JP2018159431A - Clutch control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のクラッチ制御装置に関する。 The present invention relates to a clutch control device for a vehicle.
車両に搭載され機械式クラッチの断接を制御するクラッチ制御装置が知られている。例えば特許文献1には、給気用小開度電磁弁及び給気用大開度電磁弁、並びに、排気用小開度電磁弁及び排気用大開度電磁弁を備え、これらの電磁弁の駆動を制御することによってクラッチアクチュエータのピストンのストローク位置を調整しクラッチの断接を制御するクラッチ制御装置が開示されている。給気用及び排気用に小開度電磁弁及び大開度電磁弁を備えることにより給気流量及び排気流量をより緻密に調節することができる。このため制御応答性及び安定性に優れた自動クラッチ制御を実現することができる。 A clutch control device that is mounted on a vehicle and controls connection / disconnection of a mechanical clutch is known. For example, Patent Document 1 includes a small opening solenoid valve for supply air and a large opening solenoid valve for supply air, and a small opening solenoid valve for exhaust and a large opening solenoid valve for exhaust, and these solenoid valves are driven. A clutch control device is disclosed that controls the connection and disconnection of a clutch by adjusting the stroke position of a piston of a clutch actuator by controlling. By providing a small opening solenoid valve and a large opening solenoid valve for air supply and exhaust, the air supply flow rate and the exhaust flow rate can be adjusted more precisely. Therefore, automatic clutch control with excellent control response and stability can be realized.
しかしながら特許文献1に記載のクラッチ制御装置において、給気側又は排気側のいずれにおいても小開度電磁弁又は大開度電磁弁が故障した場合には故障していない電磁弁のみが初期設定された制御量で駆動制御されることになる。このため制御応答性が低下して走行フィーリングが悪化したり、クラッチを完全に断接することができなくなって自走不能な状況に陥ったりするおそれがある。 However, in the clutch control device described in Patent Document 1, when a small opening solenoid valve or a large opening solenoid valve fails on either the supply side or the exhaust side, only the solenoid valves that are not faulty are initialized. Drive control is performed with a controlled variable. For this reason, there is a possibility that the control responsiveness is lowered and the running feeling is deteriorated, or that the clutch cannot be completely connected / disengaged, and the vehicle cannot run by itself.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、給気側又は排気側において小開度電磁弁又は大開度電磁弁が故障した場合であっても制御応答性の低下を抑制し、また、クラッチの断接が完全に不可能になる状況を回避可能なクラッチ制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to control even when a small opening solenoid valve or a large opening solenoid valve fails on the air supply side or the exhaust side. It is an object of the present invention to provide a clutch control device that suppresses a decrease in responsiveness and avoids a situation in which clutch engagement / disconnection is completely impossible.
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、車両のクラッチの断接を行うクラッチ制御装置において、シリンダ及びピストンにより形成された作動室を有するクラッチアクチュエータと、作動室の給気路に設けられた給気調節部と、作動室の排気路に設けられた排気調節部と、給気調節部及び排気調節部の駆動を制御する制御部とを備え、給気調節部又は排気調節部の少なくとも一方は互いに異なる開度に設定された第1の弁及び第2の弁を有し、制御部は、第1の弁及び第2の弁を用いて作動室への給気量又は作動室からの排気量を調節し、第1の弁又は第2の弁のいずれか一方の弁が故障したときに当該一方の弁の制御量を他方の弁により補完するクラッチ制御装置が提供される。 In order to solve the above-described problems, according to an aspect of the present invention, in a clutch control device for connecting / disconnecting a clutch of a vehicle, a clutch actuator having a working chamber formed by a cylinder and a piston, and air supply to the working chamber An air supply adjustment unit provided in the passage, an exhaust adjustment unit provided in the exhaust passage of the working chamber, and a control unit that controls driving of the air supply adjustment unit and the exhaust adjustment unit. At least one of the adjusting units has a first valve and a second valve set at different opening degrees, and the control unit uses the first valve and the second valve to supply air to the working chamber. Alternatively, a clutch control device is provided that adjusts the amount of exhaust from the working chamber and supplements the control amount of one of the valves by the other valve when either the first valve or the second valve fails. Is done.
以上説明したように本発明によれば、給気側又は排気側において小開度電磁弁又は大開度電磁弁が故障した場合であっても制御応答性の低下を抑制し、また、クラッチの断接が完全に不可能になる状況を回避することができる。 As described above, according to the present invention, even when the small opening solenoid valve or the large opening solenoid valve fails on the air supply side or the exhaust side, it is possible to suppress a decrease in control responsiveness and to disengage the clutch. A situation where contact is completely impossible can be avoided.
