JP2014159858A - ソレノイド弁制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コストアップすることなくソレノイドに流れる電流を精度良く制御することが可能なソレノイド弁制御装置を提供する。
【解決手段】ソレノイド弁制御装置１００は、車両に搭載される自動変速機５０の油圧制御を行うソレノイド弁３０を駆動するソレノイド３１に流れる電流を測定する電流測定部１８と、自動変速機５０の前回の運転停止時における電流測定部１８の温度を記憶しておく記憶部１４と、前回の運転停止時から現在までの経過時間を示す経過時間情報を取得する経過時間情報取得部１２と、前回の運転停止時における電流測定部１８の温度と経過時間情報とに基づいて電流測定部１８の現在の温度を算定する温度算定部１３と、自動変速機５０の運転を再開する際に、要求油圧と算定された電流測定部１８の現在の温度とに基づいてソレノイド３１に通電を行う通電制御部１７と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される自動変速機の油圧制御を行うソレノイド弁を制御するソレノイド弁制御装置に関する。

従来、変速比を自動で変更する自動変速機が搭載された車両が利用されている。自動変速機は、作動油の圧力（以下「油圧」とする）を利用して変速比を変更する。このような油圧は、各種の弁を有する油圧回路により制御される。このような弁の一つとして、その開度を電気的に調整可能なソレノイド弁が利用される。このようなソレノイド弁の開度の調整は、ソレノイドに流れる電流を変更することにより行われる。このため、自動変速機の動作を適切に行い、例えば変速時のショックを低減するためにはソレノイドに流れる電流を精度良く制御する必要がある。このような制御に利用される技術として下記に出展を示す特許文献１に記載のものがある。

特許文献１に記載の技術では、ソレノイドに流れる電流をＤＵＴＹ制御により制御し、指示電流値とソレノイドに流れる実際の電流の電流値を比較してフィードバック制御を行っている。

特開２０１１−５２７３７号公報

特許文献１に記載の技術のように、フィードバック制御によりソレノイドに流れる電流を制御するためには、ソレノイドに流れる電流を正確に測定する必要がある。しかしながら、このような電流を測定する電流測定回路には、例えば当該電流測定回路を構成する部品の定数のバラツキや、温度特性の変動による誤差が含まれる。部品の定数のバラツキは一旦補正すると、その後、変動することは少ないが、温度特性は製品の使用温度範囲に亘って補正することが容易ではない。そこで、温度特性を補正するためにサーミスタを用いることが考えられる。しかしながら、サーミスタは高価であり、製品のコストアップの要因となる。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、コストアップすることなくソレノイドに流れる電流を精度良く制御することが可能なソレノイド弁制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係るソレノイド弁制御装置の特徴構成は、
車両に搭載される自動変速機の油圧制御を行うソレノイド弁を駆動するソレノイドに流れる電流を測定する電流測定部と、
前記自動変速機の前回の運転停止時における前記電流測定部の温度を記憶しておく記憶部と、
前記前回の運転停止時から現在までの経過時間を示す経過時間情報を取得する経過時間情報取得部と、
前記前回の運転停止時における前記電流測定部の温度と前記経過時間情報とに基づいて前記電流測定部の現在の温度を算定する温度算定部と、
前記自動変速機の運転を再開する際に、要求油圧と算定された前記電流測定部の現在の温度とに基づいて前記ソレノイドに通電を行う通電制御部と、を備えている点にある。

本構成のように、運転停止時の電流測定部の温度と、運転停止時から現在までの経過時間とに基づいて、電流測定部の現在の温度を算定するので、自動変速機の運転再開時であっても、ソレノイドに流れる電流を精度良く制御することが可能となる。また、電流測定部の現在の温度を算定するにあたり、例えば電流測定部が車内に設置されているような場合には車内温度センサの検出結果を利用することができ、また、電流測定部がエンジンルームに設置されているような場合には車外温度センサの検出結果を利用することができるのでコストアップは生じない。したがって、安価にソレノイド弁制御装置を構成することが可能となる。

