(57)【要約】      （修正有）【課題】リニアソレノイドの油圧振動の検出性能を向上させる技術を提供する。【解決手段】通電量に応じて弁体の位置が変位し、変位に応じて流体の圧力を制御するリニアソレノイド９０を制御する制御装置を提供する。本制御装置は、予め設定されているキャリア周波数のパルス幅変調方式においてデューティ比を調整することによって通電量を操作する電流操作部と、キャリア周波数よりも高い周波数で通電量を計測する通電量計測部と、リニアソレノイド９０の電流挙動を模擬する規範モデル９０ｒを有し、デューティ比の入力に応じて規範モデル９０ｒから出力される模擬通電量と、通電量計測部で計測される計測通電量とを比較し、模擬通電量と計測通電量の差である通電量差に基づいて振動を検出する油圧振動検出部とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2012041967.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電量に応じて弁体の位置を変位させ、前記変位に応じて流体の圧力を制御するリニアソレノイドを制御する制御装置であって、
予め設定されているディザ周期のパルス幅変調方式においてデューティ比を調整することによって前記通電量を操作する通電量操作部と、
前記ディザ周期よりも短い周期で前記通電量を計測する通電量計測部と、
前記リニアソレノイドの電気的な特性を模擬する規範モデルを有し、前記デューティ比の入力に応じて前記規範モデルから出力される模擬通電量と、前記通電量計測部で計測される計測通電量とを比較し、前記模擬通電量と前記計測通電量の差である通電量差に基づいて振動を検出する油圧振動検出部と、
を備えることを特徴とするリニアソレノイド制御装置。
【請求項２】
前記油圧振動検出部は、前記ディザ周期毎に前記通電量差の実効値を算出し、前記実効値に対して前記ディザ周期に相当するキャリア周波数よりも低い周波数の遮断周波数で第１の平滑化処理を行うことによって生成された信号が予め設定された時間を超えて閾値を超えた場合に前記振動の検出を決定する請求項１に記載のリニアソレノイド制御装置。
【請求項３】
前記油圧振動検出部は、
前記ディザ周期に相当するキャリア周波数のＮ（Ｎは２以上の整数）倍よりも低い周波数の遮断周波数で前記計測通電量に対して第２の平滑化処理を行うローパスフィルタ回路と、
前記第２の平滑化処理が行われた計測通電量に対して、前記ディザ周期のＮ（Ｎは２以上の整数）分の１のサンプリング周期でＡＤ変換を実行して前記計測通電量を表すデジタル信号である計測信号を生成するＡＤ変換回路と、
前記第２の平滑化処理と同一の遮断周波数で前記模擬通電量に対して第３の平滑化処理を行って模擬信号を生成するソフトフィルタと、
前記計測信号と前記模擬信号とを同期して生成し、前記計測信号と前記模擬信号の差を使用して前記通電量差を生成する差分器と、
を備える請求項１又は２に記載のリニアソレノイド制御装置。
【請求項４】
前記リニアソレノイドは、前記通電量に応じて弁体の位置を変位させるためのコイルと、前記コイルに電力を供給する電源と、を有し、
前記制御装置は、前記電源の電圧と前記コイルの温度の少なくとも一方を観測する観測部を有し、
前記規範モデルは、前記コイルの特性を模擬するインダクタンス要素と抵抗要素とを含み、
前記油圧振動検出部は、前記計測された少なくとも一方の観測値に基づいて前記模擬されているコイルの特性の変化を補償する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のリニアソレノイド制御装置。
【請求項５】
前記油圧振動検出部は、前記ディザ周期に相当するキャリア周波数に相当する周期であるディザ周期で同期して前記模擬通電量と前記計測通電量の各々の移動平均処理を実行し、前記移動平均処理が行われた模擬通電量と前記移動平均処理が行われた計測通電量の差分に基づいて前記規範モデルの出力信号を補正する機能を有している請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリニアソレノイド制御装置。
【請求項６】
通電量に応じて弁体の位置を変位させ、前記変位に応じて流体の圧力を制御するリニアソレノイドを制御する制御装置であって、
予め設定されているディザ周期のパルス幅変調方式においてデューティ比を調整することによって前記通電量を操作する電流操作部と、
前記ディザ周期よりも短い周期で前記通電量を計測する通電量計測部と、
前記計測された通電量の時系列データに対して、前記ディザ周期を移動平均時間とする移動平均処理と、前記ディザ周期に相当するキャリア周波数よりも高い周波数の遮断周波数のハイパスフィルタ処理とを実行し、前記各処理が施されたデータの実効値に基づいて振動を検出する油圧振動検出部と、
