JP2010242806A - リニアソレノイドモジュール、これを使用した車両用自動変速機の最適化方法及び車両用自動変速機の品質管理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】変速機を制御する電子制御ユニットにおける制御プログラムでのパラメータ調整を行うことなく、リニアソレノイドのパラメータ調整を容易に行うことができるリニアソレノイドモジュール、及びこのリニアソレノイドモジュールを使用した車両用自動変速機の最適化方法及び車両用自動変速機の品質管理方法を提供する。
【解決手段】リニアソレノイド３と、該リニアソレノイドを駆動制御する制御回路４とを備え、前記制御回路４は、指令値を受信するインタフェース回路５を有するとともに、均一特性を得るための補正特性情報を記憶する情報記憶部６を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両用自動変速機等に使用されるリニアソレノイドモジュール、このリニアソレノイドモジュールを使用した車両用自動変速機の最適化方法及び車両用自動変速機の品質管理方法に関する。

従来の車両用自動変速機に使用されるリニアソレノイドモジュールにおける電流制御については、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御によって誘導性負荷に流れる電流を制御する方法がある。
図１３は、従来の誘導性負荷駆動制御装置が適用される閉ループ制御系の概略構成の一例を示すブロック図である。

図１３において、リニアソレノイドなどの誘導性負荷１５の一端には、誘導性負荷１５を駆動する駆動回路１３が接続され、誘導性負荷１５の他端には、電流検出抵抗１７が直列接続されている。そして、駆動回路１３の前段には、ＰＷＭ制御をアナログ処理で行う駆動制御回路１０２が接続され、駆動制御回路１０２の前段には、Ｄ／Ａコンバータ１０１が接続されている。

また、電流検出抵抗１７の両端には、誘導性負荷１５に流れる電流の平均値を検出する平均電流検出回路１４が接続され、平均電流検出回路１４の出力側は駆動制御回路１０２に接続されている。
そして、誘導性負荷１５に流れる電流の目標値を示す電流値制御情報ＦＣは、Ｄ／Ａコンバータ１０１にてアナログデータに変換された後、駆動制御回路１０２に入力される。また、誘導性負荷１５のインダクタンスＬに流れる電流Ｉｆは電流検出抵抗１７に流れ、誘導性負荷１５に流れる電流Ｉｆの平均値Ｉ_AVRが平均電流検出回路１４にて検出され、駆動制御回路１０２に入力される。

そして、駆動制御回路１０２は、誘導性負荷１５に流れる電流Ｉｆの平均値Ｉ_AVRが電流値制御情報ＦＣで示される目標値に一致するようにＰＷＭ信号を生成し、駆動回路１３のスイッチング素子をオン／オフ制御することで、誘導性負荷１５に流れる電流ＩｆをＰＷＭ制御する。
図１４は、従来の誘導性負荷駆動制御装置が適用される閉ループ制御系の概略構成のその他の例を示すブロック図である。

図１４において、誘導性負荷１５の一端には駆動回路１３が接続され、誘導性負荷１５の他端には電流検出抵抗１７が直列接続されている。そして、駆動回路１３の前段には、ＰＷＭ制御をデジタル処理で行う駆動制御回路１１２が接続されている。
また、電流検出抵抗１７の両端には平均電流検出回路１１４が接続され、平均電流検出回路１１４の出力側はＡ／Ｄコンバータ１１１を介して駆動制御回路１１２に接続されている。

そして、誘導性負荷１５に流れる電流の目標値を示す電流値制御情報ＦＣは駆動制御回路１１２に入力される。また、誘導性負荷１５のインダクタンスＬに流れる電流Ｉｆは電流検出抵抗１７に流れ、誘導性負荷１５に流れる電流Ｉｆの平均値Ｉ_AVRが平均電流検出回路１１４にて検出され、その平均値Ｉ_AVRがＡ／Ｄコンバータ１１１にてデジタルデータに変換された後、駆動制御回路１１２に入力される。

そして、駆動制御回路１１２は、誘導性負荷１５に流れる電流Ｉｆの平均値Ｉ_AVRが電流値制御情報ＦＣで示される目標値に一致するようにＰＷＭ信号を生成し、駆動回路１３のスイッチング素子をオン／オフ制御することで、誘導性負荷１５に流れる電流ＩｆをＰＷＭ制御する。
図１５は、従来の誘導性負荷駆動制御装置によるＰＷＭ制御時の誘導性負荷１５の電流Ｉｆの波形を形式的に示すタイミングチャートである。

図１５において、誘導性負荷１５の電流Ｉｆは、ＰＷＭ信号がハイレベルの時に増加するとともに、ＰＷＭ信号がロウレベルの時に減少し、その電流Ｉｆの平均値Ｉ_AVRが電流値制御情報ＦＣで示される目標値に一致するように制御される。
なお、ＰＷＭ信号の状態（ハイレベル、ロウレベル）は、駆動回路１３に使用されるスイッチング素子の機能によって決定され、上の例では、ＰＷＭ信号の状態がハイレベルの時にオン、ＰＷＭ信号の状態がロウレベルの時にオフに移行するスイッチング素子を前提としている。

