流量制御弁の制御装置
【課題】流量制御弁の制御装置に関し、簡素な構成で、流量制御弁の中立位置を学習するとともに、学習値を補正する。
【解決手段】作動流体によって作動するアクチュエータ１２と、作動流体を供給する作動流体供給源１１と、アクチュエータ１２のストローク量を検出するストロークセンサ１４と、弁体１９を有するとともに、弁体１９の移動によってアクチュエータ１２と連通もしくは遮断される流量制御弁１５と、ストロークセンサ１４の検出値に応じて弁体１９を制御する制御部２０とを備え、制御部２０は、中立位置を学習する学習部２２と、中立位置におけるストロークセンサ１４の検出値と中立位置における目標ストローク量とのずれ量に応じて予め作成したマップに基づいて、学習部２２による学習値を補正する学習値補正部２３とを有するようにした。
【解決手段】作動流体によって作動するアクチュエータ１２と、作動流体を供給する作動流体供給源１１と、アクチュエータ１２のストローク量を検出するストロークセンサ１４と、弁体１９を有するとともに、弁体１９の移動によってアクチュエータ１２と連通もしくは遮断される流量制御弁１５と、ストロークセンサ１４の検出値に応じて弁体１９を制御する制御部２０とを備え、制御部２０は、中立位置を学習する学習部２２と、中立位置におけるストロークセンサ１４の検出値と中立位置における目標ストローク量とのずれ量に応じて予め作成したマップに基づいて、学習部２２による学習値を補正する学習値補正部２３とを有するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量制御弁の制御装置において、特に流量制御弁の中立位置を学習するとともに、学習値を補正する流量制御弁の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンのトルクを機械式自動変速機に伝達するクラッチ装置の係合をクラッチアクチュエータによって制御する車両が開発・実用化されている。このような車両においては、エンジンと機械式自動変速機との間にクラッチ装置を設けている。クラッチ装置は、空気圧又は油圧で作動するクラッチアクチュエータのピストンの移動によって断接されるようになっている。また、クラッチアクチュエータの作動は、電磁ソレノイドを備えた流量制御弁により、クラッチアクチュエータ内の作動流体を供給又は排出することで行われる。
【０００３】
この流量制御弁には、クラッチアクチュエータに連通する給気通路と、エアタンク等の作動流体圧力源に連通する圧力源通路と、クラッチアクチュエータから作動流体を排出する排気通路とが接続され、それぞれの通路に開口する給気ポート，圧力源ポート，排気ポートの三個のポートが所定の間隔で形成されている。また、流量制御弁の中空部には弁体が遊嵌されており、この弁体が移動することによって、前述の給気ポート，圧力源ポート，排気ポートがそれぞれ連通・遮断されるように構成されている。
【０００４】
具体的には、クラッチ装置の係合を切断する場合（完断）は、給気ポートと圧力源ポートとを連通し、かつ、排気ポートを遮断する給気位置に弁体を移動させ、作動流体をクラッチアクチュエータ内へと供給する。また、クラッチ装置を接続する場合（完接）は、給気ポートと排気ポートとを連通し、かつ、圧力源ポートを遮断する排気位置に弁体を移動させて、作動流体をクラッチアクチュエータ内から排出する。また、クラッチ装置の係合を所定の断位置で保持する場合（断保持）は、給気ポートを遮断する中立位置に弁体を移動させ、作動流体をクラッチアクチュエータ内に保持するようになっている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、この種の流量制御弁を適用したクラッチの制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４１７８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、車両の変速時には、迅速かつ変速ショックの少ないクラッチ装置の断接を実行することが好ましい。そのため、迅速な制御を実現すべく、流量制御弁をコントロールするＥＣＵに、電磁ソレノイドへの通電量と作動流体の流量との関係を示す流量特性等を予め記憶させておき、この流量特性等に応じて実際のストローク量が目標ストロークとなるように流量制御弁を制御することが行われている。また、正確な制御を実現すべく、流量制御弁の中立位置を学習し、係る学習値に基づいて流量制御弁を制御することも行われている。
【０００８】
しかしながら、流量制御弁の流量特性は、流量制御弁の経年変化等の影響により変化することがある。また、流量制御弁の中立位置には、流量制御弁の弁体が給気位置から中立位置へと移動した場合と、排気位置から中立位置へと移動した場合とに、僅かながら差異が生ずることがある。このように、流量特性や中立位置に変化や差異が生ずると、ストローク量が目標ストローク量に対してオーバーシュートやアンダーシュートしてしまい、流量制御弁を迅速かつ正確に制御することが困難であるといった課題がある。
【０００９】
本発明のこのような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、流量制御弁の中立位置を学習しつつ、学習値を正確に補正することができる流量制御弁の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の流量制御弁の制御装置は、作動流体によって作動するアクチュエータと、前記作動流体を供給する作動流体供給源と、前記アクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサと、中空部を移動可能な弁体を有するとともに、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと連通もしくは遮断される流量制御弁と、前記ストロークセンサの検出値に応じて、前記弁体の移動量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ストロークセンサの検出値により、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと遮断される中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量を学習する学習部と、前記中立位置における前記ストロークセンサの検出値と前記中立位置における目標ストローク量とのずれ量に応じて予め作成したマップに基づいて、前記学習部による学習値を補正する学習値補正部とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記マップは、前記ずれ量が増加するにつれて、前記学習値を補正する補正量が減少するとともに、前記ずれ量が減少するにつれて、前記学習値を補正する補正量が増加するように設定されるようにしてもよい。
【００１２】
また、前記マップは、前記ずれ量が増加するにつれて、前記学習値を補正する補正量が所定のステップで減少するとともに、前記ずれ量が減少するにつれて、前記学習値を補正する補正量が所定のステップで増加するように設定されるようにしてもよい。
【００１３】
また、前記マップには、前記中立位置において、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと遮断される範囲に応じて、前記学習値を補正する補正量に上限値と下限値とが設けられるようにしてもよい。
【００１４】
また、前記制御部は、前記ストロークセンサの検出値の変化量が、一定時間継続して所定値以下となったときに、前記弁体が中立位置と判断するようにしてもよい。
【００１５】
また、前記流量制御弁は、前記作動流体供給源に連絡する供給部と前記アクチュエータから前記作動流体を排出する排出部と前記アクチュエータに連通する連通部とを有するとともに、前記学習部は、前記ストロークセンサの検出値により、前記弁体が前記排出部側から移動して前記連通部を遮断する中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量と、前記弁体が前記供給部側から移動して前記連通部を遮断する中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量とから、前記弁体の中立位置としての移動量を学習するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の流量制御弁の制御装置によれば、簡素な構成で、流量制御弁の中立位置を学習しつつ、学習値を正確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置と、車両の駆動系とを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の詳細を示す断面図である。
【図３】図２の流量制御弁が作動した状態を示す断面図である。
