JP2022090742A - リニアソレノイドバルブの制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】油温の変化途中であって温度が安定していない状況でもスプールが適切に振動するリニアソレノイドバルブの制御装置を提供する。【解決手段】制御装置100は、リニアソレノイドバルブ30の励磁電流を周期的に増減させることによりリニアソレノイドバルブ30のスプール32を振動させるディザ制御を実行する。ディザ制御によるスプール32の振動周期をディザ周期としたときに、ディザ制御は、スプール32を第1ディザ周期にて振動させる第1ディザ制御と、スプール32を第1ディザ周期よりも短い第2ディザ周期にて振動させる第2ディザ制御とを含む。制御装置100は、作動油の油温が第1油温と第2油温との間の温度である場合には、第1ディザ制御及び第2ディザ制御を共に実施する。【選択図】図1

Description

本発明は、リニアソレノイドバルブの制御装置に関する。
特許文献1に記載されているように、作動油が供給されるリニアソレノイドバルブの励磁電流を周期的に増減させて同リニアソレノイドバルブのスプールを振動させることにより、同バルブのスリーブとスプールとの間の静摩擦を低減させるディザ制御を実行する制御装置が知られている。
特開2014-197655号公報
ところで、作動油は温度に応じて粘度が異なる。そのため、作動油の温度が低く同作動油の粘度が高いときには、ディザ制御によるスプールの振動周期であるディザ周期を長くする、つまりディザ制御によるスプールの振動周波数を低くすることにより、スプールを適切に振動させることができる。一方、作動油の温度が高く同作動油の粘度が低いときにはディザ周期を短くする、つまりディザ制御によるスプールの振動周波数を高くすることにより、スプールを適切に振動させることができる。
しかし、油温の変化途中であって温度が安定していない状況では、ディザ周期を最適化することが難しく、スプールを適切に振動させることが困難である。
上記課題を解決するリニアソレノイドバルブの制御装置は、作動油が供給されるリニアソレノイドバルブの励磁電流を制御するPWM制御と、前記励磁電流を周期的に増減させることにより前記リニアソレノイドバルブのスプールを振動させるディザ制御とを実行する。前記ディザ制御による前記スプールの振動周期をディザ周期としたときに、前記ディザ制御は、前記スプールを第1ディザ周期にて振動させる第1ディザ制御と、前記スプールを前記第1ディザ周期よりも短い第2ディザ周期にて振動させる第2ディザ制御とを含む。そして、制御装置は、前記作動油の油温が、第1油温と同第1油温よりも温度の高い第2油温との間の温度である場合には、前記第1ディザ制御及び前記第2ディザ制御を共に実施する。
同構成では、油温が第1油温と第2油温との間にある場合には、第1ディザ制御と第2ディザ制御とが共に実施される。このようにして第1ディザ制御と第2ディザ制御とが共に実施されると、スプールの振動成分には、高粘度の作動油に対応した低周波成分と、低粘度の作動油に対応した高周波成分が重畳するようになる。従って、油温の変化途中であって温度が安定していない状況でも、スプールを適切に振動させることができるようになる。
また、上記制御装置において、前記油温が前記第2油温以上である場合には、前記第1ディザ制御を停止して前記第2ディザ制御を実施してもよい。
同構成によれば、油温が第2油温以上の高温状態にある場合には、高粘度に対応した第1ディザ制御を停止する一方、低粘度に対応した第2ディザ制御が実施される。そのため、高油温に合わせてディザ制御を効率よく実施することができる。
また、上記制御装置において、前記油温が前記第1油温以下である場合には、前記第2ディザ制御を停止して前記第1ディザ制御を実施してもよい。
同構成によれば、油温が第1油温以下の低温状態にある場合には、低粘度に対応した第2ディザ制御を停止する一方、高粘度に対応した第1ディザ制御が実施される。そのため、低油温に合わせてディザ制御を効率よく実施することができる。
また、上記制御装置において、前記第1ディザ制御及び前記第2ディザ制御を共に実施する場合には、前記油温が高いときほど前記第1ディザ周期の振幅は小さくなる一方、前記第2ディザ周期の振幅は大きくなるように各振幅を可変設定する処理を実行してもよい。
同構成によれば、油温が高く作動油の粘度が低いときほど、高粘度に対応した第1ディザ制御による振動成分は少なくなる一方で、低粘度に対応した第2ディザ制御による振動成分は多くなる。従って、作動油の粘度変化に応じてスプールを適切に振動させることができる。
また、上記制御装置において、前記PWM制御で生成されるPWM信号のパルス周期をPWM周期としたときに、連続した複数の前記PWM周期が前記第2ディザ周期の1周期となっており、前記第2ディザ周期の自然数倍の期間における前記励磁電流の平均値を平均電流値として算出する平均化処理と、前記励磁電流の目標値である目標電流値を算出する目標電流算出処理と、前記目標電流値と前記平均電流値とが一致するように前記PWM信号の制御値をフィードバック制御するフィードバック処理と、を実行する。そして、前記平均電流値の算出周期を平均値算出周期とし、前記フィードバック制御の実行周期をフィードバック周期としたときに、前記平均値算出周期と前記フィードバック周期とは同一の周期であり、前記第1ディザ制御は前記目標電流値を変動させる制御であり、前記第2ディザ制御は前記PWM信号のデューティ比を変動させる制御でもよい。
上述したように第2ディザ制御における第2ディザ周期は第1ディザ制御における第1ディザ周期よりも短くなっている。ここで、仮に第2ディザ周期が第1ディザ周期よりも長い場合には、短い場合と比べて、上記平均値算出周期が長くなる。この平均値算出周期が長くなると、上記フィードバック周期も長くなるため、上記フィードバック制御の応答性などが悪化するおそれがある。この点、同構成では、第2ディザ周期は第1ディザ周期よりも短くなっているため、そうしたフィードバック制御の応答性の悪化を抑えることができる。
