JP5803987B2 - 負荷駆動制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、外的要因により固有振動周波数が変化する誘導性負荷の駆動を制御する負荷駆動制御装置に関するものである。

従来、所定のデューティ比のパルス信号を所定の駆動周波数で発生することで、誘導性負荷の駆動を制御する負荷駆動制御装置が知られている。

このように、所定の駆動周波数で駆動される誘導性負荷においては、駆動周波数が誘導性負荷の固有振動周波数とほぼ一致する、若しくは、ほぼ整数倍になると、共振が発生するという問題がある。共振を防ぐには、固有振動周波数に基づいて駆動振動周波数を決定しなければならない。しかしながら、固有振動周波数が外的要因によって変化する場合、予め共振が生じないように駆動周波数を記憶させておくことは困難である。

例えば、オートマチックトランスミッションに印加される油圧を制御する油圧バルブのソレノイドを誘導性負荷とする場合、共振により例えばバルブボディの油圧脈動が生じるため、共振を防ぎたい。しかしながら、オイルの粘性は、例えば温度によって変化するため、予め共振が生じないように駆動周波数を記憶させておくことは困難である。

これに対し、例えば特許文献１に記載の油圧機器の制御装置のように、誘導性負荷であるソレノイドのプランジャに連結されたスプール位置を、ストロークセンサによって検出する構成が知られている。

このようにストロークセンサを有すると、検出した振幅に基づいて駆動周波数を切り替えることができる。

特開２００３−１６７６０４号公報

上記したように、従来の負荷駆動制御装置によれば、ストロークセンサにより検出した振幅に基づいて、駆動周波数を切り替えることができる。したがって、振幅から共振状態を検知して、共振が生じない駆動周波数に切り替えることも可能である。

しかしながら、共振を抑制するためにストロークセンサが必要となる。ストロークセンサは、非常に高価であり、また組み付けのための工数も発生する。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、ストロークセンサを用いることなく、共振が生じるのを抑制することができる負荷駆動制御装置を提供することを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

開示された発明のひとつは、誘導性負荷（１００）の駆動を制御する負荷駆動制御装置であって、誘導性負荷の通電経路上に設けられ、オンすることで誘導性負荷に電流を流すスイッチング手段（１２）と、所定のデューティ比のパルス信号を所定の駆動周波数で発生し、パルス信号をスイッチング手段に供給することにより、誘導性負荷を駆動させるパルス信号発生手段（２８）と、誘導性負荷の実電流値を検出する実電流値検出手段（１６）と、誘導性負荷の目標電流値と実電流値検出手段にて検出される実電流値との偏差に基づき、実電流値が目標電流値に追従するようにフィードバック用デューティ比を設定するフィードバック用設定手段（４０）と、パルス信号の駆動周波数を設定する駆動周波数設定手段（４２）と、誘導性負荷の固有振動周波数を検出するための検出用ディーティ比を設定する検出用設定手段（５２）と、検出用ディーティ比が設定されたときに検出される実電流値に基づいて、固有振動周波数を設定する固有振動周波数設定手段（５０）と、パルス信号発生手段に対してデューティ比を設定する手段として、固有振動周波数を検出するための所定の条件を満たさない通常時には、フィードバック用設定手段を選択し、所定の条件を満たすと、検出用設定手段を選択する選択手段（３０）と、を備え、検出用設定手段は、切り替え前のフィードバック用デューティ比とは異なるデューティ比を検出用デューティ比として設定し、駆動周波数設定手段は、検出された固有振動周波数に基づいて、共振が生じないように、駆動周波数を設定することを特徴とする。

これによれば、駆動周波数設定手段（４２）が、固有振動周波数に基づいて、共振が生じないように駆動周波数を設定する。したがって、外的要因により固有振動周波数が変化しても、共振が生じるのを抑制することができる。

また、検出用設定手段（５２）は、切り替え前のフィードバック用デューティ比とは異なるデューティ比を検出用デューティ比として設定する。そして、固有振動周波数設定手段（５０）は、検出用ディーティ比が設定されたときに検出される実電流値に基づいて、固有振動周波数を設定する。このように、誘導性負荷（１００）に流れる実電流値から固有振動周波数を設定するため、ストロークセンサを用いなくとも、共振が生じるのを抑制することができる。

第１実施形態に係る負荷駆動制御装置の概略構成を示す図である。 図１に示すマイコンの概略構成を示す図である。 図２に示す電流Ｆ／Ｂ制御部の概略構成を示す図である。 図３に示すＦ／Ｂ用設定部で実行される処理を示すフローチャートである。 図３に示す駆動周波数算出部で実行される処理を示すフローチャートである。 図２に示す固有振動検出制御部の概略構成を示す図である。 固有振動検出制御部で実行される処理を示すフローチャートである。 図２に示す制御切替部で実行される処理を示すフローチャートである。 電流Ｆ／Ｂ制御と固有振動検出制御の切り替え動作を説明するためのタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて説明する。なお、各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。

