engine speed, the shift position of the change lever, etc. have been proposed and put into practical use. (For example, see Patent Document 1).
Such an automatic clutch control device can disengage the clutch by supplying air from the air source to the clutch actuator that engages and disengages the clutch, and actuates the clutch actuator against the urging means such as the clutch spring and the clutch diaphragm. Therefore, the operation control of the solenoid valve that supplies air to the clutch actuator is controlled by the electronic control unit based on the accelerator opening, the engine speed, the clutch stroke, and the like.
ところで、クラッチアクチュエータを構成するエアシリンダの駆動においては、空気の密度が負荷に対して一定の大きさを超えないとシリンダーが動作しないという特性があり、駆動指令の発生とシリンダーの実際の動作開始との間には、本質的に避けがたい時間遅れがある。
また、クラッチを一方向へ付勢する手段は、ばねやダイアフラムなどが用いられるが、例えば、ばねの場合、その特性上、例え少しの操作であっても、最初に駆動力が必要である。
By the way, the drive of the air cylinder that constitutes the clutch actuator has the characteristic that the cylinder does not operate unless the air density exceeds a certain level with respect to the load, and the generation of the drive command and the actual operation of the cylinder start. There is an essentially unavoidable time delay between them.
As a means for biasing the clutch in one direction, a spring, a diaphragm, or the like is used. For example, in the case of a spring, due to its characteristics, even if it is a slight operation, a driving force is required first.
一方、自動クラッチ制御装置によるクラッチアクチュエータの動作制御においては、通常、PID制御が用いられているが、上述のような空気密度による制御の遅れや、ばねの作用などは、PID制御におけるP項やD項へ影響を与え、アンダーシュートやオーバーシュートを招くだけでなく、そのアンダーシュートやオーバーシュートによってI項の増減が繰り返されるために、制御状態の収束に必要以上の時間を費やしてしまうことがあり、制御応答性の向上を阻む一因となっている。 On the other hand, in the operation control of the clutch actuator by the automatic clutch control device, the PID control is usually used. However, the control delay due to the air density as described above, the action of the spring, etc. In addition to influencing the D term and causing undershoot and overshoot, the increase and decrease of the I term are repeated due to the undershoot and overshoot, so that it takes more time than necessary to converge the control state. This is one factor that hinders the improvement of control responsiveness.
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、エアシリンダの空気密度やクラッチの付勢手段として用いられるばねの特性に起因するクラッチ制御における制御応答の低下を抑圧し、従来に比して、より制御応答性の良好なクラッチ制御方法及び自動クラッチ制御装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and suppresses a decrease in control response in clutch control due to the air density of the air cylinder and the characteristics of the spring used as the urging means of the clutch. A clutch control method and an automatic clutch control device with better control responsiveness are provided.
上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るクラッチ制御方法は、
クラッチアクチュエータの実際に検出されたピストンストローク量が、車両の動作状態に基づいて算出された指示値となるようPID制御に基づいてクラッチの断接が自動制御可能に構成されてなる自動クラッチ制御装置におけるクラッチ制御方法であって、
前記ピストンストローク量が指示値に到達した際に前記クラッチアクチュエータの駆動停止を行うと共にPID制御を停止し、かつ、PID制御における積分項を初期化し、しかる後、前記ピストンストローク量が所定のしきい値を超えるか、又は、前記PID制御の停止時から所定時間が経過した場合に、PID制御を再開するよう構成されてなるものである。
また、上記本発明の目的を達成するため、本発明に係る自動クラッチ制御装置は、
クラッチアクチュエータの実際に検出されたピストンストローク量が、車両の動作状態に基づいて算出された指示値となるようPID制御に基づいてクラッチの断接を制御可能に構成された電子制御ユニットを具備してなる自動クラッチ制御装置において、
前記電子制御ユニットは、
前記ピストンストローク量が指示値に到達したと判定した際に前記クラッチアクチュエータの駆動停止を行うと共にPID制御を停止し、かつ、PID制御における積分項を初期化し、しかる後、前記ピストンストローク量が所定のしきい値を超えたと判定された際、又は、前記PID制御の停止時から所定時間が経過した場と判定された際に、PID制御を再開するよう構成されてなるものである。
In order to achieve the above object of the present invention, a clutch control method according to the present invention includes:
An automatic clutch control device configured so that the engagement / disengagement of the clutch can be automatically controlled based on the PID control so that the piston stroke amount actually detected by the clutch actuator becomes an instruction value calculated based on the operation state of the vehicle. A clutch control method in
When the piston stroke amount reaches the indicated value, the clutch actuator is stopped and the PID control is stopped, and the integral term in the PID control is initialized. After that, the piston stroke amount reaches a predetermined threshold. When the value exceeds or when a predetermined time has elapsed since the PID control is stopped, the PID control is resumed.