また、仮に第2ディザ周期が第1ディザ周期よりも長い場合、つまり第1ディザ周期が第2ディザ周期よりも短いには、長い場合と比べて、上記目標電流値と上記平均電流値とが一致するようにPWM信号の制御値をフィードバック制御する際のフィードバック周期も短くする必要がある。しかし、フィードバック周期を短くすると、フィードバック制御に関する演算負荷が増大してしまう。この点、同構成では、第1ディザ周期は第2ディザ周期よりも長くなっているため、そうした演算負荷の増大を抑えることができる。
一実施形態にかかるリニアソレノイドバルブの制御装置を示す模式図。 同実施形態の制御装置が実行する処理を示すブロック図。 同実施形態において第1ディザ制御を実行するときの目標電流値の変化を示すタイムチャート。 同実施形態において第2ディザ制御を実行するときの(A)PWM信号の変化、(B)励磁電流の変化をそれぞれ示すタイムチャート。 同実施形態の制御装置が実行する処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における油温とゲインとの関係を示すグラフ。 同実施形態における油温と第1ディザ基本補正量との関係を示すグラフ。 同実施形態における第1ディザ周期及び第2ディザ周期と油温との関係を示すグラフ。 同実施形態の制御装置が実行する処理手順を示すフローチャート。 同実施形態における油温とディザ電流ベース値DIbbとの関係を示すグラフ。 同実施形態の変更例において第2ディザ制御を実行するときの(A)PWM信号の変化、(B)励磁電流の変化をそれぞれ示すタイムチャート。
以下、リニアソレノイドバルブの制御装置を車両用の自動変速機に適用した一実施形態について、図1~図10を参照して説明する。
図1に示すように、車両用の自動変速機10は、クラッチやブレーキなどの係合機構12を備えた変速機構11や、係合機構12に供給される作動油の圧力、つまり油圧を調整するリニアソレノイドバルブ30を有する油圧回路20などを備えている。
上記作動油が供給されるリニアソレノイドバルブ30は、複数のポートを有するスリーブ31、スリーブ31内を軸方向に移動することにより各ポートの開閉状態を切り替えるスプール32、スプール32を軸方向の一方に付勢するスプリング34、スプリング34の付勢力に抗してスプール32を軸方向に移動させる電磁石33などを備えている。
電磁石33には、駆動回路40が接続されており、この駆動回路40に入力される信号に応じて電磁石33の励磁電流Iが変化する。電磁石33の励磁電流Iが変化すると、スリーブ31内におけるスプール32の位置が変化して各ポートの開閉状態が変化するため、リニアソレノイドバルブ30から係合機構12に供給される油圧が変化する。また、電磁石33には、当該電磁石33の励磁電流Iを検出する電流検出回路42が接続されている。
制御装置100は、中央処理装置(以下、CPUという)200や、制御用のプログラムやデータが記憶されたメモリ210などを備えている。制御装置100は、メモリ210に記憶されたプログラムをCPU200が実行することにより各種制御に関する処理を実行する。
制御装置100には、車両に搭載された内燃機関のクランクシャフトのクランク角を検出するクランク角センサ50、内燃機関の吸入空気量GAを検出するエアフロメータ51、係合機構12に供給される作動油の温度である油温THoilを検出する油温センサ52、車両の車速を検出する車速センサなどの各種センサが接続されている。また、制御装置100には、上記電流検出回路42も接続されている。そして、制御装置100は、上記各種センサや検出回路などから出力される信号に基づいて各種制御を実施する。
そうした各種制御の1つとして、制御装置100は、パルス幅変調制御(以下、PWM制御という)により生成されるパルス信号であるPWM信号Spwmを駆動回路40に入力してリニアソレノイドバルブ30の励磁電流を調整することにより、同リニアソレノイドバルブ30の駆動制御を行う。
また、制御装置100は、そうした励磁電流の制御に際して、電磁石33の励磁電流Iを変動させることによりスプール32を微振動させ、これによりスリーブ31とスプール32との間の静摩擦を低減させるディザ制御を実行する。
このディザ制御は、励磁電流Iの目標電流値Itを周期的に増減させることにより当該励磁電流Iを変動させる第1ディザ制御と、PWM信号Spwmのデューティ比DRを周期的に増減させることにより励磁電流Iを変動させる第2ディザ制御と含む。
以下では、PWM制御によって生成されるPWM信号Spwmのパルス周期をPWM周期Tpwmという。また、第1ディザ制御によるスプール32の振動周期のことを第1ディザ周期Td1といい、第2ディザ制御によるスプール32の振動周期のことを第2ディザ周期Td2という。なお、本実施形態では、連続したPWM周期の5周期分が第2ディザ周期Td2の1周期となっている。そして、本実施形態では、第1ディザ周期Td1が第2ディザ周期Td2よりも長くなっている、つまり第1ディザ制御によるスプール32の振動周波数は、第2ディザ制御によるスプール32の振動周波数よりも低くなっている。従って、第1ディザ制御は高粘度の作動油に対応したディザ制御となっており、第2ディザ制御は低粘度の作動油に対応したディザ制御となっている。
図2に、制御装置100が実行するリニアソレノイドバルブ30の駆動制御にかかる各処理を示す。
基本電流値算出処理M10は、電磁石33の励磁電流Iの基本値である基本電流値Ibを目標油圧Ptに基づいて算出する処理である。目標油圧Ptは、各種センサが検出する車両の運転状態に基づいて制御装置100が算出する値であってリニアソレノイドバルブ30から係合機構12に供給する油圧の目標値である。
