JP2010216648A - 液圧制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ソレノイド電流ISOLに応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少の何れか一方に制御するリニアソレノイドバルブ2と、ソレノイド電流ISOLの増加方向と減少方向でのソレノイド電流ISOLに対するソレノイド圧PSOLのヒステリシス特性により定まるヒス油圧補正量を演算し、ヒス油圧補正量を考慮して、ソレノイド圧PSOLが目標圧となるようにソレノイド電流ISOLを制御するクラッチ圧補正制御部40と、を備えている。この液圧制御装置において、ヒステリシス補正量演算手段(図3)は、ソレノイド電流ISOLの方向が切り換えられたときのソレノイド電流ISOLとその直前に切り換えられたときのソレノイド電流ISOLの差から求められる折り返し量に基づいて、ヒス油圧補正量を演算する。
【選択図】図3
Description
前記指示電流の増加方向と減少方向での指示電流に対する出力液圧のヒステリシス特性により定まるヒステリシス補正量を演算するヒステリシス補正量演算手段と、
前記ヒステリシス補正量を考慮して、前記出力液圧が目標出力液圧となるように前記指示電流を制御する指示電流制御手段と、
を備えている。
この液圧制御装置において、前記ヒステリシス補正量演算手段は、前記指示電流の方向が切り換えられたときの指示電流値とその直前に切り換えられたときの指示電流値の差から求められる折り返し量に基づいて、前記ヒステリシス補正量を演算する手段であることを特徴とする。
すなわち、電磁弁では、ソレノイドにて残留電磁力が発生し、釣り合い点が変わることを原因とし、指示電流(=指示液圧)と出力される実液圧の変化特性にヒステリシスが発生する。これに対し、出力される液圧が最大圧となる前の中間位置において指示電流が折り返された場合であっても、折り返し量に基づいてヒステリシス補正量を演算している。したがって、電磁弁の切り換え位置や使用液圧領域によりヒステリシス量が異なるというヒステリシス特性に対応し、きめ細かく異なるヒステリシス量を解消する補正が行われる。
このため、電磁弁の切り換え位置等が変化したとき、この変化に追従して指示電流と出力される実液圧の関係で生じるヒステリシス量が低減される。
このように、電磁弁の切り換え位置や使用液圧領域によりヒステリシス量が異なるのに対応してヒステリシスを解消する補正を行うことで、液圧制御精度の向上を図ることができる。
図1は、実施例1の液圧制御装置が適用された車両用自動変速機の摩擦締結要素圧の制御系を示す制御システム図である。
このリニアソレノイドバルブ2は、図1に示すように、ソレノイドコイル21と、ボール22と、プランジャ23と、スプリング24と、パイロット圧流路25と、ソレノイド圧流路26と、を有する。バルブ作動は、ソレノイド電流ISOLがゼロ時、スプリング24による付勢力によりボール22を押し付け閉鎖するためソレノイド圧PSOLはゼロとなる。そして、ソレノイドコイル21に対する指示電流であるソレノイド電流ISOLを高めると、付勢力に抗してボール22が開き側に移動し、出力油圧であるソレノイド圧PSOLを高める。
ここで、折り返し指示電流値は、図4に示すように、初期値・リミット値をそれぞれ折り返し電流上限値と折り返し電流下限値とする。
例えば、500mAから100mAに折り返したときは、図4に示すように、400mAという電流値の折り返し量が、指示領域電流幅とされる。
例えば、500mAから100mAに折り返したときは、図4に示すように、0mAから800mAまでの最大指示領域電流幅に対する400mAの指示領域電流幅の比とされる。
折り返し補正領域電流幅=min(ヒス補正上限値,下げへの折り返し電流値)−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)
の式により算出される。
例えば、図4に示すように、250mAから650mAまでをヒス補正領域電流幅とするとき、下げへの折り返し電流値500mAからヒス補正下限値250mAを差し引いた250mAが折り返し補正領域電流幅とされる。
指示進行率={指示電流値−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)}/折り
返し補正領域電流幅
の式により算出される。
例えば、指示電流値を375mAとした場合には、図4に示すように、指示進行率は50%となる。
ヒス補正電流下限値<指示電流値<ヒス補正電流上限値
の関係であれば、ヒス補正電流領域内と判定し、それ以外はヒス補正電流領域外と判定する。
ここで、ヒス油圧マップは、例えば、ステップS408の枠内に記載しているように、指示進行率が所定量まではヒステリシス量が上昇し、指示進行率が所定量以上になるとヒステリシス量が減少する特性を有する。
例えば、図5の推定クラッチ圧特性に示すように、指示電流値がA点からB点まで上昇した後、B点からC点まで下降し、さらに、C点からD点まで上昇する場合、図5の折り返し考慮ヒス推定量特性に示すように、指示電流値A〜B領域の折り返し考慮ヒス推定量はH1となり、指示電流値B〜C領域の折り返し考慮ヒス推定量はH2となり、指示電流値C〜D領域の折り返し考慮ヒス推定量はH3となる。