以下に添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお本明細書及び図面において実質的に同一の機能構成を有する構成要素については同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
<1.車両の構成例>
まず図1を参照して本実施形態に係るクラッチ制御装置50を含む車両1の構成例を簡単に説明する。図1は車両1の動力伝達系を示す模式図である。
車両1は例えば自動車又は商用車である。本実施形態に係る車両1の動力伝達系はAMT(Automated Manual Transmission)システムとして構築されている。AMTシステムでは、クラッチ20の断接が、搭乗者のクラッチペダルの操作によらずに自動で制御される。
<1. Example of vehicle configuration>
First, a configuration example of the vehicle 1 including the
The vehicle 1 is, for example, an automobile or a commercial vehicle. The power transmission system of the vehicle 1 according to the present embodiment is constructed as an AMT (Automated Manual Transmission) system. In the AMT system, the connection / disconnection of the
車両1はエンジン5と、クラッチ20と、変速機40と、プロペラシャフト13と、ディファレンシャルギヤ15と、左右の駆動軸17L,17Rと、駆動輪19RL,19RRを備えている。クラッチ20は動力を発生するエンジン5の出力軸5aと変速機40の入力軸11との間で動力の伝達又は遮断を切り替える。変速機40は例えば複数のギヤ段を有し、ギヤ段を切り替えることで入力軸11に入力された回転力を所望の変速比で変換して出力する。ギヤ段の切り替えは図示しないギヤシフト制御装置により制御される。プロペラシャフト13は変速機40に接続されている。左右の駆動軸17L,17Rにはそれぞれ駆動輪19RL,19RRが接続されている。左右の駆動軸17L,17Rにはディファレンシャルギヤ15を介してプロペラシャフト13の回転力が伝達される。
The vehicle 1 includes an
また車両1の動力伝達系はクラッチ20の断接を切り替えるクラッチ制御装置50を備えている。クラッチ制御装置50はクラッチアクチュエータ30を含む。クラッチアクチュエータ30の動作は制御装置60により制御される。クラッチアクチュエータ30の動作が制御されることでクラッチ20の断接が制御される。図示しないギヤシフト制御装置によりギヤ段が切り替えられる際にはクラッチ20は切断される。またクラッチ20の接続時においてエンジン5により発生した動力が駆動輪19RL,19RRに伝達されて車両1が走行する。
The power transmission system of the vehicle 1 includes a
<2.クラッチ制御装置の構成例>
図2は本実施形態に係るクラッチ制御装置50の構成例を示す模式図である。
クラッチ制御装置50はクラッチアクチュエータ30と、駆動ユニット70と、制御装置60とを備えている。かかるクラッチ制御装置50はエア圧源80から供給されるエアをクラッチアクチュエータ30の作動室35に供給し又は作動室35から排出することでクラッチピストン33のストローク位置を調節しクラッチ20の断接を切り替える。
<2. Configuration example of clutch control device>
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration example of the
The
クラッチアクチュエータ30はシリンダ31と、シリンダ31内を軸方向に移動自在に設けられたクラッチピストン33と、シリンダ31及びクラッチピストン33により形成された作動室35とを備えている。クラッチピストン33は図示しないスプリングやダイヤフラム等の付勢部材により作動室35側(図2の右方向)に付勢されている。またクラッチアクチュエータ30はクラッチピストン33のストローク位置を検出するストロークセンサ51を有する。
The
かかるクラッチアクチュエータ30では作動室35にエアが供給されて作動室35内の圧力が上昇すると、付勢部材の付勢力に抗してクラッチピストン33が作動室35とは反対側に移動してクラッチ20が切断される。また作動室35内からエアが排出されると、付勢部材の付勢力によりクラッチピストン33が作動室35側に移動してクラッチ20が接続される。
In the
駆動ユニット70は給気調節部71及び排気調節部75を備える。給気調節部71は給気路81に設けられエア圧源80からクラッチアクチュエータ30の作動室35へのエアの供給量を調節する。給気調節部71は第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74を備える。給気調節部71において第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74は本発明の第1の弁及び第2の弁に相当する。排気調節部75は排気路83に設けられクラッチアクチュエータ30の作動室35からのエアの排出量を調節する。排気調節部75は第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78を備える。排気調節部75において第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78は本発明の第1の弁及び第2の弁に相当する。
The
第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74はそれぞれ開弁状態において所定の弁開度(エア通路面積)を有する電磁弁である。第1の給気電磁弁73の弁開度は第2の給気電磁弁74の弁開度よりも小さく設定されている。同様に第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78はそれぞれ開弁状態において所定の弁開度を有する電磁弁である。第1の排気電磁弁77の弁開度は第2の排気電磁弁78の弁開度よりも小さく設定されている。
The first
第1の給気電磁弁73、第2の給気電磁弁74、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78はいずれも電磁コイルへの通電を制御することによって開弁又は閉弁が切り替えられる。これらの第1の給気電磁弁73、第2の給気電磁弁74、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78は例えば非通電時に閉弁状態となる常閉型の電磁弁であってもよい。以下第1の給気電磁弁73、第2の給気電磁弁74、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78がいずれも常閉型の電磁弁であるものとして説明する。
The first
第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74はエア圧源80からクラッチアクチュエータ30の作動室35へエアを供給する給気路81に設けられている。エア圧源80は例えば圧縮エアを生成するコンプレッサであってもよい。給気路81は途中で2つの給気路81a,81bに分岐し、それぞれの給気路81a,81bが作動室35に通じるエア通路85に接続している。分岐した2つの給気路81a,81bのうちの一方の給気路81aに第1の給気電磁弁73が設けられ、他方の給気路81bに第2の給気電磁弁74が設けられている。
The first air supply
第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78は作動室35からエアを排出する排気路83に設けられている。排気路83は途中で2つの排気路83a,83bに分岐し、それぞれの排気路83a,83bが作動室35に通じるエア通路85に接続している。分岐した2つの排気路83a,83bのうちの一方の排気路83aに第1の排気電磁弁77が設けられ、他方の排気路83bに第2の排気電磁弁78が設けられている。
The first