【図４】図２の流量制御弁の中立位置を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の流量特性を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置によるストローク制御の一態様を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置によるストローク制御のその他の態様を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置による学習値補正量を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置による学習制御を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置による学習値補正制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面により、本発明に係る一実施形態について説明する。
【００１９】
図１〜１０は、本発明の一実施形態を説明するものである。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２０】
まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０が適用される車両１の駆動系を説明する。本実施形態に係る車両１の駆動系は、図１に示すように、エンジン（駆動源）１００と、クラッチ装置（クラッチ機構）２００と、機械式自動変速機（変速機）３００とを有する。
【００２１】
エンジン１００は、図示しないエンジンＥＣＵによって、車両１の運転状態に応じたトルクを発生させるように燃焼制御される。また、エンジン１００の出力軸１１０は、後述するクラッチ装置２００によって、機械式自動変速機３００の変速機入力側３１０と断接可能に構成されている。
【００２２】
クラッチ装置２００は、図１に示すように、乾式単板クラッチ装置であって、フライホイール２１０と、クラッチディスク２２０と、リターンスプリング２３０とを有する。
【００２３】
フライホイール２１０は、図示しないボルトとナットとによって、エンジン１００の出力軸１１０に固定されている。クラッチディスク２２０は、その周辺部に図示しない摩耗板が設けられており、後述する機械式自動変速機３００の変速機入力軸３１０に摺動可能にスプライン嵌合されている。また、クラッチディスク２２０には、後述するレリーズフォーク１３の一端部が取り付けられている。リターンスプリング２３０は、クラッチディスク２２０の一端部と機械式自動変速機３００との間に設けられ、クラッチディスク２２０をエンジン１００の方向（図１の矢印Ｘ方向）に付勢するように取り付けられている。
【００２４】
機械式自動変速機３００は、フライホイール２１０とクラッチディスク２２０とが係合することにより、このフライホイール２１０，クラッチディスク２２０を介して伝達されるエンジン１００のトルクを、所望の回転速度に変速調整した後に、図示しないプロペラシャフト等へと伝達するように構成されている。
【００２５】
以下、図１〜１０を用いて、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０について説明する。
【００２６】
本実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０は、図１，２に示すとおり、圧力供給源（作動流体供給源）１１と、クラッチアクチュエータ（アクチュエータ）１２と、レリーズフォーク１３と、ストロークセンサ１４と、流量制御弁１５と、給気通路１６と、圧力源通路１７と、排気通路１８と、クラッチ制御ＥＣＵ（制御部）２０とを有する。
【００２７】
圧力供給源１１は、空圧タンク等であって、図１に示すように、作動流体を流量制御弁１５へと供給する。また、圧力供給源１１には、後述する流量制御弁１５の圧力源ポート１７ａと連通する圧力源通路１７が接続されている。
【００２８】
クラッチアクチュエータ１２は、図１に示すように、シリンダ室を備えたシリンダ本体１２ａと、このシリンダ室に摺動自在に嵌挿されたピストン１２ｂとを有する。シリンダ本体１２ａの側面には、流量制御弁１５の排気ポート１８ａと連通する排気通路１８が接続されており、シリンダ室内の作動流体を流量制御弁１５を介して排出するように構成されている。また、シリンダ本体１２ａの側面には、流量制御弁１５の給気ポート１６ａと連通する給気通路１６が接続されており、圧力供給源１１から流量制御弁１５を介して送り込まれる作動流体の流体圧よって、ピストン１２ｂが図１の矢印Ｘ方向へと移動されるように構成されている。
【００２９】
レリーズフォーク１３は、図１に示すように、一端部をクラッチアクチュエータ１２のピストン１２ｂの先端に支持され、他端部をクラッチディスク２２０に取り付けられている。また、レリーズフォーク１３は、その中心部を支軸１３ａによって回動可能に軸支されている。すなわち、クラッチアクチュエータ１２のシリンダ室内に作動流体が供給されて、ピストン１２ｂが車両１の前方（図１の矢印Ｘ方向）へと移動すると、このレリーズフォーク１３は、車両１の前方（図１の矢印Ｘ方向）へと付勢される。そして、レリーズフォーク１３が、支軸１３ａを中心に図１中の左回りに回動することで、クラッチ装置２００の係合を切断するように構成されている。また、レリーズフォーク１３は、クラッチアクチュエータ１２のシリンダ室内の作動流体が排出されると、リターンスプリング２３０の付勢力によって、車両１の後方（図１の矢印Ｙ方向）へと付勢され、支軸１３ａを中心に図１中の右回りに回動することで、クラッチ装置２００の係合を接続するように構成されている。
【００３０】
ストロークセンサ１４は、図１に示すように、クラッチアクチュエータ１２のストローク量を検出するもので、その検出値Ｓは、後述するクラッチ制御ＥＣＵ２０に出力される。
【００３１】
給気通路１６は、図１，２に示すように、一端をクラッチアクチュエータ１２のシリンダ室に接続され、他端を後述する流量制御弁１５の給気ポート１６ａに接続されている。
【００３２】
圧力源通路１７は、図１，２に示すように、一端を圧力供給源１１に接続され、他端を後述する流量制御弁１５の圧力源ポート１７ａに接続されている。
【００３３】
排出通路１８は、図１，２に示すように、一端をクラッチアクチュエータ１２のシリンダ室に、他端を後述する流量制御弁１５の排気ポート１８ａに接続されている。
【００３４】
流量制御弁１５は、図２に示すように、内部に中空部を備えた制御弁本体１５ａと、この中空部に摺動可能に嵌挿される弁体１９と、電磁ソレノイド１５ｂと、スプリング１５ｃとを有する。また、制御弁本体１５ａの側部には、前述の給気通路１６，圧力源通路１７，排出通路１８と接続される、給気ポート（連通部）１６ａ，圧力源ポート（供給部）１７ａ，排気ポート（排出部）１８ａが所定の間隔で形成されている。本実施形態において、給気ポート１６ａは、圧力源ポート１７ａと排気ポート１８ａとの間に位置するように配置されている。
【００３５】
弁体１９には、所定の移動位置で前述の給気ポート１６ａ，圧力源ポート１７ａ，排気ポート１８ａをそれぞれ遮断すべく、三個のランド、すなわち給気遮断部１９ａ，圧力源遮断部１９ｂ，排出遮断部１９ｃが所定の間隔で設けられている。また、弁体１９は、一端を電磁ソレノイド１５ｂの可動ヨークに連結され、他端をスプリング１５ｃによって図２の矢印Ｘ方向に付勢されている。
【００３６】
すなわち、弁体１９は、電磁ソレノイド１５ｂの可動ヨークに作用する磁力とスプリング１５ｃの付勢力とのバランスによってその位置が決定されるように構成されている。例えば、電磁ソレノイド１５ｂへの通電を停止（通電量０％）したときは、弁体１９は、スプリング１５ｃに付勢されて図３（ａ）の位置（排気位置）となる。これにより、給気ポート１６ａと排気ポート１８ａとが連通して、クラッチアクチュエータ１２のシリンダ室内の作動流体が排出されることで、クラッチ装置２００の係合を接続（完接）する。ソレノイド１５ｂへの通電量を最大値（１００％）とすると、弁体１９は、スプリング１５ｃを圧縮して図３（ｂ）の位置（給気位置）となり、給気ポート１６ａと圧力源ポート１７ａとが連通する。これにより、圧力供給源１１の作動流体が給気ポート１６ａからクラッチアクチュエータ１２のシリンダ室内に送り込まれ、クラッチ装置２００の係合を切断（完断）する。電磁ソレノイド１５ｂへの通電量を５０％とすると、弁体１９が図３（ｃ）の位置（中立位置）となり、給気ポート１６ａが圧力源ポート１７ａ及び排気ポート１８ａと遮断されて、クラッチ装置２００の接続量を所定量に保持（断保持）する。
【００３７】
制御ＥＣＵ（制御部）２０は、公知のＣＰＵやＲＯＭ等から構成されており、作動制御部２１と、中立位置学習部（学習部）２２と、学習値補正部２３とを機能要素として備えている。
【００３８】
なお、これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアである制御ＥＣＵ２０に設けられているが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００３９】
