JP2008069852A

JP2008069852A - 油圧アクチュエータの制御装置

Info

Publication number: JP2008069852A
Application number: JP2006248650A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Okamoto; 雅之岡本; Satoru Terayama; 哲寺山; Shigeru Morimoto; 茂森本; Hirohiko Totsuka; 博彦戸塚
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2008-03-27
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: JP4758856B2

Abstract

【課題】制御精度を向上させるようにした油圧アクチュエータの制御装置を提供する。
【解決手段】油圧アクチュエータの制御装置において、油圧制御バルブの特性が、スプールの変位につれてドレン側が開口し、次いで全閉状態を経てポンプ側が開口するように設定されるとき、全閉状態におけるスプール変位に対する流量ゲインがドレン側とポンプ側のそれと一致する点を求め（図１１の丸付き数字１）、次いで求めた２点を変位方向に平行移動してドレン側とポンプ側の流量との交点を求め（同図の丸付き数字２）、次いで求めた交点を結ぶ直線が全閉状態における漏れ流量の特性を示すとみなし（同図の丸付き数字３）、それに基づいて前記電磁ソレノイドの電流指令値を算出する。
【選択図】図１１

Description

この発明は、油圧アクチュエータの制御装置に関する。

油圧アクチュエータへの供給油圧を調整する油圧制御バルブにあっては、スプールがドレン側にもポンプ側（高圧側）にも開口しない全閉位置、いわゆるオーバーラップ領域にあるときでも、スプールとバルブボディの間の間隙から油圧は僅かながら漏れる。このオーバーラップ領域での漏れ流量のゲインは小さいが、制御精度を向上させる意味では、そのような漏れ流量も厳密に考慮するのが望ましい。

その意図から、下記の特許文献１記載の技術では、スプールのランドのエッジを切り欠いて漏れ流量のゲインを意図的に増加させることで、スプールの移動を抑制して速やかにバランスさせるように構成している。
特開平０５−０６０２５０号公報

しかしながら、特許文献１記載の技術にあっては、漏れ流量のゲインを意図的に増加させることでスプールを速やかにバランスさせることが可能になった反面、漏れ流量が増加して効率が低下するという不都合があった。

従って、この発明の目的は上記した不都合を解消しつつ、制御精度を向上させるようにした油圧アクチュエータの制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１項にあっては、リザーバからポンプで汲み上げられて加圧された油圧をアクチュエータに供給する油圧回路に介挿され、電磁ソレノイドによって変位自在にバルブボディ内に収容されるスプールを備えると共に、少なくとも前記ポンプ側とドレン側に開口する開口ポートを備えた油圧制御バルブを介して前記アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータの制御装置において、前記油圧制御バルブの特性が、前記スプールの変位につれて前記ドレン側が開口し、次いで全閉状態を経て前記ポンプ側が開口するように設定されるとき、前記全閉状態におけるスプール変位に対する流量ゲインが前記ドレン側とポンプ側のそれと一致する点を求め、次いで求めた２点を前記変位方向に平行移動して前記ドレン側とポンプ側の流量との交点を求め、次いで前記求めた交点を結ぶ直線が前記全閉状態における漏れ流量の特性を示すとみなし、前記直線に基づいて前記電磁ソレノイドの電流指令値を算出する如く構成した。尚、上記で「流量ゲイン」は、スプール変位に対する流量の変化量を意味する。

請求項２に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、前記油圧アクチュエータが、車両用の発進クラッチである如く構成した。

請求項１項に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、油圧制御バルブの特性がスプールの変位につれてドレン側が開口し、次いで全閉状態を経てポンプ側が開口するように設定されるとき、全閉状態におけるスプール変位に対する流量ゲインがドレン側とポンプ側のそれと一致する点を求め、次いで求めた２点を変位方向に平行移動してドレン側とポンプ側の流量との交点を求め、次いで求めた交点を結ぶ直線を探索し、探索された直線が全閉状態における漏れ流量の特性を示すとみなし、その直線に基づいて電磁ソレノイドの電流指令値を算出する如く構成したので、漏れ流量が増加して効率が低下することなく、制御精度を向上させることができる。

