JP2008029174A - Current control device and method for actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動変速機の内部に設置される制御装置のように、その動作温度環境が広範囲にわたるリニアソレノイド等のアクチュエータを制御するアクチュエータの電流制御装置および方法に関する。 The present invention relates to an actuator current control apparatus and method for controlling an actuator such as a linear solenoid whose operating temperature environment is wide, such as a control apparatus installed inside an automatic transmission.
従来から、自動変速機の摩擦係合要素に供給する油圧を調整するリニアソレノイドに流れる電流を検出し、電流検出値が目標値に一致するように、リニアソレノイドに対する通電電流をフィードバック制御する電流制御装置が良く知られている。このような電流制御装置においては、更なる制御性能向上のために、改善策がいくつか提案されている。 Conventionally, current control that detects the current that flows through the linear solenoid that adjusts the hydraulic pressure supplied to the friction engagement element of the automatic transmission, and feedback-controls the energization current to the linear solenoid so that the detected current value matches the target value. The device is well known. In such a current control device, several improvement measures have been proposed in order to further improve the control performance.
例えば、特許文献1には、リニアソレノイドの動作環境温度によりその抵抗値が変化しても、抵抗値を算出し、その結果に応じて通電量を補正することで、リニアソレノイドの出力特性が温度によって変化することを防止することが提案されている。 For example, in Patent Document 1, even if the resistance value changes depending on the operating environment temperature of the linear solenoid, the output value of the linear solenoid is calculated by calculating the resistance value and correcting the energization amount according to the result. It has been proposed to prevent the change from occurring.
また、特許文献2には、前記特許文献1と同様にリニアソレノイド抵抗値の温度変化を補償するほかに、電流検出回路が持つ抵抗器自体のばらつきによる検出誤差を、電流検出回路毎に異なる補正によりキャンセルする技術が開示されている。
Further, in
ところで、車両の制御装置においては、最近、制御対象の内部又は近傍に設置される例が多くなってきている。例えば、自動変速機の内部又は近傍に制御装置が設置される場合には、制御装置は自動変速機からの熱の影響を受け易く、通常の走行時で変速動作を頻繁に繰り返す状況では、自動変速機自体が極めて高温になるため、制御装置自体の温度も極めて高温になる。一方、寒冷地での車両始動時では、自動変速機自体が熱を持つ状態ではないため、制御装置の温度は低温のままである。このように、制御対象の内部又は近傍に設置される制御装置は、その動作温度範囲が広範囲に亘る場合が多い。 By the way, in the control apparatus of a vehicle, the example installed in the inside or vicinity of a control object has recently increased. For example, when a control device is installed in or near the automatic transmission, the control device is easily affected by heat from the automatic transmission. Since the transmission itself is extremely hot, the temperature of the control device itself is also extremely high. On the other hand, when the vehicle is started in a cold region, the temperature of the control device remains low because the automatic transmission itself is not in a heated state. As described above, the control device installed in or near the controlled object often has a wide operating temperature range.
制御装置の動作温度の変化は、制御装置内の回路素子に影響を及ぼす。例えば、前記特許文献1や特許文献2に開示されたようなリニアソレノイドのフィードバック制御系においては、リニアソレノイドの抵抗値だけでなく、電流検出回路内の抵抗値も温度により変化する。このため、リニアソレノイドに流れる電流が同じ値でも、制御装置の動作温度が異なると、電流検出回路による検出電流値が異なってしまい、検出電流値が実態に合わない値となる。したがって、その検出電流値に基づきフィードバック制御を行えば、目標電流値とは異なる電流がリニアソレノイドに流れ続けることになる。その結果、摩擦係合要素に供給する油圧が所望値と異なる状態が継続するので、変速ショックや摩擦係合要素の磨耗等の悪影響を与えることとなる。
Changes in the operating temperature of the control device affect circuit elements within the control device. For example, in the feedback control system of the linear solenoid as disclosed in Patent Document 1 and
本発明は、動作温度範囲が広範囲に亘る電流制御装置において、電流検出回路内の抵抗値が温度によって変化しても、リニアソレノイドのようなアクチュエータの電流を好適に制御できる電流制御装置を提供することを目的とする。 The present invention provides a current control device capable of suitably controlling the current of an actuator such as a linear solenoid even when the resistance value in the current detection circuit changes with temperature in a current control device having a wide operating temperature range. For the purpose.
