JP3676921B2 - ソレノイドの駆動方法および駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ソレノイドの起動に際し、過励磁電圧を印加して過励磁させてから保持電圧を印加するソレノイドの駆動方法および駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の駆動装置としては、例えば、実開平１−１６５３８１号公報に記載のものが知られている。
【０００３】
かかる駆動装置は、油圧ソレノイドバルブを駆動するものであり、油温に応じて過励磁時間を決定する構成となっている。その過励磁時間中の過励磁電流は、例えば、常温での最低動作電流の１４０％、１７０％、または２００％に維持される。また、低油温時に過励磁時間を長く設定することにより、その分、必要とされる過励磁電流が小さくて済むことになる。つまり、この駆動装置の場合は、油温に応じて過励磁時間を設定し、そして低油温時に過励磁時間を比較的長く設定することによって、小さい過励磁電流によるソレノイドの確実な動作を可能とするものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の駆動装置は、油温に応じて過励磁時間を決定し、そして過電流の立ち上がり状態の如何に拘らず、その決定した過励磁時間中に過励磁電流を流すため、その過励磁時間内において、ソレノイドの起動に必要な最小限の電流値まで過励磁電流が早期に立ち上がった場合でも過励磁時間の経過を待たなければならず、必要最小限の過励磁時間を設定することが難しかった。また、ソレノイドを確実に起動させるためには過励磁時間に余裕をもたせなければならなず、その余裕分だけ消費電力、および発熱量の増大を招くという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、過励磁時間を必要最小限に設定して、過励磁中の消費電力、および発熱量を抑えることができ、しかもソレノイドに必要以上の過大な電流が流れることを回避して、回路構成の簡素化および低コスト化を図ることができるソレノイドの駆動方法および駆動装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ソレノイドの起動に際し、過励磁電圧を印加して過励磁させてから保持電圧を印加するソレノイドの駆動方法において、前記過励磁中の少なくとも２つの時点にて前記ソレノイドの過励磁電流を検知し、前記検出した少なくとも２つの時点の過励磁電流から、前記過励磁電流が上昇して、前記ソレノイドの起動に必要な最小限の電流である目標過励磁電流に達する過励磁終了時間を予測し、前記過励磁終了時間に達したときに、前記過励磁を終了して前記保持電圧を印加することを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、ソレノイドの起動に際し、過励磁電圧を印加して過励磁させてから保持電圧を印加するソレノイドの駆動装置において、前記過励磁中の少なくとも２つの時点にて前記ソレノイドの過励磁電流を検知する電流検知手段と、前記電流検知手段によって検知した少なくとも２つの時点の過励磁電流から、前記過励磁電流が上昇して、前記ソレノイドの起動に必要な最小限の電流である目標過励磁電流に達する過励磁終了時間を予測する予測手段と、前記過励磁終了時間に達したときに、前記過励磁を終了して前記保持電圧を印加する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項２において、前記電流検知手段は、前記過励磁中に、前記ソレノイドの過励磁電流に対応する電気的諸量から、間接的に前記過励磁電流を検知することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
図１から図４は、この発明の第１の実施形態を説明するための図である。本例のソレノイドの駆動装置は、図１のような自動車の自動変速機（ＡＴ）１を制御するための制御装置（ＡＴＣＵ）１０としての適用例である。制御装置１０は、自動変速機１、エンジン２、および車体に備わるスイッチやセンサから種々の信号を入力し、これらの入力信号に基づく演算処理をした上、自動変速機１の制御信号を出力する。制御装置１０の入力信号としては、例えば、自動変速機１からの車速信号、エンジン２からのエンジン回転信号、車体側のパターン選択スイッチからの信号などがある。
【００１７】
図２は、制御装置１０におけるソレノイド駆動回路部分の説明図であり、ＣＰＵ１１によって、自動変速機１に備わるクラッチに供給すべきライン圧を演算し、そのライン圧を自動変速機１に備わるソレノイド１Ａのデューティー値に換算して、ソレノイド１Ａのデューティー制御のための制御信号をＩ／ＯポートＰ１から出力する。この制御信号に基づくトランジスタＴｒ１，Ｔｒ２のスイッチ動作によって、ソレノイド１Ａがデューティー制御される。Ｒは電流検出用の抵抗であり、その抵抗Ｒの両端の電圧は、差動増幅器Ａによって増幅されてからＡＤポートＰ２に入力され、その電圧をデジタル変換した値に基づいてソレノイド１Ａの駆動電流Ｉが検出される。ＣＰＵ１１には、駆動電流Ｉを検知するための電流検知手段と、その検知結果に基づいて後述するように過励磁の終了時間を予測するための予測手段と、その終了時間に過励磁を終了させるための制御手段が構成されている。
【００１８】
図３（ａ）および（ｂ）は、ソレノイド１Ａのデューティー制御時における駆動電圧Ｖおよび駆動電流Ｉの説明図である。これらの図において、Ｔはデューティー周期（例えば２０ｍｓｅｃ）、Ｔｏｎはオン時間である。そのオン時間Ｔｏｎは、過励磁電圧Ｖ１（例えば１２Ｖ）を印加してソレノイド１Ａを過励磁させる過励磁時間Ｔｏｎ−１と、その後に保持電圧Ｖ２（＜Ｖ１）を印加する保持時間Ｔｏｎ−２とを含む。過励磁時間Ｔｏｎ−１の終了時点ｔｇは、過励磁中の駆動電流Ｉつまり過励磁電流が図３（ｂ）のように目標過励磁電流Ｉｇにまで立ち上がった時点である。目標過励磁電流Ｉｇは、ソレノイド１Ａのプランジャが動き始めるために必要な最小限の電流であり、この目標過励磁電流Ｉｇに達した時点ｔｇにて過励磁が終了する。過励磁の終了時点ｔｇは、少なくとも２つの時点における過励磁電流の検知結果から予測する。
【００１９】
図４は、過励磁の終了時点ＴＧの予測例の説明図である。本例では、過励磁電流の立ち上がり時点ｔ０から所定時間ＴＡ、ＴＢ経過した２つの時点ｔａ、ｔｂにて、その時点の過励磁電流Ｉａ、Ｉｂを検知する。ここで、ソレノイド１Ａの駆動回路はＲ−Ｌ直列回路として考察することができ、そのＲ−Ｌ直列回路の過渡現象における電流ｉは下式（１）によって求められる。
【００２０】
【数１】