即ち、制御精度を向上させるためには、スプールを開口部（開口ポート）ではなく、漏れ領域で安定させる必要があり、そのためには漏れ流量式に基づいて漏れ流量の特性を設定するのが望ましい。しかしながら、漏れ流量の式として厳密な式を用いると、スプール変位に対する流量が非線形となるため、動作点ごとに線形化する必要があって演算が複雑となる。

しかしながら、上記の如く、全閉状態におけるスプール変位に対する流量ゲインがドレン側とポンプ側のそれと一致する点を求め、次いで求めた２点を変位方向に平行移動してドレン側とポンプ側の流量との交点を求め、次いで求めた交点を結ぶ直線を探索、換言すれば、開口時の流量を補間することで、漏れ流量の特性を動作範囲全域にわたって簡易に線形化することができる。よって、その特性に基づいて電磁ソレノイドの電流指令値を算出することで、油圧アクチュエータの動作の制御精度を向上させることができる。

尚、上記で得られる漏れ流域特性での流量ゲインは、流量ゲインが大きいポンプ／ドレン側と流量ゲインが小さいオーバーラップ領域の中間的な値となるため、動作範囲全域にわたって安定した制御を実現することができる。即ち、ポンプ側やドレン側を基準にするとオーバーラップ領域との流量ゲインの差が大きくなる一方、オーバーラップ領域を基準にするとポンプ／ドレン側（開口側）の制御が困難になるが、両者の中間的な値となることで、そのような不都合が生じることがない。

請求項２に係る油圧アクチュエータの制御装置にあっては、油圧アクチュエータが車両用の発進クラッチである如く構成したので、クラッチ圧力を一定に保持することできる。

以下、添付図面に即し、この発明に係る油圧アクチュエータの制御装置を実施するための最良の形態を説明する。

図１は、その油圧アクチュエータの制御装置を、車両用発進クラッチのトルク推定および制御を例にとって全体的に示す概略図である。図において、符号１０は内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は吸気管１２およびその途中の配置されたスロットルバルブ１４を備える。エンジン１０の出力軸（クランク軸）２０はベルト式の無段変速機（Continuously Variable Transmission。以下「ＣＶＴ」という）２４に接続される。

より詳しくは、エンジン１０の出力軸２０は、デュアルマスフライホイール２６を介してＣＶＴ２４のメインシャフト２８に接続される。エンジン１０およびＣＶＴ２４は、車両（図示せず）に搭載される。

ＣＶＴ２４は、メインシャフト２８とカウンタシャフト３０との間に配設された金属製のＶベルト機構３２と、メインシャフト２８とドライブ側可動プーリ（以下「ドライブプーリ」という）３４との間に配設された遊星歯車式の前後進切換機構３６と、カウンタシャフト３０とセカンダリシャフト３８との間に配設された、湿式多板クラッチからなる発進クラッチ（油圧アクチュエータ）４２とから構成される。セカンダリシャフト３８と左右の駆動輪（タイヤ）Ｗの間にはディファレンシャル機構４４が配置される。

Ｖベルト機構３２は、前記したドライブプーリ３４と、カウンタシャフト３０上に配設されたドリブン側可動プーリ（以下「ドリブンプーリ」という）４６と、両プーリ３４，４６の間に巻掛けられた金属製のＶベルト４８とからなる。ドライブプーリ３４は、メインシャフト２８上に配置された固定プーリ半体５０と、この固定プーリ半体５０に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体５２とからなる。

可動プーリ半体５２の側方には、固定プーリ半体５０に結合されたシリンダ壁５０ａにより囲まれてドライブ側シリンダ室５４が形成されており、ドライブ側シリンダ室５４内に油路５４ａを介して供給される油圧により可動プーリ半体５２を軸方向に移動させる側圧が発生する。

ドリブンプーリ４６は、カウンタ軸３０に配置された固定プーリ半体５６と、この固定プーリ半体５６に対して軸方向に相対移動可能な可動プーリ半体５８とからなる。可動プーリ半体５８の側方には固定プーリ半体５６に結合されたシリンダ壁５６ａにより囲まれてドリブン側シリンダ室６０が形成され、ドリブン側シリンダ室６０内に油路６０ａを介して供給される油圧により可動プーリ半体５８を軸方向に移動させる側圧が発生する。

