| 【発明の名称】 |
比例電磁弁の制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】羽根田 吉富
【氏名】寺川 智充
【氏名】小田 直史
【氏名】内藤 隆生
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| 【要約】 |
【課題】電磁弁の耐久性および信頼性を低下させることなく、電磁弁に係るヒステリシスの影響を可及的に取り除くことが可能な比例電磁弁の制御方法を提供する。
【解決手段】ソレノイドコイル１１に通電される駆動電流に応じて作動する比例電磁弁の作動時のヒステリシスＨを検出する検出手段１７と、ヒステリシスＨが第１の所定値ａ以上と判断されたときには駆動電流のディザー振幅を前回のディザー振幅より増加し、ヒステリシスＨが第１の所定値ａより小さい第２の所定値ｂ以下と判断されたときには駆動電流のディザー振幅を前回のディザー振幅より低減するディザー振幅補正手段２１、２２、２３、２４、２５と、を備える比例電磁弁の制御装置。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 コイルに通電される駆動電流に応じて作動する比例電磁弁の作動時のヒステリシスを検出する検出手段と、前記ヒステリシスが第１の所定値以上と判断されたときには駆動電流のディザー振幅を前回のディザー振幅より増加し、前記ヒステリシスが前記第１の所定値より小さい第２の所定値以下と判断されたときには駆動電流のディザー振幅を前回のディザー振幅より低減するディザー振幅補正手段と、を備える比例電磁弁の制御装置。
【請求項２】 前記第１の所定値は、前記比例電磁弁の振幅量の大きさに対して急激に大きさが変化するときのヒステリシスに設定されることを特徴とする、請求項１の比例電磁弁の制御装置。
【請求項３】 前記比例電磁弁は、駆動電流に応じて軸方向に作動するスプールと該スプールを内装するとともに前記スプールのランドの位置により遮断されるポートを有するシリンダとを備え、前記第２の所定値は、前記比例電磁弁の振幅量が前記ランドの軸方向長さから前記ポートの径を差し引いた長さのときのヒステリシスに設定されることを特徴とする、請求項１或いは請求項２の比例電磁弁の制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、比例電磁弁の制御に関するものであり、特に比例電磁弁の作動ヒステリシス特性の影響を除くための制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として、特開平１０−１９８４３１号公報に開示される技術がある。この公報には、流量指定値または圧力指定値と計測した流量または圧力とを比較して比例電磁弁の駆動電流のヒステリシス量を超えるディザー量を算出し、これをもとにディザーを作り、比例電磁弁の流量指定値または圧力指定値相当の電流値に加算して、比例電磁弁をディザー制御する制御装置が開示されている。
【０００３】この技術によると、個体のバラツキ、流体温度等の影響を受けることなく流量調整または圧力調整を最適に行なうことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】流量制御弁のヒステリシスとディザーの関係について、取り除こうとするヒステリシスが小さくなるにつれてディザーの振幅は大きくなる。上記従来技術では、比例電磁弁のヒステリシスの大きさに上限および下限が設定されていないので、常にヒステリシス量を超えるようにディザー振幅量が設定される。このような制御では、比例電磁弁のディザー振幅が非常に大きくなってしまうことが考えられる。ディザー振幅が大きくなると比例電磁弁の振幅量も大きくなり、電磁弁の耐久性の低下に繋がる。更に、ディザー振幅が大きくなって電磁弁の振幅量が電磁弁の作動可能量以上に設定されてしまうと、電磁弁の作動による媒体の流通の制御がうまく行われず、流量制御弁の信頼性の低下にも繋がり好ましくない。
【０００５】そこで本発明は、上記の実情に鑑みて、電磁弁の耐久性および信頼性を低下させることなく、電磁弁に係るヒステリシスの影響を可及的に取り除くことが可能な比例電磁弁の制御方法を提供することを技術的課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するために請求項１の発明は、コイルに通電される駆動電流に応じて作動する比例電磁弁と、比例電磁弁の作動時のヒステリシスを検出する検出手段と、ヒステリシスが第１の所定値以上と判断されたときには駆動電流のディザー振幅を前回のディザー振幅より増加し、ヒステリシスが第１の所定値より小さい第２の所定値以下と判断されたときには駆動電流のディザー振幅を前回のディザー振幅より低減するディザー振幅補正手段と、を備える比例電磁弁の制御装置とした。
