CN101641530B - 离合器控制装置的流量控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明是在具备通过动作流体驱动的离合器驱动器的车辆用离合器控制装置中、补偿控制动作流体的流量控制阀的经年变化等、通过简单的手段执行离合器的连接量的正确的控制的装置。在离合器控制装置中，为了变更离合器驱动器(110)的行程，设有控制动作流体的供给及排出的单一的流量控制阀(1)。流量控制阀(1)具备将动作流体的供给及排出停止的中立位置，在流量控制阀控制装置(9)中，设有学习该中立位置的学习装置(91)。在执行行程控制时，流量控制阀控制装置(9)基于由学习装置(91)得到的学习值校正向电磁螺线管的线圈(8)的通电量，补偿经年变化等带来的流量特性的变化。中立位置的学习在行程的变化速度实质上为零时实施。

Description

离合器控制装置的流量控制阀

技术领域

本发明涉及在通过离合器驱动器使装备在车辆中的离合器自动地断开或接合的离合器控制装置中的、用于控制离合器驱动器内的动作流体而使用的流量控制阀。

背景技术

为了车辆运转的容易或减轻驾驶者的疲劳，近年来，以易驾驶为目的的各种车辆用动力传递装置的普及不断进展。组合了转矩转换器和行星齿轮装置的所谓自动变速机(AT)是其代表性的装置，而在自动的车辆用动力传递装置中，有使用与所谓的手动车的变速机(MT)同样的平行轴齿轮机构式变速机、将其与自动离合器组合的动力传递装置。在该动力传递装置中，配置在发动机与变速机之间的离合器具备离合器驱动器，在驾驶者用变速杆切换变速级的变速时或车辆的起步时，自动地使离合器断开或接合，省略了驾驶者的离合器踏板的操作。也存在代替驾驶者操作变速杆而使用电子控制装置根据车辆的行驶状态自动地切换变速级的动力传递装置。

设置在发动机与变速机之间的离合器(干式单板离合器)如图6所示，具备在周边部固定有摩擦板的离合器盘101，它可滑动地花键嵌合在变速机输入轴103上，该变速机输入轴103可转动地支撑在发动机的曲轴102上。在离合器盘101的摩擦板的背后，设有将摩擦板相对于曲轴102的后端部的飞轮104压接的压力板105。此外，在固定于飞轮104上的离合器盖106上安装有膜片弹簧107。在车辆的通常行驶时，通过隔膜弹簧107经由压力板105将离合器盘101对于飞轮104压接，将发动机的动力经由离合器盘101传递给变速机输入轴103。

在离合器中，具备将动力的传递断开或接合的操作机构，该操作机构由嵌入在变速机输入轴103中的分离轴承108、分离叉109及离合器驱动器110等构成。离合器驱动器110是通过空气压力或油压来动作的流体压力缸，其活塞连结在分离叉109的一端上。此外，设有机械地限制移动量的挡块111，以防止因活塞的过大的移动而在离合器驱动器110等上发生损伤等。

在车辆的变速时，当为了切换变速级而将发动机动力断开时，对离合器驱动器110供给动作流体，使分离叉109的一端向图的右方变位。分离叉109的另一端向相反方向变位，使抵接在其上的分离轴承108向左方滑动，使隔膜弹簧107如图中的双点划线那样移动。由此，压接压力板105的弹簧力被解除，发动机动力向变速机输入轴103的传递被断开。当变速结束而将离合器再次连接时，将离合器驱动器110的动作流体排出，通过回位弹簧112等使分离叉109向左方移动。离合器的连接状态(连接量)由离合器驱动器110的活塞的移动量决定。

在当变速时等自动地使离合器断开或接合的离合器控制装置中，设有供给动作流体的空气箱等的动作流体压力源、检测离合器驱动器的活塞的移动量的行程传感器、以及控制离合器驱动器内的动作流体量的控制阀，执行变速时等的离合器的控制。通常，控制阀分别配置在动作流体的供给管路和排出管路中，通过将这两个控制阀开闭，进行离合器的连接量的控制。相对于此，还已知有使用1个流量控制阀进行离合器驱动器内的动作流体的供给及排出的离合器控制装置，作为一例记载在日本专利第3417823号公报中。