（第１実施形態）
先ず、本実施形態に係る負荷駆動制御装置１０により、駆動が制御される誘導性負荷について説明する。

本実施形態では、図１に示すように、誘導性負荷として、油圧バルブのリニアソレノイド１００を採用している。一例として、リニアソレノイド１００は、油圧によりクラッチの係合・開放を制御し、ひいては、車両のオートマチックトランスミッションを目標ギア段に制御するために用いられる。

リニアソレノイド１００はコイルとプランジャを有しており、コイルへの通電を制御することで、プランジャ、ひいてはプランジャに連結されたスプールの作動が制御されるようになっている。

次に、図１を用いて、負荷駆動制御装置１０の概略構成を説明する。

図１に示すように、負荷駆動制御装置１０は、スイッチ１２と、マイコン１４と、電流検出部１６と、を備えている。

スイッチ１２は、リニアソレノイド１００の通電経路上に設けられており、マイコン１４から供給されるパルス信号によって、オン・オフが制御される。スイッチ１２がオンすると、リニアソレノイド１００に電流が供給され、オフすると、電流の供給が遮断される。

本実施形態では、スイッチ１２としてＭＯＳＦＥＴを採用しており、このスイッチ１２が、リニアソレノイド１００に対して、上流側に設けられている。そして、ＭＯＳＦＥＴのゲート信号としてパルス信号を入力することで、パルス信号に応じた、スイッチ１２のオン・オフの切替を実施することができる。なお、スイッチ１２は、特許請求の範囲に記載のスイッチング手段に相当する。

マイコン１４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタなどを備えて構成されている。マイコン１４は、ＣＰＵが入力信号やＲＯＭに記憶されたプログラムに基づいて、ＲＡＭ及びレジスタを一時的に記憶領域として用いつつ各種演算処理を実行する。マイコン１４の詳細については後述する。

電流検出部１６は、リニアソレノイド１００に対して直列に接続された電流検出用の抵抗１６ａと、抵抗１６ａの両端に印加される電圧を増幅してマイコン１４に出力するオペアンプ１６ｂと、を有している。この電流検出部１６は、特許請求の範囲に記載の実電流値検出手段に相当する。

抵抗１６ａは、一端が、リニアソレノイド１００の下流側端子に接続されており、他端が、接地されている。このように、抵抗１６ａは、両端に生じる電圧が、リニアソレノイド１００に流れる電流（実電流値）に応じた電圧となるよう設けられている。

オペアンプ１６ｂは、正極入力端子が抵抗１６ａの上流側の端子に電気的に接続されており、負極入力端子が抵抗１６ａの下流側の端子に電気的に接続されている。オペアンプ１６ｂの出力端子は、マイコン１４に電気的に接続されている。このように、オペアンプ１６ｂは、抵抗１６ａの両端間で発生する電圧を増幅してマイコン１４に出力するよう設けられている。

次に、図２に基づいて、マイコン１４の概略構成について説明する。

図２に示すように、マイコン１４は、目標電流値算出部２０と、油温算出部２２と、電流Ｆ／Ｂ制御部２４と、固有振動検出制御部２６と、ＰＷＭ制御部２８と、制御選択部３０と、を備えている。なお、ＰＷＭ制御部２８が、特許請求の範囲に記載のパルス信号発生手段に相当し、制御選択部３０が、選択手段に相当する。

目標電流値算出部２０は、制御対象であるリニアソレノイド１００を目標状態にするため、リニアソレノイド１００に流すべき電流値、すなわち目標電流値を算出する。本実施形態では、オートマチックトランスミッションの入力側の回転数を検知する回転検出センサ、及び、オートマチックトランスミッションの出力側の回転数を検知する回転検出センサから入力される信号に基づいて、目標電流値を算出する。

目標電流値算出部２０は、先ず、回転検出センサから入力される信号に基づき、オートマチックトランスミッションにおける、入力側の回転数及び出力側の回転数を把握する。そして、入力側の回転数及び出力側の回転数に基づき、オートマチックトランスミッションに印加すべき目標油圧を算出する。

次に、目標電流値算出部２０は、算出した目標油圧に基づき、リニアソレノイド１００に流すべき電流値として、目標電流値を算出する。この目標油圧と目標電流値との関係は、予め定められ、例えばマップとしてマイコン１４のＲＯＭに格納されている。目標電流値算出部２０は、目標油圧と目標電流値との所定の関係に基づき、目標油圧から目標電流値を算出する。

油温算出部２２は、油圧バルブに設けられた温度センサから入力される信号に基づいて、油圧バルブ内のオイルの温度、すなわち油温値を算出する。

電流Ｆ／Ｂ制御部２４は、上記した目標電流値及び電流検出部１６からの入力信号に基づいて、ＰＷＭ制御されるパルス信号の駆動周波数、フィードバック制御用のデューティ比（以下、Ｆ／Ｂ用デューティ比と示す）を決定する。また、上記した油温値及び固有振動検出制御部２６から入力される固有振動周波数に基づいて、パルス信号の駆動周波数を決定する。その詳細については後述する。

固有振動検出制御部２６は、電流検出部１６から入力される信号に基づいて、固有振動周波数を算出する。また、電流Ｆ／Ｂ制御部２４から入力されるＦ／Ｂ用デューティ比に基づいて、固有振動周波数を検出する際に用いる検出用デューティ比を決定する。その詳細については後述する。

