KR20160010331A - 클러치 제어 방법 및 자동 클러치 제어 장치 - Google Patents

Abstract

[과제] 종래에 비하여 보다 제어 응답성이 양호한 자동 클러치 제어 장치를 제공한다.
[해결수단] 피스톤 스트로크량이 지시값에 도달했다고 판정했을 때에 클러치 액츄에이터(2)의 구동 정지가 수행되는 동시에 PID 제어가 정지되고, 또한, PID 제어에서의 적분항의 초기화가 행해지고(S106, S108), 그런 후, 피스톤 스트로크량이 소정의 임계값을 초과했다고 판정되었을 때(S110), 또는, PID 제어의 정지시로부터 소정 시간이 경과하였다고 판정되었을 때(S112)에, PID 제어가 재개(S114)되도록 구성되고, 스트로크량의 오버슈트 또는 언더슈트 후에 지시값으로의 신속한 수속이 실현되는 것으로 되어 있다.

Description

클러치 제어 방법 및 자동 클러치 제어 장치{METHOD FOR CONTROLLING CLUTCH AND AUTOMATIC CLUTCH CONTROL DEVICE}

본 발명은 기계식 클러치의 단속(斷續)을 자동적으로 실행할 수 있도록 구성된 자동 클러치 제어 장치에서의 클러치 제어 방법에 관한 것으로, 특히, 제어 응답성, 제어 정밀도의 향상 등을 꾀하는 것에 관한 것이다.

이 종류의 종래 장치로서는 예를 들어, 액셀 개도, 엔진 회전수, 체인지 레버의 시프트 위치 등에 기초하여 클러치의 단접(斷接)을 제어하도록 구성된 자동 클러치 제어 장치가 다양하게 제안, 실용화되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 등 참조).

이러한 자동 클러치 제어 장치는 클러치를 단속하는 클러치 액츄에이터에 에어원으로부터 에어를 공급하고, 클러치 액츄에이터를 클러치 스프링이나 클러치 다이어프램 등의 가압 수단에 저항하여 작동시킴으로써, 클러치의 절단을 가능케 한 것으로, 클러치 액츄에이터로의 에어 공급을 수행하는 전자 밸브의 동작 제어가 액셀 개도, 엔진 회전수, 클러치 스트로크 등에 기초하여 전자 제어 유닛에 의해 제어되도록 구성된 것이다.

특허문헌 1: 일본 공개특허공보 특개평9-287625호(제 5 내지 제 13 페이지, 도 1 내지 도 8)

그런데, 클러치 액츄에이터를 구성하는 에어 실린더의 구동에 있어서는 공기의 밀도가 부하에 대하여 일정한 크기를 넘지 않으면 실린더가 동작하지 않는다는 특성이 있어, 구동 지령의 발생과 실린더의 실제의 동작 개시 사이에는 본질적으로 피하기 어려운 시간 지연이 있다.

또한, 클러치를 한 방향으로 가압하는 수단은 스프링이나 다이어프램 등이 사용되는데, 예를 들어, 스프링의 경우, 그 특성상, 비록 작은 조작이라도, 처음에 구동력이 필요하다.

한편, 자동 클러치 제어 장치에 의한 클러치 액츄에이터의 동작 제어에 있어서는 통상 PID 제어가 사용되고 있는데, 상술한 바와 같은 공기 밀도에 의한 제어의 지연이나, 스프링의 작용 등은 PID 제어에서의 P항이나 D항으로 영향을 주어, 언더슈트나 오버슈트를 초래할 뿐 아니라, 그 언더슈트나 오버슈트에 의해 I항의 증감이 반복되기 때문에, 제어 상태의 수속(收束)에 필요 이상의 시간을 허비하는 경우가 있어, 제어 응답성의 향상을 저해하는 하나의 요인이 되고 있다.

