JPH11108082A - 電磁式制御弁装置の弁制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 制御電流に対する電磁アクチュエータの作動
量が変化した場合でも、油圧アクチュエータを適切に制
御する。 【解決手段】 コントロールユニット１７の出力側は制
御弁装置１０の電磁アクチュエータ１６に接続されてい
る。また、コントロールユニット１７には目標電流設定
部２７、デューティ比補正部３０等が設けられている。
そして、コントロールユニット１７は、目標電流設定部
２７によって設定された制御電流の目標値を用いてＰＷ
Ｍ信号のデューティ比を演算すると共に、デューティ比
補正部３０によって電磁アクチュエータ１６に流れる制
御電流の検出値を制御電流の目標値に近付けるためにデ
ューティ比を補正し、補正したデューティ比に応じたＰ
ＷＭ信号を電磁アクチュエータ１６に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばクラッチの
締結、開放を制御する自動クラッチ制御装置等に用いて
好適な電磁式制御弁装置の弁制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、マニュアルトランスミッションを
有する車両において、運転者の負担を軽減するために、
車両の発進時や変速ギヤの切換時を検出することによっ
て、クラッチを自動的に締結、開放するようにした自動
クラッチ制御装置が提案されている。

【０００３】このような自動クラッチ制御装置には、ク
ラッチを締結、開放するためのレリーズシリンダ等のア
クチュエータが設けられる。また、自動クラッチ制御装
置には、該レリーズシリンダの作動を制御するための制
御弁機構、制御弁機構の弁体を変位させる電磁アクチュ
エータ、該電磁アクチュエータに制御信号としてのＰＷ
Ｍ信号を供給する制御信号出力手段とからなる電磁式制
御弁装置の弁制御装置が設けられている。

【０００４】そして、この弁制御装置は、制御信号出力
手段によって電磁アクチュエータにＰＷＭ信号を出力
し、制御弁機構の弁体を変位させることによって、油圧
ポンプ等の液圧源からレリーズシリンダに圧油を給排し
ている。これにより、自動クラッチ制御装置は、レリー
ズシリンダを伸縮させ、クラッチの締結、開放を制御し
ている。

【０００５】ここで、制御信号出力手段は、車両の運転
状態に応じて予め決められた位置までクラッチを移動さ
せるための制御信号としての制御電流に対応したＰＷＭ
信号を電磁アクチュエータに出力するものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来技術に
よる電磁式制御弁装置の弁制御装置では、前記制御弁機
構の弁体を駆動させる比例ソレノイド等の電磁アクチュ
エータが長時間の稼動等で加熱されたときに、電磁アク
チュエータのコイル部に熱抵抗が生じるため、入力電圧
に対する弁体の変位が徐々に小さくなることがある。

【０００７】このため、従来技術ではレリーズシリンダ
への圧油の供給量が減少し、レリーズシリンダの作動量
が徐々に変化してしまうことがあり、クラッチの締結、
開放を適切に制御できないという問題がある。

【０００８】また、車両の運転状態に応じて制御信号を
更新するときには、電磁アクチュエータ内の抵抗および
インダクタンスの影響により電磁アクチュエータの作動
が遅延し、クラッチを締結、開放するときの電磁アクチ
ュエータの作動速度である応答性が低下するという問題
がある。

【０００９】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は制御信号に対する電磁アクチュ
エータの作動量が変化した場合でも、制御信号を補正し
て油圧アクチュエータを適切に制御することができ、電
磁アクチュエータの応答性を向上できるようにした電磁
式制御弁装置の弁制御装置を提供することを目的として
いる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために請求項１の発明は、油圧アクチュエータと油圧源
との間に配設され、弁体を変位させることにより油圧ア
クチュエータに給排される圧油量を制御する制御弁機構
と、該制御弁機構に設けられ、前記弁体を制御信号に応
じて変位させる電磁アクチュエータと、前記油圧アクチ
ュエータを作動させるため、該電磁アクチュエータに制
御信号を出力する制御信号出力手段とからなる電磁式制
御弁装置の弁制御装置に適用される。

【００１１】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記制御信号出力手段は、前記油圧アクチュエ
ータを目標となる位置まで作動させるための制御信号の
目標値を設定する目標値設定手段と、該目標値設定手段
による目標値に応じた制御信号を演算する制御信号演算
手段と、該制御信号演算手段による制御信号に対して前
記電磁アクチュエータに実際に加えられた給電量を検出
する給電量検出手段と、該給電量検出手段による検出値
と前記目標値設定手段による目標値との偏差を減少させ
るために前記制御信号演算手段による制御信号を補正し
て出力する制御信号補正手段とから構成したことにあ
る。

【００１２】このように構成したことにより、目標値設
定手段による目標値と給電量検出手段による検出値との
偏差に従って制御信号を補正でき、電磁アクチュエータ
の発熱等による影響を相殺できると共に、油圧アクチュ
エータを目標となる位置まで早期に作動させることがで
きる。

【００１３】また、請求項２の発明は、クラッチを締
結、開放する油圧アクチュエータと、該油圧アクチュエ
ータと油圧源との間に配設され、弁体を変位させること
により油圧アクチュエータに給排される圧油量を制御す
る制御弁機構と、該制御弁機構に設けられ、前記弁体を
制御信号に応じて変位させる電磁アクチュエータと、前
記油圧アクチュエータを作動させるため、該電磁アクチ
ュエータに制御信号を出力する制御信号出力手段とから
なる電磁式制御弁装置の弁制御装置に適用される。

【００１４】そして、請求項２の発明が採用する構成の
特徴は、前記制御信号出力手段は、車両の運転状態に応
じてクラッチを締結、開放するために予め決められた位
置まで前記油圧アクチュエータを作動させるための制御
信号の目標値を設定する目標値設定手段と、該目標値設
定手段による目標値に応じた制御信号を演算する制御信
号演算手段と、該制御信号演算手段による制御信号に対
して前記電磁アクチュエータに実際に加えられた給電量
を検出する給電量検出手段と、該給電量検出手段による
検出値と前記目標値設定手段による目標値との偏差を減
少させるために前記制御信号演算手段による制御信号を
補正して出力する制御信号補正手段とから構成したこと
にある。