また、従来、電磁弁の温度変化によって変化する通電パラメータを検知し、その検知結果に基づいて電磁弁の油圧を調整する電気信号を調整する調整手段を設けるとともに、電磁弁の通電状態を判別して通電パラメータの変化による影響が大きく現れる特定の通電状態において前記検知手段に対する検知指令を出す検知指令手段を設け、調整手段及び検知指令手段を変速機の油圧クラッチ、ロックアップクラッチ、セレクタギアなどを制御するマイクロコンピュータから成る電子制御回路で電磁弁の制御プログラムを実行することにより行うようにした車両用油圧作動式変速機の油圧制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

そして、前述した駆動制御回路１１２も実際上は、特許文献１に記載されているような変速機全体を制御するマイクロコンピュータで構成される電子制御回路に含まれて、変速機制御プログラムによってＰＷＭ制御される。
すなわち、図１６に示すように、変速機の油圧制御装置１２０に誘導性負荷としての複数のリニアソレノイド１２１を組込み、これらリニアソレノイド１２１を電子制御ユニット（ＥＣＵ）１２２で駆動制御する。この電子制御ユニット１２２としては、各種センサ信号が入力されるとともに、各種制御信号を出力し、さらにリニアソレノイド１２１のソレノイド制御処理を含む変速機制御処理を実行するマイクロコンピュータ１２３と、このマイクロコンピュータ１２３から出力されるソレノイド制御指令が入力される駆動制御回路１１２及び駆動回路１３を一体化した駆動制御装置１２４とで構成するようにしている。

特開平７−７７２７１号公報

上記図１６に示す従来例にあっては、車両用油圧作動式変速機に組込んだリニアソレノイドを駆動制御するために、直接リニアソレノイドを制御する駆動回路と、この駆動回路を制御するための駆動制御回路とを一体化した駆動制御装置が変速機全体を制御する電子制御ユニット１２２内に構成されている。変速機に組込むリニアソレノイドは温度依存特性を有するため、駆動制御装置を開発する場合には、電子制御ユニットに内蔵されるマイクロコンピュータの制御プログラムに温度補正を行うためのパラメータを定義し、変速機の製造工程において、それら定義されたパラメータを調整し、変速機毎に最適なパラメータを設定する必要がある。

しかしながら、スムーズな変速を行って乗心地を改善するために自動変速機も４速自動変速機から６速自動変速機のように多段化が推進されており、変速機に使用するリニアソレノイド数が増加することで、マイクロコンピュータの制御内容も複雑化している。そのため、リニアソレノイドを制御するマイクロコンピュータの処理量およびプログラム量が増加し、マイクロコンピュータの処理能力が限界に達しつつあるとともに、リニアソレノイドの温度補正を伴うパラメータの調整に多大な時間を要するという未解決の課題がある。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、変速機を制御する電子制御ユニットにおける制御プログラムでのパラメータ調整を行うことなく、リニアソレノイドのパラメータ調整を容易に行うことができるリニアソレノイド、自動変速機に使用するニアソレノイドモジュール、このリニアソレノイドモジュールを使用した車両用自動変速機の最適化方法及び車両用自動変速機の品質管理方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係るリニアソレノイドモジュールは、リニアソレノイドと、該リニアソレノイドを駆動制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、指令値を受信するインタフェース回路を有するとともに、均一特性を得るための特性補正情報を記憶する情報記憶部を有することを特徴としている。
また、請求項２に係るリニアソレノイドモジュールは、請求項１に係る発明において、前記制御回路は、前記情報記憶部に記憶されている補正特性情報に基づいて補正処理を行うように構成されていることを特徴としている。

また、請求項３に係るリニアソレノイドモジュールは、請求項１又は２に係る発明において、温度検出部を有し、前記制御回路は、温度検出部で検出した温度と前記補正特性情報とに基づいて温度補償制御を行うように構成されていることを特徴としている。
また、請求項４に係るリニアソレノイドモジュールは、請求項１乃至３の何れか１項に係る発明において、前記制御回路が半導体集積回路上に構成され、該半導体集積回路と前記リニアソレノイドを一体化して前記リニアソレノイドモジュールを構成することを特徴とする。

さらに、請求項５に係る車両用自動変速機の最適化処理方法は、請求項１乃至４の何れか１項に記載されたリニアソレノイドモジュールを車両用変速機に組込み、組込み後の前記車両用変速機の動作の最適化を図る車両用自動変速機の最適化処理方法であって、前記車両用変速機の特性を調整する際に、前記車両用変速機を制御する電子制御ユニットに内蔵されるマイクロコンピュータの制御プログラムの変更を行うことなく、前記情報記憶部に記憶されている補正特性情報を変更することを特徴としている。

さらにまた、請求項６に係る車両用自動変速機の品質管理方法は、請求項５に記載された車両用自動変速機の最適化方法の実行時に、リニアソレノイドモジュールの設置位置毎の前記補正特性情報の変更量及び製造ロット毎の補正特性情報の変更量を収集し、収集した補正特性情報の変更量に基づいて製造過程における前記車両用自動変速機の特性バラツキを分析して品質管理を行うことを特徴としている。

本発明によれば、リニアソレノイドモジュール内に、均一特性を得るための補正特性情報を記憶する情報記憶部と、この情報記憶部に記憶された補正特性情報に基づいて補正処理を行う制御回路とを備えているので、リニアソレノイドモジュール自体で、特性補正処理を行うことができ、自動変速機に組込んだ場合に、自動変速機の電子制御ユニットでのパラメータ調整を簡易化することができる。

