(57)【要約】【課題】スイッチング素子のオン・オフ動作によって発生する電気的ノイズおよび発熱を削減し、ノイズ対策や放熱対策を簡略化または不要として、従来よりも小形軽量化および低コスト化を実現したソレノイドの駆動装置を提供する。【解決手段】直流電源部３と、ソレノイドバルブ２１〜２６に流れる通電電流Ｉｓｖを開閉操作するスイッチング素子４と、デューティ比Ｄｔｙを調節しつつスイッチング周波数Ｆｓｗでスイッチング素子４の開閉操作を制御して通電電流Ｉｓｖの実効値を調節するスイッチング制御部５と、を備えたソレノイドの駆動装置１であって、スイッチング制御部５は、油圧操作機構に所定の応答性および所定の制御精度の少なくとも一方が要求される特定時間帯にスイッチング周波数Ｆｓｗを所定の駆動周波数に維持し、特定時間帯以外の通常時間帯にスイッチング周波数Ｆｓｗを所定の駆動周波数よりも低くするスイッチング周波数調節部５６を有する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電圧を出力する直流電源部と、
液圧操作機構に組み込まれたソレノイドと前記直流電源部との間に電気接続されて、前記直流電源部から前記ソレノイドに流れる通電電流を開閉操作するスイッチング素子と、
デューティ比を調節しつつスイッチング周波数を用い前記スイッチング素子の開閉操作を制御して前記通電電流の実効値を可変に調節するスイッチング制御部と、を備えたソレノイドの駆動装置であって、
前記スイッチング制御部は、前記液圧操作機構に所定の応答性および所定の制御精度の少なくとも一方が要求される特定時間帯に前記スイッチング周波数を所定の駆動周波数に維持し、前記特定時間帯以外の通常時間帯に前記スイッチング周波数を前記駆動周波数よりも低い低減周波数に維持するスイッチング周波数調節部を有するソレノイドの駆動装置。
【請求項２】
前記液圧操作機構に組み込まれた複数のソレノイドに対応する複数のスイッチング素子を備え、
前記スイッチング周波数調節部は、前記特定時間帯において、所定の応答性および所定の制御精度の少なくとも一方が要求されるソレノイドに対応する一部のスイッチング素子のスイッチング周波数を前記駆動周波数に維持し、残りのスイッチング素子のスイッチング周波数を前記低減周波数のまま維持する請求項１に記載のソレノイドの駆動装置。
【請求項３】
前記液圧操作機構は、車両用自動変速機の変速制御を行うものであり、
前記特定時間帯は、前記液圧操作機構が前記車両用自動変速機の変速操作を行っている時間帯である請求項１または２に記載のソレノイドの駆動御装置。
【請求項４】
前記液圧操作機構は、エンジンまたはモータに駆動されて液圧を発生する液圧ポンプ、ならびに、前記液圧に駆動されて前記車両用自動変速機の内部で変速比を切り替え操作する液圧操作部を有し、
前記ソレノイドは、前記液圧の調節用、前記液圧ポンプと前記液圧操作部とを連通する液路の開閉用、および前記液路の開度調節用の少なくとも一用途に用いられるソレノイドバルブである請求項３に記載のソレノイドの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液圧操作機構に組み込まれたソレノイドの駆動装置に関する。より詳細には、ソレノイドに流れる通電電流のデューティ比を調節する方式の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラネタリギヤなどの変速ギヤを組み合わせた車両用自動変速機の制御分野で、変速制御用のアクチュエータとして油圧操作機構が多用されている。油圧操作機構は、ソレノイドで操作されるバルブ（ソレノイドバルブ）を用いて、油路の開閉や油圧の調節などを行う。これにより、変速機内部の係合要素が継断操作され、変速段が切り替え操作される。車両用自動変速機の油圧操作機構に組み込まれるソレノイドでは、パルス幅変調方式の駆動方法が一般的になっている。この駆動方法では、通電電流のデューティ比がスイッチング素子により可変に調節される。この種の車両用自動変速機の変速制御および切り替え操作に関する技術例が、特許文献１および特許文献２に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示された自動変速機の制御装置は、駆動力伝達機構の伝達経路を切換える流体式アクチュエータ（液圧操作機構）と、流体式アクチュエータへの圧力流体供給をデューティ制御する電磁手段（ソレノイド）と、デューティ制御用の周波数を変速段に応じて変更するデューティ周波数調節手段と、を備えている。これにより、デューティ制御用の周波数（スイッチング周波数）を駆動系の変速段ごとの固有振動数から外して共振を防止でき、変速ショックを低減する上で好ましい、とされている。
【０００４】
また、特許文献２の請求項１に開示されたリニアソレノイド駆動回路は、リニアソレノイドの電流値をモニタして目標電流値になるようにフィードバック制御し、目標電流値が変化した際に通常時制御動作から過渡時用制御動作に切り換える切換手段を備えている。さらに、特許文献２の請求項２には、前記切換手段が周波数切換手段と、時定数切換手段とを備える態様が開示されている。これにより、目標電流値が変化した際のソレノイド電流の応答性および精度を向上できる、とされている。
【０００５】
なお、車両に搭載される油圧操作機構の用途は、自動変速機の変速制御用に限定されず、油圧ブレーキ装置やクラッチ装置の制御用など多岐にわたっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭６０−１３９９５５号公報
