JP2017020601A - Clutch control device and control method of clutch control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法に関するものである。 The present invention relates to a clutch control device and a control method for the clutch control device.
トラック等の車両として、クラッチの遮断及び接続を行うクラッチ制御装置が設けられているものがある。例えば、クラッチ制御装置のクラッチアクチュエータには、シリンダー及びピストンによって空気室が形成されており、その空気室の圧力が、給気弁及び排気弁の開閉動作によって制御されることで、クラッチの遮断及び接続が行われる。クラッチ制御装置の制御部は、クラッチを遮断させるために、給気弁を開いて、圧縮空気を給気路から空気室に流入させる増圧動作を実行する。また、クラッチ制御装置の制御部は、クラッチを接続させるために、排気弁を開いて、圧縮空気を空気室から排気路に流出させる減圧動作を実行する(特許文献1を参照)。 Some vehicles such as trucks are provided with a clutch control device for disengaging and connecting clutches. For example, in the clutch actuator of the clutch control device, an air chamber is formed by a cylinder and a piston, and the pressure of the air chamber is controlled by opening / closing operations of an air supply valve and an exhaust valve, so A connection is made. In order to disengage the clutch, the control unit of the clutch control device opens the air supply valve and executes a pressure increasing operation for causing the compressed air to flow into the air chamber from the air supply path. Moreover, the control part of a clutch control apparatus performs the pressure reduction operation | movement which opens an exhaust valve and flows out compressed air from an air chamber to an exhaust path, in order to connect a clutch (refer patent document 1).
従来のクラッチ制御装置では、クラッチを接続するための減圧動作が開始された後、クラッチを遮断するための増圧動作が開始されるまでの間、又は、空気室が大気圧になるまでの間、排気弁が開いたままである。そのため、従来のクラッチ制御装置では、空気室に流入出させる空気の量が多く、クラッチの遮断及び接続の切り替えの応答性が低いという問題点があった。 In the conventional clutch control device, after the pressure reducing operation for connecting the clutch is started, the pressure increasing operation for disconnecting the clutch is started, or until the air chamber reaches the atmospheric pressure. The exhaust valve remains open. For this reason, the conventional clutch control device has a problem that the amount of air flowing into and out of the air chamber is large, and the responsiveness of clutch disconnection and connection switching is low.
本発明は、上記のような課題を背景としてなされたものであり、クラッチの遮断及び接続の切り替えの応答性が向上されたクラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法を提供することを目的としている。 The present invention has been made against the background of the above problems, and an object of the present invention is to provide a clutch control device and a control method of the clutch control device with improved responsiveness of clutch disconnection and connection switching. .
本発明に係るクラッチ制御装置は、車両のクラッチの接続と遮断を行うクラッチ制御装置であって、シリンダー及びピストンによって形成される空気室の給気路に設けられた給気弁と、空気室の排気路に設けられた排気弁と、クラッチの遮断のために、給気弁を開いて、圧縮空気を給気路から空気室に流入させる増圧動作と、クラッチの接続のために、排気弁を開いて、圧縮空気を空気室から排気路に流出させる減圧動作と、を実行する制御部と、を備え、制御部は、減圧動作を開始して、クラッチが接続された後、空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁を閉じて、減圧動作を終了するものである。 A clutch control device according to the present invention is a clutch control device for connecting and disconnecting a clutch of a vehicle, wherein an air supply valve provided in an air supply passage of an air chamber formed by a cylinder and a piston, An exhaust valve provided in the exhaust passage, and a pressure increasing operation for opening compressed air to flow into the air chamber from the air supply passage for shutting off the clutch, and an exhaust valve for connecting the clutch And a decompression operation for causing the compressed air to flow out from the air chamber to the exhaust passage, and the control portion starts the decompression operation, and after the clutch is connected, The exhaust valve is closed in a state where the pressure is higher than the atmospheric pressure, and the decompression operation is finished.
本発明に係るクラッチ制御装置の制御方法は、シリンダー及びピストンによって形成される空気室の給気路に設けられた給気弁と、空気室の排気路に設けられた排気弁と、を備えた、車両のクラッチの接続と遮断を行うクラッチ制御装置の制御方法であって、クラッチの遮断のために、給気弁を開いて、圧縮空気を給気路から空気室に流入させる増圧ステップと、クラッチの接続のために、排気弁を開いて、圧縮空気を空気室から排気路に流出させる減圧ステップと、を備え、減圧ステップを開始して、クラッチが接続された後、空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁を閉じて、減圧ステップを終了するものである。 A control method for a clutch control device according to the present invention includes an air supply valve provided in an air passage of an air chamber formed by a cylinder and a piston, and an exhaust valve provided in an exhaust passage of the air chamber. A method of controlling a clutch control device for connecting and disconnecting a clutch of a vehicle, the pressure increasing step of opening a supply valve and allowing compressed air to flow into the air chamber from the supply passage in order to disconnect the clutch; A pressure reducing step for opening the exhaust valve for connecting the clutch and allowing the compressed air to flow out of the air chamber to the exhaust passage, and after the clutch is connected, the pressure of the air chamber is started. The exhaust valve is closed in a state where the pressure is higher than the atmospheric pressure, and the pressure reduction step is completed.