【０００７】請求項１によると、検出手段にて検出されたヒステリシスが第１の所定値以上のときにはディザー振幅を増加させることでヒステリシスを小さくして、ヒステリシスが第２の所定値以下のときにはディザー振幅を低減することでヒステリシスを大きくする。これにより第１の所定値から第２の所定値の範囲内にヒステリシスを保持することが可能になる。したがって、個体のバラツキや比例電磁弁の経時的な変化によらず、ヒステリシスの影響を可及的に取り除くことが可能になる。また、ヒステリシスの下限を第２の所定値として設定しているので、ディザー振幅が大きくなりすぎることがなくなり、比例電磁弁の耐久性の低下を抑えることができる。更に比例電磁弁の振幅量が電磁弁の作動可能量以上に設定されることがなくなり、比例電磁弁の信頼性が低下するのを防ぐことが可能になる。
【０００８】請求項２の発明は、請求項１における第１の所定値を、比例電磁弁の振幅量の大きさに対して急激に大きさが変化するときのヒステリシスに設定したことである。
【０００９】請求項２によると、比例電磁弁の振幅量の大きさに対して急激に大きさが変化するときのヒステリシス、所謂ヒステリシスの変極点に第１の所定値を設定したことにより、比例電磁弁の振幅量が可及的に小さく且つヒステリシスが急激に大きくならない安定した値にすることが可能になる。
【００１０】請求項３の発明は、比例電磁弁が駆動電流に応じて軸方向に作動するスプールとスプールを内装するとともにスプールのランドの位置により遮断されるポートを有するシリンダとを備え、比例電磁弁の振幅量がランドの軸方向長さからポートの径を差し引いた長さのときのヒステリシスに第２の所定値を設定したことである。
【００１１】請求項３によると、ヒステリシスの下限である第２の所定値をスプールのランドの軸方向長さとポートの径から設定しているので、比例電磁弁の振幅量が大きくなってランドによるポートの遮断が妨げられることがなくなり、比例電磁弁の信頼性が向上する。
【００１２】
【実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。本実施の形態では自動クラッチシステムにおける比例電磁弁の制御について説明する。図１は本実施の形態の自動クラッチシステムのシステム図である。
【００１３】自動クラッチは、本体１８内にシリンダ１５およびスプール１４を内装し駆動電流に応じてスプール１４を軸方向に作動させる比例電磁弁１０と、フルードを貯留するリザーバ３０と、リザーバ３０内のフルードを比例電磁弁１０に圧送するモータポンプ４０と、モータポンプ４０と比例電磁弁１０の間のフルードを蓄圧するアキュムレータ５０と、モータポンプ４０の駆動のオン・オフを切換えるべくモータポンプ４０と比例電磁弁１０の間のフルードの圧力に応じてオン・オフする圧力スイッチ６０と、モータポンプ４０とアキュムレータ５０との間のフルード圧が所定圧以上になると、モータポンプ４０とアキュムレータ５０との間のフルードをモータポンプ４０とリザーバ３０との間にリリーフするリリーフバルブ７０と、モータポンプ４０から比例電磁弁１０へのフルードの流れのみを許容するチェックバルブ８０と、比例電磁弁１０から出力されるフルードに応じて作動するクラッチレリーズシリンダ９０と、比例電磁弁１０の作動を制御する制御装置２０とを備えている。
【００１４】比例電磁弁１０は本体１８内にシリンダ１５とシリンダ１５内を摺動するスプール１４を内装しており、ソレノイドコイル１１への通電時には可動コア１２とともにプッシュロッド１３が図１の左方向に作動してスプール１４の位置が変化し、各ポートへのフルードの流通・遮断が切換えられる。各ポートの連通・遮断を切換えることで出力ポート１５ｂからクラッチレリーズシリンダ９０に出力されるフルードが調整される。
【００１５】クラッチレリーズシリンダ９０は比例電磁弁１０の出力ポート１５ｂと連通し圧力室９３を形成するピストン９１と、ピストン９１に取り付けられるロッド９２を備えており、出力ポート１５ｂから出力されたフルードに応じて圧力室９３が高圧になるとピストン９１が押圧され、ロッド９２がレバー９４を押し付けることで図示しないクラッチの係合・非係合を切換えている。