また、前記経過時間情報取得部は、前記自動変速機の前記前回の運転停止時における作動油の温度と現在の作動油の温度とに基づいて前記経過時間を算定すると好適である。

通常、自動変速機の作動油の温度を測定する油温センサが備えられている。この油温の低下傾向と、運転停止時から現在までの経過時間とを関連付けをしておくことで、油温センサの検出結果に基づき経過時間を算定することができる。このため、別途専用の経過時間を測定するカウンタを備えることがないので、コストアップする必要がない。したがって、安価にソレノイド弁制御装置を実現することが可能となる。

また、前記記憶部に記憶されている前記電流測定部の温度を前記温度算定部により算定した温度で更新する温度更新部と、
前記自動変速機の運転中に、前記自動変速機の運転状態に基づいて前記電流測定部の発熱量を算定する発熱量算定部と、を備え、
前記自動変速機の運転再開後、前記通電制御部は、要求油圧と、更新された前記電流測定部の温度と、算定された前記電流測定部の発熱量と、に基づいて前記ソレノイドに通電すると好適である。

このようにソレノイドに通電する構成とすれば、自動変速機の運転中（動作中）であっても、電流測定部がソレノイドに流れる電流を精度良く測定することが可能となる。したがって、ソレノイドに流れる電流を精度良く制御することが可能となる。

また、前記電流測定部の温度変動特性が予め記憶されている特性記憶部が備えられ、前記通電制御部は、前記電流測定部が設置される環境温度に応じた温度変動も考慮して前記ソレノイドに通電すると好適である。

このような構成とすれば、電流測定部の温度変動による測定結果のバラツキをなくすことができる。したがって、環境温度が変化した場合であっても、ソレノイドに流れる電流を精度良く測定することができるので、当該電流を適切に制御することが可能となる。

ソレノイド弁制御装置の構成及び機能を示す模式図である。 油温に基づき経過時間情報を取得する例を示す図である。 油温に基づき経過時間情報を取得する例を示す図である。 電流測定部の温度変動特性の例を示す図である。 制御状態に応じた発熱量の違いを示す図である。 制御状態に応じて発熱量を算定する例を示す図である。

本発明に係るソレノイド弁制御装置は、ソレノイド弁を駆動するソレノイドに流れる電流を精度良く制御する機能を備えて構成される。以下、本実施形態のソレノイド弁制御装置１００について詳細に説明する。図１はソレノイド弁制御装置１００の構成及び機能を示す模式図である。図１に示されるように、ソレノイド弁制御装置１００は、温度判定部１１、経過時間情報取得部１２、温度算定部１３、記憶部１４、温度更新部１５、発熱量算定部１６、通電制御部１７、電流測定部１８、特性記憶部１９の各機能部を備えて構成される。各機能部はＣＰＵを中核部材として、ソレノイドに流れる電流を精度良く制御する種々の処理を行うための上述の機能部がハードウェア又はソフトウェア或いはその両方で構築されている。ここで、本実施形態では、上述の各機能部が一つのＥＣＵ（Electronic Control Unit）で構成され、当該ＥＣＵが車内に備えられている例を挙げて説明する。

温度判定部１１は、運転停止中の自動変速機５０に対して運転指示があった場合に、現在の車外温度と現在の油温との間に差があるか否かを判定する（＃０１）。自動変速機５０とは、車両に搭載され、車両の車速やエンジンの回転速度に応じて変速比を自動的に切り替える機能を有する変速機である。このような自動変速機５０の動作は、油圧を利用して制御される。車外温度とは車室外の温度、すなわち外気温である。車外温度は、センサ群７０を構成する車外温度センサ７１により測定され、伝達される。油温とは、上述の自動変速機５０の動作を制御する油圧を生成する作動油の温度である。油温は、センサ群７０を構成する油温センサ７２により測定され、伝達される。これらの車外温度センサ７１及び油温センサ７２は、本ソレノイド弁制御装置１００が備えていなくても良く、車両に一般的に備えられているものを利用することが可能である。