を備えることを特徴とするリニアソレノイド制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧を制御するリニアソレノイドの制御装置、特にパルス幅変調方式によってリニアソレノイドを制御する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
オートマチックトランスミッションや可変吸排気バルブの制御といった用途にリニアソレノイドが使用されている。リニアソレノイドは、通電量に応じて弁体の位置を変位させ、その変位に応じて作動油の圧力を制御する装置である。リニアソレノイドは、作動油の圧力を一定に維持するために油圧によるフィードバックである油圧フィードバック構成を備えている。油圧フィードバック構成は、特定の状態（特定の粘性や流量等）で自励振動として油圧振動を発生させるという問題を有していた。このような問題に簡易に対処するために油圧センサを装備することなく、油圧振動に応じてリニアソレノイドに発生する逆起電力を利用して油圧振動を検出する方法も提案されている（特許文献１，２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−３４０１０４号公報
【特許文献２】特開平７−１０３３２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来は、主として車体の振動として体感される５０Ｈｚ以下の低周波の油圧振動を想定したものであったため高い周波数での振動は想定外であった。このため、一般的に２００Ｈｚ〜３００Ｈｚの高い周波数帯のパルス幅変調の周波数帯の信号はフィルタによって除去することが当業者の技術常識となっている（たとえば特許文献１，２）。ところが、本発明者は、人間が振動として検知できない高周波での油圧振動が発生し、その高周波振動がリニアソレノイドの制御性能を低下させるだけでなく、共通する油圧回路に接続されている他のデバイスにも悪影響を生じさせていることを突き止めた。
【０００５】
本発明は、上述の従来の課題を解決するために創作されたものであり、リニアソレノイドの油圧振動の検出性能を向上させる技術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】
【０００６】
以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。
【０００７】
請求項１の発明は、通電量に応じて弁体の位置を変位させ、前記変位に応じて流体の圧力を制御するリニアソレノイドを制御する制御装置であって、予め設定されているディザ周期のパルス幅変調方式においてデューティ比を調整することによって前記通電量を操作する通電量操作部と、前記ディザ周期よりも短い周期で前記通電量を計測する通電量計測部と、前記リニアソレノイドの電気的な特性を模擬する規範モデルを有し、前記デューティ比の入力に応じて前記規範モデルから出力される模擬通電量と、前記通電量計測部で計測される計測通電量とを比較し、前記模擬通電量と前記計測通電量の差である通電量差に基づいて振動を検出する油圧振動検出部と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
上記発明によれば、リニアソレノイドの電気的な特性を模擬する規範モデルの出力値である模擬通電量とリニアソレノイドの計測通電量とを比較し、その差である通電量差に基づいて振動が検出される。こうすれば、理論的に油圧振動が発生しない規範モデルの模擬通電量と計測通電量の相違が油圧振動に起因する電流値として油圧振動の検出に利用できる。ディザ周期とはパルス幅変調の周期である。これにより、仮にパルス幅変調方式のディザ周期に相当する周波数の油圧振動に起因する電流が発生し、その電流がリニアソレノイドを駆動するための電流に重畳している場合であっても電流の振幅の差として振動を検出することができることになる。このように、本発明によれば、パルス幅変調方式の周波数帯を含む高い周波数帯においても油圧振動に起因する電流をパルス幅変調方式による駆動電流から確実に分離して高精度で検出することができる。
【０００９】