第1ディザ処理M31は、第1ディザ補正量IbDITH及び第1ディザ周期Td1を油温THoilに基づいて算出する。第1ディザ補正量IbDITHは「0」または正の値であって、上述した第1ディザ制御を実行するために基本電流値Ibを補正する電流値である。第1ディザ補正量IbDITH及び第1ディザ周期Td1の詳細な算出態様については後述する。
第1加算処理M11は、励磁電流Iの目標値である目標電流値Itを算出する。この目標電流値Itは、基本電流値Ibと第1ディザ補正量IbDITHとの和である。この第1加算処理M11と上記第1ディザ処理M31とによって第1ディザ制御が実施される。
図3に示すように、この第1ディザ制御では、基本電流値Ibに第1ディザ補正量IbDITHを加算した値を目標電流値Itとする処理と、第1ディザ補正量IbDITHの符号をマイナスに変換してから基本電流値Ibに加算する処理、つまり基本電流値Ibから第1ディザ補正量IbDITHを減算した値を目標電流値Itとする処理とが、第1ディザ周期Td1の半周期毎に繰り返し実行される。これにより、第1ディザ周期Td1の1周期内において第1ディザ補正量IbDITHによる目標電流値Itの増加分が、第1ディザ補正量IbDITHによる目標電流値Itの減少分にて相殺される。そのため、第1ディザ周期Td1の1周期内における目標電流値Itの平均値は、第1ディザ制御を実施しない場合の目標電流値Itと同じ値になる。
図2に示すフィードフォワード処理(FF処理)M12は、目標電流値Itに基づいてフィードフォワード値DRFFを算出する処理である。フィードフォワード値DRFFは、PWM信号Spwmのデューティ比であり、目標電流値Itが大きいほどフィードフォワード値DRFFの値は大きくなるように算出される。
平均化処理M21は、電流検出回路42が検出した励磁電流Iについてその平均値である平均電流値Iavを算出する処理である。この平均電流値Iavは、上記第2ディザ周期Td2の自然数倍(本実施形態では1倍)の期間における励磁電流Iの平均値となっている。従って、この平均電流値Iavの算出周期である平均値算出周期Tavは、第2ディザ周期Td2と同じになっている。
減算処理M13は、目標電流値Itと平均電流値Iavとの偏差ΔIを算出する処理である。
フィードバック処理(FB処理)M14は、偏差ΔIに基づくフィードバック制御を実行することによりフィードバック値DRFBを算出する処理である。フィードバック値DRFBも、PWM信号Spwmのデューティ比であり、偏差ΔIが「0」に近づくように、つまり目標電流値Itと平均電流値Iavとが一致するようにPWM信号Spwmのデューティ比を補正する値である。このフィードバック処理M14では、例えばPI制御、あるいはPID制御といった周知のフィードバック制御を通じてフィードバック値DRFBが算出される。なお、このフィードバック制御の実施に際しては上記平均電流値Iavが必要なため、当該フィードバック制御の実行周期であるフィードバック周期Tfbは、上述した平均値算出周期Tavと同じになっている。また、フィードバック周期Tfbよりも短い周期で目標電流値Itを周期的に変更しても、そうした目標電流値Itの周期的な変更はフィードバック制御の実行タイミング以外では反映されない。そのため、目標電流値Itが周期的に増減する上記第1ディザ周期Td1は、フィードバック周期Tfbよりも長い周期となっている。
第2加算処理M15は、基本デューティ比DRbを算出する。この基本デューティ比DRbは、フィードフォワード値DRFFとフィードバック値DRFBとの和であり、目標電流値Itと平均電流値Iavとが一致するようにフィードバック制御を通じて算出されたデューティ比である。なお、この基本デューティ比DRbや、この基本デューティ比DRbとPWM信号Spwmのパルス周波数とで決まるPWM信号のON時間(後述の基本ON時間τb)は、フィードバック制御によって得られたPWM信号の制御値に相当する。
第2ディザ処理M32は、第2ディザ補正量DRDITH及び第2ディザ周期Td2を油温THoilに基づいて算出する。第2ディザ補正量DRDITHは、上述した第2ディザ制御を実行するために基本デューティ比DRbを補正するデューティ比であり、ディザ周期の1周期内においてPWM周期Tpwm毎に異なる値が算出される。第2ディザ補正量DRDITH及び第2ディザ周期Td2の詳細な算出態様については後述する。
第3加算処理M16は、目標デューティ比DRtを算出する。この目標デューティ比DRtは、基本デューティ比DRbと第2ディザ補正量DRDITHとの和である。この第3加算処理M16と第2ディザ処理M32とによって第2ディザ制御が実施される。
PWM信号生成処理M17は、第2ディザ周期Td2を「5」で除することにより算出される上記PWM周期Tpwmと目標デューティ比DRtとに基づいてON時間が設定されたPWM信号Spwmを生成して駆動回路40に出力する。駆動回路40は、入力されたPWM信号Spwmに応じて電磁石33のオンオフを行うことにより、電磁石33の励磁電流Iを目標デューティ比DRtに応じた値に調整する。
図4(A)及び図4(B)に、上記第2ディザ処理M32による第2ディザ補正量DRDITHの算出態様を示す。なお、本実施形態では、上述したように、連続したPWM周期の5周期分が第2ディザ周期Td2の1周期となっており、以下では、それら各PWM周期を時間経過順にそれぞれ第1PWM周期、第2PWM周期、第3PWM周期、第4PWM周期、第5PWM周期という。
