CN102893046A

CN102893046A - 流量控制阀的控制装置

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Publication number: CN102893046A
Application number: CN2011800242077A
Authority: CN
Inventors: 武井嘉丈; 山本康; 阿部诚; 福永晋; 河西公幸; 窄智久
Original assignee: Isuzu Motors Ltd
Current assignee: Isuzu Motors Ltd
Priority date: 2010-05-17
Filing date: 2011-05-16
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2031-05-16
Also published as: JP2012002235A; WO2011145564A1; AU2011255966B2; AU2011255966A1; CN102893046B; JP5625491B2

Abstract

本发明涉及流量控制阀的控制装置，构成简单且正确地学习流量控制阀的中立位置。具备：促动器（12），动作流体供给源（11），行程传感器（14），具有阀体（19）并具备与动作流体供给源（11）相连的供给部（17a）和排出动作流体的排出部（18a）和与促动器（12）连通的连通部（16a）的流量控制阀（15），按照行程传感器（14）的检测值来控制阀体（19）的控制部（20），控制部（20）具有中立位置学习部（22），该中立位置学习部（22）根据通过行程传感器（14）的检测值判断为阀体（19）处于从排出部（18a）侧移动而关断连通部（16a）的中立位置时的阀体（19）的移动量、和判断为阀体（19）处于从供给部（17a）侧移动而关断连通部（16a）的中立位置时的阀体（19）的移动量，学习作为阀体（19）的中立位置的移动量。

Description

流量控制阀的控制装置

技术领域

本发明涉及流量控制阀的控制装置，特别是对流量控制阀的中立位置进行学习的流量控制阀的控制装置。

背景技术

一般，通过离合器促动器来控制将发动机的转矩传递到机械式自动变速机的离合器装置的卡合的车辆正在被开发及实用化。在这样的车辆中，在发动机和机械式自动变速机之间设有离合器装置。离合器装置通过利用空气压或油压动作的离合器促动器的活塞的移动而被断开连通。并且，离合器促动器的动作通过利用具备电磁螺线管的流量控制阀来供给或排出离合器促动器内的动作流体而进行。

该流量控制阀中，将与离合器促动器连通的供气通路、和与空气箱等动作流体压力源连通的压力源通路、和从离合器促动器排出动作流体的排气通路连接，各个通路中开口的供气口、压力源口、排气口的三个口以规定的间隔形成。并且，流量控制阀的中空部中松动配合（日本語：遊嵌）有阀体，构成为通过该阀体移动来使上述的供气口、压力源口、排气口分别连通、关断。

具体来说，在切断离合器装置的卡合的情况下，连通供气口和压力源口，并且，使阀体移动到将排气口关断的供气位置，将动作流体向离合器促动器内供给。并且，在连接离合器机构的情况下，连通供气口和排气口，并且，使阀体移动到将压力源口关断的排气位置，将动作流体从离合器促动器内排出。并且，在将离合器装置的卡合保持在断位置的情况下，使阀体移动到将供气口关断的中立位置，将动作流体保持在离合器促动器内。

例如，在专利文献1中公开了采用了该种流量控制阀的离合器的控制装置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3417823号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，车辆的变速时优选的是执行迅速且变速冲击少的离合器装置的断开/连接。因此，为了迅速通过发动机的转矩不传递到变速机的无效区域，需要使离合器促动器的活塞向连接方向急速地移动并且在转矩的传递已开始的所谓的半离合器区域中为了避免变速冲击而逐渐地增加连接量。为了迅速地实现这样的控制，将表示向电磁螺线管的线圈的通电量和动作流体的流量的关系的流量特性等事先存储在对流量控制阀进行控制的ECU中，进行按照该流量特性等来控制流量控制阀的操作。并且，为了实现正确的流量控制阀的控制，还进行将该流量特性等按照流量控制阀的中立位置进行修正的操作。

但是，流量控制阀存在在供气侧中立位置和排气侧中立位置间产生差异的情况，存在难以正确地控制流量控制阀的技术问题，该供气侧中立位置是阀体从供气位置移动到中立位置的情况下的位置，该排气侧中立位置是阀体从排气位置移动到中立位置的情况下的位置。