本発明に係るクラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法は、減圧動作を開始して、クラッチが接続された後、空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁を閉じて、減圧動作を終了するため、流入出させる空気の量を抑制して、クラッチの接続と遮断との切り替えの応答性を向上することができる。 According to the clutch control device and the control method of the clutch control device according to the present invention, after the pressure reducing operation is started and the clutch is connected, the exhaust valve is closed in a state where the pressure of the air chamber is higher than the atmospheric pressure. Thus, since the pressure reducing operation is terminated, the amount of air flowing in and out can be suppressed, and the responsiveness of switching between connection and disconnection of the clutch can be improved.
以下、本発明に係るクラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法について、図面を用いて説明する。
なお、以下で説明する構成、動作等は、一例であり、本発明に係るクラッチ制御装置及びクラッチ制御装置の制御方法は、そのような構成、動作等である場合に限定されない。
また、各図において、詳細部分の図示が適宜簡略化又は省略されている。また、重複する説明が、適宜簡略化又は省略されている。
Hereinafter, a clutch control device and a control method of the clutch control device according to the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the configuration, operation, and the like described below are examples, and the clutch control device and the control method of the clutch control device according to the present invention are not limited to the configuration, operation, and the like.
Moreover, in each figure, illustration of a detailed part is simplified or abbreviate | omitted suitably. In addition, overlapping descriptions are simplified or omitted as appropriate.
実施の形態1.
<トランスミッションシステム200の全体構成>
図1は、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100を含むトランスミッションシステム200の概要構成図である。
本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100を含むトランスミッションシステム200は、AMT(Automated Manual Transmission)システムを採用している。AMTシステムでは、クラッチ2の接続と遮断とが、搭乗者のクラッチペダルの操作で切り替わるのではなく、自動制御で切り替わる。
<Overall configuration of
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a
トランスミッションシステム200は、例えば自動車及びトラック等の車両に搭載され、エンジン1とトランスミッション3(変速機)との間に介在するクラッチ2を制御するクラッチ制御装置100を備えている。例えば、車両は、トランスミッション3に接続されるプロペラシャフト4Aと、プロペラシャフト4Aに回転力が伝達されるドライブシャフト4Bと、ドライブシャフト4Bに接続されている車輪4Cとを備えている。
The
トランスミッションシステム200は、動力を発生するエンジン1と、エンジン1で発生した動力をトランスミッション3に伝達する状態(接続状態)と伝達しない状態(遮断状態)との切り替えをするクラッチ2と、複数のギアを含むトランスミッション3と、を備えている。
また、トランスミッションシステム200は、エンジン1の動作に用いる動力装置EAと、クラッチ2の動作に用いるクラッチアクチュエータCAと、トランスミッション3の動作に用いるシフトアクチュエータSAとを備えている。動力装置EAは、例えば、燃料点火装置、燃料噴射弁及びスロットルバルブ等といったエンジン1を動かす構成を備えている。クラッチアクチュエータCAの動作が制御されることでクラッチ2の接続と遮断との切り替えが制御される。シフトアクチュエータSAの動作が制御されることでトランスミッション3の変速が制御される。
また、トランスミッションシステム200は、動力装置EA、クラッチアクチュエータCA及びシフトアクチュエータSAを制御する制御部5を備えている。
The
The
The
さらに、トランスミッションシステム200は、例えば運転状態等を車両の搭乗者に報知するディスプレイ6と、トランスミッション3の変速を行う際に用いるシフトチェンジレバー7と、エンジン1を駆動する際に用いるアクセルペダル8とを備えている。
Furthermore, the
<クラッチ制御装置100の構成説明>
図2は、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の概要構成図である。
クラッチ制御装置100は、クラッチ2の接続と遮断とを切り替えるクラッチアクチュエータCAを含む。クラッチアクチュエータCAは、本体9と、本体9に連結されたシリンダー10と、シリンダー10内に形成される空気室R1及び大気室R2と、シリンダー10に移動自在に設けられているピストン11とを備えている。また、クラッチ制御装置100は、本体9に設けられている調整弁12と、本体9に設けられている逆止弁13及び逆止弁14と、クラッチ2がピストン11を本体9側に付勢する力(つまり、クラッチ2の負荷)に抗してピストン11を本体9の逆側に付勢する弾性部材15とを備えている。なお、調整弁12は、給気弁SV及び排気弁EVを含む。そして、給気弁SVは、第1の弁機構12A及び第2の弁機構12Bを含む。また、排気弁EVは、第1の弁機構12C及び第2の弁機構12Dを含む。
<Description of Configuration of
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the
また、クラッチアクチュエータCAは、空気室R1に流入させる圧縮空気が流れる給気路16と、空気室R1から大気室R2へ排出される圧縮空気が流れる排気路17とを含む。給気弁SVは給気路16に設けられ、排気弁EVは排気路17に設けられている。なお、給気路16は、圧縮空気を生成するコンプレッサー(図示省略)等に接続されている。
The clutch actuator CA includes an