温度判定部１１により、現在の車外温度と現在の油温との間に差が小さい場合（例えば１０℃未満である場合）には（＃０２）、その判定結果が温度算定部１３に伝達される。係る場合、温度算定部１３は自動変速機５０が長期間停止されていたと判断し、車内温度を電流測定部１８の温度と算定する（＃０３）。車内温度とは車室の温度である。車内温度は、センサ群７０を構成する車内温度センサ７３により測定され、伝達される。この車内温度センサ７３は、本ソレノイド弁制御装置１００が備えていなくても良く、車両に一般的に備えられているものを利用することが可能である。

一方、温度判定部１１により、現在の車外温度と現在の油温との間に差が大きい場合（例えば１０℃以上である場合）には（＃０４）、その判定結果が経過時間情報取得部１２に伝達される。

係る場合、経過時間情報取得部１２は、前回の運転停止時から現在までの経過時間を示す経過時間情報を取得する。前回の運転停止時とは、自動変速機５０の前回の運転停止時である。すなわち、イグニッションキーがＯＦＦ状態とされた時（イグニッションボタンが備えられる場合には、イグニッションボタンがＯＦＦ状態とされた時）を意味する。したがって、経過時間情報取得部１２は、イグニッションキーがＯＦＦ状態とされた時から現在に至るまでに経過した時間を示す経過時間情報を取得する。

本実施形態では、経過時間情報取得部１２は、自動変速機５０の前回の運転停止時における作動油の温度と現在の作動油の温度とに基づいて経過時間を算定する。上述のように自動変速機５０は、油圧により制御される。この油圧を生じさせる作動油の温度は、上述の油温センサ７２から伝達される（＃０５）。なお、本実施形態では、車外温度センサ７１の車外温度も経過時間情報取得部１２に伝達される。前回の運転停止時における作動油の温度は、後述する記憶部１４に記憶されている。現在の作動油の温度とは、自動変速機５０の運転（例えば、動作）を再開した時の作動油の温度である。経過時間情報取得部１２は、自動変速機５０の運転が再開された時には、その時の作動油の温度を油温センサ７２から取得するとともに、記憶部１４から自動変速機５０が運転を停止された時の作動油の温度を取得する（＃０６）。

記憶部１４は、自動変速機５０の前回の運転停止時における電流測定部１８の温度、車外温度、車内温度、油温を記憶しておく。自動変速機５０の前回の運転停止時とは、上述のようにイグニッションキーがＯＦＦ状態とされた時である。ここで、本ソレノイド弁制御装置１００では、電流測定部１８の温度は実際に温度計等により測定するものではなく、各種パラメータを用いて演算により算定される。この算定については後述する。車外温度は車外温度センサ７１から測定結果が伝達され、車内温度は車内温度センサ７３から測定結果が伝達され、油温は油温センサ７２から測定結果が伝達される。記憶部１４は、自動変速機５０が運転を停止された時の夫々の温度を記憶する（＃０７）。

経過時間情報取得部１２は、このような記憶部１４に記憶された前回の自動変速機５０の運転停止時の油温と現在の油温との温度差を算出する（＃０８）。ここで、前回の運転停止時から運転再開されるまでの時間が十分に長い場合には、図２に示されるように自動変速機５０の運転再開時の作動油の温度は外気温と一致する。一方、前回の運転停止時から運転再開されるまでの時間が比較的短い場合には、図３に示されるように自動変速機５０の運転再開時の作動油の温度は外気温と差がある。

このような作動油の温度が低下する際の温度勾配は、油圧回路系統の放熱特性と外気温とにより決定される。ここで、油圧回路系統の放熱特性は、自動変速機５０の種類が同じであれば略同等である。このため、作動油の温度勾配は、外気温により規定されると考えて何ら問題はない。したがって、実機を用いて油圧勾配と外気温との関係を規定するマップを予め作成しておき、経過時間情報取得部１２に記憶しておくと好適である。経過時間情報取得部１２は、上述のように得られた２つの時点の作動油の温度差とマップと外気温とを用いて自動変速機５０の運転が停止されてから再開するまでの時間を算定することが可能となる。なお、外気温は、上述のように車外温度センサ７１から伝達される車外温度が用いられる。