본 발명은 상기 실상을 감안하여 이루어진 것으로, 에어 실린더의 공기 밀도나 클러치의 가압 수단으로서 사용되는 스프링의 특성에 기인하는 클러치 제어에서의 제어 응답의 저하를 억압하여, 종래에 비하여, 보다 제어 응답성이 양호한 클러치 제어 방법 및 자동 클러치 제어 장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 클러치 제어 방법은,

클러치 액츄에이터의 실제로 검출된 피스톤 스트로크량이 차량의 동작 상태에 기초하여 산출된 지시값으로 되도록 PID 제어에 기초하여 클러치의 단접이 자동 제어 가능하게 구성되어서 이루어진 자동 클러치 제어 장치에서의 클러치 제어 방법으로서,

상기 피스톤 스트로크량이 지시값에 도달했을 때에 상기 클러치 액츄에이터의 구동 정지를 수행하는 동시에 PID 제어를 정지하고, 또한, PID 제어에서의 적분항을 초기화하고, 그런 후, 상기 피스톤 스트로크량이 소정의 임계값을 초과하거나, 또는, 상기 PID 제어의 정지시로부터 소정 시간이 경과한 경우에, PID 제어를 재개하도록 구성되어서 이루어진 것이다.

또한, 상기 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 자동 클러치 제어 장치는,

클러치 액츄에이터의 실제로 검출된 피스톤 스트로크량이 차량의 동작 상태에 기초하여 산출된 지시값으로 되도록 PID 제어에 기초하여 클러치의 단접을 제어 가능하게 구성된 전자 제어 유닛을 구비하여 이루어진 자동 클러치 제어 장치에 있어서,

상기 전자 제어 유닛은,

상기 피스톤 스트로크량이 지시값에 도달했다고 판정했을 때에 상기 클러치 액츄에이터의 구동 정지를 수행하는 동시에 PID 제어를 정지하고, 또한, PID 제어에서의 적분항을 초기화하고, 그런 후, 상기 피스톤 스트로크량이 소정의 임계값을 초과했다고 판정되었을 때, 또는, 상기 PID 제어의 정지시로부터 소정 시간이 경과했다고 판정되었을 때에, PID 제어를 재개하도록 구성되어서 이루어진 것이다.

본 발명에 의하면, 오버슈트 후의 스트로크량의 지시값을 중심으로 한 변동을 초래하지 않고, 신속하고, 확실하게 지시값으로 수속시킬 수 있어, 종래에 비하여 제어 응답성이 양호하고, 안정성, 신뢰성이 높은 자동 클러치 제어 장치를 제공할 수 있다는 효과를 나타내는 것이다.

도 1은 본 발명의 실시형태에서의 자동 클러치 제어 장치를 구비하는 클러치 작동 장치의 일 구성예를 도시한 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 클러치 작동 장치에 사용되는 자동 클러치 제어 장치의 보다 구체적인 구성예를 도시한 구성도이다.
도 3은 도 1에 도시된 자동 클러치 제어 장치에 의해 실행되는 클러치 제어 처리의 수순을 도시한 서브루틴 플로우 차트이다.
도 4는 본 발명의 실시형태에서의 클러치 제어 처리에 의한 급기 밸브 또는 배기 밸브의 조작량의 변화와 스트로크량의 변화를 모식적으로 도시한 모식도이며, 도 4(A)는 급기 밸브 또는 배기 밸브의 조작량의 변화를 모식적으로 도시한 모식도, 도 4(B)는 스트로크량의 변화를 모식적으로 도시한 모식도이다.
도 5는 종래의 클러치 제어 처리에 의한 급기 밸브 또는 배기 밸브의 조작량의 변화와 스트로크량의 변화를 모식적으로 도시한 모식도이며, 도 5(A)는 급기 밸브 또는 배기 밸브의 조작량의 변화를 모식적으로 도시한 모식도, 도 5(B)는 스트로크량의 변화를 모식적으로 도시한 모식도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여, 도 1 내지 도 5를 참조하면서 설명한다.

또한, 이하에 설명하는 부재, 배치 등은 본 발명을 한정하는 것이 아니고, 본 발명의 취지의 범위 내에서 다양하게 개변할 수 있는 것이다.

먼저, 본 발명의 실시형태에서의 자동 클러치 제어 장치가 적용된 클러치 작동 장치의 구성에 대하여, 도 1을 참조하면서 설명한다.

본 발명의 실시형태에서의 클러치 작동 장치(1)는 클러치의 단접을 수행하는 클러치 액츄에이터(2), 클러치 액츄에이터(2)의 작동에 필요한 에어압(압축 공기압)을 발생시키는 에어압원(3), 및 클러치 액츄에이터(2)의 작동 제어를 수행하는 자동 클러치 제어 장치(4)를 구비하여 구성된 것으로 되어 있다.