また、リニアソレノイドモジュール内で特性補正処理を行うことにより、リニアソレノイドモジュールを自動変速機に組込んだ場合に、電子制御ユニットの制御プログラムの最適化処理期間を短縮することができるとともに、電子制御ユニットの演算処理負荷を軽減することができる。
さらに、上記車両用自動変速の最適化方法の実行時に、リニアソレノイドモジュールの設置位置毎の前記補正特性情報の変更量及び製造ロット毎の補正特性情報の変更量を収集し、収集した補正特性情報の変更量に基づいて製造過程における前記車両用自動変速機の特性バラツキを分析することにより、最適な品質管理を行うことができる。

本発明の第１の実施形態を示すブロック図である。 特性パラメータ記憶素子に記憶させる温度と抵抗値との関係を示す温度特性マップを示す特性線図である。 リニアソレノイドモジュールのＰＷＭ制御回路で実行するＰＷＭ制御処理手順の一例を示すフローチャートである。 リニアソレノイドモジュールのＰＷＭ制御回路で実行するＰＷＭ信号形成処理手順の一例を示すフローチャートである。 リニアソレノイドモジュールの組み立て及び組込工程を示す工程図である。 リニアソレノイドモジュールを自動変速機に組込んだ状態を示すブロック図である。 ＰＷＭパルス信号の形成に供する信号波形図である。 ＰＷＭ制御回路のハードウェア構成を示すブロック図である。 図８のＰＩＤ補償器の具体的構成を示すブロック図である。 図８のＰＷＭデューティ算出部の具体的構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態を示すブロック図である。 本発明の第３の実施形態を示すブロック図である。 従来の誘導性負荷駆動制御装置が適用される閉ループ制御系の概略構成の一例を示すブロック図である。 従来の誘導性負荷駆動制御装置が適用される閉ループ制御系の概略構成のその他の例を示すブロック図である。 従来の誘導性負荷駆動制御装置によるＰＷＭ制御時の誘導性負荷の電流波形を示すタイミングチャートである。 従来例の変速機制御装置を示すブロック図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の一実施形態を示すブロック図であって、図中、１はリニアソレノイドモジュールである。このリニアソレノイドモジュール１は、ケース体２内に、ボビン、コイル及びプランジャで構成されるリニアソレノイド３と、このリニアソレノイド３を駆動制御する例えば半導体チップで構成されるリニアソレノイド制御回路４とが一体化されている。

リニアソレノイド制御回路４は、インタフェース回路５、情報記憶部としての特性パラメータ記憶素子６、ＰＷＭ（パルス幅変調）制御回路７、駆動回路８、電流検出用抵抗９、平均電流検出回路１０及び温度センサ１１を含んで構成されている。
インタフェース回路５は、外部の制御機器との間でデータ通信を行ってリニアソレノイド３に対する電流指令値Ｉｔを受信して、この電流指令値Ｉｔを出力するとともに、外部の制御機器からの特性パラメータ送信要求を受信したときに特性パラメータ記憶素子６に記憶されている特性パラメータを外部の制御機器に送信する。

また、特性パラメータ記憶素子６は、例えばプログラマブル・リード・オンリー・メモリ（ＰＲＯＭ）で構成されている。リニアソレノイドモジュール１の組み立てが完了した時点で特性試験を行い、その試験結果である例えばリニアソレノイド３の温度特性補正パラメータ等のリニアソレノイドモジュール１に固有のパラメータ値が、パルス幅変調制御回路のＰＷＭ制御パラメータとともに、ＰＲＯＭライターによって特性補正情報として特性パラメータ記憶素子６に書き込まれている。

ここで、ＰＷＭ制御パラメータとしては、後述するようにＰＷＭ制御回路７で、ＰＩＤ補償制御を行う際の比例制御ゲインＫ_P、積分制御ゲインＫ_I、微分制御ゲインＫ_Dを表すパラメータ値であり、製品形式が同じである場合には同一のパラメータ値となる。
また、温度特性補正パラメータとしては、リニアソレノイドモジュール１の組み立てを完了した時点でその温度特性試験を行うことにより、図２に示すような、横軸に温度をとり、縦軸に温度センサの抵抗値をとった温度特性グラフに相当する温度特性マップとして、又は温度特性マップの近似特性線Ｌを表す方程式例えばｙ＝０．０２０５ｘ＋５．００１６として記憶される。

ＰＷＭ制御回路７は、内蔵する温度検出部としての温度センサ１１から温度検出値Ｔｄが入力されているとともに、インタフェース回路５から入力される電流指令値Ｉｔと後述する平均電流検出回路１０から入力される平均電流値Ｉａｖｒとの電流偏差に基づいてＰＩＤフィードバック制御を行って電圧指令値を算出し、算出した電圧指令値に基づいてパルス幅変調処理を行ってパルス幅変調信号を出力する。

ここで、ＰＷＭ制御回路７では、図３に示すＰＷＭ制御処理を実行する。このＰＷＭ制御処理は、先ず、ステップＳ１で、インタフェース回路５からリニアソレノイド３に対する電流指令値Ｉｔが入力されたか否かを判定し、電流指令値Ｉｔが入力されていないときには電流指令値Ｉｔが入力されるまで待機し、電流指令値Ｉｔが入力されたときにはステップＳ２に移行する。