従来は、特開平１０−３４０１０４号公報の段落００１５や段落００１６に記載されているように、パルス幅変調方式の周波数帯を含む高い周波数帯における振動は体感不可能な振動なので検出が必要な対象とは考えられていなかった。しかし、本発明者は、パルス幅変調方式のディザ周波数が含まれる高い周波数帯における油圧振動が、油圧制御の制御性の劣化や共通する油圧回路に接続されているデバイスへの悪影響を発生させる可能性を見出した。デバイスへの悪影響としては、たとえば油圧スイッチのチャタリングが本発明者によって確認されている。このように、本発明は、車体振動の問題における低周波振動の抑制を目的とする従来の考え方とは一線を画し、全く新規な課題の発見を前提とするものである。
【００１０】
請求項２の発明では、前記ディザ周期毎に前記通電量差の実効値を算出し、前記実効値に対して前記ディザ周期に相当するキャリア周波数よりも低い周波数の遮断周波数で第１の平滑化処理を行うことによって生成された信号が、予め設定された時間を超えて閾値を超えた場合に前記振動の検出を決定することを特徴とする。
【００１１】
上記発明では、ディザ周期毎に通電量差の実効値、すなわち通電量差の正負の符号が外された直流電力換算の平均電力に相当する値が算出され、キャリア周波数よりも低い周波数に相当する遮断周波数で平滑化処理が行われる。これにより、高い信頼性で油圧振動の発生を検出することができる。
【００１２】
請求項３の発明では、前記油圧振動検出部は、前記ディザ周期に相当するキャリア周波数のＮ（Ｎは２以上の整数）倍よりも低い周波数の遮断周波数で前記計測通電量に対して第２の平滑化処理を行うローパスフィルタ回路と、前記第２の平滑化処理が行われた計測通電量に対して、前記ディザ周期のＮ（Ｎは２以上の整数）分の１のサンプリング周期でＡＤ変換を実行して前記計測通電量を表すデジタル信号である計測信号を生成するＡＤ変換回路と、前記第２の平滑化処理と同一の遮断周波数で前記模擬通電量に対して第３の平滑化処理を行って模擬信号を生成するソフトフィルタと、前記計測信号と前記模擬信号とを同期して生成し、前記計測信号と前記模擬信号の差を使用して前記通電量差を生成する差分器と、を備える。
【００１３】
上記発明では、計測通電量に関しては、キャリア周波数のＮ倍よりも低い周波数の遮断周波数で計測通電量に対して第２の平滑化処理が行われるとともに、ディザ周期のＮ分の１のサンプリング周期でＡＤ変換が実行されるので、エリアシングノイズを効果的に抑制しつつキャリア周波数の信号を抽出することができる。一方、模擬通電量に関しては、計測通電量と同一の遮断周波数で模擬通電量に対して第３の平滑化処理が行われるので、模擬通電量と計測通電量とに対して同等の処理が行われることになる。さらに、ディザ周期のＮ分の１のサンプリング周期でのＡＤ変換は、パルス幅変調のキャリア電流に起因するエリアシングノイズを顕著に抑制することができる。これにより、信号処理に起因するノイズの混入を効果的に抑制しつつキャリア周波数が含まれる高周波数帯の信号を抽出することができる。
【００１４】
請求項４の発明では、前記リニアソレノイドは、前記通電量に応じて弁体の位置を変位させるためのコイルと、前記コイルに電力を供給する電源と、を有し、前記制御装置は、前記電源の電圧と前記コイルの温度の少なくとも一方を観測する観測部を有し、前記規範モデルは、前記コイルの特性を模擬するインダクタンス要素と抵抗要素とを含み、前記油圧振動検出部は、前記計測された少なくとも一方の観測値に基づいて前記模擬されているコイルの特性の変化を補償する。
【００１５】
上記発明では、電源の電圧とコイルの温度の少なくとも一方の観測値に基づいて、規範モデルで模擬されているコイルの特性の変化が補償されるので、環境変化に起因するリニアソレノイドに対する規範モデルの忠実性の低下を抑制することができる。これにより、環境変化に起因する油圧振動の検出性能の劣化を抑制することができる。
【００１６】
請求項５の発明では、前記油圧振動検出部は、前記ディザ周期に相当するキャリア周波数に相当する周期であるディザ周期で同期して前記模擬通電量と前記計測通電量の各々の移動平均処理を実行し、前記移動平均処理が行われた模擬通電量と前記移動平均処理が行われた計測通電量の差分に基づいて前記規範モデルの出力信号を補正する機能を有していることを特徴とする。
【００１７】
上記発明では、それぞれ同期して平均化処理が行われた模擬通電量及び計測通電量の差分に基づいて規範モデルの出力信号が補正されるので、バイアス（たとえばオフセット誤差）としてのモデル誤差を効果的に低減させることができる。これにより、規範モデルの出力値と計測値との間のバイアスを効果的に抑制して検出性能を向上させることができる。
【００１８】