本発明は、アクチュエータに流れる電流を電流検出手段によって検出し、その電流検出値が目標電流に近づくように、フィードバック制御するアクチュエータの電流制御において、前記電流検出手段の近傍の温度を検出し、その検出温度に応じて電流検出値を補正することを特徴とする。 According to the present invention, the current flowing through the actuator is detected by the current detecting means, and in the current control of the actuator that performs feedback control so that the detected current value approaches the target current, the temperature in the vicinity of the current detecting means is detected. The current detection value is corrected according to the detected temperature.
これにより、電流制御系の温度変化により、電流検出手段の抵抗値が変化しても、予め記憶されていた温度毎の電流検出値の補正値を読み込み、補正された電流検出値に基づいてアクチュエータの通電電流をフィードバック制御させる。 Thus, even if the resistance value of the current detection means changes due to a temperature change in the current control system, the correction value of the current detection value for each temperature stored in advance is read, and the actuator is based on the corrected current detection value. The energizing current is controlled by feedback.
本発明の望ましい実施態様においては、複数の異なる温度検出値にそれぞれ対応する複数の補正値を記憶し、他の異なる実際の温度検出値に対応する補正値を、記憶した複数の前記補正値に基づく補間によって計算する。 In a preferred embodiment of the present invention, a plurality of correction values respectively corresponding to a plurality of different temperature detection values are stored, and correction values corresponding to other different actual temperature detection values are stored in the plurality of stored correction values. Calculate by interpolation based on.
これにより、電流制御系の実際の温度が複数の温度条件のいずれにも該当しないときに、補間計算によって実際の温度検出値に該当すべき補正値を求める。 Thus, when the actual temperature of the current control system does not correspond to any of the plurality of temperature conditions, a correction value that should correspond to the actual temperature detection value is obtained by interpolation calculation.
また、本発明の他の望ましい実施態様においては、複数の異なる温度検出値と複数の異なる目標電流値の組合せ毎に対応させてそれぞれ複数の補正値を記憶し、実際の温度検出値と実際の目標電流値の組合せに応じて、前記複数の補正値を読み出して前記電流検出値を補正する。 In another preferred embodiment of the present invention, a plurality of correction values are stored for each combination of a plurality of different temperature detection values and a plurality of different target current values, and an actual temperature detection value and an actual temperature detection value are stored. According to a combination of target current values, the plurality of correction values are read to correct the current detection values.
これにより、電流制御系の温度が同じ値であっても目標電流が異なると、電流検出手段の抵抗値が異なる場合に、アクチュエータに対する目標電流をも考慮した補正値を読み込み、これに基づいてアクチュエータの通電電流をフィードバック制御させる。 As a result, even if the temperature of the current control system is the same value, if the target current is different, if the resistance value of the current detection means is different, a correction value that also considers the target current for the actuator is read, and based on this The energizing current is controlled by feedback.
この場合にも、実際の温度検出値と実際の目標電流値に対応する補正値を、記憶された複数の補正値に基づく補間によって計算することが望ましい。 Also in this case, it is desirable to calculate a correction value corresponding to the actual temperature detection value and the actual target current value by interpolation based on a plurality of stored correction values.
さらに、本発明の望ましい実施態様においては、車両用自動変速機の作動油の油温を油温センサで検出し、その油温検出値に基づいて、車両用自動変速機の近傍又は内部の自動変速機制御装置の温度を推定して、前記温度検出値とする。 Further, in a preferred embodiment of the present invention, the oil temperature of the hydraulic oil of the vehicle automatic transmission is detected by an oil temperature sensor, and the automatic or automatic control in the vicinity of or inside the vehicle automatic transmission is based on the detected oil temperature. The temperature of the transmission control device is estimated and used as the temperature detection value.
これにより、電流制御系は、車両用自動変速機の近傍又は内部に設置されているため、電流制御装置の内部温度と自動変速機の作動油の油温とは相関するものとして、油温センサから検出される作動油の温度から電流制御系の内部温度を推定する。 As a result, since the current control system is installed in the vicinity or inside of the vehicle automatic transmission, the oil temperature sensor assumes that the internal temperature of the current control device correlates with the oil temperature of the hydraulic oil of the automatic transmission. The internal temperature of the current control system is estimated from the temperature of the hydraulic oil detected from
本発明によれば、電流制御系の温度がアクチュエータに流れる電流の検出に影響を及ぼす場合に、その温度条件での補正値を用いて検出電流の補正を行うので、温度変化に影響されない高精度のアクチュエータの電流制御を実現できる。 According to the present invention, when the temperature of the current control system affects the detection of the current flowing through the actuator, the detection current is corrected using the correction value under the temperature condition, so that the accuracy is not affected by the temperature change. The current control of the actuator can be realized.