【特許文献２】特開２００６−２３００３８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、パルス幅変調方式の駆動方法では、ソレノイドに流れる通電電流を開閉するスイッチング素子のオン動作およびオフ動作により電気的ノイズが発生する。この電気的ノイズは、近隣の電装部品の動作に影響を及ぼすおそれがある。一般的に、ソレノイドは、動作特性上で好ましいとされる所定の駆動周波数が定められている。そして、油圧操作機構に組み込まれる複数のソレノイドは、スイッチング制御部により共通の駆動周波数でオン・オフ制御される。このため、複数のソレノイドで通電電流のオン・オフ制御のタイミングが一致し、電気的ノイズが重なり合って大きくなるおそれがある。この対策として、従来技術では、コンデンサやコイルなどで構成したノイズ低減回路を主回路や制御回路に追加していた。
【０００８】
また、スイッチング素子のオン・オフ動作時の発熱により素子温度が上昇する。この対策として、従来技術では、スイッチング素子や周辺部品に高耐熱部品を用いたり、放熱構造を付加したりしていた。上記したノイズ対策や発熱対策は、ソレノイドの駆動装置の重厚長大化、およびコストの増加を招いていた。
【０００９】
本発明は、上記背景技術の問題点に鑑みてなされたものであり、スイッチング素子のオン動作およびオフ動作によって発生する電気的ノイズおよび発熱を削減し、ノイズ対策や放熱対策を簡略化または不要として、従来よりも小形軽量化および低コスト化を実現したソレノイドの駆動装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決する請求項１に係るソレノイドの駆動装置の発明は、直流電圧を出力する直流電源部と、液圧操作機構に組み込まれたソレノイドと前記直流電源部との間に電気接続されて、前記直流電源部から前記ソレノイドに流れる通電電流を開閉操作するスイッチング素子と、デューティ比を調節しつつスイッチング周波数を用い前記スイッチング素子の開閉操作を制御して前記通電電流の実効値を可変に調節するスイッチング制御部と、を備えたソレノイドの駆動装置であって、前記スイッチング制御部は、前記液圧操作機構に所定の応答性および所定の制御精度の少なくとも一方が要求される特定時間帯に前記スイッチング周波数を所定の駆動周波数に維持し、前記特定時間帯以外の通常時間帯に前記スイッチング周波数を前記駆動周波数よりも低い低減周波数に維持するスイッチング周波数調節部を有する。
【００１１】
これによれば、スイッチング周波数調節部は、特定時間帯に限ってスイッチング周波数を高い駆動周波数に維持し、通常時間帯にはスイッチング周波数を低減周波数に維持する。したがって、通常時間帯におけるスイッチング素子の電気的ノイズの発生頻度が減少して、その影響が削減される。また、スイッチング素子の発熱の発生頻度が減少するため、単位時間当たりの発熱量が削減され、発熱対策を簡略化または不要にできる。これにより、駆動装置を従来よりも小形軽量化および低コスト化できる。
【００１２】
請求項２に係る発明では、前記液圧操作機構に組み込まれた複数のソレノイドに対応する複数のスイッチング素子を備え、前記スイッチング周波数調節部は、前記特定時間帯において、所定の応答性および所定の制御精度の少なくとも一方が要求されるソレノイドに対応する一部のスイッチング素子のスイッチング周波数を前記駆動周波数に維持し、残りのスイッチング素子のスイッチング周波数を前記低減周波数のまま維持する。
【００１３】
これによれば、スイッチング周波数調節部は、特定時間帯において、複数のスイッチング素子をスイッチング周波数の異なる複数の群に分割して、それぞれの群を別々のタイミングでオン・オフ制御する。これにより、電気的ノイズの重なり合うスイッチング素子の個数が従来よりも少数化され、電気的ノイズのレベルが削減される。したがって、ノイズ対策を簡略化または不要にできる。さらに、請求項１で説明した発熱対策の簡略化にノイズ対策の簡略化が加わるので、駆動装置を小形軽量化および低コスト化する効果が顕著となる。
【００１４】
請求項３に係る発明では、前記液圧操作機構は、車両用自動変速機の変速制御を行うものであり、前記特定時間帯は、前記液圧操作機構が前記車両用自動変速機の変速操作を行っている時間帯である。
【００１５】
これによれば、所定の応答性および所定の制御精度が要求される車両用自動変速機の変速制御の時間帯に、スイッチング周波数調節部はスイッチング周波数を所定の駆動周波数に維持する。したがって、従来と同等の変速制御性能を維持しつつ、ノイズ対策および発熱対策を簡略化して、駆動装置を小形軽量化および低コスト化できる。さらには、液圧操作機構や車両用自動変速機の低コスト化にも寄与できる。
【００１６】
請求項４に係る発明では、前記液圧操作機構は、エンジンまたはモータに駆動されて液圧を発生する液圧ポンプ、ならびに、前記液圧に駆動されて前記車両用自動変速機の内部で変速比を切り替え操作する液圧操作部を有し、前記ソレノイドは、前記液圧の調節用、前記液圧ポンプと前記液圧操作部とを連通する液路の開閉用、および前記液路の開度調節用の少なくとも一用途に用いられるソレノイドバルブである。
【００１７】
これによれば、車両用自動変速機の液圧操作機構に組み込まれたソレノイドバルブの駆動装置を小形軽量化および低コスト化できる。さらには、液圧操作機構や車両用自動変速機の低コスト化にも寄与できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のソレノイドの駆動装置を組み込む車両用自動変速機の構成例を示したスケルトン図である。
【図２】図１に示された車両用自動変速機の作動レンジを一覧表示した作動表の図である。
【図３】油圧操作機構の構成を模式的に示した図である。
【図４】第１実施形態のソレノイドの駆動装置の構成を示した図である。
【図５】スイッチング周波数調節部の機能を説明するフローチャートの図である。
【図６】第１実施形態のソレノイドの駆動装置の作動および作用を説明する図である。