【００１５】この場合、目標値設定手段による目標値と
給電量検出手段による検出値との偏差を減少させて電磁
アクチュエータに制御信号の目標値にほぼ等しい制御信
号を加えることができ、油圧アクチュエータを目標とな
る位置まで作動させて、クラッチの締結、開放を制御す
ることができる。

【００１６】この場合、目標値設定手段による目標値と
給電量検出手段による検出値との偏差に従って制御信号
を補正でき、電磁アクチュエータの発熱等による影響を
相殺できると共に、油圧アクチュエータを目標となる位
置まで早期に作動させて、クラッチの締結、開放を制御
することができる。

【００１７】また、請求項３の発明では、前記制御信号
補正手段は、前記目標値設定手段による目標値と該給電
量検出手段による検出値との偏差を演算する偏差演算手
段と、該偏差演算手段からの偏差に対する比例演算を行
う比例演算手段と、前記目標値設定手段による目標値に
基づいて前記電磁アクチュエータに出力すべき制御信号
の給電パターンを演算する給電パターン演算手段と、該
給電パターン演算手段による給電パターンと前記給電量
検出手段による検出値との擬似偏差を演算する擬似偏差
演算手段と、該擬似偏差演算手段からの擬似偏差に対す
る積分演算を行う積分演算手段と、前記比例演算手段に
よる演算値と、積分演算手段による演算値とを前記制御
信号演算手段による制御信号に対して加算する加算手段
とからなる。

【００１８】上記構成により、制御信号補正手段は、比
例演算手段による演算値と積分演算手段による演算値と
を制御信号演算手段による制御信号に対して加算し、こ
の加算演算値に基づく制御信号を電磁アクチュエータに
出力することができる。

【００１９】このため、制御信号出力手段は、比例演算
手段による演算値によって目標値と検出値との偏差を減
少させる制御信号を出力することができ、電磁アクチュ
エータの作動が遅差するのを抑制し、電磁アクチュエー
タの応答性を向上させることができる。

【００２０】また、制御信号出力手段は、積分演算手段
の演算値によって擬似偏差を減少させる制御信号を出力
することができ、目標値と検出値との間に定常偏差が生
じるのを防止し、前記油圧アクチュエータを目標とする
位置まで速やか作動させることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態による
電磁式制御弁装置の弁制御装置を自動クラッチ制御装置
に適用した場合を例に挙げて詳細に説明する。

【００２２】ここで、図１ないし図９は本発明の実施の
形態を示し、１は車両に搭載されるエンジンで、該エン
ジン１には出力軸としてのクランク軸１Ａが設けられ、
該クランク軸１Ａはエンジン１によって回転駆動される
ものである。

【００２３】２は後述のクラッチ３を介してエンジン１
に締結、開放される変速機で、該変速機２には、入力軸
２Ａと出力軸２Ｂとが設けられ、該入力軸２Ａと出力軸
２Ｂとの間には変速ギヤ２Ｃ等が配設されている。そし
て、変速機２は、シフトレバー２Ｄを操作し、変速ギヤ
２Ｃを例えば１速、２速、３速、４速、リバースに切換
えることによって、車両の駆動力と速度を可変に制御す
るものである。

【００２４】３はエンジン１と変速機２との間に設けら
れたクラッチを示し、該クラッチ３は、エンジン１のク
ランク軸１Ａに取付けられた駆動側ディスク３Ａと変速
機２の入力軸２Ａに取付けられた従動側ディスク３Ｂと
から構成されている。そして、クラッチ３は、従動側デ
ィスク３Ｂを駆動側ディスク３Ａに摺接させることによ
ってエンジン１のクランク軸１Ａと変速機２の入力軸２
Ａとを締結し、エンジン１から変速機２にトルクを伝達
している。また、クラッチ３は、従動側ディスク３Ｂを
駆動側ディスク３Ａから離間させることによって、エン
ジン１のクランク軸１Ａと変速機２の入力軸２Ａとを切
離している。このとき、エンジン１から変速機２にトル
クは伝達されず、エンジン１と変速機２とは開放される
ものである。

【００２５】また、従動側ディスク３Ｂは常時はばね
（図示せず）によって駆動側ディスク３Ａに向け矢示Ａ
方向に付勢され、このときのばね力により従動側ディス
ク３Ｂは駆動側ディスク３Ａに向けた締結力が付与され
ている。そして、従動側ディスク３Ｂが駆動側ディスク
３Ａから離間する矢示Ｂ方向に変位したときには、エン
ジン１のクランク軸１Ａと変速機２の入力軸２Ａとが切
離されるものである。

【００２６】４は従動側ディスク３Ｂを駆動側ディスク
３Ａに摺接、離間させるレリーズシリンダで、該レリー
ズシリンダ４は、図１ないし図３に示すように、チュー
ブ４Ａと、該チューブ４Ａ内に摺動可能に設けられたピ
ストン４Ｂと、一端側が該ピストン４Ｂに固着され、他
端側がチューブ４Ａ外に突出したロッド４Ｃとから構成
されている。また、レリーズシリンダ４にはピストン４
Ｂによって油室４Ｄが画成されると共に、ピストン４Ｂ
はばね５によって常時は油室４Ｄが縮小する方向に付勢
されている。そして、レリーズシリンダ４の給排口４Ｅ
には管路６が接続され、該管路６を通じて圧油が給排さ
れる。

【００２７】このため、ロッド４Ｃは常時はばね５によ
って矢示Ｃ方向に縮小し、従動側ディスク３Ｂを矢示Ａ
方向に付勢する。一方、油室４Ｄに管路６を通じて圧油
が供給されたときには、ロッド４Ｃは矢示Ｄ方向に伸長
し、従動側ディスク３Ｂを矢示Ｂ方向に変位させるもの
である。

【００２８】７はレリーズシリンダ４に圧油を給排する
油圧ユニットで、該油圧ユニット７は、図２に示すよう
に、油圧源としての油圧ポンプ８、リリーフ弁９、電磁
式の制御弁装置１０から大略構成され、油圧ポンプ８か
ら供給される圧油はリリーフ弁９によって常に一定の圧
力に保たれている。また、電磁式の制御弁装置１０は後
述のスプール弁１１、ばね１５、電磁アクチュエータ１
６等から構成されている。