上記したドライブ側シリンダ室５４とドリブン側シリンダ室６０に供給するプーリ制御油圧を決定するレギュレータバルブ群６４と、各シリンダ室５４，６０へのプーリ制御油圧を供給する変速制御バルブ群６６とが設けられ、それらによってＶベルト４８の滑りが発生することがない適切なプーリ側圧が設定されると共に、両プーリ３４，４６のプーリ幅を変化させ、Ｖベルト４８の巻掛け半径を変化させて変速比を無段階に変化させる。

前後進切換機構３６は、メインシャフト２８に結合されたサンギヤ６８と、固定プーリ半体５０に結合されたキャリア７０と、後進用ブレーキ７２により固定保持可能なリングギヤ７４と、サンギヤ６８とキャリア７０とを連結可能な前進用クラッチ７６とからなる。

前進用クラッチ７６が係合されると、全ギヤがメインシャフト２８と一体に回転し、ドライブプーリ３４はメインシャフト２８と同方向（前進方向）に駆動される。後進用ブレーキ７２が係合されると、リングギヤ７４が固定保持されるため、キャリア７０はサンギヤ６８とは逆方向に駆動され、ドライブプーリ３４はメインシャフト２８とは逆方向（後進方向）に駆動される。また、前進用クラッチ７６と後進用ブレーキ７２が共に解放されると、前後進切換機構３６を介しての動力伝達が断たれ、エンジン１０とドライブプーリ３４との間の動力伝達が遮断される。

発進クラッチ４２はカウンタシャフト３０とセカンダリシャフト３８との間に配置され、その間の動力伝達を断接する。発進クラッチ４２は、後述する如く、供給される油圧力に応じてＶベルト機構３２により変速されたエンジン出力（トルク）を伝達する。

発進クラッチ４２によって伝達されるエンジン出力はギヤ７８からセカンダリシャフト３８に固定されたギヤ８０，８２を介してギヤ８４に伝達され、ディファレンシャル機構４４により左右の駆動輪Ｗに振り分けられる。発進クラッチ４２への油圧供給が停止され、発進クラッチ４２が解放されると、ＣＶＴ２４は中立状態となる。

発進クラッチ４２の制御は発進クラッチ用のバルブ群８８（後述）を介して行われる。また前後進切換機構３６の後進用ブレーキ７２と前進用クラッチ７６の制御は、図示しないマニュアルシフトレバーの操作に応じてマニュアルシフトバルブ９０を介して行われる。

それらバルブ群の制御は、マイクロコンピュータよりなるミッションコントローラ１００からの制御信号に基づいて行われる。

エンジン１０のカム軸（図示せず）付近などの適宜位置にはクランク角センサ１０２が設けられ、所定クランク角度ごとに信号を出力する。吸気管１２においてスロットルバルブ１４の下流の適宜位置には絶対圧センサ１０４が設けられ、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡに比例した信号を出力する。

シリンダブロック（図示せず）の適宜位置には水温センサ１０６が設けられ、エンジン冷却水温ＴＷに比例した信号を出力する。スロットルバルブ１４の付近にはスロットル開度センサ１０８が設けられ、スロットル開度ＴＨに比例した信号を出力する。

メインシャフト２８の付近には回転数センサ１１４が設けられ、メインシャフト２８の回転数（ＣＶＴ２４の入力回転数）ＮＤＲに比例した信号を出力すると共に、ドリブンプーリ４６の付近には回転数センサ１１６が設けられ、ドリブンプーリ４６の回転数（ＣＶＴ２４の出力回転数あるいは発進クラッチ４２の入力回転数、即ち、カウンタシャフト３０の回転数）ＮＤＮに比例した信号を出力する。ギヤ７８の付近には回転数センサ１１８が設けられ、ギヤ７８の回転数、即ち、発進クラッチ４２の出力軸の回転数ＮＯＵＴに比例した信号を出力する。