在使用单一的流量控制阀的离合器控制装置中，如图7的电路图所示，在流量控制阀1上，连接有与离合器驱动器110相连的连通通路2、与空气箱等的动作流体压力源3相连的压力源通路4、和从离合器驱动器110排出动作流体的排出通路5，形成有在各个通路中开口的连通口2p、压力源口4p、排出口5p的3个口。图7的流量控制阀1为具备电磁螺线管式的驱动装置的比例控制阀，具备通过的动作流体的流量根据阀体6的位置而变化的流量特性。在流量控制阀1上，连接有根据行程传感器7的检测信号控制向线圈8的通电量、设定阀体6的位置的流量控制阀控制装置9。

流量控制阀1的阀体6如图8的详细动作图所示，在中间具有两个阀面，阀体6的一端连结在电磁螺线管的可动轭10上。在阀体6的另一端上配置有弹簧11，阀体1通过作用在可动轭10上的磁力与弹簧11的弹簧力的平衡决定其位置。在向线圈8的通电停止时(通电量0％)，阀体6被弹簧11推压而成为图8(b)的位置，连通口2p与排出口5p连通，离合器驱动器110内的动作流体被排出到外部，离合器成为连接状态。如果使流到线圈8中的电流成为最大值(100％)，则阀体6将弹簧11压缩而成为图8(c)的位置，连通口2p与压力源口4p连通。由此，压力源3的动作流体被从连通口2p导入到离合器驱动器110内，离合器被切断。在使50％的电流流到线圈8中时，阀体6成为图8(a)的位置、即中立位置，连通口2p被压力源口4p及排出口5p断开，离合器的行程被保持在该位置上。流量控制阀1的流量特性、即与流到线圈8中的电流对应的动作流体的流量成为图9的实线那样的关系。

在车辆的变速时，需要执行迅速且没有变速冲击的离合器的断开及连接。因此，在变速级的切换后(齿轮挂上后)将离合器连接时，如图10的表示行程的变化的曲线图所示，首先使离合器驱动器110的活塞向接合方向迅速地移动以使实质上不发生转矩传递的无效区域迅速地通过，并且在开始转矩传递的所谓的半离合区域中，逐渐使连接量增加，以避免伴随着迅速的连接量的增加的变速冲击。为了执行这样的控制，通过行程传感器7检测离合器驱动器110的变位，流量控制阀控制装置9据此控制流量控制阀1，变更离合器驱动器110内的动作流体的量，以成为作为目标的行程。

专利文献1：日本特许第3417823号公报

为了正确地控制离合器的连接量，要求流量控制阀进行的离合器驱动器内的动作流体量的迅速且正确的控制。因此，在流量控制阀控制装置中，存储有表示向电磁螺线管的线圈的通电量与流量的关系的流量特性(图10的实线)。流量控制阀控制装置利用该流量特性控制向线圈的通电量，设定通电量，以使其成为对应于作为目标的流量的值。为了实现图10的行程(连接量)的变化，进行图10的下方记载的线圈通电量的曲线图所示那样的控制。

在各个流量控制阀中或多或少存在起因于制造上的稍稍的差异等的个体差异，作为通电量与流量的关系的流量特性对应于各个流量控制阀而稍稍差异。此外，即使是同一个流量控制阀，也有随着经年变化而发生流量特性的变化的情况。例如，因为经年变化，电磁螺线管的磁力与弹簧的平衡发生变化，当磁力降低时图9的实线的流量特性向右方移动(虚线X)，当弹簧力降低时向左方移动(虚线Y)，流量控制阀的中立位置也同样地移动。如果这样流量特性变化，则为即使是相同的通电量流量也不同的结果，不能使离合器连接量迅速且正确地成为目标值，发生变速冲击。

本发明的目的是通过简单的手段解决在离合器控制装置中使用的流量控制阀的上述问题。

发明内容

鉴于上述目的，本发明是在使用流量控制阀的离合器控制装置中、通过在流量控制阀控制装置中设置学习流量控制阀的中立位置的学习装置、补偿流量特性的差异、用简单的手段执行离合器连接量的正确的控制的发明。即，本发明

