(57)【要約】  自動変速機におけるソレノイド制御弁および弁システムを較正するためのソフトウェア較正戦略である。この戦略には、ソレノイドに印加される電流と、弁または弁システムの出力における圧力との間の数学的関係である、弁または弁システム用の特性方程式を識別することが含まれる。弁または弁システムは、変速機における弁または弁システムの動作を表すテストスタンドに結合される。電流信号が、弁または弁システムに印加され、出力圧力が、方程式における係数を曲線フィッティング関数を用いて決定するために測定される。次に、係数は、制御装置に記憶される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力電流に応じて出力応答を提供する比例ソレノイドによって制御される少なくとも１つの弁を含む、一意的な部材であり予め設計される部類の電気油圧式制御システムにおける一意的な比例ソレノイドを較正する方法であって、
前記電気油圧式制御システムにおける前記比例ソレノイドの特性方程式を識別することであって、前記特性方程式が複数の係数を含むことと、
前記電気油圧式制御システム用の遠隔に位置する制御ユニットに前記特性方程式を埋め込むことと、
前記一意的な部材の電気油圧式制御システムをテストスタンドに結合することと、
複数の異なる電流を前記一意的な部材の電気油圧式制御システムの一意的なソレノイドに印加することと、
前記複数の電流のそれぞれについて、前記一意的な部材の電気油圧式制御システムの前記出力応答を測定することと、
前記出力応答測定値から前記特性方程式における一意的な係数を識別することと、
前記出力応答測定値から前記特性方程式における前記一意的な係数を送信することと、
前記係数を受信し、それを前記制御ユニットのメモリにフラッシュすることと、
を含む方法。
【請求項２】
前記出力応答測定値から前記特性方程式における前記係数を送信することが、前記一意的な電気油圧式制御システム上のメモリチップに一意的な係数を送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記出力応答測定値から前記特性方程式における前記係数を送信することが、前記一意的な部材の電気油圧式制御システムの識別に関連づけたデジタルデータ記憶装置を通して、前記特性方程式における前記一意的な係数を送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記出力応答測定値から前記特性方程式における前記係数を送信することが、バーコードを介して前記特性方程式における前記一意的な係数を送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記出力応答測定値から前記特性方程式における前記係数を送信することが、無線周波数識別装置を介して前記特性方程式における一意的な係数を送信することを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
自動変速機において用いられる、一意的な部材であり予め設計される部類の電気油圧式制御システムの一意的な比例ソレノイドを較正する方法であって、前記電気油圧式システムが、入力電流に応じて出力応答を提供し、前記電気油圧式システムが、比例ソレノイド、油圧弁およびソレノイド駆動電子装置を含み、前記方法が、
前記電気油圧式システムの特性方程式を識別することであって、前記特性方程式が複数の係数を含むことと、
前記変速機用の遠隔に位置する制御ユニットに前記特性方程式を埋め込むことと、
前記電気油圧式制御システムをテストスタンドに結合することと、
前記弁を制御する前記ソレノイドに複数の電流を印加することと、
各電流について、前記電気油圧式システムの前記出力応答を測定することと、
前記出力応答測定値から前記特性方程式の前記一意的な係数を識別することであって、前記出力応答測定値から前記特性方程式における前記係数を識別することが、曲線フィッティング関数を用いることと、
前記係数をデジタルフォーマットで記憶することと、
前記係数を送信することと、
前記係数を前記制御ユニットにフラッシュすることと、
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２００４年２月２７日出願の米国特許出願第１０／７８９，５４０号明細書の一部継続出願であり、米国特許出願第１０／７８９，５４０号明細書は、２００３年４月１１日出願の米国仮特許出願第６０／４６２，２２５号明細書およびまた２００５年８月２２日出願の米国特許出願第１１／２０９，１０７号明細書の利益を主張し、米国特許出願第１１／２０９，１０７号明細書は、２００４年９月２日出願の米国仮特許出願第６０／６０６，８６０号明細書の利益を主張する。上記の出願の開示は、参照により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、一般に、電気油圧式変速機制御システム用のソフトウェア較正戦略に関し、特に、ソレノイド、ソレノイド制御弁本体、または車両用自動変速機を制御するために用いられる統合制御ユニット付きのソレノイド制御弁本体を較正するためのソフトウェア較正戦略に関する。
【背景技術】
【０００３】
車両の自動変速機は、電子的に制御される複数のギヤ、同期装置、ブレーキバンドおよびクラッチを用いて、車両のギヤを自動的にシフトする。典型的には、ソレノイド制御弁が、変速機内で用いられて油圧を提供し、クラッチ、ブレーキバンド、潤滑油流、油圧など、変速機内の様々なコンポーネントおよびシステムの動作を制御する。弁は、弁のソレノイドに印加された電流量が、弁の制御出力における油圧を決定するという点で、一般に比例弁である。
【０００４】
