JPS61140601A - 流体圧アクチユエ−タ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、流体圧アクチュエータの操作稈の位置をフ
ィードバック制御する装置に関し、特に、応答性を改善
したものに関する。

〔従来の技術〕

手動変速機付きの自動車において、エンジンと変速機と
の間に設けられているクラッチの連結、切離操作を自動
化したものが、特開昭５８−１８０８０５号にて提案さ
れている。このクラッチ操作装置は、クラッチレリーズ
シリンダの受圧室と油圧源とを結ぶ経路中にクラッチ解
放用電磁弁を設け、また、前記受圧室とドレンタンクと
を結ぶ経路中にクラッチ連結用電磁弁を設け、両電磁弁
を作動させるためのデユーティ比信号のデユーティ比や
位相をクラッチの連結状態が目標状態となるようにフィ
ードバック制御するものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、上述のクラッチ操作装置では、電磁弁をデユ
ーティ比制御しているため、クラッチの連結状態が目標
の状態となっていても、電磁弁は決められた周期で開閉
されており、目標状態が変化したとき、次の周期が始ま
るまでは目標に合わせたデユーティ比で電磁弁を駆動す
ることができない、そのため、制御に応答遅れを生じ、
ハンチングの原因となることもある。

従って、本発明の目的は、クラッチ操作装置の如き流体
圧アクチュエータ制御装置における制御の応答性を改善
することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、流体圧アクチュエータの操作稈が目標
位置にある間は、フィードバック制御を中断し、゛目標
値が変化したとき制御を再開することを特徴とする。

具体的には、本発明の流体圧アクチュエータ制御装置は
、第１図に示すように、流体圧アクチュエータの受圧室
に所定圧力の流体を導入する経路および前記受圧室から
流体を排出する経路を有し、各経路中にそれぞれ開閉弁
を備え、各開閉弁の開閉をデユーティ比制御することに
よって前記受圧室の流体圧を調整し、流体圧アクチュエ
ータの操作稈の位置を制御する流体圧アクチュエータ制
御装置において、目標値設定手段によって、前記操作稈
の目標位置を目標値として設定し、実際値検出手段によ
って、前記操作稈の実際の位置を実際値として検出する
。

デユーティ比演算出力手段では、目標値と実際値とを比
較し、実際値を目標値に一致させる前記開閉弁のデユー
ティ比を求め、デユーティ比信号を出力する。

そして、一致判定手段では、目標値と実際値とを比較し
、両者が一致している間、デユーティ比演算出力手段に
よるデユーティ比信号の出力を停止する。

〔作用〕

各開閉弁は、操作稈が目標位置となるデユーティ比で制
御される。操作稈が目標位置となると、開閉弁は閉じた
ままとされる。そして、目標値が変わって実際値と目標
値とが一致しなくなると、再び制御が再開される。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面によって説明する。

第２図は、本発明の一実施例のシステム構成図を示し、
この実施例は、手動変速機付き自動車におけるクラッチ
の連結、切離操作を自動的に行うシステムである。

第２図中、１１が流体圧アクチュエータたるクラッチレ
リーズシリンダであり、１２が受圧室、１３が操作稈で
ある。受圧室１２には、経路２１を介してオイルポンプ
２５から所定圧力のオイルが導入され、また、受圧室１
２のオイルは経路２２を介してドレンタンク２７に排出
されるようになっている。そして、各経路２１．２２中
には、それぞれ開閉弁たる電磁弁２３．２４を備えてい
る。なお、オイルポンプ２５は、ドレンタンク２７のオ
イルを汲み上げてクラッチレリーズシリンダ１１の受圧
室１２に導入しており、ドレンタンク２７とオイルポン
プ２５との間には、フィルタ２６が介挿されている。