是一种离合器控制装置，是在发动机与变速机之间设置有离合器的车辆用动力传递装置中的离合器控制装置，其特征在于，

上述离合器控制装置具备通过动作流体驱动的离合器驱动器、检测上述离合器驱动器的移动量的行程传感器、控制上述离合器驱动器内的动作流体的量的流量控制阀、和根据上述行程传感器的检测信号控制上述流量控制阀的阀体的位置的流量控制阀控制装置；

在上述流量控制阀上，连接有与上述离合器驱动器相连的连通通路、与动作流体的压力源相连的压力源通路、和从上述离合器驱动器排出动作流体的排出通路，并且构成为，在上述阀体的中立位置，将上述连通通路与上述压力源通路及上述排出通路断开；

上述流量控制阀控制装置具备学习上述阀体的中立位置的中立位置学习装置，上述中立位置学习装置在上述行程传感器的检测信号的变化速度为规定值以下时判断为中立位置。

如技术方案2所述，上述中立位置学习装置可以构成为，在上述行程传感器的检测信号的变化速度连续规定时间为规定值以下时判断为中立位置。

如技术方案3所述，优选的是，在上述离合器驱动器的移动量中，存在被机械地限制的最大值的情况下，上述中立位置学习装置在上述离合器驱动器的移动量是规定值以上并且不到上述最大值的状态时执行上述阀体的中立位置的学习。

如技术方案4所述，上述中立位置学习装置可以构成为，在上述车辆是停止中时，使上述变速机成为空挡，并且使上述离合器驱动器动作而执行上述阀体的中立位置的学习。在此情况下，如技术方案5所述，优选的是，上述中立位置学习装置在上述车辆的制动器正在动作时执行上述阀体的中立位置的学习。

如技术方案6所述，可以构成为，上述流量控制阀具备驱动上述阀体的电磁螺线管，通过上述流量控制阀控制装置控制对上述电磁螺线管的线圈通电的电流而变更上述阀体的位置。

在离合器控制装置中设置单一的流量控制阀，在通过该流量控制阀进行离合器驱动器内的动作流体的供给及排出时，使流量控制阀的阀体从中立位置向一个方向变位而供给动作流体，向另一个方向变位而将动作流体排出。本发明的流量控制阀控制装置具备中立位置的学习装置，总是检测成为中立位置的流量控制阀的操作量(例如向电磁螺线管的线圈的通电量)。因此，即使随着流量控制阀的个体差异或经年变化而中立位置变化，也能够通过存储在学习装置中的中立位置校正流量控制阀的操作量，正确地控制流量控制阀的阀体的位置以使其成为作为目标的流量。因而，在变速时等能够进行离合器的连接量的迅速且正确的变更，能够实现没有变速冲击的离合器控制。

此外，在本发明的中立位置的学习装置中，在行程传感器的检测信号的变化速度为规定值以下时判断为中立位置。在流量控制阀的中立位置，离合器驱动器内的动作流体的供给和排出被停止，离合器驱动器的行程不变化，所以通过检测行程传感器的检测信号的变化速度成为规定值以下，能够检测中立位置。该规定值是接近于零的较小的值，是考虑行程传感器检测信号的外部干扰等而设定的。在如技术方案2的发明那样构成为，当行程传感器的检测信号的变化速度连续规定时间为规定值以下时判断为中立位置的时候，能够更可靠地避免外部干扰等带来的学习精度的降低。

在学习装置中使用的行程传感器是为了离合器连接量的控制而原本在离合器控制装置中具备的部件，本发明的学习装置不需要设置特别的部件而能够进行中立位置的学习。并且，由于离合器控制装置的流量控制阀是单一的，所以能够使控制装置的整体的结构成为简单而紧凑的结构。

技术方案3的发明是谋求在离合器是断开的状态时执行阀体的中立位置的学习的。在变速时等，离合器在断开的位置上，行程的变化速度为零的状态稳定地持续一定时间，所以如果此时判断流量控制阀的中立位置，则能够进行精度良好的判断。为了判别离合器的断开状态，只要检测到离合器驱动器的移动量是接近于断开位置的规定值以上就可以，但在变速时，由于使离合器驱动器迅速地成为断开位置，所以有碰撞在机械地限制移动量的挡块上的情况，此时，在行程的最大值处变化速度为零。但是，此时流量控制阀并不一定处于中立位置。因而，在技术方案3的发明中，构成为，在离合器驱动器的移动量是规定值以上且不到最大值的状态时执行阀体的中立位置的学习。

