(57)【要約】【課題】ソレノイドを駆動することによる電流・電圧の変動を抑え、ソレノイド駆動によるノイズの発生を容易に抑制する。【解決手段】マイコン５のＰＷＭ信号によりオン／オフ制御される複数のスイッチング素子６を用いて変速機制御用の複数のソレノイド２をデューティ制御で駆動し、ソレノイドオン中の過励磁制御とチョッピング制御を行う制御手段１を備えた変速機の制御装置において、前記制御手段は、ソレノイド２を駆動するための複数のスイッチング素子６のそれぞれに供給するＰＷＭ信号７ａ、７ｂ、７ｃの位相を、３６０°をソレノイドの駆動回路数Ｎで分割した均等の位相差（３６０°／Ｎ）だけずらせて各スイッチング素子に供給し、且つ、ソレノイドを駆動する周波数が、人間の可聴周波数の上限に近い、または上限以上の周波数となるように駆動制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイコンのＰＷＭ信号によりオン／オフ制御される複数のスイッチング素子を用いて変速機制御用の複数のソレノイドをデューティ（ＤＵＴＹ）制御で駆動し、ソレノイドオン中の過励磁制御とチョッピング制御を行う制御手段を備えた変速機の制御装置において、前記制御手段は、前記ソレノイドを駆動するための複数のスイッチング素子のそれぞれに供給するＰＷＭ信号の位相を、３６０°をソレノイドの駆動回路数Ｎで分割した均等の位相差（３６０°／Ｎ）だけずらせて各スイッチング素子に供給し、且つ、ソレノイドを駆動する周波数が、人間の可聴周波数の上限に近い、または上限以上の周波数となるように駆動制御するようにしたことを特徴とする変速機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＰＷＭ（パルス幅変調）信号によりオン／オフ制御される複数のスイッチング素子を用いて、車両の変速機制御用の複数のソレノイドをデューティ制御で駆動する変速機の制御装置に関し、特に、システムの電源ハーネスから発生するノイズを抑制しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車における各種負荷は、電源であるバッテリでの駆動となっている。そこで、バッテリの消費電流軽減や、負荷や、半導体素子等の駆動素子（以下、スイッチング素子ともいう。）の発熱を抑える目的で、スイッチング素子の制御には、マイコンのパルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号という。）によるＤＵＴＹ（デュ−ティ）制御方式が一般的に用いられている。又、コストを抑える目的でも必要以上の高機能タイプのマイコンを使用せず、類似機能を実現させるためには、マイコンの出力（ポート）を限定し、使用する傾向がある。（例えば、特許文献１参照。）
その結果、変速機の油圧制御のために複数のソレノイドを使用した従来の変速機制御装置においては、複数のソレノイドを同時に駆動するケースが存在し、自動車内の電源ハーネスには、出力に同期した電流が多く流れることになる。この電流変化が大きいと、この電源や駆動ラインのハーネスから輻射するノイズが大きくなる。
【０００３】
図１は、ＰＷＭ信号１本を同期して複数のソレノイドを駆動制御する従来の変速機制御装置の概略構成図、図２は従来装置における電源ラインの電圧、電流波形の模式図である。
図１において、変速機制御装置は、コントローラ１と、このコントローラ１に接続された変速機制御用の複数のソレノイド２と、ソレノイド２の電源としてのバッテリ３、更に、ソレノイド２にバッテリの電源を供給／遮断する電源用リレー４を備えている。
また、コントローラ１には、マイコン５と、このマイコン５からのＰＷＭ信号によってオン／オフ制御され、導通時にソレノイド２にバッテリ３からの駆動電流を供給する駆動素子（スイッチング素子ともいう。）６が備えられている。なお、８はサージ吸収用の転流ダイオード、９は電源ハーネスである。
このような従来装置において、複数の駆動素子６は、マイコン５からの同一駆動周期のＰＷＭ信号によってオン／オフ制御され、これによって複数のソレノイド２が同期状態で駆動されるようになされている。
その結果、複数のソレノイドが駆動している際のバッテリ３からソレノイド２への電源ラインの電圧、電流波形は、図２の模式図に示すようになり、電流リップルが大きくなるものであった。
電流リップルが大きいと、電源や駆動ラインのハーネスから輻射するノイズが大きくなり、自動車内の限られたスペース内では、近接するラジオやハーネスに、ノイズを重畳させる事となる。  
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１３２８６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のようなＰＷＭ信号で駆動制御されるソレノイドを使用した車両用変速機の制御装置においては、油圧変動抑制や駆動回路のコスト面から、通常、ＰＷＭ信号の周波数は数十Ｈｚ〜数ＫＨｚまでに設定される。これは、人間の可聴周波数（一般的には、２０Ｈｚ〜２０ＫＨｚであるが、音響学的には上限周波数は、年齢と共に低下し、普通では１２〜１５ＫＨｚとも言われている）そのものであるため、ラジオやハーネス及び、スピーカへ直接ノイズとして重畳した場合には、極めて耳障りな雑音として聞こえるという問題がある。