温度算定部１３は、前回の運転停止時における電流測定部１８の温度と経過時間情報とに基づいて電流測定部１８の現在の温度を算定する。前回の運転停止時における電流測定部１８の温度は、上述のように記憶部１４に記憶され、温度算定部１３に伝達される（＃０９）。経過時間情報は経過時間情報取得部１２により取得され、温度算定部１３に伝達される（＃１０）。温度算定部１３は、これら２つの情報から放熱量を算出し、電流測定部１８の現在の温度を算定する（＃０３）。

ここで、特性記憶部１９には、電流測定部１８の温度変動特性が予め記憶されている。すなわち、電流測定部１８の測定結果には温度ドリフトが含まれる。このような温度ドリフトは電流測定部１８の測定誤差となる。このためソレノイド弁３０の制御を精度良く行うことを考えた場合、このような温度ドリフトをなくすことが望ましい。そこで、本実施形態では、特性記憶部１９にはソレノイド弁制御装置１００を車両に搭載した際に、温度を変化させて実機にて測定した温度変動特性が記憶されている。温度変動特性は、ソレノイド弁制御装置１００の工場出荷時の検査等において、温度を変化させてそれぞれのソレノイド弁制御装置１００に対して、温度変動特性を記憶させるようにすると精度が向上する。このような温度変動特性の一例が図４に示される。図４の例では、温度が低くなる程、変動率が大きくなり、温度が高くなる程、変動率が小さくなる。電流測定部１８の特性によっては、温度が低くなる程、変動率が小さくなり、温度が高くなる程、変動率が大きくなるものもあるし、変動率が所定の温度範囲内においては一定であるものもある。このような温度変動特性が特性記憶部１９に記憶されている。

電流測定部１８は、車両に搭載される自動変速機５０の油圧制御を行うソレノイド弁３０を駆動するソレノイド３１に流れる電流を測定する（＃１１）。上述のように自動変速機５０の動作は、油圧を利用して制御され、当該油圧の制御は公知のソレノイド弁３０を用いて行われる。ソレノイド弁３０とは、ソレノイド３１に通電して電磁石として機能させ、その磁力によりプランジャを動かして弁の開度を変更するものである。弁の開度は、ソレノイド３１に流れる電流により変更可能である。電流測定部１８は、このようなソレノイド３１に流れる電流を測定する。なお、図１では、理解を容易にするためにソレノイド３１が１つのみ記載しているが、自動変速機５０に備えられるソレノイド弁３０は複数であっても良い。係る場合、夫々の電流が電流測定部１８により測定される。

通電制御部１７は、自動変速機５０の運転を再開する際に、要求油圧と算定された電流測定部１８の現在の温度とに基づいてソレノイド３１に通電を行う。要求油圧とは、自動変速機５０のギヤを選択するシフトレバーの位置等により上位システムから要求される油圧である。この要求油圧がソレノイド３１に通電する電流の大きさのベースとなる。電流測定部１８の現在の温度とは、温度算定部１３により算定され、伝達される。

また、本実施形態では、通電制御部１７は、電流測定部１８が設置される環境温度に応じた温度変動も考慮してソレノイド３１に通電する（＃１２）。上述のように電流測定部１８は温度に応じて温度ドリフトを有する。したがって、通電制御部１７は、電流測定部１８が設置される環境温度に応じた温度ドリフトを考慮して通電する。ここで、本実施形態では電流測定部１８は車内に設けられる。したがって、通電制御部１７には車内温度センサ７３から車内温度が伝達され、特性記憶部１９から当該温度に応じた変動率を取得する。