一方、クラッチレリーズシリンダ１１の操作稈１３には
、レリーズフォーク５１の一端が当接されており、この
一端に対して回動中心を挟んで他端には、エンジン（図
示せず）と変速機（図示せず）−との間に設けられたク
ラッチのプレッシャプレート５２が連結されている。こ
の場合のクラッチは、公知の単板式クラッチであり、エ
ンジンのフライホイール５４とプレッシャプレート５２
との間に一枚のクラッチディスク５３が介挿されている
。そして、プレッシャプレート５２は、常時フライホイ
ール５４方向にスプリング力が付与されており、レリー
ズフォーク５１によって切り離されない限りエンジンか
らの動力を変速機に伝達するようになっている。従って
、クラッチレリーズシリンダ１１の受圧室１２の油圧を
調整して、操作稈１３の位置を変えることによってプレ
ッシャプレート５２の位置を変更し、クラッチの連結状
態を制御することができるようになっている。

受圧室１２の油圧の調整は、電磁弁２３．２４を開閉制
御することによって行われ、電磁弁２３．２４の開閉制
御は、制御回路４０によって行われている。

制御回路４０は、マイクロコンピュータを持って構成さ
れており、マイクロコンピュータは、リード・オンリ・
メモリ（ＲＯＭ）　、ランダム・アクセス・メモリ　（
ＲＡＭ）を含む中央処理ユニット（ＣＰＵ）４１の他、
電磁弁２３．２４の開閉制御を行うための信号を出力す
るＩ１０ボート４４、その開閉制御のための信号を入力
するＡ／Ｄ変換器４２、［１０ボート４３を有する。

Ａ／Ｄ変換器４２には、クラッチストロークセンサ３１
およびスロットルセンサ３２が接続されており、Ａ／Ｄ
変換器４２は、各センサ３１．３２からの信号をＣＰＵ
４１からの指令に従って、２進信号に変換してＣＰＵ４
１に送り込む、ここで、クラッチストロークセンサ３１
は、操作稈１３の位置を電圧信号に変換するポテンショ
メータであり、スロットルセンサ３２は、図示しないエ
ンジンのスロットルバルブの開度を電圧信号に変換する
ポテンショメータである。

また、Ｉ１０ポート４３には、エンジン回転数センサ３
３が接続されており、Ｉ１０ボート４３は、エンジン回
転数センサ３３が発生するエンジンの所定クランク角毎
のパルス信号をＣＰＵ４１　　　　　　。

に送り込む。ＣＰＵ４１では、そのパルス信号がエンジ
ン回転数演算用の割込みルーチンプログラムの割込み要
求信号となり、パルス信号が送り込まれる毎にそのプロ
グラムを起動して、エンジン回転数の演算を行う。この
演算は、パルス信号の周期を計測することによって行わ
れ、こうして、求められたエンジン回転数は、ＲＡＭに
格納される。

なお、クラッチストロークセンサ３１は、本発明におけ
る実際値検出手段の一部を成しており、スロットルセン
サ３２およびエンジン回転数センサ３３は、本発明にお
ける目標値設定手段の一部を成している。

ＣＰＵ４１のＲＯＭには、メイン処理ルーチンプログラ
ム、エンジン回転数演算用割込みルーチンプログラムお
よびその他のプログラム、さらに、これらの演算処理に
必要なデータ、テーブル、マツプなどが格納されている
。

第３図は、メイン処理ルーチンプログラムのうちのクラ
ッチ制御ルーチンを示すフローチャートである。

クラッチ制御ルーチンは、まず、ステ・ノブ１４１にお
いて、フラグＦｌ・が「１」にセ・）卜されているか否
かを判定する。フラグＦｌは、後述のように、クラッチ
目標値とクラッチ実際値とが所定誤差範囲内で一致した
ことをセット状態で記憶するものであり、初め、フラグ
Ｆ１がセット状態になく、リセットされていると、ステ
ップ１４１は否定判断され、ステップ１５１に進み、こ
こで、タイマカウンタＣＴが「１９」以上となったか否
かを判定する。タイマカウンタＣＴは、第４図に、示さ
れる１ミリ秒毎の時間割込みルーチンプログラムのステ
ップ１６０によってインクリメント処理されるカウンタ
で、その計数値「１９」は、タイマカウンタＣＴがクリ
アされた時点から１９ミリ秒経過したことを表す。