本発明の望ましい実施態様によれば、電流制御系の実際の温度に対応する検出電流の補正値を補間計算によって算出することにより、電流検出値を更に精度良く補正することができる。 According to a preferred embodiment of the present invention, the current detection value can be corrected with higher accuracy by calculating the correction value of the detection current corresponding to the actual temperature of the current control system by interpolation calculation.
本発明の他の望ましい実施態様によれば、電流制御系の温度および目標電流の組合せに応じた電流検出値の補正を行うことにより、温度の変化に影響されることのない高精度のアクチュエータの電流制御を実現できる。 According to another preferred embodiment of the present invention, by correcting the current detection value in accordance with the combination of the temperature of the current control system and the target current, a highly accurate actuator that is not affected by changes in temperature can be obtained. Current control can be realized.
さらに、自動変速機の近傍または内部に設置されたアクチュエータの電流制御系において、油温センサを用いて電流制御系の温度を推定することによって、専用のセンサを設けることなく、電流検出値を補正することができる。 Furthermore, in the current control system of an actuator installed near or in the automatic transmission, the current detection value is corrected without providing a dedicated sensor by estimating the temperature of the current control system using an oil temperature sensor. can do.
本発明のその他の目的と特徴は、以下に述べる実施例の説明によって明らかにする。 Other objects and features of the present invention will become apparent from the following description of the embodiments.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施例によるアクチュエータの電流制御装置を含む車両用自動変速機の概略構成図であり、本実施例でのアクチュエータはリニアソレノイドである。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an automatic transmission for a vehicle including an actuator current control device according to an embodiment of the present invention. The actuator in this embodiment is a linear solenoid.
図1において、車両に搭載されるエンジン(図示せず)の出力トルクは、自動変速機1を介して駆動輪(図示せず)に伝達される。自動変速機1は、クラッチ、ブレーキ等の摩擦係合要素に対する作動油圧の供給を、油圧供給回路2を介して複数のリニアソレノイド31〜3nからなるリニアソレノイドユニット3によって制御する。リニアソレノイドユニット3の電流は、自動変速機制御装置4により制御され、油圧供給回路2、リニアソレノイドユニット3および自動変速機制御装置4は、自動変速機1の内部に組み込まれている。なお、自動変速機制御装置4は、必ずしも自動変速機1の内部に組み込む必要は無く、自動変速機1の近傍に設置することもできる。
In FIG. 1, the output torque of an engine (not shown) mounted on a vehicle is transmitted to drive wheels (not shown) via an automatic transmission 1. The automatic transmission 1 controls the supply of operating hydraulic pressure to frictional engagement elements such as a clutch and a brake by a
次に、自動変速機制御装置4の内部構成について、図2を用いて説明する。 Next, the internal configuration of the automatic transmission control device 4 will be described with reference to FIG.
図2は、本発明の一実施例によるアクチュエータの電流制御装置を含む自動変速機制御装置の内部構成図である。自動変速機制御装置4は、入力回路11、マイクロコンピュータ12、内部温度センサ13、リニアソレノイド駆動回路14、及びリニアソレノイド電流検出回路15により構成されている。
FIG. 2 is an internal configuration diagram of an automatic transmission control apparatus including an actuator current control apparatus according to an embodiment of the present invention. The automatic transmission control device 4 includes an
入力回路11は、アクセル開度センサ16、タービン回転センサ17、車速センサ18、AT油温センサ19、インヒビタスイッチ20、および主電源スイッチ21等の信号を入力する。そして、これらの信号からノイズ成分を除去する等により波形の整形を行い、マイクロコンピュータ12の入力端子に出力する。
The
マイクロコンピュータ12は、ROM22、RAM23、CPU24等を含み、各センサ16〜19及び各スイッチ20、21等の信号入力に対し、ROM22に記憶された制御プログラムをCPU24が実行することにより所定の演算を行う。また、各センサ16〜19及び各スイッチ20、21等の波形整形後の信号入力に対しては、A/D変換等の処理をも行って入力する。この演算結果や、前記信号入力等の情報は、RAM23に一時保管されるとともに、演算結果は、リニアソレノイド駆動回路14を経て、リニアソレノイドユニット3(n個のリニアソレノイド31〜3n)に信号として出力される。なお、自動変速機1の仕組みによっては、リニアソレノイド31〜3n以外にもアクチュエータが設置されている場合があるが、その場合でも本発明の適用は支障が無い。
The
リニアソレノイドユニット3(31〜3n)は、変速機1内の油圧回路に所定の油圧をかけるものである。変速機1内の油圧回路に所定の油圧をかけることで、変速歯車機構における摩擦係合要素やロックアップ機構が作動し、所定のギア段やロックアップが実現される。内部温度センサ13は、自動変速機制御装置4の内部温度を計測するセンサであり、自動変速機制御装置4の基板に実装されている。