ＰＷＭ制御部２８は、設定される駆動周波数、デューティ比にしたがって、パルス信号を出力する。このＰＷＭ制御部２８は、図示しないが、出力するパルス信号を規定するデータ記憶用のレジスタを備えている。駆動周波数用のレジスタには、電流Ｆ／Ｂ制御部２４から入力される駆動周波数が保存される。一方、デューティ比用のレジスタには、電流Ｆ／Ｂ制御部２４から入力される制御用デューティ比及び固有振動検出制御部２６から入力される検出用デューティ比が保存される。そして、ＰＷＭ制御部２８は、各レジスタに記憶されたデューティ比及び駆動周波数にしたがって、パルス信号を出力する。このパルス信号は、上記したスイッチ１２に入力される。

制御選択部３０は、目標電流値算出部２０から入力される目標電流値に基づき、ＰＷＭ制御部２８にデューティ比を設定する制御部を選択する。具体的には、電流Ｆ／Ｂ制御部２４及び固有振動検出制御部２６のいずれか一方を選択する。その詳細については後述する。

次に、図３に基づいて、電流Ｆ／Ｂ制御部２４の概略構成について説明する。

図３に示すように、電流Ｆ／Ｂ制御部２４は、目標電流値と実電流値との電流偏差に基づき、実電流値が目標電流値に追従するようにＦ／Ｂ用デューティ比を設定するＦ／Ｂ用設定部４０を備えている。さらに、電流Ｆ／Ｂ制御部２４は、パルス信号の駆動周波数を設定する駆動周波数算出部４２を備えている。なお、Ｆ／Ｂ用設定部４０が、特許請求の範囲に記載のフィードバック用設定手段に相当し、駆動周波数算出部４２が、駆動周波数設定手段に相当する。

Ｆ／Ｂ用設定部４０は、Ａ／Ｄ変換器４４と、電流偏差算出部４６と、Ｆ／Ｂ用デューティ算出部４８と、を有している。

Ａ／Ｄ変換器４４は、入力端子が、オペアンプ１６ｂの出力端子と電気的に接続されている。このＡ／Ｄ変換器４４は、オペアンプ１６ｂからの入力信号、すなわち実電流値をＡ／Ｄ変換し、電流偏差算出部４６に出力する。

電流偏差算出部４６は、目標電流値算出部２０によって算出された目標電流値と、Ａ／Ｄ変換器４４から入力される実電流値との電流偏差を算出するものである。電流偏差算出部４６は、算出した電流偏差をＦ／Ｂ用デューティ算出部４８に出力する。

Ｆ／Ｂ用デューティ算出部４８は、算出された電流偏差に基づき、実電流値が目標電流値に追従するように、リニアソレノイド１００をＦ／Ｂ制御するためのＦ／Ｂ用デューティ比を算出する。そして、算出したＦ／Ｂ用デューティ比をＲＡＭに保存するとともに、ＰＷＭ制御部２８にも出力する。ＰＷＭ制御部２８に出力されたＦ／Ｂ用デューティ比は、デューティ比用レジスタに保存される。

一方、駆動周波数算出部４２は、油温算出部２２にて算出された油温値と、固有振動検出制御部２６にて算出された固有振動周波数とに基づいて、駆動周波数を算出する。そして、算出した駆動周波数をＰＷＭ制御部２８に出力する。ＰＷＭ制御部２８に出力された駆動周波数は、駆動周波数用レジスタに保存される。

次に、電流Ｆ／Ｂ制御部２４が実行する処理について説明する。

電流Ｆ／Ｂ制御部２４は、制御選択部３０から演算指示を受けている期間、すなわちＰＷＭ制御部２８を制御する制御部として選択されている期間において、所定の処理を実行する。

先ず、図４に基づいて、Ｆ／Ｂ用設定部４０が実行する処理を説明する。

Ｆ／Ｂ用設定部４０は、パルス信号の発生周期毎に、図４に示す一連の処理を実行する。

電流偏差算出部４６は、目標電流値算出部２０から入力される目標電流値を取得する（Ｓ１０）。次に、電流偏差算出部４６は、Ａ／Ｄ変換器４４から入力される信号に基づき、実電流値を取得する（Ｓ２０）。そして、電流偏差算出部４６は、取得した目標電流値及び実電流値に基づいて電流偏差を算出し、その電流偏差をＦ／Ｂ用デューティ算出部４８に出力する（Ｓ３０）。

次に、Ｆ／Ｂ用デューティ算出部４８は、入力される電流偏差に基づき、電流偏差に比例したデューティ比の算出（Ｓ４０）、電流偏差の積分値に比例したデューティ比の算出（Ｓ５０）、及び電流偏差の微分値に比例したデューティ比の算出（Ｓ６０）を行う。そして、Ｆ／Ｂ用デューティ算出部４８は、ＰＷＭ制御部２８へ出力するＦ／Ｂ用デューティ比として、Ｓ４０〜Ｓ６０で算出した３つのデューティ比の和を算出する（Ｓ７０）。次いで、Ｆ／Ｂ用デューティ算出部４８は、算出したＦ／Ｂ用デューティ比をＲＡＭに保存するとともに、ＰＷＭ制御部２８に出力する（Ｓ８０）。ＰＷＭ制御部２８に出力されたＦ／Ｂ用デューティ比は、ＰＷＡＭ駆動部のデューティ比用レジスタに保存される。以上により、一連の処理を終える。