【図７】第２実施形態のソレノイドの駆動装置を組み込んだ車両用油圧ブレーキ装置の系統図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１実施形態のソレノイドの駆動装置１について、図１〜図６を参考にして説明する。まず、第１実施形態のソレノイドの駆動装置１を組み込む車両用自動変速機９、および油圧操作機構８の構成例について説明する。図１は、第１実施形態のソレノイドの駆動装置１を組み込む車両用自動変速機９の構成例を示したスケルトン図である。車両用自動変速機９は、トルクコンバータ９１および遊星歯車変速装置９２により構成されている。図２は、図１に示された車両用自動変速機９の作動レンジを一覧表示した作動表の図である。車両用自動変速機９は、パーキングレンジＰ、リバース変速段Ｒ、ニュートラルレンジＮ、および前進１速段（１ｓｔ）〜前進６速段（６ｔｈ）の合計９作動レンジを切り替え操作できるようになっている。
【００２０】
トルクコンバータ９１の入力側９１１は、図略のエンジンに回転連結されており、エンジンによって回転駆動される。トルクコンバータ９１の出力側９１２は、遊星歯車変速装置９２の入力軸９２１に回転連結されている。遊星歯車変速装置９２は、シングルピニオン型プラネタリギヤＧ１およびダブルピニオン型プラネタリギヤＧ２を主に構成されている。
【００２１】
シングルピニオン型プラネタリギヤＧ１は、サンギヤＳ１、キャリヤＣ１、およびリングギヤＲ１が中心側から外周側へと噛合するように配置されて構成されている。リングギヤＲ１は、入力軸９２１に回転連結されている。キャリヤＣ１は、第１クラッチＣＲ１を介して後述する小径サンギヤＳ３に回転連結される。かつ、キャリヤＣ１は、第３クラッチＣＲ３を介して後述する大径サンギヤＳ２にも回転連結される。サンギヤＳ１は、ケース９９に固定されて反力を受けるようになっている。
【００２２】
ダブルピニオン型プラネタリギヤＧ２は、大径サンギヤＳ２、小径サンギヤＳ３、ピニオンＰ３、ロングピニオンＰ２、キャリヤＣ２、およびリングギヤＲ２が噛合するように配置されて構成されている。ロングピニオンＰ２は、内周側の大径サンギヤＳ２に直接噛合するとともに、内周側の小径サンギヤＳ３にピニオンＰ３を介して噛合している。ロングピニオンＰ２は、さらに、外周側のリングギヤＲ２に噛合している。キャリヤＣ２は、ロングピニオンＰ２およびピニオンＰ３の軸芯を軸長方向から支持して回転する。大径サンギヤＳ２は、第１ブレーキＢＲ１を介してケース９９に連結される。キャリヤＣ２は、第２クラッチＣ２を介して入力軸９２１に回転連結される。かつ、キャリヤＣ２は、第２ブレーキＢＲおよびワンウェイクラッチＦＷ１の並列配置により、ケース９９に連結される。リングギヤＲ２は、出力軸９２２に回転連結されている。
【００２３】
第１〜第３クラッチＣＲ１〜ＣＲ３、第１および第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２、ならびにワンウェイクラッチＦＷ１は、油圧操作機構８により係合操作および解放操作される係合要素である。これらの係合要素は、車両用自動変速機９の内部で変速比を切り替え操作する本発明の液圧操作部に相当する。これらの係合要素の作動状態は、図２の作動表に示されている。図２の作動表における○印は係合状態、×印は解放状態、△印はエンジンブレーキとして機能するときの係合状態をそれぞれ示している。
【００２４】
例えば、前進２速段（２ｎｄ）は、第１クラッチＣＲ１および第１ブレーキＢＲ１を係合状態とし、その他の係合要素を解放状態とすることで達成される。また例えば、前進３速段（３ｒｄ）は、第１クラッチＣＲ１および第３クラッチＣＲ３を係合状態とし、その他の係合要素を解放状態とすることで達成される。したがって、前進２速段（２ｎｄ）から前進３速段（３ｒｄ）への変速操作では、第３クラッチＣＲ３を解放状態から係合状態に係合操作し、第１ブレーキＢＲ１を係合状態から解放状態に解放操作し、その他の係合要素の作動状態を維持することが必要になる。
【００２５】
油圧操作機構８は、上記した係合要素の係合操作および解放操作を受け持つ。図３は、油圧操作機構８の構成を模式的に示した図である。油圧操作機構８は、本発明の液圧操作機構に相当しており、作動液体を作動油に特定したものである。油圧操作機構８は、油圧ポンプ８１、油圧調整用バルブ８２、第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６、および符号略の油路などで構成されている。
【００２６】
油圧ポンプ８１は、係合要素を操作するための油圧を発生する。油圧ポンプ８１は、エンジンに駆動されるメカ式ポンプ、およびモータに駆動される電動式ポンプのいずれであってもよい。油圧ポンプ８１の吐出側は、油圧調整用バルブ８２に連通されている。油圧調整用バルブ８２は、油圧の大きさを調整する。油圧調整用バルブ８２の吐出側は、分岐されて６個の第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６に連通されている。
【００２７】
第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６は、互いに独立して作動し、油路の開閉および油路の開度調節を行う。第１実施形態で、第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６にリニアソレノイドを用いる。これに限定されず、第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６にロータリソレノイドを用いてもよい。第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６の吐出側は、各係合要素すなわち第１〜第３クラッチＣＲ１〜ＣＲ３、第１および第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２、ならびにワンウェイクラッチＦＷ１に一対一で連通されている。各係合要素で不要になった作動油は、図略の戻り油路を経由して油圧ポンプ８１の吸込側に戻される。