In order to achieve the above object of the present invention, an automatic clutch control device according to the present invention comprises:
An electronic control unit configured to control the connection / disconnection of the clutch based on PID control so that the actually detected piston stroke amount of the clutch actuator becomes an instruction value calculated based on the operation state of the vehicle; In the automatic clutch control device
The electronic control unit is
When it is determined that the piston stroke amount has reached the instruction value, the driving of the clutch actuator is stopped and PID control is stopped, and the integral term in PID control is initialized, and then the piston stroke amount is predetermined. When it is determined that the threshold value is exceeded, or when it is determined that a predetermined time has elapsed since the stop of the PID control, the PID control is resumed.
本発明によれば、オーバーシュート後のストローク量の指示値を中心にした変動を招くことなく、迅速、確実に指示値に収束させることができ、従来に比して制御応答性の良好な、安定性、信頼性の高い自動クラッチ制御装置を提供することができるという効果を奏するものである。 According to the present invention, it is possible to quickly and surely converge to the indicated value without incurring fluctuations centered on the indicated value of the stroke amount after overshoot, and the control responsiveness is better than before, The effect is that an automatic clutch control device having high stability and reliability can be provided.
以下、本発明の実施の形態について、図1乃至図5を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態における自動クラッチ制御装置が適用されたクラッチ作動装置の構成について、図1を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態におけるクラッチ作動装置1は、クラッチの断接を行うクラッチアクチュエータ2、クラッチアクチュエータ2の作動に必要なエアー圧(圧縮空気圧)を発生するエアー圧源3,及び、クラッチアクチュエータ2の作動制御を行う自動クラッチ制御装置4を具備して構成されたものとなっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
The members and arrangements described below do not limit the present invention and can be variously modified within the scope of the gist of the present invention.
First, the configuration of a clutch operating device to which an automatic clutch control device according to an embodiment of the present invention is applied will be described with reference to FIG.
A clutch operating device 1 according to an embodiment of the present invention includes a
なお、かかるクラッチ作動装置1により断接作動せしめられるクラッチは、例えば、前述の特許文献1に記載されたクラッチを始め従来公知のクラッチのように、図示しないクラッチスプリングやダイアフラムの付勢力により接続される一方、エアー圧によって切断されるよう構成されてなるものである。 The clutch operated by the clutch operating device 1 is connected by a biasing force of a clutch spring or a diaphragm (not shown) such as the clutch described in Patent Document 1 and a conventionally known clutch. On the other hand, it is configured to be cut by air pressure.