【００２９】１１は制御弁機構としてのスプール弁で、
該スプール弁１１は、図３に示すように略筒状の弁ケー
シング１２とスプール１３とからなり、該弁ケーシング
１２の内周側にはスプール１３が摺動可能に挿嵌される
スプール摺動穴１２Ａが形成されている。また、弁ケー
シング１２にはスプール摺動穴１２Ａの軸方向に離間し
てタンクポート１２Ｂ、ポンプポート１２Ｃ、流出入ポ
ート１２Ｄ、ドレンポート１２Ｅ，１２Ｆが設けられて
いる。

【００３０】ここで、タンクポート１２Ｂはタンク１４
に接続され、ポンプポート１２Ｃは油圧ポンプ８に接続
されている。そして、流出入ポート１２Ｄは管路６を介
してレリーズシリンダ４の給排口４Ｅに接続されてい
る。また、ドレンポート１２Ｅ，１２Ｆはタンク１４に
接続されている。

【００３１】１３は弁ケーシング１２のスプール摺動穴
１２Ａ内に変位可能に設けられた弁体としてのスプール
であり、該スプール１３には、図３に示すように２個の
ランド１３Ａ，１３Ｂが設けられ、ランド１３Ａはタン
クポート１２Ｂと流出入ポート１２Ｄとの間を連通、遮
断し、ランド１３Ｂはポンプポート１２Ｃと流出入ポー
ト１２Ｄとの間を連通、遮断するものである。

【００３２】また、スプール１３と弁ケーシング１２と
の間には、ドレンポート１２Ｅに連通するばね室１２Ｇ
が形成され、該ばね室１２Ｇ内には、スプール１３を矢
示Ｅ方向に常時付勢するばね１５が設けられている。そ
して、スプール１３は、後述する電磁アクチュエータ１
６によりコントロールユニット１７から出力されるパル
ス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号という）のデューティ
比に比例して矢示Ｅ，Ｆ方向に摺動変位され、スプール
弁１１を図２に示す中立位置（イ）、低圧位置（ロ）、
高圧位置（ハ）に切換えるものである。

【００３３】１６はスプール１３を駆動する電磁アクチ
ュエータで、該電磁アクチュエータ１６は電磁比例ソレ
ノイドからなり、弁ケーシング１２に取付けられたケー
ス１６Ａと、該ケース１６Ａ内に設けられたコイル部１
６Ｂと、該コイル部１６Ｂの内周側に変位可能に設けら
れた駆動ロッド１６Ｃとから構成されている。

【００３４】そして、電磁アクチュエータ１６のコイル
部１６Ｂは後述のコントロールユニット１７の出力側に
接続され、電磁アクチュエータ１６はコントロールユニ
ット１７からコイル部１６Ｂに制御電流に応じたＰＷＭ
信号が供給されることによって、スプール１３を矢示
Ｅ，Ｆ方向に摺動変位させ、スプール弁１１を中立位置
（イ）、低圧位置（ロ）、高圧位置（ハ）のいずれかに
切換制御する。

【００３５】即ち、電磁アクチュエータ１６にＰＷＭ信
号が供給されていないときには、スプール１３はばね１
５によって矢示Ｅ方向に付勢され、スプール弁１１は低
圧位置（ロ）となる。このとき、油室４Ｄ内の油液がタ
ンク１４に排出され、油室４Ｄ内の圧力がタンク１４内
のドレン圧まで低下し、レリーズシリンダ４のロッド４
Ｃは矢示Ｃ方向に縮小する。

【００３６】また、電磁アクチュエータ１６に例えば５
０％のディーティ比のＰＷＭ信号が供給されたときに
は、スプール弁１１が中立位置（イ）に切換わる。この
とき、タンクポート１２Ｂ，ポンプポート１２Ｃはスプ
ール１３のランド１３Ａ，１３Ｂによって閉塞されると
共に、油室４Ｄ内に圧油が給排されず、レリーズシリン
ダ４は停止する。

【００３７】さらに、電磁アクチュエータ１６によって
スプール１３が中立位置（イ）を越えて矢示Ｆ方向に摺
動変位したときには、スプール弁１１は高圧位置（ハ）
に切換えられる。このとき、油圧ポンプ８からの圧油が
レリーズシリンダ４の油室４Ｄ内に供給され、レリーズ
シリンダ４のロッド４Ｃは矢示Ｄ方向に伸長する。

【００３８】１７は自動クラッチ用のコントロールユニ
ットを示し、該コントロールユニット１７は例えばマイ
クロコンピュータ等により構成され、該コントロールユ
ニット１７にはＲＯＭ、ＲＡＭ等からなる記憶部１７Ａ
が設けられている。

【００３９】また、コントロールユニット１７にはレリ
ーズシリンダ４のストローク位置を検出するストローク
センサ１８が接続されると共に、後述の車両運転状態検
出手段として例えばスロットルセンサ１９、車速センサ
２０、シフト位置センサ２１、エンジン回転数センサ２
２等が接続されている。

【００４０】そして、記憶部１７Ａには図５ないし図７
に示す自動クラッチの制御処理プログラムが格納されて
おり、スロットルセンサ１９、車速センサ２０、シフト
位置センサ２１、エンジン回転数センサ２２によるそれ
ぞれの検出信号を用いて車両の運転状態に応じたクラッ
チ３の制御モードを判別すると共に、ストロークセンサ
１８による検出位置を用いてレリーズシリンダ４を駆動
制御するために電磁アクチュエータ１６にＰＷＭ信号を
出力している。

【００４１】１８はレリーズシリンダ４のストローク位
置を検出する作動位置検出手段としてのストロークセン
サで、該ストロークセンサ１８はレリーズシリンダ４の
ロッド４Ｃの近傍に設けられ、レリーズシリンダ４のス
トローク位置となるロッド４Ｃ先端の検出位置に応じた
信号をコントロールユニット１７に出力している。