このステップＳ２では、平均電流検出回路１０で検出した平均電流値Ｉａｖｒを読込み、次いでステップＳ３に移行して、電流指令値Ｉｔから平均電流値Ｉａｖｒを減算して電流偏差ｅ（＝Ｉｔ−Ｉａｖｒ）を算出してからステップＳ４に移行する。
このステップＳ４では、下記（１）式のＰＩＤ補償演算を行って制御電流Ｉ_MVを算出する。

Ｉ_MV＝Ｋ_P｛ｅ＋（１／Ｔ_I）∫ｅｄｔ＋Ｔ_D（ｄｅ／ｄｔ）｝ ・・・（１）
ここで、Ｋ_Pは比例ゲイン、１／Ｔ_Iは積分ゲイン（＝Ｋ_I）、Ｔ_Dは微分ゲイン、ｅは偏差、ｄｔはサンプリング時間、ｄｅは偏差の差である。
次いで、ステップＳ５に移行して、温度センサ１１で検出した温度検出値Ｔｄを読込み、次いでステップＳ６に移行して、インタフェース回路５を介して特性パラメータ記憶素子６から温度特性マップを読出し、温度検出値Ｔｄに基づいて温度特性マップを参照してリニアソレノイド３の実抵抗値Ｒ_Lを算出する。

次いで、ステップＳ７に移行して、下記（２）式の演算を行って、ＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyを算出し、算出したＰＷＭ_dutyをメモリ等に形成したデューティ記憶領域に更新記憶してから前記ステップＳ１に戻る。
ＰＷＭ_dyty＝Ｉ_MV×ＰＷＭ_MAX×Ｒ_L／Ｖｂａｔ ・・・（２）
ここで、ＰＷＭ_MAXはデューティを決定するための内蔵カウンタが採り得る最大カウント数、Ｖｂａｔはリニアソレノイドを駆動する電圧値である。

また、ＰＷＭ制御回路７は、図４に示すＰＷＭ信号形成処理を実行する。
このＰＷＭ信号形成処理は、メインプログラムに対する所定時間毎のタイマ割込処理として実行され、先ずステップＳ１１で、ソフトウェアカウンタのカウント値Ｎが“０”であるか否かを判定し、Ｎ＝０であるときにはステップＳ１２に移行して、前述したデューティ記憶領域に記憶されているＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyを読込んでからステップＳ１３に移行し、Ｎ≠０であるときにはステップＳ１４に移行する。

ステップＳ１３では、ソフトウェアカウンタのカウント値Ｎをインクリメントしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。
ステップＳ１４では、カウント値ＮがＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyに一致したか否かを判定し、Ｎ＝ＰＷＭ_dutyであるときにはステップＳ１５に移行して、ＰＷＭ信号をオフ状態へ反転させてから、ステップＳ１３に移行する。Ｎ≠ＰＷＭ_dutyであるときにはステップＳ１６に移行する。

ステップＳ１６では、カウント値Ｎがソフトウェアカウンタの最大カウント値ＰＷＭ_MAXに達したか否かを判定し、Ｎ≠ＰＷＭ_MAXであるときにはステップＳ１３に移行し、Ｎ＝ＰＷＭ_MAXであるとききにはステップＳ１７へ移行して、ＰＷＭ信号オン状態へ反転させてからステップＳ１８に移行し、ソフトウェアカウンタのカウント値Ｎを“０”にクリアしてからタイマ割込処理を終了して所定のメインプログラムに復帰する。

なお、ＰＷＭ制御回路７の電源投入時の初期化処理で、ソフトウェアカウンタのカウント値Ｎが“０”にクリアされるとともに、デューティ記憶領域に記憶されているＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyが“０”にリセットされる。
駆動回路８は、スイッチング素子を有し、このスイッチ素子がＰＷＭ制御回路７から出力されるＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍに基づいてオン／オフ制御されることにより、リニアソレノイド３に矩形波電圧を供給する。

平均電流検出回路１０では、リニアソレノイド３と接地との間に接続された電流検出用抵抗９の両端電圧を測定することにより、リニアソレノイド３に流れる電流の平均値を表す平均電流値Ｉａｖｒを検出し、この平均電流値Ｉａｖｒを前述したＰＷＭ制御回路７に出力する。
そして、上記構成を有するリニアソレノイドモジュール１は、図５に示すように、先ず、工程１で、リニアソレノイドモジュール１の組み立てを行い、次いで工程２で組み立てを完了したリニアソレノイドモジュール１に対して所定の特性試験を行って、前述した温度特性補正パラメータを測定し、ＰＷＭ制御パラメータ及び測定した温度特性補正パラメータを特性パラメータ記憶素子６に記憶してから出荷し、リニアソレノイドモジュール１を自動変速機の各部に組込むことにより、自動変速機が構成される。