自動クラッチ制御装置4は、給気弁5、排気弁6、車両の自動変速機を制御する変速機用電子制御ユニット7、及び、クラッチアクチュエータのクラッチストローク位置を検出するストロークセンサ8を有して構成されたものである。
変速機用電子制御ユニット7は、例えば、公知・周知の構成を有してなるマイクロコンピュータ(図示せす)を中心に、RAMやROM等の記憶素子(図示せず)を備えると共に、入出力インターフェイス回路(図示せず)を主たる構成要素として構成されてなるもので、変速制御処理が実行されると共に、従来のクラッチ制御処理を基本として、後述する本発明の実施の形態におけるクラッチ制御処理が実行されるものとなっている。なお、図1においては、「クラッチ制御部13」は、特に、クラッチ制御処理がマイクロコンピュータ(図示せず)によって実行されることで実現されるもので、かかる制御部分を概念的に示したものである。
The automatic clutch control device 4 has an
The transmission electronic control unit 7 includes, for example, a microcomputer (not shown) having a known and well-known configuration, a storage element (not shown) such as a RAM and a ROM, and an input / output. An interface circuit (not shown) is configured as a main component, and shift control processing is executed, and on the basis of conventional clutch control processing, clutch control processing in an embodiment of the present invention described later is performed. It is supposed to be executed. In FIG. 1, the “
また、給気弁5は、給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10を有して構成されると共に、同様に、排気弁6は、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12を有して構成されたものとなっている(図1及び図2参照)。
In addition, the
給気用大開度電磁弁9は、開弁状態とされた場合に、その弁開度が所定の大きな開度となるよう設定されてなる電磁弁である。
一方、給気用小開度電磁弁10は、開弁状態とされた場合に、その弁開度が、給気用大開度電磁弁9の弁開度より小さな所定の開度となる設定されてなる電磁弁である。
これらの給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10は、いずれも常閉(非動作時に閉)の電磁弁である。
The large opening
On the other hand, when the air supply small opening
Both the large opening
上述の給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10の弁開度の設定は、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12にも同様に言えることであるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。
また、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12は、いずれも常開(非動作時に開)の電磁弁である。
なお、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12は、いずれも常閉の電磁弁で構成することもできる。
以下の説明においては、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12は、いずれも常開の電磁弁として説明を行うこととする。
The above-described valve opening settings of the large opening
The exhaust large opening
Note that the exhaust large opening
In the following description, the exhaust large
給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10の各給気側は、それぞれ、各エアー通路14,15,16を介してエアー源3に接続されたものとなっている(図1及び図2参照)。また、給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10の排気側は、それぞれ、各エアー通路17,18を介して排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12の各給気側に接続されている(図2参照)。
The air supply sides of the large air
そして、各エアー通路17,18は、エアー通路19を介して互いに接続されると共に、エアー通路20を介してクラッチアクチュエータ2に接続されている。
したがって、給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10の各排気側と、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12の各給気側は、クラッチアクチュエータ2に接続されたものとなっている。
さらに、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12の各排気側は、各エアー通路21,22,23を介して外部に接続されたものとなっている。
The
Therefore, the exhaust side of the large
Further, each exhaust side of the exhaust large
これら給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10、並びに、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12は、いずれも、変速機用電子制御ユニット7のクラッチ制御部13により、従来同様、例えば、PWM(Pulse Width Modulation)制御により駆動制御されるものとなっている。
例えば、車両のキースイッチ(図示せず)がオフされた状態においては、図2に示されたように、給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10は、いずれも閉弁状態となる一方、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12は、いずれも開弁状態となる。