これらの第1の給気電磁弁73、第2の給気電磁弁74、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78は、いずれも制御装置60により駆動が制御される。制御装置60は、例えばPWM(Pulse Width Modulation)制御によりこれらの電磁弁の駆動を制御する。制御装置60は、PWM制御により電磁弁の駆動を制御する場合、例えば一定の処理サイクルごとに当該処理サイクル全体の時間に対する通電時間の比である駆動デューティ比を設定し、それぞれの電磁弁の通電を制御する。つまり駆動デューティ比が大きいほど処理サイクル内での開弁時間が長くなり、給気量又は排気量が増大する。これによりクラッチアクチュエータ30のクラッチピストン33のストローク位置が変化してクラッチ20の断接が切り替えられる。
The driving of the first supply
<3.制御装置の構成例>
図3は本実施形態に係るクラッチ制御装置50の制御装置60の構成例を示すブロック図である。
制御装置60は主としてCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等のプロセッサと、RAM(Random Access Memory)やROM(Read Only Memory)等の記憶装置を備えて構成される。制御装置60は故障検出部61と、制御部63と、記憶部65とを含む。記憶部65は上記の一つ又は複数の記憶装置を含んでもよい。例えばROMにはプロセッサにより実行されるプログラムや種々の演算処理に用いられるパラメータの情報又はマップ情報等が記憶される。またRAMには制御装置60が取得した情報やプロセッサの演算結果の情報等が記憶される。
<3. Configuration example of control device>
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration example of the
The
故障検出部61は例えばプロセッサ及び電気回路等により構成され、第1の給気電磁弁73、第2の給気電磁弁74、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78の故障を検出する。電磁弁の故障の検出方法は特に限定されるものではなく、種々の方法により電磁弁の故障の検出が行われる。例えば故障検出部61はそれぞれの電磁弁について、駆動回路により供給電流値を監視し、駆動指示に応じた供給電流値が現れない場合に電磁弁の故障を検出してもよい。あるいは故障検出部61は故障判定用の電気回路を用いて適宜の故障判定を行ってもよい。
The
制御部63は例えばプロセッサ及び電気回路等により構成され、給気調節部71及び排気調節部75の駆動を制御する。例えば制御部63は車両1の状態に基づいてクラッチピストン33のストローク位置の目標位置を設定する。また制御部63はクラッチピストン33のストローク位置が目標位置となるように給気調節部71又は排気調節部75をフィードバック制御する。フィードバック制御は例えばストロークセンサ51により検出されるクラッチピストン33のストローク位置と目標位置との差分に基づくPID制御であってもよい。このとき制御部63は給気調節部71及び排気調節部75それぞれにおいてPID演算結果に応じて電磁弁を使い分ける。
The
例えば車両1のエンジンの始動時に図示しないブレーキペダルが踏み込まれた状態でキースイッチがオンになると、制御装置60の制御部63は第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78を閉じるとともに第1の給気電磁弁73又は第2の給気電磁弁74の少なくとも一方を開く。これによりクラッチアクチュエータ30の作動室35にエアが供給されエア圧によるクラッチピストン33の押圧力が弾性部材の付勢力に打ち勝つようになると、クラッチピストン33が移動し始める。そしてクラッチピストン33が所定量移動したところでクラッチ20が軽く接続された半クラッチ状態になり、クラッチピストン33がさらに所定量移動するとクラッチ20が切断される。
For example, when the key switch is turned on while a brake pedal (not shown) is depressed when the engine of the vehicle 1 is started, the
上述のとおり第1の給気電磁弁73の弁開度は第2の給気電磁弁74の弁開度よりも小さく設定されており、制御部63が第1の給気電磁弁73のみを開弁した場合には比較的小流量のエアが作動室35に供給される。このためクラッチピストン33の移動速度は比較的遅くなる。一方制御部63が第2の給気電磁弁74のみを開弁した場合には比較的大流量のエアが作動室35に供給される。このためクラッチピストン33の移動速度は比較的速くなる。さらに制御部63が第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74をともに開弁した場合にはさらに大流量のエアが作動室35に供給される。このためクラッチピストン33の移動速度はさらに速くなる。制御部63は第1の給気電磁弁73又は第2の給気電磁弁74の少なくとも一方を開弁してクラッチアクチュエータ30の作動室35へエアを供給することで、クラッチ20の切断動作を行う。
As described above, the valve opening degree of the first air supply
一方クラッチピストン33がクラッチ20の切断状態からクラッチ20を接続する場合には、制御装置60の制御部63は第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74を閉じるとともに第1の排気電磁弁77又は第2の排気電磁弁78の少なくとも一方を開く。これによりクラッチアクチュエータ30の作動室35からエアが排出されクラッチピストン33が移動し始める。そしてクラッチピストン33が所定量移動したところでクラッチ20が軽く接続された半クラッチ状態になり、クラッチピストン33がさらに所定量移動するとクラッチ20が強く接続される。
On the other hand, when the
また上述のとおり第1の排気電磁弁77の弁開度は第2の排気電磁弁78の弁開度よりも小さく設定されており、制御部63が第1の排気電磁弁77のみを開弁した場合には比較的小流量のエアが作動室35から排出される。このためクラッチピストン33の移動速度は比較的遅くなる。一方制御部63が第2の排気電磁弁78のみを開弁した場合には比較的大流量のエアが作動室35から排出される。このためクラッチピストン33の移動速度は比較的速くなる。さらに制御部63が第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78をともに開弁した場合にはさらに大流量のエアが作動室35から排出される。このためクラッチピストン33の移動速度はさらに速くなる。第1の排気電磁弁77又は第2の排気電磁弁78の少なくとも一方が開弁されてクラッチアクチュエータ30の作動室35からエアが排出されることで、スプリング等の付勢力によりクラッチ20は接続される。
Further, as described above, the opening degree of the first
このようにクラッチ制御装置50において、制御装置60は第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74、並びに、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78をそれぞれ個別に駆動することができる。したがって電磁弁を適宜使い分けることによってクラッチアクチュエータ30の動作速度、すなわち、クラッチピストン33の移動速度を調整することができる。これによりクラッチアクチュエータ30のクラッチピストン33のストローク位置を短時間で高精度に目標位置に到達させることができる。
As described above, in the
また制御部63は第1の給気電磁弁73又は第2の給気電磁弁74のいずれか一方が故障したときに当該一方の弁の制御量を他方の弁により補完して制御を行う。同様に制御部63は第1の排気電磁弁77又は第2の排気電磁弁78のいずれか一方が故障したときに当該一方の弁の制御量を他方の弁により補完する制御を行う。この場合に制御部63は弁開度の違いを考慮して故障していない他方の弁の制御量を設定する。例えば制御部63は故障していない弁の給排気能力に対する故障した弁の給排気能力の比に基づいて、故障した弁の駆動デューティ比を設定する。これにより一方の弁が故障した場合であっても制御応答性の低下が抑制され、また、クラッチ20の断接が完全に不可能になる状況が回避される。なお本実施形態において上記の電磁弁の制御量とは例えばそれぞれの電磁弁の駆動デューティ比の設定値を意味する。