さらに、ドライブシャフトの付近には車速センサ１２２が設けられ、ドライブシャフトの所定回転ごとに信号を出力する。また、運転席床面のシフトレバー（図示せず）の付近にはシフトレバーポジションスイッチ１２４が設けられ、運転者によって選択されたレンジ位置（Ｄ，Ｎ，Ｐ，．．など）に比例した信号を出力する。

この装置はミッションコントローラ１００に加え、同様にマイクロコンピュータよりなり、エンジン１０の燃料噴射などを制御するエンジンコントローラ１２６を備える。

前記したセンサ群のうち、クランク角センサ１０２、絶対圧センサ１０４、水温センサ１０６、スロットル開度センサ１０８の出力は、エンジンコントローラ１２６に入力される。同様に、クランク角センサ１０２、絶対圧センサ１０４、スロットル開度センサ１０８および回転数センサ１１４，１１６，１１８ならびに車速センサ１２２の出力は、ミッションコントローラ１００に入力される。

ミッションコントローラ１００あるいはエンジンコントローラ１２６は、クランク角センサ１０２と車速センサ１２２の出力をカウントしてエンジン回転数ＮＥと車速Ｖを算出（検出）する。

ミッションコントローラ１００は、目標変速比（レシオ）、即ち、前記したＣＶＴ２４の入力回転数ＮＤＲの目標値を決定し、決定した目標ＮＤＲとなるように、可動プーリ３４，４６を駆動し、変速比を制御する。ここで、目標ＮＤＲはＣＶＴ２４のドライブプーリ３４の目標回転数であり、車速Ｖに対して目標ＮＤＲを定義することで変速比（レシオ）が一義的に決定され、制御される。

次いで、上記した発進クラッチ４２用のバルブ群８８およびそれらと発進クラッチ４２の間の油路に配置されるアキュムレータなどの油圧構成要素を説明する。

図２はそれら油圧構成要素の詳細を示す油圧回路図である。

図示の如く、リザーバ（タンク）１３０から、エンジン１０によって回転させられるオイルポンプ１３２で汲み上げられた作動油（ＡＴＦ。オイル）は、ＰＨ制御バルブおよびＰＨ調圧バルブ（共に図示せず）によって所定の高圧ＰＨに調圧された後、クラッチ減圧バルブ（図示せず）に供給され、そこでＰＨより低圧のクラッチ圧（ＰCR）に減圧される。減圧された作動油は、発進クラッチ制御バルブ（油圧制御バルブ）１３４にその入力ポート１３４ａから供給される。

発進クラッチ制御バルブ１３４は、リニアソレノイド（電磁ソレノイド）１３４ｂを備えた電磁ソレノイドバルブとして構成され、バルブボディ１３４ｃの内部には電磁ソレノイドによって変位自在にスプール１３４ｄが配置される。ミッションコントローラ１００によって後述するように電流指令値ＩＣＭＤが決定され、図示しない車載バッテリから入力端子１３４ｂ１を介して通電されると、リニアソレノイド１３４ｂのプランジャ１３４ｂ２が同図で左方向に移動してスプール１３４ｄを押圧してバルブボティ１３４ｃの内部で変位させる。

発進クラッチ制御バルブ１３４の出力ポート１３４ｅは油路１３６に接続される。油路１３６は中途で分岐してフィードバックポート１３４ｆを介して発進クラッチ制御バルブ１３４に帰還させられると共に、他方ではシフトインヒビタバルブ１４０を介して発進クラッチ４２に接続されて制御油圧（クラッチ圧）ＰSCを供給する。

発進クラッチ４２は、制御油圧ＰSCでそのピストン４２ａが移動自在に構成される。具体的には、ピストン４２ａが制御油圧ＰSCを供給されて押圧され、図で左側に移動してクラッチ４２ｂと係合すると、変速されたエンジントルクが、供給された制御油圧ＰSCの油圧力に応じたトルクだけ、セカンダリシャフト３８とディファレンシャル機構４４を介して左右の駆動輪Ｗに伝達される。他方、制御油圧ＰSCが排出（ドレン）されると、ピストン４２ａはスプリング力によって図で右側に後退してクラッチ４２ｂを開放し、動力伝達が遮断される。