したがって、この状態では、クラッチアクチュエータ2からエアーが排出されて、クラッチアクチュエータ2は非動作状態となり、クラッチスプリング(図示せず)により接続された状態となる(通常のクラッチ接続状態)。
The large air
For example, in the state where the key switch (not shown) of the vehicle is turned off, as shown in FIG. 2, both the large opening
Therefore, in this state, air is discharged from the
次に、かかる状態において、車両のエンジンを始動するために、例えば、ブレーキペダル(図示せず)が踏み込まれた状態でキースイッチ(図示せず)がオンされると、変速機用電子制御ユニット7のクラッチ制御部13により、排気弁6が閉じられると共に給気弁5が開かれる。
これにより、エアーが吸気弁5を通してクラッチアクチュエータ2に供給され、エアー圧によるピストン押圧力がピストン2aに対するクラッチスプリング(図示せず)の付勢力に打ち勝つようになると、ピストン2aがストロークし、クラッチアクチュエータ2が作動を開始することとなる。
そして、ピストン2aが第1の所定量ストロークするとクラッチ(図示せず)が軽く接続されて半クラッチ状態となり、ピストン2aがさらに第2の所定量ストロークするとクラッチ(図示せず)が切断されることとなる。
Next, in this state, for example, when a key switch (not shown) is turned on while a brake pedal (not shown) is depressed in order to start the engine of the vehicle, an electronic control unit for transmission 7, the
As a result, air is supplied to the
When the
この場合、給気用小開度電磁弁10のみが開弁されると、比較的小流量のエアーがクラッチアクチュエータ2に供給されるので、クラッチアクチュエータ2のピストン2aのストローク速度は比較的遅くなる一方、給気用大開度電磁弁9のみが開弁されると、比較的大流量のエアーがクラッチアクチュエータ2に供給されるので、ピストン2aのストローク速度は、給気用小開度電磁弁10のみが開弁された場合に比べて速くなる。
さらに、給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10が共に開弁された場合には、さらなる大流量のエアーがクラッチアクチュエータ2に供給されるので、ピストン2aのストローク速度は、給気用大開度電磁弁9のみが開弁された場合に比べてさらに速くなる。
In this case, when only the small
Further, when both the large
一方、ピストン2aがクラッチ切断位置までストロークしたクラッチアクチュエータ2の作動状態、すなわち、クラッチの切断状態から、クラッチアクチュエータを非動作方向(図2において紙面左方向)にストロークさせてクラッチを接続させるにあっては、クラッチ制御部13により給気弁5が閉じられる一方、排気弁6が開弁状態とされる。
その結果、エアーがクラッチアクチュエータ2から排気弁6を介して通して外部に排出され、ピストン2aが非作動方向にストロークを開始し、所定量のストロークの後、クラッチ(図示せず)は軽く接続された半クラッチ状態となる。
そして、ピストン2aが非動作方向にさらにストロークすると、クラッチは強く接続された通常の状態となる。
On the other hand, when the
As a result, air is discharged from the
When the
この場合、排気用小開度電磁弁12のみが開弁されると、比較的小流量のエアーがクラッチアクチュエータ2から排出されるので、クラッチアクチュエータ2のピストン2aのストローク速度は比較的遅くなる一方、排気用大開度電磁弁11のみが開弁されると、比較的大流量のエアーがクラッチアクチュエータ2から排出されるので、ピストン2aのストローク速度は、排気用小開度電磁弁12のみが開弁された場合に比べて速くなる。
さらに、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12が共に開弁された場合には、さらなる大流量のエアーがクラッチアクチュエータ2から排出されるので、ピストン2aのストローク速度は、排気用大開度電磁弁11のみが開弁された場合に比べてさらに速くなる。
In this case, when only the exhaust small
Furthermore, when both the exhaust large
このように本発明の実施の形態におけるクラッチ作動装置1においては、給気用大開度電磁弁9及び給気用小開度電磁弁10、並びに、排気用大開度電磁弁11及び排気用小開度電磁弁12を、それぞれ別個に駆動することができ、適宜、使い分けることによって、クラッチアクチュエータ2の動作速度、すなわち、ピストン2aのストローク速度を所望の大きさに調整可能となっており、それによって、クラッチアクチュエータ2のクラッチストロークを短時間で高精度に目標クラッチストローク値に到達せしめることが可能な構成となっている。
As described above, in the clutch operating device 1 according to the embodiment of the present invention, the large
さらに、本発明の実施の形態においては、次述するようなクラッチ制御処理によって、先の背景技術で説明したような従来装置におけるエアシリンダの空気密度やクラッチの付勢手段として用いられるばねの特性に起因するクラッチ制御における制御応答の低下を抑圧し、制御応答性の向上が可能なものとなっている。
図3には、クラッチ制御部13によって実行される本発明の実施の形態におけるクラッチ制御処理の手順がサブルーチンフローチャートに示されており、以下、同図を参照しつつ本発明の実施の形態におけるクラッチ制御処理について説明する。
Furthermore, in the embodiment of the present invention, the characteristics of the spring used as the air density of the air cylinder and the urging means of the clutch in the conventional apparatus as described in the background art by the clutch control process as described below. It is possible to suppress a decrease in control response in the clutch control caused by the above and improve the control response.