作動制御部２１は、車両１の変速時にクラッチ装置２００が完接〜完断〜断保持〜完接と作動するように、流量制御弁１５の電磁ソレノイド１５ｂへの通電量である制御信号を出力する。この制御出力値は、フィード・バック制御値（ＦＢ制御値）＋フィード・フォワード制御値（ＦＦ制御値）で設定される。
【００４０】
作動制御部２１には、電磁ソレノイド１５ｂへの通電量と作動流体の流量との関係を表す図５の実線Ａ0に示す流量特性マップ（予め作成したマップ）が記憶されている。また、車両１の変速時において、図６の実線α0に示すクラッチストローク（接続量）を実現すべく、図６の破線β0に示す目標波形（目標ストローク量）が予め記憶されている。ＦＢ制御値は、この図６の破線β0に示す目標波形を用いて、現在のストローク量（検出値Ｓ）と目標ストローク量との差に応じて、例えば、公知のＰＩＤ制御などのフィード・バック制御式により算出される。
【００４１】
また、ＦＦ制御値は、後述する中立位置学習部２２から出力される学習値に、図５の流量特性マップを用いて初期値を加算することで算出される（ＦＦ制御値＝学習値＋初期値）。
【００４２】
中立位置学習部（学習部）２２は、クラッチ装置２００の係合が断保持にある時、すなわち弁体１９が流量制御弁１５の作動流体の流れを遮断する中立位置（図３（ｃ）参照）にある時の学習値を算出する。この学習値は、クラッチ装置２００の係合が断保持にある時に、流量制御弁１５の固体差や経年変化に関わらず、ストローク量が目標ストローク量となるように初期値を修正する値である。また、初期値は、例えば作動制御部２１に予め記憶されている図５の流量特性マップ等に基づいて算出される。具体的には、学習値は流量制御弁１５の弁体１９が中立位置にあると判断された際の電磁ソレノイド１５ｂへの通電量Ｅ1から初期値を減算することで学習されるようになっている。
【００４３】
なお、本実施形態において、この通電量（ＦＦ制御値）は、図６に示すように、流量制御弁１５の弁体１９が排気位置〜給気位置〜中立位置（クラッチ装置２００は完接〜完断〜断保持）と移動する際の、給気側の中立位置（図４（ａ）参照）における通電量Ｅ1を用いているが、例えば、図７に示すように、流量制御弁１５の弁体１９を排気位置〜給気位置〜中立位置と移動させ、次いで中立位置〜排気位置〜中立位置〜排気位置と移動させる場合は、流量制御弁１５の弁体１９が中立位置〜排気位置〜中立位置〜排気位置と移動する際の排気側の中立位置（図４（ｂ）参照）における通電量Ｅ2も算出し、これら給気側の通電量Ｅ1と排気側の通電量Ｅ2との平均値ＥAveをＦＦ制御値として用いてもよい。
【００４４】
流量制御弁１５が中立位置にあるか否かの判断は、ストロークセンサ１４から出力される検出値Ｓに基づき、ストロークの変化速度が実質的にゼロである場合に流量制御弁１５が中立位置にあると判定する。本実施形態において、この中立位置の判定は、ストローク量の微分値に基づいて行われる。具体的には、ストロークＳ1と、このストロークＳ1が検出された時から一定時間ｔが経過した後のストロークＳ2を検出し、この一定時間ｔの経過時におけるストロークの変化速度である微分値Ｄ（Ｄ＝（Ｓ1−Ｓ2）／ｔ）が所定値以下であれば、ストロークの変化速度は実質的にゼロであると判定する。なお、よりストロークの変化速度が安定した状態を判定すべく、微分値Ｄの演算周期を、所定時間ｔの間に継続して複数設け、その全ての微分値Ｄが所定値以下である場合にのみ、ストロークの変化速度が実質的にゼロであると判定するようにしてもよい。
【００４５】
中立位置学習部２２は、上述のように学習した学習値を作動制御部２１に出力する。また、作動制御部２１は、この出力された学習値に初期値を加算してＦＦ制御値を算出（ＦＦ制御値＝初期値＋学習値）して記憶する。具体的には、図５の流量特性マップの実線Ａ0（初期値）を、この学習値に応じて移動させた破線Ｂ1に修正して記憶する。
【００４６】
学習値補正部２３は、流量制御弁１５が作動制御部２１から出力される制御信号（ＦＦ制御値＋ＦＢ制御値）によって中立位置へと制御された際の実際のストローク量（検出値Ｓ）と、目標ストローク量との差であるずれ量Ｘを算出し、このずれ量Ｘに応じてＦＦ制御値を補正する。
【００４７】
具体的には、中立位置学習部２２には、実験等によって予め定められたずれ量ＸとＦＦ制御値への補正量Ｙとの関係を示した図８（ａ）の線形マップが記憶されており、この線形マップから、ずれ量Ｘに応じた補正量Ｙを読み取ることでＦＦ制御値を補正する。例えば、ずれ量Ｘが正の値（プラス値）を示した場合は、ストローク量は図６の実線α1に示すようにオーバーシュートしているため、補正量Ｙは負の値（マイナス）、すなわちＦＦ制御値から補正量Ｙを減算することになる（ＦＦ制御値−Ｙ）。一方、ずれ量Ｘが負の値（マイナス）を示した場合は、ストローク量は図６の実線α2に示すようにアンダーシュートしているため、補正量Ｙは正の値（プラス）、すなわちＦＦ制御値に補正量Ｙを加算することになる（ＦＦ制御値＋Ｙ）。本実施形態において、ずれ量Ｘと補正量Ｙとの関係は図８（ａ）の線形マップを用いて説明したが、例えば図８（ｂ）に示すように、流量制御弁１５の中立位置の範囲に応じて、補正量Ｙの上限値Ｙmaxと下限値Ｙminとを設けたマップや、図８（ｃ）に示すように、ずれ量Ｘと補正量Ｙとを所定の範囲で段階的に変化（所定のステップで増減）させたマップ等、非線形マップを用いることもできる。
【００４８】
また、学習値補正部２３は、この補正されたＦＦ制御値（ＦＦ制御値±Ｙ）を、新たなＦＦ制御値として出力制御部２１に出力する。すなわち、出力制御部２１に記憶されているＦＦ制御値は、この補正された新たなＦＦ制御値（ＦＦ制御値±Ｙ）に置き換えられる。その後、置き換えられた新たなＦＦ制御値（ＦＦ制御値±Ｙ）に応じて、図５の流量特性マップの破線Ｂ1が、破線Ｂ2や破線Ｂ3へと修正される。
【００４９】
本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０は、以上のように構成されているので、車両１の変速操作時には、例えば図９，１０に示すフローチャートに従って以下のような制御が行われる。
【００５０】
まず、図９のフローに従って、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０による中立位置の学習制御を説明する。
【００５１】
操作者によって、車両１の変速操作がなされると、まず、ステップ（以下、ステップを単にＳと記載する）１００では、流量制御弁１５の弁体１９が作動制御部２１から出力される制御信号に応じて、排気位置〜給気位置〜中立位置（クラッチ装置２００は、接続〜切断〜断保持）と移動する。
【００５２】
Ｓ１１０では、中立位置学習部２２が、ストロークセンサ１４から出力される検出値Ｓに基づいて、ストロークの変化速度である微分値Ｄが所定値以下（ストロークの変化速度は実質的にゼロ）であるか否を判定する。微分値Ｄが一定時間継続して所定値以下であれば、流量制御弁１５は中立位置にあると判定し、ステップ１２０へと進む。一方、微分値Ｄが一定時間継続して所定値以下でない場合は、流量制御弁１５は中立位置にないと判定し、中立位置学習制御はリターンされる。
【００５３】
Ｓ１２０では、中立位置学習部２２によって、前述のＳ１１０で中立位置にあると判定した際の通電量Ｅ1が読み込まれる。
【００５４】
Ｓ１３０では、前述のＳ１２０で読み込まれた通電量Ｅ1から初期値を減算した学習値が記憶される。
【００５５】
Ｓ１４０では、作動制御部２１によって、図５の流量特性マップの実線Ａ0（初期値）が、この学習値に応じて破線Ｂ1に修正されて本制御はリターンされる。
【００５６】
次いで、図１０のフローに従って、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０による学習値補正制御を説明する。
【００５７】
操作者によって、車両１の変速操作がなされると、まず、Ｓ２００では、流量制御弁１５にＦＦ制御値（学習値＋初期値）とＦＢ制御値との制御信号が出力され、この出力値（ＦＦ制御値＋ＦＢ制御値）に応じてクラッチ装置２００が接続〜切断〜断保持と作動する。
【００５８】
Ｓ２１０では、中立位置学習部２２が、ストロークセンサ１４から出力される検出値Ｓに基づいて、ストロークの変化速度である微分値Ｄが所定値以下（ストロークの変化速度は実質的にゼロ）であるか否を判定する。微分値Ｄが一定時間継続して所定値以下であれば、流量制御弁１５は給気側の中立位置にあると判定し、Ｓ２２０へと進む。一方、微分値Ｄが一定時間継続して所定値以下でない場合は、流量制御弁１５は中立位置にないと判定し、学習値補正制御はリターンされる。
【００５９】
Ｓ２２０では、学習値補正部２３によって、中立位置にあると判定した際の実際のストローク量（検出値Ｓ）が読み込まれ、この検出値Ｓと目標ストロークとの比較が行われる。検出値Ｓと目標ストローク量とのずれ量Ｘ（絶対値）が閾値以上である場合は、Ｓ２３０へと進む。一方、ずれ量Ｘ（絶対値）が閾値未満である場合は、学習値の補正は不要と判定され本制御はリターンされる。なお、ここで閾値はクラッチ装置２００の特性に応じて、任意の値に設定することができる。
【００６０】
Ｓ２３０では、ずれ量Ｘが正の値であるか、もしくは、負の値であるかが判定される。ずれ量Ｘが正の値である場合はＳ２４０へ進む。一方、ずれ量Ｘが負の値である場合はＳ２６０へと進む。