従来の変速機制御装置の場合、上述したように複数のソレノイドがマイコンのＰＷＭポート１本で同一周期で駆動されるため、複数のソレノイドが同期して動作することになり、
電流リップルが大きくなる結果、放射ノイズが大きくなり、これが近接するラジオやスピーカにノイズとして重畳し、耳障りな雑音となるものであった。
【０００６】
ラジオ・スピーカへのノイズ重畳を低減する目的で、電流変化を小さくさせる手法が考えられるが、ソレノイド方式の変速機制御の場合は、油圧制御のためソレノイドの応答性の問題で動作初期に瞬時に大電流を流し、応答性を確保し、その後のチョッピング制御で電流を抑えながら保持制御することが必要となる。この過程全てで電流変化を抑えることが課題となる。
【０００７】
ソレノイドの駆動周波数を人間の可聴周波数以上に上げることは、ソレノイド自体の応答性や、駆動素子のスイッチングロスなど発熱の問題で制約があり容易ではない。
また、チョッパー周波数を可聴周波数以下に下げることは、油圧変動の点からも困難である。
【０００８】
この発明は、上記のような従来装置の問題点を解消するためになされたもので、複数組のソレノイド（例えば、３組）を駆動するためのＰＷＭ信号の周波数を数ＫＨｚ（例えば、4ＫＨｚ）に設定し、各組の位相を互いにずらすことにより、ソレノイド駆動による各組各位相間での変化点において電圧・電流変化を小さくする。また、見かけ上のソレノイド駆動周波数を可聴周波数以上（例えば、１２ＫＨｚ）とすることで、ノイズの発生を抑制し、ラジオやスピーカへの雑音として聞こえることを防止するようにした変速機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】
【０００９】
この発明に係わる変速機制御装置は、マイコンのＰＷＭ信号によりオン／オフ制御される複数のスイッチング素子を用いて変速機制御用の複数のソレノイドをデューティ（ＤＵＴＹ）制御で駆動し、ソレノイドオン中の過励磁制御とチョッピング制御を行う制御手段を備えた変速機の制御装置において、前記制御手段は、前記ソレノイドを駆動するための複数のスイッチング素子のそれぞれに供給するＰＷＭ制御信号の位相を、３６０°をソレノイドの駆動回路数Ｎで分割した均等の位相差（３６０°／Ｎ）だけずらせて各スイッチング素子に供給し、且つ、ソレノイドを駆動する周波数が、人間の可聴周波数の上限に近い、または上限以上の周波数となるように駆動制御するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の変速機制御装置によれば、ソレノイドを駆動することによる電流・電圧の変動を抑え、ソレノイド駆動によるノイズの発生を容易に抑制する。その結果、車載ラジオのスピーカ及び、配線等へのノイズ伝播を抑えることが可能である。
【００１１】
また、スイッチング素子をオン／オフ制御するＰＷＭ信号の周波数を上昇させても発熱上問題ない場合には、更にノイズ発生周波数を上昇させて、人間の可聴範囲の上限（２０ＫＨｚ）近傍へ移行させる事ができ、万一放射ノイズがラジオやスピーカに重畳した場合でも、ノイズを聴きとりにくくさせる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、図３、図４を参照しながら、この発明の実施の形態１の変速機制御装置について説明する。
図３は、この発明の実施の形態１である変速機制御装置の回路構成を示す概略構成図、図４は、実施の形態１の装置においてソレノイドを駆動している際の電源ラインの電圧、電流波形の一例を示す模式図である。なお、図中、図１との同一符号は、同一または相当部分を示す。
図３において、変速機制御装置は、コントローラ１と、コントローラ１に接続された変速機制御用の複数のソレノイド２と、ソレノイド２の駆動電源としてのバッテリ３、およびソレノイド２にバッテリ３の電源を供給／遮断する電源用リレー４を備えている。
コントローラ１には、複数のスイッチング素子６をオン／オフ制御するための後述するようなＰＷＭ信号を出力するマイコン５と、このマイコン５からのＰＷＭ信号によってオン／オフ制御され、導通時にソレノイド２にバッテリ３からの駆動電流を供給する半導体素子などによって構成されるスイッチング素子（ソレノイド駆動素子）６が備えられている。
図示しない変速機は、このスイッチング素子６によって駆動制御される複数のソレノイド２で油圧制御されることになる。
スイッチング素子６には、ソレノイド駆動時に発生するサージを吸収させる目的で、電源に転流ダイオード８を接続し、電流の転流回路を設けている。
９は電源ハーネスである。
【００１３】
次に、マイコン５からスイッチング素子６に入力されるＰＷＭ信号について説明する。
上述のように、図１の従来の制御システムにおいては、マイコン５は、複数のソレノイド駆動素子６に対して、同一駆動周期のクロック信号として１本のＰＷＭ信号７を出力しており、このために複数のソレノイド２の駆動が同期していたため、電流リップルが大きくなり、電源ハーネス９からのノイズ輻射が大きくなるものであった。
これに対し、この発明の実施の形態１においては、マイコン５から複数のスイッチング素子６に供給されるＰＷＭ信号の位相を、マイコン５側でそれぞれ位相をずらし、位相のずれたＰＷＭ信号７ａ、７ｂ、７ｃとしてソレノイド駆動素子であるスイッチング素子６に入力する。