さらに、クラッチ制御装置100は、制御部5に検出信号を出力する検出部Sを含む。検出部Sは、クラッチアクチュエータCAに設けられ、ピストン11の位置を検出するストロークセンサS1と、トランスミッション3のいずれのギアを用いているかを検出するギアポジションセンサS2(図4参照)とを備えている。ストロークセンサS1及びギアポジションセンサS2は、各種の方式のものを用いることができ、例えば磁石及びこの磁石の磁束を検出するホール素子等で構成することができる。
Furthermore, the
<クラッチアクチュエータCAの構造説明>
図3は、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100のクラッチアクチュエータCAの断面説明図である。
図3を参照しつつ、クラッチアクチュエータCAの構造について説明する。なお、図3に示す方向DR1及び方向DR2はピストン11の移動方向であり、方向DR1と方向DR2とは逆の方向である。また、以下の説明において、一方及び一方側は方向DR1に対応し、他方及び他方側は方向DR2に対応している。
<Description of structure of clutch actuator CA>
FIG. 3 is a cross-sectional explanatory view of the clutch actuator CA of the
The structure of the clutch actuator CA will be described with reference to FIG. Note that a direction DR1 and a direction DR2 shown in FIG. 3 are movement directions of the
クラッチアクチュエータCAは、本体9と、空気室R1及び大気室R2を形成する筒状のシリンダー10とを備えている。また、クラッチアクチュエータCAは、空気室R1と大気室R2とを区画するようにシリンダー10内に設けられているピストン11と、一方の端部が本体9に当接し、他方の端部がピストン11に当接し、自然長よりも圧縮された状態で配設されている弾性部材15とを備えている。
The clutch actuator CA includes a
本体9には、調整弁12が設けられている。調整弁12は、例えば、通電状態で開き非通電状態で閉じる電磁弁で構成することができる。給気弁SVに対応する第1の弁機構12A及び第2の弁機構12Bは、開弁状態での空気の通過面積が互いに異なっている。第1の弁機構12Aの方が第2の弁機構12Bよりも、空気の通過面積が大きい。また、排気弁EVに対応する第1の弁機構12C及び第2の弁機構12Dも、開弁状態での空気の通過面積が互いに異なっている。第1の弁機構12Cの方が第2の弁機構12Dよりも、空気の通過面積が大きい。
The
また、本体9には、方向DR1に沿って窪む凹部9Aが形成されている。また、凹部9Aには、ピストン11の一部が挿入されている。
Further, the
また、本体9は、ストロークセンサS1のホール素子が設けられた検出モジュールMoを有している。検出モジュールMoは、凹部9Aの外側に配置されている。
Moreover, the
シリンダー10内には、一方側に空気室R1が形成され、他方側に大気室R2が形成されている。具体的には、空気室R1は、シリンダー10の内周面と、ピストン11の一方側の面とによって区画されている。また、大気室R2は、シリンダー10の内周面と、ピストン11の他方側の面とによって区画されている。シリンダー10の他方側の端面には、逆止弁14が接続されている。シリンダー10には、ピストン11の移動範囲を規制する縮径部10Aが形成されている。
In the
ピストン11は、シリンダー10の内周面と接触するように設けられたピストンプレート11Aと、ピストンプレート11Aの中心部に接続されているピストンロッド11Bとを備えている。ピストンプレート11Aの外周面がシリンダー10の内周面と接触しており、空気室R1の空気が、ピストンプレート11Aの外周面とシリンダー10の内周面との隙間から大気室R2に流れ込むことが抑制される。ピストンプレート11Aの一方側の面には、本体9の凹部9Aに挿入される凸部11A1が形成されている。
The
凸部11A1には、ストロークセンサS1の磁石Mgが設けられている。
The
ピストンロッド11Bは、一端がピストンプレート11Aの他方側の面に接続され、他端がシリンダー10外に位置している。ピストンプレート11Aが移動することでピストンロッド11Bが移動し、その結果、クラッチ2の接続と遮断とを切り替えることができる。
One end of the
弾性部材15は、本体9側から縮径部10A側にピストン11を付勢するものである。空気室R1内に圧縮空気が流入すると、クラッチ2の負荷に抗してピストン11が本体9側から縮径部10A側に移動する。空気室R1から大気室R2へ圧縮空気が排出されると、弾性部材15の力に抗してピストン11が縮径部10A側から本体9側に移動する。弾性部材15は、例えばバネで構成することができる。弾性部材15は空気室R1内に配置され、また、弾性部材15の内側には、凸部11A1が位置している。
The
<制御部5の構成例>
図4は、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100を含むトランスミッションシステム200が備えている各種センサ、制御部5及び各種アクチュエータの機能ブロック図である。図5は、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の制御部5の機能ブロック図である。
図4及び図5を参照しつつ、制御部5の構成例について説明する。
<Configuration Example of
FIG. 4 is a functional block diagram of various sensors, the
A configuration example of the
制御部5は、検出部Sの検出信号等に基づいてクラッチアクチュエータCA及びシフトアクチュエータSAを制御するトランスミッションコントロール部5Aと、アクセルペダル8の踏み込み量に対応するアクセルペダル信号及びエンジン1の回転速度信号等の各種信号に基づいてエンジン1の制御を実行するエンジンコントロール部5Bと、各種情報を記憶する記憶部5Cとを備えている。
制御部5は、クラッチアクチュエータCAの制御の実行にあたり、調整弁12に通電するか否かについての制御を実行している。このため、クラッチアクチュエータCAを制御することは、調整弁12を制御することに対応する。
The
When the control of the clutch actuator CA is performed, the
なお、トランスミッションコントロール部5Aと、エンジンコントロール部5Bと、が別々に設けられてもよく、また、トランスミッションコントロール部5AのクラッチアクチュエータCAを制御する部分と、シフトアクチュエータSAを制御する部分と、が別々に設けられてもよい。
また、制御部5の一部又は全ては、例えば、マイコン、マイクロプロセッサユニット等で構成されていてもよく、また、ファームウェア等の更新可能なもので構成されていてもよく、また、CPU等からの指令によって実行されるプログラムモジュール等であってもよい。
The transmission control unit 5A and the engine control unit 5B may be provided separately, and the part for controlling the clutch actuator CA and the part for controlling the shift actuator SA of the transmission control part 5A are separately provided. May be provided.
