JP5569551B2 - 油圧制御装置 - Google Patents
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Description
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ソレノイド弁の出力圧の応答速度を低下させずに出力圧の振動を抑制可能な油圧制御装置を提供することである。
例えば、補正手段は、デューティ比とソレノイド弁の定常の出力圧との関係を用い、フィルタ処理に適合するようにデューティ比を適合油圧に変換する第1変換部と、適合油圧にフィルタをかけ、補正油圧として出力するフィルタ処理部と、上記関係を用い、補正油圧を補正デューティ比に変換する第2変換部と、を含むように構成される。
あるいは、補正手段は、ソレノイド弁の励磁電流と当該ソレノイド弁の定常の出力圧との関係を用い、フィルタ処理に適合するように目標励磁電流を適合油圧に変換する第1変換部と、適合油圧にフィルタをかけ、補正油圧として出力するフィルタ処理部と、上記関係を用い、補正油圧を補正目標励磁電流に変換する第2変換部と、を含むように構成される。
あるいは、補正手段は、ソレノイド弁の励磁電流と当該ソレノイド弁の定常の出力圧との関係を用い、フィルタ処理に適合するように実励磁電流を適合油圧に変換する第1変換部と、適合油圧にフィルタをかけ、補正油圧として出力するフィルタ処理部と、上記関係を用い、補正油圧を補正励磁電流に変換する第2変換部と、を含むように構成される。
(第1実施形態)
本発明の第1実施形態による油圧制御装置は、図1に示す無段変速機20の油圧回路28を制御する制御装置である。無段変速機20は、車両用駆動装置10に設けられ、エンジン12からトルクコンバータ14と前後進切換装置16とを介して入力された回転を変速し、減速歯車装置18に出力する。
無段変速機20は、互いに平行な入力軸21および出力軸22、入力軸21と一体に回転するプライマリプーリ23、出力軸22と一体に回転するセカンダリプーリ25、プライマリプーリ23とセカンダリプーリ25とに巻き掛けられた伝動ベルト27、および、油圧回路28を有している。プライマリプーリ23は、油圧シリンダ24内の油圧に応じて溝幅が変化する溝幅可変プーリであり、セカンダリプーリ25は、油圧シリンダ26内の油圧に応じて溝幅が変化する溝幅可変プーリである。
油圧制御装置50は、CPU、RAM、ROM、および入出力装置などを備えたマイクロコンピュータから構成され、各種センサの検出信号に基づきプログラム処理を実行することにより、リニアソレノイド弁41および電磁開閉弁31、33等を制御する。油圧制御装置50には、アクセル開度センサ70、入力回転数センサ71、入力軸トルクセンサ72、車速センサ73および電流センサ49などから検出信号が入力される。アクセル開度センサ70は、アクセルペダルの操作量に対応するアクセル開度APを検出する。入力回転数センサ71は、無段変速機20の入力回転数NINを検出する。入力軸トルクセンサ72は、無段変速機20の入力軸トルクNTを検出する。車速センサ73は、車両の速度すなわち車速Vを検出する。
図4に示すように、目標値設定手段51は、変速比算出部、必要油圧算出部および目標値算出部を含み、制御系の目標値すなわち目標励磁電流I*を設定する。変速比算出部は、入力回転数NINと車速Vとに基づき無段変速機20の変速比を算出する。必要油圧算出部は、ROMに記憶された必要油圧算出マップを用い、上記変速比と入力軸トルクNTとに基づき油圧シリンダ26の必要油圧を算出する。このとき、エンジン12が駆動状態か否か、前後進切換装置16の作動状態、および、車両が発進時であり且つ登坂中か否か等の条件が考慮される。目標値算出部は、図7に示す油圧−開口面積変換マップと、図8に示す開口面積−電流変換マップを用い、上記必要油圧に基づき目標励磁電流I*を算出する。