【００２１】
時点ｔａ、ｔｂにて検知した過励磁電流Ｉａ、Ｉｂから過励磁電流の変化曲線を想定し、上式（１）から逆算して、過励磁時間ＴＧつまり過励磁電流が目標過励磁電流Ｉｇに達する時点ｔｇまでの時間を予測する。すなわち、上式（１）において、電圧Ｖは車載のバッテリー電圧であるため変動し、また抵抗Ｒも周囲の温度によって変動し、一方、インダクタンスＬは不変であるため、少なくとも２つの時点ｔａ、ｔｂにおける過渡励磁電流Ｉａ、Ｉｂと時間ＴＡ、ＴＢから電圧Ｖと抵抗Ｒが特定でき、この結果、過励磁電流が目標過励磁電流Ｉｇに達する時点ｔｇが予測できるわけである。制御装置１０は、このようにして予測した時点ｔｇにて過励磁を終了し、ソレノイド１Ａの印加電圧を保持電圧Ｖ２に変更する。
【００２２】
（第２の実施形態）
図５は、この発明の第２の実施形態を説明するための図である。本実施形態の制御装置１０は、駆動電流Ｉの変化傾向から過励磁の終了時点ｔｇを決定する。
【００２３】
図５（ａ）は、目標過励磁電流Ｉｇに達した時点ｔｇを越えた時点ｔｃまで過励磁電圧Ｖ１を印加したときの駆動電流の変化を示し、図５（ｂ）は、その駆動電流の変化率を示す。図５（ａ）中において、時点ｔｇの前後において過励磁電流が一時的に増減し、このときがソレノイド１Ａのプランジャーの作動点となる。その作動点において、過励磁電流の変化率がプラスからマイナスに転じることになる。本例の制御装置１０は、その過励磁電流の変化率がプラスからマイナスに転じるときを過励磁の終了時点ｔｇとして決定する。つまり、制御装置１０は、過励磁電流の変化率を監視し、それがプラスからマイナスに転じる時点ｔｇにて過励磁を終了し、ソレノイド１Ａの印加電圧を保持電圧Ｖ２に変更する。
【００２４】
（他の実施形態）
制御装置１０は、過励磁電流に対応する電気的諸量、例えば、ソレノイド１Ａの駆動電圧や抵抗値から間接的に過励磁電流を検知してもよい。この場合には、そのような電気的諸量と過励磁電流との関係を予めテーブル化などして記憶しておけばよい。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明は、少なくとも２つの時点にて検知した過励磁電流に基づいて、ソレノイドの起動に必要な最小限の過励磁電流に達する過励磁終了時間を予測し、過励磁終了時間に達した時点にて、過励磁を終了して保持電圧を印加することにより、過励磁時間を必要最小限に設定して、過励磁中の消費電力、および発熱量を抑えることができ、しかもソレノイドに必要以上の過大な電流が流れることを回避して、回路構成の簡素化および低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態としての自動変速機用の制御装置の概略構成図である。
【図２】図１の制御装置の要部の回路構成図である。
【図３】（ａ）は、図１の制御装置からソレノイドに印加される駆動電圧の説明図、（ｂ）は、その駆動電圧の印加時における駆動電流の説明図である。
【図４】図３（ｂ）の拡大説明図である。
【図５】（ａ）は、この発明の第２の実施形態を説明するための駆動電流の説明図、（ｂ）は、その駆動電流の変化率の説明図である。
【符号の説明】
１ 自動変速機
１Ａ ソレノイド
２ エンジン
１０ 制御装置
１１ ＣＰＵ

Claims (3)

1. ソレノイドの起動に際し、過励磁電圧を印加して過励磁させてから保持電圧を印加するソレノイドの駆動方法において、
   前記過励磁中の少なくとも２つの時点にて前記ソレノイドの過励磁電流を検知し、
   前記検出した少なくとも２つの時点の過励磁電流から、前記過励磁電流が上昇して、前記ソレノイドの起動に必要な最小限の電流である目標過励磁電流に達する過励磁終了時間を予測し、
   前記過励磁終了時間に達したときに、前記過励磁を終了して前記保持電圧を印加する
   ことを特徴とするソレノイドの駆動方法。
2. ソレノイドの起動に際し、過励磁電圧を印加して過励磁させてから保持電圧を印加するソレノイドの駆動装置において、
   前記過励磁中の少なくとも２つの時点にて前記ソレノイドの過励磁電流を検知する電流検知手段と、
   前記電流検知手段によって検知した少なくとも２つの時点の過励磁電流から、前記過励磁電流が上昇して、前記ソレノイドの起動に必要な最小限の電流である目標過励磁電流に達する過励磁終了時間を予測する予測手段と、
   前記過励磁終了時間に達したときに、前記過励磁を終了して前記保持電圧を印加する制御手段と
   を備えたことを特徴とするソレノイドの駆動装置。
3. 前記電流検知手段は、前記過励磁中に、前記ソレノイドの過励磁電流に対応する電気的諸量から、間接的に前記過励磁電流を検知することを特徴とする請求項２に記載のソレノイドの駆動装置。

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