次に、図５に基づいて、駆動周波数算出部４２が実行する処理について説明する。

駆動周波数算出部４２は、図５に示す一連の処理を繰り返し実行する。

先ず、駆動周波数算出部４２は、油温算出部２２から入力される油温値を取得する（Ｓ１００）。次に、駆動周波数算出部４２は、固有振動検出制御部２６からＲＡＭに格納された固有振動周波数を取得する（Ｓ１１０）。

また、駆動周波数算出部４２は、Ｓ１００にて取得した油温値に対応する駆動周波数を、記憶データから取得する（Ｓ１２０）。この記憶データには、油温毎に最適な駆動周波数が予め定められており、記憶データはＲＯＭに格納されている。

そして、駆動周波数算出部４２は、Ｓ１２０で取得した駆動周波数が、Ｓ１１０で取得した固有振動周波数とほぼ一致するか否かを判定する（Ｓ１３０）。具体的には、固有振動周波数から所定値Ａを減じた値と、固有振動周波数に所定値Ａを加算した値との間に、駆動周波数が存在するか否かを判定する。例えば、固有振動周波数を１００Ｈｚ、所定値Ａを２０Ｈｚとすると、駆動周波数が８０Ｈｚ以上１２０Ｈｚ以下の範囲にあるか否かを判定する。なお、所定値Ａは、ＲＯＭに予め格納されている。

駆動周波数が固有振動周波数と一致しないと判定すると、駆動周波数算出部４２は、Ｓ１２０で取得した駆動周波数を、パルス信号を規定する駆動周波数として、ＰＷＭ制御部２８に出力する。すなわち、ＰＷＭ制御部２８の駆動周波数用レジスタに、駆動周波数を保存する（Ｓ１４０）。

一方、駆動周波数が固有振動周波数とほぼ一致すると判定すると、駆動周波数算出部４２は、Ｓ１１０で取得した固有振動周波数に所定値Ｂを加算して、駆動周波数に設定する（Ｓ１３１）。所定値Ｂとは、固有振動周波数に加算することで、共振が生じない周波数となるように、所定値Ａよりも大きい値が設定される。上記したように固有振動周波数を１００Ｈｚ、所定値Ａを２０Ｈｚとすると、所定値Ｂとして例えば５０Ｈｚが設定される。なお、所定値Ｂも、マイコン１４のＲＯＭに予め格納されている。また、固有振動周波数に応じて適宜設定されるように、所定値Ａ，Ｂがそれぞれ複数格納されている。

そして、駆動周波数算出部４２は、Ｓ１３１で設定した駆動周波数を、パルス信号を規定する駆動周波数としてＰＷＭ制御部２８に出力し、駆動周波数用レジスタに保存する（Ｓ１４０）。以上により、一連の処理を終える。

次に、図６に基づいて、固有振動検出制御部２６の概略構成について説明する。

図６に示すように、固有振動検出制御部２６は、検出用ディーティ比が設定されたときに検出される実電流値に基づいて、固有振動周波数を設定する固有振動周波数設定部５０と、検出用ディーティ比を設定する検出用デューティ算出部５２と、を備えている。なお、固有振動周波数設定部５０が、特許請求の範囲に記載の固有振動周波数設定手段に相当し、検出用デューティ算出部５２が、検出用設定手段に相当する。

固有振動周波数設定部５０は、Ａ／Ｄ変換器５４と、微分変換部５６と、固有振動周波数算出部５８と、を有している。

Ａ／Ｄ変換器５４は、入力端子が、オペアンプ１６ｂの出力端子と電気的に接続されている。このＡ／Ｄ変換器５４は、オペアンプ１６ｂからの入力信号、すなわち実電流値をＡ／Ｄ変換し、微分変換部５６に出力する。

微分変換部５６は、実電流値を微分変換して微分値とし、固有振動周波数算出部５８に出力する。

固有振動周波数算出部５８は、微分変換部５６から入力される微分値に基づいて、固有振動周波数を算出する。そして、算出した固有振動周波数を、ＲＡＭに保存する。

一方、検出用デューティ算出部５２は、電流Ｆ／Ｂ制御部２４からＲＡＭに保存されたＦ／Ｂ用デューティ比を取得し、このＦ／Ｂ用デューティ比に基づいて、検出用デューティ比を算出する。そして、算出した検出用デューティ比を、ＰＷＭ制御部２８のデューティ比レジスタに出力する。検出用デューティ比は、実電流値は目標電流値に追従するように設定されるＦ／Ｂ用デューティ比とは異なり、固有振動周波数を検出するために設定される。具体的には、実電流値が変化し、且つ、実電流値がオートマチックトランスミッションのクラッチの状態が切り替わらない程度の大きさとなるように設定される。

次に、図７に基づいて、固有振動検出制御部２６が実行する処理を説明する。

固有振動検出制御部２６は、制御選択部３０から演算指示を受けている期間、すなわちＰＷＭ制御部２８を制御する制御部として選択されている期間において、所定の処理を実行する。固有振動検出制御部２６は、図７に示す一連の処理を繰り返し実行する。

