JP4441754B2

JP4441754B2 - 電磁弁の制御方法

Info

Publication number: JP4441754B2
Application number: JP2004121682A
Authority: JP
Inventors: リチャードソスノスキーデーヴィッド
Original assignee: Eaton Corp
Current assignee: Eaton Corp
Priority date: 2003-04-16
Filing date: 2004-04-16
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-04-16
Also published as: EP1469220A1; US20040206155A1; KR20040090471A; KR101116474B1; DE602004015187D1; CN1542316A; ES2310691T3; US6895798B2; EP1469220B1; JP2004318893A; MXPA04003648A; CN100380038C

Description

本発明は、油圧操作型システムの圧力制御に用いられて、システムの操作パラメーターの入力に応答する電気制御器によってソレノイドが操作される、電磁弁の操作方法に関する。このような圧力制御用の電磁弁を使用する例として、例えば、自動車の自動変速機のシフト操作つまりギアセットの変更を制御する場合を挙げることができる。

上述のような自動車に用いられる自動変速機では、一般に圧力制御用の電磁弁を用いて、変速機内のポンプからアクチュエータと接続した油圧回路に供給される油圧を制御している。尚、上記アクチュエータは通常ピストン操作型であって、一般に帯（バンド）クラッチであるクラッチのシフト操作を行っている。このため、圧力制御用の電磁弁を作動できるように接続された電気制御器に対して、シフト操作パターンをプログラムすることがあるが、この際、圧力制御用の電磁弁は様々なギアセットに合わせて、変速機内のシフト用帯クラッチの各々を操作できるように設けられる。この構成は、一般に満足できるものであるとされている。しかしながら、滑らかな変速操作を行うために、クラッチアクチュエータに送られる圧力をより一層精密に制御することが求められる場合がある。このことは、ギアセット駆動用の帯クラッチを解除させながら、ギアセットを駆動しない帯クラッチの一つを噛合させることが求められる場合に特に顕著である。このように、自動変速機内の帯クラッチアクチュエータに対して精密な圧力制御が求められる場合、さらに、制御器からソレノイドコイルに送られる印加用の電流に応答して、電磁弁の内部の移動可能な弁部材に対しても精密な制御が求められる。但し、変速機のシフト制御は開ループ型のため、電磁弁は正確にキャリブレートされなければならず、また一度キャリブレートされたならば、このサービスライフの間、キャリブレーションを維持することが求められる。さらに、電流を増大及び減少させる際に電磁弁の内部に生じるヒステリシス効果には問題があって、特定の指令信号つまり印加用の電流に対して、弁の出力圧力に過度の変化を生じさせることがあった。

故に、従来、圧力制御用の電磁弁の出力圧力の正確度をより一層向上させるための方法及び手段が求められている。さらに、例えば自動車の変速機の大量生産時のような、弁の製造時に容易に行えかつ経済的であるように、圧力制御用の電磁弁のキャリブレーションと出力を向上させるための方法が求められている。

本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、上記問題点を解決する、圧力制御用の電磁弁の制御方法を提供することを目的とするものである。

本発明では、制御可能なように油圧システム内に弁を装着すると、この弁を作動するために制御器から送られる指令圧力信号を、圧力を増大させる場合のテーブルに保存されている値と比較させる。そして、この指令圧力信号をテーブルのうちで最も近似のデータ対に対して当てはめて、所望の出力圧力を提供するのに必要なソレノイド印加用の電流を算出させる。同様に、電流を減少させる場合には、必要なソレノイド印加用の電流を算出するように当てはめるために、指令圧力信号を第２テーブルのうちで最も近似のデータ対と比較させる。

このように、本発明は、電流を増大させる場合と電流を減少させる場合で、既知の弁の特性に基いて、所望の弁の出力圧力が得られるように、必要なソレノイドの印加を決定する方法を提供する。