発進クラッチ制御バルブ１３４と発進クラッチ４２の間の油路１３６には、アキュムレータ１４２が配置される。アキュムレータ１４２は、発進クラッチ制御バルブ１３４のリニアソレノイド１３４ｂが励磁されるときＰＷＭ駆動されることで、スプール１３４ｃが振動して出力される制御油圧が脈動するため、その脈動を除去する意図で配置される。

アキュムレータ１４２は、図示の如く、スプール（ピストン）１４２ａと、スプール１４２ａを閉じ方向（不飽和方向）に付勢するスプリング１４２ｂとからなる。アキュムレータ１４２は油路１３６から供給される制御油圧の上昇につれてスプール１４２ａがスプリング１４２ｂのバネ力に抗して後退し、その容積が変化する。スプール１４２ａが壁面に突き当たった時点で、アキュムレータ１４２の容積は最大となる（飽和する）。

油路１３６においてアキュムレータ１４２の付近には油圧センサ１４４が配置され、油路１３６の油圧（制御油圧）に応じた出力を生じる。油圧センサ１４４の出力は、ミッションコントローラ１００に送出される。

次いで、図３の制御ブロック図を参照し、この実施例に係る油圧アクチュエータの制御装置の動作、より具体的には車両用発進クラッチのトルク推定および制御装置の動作を説明する。この動作は、ミッションコントローラ１００の動作である。尚、図示のプログラムは、例えば、１０［msec］ごとに実行される。

図示の如く、このトルク推定および制御装置は、発進クラッチ４２が伝達するトルクの推定値Ｔｃハットを出力するオブザーバ（状態観測器）１００ａを備えると共に、制御量である、伝達トルクの推定値Ｔｃハットを目標値Ｔｒに追従させるトルクサーボ系として構築される。尚、この明細書でＴｃの頭部に付される推定値を示す記号を「ハット」という。

発進クラッチ４２は、温度変化、製造バラツキ、経年変化によって応答性が変化することから、それらに対するロバスト性を有する制御装置が望まれる。従って、制御系はフィードバック制御系によって閉ループを安定化すると共に、フィードフォワード制御系によって閉ループ系の応答を修正する２自由度制御系１００ｂから構成した。

そのフィードバック制御系にはロバストコントローラを用い、構造的な不確かさを考慮してμ―シンセシスによる制御系を設計した。フィードフォワード制御系はＨ_２制御を用いて設計した。発進クラッチ４２が伝達するトルクは、実機においては特別な計測装置なしには計測不能であるので、上記した如く、オブザーバ１００ａを構築し、それが出力する伝達トルクの推定値Ｔｃハットを用いてフィードバック系を構成した。

図３の構成を概説すると、ブロック１００ｃにおいてエンジン回転数ＮＥ、車速Ｖ、およびスロットル開度ＴＨなどからトルコン規範モデル（マップ化されたデータ）を検索し、発進クラッチ４２が伝達すべきトルクの目標値Ｔｒが算出される。

算出された伝達トルクの目標値Ｔｒは、２自由度制御系１００ｂに入力され、そこでオブザーバ１００ａから出力される伝達トルクの推定値（発進クラッチ４２が伝達すると推定されるトルク）Ｔｃハットとの偏差が算出され、その偏差が減少するように、前記した電流指令値ＩＣＭＤが算出されて定電流ドライバ１００ｄ以下のプラントに送られる。

図４は、そのプラントをより詳細に示すブロック図である。

図３と図４を参照して説明すると、２自由度制御系１００ｂは、トルクＴと圧力（油圧）Ｐの換算式１００ｅから圧力ＰSCrを算出し、電流Ｉと圧力Ｐの変換テーブル１００ｆを検索して電流指令値ＩＣＭＤを算出して定電流ドライバ１００ｄに送る。定電流ドライバ１００ｄは、電流指令値ＩＣＭＤを制御油圧相当電流指令値ＩSCに変換し、油圧回路（図２に示す発進クラッチ制御バルブ１３４、シフトインヒビタバルブ１４０、アキュムレータ１４２など）のリニアソレノイド（発進クラッチ制御バルブ１３４のリニアソレノイド）１３４ｂを通電する。油圧回路１３４などはリニアソレノイド１３４ｂへの通電量、即ち、プランジャ１３４ｂ２の推力ＦSCに比例して動作し、制御油圧ＰSCを発進クラッチ４２に供給する。