本実施形態では、第2ディザ補正量DRDITHが以下のようにして算出される。すなわち、第2ディザ周期Td2の1周期内において第2ディザ補正量DRDITHによる励磁電流Iの増加分が、第2ディザ補正量DRDITHによる励磁電流Iの減少分にて相殺されるように当該第2ディザ補正量DRDITHは算出される。また、次式(1)等に示すように、フィードバック制御によって得られたPWM信号Spwmの上記制御値と上記平均電流値Iavとの比率に対して、第2ディザ補正量DRDITH相当の電流値であるディザ電流値を乗算することにより、各PWM周期における第2ディザ補正量DRDITHが算出される。
また、本実施形態では、各PWM周期Tpwmにおける励磁電流Iの平均値と上記平均電流値Iavとの差分が、第2ディザ補正量DRDITH相当の電流値であるディザ電流値DIとなっている。
より詳細には、第1PWM周期における励磁電流Iの平均電流値を「AVE1」、第2PWM周期における励磁電流Iの平均電流値を「AVE2」、第3PWM周期における励磁電流Iの平均電流値を「AVE3」、第4PWM周期における励磁電流Iの平均電流値を「AVE4」、第5PWM周期における励磁電流Iの平均電流値を「AVE5」としたときに、「AVE1」及び「AVE2」及び「AVE3」及び「AVE4」及び「AVE5」のそれぞれから平均電流値Iavを減じた値の総和が「0」となるようにしている。また、本実施形態では、「AVE3」が平均電流値Iavと一致するとともに、各PWM周期Tpwmにおける励磁電流Iの平均電流値の大小関係は、「AVE2」>「AVE1」>「AVE3」>「AVE5」>「AVE4」の順になっている。こうして第2ディザ周期の1周期内においてPWM周期毎の平均電流値は、「AVE3」を振幅の中心値としてサイン波のように波打って増減するようになっている。
ここで、各PWM周期TpwmにおけるPWM信号のON時間τtは、上記態様にて算出される基本デューティ比DRbに応じた基本ON時間τbが第2ディザ補正量DRDITHに応じた補正時間τdで補正されることにより設定される。例えば、第1PWM周期におけるPWM信号のON時間τt1は、上記態様にて算出される基本デューティ比DRbに応じた基本ON時間τbが、第2ディザ補正量DRDITHに応じた第1補正時間τd1で補正されることにより設定される。
基本ON時間τbは目標電流値Itと平均電流値Iavとを一致させるために必要なON時間であり、補正時間τdは、各PWM周期における平均電流値を相違させることにより第2ディザ制御を実施するための時間である。
そして、各PWM周期における補正時間τdに対応する第2ディザ補正量DRDITHは、次式(1)及び次式(7)に基づいて算出される。
Figure 2022090742000002
式(1)における基本ディザ電流値DIbはディザ電流値DIの基本値である。基本ディザ電流値DIbは、油温THoilが低いときほど大きい値となるように可変設定される。このように油温THoilに応じて基本ディザ電流値DIbが可変設定されることにより、上述したように第2ディザ補正量DRDITHは油温THoilに応じて可変設定される。なお、基本ディザ電流値DIbの詳細な算出態様については後述する。
基本ON時間τbは、上述したようにフィードバック制御によって得られたPWM信号Spwmの制御値である。
定数kは、予めの試験等を通じて適宜設定される値であり、この値が大きいほどディザ制御によるスプール32の振幅は大きくなる。また、定数cも、予めの試験等を通じて適宜設定される値であり、例えば本実施形態では「2」に設定されている。
上記式(1)に基づき、第1PWM周期における第1補正時間τd1は、次式(2)から算出される。
Figure 2022090742000003
なお、式(2)における「DIb×(k/c)」の値は、第1PWM周期におけるディザ電流値DI1を示しており、上記「AVE1」から平均電流値Iavを減じた値(正の値)に相当する。
また、上記式(1)に基づき、第2PWM周期における第2補正時間τd2は、次式(3)から算出される。
Figure 2022090742000004
なお、式(3)における「DIb×(k)」の値は、第2PWM周期におけるディザ電流値DI2を示しており、上記「AVE2」から平均電流値Iavを減じた値(正の値)に相当する。
また、上記式(1)に基づき、第3PWM周期における第3補正時間τd3は、次式(4)から算出される。
なお、式(4)における「DIb×(0)」の値は、第3PWM周期におけるディザ電流値DI3を示しており、上記「AVE3」から平均電流値Iavを減じた値、つまり「0」になる。
Figure 2022090742000005
また、上記式(1)に基づき、第4PWM周期における第4補正時間τd4は、次式(5)から算出される。
なお、式(5)における「DIb×(-k)」の値は、第4PWM周期におけるディザ電流値DI4を示しており、上記「AVE4」から平均電流値Iavを減じた値(負の値)に相当する。
Figure 2022090742000006
また、上記式(1)に基づき、第5PWM周期における第5補正時間τd5は、次式(6)から算出される。
なお、式(6)における「DIb×(-k/c)」の値は、第5PWM周期におけるディザ電流値DI5を示しており、上記「AVE5」から平均電流値Iavを減じた値(負の値)に相当する。
Figure 2022090742000007
こうして算出される各補正時間τd1~τd5を次式(7)に代入することにより、各PWM周期における第2ディザ補正量DRDITHが算出される。なお、パルス周波数Hは、PWM周期Tpwmから算出される(H=1000/Tpwm)。
DRDITH=τd・H/10…(7)
DRDIRH:ディザ補正量DRDITH(%)
τd:補正時間(ms)
H:PWM信号のパルス周波数(Hz)