この自動変速機へリニアソレノイドモジュール１を組込んだ状態では、図６に示すように、自動変速機の油圧制御装置６１内には多数のリニアソレノイドモジュール１があり、これらリニアソレノイドモジュール１のリニアソレノイド３が電磁弁の作動部として組込まれている。また、これらリニアソレノイドモジュール１のリニアソレノイド制御回路４のインタフェース回路５が、外部の制御機器としての自動変速機を制御する電子制御ユニット６２内のマイクロコンピュータ６３の出力ポートに接続される。このマイクロコンピュータ６３には、車速センサ、エンジン回転数センサ、スロットル開度センサ等からの各種センサ信号が入力され、各種センサ信号に基づいて車両の走行状態に応じた変速段を決定し、決定した変速段に対応するクラッチやブレーキを制御するために必要なリニアソレノイドモジュール１に対する電流指令値を出力する変速制御処理を実行するとともに、各種警告信号や変速状態情報が出力される。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
前述したように、リニアソレノイドモジュール１のケース２にリニアソレノイド３及びリニアソレノイド制御回路４の組込みが完了して、リニアソレノイドモジュール１の組み立てが完了すると、温度特性試験を行って、その結果の温度と抵抗値との関係を表す図２に示す温度特性マップを生成し、この温度特性マップと内部に組込んだＰＷＭ制御回路７における積分ゲインＫ_I、比例ゲインＫ_P及び微分ゲインＴ_DでなるＰＷＭ制御パラメータをＰＲＯＭライターによって特性パラメータ記憶素子６に記憶させる。

この状態で、リニアソレノイドモジュール１を出荷し、例えば自動車の自動変速機生産ラインで、図６に示すように、自動変速機を構成する油圧制御装置６１に多数のリニアソレノイドモジュール１が電磁弁の作動部として組込まれる。そして、各リニアソレノイドモジュール１のリニアソレノイド制御回路４におけるインタフェース回路５が、自動変速機を制御する電子制御ユニット６２内のマイクロコンピュータ６３の出力ポートに接続される。

このとき、マイクロコンピュータ６３の変速制御処理では、前述した特許文献１に記載されているような各リニアソレノイドモジュール１に内装されるリニアソレノイド３の温度特性を補正する補正処理を行う必要がないとともに、リニアソレノイド３を駆動する駆動処理も行う必要がなく、単に決定された変速段に対応するクラッチやブレーキを制御するために必要なリニアソレノイドモジュール１に対する電流指令値を出力するだけでよく、変速制御処理を簡略化することができ、演算負荷を軽減することができる。

一方、リニアソレノイドモジュール１では、電子制御ユニット６２のマイクロコンピュータ６３から電流指令値Ｉｔがインタフェース回路５に入力され、これがＰＷＭ制御回路７に入力されると、このＰＷＭ制御回路７で前述した図３に示すＰＷＭ制御処理で、平均電流検出回路１０で検出した平均電流値Ｉａｖｒを読込み（ステップＳ２）、次いでステップＳ３に移行して、電流指令値Ｉｔから平均電流値Ｉａｖｒを減算して電流偏差ｅを算出する（ステップＳ３）。

そして、電流偏差ｅに対して前記（１）式のＰＩＤ補償演算を行うことにより、制御電流値Ｉ_MVを算出する（ステップＳ４）。
次いで、温度センサ１１から温度検出値Ｔｄを読込み（ステップＳ５）、次いで温度検出値Ｔｄをもとに特性パラメータ記憶素子６に記憶されている温度特性マップを参照して実抵抗値Ｒ_Lを算出する（ステップＳ６）。

次いで、算出した実抵抗値Ｒ_L、前記制御電流値Ｉ_MVとソフトウェアカウンタの最大カウント値ＰＷＭ_MAXとバッテリ電圧Ｖｂａｔとに基づいて前記（２）式の演算を行うことにより、ＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyを算出し、算出したＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyをメモリ等に形成したデューティ記憶領域に更新記憶する（ステップＳ７）。
このとき、前述した（２）式における右辺のＩ_MV×Ｒ_Lは制御電流値と実抵抗値とを乗算したものであり、制御電圧値を決定する。この制御電圧値を現在のバッテリ電圧Ｖｂａｔで除算することにより、バッテリ電圧比からＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyを決定することができる。なお、前記（２）式で得られるＰＷＭ_dutyは、ＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍを生成するためのソフトウェアカウンタの最大カウント値ＰＷＭ_MAXをデューティ１００％としたときのカウント値を表している。

このようにして、デューティ記憶領域にＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyが記憶されると、図４のＰＷＭ信号形成処理でＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍが形成される。
すなわち、前回の割込処理でソフトウェアカウンタのカウント値Ｎが最大カウント値ＰＷＭ_MAXの一つ手前の値ＰＷＭ_MAX−１からインクリメントされた結果、図７の時点ｔ１で、ソフトウェアカウンタのカウント値Ｎが最大カウント値ＰＷＭ_MAXであるものとする。この状態では、ＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍが、図７（ａ）に示すように、オフ状態を維持している。

この状態では、図４のＰＷＭ信号形成処理では、ステップＳ１１，Ｓ１４及びＳ１６を経てステップＳ１７に移行し、ＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍを図７（ａ）に示すように、時点ｔ１より僅かに遅れた時点ｔ１′でオン状態に反転させ、次いでソフトウェアカウンタのカウント値Ｎを“０”にクリアする。