このヒス油圧補正量は、例えば、図5のクラッチ指示圧特性及びヒス油圧補正量特性に示すように、A〜Bのクラッチ指示圧領域でのヒス油圧補正量はHP1となり、B〜Cのクラッチ指示圧領域でのヒス油圧補正量はHP2となり、C〜Dのクラッチ指示圧領域でのヒス油圧補正量はHP3となる。但し、ヒス油圧補正量特性は、分かり易くするために縦軸を2倍にして示している。
まず、「油圧制御用電磁弁の課題」の説明を行い、続いて、実施例1の液圧制御装置における作用を、「クラッチ圧補正制御作用」、「クラッチ圧ヒステリシス補正制御作用」に分けて説明する。
まず、電磁弁の場合、実電流に対する目標(狙い)の油圧特性は、図6の細線特性に示すように、実電流が上昇しても下降しても同じ1つの特性線上を推移する特性である。しかし、電磁弁は、ソレノイドにて残留電磁力が発生し、釣り合い点が変わることを原因とし、実電流と実圧(指令圧)の変化特性にヒステリシスが発生する。つまり、実電流が上昇するときは、図6の下側太線特性に示すように、実電流の上昇に対し実圧が狙いの油圧より低いままで推移し、実電流が下降するときは、図6の上側太線特性に示すように、実電流の下降に対し実圧が狙いの油圧より高いままで推移する。このため、例えば、目標油圧が(1)であるとき、目標(狙い)の油圧特性により目標電流値I1が決まるが、油圧の上げ側では、決まった目標電流値I1のときに油圧(1')となり、油圧の下げ側では、決まった目標電流値I1のときに油圧(1")となる。つまり、油圧幅(1')〜(1")によるヒスずれ量を持つことになる。つまり、油圧の上げ側では、実電流値をI2(>I1)にしないことには目標(狙い)の油圧を得ることができないし、逆に、油圧の下げ側では、実電流値をI3(<I1)にしないことには目標(狙い)の油圧を得ることができない。
実施例1では、クラッチ圧指令値に、SOL経時劣化補正量とヒス油圧補正量とPS学習量を足し合わせてクラッチ指示圧とするクラッチ圧補正手法を採用した。以下、図2に基づいてクラッチ圧補正制御作用を説明する。
すなわち、ステップS44では、クラッチ圧指令値(実現したい油圧)に対し、ステップS41でのSOL経時劣化補正量と、ステップS42でのヒス油圧補正量と、ステップS43でのPS学習量が加算され、クラッチ圧指令値を補正したクラッチ指示圧が算出される。次のステップS45では、ステップS44からクラッチ指示圧を入力し、指示圧変換マップ等を用いて、クラッチ指示圧がSOL指示圧に変換される。次のステップS46は、ステップS45からSOL指示圧を入力し、油圧温度補正処理を実行することで、温度補正量が出力される。次のステップS47では、ステップS45からのSOL指示圧と、ステップS46からの温度補正量が加算され、補正後Sol指示圧が算出される。次のステップS48では、ステップS47から補正後Sol指示圧を入力し、PI電流変換マップ等を用いて、補正後Sol指示圧が指示電流値に変換される。次のステップS49では、ステップS48からの指示電流値が、ソレノイド駆動回路により実電流(ソレノイド電流ISOL)に変換される。
したがって、制御機構系に発生する事後的経時劣化の影響を解消することができる。
したがって、リニアソレノイドバルブ2の切り換え位置や使用液圧領域によりヒステリシス量が異なるのに対応してヒステリシスを解消する補正を行うことができる。
したがって、AT油温の変化(作動油の粘性変化)によるずれ分を解消する補正を行うことができる。
実施例1では、ヒステリシス量は指示電流の折り返しによる電流使用域の比率に合わせて変化する傾向があり、これを利用してヒス油圧補正量を推定演算する手法を採用した。以下、図3及び図8に基づいてヒス油圧補正量演算作用を説明する。
min(ヒス補正上限値,下げへの折り返し電流値)−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)
の式により算出され、次のステップS406では、指示進行率が、
{指示電流値−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)}/折り返し補正領域電流幅
の式により算出される。そして、ステップS417にて算出された指示進行率に0〜100%のリミット処理を施すことで、最終的な指示進行率が決められる。
次のステップS414では、ステップS413からのズレ推定量を、ステップS408からのヒスマップ換算値によりリミット処理することで、ヒス油圧補正量が取得される。次のステップS415では、ステップS414からのヒス油圧補正量を反転処理することで、最終的なヒス油圧補正量が演算される。
図8(a)に補正前の電流に対する実圧特性例を示す。つまり、(1)で示す領域にて実電流を0mAから500mAまで上げ、A点を下げ折り返し点とし、(2)で示す領域にて実電流を500mAから300mAまで下げ、B点を上げ折り返し点とし、(3)で示す領域にて実電流を300mAから800mAまで上げる例である。
この場合、ヒステリシス特性の中央値に対する実圧ズレ推定量は、図8(b)に示すように、(1)領域で負側に最も大きな実圧ズレ推定量となり、(2)領域で正側に(1)領域よりも小さな実圧ズレ推定量となり、さらに、(3)領域で負側に(2)領域よりも小さな実圧ズレ推定量となる。
