(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルと、ＰＷＭ制御信号を受けて前記コイルを流れる電流を制御する電流制御手段と、制御装置とを有するとともに、該制御装置は、前記コイルを流れる電流を検出する電流検出手段、デューティ信号を発生させる信号発生手段、及び該信号発生手段によって発生させられたデューティ信号に基づいて前記ＰＷＭ制御信号を発生させるパルス幅変調器を備えるとともに、前記信号発生手段は、ディジタルのデータに基づいて重畳波形を発生させ、該重畳波形を前記コイルに供給しようとする電流の指令値に乗せることによって指令値信号を発生させ、該指令値信号、及び前記電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記デューティ信号を発生させることを特徴とするソレノイド駆動装置。
【請求項２】
前記信号発生手段は、指令値信号発生手段及びフィードバック制御手段を備えるとともに、前記指令値信号発生手段は前記指令値信号を発生させ、前記フィードバック制御手段は、前記電流検出手段によって検出された電流をフィードバック電流とし、該フィードバック電流、指令値信号及び制御ゲインに基づいて前記デューティ信号を発生させる請求項１に記載のソレノイド駆動装置。
【請求項３】
前記重畳波形はあらかじめ設定された関数で示される請求項１又は２に記載のソレノイド駆動装置。
【請求項４】
前記重畳波形は正弦波である請求項１〜３のいずれか１項に記載のソレノイド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ソレノイド駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動変速機においては、エンジンによって発生させられた回転をトルクコンバータを介して変速装置に伝達し、該変速装置において変速して、駆動輪に伝達するようになっている。そして、前記変速装置には、複数の歯車要素から成るギヤユニットが配設され、各歯車要素をクラッチ、ブレーキ等の摩擦係合要素によって選択的に係脱することにより、複数の変速段が達成される。
【０００３】
そのために、各摩擦係合要素に対応させて油圧サーボが配設され、該油圧サーボに油圧が選択的に供給される。また、所定の摩擦係合要素については、油圧サーボに制御油圧が供給され、係脱のタイミングを調整したり、半係合状態を形成したりすることができるようになっている。
前記制御油圧はリニアソレノイドバルブによって発生させられ、該リニアソレノイドバルブにおいては、リニアソレノイドのコイルに供給される電流を制御することによって、電流に比例した制御油圧が発生させられるようになっている。
【０００４】
図２は従来のソレノイド駆動装置の要部概略図である。
図において、１１は制御部、１２は制御装置（ＣＰＵ）、１３はフィルタ、Ｔｒはパワートランジスタ、ＬＳはリニアソレノイドのコイル、Ｒ１は検出抵抗である。
前記パワートランジスタＴｒにおいては、コレクタが図示しない電源に、ベースが制御装置１２に、エミッタがコイルＬＳに接続され、前記制御装置１２からパワートランジスタＴｒのベースにＰＷＭ（パルス幅変調）制御信号ＳＧ１を入力すると、該ＰＷＭ制御信号ＳＧ１の各パルスがハイレベルである間だけパワートランジスタＴｒがオンになり、前記電源からコイルＬＳに電流ｉが供給される。なお、通常は前記電源としてバッテリが使用される。
【０００５】
ところで、前記ＰＷＭ制御信号ＳＧ１によってパワートランジスタＴｒがオン・オフされると、コイルＬＳが有するＬ成分によって、ＰＷＭ制御信号ＳＧ１の周期と等しい周期のノコギリ波が前記電流ｉに発生させられる。そして、前記ＰＷＭ制御信号ＳＧ１のパルス幅が長い場合は、電流ｉの値が大きくなり、パスル幅が短い場合は、電流ｉの値が小さくなる。
【０００６】
この場合、該電流ｉにノコギリ波が発生させられるので、リニアソレノイドバルブは、図示しないプランジャ等に磁気ヒステリシスが発生するのを防止することができる。したがって、前記リニアソレノイドバルブは、磁気ヒステリシスの影響を受けることなく、電流ｉに比例した制御油圧を発生させ、所定の油圧サーボに供給することができる。
【０００７】
