JP2000283325A - 比例電磁弁の制御装置 - Google Patents

比例電磁弁の制御装置

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JP2000283325A JP11090056A JP9005699A JP2000283325A JP 2000283325 A JP2000283325 A JP 2000283325A JP 11090056 A JP11090056 A JP 11090056A JP 9005699 A JP9005699 A JP 9005699A JP 2000283325 A JP2000283325 A JP 2000283325A
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hysteresis
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Yoshitomi Haneda
吉富 羽根田
Tomomitsu Terakawa
智充 寺川
Tadashi Oda
直史 小田
Takao Naito
隆生 内藤
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Aisin Seiki Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【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、２
２、２３、２４、２５と、を備える比例電磁弁の制御装
置。

Description

【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１０−１９８
４３１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１
５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１
５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１
２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９
１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１６
ａ、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１５
ｂ、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１
５ｂ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１
０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２
５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１０
５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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における比例電磁弁を用いた装置
のシステム図である。
【図２】図１の主要拡大図である。
【図３】図２の別の状態を示す図である。
【図４】図２の別の状態を示す図である。
【図５】駆動電流とヒステリシスとの関係を示す図であ
る。
【図６】比例電磁弁の振幅量とヒステリシスとの関係を
示す図である。
【図７】本実施の形態における制御装置のディザー振幅
の補正に係る説明図である。
【図８】図３の拡大図である。
【図９】本実施の形態における比例電磁弁の制御を示す
フローチャートである。
【図１０】図９のサブルーチンを示すフローチャートで
ある。
【符号の説明】
１０・・・比例電磁弁 １１・・・ソ
レノイドコイル １２・・・可動コア １３・・・プ
ッシュロッド １４・・・スプール １５・・・シ
リンダ １６・・・スプリング １７・・・位
置センサ １８・・・本体 ２０・・・制
御装置 ２１・・・ヒステリシス演算回路 ２２・・・デ
ィザー補正回路 ２３・・・波形補正回路 ２４・・・電
流生成回路 ２５・・・スイッチング回路 ３０・・・リ
ザーバ ４０・・・モータポンプ ５０・・・ア
キュムレータ ６０・・・圧力スイッチ ７０・・・リ
リーフバルブ ８０・・・チェックバルブ ９０・・・ク
ラッチレリーズシリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 隆生 愛知県刈谷市朝日町２丁目１番地 アイシ ン精機株式会社内 Ｆターム(参考） 3H106 DA02 DA23 DB02 DB12 DB23 DB32 DC09 DC18 DD05 EE14 FB25 FB27 GC29 KK17 5H633 BB07 BB10 GG02 GG05 GG09 GG16 GG21 GG23 HH14 JA02 JB06

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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。
  2. 【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。
  3. 【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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