【００６１】
Ｓ２４０では、前述のＳ２３０で算出されたずれ量Ｘが正の値であることに基づいて、図８（ａ）の線形マップから、ＦＦ制御値から減算する補正量Ｙが読み込まれ、学習値の補正が行われる。すなわち、ストローク量がオーバーシュートしている場合なので、ＦＦ制御値から補正量Ｙを減算した補正値（ＦＦ制御値−Ｙ）が、新たなＦＦ制御値として記憶されて、Ｓ２５０へと進む。
【００６２】
Ｓ２５０では、作動制御部２１に、前述のＳ２５０で記憶された新たなＦＦ制御値（ＦＦ制御値−Ｙ）が取り込まれ、図５の流量特性マップが破線Ｂ2へと修正され、本制御はリターンされる。
【００６３】
一方、前述のステップ２３０で、ずれ量Ｘが負の値と判定された場合は、Ｓ２６０にて、図８（ａ）の線形マップから、ＦＦ制御値に加算する補正量Ｙが読み込まれ、学習値の補正が行われる。すなわち、ストローク量がアンダーシュートしている場合なので、ＦＦ制御値に補正量Ｙを加算した補正値（ＦＦ制御値＋Ｙ）が、新たなＦＦ制御値として記憶されて、Ｓ２７０へと進む。
【００６４】
Ｓ２７０では、作動制御部２１に、前述のＳ２６０で記憶された新たなＦＦ制御値（ＦＦ制御値＋Ｙ）が取り込まれ、図５の流量特性マップが破線Ｂ3へと修正され、本制御はリターンされる。
【００６５】
上述のような制御により、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０によれば以下のような作用・効果を奏する。
【００６６】
すなわち、中立位置学習部２２による流量制御弁１５の中立位置の学習は、ストロークセンサ１４から出力される検出値Ｓに基づいて、ストロークの変化速度が実質的にゼロであると判定された場合に行われる。
【００６７】
したがって、ストロークが変化せず、クラッチ装置２００の挙動が安定した状態で、流量制御弁１５の中立位置を学習するので、学習値のばらつきを低減することができる。
【００６８】
また、中立位置学習部２２による流量制御弁１５の中立位置の学習は、流量制御弁１５の弁体１９が排気位置〜給気位置〜中立位置と移動する際の給気側の中立位置における通電量Ｅ1と、流量制御弁１５の弁体１９が中立位置〜排気位置〜中立位置〜排気位置と移動する際の排気側の中立位置における通電量Ｅ2との平均値ＥAveを算出して、この平均値ＥAveを流量制御弁１５の中立位置に対応するＦＦ制御値として学習してもよい。
【００６９】
したがって、図４（ａ），（ｂ）に示すように、弁体１９の給気遮断部１９ａの径Ｌ1が給気ポート１６ａの開口径Ｌ2よりも大径（Ｌ1＞Ｌ2）であり、給気側の中立位置と排気側の中立位置とに僅かながら差異Ｌが生ずる場合であっても、流量制御弁１５の中立位置を正確に学習することができる。
【００７０】
また、学習値補正部２３は、流量制御弁１５が作動制御部２１から出力されるＦＦ制御値（初期値＋学習値）＋ＦＢ制御値に応じて中立位置へと制御された際の実際のストローク量（検出値Ｓ）と、目標ストローク量とのずれ量Ｘを算出し、このずれ量Ｘに応じてＦＦ制御値（初期値＋学習値）を補正する。
【００７１】
したがって、学習値補正部２３によって、中立位置学習部２２の学習値を補正することで、中立位置の学習精度を更に向上できる。当然ながら、補正後は、この補正された学習値に応じてクラッチ制御がなされるので、車両１の変速時の変速ショック発生を効果的に抑制することができる。
【００７２】
また、学習値補正部２３は、ずれ量Ｘが正の値を示した場合（ストローク量がオーバーシュート）は、ＦＦ制御値から補正量Ｙを減算（ＦＦ制御値−Ｙ）し、ずれ量Ｘが負の値を示した場合（ストローク量がアンダーシュート）は、ＦＦ制御値に補正量Ｙを加算（ＦＦ制御値＋Ｙ）する。
【００７３】
したがって、補正後の学習値に基づいて制御を実行することにより、ストローク量のアンダーシュートやオーバーシュートを効果的に低減することができるとともに、当然ながら、変速時の変速ショックの発生を効果的に抑制することができる。
【００７４】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００７５】
例えば、上述の実施形態において、本発明の流量制御弁の制御装置１０はクラッチ装置２００に適用されるものとして説明したが、定量比例弁で制御される制御系全般に適用することが可能である。
【００７６】
また、本実施形態において、流量制御弁１５には、給気ポート１６ａ，圧力源ポート１７ａ，排気ポート１８ａが設けられ、ぞれぞれのポートに給気通路１６，圧力源通路１７，排気通路１８が接続されるものとして説明したが、例えば、流量制御弁１５と作動流体供給源１１とクラッチアクチュエータ１２とを隣接して設け、これら給気通路１６や圧力源通路１７、排気通路１８を省略して構成してもよい。
【００７７】
また、本実施形態において、給気ポート１６ａは、圧力源ポート１７ａと排気ポート１８ａとの間に配置されるものとして説明したが、各ポートの位置関係はこれに限定されるものではなく、例えば、圧力源ポート１７ａを給気ポート１６ａと排気ポート１８ａとの間に位置するように配置してもよい。
【００７８】
また、クラッチアクチュエータ１２を作動させる作動流体の流体圧は、空気圧であるか油圧であるかを問わず、本発明の流量制御弁の制御装置１０に適用することができる。
【００７９】
また、本実施形態において、流量制御弁１５は電磁ソレノイドへの通電量によって制御されるものとして説明したが、例えば、パルスモータを使用し、パルス数を変更することで制御されるものを適用することもできる。
【符号の説明】
【００８０】
１ 車両
１０ 流量制御弁の制御装置
１１ 圧力供給源（作動流体供給源）
１２ クラッチアクチュエータ（アクチュエータ）
１４ ストロークセンサ
１５ 流量制御弁
１６ａ 給気ポート（連通部）
１７ａ 圧力源ポート（供給部）
１８ａ 排気ポート（排出部）
１９ 弁体
２０ 制御ＥＣＵ（制御部）
２１ 作動制御部
２２ 中立位置学習部（学習部）
２３ 学習値補正部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流量制御弁の制御装置において、特に流量制御弁の中立位置を学習するとともに、学習値を補正する流量制御弁の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、エンジンのトルクを機械式自動変速機に伝達するクラッチ装置の係合をクラッチアクチュエータによって制御する車両が開発・実用化されている。このような車両においては、エンジンと機械式自動変速機との間にクラッチ装置を設けている。クラッチ装置は、空気圧又は油圧で作動するクラッチアクチュエータのピストンの移動によって断接されるようになっている。また、クラッチアクチュエータの作動は、電磁ソレノイドを備えた流量制御弁により、クラッチアクチュエータ内の作動流体を供給又は排出することで行われる。
【０００３】
この流量制御弁には、クラッチアクチュエータに連通する給気通路と、エアタンク等の作動流体圧力源に連通する圧力源通路と、クラッチアクチュエータから作動流体を排出する排気通路とが接続され、それぞれの通路に開口する給気ポート，圧力源ポート，排気ポートの三個のポートが所定の間隔で形成されている。また、流量制御弁の中空部には弁体が遊嵌されており、この弁体が移動することによって、前述の給気ポート，圧力源ポート，排気ポートがそれぞれ連通・遮断されるように構成されている。
【０００４】
具体的には、クラッチ装置の係合を切断する場合（完断）は、給気ポートと圧力源ポートとを連通し、かつ、排気ポートを遮断する給気位置に弁体を移動させ、作動流体をクラッチアクチュエータ内へと供給する。また、クラッチ装置を接続する場合（完接）は、給気ポートと排気ポートとを連通し、かつ、圧力源ポートを遮断する排気位置に弁体を移動させて、作動流体をクラッチアクチュエータ内から排出する。また、クラッチ装置の係合を所定の断位置で保持する場合（断保持）は、給気ポートを遮断する中立位置に弁体を移動させ、作動流体をクラッチアクチュエータ内に保持するようになっている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、この種の流量制御弁を適用したクラッチの制御装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３４１７８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、車両の変速時には、迅速かつ変速ショックの少ないクラッチ装置の断接を実行することが好ましい。そのため、迅速な制御を実現すべく、流量制御弁をコントロールするＥＣＵに、電磁ソレノイドへの通電量と作動流体の流量との関係を示す流量特性等を予め記憶させておき、この流量特性等に応じて実際のストローク量が目標ストロークとなるように流量制御弁を制御することが行われている。また、正確な制御を実現すべく、流量制御弁の中立位置を学習し、係る学習値に基づいて流量制御弁を制御することも行われている。
【０００８】