In addition, a part or all of the
(トランスミッションコントロール部5A)
トランスミッションコントロール部5Aは、調整弁12の通電及び非通電の切り替えを実行する弁制御部5A1と、弁制御部5A1における通電及び非通電の切り替えのタイミングを決定するタイミング決定部5A2とを備えている。また、トランスミッションコントロール部5Aは、トランスミッション3の複数のギアの使用頻度を算出するギア使用頻度算出部5A3と、シフトアクチュエータSAを制御するシフトアクチュエータ制御部5A4とを備えている。
(Transmission control unit 5A)
The transmission control unit 5A includes a valve control unit 5A1 that performs switching between energization and de-energization of the
弁制御部5A1は、調整弁12の通電及び非通電を切り替えて、増圧動作及び減圧動作を実行する。
ここで、増圧動作とは、クラッチ2の遮断のために、給気弁SVを開いて、圧縮空気を給気路16から空気室R1に流入させる動作を指している。増圧動作では、排気弁EVが閉じられる。
また、減圧動作とは、クラッチ2の接続のために、排気弁EVを開いて、圧縮空気を空気室R1から排気路17に流出させる動作を指している。減圧動作では、給気弁SVが閉じられる。
The valve control unit 5A1 switches between energization and non-energization of the regulating
Here, the pressure increasing operation refers to an operation of opening the air supply valve SV and injecting compressed air from the
Further, the decompression operation refers to an operation of opening the exhaust valve EV and causing the compressed air to flow out from the air chamber R1 to the
減圧動作において排気路17に流出した空気は、大気室R2及び逆止弁14を通過し、クラッチアクチュエータCAの外側の空間(大気)に排出される。このため、排気弁EVを開いたときにおいて、空気室R1は、排気路17、大気室R2及びクラッチアクチュエータCAの外側の空間に連通することになる。つまり、排気弁EVが開いたままであると、空気室R1の圧力は、大気圧と等しくなる。
The air that has flowed out into the
タイミング決定部5A2は、排気弁EVを開いてクラッチ2を接続した後に排気弁EVを閉じるタイミング(以下、タイミングTと称する)を決定する。このタイミングTは、弁制御部5A1が減圧動作を開始して、クラッチ2が接続された後、空気室R1の圧力が大気圧よりも高い圧力状態で減圧動作が終了するようなタイミングに決定される。つまり、このタイミングTの直後では、クラッチ2が接続されており、排気弁EVが閉じられており、且つ、空気室R1の圧力が大気圧よりも高い圧力である。
The timing determination unit 5A2 determines the timing (hereinafter referred to as timing T) for closing the exhaust valve EV after the exhaust valve EV is opened and the
タイミング決定部5A2は、タイミングTを、ピストン11の位置に応じて決定している。すなわち、タイミング決定部5A2は、ストロークセンサS1の検出信号に基づいてピストン11の位置を取得して、排気弁EVを閉じるタイミングTを決定する。
The timing determination unit 5A2 determines the timing T according to the position of the
ピストン11の位置からクラッチ2が接続されたか否かが分かる。なお、クラッチ制御装置100の始動時に実行されるオフセット動作によって、ピストン11の位置の原点は、クラッチ2の摩耗量が加味された位置に設定されている。
また、ピストン11の位置から弾性部材15の変形量x(例えば、空気室R1の圧力が大気圧である状態を基準とする、弾性部材15の変形量x)が定まり、また、弾性部材15の弾性定数kを例えば一定とすれば、弾性部材15がピストン11を押す力F(F=k×x)の変化量(例えば、空気室R1の圧力が大気圧である状態を基準とする、押す力Fの変化量)が定まる。そのため、押す力Fの変化量及びピストン11の表面積から、空気室R1の圧力の変化量(例えば、空気室R1の圧力が大気圧である状態を基準とする、空気室R1の圧力の変化量)が定まる。
つまり、ストロークセンサS1の検出信号に対応するピストン11の位置データから、クラッチ2が接続されたか否かが定まり、また、空気室R1の圧力が大気圧よりも高い圧力であるか否かが定まる。
したがって、タイミング決定部5A2は、タイミングTを、ピストン11の位置に応じて決定することができる。
It can be seen from the position of the
Further, the deformation amount x of the elastic member 15 (for example, the deformation amount x of the
That is, it is determined from the position data of the
Therefore, the timing determination unit 5A2 can determine the timing T according to the position of the
タイミング決定部5A2は、空気の通過面積が大きい第1の弁機構12Cを閉じるタイミングTと、空気の通過面積が小さい第2の弁機構12Dを閉じるタイミングTと、を異なるタイミングに決定する。
The timing determination unit 5A2 determines the timing T for closing the
例えば、タイミング決定部5A2は、第1の弁機構12Cを閉じるタイミングTよりも、第2の弁機構12Dを閉じるタイミングTが後になるように決定する。
For example, the timing determination unit 5A2 determines the timing T for closing the
タイミング決定部5A2は、タイミングTを、減圧動作によってクラッチ2と接続されるトランスミッション3のギアに応じて変化させる。具体的には、タイミング決定部5A2は、ギア使用頻度算出部5A3の算出する各ギアの使用頻度を用いて、使用頻度の高いギアがクラッチ2と接続される場合に、使用頻度の低いギアがクラッチ2と接続される場合と比較して、排気弁EVを閉じるタイミングTを早くする。また、タイミング決定部5A2は、変速比の高いギアがクラッチ2と接続される場合に、変速比の低いギアがクラッチ2と接続される場合と比較して、排気弁EVを閉じるタイミングTを早くしてもよい。なお、タイミングTを早くするということは、空気室R1の圧力をより高く保つことを指す。