発進クラッチ４２は、ＣＶＴ２４によって変速されたエンジン１０の出力（トルク）を、供給された制御油圧ＰSCに応じたクラッチトルクＴＣでドライブトレイン１００ｇを介して伝達する。ドライブトレイン１００ｇは、図３に示す如く、エンジン１０、デュアルマスフライホイール２６、ＣＶＴ２４（プーリ）、発進クラッチ４２、セカンダリシャフト３８、タイヤ（駆動輪）Ｗ、および車体からなる。

ドライブトレイン１００ｇの後段で走行抵抗や車重が加算段１００ｈで加算され、加速度Ｇが算出される。次いで、加速度Ｇは積分ブロック１００ｉで積分され、速度（車速Ｖ）に変換される。

図５は、２自由度制御系１００ｂの詳細を示すブロック図である。

２自由度制御系１００ｂは具体的には、フィードフォワードコントローラ１００ｂ１と、フィードバックコントローラ１００ｂ２とからなる。

フィードフォワードコントローラ１００ｂ１は、時間領域で制御入力の大きさを考慮しながら、過渡応答の特性の最適化を図るべく、Ｈ_２制御を用いて設計した。目標値応答の特性に対する評価関数としては、図５の下部の式に示す、Ｈ_２ノルムを採用する。

式中、Ｇｙｒ，Ｇｕｒそれぞれ図５のＴｒからＴｃまでと、Ｔｒからｕまでの伝達関数を表わし、ρは定数の重みを示す。Ｈ_２ノルムの定義から式の第１項はステップ目標値に対する追従誤差の大きさを示し、第２項はインパルス入力に対する制御入力のエネルギを表わしていることから、第１項を小さくすれば追従性が良くなり、第２項を小さくすれば制御入力が小さくなる。ρは、そのトレードオフをとるための重みである。

フィードバックコントローラ１００ｂ２は構造的な不確かさを勘案し、図６に示すような不確かさを考慮したフィードバック構造とした。具体的には、図４のＴｒからＴｃまでのプラントを線形モデル化してＰ（ｓ）とし、Ｐ（ｓ）全体に対する不確かさを考慮して設計した。

より具体的には、図７に示すような一般化プラントを考慮して設計した。図７において、Ｗmul_r，Ｗmul_lは乗法的なモデルの不確かさを、Ｗperf_r, Ｗperf_lは性能に関する周波数重みを表わす。また、Ｗactu_r，Ｗactu_lは入力の不確かさを、Ｗsen_r、Ｗsen_lは出力の不確かさを表わす。さらに、ＤＡはＤ／Ａ変換の際に生じる位相遅れを、Ｂｆはセンサに用いるフィルタによる位相遅れを表わす。

図５に示す構成において、フィードバックコントローラ１００ｂ２は、フィードフォワードコントローラ１００ｂ１の出力の一方から測定出力（制御量）ｙを減算して得た偏差にゲインＫ（ｓ）を乗じて得た積を、フィードフォワードコントローラ１００ｂ１の他方の出力に加算する。よって得られた和は制御入力としてプラントＰ（ｓ）に与えられる。

図８は、図２に示す発進クラッチ制御バルブ１３４の拡大断面図であり、図９（ａ）から（ｅ）はそのスプール１３４ｄの変位に対する開口の関係を示す説明図である。尚、図８で×印はドレン側に開口する開口ポートを示す。

図８と図９を併せて参照して説明すると、電磁ソレノイド１３４ｂが通電されて励磁されると、プランジャ１３４ｂ２は通電量に比例した量だけ図で左方に変位する。ポンプ側開口ポート１３４ａが形成されるノッチ部１３４ｇに対するスプール１３４ｄの変位を示すと、図９（ｅ）に示すようになる。尚、ノッチ部は、図９（ａ）（ｂ）に示す如く、バルブボディ１３４ｃに形成される凹部を示す。