本发明是基于这样的技术问题而做出的，其目的在于提供一种构成简单且能够正确地学习流量控制阀的中立位置的流量控制阀的控制装置。

用于解决技术问题的手段

为了达成上述目的，本发明的流量控制阀的控制装置的特征在于，具备：促动器，通过动作流体进行动作；动作流体供给源，供给上述动作流体；行程传感器，检测上述促动器的行程量；流量控制阀，具有能够在中空部中移动的阀体，并且具有与上述动作流体供给源联络的供给部、从上述促动器排出上述动作流体的排出部、以及与上述促动器连通的连通部；以及控制部，对应于上述行程传感器的检测值对上述阀体的移动量进行控制，上述控制部具有中立位置学习部，该中立位置学习部根据通过上述行程传感器的检测值判断为上述阀体从上述排出部侧移动而处于关断上述连通部的中立位置时的上述阀体的移动量、和判断为上述阀体从上述供给部侧移动而处于关断上述连通部的中立位置时的上述阀体的移动量，学习作为上述阀体的中立位置的移动量。

并且，上述控制部在上述行程传感器的检测值的变化量为规定值以下时，判断为上述阀体处于中立位置。

并且，上述控制部在上述行程传感器的检测值的变化量连续一定时间为上述规定值以下时，判断为上述阀体处于中立位置。

并且，上述控制部可以对上述阀体的移动量进行比例控制。

发明效果

根据本发明的流量控制阀的控制装置，能够以简单的构成正确地学习流量控制阀的中立位置。

附图说明

图1是表示本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的控制装置和车辆的驱动系统的框图。

图2是表示本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的详细的剖面图。

图3是表示图2的流量控制阀动作后的状态的剖面图。

图4是表示图2的流量控制阀的中立位置的剖面图。

图5是表示本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的流量特性的图。

图6是表示基于本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的控制装置的行程控制的样态的图。

图7是表示基于本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的控制装置的控制内容的流程图。

具体实施方式

以下，通过附图对本发明涉及的一实施方式进行说明。

图1～7是说明本发明的一实施方式的附图。同一部件中附加了同一符号，它们的名称以及功能也相同。因此，不重复对它们的详细说明。

首先，使用图1来说明本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的控制装置10所适用的车辆1的驱动系统。本实施方式涉及的车辆1的驱动系统如图1所示，具有发动机100、离合器装置200、以及机械式自动变速机300。

发动机100通过未图示的发动机ECU来进行燃烧控制，以产生与车辆1的运转状态相应的转矩。并且，发动机100的输出轴110构成为，通过后述的离合器装置200，能够与机械式自动变速机300的变速机输入轴310断开/连接。

离合器装置200如图1所示是干式单板离合器装置，具有飞轮210、离合器片220、复位弹簧（return spring）230。

飞轮210通过未图示的螺栓和螺帽被固定在发动机100的输出轴110上。离合器片220在其周边部设有未图示的摩耗板，可滑动地与后述的机械式自动变速机300的变速机输入轴310花键嵌合。并且，在离合器片220上安装有后述的放松叉（release fork）13的一端部。复位弹簧230设置在离合器片220的一端部和机械式自动变速机300之间，以使离合器片220受到向发动机100的方向（图1的箭头X方向）施力的方式安装。

机械式自动变速机300构成为，通过飞轮210和离合器片220卡合，将经由该飞轮210、离合器片220而传递的发动机100的转矩变速调整为期望的旋转速度后，向未图示的螺旋桨轴等传递。

以下，使用图1～7来说明本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的控制装置10。

本实施方式涉及的流量控制阀的控制装置10如图1、2所示那样，具备压力供给源（动作流体供给源）11、离合器促动器（促动器）12、放松叉13、行程传感器14、流量控制阀15、供气通路16、压力源通路17、排气通路18、控制ECU（控制部）20。

压力供给源11是空压箱等，如图1所示，将动作流体向流量控制阀15供给。并且，在压力供给源11上连接着与后述的流量控制阀15的压力源口17a连通的压力源通路17。

离合器促动器12如图1所示，具有具备缸室的缸主体12a、和滑动自如地嵌插在该缸室中的活塞12b。在缸主体12a的侧面上连接着与流量控制阀15的排气口18a连通的排气通路18，构成为经由流量控制阀15而排出缸室内的动作流体。并且，在缸主体12a的侧面上连接着与流量控制阀15的供气口16a连通的供气通路16，构成为，通过从压力供给源11经由流量控制阀15送入的动作流体的流体压，使活塞12b向图1的箭头X方向移动。