本发明的流量控制阀的中立位置的学习可以在车辆的变速时或起步时进行离合器操作的时候执行。并且，也可以如技术方案4的发明那样构成为，在车辆是停车中时使变速机为空挡，并且使离合器驱动器动作而执行中立位置的学习。技术方案4的发明是以在车辆的停车时学习的目的，在短时间内使变速机为空挡而将从发动机向车轮的动力传递断开来进行离合器操作的，能够进行与流量控制阀的中立位置的学习相适合的离合器驱动器的操作。另外，在离合器控制装置中，具备半离合学习装置，即定期地学习伴随着离合器摩擦板的随着时间的磨损等的半离合位置的行程变化的装置的结构较多。半离合状态的学习在车辆的停车时进行与技术方案4的发明同样的操作而实施，但在具备这样的半离合学习装置的离合器控制装置中，可以在半离合状态的学习的同时执行流量控制阀的中立位置的学习。

在技术方案4的发明中，在车辆的停车中，使变速机暂时成为空挡而进行离合器的操作。因此，如技术方案5的发明那样，优选的是，当车辆的制动器动作时执行阀体的中立位置的学习。此时，即使万一发生了误操作等，也能够防止车辆发生意外的起步的状况，能够安全地进行中立位置的学习。

如技术方案6的发明那样，可以构成为，在作为流量控制阀而使用通过电磁螺线管驱动的比例控制阀，即通过流量控制阀控制装置控制对电磁螺线管的线圈通电的电流而连续地变更阀体的位置的流量控制阀时，通过使用电气控制装置，能够将流量控制阀的驱动装置及控制装置做成小型的结构。

附图说明

图1是具备本发明的学习装置的离合器控制装置的电路图。

图2是本发明的中立位置学习装置的流程图。

图3是本发明的中立位置学习装置的另一实施例的流程图。

图4是本发明的中立位置学习装置的变形例的流程图。

图5是本发明的离合器控制装置的行程控制的流程图。

图6是表示车辆用离合器的结构的图。

图7是以往的离合器控制装置的电路图。

图8是离合器控制装置的流量控制阀的详细动作图。

图9是表示流量控制阀的流量特性的图。

图10是表示离合器的行程控制的状况等的图。

具体实施方式

以下，基于附图对实施了本发明的车辆用离合器的控制装置进行说明，而构成采用了本发明的车辆用离合器及离合器控制装置的设备，并不是与图5等所示的以往的装置显著不同的设备。即，由本发明的离合器控制装置操作的车辆用离合器与图6的离合器基本上相同，具备变更离合器连接量的离合器驱动器110。从流体压力源对离合器驱动器110供给动作流体，离合器的连接量由离合器驱动器110的活塞的移动量决定，移动量的最大值被挡块111机械地限制。

在图1中表示本发明的离合器控制装置的电路结构。构成图1的电路的设备也在所谓的硬件方面是与图7的以往的设备相同的，对于对应的部件等赋予相同的标号。离合器控制装置具备由电磁螺线管驱动的单一的流量控制阀1，在流量控制阀1上，连接有空气箱等的流体压力源3、离合器驱动器110及排出通路5。流量控制阀控制装置9控制向电磁螺线管的线圈8的通电量而改变阀体6的位置，进行离合器驱动器110内的动作流体的供给、排出，变更离合器的连接量。离合器驱动器110的活塞的移动量(行程)由行程传感器7检测到，将该信号输入到流量控制阀控制装置9中。

在本发明的离合器控制装置中，在流量控制阀控制装置9中设有中立位置学习装置91。中立位置学习装置91是利用离合器驱动器110的行程的信号学习与流量控制阀1的中立位置，即通过流量控制阀1的动作流体的流动被断开的位置相对应的线圈8的通电量的装置，将行程传感器7的检测信号也输入到其中。在本发明中，在行程的变化速度实质上是零的情况下，判断为流量控制阀1处于中立位置。