このようにして実施される第2ディザ制御では、第2ディザ周期Td2の1周期内において第2ディザ補正量DRDITHによる励磁電流Iの増加分が、第2ディザ補正量DRDITHによる励磁電流Iの減少分にて相殺されるように当該第2ディザ補正量DRDITHは算出される。そのため、第2ディザ周期Td2の1周期内における平均電流値Iavは、第2ディザ制御を実施しない場合の励磁電流Iの平均値と同じになる。従って、第2ディザ制御を実行しても、上記フィードバック制御を通じて上記平均電流値Iavは目標電流値Itに収束するようになる。このように第2ディザ制御の影響が抑えられた状態で上記フィードバック制御が実施されるため、励磁電流Iの制御性が向上する。
また、リニアソレノイドバルブ30を駆動する電源電圧が変化したり、温度変化によってリニアソレノイドバルブ30の抵抗値が変化したりすると、PWM信号Spwmの制御値(例えば現状の平均電流値Iavが得られているPWM信号Spwmのデューティ比や、そのデューティ比によって変化するPWM信号SpwmのON時間など)に対応する励磁電流Iの大きさが異なるようになる。そのため、第2ディザ制御を通じた励磁電流Iの制御についてロバスト性が低くなるおそれがある。
この点、第2ディザ制御では、上記式(1)に示したように、フィードバック制御によって得られたPWM信号Spwmの制御値である上記基本ON時間τbと上記平均電流値Iavとの比率、つまり式(1)における「τb/Iav」の値に対して、ディザ補正量相当の電流値であるディザ電流値DI、つまり式(1)における「DIb・(k/c、k、0、ーk、ーk/c)」の各値を乗算することにより、各PWM周期における第2ディザ補正量DRDITHを算出している。
そうしたフィードバック制御によって得られたPWM信号Spwmの制御値と上記平均電流値Iavとの比率は、現状の電源電圧やリニアソレノイドバルブ30の抵抗値における単位電流値当たりのPWM信号Spwmの制御値を示す値になる。従って、そうした比率にディザ電流値DIを乗算して得られる値は、現状の電源電圧やリニアソレノイドバルブ30の抵抗値においてディザ制御用のディザ電流値DIを得るために必要なPWM信号Spwmの制御値を示す値になり、この値に基づいて第2ディザ補正量DRDITHが算出されるため、第2ディザ制御におけるロバスト性が向上するようになる。
次に、第1ディザ制御における上記第1ディザ補正量IbDITH及び上記第1ディザ周期Td1の算出処理について説明する。
図5に、本実施形態にかかる制御装置100が実行する上記算出処理の手順を示す。図5に示す処理は、メモリ210に記憶されたプログラムをCPU200が第1ディザ周期Td1に同期して繰り返し実行することにより実現される。なお、以下では、先頭に「S」が付与された数字によって、各処理のステップ番号を表現する。
図5に示す一連の処理において、CPU200は、まず、油温THoilを取得する(S100)。
次に、CPU200は、ゲインα、第1ディザ基本補正量Idb、及び第1ディザ周期Td1のそれぞれを油温THoilに基づいて設定する(S110)。
図6に示すように、ゲインαは油温THoilに応じて「0」から「1」の間で可変設定される値である。より具体的には、油温THoilが規定の第1油温THoil1以下の場合には、ゲインαは「1」に設定される。また、油温THoilが上記第1油温THoil1よりも高い規定の第2油温THoil2以上の場合には、ゲインαは「0」に設定される。そして、油温THoilが第1油温THoil1よりも高く、第2油温THoil2よりも低い範囲内では、油温THoilが高いほどゲインαの値は小さくなるように設定される。なお、第1油温THoil1としては、第2ディザ制御の効果が得られなくなる油温の最低値が予め設定されている。また、第2油温THoil2としては、第1ディザ制御の効果が得られなくなる油温の最高値が予め設定されている。
また、第1ディザ基本補正量Idbは、上述した第1ディザ補正量IbDITHの基本値であり、油温THoilに応じて可変設定される。
図7に示すように、油温THoilが低いときほど、第1ディザ基本補正量Idbの値は大きくなるように可変設定される。これは油温THoilが低く作動油の粘度が高いときほどスプール32は動きにくくなるため、そうした粘度の増加に伴うスプール32の動作速度の低下を抑えるためである。
また、第1ディザ周期Td1は油温THoilに応じて可変設定される。
図8に示すように、油温THoilが低いときほど、第1ディザ周期Td1は長い値となるように可変設定される。これは油温THoilが低く作動油の粘度が高いときには、スプール32の振動周波数を低くすることで当該スプール32を良好に振動させることができるためである。
次に、CPU200は、第1ディザ補正量IbDITHを算出する(S120)。このS120において、CPU200は、第1ディザ基本補正量Idbにゲインαを乗算することにより第1ディザ補正量IbDITHを算出する。
そしてS120の処理を終えると、CPU200は本処理を一旦終了する。
次に、第2ディザ制御における上記基本ディザ電流値DIb及び上記第2ディザ周期Td2の算出処理について説明する。
図9に、本実施形態にかかる制御装置100が実行する上記算出処理の手順を示す。図9に示す処理は、メモリ210に記憶されたプログラムをCPU200がPWM周期Tpwmに同期して繰り返し実行することにより実現される。
図9に示す一連の処理において、CPU200は、まず、油温THoilを取得する(S200)。
次に、CPU200は、上記S110の処理で設定された最新のゲインαを取得する(S210)。
次に、CPU200は、ディザ電流ベース値DIbb及び第2ディザ周期Td2のそれぞれを油温THoilに基づいて設定する(S220)。
ディザ電流ベース値DIbbは、上述した基本ディザ電流値DIbのベース値であり、油温THoilに応じて可変設定される。