即ち、請求項１に記載した発明は、電気制御器からの指令により圧力制御用の電磁弁を制御する方法であって、（ａ）ソレノイド電流が増大するときのソレノイド電流と前記弁の出力圧力のデータ対からなる第１テーブルと、ソレノイド電流が減少するときのソレノイド電流と前記弁の出力圧力のデータ対からなる第２テーブルを形成し、（ｂ）前記電気制御器に指令圧力信号Ｐ_ｃを送り、この値を前記弁の出口側で計測された圧力Ｐ_ｉと比較させ、この際、前記Ｐ_ｃが前記Ｐ_ｉよりも大きい場合には、前記第１テーブルに最も近似の圧力値を当てはめて所望のソレノイド印加用の電流Ｉ_ｅを入手し、また、前記Ｐ_ｃが前記Ｐ_ｉよりも小さい場合には、前記第２テーブルに最も近似の圧力の値を当てはめて所望のソレノイド印加用の電流Ｉ_ｅを入手し、（ｃ）前記Ｉ_ｅを発生させて、この電流によって前記ソレノイドを印加させ、さらに、前記Ｐ_ｃの変化ごとに前記ステップ（ｂ）を繰り返す、各ステップを有することを特徴とする。

以下、本発明に係る好適な実施形態について、添付した図を参照して説明する。
図１を参照すると、符合１０を用いて本発明の実施形態に係る弁（電磁弁）を示している。この弁１０は自動車の自動変速機のシフト操作制御システムに用いられている。このシステムには油圧ポンプ（油圧源）１２、電気制御器（ＥＣＵ：electric control unit）１５及びクラッチアクチュエータ１７が含まれており、クラッチアクチュエータ１７はシフトクラッチ１９を作動させて、ギアセット２１の噛合及び解除を行わせている。ポンプ１２は、管１６を介して弁１０の高圧側の入口１８と接続されている出口１４から加圧された作動油を供給している。また、ポンプ１２は、管２２を介して弁１０の排出側つまり油だめの戻し（サンプリターン）側の出口２４と接続されている入口２０から流体を受取っている。また、弁１０は圧力制御用の出口２６を有しており、管２８を介してクラッチアクチュエータ１７の圧力導入側のポート３０と接続されている。

弁１０には、弁胴３４内に設けた移動可能の弁部材（図示せず）を操作するためにソレノイド３２が備えられている。ソレノイド３２は、リード線３６、３８を介してソレノイドドライバー（ソレノイド操作用回路）３９と接続されている。ソレノイドドライバー３９はＥＣＵ１５から入力を受けている。尚、図１に示した構成は、クラッチアクチュエータをシフト操作させるために単一のモーターを用いた自動車用の自動変速機に関するものであって、本発明に係る他の実施形態では、変速機内で噛合及び解除を行う各クラッチのシフト操作を行うために、図示したサブシステム４０を複数備えることは任意であることを理解されたい。

次に、図２を参照して、本発明の実施形態に関するキャリブレーションの一連の手順について説明する。図示するように、ステップ４２からキャリブレーションが開始して、ステップ４４でソレノイド（コイル）電流を最小値Ｉminから最大値Ｉmaxまで急に変化（掃引）させる。次に、この手順はステップ４６に移って、弁の出力圧力Ｐ2を示す信号を記録すると共に、この圧力読込みを行った時のソレノイドの電流値Ｉi（Ｉincreasing）を記録して、このデータ対を第１テーブルとして保存する。

さらに、この手順はステップ４８に移って、ソレノイド電流を最大値Ｉmaxから最小値Ｉminまで急に変化させる。この際、ステップ４８でソレノイド電流値を減少させるとき、ステップ５０でこの減少する電流Ｉd（Ｉdecreasing）の様々な間隔ごとに（任意の選択値で）出力圧力Ｐ2の値を記録して、この結果得られたデータ対を第２テーブルに保存する。自明ではあるが、上記テーブルは単一のエレクトニックデバイス内に組み合わされて置かれてもよい。

そして、この手順はステップ５２でデータ対Ｐ2、Ｉi及びＰ2、Ｉdを保存して、ステップ５４に移ってキャリブレーションを終了させる。このように、図２に示したキャリブレーション手続では、増大するソレノイド電流と減少するソレノイド電流とに分けて、ソレノイド電流対圧力値のテーブルを作成する。