【００２８】
第１実施形態のソレノイドの駆動装置１は、図３に示された第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６を駆動する。図４は、第１実施形態のソレノイドの駆動装置１の構成を示した図である。ソレノイドの駆動装置１は、直流電源部３、スイッチング素子４、およびスイッチング制御部５を備える。図４で、第１ソレノイドバルブ２１に関係する部分は、詳細に示されている。第２〜第６ソレノイドバルブ２２〜２６に関係する部分は、第１ソレノイドバルブ２１と同様であるので、省略して示されている。
【００２９】
直流電源部３は、第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６を駆動するための直流電圧Ｖｄｃを出力する。直流電源部３は、第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６に対して、共通に用いられている。直流電源部３には、例えば、車載のバッテリを用いることができる。さらに、直流電圧Ｖｄｃの大きさを安定化するために、図略の定電圧化装置を併用してもよい。
【００３０】
６個のスイッチング素子４は、各ソレノイドバルブ２１〜２６と直流電源部３との間に個別に電気接続されている。スイッチング素子４は、制御信号Ｓｃによって電気的な開閉機能を発揮する半導体素子、例えば、ＦＥＴ素子などを用いることができる。ソレノイドバルブ２１〜２６、直流電源部３、およびスイッチング素子４を接続して主回路が構成されている。各スイッチング素子４の制御端子４３に制御信号Ｓｃが入力されると、主端子４１、４２の間が導通状態になる。これにより、各ソレノイドバルブ２１〜２６に通電電流Ｉｓｖが流れる。また、各スイッチング素子４の制御端子４３に制御信号Ｓｃが入力されなくなると、主端子４１、４２の間が遮断状態になる。これにより、通電電流Ｉｓｖが遮断される。制御信号Ｓｃを生成する制御回路は、スイッチング制御部５に設けられている。
【００３１】
ここで、ソレノイドバルブ２１〜２６は、通電電流Ｉｓｖが流れないときに油路を開く常時開タイプ、および通電電流Ｉｓｖが流れないときに油路を閉じる常時閉タイプのいずれであってもよい。また、第１〜第３クラッチＣＲ１〜ＣＲ３、第１および第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２、ならびにワンウェイクラッチＦＷ１は、油路が閉じて油圧が作用しないときに係合する常時係合タイプ、および油圧が作用しないときに解放する常時解放タイプのいずれであってもよい。
【００３２】
スイッチング制御部５は、パルス幅変調方式の駆動方法を用いて各ソレノイドバルブ２１〜２６を駆動する。換言すると、スイッチング制御部５は、デューティ比Ｄｔｙを調節したスイッチング周波数Ｆｓｗの制御信号Ｓｃを用いてスイッチング素子４の開閉操作を制御する。これにより、スイッチング制御部５は、通電電流Ｉｓｖの実効値を可変に調節する。スイッチング制御部５は、車速入力部５１、アクセル開度入力部５２、車両情報入力部５３、変速処理判定部５４、ソレノイド駆動決定部５５、スイッチング周波数調節部５６、およびソレノイド駆動部５７で構成されている。
【００３３】
車速入力部５１は、車速センサ６１から入力された車速検出信号Ｖｒに工学単位変換などを施して、変速処理判定部５４に受け渡す。アクセル開度入力部５２は、アクセル開度センサ６２から入力されたアクセル開度信号Ａｃに工学単位変換などを施して、変速処理判定部５４に受け渡す。車両情報入力部５３は、その他装置６３から入力されたその他の車両情報Ｉｎｆを変速処理判定部５４に受け渡す。その他の車両情報Ｉｎｆとして、車両用自動変速機９のトルクコンバータ９１の入力側９１１および出力側９１２の各回転数や、選択されている作動レンジを示す情報などを例示できる。また、その他装置６３として、回転数センサやレンジ位置センサなどを例示できる。その他の車両情報Ｉｎｆおよびその他装置６３は、上述に限定されない。
【００３４】
変速処理判定部５４は、車速検出信号Ｖｒ、アクセル開度信号Ａｃ、およびその他の車両情報Ｉｎｆに基づいて変速制御を行うか否かを判定する。変速制御を行う場合、変速処理判定部５４は、さらに、現在の作動レンジに代わる新たな作動レンジを判定する。変速処理判定部５４の判定方法は、特に制約されない。
【００３５】
例えば、レンジ位置センサがパーキングレンジＰ、リバース変速段Ｒ、およびニュートラルレンジＮのいずれかを検出しているとき、変速処理判定部５４は、直ちに作動レンジを判定できる。また例えば、レンジ位置センサがドライブレンジを検出しているとき、変速処理判定部５４は、変速線図を用いて変速制御の要否や新たな前進変速段の判定を行うことができる。変速線図は、横軸を車速とし、縦軸をアクセル開度として、変速条件を図示したものである。変速処理判定部５４は、判定結果Ｒをソレノイド駆動決定部５５およびスイッチング周波数決定部５６に受け渡す。
【００３６】
変速処理判定部５４が変速制御を行うと判定した場合、スイッチング制御部５は全体として通常時間帯Ｔｎｍｌから変速制御時間帯Ｔｃｔｌに切り替わる。変速制御時間帯Ｔｃｔｌで、スイッチング制御部５は、第１〜第３クラッチＣＲ１〜ＣＲ３、第１および第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２、ならびにワンウェイクラッチＦＷ１のうち一部の係合要素の作動状態を変化させる変速制御を行う。このとき、変速操作が迅速かつ円滑に行われるように、油圧操作機構８に所定の応答性および所定の制御精度が要求される。とりわけ、作動状態が変化する係合要素を操作するソレノイドバルブに、所定の応答性および所定の制御精度が要求される。変速制御時間帯Ｔｃｔｌは、本発明の特定時間帯に相当する。変速制御時間帯Ｔｃｔｌは、現在の作動レンジが新たな作動レンジに切り替わるまで継続される。新たな作動レンジが確立して変速制御が完了すると、スイッチング制御部５は全体として通常時間帯Ｔｎｍｌに戻る。