The timing determination unit 5A2 changes the timing T according to the gear of the
例えば、変速比の高いギア(例えば1速等)がクラッチ2と接続される場合の第1の弁機構12Cを閉じるタイミングをタイミングT1とし、第2の弁機構12Dを閉じるタイミングをタイミングT2とする。また、変速比の低いギア(例えば6速等)がクラッチ2と接続される場合の第1の弁機構12Cを閉じるタイミングをタイミングT3とし、第2の弁機構12Dを閉じるタイミングをタイミングT4とする。このとき、タイミングT1はタイミングT3よりも早く、タイミングT2はタイミングT4よりも早い。
For example, the timing at which the
ギア使用頻度算出部5A3は、ギアポジションセンサS2の検出信号に基づいて、いずれの変速比のギアの使用頻度を算出する。ここで、使用頻度としては、例えば、シフトチェンジによってギアを用いることになった回数を採用することもできるし、ギアを使用している時間の積算を採用することもできる。また、車両の搭乗者によって頻繁に用いるギアが異なることがあるため、ギア使用頻度算出部5A3は、車両の搭乗者に応じた使用頻度を算出してもよい。 The gear use frequency calculation unit 5A3 calculates the use frequency of the gear of any gear ratio based on the detection signal of the gear position sensor S2. Here, as the frequency of use, for example, the number of times the gear has been used due to a shift change can be adopted, or the integration of the time during which the gear is used can be adopted. Moreover, since the gear used frequently may differ with the passengers of a vehicle, the gear usage frequency calculation part 5A3 may calculate the usage frequency according to the passenger of the vehicle.
シフトアクチュエータ制御部5A4は、トランスミッション3の変速を実行する。タイミング決定部5A2は、シフトアクチュエータSAの変速のタイミングを、弁制御部5A1によって給気弁SVが開かれるタイミングより後に設定する。
The shift actuator controller 5A4 executes a shift of the
<動作説明>
図6は、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100のクラッチアクチュエータCAの空気室R1に圧縮空気を流入させる場合のクラッチアクチュエータCAの動作説明図である。図7は、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100のクラッチアクチュエータCAの空気室R1から大気室R2へ圧縮空気を排出する場合のクラッチアクチュエータCAの動作説明図である。
図6及び図7を参照しつつ、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の動作について説明する。なお、図6及び図7の点線の矢印は、空気の流れを示している。
<Description of operation>
FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the clutch actuator CA when compressed air is caused to flow into the air chamber R1 of the clutch actuator CA of the
The operation of the
クラッチ制御装置100は、クラッチ2を接続する場合に増圧動作を実行する。増圧動作では、給気弁SVが開かれる。これにより、コンプレッサー(図示省略)から給気路16を介して空気室R1に圧縮空気が流入する。また、増圧動作では、排気弁EVが閉じられる。これにより、空気室R1の空気は排気路17に流出しない。
The
圧縮空気が空気室R1に流入して空気室R1内の圧力が高まると、空気室R1の空気がピストン11を押す力が増加する。そして、このピストン11を押す力がクラッチ2の負荷に抗し、ピストン11が方向DR2に沿って移動する。
When the compressed air flows into the air chamber R1 and the pressure in the air chamber R1 increases, the force with which the air in the air chamber R1 pushes the
なお、ピストン11が方向DR2に沿って移動すると、大気室R2の容積が小さくなるため、大気室R2の圧力が高まるように作用する。そのため、逆止弁14が開いて、大気室R2の空気が、クラッチアクチュエータCAの外側に流出する。
Note that, when the
クラッチ制御装置100は、クラッチ2を遮断する場合に減圧動作を実行する。減圧動作では、排気弁EVが開かれる。これにより、空気室R1の圧縮空気が排気路17を介して大気室R2に流出する。さらに、大気室R2内の空気は、逆止弁14を通過してクラッチアクチュエータCAの外側に流出する。また、減圧動作では、給気弁SVが閉じられる。これにより、空気室R1内には圧縮空気が流入しない。
The
空気室R1から排気路17に圧縮空気が流出して空気室R1内の圧力が低下すると、空気室R1の空気がピストン11を押す力が減少する。そして、クラッチ2の負荷により、ピストン11が方向DR1に沿って移動する。
When compressed air flows out from the air chamber R1 to the
クラッチ制御装置100では、ピストン11が方向DR1に沿って移動している際において、クラッチ2が接続した後に、空気室R1の圧力が大気圧よりも高い圧力になっている状態で、排気弁EVが閉じられる。
In the
<本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の有する効果>