또한, 이러한 클러치 작동 장치(1)에 의해 단접 작동하게 할 수 있는 클러치는, 예를 들어, 전술한 특허문헌 1에 기재된 클러치를 비롯하여 종래 공지의 클러치와 같이, 도시하지 않은 클러치 스프링이나 다이어프램의 가압력에 의해 접속되는 한편, 에어압에 의해 절단되도록 구성되어서 이루어진 것이다.

자동 클러치 제어 장치(4)는 급기 밸브(5), 배기 밸브(6), 차량의 자동 변속기를 제어하는 변속기용 전자 제어 유닛(7), 및 클러치 액츄에이터의 클러치 스트로크 위치를 검출하는 스트로크 센서(8)를 가지고 구성된 것이다.

변속기용 전자 제어 유닛(7)은, 예를 들어, 공지·주지의 구성을 가지고 이루어진 마이크로 컴퓨터(도시하지 않음)를 중심으로, RAM이나 ROM 등의 기억 소자(도시하지 않음)를 구비하는 동시에, 입출력 인터페이스 회로(도시하지 않음)를 주된 구성 요소로서 구성되어서 이루어진 것으로, 변속 제어 처리가 실행되는 동시에, 종래의 클러치 제어 처리를 기본으로 하여, 후술하는 본 발명의 실시형태에서의 클러치 제어 처리가 실행되는 것으로 되어 있다. 또한, 도 1에서는, 「클러치 제어부(13)」가 특히 클러치 제어 처리가 마이크로 컴퓨터(도시하지 않음)에 의해 실행됨으로써 실현되는 것으로, 이러한 제어 부분을 개념적으로 나타낸 것이다.

또한, 급기 밸브(5)는 급기용 대개도(大開度) 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도(小開度) 전자 밸브(10)를 가지고 구성되는 동시에, 마찬가지로, 배기 밸브(6)는 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)를 가지고 구성된 것으로 되어 있다(도 1 및 도 2 참조).

급기용 대개도 전자 밸브(9)는 개변(開弁) 상태로 된 경우에, 그 밸브 개도가 소정의 큰 개도가 되도록 설정되어서 이루어진 전자 밸브이다.

한편, 급기용 소개도 전자 밸브(10)는, 개변 상태로 된 경우에, 그 밸브 개도가 급기용 대개도 전자 밸브(9)의 밸브 개도보다 작은 소정의 개도가 되는 설정으로 되어서 이루어진 전자 밸브이다.

이들 급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10)는 모두 상폐(常閉)(비동작시에 닫힘)의 전자 밸브이다.

상술한 급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10)의 밸브 개도의 설정은 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)에도 동일하게 언급될 수 있는 것이므로, 여기서의 재차 상세한 설명은 생략하기로 한다.

또한, 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)는 모두 상개(常開)(비동작시에 열림)의 전자 밸브이다.

또한, 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)는 모두 상폐의 전자 밸브로 구성할 수도 있다.

이하의 설명에서는, 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)가 모두 상개의 전자 밸브로서 설명되는 것으로 한다.

급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10)의 각 급기측은 각각 각 에어 통로(14, 15, 16)를 개재하여 에어원(3)에 접속된 것으로 되어 있다(도 1 및 도 2 참조). 또한, 급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10)의 배기측은 각각 각 에어 통로(17, 18)를 개재하여 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)의 각 급기측에 접속되어 있다(도 2 참조).

그리고, 각 에어 통로(17,18)는 에어 통로(19)를 개재하여 서로 접속되는 동시에, 에어 통로(20)를 개재하여 클러치 액츄에이터(2)에 접속되어 있다.

따라서, 급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10)의 각 배기측과, 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)의 각 급기측은 클러치 액츄에이터(2)에 접속된 것으로 되어 있다.

또한, 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)의 각 배기측은 각 에어 통로(21, 22, 23)를 개재하여 외부에 접속된 것으로 되어 있다.

이들 급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10), 및 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)는 모두 변속기용 전자 제어 유닛(7)의 클러치 제어부(13)에 의해, 종래와 마찬가지로, 예를 들어, PWM(Pulse Width Modulation) 제어에 의해 구동 제어되는 것으로 되어 있다.