図９（ｅ）に示す如く、電磁ソレノイド１３４ｂが通電されないとき、スプール１３４ｄの変位ｘscは零となる（この状態ではドレン側×が開口する）。電磁ソレノイド１３４ｂが通電されると、スプール１３４ｄは図で左方に移動を開始し、ｘdでドレン側×もポンプ側開口ポート１３４ａも閉塞される全閉状態（オーバーラップ領域）となる。通電量が増加するにつれてスプール１３４ｄはさらに左に変位し、ｘoでポンプ側開口ポート１３４ａの開口が開始し（図９（ｃ））、通電量の増加に応じてさらに左に変位すると、ｘNでポンプ側開口ポート１３４ａが完全に開口する（図９（ｄ））。

最初に述べた如く、油圧制御バルブにあってはスプールがドレン側にもポンプ側（高圧側）にも開口しない全閉位置、いわゆるオーバーラップ領域にあるときでも、スプール１３４ｄとバルブボディ１３４ｃの間の間隙から油圧は僅かながら漏れる。制御精度を向上させるためには、スプール１３４ｄを開口部（開口ポート）ではなく、漏れ領域で安定させる必要があり、そのためには漏れ流量式に基づいて漏れ流量の特性を設定するのが望ましい。

図８の発進クラッチ制御バルブ１３４について漏れ流量式を示すと、同図の下部に示すようになる。流量ＱSCは、上側に示す開口ポート側を流れる流量と、下部に示す漏れ流量の２種に大別される。式中、Ｃは流量係数であり、油温によって左右される。ＡSCは開口面積であり、変位ｘscに依存する。その他の定数を図１０に示す。尚、式で乗算記号は省略した。

しかしながら、漏れ流量の式として厳密な式を用いると、スプール変位に対する流量が非線形となるため、動作点ごとに線形化する必要があって演算が複雑となる。また、実際に動作点を有限個に限定することになるが、その作業は試行錯誤的にならざるを得ず、多くの工数を必要とする。そこで、この実施例においては、漏れ流量の特性を動作点ごとではなく、制御範囲全体にわたって線形化するようにした。

図１１を参照して説明すると、図８の下部に示す厳密式によれば、漏れ流量はバルブのオーバーラップ幅に反比例するように与えられるため、境界において無限大の値をとる。しかしながら、実際には漏れ領域の流量ゲイン（スプール変位に対する流量の変化量）が開口時の流量ゲインを上回ることがないため、それを利用すれば、より妥当で単純な程度に漏れ流量式を与えることが可能である。

即ち、先ず、漏れ領域（全閉状態）におけるスプール変位に対する流量ゲインが、開口時の流量ゲインと一致する点をポンプ側とドレン側のそれぞれについてのそれぞれと一致する点を求める（丸付き数字１）。これは、漏れ流量と開口時流量の微分値を比較することで行う。

次いで求めた２点を変位方向（図１１に示す特性において）に平行移動してドレン側とポンプ側の流量との交点を求め（丸付き数字２）、次いで求めた交点を結ぶ直線を漏れ領域（全閉状態）における漏れ流量の特性とする（丸付き数字３）。換言すれば、求めた交点を結ぶ直線を探索し、探索された直線が全閉状態における漏れ流量の特性を示すとみなす。

従って、図４に関して説明した如く、ミッションコントローラ１００が電磁ソレノイド１３４ｂの電流指令値ＩＣＭＤ（より正確にはＩSC）を算出するとき、図１１に示す特性に基づいて算出することができる。

この実施例に係る油圧アクチュエータの制御装置は上記の如く構成したので、従来技術のように漏れ流量が増加して効率が低下することなく、制御精度を向上させることができる。

尚、上記以外にも、多項式を用いて図１１に示す特性において傾きが不連続とならないように補間することも、シミュレーションに用いるなど単に数式で流量を表現するのであれば有効であるが、この実施例のような油圧アクチュエータの制御装置にあっては、結局、線形化が必要となって演算が増えることから得策ではない。