本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100は、シリンダー10及びピストン11によって形成される空気室R1の給気路16に設けられた給気弁SVと、空気室R1の排気路17に設けられた排気弁EVと、クラッチ2の遮断のために、給気弁SVを開いて、圧縮空気を給気路16から空気室R1に流入させる増圧動作と、クラッチ2の接続のために、排気弁EVを開いて、圧縮空気を空気室R1から排気路17に流出させる減圧動作と、を実行する制御部5と、を備え、制御部5は、減圧動作を開始して、クラッチ2が接続された後、空気室R1の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁EVを閉じて、減圧動作を終了する。
このため、接続したクラッチ2を遮断し直す際において、空気室R1に流入させる空気の量を抑制することができる。つまり、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100では、流入出させる空気の量を抑制して、クラッチ2の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することができる。
<Effects of
The
For this reason, when the clutch 2 connected again is disconnected, the amount of air flowing into the air chamber R1 can be suppressed. That is, in the
好ましくは、給気弁SV及び排気弁EVのうちの少なくとも一方は、通電状態で開き非通電状態で閉じる電磁弁である。本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100では、流入出させる空気の量を抑制することができる分、給気弁SV及び排気弁EVを開く時間を短くすることができる。すなわち、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100は、通電状態で開き非通電状態で閉じる電磁弁の通電時間を短縮して、長寿命化することができる。
Preferably, at least one of the supply valve SV and the exhaust valve EV is an electromagnetic valve that opens in an energized state and closes in a non-energized state. In the
好ましくは、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の制御部5は、減圧動作において排気弁EVを閉じるタイミングTを、ピストン11の位置に応じて決定する。クラッチ制御装置100では、クラッチ2の摩耗によるピストン11の位置のずれをストロークセンサS1で検出し、その位置のずれをオフセットした上で、クラッチ2が接続されたか否かを判別する。そして、排気弁EVを閉じるタイミングTを、クラッチ2が接続されたか否かの判別に用いられるストロークセンサS1の検出信号を用いて、決定することができるため、装置構成の複雑化を抑制することができる。
Preferably, the
好ましくは、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の排気弁EVは、空気の通過面積が互いに異なる複数の弁機構(第1の弁機構12C及び第2の弁機構12D)を含み、制御部5は、減圧動作において排気弁EVを閉じる際に、空気の通過面積が大きい弁機構(第1の弁機構12C)を閉じた後に、空気の通過面積が小さい弁機構(第2の弁機構12D)を閉じる。このため、空気の通過面積が大きい弁機構によって、空気室R1から流出させるべき空気の大部分をすみやかに流出させ、空気の通過面積が小さい弁機構によって、空気室R1から流出させるべき空気の残りの部分を徐々に流出させることができる。したがって、空気室R1の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁EVを閉じることを高精度化することと、減圧動作を高速化することと、が両立される。
Preferably, the exhaust valve EV of the
好ましくは、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の制御部5は、減圧動作において排気弁EVを閉じるタイミングTを、減圧動作によってクラッチ2と接続されるトランスミッション3のギアに応じて変化させる。
Preferably, the
例えば、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の制御部5は、変速比の高いギアがクラッチ2と接続される場合に、変速比の低いギアがクラッチ2と接続される場合と比較して、減圧動作において排気弁EVを閉じるタイミングTを早くする。ここで、一般的に、変速比が高いギアでは、変速比が低いギアよりも、減圧動作から増圧動作に移行するまでの間隔が短くなる傾向にあり、また、使用頻度が高くなる傾向にある。そのため、そのような動作によって、クラッチ2の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することへの寄与が大きいギアについて集中的にその向上を図り、クラッチ2の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することへの寄与が小さいギアについては、クラッチ2の接続の確実性を確保することが優先されることとなって、応答性の向上と確実性の確保との両立が図られる。
For example, the
また、例えば、本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の制御部5は、使用頻度の高いギアがクラッチ2と接続される場合に、使用頻度の低いギアがクラッチ2と接続される場合と比較して、減圧動作において排気弁EVを閉じるタイミングTを早くする。そのような動作によって、クラッチ2の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することへの寄与が大きいギアについて集中的にその向上を図り、クラッチ2の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することへの寄与が小さいギアについては、クラッチ2の接続の確実性を確保することが優先されることとなって、応答性の向上と確実性の確保との両立が図られる。
Further, for example, the
本実施の形態1に係るクラッチ制御装置100の制御方法は、クラッチ2の遮断のために、給気弁SVを開いて、圧縮空気を給気路16から空気室R1に流入させる増圧ステップと、クラッチ2の接続のために、排気弁EVを開いて、圧縮空気を空気室R1から排気路17に流出させる減圧ステップと、を備え、減圧ステップを開始して、クラッチ2が接続された後、空気室R1の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で排気弁EVを閉じて、減圧ステップを終了する。このため、クラッチ制御装置100の制御にあたって、流入出させる空気の量を抑制して、クラッチ2の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することができる。
The control method of the
実施の形態2.