先ず、微分変換部５６は、Ａ／Ｄ変換器５４から入力される信号に基づき、実電流値を取得する（Ｓ２００）。次に、微分変換部５６は、取得した実電流値を微分し、微分値を固有振動周波数算出部５８に出力する（Ｓ２１０）。

次に、固有振動周波数設定部５０は、ＲＡＭに格納されたピーク時刻の前回値を取得する（Ｓ２２０）。そして、固有振動周波数算出部５８は、Ｓ２１０で変換した微分値がピークであるか否かを判定する（Ｓ２３０）。Ｓ２３０では、増加を示す前回値に対して、今回値が減少である場合に、微分値がピークであると判定する。

微分値がピークでないと判定すると、固有振動周波数算出部５８は、電流Ｆ／Ｂ制御部２４からＲＡＭに格納されたＦ／Ｂ用デューティ比を取得し（Ｓ２４０）、次いで、ＲＯＭに格納された記憶データから、Ｆ／Ｂ用デューティ比に加算する加算パターンを取得する（Ｓ２５０）。この加算パターンとしては、実電流値を複数のピークをもつように変化させるために、Ｆ／Ｂ用デューティ比に対してデューティ比を増加させ、次いで減少させるように設定される。

具体的には、加算値Ｃ［％］を時間ｔ１［ｍｓ］出力し、次いで、加算値Ｃよりも小さい加算値Ｄ［％］を時間ｔ２［ｍｓ］出力するように設定されている。例えば、加算値Ｃとして１５［％］、時間ｔ１として１０［ｍｓ］、加算値Ｄとして０［％］から−１０［％］程度、時間ｔ２として２０［ｍｓ］が設定される。

そして、固有振動周波数算出部５８は、Ｓ２５０で取得した加算パターンを、Ｓ２４０で取得したＦ／Ｂ用デューティ比に加算して、検出用デューティ比を算出する（Ｓ２６０）。そして、算出した検出用デューティ比を、ＰＷＭ制御部２８に出力し、デューティ比用レジスタに保存する（Ｓ２７０）。Ｆ／Ｂ用デューティ比と検出用デューティ比は、共通のデューティ比用レジスタに保存される。

一方、微分値がピークであると判定すると、次いで固有振動周波数算出部５８は、ピーク時刻の前回値が存在するか否かを判定する（Ｓ２３１）。すなわち、Ｓ２２０で取得した前回値として無効値が設定されているか否かを判定する。前回値が存在しない場合、すなわち前回値として無効値が設定されている場合、固有振動周波数算出部５８は、マイコン１４が有する内蔵タイマのカウンタの値、すなわち現在の時刻を、ピーク時刻の前回値としてＲＡＭに保存する（Ｓ２３２）。上記したように、増加を示す前回値に対して、今回値が減少である場合に、微分値がピークであると判定されるため、今回値の時刻をピーク時刻とする。Ｓ２３２では、今回値の時刻を前回値として保存する。そして、上記したＳ２４０以降の処理を実行する。

また、Ｓ２３１にて前回値が存在すると判定すると、固有振動周波数算出部５８は、内蔵タイマのカウント値である現在の時刻、すなわち今回値と、Ｓ２２０で取得した前回値との差ΔＴから、固有振動周波数ｆ０を算出する（Ｓ２３３）。固有振動周波数ｆ０は、ｆ０＝１／ΔＴにより得ることができる。

固有振動周波数の算出が完了すると、固有振動周波数算出部５８は、ＲＡＭに記憶されるピーク時刻の前回値として、無効値を設定する（Ｓ２３４）。次に、固有振動周波数算出部５８は、Ｓ２３３で算出した固有振動周波数を、ＲＡＭに保存する（Ｓ２３５）。また、固有振動周波数算出部５８は、制御選択部３０に、固有振動周波数の算出完了を示す完了フラグを立てるようにフラグ指示を出力し、制御選択部３０のＲＡＭに完了フラグを立てる（Ｓ２３６）。そして、上記したＳ２４０以降の処理を実行する。

次に、図８に基づいて、制御選択部３０が実行する処理を説明する。

制御選択部３０は、マイコン１４の電源が投入された状態で、図８に示す一連の処理を繰り返し実行する。

先ず、制御選択部３０は、目標電流値算出部２０から入力される目標電流値、すなわち目標電流の今回値を取得する（Ｓ３００）。次に、制御選択部３０は、ＲＡＭに記憶された記憶データから、目標電流の前回値を取得する（Ｓ３１０）。次に、制御選択部３０は、ＲＡＭの記憶データから、目標電流が一定値で継続している継続時間を取得する（Ｓ３２０）。

そして、制御選択部３０は、Ｓ３００で取得した今回値がＳ３１０で取得した前回値と一致するか否かを判定する（Ｓ３３０）。今回値が前回値と一致すると判定すると、制御選択部３０は、上記した継続時間を計測する内蔵タイマのカウンタの値をインクリメントする（Ｓ３４０）。