しかしながら、流量制御弁の流量特性は、流量制御弁の経年変化等の影響により変化することがある。また、流量制御弁の中立位置には、流量制御弁の弁体が給気位置から中立位置へと移動した場合と、排気位置から中立位置へと移動した場合とに、僅かながら差異が生ずることがある。このように、流量特性や中立位置に変化や差異が生ずると、ストローク量が目標ストローク量に対してオーバーシュートやアンダーシュートしてしまい、流量制御弁を迅速かつ正確に制御することが困難であるといった課題がある。
【０００９】
本発明のこのような課題に鑑みてなされたもので、簡素な構成で、流量制御弁の中立位置を学習しつつ、学習値を正確に補正することができる流量制御弁の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の流量制御弁の制御装置は、作動流体によって作動するアクチュエータと、前記作動流体を供給する作動流体供給源と、前記アクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサと、中空部を移動可能な弁体を有するとともに、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと連通もしくは遮断される流量制御弁と、前記ストロークセンサの検出値に応じて、前記弁体の移動量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記ストロークセンサの検出値により、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと遮断される中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量を学習する学習部と、前記中立位置における前記ストロークセンサの検出値と前記中立位置における目標ストローク量とのずれ量に応じて予め作成したマップに基づいて、前記学習部による学習値を補正する学習値補正部とを有することを特徴とする。
【００１１】
また、前記マップは、前記ずれ量が増加するにつれて、前記学習値を補正する補正量が減少するとともに、前記ずれ量が減少するにつれて、前記学習値を補正する補正量が増加するように設定されるようにしてもよい。
【００１２】
また、前記マップは、前記ずれ量が増加するにつれて、前記学習値を補正する補正量が所定のステップで減少するとともに、前記ずれ量が減少するにつれて、前記学習値を補正する補正量が所定のステップで増加するように設定されるようにしてもよい。
【００１３】
また、前記マップには、前記中立位置において、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと遮断される範囲に応じて、前記学習値を補正する補正量に上限値と下限値とが設けられるようにしてもよい。
【００１４】
また、前記制御部は、前記ストロークセンサの検出値の変化量が、一定時間継続して所定値以下となったときに、前記弁体が中立位置と判断するようにしてもよい。
【００１５】
また、前記流量制御弁は、前記作動流体供給源に連絡する供給部と前記アクチュエータから前記作動流体を排出する排出部と前記アクチュエータに連通する連通部とを有するとともに、前記学習部は、前記ストロークセンサの検出値により、前記弁体が前記排出部側から移動して前記連通部を遮断する中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量と、前記弁体が前記供給部側から移動して前記連通部を遮断する中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量とから、前記弁体の中立位置としての移動量を学習するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の流量制御弁の制御装置によれば、簡素な構成で、流量制御弁の中立位置を学習しつつ、学習値を正確に補正することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置と、車両の駆動系とを示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の詳細を示す断面図である。
【図３】図２の流量制御弁が作動した状態を示す断面図である。
【図４】図２の流量制御弁の中立位置を示す断面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の流量特性を示す図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置によるストローク制御の一態様を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置によるストローク制御のその他の態様を示す図である。
【図８】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置による学習値補正量を示す図である。
【図９】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置による学習制御を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置による学習値補正制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面により、本発明に係る一実施形態について説明する。
【００１９】
図１〜１０は、本発明の一実施形態を説明するものである。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。
【００２０】
まず、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０が適用される車両１の駆動系を説明する。本実施形態に係る車両１の駆動系は、図１に示すように、エンジン（駆動源）１００と、クラッチ装置（クラッチ機構）２００と、機械式自動変速機（変速機）３００とを有する。
【００２１】
エンジン１００は、図示しないエンジンＥＣＵによって、車両１の運転状態に応じたトルクを発生させるように燃焼制御される。また、エンジン１００の出力軸１１０は、後述するクラッチ装置２００によって、機械式自動変速機３００の変速機入力側３１０と断接可能に構成されている。
【００２２】
クラッチ装置２００は、図１に示すように、乾式単板クラッチ装置であって、フライホイール２１０と、クラッチディスク２２０と、リターンスプリング２３０とを有する。
【００２３】
フライホイール２１０は、図示しないボルトとナットとによって、エンジン１００の出力軸１１０に固定されている。クラッチディスク２２０は、その周辺部に図示しない摩耗板が設けられており、後述する機械式自動変速機３００の変速機入力軸３１０に摺動可能にスプライン嵌合されている。また、クラッチディスク２２０には、後述するレリーズフォーク１３の一端部が取り付けられている。リターンスプリング２３０は、クラッチディスク２２０の一端部と機械式自動変速機３００との間に設けられ、クラッチディスク２２０をエンジン１００の方向（図１の矢印Ｘ方向）に付勢するように取り付けられている。
【００２４】
機械式自動変速機３００は、フライホイール２１０とクラッチディスク２２０とが係合することにより、このフライホイール２１０，クラッチディスク２２０を介して伝達されるエンジン１００のトルクを、所望の回転速度に変速調整した後に、図示しないプロペラシャフト等へと伝達するように構成されている。
【００２５】
以下、図１〜１０を用いて、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０について説明する。
【００２６】
本実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０は、図１，２に示すとおり、圧力供給源（作動流体供給源）１１と、クラッチアクチュエータ（アクチュエータ）１２と、レリーズフォーク１３と、ストロークセンサ１４と、流量制御弁１５と、給気通路１６と、圧力源通路１７と、排気通路１８と、クラッチ制御ＥＣＵ（制御部）２０とを有する。
【００２７】
圧力供給源１１は、空圧タンク等であって、図１に示すように、作動流体を流量制御弁１５へと供給する。また、圧力供給源１１には、後述する流量制御弁１５の圧力源ポート１７ａと連通する圧力源通路１７が接続されている。
【００２８】
クラッチアクチュエータ１２は、図１に示すように、シリンダ室を備えたシリンダ本体１２ａと、このシリンダ室に摺動自在に嵌挿されたピストン１２ｂとを有する。シリンダ本体１２ａの側面には、流量制御弁１５の排気ポート１８ａと連通する排気通路１８が接続されており、シリンダ室内の作動流体を流量制御弁１５を介して排出するように構成されている。また、シリンダ本体１２ａの側面には、流量制御弁１５の給気ポート１６ａと連通する給気通路１６が接続されており、圧力供給源１１から流量制御弁１５を介して送り込まれる作動流体の流体圧よって、ピストン１２ｂが図１の矢印Ｘ方向へと移動されるように構成されている。
【００２９】