以下では、実施の形態1と重複する説明を省略し、異なる部分のみを説明する。
Below, the description which overlaps with
<クラッチ制御装置100の構成説明>
図8は、本実施の形態2に係るクラッチ制御装置100の概要構成図である。
<Description of Configuration of
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the
実施の形態2に係るクラッチ制御装置100の検出部Sは、ストロークセンサS1及びギアポジションセンサS2に加えて、クラッチアクチュエータCAに設けられ、空気室R1の圧力を検出する圧力センサS3を備えている。なお、圧力センサS3は、各種のものを用いることができる。圧力センサS3は、例えば、シリンダー10のうち空気室R1が形成されている部分に配置される。
In addition to the stroke sensor S1 and the gear position sensor S2, the detection unit S of the
<制御部5の構成例>
図9は、本実施の形態2に係るクラッチ制御装置100を含むトランスミッションシステム200が備えている各種センサ、制御部5及び各種アクチュエータの機能ブロック図である。
<Configuration Example of
FIG. 9 is a functional block diagram of various sensors, the
(トランスミッションコントロール部5A)
タイミング決定部5A2は、減圧動作において排気弁EVを閉じるタイミングTを、更に空気室R1の圧力に応じて決定する。すなわち、制御部5は、ストロークセンサS1の検出信号に基づくピストン11の位置データに加えて、圧力センサS3の検出信号に基づく空気室R1の圧力データを用いて、排気弁EVを閉じるタイミングTを決定する。
(Transmission control unit 5A)
The timing determination unit 5A2 further determines a timing T for closing the exhaust valve EV in the pressure reducing operation according to the pressure of the air chamber R1. That is, the
ピストン11の位置からクラッチ2が接続されたか否かが分かる。なお、クラッチ制御装置100の始動時に実行されるオフセット動作によって、ピストン11の位置の原点は、クラッチ2の摩耗量が加味された位置に設定されている。
また、ピストン11が方向DR1に沿って更に移動する際には、空気室R1の圧力が、ピストン11が原点に位置する状態またはクラッチ2が接続される状態での空気室R1の圧力に対して低くなる。そして、その低下量が所定の基準圧力以下である場合には、ピストン11が、空気室R1の圧力が大気圧になる位置よりも手前側(方向DR2側)に位置していると判定することができる。なお、基準圧力は、クラッチ2の摩耗量が最大になる状態でも、ピストン11が、空気室R1の圧力が大気圧になる位置まで移動しない値に設定されればよい。
つまり、ストロークセンサS1の検出信号に基づくピストン11の位置データから、クラッチ2が接続されたか否かが定まり、また、その位置データと空気室R1の圧力データとから、空気室R1の圧力が大気圧よりも高い圧力であるか否かが定まる。
したがって、タイミング決定部5A2は、タイミングTを、ピストン11の位置と空気室R1の圧力に応じて決定することができる。
It can be seen from the position of the
When the
That is, whether or not the clutch 2 is connected is determined from the position data of the
Therefore, the timing determination unit 5A2 can determine the timing T according to the position of the
<本実施の形態2に係るクラッチ制御装置100の有する効果>
好ましくは、本実施の形態2に係るクラッチ制御装置100の制御部5は、減圧動作において排気弁EVを閉じるタイミングTを、ピストン11の位置と空気室R1の圧力とに応じて決定する。クラッチ制御装置100では、クラッチ2の摩耗によるピストン11の位置のずれをストロークセンサS1で検出し、その位置のずれをオフセットした上で、クラッチ2が接続されたか否かを判別する。そして、排気弁EVを閉じるタイミングTが、空気室R1の圧力を直接的に検出する圧力センサS3の検出信号を用いて決定されるため、流入出させる空気の量を抑制して、クラッチ2の接続と遮断との切り替えの応答性を向上することが確実化される。
<Effects of
Preferably, the
1 エンジン、2 クラッチ、3 トランスミッション、4A プロペラシャフト、4B ドライブシャフト、4C 車輪、5 制御部、5A トランスミッションコントロール部、5A1 弁制御部、5A2 タイミング決定部、5A3 ギア使用頻度算出部、5A4 シフトアクチュエータ制御部、5B エンジンコントロール部、5C 記憶部、6 ディスプレイ、7 シフトチェンジレバー、8 アクセルペダル、9 本体、9A 凹部、10 シリンダー、10A 縮径部、11 ピストン、11A ピストンプレート、11A1 凸部、11B ピストンロッド、12 調整弁、12A 第1の弁機構、12B 第2の弁機構、12C 第1の弁機構、12D 第2の弁機構、13 逆止弁、14 逆止弁、15 弾性部材、16 給気路、17 排気路、100 クラッチ制御装置、200 トランスミッションシステム、CA クラッチアクチュエータ、DR1 方向、DR2 方向、EA 動力装置、EV 排気弁、Mg 磁石、Mo 検出モジュール、R1 空気室、R2 大気室、S 検出部、S1 ストロークセンサ、S2 ギアポジションセンサ、S3 圧力センサ、SA シフトアクチュエータ、SV 給気弁。 1 engine, 2 clutch, 3 transmission, 4A propeller shaft, 4B drive shaft, 4C wheel, 5 control unit, 5A transmission control unit, 5A1 valve control unit, 5A2 timing determination unit, 5A3 gear usage frequency calculation unit, 5A4 shift actuator control Part, 5B engine control part, 5C storage part, 6 display, 7 shift change lever, 8 accelerator pedal, 9 body, 9A concave part, 10 cylinder, 10A reduced diameter part, 11 piston, 11A piston plate, 11A1 convex part, 11B piston Rod, 12 Adjustment valve, 12A 1st valve mechanism, 12B 2nd valve mechanism, 12C 1st valve mechanism, 12D 2nd valve mechanism, 13 Check valve, 14 Check valve, 15 Elastic member, 16 Supply Air path, 17 exhaust path , 100 clutch control device, 200 transmission system, CA clutch actuator, DR1 direction, DR2 direction, EA power unit, EV exhaust valve, Mg magnet, Mo detection module, R1 air chamber, R2 atmospheric chamber, S detection unit, S1 stroke sensor , S2 gear position sensor, S3 pressure sensor, SA shift actuator, SV air supply valve.