請求項６の発明では、通電量に応じて弁体の位置を変位させ、前記変位に応じて流体の圧力を制御するリニアソレノイドを制御する制御装置であって、予め設定されているディザ周期のパルス幅変調方式においてデューティ比を調整することによって前記通電量を操作する電流操作部と、前記ディザ周期よりも短い周期で前記通電量を計測する通電量計測部と、前記計測された通電量の時系列データに対して、前記ディザ周期を移動平均時間とする移動平均処理と、前記ディザ周期に相当するキャリア周波数よりも高い周波数の遮断周波数のハイパスフィルタ処理とを実行し、前記各処理が施されたデータの実効値に基づいて振動を検出する油圧振動検出部と、を備えることを特徴とすることを特徴とする。
【００１９】
上記発明では、ディザ周期で計測された通電量の時系列データに対してディザ周期を移動平均時間とする移動平均処理が行われるので、リニアソレノイドの駆動電流とその高調波の信号を効果的に抑制することができる。さらに、キャリア周波数よりも高い周波数の遮断周波数のハイパスフィルタ処理によってバイアスとしてのモデル誤差を効果的に低減させることができるので、簡易な構成でキャリア周波数を含む高周波帯における油圧振動を検出することができる。
【００２０】
なお、本発明は、リニアソレノイド制御装置だけでなく、たとえば制御方法や制御機能を具現化するコンピュータプログラム、そのプログラムを格納するプログラム媒体あるいはプログラム製品といった形で具現化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態の油圧振動判定装置１０のブロックダイアグラム。
【図２】第１実施形態のリニアソレノイド９０の構成を示す断面図。
【図３】ノーマリオープンタイプのリニアソレノイド９０を中心とした油圧回路の構成を示す回路図。
【図４】リニアソレノイド９０における油圧フィードバックによる作動油の供給圧力の制御内容を説明するためのグラフ。
【図５】ノーマリクローズドタイプのリニアソレノイド９０ａを中心とした油圧回路の構成を示す回路図。
【図６】リニアソレノイド９０ａの可動部の運動特性を表す運動方程式Ｆ１と油圧振動の共振周波数を算出するための計算式Ｆ２とを示す説明図。
【図７】ソフトＬＰＦ２３が実行する移動平均処理のフィルタ特性。
【図８】第２実施形態の油圧振動判定装置１０ａのブロックダイアグラム。
【図９】油圧振動判定装置１０ａが使用するフィルタの特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明を具現化した各実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、自動車用オートマチックトランスミッションに使用されるリニアソレノイド制御装置について具体化しており、それを図１乃至図９に基づいて説明する。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の油圧振動判定装置１０のブロックダイアグラムである。油圧振動判定装置１０は、リニアソレノイド９０の内部で発生する油圧振動を検出する装置である。油圧振動は、リニアソレノイド９０で発生する逆起電力に起因する電流値の乱れに基づいて検出される。油圧振動判定装置１０は、油圧振動検出部とも呼ばれる。
【００２４】
図２は、第１実施形態のリニアソレノイド制御装置５０とリニアソレノイド９０の内部構成を示す説明図である。リニアソレノイド制御装置５０は、通電量操作部５１と、電流センサ５２とを備え、油圧振動判定装置１０と、電源６０から電力の供給を受けて作動する。通電量操作部５１は、リニアソレノイド９０の電極８４に供給する駆動電流Ｉｄの大きさを操作することによって出力ポート９５の油圧を制御する。駆動電流Ｉｄの大きさは、予め設定されているディザ周期Ｔｄのパルス幅変調方式においてデューティ比を調整することによって操作される。
【００２５】
電流センサ５２は、たとえば図示しないシャント抵抗等を使用して、駆動電流Ｉｄと、駆動電流Ｉｄに重畳されている油圧振動電流Ｉｖの合成電流を計測して電流計測値Ｉｓとして出力するセンサである。電流計測値Ｉｓは、パルス幅変調の周波数であるディザ周波数で周期的に振動するディザ波形を有している。油圧振動電流Ｉｖは、油圧振動に応じてリニアソレノイド９０に発生する逆起電圧に起因して発生する電流である。油圧振動判定装置１０は、駆動電流Ｉｄと油圧振動電流Ｉｖの合成電流の電流計測値である電流計測値Ｉｓに基づいて油圧振動を検出することができる。電流センサ５２は、通電量計測部とも呼ばれる。電流計測値Ｉｓは、計測通電量とも呼ばれる。
【００２６】
図３は、ノーマリオープンタイプのリニアソレノイド９０を中心とした油圧回路の構成を示す回路図である。リニアソレノイド９０は、ノーマリオープンタイプのソレノイドであり、オートマチックトランスミッション（図示省略）が有するクラッチ７１の制御に利用される油圧を供給している。クラッチ７１への油圧の供給は、油圧の急激な変化を緩和するアキュムレータ７２と、絞り７３とを使用して行われている。クラッチ７１への供給油圧は、絞り７４を介した油圧フィードバックによって安定化が図られている。油圧フィードバックの内容については後述する。