レリーズフォーク１３は、図１に示すように、一端部をクラッチアクチュエータ１２のピストン１２ｂの先端に支持され、他端部をクラッチディスク２２０に取り付けられている。また、レリーズフォーク１３は、その中心部を支軸１３ａによって回動可能に軸支されている。すなわち、クラッチアクチュエータ１２のシリンダ室内に作動流体が供給されて、ピストン１２ｂが車両１の前方（図１の矢印Ｘ方向）へと移動すると、このレリーズフォーク１３は、車両１の前方（図１の矢印Ｘ方向）へと付勢される。そして、レリーズフォーク１３が、支軸１３ａを中心に図１中の左回りに回動することで、クラッチ装置２００の係合を切断するように構成されている。また、レリーズフォーク１３は、クラッチアクチュエータ１２のシリンダ室内の作動流体が排出されると、リターンスプリング２３０の付勢力によって、車両１の後方（図１の矢印Ｙ方向）へと付勢され、支軸１３ａを中心に図１中の右回りに回動することで、クラッチ装置２００の係合を接続するように構成されている。
【００３０】
ストロークセンサ１４は、図１に示すように、クラッチアクチュエータ１２のストローク量を検出するもので、その検出値Ｓは、後述するクラッチ制御ＥＣＵ２０に出力される。
【００３１】
給気通路１６は、図１，２に示すように、一端をクラッチアクチュエータ１２のシリンダ室に接続され、他端を後述する流量制御弁１５の給気ポート１６ａに接続されている。
【００３２】
圧力源通路１７は、図１，２に示すように、一端を圧力供給源１１に接続され、他端を後述する流量制御弁１５の圧力源ポート１７ａに接続されている。
【００３３】
排出通路１８は、図１，２に示すように、一端をクラッチアクチュエータ１２のシリンダ室に、他端を後述する流量制御弁１５の排気ポート１８ａに接続されている。
【００３４】
流量制御弁１５は、図２に示すように、内部に中空部を備えた制御弁本体１５ａと、この中空部に摺動可能に嵌挿される弁体１９と、電磁ソレノイド１５ｂと、スプリング１５ｃとを有する。また、制御弁本体１５ａの側部には、前述の給気通路１６，圧力源通路１７，排出通路１８と接続される、給気ポート（連通部）１６ａ，圧力源ポート（供給部）１７ａ，排気ポート（排出部）１８ａが所定の間隔で形成されている。本実施形態において、給気ポート１６ａは、圧力源ポート１７ａと排気ポート１８ａとの間に位置するように配置されている。
【００３５】
弁体１９には、所定の移動位置で前述の給気ポート１６ａ，圧力源ポート１７ａ，排気ポート１８ａをそれぞれ遮断すべく、三個のランド、すなわち給気遮断部１９ａ，圧力源遮断部１９ｂ，排出遮断部１９ｃが所定の間隔で設けられている。また、弁体１９は、一端を電磁ソレノイド１５ｂの可動ヨークに連結され、他端をスプリング１５ｃによって図２の矢印Ｘ方向に付勢されている。
【００３６】
すなわち、弁体１９は、電磁ソレノイド１５ｂの可動ヨークに作用する磁力とスプリング１５ｃの付勢力とのバランスによってその位置が決定されるように構成されている。例えば、電磁ソレノイド１５ｂへの通電を停止（通電量０％）したときは、弁体１９は、スプリング１５ｃに付勢されて図３（ａ）の位置（排気位置）となる。これにより、給気ポート１６ａと排気ポート１８ａとが連通して、クラッチアクチュエータ１２のシリンダ室内の作動流体が排出されることで、クラッチ装置２００の係合を接続（完接）する。ソレノイド１５ｂへの通電量を最大値（１００％）とすると、弁体１９は、スプリング１５ｃを圧縮して図３（ｂ）の位置（給気位置）となり、給気ポート１６ａと圧力源ポート１７ａとが連通する。これにより、圧力供給源１１の作動流体が給気ポート１６ａからクラッチアクチュエータ１２のシリンダ室内に送り込まれ、クラッチ装置２００の係合を切断（完断）する。電磁ソレノイド１５ｂへの通電量を５０％とすると、弁体１９が図３（ｃ）の位置（中立位置）となり、給気ポート１６ａが圧力源ポート１７ａ及び排気ポート１８ａと遮断されて、クラッチ装置２００の接続量を所定量に保持（断保持）する。
【００３７】
制御ＥＣＵ（制御部）２０は、公知のＣＰＵやＲＯＭ等から構成されており、作動制御部２１と、中立位置学習部（学習部）２２と、学習値補正部２３とを機能要素として備えている。
【００３８】
なお、これら各機能要素は、本実施形態では一体のハードウェアである制御ＥＣＵ２０に設けられているが、これらのいずれか一部を別体のハードウェアに設けることもできる。
【００３９】
作動制御部２１は、車両１の変速時にクラッチ装置２００が完接〜完断〜断保持〜完接と作動するように、流量制御弁１５の電磁ソレノイド１５ｂへの通電量である制御信号を出力する。この制御出力値は、フィード・バック制御値（ＦＢ制御値）＋フィード・フォワード制御値（ＦＦ制御値）で設定される。
【００４０】
作動制御部２１には、電磁ソレノイド１５ｂへの通電量と作動流体の流量との関係を表す図５の実線Ａ0に示す流量特性マップ（予め作成したマップ）が記憶されている。また、車両１の変速時において、図６の実線α0に示すクラッチストローク（接続量）を実現すべく、図６の破線β0に示す目標波形（目標ストローク量）が予め記憶されている。ＦＢ制御値は、この図６の破線β0に示す目標波形を用いて、現在のストローク量（検出値Ｓ）と目標ストローク量との差に応じて、例えば、公知のＰＩＤ制御などのフィード・バック制御式により算出される。
【００４１】
また、ＦＦ制御値は、後述する中立位置学習部２２から出力される学習値に、図５の流量特性マップを用いて初期値を加算することで算出される（ＦＦ制御値＝学習値＋初期値）。
【００４２】
中立位置学習部（学習部）２２は、クラッチ装置２００の係合が断保持にある時、すなわち弁体１９が流量制御弁１５の作動流体の流れを遮断する中立位置（図３（ｃ）参照）にある時の学習値を算出する。この学習値は、クラッチ装置２００の係合が断保持にある時に、流量制御弁１５の固体差や経年変化に関わらず、ストローク量が目標ストローク量となるように初期値を修正する値である。また、初期値は、例えば作動制御部２１に予め記憶されている図５の流量特性マップ等に基づいて算出される。具体的には、学習値は流量制御弁１５の弁体１９が中立位置にあると判断された際の電磁ソレノイド１５ｂへの通電量Ｅ1から初期値を減算することで学習されるようになっている。
【００４３】
なお、本実施形態において、この通電量（ＦＦ制御値）は、図６に示すように、流量制御弁１５の弁体１９が排気位置〜給気位置〜中立位置（クラッチ装置２００は完接〜完断〜断保持）と移動する際の、給気側の中立位置（図４（ａ）参照）における通電量Ｅ1を用いているが、例えば、図７に示すように、流量制御弁１５の弁体１９を排気位置〜給気位置〜中立位置と移動させ、次いで中立位置〜排気位置〜中立位置〜排気位置と移動させる場合は、流量制御弁１５の弁体１９が中立位置〜排気位置〜中立位置〜排気位置と移動する際の排気側の中立位置（図４（ｂ）参照）における通電量Ｅ2も算出し、これら給気側の通電量Ｅ1と排気側の通電量Ｅ2との平均値ＥAveをＦＦ制御値として用いてもよい。
【００４４】
流量制御弁１５が中立位置にあるか否かの判断は、ストロークセンサ１４から出力される検出値Ｓに基づき、ストロークの変化速度が実質的にゼロである場合に流量制御弁１５が中立位置にあると判定する。本実施形態において、この中立位置の判定は、ストローク量の微分値に基づいて行われる。具体的には、ストロークＳ1と、このストロークＳ1が検出された時から一定時間ｔが経過した後のストロークＳ2を検出し、この一定時間ｔの経過時におけるストロークの変化速度である微分値Ｄ（Ｄ＝（Ｓ1−Ｓ2）／ｔ）が所定値以下であれば、ストロークの変化速度は実質的にゼロであると判定する。なお、よりストロークの変化速度が安定した状態を判定すべく、微分値Ｄの演算周期を、所定時間ｔの間に継続して複数設け、その全ての微分値Ｄが所定値以下である場合にのみ、ストロークの変化速度が実質的にゼロであると判定するようにしてもよい。
【００４５】
中立位置学習部２２は、上述のように学習した学習値を作動制御部２１に出力する。また、作動制御部２１は、この出力された学習値に初期値を加算してＦＦ制御値を算出（ＦＦ制御値＝初期値＋学習値）して記憶する。具体的には、図５の流量特性マップの実線Ａ0（初期値）を、この学習値に応じて移動させた破線Ｂ1に修正して記憶する。
【００４６】
学習値補正部２３は、流量制御弁１５が作動制御部２１から出力される制御信号（ＦＦ制御値＋ＦＢ制御値）によって中立位置へと制御された際の実際のストローク量（検出値Ｓ）と、目標ストローク量との差であるずれ量Ｘを算出し、このずれ量Ｘに応じてＦＦ制御値を補正する。
【００４７】
具体的には、中立位置学習部２２には、実験等によって予め定められたずれ量ＸとＦＦ制御値への補正量Ｙとの関係を示した図８（ａ）の線形マップが記憶されており、この線形マップから、ずれ量Ｘに応じた補正量Ｙを読み取ることでＦＦ制御値を補正する。例えば、ずれ量Ｘが正の値（プラス値）を示した場合は、ストローク量は図６の実線α1に示すようにオーバーシュートしているため、補正量Ｙは負の値（マイナス）、すなわちＦＦ制御値から補正量Ｙを減算することになる（ＦＦ制御値−Ｙ）。一方、ずれ量Ｘが負の値（マイナス）を示した場合は、ストローク量は図６の実線α2に示すようにアンダーシュートしているため、補正量Ｙは正の値（プラス）、すなわちＦＦ制御値に補正量Ｙを加算することになる（ＦＦ制御値＋Ｙ）。本実施形態において、ずれ量Ｘと補正量Ｙとの関係は図８（ａ）の線形マップを用いて説明したが、例えば図８（ｂ）に示すように、流量制御弁１５の中立位置の範囲に応じて、補正量Ｙの上限値Ｙmaxと下限値Ｙminとを設けたマップや、図８（ｃ）に示すように、ずれ量Ｘと補正量Ｙとを所定の範囲で段階的に変化（所定のステップで増減）させたマップ等、非線形マップを用いることもできる。