ソレノイド制御弁には、アーマチュアに巻かれたコイルおよび弁本体が含まれる。ソレノイドおよび弁本体は、結合するかまたは別個にすることができる。弁本体は、油圧入力ライン、油圧排出ラインおよび油圧制御出力ラインに結合される。供給油圧が、入力ラインに印加される。弁に印加される供給圧力は安定しており、弁の出力ライン上の制御圧力は、アーマチュアの力によって設定される。ノーマリロー（エグゾースト）ソレノイドにおいて。電流がコイルに印加されていない場合には、制御出力ラインは排出ラインに直接結合され、出力圧力が制御ラインに印加されないようにする。電流がソレノイドに印加されている場合には、アーマチュアは移動して、供給油圧が制御ラインに導かれるようにする。コイルに印加される電流量によって、アーマチュアにおける力が設定され、したがってアーマチュアの調整された出力圧力を維持するアーマチュアの機能が設定される。弁制御圧力フィードバック力が、アーマチュアの力を平衡させる正確な制御圧力を維持するように、弁の位置を決める。これによって、制御圧力回路における負荷が変動するときでさえ、各電流設定用の特定の制御圧力が提供される。
【０００５】
比例ソレノイド制御弁は、それらが、入力電流に対して所望の制御圧力を提供するために較正する必要がある。変速機における制御弁が適切に較正されない場合には、変速機の性能は、燃料経済性の低下、固いシフト等の様々な要因によって低減される。典型的には、弁は、その製造時に機械装置によって較正される。周知の一機械装置は、アーマチュアに印加されるばね力を増加または低減するねじ式機構である。ソレノイドまたはソレノイド操作弁を較正するための第２の機械的技術は、ソレノイドのアーマチュアと磁極片との間の有効エアギャップを選択的に調整することであり、これによって、装置の磁力レベルが調整される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ソレノイド弁を較正する周知の機械的技術は、一般的に費用がかかる。なぜなら、較正コンポーネントは製造に費用がかかり、較正プロセスは時間を消費するからである。さらに、較正を実行するのに必要な機器が、高価であり、固有の精度限界がある。さらに、ソレノイドまたはソレノイド操作弁は、システムで用いられる場合には、弁性能に影響する可能性がある電子装置、他の弁、漏れなどの他のシステム要素に対しては較正されない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の教示に従って、自動変速機において用いられるソレノイド制御弁および電気油圧式制御システムを較正するための特定のアプリケーションを有するソフトウェア較正戦略が開示される。較正戦略は、特定の部類の弁または弁システムに対して一意的な特性方程式を識別することを含み、かつソレノイドに印加される電流と、弁もしくは弁システムの出力における圧力または流量などの他の力との間の数学的関係を識別する。特性方程式には、その部類における各別個の弁または弁システムにとって一意的ないくつかの係数が含まれる。
【０００８】
弁または弁システムは、変速機における弁または弁システムの動作をシミュレートするテストスタンドに結合される。弁または弁システムは、変速機制御モジュールと呼ばれることが多い。制御電流信号が、弁または弁システムにおけるソレノイドに印加され、弁または弁システムの出力圧力（または流量）が測定される。ひとたびいくつかのポイントについて電流および対応する圧力が分かると、特性方程式において最小二乗回帰などの曲線適合法を用いることによって、特定の弁または弁システム用の係数を決定することができる。ひとたび係数が識別されると、それらは、典型的には変速機制御モジュールに統合された変速機制御ユニット（ＴＣＵ）のフラッシュメモリに記憶される。多くの例においてＴＣＵは、エンジンルームのフードの下に設置される。しかしながら、それは、車両のエンジン制御ユニットまたは他のコントローラに位置する様々な電子コンポーネントの複合物であってもよい。ＴＣＵが変速機制御モジュールに統合されない場合には、係数は、ＴＣＵが特定の制御モジュールに結合される場所に送られる。これには、変速機組み立てプラントまたは車両組み立てプラントが含まれる。係数は、モジュール上のメモリチップ、モジュール上のバーコード、無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）を介して、またはモジュール上の通し番号もしくは同様の識別を通して係数が特定の変速機制御モジュールと関連付けられる任意のデジタルデータ記憶装置を介して、転送することができる。次に、係数は、ＴＣＵメモリに記憶された車両ソフトウェアの一部である特性方程式と組み合わせて用いられ、弁または弁システム性能特性の一意的かつ高精度で連続的な数学的な表現を生成する。
【０００９】
本発明の追加的な利点および特徴は、添付の図面と関連して作成された、以下の説明および添付の特許請求の範囲から明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に従って、弁および/または弁システムを較正するプロセスを示すフローチャート図である。
【図２】比例圧力制御装置の大きな母集団についての、実際の測定された圧力と命令されたまたは所望の圧力との間の較正前／後の関係を示す、横軸に命令された圧力を取り、縦軸に実際の圧力を取ったグラフである。
【図３】自動変速機におけるクラッチ圧力制御弁に対する電流と油圧との間の関係を示す、縦軸に電流を取り、横軸に圧力を取ったグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
自動変速機用のソフトウェア較正戦略に関する本発明の実施形態の以下の説明は、本質的には単に例示であり、本発明またはその用途もしくは使用法を限定するようには全く意図されていない。
【００１２】