FIG. 3 is a subroutine flowchart showing the procedure of the clutch control process in the embodiment of the present invention executed by the
最初に、本発明の実施の形態における自動クラッチ制御装置4は、ストロークセンサ8によって検出された実際のピストンストローク量が、車両の動作状態に基づいて算出された指示値となるようPID制御に基づいてクラッチの断接を制御する、いわゆる従来のクラッチ制御処理が行われるよう構成されたものであることを前提とし、さらに、以下に説明する本発明の実施の形態におけるクラッチ制御処理が行われるものとなっている。
以下、具体的に説明すれば、まず、クラッチ制御部13による処理が開始されると、クラッチアクチュエータ2へ対する操作指令が発生しているか否かが判定される(図3のS102参照)。
すなわち、図示されないメインルーチンにおいては、従来同様実行されるメインクラッチ制御処理が実行され、車両の運転状況等に基づいてラッチアクチュエータ2を駆動する必要があるか否かが判定されるようになっている。
したがって、ステップ102においては、メインルーチンにおける上述のクラッチアクチュエータ2の駆動が必要か否かの判定結果を流用することで足りる。
First, the automatic clutch control device 4 according to the embodiment of the present invention is based on PID control so that the actual piston stroke amount detected by the
Hereinafter, specifically, when processing by the
That is, in a main routine (not shown), a main clutch control process that is executed in the same manner as in the prior art is executed, and it is determined whether or not the
Therefore, in
ステップS102において、クラッチアクチュエータ2の駆動が必要と判定されているとの判定結果を得た場合(YESの場合)には、次述するテップS104の処理へ進む一方、クラッチアクチュエータ2の駆動は必要ではないと判定されているとの判定結果を得た場合(NOの場合)には、これ以後の一連の処理を行う必要はないとして処理は終了され、図示されないメインルーチンへ戻ることとなる。
If it is determined in step S102 that it is determined that the driving of the
次いで、ステップS104においては、図示されないメインルーチンにおいて判断されたクラッチアクチュエータ2のピストン2aの駆動方向に応じて、給気弁5又は排気弁6への弁駆動信号の出力が行われることとなる。
ここで、弁駆動信号は、先に説明したようにPWM制御におけるPWM信号であり、説明の便宜上、給気弁5へ対して出力されるPWM信号を”給気デューティ信号”と称し、また、排気弁6へ対して出力されるPWM信号を”給気デューティ信号”と称することとする(図1参照)。
Next, in step S104, a valve drive signal is output to the
Here, the valve drive signal is a PWM signal in PWM control as described above, and for convenience of explanation, the PWM signal output to the
次いで、ストロークセンサ8により検出されたピストン2aの実際のストローク量(以下、説明の便宜上「実ストローク量」と称する)が、図示されないメインルーチンにおいて車両の動作状態に基づいて演算算出された指示値を超えているか否かが判定され(図3のステップS106参照)、超えたと判定されると(YESの場合)、次述するステップS108の処理へ進むこととなる。
ここで、指示値は、車両の動作状態に基づいて所望されるピストン2aのストローク量であり、換言すれば、目標値である。
Next, the actual stroke amount of the
Here, the instruction value is a stroke amount of the
次いで、ステップS108においては、実ストローク量が指示値を超えたことに対応して、弁駆動信号の出力が停止されると共に、PID制御が停止され、かつ、PID制御におけるI項(積分値)の初期化が実行される。なお、ここで、初期化は、I項の値を零とすることを意味する。
次いで、ストロークセンサ8により検出されたピストン2aの実ストローク量が、しきい値を超えたか否かが判定され(図3のステップS110参照)、しきい値を超えたと判定された場合(YESの場合)には、PID制御によるクラッチ制御が再び開始されることとなる(図3のステップS114参照)。
Next, in step S108, in response to the actual stroke amount exceeding the instruction value, the output of the valve drive signal is stopped, the PID control is stopped, and the I term (integral value) in the PID control is stopped. Initialization is executed. Here, initialization means that the value of the I term is zero.