【００３７】
ソレノイド駆動決定部５５は、判定結果Ｒに基づいて、各ソレノイドバルブ２１〜２６を制御する制御信号Ｓｃのデューティ比Ｄｔｙを決定する。判定結果Ｒにより変速制御時間帯Ｔｃｔｌに切り替わっている場合、ソレノイド駆動決定部５５は、変速制御の前後の作動レンジを図２の作動表に照合する。これにより、ソレノイド駆動決定部５５は、作動状態を変化させる係合要素を操作する一部のソレノイドバルブ（以降では「操作ソレノイドバルブ」と略記）を把握できる。ソレノイド駆動決定部５５は、「操作ソレノイドバルブ」に対応するスイッチング素子４を制御する制御信号Ｓｃのデューティ比Ｄｔｙを変更する。これにより、通電電流Ｉｓｖの実効値が変わり、係合要素の作動状態が変わる。例えば、デューティ比Ｄｔｙをゼロから１へ変更することは、常時開タイプのソレノイドバルブを全開状態から全閉状態に変化させることに相当する。
【００３８】
また、ソレノイド駆動決定部５５は、現在の作動状態を維持する係合要素を操作する残りのソレノイドバルブ（以降では「維持ソレノイドバルブ」と略記）を把握できる。ソレノイド駆動決定部５５は、「維持ソレノイドバルブ」に対応するスイッチング素子４を制御する制御信号Ｓｃのデューティ比Ｄｔｙを概ね一定値に保つ。
【００３９】
判定結果Ｒにより通常時間帯Ｔｎｍｌとなっている場合、ソレノイド駆動決定部５５は、全てのソレノイドバルブ２１〜２６を「維持ソレノイドバルブ」として、制御信号Ｓｃのデューティ比Ｄｔｙを概ね一定値に保つ。ここで、デューティ比Ｄｔｙは、ゼロや１に限定されず、各係合要素の現在の作動状態を安定的に維持する適正値とされる。ソレノイド駆動決定部５５は、各ソレノイドバルブ２１〜２６に設定したデューティ比Ｄｔｙをソレノイド駆動部５７に受け渡す。
【００４０】
スイッチング周波数調節部５６は、判定結果Ｒに基づいて、各ソレノイドバルブ２１〜２６のスイッチング素子４を制御する制御信号Ｓｃのスイッチング周波数Ｆｓｗを調節する。図５は、スイッチング周波数調節部５６の機能を説明するフローチャートの図である。図示されるように、スイッチング制御部５が始動した開始直後のステップＳ１で、スイッチング周波数調節部５６は、初期値として暫定的に全てのソレノイドバルブ２１〜２６に関するスイッチング周波数Ｆｓｗを所定の駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に設定する。駆動周波数Ａ（Ｈｚ）は、ソレノイドバルブ２１〜２６の動作特性上で好ましいとされる所定値であり、通常は製品仕様として定められている。
【００４１】
スイッチング周波数調節部５６は、次のステップＳ２で変速制御時間帯Ｔｃｔｌであるか否かを調査し、変速制御時間帯ＴｃｔｌであればステップＳ３に進み、そうでなければステップＳ５に進む。ステップＳ３で、スイッチング周波数調節部５６は、一部の「操作ソレノイドバルブ」に関するスイッチング周波数Ｆｓｗを所定の駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に設定する。次のステップＳ４で、スイッチング周波数調節部５６は、通常時間帯Ｔｎｍｌであるか否かに応じて分岐する。通常時間帯Ｔｎｍｌでないとき、換言すれば変速制御時間帯Ｔｃｔｌである間、スイッチング周波数調節部５６は、ステップＳ４を繰り返す。これにより、「操作ソレノイドバルブ」に関するスイッチング周波数Ｆｓｗは、駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に維持される。
【００４２】
ステップＳ４で通常時間帯Ｔｎｍｌになると、スイッチング周波数調節部５６は、ステップＳ５に進む。ステップＳ５で、スイッチング周波数調節部５６は、全てのソレノイドバルブ２１〜２６に関するスイッチング周波数Ｆｓｗを低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に設定する。低減周波数Ｂ（Ｈｚ）は、駆動周波数Ａ（Ｈｚ）よりも低く、ソレノイドバルブ２１〜２６を安定して駆動できる最低周波数である。ステップＳ５の後、スイッチング周波数調節部５６は、ステップＳ２に戻る。
【００４３】
駆動周波数Ａ（Ｈｚ）として３００（Ｈｚ）を例示でき、低減周波数Ｂ（Ｈｚ）として１００（Ｈｚ）以下を例示できる。これに限定されず、駆動周波数Ａ（Ｈｚ）および低減周波数Ｂ（Ｈｚ）は、ソレノイドバルブの仕様に応じて異なる値を取り得る。変速制御時間帯Ｔｃｔｌにおいて、スイッチング周波数調節部５６は、各ソレノイドバルブ２１〜２６に設定した駆動周波数Ａ（Ｈｚ）と低減周波数Ｂ（Ｈｚ）の２種類の搬送波信号をソレノイド駆動部５７に受け渡す。また、通常時間帯Ｔｎｍｌにおいて、スイッチング周波数調節部５６は、各ソレノイドバルブ２１〜２６に共通な低減周波数Ｂ（Ｈｚ）の搬送波信号をソレノイド駆動部５７に受け渡す。
【００４４】
ソレノイド駆動部５７は、ソレノイド駆動決定部５５から第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６にそれぞれ設定したデューティ比Ｄｔｙを受け取る。さらに、ソレノイド駆動部５７は、スイッチング周波数調節部５６から２種類または１種類の搬送波信号を受け取る。ソレノイド駆動部５７は、各ソレノイドバルブ２１〜２６ごとに搬送波信号にデューティ比Ｄｔｙのパルス幅変調を施して、制御信号Ｓｃをそれぞれ生成する。各制御信号Ｓｃは、第１〜第６ソレノイドバルブ２１〜２６に対応した各スイッチング素子４の制御端子４３に出力される。