【００１６】図２から図４は本実施の形態の比例電磁弁１０の要部拡大図である。図２はソレノイドコイル１１が通電されていない状態を示しており、スプリング１６ａ、１６ｂの釣り合いによってスプール１４が図面右方向に位置しており、フルードの入力ポート１５ａとクラッチレリーズシリンダ９０への出力ポート１５ｂとがランド１４ａにより遮断されるとともに、リザーバ３０と連通するリザーバポート１５ｃと出力ポート１５ｂとが連通している。尚、この状態では圧力室９３と出力ポート１５ｂとを連通する連通路１８ａを介して圧力室９３内のフルードがリザーバ３０へ貯留されており、ロッド９２はレバー９４を押し付けることなくクラッチ（図示せず）は係合している。図３はソレノイドコイル１１への通電によりスプール１４が図面左方向に移動して、ランド１４ａにより入力ポート１５ａと出力ポート１５ｂ、およびリザーバポート１５ｃと出力ポート１５ｂとが遮断されて圧力室９３内のフルード圧を保持した状態を示している。この状態ではロッド９２の位置は直前の位置を保持している。図４はソレノイドコイル１１への通電量が大きくなり、スプール１４が図３の状態から更に図面左方向に移動して、入力ポート１５ａと出力ポート１５ｂとが連通するとともに、出力ポート１５ｂとリザーバポート１５ｃとがランド１４ａにより遮断された状態を示している。この状態ではモータポンプ４０にて圧送されたフルードが入力ポート１５ａ、出力ポート１５ｂおよび連通路１８ａを介して圧力室９３に供給されて圧力室９３内が高圧になり、ピストン９１およびロッド９２が図面右方向に移動してロッド９２がレバー９４を押し付け、クラッチ（図示せず）は非係合となる。
【００１７】図２から図４で説明した作動において、可動コア１２と固定コアとの間およびスプール１４とシリンダ１５との間に働く摩擦により、駆動電流と比例電磁弁１０の作動位置との関係は図５に示すグラフのようになる。図５において駆動電流の幅Ｈがヒステリシスである。このようなヒステリシスＨが大きいと駆動電流に対する比例電磁弁１０の作動位置が大きくずれてしまい、比例制御弁の制御性が悪くなってしまう。そこでヒステリシスＨを可及的に小さくするために、ソレノイドコイル１１に流す駆動電流にディザーを加えて比例電磁弁１０を微振動させることで可動コア１２と固定コアの間およびスプール１４とシリンダ１５の間における摩擦係数を静摩擦係数から動摩擦係数に変えている。これによりヒステリシスＨが小さくなり、駆動電流に対応する比例電磁弁１０の位置が大きくずれることがなくなる。
【００１８】制御装置２０は、エンジン回転数、車速、アクセルペダルの踏込み量、ブレーキペダルの踏込み量、シフトレバーの位置、シフトレバーの操作、およびクラッチレリーズシリンダ９０のロッド９２の位置を入力し、これら入力された情報に基づいてクラッチレリーズシリンダ９０の作動、すなわちロッド９２の位置およびロッド９２の移動速度等が決められ、この決められた条件でクラッチレリーズシリンダ９０が作動するように比例電磁弁のソレノイドコイル１１へ通電する駆動電流を演算する。また、制御装置２０はプッシュロッド１３の位置を検出する検出手段である位置センサ１７の検出値を入力し、後述するようなディザー振幅量の演算を行なっている。
【００１９】制御装置２０によるディザー振幅の補正について説明する。図７は制御装置２０のディザー振幅補正手段に係る回路図である。ディザー振幅補正手段はヒステリシス演算回路２１、ディザー補正回路２２、波形補正回路２３、電流生成回路２４、スイッチング回路２５から構成されている。位置センサ１７にて検出されたプッシュロッド１３の位置はヒステリシス演算回路２１に入力され、図５に示すヒステリシスＨが演算される。次にディザー補正回路２２に演算されたヒステリシスＨと前回のディザー振幅量が入力され、ディザー補正回路２２にてヒステリシスＨの大きさが所定値内になるようにディザー振幅が補正される。波形補正回路２３にて補正されたディザー振幅の波形が出力され、電流生成回路２４に入力される。電流生成回路２４では各種情報から演算された駆動電流波形とディザー振幅波形を加算する。そしてスイッチング回路２５にてディザー振幅波形が加算された駆動電流波形となるべくソレノイドコイル１１への電流を制御している。
【００２０】比例電磁弁１０の制御について図９および図１０のフローチャートを用いて説明する。図９は比例電磁弁１０の制御のメインルーチンを示している。先ず、ステップ１０１にて各変数をイニシャライズする。このとき車両のエンジン水温に応じてディザーの振幅量が設定される。そしてステップ１０２に進んで車両の状態や運転者の意志に応じたクラッチレリーズシリンダの制御量、即ちロッドの移動量を演算する。次にステップ１０３に進んで、ステップ１０２にて演算した制御量を得るために比例電磁弁１０のソレノイドコイル１１へ供給する駆動電流を演算する。そしてステップ１０４にて駆動電流に加えるディザーの振幅量を補正する。ステップ１０５はディザーの生成であり、ステップ１０４にて補正されたディザーをステップ１０３にて演算した駆動電流に重ねて出力する電流値を生成する。ステップ１０５で生成された電流値はステップ１０６にて比例電磁弁１０のソレノイドコイル１１に出力される。