Next, it is determined whether or not the actual stroke amount of the
一方、ステップS110において、実ストローク量は、未だしきい値を超えていないと判定された場合(NOの場合)には、先のステップS108において弁駆動信号出力が停止されると同時にPID制御が停止されてから、所定時間が経過したか否かが判定され(図3のステップS112参照)、所定時間が経過したと判定された場合(YESの場合)には、ステップS114の処理へ進む一方、未だ、所定時間を経過していないと判定された場合(NOの場合)には、先のステップS110へ戻り、ステップS110の判定結果がYESとなるか、又は、ステップS112の判定結果がYESとなるまで、これらの処理が繰り返されることとなる。 On the other hand, if it is determined in step S110 that the actual stroke amount has not yet exceeded the threshold value (in the case of NO), the valve drive signal output is stopped in the previous step S108 and at the same time the PID control is performed. It is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the stop (see step S112 in FIG. 3). If it is determined that the predetermined time has elapsed (in the case of YES), the process proceeds to step S114. If it is determined that the predetermined time has not yet elapsed (in the case of NO), the process returns to the previous step S110 and the determination result in step S110 is YES, or the determination result in step S112 is YES. These processes are repeated until
次に、上述のようなクラッチ制御処理を実行することの意義について、図4及び図5の模式図を参照しつつ説明する。
まず、図5(A)は、従来のクラッチ制御における給気弁5又は排気弁6の操作量を、図5(B)は、図5(A)に示された給気弁又は排気弁の操作量に対するストローク量の変化を、それぞれ模式的に示した模式図である。
Next, the significance of executing the clutch control process as described above will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS.
First, FIG. 5A shows the operation amount of the
ここで、”給気弁又は排気弁の操作量”とは、クラッチアクチュエータ2を作動させてピストン2aを所望する位置へ移動させるために給気弁又は排気弁に印加される弁駆動信号の量を意味し、より具体的には、本発明の実施の形態においては、給気デューティ信号、排気デューティ信号のデューティの大きさである。一般に、デューティ信号のデューティが大きくなる程、給気弁又は排気弁へ対する通電量が増加し、給気弁又は排気弁の開度は大となる。
Here, “the operation amount of the air supply valve or exhaust valve” means the amount of the valve drive signal applied to the air supply valve or the exhaust valve in order to operate the
図5(A)において、操作量の正の領域は、例えば給気弁5の操作量とすると、負の領域は排気弁6の操作量に相当する。
例えば、ある指示値(図5(B)参照)のストローク量を得るために、排気弁5が必要な操作量で駆動されたとすると、ピストン2aが移動を開始し、時間の経過と共にストローク量が指示値に向かって増加してゆく(図5(B)参照)。
背景技術に述べたように、クラッチアクチュエータ2の作動に用いられる空気の特性やクラッチを一方向へ付勢する一手段としてのばねの特性等に起因して、ストローク量が指示値に達しても即座に停止することはなく(図5(B)参照)、オーバーシュートが生ずるのが一般的である。
In FIG. 5A, if the positive region of the operation amount is the operation amount of the
For example, if the
As described in the background art, even if the stroke amount reaches the indicated value due to the characteristics of the air used for the operation of the
ストローク量が指示値を超えると同時にピストン2aを本来の位置へ戻すべく、給気弁5に代えて排気弁6へ対してPID制御に基づく操作量が与えられ(図5(A)及び図5(B)の時刻t1の箇所参照)、その後、ストトーク量はピークとなった後、指示値へ向かって反転する(図5(B)参照)。
以後、ストローク量は、指示値を中心にして、複数回上下動しつつ徐々に指示値へ収束してゆくこととなる(図5(B)参照)。
An operation amount based on PID control is given to the
Thereafter, the stroke amount gradually converges to the instruction value while moving up and down a plurality of times around the instruction value (see FIG. 5B).
このように従来のクラッチ制御においては、PID制御において、特に、オーバーシュートやアンダーシュートが生じた後のストローク量の変化分がI項(積分項)に順次加減算されるため、その結果、ストローク量がオーバーシュートした後、指示値を中心に上下動を繰り返す、いわゆるストローク量の振動現象が回避困難であった。 As described above, in the conventional clutch control, the change in the stroke amount after the overshoot or the undershoot occurs in the PID control is added / subtracted to the I term (integral term) sequentially. After overshooting, it is difficult to avoid the so-called stroke amount vibration phenomenon that repeats vertical movement around the indicated value.
