公布了一种基于脉冲宽度调制（ＰＷＭ）阀的液压控制系统。在一个实施例中，反馈控制系统，包括接收压强命令信号和压强反馈信号的控制器。所述控制器产生占空比控制信号来控制ＰＷＭ阀。所述ＰＷＭ阀提供控制压强Ｐｃ给负载，例如，自动变速器系统中的致动器。压强传感器测量所述控制压强Ｐｃ并提供所述压强反馈信号。在另一个实施例中，补偿器至少部分地基于其它输入，诸如流体温度，对所述压强反馈信号中的线性和非线性效应提供补偿。在其它实施例中，提供多个控制器，并基于所述压强反馈信号和其它输入，由切换逻辑处理器或由高通及低通滤波器来选择控制器。也公布了ＰＷＭ阀的Ｐｃ对占空比的响应的重校准处理。所述重校准方法更新反馈控制系统处理，以便尽管因磨损、温度及其它因素而引起了变化也能保持性能。
Mode selection and switching logic in closed loop drive control system based on pulse width modulation valve
A hydraulic control system based on a pulse width modulation (PWM) valve is presented. In one embodiment, a feedback control system includes a controller that receives a pressure command signal and a pressure feedback signal. The controller generates a duty cycle control signal to control the PWM valve. The PWM valve provides control pressure Pc to the load, for example, the actuator in the automatic transmission system. The pressure sensor measures the control pressure Pc and provides the pressure feedback signal. In another embodiment, the compensator compensates at least in part based on other inputs, such as fluid temperature, to the linear and nonlinear effects in the pressure feedback signal. In other embodiments, a plurality of controllers are provided, and the controller is selected by a switching logic processor or by a high pass and a low pass filter based on the pressure feedback signal and other inputs. The recalibration of the duty response of the PWM valve to the duty cycle is also announced by Pc. The recalibration method updates the feedback control system so as to maintain performance despite changes due to wear, temperature, and other factors.
【技术实现步骤摘要】
4^^布内容一般地涉及到使用电磁阀的电控液压(电学-液压)系统， 更具体地说，涉及到使用脉冲宽度调制(pulse width modulation, PWM) 阀的电液系统的闭环控制。
技术介绍
由电磁铁操作的液压阀(这里称作"电磁阀")被广泛地用于电液系统 中的压强控制。在自动变速系统中，由于驱动质量和燃料效率的提高，使用 电磁阀的电液控制取代了纯机械控制。软件和硬件的组合，包括电磁阀在内， 使换档算法的调整更容易，并在变速器换档的平滑性和质量方面提供额外的 优势。在电液控制的自动变速器中使用液压来换档。使用电磁阀来实现液压 的电控。反过来，液压4皮用于附在诸如离合器组件等变速器系统的元件上的 致动器。对于这个应用以及许多其它应用来说，非常重要的是，能对电磁阀 进行精确而可重复的控制，以l更对液压进行精确而可重复的控制。2004年10月19日授权的题目为"自动变速器中离合致动器换档的闭环控制"的美 国专利No. 6,807,472描述了使用电磁阀控制自动变速器的示范性系统。该 专利一般地由其受让人所拥有，因此通过提述将其全部纳入这里，有如全文 阐述了其关于闭环M控制系统的内容。脉冲宽度调制阀是一类已知的电磁阀。PWM阀简单而且功耗效率高。 图1显示了现有的"常闭"PWM阀100的一个例子。如图1所示，电枢102 用来控制球104的位置。当线圏106没有通电时，弹簧108使电枢102抵住 球104，而球104由此抵住阀座110。这就防止了源压强为Ps的液压液从源 口 112到控制口 114的流动。代之的是，控制口 114与返回口 116机械耦合。 在这种状态下，所述线圏没有通电。这种状态对应着PWM阀100处于"关 闭"状态。对于这个例子，返回口 116处的返回压强Pr约为零，因此，控 制口 114处的控制压强Pc也约为零。当线圈106通电时，电枢102净皮拉离了球104，源口112所提供的源压 强Ps使所述^U氐住阀座118。在这种状态下，液压液可以从源口 112流动到 控制口 114，于;l控制口 114处的控制压强Pc约等于Ps。尽管i兌明时只描 述了常闭PWM阀，但对于熟悉液压系统技术的人员而言，"常开，，PWM 阀也是熟知的。