図10に示すように、油温THoilが低いときほど、ディザ電流ベース値DIbbの値は大きくなるように可変設定される。これは油温THoilが低く作動油の粘度が高いときほどスプール32は動きにくくなるため、そうした粘度の増加に伴うスプール32の動作速度の低下を抑えるためである。
また、第2ディザ周期Td2は油温THoilに応じて可変設定される。
図8に示すように、油温THoilが低いときほど、第2ディザ周期Td2は長い値となるように可変設定される。これは油温THoilが低く作動油の粘度が高いときには、スプール32の振動周波数を低くすることで当該スプール32を良好に振動させることができるためである。また、同じ油温THoilであっても、第2ディザ周期Td2は第1ディザ周期Td1よりも短い周期となるように予め設定されている。これにより、上述したように第1ディザ制御によるスプール32の振動周波数は、第2ディザ制御によるスプール32の振動周波数よりも低い周波数になる。なお、こうして設定された第2ディザ周期Td2を「5」で除した値がPWM周期Tpwmとして設定される。
次に、CPU200は、基本ディザ電流値DIbを算出する(S230)。このS230において、CPU200は、ディザ電流ベース値DIbbに「1-ゲインα」を乗算することにより基本ディザ電流値DIbを算出する。
そしてS230の処理を終えると、CPU200は本処理を一旦終了する。
次に、本実施形態の作用及び効果を説明する。
(1)図6に示したように、油温THoilが第1油温THoil1と第2油温THoil2との間にある場合には、ゲインαが「0」よりも大きく且つ「1」よりも小さい範囲内の値に設定される。このようにしてゲインαが「0」や「1」以外の値に設定される場合には、図5におけるS120の処理にて、第1ディザ補正量IbDITHの値は「0」よりも多い値になるため、第1ディザ制御が実施される。同様に、図9におけるS230の処理にて、基本ディザ電流値DIbの値は「0」よりも多い値になるため、第2ディザ制御が実施される。
このようにして、油温THoilが第1油温THoil1と第2油温THoil2との間にある場合には、第1ディザ制御及び第2ディザ制御が共に実施される。このようにして第1ディザ制御と第2ディザ制御とが共に実施されると、スプール32の振動成分には、高粘度の作動油に対応した低周波成分と、低粘度の作動油に対応した高周波成分が重畳するようになる。従って、油温の変化途中であって温度が安定していない状況でも、スプール32を適切に振動させることができるようになる。
(2)図6に示したように、油温THoilが第1油温THoil1以下である場合には、ゲインαが「1」に設定される。このようにしてゲインαが「1」に設定される場合には、図5におけるS120の処理にて、第1ディザ補正量IbDITHの値は「0」よりも多い値になるため、第1ディザ制御が実施される。一方、図9におけるS230の処理にて、基本ディザ電流値DIbの値は「0」になるため、第2ディザ制御は停止される。
このようにして、油温THoilが第1油温THoil1以下の低温状態にある場合には、低粘度に対応した第2ディザ制御が停止される一方、高粘度に対応した第1ディザ制御は実施される。そのため、低油温に合わせてディザ制御を効率よく実施することができる。
(3)図6に示したように、油温THoilが第2油温THoil2以上である場合には、ゲインαが「0」に設定される。このようにしてゲインαが「0」に設定される場合には、図5におけるS120の処理にて、第1ディザ補正量IbDITHの値は「0」になるため、第1ディザ制御は停止される。一方、図9におけるS230の処理にて、基本ディザ電流値DIbの値は「0」よりも大きい値になるため、第2ディザ制御が実施される。
このようにして、油温THoilが第2油温THoil2以上の高温状態にある場合には、高粘度に対応した第1ディザ制御が停止される一方、低粘度に対応した第2ディザ制御は実施される。そのため、高油温に合わせてディザ制御を効率よく実施することができる。
(4)第1ディザ制御及び第2ディザ制御を共に実施する場合、つまり図6に示したように、油温THoilが第1油温THoil1よりも高く、第2油温THoil2よりも低い範囲内の温度となっている場合には、油温THoilが高いほどゲインαの値は小さくなるように設定される。ゲインαの値が小さくなるほど、図5におけるS120の処理にて算出される第1ディザ補正量IbDITHの値は小さくなるため、第1ディザ周期の振幅は小さくなる。一方、ゲインαの値が小さくなるほど、図9におけるS230の処理にて算出される基本ディザ電流値DIbの値は大きくなるため、第2ディザ周期の振幅は大きくなる。従って、油温THoilが高く作動油の粘度が低いときほど、高粘度に対応した第1ディザ制御による振動成分は少なくなる一方で、低粘度に対応した第2ディザ制御による振動成分は多くなる。そのため、作動油の粘度変化に応じてスプール32を適切に振動させることができる。
(5)第2ディザ周期Td2は第1ディザ周期Td1よりも短くなっている。ここで、仮に第2ディザ周期Td2が第1ディザ周期Td1よりも長い場合には、短い場合と比べて、上記平均値算出周期Tavが長くなる。この平均値算出周期Tavが長くなると、上記フィードバック周期Tfbも長くなるため、上述したフィードバック制御の応答性などが悪化するおそれがある。この点、本実施形態では、第2ディザ周期Td2は第1ディザ周期Td1よりも短くなっているため、そうしたフィードバック制御の応答性の悪化を抑えることができる。
また、仮に第2ディザ周期Td2が第1ディザ周期Td1よりも長い場合、つまり第1ディザ周期Td1が第2ディザ周期Td2よりも短いには、長い場合と比べて、上記目標電流値Itと上記平均電流値Iavとが一致するようにPWM信号の制御値をフィードバック制御する際のフィードバック周期Tfbも短くする必要がある。しかし、フィードバック周期Tfbを短くすると、フィードバック制御に関する演算負荷が増大してしまう。この点、本実施形態では、第1ディザ周期Td1は第2ディザ周期Td2よりも長くなっているため、そうした演算負荷の増大を抑えることができる。