具体的には、図5に示すように、操作量設定手段52は、目標励磁電流I*に基づきフィードフォワード項Dffを算出するフィードフォワード制御部53と、目標励磁電流I*と実励磁電流Iとの偏差ΔIを算出する比較部54と、偏差ΔIに基づき積分項Diを算出する積分制御部55と、偏差ΔIに基づき比例項Dpを算出する比例制御部56と、フィードフォワード項Dff、積分項Diおよび比例項Dpを加算してデューティ比Dを算出する加算部57とから構成されている。言い換えれば、操作量設定手段52は、目標励磁電流I*と実励磁電流Iとの偏差ΔIが小さくなるようにデューティ比Dを調節する制御系の調節部である。積分制御部55および比例制御部56は、特許請求の範囲に記載の「フィードバック制御部」に相当する。
G1(s)=G-1(s)×G2(s)・・・(1)
G-1(s)=(s2+2×ξ×ωP×s+ωP 2)/K×ωP 2・・・(2)
G2(s)=[ωC1/(s+ωC1)]2・・・(3)
図10のボード線図において、カットオフ周波数ωC1は、図中に二点鎖線で示す逆モデルのゲイン曲線のうち、ゲイン定数K以下の範囲の中で最も高い周波数に設定されている。
図4に戻って、操作手段68は、補正デューティ比Drの操作信号を駆動回路47に出力することによりリニアソレノイド弁41の励磁電流Iを制御する。
S110では、ROMに記憶された必要油圧算出マップが用いられ、上記変速比と入力軸トルクNTとに基づき油圧シリンダ26の必要油圧が算出される。S110の後、処理はS120に移行する。
S120では、図7に示す油圧−開口面積変換マップと、図8に示す開口面積−電流変換マップが用いられ、上記必要油圧に基づき目標励磁電流I*が算出される。S120の後、処理はS130に移行する。
S132では、目標励磁電流I*と励磁電流Iとの偏差ΔIが算出される。S132の後、処理はS133に移行する。
S134では、偏差ΔIに基づき比例項Dpが算出される。S134の後、処理はS135に移行する。
S135では、フィードフォワード項Dff、積分項Diおよび比例項Dpが加算され、デューティ比Dが算出される。S135の後、処理は図12に示す一連のルーチンを抜ける。
操作量設定処理では、目標励磁電流I*と実励磁電流Iとの偏差ΔIが小さくなるように操作信号のデューティ比Dが調節される。
S140では、リニアソレノイド弁41の出力圧POの振動が抑制されるようにデューティ比Dを補正デューティ比Drに補正するための振動抑制処理が行われる。図13は、上記振動抑制処理を示すサブフローである。図13の処理が開始されると、先ずS141では、図9に示す電流−デューティ比変換マップが用いられ、デューティ比Dが適合励磁電流Icに変換される。S141の後、処理はS142に移行する。
S143では、図7に示す油圧−開口面積変換マップが用いられ、適合開口面積Acが適合油圧Pcに変換される。S143の後、処理はS144に移行する。
S146では、図8に示す開口面積−電流変換マップが用いられ、補正開口面積Arが補正励磁電流Irに変換される。S146の後、処理はS147に移行する。
S147では、図9に示す電流−デューティ比変換マップが用いられ、補正励磁電流Irが補正デューティ比Drに変換される。S147の後、処理はS148に移行する。
S150では、補正デューティ比Drの操作信号が駆動回路47に出力されることによりリニアソレノイド弁41の励磁電流Iが制御される。S150の後、処理は図11に示す一連のルーチンを抜ける。
本発明の第2実施形態による油圧制御装置を図16に基づき説明する。油圧制御装置80の補正手段81のフィルタ処理部82が用いるノッチフィルタの伝達関数G3(s)は、次式(4)および式(5)で表される。
G3(s)=G-1(s)×G4(s)・・・(4)
G4(s)=[ωC2/(s+ωC2)]3・・・(5)
図17のボード線図において、カットオフ周波数ωC2は、図中に二点鎖線で示す逆モデルのゲイン曲線のうち、ゲイン定数K以下の範囲の中で最も高い周波数に対して所定値だけ高い値に設定されている。
第2実施形態によれば、第1実施形態よりも更にリニアソレノイド弁41の出力圧POの応答速度を高めることができる。
本発明の第3実施形態による油圧制御装置を図18および図19に基づき説明する。油圧制御装置90の補正手段91は、第1実施形態のフィルタ処理部63が用いるものと同様のノッチフィルタを用い、操作量設定手段52が取得する前に目標励磁電流I*を補正目標励磁電流Ir*に補正する。具体的には、図19に示すように、補正手段91は、電流−開口面積変換部92と開口面積−油圧変換部93とを含む第1変換部94、フィルタ処理部95、および、油圧−開口面積変換部96と開口面積−電流変換部97とを含む第2変換部98から構成されている。