예를 들어, 차량의 키 스위치(도시하지 않음)가 오프가 된 상태에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10)는 모두 폐변(閉弁) 상태로 되는 한편, 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)는 모두 개변 상태로 되어 있다.

따라서, 이 상태에서는, 클러치 액츄에이터(2)로부터 에어가 배출되어, 클러치 액츄에이터(2)는 비동작 상태가 되고, 클러치 스프링(도시하지 않음)에 의해 접속된 상태가 된다(통상의 클러치 접속 상태).

다음에, 이러한 상태에서, 차량의 엔진을 시동하기 위하여, 예를 들어, 브레이크 페달(도시하지 않음)을 세게 누른 상태에서 키 스위치(도시하지 않음)가 온이 되면, 변속기용 전자 제어 유닛(7)의 클러치 제어부(13)에 의해, 배기 밸브(6)가 닫히는 동시에 급기 밸브(5)가 열린다.

이로써, 에어가 급기 밸브(5)를 통하여 클러치 액츄에이터(2)에 공급되어, 에어압에 의한 피스톤 압압력이 피스톤(2a)에 대한 클러치 스프링(도시하지 않음)의 가압력을 극복하게 되면, 피스톤(2a)이 스트로크하여, 클러치 액츄에이터(2)가 작동을 개시하게 된다.

그리고, 피스톤(2a)이 제 1 소정량 스트로크하면 클러치(도시하지 않음)가 가볍게 접속되어 반 클러치 상태가 되고, 피스톤(2a)이 추가로 제 2 소정량 스트로크하면 클러치(도시하지 않음)가 절단되게 된다.

이 경우, 급기용 소개도 전자 밸브(10)만이 개변되면, 비교적 작은 유량(流量)의 에어가 클러치 액츄에이터(2)에 공급되므로, 클러치 액츄에이터(2)의 피스톤(2a)의 스트로크 속도는 비교적 늦어지는 한편, 급기용 대개도 전자 밸브(9)만이 개변되면, 비교적 큰 유량의 에어가 클러치 액츄에이터(2)에 공급되므로, 피스톤(2a)의 스트로크 속도는 급기용 소개도 전자 밸브(10)만이 개변된 경우에 비하여 빨라진다.

또한, 급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10)가 모두 개변된 경우에는, 더 큰 유량의 에어가 클러치 액츄에이터(2)에 공급되므로, 피스톤(2a)의 스트로크 속도는 급기용 대개도 전자 밸브(9)만이 개변된 경우에 비하여 더욱 빨라진다.

한편, 피스톤(2a)이 클러치 절단 위치까지 스트로크한 클러치 액츄에이터(2)의 작동 상태, 즉, 클러치의 절단 상태로부터 클러치 액츄에이터를 비동작 방향(도 2에서 지면 좌측 방향)으로 스트로크시켜서 클러치를 접속시킴에 있어서는, 클러치 제어부(13)에 의해 급기 밸브(5)가 닫히는 한편, 배기 밸브(6)가 개변 상태가 된다.

그 결과, 에어가 클러치 액츄에이터(2)로부터 배기 밸브(6)를 개재하여 통과하여 외부로 배출되고, 피스톤(2a)이 비작동 방향으로 스트로크를 개시하고, 소정량의 스트로크 후, 클러치(도시하지 않음)는 가볍게 접속된 반 클러치 상태가 된다.

그리고, 피스톤(2a)이 비동작 방향으로 추가로 스트로크하면, 클러치는 강하게 접속된 통상의 상태가 된다.

이 경우, 배기용 소개도 전자 밸브(12)만이 개변되면, 비교적 작은 유량의 에어가 클러치 액츄에이터(2)로부터 배출되므로, 클러치 액츄에이터(2)의 피스톤(2a)의 스트로크 속도는 비교적 늦어지는 한편, 배기용 대개도 전자 밸브(11)만이 개변되면, 비교적 큰 유량의 에어가 클러치 액츄에이터(2)로부터 배출되므로, 피스톤(2a)의 스트로크 속도는 배기용 소개도 전자 밸브(12)만이 개변된 경우에 비하여 빨라진다.