このため、所定時間が経過した後に、再度図４のＰＷＭ信号形成処理が実行されたときには、カウント値Ｎ＝０であるので、ステップＳ１２に移行して、デューティ記憶領域に記憶されているＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyを読込む。このとき、ＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyが、ソフトウェアカウンタの最大カウント値を例えば「１００」としたときに、「４０」であるものすると、カウント値Ｎが「４０」未満であるときにはＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍはオン状態を継続する。その後、カウント値Ｎが順次カウントアップされて、時点ｔ２で図７（ｂ）に示すようにカウント値Ｎが図７（ｃ）に示すＰＷＭデューティＰＷＭ_duty＝４０に達すると、ステップＳ１４からステップＳ１５に移行して、時点ｔ２より僅かに遅れた時点ｔ２′でＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍをオフ状態に反転させる。

その後、カウント値Ｎが最大カウント値ＰＷＭ_MAXに達する迄の間は、ＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍはオフ状態を継続し、時点ｔ３でソフトウェアカウンタのカウント値Ｎが最大カウント値ＰＷＭ_MAXに達した状態で割込処理が行われると、図４のＰＷＭ信号形成処理において、ステップＳ１６からステップＳ１７に移行して、時点ｔ３より僅かに遅れた時点ｔ３′でＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍをオン状態に反転させる。

その後、ソフトウェアカウンタのカウント値Ｎが“０”にクリアされる。このため、再度デューティ記憶領域からＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyを読込み、このＰＷＭ_dutyにカウント値Ｎが一致したときに、ＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍをオフ状態に反転させる。
そして、このようにして形成されたＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍが駆動回路８に供給される。このため、駆動回路８によって、リニアソレノイド３に温度特性を加味して電流指令値Ｉｔに相当する励磁電流が供給されて、リニアソレノイド３を正確に駆動制御することができる。

このように、上記第１の実施形態によると、リニアソレノイド３とリニアソレノイド制御回路４とを組み合わせてリニアソレノイドモジュール１を構成し、リニアソレノイド制御回路４にリニアソレノイド３の温度特性等の特性パラメータを記憶する特性パラメータ記憶素子６を介挿したので、リニアソレノイドモジュールの特性を均一なものとすることができる。

しかも、リニアソレノイド制御回路４で、特性パラメータ記憶素子６の特性補正情報を使用して、温度依存性を有するリニアソレノイド３の温度補正を伴う駆動制御を行うことができるので、リニアソレノイドモジュール１を自動変速機の油圧制御装置に組込んだ場合に、多数のリニアソレノイドモジュール１が存在する場合でも、全てのリニアソレノイドモジュール１内で、温度特性等のパラメータ値の補正を行うことができ、自動変速機を制御する電子制御ユニット６２内のマイクロコンピュータ６３で実行する変速制御処理に、リニアソレノイドに対する特性補正処理を組込む必要がなく、制御プログラムを簡略化することができるとともに、マイクロコンピュータ６３での演算処理負荷を軽減することができる。しかも、特性パラメータがリニアソレノイドモジュール１側に記憶されているので、特性パラメータを電子制御ユニット６２のマイクロコンピュータ６３側に記憶させる必要もなく、リニアソレノイドの形式を変更した場合でも、電子制御ユニット６２側でのプログラム変更や特性パラメータの更新等を行う必要がない。

なお、上記第１の実施形態においては、インタフェース回路５に特性パラメータ記憶素子６を接続した場合について説明したが、これに限定されるものではなくＰＷＭ制御回路７に特性パラメータ記憶素子６を接続するようにしてもよい。
また、上記第１の実施形態においては、リニアソレノイド制御回路４に温度センサ１１を内蔵させた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、温度センサ１１を外付けとすることもできる。

また、上記第１の実施形態においては、ＰＷＭ制御回路７でソフトウェア処理によってＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍを形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図８及び図９に示すようにハードウェアによってＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍを形成することもできる。

すなわち、ＰＷＭ制御回路７は、図８に示すように、電流指令値Ｉｔから平均電流値Ｉａｖｒを減算して電流偏差ｅを算出する減算器３１と、この減算器３１から出力される電流偏差ｅが入力されてＰＩＤ補償演算を行うＰＩＤ補償器３２と、このＰＩＤ補償器３２から出力される制御電流値Ｉ_MVが入力されて前記（２）式の演算を行ってＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍを形成するＰＷＭデューティ算出部３３とで構成されている。

ここで、ＰＩＤ補償器３２は、図９に示すように、離散型ハードウェア構成を有する。すなわち、前述した（１）式で表されるＰＩＤ制御式をＺ変換すると、今回の制御電流値Ｉ_MV(n)は下記（３）式で表すことができる。
Ｉ_MV(n)＝Ｃ₀・ｅ(n)＋Ｃ₁・ｅ(n-1)＋Ｃ₂・ｅ(n-2)＋Ｉ_MV(n-1) ・・・（３）

ここで、Ｉ_MV(n-1)は１サンプリング前（前回）の制御電流値、ｅ(n)は今回の電流偏差、ｅ(n-1)は１サンプリング前（前回）の電流偏差、ｅ(n-2)は2サンプリング前(前前回)の電流偏差である。
但し、Ｃ₀＝Ｋ_P｛（２Ｔ＋Ｋ_IＴ²＋２Ｋ_D）／２Ｔ
Ｃ₁＝Ｋ_P｛（−２Ｔ＋Ｋ_IＴ²−４Ｋ_D）／２Ｔ
Ｃ₂＝Ｋ_P（Ｋ_D／Ｔ）
であり、Ｋ_Pは比例ゲイン、Ｋ_Iは積分ゲイン、Ｋ_Dは微分ゲイン、Ｔはサンプリング時間である。