一方、図4(A)は、本発明の実施の形態におけるクラッチ制御処理を実行した場合の給気弁5又は排気弁6の操作量を、図4(B)は、図4(A)に示された給気弁5又は排気弁6の操作量に対するストローク量の変化を、それぞれ模式的に示した模式図であり、図4(A)は図5(A)に、図4(B)は図5(B)に、それぞれ対応するものである。
On the other hand, FIG. 4A shows the operation amount of the
図5の説明同様、例えば、排気弁5がある操作量で駆動された場合、ストローク量が指示値へ向かって増加してゆき、指示値を超えてオーバ−シュートするまでは、従来のクラッチ制御と基本的に同じ変化である(図4(A)及び図4(B)並びに図5(A)及び図5(B)参照)。
本発明の実施の形態においては、ストローク量が指示値を超えると、弁駆動信号の出力が停止されると共にPID制御が停止され、かつ、I項の初期化がなされる(図3のステップS106,S108参照)。かかる処理が実行されるのは、図4においては、時刻t1の時点である。
As in the description of FIG. 5, for example, when the
In the embodiment of the present invention, when the stroke amount exceeds the instruction value, the output of the valve drive signal is stopped, the PID control is stopped, and the I term is initialized (step S106 in FIG. 3). , S108). Such processing is executed at time t1 in FIG.
弁駆動信号の出力停止とPID制御の停止がなされても、回路動作の遅れやピストン2aの惰性等によりストローク量は指示値を超えてオーバシュートを生ずる。そして、ストローク量が指示値を超えた後、所定のしきい値(図4(B)において「th」と表記)を超えるか(図4(B)において時刻t2の時点)、又は、PID制御停止時から所定時間経過すると、PID制御が再開される(図3のステップS110,S114,S112参照)。
ここで、しきい値thは、図4のようにストローク量がオーバーシュートする場合には、指示値よりも所定値αだけ上で、かつ、オーバーシュートのピーク値を超えない範囲に設定されたものである。なお、所定値αは、車両の具体的な仕様等を勘案し、試験結果やシミュレーション結果を基に適切なものを選定するのが好適である。
Even if the output of the valve drive signal is stopped and the PID control is stopped, the stroke amount exceeds the indicated value due to delay in circuit operation, inertia of the
Here, when the stroke amount overshoots as shown in FIG. 4, the threshold value th is set to a range that is a predetermined value α higher than the indicated value and that does not exceed the peak value of the overshoot. Is. It is preferable to select an appropriate value for the predetermined value α based on test results and simulation results in consideration of specific specifications of the vehicle.
図4はストローク量がオーバーシュートする場合を例としているが、本発明の実施の形態におけるクラッチ制御処理は、ストローク量がオーバーシュートする場合のみならず、勿論、アンダーシュートする場合にも同様に適用されるものであり、その場合、しきい値thは、アンダーシュートが生じた指示値よりも所定値βだけ低い値に設定されることとなり、この場合も、所定値βは、車両の具体的な仕様等を勘案し、試験結果やシミュレーション結果を基に適切なものを選定されるべきものである。 FIG. 4 shows an example in which the stroke amount overshoots, but the clutch control processing in the embodiment of the present invention is not only applied to the case where the stroke amount overshoots, but, of course, applies similarly to the case of undershooting. In this case, the threshold value th is set to a value that is lower by a predetermined value β than the indicated value in which the undershoot has occurred. In this case, the predetermined value β is a specific value of the vehicle. Appropriate specifications should be taken into consideration based on test results and simulation results.
また、所定時間についても、車両の具体的な仕様等を勘案し、試験結果やシミュレーション結果を基に適切なものを選定するのが好適である。
PID制御を再開する条件として、しきい値を超えるか、又は、所定時間を経過することとしたのは、オーバーシュート(又はアンダーシュート)が必ずしもしきい値を超えるとは限らないことや、しきい値を超えるとしても比較的長い時間要する場合には、PID制御を再開した方がクラッチ制御の安定性、応答性等を考慮して得策と考えられるからである。
Also, for the predetermined time, it is preferable to select an appropriate one based on test results and simulation results in consideration of specific specifications of the vehicle.
The condition for restarting PID control is that the threshold value is exceeded or that the predetermined time has elapsed, because overshoot (or undershoot) does not necessarily exceed the threshold value, This is because when a relatively long time is required even if the threshold value is exceeded, it is considered that resuming PID control is a good measure in consideration of the stability and responsiveness of clutch control.