一方、今回値が前回値に一致しないと判定すると、制御選択部３０は、上記した継続時間に０（ゼロ）を設定する（Ｓ３４１）。すなわち、上記した内蔵タイマのカウンタの値をリセットする。

Ｓ３４０，３４１に次いで、制御選択部３０は、継続時間と完了フラグのいずれか一方が、所定の条件を満たすか否かを判定する（Ｓ３５０）。継続時間については、目標電流値が一定となってから所定の範囲内にあるか否かを判定する。所定の範囲とは、電流Ｆ／Ｂ制御への影響が小さく、固有振動周波数を安定して検出できるように設定される。具体的には、目標電流値が一定となってからの経過時間Ｅと、固有振動周波数を算出するのに必要な時間Ｆにより規定される。

具体的には、Ｓ３５０において、継続時間がＥ以上、（Ｅ＋Ｆ）以下の範囲内にあるか否かについて判定する。一方、完了フラグについては、ＲＡＭに完了フラグが立っていないか否かを判定する。

継続時間がＥ以上、（Ｅ＋Ｆ）以下の範囲内にある、又は、完了フラグが立っていないと判定すると、制御選択部３０は、ＰＷＭ制御部２８にデューティ比を設定する制御部として、固有振動検出制御部２６を選択する。すなわち、固有振動検出制御部２６に演算を指示する（Ｓ３６０）。それまで、電流Ｆ／Ｂ制御部２４が選択していた場合、制御部として、電流／Ｂ制御部２４から固有振動検出制御部２６に切り替えることとなる。

一方、経過時間がＥ以上、（Ｅ＋Ｆ）以下の範囲内に存在せず、且つ、完了フラグが立っていると判定すると、制御選択部３０は、ＰＷＭ制御部２８にデューティ比を設定する制御部として、電流Ｆ／Ｂ制御部２４を選択する。すなわち、電流Ｆ／Ｂ制御部２４に演算を指示する（Ｓ３６１）。それまで、固有振動検出制御部２６が選択していた場合、制御部として、固有振動検出制御部２６から電流Ｆ／Ｂ制御部２４に切り替えることとなる。

Ｓ３６０，３６１に次いで、制御選択部３０は、継続時間と完了フラグのいずれか一方が所定の条件を満たすか否かを再度判定する（Ｓ３７０）。Ｓ３７０では、継続時間が上記した（Ｅ＋Ｆ）を超えたか否かを判定する。また、完了フラグについては、ＲＡＭに完了フラグが立っているか否かを判定する。

経過時間が（Ｅ＋Ｆ）を超えていない、すなわち（Ｅ＋Ｆ）以下であり、且つ、完了フラグも立っていないと判定すると、次に制御選択部３０は、完了フラグが立っているか否かを判定する（Ｓ３８０）。一方、継続時間が（Ｅ＋Ｆ）を超えている、又は、完了フラグが立っていると判定すると、制御選択部３０は、継続時間に０（ゼロ）を設定する（Ｓ３７１）。すなわち、上記した内蔵タイマのカウンタの値をリセットする。

Ｓ３８０において、完了フラグが立っていないと判定すると、制御選択部３０は、Ｓ３４０，Ｓ３４１，Ｓ３７１で設定した継続時間を、ＲＡＭに保存する（Ｓ３９０）。すなわち、内蔵タイマのカウンタの値をＲＡＭに保存する。次に、制御選択部３０は、上記した目情電流の今回値を、前回値としてＲＡＭに保存する（Ｓ４００）。

一方、Ｓ３８０において、完了フラグが立っていると判定すると、制御選択部３０は、ＲＡＭの完了フラグをクリアする（Ｓ３８１）。そして、上記したＳ３９０，Ｓ４００を実行する。

次に、図９に基づいて、制御選択部３０による電流Ｆ／Ｂ制御と固有振動検出制御との切り替え動作について説明する。

図９では、目標電流値と、目標電流値が一定とされた継続時間と、ＰＷＭ制御部２８に設定されるデューティ比と、制御選択部３０による演算指示信号を示している。図９に示す一点鎖線は、検出用デューティ比を示している。

また、図９に示すタイミングＴ１までは、オートマチックトランスミッションにおいて、クラッチを係合状態から開放状態にする変速過渡期、タイミングＴ１からＴ５までは、クラッチの開放状態に対応している。タイミングＴ５からＴ７までは、クラッチを開放状態から係合状態にする変速過渡期、タイミングＴ７以降は、クラッチの係合状態に対応している。

タイミングＴ１からＴ５までの開放状態、及び、タイミングＴ７以降の係合状態では、油圧を変えなくとも良いので、目標電流値を一定とする。本実施形態では、これらタイミングにおいて、プランジャのストローク方向へ微小振動（所謂ディザ）を確保するため、所定のデューティ比（一定デューティ比）のパルス信号を所定の駆動周波数（低周波）でコイルに供給する。このようにディザを確保すると、静止状態からのストロークに較べて、摩擦抵抗を低減し、ひいては変速過渡期に切り替わる際のプランジャの応答性を向上することができる。

一方、タイミングＴ１まで、及び、タイミングＴ５からＴ７までは、変速過渡期であり、油圧を変えるために、目標電流値を変化させる。したがって、デューティ比も変化する。この変速過渡期では、目標電流値に対して実電流値を高精度に追従させる制御を行う必要がある。