In addition, when either one of the first supply
<4.クラッチ制御装置の動作例>
次に本実施形態に係るクラッチ制御装置50の動作例について説明する。給気調節部71の第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74の制御動作と、排気調節部75の第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78の制御動作とは基本的には同じ考え方による。以下給気調節部71と排気調節部75とを区別せずに、第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74、並びに、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78を第1の弁及び第2の弁としてクラッチ制御装置50の動作例を説明する。また以下の説明ではクラッチピストン33のストローク位置をPID制御する例を説明する。
<4. Example of operation of clutch control device>
Next, an operation example of the
図4は第1の弁及び第2の弁がいずれも故障していない場合における第1の弁及び第2の弁それぞれの基本デューティ比の設定値の例を示している。横軸がPID演算結果であり、縦軸が駆動デューティ比である。また破線が第1の弁の基本デューティ比D1の設定値を示し、実線が第2の弁の基本デューティ比D2の設定値を示す。クラッチピストン33の実際のストローク位置と目標位置との差分が小さいほどPID演算結果は小さい値となり、クラッチピストン33の実際のストローク位置と目標位置との差分が大きいほどPID演算結果は大きい値となる。
FIG. 4 shows an example of the set values of the basic duty ratios of the first valve and the second valve when neither the first valve nor the second valve has failed. The horizontal axis is the PID calculation result, and the vertical axis is the drive duty ratio. The broken line indicates the set value of the basic duty ratio D1 of the first valve, and the solid line indicates the set value of the basic duty ratio D2 of the second valve. The smaller the difference between the actual stroke position of the
図4に示した例では第1の弁はPID演算結果がゼロから1.0の全範囲に亘って使用される。第1の弁の基本デューティ比D1はPID演算結果の値に応じて0%から100%まで比例的に変化する。また第2の弁はPID演算結果が0.4から1.0の範囲に亘って使用される。第2の弁の基本デューティ比D2はPID演算結果の値に応じて0%から100%まで比例的に変化する。つまりPID演算結果がゼロから0.4までの第1の範囲R1においては比較的小開度の第1の弁のみを用いてクラッチアクチュエータ30の作動室35の給排気が行われ、PID演算結果が0.4を超える第2の範囲R2においては第1の弁と併せて比較的大開度の第2の弁を用いて作動室35の給排気が行われる。
In the example shown in FIG. 4, the first valve is used over the entire range of PID calculation results from zero to 1.0. The basic duty ratio D1 of the first valve changes proportionally from 0% to 100% according to the value of the PID calculation result. The second valve is used over a range of PID calculation results from 0.4 to 1.0. The basic duty ratio D2 of the second valve changes proportionally from 0% to 100% according to the value of the PID calculation result. That is, in the first range R1 where the PID calculation result is from zero to 0.4, the air supply / exhaust of the working chamber 35 of the
したがってクラッチピストン33の実際のストローク位置と目標位置とが離れている間は比較的速い速度でクラッチピストン33が移動する一方、クラッチピストン33の実際のストローク位置と目標位置とが近付くにつれてクラッチピストン33の移動速度が遅くなる。これによりクラッチピストン33のストローク位置を短時間で高精度に目標位置に到達させることができる。
Accordingly, while the actual stroke position of the
図5は第1の弁が故障により失陥した場合における第2の弁の駆動デューティ比D2の設定値の例を示している。一点鎖線が第1の弁及び第2の弁の正常時の基本デューティ比D1,D2(図4を参照)を示し、実線が第1の弁の故障時の第2の弁の駆動デューティ比D2_r1,D2_r2を示している。この場合PID演算結果がゼロから1.0の全範囲に亘って比較的大開度の第2の弁のみを用いてクラッチアクチュエータ30の作動室35の給排気が行われる。
FIG. 5 shows an example of a set value of the drive duty ratio D2 of the second valve when the first valve fails due to a failure. The alternate long and short dash line indicates the basic duty ratios D1 and D2 (see FIG. 4) when the first valve and the second valve are normal, and the solid line indicates the drive duty ratio D2_r1 of the second valve when the first valve fails. , D2_r2. In this case, supply / exhaust of the working chamber 35 of the
第2の弁のみを用いて作動室35の給排気が行われる場合、第1の弁及び第2の弁の正常時に第1の弁のみが用いられる第1の範囲(PID演算結果がゼロから0.4の範囲)R1における第2の弁の駆動デューティ比D2_r1は下記式(1)で示される。
D2_r1=p×D1 ・・・(1)
上記式(1)において係数pは故障していない弁である第2の弁の給排気能力に対する故障している弁である第1の弁の給排気能力の比に基づいて設定される固定値である。給排気能力の比は例えば第1の弁及び第2の弁の開弁時におけるエアの通路面積比とすることができる。つまり制御部63は第1の範囲R1において第1の弁の正常時に第1の弁の開弁により実現される給排気量が第2の弁の開弁により実現されるように第2の弁の駆動デューティ比D2_r1を設定して第2の弁の駆動を制御する。
When the supply and exhaust of the working chamber 35 is performed using only the second valve, the first range in which only the first valve is used when the first valve and the second valve are normal (the PID calculation result is zero) (Range of 0.4) The drive duty ratio D2_r1 of the second valve in R1 is expressed by the following equation (1).