また、前記電流ｉは制御装置１２によってフィードバック制御される。そのために、前記コイルＬＳを流れる電流ｉが検出され、フィードバック電流ｉＦ  として制御装置１２に送られる。そして、該制御装置１２内の図示しないフィードバック制御手段は、指令値とフィードバック電流ｉＦ  との偏差に制御ゲインを掛け、ＰＷＭ制御信号ＳＧ１を出力する。
【０００８】
また、前記コイルＬＳを流れる電流ｉを検出するために、コイルＬＳとグラウンドＧＮＤとの間に検出抵抗Ｒ１が配設され、該検出抵抗Ｒ１の端子間の電圧がフィルタ１３を介して制御装置１２に入力されるようになっている。この場合、前記フィルタ１３において、検出抵抗Ｒ１の端子間の電圧からノコギリ波成分が除去される。そして、該ノコギリ波成分が除去された端子間の電圧は、制御装置１２内においてフィードバック電流ｉＦ  に変換される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来のソレノイド駆動装置においては、前記検出抵抗Ｒ１の端子間の電圧がフィルタ１３を介して制御装置１２に入力されるようになっているので、その分だけフィードバック電流ｉＦ  に遅れが生じ、応答性が低下してしまう。
【００１０】
その結果、リニアソレノイドバルブを良好に作動させることができない。
また、電源としてバッテリを使用した場合、バッテリ電圧が負荷、使用時間等によって変化するので、前記ノコギリ波の振幅がバッテリ電圧の変化に伴って変動してしまう。したがって、コイルＬＳを流れる電流ｉが不安定になってしまう。
【００１１】
本発明は、前記従来のソレノイド駆動装置の問題点を解決して、応答性を向上させることができ、コイルを流れる電流を安定化することができるソレノイド駆動装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
そのために、本発明のソレノイド駆動装置においては、コイルと、ＰＷＭ制御信号を受けて前記コイルを流れる電流を制御する電流制御手段と、制御装置とを有する。
そして、該制御装置は、前記コイルを流れる電流を検出する電流検出手段、デューティ信号を発生させる信号発生手段、及び該信号発生手段によって発生させられたデューティ信号に基づいて前記ＰＷＭ制御信号を発生させるパルス幅変調器を備える。
【００１３】
また、前記信号発生手段は、ディジタルのデータに基づいて重畳波形を発生させ、該重畳波形を前記コイルに供給しようとする電流の指令値に乗せることによって指令値信号を発生させ、該指令値信号、及び前記電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記デューティ信号を発生させる。
【００１４】
本発明の他のソレノイド駆動装置においては、さらに、前記信号発生手段は、指令値信号発生手段及びフィードバック制御手段を備える。
そして、前記指令値信号発生手段は前記指令値信号を発生させる。また、前記フィードバック制御手段は、前記電流検出手段によって検出された電流をフィードバック電流とし、該フィードバック電流、指令値信号及び制御ゲインに基づいて前記デューティ信号を発生させる。
【００１５】
【作用及び発明の効果】
本発明によれば、前記のようにソレノイド駆動装置においては、コイルと、ＰＷＭ制御信号を受けて前記コイルを流れる電流を制御する電流制御手段と、制御装置とを有する。
【００１６】
そして、該制御装置は、前記コイルを流れる電流を検出する電流検出手段、デューティ信号を発生させる信号発生手段、及び該信号発生手段によって発生させられたデューティ信号に基づいて前記ＰＷＭ制御信号を発生させるパルス幅変調器を備える。
また、前記信号発生手段は、ディジタルのデータに基づいて重畳波形を発生させ、該重畳波形を前記コイルに供給しようとする電流の指令値に乗せることによって指令値信号を発生させ、該指令値信号、及び前記電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記デューティ信号を発生させる。
【００１７】
この場合、コイルを流れる電流は、電流検出手段によって検出され、前記信号発生手段に送られる。そして、該信号発生手段は、ディジタルのデータに基づいて重畳波形を発生させ、該重畳波形を前記コイルに供給しようとする電流の指令値に乗せることによって指令値信号を発生させ、該指令値信号、及び前記電流検出手段によって検出された電流に基づいて前記デューティ信号を発生させ、パルス幅変調器に送る。
【００１８】