【００４５】
次に、上述のように構成された第１実施形態のソレノイドの駆動装置１の作動および作用について例示説明する。図６は、第１実施形態のソレノイドの駆動装置１の作動および作用を説明する図である。図６には、車両用自動変速機９の前進２速段（２ｎｄ）から前進３速段（３ｒｄ）へ変速制御する場合が例示されている。図６の横軸は、共通の時間ｔを表している。図６の上側から順番に、スイッチング制御部５の時間帯の区分、一部の「操作ソレノイドバルブ」のスイッチング周波数Ｆｓｗ１、変化する係合要素の作動状態、残部の「維持ソレノイドバルブ」のスイッチング周波数Ｆｓｗ２、および維持される係合要素の作動状態が示されている。
【００４６】
前進２速段（２ｎｄ）から前進３速段（３ｒｄ）への変速制御では、第３クラッチＣＲ３に対応する第３ソレノイドバルブ２３、および第１ブレーキＢＲ１に対応する第４ソレノイドバルブ２４が「操作ソレノイドバルブ」に該当している。また、残りの第１、第２、第５、および第６ソレノイドバルブ２１、２２、２５、２６は、「維持ソレノイドバルブ」に該当している。
【００４７】
図６の時刻ｔ１以前の時間帯に、車両は、車両用自動変速機９の前進２速段（２ｎｄ）で走行している。この時間帯に、変速処理判定部５４は、変速制御を不要と判定している。したがって、スイッチング制御部５は通常時間帯Ｔｎｍｌで作動する。また、「操作ソレノイドバルブ」のスイッチング周波数Ｆｓｗ１、および「維持ソレノイドバルブ」のスイッチング周波数Ｆｓｗ２は、全て低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に維持されている。第１〜第３クラッチＣＲ１〜ＣＲ３、第１および第２ブレーキＢＲ１、ＢＲ２、ならびにワンウェイクラッチＦＷ１の各係合要素は、図２の作動表の前進２速段（２ｎｄ）に示される作動状態を維持している。
【００４８】
そして、時刻ｔ１に、変速処理判定部５４は、現在の作動レンジである前進２速段（２ｎｄ）から前進３速段（３ｒｄ）へ変速制御する旨を判定する。すると、まずスイッチング制御部５では、通常時間帯Ｔｎｍｌから変速制御時間帯Ｔｃｔｌへの切り替えが行われる。次いで、スイッチング周波数調節部５６により、「操作ソレノイドバルブ」すなわち第３および第４ソレノイドバルブ２３、２４のスイッチング周波数Ｆｓｗ１が駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に設定されて維持される。なお、スイッチング周波数Ｆｓｗ１は、図６に例示されるように、低減周波数Ｂ（Ｈｚ）から駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に向けて急峻に上昇されて設定されてもよいし、低減周波数Ｂ（Ｈｚ）から駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に向けて徐々に上昇されて設定されてもよい。また、ソレノイド駆動決定部５５により、第３および第４ソレノイドバルブ２３、２４のデューティ比Ｄｔｙが大きく変更される。
【００４９】
これにより、時刻ｔ１からわずかに遅れた時刻ｔ２に、第３クラッチＣＲ３の解放状態から係合状態への係合操作が開始される。ほぼ同時に、第１ブレーキの係合状態から解放状態への解放操作が開始される。この結果、時刻ｔ３に至って、第３クラッチＣＲ３は係合状態となり、第１ブレーキは解放状態となる。そして、時刻ｔ３からわずかに遅れた時刻ｔ４に、前進３速段（３ｒｄ）が確立して変速制御が完了する。すると、スイッチング制御部５では、変速制御時間帯Ｔｃｔｌから通常時間帯Ｔｎｍｌへの切り替えが行われる。次いで、スイッチング周波数調節部５６により、「操作ソレノイドバルブ」すなわち第３および第４ソレノイドバルブ２３、２４のスイッチング周波数Ｆｓｗ１が低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に戻される。なお、スイッチング周波数Ｆｓｗ１は、図６に例示されるように、駆動周波数Ａ（Ｈｚ）から低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に向けて急峻に戻されてもよいし、駆動周波数Ａ（Ｈｚ）から低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に向けて徐々に戻されてもよい。時刻ｔ４以降、車両は、車両用自動変速機９の前進３速段（３ｒｄ）で走行する。
【００５０】
一方、「維持ソレノイドバルブ」すなわち第１、第２、第５、および第６ソレノイドバルブ２１、２２、２５、２６は、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの間も低減周波数Ｂ（Ｈｚ）が維持される。さらに「維持ソレノイドバルブ」は、デューティ比Ｄｔｙも概ね一定値に保たれる。これにより、第１クラッチＣ１は、係合状態が維持される。かつ、第２クラッチＣＲ２、第２ブレーキＢＲ２、およびワンウェイクラッチＦＷ１は、解放状態が維持される。
【００５１】
同様にして、第１実施形態のソレノイドの駆動装置１は、前進５速段（５ｔｈ）から前進４速段（４ｔｈ）への変速制御で、第１クラッチＣＲ１および第３クラッチＣＲの作動状態を変化させる。これを実現するために、スイッチング周波数調節部５６は、変速制御時間帯Ｔｃｔｌに限り、第１クラッチＣＲ１に対応する第１ソレノイドバルブ２１、および第３クラッチＣＲ３に対応する第３ソレノイドバルブ２３のスイッチング周波数Ｆｓｗを駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に設定して維持する。また、スイッチング周波数調節部５６は、変速制御時間帯Ｔｃｔｌであっても、第２、第４〜第６ソレノイドバルブ２２、２４〜２６のスイッチング周波数Ｆｓｗを低減周波数Ｂ（Ｈｚ）のまま維持する。例示説明した以外の変速制御についても同様であり、スイッチング周波数調節部５６は、「操作ソレノイドバルブ」に関するスイッチング素子４のスイッチング周波数Ｆｓｗを調節する。