(6)第1ディザ制御における振幅の大きさに影響を与える第1ディザ基本補正量Idb、第2ディザ制御における振幅の大きさに影響を与えるディザ電流ベース値DIbb、第1ディザ周期Td1、及び第2ディザ周期Td2の各値は油温THoilに基づいて可変設定される。従って、スプール32の振動を振動させる際の作動油の粘度に応じてそれた各値を適切に設定することができる。
なお、本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態では、図4に示したように、各PWM周期における励磁電流Iの平均値と平均電流値Iavとの差分を第2ディザ補正量DRDITHを算出する際のディザ電流値DIとした。この他、図11に示すように、各PWM周期における励磁電流Iのピーク値であるピーク電流値PKと平均電流値Iavとの差分を、第2ディザ補正量DRDITHを算出する際のディザ電流値DIとしてもよい。
図11(A)及び図11(B)に示すように、この変更例においては、例えば第1PWM周期における励磁電流Iのピーク電流値を「PK1」とし、この「PK1」から平均電流値Iavを減じた値を第1ディザ電流値DI1とする。また、第2PWM周期における励磁電流Iのピーク電流値を「PK2」とし、この「PK2」から平均電流値Iavを減じた値を第2ディザ電流値DI2とする。また、第3PWM周期における励磁電流Iのピーク電流値を「PK3」とし、この「PK3」から平均電流値Iavを減じた値を第3ディザ電流値DI3とする。また、第4PWM周期における励磁電流Iのピーク電流値を「PK4」とし、この「PK4」から平均電流値Iavを減じた値を第4ディザ電流値DI4とする。また、第5PWM周期における励磁電流Iのピーク電流値を「PK5」とし、この「PK5」から平均電流値Iavを減じた値を第5ディザ電流値DI5とする。
そして、第3PWM周期における励磁電流Iの平均値AVE3が平均電流値Iavと一致するように第3ディザ電流値DI3を設定する。そして、第1ディザ電流値DI1及び第2ディザ電流値DI2及び第4ディザ電流値DI4及び第5ディザ電流値DI5の平均値が第3ディザ電流値DI3に一致するとともに、各PWM周期におけるピーク電流値PKの大小関係が、「PK2」>「PK1」>「PK3」>「PK5」>「PK4」の順となるように設定することにより、第2ディザ周期の1周期内において各ピーク電流値PKをサイン波のように波打って増減させるとともに、第2ディザ周期の1周期内において第2ディザ補正量DRDITHによる励磁電流Iの増加分が、第2ディザ補正量DRDITHによる励磁電流Iの減少分にて相殺されるように第2ディザ補正量DRDITHを算出する。
この変更例における第2ディザ補正量DRDITHは、次式(8)及び上記式(7)に基づいて算出可能である。
Figure 2022090742000008
式(8)における基本ディザ電流値DIbは、この変更例における上記ディザ電流値DIの基本値である。また、この基本ディザ電流値DIbも、油温THoilが低いときほど大きい値となるように可変設定することが好ましい。また、この基本ディザ電流値DIbも、図9に示した一連の処理と同様に、ゲインαに応じて変更される値としてもよい。また、式(8)における基本ON時間τb、平均電流値Iav、定数k、及び定数cは、上記実施形態で説明した値と同一である。
そして、この式(8)から算出される各補正時間τd1~τd5を上記式(7)に代入することにより、各PWM周期における第2ディザ補正量DRDITHを算出する。
こうした変更例によれば、各PWM周期における励磁電流Iのピーク値自体が制御されるため、第2ディザ制御の実行中において、リニアソレノイドバルブ30に過剰な電流が流れることを抑えることができる。
・上記式(1)や上記式(8)の基本ON時間τbを上記基本デューティ比DRbに置き代えてもよい。この場合には、式(1)や式(8)から算出される値がPWM信号SpwmのON時間ではなく、PWM信号Spwmのデューティ比になるため、PWM信号SpwmのON時間をデューティ比に変換するための上記式(7)に基づく変換処理は不要になる。
・第1ディザ基本補正量Idb、ディザ電流ベース値DIbb、第1ディザ周期Td1、及び第2ディザ周期Td2の各値を油温THoilに基づいて可変設定したが、それら各値の少なくとも1つを固定値にしてもよい。
・第1ディザ制御及び第2ディザ制御を共に実施する場合には、油温が高いときほど第1ディザ周期の振幅は小さくなる一方、第2ディザ周期の振幅は大きくなるように各振幅を可変設定した。この他、第1ディザ制御及び第2ディザ制御を共に実施する場合には、油温が高いときほど第1ディザ周期の振幅は小さくなるように同振幅を可変設定する一方、第2ディザ周期の振幅は固定とするようにしてもよい。また、第1ディザ制御及び第2ディザ制御を共に実施する場合には、油温が高いときほど第2ディザ周期の振幅は大きくなるように同振幅を可変設定する一方、第1ディザ周期の振幅は固定とするようにしてもよい。
・上記平均電流値Iavを算出するための第2ディザ周期Td2の自然数倍の値は「1倍」であったが、そうした自然数倍の値は適宜変更することができる。
・フィードバック処理M14に用いる平均電流値を算出する際の第2ディザ周期Td2の自然数倍の値及び第2ディザ処理M32に用いる平均電流値を算出する際の第2ディザ周期Td2の自然数倍の値は同一であったが異ならせてもよい。
・第2ディザ周期Td2の1周期を構成するPWM周期の数は5周期であったが、そうしたPWM周期の数は適宜変更することができる。