前記電流に発生させられたノコギリ波の振幅は極めて小さいので、電源としてバッテリを使用した場合、バッテリ電圧が変化しても、前記ノコギリ波の振幅の変動は無視することができる程度であり、コイルを流れる電流が不安定になることはない。
また、重畳波形の振幅及び周波数を最適な値に設定することができるので、磁気ヒステリシスによる影響を一定に、かつ、最小にすることができる。
【００１９】
本発明の他のソレノイド駆動装置においては、さらに、前記信号発生手段は、指令値信号発生手段及びフィードバック制御手段を備える。
そして、前記指令値信号発生手段は前記指令値信号を発生させる。また、前記フィードバック制御手段は、前記電流検出手段によって検出された電流をフィードバック電流とし、該フィードバック電流、指令値信号及び制御ゲインに基づいて前記デューティ信号を発生させる。
【００２０】
この場合、電流に発生させられたノコギリ波は周期が極めて短いので、フィードバック電流の波形にほとんど現れない。したがって、フィルタをかけることなく、フィードバック電流を発生させても、指令値とフィードバック電流との偏差を容易に計算することができる。
その結果、フィルタを使用する必要がないので、フィードバック電流に遅れが生じることがなく、応答性を向上させることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施例におけるソレノイド駆動装置の要部概略図、図３は本発明の実施例におけるフィードバック制御手段の概略図、図４は本発明の実施例における重畳波形の波形図、図５は本発明の実施例におけるＰＷＭ制御信号の波形図、図６は本発明の実施例における電流波形、図７は本発明の実施例における指令値波形と電流波形との関係図である。
【００２２】
図において、２１は自動変速機の全体を統括する制御部、２２はリニアソレノイドを駆動するための制御装置（ＣＰＵ）、Ｔｒは該制御装置２２からＰＷＭ制御信号ＳＧ１を受けてオン・オフする電流制御手段としてのパワートランジスタ、ＬＳはリニアソレノイドのコイル、Ｒ１は検出抵抗である。なお、前記リニアソレノイドを駆動することによって、リニアソレノイドバルブにおいて制御油圧を発生させることができるようになっている。
【００２３】
前記パワートランジスタＴｒにおいて、コレクタは図示しない電源に、ベースは、制御装置２２内に配設されたパルス幅変調器（ＰＷＭ）３４に、エミッタはコイルＬＳに接続され、前記制御装置２２がパワートランジスタＴｒのベースに対してＰＷＭ制御信号ＳＧ１を出力すると、該ＰＷＭ制御信号ＳＧ１の各パルスがハイレベルである間だけパワートランジスタＴｒがオンになり、前記電源からコイルＬＳに電流ｉが供給される。なお、前記電源から＋Ｂ〔Ｖ〕の電圧が制御部２１に印加される。
【００２４】
この場合、リニアソレノイドバルブの図示しないプランジャ等に磁気ヒステリシスが発生するのを防止するために、電流ｉに、ヒステリシス吸収用波形が乗せられる。
そのために、制御装置２２内に指令値信号発生手段３１が配設され、該指令値信号発生手段３１は、コイルＬＳに供給しようとする電流ｉの指令値ｉＳ  に、あらかじめ設定された関数で示される重畳波形ｗ、例えば、正弦波を乗せることによって指令値信号ｅを発生させ、該指令値信号ｅをフィードバック制御手段３３に対して出力する。なお、前記重畳波形ｗは、正の値と負の値とを交互に採る波形とする。また、指令値信号発生手段３１及びフィードバック制御手段３３によって信号発生手段が構成される。
【００２５】
この場合、制御装置２２としては、高速ＣＰＵが使用され、前記重畳波形ｗは、制御装置２２内のソフトウェアによって発生させられたディジタルのデータから成り、図４に示すように、例えば、２００〔μｓ〕ごとに発生させられる。
したがって、重畳波形ｗの振幅及び周波数を最適な値に設定し、磁気ヒステリシスによる影響を一定で、かつ、最小にすることができる。
【００２６】
そして、フィードバック制御手段３３においては、後述するように、前記指令値信号発生手段３１から送られた指令値信号ｅ、及び電流検出手段３５から送られたフィードバック電流ｉＦ  に基づいてデューティ信号ｄが発生させられ、該デューティ信号ｄをパルス幅変調器３４に対して出力する。
該パルス幅変調器３４においては、フィードバック制御手段３３から送られたデューティ信号ｄに基づいて、図５に示すようなＰＷＭ制御信号ＳＧ１が発生させられ、該ＰＷＭ制御信号ＳＧ１をパワートランジスタＴｒに対して出力する。この場合、各パルスは３０〔μｓ〕の周期で発生させられ、前記デューティ信号ｄに対応させてパルス幅が変化させられる。