【００５２】
上述したように、第１実施形態において、通常時間帯Ｔｎｍｌに全てのソレノイドバルブ２１〜２６のスイッチング周波数Ｆｓｗが低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に維持される。そして、変速制御時間帯Ｔｃｔｌに限り、「操作ソレノイドバルブ」のスイッチング周波数Ｆｓｗ１のみが駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に設定されて維持される。これに対して、従来技術のソレノイドの駆動装置では、全てのソレノイドバルブのスイッチング周波数は常に駆動周波数に維持されてパルス幅変調が行われる。
【００５３】
したがって、第１実施形態では、通常時間帯Ｔｎｍｌにおけるスイッチング素子４のオン動作およびオフ動作の発生頻度が従来技術よリも減少する。また、第１実施形態では、変速制御時間帯Ｔｃｔｌにおいて、複数のスイッチング素子４が駆動周波数Ａ（Ｈｚ）と低減周波数Ｂ（Ｈｚ）の二群に分割されて、それぞれの群が別々のタイミングでオン・オフ制御される。つまり、オン動作およびオフ動作のタイミングが一致するスイッチング素子４の個数は、従来技術よりも少数化される。例えば、図６に例示した前進２速段（２ｎｄ）から前進３速段（３ｒｄ）への変速制御で、スイッチング周波数調節部５６は、第３および第４ソレノイドバルブ２３、２４からなる第一群と、残りの第１、第２、第５、および第６ソレノイドバルブ２１、２２、２５、２６からなる第二群とに分割してオン・オフ制御する。
【００５４】
第１実施形態のソレノイドの駆動装置１は、直流電圧Ｖｄｃを出力する直流電源部３と、油圧操作機構８に組み込まれたソレノイドバルブ２１〜２６と直流電源部３との間に電気接続されて、直流電源部３からソレノイド２１〜２６に流れる通電電流Ｉｓｖを開閉操作するスイッチング素子４と、デューティ比Ｄｔｙを調節しつつスイッチング周波数Ｆｓｗを用いスイッチング素子４の開閉操作を制御して通電電流Ｉｓｖの実効値を可変に調節するスイッチング制御部５と、を備え、スイッチング制御部５は、油圧操作機構８に所定の応答性および所定の制御精度の少なくとも一方が要求される変速制御時間帯Ｔｃｔｌに、一部のスイッチング素子４でスイッチング周波数Ｆｓｗを所定の駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に維持し、変速制御時間帯Ｔｃｔｌ以外の通常時間帯Ｔｎｍｌに全部のスイッチング素子４でスイッチング周波数Ｆｓｗを駆動周波数Ａ（Ｈｚ）よりも低い低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に維持するスイッチング周波数調節部５６を有する。
【００５５】
これによれば、スイッチング周波数調節部５６は、変速制御時間帯Ｔｃｔｌに限ってスイッチング周波数Ｆｓｗを高い駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に維持し、通常時間帯Ｔｎｍｌにはスイッチング周波数Ｆｓｗを低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に維持する。したがって、通常時間帯Ｔｎｍｌにおけるスイッチング素子４の電気的ノイズの発生頻度が減少する。これにより、主回路および制御回路で、電気的ノイズの影響が削減される。また、スイッチング素子４の発熱の発生頻度が減少するため、単位時間当たりの発熱量が削減され、主回路での発熱対策を簡略化または不要にできる。これにより、駆動装置１を従来よりも小形軽量化および低コスト化できる。
【００５６】
さらに、第１実施形態のソレノイドの駆動装置１は、油圧操作機構８に組み込まれた６個のリニアソレノイド２１〜２６に対応する６個のスイッチング素子４を備えている。そして、スイッチング周波数調節部５６は、変速制御時間帯Ｔｃｔｌにおいて、所定の応答性および所定の制御精度が要求されるソレノイドバルブ２３、２４に対応する一部のスイッチング素子４のスイッチング周波数Ｆｓｗ１を駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に維持し、残りのスイッチング素子４のスイッチング周波数Ｆｓｗ２を低減周波数Ｂ（Ｈｚ）のまま維持する。
【００５７】
これによれば、スイッチング周波数調節部５６は、変速制御時間帯Ｔｃｔｌにおいて、６個のスイッチング素子４をスイッチング周波数Ｆｓｗの異なる二群に分割して、それぞれの群を別々のタイミングでオン・オフ制御する。これにより、電気的ノイズの重なり合うスイッチング素子４の個数が従来よりも少数化され、電気的ノイズのレベルが削減される。したがって、主回路および制御回路で、ノイズ対策を簡略化または不要にできる。さらに、前述した通常時間帯Ｔｎｍｌでの発熱対策の簡略化に変速制御時間帯Ｔｃｔｌでのノイズ対策の簡略化が加わるので、駆動装置１を小形軽量化および低コスト化する効果が顕著となる。
【００５８】
さらに、第１実施形態のソレノイドの駆動装置１が組み込まれた油圧操作機構８は、車両用自動変速機９の変速制御を行うものであり、特定時間帯に相当する変速制御時間帯Ｔｃｔｌは、油圧操作機構８が車両用自動変速機９の変速操作を行っている時間帯である。
【００５９】