放松叉13如图1所示，将一端部支撑于离合器促动器12的活塞12b的前端，将另一端部安装于离合器片220。并且，放松叉13其中心部通过支轴13a可转动地被轴支。即，若向离合器促动器12的缸室内供给动作流体而使活塞12b向车辆1的前方（图1的箭头X方向）移动，则该放松叉13受到向车辆1的前方（图1的箭头X方向）的施力。于是构成为，放松叉13以支轴13a为中心以图1中的逆时针转的方式转动，从而离合器装置200的卡合被切断。并且，放松叉13构成为，若离合器促动器12的缸室内的动作流体被排出，则通过复位弹簧230的施力向图1的箭头Y方向转动，连接离合器装置200的卡合。

行程传感器14如图1所示，用于检测离合器促动器12的行程量，其检测值S被输出到后述的控制ECU20的动作控制部21。

供气通路16如图1、2所示，将一端连接到离合器促动器12的缸室，将另一端连接到后述的流量控制阀15的供气口16a。

压力源通路17如图1、2所示，将一端连接到压力供给源11，将另一端连接到后述的流量控制阀15的压力源口17a。

排出通路18如图1、2所示，将一端连接到离合器促动器12的缸室，将另一端连接到后述的流量控制阀15的排气口18a。

流量控制阀15如图2所示，具有在内部具备中空部的比例阀主体15a、可滑动地嵌插到该中空部的阀体19、电磁螺线管15b、弹簧15c。并且，比例阀主体15a的侧部与上述的供气通路16、压力源通路17、排出通路18连接，供气口（连通部）16a、压力源口（供给部）17a、排气口（排出部）18a以规定的间隔形成。在本实施方式中，供气口16a配置为位于压力源口17a和排气口18a之间。

阀体19上为了在规定的移动位置处分别关断上述的供气口16a、压力源口17a、排气口18a，以规定的间隔设有三个的块（land）即供气关断部19a、压力源关断部19b、排出关断部19c。并且，阀体19将一端连结于电磁螺线管15b的可动轭，将另一端通过弹簧15c受到向图2的箭头X方向施力。

即，阀体19构成为，通过作用于电磁螺线管15b的可动轭磁力和弹簧15c的施力的平衡来决定其位置。例如，当停止对电磁螺线管15b的线圈的通电（通电量0％）时，阀体19被弹簧15c施力而处于图3（a）的位置（排气位置）。由此，供气口16a和排气口18a连通，离合器促动器12的缸室内的动作流体被排出，从而将离合器装置200的卡合连接。若将向螺线管15b的线圈的通电量设为最大值（100％），则阀体19将弹簧15c压缩而处于图3（b）的位置（供气位置），供气口16a和压力源口17a连通。由此，压力供给源11的动作流体从供气口16a向离合器促动器12的缸室内送入，将离合器装置200的卡合切断。若将向电磁螺线管15b的线圈的通电量设为50％，则阀体19处于图3（c）的位置（中立位置），供气口16a与压力源口17a以及排气口18a之间被关断，离合器装置200的连接量保持在规定量。

控制ECU（控制部）20由公知的CPU、ROM等构成，作为功能要素具备动作控制部21、中立位置学习部22。

另外，这些各功能要素在本实施方式中设置于作为一体的硬件的控制ECU20，但也可以将它们的任一部分设置于其他的硬件。

动作控制部21是对通过流量控制阀15的动作流体的流量进行控制的部件，预先存储有表示对电磁螺线管15b的线圈的通电量和动作流体的流量之间的关系的流量特性（图5的实线）。并且，动作控制部21构成为，基于该流量特性，将与作为目标的流量对应的通电量输出到电磁螺线管15b的线圈。在本实施方式中，在车辆的变速时，为了实现图6（a）的实线所示的离合器行程，事先确定了图6（a）的虚线所示的目标波形。即，如图6（a）所示，使离合器行程从完接位置向断位置1急速地变化，之后，构成为经由断位置2向完接位置返回以防止变速时的变速冲击。并且，为了实现该图6（a）的目标波形，以图6（b）的曲线图所示的P控制（比例控制）进行向电磁螺线管15b的线圈的通电量。即，在车辆1的变速时，将流量控制阀15的阀体19的位置控制为排气位置～供气位置～中立位置，接着控制为中立位置～排气位置～中立位置～排气位置，以使离合器装置200的卡合按连接～切断～连接变化。

中立位置学习部22对关断了经过流量控制阀15的动作流体的中立位置处的向电磁螺线管15b的线圈的通电量E进行学习。具体来说，基于从行程传感器14输出的检测值S，在行程的变化速度实质上为零的情况下判断为流量控制阀15处于中立位置，并学习与该中立位置对应的通电量E。