第3実施形態のようにノッチフィルタを用いて目標励磁電流を補正する油圧制御装置でも、第1実施形態と同様に、リニアソレノイド弁41の出力圧POの応答速度を低下させずに出力圧POの振動を抑制可能である。
本発明の第4実施形態による油圧制御装置を図20および図21に基づき説明する。油圧制御装置100の補正手段101は、第1実施形態のフィルタ処理部63が用いるものと同様のノッチフィルタを用い、操作量設定手段52が取得する前に実励磁電流Iを補正励磁電流Irに補正する。具体的には、図21に示すように、補正手段101は、電流−開口面積変換部102と開口面積−油圧変換部103とを含む第1変換部104、フィルタ処理部105、および、油圧−開口面積変換部106と開口面積−電流変換部107とを含む第2変換部108から構成されている。
第4実施形態のようにノッチフィルタを用いて実励磁電流を補正する油圧制御装置でも、第1実施形態と同様に、リニアソレノイド弁41の出力圧POの応答速度を低下させずに出力圧POの振動を抑制可能である。
本発明の他の実施形態では、油圧制御装置のフィルタ処理部が用いるフィルタは、ソレノイド弁の出力圧の振動モデルの共振周波数成分を除去または減衰させるものであれば、どのようなフィルタであってもよい。「共振周波数成分を除去または減衰させる」とは、共振周波数帯域の全範囲の成分を除去または減衰させることのみならず、共振周波数帯域の少なくとも一部を除去または減衰させることを含む。
また、逆モデルと結合させるローパスフィルタは、前述の実施形態のものに限らず、他の公知のものを採用してもよい。例えば、ローパスフィルタのカットオフ周波数は、他の値を適宜選択し得る。
本発明の他の実施形態では、第2変換部は、補正油圧を補正デューティ比に直接変換するように構成してもよいし、補正油圧を補正励磁電流に直接変換するように構成してもよい。
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。
28・・・油圧回路
41・・・ソレノイド弁
47・・・駆動回路
50、80、90、100・・・油圧制御装置
52・・・操作量設定手段(目標値取得手段、実測値取得手段)
58、81、91、101・・・補正手段
Claims (9)
- 車両用変速機(20)の油圧回路(28)に設けられるソレノイド弁(41)の出力圧(PO)を制御する油圧制御装置(50、80、90、100)であって、
前記ソレノイド弁の励磁電流の目標値である目標励磁電流(I*)を取得する目標値取得手段(52)と、
前記ソレノイド弁の励磁電流の実測値である実励磁電流(I)を取得する実測値取得手段(52)と、
前記目標励磁電流および前記実励磁電流に基づき、前記ソレノイド弁の駆動回路(47)に入力される操作信号のデューティ比(D)を設定する操作量設定手段(52)と、
前記ソレノイド弁の出力圧の振動モデルの共振周波数成分を除去または減衰させるフィルタを用い、前記デューティ比、前記目標励磁電流、または前記実励磁電流を補正する補正手段(58、81、91、101)と、
を備え、
前記補正手段(58、81)は、
前記デューティ比と前記ソレノイド弁の定常の出力圧との関係を用い、フィルタ処理に適合するように前記デューティ比を適合油圧(Pc)に変換する第1変換部(62)と、
前記適合油圧に前記フィルタをかけ、補正油圧(Pr)として出力するフィルタ処理部(63)と、
前記関係を用い、前記補正油圧を補正デューティ比(Dr)に変換する第2変換部(67)と、
を含むことを特徴とする油圧制御装置。 - 車両用変速機(20)の油圧回路(28)に設けられるソレノイド弁(41)の出力圧(PO)を制御する油圧制御装置(50、80、90、100)であって、
前記ソレノイド弁の励磁電流の目標値である目標励磁電流(I*)を取得する目標値取得手段(52)と、
前記ソレノイド弁の励磁電流の実測値である実励磁電流(I)を取得する実測値取得手段(52)と、