【００２１】上述したディザー振幅の補正であるステップ１０４について図１０のフローチャートを用いて説明する。ステップ２０１はヒステリシスＨの計測であり、駆動電流を増加させたときの比例電磁弁１０の所定の位置Ｐにおける電流値Ａと、駆動電流を減少させたときの比例電磁弁１０の所定の位置Ｐにおける電流値Ｂとを検出し、Ａ−ＢをヒステリシスＨとして計測する。次にステップ２０２に進んでヒステリシスＨが第１の所定値ａ以上であるか否かを判断する。ヒステリシスＨが第１の所定値ａ以上と判断された場合には、ステップ２０３に進んで前回のディザーの振幅量（制御の初期においてはステップ１０１にて設定したディザーの振幅量）に補正振幅量αを付加した振幅量を新振幅量として設定する。ステップ２０２にてヒステリシスＨが第１の所定値ａより小さいと判断された場合には、ステップ２０４に進んでヒステリシスＨが第２の所定値ｂ以下であるか否かを判断する。ヒステリシスＨが第２の所定値ｂ以下と判断された場合には、ステップ２０５に進んで前回のディザーの振幅量（制御の初期においてはステップ１０１にて設定したディザーの振幅量）に補正振幅量βを差し引いた振幅量を新たな振幅量として設定する。そしてステップ２０６で、上記ステップ２０３、２０５にて設定されたディザーの振幅量およびステップ２０４でヒステリシスＨが第２の所定値ｂより大きいと判断されたときのディザーの振幅量を新たな振幅量として更新する。
【００２２】本実施の形態では、図６に示す比例電磁弁１０の振幅量とヒステリシスとの関係を示すグラフにおいて、グラフ上でヒステリシスＨの傾きが急激に変化する点を比例電磁弁１０の振幅量の最小値として第１の所定値ａに設定している。図８は図３の拡大図であり、図８においてランド１４ａの幅ＲＳから出力ポート１５ｂの径ＲＰを差し引いた量を比例電磁弁１０の振幅量としたときの図６のグラフにおけるヒステリシスＨの大きさを比例電磁弁１０の振幅量の最大値として第２の所定値ｂに設定している。このように設定された第２の所定値ｂは、スプール１４が微振動してもランド１４ａが出力ポート１５ｂを遮断した状態を確実に保持する振幅量となるように設定されている。
【００２３】本実施の形態ではディザー振幅波形の周波数が一定であるものとして説明したが、周波数が一定でなくとも、例えば周波数に応じてヒステリシスの第１の所定値ａ、第２の所定値ｂ、補正振幅量α、βを変化させるように制御することで、上記の実施の形態に示すディザー振幅補正を行なうことが可能である。
【００２４】以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定される意図はなく、本発明の主旨に沿った形態のものであればどのようなものであってもよい。
【００２５】
【発明の効果】請求項１の発明によると、第１の所定値から第２の所定値の範囲内にヒステリシスを保持することが可能になる。したがって、個体のバラツキや比例電磁弁の経時的な変化によらず、ヒステリシスの影響を可及的に取り除くことが可能になる。また、ヒステリシスの下限を第２の所定値として設定しているので、ディザー振幅が大きくなりすぎることがなくなり、比例電磁弁の耐久性の低下を抑えることができる。更に比例電磁弁の振幅量が電磁弁の作動可能量以上に設定されることがなくなり、比例電磁弁の信頼性が低下するのを防ぐことが可能になる。
【００２６】請求項２によると、比例電磁弁の振幅量の大きさに対して急激に大きさが変化するときのヒステリシス、所謂ヒステリシスの変極点に第１の所定値を設定したことにより、比例電磁弁の振幅量が可及的に小さく且つヒステリシスが急激に大きくならない安定した値にすることが可能になる。
【００２７】請求項３によると、ヒステリシスの下限である第２の所定値をスプールのランドの軸方向長さとポートの径から設定しているので、比例電磁弁の振幅量が大きくなってランドによるポートの遮断が妨げられることがなくなり、比例電磁弁の信頼性が向上する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００００１１
【氏名又は名称】アイシン精機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月３０日（１９９９．３．３０） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３３２５（Ｐ２０００−２８３３２５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−９００５６ |
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