ここで、通電制御部１７は、公知のＰＷＭ制御により電流測定部１８に流れる電流を制御する。したがって、要求油圧に対応するＰＷＭ信号のＤＵＴＹ値を設定し、電流測定部１８の現在の温度及び環境温度に応じてＤＵＴＹ値を調整する。このようにしてソレノイド３１に通電する電流を調整するので、精度良くソレノイド弁３０を制御することでき、自動変速機５０を駆動させることが可能となる。

ここで、自動変速機５０の制御は、運転再開時だけでなく、その後、継続して行われる運転中も精度良く行う必要がある。そこで、本ソレノイド弁制御装置１００は、このような運転再開後も適切にソレノイド３１に通電する電流を制御することが可能に構成されている。

係る場合も、通電制御部１７は、電流測定部１８の現在の温度及び環境温度に応じてＤＵＴＹ値を調整してソレノイド３１に流れる電流を制御する。ここで、自動変速機５０の運転を再開した際に温度算定部１３により算定された電流測定部１８の温度は温度更新部１５に伝達される。温度更新部１５は、記憶部１４に記憶されている電流測定部１８の温度を温度算定部１３により算定した温度で更新する（＃１３）。記憶部１４に記憶されている電流測定部１８の温度とは、自動変速機５０の運転再開時においては前回の運転停止時の電流測定部１８の温度であり、自動変速機５０の運転中においては温度更新部１５により更新された温度である。温度算定部１３により算定した温度は、温度算定部１３から伝達される。温度更新部１５は、このような温度で記憶部１４に記憶されている電流測定部１８の温度を更新する。

発熱量算定部１６は、自動変速機５０の運転中に、自動変速機５０の運転状態に基づいて電流測定部１８の発熱量を算定する（＃１４）。自動変速機５０の運転中とは、自動変速機５０の運転が再開されてから継続して運転されている状態をいう。自動変速機５０の運転状態とは、自動変速機５０により設定されるギヤの段数が相当する。ここで、ギヤの段数に応じたＥＣＵの温度が上昇し、これに伴い電流測定部１８の温度も上昇する。このようなギヤの段数と上昇温度との関係は、予めマップとして発熱量算定部１６に記憶しておくと好適である。

図５にはこのようなマップの一例が示される。図５の例では、縦軸が上昇温度、横軸が時間で規定されている。自動変速機５０のギヤ段が１速から５速になるにつれて次第に温度勾配が小さくなることが示される。

発熱量算定部１６には、車両の走行に応じて、上位システムから現在、使用中のギヤ段の情報を含む運転情報が伝達される。発熱量算定部１６は、この運転情報とマップとを用いて電流測定部１８の発熱量を算定する。

図６には発熱量算定部１６が算定した電流測定部１８の発熱量が示される。ｔ０からｔ１までは１速で走行していたので、図５の１速の温度勾配で発熱する。ｔ１からｔ２の間は２速で走行していたので、図５の２速の温度勾配で発熱量が蓄積され、ｔ２からｔ３までは３速で走行していたので、図５の３速の温度勾配で発熱量が蓄積される。更に、ｔ３からｔ４までは４速で走行していたので、図５の４速の温度勾配で発熱量が蓄積され、ｔ４以降は５速で走行していたので、図５の５速の温度勾配で発熱量が蓄積される。このようにして発熱量算定部１６は、電流測定部１８の発熱量を算定する。この算定結果は、通電制御部１７に伝達される。

通電制御部１７は、自動変速機５０の運転再開後、要求油圧と、更新された電流測定部１８の温度と、算定された電流測定部１８の温度とに基づいてソレノイド３１に通電する（＃１２）。要求油圧とは上述のように上位システムから伝達される必要な油圧である。更新された電流測定部１８の温度とは、温度更新部１５により更新された記憶部１４の温度である。算定された電流測定部１８の温度とは、発熱量算定部１６により算定された温度である。通電制御部１７は、これらの温度を考慮してソレノイド３１に流れる電流を制御する。