このように、変速過渡期では、目標電流値に対して実電流値を高精度に追従させる制御を行う必要があるが、それ以外の期間、すなわち、目標電流値一定の期間では、電流Ｆ／Ｂ制御を行わなくても、影響が小さい。本実施形態では、目標電流値一定の期間の一部において、リニアソレノイド１００を固有振動周波数検出用のセンサとして用いる。そして、それ以外の期間において、リニアソレノイド１００を電流Ｆ／Ｂ制御のためのアクチュエータとして用いる。

タイミングＴ１から目標電流値を一定とするため、タイミングＴ１から、継続時間を計測する内蔵タイマのカウンタの値が、時間の経過とともにインクリメントされる。タイミングＴ１を基準として所定時間Ｅを経過し、タイミングＴ２になると、演算指示の出力対象が、電流Ｆ／Ｂ制御部２４から、固有振動検出制御部２６に切り替わる。

また、タイミングＴ２から所定時間Ｆが経過するタイミングＴ３まで、目標電流値に変化はない。したがって、この期間において、固有振動検出制御部２６の検出用デューティ算出部５２は検出用デューティ比を算出し、この検出用デューティ比に基づいて、ＰＷＭ制御部２８はパルス信号を出力する。そして、このときの実電流値から、固有振動周波数設定部５０は固有振動周波数を算出し、ＲＡＭに保存する。

タイミングＴ２を基準として所定時間Ｆが経過し、タイミングＴ３になると、継続時間が０（ゼロ）にクリアされる。すなわち、カウンタの値がリセットされる。これにともない、演算指示の出力対象が、固有振動検出制御部２６から電流Ｆ／Ｂ制御部２４に切り替わる。

また、目標電流値が引き続き一定であるため、タイミングＴ３を基準として所定時間Ｅが経過し、タイミングＴ４になると、演算指示の出力対象が、電流Ｆ／Ｂ制御部２４から、固有振動検出制御部２６に切り替わる。

しかしながら、タイミングＴ４を基準として所定時間Ｆが経過する前に、タイミングＴ５において、目標電流値に変化が生じる。したがって、タイミングＴ５において継続時間が０（ゼロ）にクリアされる。これにより、演算指示の出力対象が、固有振動検出制御部２６から電流Ｆ／Ｂ制御部２４に切り替わる。すなわち、固有振動周波数は算出されない。このように、目標電流値が変化した際には、即座に電流Ｆ／Ｂ制御に切り替わる。

また、タイミングＴ７で目標電流値が一定となり、タイミングＴ７を基準として所定時間Ｅを経過し、タイミングＴ８になると、演算指示の出力対象が、電流Ｆ／Ｂ制御部２４から、固有振動検出制御部２６に切り替わる。

そして、タイミングＴ８を基準として所定時間Ｆが経過するタイミングＴ９まで、目標電流値に変化がないため、固有振動周波数が算出される。

次に、負荷駆動制御装置１０の効果について説明する。

本実施形態に係る負荷駆動制御装置１０では、図５に示したように、駆動周波数算出部４２が、油温値と固有振動周波数とに基づいて、共振が生じないように駆動周波数を設定する。したがって、油温が変化してオイルの粘性が変化し、これにより固有振動周波数が変化しても、共振が生じるのを抑制することができる。例えばディザを確保するための駆動周波数で共振が生じるのを抑制することができる。

また、図５に示したように、検出用デューティ算出部５２は、切り替え前のＦ／Ｂ用デューティ比に加算パターンを加算することで、Ｆ／Ｂ用デューティ比とは異なるデューティ比を算出する。そして、固有振動周波数設定部５０は、検出用ディーティ比が設定されたときに検出される実電流値に基づいて、固有振動周波数を算出する。このように、リニアソレノイド１００に流れる実電流値から固有振動周波数を算出するため、ストロークセンサを用いなくとも、共振が生じるのを抑制することができる。換言すれば、リニアソレノイド１００を、固有振動周波数を検出するためのセンサとして用いるため、従来に較べて、負荷駆動制御装置１０の構成を簡素化することができる。

また、図７に示したように、固有振動周波数設定部５０は、実電流値を微分してピーク時刻を取得するとともに、複数のピーク時刻から固有振動周波数を算出する。したがって、少ない演算量で、リニアソレノイド１００の固有振動周波数を算出することができる。

また、図８及び図９に示したように、制御選択部３０は、目標電流値が一定の状態で、一定となってから所定時間Ｅが経過すると、所定時間Ｆの間、固有振動検出制御部２６を選択し、それ以外の期間は電流Ｆ／Ｂ制御部２４を選択する。具体的には、デューティ比が変化する期間ではなく、デューティ比が一定である期間において、固有振動周波数を算出する。したがって、固有振動周波数を安定的に検出することができる。