또한, 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)가 모두 개변된 경우에는, 더 큰 유량의 에어가 클러치 액츄에이터(2)로부터 배출되므로, 피스톤(2a)의 스트로크 속도는 배기용 대개도 전자 밸브(11)만이 개변된 경우에 비하여 더욱 빨라진다.

이와 같이 본 발명의 실시형태에서의 클러치 작동 장치(1)에서는 급기용 대개도 전자 밸브(9) 및 급기용 소개도 전자 밸브(10), 및 배기용 대개도 전자 밸브(11) 및 배기용 소개도 전자 밸브(12)를 각각 별개로 구동할 수 있고, 적절히 구분하여 사용함으로써, 클러치 액츄에이터(2)의 동작 속도, 즉, 피스톤(2a)의 스트로크 속도를 원하는 크기로 조정 가능해지고, 그것에 의해, 클러치 액츄에이터(2)의 클러치 스트로크를 단시간에 고정밀도로 목표 클러치 스트로크값에 도달하게 하는 것이 가능한 구성으로 되어 있다.

또한, 본 발명의 실시형태에서는, 다음에 서술하는 바와 같은 클러치 제어 처리에 의해, 앞의 배경기술에서 설명한 바와 같은 종래 장치에서의 에어 실린더의 공기 밀도나 클러치의 가압 수단으로서 사용되는 스프링의 특성에 기인하는 클러치 제어에서의 제어 응답의 저하를 억압하고, 제어 응답성의 향상이 가능한 것으로 되어 있다.

도 3에는 클러치 제어부(13)에 의해 실행되는 본 발명의 실시형태에서의 클러치 제어 처리의 수순이 서브루틴 플로우 차트에 도시되어 있고, 이하, 도 3을 참조하면서 본 발명의 실시형태에서의 클러치 제어 처리에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시형태에서의 자동 클러치 제어 장치(4)는 스트로크 센서(8)에 의해서 검출된 실제의 피스톤 스트로크량이 차량의 동작 상태에 기초하여 산출된 지시값이 되도록 PID 제어에 기초하여 클러치의 단접을 제어하는, 소위 종래의 클러치 제어 처리가 수행되도록 구성된 것임을 전제로 하고, 또한, 이하에 설명하는 본 발명의 실시형태에서의 클러치 제어 처리가 수행되는 것으로 되어 있다.

이하, 구체적으로 설명하면, 우선, 클러치 제어부(13)에 의한 처리가 개시되면, 클러치 액츄에이터(2)에 대한 조작 지령이 발생하고 있는지 아닌지가 판정된다(도 3의 S102 참조).

즉, 도시되지 않은 메인 루틴에서는 종래와 동일하게 실행되는 메인 클러치 제어 처리가 실행되고, 차량의 운전 상황 등에 기초하여 클러치 액츄에이터(2)를 구동할 필요가 있는지 아닌지가 판정되도록 되어 있다.

따라서, 스텝 S102에서는 메인 루틴에서의 상술한 클러치 액츄에이터(2)의 구동이 필요한지 아닌지의 판정 결과를 유용(流用)하는 것으로 족하다.

스텝 S102에 있어서, 클러치 액츄에이터(2)의 구동이 필요하다고 판정된 판정 결과를 얻은 경우(YES의 경우)에는, 다음에 서술하는 스텝 S104의 처리로 나아가는 한편, 클러치 액츄에이터(2)의 구동은 필요하지 않다고 판정된 판정 결과를 얻은 경우(NO의 경우)에는, 이 이후의 일련의 처리를 수행할 필요는 없다고 하여 처리는 종료되고, 도시되지 않은 메인 루틴으로 되돌아가게 된다.

이어서, 스텝 S104에서는, 도시되지 않는 메인 루틴에서 판단된 클러치 액츄에이터(2)의 피스톤(2a)의 구동 방향에 따라, 급기 밸브(5) 또는 배기 밸브(6)로의 밸브 구동 신호의 출력이 행해지게 된다.

여기에서, 밸브 구동 신호는 앞서 설명한 바와 같이 PWM 제어에서의 PWM 신호이며, 설명의 편의상, 급기 밸브(5)에 대하여 출력되는 PWM 신호를 “급기 듀티 신호”라고 칭하고, 또한, 배기 밸브(6)에 대하여 출력되는 PWM 신호를 “급기 듀티 신호”라고 칭하기로 한다(도 1 참조).