・上述した第1ディザ制御による目標電流値Itの変動態様は一例であり、他の態様で目標電流値Itを変動させてもよい。
・上述した第2ディザ制御によるPWM信号のデューティ比の変動態様は一例であり、他の態様で当該デューティ比を変動させてもよい。
・第1ディザ制御は目標電流値Itを変動させる制御であり、第2ディザ制御はPWM信号のデューティ比を変動させる制御であったが、他の態様で第1ディザ制御や第2ディザ制御を実施してもよい。
・油温THoilが第1油温THoil1以下となる場合には第2ディザ制御を停止した。その他、油温THoilが第1油温THoil1以下となる場合において第2ディザ制御を実施してもよい。つまり、ディザ制御を実行する場合には、油温に依らず常に第2ディザ制御を実施する一方、油温THoilが第2油温THoil2未満の場合には第1ディザ制御を実施するようにしてもよい。この変更例は、図9に示したS230の処理を省略するとともに、S220の処理では油温THoilに基づいたディザ電流ベース値DIbbの設定に代えて、油温THoilに基づいた基本ディザ電流値DIbの設定を行うことにより具現化できる。
・第1油温THoil1や第2油温THoil2を作動油の種類に応じて補正してもよい。例えば規定の温度下における粘度が高い作動油を使用する場合には、同温度下における粘度が低い作動油を使用する場合と比較して、第1油温THoil1や第2油温THoil2がより高い温度となるように補正してもよい。
・上記リニアソレノイドバルブ30は、自動変速機10の係合機構12に油圧を供給する油圧回路20に設けられたバルブであったが、他の機構に油圧を供給する油圧回路に設けられるリニアソレノイドバルブでもよい。
・制御装置100は、CPU200とメモリ210とを備えて、ソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路(たとえばASIC等)を備えてもよい。すなわち、制御装置100は、以下の(a)~(c)のいずれかの構成であればよい。(a)上記処理の全てをプログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するメモリ等のプログラム格納装置とを備える。(b)上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備える。(c)上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、1または複数のソフトウェア処理回路および1または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路によって実行されればよい。
10…自動変速機
11…変速機構
12…係合機構
20…油圧回路
30…リニアソレノイドバルブ
31…スリーブ
32…スプール
33…電磁石
34…スプリング
40…駆動回路
42…電流検出回路
50…クランク角センサ
51…エアフロメータ
52…油温センサ
53…車速センサ
100…制御装置
200…中央処理装置(CPU)
210…メモリ

Claims (5)

  1. 作動油が供給されるリニアソレノイドバルブの励磁電流を制御するPWM制御と、前記励磁電流を周期的に増減させることにより前記リニアソレノイドバルブのスプールを振動させるディザ制御とを実行する制御装置であって、
    前記ディザ制御による前記スプールの振動周期をディザ周期としたときに、前記ディザ制御は、前記スプールを第1ディザ周期にて振動させる第1ディザ制御と、前記スプールを前記第1ディザ周期よりも短い第2ディザ周期にて振動させる第2ディザ制御とを含み、
    前記作動油の油温が、第1油温と同第1油温よりも温度の高い第2油温との間の温度である場合には、前記第1ディザ制御及び前記第2ディザ制御を共に実施する
    リニアソレノイドバルブの制御装置。
  2. 前記油温が前記第2油温以上である場合には、前記第1ディザ制御を停止して前記第2ディザ制御を実施する
    請求項1に記載のリニアソレノイドバルブの制御装置。
  3. 前記油温が前記第1油温以下である場合には、前記第2ディザ制御を停止して前記第1ディザ制御を実施する
    請求項1または2に記載のリニアソレノイドバルブの制御装置。
  4. 前記第1ディザ制御及び前記第2ディザ制御を共に実施する場合には、前記油温が高いときほど前記第1ディザ周期の振幅は小さくなる一方、前記第2ディザ周期の振幅は大きくなるように各振幅を可変設定する処理を実行する
    請求項1~3のいずれか1項に記載のリニアソレノイドバルブの制御装置。
  5. 前記PWM制御で生成されるPWM信号のパルス周期をPWM周期としたときに、連続した複数の前記PWM周期が前記第2ディザ周期の1周期となっており、
    前記第2ディザ周期の自然数倍の期間における前記励磁電流の平均値を平均電流値として算出する平均化処理と、
    前記励磁電流の目標値である目標電流値を算出する目標電流算出処理と、
    前記目標電流値と前記平均電流値とが一致するように前記PWM信号の制御値をフィードバック制御するフィードバック処理と、を実行し、
    前記平均電流値の算出周期を平均値算出周期とし、
    前記フィードバック制御の実行周期をフィードバック周期としたときに、
    前記平均値算出周期と前記フィードバック周期とは同一の周期であり、
    前記第1ディザ制御は、前記目標電流値を変動させる制御であり、
    前記第2ディザ制御は、前記PWM信号のデューティ比を変動させる制御である
    請求項1~4のいずれか1項に記載のリニアソレノイドバルブの制御装置。
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