D2_r1 = p × D1 (1)
In the above formula (1), the coefficient p is a fixed value set based on the ratio of the supply / exhaust capacity of the first valve that is a malfunctioning valve to the supply / exhaust capacity of the second valve that is a malfunctioning valve. It is. The ratio of the supply / exhaust capacity can be, for example, the air passage area ratio when the first valve and the second valve are opened. That is, the
また第2の弁のみを用いて作動室35の給排気が行われる場合、第1の弁及び第2の弁の正常時に第1の弁及び第2の弁が用いられる第2の範囲(PID演算結果が0.4から1.0の範囲)R2における第2の弁の駆動デューティ比D2_r2は下記式(2)で示される。
D2_r2=p´×D1+D2 ・・・(2)
上記式(2)において係数p´は故障していない弁である第2の弁の給排気能力に対する故障している弁である第1の弁の給排気能力の比に基づいて設定される固定値であり、上記式(1)の係数pと同一であってもよいし異なってもよい。つまり制御部63は第2の範囲R2において第2の弁の基本デューティ比D2に、第1の弁の基本デューティ比D1に対応する駆動デューティ比を上乗せして駆動デューティ比D2_r2とする。なお駆動デューティ比D2_r2の上限は100%であるためPID演算結果が約0.7を超える範囲では駆動デューティ比D2_r2は100%に固定される。
When the supply and exhaust of the working chamber 35 is performed using only the second valve, the second range (PID) in which the first valve and the second valve are used when the first valve and the second valve are normal. The driving duty ratio D2_r2 of the second valve at the calculation result R2 in the range of 0.4 to 1.0 is expressed by the following equation (2).
D2_r2 = p ′ × D1 + D2 (2)
In the above equation (2), the coefficient p ′ is a fixed value set based on the ratio of the supply / exhaust capacity of the first valve, which is a malfunctioning valve, to the supply / exhaust capacity of the second valve, which is a malfunctioning valve. The value may be the same as or different from the coefficient p in the above formula (1). That is, the
図6は第2の弁が故障により失陥した場合における第1の弁の駆動デューティ比D1の設定値の例を示している。一点鎖線が第1の弁及び第2の弁の正常時の基本デューティ比D1,D2(図4を参照)を示し、実線が第2の弁の故障時の第1の弁の駆動デューティ比D1_r1を示している。この場合PID演算結果がゼロから1.0の全範囲に亘って比較的小開度の第1の弁のみを用いてクラッチアクチュエータ30の作動室35の給排気が行われる。第1の弁のみを用いて作動室35の給排気が行われる場合、第1の弁及び第2の弁の正常時に第1の弁のみが用いられる第1の範囲R1における第1の弁の駆動デューティ比D1_r1は第1の弁の基本デューティ比D1と同一に設定される。
FIG. 6 shows an example of a set value of the drive duty ratio D1 of the first valve when the second valve fails due to a failure. The alternate long and short dash line indicates the basic duty ratios D1 and D2 (see FIG. 4) when the first valve and the second valve are normal, and the solid line indicates the driving duty ratio D1_r1 of the first valve when the second valve fails. Is shown. In this case, supply / exhaust of the working chamber 35 of the
一方第1の弁のみを用いて作動室35の給排気が行われる場合、第1の弁及び第2の弁の正常時に第1の弁及び第2の弁が用いられる第2の範囲R2における第1の弁の駆動デューティ比D1_r1は下記式(3)で示される。
D1_r1=D1+q×D2 ・・・(3)
上記式(3)において係数qは故障していない弁である第1の弁の給排気能力に対する故障している弁である第2の弁の給排気能力の比に基づいて設定される固定値である。例えば係数qは係数pの逆数(1/p)であってもよい。つまり制御部63は第2の範囲R2において第1の基本デューティ比D1に、第2の弁の基本デューティ比D2に対応する駆動デューティ比を上乗せして駆動デューティ比D1_r1とする。なお駆動デューティ比D1_r1の上限は100%であるためPID演算結果が約0.6を超える範囲では駆動デューティ比D1_r1は100%に固定される。
On the other hand, when supply / exhaust of the working chamber 35 is performed using only the first valve, the first valve and the second valve are used in the second range R2 in which the first valve and the second valve are used when the first valve and the second valve are normal. The drive duty ratio D1_r1 of the first valve is expressed by the following formula (3).