在本实施方式中，该行程的变化速度的判断是基于行程量的微分值而进行的。具体来说，对行程S₁和从检测出该行程S₁时起经过了一定时间t后的行程S₂进行检测，若经过该一定时间t时的行程的变化速度即微分值D（D＝（S₁－S₂）／t）为规定值以下，则判断为行程的变化速度实质上为零。另外，也可以为了进一步判断行程的变化速度稳定后的状态，在规定时间t期间连续地设置多个微分值D的运算周期，仅在该所有的微分值D为规定值以下的情况下，判断为行程的变化速度实质上为零。

并且，中立位置学习部22在车辆1的变速操作时，读入流量控制阀15的阀体19按排气位置～供气位置～中立位置（离合器装置200为连接～切断～切断保持）移动时的与供气侧中立位置（参照图4（a））对应的通电量（以下，成为供气侧学习值）E₁、和流量控制阀15的阀体19按排气位置～中立位置移动时的与排气侧中立位置（参照图4（b））对应的通电量（以下，称为排气侧学习值）E₂。这里，中立位置学习部22读入供气侧学习值E₁和排气侧学习值E₂的双方是因为，如图4（a）、（b）所示，供气侧中立位置与排气侧中立位置产生差异L。该差异L是由于将阀体19的供气关断部19a的直径L₁相比供气口16a开口直径L₂形成得大（L₁＞L₂）而产生的，以使在流量控制阀15的中立位置完全地关断供气口16a。

并且，中立位置学习部22将该供气侧学习值E₁和排气侧学习值E₂的平均值E_Ave作为与流量控制阀15的中立位置对应的通电量即学习值进行存储。

之后，若车辆1的变速操作结束，则基于该存储的平均值E_Ave将例如事先存储到动作控制部21的图5的流量特性等修正为虚线所示的流量特性。

本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的控制装置10是如以上那样构成的，因此在车辆1的变速操作时，例如按照图7所示的流程图来进行以下的控制。

若由操作者进行车辆1的变速操作，则首先在步骤1中，控制ECU20的动作控制部21以将流量控制阀15的阀体19按排气位置～供气位置～中立位置（离合器装置200为连接～切断～切断保持）移动的方式进行控制。

在步骤2中，中立位置学习部22基于从行程传感器14输出的检测值S，判断作为行程的变化速度的微分值D是否为规定值以下（行程的变化速度实质上为零）。若微分值D连续一定时间为规定值以下，则判断为流量控制阀15处于供气侧中立位置，向步骤3前进。另一方面，在微分值D不是连续一定时间为规定值以下的情况下，判断为流量控制阀15不处于供气侧中立位置，控制返回（return）。

在步骤3中，通过中立位置学习部22读入由上述的步骤2判断为处于供气侧中立位置时的通电量即供气侧学习值E1。

在步骤4中，动作控制部21以将流量控制阀15的阀体19按中立位置～排气位置～中立位置移动的方式进行控制。

在步骤5中，中立位置学习部22基于从行程传感器14输出的检测值S，判断作为行程的变化速度的微分值D是否为规定值以下（行程的变化速度实质上为零）。若微分值D连续一定时间为规定值以下，则判断为流量控制阀15处于排气侧中立位置，向步骤6前进。另一方面，在判断为不处于排气侧中立位置的情况下，控制返回。

在步骤6中，通过中立位置学习部22读入由上述的步骤5判断为处于排气侧中立位置时的通电量即排气侧学习值E2。

在步骤7中，通过中立位置学习部22，将在上述的步骤3中读入的供气侧学习值E1和在步骤6中取入的排气侧学习值E2的平均值E_Ave作为流量控制阀15的中立位置学习值进行存储。

在步骤8中，通过中立位置学习部22，比较事先存储在动作控制部21中的与图5的流量特性的中立位置对应的通电量、和在步骤7中存储的学习值（平均值E_Ave），在存在差异的情况下，将该流量特性修正为例如图5的虚线所示的流量特性，本控制返回。

通过上述的控制，根据本发明的一实施方式涉及的流量控制阀的控制装置10，发挥以下的作用及效果。

即，由中立位置学习部22进行的流量控制阀15的中立位置的学习是基于从行程传感器14输出的检测值S，在判断为行程的变化速度实质上为零的情况下进行的。

因此，由于在行程不变化、离合器装置200的举动稳定的状态下，学习流量控制阀15的中立位置，所以能够降低学习值的偏差。学习后，基于按照该学习值而修正后的流量特性等来进行离合器控制，当然能够有效地抑制变速时的变速冲击的发生。