【００４２】１９はスロットルの開度を検出するスロッ
トルセンサ、２０は車両の速度を検出する車速センサ、
２１はシフトレバー２Ｄのシフト位置を検出するシフト
位置センサ、２２はエンジン１の回転数を検出するエン
ジン回転数センサをそれぞれ示している。そして、スロ
ットルセンサ１９、車速センサ２０、シフト位置センサ
２１、エンジン回転数センサ２２は車両運転状態検出手
段を構成し、車両の運転状態に応じた検出信号をコント
ロールユニット１７に出力するものである。

【００４３】２３は給電量検出手段としての電流検出器
で、該電流検出器２３の出力側はコントロールユニット
１７に接続されている。そして、該電流検出器２３は、
電磁アクチュエータ１６にコントロールユニット１７か
らＰＷＭ信号を供給したときに、コイル部１６Ｂに流れ
る実際の制御電流を検出し、制御電流の検出値ｉy を検
出信号としてコントロールユニット１７に出力してい
る。

【００４４】また、電流検出器２３はＰＷＭ信号が出力
される例えば５ｍｓ程度の制御ステップ毎にコイル部１
６Ｂに供給された制御電流を検出し、この検出値をコン
トロールユニット１７に出力するものである。即ち、電
流検出器２３は、ＰＷＭ信号の出力タイミングに同期し
て制御電流を検出するものである。

【００４５】次に、コントロールユニット１７による自
動クラッチ制御処理を図４に示す制御ブロック図を参照
して説明する。

【００４６】２４はクラッチモード判別部で、該クラッ
チモード判別部２４はスロットルセンサ１９、車速セン
サ２０、シフト位置センサ２１、エンジン回転数センサ
２２によるそれぞれの検出信号を用いてクラッチ３を締
結、開放させるための制御モードを判別する。

【００４７】２５は目標位置演算部で、該目標位置演算
部２５はクラッチモード判別部２４によって判定された
制御モードに応じてレリーズシリンダ４の目標とすべき
ストローク位置としての目標位置を演算している。この
ため、目標位置演算部２５は、例えばクラッチモード判
別部２４によってクラッチ３を締結させる制御モードと
判定したときには、レリーズシリンダ４を縮小させ、従
動側ディスク３Ｂを駆動側ディスク３Ａに摺接させるた
めに、レリーズシリンダ４が縮小した位置となる目標位
置を演算する。

【００４８】また、目標位置演算部２５は、例えばクラ
ッチモード判別部２４によってクラッチ３を開放させる
制御モードと判定したときには、レリーズシリンダ４を
伸長させ、従動側ディスク３Ｂを駆動側ディスク３Ａか
ら離間させるために、レリーズシリンダ４が伸長した位
置となる目標位置を演算する。

【００４９】さらに、目標位置演算部２５は、例えばク
ラッチモード判別部２４によってクラッチ３をエンジン
１から変速器２に一部のトルクを伝達する半クラッチ位
置から徐々に締結させる制御モードと判定したときに
は、レリーズシリンダ４を徐々に縮小させて、従動側デ
ィスク３Ｂを駆動側ディスク３Ａに徐々に摺接させるた
めに、レリーズシリンダ４が伸長した位置から縮小した
位置に向けて目標位置を更新する。

【００５０】２６は位置偏差演算部で、該位置偏差演算
部２６は目標位置演算部２５による目標位置とストロー
クセンサ１８による検出位置との位置偏差を演算してい
る。

【００５１】２７は目標値設定手段としての目標電流設
定部で、目標電流設定部２７は位置偏差演算部２６によ
る位置偏差を減少させて目標位置演算部２５による目標
位置までレリーズシリンダ４を伸長させるための目標信
号として制御電流の目標値ｉr を設定する。

【００５２】即ち、クラッチモード判別部２４によって
クラッチ３を締結させる制御モードと判別したときに
は、目標電流設定部２７はスプール弁１１を低圧位置
（ロ）に切換えるための制御電流の目標値ｉr を設定す
る。これにより、スプール１３は矢示Ｅ方向に摺動変位
し、レリーズシリンダ４が縮小すると共に、従動側ディ
スク３Ｂは駆動側ディスク３Ａに摺接する。

【００５３】また、クラッチモード判別部２４によって
クラッチ３を開放させる制御モードと判別したときに
は、目標電流設定部２７はスプール弁１１を高圧位置
（ハ）に切換えるための制御電流の目標値ｉr を設定す
る。これにより、スプール１３は矢示Ｆ方向に摺動変位
し、レリーズシリンダ４が伸長すると共に、従動側ディ
スク３Ｂは駆動側ディスク３Ａから離間する。

【００５４】さらに、クラッチモード判別部２４によっ
てクラッチ３を半クラッチ位置から徐々に締結させる制
御モードと判定したときには、目標電流設定部２７は高
圧位置（ハ）から低圧位置（ロ）に徐々に切換えるため
の制御電流の目標値ｉr を設定する。これにより、スプ
ール１３は矢示Ｅ方向に摺動変位し、レリーズシリンダ
４が縮小すると共に、従動側ディスク３Ｂは駆動側ディ
スク３Ａに徐々に摺接する。

【００５５】２８は後述の電圧変動補正部２９と共に制
御信号演算手段を構成するデュ−ティ比演算部で、該デ
ュ−ティ比演算部２８は目標電流設定部２７による制御
電流の目標値ｉr に対応したＰＷＭ信号のデュ−ティ比
ｄ0 を演算している。即ち、デュ−ティ比演算部２８は
例えばスプール弁１３を低圧位置（ロ）に切換えるとき
には０％のデュ−ティ比ｄ0 を演算し、スプール弁１３
を中立位置（イ）に切換えるときには５０％のデュ−テ
ィ比ｄ0 を演算し、スプール弁１３を高圧位置（ハ）に
切換えるときには１００％のデュ−ティ比ｄ0 を演算す
るものである。そして、デュ−ティ比演算部２８は演算
したデュ−ティ比ｄ0 に対応する信号を後述の電圧変動
補正部２９に出力している。