【００４８】
また、学習値補正部２３は、この補正されたＦＦ制御値（ＦＦ制御値±Ｙ）を、新たなＦＦ制御値として出力制御部２１に出力する。すなわち、出力制御部２１に記憶されているＦＦ制御値は、この補正された新たなＦＦ制御値（ＦＦ制御値±Ｙ）に置き換えられる。その後、置き換えられた新たなＦＦ制御値（ＦＦ制御値±Ｙ）に応じて、図５の流量特性マップの破線Ｂ1が、破線Ｂ2や破線Ｂ3へと修正される。
【００４９】
本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０は、以上のように構成されているので、車両１の変速操作時には、例えば図９，１０に示すフローチャートに従って以下のような制御が行われる。
【００５０】
まず、図９のフローに従って、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０による中立位置の学習制御を説明する。
【００５１】
操作者によって、車両１の変速操作がなされると、まず、ステップ（以下、ステップを単にＳと記載する）１００では、流量制御弁１５の弁体１９が作動制御部２１から出力される制御信号に応じて、排気位置〜給気位置〜中立位置（クラッチ装置２００は、接続〜切断〜断保持）と移動する。
【００５２】
Ｓ１１０では、中立位置学習部２２が、ストロークセンサ１４から出力される検出値Ｓに基づいて、ストロークの変化速度である微分値Ｄが所定値以下（ストロークの変化速度は実質的にゼロ）であるか否を判定する。微分値Ｄが一定時間継続して所定値以下であれば、流量制御弁１５は中立位置にあると判定し、ステップ１２０へと進む。一方、微分値Ｄが一定時間継続して所定値以下でない場合は、流量制御弁１５は中立位置にないと判定し、中立位置学習制御はリターンされる。
【００５３】
Ｓ１２０では、中立位置学習部２２によって、前述のＳ１１０で中立位置にあると判定した際の通電量Ｅ1が読み込まれる。
【００５４】
Ｓ１３０では、前述のＳ１２０で読み込まれた通電量Ｅ1から初期値を減算した学習値が記憶される。
【００５５】
Ｓ１４０では、作動制御部２１によって、図５の流量特性マップの実線Ａ0（初期値）が、この学習値に応じて破線Ｂ1に修正されて本制御はリターンされる。
【００５６】
次いで、図１０のフローに従って、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０による学習値補正制御を説明する。
【００５７】
操作者によって、車両１の変速操作がなされると、まず、Ｓ２００では、流量制御弁１５にＦＦ制御値（学習値＋初期値）とＦＢ制御値との制御信号が出力され、この出力値（ＦＦ制御値＋ＦＢ制御値）に応じてクラッチ装置２００が接続〜切断〜断保持と作動する。
【００５８】
Ｓ２１０では、中立位置学習部２２が、ストロークセンサ１４から出力される検出値Ｓに基づいて、ストロークの変化速度である微分値Ｄが所定値以下（ストロークの変化速度は実質的にゼロ）であるか否を判定する。微分値Ｄが一定時間継続して所定値以下であれば、流量制御弁１５は給気側の中立位置にあると判定し、Ｓ２２０へと進む。一方、微分値Ｄが一定時間継続して所定値以下でない場合は、流量制御弁１５は中立位置にないと判定し、学習値補正制御はリターンされる。
【００５９】
Ｓ２２０では、学習値補正部２３によって、中立位置にあると判定した際の実際のストローク量（検出値Ｓ）が読み込まれ、この検出値Ｓと目標ストロークとの比較が行われる。検出値Ｓと目標ストローク量とのずれ量Ｘ（絶対値）が閾値以上である場合は、Ｓ２３０へと進む。一方、ずれ量Ｘ（絶対値）が閾値未満である場合は、学習値の補正は不要と判定され本制御はリターンされる。なお、ここで閾値はクラッチ装置２００の特性に応じて、任意の値に設定することができる。
【００６０】
Ｓ２３０では、ずれ量Ｘが正の値であるか、もしくは、負の値であるかが判定される。ずれ量Ｘが正の値である場合はＳ２４０へ進む。一方、ずれ量Ｘが負の値である場合はＳ２６０へと進む。
【００６１】
Ｓ２４０では、前述のＳ２３０で算出されたずれ量Ｘが正の値であることに基づいて、図８（ａ）の線形マップから、ＦＦ制御値から減算する補正量Ｙが読み込まれ、学習値の補正が行われる。すなわち、ストローク量がオーバーシュートしている場合なので、ＦＦ制御値から補正量Ｙを減算した補正値（ＦＦ制御値−Ｙ）が、新たなＦＦ制御値として記憶されて、Ｓ２５０へと進む。
【００６２】
Ｓ２５０では、作動制御部２１に、前述のＳ２５０で記憶された新たなＦＦ制御値（ＦＦ制御値−Ｙ）が取り込まれ、図５の流量特性マップが破線Ｂ2へと修正され、本制御はリターンされる。
【００６３】
一方、前述のステップ２３０で、ずれ量Ｘが負の値と判定された場合は、Ｓ２６０にて、図８（ａ）の線形マップから、ＦＦ制御値に加算する補正量Ｙが読み込まれ、学習値の補正が行われる。すなわち、ストローク量がアンダーシュートしている場合なので、ＦＦ制御値に補正量Ｙを加算した補正値（ＦＦ制御値＋Ｙ）が、新たなＦＦ制御値として記憶されて、Ｓ２７０へと進む。
【００６４】
Ｓ２７０では、作動制御部２１に、前述のＳ２６０で記憶された新たなＦＦ制御値（ＦＦ制御値＋Ｙ）が取り込まれ、図５の流量特性マップが破線Ｂ3へと修正され、本制御はリターンされる。
【００６５】
上述のような制御により、本発明の一実施形態に係る流量制御弁の制御装置１０によれば以下のような作用・効果を奏する。
【００６６】
すなわち、中立位置学習部２２による流量制御弁１５の中立位置の学習は、ストロークセンサ１４から出力される検出値Ｓに基づいて、ストロークの変化速度が実質的にゼロであると判定された場合に行われる。
【００６７】
したがって、ストロークが変化せず、クラッチ装置２００の挙動が安定した状態で、流量制御弁１５の中立位置を学習するので、学習値のばらつきを低減することができる。
【００６８】
また、中立位置学習部２２による流量制御弁１５の中立位置の学習は、流量制御弁１５の弁体１９が排気位置〜給気位置〜中立位置と移動する際の給気側の中立位置における通電量Ｅ1と、流量制御弁１５の弁体１９が中立位置〜排気位置〜中立位置〜排気位置と移動する際の排気側の中立位置における通電量Ｅ2との平均値ＥAveを算出して、この平均値ＥAveを流量制御弁１５の中立位置に対応するＦＦ制御値として学習してもよい。
【００６９】
したがって、図４（ａ），（ｂ）に示すように、弁体１９の給気遮断部１９ａの径Ｌ1が給気ポート１６ａの開口径Ｌ2よりも大径（Ｌ1＞Ｌ2）であり、給気側の中立位置と排気側の中立位置とに僅かながら差異Ｌが生ずる場合であっても、流量制御弁１５の中立位置を正確に学習することができる。
【００７０】
また、学習値補正部２３は、流量制御弁１５が作動制御部２１から出力されるＦＦ制御値（初期値＋学習値）＋ＦＢ制御値に応じて中立位置へと制御された際の実際のストローク量（検出値Ｓ）と、目標ストローク量とのずれ量Ｘを算出し、このずれ量Ｘに応じてＦＦ制御値（初期値＋学習値）を補正する。
【００７１】
したがって、学習値補正部２３によって、中立位置学習部２２の学習値を補正することで、中立位置の学習精度を更に向上できる。当然ながら、補正後は、この補正された学習値に応じてクラッチ制御がなされるので、車両１の変速時の変速ショック発生を効果的に抑制することができる。
【００７２】
また、学習値補正部２３は、ずれ量Ｘが正の値を示した場合（ストローク量がオーバーシュート）は、ＦＦ制御値から補正量Ｙを減算（ＦＦ制御値−Ｙ）し、ずれ量Ｘが負の値を示した場合（ストローク量がアンダーシュート）は、ＦＦ制御値に補正量Ｙを加算（ＦＦ制御値＋Ｙ）する。
【００７３】
したがって、補正後の学習値に基づいて制御を実行することにより、ストローク量のアンダーシュートやオーバーシュートを効果的に低減することができるとともに、当然ながら、変速時の変速ショックの発生を効果的に抑制することができる。
【００７４】
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
【００７５】
例えば、上述の実施形態において、本発明の流量制御弁の制御装置１０はクラッチ装置２００に適用されるものとして説明したが、定量比例弁で制御される制御系全般に適用することが可能である。
【００７６】
また、本実施形態において、流量制御弁１５には、給気ポート１６ａ，圧力源ポート１７ａ，排気ポート１８ａが設けられ、ぞれぞれのポートに給気通路１６，圧力源通路１７，排気通路１８が接続されるものとして説明したが、例えば、流量制御弁１５と作動流体供給源１１とクラッチアクチュエータ１２とを隣接して設け、これら給気通路１６や圧力源通路１７、排気通路１８を省略して構成してもよい。
【００７７】
また、本実施形態において、給気ポート１６ａは、圧力源ポート１７ａと排気ポート１８ａとの間に配置されるものとして説明したが、各ポートの位置関係はこれに限定されるものではなく、例えば、圧力源ポート１７ａを給気ポート１６ａと排気ポート１８ａとの間に位置するように配置してもよい。