对于中立位置学习装置91的动作，通过图2的流程图进行说明。该实施例的学习装置是以一定运算周期实施中立位置的学习的装置。在步骤S1中，从行程传感器7的检测信号中读入当前的行程st(n)。在学习装置91中存储有在上次的学习实施时检测到的行程st(n-1)，在步骤S2中，计算行程的变化速度即微分值D，

D＝(st(n)-st(n-1))/运算周期。

接着，在步骤S3中，判断D(绝对值)是否是规定值以下。规定值设定为较小的值，由此，即使检测信号因外部干扰等而稍稍变动，也能够检测到行程的变化速度是零的情况。

在步骤S3中当D(绝对值)是规定值以上时，认为流量控制阀1不在中立位置而结束运算。如果判断为是规定值以下，则前进到步骤S4，中立位置学习装置91将此时流到电磁螺线管的线圈8中的电流量作为中立位置的通电量而学习。通过这样学习的中立位置的通电量，在中立位置学习装置91中，进行到目前为止的学习值的校正等，将更新后的学习值在流量控制阀控制装置9中在执行流量控制阀1的控制时使用。

在图2的流程图中，如果在步骤S3中运算的微分值D是规定值以下，则直接将此时的电流量作为中立位置的电流量检测。相对于此，通过附加当微分值D多次连续地成为规定值以下时，即行程的变化速度是零的状态持续了规定时间时学习通电量的条件，能够排除外部干扰等的影响而提高学习精度。

在实际的离合器操作中，例如由表示变速时的行程的变化的图10可知，在为了变速而被切断的离合器达到完全断开位置的时刻，行程的变化速度为0的状态持续(图10的曲线图中的A的期间)，流量控制阀1被稳定地保持在中立位置。因而，为了提高通电量的学习精度，优选的是在离合器的完全断开时检测通电量。但是，在离合器的切断被迅速地进行的关系方面，有离合器驱动器的移动量通过完全断开位置而达到由挡块111限制的最大值(stM)的情况。此时，行程的变化速度也为零，但流量控制阀1并不一定处于中立位置。

图3所示的流程图是为了在离合器的完全断开时检测通电量而对图2的流程图加上了步骤SX的判断的流程图。在步骤SX中，判断是否离合器的当前的行程st(n)是规定的行程stA以上、并且不到被机械地限制的最大值stM。规定的行程stA设定为完全断开时的行程的附近的值，由此，能够判别处于没有抵接在挡块111上的完全断开时的情况。如果是完全断开时，则前进到接着的步骤S2而与图2的步骤同样执行中立位置的学习，在步骤SX的条件不成立时不进行学习。

上述图2或图3所示的流量控制阀的中立位置的学习是在车辆的变速时或起步时当进行离合器操作时执行的学习。本发明的中立位置的学习并不限于这样的所谓的车辆的通常行驶时，也可以构成为，在车辆为停车中时使变速机为空挡来执行，在图4中表示此情况下的流程图。

在图4的流程图中，在S01中判断是否达到了中立位置的学习时间。在到达了学习时间的情况下，在S02中判断车辆是否是停车中(车速＝0)，接着在S03中判断车辆的制动器是否正在动作。当这些学习条件成立时检测变速机的状态，在变速机不是空挡时对变速机控制装置输出指令而设为空挡(S04)。如果设为空挡，则从发动机向车轮的动力传递被断开，所以在该状态下通过流量控制阀1驱动离合器驱动器110而进行离合器的断开操作及接合操作(S05)，通过与图3(或图2)的流程图同样的顺序学习中立位置。

在该学习方法中，由于能够自由地设定离合器的行程变化的模式，所以能够设定为适合于流量控制阀的中立位置的学习的模式而实施正确的学习。此外，由于当车辆的制动器正在动作时执行阀体的中立位置的学习，所以车辆不会发生意外的起步，能够安全地进行中立位置的学习。构成为，使空挡下的学习在短时间内完成，对车辆的起步等几乎不带来影响。

另外，离合器控制装置通常具备半离合学习装置，构成为，定期地学习伴随着离合器摩擦板的随着时间的磨损等的半离合位置的行程变化。半离合状态的学习是在与图4的流程图同样的学习条件成立时使离合器断开或接合而进行的，所以图4的流程图的中立位置的学习能够与半离合状态的学习同时执行。