【００２７】
リニアソレノイド９０は、図２及び図３に示されるように、スプール９１とスリーブ９２と電機アクチュエータ８０と、を備えている。スプール９１は、スリーブ９２の内部に形成されている孔９９の軸線方向に摺動可能にスリーブ９２に対して装着されている。スプール９１は、孔９９の軸線方向の一方の方向に付勢バネ９３によって付勢されている。
【００２８】
一方、電機アクチュエータ８０は、付勢バネ９３の付勢方向とは反対方向に荷重を印加することができる。この荷重は、電機アクチュエータ８０において、電磁コイル８３が発生させた磁界によってプランジャ８１がシャフト８２を介して押すことによって印加される。荷重の大きさは、電極８４に供給される電流値に比例するものとなる。このように、スプール９１は、電極８４に供給される電流値に比例して発生する電磁気力Ｆｃとの荷重バランスによってスリーブ９２に対する相対的な位置が調整可能に制御される。
【００２９】
スリーブ９２には、油圧の供給を受ける入力ポート９４と、クラッチ７１への油圧を供給する出力ポート９５と、出力ポート９５の油圧を安定化させるためのフィードバックポート９６と、スリーブ９２内で漏洩した微量の作動油を排出するための２つのドレインポート９７，９８と、を備えている。入力ポート９４及びドレインポート９７は、スリーブ９２の外周に渡って形成されている。
【００３０】
スプール９１は、電機アクチュエータ８０によって駆動され、スリーブ９２に形成されている各ポートの連通状態を操作することができる。スプール９１には、付勢バネ９３側からシャフト８２側に向かって、順に第１ランド９１ａと、連通部９１ｂと、第２ランド９１ｃと、凹径部９１ｄと、第３ランド９１ｅと、が形成されている。第１ランド９１ａは、入力ポート９４と出力ポート９５の連通状態を実現するために付勢バネ９３側において油路を密封する凸形状を有している。
【００３１】
第１ランド９１ａには、第１ランド９１ａと軸線を共通にして連通形状を有する連通部９１ｂがシャフト８２の側に接続されている。連通部９１ｂには、連通部９１ｂと軸線を共通にして凸形状を有する第２ランド９１ｃがシャフト８２の側に接続されている。第２ランド９１ｃには、第２ランド９１ｃと軸線を共通にして凹形状の凹径部９１ｄがシャフト８２の側に接続されている。凹径部９１ｄには、凹径部９１ｄと軸線を共通にして凸形状を有する第３ランド９１ｅがシャフト８２の側に接続されている。
【００３２】
凸形状とは、スリーブ９２の内部に形成されている孔９９に嵌合する程度の大きさの直径を有し、孔９９の内部における軸線方向の作動油の流れが殆ど生じない形状を意味している。連通形状は、孔９９の内部形状とスプール９１の外形形状とによって連通状態を形成することができるように孔９９の内径よりも小さな外径を有する形状を意味している。
【００３３】
第３ランド９１ｅは、第２ランド９１ｃよりも小さな外径を有している。この外径差は、油圧フィードバック力Ｆｂを発生させるために設けられたものである。すなわち、フィードバックポート９６に油圧が印加されると、外径差によってスプール９１が付勢バネ９３の方向に油圧フィードバック力Ｆｂが印加されることになる。スプール９１は、油圧フィードバック力Ｆｂと電磁気力Ｆｃの合力（図３参照）の大きさが付勢力Ｆｓの大きさを上回ると、付勢バネ９３の方向に移動し、入力ポート９４と出力ポート９５の連通状態が遮断されることになる。
【００３４】
図４は、リニアソレノイド９０における油圧フィードバックによる作動油の供給圧力の制御内容を説明するためのグラフである。図４（ａ）は、スプール９１に印加される軸線方向の荷重と出力ポート９５の油圧の関係を示すグラフである。スプール９１に印加される荷重は、付勢バネ９３の付勢力Ｆｓと、シャフト８２を介して印加される電磁気力Ｆｃと、油圧フィードバック力Ｆｂと、の合力である。油圧フィードバック力Ｆｂは、出力ポート９５の油圧の上昇に伴って大きくなるので、油圧フィードバック力Ｆｂと電磁気力Ｆｃの和が、付勢力Ｆｓと釣り合う状態で油圧を安定させることができる。なお、付勢力Ｆｓは、出力ポート９５の油圧に応じてスプール９１が移動するので傾斜している。
【００３５】
図４（ａ）に示される例では、電磁気力が発生していないときには、油圧フィードバック力Ｆｂ１は、付勢バネ９３の付勢力Ｆｓと釣り合うことによって出力ポート９５の油圧を圧力Ｐ１で安定させることができる。一方、電磁気力Ｆｃ２が発生しているときには、油圧フィードバック力Ｆｂ２は、電磁気力Ｆｃ２との合力として、付勢バネ９３の付勢力Ｆｓと釣り合うことによって出力ポート９５の油圧を圧力Ｐ２で安定させることができる。