以上述べた如く、この実施例にあっては、リザーバ１３０から（オイル）ポンプ１３２で汲み上げられて加圧された油圧を発進クラッチ（アクチュエータ）４２に供給する油圧回路に介挿され、電磁ソレノイド１３４ｂによって変位自在にバルブボディ１３４ｃの内部に収容されるスプール１３４ｄを備えると共に、少なくとも前記ポンプ側とドレン側に開口する開口ポート１３４ａ、×を備えた油圧制御バルブ（発進クラッチ制御バルブ）１３４を介して前記アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータの制御装置（ミッションコントローラ１００）において、前記油圧制御バルブの特性が、前記スプール１３４ｄの変位につれて前記ドレン側が開口し、次いで全閉状態を経て前記ポンプ側が開口するように設定されるとき（図９（ｅ））、前記全閉状態におけるスプール変位ｘd，ｘoに対する流量ゲインが前記ドレン側とポンプ側のそれと一致する点を求め（図１１の丸付き数字１）、次いで求めた２点を前記変位方向に平行移動して前記ドレン側とポンプ側の流量との交点を求め（同図の丸付き数字２）、次いで前記求めた交点を結ぶ直線が前記全閉状態における漏れ流量の特性を示すとみなし（同図の丸付き数字３）、前記直線に基づいて前記電磁ソレノイドの電流指令値を算出する如く構成した。

また、前記油圧アクチュエータが、車両用の発進クラッチ４２である如く構成した。

尚、上記において油圧アクチュエータして発進クラッチ４２を例に取ると共に、それに供給する油圧を制御する発進クラッチ制御バルブ１３４を例にとったが、この発明はそれに限られるものではなく、油圧アクチュエータへの供給油圧を制御するバルブであれば、どのようなものにも応用可能である。

この発明の実施例に係る油圧アクチュエータの制御装置を車両用の発進クラッチを制御する場合を例にとって全体的に示す概略図である。図１に示す装置の中の発進クラッチ用のバルブ群などの油圧構成要素の詳細を示す油圧回路図である。図１に示す装置の動作を示す制御ブロック図である。図３中のプラントの構成をより詳細に示す制御ブロック図である。図３の中の２自由度制御系の構成を詳細に示すブロック図である。図５の中のフィードバックコントローラが設計時に前提とする構造的な不確かさを示すブロック図である。図５の中のフィードバックコントローラが設計時に前提とする一般化プラントの構成を示すブロック図である。図２に示す発進クラッチ制御バルブの拡大断面図である。図８のスプールの変位に対する開口の関係を示す説明図である。図８の下部に示す漏れ流量式で使用される定数を示す説明図である。図８の下部に示す漏れ流量式の簡易化を示す説明図である。

符号の説明

１０内燃機関（エンジン）、２４無段変速機（ＣＶＴ）、３４ドライブ側可動プーリ（ドライブプーリ）、３８セカンダリシャフト、４２発進クラッチ（油圧アクチュエータ）、４６ドリブン側可動プーリ（ドリブンプーリ）、１００ミッションコントローラ、１２６エンジンコントローラ、１３４発進クラッチ制御バルブ（油圧制御バルブ）、１３４ｂリニアソレノイド、１４０シフトインヒビタバルブ、１４２アキュムレータ、Ｗ駆動輪（タイヤ）

Claims

リザーバからポンプで汲み上げられて加圧された油圧をアクチュエータに供給する油圧回路に介挿され、電磁ソレノイドによって変位自在にバルブボディ内に収容されるスプールを備えると共に、少なくとも前記ポンプ側とドレン側に開口する開口ポートを備えた油圧制御バルブを介して前記アクチュエータの動作を制御する油圧アクチュエータの制御装置において、前記油圧制御バルブの特性が、前記スプールの変位につれて前記ドレン側が開口し、次いで全閉状態を経て前記ポンプ側が開口するように設定されるとき、前記全閉状態におけるスプール変位に対する流量ゲインが前記ドレン側とポンプ側のそれと一致する点を求め、次いで求めた２点を前記変位方向に平行移動して前記ドレン側とポンプ側の流量との交点を求め、次いで前記求めた交点を結ぶ直線が前記全閉状態における漏れ流量の特性を示すとみなし、前記直線に基づいて前記電磁ソレノイドの電流指令値を算出するように構成したことを特徴とする油圧アクチュエータの制御装置。
前記油圧アクチュエータが、車両用の発進クラッチであることを特徴とする請求項１記載の油圧アクチュエータの制御装置。