したがって、上記（３）式を満足するＰＩＤ補償器３２のハードウェア構成は、図９に示すように、入力端子ｔ_INに接続された係数Ｃ₀を乗算する乗算器４１を有し、この乗算器４１の出力が加算器４２に供給されている。
また、ＰＩＤ補償器３２は、入力端子ｔ_INに接続された１サンプリング時間遅延させる遅延器４３を介して係数Ｃ₁を乗算する乗算器４４を有し、この乗算器４４の出力が加算器４２に供給されている。

さらに、ＰＩＤ補償器３２は、遅延器４３の出力側に接続された１サンプリング時間遅延させる遅延器４５を介して係数Ｃ₂を乗算する乗算器４６を有し、この乗算器４６の出力が加算器４２に供給されている。
そして、加算器４２から出力される電流制御値Ｉ_MV(n)が１サンプリング時間遅延させる遅延器４７を介して加算器４２に供給されている。

また、ＰＷＭデューティ算出部３３は、図１０に示すように、温度センサ１１で検出した温度検出値Ｔｄに基づいて図２の温度特性マップを参照して実抵抗値Ｒ_Lを算出し、算出した実抵抗値Ｒ_LとＰＩＤ補償器３２から入力される制御電流値Ｉ_MVとに基づいて前述した（２）式の演算を行ってＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyを演算するデューティ演算部５０を有する。また、ＰＷＭデューティ算出部３３は、クロックパルス発振器５１からのクロックパルスＣＰが入力されたデジタル式のカウンタ５２を有する。さらに、ＰＷＭデューティ算出部３３は、カウンタ５２のカウント出力が最大カウント値ＰＷＭ_MAXに一致するか否かを判定する一致判定回路５３と、前記カウンタ５２のカウント出力とデューティ演算部５０から出力されるＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyとが一致するか否かを判定する一致判定回路５４と、一致判定回路５３の一致検出信号によってセットされ、一致判定回路５４の一致検出信号によってリセットされるフリップフロップ回路５５とを有する。また、カウンタ５２は一致判定回路５３の一致検出信号がリセット端子ｒｓに入力されることにより、カウント値Ｎが“０”にリセットされる。

このように、ＰＩＤ補償器３２及びＰＷＭデューティ算出部３３を図９及び図１０の構成とすることにより、ＰＩＤ補償器３２で前述した（１）式をＺ変換した（３）式に従って制御電流値Ｉ_MVを算出し、算出した制御電流値Ｉ_MVをＰＷＭデューティ算出部３３に供給することにより、前述した（２）式の演算を行ってＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyを算出する。そして、カウンタ５２のカウント値Ｎが最大カウント値ＰＷＭ_NAXに一致するとフリップフロップ回路５５がセットされて、その肯定出力端子ｙから出力されるＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍがオン状態となる。これと同時にカウンタ５２がリセットされてカウント値Ｎが“０”となる。その後、カウンタ５２のカウント値ＮがＰＷＭデューティＰＷＭ_dutyに一致するとフリップフロップ回路５５がリセットされて、その肯定出力端子ｙから出力されるＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍがオフ状態となる。上記動作が順次繰り返されて、ＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍが形成される。なお、カウンタ５２としては最大カウント値ＰＷＭ_MAXが設定されたリングカウンタを適用して当該カウンタへのリセット入力を省略することもできる。

さらに、上記第１の実施形態においては、ＰＷＭ制御回路７でＰＩＤ補償制御を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ＰＩ補償制御又はＰＤ補償制御を行うようにしてもよい。
さらにまた、上記第１の実施形態においては、ＰＷＭ制御回路７で前記（２）式の演算を行うことにより温度補正処理を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ＰＷＭ制御回路７における図３のステップＳ４〜ステップＳ７の処理又は図８におけるＰＷＭデューティ算出部３３を分離独立させるようにしてもよい。

なおさらに、上記第１の実施形態においては、カウンタを使用してＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍを形成する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、前述した従来例のように鋸歯状波電圧信号又は三角波電圧信号とＰＷＭ_dutyに相当する電圧信号とを比較することにより、ＰＷＭパルス信号Ｓｐｗｍを形成するようにしてもよい。
また、上記第１の実施形態においては、リニアソレノイドモジュール１を自動変速機の油圧制御装置に組込む場合について説明したが、これに限定されるものではなく、他の制御機器の油圧制御装置に組込むこともできる。

次に、本発明の第２の実施形態を図１１について説明する。
この第２の実施形態においては、前述した第１の実施形態における特性パラメータ記憶素子６として、上書きが可能なＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の書き換え可能な不揮発性メモリが適用されている。
自動変速機の最適化を図るために、リニアソレノイドモジュール１を自動変速機に組込んだ後で特性パラメータ記憶素子６に記憶されている特性パラメータの修正が必要となる場合、自動変速機の油圧制御装置に組込まれた各リニアソレノイドモジュール１を構成するインタフェース回路５に特性パラメータ記憶素子６が接続されているので、このインタフェース回路５を介して特性パラメータ記憶素子６にアクセスして修正することが可能である。