D1_r1 = D1 + q × D2 (3)
In the above equation (3), the coefficient q is a fixed value set based on the ratio of the supply / exhaust capacity of the second valve, which is a malfunctioning valve, to the supply / exhaust capacity of the first valve, which is a malfunctioning valve. It is. For example, the coefficient q may be the reciprocal (1 / p) of the coefficient p. That is, the
なお、図4〜図6に示した駆動デューティ比の設定値はあくまでも一例であって上記の例に限定されるものではなく、駆動デューティ比は適宜設定されるようになっていてもよい。また図4〜図6に示した駆動デューティ比の設定値はマップ情報としてあらかじめ記憶部65に格納されていてもよい。
The set values of the drive duty ratios shown in FIGS. 4 to 6 are merely examples, and are not limited to the above examples, and the drive duty ratios may be set as appropriate. The set values of the drive duty ratios shown in FIGS. 4 to 6 may be stored in advance in the
<5.フローチャートの例>
次に図7及び図8を参照して本実施形態に係るクラッチ制御装置50の制御装置60により実行されるクラッチアクチュエータ30のストローク位置の制御方法のフローチャートの一例を説明する。以下の説明においても給気調節部71と排気調節部75とを区別せずに、第1の給気電磁弁73及び第2の給気電磁弁74、並びに、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78を第1の弁及び第2の弁としてクラッチアクチュエータ30の制御方法の一例を説明する。つまり図7及び図8のフローチャートは給気側及び排気側のそれぞれの第1の弁及び第2の弁の駆動を制御する場合に適用される。
<5. Example of flowchart>
Next, an example of a flowchart of a method for controlling the stroke position of the
図7は制御装置60が第1の弁のみを用いた制御、第2の弁のみを用いた制御、又は第1の弁及び第2の弁をともに用いた制御のいずれの制御を実行するかを決定するためのフローチャートの例を示す。まず制御装置60の制御部63は第1の弁の故障が検出されているか否かを判別する(ステップS10)。第1の弁の故障は制御装置60の故障検出部61により上述した適宜の方法により検出される。第1の弁の故障が検出されている場合(S10/Yes)、制御部63は第2の弁が正常であるか否か、つまり第2の弁の故障が検出されていないかを判別する(ステップS12)。第1の弁の故障は制御装置60の故障検出部61により上述した適宜の方法により検出される。
FIG. 7 shows whether the
第2の弁が正常でない場合、つまり第2の弁の故障が検出されている場合(S12/No)、第1の弁及び第2の弁がともに故障している状態であるため、制御部63は第1の弁及び第2の弁の故障を通知する処理を行って本ルーチンを終了する(ステップS16)。故障を通知する処理は例えば警告ランプの点灯や警告音の発生、種々の表示機器への警告表示等を行う処理であり、ドライバ等の搭乗者に対して第1の弁及び第2の弁の故障が認識されるようにする。
When the second valve is not normal, that is, when the failure of the second valve is detected (S12 / No), since both the first valve and the second valve are in failure, the
一方ステップS12において第2の弁が正常である場合(S12/Yes)、制御部63は第1の弁の駆動を禁止する一方で、第2の弁のみを用いて第1の弁の制御量を補完しつつクラッチアクチュエータ30を制御するよう設定する(ステップS14)。この場合制御部63は第1の弁の故障を通知する処理を行って本ルーチンを終了する(ステップS16)。
On the other hand, when the second valve is normal in step S12 (S12 / Yes), the
また上述のステップS10において第1の弁の故障が検出されていない場合、つまり第1の弁が正常である場合(S10/No)、制御部63は第2の弁の故障が検出されているか否かを判別する(ステップS18)。第2の弁の故障が検出されている場合(S18/Yes)、制御部63は第2の弁の駆動を禁止する一方で、第1の弁のみを用いて第2の弁の制御量を補完しつつクラッチアクチュエータ30を制御するよう設定する(ステップS20)。この場合制御部63は第2の弁の故障を通知する処理を行って本ルーチンを終了する(ステップS16)。
In addition, when the failure of the first valve is not detected in the above-described step S10, that is, when the first valve is normal (S10 / No), the
一方第2の弁の故障が検出されていない場合、つまり第2の弁が正常である場合(S18/No)、制御部63は第1の弁及び第2の弁をともに用いてクラッチアクチュエータ30を制御するよう設定し(ステップS22)、本ルーチンを終了する。
On the other hand, when the failure of the second valve is not detected, that is, when the second valve is normal (S18 / No), the
図8は制御部63によるクラッチアクチュエータ30の制御方法の一例を示すフローチャートである。まず制御部63はクラッチピストン33の目標位置を設定する(ステップS30)。例えば制御部63は車両1の加速度又は減速度の指令値、車速及びギヤ段の切替指令信号等の車両1の状態に基づいてクラッチピストン33の目標位置を設定する。より具体的にはギヤ段の切り替えが行われる際に制御部63はクラッチ20を一旦切断し、ギヤ段の切り替えの完了後に再びクラッチ20を接続するようクラッチピストン33の目標位置を設定する。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of a method for controlling the
次いで制御部63はストロークセンサ51のセンサ信号に基づいてクラッチピストン33の現在のストローク位置を検出する(ステップS32)。次いで制御部63は図7のフローチャートにしたがって設定した第1の弁及び第2の弁あるいはいずれか一方の弁を用いた制御によりクラッチアクチュエータ30を制御する(ステップS34)。例えば制御部63はクラッチピストン33のストローク位置が目標位置となるように現在のクラッチピストン33のストローク位置と目標位置との差分に基づいて第1の弁及び第2の弁の少なくとも一方の弁の駆動デューティ比を設定して第1の弁及び第2の弁の少なくとも一方の弁に駆動信号を出力する。
Next, the