The linear solenoid unit 3 (31 to 3n) applies a predetermined hydraulic pressure to the hydraulic circuit in the transmission 1. By applying a predetermined hydraulic pressure to the hydraulic circuit in the transmission 1, a friction engagement element and a lockup mechanism in the transmission gear mechanism are operated, and a predetermined gear stage and lockup are realized. The
図3は、本発明の一実施例による自動変速機制御装置4が実行する電流制御の概略処理フローチャートである。以下に示す電流制御の内容は、自動変速機制御装置4のマイクロコンピュータ12内のROM22にプログラムとして記憶され、予め定められた周期で繰り返し実行される。
FIG. 3 is a schematic process flowchart of current control executed by the automatic transmission control device 4 according to one embodiment of the present invention. The contents of the current control shown below are stored as programs in the
図3において、まず、ステップ301では、各センサや各スイッチにより入力された信号から、アクセル開度、タービン回転数、車速、AT油温、レンジ位置等の車両走行状態を検出する。そして、それら車両走行状態を基に、目標ギア段の設定が行われ、各摩擦係合要素を作動させるための各油圧回路への目標油圧の設定がステップ302で行われる。次に、ステップ303で、目標油圧からソレノイドへ流す目標電流への変換が行われる。次に、ステップ304で、目標電流を基に電流フィードバック制御が行われる。電流フィードバック制御の詳細については、図4でのリニアソレノイドの電流制御系の説明にて後述する。電流フィードバック制御により算出されたDuty比に基づいて、ステップ305で、各ソレノイドにPWM信号の出力が行われる。
In FIG. 3, first, in
次に、リニアソレノイドの電流制御系について、図4を用いて説明する。 Next, the current control system of the linear solenoid will be described with reference to FIG.
図4は、本発明の一実施例によるリニアソレノイドの電流制御系の制御ブロック図である。まず、各摩擦係合要素およびロックアップ機構における目標油圧は、目標電流に変換され、その目標電流と後述する検出電流との偏差が算出される。この偏差に基づき、PID制御部31にてフィードバック補正電流が算出され、前記フィードバック補正電流と前記目標電流とが加算され、この加算結果が指示電流として、電流−Duty変換部32に引き渡される。
FIG. 4 is a control block diagram of the current control system of the linear solenoid according to one embodiment of the present invention. First, the target hydraulic pressure in each friction engagement element and the lockup mechanism is converted into a target current, and a deviation between the target current and a detection current described later is calculated. Based on this deviation, the
電流−Duty変換部32では、前記指示電流に応じたDuty比を算出し、その算出値に基づいてPWM周期に応じたDuty信号をリニアソレノイド駆動回路14に対して出力する。リニアソレノイドユニット3に流れた電流は、電流検出抵抗および差動増幅回路を含むリニアソレノイド電流検出回路15から検出電圧として出力され、A/D変換器33にてディジタルデータに変換される。このディジタルデータは、電圧−電流変換部34にて検出電流に変換され、検出電流補正部35に引き渡される。
The current-
一方、自動変速機制御装置4の内部温度は、内部温度センサ13によりセンサ電圧として検出され、A/D変換器36にてディジタルデータに変換される。このディジタルデータは、電圧−温度変換部37にて内部温度に変換され、検出電流補正部35に引き渡される。
On the other hand, the internal temperature of the automatic transmission control device 4 is detected as a sensor voltage by the
次に、検出電流補正部35の詳細について、図5〜図7を用いて説明する。
Next, details of the detected
図5は、本発明の一実施例によるリニアソレノイドの電流制御系における検出電流補正部35の処理フローチャートである。図5において、まず、ステップ501にて、補正値が算出される。ここで、図6、図7を用い、検出電流の補正値について説明しておく。
FIG. 5 is a process flowchart of the detection
図6は、本発明の一実施例による内部温度に応じた補正値算出テーブルの内容を表すグラフである。補正値の算出方法は、例えば、図6のように、内部温度に応じて補正値をテーブル検索により算出する方法がある。すなわち、複数の内部温度条件毎に値を設定しておき、実際の内部温度に応じて補間計算により補正値を算出する。値の精度に問題が無い場合は補間計算を行わない場合もある。 FIG. 6 is a graph showing the contents of the correction value calculation table according to the internal temperature according to one embodiment of the present invention. As a calculation method of the correction value, for example, as shown in FIG. 6, there is a method of calculating the correction value by table search according to the internal temperature. That is, a value is set for each of a plurality of internal temperature conditions, and a correction value is calculated by interpolation calculation according to the actual internal temperature. If there is no problem in the accuracy of the value, interpolation calculation may not be performed.