【００５６】２９は定電圧源となるバッテリ（図示せ
ず）の電圧が変動したときに、この変動に応じてデュ−
ティ比ｄ0 を補正する電圧変動補正部で、該電圧変動補
正部２９はバッテリの電圧が上昇したときにはデュ−テ
ィ比ｄ0 を減少させ、バッテリの電圧が降下したときに
はデュ−ティ比ｄ0 を増加させる。これにより、電圧変
動補正部２９は補正したデュ−ティ比ｄ1 に対応した信
号を出力し、ＰＷＭ信号を生成するためのバッテリの電
圧が変動することによって電磁アクチュエータ１６に流
れる制御電流が変化するのを防止している。

【００５７】３０は制御信号補正手段としてのデュ−テ
ィ比補正部で、該デュ−ティ比補正部３０は後述の偏差
演算部３１、比例演算部３２、電流パターン演算部３
３、擬似偏差演算部３４、積分演算部３５、加算演算部
３６およびＰＷＭ変換部３７から構成されている。そし
て、デュ−ティ比補正部３０は制御電流の目標値ｉr と
制御電流の検出値ｉy との偏差ｅ1 を減少させるために
デュ−ティ比ｄ1 を補正し、補正後のデュ−ティ比ｄを
演算すると共に、デュ−ティ比ｄに対応したＰＷＭ信号
を電磁アクチュエータ１６に出力している。

【００５８】３１は偏差演算手段としての偏差演算部
で、該偏差演算部３１は目標電流設定部２７によって設
定された制御電流の目標値ｉr と電流検出器２３からの
検出値ｉy との偏差ｅ1 を下記数１に示すように演算す
る。

【００５９】

【数１】ｅ1 ＝ｉr −ｉy

【００６０】３２は比例演算手段としての比例演算部
で、該比例演算部３２は、比例演算用の定数Ｋp と偏差
演算部３１による偏差ｅ1 との積から比例演算値ｕ1 を
下記数２に示す如く演算する。

【００６１】

【数２】ｕ1 ＝Ｋp ×ｅ1

【００６２】３３は給電パターン演算手段としての電流
パターン演算部で、該電流パターン演算部３３は目標電
流設定部２７から出力される目標値ｉr に基づいて電磁
アクチュエータ１６に出力すべき給電パターンとしての
電流パターンｉ0 を後述する以下に示す数３の式を用い
て演算する。

【００６３】

【数３】 但し、Ｔ：サンプリング周期 ａ：時定数τの逆数（ａ＝１／τ）

【００６４】ここで、数３の式は一次遅れ系のデジタル
フィルタを示すものであり、以下に示すラプラス変換の
数４の関係式をｚ変換を用いて表わしたものである。

【００６５】

【数４】

【００６６】ここで、時定数τは電磁アクチュエータ１
６の抵抗ＲとインダクタＬとにより以下の数５に示す関
係がある。

【００６７】

【数５】τ＝Ｌ／Ｒ

【００６８】このため、目標値ｉr が時間ｔ＝０で大き
さ零（ｉr ＝０）から１（ｉr ＝１）にステップ状に変
化したときには、電流パターンｉ0 の時間変化は以下に
示す数６の式で表わされる。

【００６９】

【数６】ｉ0 （ｔ）＝１−ｅｘｐ（−ｔ／τ）

【００７０】これにより、電流パターンｉ0 は図９中に
点線で示す特性線４６のように時間変化するものであ
る。

【００７１】３４は擬似偏差演算手段としての擬似偏差
演算部で、該擬似偏差演算部３４は電流パターン演算部
３３による電流パターンｉ0 と電流検出器２３からの検
出値ｉy との偏差として擬似偏差ｅ2 を下記数７に示す
ように演算する。

【００７２】

【数７】ｅ2 ＝ｉ0 −ｉy

【００７３】３５は積分演算手段としての積分演算部
で、該積分演算部３５は、積分演算用の定数Ｋi を用い
て擬似偏差演算部３４からの擬似偏差ｅ2 とに対する積
分演算を行い、このときの積分値に対応した積分演算値
ｕ2 を下記数８に示す如く演算する。

【００７４】

【数８】ｕ2 ＝ｕ2 ＋Ｋi ×ｅ2

【００７５】３６は加算手段としての加算演算部で、該
加算演算部３６は、比例演算部３２による比例演算値ｕ
1 、積分演算部３５による積分演算値ｕ2 およびデュー
ティ比ｄ1 を加算している。そして、加算演算部３６は
補正後のデューティ比ｄを下記数９に示す如く演算す
る。

【００７６】

【数９】ｄ＝ｄ1 ＋ｕ1 ＋ｕ2

【００７７】３７はＰＷＭ変換部で、該ＰＷＭ変換部３
７は加算演算部３６から出力されるデューティ比ｄをＰ
ＷＭ信号に変換し、このＰＷＭ信号を電磁式の制御弁装
置１０の電磁アクチュエータ１６に出力している。これ
により、ＰＷＭ変換部３７は補正後のデューティ比ｄに
対応した制御電流を電磁アクチュエータ１６のコイル部
１６Ｂに出力するものである。

【００７８】次に、図５ないし図７を参照してコントロ
ールユニット１７による自動クラッチの制御処理につい
て説明する。ここで、自動クラッチの制御処理は図５に
示す制御モード判別処理と図６に示すＰＷＭ信号出力処
理とからなり、ＰＷＭ信号出力処理は制御モード判別処
理に対して例えば５ｍｓ程度の制御ステップ毎に割込み
処理されるものである。

【００７９】まず、制御モード判別処理について説明す
るに、ステップ１では例えばイグニションスイッチが
「ＯＦＦ」か否かによって制御終了条件が成立している
か否かを判定し、ステップ１で「ＹＥＳ」と判定したと
きには、イグニションスイッチが「ＯＦＦ」となってい
るからステップ２に移って制御を終了する。一方、ステ
ップ１で「ＮＯ」と判定したときには、制御終了条件が
成立していないから次なるステップ３に移る。

【００８０】ステップ３では、スロットルセンサ１９、
車速センサ２０、シフト位置センサ２１、エンジン回転
数センサ２２による検出信号を用いてクラッチ３を締
結、開放させる制御モードを判別し、再度ステップ１に
移行する。