さらに、第１実施形態のソレノイドの駆動装置１が組み込まれた油圧操作機構８は、エンジンまたはモータに駆動されて油圧を発生する油圧ポンプ８１、ならびに、油圧に駆動されて車両用自動変速機８の内部で変速比を切り替え操作する液圧操作部としての係合要素（ＣＲ１〜ＣＲ３、ＢＲ１、ＢＲ２、ＦＷ１）を有し、ソレノイドバルブ２１〜２６は、油圧ポンプ８１と係合要素（ＣＲ１〜ＣＲ３、ＢＲ１、ＢＲ２、ＦＷ１）とを連通する液路の開閉用、および液路の開度調節用に用いられる。
【００６０】
これによれば、所定の応答性および所定の制御精度が要求される車両用自動変速機９の変速制御の時間帯に、スイッチング周波数調節部５６は、一部のスイッチング素子４のスイッチング周波数Ｆｓｗを駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に維持する。したがって、従来と同等の変速制御性能を維持しつつ、ノイズ対策および発熱対策を簡略化して、駆動装置１を小形軽量化および低コスト化できる。さらには、油圧操作機構８や車両用自動変速機９の低コスト化にも寄与できる。
【００６１】
次に、第２実施形態のソレノイドの駆動装置１０について、第１実施形態と異なる点を主に説明する。第２実施形態では、ソレノイドの駆動装置１０を組み込む対象装置が異なる。図７は、第２実施形態のソレノイドの駆動装置１０を組み込んだ車両用油圧ブレーキ装置７の系統図である。車両用油圧ブレーキ装置７は、ブレーキペダル７１の踏み込み操作に応じ、油圧を介して４輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの回転を制動する装置である。車両用油圧ブレーキ装置７は、デュアルマスタシリンダ７２、４個のソレノイドバルブ７３〜７６、２組の液圧制御弁装置７７、７８、および第２実施形態のソレノイドの駆動装置１０などで構成されている。
【００６２】
デュアルマスタシリンダ７２は、ブレーキペダル７１の踏み込み操作量に応じた油圧を前輪用液圧室７２１および後輪用液圧室７２２に発生する。２個の前輪用ソレノイドバルブ７３、７４は、前輪用液圧室７２１と前輪用液圧制御弁装置７７との間を開閉可能に連通する。前輪用液圧制御弁装置７７は、前輪用液圧室７２１の油圧に基づいて、前右輪ＦＲおよび前左輪ＦＬに制動力を付与する。２個の後輪用ソレノイドバルブ７５、７６は、後輪用液圧室７２２と後輪用液圧制御弁装置７８との間を開閉可能に連通する。後輪用液圧制御弁装置７８は、後輪用液圧室７２２の油圧に基づいて、後右輪ＲＲおよび後左輪ＲＬに制動力を付与する。なお、前輪用液圧制御弁装置７７および後輪用液圧制御弁装置７８は、複数の電磁開閉弁、油ポンプ、逆止弁、およびリザーバタンクなどが管路で接続されて構成されている。
【００６３】
ソレノイドの駆動装置１０は、４個のソレノイドバルブ７３〜７６の開閉、および開度の調節を駆動する。ソレノイドの駆動装置１０の構成は、図４に示された第１実施形態の構成と同様である。ただし、入力されるセンサ検出信号および車両情報の一部が異なり、ソレノイドバルブ７３〜７６の個数が異なる。車両用油圧ブレーキ装置７では、制動力を発生する特定時間帯に所定の応答性および所定の制御精度が要求される。ソレノイドの駆動装置１０は、４輪ＦＲ、ＦＬ、ＲＲ、ＲＬの少なくとも一部に制動力を付与する特定時間帯に、４個のソレノイドバルブ７３〜７６の少なくとも一部に関して、スイッチング周波数Ｆｓｗを駆動周波数Ａ（Ｈｚ）に設定してパルス幅変調を行う。これにより、制動力が迅速に、かつ高い制御精度で可変に調整される。ソレノイドの駆動装置１０は、制動力が不要である通常時間帯に、スイッチング周波数Ｆｓｗを低減周波数Ｂ（Ｈｚ）に設定してパルス幅変調を行う。これにより、４個のソレノイドバルブ７３〜７６の一定の作動状態が保たれる。
【００６４】
第２実施形態のソレノイドの駆動装置１０においても、発熱対策やノイズ対策を簡略化または不要にできるので、駆動装置１０を小形軽量化および低コスト化できる。さらには、車両用油圧ブレーキ装置７の低コスト化にも寄与できる。
【００６５】
なお、第１実施形態において、油圧操作機構８の油圧調整用バルブ８２にソレノイドバルブを採用して、ソレノイドの駆動装置１から駆動することもできる。この場合、油圧調整用バルブ８２が作動して油圧を加減調整するときに、所定の応答性および所定の制御精度が要求される。駆動装置１は、油圧調整用バルブ８２が油圧を加減調整するときに、駆動周波数Ａ（Ｈｚ）を用いて駆動する。駆動装置１は、油圧調整用バルブ８２が一定の油圧を維持するときに、低減周波数Ｂ（Ｈｚ）を用いて駆動する。なおまた、本発明のソレノイドの駆動装置を組み込む対象装置は、車両用自動変速機９および車両用油圧ブレーキ装置７のみに限定されない。本発明は、その他にも様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００６６】
１、１０：ソレノイドの駆動装置
２１〜２６：第１〜第６ソレノイドバルブ
３：直流電源部
４：スイッチング素子    ４１、４２：主端子    ４３：制御端子
５：スイッチング制御部    ５１：車速入力部    ５２：アクセル開度入力部
５３：車両情報入力部    ５４：変速処理判定部    ５５：ソレノイド駆動決定部
５６：スイッチング周波数調節部    ５７：およびソレノイド駆動部
７：車両用油圧ブレーキ装置    ７１：デュアルマスタシリンダ
７３〜７６：ソレノイドバルブ
８：油圧操作機構（液圧操作機構）
８１：油圧ポンプ    ８２：油圧調整用バルブ
９：車両用自動変速機    ９１：トルクコンバータ    ９２：遊星歯車変速装置
ＣＲ１〜ＣＲ３：第１〜第３クラッチ（係合要素）
ＢＲ１、ＢＲ２：第１および第２ブレーキ（係合要素）
ＦＷ１：ワンウェイクラッチ（係合要素）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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