【００７８】
また、クラッチアクチュエータ１２を作動させる作動流体の流体圧は、空気圧であるか油圧であるかを問わず、本発明の流量制御弁の制御装置１０に適用することができる。
【００７９】
また、本実施形態において、流量制御弁１５は電磁ソレノイドへの通電量によって制御されるものとして説明したが、例えば、パルスモータを使用し、パルス数を変更することで制御されるものを適用することもできる。
【符号の説明】
【００８０】
１ 車両
１０ 流量制御弁の制御装置
１１ 圧力供給源（作動流体供給源）
１２ クラッチアクチュエータ（アクチュエータ）
１４ ストロークセンサ
１５ 流量制御弁
１６ａ 給気ポート（連通部）
１７ａ 圧力源ポート（供給部）
１８ａ 排気ポート（排出部）
１９ 弁体
２０ 制御ＥＣＵ（制御部）
２１ 作動制御部
２２ 中立位置学習部（学習部）
２３ 学習値補正部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動流体によって作動するアクチュエータと、
前記作動流体を供給する作動流体供給源と、
前記アクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサと、
中空部を移動可能な弁体を有するとともに、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと連通もしくは遮断される流量制御弁と、
前記ストロークセンサの検出値に応じて、前記弁体の移動量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ストロークセンサの検出値により、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと遮断される中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量を学習する学習部と、
前記中立位置における前記ストロークセンサの検出値と前記中立位置における目標ストローク量とのずれ量に応じて予め作成したマップに基づいて、前記学習部による学習値を補正する学習値補正部とを有する
ことを特徴とする流量制御弁の制御装置。
【請求項２】
前記マップは、前記ずれ量が増加するにつれて、前記学習値を補正する補正量が減少するとともに、
前記ずれ量が減少するにつれて、前記学習値を補正する補正量が増加するように設定される
ことを特徴とする請求項１記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項３】
前記マップは、前記ずれ量が増加するにつれて、前記学習値を補正する補正量が所定のステップで減少するとともに、
前記ずれ量が減少するにつれて、前記学習値を補正する補正量が所定のステップで増加するように設定される
ことを特徴とする請求項１記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項４】
前記マップには、前記中立位置において、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと遮断される範囲に応じて、前記学習値を補正する補正量に上限値と下限値とが設けられる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ストロークセンサの検出値の変化量が、一定時間継続して所定値以下となったときに、前記弁体が中立位置と判断する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項６】
前記流量制御弁は、前記作動流体供給源に連絡する供給部と前記アクチュエータから前記作動流体を排出する排出部と前記アクチュエータに連通する連通部とを有するとともに、
前記学習部は、前記ストロークセンサの検出値により、前記弁体が前記排出部側から移動して前記連通部を遮断する中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量と、前記弁体が前記供給部側から移動して前記連通部を遮断する中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量とから、前記弁体の中立位置としての移動量を学習する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項１】
作動流体によって作動するアクチュエータと、
前記作動流体を供給する作動流体供給源と、
前記アクチュエータのストローク量を検出するストロークセンサと、
中空部を移動可能な弁体を有するとともに、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと連通もしくは遮断される流量制御弁と、
前記ストロークセンサの検出値に応じて、前記弁体の移動量を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記ストロークセンサの検出値により、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと遮断される中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量を学習する学習部と、
前記中立位置における前記ストロークセンサの検出値と前記中立位置における目標ストローク量とのずれ量に応じて予め作成したマップに基づいて、前記学習部による学習値を補正する学習値補正部とを有する
ことを特徴とする流量制御弁の制御装置。
【請求項２】
前記マップは、前記ずれ量が増加するにつれて、前記学習値を補正する補正量が減少するとともに、
前記ずれ量が減少するにつれて、前記学習値を補正する補正量が増加するように設定される
ことを特徴とする請求項１記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項３】
前記マップは、前記ずれ量が増加するにつれて、前記学習値を補正する補正量が所定のステップで減少するとともに、
前記ずれ量が減少するにつれて、前記学習値を補正する補正量が所定のステップで増加するように設定される
ことを特徴とする請求項１記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項４】
前記マップには、前記中立位置において、前記弁体の移動によって前記アクチュエータと遮断される範囲に応じて、前記学習値を補正する補正量に上限値と下限値とが設けられる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記ストロークセンサの検出値の変化量が、一定時間継続して所定値以下となったときに、前記弁体が中立位置と判断する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の流量制御弁の制御装置。
【請求項６】
前記流量制御弁は、前記作動流体供給源に連絡する供給部と前記アクチュエータから前記作動流体を排出する排出部と前記アクチュエータに連通する連通部とを有するとともに、
前記学習部は、前記ストロークセンサの検出値により、前記弁体が前記排出部側から移動して前記連通部を遮断する中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量と、前記弁体が前記供給部側から移動して前記連通部を遮断する中立位置と判断されたときの前記弁体の移動量とから、前記弁体の中立位置としての移動量を学習する
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の流量制御弁の制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−２２３６（Ｐ２０１２−２２３６Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１９８６０（Ｐ２０１０−１１９８６０）
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 博覧会名：自動車技術展「人とくるまのテクノロジー展２０１０」 主催者名：社団法人自動車技術会 開催日：平成２２年５月１９日
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月２５日（２０１０．５．２５）
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第１項適用申請有り
【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第３項適用申請有り 博覧会名：自動車技術展「人とくるまのテクノロジー展２０１０」 主催者名：社団法人自動車技術会 開催日：平成２２年５月１９日
【出願人】（００００００１７０）いすゞ自動車株式会社 (1,721)
【Ｆターム（参考）】
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