【００８１】次に、図６に示すＰＷＭ信号出力処理につ
いて説明するに、ステップ４では、制御モード判別処理
によって判別された制御モードに応じてレリーズシリン
ダ４の目標位置を設定し、ステップ５では目標位置と検
出位置との位置偏差を演算する。

【００８２】そして、ステップ６では位置偏差を減少さ
せるために電磁アクチュエータ１６に出力すべき制御電
流の目標値ｉr を設定する。例えば、クラッチ３を締結
させるときには、制御電流の目標値ｉr を零（ｉr ＝
０）に設定する。一方、クラッチ３を開放させるときに
は、例えば制御電流の目標値ｉr を最大値ｉmax （ｉr
＝ｉmax ）に設定する。

【００８３】次に、ステップ７では、制御電流の目標値
ｉr に対応したＰＷＭ信号のデューティ比ｄ0 を演算
し、ステップ８ではバッテリの電圧変動に応じてこのデ
ューティ比ｄ0 を補正し、補正したデューティ比ｄ1 を
演算すると共に、ステップ９に移行する。

【００８４】次に、ステップ９では、電磁アクチュエー
タ１６に流れる制御電流の検出値ｉy と目標値ｉr との
偏差ｅ1 を減少させるために制御電流の検出値ｉy に対
するデューティ比の補正処理を行ない、デューティ比ｄ
を演算する。

【００８５】そして、次なるステップ１０では、デュー
ティ比ｄをＰＷＭ信号に変換し、このＰＷＭ信号を電磁
アクチュエータ１６に出力し、ステップ１１に移ってリ
ターンする。

【００８６】次に、図７に示す制御電流の検出値ｉy に
対するデューティ比の補正処理について説明するに、ス
テップ１２では目標値ｉr と検出値ｉy との偏差ｅ1 を
数１の式により演算し、ステップ１３に移って偏差ｅ1
と比例演算の利得として予め決められた値の定数Ｋp と
を掛けることによって比例演算値ｕ1 を数２の式によっ
て演算する。

【００８７】次に、ステップ１４では目標値ｉr を用い
て数３の式に示す関係から、電流パターンｉ0 を演算す
る。ここで、電流パターンｉ0 は目標値ｉr が時間変化
したときに、電磁アクチュエータ１６に流れる制御電流
が速やかに目標値ｉr に近付くための制御電流の時間変
化を示すものである。

【００８８】次に、ステップ１５では電流パターンｉ0
と検出値ｉy との擬似偏差ｅ2 を数７の式により演算
し、ステップ１６ではこの擬似偏差ｅ2 と積分演算の利
得として予め決められた値の定数Ｋi との積を演算し、
前回の積分演算値ｕ2 に加算することによって新たなる
積分演算値ｕ2 を数８の式により演算する。

【００８９】そして、ステップ１７ではデューティ比ｄ
1 に比例演算値ｕ1 、積分演算値ｕ2 を加算することに
よって、補正後のデューティ比ｄを数９の式により演算
し、ステップ１８に移ってリターンする。

【００９０】次に、デューティ比補正部３０の作用につ
いて図８および図９を参照しつつ詳述する。ここで、図
８は制御電流の検出値ｉy 、比例演算値ｕ1 、積分演算
値ｕ2 と時間との関係を示している。また、目標値ｉr
は図８中に一点鎖線で示す特性線３８のようにステップ
状に時間変化したものとしている。

【００９１】まず、車両の運転状態が変化し、目標位置
演算部２５による目標位置が変更されたときに、制御電
流の目標値ｉr が例えば零（ｉr ＝０）からある一定値
ｉr0（ｉr ＝ｉr0）にステップ状に時間変化した場合を
考える。

【００９２】ここで、デューティ比補正部３０を設けな
い場合、即ち定数Ｋp が零（Ｋp ＝０）、かつ定数Ｋi
が零（Ｋi ＝０）の場合の制御電流の検出値ｉy を比較
例として図８中に点線で示す特性線４０に示す。この場
合、電磁アクチュエータ１６が加熱された加熱されたと
きには、コイル部１６Ｂの内部抵抗が増加するから、実
際に電磁アクチュエータ１６に流れる制御電流は、加熱
されていないときに比べて減少することになる。

【００９３】このため、制御電流の検出値ｉy は目標値
ｉr に達することができず、検出値ｉy と目標値ｉr と
の間に定常偏差ｅ0 が発生することになる。これによ
り、クラッチ３は目標とする位置まで移動することがで
きず、例えばクラッチ３を半クラッチ位置から徐々に締
結させる制御モードで運転者が予期しないときにクラッ
チ３が締結してしまう等の不具合を生じることになる。

【００９４】また、コイル部１６Ｂ内の抵抗およびイン
ダクタンスにより、電磁アクチュエータ１６の作動が遅
延すると共に、電磁アクチュエータ１６の応答性が低下
し、クラッチ３の締結、開放が遅れる傾向がある。

【００９５】そこで、本実施の形態による電磁式制御弁
装置の弁制御装置ではデューティ比補正部３０を設ける
ことにより、実際に電磁アクチュエータ１６に流れる制
御電流の検出値ｉy と目標値ｉr との偏差ｅ1 を減少さ
せるためのフィードバック制御を行なっている。このと
き、制御電流の検出値ｉy は、図８中に実線で示す特性
線３９のように一定値ｉr0に向って徐々に増加する。

【００９６】即ち、検出値ｉy と目標値ｉr との偏差ｅ
1 を用いて比例演算値ｕ1 を図８中の特性線４１に示す
ように演算する。一方、検出値ｉy と電流パターンｉ0
との擬似偏差ｅ2 を用いて積分演算値ｕ2 を図８中の特
性線４２に示すように演算する。そして、比例演算値ｕ
1 と積分演算値ｕ2 とをデューティ比ｄ1 に加算し、補
正後のデューティ比ｄをＰＷＭ信号に変換すると共に、
このＰＷＭ信号を電磁アクチュエータ１６に出力し、コ
イル部１６Ｂに流れる制御電流を増減させている。

【００９７】これにより、電磁アクチュエータ１６に流
れる制御電流の検出値ｉy が目標値ｉr に達してないと
きには、電磁アクチュエータ１６に出力する制御電流を
増加させることができる。一方、電磁アクチュエータ１
６に流れる制御電流の検出値ｉy が目標値ｉr よりも過
大となるときには、電磁アクチュエータ１６に供給する
制御電流を減少させることができる。