米国特許出願第１１／２０９，１０７号明細書の開示は、参照により本明細書に援用されている。図１は、本発明に従って、自動変速機における弁システムおよび弁を較正するためのプロセスを示すブロック図７０である。本発明の較正戦略は、変速機の動作をシミュレートするテストスタンドを用いる。変速機の動作をシミュレートし、ある動作条件における実際の圧力および流量を決定するために、アルゴリズムが用いられる。
【００１３】
各部類の弁および/または弁システムは、特性方程式によって表すことができるが、この方程式の複雑さは、実際の性能特性のフィッティング関数における所望の精度、非線形性の程度、および変曲点数の関数である。方程式の一般形は、必要とされる入力＝関数（所望の出力）であり、ここで所望の出力は、圧力、流量等であり、必要とされる入力は、ソレノイド電流である。
【００１４】
各弁または弁システムの特性方程式は、ＴＣＵメモリに常駐する変速機制御ソフトウェアコードの一部である。この方程式は、要素ごとに変化するものではない。比例制御ソレノイド用の典型的な特性方程式は、方程式（１）において提供される。（１）において特性方程式のためのＣ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５として識別される、特性方程式用の一意的な係数は、弁および/または弁システムの最終試験中に得られた実際の測定データをフィッティングアルゴリズムへの入力として用いて、曲線適合法、例えば最小二乗回帰を使用することによって作成される。
【数１】
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【００１５】
係数は、最終製造試験手順の最後にＴＣＵメモリにフラッシュされ、結果として、弁および/または弁システムの性能特性を示す一意的な方程式をもたらす。較正が、個々のコンポーネントに対してではなく完全なシステムに対して実行されるので、下流／上流の弁の配置、ばね負荷、漏れ、ソレノイド、電子装置等に起因する全体的システム変動が著しく低減されることに注目することが重要である。ＴＣＵが変速機制御モジュールに統合されない場合に、下流／上流の弁の配置、ばね負荷、漏れ、ソレノイド等に起因する全体的システム変動は、やはり著しく低減される。
【００１６】
図２は、周知の圧力制御システムにおける比例圧力制御装置の大きな母集団から得られた較正前および後の結果を示す。上界および下界が、＋／−５シグマ正規分布に基づいた母集団に対して示されている。グラフライン８０および８２は、較正前の＋／−５シグマ分布を表し、グラフライン８４および８６は、較正後の＋／−５シグマ分布を表す。
【００１７】
ボックス７２の第１のプロセスステップには、特定の弁または弁システム用の特性方程式を識別することが含まれ、この方程式は、変速機制御ソフトウェアの一部となり、ＴＣＵメモリに駐在する。ボックス７４における次のプロセスステップには、上記のソレノイドに印加される一連の入力電流に対して、弁または弁システムの出力圧力または流量を測定することが含まれる。必要な試験電流の数は、特性方程式における変数の数、特性方程式における非線形性の程度および変曲点の数、ならびに適合性の所望の精度に依存する。典型的な実施形態において、試験電流の数は、５〜８試験電流の範囲であってもよい。
【００１８】
次のプロセスステップには、ボックス７６によって表されるような係数を決定することが含まれる。一実施形態において、係数は、ボックス７４における前のステップで得られた測定データに対する最良適合をもたらす特性方程式用の係数を計算する回帰法、例えば最小二乗法によって決定される。その結果は、電気ソレノイドに印加される電流と、油圧式システムの出力における圧力（または流量、位置等）との間の一意的で連続的な数学的関係である。
【００１９】
下記の方程式（２）は、比例圧力制御システム用の、計算された係数を備えた典型的な特性方程式を示す。ひとたび最小二乗フィッティング関数または他の方法によって係数が決定されると、ボックス７８によって表されるように、係数は、電気油圧式システムのフラッシュメモリに記憶される。係数は、モジュール上のメモリチップ、モジュール上のバーコード、無線周波数識別装置（ＲＦＩＤ）などの他の手段によって、またはモジュール上の通し番号もしくは同様の識別を通して係数が特定の制御モジュールと関連付けられる任意のデジタルデータ記憶装置を介して、転送することができる。その後、データは、受信され、特定のモジュール係数に関連する特定のＴＣＵにフラッシュされる。これは、ＴＣＵが制御モジュールに常駐しない場合のオプションであり、ＴＣＵおよび制御モジュールの結合は、別の製造場所で行われる。特性方程式は、ＴＣＵメモリに常駐し、変速機制御ソフトウェアに埋め込まれる。この時点では特性方程式をフラッシュする必要がないことに留意されたい。なぜなら、特性方程式が、所与の部類内の各部分に対して一意的ではないからである。係数だけが一意的である。
【数２】
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【００２０】
図３は、特性方程式（１）用の一般的な電流対圧力関係を示す、縦軸に電流を取り、および横軸に圧力を取ったグラフである。
【００２１】
前述の説明は、本発明の単に例示的な実施形態を開示し説明する。当業者は、添付の特許請求の範囲に定義されるような本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、様々な変更、修正および変形をこれらの実施形態において行い得ることを、かかる説明ならびに添付の図面および特許請求の範囲から容易に理解されよう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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