이어서, 스트로크 센서(8)에 의해 검출된 피스톤(2a)의 실제의 스트로크량(이하, 설명의 편의상 「실 스트로크량」이라고 칭한다)이 도시되지 않은 메인 루틴에서 차량의 동작 상태에 기초하여 연산 산출된 지시값을 초과하고 있는지 아닌지가 판정되고(도 3의 스텝 S106 참조), 초과하였다고 판정되면(YES의 경우), 다음에 서술하는 스텝 S108의 처리로 나아가게 된다.

여기에서, 지시값은 차량의 동작 상태에 기초하여 원하는 피스톤(2a)의 스트로크량이며, 바꾸어 말하면, 목표값이다.

이어서, 스텝 S108에서는, 실 스트로크량이 지시값을 초과한 것에 대응하여, 밸브 구동 신호의 출력이 정지되는 동시에, PID 제어가 정지되고, 또한, PID 제어에서의 I항(적분값)의 초기화가 실행된다. 또한, 여기에서, 초기화는 I항의 값을 제로로 하는 것을 의미한다.

이어서, 스트로크 센서(8)에 의해 검출된 피스톤(2a)의 실 스트로크량이 임계값을 초과하였는지 아닌지가 판정되고(도 3의 스텝 S110 참조), 임계값을 초과하였다고 판정된 경우(YES의 경우)에는, PID 제어에 의한 클러치 제어가 다시 개시되게 된다(도 3의 스텝 S114 참조).

한편, 스텝 S110에 있어서, 실 스트로크량은 아직 임계값을 초과하지 않았다고 판정된 경우(NO의 경우)에는, 앞의 스텝 S108에서 밸브 구동 신호 출력이 정지되는 동시에 PID 제어가 정지되고 나서, 소정 시간이 경과했는지 아닌지가 판정되고(도 3의 스텝 S112 참조), 소정 시간이 경과했다고 판정된 경우(YES의 경우)에는, 스텝 S114의 처리로 나아가는 한편, 아직, 소정 시간을 경과하고 있지 않다고 판정된 경우(NO의 경우)에는, 앞의 스텝 S110으로 되돌아가고, 스텝 S110의 판정 결과가 YES가 되거나, 또는, 스텝 S112의 판정 결과가 YES가 될 때까지 이것들의 처리가 반복되게 된다.

다음에, 상술한 바와 같은 클러치 제어 처리를 실행하는 것의 의의에 대하여, 도 4 및 도 5의 모식도를 참조하면서 설명한다.

우선, 도 5(A)는 종래의 클러치 제어에서의 급기 밸브(5) 또는 배기 밸브(6)의 조작량을, 도 5(B)는 도 5(A)에 도시된 급기 밸브 또는 배기 밸브의 조작량에 대한 스트로크량의 변화를 각각 모식적으로 도시한 모식도이다.

여기에서, “급기 밸브 또는 배기 밸브의 조작량”이란 클러치 액츄에이터(2)를 작동시켜서 피스톤(2a)을 원하는 위치로 이동시키기 위하여 급기 밸브 또는 배기 밸브에 인가되는 밸브 구동 신호의 양을 의미하고, 보다 구체적으로는, 본 발명의 실시형태에서는 급기 듀티 신호, 배기 듀티 신호의 듀티의 크기이다. 일반적으로, 듀티 신호의 듀티가 커질수록, 급기 밸브 또는 배기 밸브에 대한 통전량이 증가하고, 급기 밸브 또는 배기 밸브의 개도는 커진다.

도 5(A)에서, 조작량의 양의 영역은 예를 들어 급기 밸브(5)의 조작량으로 하면, 음의 영역은 배기 밸브(6)의 조작량에 상당한다.

예를 들어, 어느 지시값(도 5(B) 참조)의 스트로크량을 얻기 위하여, 배기 밸브(5)가 필요한 조작량으로 구동되었다고 하면, 피스톤(2a)이 이동을 개시하고, 시간의 경과와 함께 스트로크량이 지시값을 향해서 증가되어 간다(도 5(B) 참조).