また、目標電流値が変化する期間、例えば変速過渡期では、上記したように、目標電流値に対して実電流値を高精度に追従させる必要がある。本実施形態では、この変速過渡期に固有振動周波数を算出せず、目標電流値が一定の期間において、一定となってから所定時間Ｅが経過後に、固有振動周波数を算出する。すなわち、目標電流値一定期間の一部を固有振動周波数の算出期間とする。したがって、電流Ｆ／Ｂ制御、特に変速過渡期の電流Ｆ／Ｂ制御に影響がでるのを抑制することができる。と
また、図８及び図９に示したように、制御選択部３０は、固有振動検出制御部２６に切り替えてから目標電流値が変化すると、所定時間Ｆが経過する前であっても、電流Ｆ／Ｂ制御部２４に切り替える。このように、目標電流値が変化した際には、即座に電流Ｆ／Ｂ制御に切り替えるので、電流Ｆ／Ｂ制御に影響がでるのを効果的に抑制することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

本実施形態では、制御選択部３０が、ＰＷＭ制御部２８にデューティ比を設定する制御部を選択する条件として、目標電流値を用いる例と示した。しかしながら、それ以外にも、シフトポジションを選択の条件としても良い。例えばパーキング（Ｐ）レンジ又はニュートラル（Ｎ）レンジにおいて、固有振動周波数を検出するために固有振動検出制御部２６を選択し、それ以外のレンジにおいて電流Ｆ／Ｂ制御部２４を選択するようにしても良い。

本実施形態では、実電流値を微分することで、固有振動周波数を算出する例を示した。しかしながら、実電流値の面積変化から、固有振動周波数を算出することもできる。

本実施形態では、誘導性負荷として、オートマチックトランスミッションの油圧を制御する油圧バルブのリニアソレノイド１００を例示した。しかしながら、誘導性負荷としては上記例に限定されるものではなく、その駆動がＰＷＭ制御されるものであれば、適用が可能である。

１０・・・負荷駆動制御装置、１２・・・スイッチ、１４・・・マイコン、１６・・・電流検出部、１６ａ・・・抵抗、１６ｂ・・・オペアンプ、２０・・・目標電流値算出部、２２・・・油温算出部、２４・・・電流Ｆ／Ｂ制御部、２６・・・固有振動検出制御部、２８・・・ＰＷＭ制御部、３０・・・制御選択部、４０・・・Ｆ／Ｂ用デューティ設定部、４２・・・駆動周波数算出部、４４・・・Ａ／Ｄ変換器、４６・・・電流偏差算出部、４８・・・Ｆ／Ｂ用デューティ算出部、５０・・・固有振動周波数設定部、５２・・・検出用デューティ算出部、５４・・・Ａ／Ｄ変換器、５６・・・微分変換部、５８・・・固有振動周波数算出部、１００・・・リニアソレノイド

Claims (5)

1. 誘導性負荷（１００）の駆動を制御する負荷駆動制御装置であって、
   前記誘導性負荷の通電経路上に設けられ、オンすることで前記誘導性負荷に電流を流すスイッチング手段（１２）と、
   所定のデューティ比のパルス信号を所定の駆動周波数で発生し、前記パルス信号を前記スイッチング手段に供給することにより、前記誘導性負荷を駆動させるパルス信号発生手段（２８）と、
   前記誘導性負荷の実電流値を検出する実電流値検出手段（１６）と、
   前記誘導性負荷の目標電流値と前記実電流値検出手段にて検出される実電流値との偏差に基づき、前記実電流値が前記目標電流値に追従するようにフィードバック用デューティ比を設定するフィードバック用設定手段（４０）と、
   前記パルス信号の駆動周波数を設定する駆動周波数設定手段（４２）と、
   前記誘導性負荷の固有振動周波数を検出するための検出用ディーティ比を設定する検出用設定手段（５２）と、
   前記検出用ディーティ比が設定されたときに検出される前記実電流値に基づいて、前記固有振動周波数を設定する固有振動周波数設定手段（５０）と、
   前記パルス信号発生手段に対してデューティ比を設定する手段として、前記固有振動周波数を検出するための所定の条件を満たさない通常時には、前記フィードバック用設定手段を選択し、前記所定の条件を満たすと、前記検出用設定手段を選択する選択手段（３０）と、
   を備え、
   前記検出用設定手段は、切り替え前の前記フィードバック用デューティ比とは異なるデューティ比を前記検出用デューティ比として設定し、
   前記駆動周波数設定手段は、検出された前記固有振動周波数に基づいて、共振が生じないように、前記駆動周波数を設定することを特徴とする負荷駆動制御装置。
2. 前記固有振動周波数設定手段（５０）は、検出される前記実電流値を微分してピーク時刻を取得するとともに、複数の前記ピーク時刻から前記固有振動周波数を算出することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動制御装置。
3. 前記選択手段（３０）は、前記目標電流値が一定の状態で、一定となってから所定時間が経過すると、所定の期間、前記検出用設定手段（５２）を選択することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の負荷駆動制御装置。
4. 前記選択手段（３０）は、前記検出用設定手段（５２）に切り替えてから前記目標電流値が変化すると、前記所定の期間が経過する前であっても、前記フィードバック用設定手段に切り替えることを特徴とする請求項３に記載の負荷駆動制御装置。
5. 前記誘導性負荷（１００）は、油圧バルブのソレノイドであることを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載の負荷駆動制御装置。

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