并且，中立位置学习部22读入流量控制阀15的阀体19按供气位置～中立位置移动时的供气侧学习值E₁、和流量控制阀15的阀体19按排气位置～中立位置移动时的排气侧学习值E₂，将该供气侧学习值E₁和排气侧学习值E₂的平均值E_Ave作为与流量控制阀15的中立位置对应的学习值进行存储。

因此，即使在排气侧中立位置和供气侧中立位置产生差异L的情况，也能够正确地学习流量控制阀15的中立位置，当然，通过基于按照该学习值而修正后的流量特性等来执行离合器控制，能够有效地抑制变速时的变速冲击的发生。

并且，由动作控制部21控制的流量控制阀15的阀体19的移动量（对线圈的通电量）、即流过流量控制阀15的动作流体的流量控制是利用P控制（比例控制）来进行的。

因此，流量控制阀15的剧烈的输出变化被抑制，因此与采用PD控制和/或PID控制的情况相比，行程的变化速度稳定，能够更正确地学习流量控制阀15的中立位置。

并且，连续一定时间来判断行程的变化速度是否实质上为零，在行程的变化速度稳定的状态下进行中立位置的学习。因此，与在刚刚切断离合器装置200后等行程剧烈变化的状态下进行学习的情况相比，能够得到精度更高的中立位置学习值。

另外，本发明不限定于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够适当变形而实施。

例如，在上述的实施方式中虽然说明了本发明的流量控制阀的控制装置10适用于离合器装置200的情况，但也能够适用于利用定量比例阀进行控制的所有控制系统。

并且，本实施方式中虽然说明了在流量控制阀15中设有供气口16a、压力源口17a、排气口18a，在各个口上连接着供气通路16、压力源通路17、排气通路18，但例如也可以将流量控制阀15、动作流体供给源11和离合器促动器12邻接地设置，将这些供气通路16、压力源通路17、排气通路18省略来构成。

并且，本实施方式中虽然说明了供气口16a配置于压力源口17a和排气口18a之间，但各口的位置关系并不限定于此，例如也可以将压力源口17a配置为位于供气口16a和排气口18a之间。

并且，使离合器促动器12动作的动作流体的流体压不管是空气压还是油压都能够适用于本发明的流量控制阀的控制装置10。

并且，本实施方式中虽然说明了流量控制阀15通过向电磁螺线管的线圈的通电量来进行控制，但例如也可以适用于使用脉冲电动机、通过改变脉冲数来进行控制的情况。

符号说明

1 车辆

10 流量控制阀的控制装置

11 压力供给源（动作流体供给源）

12 离合器促动器（促动器）

14 行程传感器

15 流量控制阀

16a 供气口（连通部）

17a 压力源口（供给部）

18a 排气口（排出部）

19 阀体

20 控制ECU（控制部）

21 动作控制部

22 中立位置学习部

Claims

1.一种流量控制阀的控制装置，其特征在于，具备：

促动器，通过动作流体进行动作；

动作流体供给源，供给上述动作流体；

行程传感器，检测上述促动器的行程量；

流量控制阀，具有能够在中空部中移动的阀体，并且具有与上述动作流体供给源相连的供给部、从上述促动器排出上述动作流体的排出部、以及与上述促动器连通的连通部；以及

控制部，对应于上述行程传感器的检测值对上述阀体的移动量进行控制，

上述控制部具有中立位置学习部，该中立位置学习部根据通过上述行程传感器的检测值判断为上述阀体从上述排出部侧移动而处于关断上述连通部的中立位置时的上述阀体的移动量、以及通过上述行程传感器的检测值判断为上述阀体从上述供给部侧移动而处于关断上述连通部的中立位置时的上述阀体的移动量，学习作为上述阀体的中立位置的移动量。

2.根据权利要求1所述的流量控制阀的控制装置，其特征在于，

上述控制部在上述行程传感器的检测值的变化量为规定值以下时，判断为上述阀体处于中立位置。

3.根据权利要求2所述的流量控制阀的控制装置，其特征在于，

上述控制部在上述行程传感器的检测值的变化量连续一定时间为上述规定值以下时，判断为上述阀体处于中立位置。

4.根据权利要求1~3中任一项所述的流量控制阀的控制装置，其特征在于，

上述控制部对上述阀体的移动量进行比例控制。