このため、自動変速機の動作チェックを行って最適化を行う最適化処理装置７０を電子制御ユニット６２が接続されたＣＡＮ（controller area network）のノードに接続するか又は電子制御ユニット６２のマイクロコンピュータ６３に直接最適化処理装置７０を接続して、自動変速機の動作チェックを行う。自動変速機でスムーズな変速を行うように最適化するために、個々のリニアソレノイドモジュール１の温度特性やＰＷＭ制御回路７のゲイン特性等の特性パラメータの変更を必要とする場合には、この動作チェックの一環として最適化処理装置７０から電子制御ユニット６２のマイクロコンピュータ６３及びリニアソレノイドモジュール１のインタフェース回路５を介して特性パラメータ記憶素子６にアクセスして、最適化されたリニアソレノイドの温度特性やＰＷＭ制御回路７のゲイン特性等の特性パラメータを更新記憶させることにより、自動変速機の最適化を容易に行うことができる。この際に、マイクロコンピュータ６３での変速制御処理を実行する制御プログラムには何ら変更を加える必要はなく、制御プログラムの変更に要する時間を割愛することができる。

さらに、本発明の第３の実施形態を図１２について説明する。
この第３の実施形態では、同一条件で動作するように補正されたリニアソレノイドモジュール１を自動変速機の油圧制御装置に組込んだ状態で、前述した第２の実施形態と同様に、自動変速機の電子制御ユニット６２のマイクロコンピュータ６３に直接又はＣＡＮを介して最適化処理装置７０を接続して、自動変速機の動作チェックを行う。この最適化処理装置７０には品質管理データベース８０がＬＡＮ等のネットワーク８１を介して接続されている。

そして、最適化処理装置７０で前述した第２の実施形態に示すように、自動変速機の動作チェックを行う、自動変速機の最適化を行うために、特性パラメータの変更を必要とする場合に、最適化処理時の特性パラメータの変更量とリニアソレノイドモジュール１の組込場所情報及び製造ロット情報とを対応させた管理テーブルとして品質管理データベース８０に格納して、特性パラメータの変更履歴を保存・管理する。

この第３の実施形態によると、品質管理データベース８０に格納されている特性パラメータ変更履歴に基づいて自動変速機の油圧制御装置の組込場所毎の特性パラメータの変更量を把握することができるとともに、リニアソレノイドモジュール１の製造ロッド毎の特性パラメータの変更量を把握することができる。この把握した特性パラメータの変更量に基づいてリニアソレノイドモジュール１の品質管理を行うことができるとともに、新たなリニアソレノイドモジュールの設計時に反映させることができる。

なお、上記第３の実施形態においては、最適化処理装置７０に品質管理データベース８０を接続する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、最適化処理装置７０の内部に品質管理データベースを構築するようにしてもよい。

１…リニアソレノイドモジュール
２…ケース体
３…リニアソレノイド
４…リニアソレノイド制御回路
５…インタフェース回路
６…特性パラメータ記憶素子
７…ＰＷＭ制御回路
８…駆動回路
９…電流検出用抵抗
１０…平均電流検出回路
１１…温度センサ
３１…減算器
３２…ＰＩＤ補償器
３３…ＰＷＭデューティ算出部
４１，４４，４６…乗算器
４２…加算器
４３，４５，４７…遅延回路
５０…デューティ演算部
５１…クロックパルス発振器
５２…カウンタ
５３，５４…一致検出回路
５５…フリップフロップ回路
６１…油圧制御装置
６２…電子制御ユニット
６３…マイクロコンピュータ
７０…最適化処理装置
８０…品質管理データベース

Claims (6)

1. リニアソレノイドと、該リニアソレノイドを駆動制御する制御回路とを備え、前記制御回路は、指令値を受信するインタフェース回路を有するとともに、均一特性を得るための特性補正情報を記憶する情報記憶部を有することを特徴とするリニアソレノイドモジュール。
2. 前記制御回路は、前記情報記憶部に記憶されている補正特性情報に基づいて補正処理を行うように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のリニアソレノイドモジュール。
3. 温度検出部を有し、前記制御回路は、温度検出部で検出した温度と前記補正特性情報とに基づいて温度補償制御を行うように構成されていることを特徴とする請求項２に記載のリニアソレノイドモジュール。
4. 前記制御回路が半導体集積回路上に構成され、該半導体集積回路と前記リニアソレノイドを一体化して前記リニアソレノイドモジュールを構成することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載されたリニアソレノイドモジュール。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載されたリニアソレノイドモジュールを車両用変速機に組込み、組込み後の前記車両用変速機の動作の最適化を図る車両用自動変速機の最適化処理方法であって、
   前記車両用変速機の特性を調整する際に、前記車両用変速機を制御する電子制御ユニットに内蔵されるマイクロコンピュータの制御プログラムの変更を行うことなく、前記情報記憶部に記憶されている補正特性情報を変更することを特徴とする車両用自動変速機の最適化方法。
6. 請求項５に記載された車両用自動変速機の最適化方法の実行時に、リニアソレノイドモジュールの設置位置毎の前記補正特性情報の変更量及び製造ロット毎の補正特性情報の変更量を収集し、収集した補正特性情報の変更量に基づいて製造過程における前記車両用自動変速機の特性バラツキを分析して品質管理を行うことを特徴とする車両用自動変速機の品質管理方法。

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