배경기술에서 기술한 바와 같이, 클러치 액츄에이터(2)의 작동에 사용되는 공기의 특성이나 클러치를 일방향으로 가압하는 하나의 수단으로서의 스프링의 특성 등에 기인하여 스트로크량이 지시값에 도달해도 바로 정지시키지는 않고(도 5(B) 참조), 오버슈트가 생기는 것이 일반적이다.

스트로크량이 지시값을 초과하는 동시에 피스톤(2a)을 본래의 위치로 되돌리기 위해, 급기 밸브(5) 대신에 배기 밸브(6)에 대하여 PID 제어에 기초하는 조작량이 부여되고(도 5(A) 및 도 5(B)의 시각 t1의 부분 참조), 그 후, 스트로크량은 피크가 된 후, 지시값을 향하여 반전된다(도 5(B) 참조).

이후, 스트로크량은 지시값을 중심으로 하여 복수회 상하로 움직이면서 서서히 지시값으로 수속해가게 된다(도 5(B) 참조).

이와 같이 종래의 클러치 제어에서는, PID 제어에 있어서, 특히, 오버슈트나 언더슈트가 생긴 후의 스트로크량의 변화분이 I항(적분항)에 순차 가감산되기 때문에, 그 결과, 스트로크량이 오버슈트한 후, 지시값을 중심으로 상하로 움직임을 반복하는, 소위 스트로크량의 진동 현상이 회피되는 것이 곤란하였다.

한편, 도 4(A)는 본 발명의 실시형태에서의 클러치 제어 처리를 실행한 경우의 급기 밸브(5) 또는 배기 밸브(6)의 조작량을, 도 4(B)는 도 4(A)에 도시된 급기 밸브(5) 또는 배기 밸브(6)의 조작량에 대한 스트로크량의 변화를 각각 모식적으로 도시한 모식도이며, 도 4(A)는 도 5(A)에, 도 4(B)는 도 5(B)에 각각 대응하는 것이다.

도 5의 설명과 동일하게, 예를 들어, 배기 밸브(5)가 어느 조작량으로 구동된 경우, 스트로크량이 지시값을 향하여 증가해 가고, 지시값을 초과하여 오버슈트할 때까지는, 종래의 클러치 제어와 기본적으로 같은 변화이다(도 4(A) 및 도 4(B) 또는 도 5(A) 및 도 5(B) 참조).

본 발명의 실시형태에서는, 스트로크량이 지시값을 초과하면, 밸브 구동 신호의 출력이 정지되는 동시에 PID 제어가 정지되고, 또한, I항의 초기화가 이루어진다(도 3의 스텝 S106, S108 참조). 이러한 처리가 실행되는 것은 도 4에서는 시각 t1의 시점이다.

밸브 구동 신호의 출력 정지와 PID 제어의 정지가 이루어져도, 회로 동작의 지연이나 피스톤(2a)의 타성 등에 의해 스트로크량은 지시값을 초과하여 오버슈트를 발생시킨다. 그리고, 스트로크량이 지시값을 초과한 후, 소정의 임계값(도 4(B)에서 「th」라고 표기)을 초과하거나(도 4(B)에서 시각 t2의 시점), 또는, PID 제어 정지시로부터 소정 시간 경과하면, PID 제어가 재개된다(도 3의 스텝 S110, S114, S112 참조).

여기서, 임계값 th는, 도 4와 같이 스트로크량이 오버슈트할 경우에는, 지시값보다도 소정값 α만큼 위이고, 또한, 오버슈트의 피크값을 초과하지 않는 범위로 설정된 것이다. 또한, 소정값 α는, 차량의 구체적인 사양 등을 감안하여, 시험 결과나 시뮬레이션 결과를 기초로 적절한 것을 선정하는 것이 적합하다.

도 4는 스트로크량이 오버슈트할 경우를 예로 하고 있지만, 본 발명의 실시형태에서의 클러치 제어 처리는, 스트로크량이 오버슈트할 경우뿐 아니라, 물론, 언더슈트할 경우에도 마찬가지로 적용되는 것이며, 그 경우, 임계값 th는 언더슈트가 발생한 지시값보다도 소정값 β만큼 낮은 값으로 설정되는 것이 되고, 이 경우에도, 소정값 β는, 차량의 구체적인 사양 등을 감안하여, 시험 결과나 시뮬레이션 결과를 기초로 적절한 것을 선정해야 하는 것이다.