【００９８】このとき、積分演算値ｕ2 はほぼ定常偏差
ｅ0 に対応した一定値ｕ20となる。これにより、電磁ア
クチュエータ１６が加熱されたときでも、電磁アクチュ
エータ１６が加熱されていないときとほぼ等しい制御電
流を流すことができ、クラッチ３を目標とする位置に確
実に移動させることができると共に、クラッチ３を適切
に制御することができる。

【００９９】また、比例演算値ｕ1 をデューティ比ｄ1
に加算するから、偏差ｅ1 を減少させるように電磁アク
チュエータ１６に出力する制御電流を増減させることが
でき、電磁アクチュエータ１６を速やかに作動させて、
電磁アクチュエータ１６の応答性を向上させることがで
きる。

【０１００】また、積分演算値ｕ2 を偏差ｅ1 ではなく
擬似偏差ｅ2 を用いて演算する理由は、検出値ｉy が目
標値ｉr を越えて過大に大きくなるオーバシュートが発
生するのを防止するためである。

【０１０１】例えば目標値ｉr が零（ｉr ＝０）から一
定値（ｉr ＝ｉr0）に変更された直後では定常偏差ｅ0
よりも大きな偏差ｅ1 が発生する。このため、偏差ｅ1
を用いて積分演算値ｕ2 を演算したときには、この定常
偏差ｅ0 よりも大きな偏差ｅ1 によって積分演算値ｕ2
が定常偏差ｅ0 に対応した一定値ｕ20を越えて過大に増
加することがある。

【０１０２】このように、積分演算値ｕ2 が一定値ｕ20
を越えて過大に増加した場合には、図８中に仮想線で示
す特性線４３のように制御電流の検出値ｉy が目標値ｉ
r を越えて過大に増加することになり、結果的に検出値
ｉy が目標値ｉr に近付くのが遅延することになる。

【０１０３】このため、本実施の形態による電磁式制御
弁装置の弁制御装置では積分演算値ｕ2 を擬似偏差ｅ2
を用いて演算することによって、積分演算値ｕ2 が一定
値ｕ20を越えて過大に増加するのを防止している。

【０１０４】即ち、図９中の一点鎖線で示す特性線４４
のように制御電流の目標値ｉr がステップ状に時間変化
したときに、制御電流の検出値ｉy は図９中に実線で示
す特性線４５のように徐々に増加する。このとき、目標
値ｉr によって電流パターンｉ0 は図９中に点線で示す
特性線４６のように時間変化するから、擬似偏差ｅ2は
ほぼ定常偏差ｅ0 に対応した値となる。

【０１０５】このため、積分演算値ｕ2 は速やかに定常
偏差ｅ0 に対応した一定値ｕ20に達すると共に、一定値
ｕ20を越えて過大に増加するのを防止することができる
から、検出値ｉy を目標値ｉr に速やかに近付け、検出
値ｉy を目標値ｉr にほぼ等しくすることができる。

【０１０６】また、積分演算の利得となる定数Ｋi を比
例演算の利得となる定数Ｋp に比べて比較的大きな値、
例えば定数Ｋp を１０（Ｋp ＝１０）に設定したとき
に、定数Ｋi を３５０（Ｋi ＝３５０）程度に設定する
ことができ、積分演算値ｕ2 をより早く一定値ｕ20に近
付けることができると共に、クラッチ３を速やかに作動
させることができる。

【０１０７】かくして、本実施の形態によれば、デュー
ティ比補正部３０によって電磁アクチュエータ１６に流
れる制御電流の検出値ｉy と制御電流の目標値ｉr との
偏差ｅ1 を減少させる構成としたから、電磁アクチュエ
ータ１６が加熱されたときでも、電磁アクチュエータ１
６が加熱されていないときと実質的に等しい制御電流を
流すことができ、電磁アクチュエータ１６の発熱による
影響を相殺することができる。

【０１０８】また、デューティ比補正部３０によって補
正したデューティ比ｄを用いることによって、電磁アク
チュエータ１６の応答性を向上させることができ、車両
の運転状態に対応して、例えばクラッチ３を半クラッチ
位置から徐々に締結させる制御モードで、クラッチ３を
速やかに目標となる位置に移動させることができ、クラ
ッチ３の締結、開放を適切に制御することができる。

【０１０９】さらに、デューティ比補正部３０に比例演
算部３２、積分演算部３５を設けたから、比例演算部３
２によって制御電流の検出値ｉy と制御電流の目標値ｉ
r との偏差ｅ1 を減少させることができると共に、温度
変化によって検出値ｉy と制御電流の目標値ｉr との間
に発生する定常偏差ｅ0 を積分演算部３５よって減少さ
せることができる。

【０１１０】また、積分演算部３５は電流パターンｉ0
と制御電流の目標値ｉr との擬似偏差ｅ2 を用いて積分
演算値ｕ2 を演算するから、積分演算値ｕ2 が擬似偏差
ｅ2に対応する一定値ｕ20を越えて過大に増加するのを
防止し、検出値ｉy を目標値ｉr に向けて速やか変化さ
せることができる。

【０１１１】なお、本実施の形態では電磁式制御弁装置
の弁制御装置を自動クラッチ制御装置に適用した場合を
例に挙げて示したが、本発明はこれに限らず、自動クラ
ッチの制御以外に、例えば油圧シリンダのストロークを
可変に制御する種々の電磁式制御弁装置の弁制御にも広
く適用できるものである。

【０１１２】

【発明の効果】以上詳述した如く、請求項１の発明によ
れば、制御信号出力手段に制御信号補正手段を設け、実
際に電磁アクチュエータに加えられた給電量の検出値と
制御信号の目標値との偏差を減少させる構成としたか
ら、電磁アクチュエータが加熱されたときでも、電磁ア
クチュエータが加熱されていないときと実質的に等しい
制御信号を加えることができ、電磁アクチュエータの発
熱による影響を相殺できると共に、電磁アクチュエータ
の応答性を向上させることができる。