しかして、ストローク量がしきい値を超えるか、又は、PID制御停止から所定時間経過して、PID制御が再開され、ストローク量が指示値となるように制御されるが、発明の実施の形態においては、PID制御再開の前に、I項の初期化が行われているため(図3のステップS108参照)、従来と異なり、PID制御再開後のストローク量は指示値へ向かってゆき指示値に到達した後、殆ど振動することなく指示値、又は、その極近傍の値収束することとなる(図4(B)参照)。
なお、図4(A)における操作量は、給気弁5又は排気弁6全体として操作量として説明しており、本発明の実施の形態のように、給気弁5、排気弁6が、それぞれ大小の開度の電磁弁を用いて構成されると共に、それぞれ別個に駆動可能となっている場合、これらを以下に使い分けるかは、任意であり、特定の駆動形態に限定される必要はないものである。
Thus, the stroke amount exceeds the threshold value, or the PID control is resumed after a predetermined time has elapsed from the stop of the PID control, and the stroke amount is controlled to become the indicated value. In FIG. 3, since the I term is initialized before the PID control is resumed (see step S108 in FIG. 3), the stroke amount after the PID control resumes is directed toward the instruction value unlike the conventional case. After reaching the value, the indication value or the value near the pole converges with almost no vibration (see FIG. 4B).
Note that the operation amount in FIG. 4A is described as the operation amount for the
クラッチアクチュエータを構成するエアシリンダの空気密度やクラッチの付勢手段として用いられるばねの特性に影響されることなく制御応答性、安定性のさらなる向上が所望される車両に適する。 It is suitable for a vehicle in which further improvement in control response and stability is desired without being affected by the air density of an air cylinder constituting the clutch actuator and the characteristics of a spring used as a biasing means of the clutch.
1…クラッチ作動装置
2…クラッチアクチュエータ
3…エアー源
4…自動クラッチ制御装置
5…給気弁
6…排気弁
7…変速機用電子制御ユニット
13…クラッチ制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (2)
前記ピストンストローク量が指示値に到達した際に前記クラッチアクチュエータの駆動停止を行うと共にPID制御を停止し、かつ、PID制御における積分項を初期化し、しかる後、前記ピストンストローク量が所定のしきい値を超えるか、又は、前記PID制御の停止時から所定時間が経過した場合に、PID制御を再開することを特徴とするクラッチ制御方法。 An automatic clutch control device configured so that the engagement / disengagement of the clutch can be automatically controlled based on the PID control so that the piston stroke amount actually detected by the clutch actuator becomes an instruction value calculated based on the operation state of the vehicle. A clutch control method in
When the piston stroke amount reaches the indicated value, the clutch actuator is stopped and the PID control is stopped, and the integral term in the PID control is initialized. After that, the piston stroke amount reaches a predetermined threshold. A clutch control method characterized by restarting PID control when a value is exceeded or when a predetermined time has elapsed since the PID control was stopped.
前記電子制御ユニットは、
前記ピストンストローク量が指示値に到達したと判定した際に前記クラッチアクチュエータの駆動停止を行うと共にPID制御を停止し、かつ、PID制御における積分項を初期化し、しかる後、前記ピストンストローク量が所定のしきい値を超えたと判定された際、又は、前記PID制御の停止時から所定時間が経過したと判定された際に、PID制御を再開するよう構成されてなることを特徴とする自動クラッチ制御装置。 An electronic control unit configured to control the connection / disconnection of the clutch based on PID control so that the actually detected piston stroke amount of the clutch actuator becomes an instruction value calculated based on the operation state of the vehicle; In the automatic clutch control device
The electronic control unit is
When it is determined that the piston stroke amount has reached the instruction value, the driving of the clutch actuator is stopped and PID control is stopped, and the integral term in PID control is initialized, and then the piston stroke amount is predetermined. An automatic clutch configured to resume PID control when it is determined that the threshold value of the PID control has been exceeded, or when it is determined that a predetermined time has elapsed since the stop of the PID control. Control device.
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