次に、図３を参照して、図１に例示したシステム等に用いたときの弁１０の操作についてフローダイアグラムの形態で説明する。図示するように、この操作はステップ５６から開始した後、ステップ５８に移って、システムがＥＣＵ１５（変速機の制御器）から指令用の圧力信号ＰCを入手する。さらに、ステップ６０に移って、この入手した指令圧力信号ＰCが本発明に係る圧力制御用の弁１０のその時の圧力値Ｐi（Ｐinstantaneous）よりも大きいか否かを判断する。ここで、ステップ６０での判断が肯定的であれば、システムの操作はステップ６２に移って、図２を参照して上述したＰ2対Ｉiのデータ対の第１テーブルに対して、最も近似したデータ対を当てはめることで、ソレノイド印加用の電流Ｉe（Ｉenergize）を求める。

一方、ステップ６０での決定が否定的であれば、システムの操作はステップ６４に移って、図２を参照して上述した減少するソレノイド電流Ｉd用の第２テーブルから、最も近似したデータ対を当てはめることで、ソレノイド印加用の電流Ｉeを求める。これら増大及び減少するソレノイド印加用の電流に対するデータ対のテーブルは、ＥＣＵ１５に対してプログラム可能であることを理解されたい。
尚、好ましくは、ソレノイド電流Ｉeを決定するステップでは、テーブルを探すためにバイナリー検索（binary search）を行い、かつ最も近似のものを探すものとする。

次に、システムの操作はステップ６６に移って、ソレノイドドライバーにソレノイド印加用の電流Ｉeを発生させる。さらに、ステップ６８に移って、状況に応じてステップ６２又は６４のいずれかから求められた電流Ｉeを用いてソレノイド（コイル）３２を印加させる。最後にシステムの操作手順はステップ５８に戻される。

従って、本発明は、制御圧力出力が増大した弁を制御操作する際に遭遇するように、電流が増大及び減少する双方の場合において、電磁弁を作動することで得られるデータをキャリブレートして、保存する、新規でかつ独創的な方法を提供する。この際、制御圧力出力の値と、この圧力値に該当する電流の計測値とをデータ対として、テーブルに保存する。このため、ＥＣＵからの指令圧力信号に対して最も近似のデータ対を当てはめることで、所望の圧力出力信号に相当するソレノイド印加用の電流を得ることができる。

以上、添付した図を参照して、本発明に係る実施形態について説明したが、本発明に対して変形及び修正を行うことは可能であって、本発明の範囲は添付した特許請求の範囲によってのみ定められることを理解されたい。

本発明の実施形態に係る弁を制御システムに用いたときを例示した略図である。図１に示したシステムに用いられる弁をキャリブレートするためのプログラムをブロックダイアグラム状に示す図である。図２に従ってキャリブレートされた弁を制御システム内で操作するための手順をブロックダイアグラム状に示す図である。

１０弁（電磁弁）
１２油圧ポンプ（油圧源）
１５電気制御器（ＥＣＵ）
１７クラッチアクチュエータ
１９シフトクラッチ
２１ギアセット
３２ソレノイド（コイル）
３９ソレノイドドライバー（コイルドライバー）
４０サブシステム

Claims

電気制御器からの指令により圧力制御用の電磁弁を制御する方法であって、
（ａ）ソレノイド電流が増大するときのソレノイド電流と前記弁の出力圧力のデータ対からなる第１テーブルと、ソレノイド電流が減少するときのソレノイド電流と前記弁の出力圧力のデータ対からなる第２テーブルを形成し、
（ｂ）前記電気制御器に指令圧力信号Ｐ_ｃを送り、この値を前記弁の出口側で計測された圧力Ｐ_ｉと比較させ、この際、前記Ｐ_ｃが前記Ｐ_ｉよりも大きい場合には、前記第１テーブルに最も近似の圧力値を当てはめて所望のソレノイド印加用の電流Ｉ_ｅを入手し、また、前記Ｐ_ｃが前記Ｐ_ｉよりも小さい場合には、前記第２テーブルに最も近似の圧力の値を当てはめて所望のソレノイド印加用の電流Ｉ_ｅを入手し、
（ｃ）前記Ｉ_ｅを発生させて、この電流によって前記ソレノイドを印加させ、さらに、前記Ｐ_ｃの変化ごとに前記ステップ（ｂ）を繰り返す、各ステップを有することを特徴とする方法。
前記ソレノイド電流を決定するステップでは、前記テーブルを探すためにバイナリー検索を行い、かつ最も近似のものを探すことを含む請求項１に記載の方法。