【０１１３】また、請求項２の発明によれば、制御信号
出力手段によって電磁アクチュエータの作動を制御し、
アクチュエータに圧油を給排することによってクラッチ
を締結、開放する構成としたから、クラッチを高い応答
性をもって可変に制御でき、車両の運転状態に対応して
クラッチを速やかに目標となる位置に移動させることが
でき、クラッチの締結、開放を適切に制御することがで
きる。

【０１１４】さらに、請求項３の発明によれば、制御信
号補正手段に比例演算手段、積分演算手段を設けたか
ら、比例演算手段によって制御電流の検出値と制御電流
の目標値との偏差を減少させることができると共に、温
度変化によって検出値と制御電流の目標値との間に発生
する定常偏差を積分演算部よって減少させることができ
る。

【０１１５】また、積分演算手段は電流パターンと制御
電流の目標値との擬似偏差を用いて演算するから、その
演算値が擬似偏差に対応する一定値を越えて過大に増加
するオーバーシュートの発生を防止し、検出値を目標値
に向けて速やかに変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態による電磁式制御弁装置の
弁制御装置が適用される自動クラッチ制御装置を示す全
体構成図である。

【図２】図１中の油圧ユニット等を示す油圧回路図であ
る。

【図３】実施の形態によるレリーズシリンダおよび制御
弁装置等を示す断面図である。

【図４】実施の形態による自動クラッチ制御装置の制御
ブロック図である。

【図５】実施の形態による制御モード判別処理を示す流
れ図である。

【図６】実施の形態によるＰＷＭ信号出力処理を示す流
れ図である。

【図７】実施の形態による制御電流の検出値に対するデ
ューティ比の補正処理を示す流れ図である。

【図８】実施の形態による電磁アクチュエータにＰＷＭ
信号を出力したときの検出値、目標値、比例演算値およ
び積分演算値の時間変化を示す特性線図である。

【図９】実施の形態による電磁アクチュエータにＰＷＭ
信号を出力したときの検出値、目標値および電流パター
ンの時間変化を示す特性線図である。

【符号の説明】 ３ クラッチ ４ レリーズシリンダ（油圧アクチュエータ） １０ 制御弁装置 １１ スプール弁（制御弁機構） １３ スプール（弁体） １６ 電磁アクチュエータ １７ コントロールユニット（制御信号出力手段） ２３ 電流検出器（給電量検出手段） ２７ 目標電流設定部（目標値設定手段） ２８ デューティ比演算部（制御信号演算手段） ２９ 電圧変動補正部 ３０ デューティ比補正部（制御信号補正手段） ３１ 偏差演算部（偏差演算手段） ３２ 比例演算部（比例演算手段） ３３ 電流パターン演算部（給電パターン演算手段） ３４ 擬似偏差演算部（擬似偏差演算手段） ３５ 積分演算部（積分演算手段） ３６ 加算演算部（加算手段） ３７ ＰＷＭ変換部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧アクチュエータと油圧源との間に配
   設され、弁体を変位させることにより油圧アクチュエー
   タに給排される圧油量を制御する制御弁機構と、 該制御弁機構に設けられ、前記弁体を制御信号に応じて
   変位させる電磁アクチュエータと、 前記油圧アクチュエータを作動させるため、該電磁アク
   チュエータに制御信号を出力する制御信号出力手段とか
   らなる電磁式制御弁装置の弁制御装置において、 前記制御信号出力手段は、前記油圧アクチュエータを目
   標となる位置まで作動させるための制御信号の目標値を
   設定する目標値設定手段と、 該目標値設定手段による目標値に応じた制御信号を演算
   する制御信号演算手段と、 該制御信号演算手段による制御信号に対して前記電磁ア
   クチュエータに実際に加えられた給電量を検出する給電
   量検出手段と、 該給電量検出手段による検出値と前記目標値設定手段に
   よる目標値との偏差を減少させるために前記制御信号演
   算手段による制御信号を補正して出力する制御信号補正
   手段とから構成したことを特徴とする電磁式制御弁装置
   の弁制御装置。
2. 【請求項２】 クラッチを締結、開放する油圧アクチュ
   エータと、 該油圧アクチュエータと油圧源との間に配設され、弁体
   を変位させることにより油圧アクチュエータに給排され
   る圧油量を制御する制御弁機構と、 該制御弁機構に設けられ、前記弁体を制御信号に応じて
   変位させる電磁アクチュエータと、 前記油圧アクチュエータを作動させるため、該電磁アク
   チュエータに制御信号を出力する制御信号出力手段とか
   らなる電磁式制御弁装置の弁制御装置において、 前記制御信号出力手段は、車両の運転状態に応じてクラ
   ッチを締結、開放するために予め決められた位置まで前
   記油圧アクチュエータを作動させるための制御信号の目
   標値を設定する目標値設定手段と、 該目標値設定手段による目標値に応じた制御信号を演算
   する制御信号演算手段と、 該制御信号演算手段による制御信号に対して前記電磁ア
   クチュエータに実際に加えられた給電量を検出する給電
   量検出手段と、 該給電量検出手段による検出値と前記目標値設定手段に
   よる目標値との偏差を減少させるために前記制御信号演
   算手段による制御信号を補正して出力する制御信号補正
   手段とから構成したことを特徴とする電磁式制御弁装置
   の弁制御装置。
3. 【請求項３】 前記制御信号補正手段は、前記目標値設
   定手段による目標値と該給電量検出手段による検出値と
   の偏差を演算する偏差演算手段と、 該偏差演算手段からの偏差に対する比例演算を行う比例
   演算手段と、 前記目標値設定手段による目標値に基づいて前記電磁ア
   クチュエータに出力すべき制御信号の給電パターンを演
   算する給電パターン演算手段と、 該給電パターン演算手段による給電パターンと前記給電
   量検出手段による検出値との擬似偏差を演算する擬似偏
   差演算手段と、 該擬似偏差演算手段からの擬似偏差に対する積分演算を
   行う積分演算手段と、 前記比例演算手段による演算値と積分演算手段による演
   算値とを前記制御信号演算手段による制御信号に対して
   加算する加算手段とから構成してなる請求項１または２
   に記載の電磁式制御弁装置の弁制御装置。