この時、各ＰＷＭ信号の位相をずらす角度は、角度３６０°を、変速機を制御し得るソレノイドの本数Ｎで分割した均等の位相差、すなわち、３６０°／Ｎだけずらすものとする。
すなわち、例えばＮが３本の場合には、位相差は３６０°／３＝１２０°であり、互いに１２０°の位相差を有するＰＷＭ信号Ａ、ＰＷＭ信号Ｂ、ＰＷＭ信号Ｃをそれぞれのスイッチング素子６に入力する。
また、複数のソレノイド（例えば３組）を駆動するためのＰＷＭ信号の周波数を数ＫＨｚ
（例えば４ＫＨｚ）に設定する。
【００１４】
このように各ＰＷＭ信号の位相差および周波数を設定することにより、図４の模式図に示すように、ソレノイド駆動による各組各位相間での変化点において、電圧・電流の変化を小さくすることができ、ノイズ放射を少なくすることができる。
また、各ＰＷＭ信号の位相をずらした結果、電源供給源のハーネスには、見かけ上ＰＷＭ駆動周期×分割数の周波数（例えば、４ＫＨｚ×３＝１２ＫＨｚ）の電流が流れ、電源ラインの駆動周波数が増加し、人間の可聴周波数の上限へとシフトさせることができる。
【００１５】
また、スイッチング素子（ソレノイド駆動素子）６の発熱が問題でない（放熱処理を施している）場合は、マイコンからスイッチング素子へのＰＷＭ信号の出力は可能な限り、高周波へ移行させるのが望ましい。
ＰＷＭ信号の周波数を高周波側へ移行し、位相をずらすことによって、更に、電源ラインの見かけ上の周波数を増加させることができ、放射ノイズが万一ラジオやスピーカに重畳した場合でも、可聴周波数上限に近い又は、それ以上となり、人間では聞き取れなくなる。また、見かけ上の周波数が高周波となれば、指向性が強く（直進性が強く）、車室内ではラジオノイズとして聞き取れない領域が増え、更なるラジオノイズ抑制効果を得られる。
【００１６】
通常、この種の変速機制御装置に備えられるソレノイドは６本程度であるが、これらはそれぞれ独立して駆動されるように構成される場合と、数本ずつのグループに分けられ、各グル−プに対応した共通の駆動回路にて駆動されるように構成される場合とがある。
後者の場合は、例えば、６本のソレノイドを２本ずつの３グループに分け、各グループに対応して、３つの駆動回路を備える構成とされる。このような構成の場合には、該３つの駆動回路で各グループ毎に（すなわち、２本のソレノイドを同時に）駆動する。この場合は、ＰＷＭ信号の位相は、各ソレノイド毎にずらすのではなく、各グループ毎にずらすことにより、ソレノイドをそれぞれ独立して駆動されるような構成と同様に作用する。
なお、複数のソレノイドを数本ずつのグループに分ける場合には、変速機の制御を行う上で、同時駆動しないソレノイド同士を同グループとすることによって、ソレノイドが同時にオン、オフされることがなく、駆動による電圧・電流の変動を小さくできる。
また、位相をずらす際に、そのずらす角度を均等にずらすことによって、駆動による電圧・電流の変動を最も小さくすることができ、電流によって放射されるノイズを最も小さくすることができるため、１周期（３６０度）をソレノイド数（グループ毎にずらす場合は、グループ数）で除して、位相をずらす角度を決定する。
【００１７】
以上のように、この発明の実施の形態１の変速機制御装置によれば、ソレノイドを駆動することによる電流・電圧の変動を抑え、ソレノイド駆動によるノイズの発生を容易に抑制し、その結果、車載ラジオのスピーカおよび、配電線へのノイズ伝播を抑えることができる。
また、ソレノイド駆動周波数が人間の可聴範囲の上限近傍へ移行するので、万一放射ノイズがラジオやスピーカに重畳した場合でも、ノイズを聴き取りにくくさせる効果がある。
【００１８】
さらに又、スイッチング素子（ソレノイド駆動素子）の制御周波数を変化させないため、スイッチング素子自体の発熱も抑えることができる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
この発明は、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御方式によって車両の変速機制御用の複数のソレノイドをデューティ制御で駆動する変速機の制御装置に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】ＰＷＭ制御方式で複数のソレノイドを駆動制御する従来の変速機制御装置の概略構成図である。
【図２】従来装置における電源ラインの電圧、電流波形の一例を示す模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１の変速機制御装置の概略構成図である。
【図４】実施の形態１のソレノイドを駆動している際の電源ラインの電圧、電流波形の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  コントローラ  ２  ソレノイド  ３  バッテリ  ４  電源用リレー
５  マイコン（マイクロプロセッサ）
６  スイッチング素子（ソレノイド駆動素子）
７  ＰＷＭ信号  ７ａ  ＰＷＭ信号Ａ  ７ｂ  ＰＷＭ信号Ｂ  ７ｃ  ＰＷＭ信号Ｃ
８  転流ダイオード 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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