【００３６】
図４（ｂ）は、電機アクチュエータ８０に供給されている電流値と出力ポート９５の油圧の関係を示すグラフである。図４（ｂ）から分るように電機アクチュエータ８０に供給される電流値Ｉの増大に伴って電磁気力Ｆｃ２が大きくなるほど油圧が降下する。一方、外乱で出力ポート９５の油圧が変動すると、たとえば出力ポート９５の油圧が低下すると、油圧フィードバック力Ｆｂが弱まるので、出力ポート９５と入力ポート９４との間の圧力降下量が小さくなるように自動的にスプール９１が付勢バネ９３の付勢方向に移動することになる。このように、油圧フィードバック力Ｆｂは、出力ポート９５の油圧の外乱を減衰させるようにも作動している。
【００３７】
ただし、油圧回路によって油圧フィードバック力Ｆｂを発生させるような油圧フィードバック構成は、作動流体（たとえば作動油）の粘性や流量の状態によっては自励振動である油圧振動を発生させることが当業者に知られている。
【００３８】
一方、ノーマリクローズドタイプのリニアソレノイド９０ａでは、逆に油圧フィードバック力Ｆｂが付勢力Ｆｓと同一の方向に働くことになる。このような構成では、リニアソレノイド９０ａの応答性が改善される一方、自励振動である油圧振動の共振周波数が上昇することになる。
【００３９】
図５は、ノーマリクローズドタイプのリニアソレノイド９０ａを中心とした油圧回路の構成を示す回路図である。リニアソレノイド９０ａでは、第１ランド９１ａａと第２ランド９１ｃａとの間において、入力ポート９４ａと出力ポート９５との間を連通させるための小径部である連通部９１ｂａが形成されている。油圧フィードバック力Ｆｂは、第１ランド９１ａａと第３ランド９１ｅａの外径差によって生じる。油圧フィードバック力Ｆｂは、付勢力Ｆｓと同一の方向であって、入力ポート９４ａと出力ポート９５との間の連通を遮断する方向に働いている。
【００４０】
図６は、リニアソレノイド９０ａの可動部の運動特性を表す運動方程式Ｆ１と、油圧振動の共振周波数を算出するための計算式Ｆ２とを示す説明図である。運動方程式Ｆ１において、ｍは可動部（スプール９１、プランジャ８１、およびシャフト８２）の質量、ｃは粘性抵抗（ダンパ等の減衰を含む）、ｋｓｐはバネ定数、ｋｆ／ｂはフィードバック定数、Ｆｃは電磁気力（コイル吸引力）、ｘはスプール９１の変位、ｄｘ／ｄｔ（図ではドットで表現）はスプール９１の速度、ｄ２ｘ／ｄｔ２（図ではドットで表現）はスプール９１の加速度を意味している。油圧フィードバック力Ｆｂは、フィードバック定数ｋｆ／ｂとスプール９１の変位ｘとの積として算出される。付勢力Ｆｓは、バネ定数ｋｓｐとスプール９１の変位ｘとの積として算出される。
【００４１】
計算式Ｆ２によれば、油圧振動の共振周波数は、フィードバック定数ｋｆ／ｂとバネ定数ｋｓｐの和の平方根に比例する。したがって、フィードバック定数ｋｆ／ｂとバネ定数ｋｓｐの符号が一致、すなわち同一方向に荷重を発生させる場合には、油圧振動の共振周波数が上昇することが分る。こうすれば、簡易に自動車の車体（図示省略）の振動として体感される周波数帯を回避した共振特性とすることができる。
【００４２】
しかしながら、本発明者は、油圧フィードバック力Ｆｂの共振周波数が２００Ｈｚ〜３００Ｈｚの周波数帯に近づく、あるいはその範囲に入ることによって別の問題を生じさせることを見出した。この問題は、パルス幅変調方式におけるパルスの基本周波数に起因して油圧振動が発生し、その振動でリニアソレノイド９０，９０ａの制御性能を低下させるという問題である。本発明者は、さらに、図５に示されるように、油圧スイッチ７５が装備されている場合には、油圧スイッチ７５のチャタリングの原因となって油圧スイッチ７５の応答性を劣化させるという問題も見出した。
【００４３】
第１実施形態の油圧振動判定装置１０は、図１に示されるように、ディザ周波数ｆｄを含む高い周波数帯における油圧振動を高感度で計測するために以下の構成を有している。油圧振動判定装置１０は、電流計測値Ｉｓを処理する実測値処理部２０と、リニアソレノイド９０の規範モデル９０ｒを有し、その規範モデル９０ｒが出力する電流値信号Ｉｇを処理する模擬値処理部３０と、実測値処理部２０及び模擬値処理部３０の各々の出力値を使用して油圧信号を判定する油圧振動検出部４０と、を備えている。電流値信号Ｉｇは、模擬通電量とも呼ばれる。
【００４４】