したがって、ヒステリシス特性の中央値に対する実圧ズレ推定量を、(1)+(2)+(3)の合算領域であらわすと、図8(c)に示すように、3つの実圧ズレ推定量の特性が繋がりを持った特性となる。
そして、中央値に対する実圧ズレ推定量をキャンセルするのが補正量であるため、図8(d)に示すように、図8(c)に示す実圧ズレ推定量特性の正負を反転させた特性がヒス油圧補正量特性となる。
したがって、実施例1のヒス油圧補正量演算により得られたヒス油圧補正量にて補正したときの電流に対する実圧特性は、例えば、図8(e)に示すようにヒステリシス量が抑えられた特性となる。
実施例1の液圧制御装置にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
このように、電磁弁(リニアソレノイドバルブ2)の切り換え位置や使用液圧領域によりヒステリシス量が異なるという特性を考慮し、これに対応してヒステリシスを解消する補正を行うことで、液圧制御精度の向上を図ることができる。
このように、ヒステリシス量は指示電流の折り返しによる電流使用域の比率に合わせて変化する傾向を考慮し、指示領域率に基づくヒステリシス補正量の演算を採用することで、精度良く補正すべきヒステリシス量の算出を行うことができる。
このように、ヒステリシス量は指示電流の使用領域が大きいほど大きくなるという傾向を考慮した演算を採用することで、さらに精度良く補正すべきヒステリシス量の算出を行うことができる。
このように、直前の折り返し点からの指示電流の変化量によってもヒステリシス量が異なるという特性を考慮することで、さらに精度良く補正すべきヒステリシス量を算出でき、ヒステリシス量をキャンセルした制御を行うことが可能となる。
折り返し補正領域電流幅=min(ヒス補正上限値,下げへの折り返し電流値)−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)
の式により算出し(ステップS405)、指示進行率を、
指示進行率={指示電流値−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)}/折り返し補正領域電流幅
の式により算出し(ステップS406)、この指示進行率に基づいて、ヒステリシス補正量を演算する。
このように、折り返し補正領域電流幅を考慮することで、実際のヒステリシス特性が演算に反映され、精度良くヒステリシス補正量を演算することができる。
このため、指示電流の折り返し位置が様々に異なっても、また、使用液圧領域が様々に異なっても、それぞれについて複雑なヒステリシス補正量を演算する必要が無く、演算負荷を小さく抑えることができる。
このため、実際のヒステリシス特性を反映したマップを作成でき、精度良くヒステリシス量を演算することができる。
このため、指示電流が折り返しであると判定された時にのみヒステリシス補正量が演算されることになり、指示電流の変化に追従するような演算に比べ、演算負荷を軽減することができる。
このため、折り返し判定がなされたときの指示電流値を、ヒステリシス補正量の基準値として精度の良いヒステリシス補正を行うことができる。
このため、指示電流値がヒステリシス補正量を算出する範囲以外であるときのヒステリシス補正精度を確保することができる。
ここで、折り返し指示電流値は、図12に示すように、初期値・リミット値をそれぞれ折り返し電流上限値と折り返し電流下限値とする。さらに、折り返し指示電流値が上限値又は下限値になった場合には、メモリーに記憶した折り返し指示電流値を初期値に戻す。
例えば、500mAから100mAに折り返したときは、図12に示すように、400mAという電流値の折り返し量が、指示領域電流幅とされる。
例えば、500mAから100mAに折り返したときは、図12に示すように、0mAから800mAまでの最大指示領域電流幅に対する400mAの指示領域電流幅の比とされる。
折り返し補正領域電流幅=min(ヒス補正上限値,下げへの折り返し電流値)−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)
の式により算出される。
例えば、図12に示すように、250mAから650mAまでをヒス補正領域電流幅とするとき、下げへの折り返し電流値500mAからヒス補正下限値250mAを差し引いた250mAが折り返し補正領域への電流幅とされる。
なお、ヒス補正領域電流幅は、ヒス油圧の補正をする電流指示の電流幅、つまりヒス油圧の補正を行うと宣言した幅であり、任意に設定する。
指示進行率={指示電流値−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)}/折り返し補正領域電流幅
の式により算出される。
例えば、指示電流値を375mAとした場合には、図12に示すように指示進行率は50%となる。
ヒス補正電流下限値<指示電流値<ヒス補正電流上限値
の関係であれば、ヒス補正電流領域内と判定し、それ以外はヒス補正電流領域外と判定する。
ここで、ヒス油圧マップは、例えば、ステップS508の枠内に記載しているように、指示進行率が所定量まではヒステリシス量が上昇し、指示進行率が所定量以上になるとヒステリシス量が減少する特性を有する。