タイマカウンタＣＴが「１９」に達するまでは、ステッ
プ１５１は否定判断され、このクラッチ制御ルーチンの
処理を終了するが、タイマカウンタＣＴが「１９」に達
したときには、ステップ１５１は肯定判断され、ステッ
プ１５２に進む、ステップ１５２では、フラグＦ２が「
１」にセットされているか否かを判定する。ステップ１
５２は、クラッチ目標値の演算およびクラッチ実際値の
読込みの処理が行われたことをセット状態で記憶するも
のであり、初め、それらの処理が行われておらず、フラ
グＦ２がリセットされていると、ステップ１５２は否定
判断され、ステップ１１０．１２０において、クラッチ
目標値ＣＦｉＮの演算およびクラッチ実際値Ｃ３Ｔの読
込みの処理が行われる。

ステップ１１０におけるクラッチ目標値ＣＦｉＮの演算
は、Ａ／Ｄ変換器４２を介して読込まれるスロットルセ
ンサ３２からのスロットルバルブ開度信号と、エンジン
回転数センサ３３からのパルス信号に基づいて演算され
、ＲＡＭに格納されているエンジン回転数データとから
、ＲＯＭに格納されている二次元マツプを検索して行わ
れる。

この場合、二次元マツプは、クラッチがほぼ遠心クラッ
チを構成するように設定されており、例えば、エンジン
回転数が１５０Ｏｒｐｍでは、クラッチの連結度合が１
／２．３０００ｒｐｍでは連結度合が２／３となるよう
に設定されている。そして、この連結度合にスロットル
バルブ開度により補正が加えられるようになっている。

また、ステップ１２０におけるクラッチ実際値Ｃ５Ｔの
読込みは、クラッチストロークセンサ３１からの電圧信
号をＡ／Ｄ変換器４２を介して読込むことによって行わ
れる。

このようにして、ステップ１１０．１２０の処理が行わ
れると、ステップ１５４では、フラグＦ２が「１」にセ
ットされ、クラッチ目標値ＣＦｉＮの演算およびクラッ
チ実際値ｃ　ｓ　’ｒの読込みが行われたことを記憶す
る。

そして、次のステップ１４２では、クラッチ目標値ＣＦ
ｉＮとクラッチ実際値Ｃ３Ｔとの差が所定誤差εの範囲
内にあるか否かを判定する。上記差が所定誤差８の範囲
外の間は、ステップ１４２は否定判断されてステップ１
４４に進むため、フラグＦｌはリセットされ、セットさ
れない、このため、ステップ１４１は、その後の処理に
おいても否定判断され、ステップ１５１からステップ１
５２へと進む。しかし、ステップ１５２は、既にフラグ
Ｆ２がセットされているため、肯定判断され、ステップ
１３１に進む。

ステップ１３１では、タイマカウンタＣＴが「２０」に
達したか否かを判定する。タイマカウンタＣＴが「２０
」に達するまでは、ステップ１３１は否定判断され、こ
こで、クラッチ制御ルーチンの処理は終了してしまうが
、タイマカウンタＣＴが「２０」に達すると、ステップ
１３１が肯定判断されて、ステップ１３２以降の処理が
実行される。

まず、ステップ１３２では、タイマカウンタＣＴが「０
」にクリアされ、ステップ１５３では、フラグＦ２が「
０」にリセットされる。そして、ステップ１３３では、
電磁弁２３に予め決められた一定デューティ比の信号を
出力する。この処理は、デユーティ比が、例えば、８０
％とすると、この場合のデユーティ比制御の周期が第５
図に示すように２０識り秒であるので％１６”９秒のパ
ルス幅に相当するデータをＩ１０ボート４４に書込み、
Ｉ１０ボート４４において１６ミリ秒のパルス幅の信号
に変換して、電磁弁２３に供給する。また、ステップ１
３４では、電磁弁２４に出力する信号のデユーティ比を
演算し、出力する。この場合のデユーティ比の演算は、
クラッチ目標値ＣＦｉＮとクラッチ実際値Ｃ３Ｔとの差
に基づいて比例積分（ＰＩ）制御を実施するように行わ
れる。電磁弁２４への信号の出力の仕方は、電磁弁２３
の場合と同様である。