例えば図4〜図6に示した駆動デューティ比の設定値がマップ情報として記憶部65に記憶され、制御部63は図7のフローチャートによる設定に応じた適宜のマップ情報を参照して第1の弁及び第2の弁の少なくとも一方の駆動を制御してもよい。制御部63は第1の弁及び第2の弁をともに用いてクラッチピストン33のストローク位置をPID制御する場合、図4に示したマップ情報を参照して第1の弁及び第2の弁の駆動を制御する。また制御部63は第2の弁のみを用いてクラッチピストン33のストローク位置をPID制御する場合、図5に示したマップ情報を参照して第2の弁の駆動を制御する。また制御部63は第1の弁のみを用いてクラッチピストン33のストローク位置をPID制御する場合、図6に示したマップ情報を参照して第1の弁の駆動を制御する。
For example, the setting values of the drive duty ratios shown in FIGS. 4 to 6 are stored in the
制御部63は図4〜図6に示すようなマップ情報を参照せずにその都度上記の式(1)〜式(3)を用いて第1の弁及び第2の弁の駆動デューティ比を算出してもよいが、マップ情報を用いることによってプロセッサ等による演算処理の負荷を軽減することができる。
The
ステップS34において第1の弁及び第2の弁の少なくとも一方の弁の駆動制御を行った後、制御部63はストロークセンサ51のセンサ信号に基づいてクラッチピストン33のストローク位置を検出する(ステップS36)。次いで制御部63は検出したストローク位置が目標位置に到達したか否かを判別する(ステップS38)。クラッチピストン33のストローク位置が目標位置に到達していない場合(S38/No)、制御部63はステップS34に戻って上述したステップS34〜ステップS38の処理を繰り返し実行する。そしてクラッチピストン33のストローク位置が目標位置に到達した場合(S38/Yes)、制御部63はクラッチアクチュエータ30の制御を終了する。
After performing drive control of at least one of the first valve and the second valve in step S34, the
以上説明したように、本実施形態に係るクラッチ制御装置50は駆動ユニット70の給気調節部71に備えられた第1の給気電磁弁73又は第2の給気電磁弁74のいずれか一方が故障により失陥した場合に、他方の弁のみによって故障した弁の制御量を補完しつつクラッチアクチュエータ30の作動室35への給気量が制御される。また本実施形態に係るクラッチ制御装置50は駆動ユニット70の排気調節部75に備えられた第1の排気電磁弁77又は第2の排気電磁弁78のいずれか一方が故障により失陥した場合に、他方の弁のみによって故障した弁の制御量を補完しつつクラッチアクチュエータ30の作動室35からの排気量が制御される。したがって給気側又は排気側のいずれにおいても比較的小開度の第1の弁又は比較的大開度の第2の弁が故障した場合に制御応答性の低下が抑制される。また故障した弁の制御量が他方の弁によって補完されつつクラッチアクチュエータ30の制御が継続されるために、クラッチ20の断接が完全に不可能になる状況を回避することができる。
As described above, the
<6.変形例>
ここまで説明した本実施形態に係るクラッチ制御装置50はあくまでも一例であって、種々の変形が可能である。以下本実施形態に係るクラッチ制御装置50の一変形例を説明する。以下の変形例では上記式(1)〜(3)における係数p,p´,qが自己学習により求められる。
<6. Modification>
The
図9は変形例に係るクラッチ制御装置50の制御装置60の構成例を示している。制御装置60は故障検出部61と、制御部63と、記憶部65と、学習制御部67とを備えている。このうち故障検出部61、制御部63及び記憶部65は上記実施形態に係る制御装置60の各部と同一の構成であってよい。
FIG. 9 shows a configuration example of the
学習制御部67は例えばプロセッサ及び電気回路等により構成され、第2の弁の給排気能力に対する第1の弁の給排気能力の比に応じた係数p,p´及び第1の弁の給排気能力に対する第2の弁の給排気能力の比に応じた係数qを学習する制御を行う。学習制御部67はクラッチ20の断接を行っても車両1に危険が及ばない状況下において第1の給気電磁弁73、第2の給気電磁弁74、第1の排気電磁弁77及び第2の排気電磁弁78の駆動を制御して係数p,p´,qを学習する。
The
車両1に危険が及ばない状況とは例えばクラッチ20を断接してエンジン5から変速機40への動力の伝達の可否が切り替えられても駆動輪19RL,19RRに伝達される動力に変化が生じない状況である。車両1に危険が及ばない状況としては例えばギヤ段がニュートラルの状態が挙げられる。車両1に危険が及ばない状況はギヤ段がニュートラルの状態、かつ、パーキングブレーキが作動中である状態であってもよい。
The situation where there is no danger to the vehicle 1 is, for example, that the power transmitted to the drive wheels 19RL and 19RR does not change even if the clutch 20 is connected and disconnected to switch whether power transmission from the
例えば学習制御部67は以下のように係数p,qを求めてもよい。学習制御部67は車両1に危険が及ばない状況下で第1の弁のみを学習制御用の駆動デューティ比D_stで駆動しつつストロークセンサ51によってクラッチピストン33のストローク位置を検出してクラッチピストン33の第1の移動速度V1を求める。また学習制御部67は車両に危険が及ばない状況下で第2の弁のみを同一の学習制御用の駆動デューティ比D_stで駆動しつつストロークセンサ51によってクラッチピストン33のストローク位置を検出してクラッチピストン33の第2の移動速度V2を求める。この場合学習制御部67は第2の移動速度V2に対する第1の移動速度V1の比を係数pとし、第1の移動速度V1に対する第2の移動速度V2の比を係数qとする。
For example, the
例えば学習制御部67は図10に示す比較的小さい駆動デューティ比D_st1で第1の弁及び第2の弁を駆動させた場合のクラッチピストン33の第1の移動速度V1と第2の移動速度V2との比に応じて係数pを設定してもよい。また学習制御部67は図10に示す比較的大きい駆動デューティ比D_st2で第1の弁及び第2の弁を駆動させた場合のクラッチピストン33の第1の移動速度V1と第2の移動速度V2との比に応じて係数p’,qを設定してもよい。この場合の駆動デューティ比D_st1は比較的小開度の第1の弁のみが用いられる第1の範囲R1において第1の弁が制御される駆動デューティ比であり、駆動デューティ比D_st2は第1の弁と併せて比較的大開度の第2の弁が用いられる第2の範囲R2において第2の弁が制御される駆動デューティ比である。
For example, the
学習制御部67による係数p,p´,qの取得は、車両1に危険が及ばない状況において繰り返し実行されてもよく、適宜の時間の経過ごとに実行されてもよい。変形例に係るクラッチ制御装置50では学習制御部67の学習制御により取得された係数p,p´,qを上記式(1)〜式(3)の係数として設定してクラッチアクチュエータ30の駆動制御を行う。変形例に係るクラッチ制御装置50によれば第1の弁及び第2の弁のそのときの状態に応じて適切に係数p,p´,qが設定される。したがって第1の弁又は第2の弁のいずれか一方の弁の故障時に、他方の弁のみを用いて故障した弁の制御量を補完しつつ実行されるクラッチアクチュエータ30の制御の精度を向上させることができる。
The acquisition of the coefficients p, p ′, q by the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.