由于PWM阀的控制压强Pc在最小值Pr和最大值Ps之间切换，所以 使用脉冲宽度调制控制信号来实现控制。根据该方法，以选定的脉冲率即脉 冲频率4吏用具有选定长度的电脉沖为PWM阀的线圏通电。PWM驱动信号 的"占空率"或说"占空比"被定义为脉沖长度除以脉沖周期，其中，脉冲 周期为脉冲频率的倒数。通过对提供给PWM阀的驱动信号的占空比进行控 制，控制压强Pc的平均值可以处于Ps和Pr之间的一个选定的水平上。在 典型的应用中，脉沖周期大大地小于接收控制压强为Pc的流体的致动器的 响应时间。于是，控制压强Pc的平均水平通常是PWM阀的可控目标。在一些实施例中，使用预编程了的电磁铁通电水平来影响预期的输出压 强的变化，通过孩i处理器来控制电磁阀。这些预编程了的通电水平可以由启 发式规则(heuristic rules )来确定。然而，预编程电磁阀控制系统不能进行重校准，即不能在操作时对其预编程了的规则进行校正。这种电磁阀控制系 统的特征为"开环"，因为该系统可以提供输入给电磁阀，但却不能利用由 测量电磁阀输出的任何传感器所提供的反馈信息。在开环系统中， 一旦规则被编程到微处理器或其它逻辑控制器中，那么，地校准了，不能随时间、温度以及其它变量而变化。即使校准在最初时是精 确的，但随着时间的变化，它也会变得不太精确，这是由于部件的磨损、液 压液的退化、系统行为中固有的非线性性以及其它因素而造成的。此外，开 环系统在工作时具有固有的出错倾向，这是由于液压负载变化、压强脉动、 以M非线性系统行为有贡献的其它系统变数而造成的。由于PWM阀的开/关属性，以及由此发生的以脉沖频率进行的振荡， 使用PWM阀的系统特别易受非线性效应、以及由诸如温度等系统工作状态 的变化所导致的效应的影响。因此，需要一种基于PWM阀的压强控制系统来解决这种系统的非线性 行为。希望使控制系统能够适应变化着的工作状态。本
技术实现思路
克服了上述 的这些局限，从而改进了基于PWM阔的控制系统。
技术实现思路
公布了一种基于PWM阀的液压控制系统。在一个实施例中，反馈控制 系统包括控制器，用来接收压强命4Ht号和压强反馈信号。所述控制器响应 于所述压强命令信号和压强及Jt信号产生占空比控制信号。所述占空比控制 信号被提供给PWM驱动器，PWM驱动器反过来提供驱动信号给PWM阀。 所述PWM阀也接收源压强为Ps的流体，并与返回压强为Pr的流体返回元 件耦合。所述PWM阀提供控制压强为Pc的流体给负载。压强传感器测量 Pc，并产生由所述控制器接收的压强反馈信号。在另一个实施例中，输入处理器接收所述压强命令信号和压强反馈信 号，并提供处理过的信号给所述控制器。在所述压强传感器和输入处理器之 间插入平均滤波器。所述输入处理器进行信号处理，诸如缩放、模拟-数字转换、计算误差信号以及其它处理功能。根据另 一个实施例中，限制逻辑处理器从所述控制器中接收占空比控制信号，并进行限制逻辑(limit logic)操作，该操作反过来又影响所述控制 器以便修正所述占空比控制信号。例如，所述限制逻辑处理器可以探测何时 占空比控制信号接近所选定的限制值。当探测到限制值时，控制器中的积分 器的输出可以被限制逻辑处理器设置为常数值，从而防止了积分饱巻 (integral windup)或其它的不稳定性。公布了另一个实施例，其中，反馈控制系统还包括耦合的##器，用来 从所述输入处理器接收信号，并将补偿后的信号提供给所述控制器。所述补 偿器也接收外部输入，诸如指示液压液温度的温度信号。所述补偿器进行信 号处理以补偿压强反馈信号中的非线性，并修正压强反馈信号的线性补偿。 因此，至少部分地响应于所述外部输入由所述补偿器来有选择地实现反馈控 制系统的工作模式。另 一个实施例中包括耦合的多个控制器，用"所述输入处理器中接收 信号。所述控制器的输出被耦合到切换逻辑处理器。基于压强反馈信号、外 部输入、以及从可选择的传感器所获得的输入，所述切换逻辑处理器从所述 多个控制器中选择一个控制器输出，并将之传送到PWM驱动器。因此，响 应于提供给切换逻辑处理器的输入由所述切换逻辑处理器来有选择地实现 反馈控制系统的工作模式。另一个实施例中包括多个控制器和多个高通(phase-in)和低通 (phase-out)滤波器。每个控制器都被耦合到 一个相关且对应的高通或低通 滤波器。在一个例子中，高通和低通滤波器从所述输入处理器接收信号，并 有选择地将进行了带通滤波的信号传送到其相关且对应的控制器中。由所述 控制器产生的占空比控制信号由PWM驱动器接收并组合。例如，如果反馈 控制系统具有第一控制器A和第二控制器B，那么高通滤波器A可以提供 高频带信号给控制器A,而低通滤波器B可以提供低频带信号给控制器B。 所述占空比控制信号由所述PWM驱动器组合，4吏得能在所述两个频带中进 行反馈控制。外部输入可以提供给高通和低通滤波器，以l更有选择地修正由所述滤波器进行的信号处理。一个实施例提本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于脉冲宽度调制（ＰＷＭ）阀的反馈控制系统，包括： ａ）控制器，用于接收压强命令信号和压强反馈信号，并根据所述压强命令信号和所述压强反馈信号提供占空比控制信号； ｂ）ＰＷＭ阀驱动器，与所述控制器耦合，其中，所述驱动器根据所述 占空比控制信号提供驱动电流； ｃ）与所述ＰＷＭ阀驱动器耦合的ＰＷＭ阀，其中，所述阀根据所述驱动电流提供控制压强为Ｐｃ的流体；以及 ｄ）压强传感器，用来测量所述流体的控制压强Ｐｃ，其中，所述压强传感器根据所测量的控制压强Ｐｃ提供所 述压强反馈信号。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：ML德莱瓦，A苏里亚那雷安安，DE赫伯特，
申请(专利权)人：伊顿公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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