또한, 소정 시간에 대해서도, 차량의 구체적인 사양 등을 감안하여, 시험 결과나 시뮬레이션 결과를 기초로 적절한 것을 선정하는 것이 적합하다.

PID 제어를 재개하는 조건으로서, 임계값을 초과하거나, 또는, 소정 시간을 경과하는 것으로 한 이유는, 오버슈트(또는 언더슈트)가 반드시 임계값을 초과한다고는 할 수 없는 것이나, 임계값을 초과한다고 해도 비교적 긴 시간을 요할 경우에는 PID 제어를 재개하는 편이 클러치 제어의 안정성, 응답성 등을 고려하여 유리한 계책이라고 생각되기 때문이다.

그리고, 스트로크량이 임계값을 초과하거나, 또는, PID 제어 정지로부터 소정 시간 경과하여, PID 제어가 재개되고, 스트로크량이 지시값이 되도록 제어되지만, 발명의 실시형태에서는, PID 제어 재개 전에, I항의 초기화가 수행되고 있기 때문에(도 3의 스텝 S108 참조), 종래와 달리, PID 제어 재개 후의 스트로크량은 지시값을 향해가서 지시값에 도달한 후, 거의 진동하는 않고 지시값, 또는, 그 극근방의 값으로 수속하게 된다(도 4(B) 참조).

또한, 도 4(A)에서의 조작량은 급기 밸브(5) 또는 배기 밸브(6) 전체로서 조작량으로서 설명하고 있고, 본 발명의 실시형태와 같이, 급기 밸브(5), 배기 밸브(6)가 각각 대소의 개도의 전자 밸브를 사용하여 구성되는 동시에, 각각 별개로 구동 가능하게 되어 있는 경우, 이것들을 이하에 구분하여 사용할지는 임의이며, 특정의 구동 형태로 한정될 필요는 없는 것이다.

클러치 액츄에이터를 구성하는 에어 실린더의 공기 밀도나 클러치의 가압 수단으로서 사용되는 스프링의 특성에 영향받지 않고 제어 응답성, 안정성을 더욱 향상시키길 원하는 차량에 적합하다.

1: 클러치 작동 장치
2: 클러치 액츄에이터
3: 에어원
4: 자동 클러치 제어 장치
5: 급기 밸브
6: 배기 밸브
7: 변속기용 전자 제어 유닛
13: 클러치 제어부

Claims (2)

1. 클러치 액츄에이터의 실제로 검출된 피스톤 스트로크량이 차량의 동작 상태에 기초하여 산출된 지시값으로 되도록 PID 제어에 기초하여 클러치의 단접(斷接)이 자동 제어 가능하게 구성되어서 이루어진 자동 클러치 제어 장치에서의 클러치 제어 방법으로서,
   상기 피스톤 스트로크량이 지시값에 도달했을 때에 상기 클러치 액츄에이터의 구동 정지를 수행하는 동시에 PID 제어를 정지하고, 또한, PID 제어에서의 적분항을 초기화하고, 그런 후, 상기 피스톤 스트로크량이 소정의 임계값을 초과하거나, 또는, 상기 PID 제어의 정지시로부터 소정 시간이 경과한 경우에, PID 제어를 재개하는 것을 특징으로 하는 클러치 제어 방법.
2. 클러치 액츄에이터의 실제로 검출된 피스톤 스트로크량이 차량의 동작 상태에 기초하여 산출된 지시값으로 되도록 PID 제어에 기초하여 클러치의 단접을 제어 가능하게 구성된 전자 제어 유닛을 구비하여 이루어진 자동 클러치 제어 장치에 있어서,
   상기 전자 제어 유닛은,
   상기 피스톤 스트로크량이 지시값에 도달했다고 판정했을 때에 상기 클러치 액츄에이터의 구동 정지를 수행하는 동시에 PID 제어를 정지하고, 또한, PID 제어에서의 적분항을 초기화하고, 그런 후, 상기 피스톤 스트로크량이 소정의 임계값을 초과했다고 판정되었을 때, 또는, 상기 PID 제어의 정지시로부터 소정 시간이 경과했다고 판정되었을 때에, PID 제어를 재개하도록 구성되어서 이루어진 것을 특징으로 하는 자동 클러치 제어 장치.

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