以上の処理は、第５図に図示されており、タイマカウン
タＣＴが「１９」になったときに、クラッチ目標値ＣＦ
ｉＮの演算およびクラッチ実際値Ｃ３Ｔの読込みが行わ
れて、フラグＦ２がセットされ、タイマカウンタＣＴが
「２０」に達したときに、タイマカウンタＣＴがクリア
されるとともに、フラグＦ２かリセットされ、両電磁弁
２３．２４のデユーティ比信号が出力される。このよう
に、両電磁弁２３．２４がデユーティ比制御されること
によってクラッチレリーズシリンダ１１の受圧室１２に
は、経路２１を介して所定圧力のオイルが導入されると
ともに、経路２２を介してオイルが排出され、受圧室１
２の油圧は、操作稈１３が目標の位置となるように制御
される。つまり、クラッチの連結度合がエンジン回転数
とスロットルバルブ開度とによって定められた値に制御
される。

クラッチ目標値ＣＦｉＮとクラッチ実際値Ｃ８Ｔとの差
が所定誤差εの範囲外の間は、上述の如く処理されるが
、上記差が所定誤差εの範囲内となると、ステップ１４
２が肯定判断されて、ステップ１４３においてフラグＦ
１がセットされるため、その後は、ステップ１４１が肯
定判断されるようになり、ステップ１５１には進まず、
従って、ステップ１３３．１３４の処理も行われず、電
磁弁２３．２４へのデユーティ比信号の出力が行われな
くなる。こめため、電磁弁２３．２４は、開かれること
はなく、閉じたまとなり、クラッチレリーズシリンダ１
１の受圧室１２の油圧は変更されない。しかし、このと
きの操作稈１３の位置は、目標位置にあり、クラッチの
連結度合もエンジン回転数とスロットルバルブ開度とに
よって定められた状態にあるため、受圧室１２の油圧が
変更されて、操作稈１３の位置が変更される必要はない
。

クラッチ目標値ＣＦｉＮとクラッチ実際値Ｃ８Ｔとの差
が所定誤差Ｃの範囲内となって、フラグＦ１がセットさ
れた後は、上述のように電磁弁２３．２４へのデユーテ
ィ比信号の出力は行われなくなるが、ステップ１４１が
肯定判断される結果、ステップ１１０．１２０における
クラッチ目標値ＣＦｉＮの演算とクラッチ実際値Ｃ５Ｔ
の読込みは行われる。しかも、このステップ１１０，１
２０の処理は、クラッチ目標値ＣＦｉＮとクラッチ実際
値Ｃ３Ｔとの差が所定誤差εの範囲外の間は、２０ミリ
秒毎にしか行われなかったが、上記差が所定誤差εの範
囲内となって後は、メイン処理ルーチンプログラムが起
動される毎に行われ、クラッチ目標値ＣＦｉＮが変化し
てクラッチ目標値ＣＦｉＮとクラッチ実際値Ｃ３Ｔとの
差が所定誤差εの範囲外となれば、ただちに、電磁弁２
３．２４ヘデユ一テイ比信号を出力できるようになって
いる。すなわち、クラッチ目標値ＣＦｉＮとクラッチ実
際値Ｃ３Ｔとの差が所定誤差Ｃの範囲内にあって、ステ
ップ１４２が肯定判断されている間は、ステップ１５５
において、タイマカウンタＣＴは「２０」とされており
、その後、クラッチ目標値ＣＦｉＮとクラッチ実際値Ｃ
５Ｔとの差が所定誤差εの範囲外となって、ステップ１
４２が否定判断され、ステップ１４４においてフラグＦ
１がリセットされると、ステップ１４１が否定判断され
て、ステップ１５１．１５２．１３１と進み、ステップ
１３１でも、タイマカウンタＣＴが［２Ｏ」とされてい
るため肯定判断され、上述のようにステップ１３３．１
３４で電磁弁２３．２４ヘデユ一テイ比信号が出力され
る。