実測値処理部２０は、リニアソレノイド９０の電流計測値Ｉｓのうちの不要な高周波成分をカットするローパスフィルタとして機能する回路ＬＰＦ２１と、ＡＤ変換を行うＡＤ変換器２２と、を備えている。回路ＬＰＦ２１は、ＡＤ変換器２２によるＡＤ変換においてエリアシングノイズが効果的に抑制されるようにその特性が設定されている。すなわち、標本化定理に基づきサンプリング周波数の２倍以上の周波数成分を効果的にカットするように構成されている。実測値処理部２０は、ＡＤ変換器２２の出力として計測信号を生成する。回路ＬＰＦ２１による処理は、第２の平滑化処理とも呼ばれる。
【００４５】
実測値処理部２０は、さらにディザ周期Ｔｄを移動平均時間とする移動平均処理を実行するソフトＬＰＦ２３を備えている。本移動平均処理は、移動平均時間がディザ周期Ｔｄに設定されているので、図７に示されるように、ディザ周期Ｔｄに相当する周波数とその高調波の信号の通過を効果的に抑制するフィルタとして機能することができる。実測値処理部２０は、ソフトＬＰＦ２３を通過してディザ周期Ｔｄの信号が抑制された補正用計測信号と、ディザ周期Ｔｄの信号を含む計測信号と、を出力する。
【００４６】
模擬値処理部３０は、リニアソレノイド９０の特性を模擬する規範モデル９０ｒと、回路ＬＰＦ２１の処理と同一の内容の処理をソフトウェアとして実行するソフトフィルタ３１と、ソフトＬＰＦ２３と同一の内容の処理を実行するソフトＬＰＦ３３と、を備えている。実測値処理部２０は、ソフトＬＰＦ２３を通過してディザ周期Ｔｄの信号が抑制された補正用模擬信号と、ディザ周期Ｔｄの信号を含む模擬信号と、を出力する。ソフトフィルタ３１による処理は、第３の平滑化処理とも呼ばれる。
【００４７】
規範モデル９０ｒは、リニアソレノイド９０が有する電磁コイル８３のインダクタンス成分と銅損成分（抵抗成分）とを有し、リニアソレノイド９０の特に電気的な特性を模擬するＬＲモデルである。ただし、規範モデル９０ｒは、可動部（スプール９１、プランジャ８１、およびシャフト８２）の自励振動特性等までは模擬していないので、規範モデル９０ｒでは油圧振動が発生しない仮想的な特性を有するモデルとして構成されている。
【００４８】
油圧振動判定装置１０は、計測信号と模擬信号との差として振動成分信号を生成する。計測信号と模擬信号の差は、油圧振動等の規範モデル９０ｒが想定しない挙動に起因する信号の抽出処理としての意味を有することになる。リニアソレノイド９０は、可動部（スプール９１、プランジャ８１、およびシャフト８２）の振動によって電磁コイル８３に逆起電力を発生させる一方、模擬信号は、油圧振動が発生しない理想的なモデルの出力だからである。ただし、規範モデル９０ｒは、リニアソレノイド９０に対して忠実性に関する誤差（モデル誤差）を含んでいるので、定常的な偏差を発生させる可能性がある。
【００４９】
油圧振動判定装置１０は、補正によってモデル誤差が抑制された補正信号を生成する。補正信号は、振動成分信号からバイアス補正用信号を減算することによって生成される。バイアス補正用信号は、規範モデル９０ｒのモデル誤差等に起因する定常的な偏差を減殺するための信号である。バイアス補正用信号は、補正用模擬信号と補正用計測信号の差として生成される。バイアス補正用信号は、ディザ周期Ｔｄの信号が顕著に抑制された補正用模擬信号と補正用計測信号とを使用することによって、ディザ波形の影響を効果的に抑制しつつ定常的な偏差を表す信号として生成することができる。
【００５０】
油圧振動判定装置１０は、油圧振動検出部４０において補正信号に基づいて油圧振動の有無を判定する。油圧振動検出部４０は、補正信号の実効値を演算する実効値演算処理部４１と、算出された実効値に対してローパスフィルタ処理（ＬＰＦ処理）を実行するソフトＬＰＦ４２と、油圧振動の発生状態を判定する油圧振動判定処理部４３と、を備えている。実効値演算処理部４１は、ディザ周期毎に通電量差の実効値、すなわち通電量差の正負の符号が外された直流電力換算の平均電力に相当する値を算出する。ソフトＬＰＦ４２は、キャリア周波数よりも低い周波数に相当する遮断周波数で平滑化処理を行う。ソフトＬＰＦ４２によるＬＰＦ処理は、第１の平滑化処理とも呼ばれる。
【００５１】
油圧振動判定処理部４３は、ＬＰＦ処理が行われた信号を使用し、所定値以上および所定時間以上継続といった判断基準に基づいて油圧振動の有無を判定する。判断基準は、指示デューティ比、電源電圧（たとえばオルタネータの作動状態）、作動油の温度といった環境状態に応じて適切な値を設定することによって、油圧振動の検出精度を高めることができる。これにより、高い信頼性と精度で油圧振動の発生を検出することができる。
【００５２】
このように、第１実施形態の油圧振動判定装置１０は、高い信頼性と精度でパルス幅変調方式の駆動に起因するキャリア周波数の近傍を含む高い周波数帯での油圧振動を検出することができる。これにより、油圧振動に起因するリニアソレノイド９０，９０ａの制御性能の劣化や共通する油圧回路に接続されているデバイスへの悪影響を抑制することができる。第１実施形態は、特に自励振動の周波数が高くなりやすいノーマリクローズドタイプのリニアソレノイド９０ａの油圧振動の検出において顕著な効果を奏することができる。