〔その他の実施形態〕
上記実施形態では、経過時間情報取得部１２は、自動変速機５０の前回の運転停止時における作動油の温度と現在の温度とに基づいて経過時間を算定するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。経過時間情報取得部１２が、自動変速機５０が運転停止してからの時間を計数するカウンタの計数結果を取得して経過時間を算定する構成とすることも当然に可能である。具体的には、バッテリの電力損失を低減する電源管理制御装置（図示せず）から計数結果を取得しても良いし、他のカウンタを実装して、計数結果を取得する構成とすることも可能である。更には、経過時間情報取得部１２にカウンタ機能を備えさせることも当然に可能である。

上記実施形態では、通電制御部１７は、自動変速機５０の運転再開後、要求油圧と、更新された電流測定部１８の温度と、発熱量算定部１６により算定された電流測定部１８の発熱量とに基づいてソレノイド３１に通電するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。通電制御部１７は、自動変速機５０の運転再開後は、要求油圧にのみ基づいてソレノイド３１に通電する構成とすることも当然に可能である。また、通電制御部１７は、自動変速機５０の運転再開後、要求油圧と、更新された電流測定部１８の温度及び発熱量算定部１６により算定された電流測定部１８の発熱量のいずれか一方とに基づいてソレノイド３１に通電する構成とすることも当然に可能である。

上記実施形態では、通電制御部１７は、算定された電流測定部１８の温度に応じた温度変動も考慮してソレノイド３１に通電するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。通電制御部１７は、電流測定部１８の温度変動は考慮せずにソレノイド３１に通電する構成とすることも当然に可能である。

上記実施形態では、温度判定部１１が、現在の車外温度と現在の油温との間の差が例えば１０℃未満であるか否かを判定するとして説明した。しかしながら、本発明の適用範囲はこれに限定されるものではない。１０℃は例示であり、他の温度に設定することは当然に可能である。

本発明は、車両に搭載される自動変速機の油圧制御を行うソレノイド弁を制御するソレノイド弁制御装置に用いることが可能である。

１２：経過時間情報取得部
１３：温度算定部
１４：記憶部
１５：温度更新部
１６：発熱量算定部
１７：通電制御部
１８：電流測定部
１９：特性記憶部
３０：ソレノイド弁
３１：ソレノイド
５０：自動変速機
１００：ソレノイド弁制御装置

Claims (4)

1. 車両に搭載される自動変速機の油圧制御を行うソレノイド弁を駆動するソレノイドに流れる電流を測定する電流測定部と、
   前記自動変速機の前回の運転停止時における前記電流測定部の温度を記憶しておく記憶部と、
   前記前回の運転停止時から現在までの経過時間を示す経過時間情報を取得する経過時間情報取得部と、
   前記前回の運転停止時における前記電流測定部の温度と前記経過時間情報とに基づいて前記電流測定部の現在の温度を算定する温度算定部と、
   前記自動変速機の運転を再開する際に、要求油圧と算定された前記電流測定部の現在の温度とに基づいて前記ソレノイドに通電を行う通電制御部と、
   を備えるソレノイド弁制御装置。
2. 前記経過時間情報取得部は、前記自動変速機の前記前回の運転停止時における作動油の温度と現在の作動油の温度とに基づいて前記経過時間を算定する請求項１に記載のソレノイド弁制御装置。
3. 前記記憶部に記憶されている前記電流測定部の温度を前記温度算定部により算定した温度で更新する温度更新部と、
   前記自動変速機の運転中に、前記自動変速機の運転状態に基づいて前記電流測定部の発熱量を算定する発熱量算定部と、を備え、
   前記自動変速機の運転再開後、前記通電制御部は、要求油圧と、更新された前記電流測定部の温度と、算定された前記電流測定部の発熱量と、に基づいて前記ソレノイドに通電する請求項１又は２に記載のソレノイド弁制御装置。
4. 前記電流測定部の温度変動特性が予め記憶されている特性記憶部が備えられ、
   前記通電制御部は、前記電流測定部が設置される環境温度に応じた温度変動も考慮して前記ソレノイドに通電する請求項１から３のいずれか一項に記載のソレノイド弁制御装置。

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