前記目標励磁電流および前記実励磁電流に基づき、前記ソレノイド弁の駆動回路(47)に入力される操作信号のデューティ比(D)を設定する操作量設定手段(52)と、
前記ソレノイド弁の出力圧の振動モデルの共振周波数成分を除去または減衰させるフィルタを用い、前記デューティ比、前記目標励磁電流、または前記実励磁電流を補正する補正手段(58、81、91、101)と、
を備え、
前記補正手段(91)は、
前記ソレノイド弁の励磁電流と当該ソレノイド弁の定常の出力圧との関係を用い、フィルタ処理に適合するように前記目標励磁電流を適合油圧(Pc)に変換する第1変換部(94)と、
前記適合油圧に前記フィルタをかけ、補正油圧(Pr)として出力するフィルタ処理部(95)と、
前記関係を用い、前記補正油圧を補正目標励磁電流(Ir*)に変換する第2変換部(98)と、
を含むことを特徴とする油圧制御装置。 - 車両用変速機(20)の油圧回路(28)に設けられるソレノイド弁(41)の出力圧(PO)を制御する油圧制御装置(50、80、90、100)であって、
前記ソレノイド弁の励磁電流の目標値である目標励磁電流(I*)を取得する目標値取得手段(52)と、
前記ソレノイド弁の励磁電流の実測値である実励磁電流(I)を取得する実測値取得手段(52)と、
前記目標励磁電流および前記実励磁電流に基づき、前記ソレノイド弁の駆動回路(47)に入力される操作信号のデューティ比(D)を設定する操作量設定手段(52)と、
前記ソレノイド弁の出力圧の振動モデルの共振周波数成分を除去または減衰させるフィルタを用い、前記デューティ比、前記目標励磁電流、または前記実励磁電流を補正する補正手段(58、81、91、101)と、
を備え、
前記補正手段(101)は、
前記ソレノイド弁の励磁電流と当該ソレノイド弁の定常の出力圧との関係を用い、フィルタ処理に適合するように前記実励磁電流を適合油圧(Pc)に変換する第1変換部(104)と、
前記適合油圧に前記フィルタをかけ、補正油圧(Pr)として出力するフィルタ処理部(105)と、
前記関係を用い、前記補正油圧を補正励磁電流(Ir)に変換する第2変換部(108)と、
を含むことを特徴とする油圧制御装置。 - 前記フィルタの伝達関数(G1(s)、G3(s))は、前記振動モデルの伝達関数の逆数(G-1(s))と、前記振動モデルの共振周波数(ωP)よりも高い所定の周波数(ωC1、ωC2)がカットオフ周波数として設定されたローパスフィルタの伝達関数(G2(s)、G4(s))との積で表されることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の油圧制御装置。
- 前記カットオフ周波数は、前記振動モデルの伝達関数の逆数を伝達関数とする逆モデルのゲイン曲線のうち、当該逆モデルの伝達関数のゲイン定数(K)以下の範囲の中で最も高い周波数に対して所定値だけ高い値(ωC2)に設定されていることを特徴とする請求項4に記載の油圧制御装置(80)。
- 前記操作量設定手段は、
前記目標励磁電流と前記実励磁電流との偏差(△I)を算出する比較部(54)と、
前記偏差が小さくなるように前記デューティ比を設定するフィードバック制御部(55、56)と、
を含むことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の油圧制御装置。 - 前記ソレノイド弁の出力圧は、前記車両用変速機の油圧アクチュエータの調圧弁への信号圧であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の油圧制御装置。
- 前記ソレノイド弁の出力圧は、前記車両用変速機の油圧アクチュエータへの供給圧であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の油圧制御装置。
- コンピュータに請求項1〜8のいずれか一項に記載の油圧制御装置を構成する前記目標値取得手段、前記実測値取得手段、前記操作量設定手段、および前記補正手段を実現させるための油圧制御プログラム。
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