例えば上記実施形態に係るクラッチ制御装置50は給気調節部71及び排気調節部75のそれぞれに比較的小開度の第1の弁と比較的大開度の第2の弁とが備えられ、給気側及び排気側のそれぞれにおいて一方の弁の故障時に他方の弁のみを用いて故障した弁の制御量を補完する制御を実行していたが本発明は係る例に限定されない。給気調節部71及び排気調節部75のいずれか一方のみにおいて一方の弁の故障時に他方の弁のみを用いて故障した弁の制御量を補完する制御が実行されてもよい。この場合制御量の補完制御が実行されない給気調節部71又は排気調節部75には一つの電磁弁のみが備えられていてもよい。
For example, in the
1・・・車両、20・・・クラッチ、30・・・クラッチアクチュエータ、31・・・シリンダ、33・・・クラッチピストン、35・・・作動室、50・・・クラッチ制御装置、51・・・ストロークセンサ、60・・・制御装置、61・・・故障検出部、63・・・制御部、65・・・記憶部、67・・・学習制御部、70・・・駆動ユニット、71・・・給気調節部、73・・・第1の給気電磁弁(第1の弁)、74・・・第2の給気電磁弁(第2の弁)、75・・・排気調節部、77・・・第1の排気電磁弁(第1の弁)、78・・・第2の排気電磁弁(第2の弁)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vehicle, 20 ... Clutch, 30 ... Clutch actuator, 31 ... Cylinder, 33 ... Clutch piston, 35 ... Working chamber, 50 ... Clutch control device, 51 ... Stroke sensor, 60 ... control device, 61 ... failure detection unit, 63 ... control unit, 65 ... storage unit, 67 ... learning control unit, 70 ... drive unit, 71 ..Air supply control unit, 73... 1st air supply solenoid valve (first valve), 74... 2nd air supply electromagnetic valve (second valve), 75. , 77... First exhaust solenoid valve (first valve), 78... Second exhaust solenoid valve (second valve)
Claims (5)
シリンダ(31)及びピストン(33)により形成された作動室(35)を有するクラッチアクチュエータ(30)と、
前記作動室(35)の給気路に設けられた給気調節部(71)と、
前記作動室(35)の排気路に設けられた排気調節部(75)と、
前記給気調節部(71)及び前記排気調節部(75)の駆動を制御する制御部(63)とを備え、
前記給気調節部(71)又は前記排気調節部(75)の少なくとも一方は互いに異なる開度に設定された第1の弁(73,77)及び第2の弁(74,78)を有し、
前記制御部(63)は、
前記第1の弁(73,77)及び前記第2の弁(74,78)を用いて前記作動室(35)への給気量又は前記作動室(35)からの排気量を調節し、
前記第1の弁(73,77)又は前記第2の弁(74,78)のいずれか一方の弁が故障したときに当該一方の弁の制御量を他方の弁により補完するクラッチ制御装置(50)。 In the clutch control device (50) for connecting and disconnecting the clutch (20) of the vehicle (1),
A clutch actuator (30) having a working chamber (35) formed by a cylinder (31) and a piston (33);
An air supply adjusting unit (71) provided in an air supply path of the working chamber (35);
An exhaust control section (75) provided in the exhaust passage of the working chamber (35);
A control unit (63) for controlling driving of the air supply adjustment unit (71) and the exhaust adjustment unit (75),
At least one of the air supply adjusting unit (71) or the exhaust adjusting unit (75) has a first valve (73, 77) and a second valve (74, 78) set to different opening degrees. ,
The control unit (63)
Using the first valve (73, 77) and the second valve (74, 78) to adjust the amount of air supplied to the working chamber (35) or the amount of exhaust from the working chamber (35);
A clutch control device that complements the control amount of one of the valves by the other valve when one of the first valve (73, 77) or the second valve (74, 78) fails. 50).
前記制御部(63)は、
前記ピストン(33)のストローク位置と目標位置との差が相対的に小さい場合には前記第1の弁(73,77)を用いて前記ピストン(33)の位置を制御し、前記ピストン(33)のストローク位置と目標位置との差が相対的に大きい場合には前記第1の弁(73,77)及び前記第2の弁(74,78)を用いて前記ピストン(33)の位置を制御する請求項1〜4のいずれか1項に記載のクラッチ制御装置(50)。
The opening degree of the first valve (73, 77) is set smaller than the opening degree of the second valve (74, 78);
The control unit (63)
When the difference between the stroke position of the piston (33) and the target position is relatively small, the position of the piston (33) is controlled using the first valve (73, 77), and the piston (33 ) Is relatively large, the position of the piston (33) is adjusted using the first valve (73, 77) and the second valve (74, 78). The clutch control device (50) according to any one of claims 1 to 4, wherein the clutch control device (50) is controlled.
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