在图5中，表示通过具备本发明的中立位置学习装置的流量控制阀控制装置执行离合器驱动器的行程控制时的流程图的一例。

在车辆的变速时的离合器操作中，进行行程(离合器的连接量)随着时间经过而按照图10的模式变化那样的控制。行程控制在发生了来自变速杆等的变速指令信号的时刻开始，在步骤SCS1中，读入行程传感器7的检测信号即实际行程str。在SCS2中，将经过规定时间后的行程设定为目标行程std。在SCS3中，对应于目标行程std与实际行程str的差，对在经过规定时间后成为目标行程std那样的流量控制阀1的流量Q进行运算。

在流量控制阀控制装置9中，以映射图92的形式保存有流量与线圈8的通电量的关系，即由图9的实线表示的流量特性。在SCS4中，通过该映射图92决定对应于流量Q的通电量I。另一方面，在流量控制阀控制装置9中，存储有由中立位置学习装置91求出的中立位置的通电量的学习值，在SCS5中，基于映射图92的中立位置的通电量与学习值的差异，执行通电量I的校正。在SCS6中，对电磁螺线管的线圈8供给校正后的通电量Ia。结果，流量控制阀1的阀体6成为通过学习值校正后的位置，能够正确地对应于要求的流量Q。

另外，在该流程图中，通过学习值对由流量特性的映射图92决定的通电量进行校正，但也可以通过基于学习值将映射图92的流量特性如图9的虚线所示那样变更来执行通电量的校正。

工业实用性

如以上详细叙述，本发明是在使用单一的流量控制阀的离合器控制装置中设置学习流量控制阀的中立位置的学习装置，在该学习装置中，当离合器驱动器的行程的变化速度成为规定值以下时学习中立位置。因而，本发明不论驱动离合器驱动器的流体压力是空气压力还是油压，都能够对车辆用离合器控制装置使用。此外，在上述实施例中，对于使用电磁螺线管变更向线圈的通电量而控制流量控制阀进行了说明，但是显然，例如构成为使用脉冲马达变更脉冲数(操作量)而控制流量控制阀，构成为使用专利文献1中记载那样的使用流体压力缸来控制等，能够对实施例进行各种变形。

Claims (3)

1.一种离合器控制装置，是在发动机与变速机之间设置有离合器的车辆用动力传递装置中的离合器控制装置，其特征在于，

上述离合器控制装置具备通过动作流体驱动的离合器驱动器、检测上述离合器驱动器的移动量的行程传感器、控制上述离合器驱动器内的动作流体的量的流量控制阀、和根据上述行程传感器的检测信号控制上述流量控制阀的阀体的位置的流量控制阀控制装置；

在上述离合驱动器中设有机械地限制移动量的挡块，在上述离合器驱动器的移动量中存在最大值，

在上述流量控制阀上，连接有与上述离合器驱动器相连的连通通路、与动作流体的压力源相连的压力源通路、和从上述离合器驱动器排出动作流体的排出通路，并且构成为，在上述阀体的中立位置，将上述连通通路与上述压力源通路及上述排出通路断开；

在上述流量控制阀控制装置中，具备中立位置学习装置，该中立位置学习装置在上述车辆是停止中、并且上述车辆的制动器正在动作时，使上述变速机成为空挡，并且使上述离合器驱动器动作，从而学习上述阀体的中立位置，上述中立位置学习装置在上述离合器驱动器的移动量是规定值以上且不到被机械地限制的上述最大值的状态、并且上述行程传感器的检测信号的变化速度为规定值以下时判断为中立位置。

2.如权利要求1所述的离合器控制装置，其特征在于，上述中立位置学习装置在上述离合器驱动器的移动量是规定值以上且不到被机械地限制的上述最大值的状态、并且上述行程传感器的检测信号的变化速度连续规定时间为规定值以下时判断为中立位置。

3.如权利要求1或2所述的离合器控制装置，其特征在于，上述流量控制阀具备驱动上述阀体的电磁螺线管，通过上述流量控制阀控制装置控制对上述电磁螺线管的线圈通电的电流而变更上述阀体的位置。

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