Claims (10)
シリンダー及びピストンによって形成される空気室の給気路に設けられた給気弁と、
前記空気室の排気路に設けられた排気弁と、
前記クラッチの遮断のために、前記給気弁を開いて、圧縮空気を前記給気路から前記空気室に流入させる増圧動作と、
前記クラッチの接続のために、前記排気弁を開いて、圧縮空気を前記空気室から前記排気路に流出させる減圧動作と、
を実行する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記減圧動作を開始して、前記クラッチが接続された後、前記空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で前記排気弁を閉じて、前記減圧動作を終了する、
クラッチ制御装置。 A clutch control device for connecting and disconnecting a vehicle clutch,
An air supply valve provided in the air passage of the air chamber formed by the cylinder and the piston;
An exhaust valve provided in an exhaust passage of the air chamber;
In order to disengage the clutch, the air supply valve is opened, and a pressure increasing operation for causing compressed air to flow into the air chamber from the air supply path;
A pressure reducing operation for opening the exhaust valve for connecting the clutch and causing compressed air to flow out from the air chamber to the exhaust path;
A control unit for executing
With
The controller starts the pressure reducing operation, closes the exhaust valve in a state where the pressure of the air chamber is higher than atmospheric pressure after the clutch is connected, and ends the pressure reducing operation. To
Clutch control device.
前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを、前記ピストンの位置に応じて決定する、
請求項1に記載のクラッチ制御装置。 The controller is
The timing for closing the exhaust valve in the decompression operation is determined according to the position of the piston.
The clutch control device according to claim 1.
前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを、更に前記空気室の圧力に応じて決定する、
請求項2に記載のクラッチ制御装置。 The controller is
The timing for closing the exhaust valve in the decompression operation is further determined according to the pressure of the air chamber.
The clutch control device according to claim 2.
請求項1〜3のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。 The air supply valve is an electromagnetic valve that opens in an energized state and closes in a non-energized state.
The clutch control apparatus as described in any one of Claims 1-3.
請求項1〜4のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。 The exhaust valve is a solenoid valve that opens in an energized state and closes in a non-energized state.
The clutch control apparatus as described in any one of Claims 1-4.
前記制御部は、
前記減圧動作において前記排気弁を閉じる際に、空気の通過面積が大きい前記弁機構を閉じた後に、空気の通過面積が小さい前記弁機構を閉じる、
請求項1〜5のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。 The exhaust valve includes a plurality of valve mechanisms having different air passage areas,
The controller is
When closing the exhaust valve in the decompression operation, after closing the valve mechanism having a large air passage area, the valve mechanism having a small air passage area is closed.
The clutch control apparatus as described in any one of Claims 1-5.
前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを、前記減圧動作によって前記クラッチと接続されるトランスミッションのギアに応じて変化させる、
請求項1〜6のいずれか一項に記載のクラッチ制御装置。 The controller is
The timing for closing the exhaust valve in the decompression operation is changed according to the gear of the transmission connected to the clutch by the decompression operation.
The clutch control apparatus as described in any one of Claims 1-6.
変速比の高いギアが前記クラッチと接続される場合に、変速比の低いギアが前記クラッチと接続される場合と比較して、前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを早くする、
請求項7に記載のクラッチ制御装置。 The controller is
When a gear with a high gear ratio is connected to the clutch, the timing for closing the exhaust valve in the pressure reducing operation is earlier than when a gear with a low gear ratio is connected to the clutch.
The clutch control device according to claim 7.
使用頻度の高いギアが前記クラッチと接続される場合に、使用頻度の低いギアが前記クラッチと接続される場合と比較して、前記減圧動作において前記排気弁を閉じるタイミングを早くする、
請求項7又は8に記載のクラッチ制御装置。 The controller is
When a frequently used gear is connected to the clutch, the timing for closing the exhaust valve in the decompression operation is made earlier compared to a case where a less frequently used gear is connected to the clutch.
The clutch control device according to claim 7 or 8.
前記空気室の排気路に設けられた排気弁と、
を備えた、
車両のクラッチの接続と遮断を行うクラッチ制御装置の制御方法であって、
前記クラッチの遮断のために、前記給気弁を開いて、圧縮空気を前記給気路から前記空気室に流入させる増圧ステップと、
前記クラッチの接続のために、前記排気弁を開いて、圧縮空気を前記空気室から前記排気路に流出させる減圧ステップと、
を備え、
前記減圧ステップを開始して、前記クラッチが接続された後、前記空気室の圧力が大気圧よりも高い圧力になった状態で前記排気弁を閉じて、前記減圧ステップを終了する、
クラッチ制御装置の制御方法。 An air supply valve provided in the air passage of the air chamber formed by the cylinder and the piston;
An exhaust valve provided in an exhaust passage of the air chamber;
With
A control method of a clutch control device for connecting and disconnecting a clutch of a vehicle,
A pressure increasing step of opening the air supply valve to shut off the clutch and causing compressed air to flow into the air chamber from the air supply path;
A pressure reducing step for opening the exhaust valve and allowing compressed air to flow out from the air chamber to the exhaust passage for the connection of the clutch;
With
After the pressure reducing step is started and the clutch is connected, the exhaust valve is closed in a state where the pressure of the air chamber is higher than atmospheric pressure, and the pressure reducing step is ended.
Control method of clutch control device.
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