【００５３】
（第２実施形態）
図８は、第２実施形態の油圧振動判定装置１０ａのブロックダイアグラムである。第２実施形態の油圧振動判定装置１０ａは、規範モデル９０ｒを使用しない点と、移動平均処理を実行するソフトＬＰＦ２３の使用目的が相違する点と、ソフトＨＰＦ２５が装備されている点とで第１実施形態の油圧振動判定装置１０と相違する。これにより、第２実施形態の油圧振動判定装置１０ａでは、規範モデル９０ｒを使用しない簡易な構成が実現されている。
【００５４】
ソフトＬＰＦ２３は、ディザ周波数とその高調波の信号を抑制するために使用されている。これにより、リニアソレノイド９０，９０ａを駆動するための電流に起因する信号を効果的に減殺することができる。さらに、ソフトＨＰＦ２５は、ほぼ定常的なモデル誤差（バイアス）を低周波成分として抑制し、油圧振動成分のみを通過させる働きを有している。
【００５５】
図９は、油圧振動判定装置１０ａが使用するフィルタの特性を示すグラフである。図９（ａ）は、ソフトＨＰＦ２５のフィルタ特性を示している。本フィルタ特性は、ディザ周波数よりも高い周波数成分を透過させる１次フィルタとしての周波数特性を有している。図９（ｂ）は、ソフトＬＰＦ２３とソフトＨＰＦ２５とを直列に接続したフィルタの特性を示している。ソフトＬＰＦ２３は、第１実施形態と同様にディザ周期Ｔｄの移動平均時間とする移動平均処理を実行するので、図７に示されるようなディザ周波数ｆｄとその高調波の信号が顕著に抑制される特性を有し、その低周波成分がカットされることによって図９（ｂ）に示されるようなフィルタ特性が実現されている。
【００５６】
油圧振動検出部４０は、パルス幅変調に起因する正常な油圧振動に起因する振動エネルギを排除しつつ、パルス幅変調に起因する正常な油圧振動と相違するスペクトルを有する振動エネルギを表す信号を生成することができる。油圧振動判定処理部４３の判断基準は、上述のフィルタ特性と、指示デューティ値、電源電圧（たとえばオルタネータの作動状態に起因する電圧変動）、作動油の温度といった環境状態に応じて適切な値を設定することによって、油圧振動の検出精度を高めることができる。
【００５７】
このように、第２実施形態の油圧振動判定装置１０ａは、簡易な構成でパルス幅変調方式の駆動に起因するキャリア周波数の近傍を含む高い周波数帯での油圧振動を検出することができる。
【００５８】
（他の実施形態）
なお、実施の形態は上記した内容に限定されず、例えば次のように実施してもよい。
（１）上記の実施形態では、補正用計測信号や補正用模擬信号を生成するためのソフトＬＰＦにディザ周期Ｔｄを移動平均時間とする移動平均処理が使用されているが、これに限られず他の構成のローパスフィルタを使用するようにしても良い。ただし、パルス幅変調方式による駆動は、キャリア周波数（ディザ周期Ｔｄに対応）とその高調波の油圧加振動の原因となるので、その双方を顕著に低減させるディザ周期Ｔｄを移動平均時間とする移動平均処理は、Ｓ／Ｎ比を高めて油圧振動の検出精度を顕著に向上させることができる。
（２）上記の実施形態では、リニアソレノイド９０，９０ａは、油圧フィードバック構成を備えているが、たとえば油圧フィードバック構成を備えていないソレノイドにも適用可能である。ただし、油圧フィードバック構成を備えているリニアソレノイドは、振動を生じさせやすいので顕著な効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１０，１０ａ…油圧振動判定システム、２０…実測値処理部、２２…ＡＤ変換器、３０…模擬値処理部、３１…ソフトフィルタ、４０…油圧振動判定部、４１…実効値演算処理部、４３…油圧振動判定処理部、７１…クラッチ、７２…アキュムレータ、７５…油圧スイッチ、８０…電機アクチュエータ、８１…プランジャ、８２…シャフト、８３…電磁コイル、９０…リニアソレノイド、９０ａ…リニアソレノイド、９０ｒ…規範モデル。
【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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【図８】
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【図９】
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