例えば、図13の推定クラッチ圧特性に示すように、指示電流値がA´点からB´点まで上昇した後、B´点からC´点まで下降し、さらに、C´点からD´点まで上昇する場合、図13の折り返し考慮ヒス推定量特性に示すように、指示電流値A´〜B´領域の折り返し考慮ヒス推定量はH1となり、指示電流値B´〜C´領域の折り返し考慮ヒス推定量はH2となり、指示電流値C´〜D´領域の折り返し考慮ヒス推定量はH3となる。
さらに、図13に示すように、推定クラッチ圧特性において、指示電流値がB´点で下げ方向に折り返した後、さらにC´点で上げ方向に折り返すことでループRが形成されるときには、メモリーに記憶したズレ推定量と、前回記憶したズレ推定量と、ステップS506からステップS517を通過することで0〜100%のリミット処理が施された指示進行率とから、ループRの後半(指示電流値C´点以降)の行き先がループRの起点(指示電流値B´点)に戻れるように考察する。なお、この考察方法については後述する。
このヒス油圧補正量は、例えば、図13のクラッチ指示圧特性及びヒス油圧補正量特性に示すように、A´〜B´のクラッチ指示圧領域でのヒス油圧補正量はHP1となり、B´〜C´のクラッチ指示圧領域でのヒス油圧補正量はHP2となり、C´〜D´でのクラッチ指示圧領域でのヒス油圧補正量はHP3となる。但し、ヒス油圧補正量特性は、分かり易くするために縦軸を2倍にして示している。
まず、「電流値折り返し指示が複数回発生したときの課題」の説明を行い、続いて、実施例2の液圧制御装置における作用を「ヒス油圧補正量第1演算作用」、「ヒス油圧補正量第2演算作用」に分けて説明する。
図14は、電流弁の指示電流値の折り返し指示が複数回発生したとき、折り返し量に基づいてヒス補正したときの電流に対する実圧特性を示す説明図である。
図15は、補正前の電流に対する実圧特性から実施例2のヒス油圧補正量第1演算処理により得られたヒス油圧補正量にて補正したときの指示電流に対する実圧特性に至る作用を示す作用説明図である。
すなわち、この(1)領域では、予め用意した0〜800mAのヒス油圧マップを利用して中央値に対する実圧ズレ推定量を演算する。
すなわち、この(2)領域では、高さ方向幅を500〜800mAに圧縮したヒス油圧マップを利用して中央値に対する実圧ズレ推定量を演算する。
このとき、上げへの折り返し電流値(下側折り返し点)は300mAであり、下げへの折り返し電流値(上側折り返し点)は500mAであるが、(2)領域のときの指示領域率を継承し、500/800を保持する。さらに、電流支持変化と指示進行率の変化割合も(2)領域のときに合わせ、中央値に対する実圧ズレ推定量が(2)領域の開始位置へ戻るように演算する。そして、電流値が500mAに達したら補正量を保持する。
図16は、補正前の電流に対する実圧特性から実施例2のヒス油圧補正量第2演算処理により得られたヒス油圧補正量にて補正したときの指示電流に対する実圧特性に至る作用を示す作用説明図である。
さらに、図16(d)に示すように、図16(c)に示す実圧ズレ推定量特性の正負を反転させた特性がヒス油圧補正量特性になり、実施例2のヒス油圧補正量演算により得られたヒス油圧補正量にて補正したときの電流に対する実圧特性は、例えば、図16(e)に示すように、指示電流値に対する出力液圧の特性を示すマップにおいてループが形成される場合であっても、実際のヒステリシス特性に合わせたヒステリシス量の推定ができ、電磁弁の圧力制御の精度低下を防止することができる。
実施例2の液圧制御装置にあっては、上述の(1)〜(10)の効果に加え、下記に列挙する効果を得ることができる。
このため、ループが形成される場合であっても、実際のヒステリシス特性に合わせたヒステリシス量の推定ができ、電磁弁の圧力制御の精度低下を防止することができる。
このため、ループが形成される場合であっても、折り返し量に基づいて求められたヒステリシス補正量をオフセットさせるだけで実際のヒステリシス特性に合わせたヒステリシス量の推定ができるので、演算方法が大きく変更されることもなく、演算量の増大を抑制することができる。
また、実施例1及び実施例2では、車両用自動変速機の摩擦締結要素圧を制御する液圧制御装置への適用例を示したが、精度の高い液圧制御が要求される様々な対象に適用できる。
2 リニアソレノイドバルブ(電磁弁)
3 コントロール弁
4 自動変速機コントロールユニット
40 クラッチ圧補正制御部(指示電流制御手段)
Pc 締結要素圧
Pp パイロット圧
ISOL ソレノイド電流(指示電流)
PSOL ソレノイド圧(出力液圧)
Claims (12)
- 指令電流に応じて開度が調整され、液圧を増加あるいは減少の何れか一方に制御する電磁弁と、
前記指示電流の増加方向と減少方向での指示電流に対する出力液圧のヒステリシス特性により定まるヒステリシス補正量を演算するヒステリシス補正量演算手段と、
前記ヒステリシス補正量を考慮して、前記出力液圧が目標出力液圧となるように前記指示電流を制御する指示電流制御手段と、