【００２７】
そのために、パルス幅変調器３４としては、２０〜３０〔ｋＨｚ〕の周波数で処理を行うことが可能なものが使用される。なお、パルス幅変調器３４の周波数はパワートランジスタＴｒが破損することがないような値に設定される。
そして、前記パワートランジスタＴｒは、前記ＰＷＭ制御信号ＳＧ１が入力されると、該ＰＷＭ制御信号ＳＧ１の各パルスがハイレベルである間だけオンになる。その結果、前記電源からコイルＬＳに、図６に示すような電流ｉが供給される。該電流ｉは、ＰＷＭ制御信号ＳＧ１の周期と等しい周期の極めて微細なノコギリ波Ｊを形成し、ＰＷＭ制御信号ＳＧ１の各パルス幅に比例して値が変化する。すなわち、パルス幅が長いと、コイルＬＳを流れる電流ｉはその分大きくなり、パルス幅が短いと、コイルＬＳを流れる電流ｉはその分小さくなる。
【００２８】
このとき、前記リニアソレノイドバルブにおいて、電流ｉに比例した制御油圧が発生させられ、所定の油圧サーボに供給される。
この場合、ＰＷＭ制御信号ＳＧ１の周期は極めて短いので、ノコギリ波Ｊの振幅も極めて短い。したがって、電源としてバッテリを使用した場合、バッテリ電圧が変化しても、前記ノコギリ波Ｊの振幅の変動は無視することができる程度であり、コイルＬＳを流れる電流ｉが不安定になることはない。
【００２９】
さらに、コイルＬＳの抵抗値が温度によって変化すると、前記ノコギリ波Ｊの振幅に変動が生じるが、これも無視することができる程度であり、コイルＬＳを流れる電流ｉが不安定になることはない。
ところで、該電流ｉは制御装置２２内の前記フィードバック制御手段３３によってフィードバック制御される。そのために、前記コイルＬＳを流れる電流ｉが電流検出手段３５によって検出され、フィードバック電流ｉＦ  としてフィードバック制御手段３３に送られる。この場合、電流検出手段３５は、コイルＬＳとグラウンドＧＮＤとの間に配設された検出抵抗Ｒ１の端子間の電圧を検出し、該電圧を電流に変換してフィードバック電流ｉＦ  を発生させるようになっている。
【００３０】
さらに、前記フィードバック制御手段３３は減算器５１及び制御要素５２から成り、指令値ｉＳ  とフィードバック電流ｉＦ  との偏差Δｉに制御ゲインを掛け、デューティ信号ｄを発生させる。この場合、電流ｉに発生させられたノコギリ波Ｊの周期は極めて短いので、図７に示すように、フィードバック電流ｉＦ  の波形にノコギリ波Ｊはほとんど現れない。したがって、フィルタをかけることなく、フィードバック電流ｉＦ  を発生させても、指令値ｉＳ  とフィードバック電流ｉＦ  との偏差Δｉを容易に計算することができる。
【００３１】
その結果、フィルタを使用する必要がないので、フィードバック電流ｉＦ  に遅れが生じることがなく、応答性を向上させることができる。
なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるソレノイド駆動装置の要部概略図である。
【図２】従来のソレノイド駆動装置の要部概略図である。
【図３】本発明の実施例におけるフィードバック制御手段の概略図である。
【図４】本発明の実施例における重畳波形の波形図である。
【図５】本発明の実施例におけるＰＷＭ制御信号の波形図である。
【図６】本発明の実施例における電流波形である。
【図７】本発明の実施例における指令値波形と電流波形との関係図である。
【符号の説明】
２２    制御装置
３１    指令値信号発生手段
３３    フィードバック制御手段
３４    パルス幅変調器
３５    電流検出手段
ＬＳ      コイル
ＳＧ１    ＰＷＭ制御信号
Ｔｒ    パワートランジスタ
ｉＦ      フィードバック電流
ｉＳ      指令値
ｉ    電流
ｄ    デューティ信号
ｗ    重畳波形
ｅ    指令値信号
【図１】
0003627067.tif 000002
【図２】
0003627067.tif 000003
【図３】
0003627067.tif 000004
【図４】
0003627067.tif 000005
【図５】
0003627067.tif 000006
【図６】
0003627067.tif 000007
【図７】
0003627067.tif 000008