図7は、本発明の他の実施例による内部温度および目標電流の複数の組合せ条件毎の補正値算出テーブルである。図のように、複数の内部温度および目標電流の複数の組合せ条件毎に値を設定しておき、実際の内部温度および目標電流に応じて補正値を二次元マップ検索により算出する方法である。値の精度の必要性に応じて、補間計算を行う場合もある。 FIG. 7 is a correction value calculation table for each of a plurality of combination conditions of the internal temperature and the target current according to another embodiment of the present invention. As shown, a value is set for each of a plurality of combination conditions of a plurality of internal temperatures and target currents, and a correction value is calculated by a two-dimensional map search according to the actual internal temperature and target current. Interpolation calculation may be performed depending on the necessity of value accuracy.
これらのように算出された補正値を用いて、図5のステップ502にて、検出電流と補正値を加算することにより、補正後の検出電流値を算出するのである。
Using the correction values calculated as described above, the corrected detection current value is calculated by adding the detection current and the correction value in
なお、補正値算出の他の方法としては、内部温度と補正値との相関、もしくは、内部温度および目標電流と補正値との相関を線形式で近似した特性式を用いる方法があるが、そのような場合でも本発明の適用には何ら支障が無い。また、本実施例では、電流検出回路による検出電圧を検出電流に変換した後に、内部温度および目標電流に応じた補正を行っている。しかし、検出電圧から検出電流への変換の際に、内部温度および目標電流をパラメータとして使用しても、本発明の適用には何ら支障は無い。 As another method for calculating the correction value, there is a method using a correlation between the internal temperature and the correction value or a characteristic equation that approximates the correlation between the internal temperature and the target current and the correction value in a linear form. Even in such a case, there is no problem in applying the present invention. In this embodiment, after the detection voltage by the current detection circuit is converted into the detection current, correction according to the internal temperature and the target current is performed. However, even when the internal temperature and the target current are used as parameters in the conversion from the detection voltage to the detection current, there is no problem in applying the present invention.
また、電流制御装置に内部温度センサが実装されていない場合や、内部温度センサが故障した場合は、油温センサで検出される自動変速機の作動油の油温を内部温度の代替として用い、又は、油温を用いて内部温度を推定し、検出電流の補正を行っても良い。自動変速機の近傍または内部に電流制御装置が設置されているので、これを利用することが望ましい。また、電流制御装置の例として自動変速機の制御装置としたが、電流制御装置としては、モータ駆動装置、アクチュエータとしては、インバータとしても良い。 In addition, when the internal temperature sensor is not mounted on the current control device or when the internal temperature sensor fails, the oil temperature of the hydraulic oil of the automatic transmission detected by the oil temperature sensor is used as an alternative to the internal temperature. Alternatively, the detected temperature may be corrected by estimating the internal temperature using the oil temperature. Since a current control device is installed near or inside the automatic transmission, it is desirable to use this. Further, although the automatic transmission control device is used as an example of the current control device, the current control device may be a motor drive device and the actuator may be an inverter.
本発明は、上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き種々に変形が可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made based on the spirit of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
1…自動変速機、2…油圧供給回路、3…リニアソレノイドユニット、31,32,〜3n…リニアソレノイド、4…自動変速機制御装置、11…入力回路、12…マイクロコンピュータ、13…内部温度センサ、14…リニアソレノイド駆動回路、15…リニアソレノイド電流検出回路、16…アクセル開度センサ、17…タービン回転センサ、18…車速センサ、19…AT油温センサ、20…インヒビタスイッチ、21…主電源スイッチ、22…ROM、23…RAM、24…CPU。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automatic transmission, 2 ... Hydraulic supply circuit, 3 ... Linear solenoid unit, 31, 32,-3n ... Linear solenoid, 4 ... Automatic transmission control apparatus, 11 ... Input circuit, 12 ... Microcomputer, 13 ... Internal temperature Sensor: 14 ... Linear solenoid drive circuit, 15 ... Linear solenoid current detection circuit, 16 ... Accelerator opening sensor, 17 ... Turbine rotation sensor, 18 ... Vehicle speed sensor, 19 ... AT oil temperature sensor, 20 ... Inhibitor switch, 21 ... Main Power switch, 22 ... ROM, 23 ... RAM, 24 ... CPU.
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