を備えた液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、前記指示電流の方向が切り換えられたときの指示電流値とその直前に切り換えられたときの指示電流値の差から求められる折り返し量に基づいて、前記ヒステリシス補正量を演算する手段であることを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項1に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、使用する指示電流の上限値と下限値の差と、前記折り返し量の比率である指示領域率に基づいてヒステリシス補正量を演算することを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項2に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、前記指示領域率が大きいほど前記ヒステリシス補正量が大きくなるように演算することを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項1から請求項3の何れか1項に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、折り返し時における指示電流値と折り返した後の指示電流値の差分から求められる指示電流変化量に基づいて、ヒステリシス補正量を演算することを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項4に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、折り返し補正領域電流幅を、
折り返し補正領域電流幅=min(ヒス補正上限値,下げへの折り返し電流値)−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)
の式により算出し、指示進行率を、
指示進行率={指示電流値−max(ヒス補正下限値,上げへの折り返し電流値)}/折り
返し補正領域電流幅の式により算出し、この指示進行率に基づいて、ヒステリシス補正量を演算することを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項5に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、指示進行率に対するヒステリシス量マップを予め設定し、前記算出した指示進行率と前記ヒステリシス量マップを用いて求めたヒステリシス量に、前記指示領域率を乗算することで、ヒステリシス補正量を演算することを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項6に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス量マップは、指示進行率が所定量以上になるとヒステリシス量が減少するマップであることを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項1から請求項7までの何れか1項に記載された液圧制御装置において、
指示電流の変化量に基づいて、指示電流が折り返しかどうかを判定する折り返し判定手段を備え、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、折り返し判定があったとき、ヒステリシス補正量の演算を開始することを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項8に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、折り返し判定がなされたときの指示電流値を記憶する記憶手段を有することを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項1から請求項9までの何れか1項に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、指示電流値がヒステリシス補正量を算出する範囲以外である場合、前記ヒステリシス補正量をゼロとすることを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項1から請求項10までの何れか1項に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、前記指示電流の方向が切り換えられた後に、再び前記指示電流の方向が切り換えられることで、指示電流値に対する出力液圧の特性を示す液圧特性マップにてループが形成されるときには、該ループ後半の行き先が該ループ起点に戻るように、前記ヒステリシス補正量を演算することを特徴とする液圧制御装置。 - 請求項11に記載された液圧制御装置において、
前記ヒステリシス補正量演算手段は、前記折り返し量に基づいて前記ヒステリシス補正量を演算すると共に、この演算したヒステリシス補正量を、前記液圧特性マップにて形成されたループ後半の行き先が該ループ起点に戻るようにオフセットすることを特徴とする液圧制御装置。
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