第６図は、電磁弁２３．２４へのデユーティ比信号と操
作稈１３の位置、つまり、クラッチストロークの変化と
を示しており、ここで、（Ａ）は、クラッチ目標値ＣＦ
ｉＮとクラッチ実際値Ｃ３Ｔとが一致し、その差が所定
誤差εの範囲内となっても、電磁弁２３．２４のデユー
ティ比制御を中断しない場合を示し、（′Ｂ）は、それ
を中断する場合を示す。この図から明らかなように、ク
ラッチ目標値ＣＦｉＮとクラッチ実際値Ｃ３Ｔとが一致
した後、クラッチ目標値ＣＦｉＮが変化したとき、（Ａ
）の制御では、そのとき行われているデユーティ比制御
の次の周期のデユーティ比制御が行われるまでクラッチ
目標値ＣＦｉＮの変化に対応した制御は行われないが、
実施例による（Ｂ）の制御では、クラッチ目標値ＣＦｉ
Ｎが変化するとただちに、その変化に対応するデユーテ
ィ比制御が行われる。このため、（Ｃ）に示すように、
クラッチストロークは、（Ａ）の制御に比べて（Ｂ）の
制御による方がクラッチ目標値ＣＦｉＮの変化に対応し
てΔＴだけ早く変化している。

なお、第３図のフローチャートにおいて、ステップ１１
０の処理は、本発明の目標値設定手段に相当し、ステッ
プ１２０の処理は、本発明の実際値検出手段に相当し、
ステップ１３１〜１３４の処理は、本発明のデユーティ
比演算出力手段に相当し、ステップ１４１〜１４４の処
理は、本発明の一致判定手段に相当する。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含される本
のであり、例えば、二つの開閉弁は一体化されており、
一方の経路を開いたときには他方の経路を閉じ、他方の
経路を開いたときには一方の経路を閉じるものでも良い
。この場合には、デユーティ比信号も一つだけで済む。

また、流体圧アクチュエータは、空気圧によって変形す
るダイヤフラムを持ったアクチュエータでも良い。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、流体圧アクチュエータの
操作稈が目標位置にある間は、フィードバック制御を中
断し、目標値が変化したとき制御を再開するので、操作
稈が目標位置にある状態で目標値が変化したとき、応答
遅れを生ずることなく、制御を行うことができる。

また、操作稈が目標位置にある間は、フィードバック制
御を中断するため、その間、開閉弁の摩耗を少なくする
ことができ、開閉弁を開閉するための電力消費も減じる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、クレーム対応図、第２図は、本発明の一実施
例のシステム構成図、第３図および第４図は、第２図に
おけるマイクロコンピュータのプログラムの一部を示す
フローチャート、第５図および第６図は、上記実施例の
作用を説明するための図である。 １１・−・・−クラッチレリーズシリンダ（流体圧アク
チュエータ） １２−・−一−−−受圧室 １３・・・−−−−一・操作稈 ２１．２２−−−−−−一経路 ２３．２４−−−−−・−・電磁弁（開閉弁）３１・−
−−−−−・・クラッチストロークセンサ（実際値検出
手段） ３２．３３・−−−−−−−・スロットルセンサ、エン
ジン回転数センサ（目標値設定手段） ４０−−−−−−−・制御回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．流体圧アクチュエータの受圧室に所定圧力の流体を
   導入する経路および前記受圧室から流体を排出する経路
   を有し、各経路中にそれぞれ開閉弁を備え、各開閉弁の
   開閉をデューティ比制御することによって前記受圧室の
   流体圧を調整し、流体圧アクチュエータの操作稈の位置
   を制御する流体圧アクチュエータ制御装置であって、 前記操作稈の目標位置を目標値として設定する目標値設
   定手段と、 前記操作稈の実際の位置を実際値として検出する実際値
   検出手段と、 目標値と実際値とを比較し、実際値を目標値に一致させ
   る前記開閉弁のデューティ比を求め、デューティ比信号
   を出力するデューティ比演算出力手段と、 目標値と実際値とを比較し、両者が一致している間、デ
   ューティ比演算出力手段によるデューティ比信号の出力
   を停止する一致判定手段と、を備える流体圧アクチュエ
   ータ制御装置。