JP6082332B2 - ソレノイドバルブ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、ソレノイドバルブを制御するソレノイドバルブ制御装置に関する。

近年、燃費向上や変速ショック等の快適性向上の目的で自動車のオートマチックトランスミッション(以下、ＡＴ)や無段階変速機(以下、ＣＶＴ)の制御が複雑化・高精度化してきている。さらにこれらの制御を実装している電子制御装置(Ｃ／Ｕ)においても、電子回路に求められる電圧・電流制御の要求精度が年々厳しくなってきている。

ＡＴやＣＶＴの変速には油圧を用いており、Ｃ／Ｕはその油圧を制御するソレノイドバルブに流れる電流を制御している。このため、Ｃ／Ｕが制御する電流精度が向上することで、ＡＴやＣＶＴがさらに精度良く制御可能となり、しいては燃費向上や快適性が向上する。

ところで、ソレノイドバルブは、一般に機差ばらつきを有している。このような機差ばらつきを補正するため、ソレノイドバルブのパラメータ調整を行うことができるソレノイドモジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２４２８０６号公報

特許文献１に開示されるようなソレノイドモジュールでは、ソレノイドモジュール内で電流制御と補正値を用いた補正処理を実行することで電流精度の向上が期待できる。また変速機全体での補正が不要となる。

しかし、一般的に、このようなソレノイドモジュールでは、複数のソレノイドモジュールに供給する電源ライン（ハーネス）が共通である。そのため、一つのソレノイドモジュールの駆動電流によりハーネス抵抗成分による電圧降下が発生して、他のソレノイドモジュールの電源電圧を変化させてしまう。

このため、ソレノイドモジュール内部にある電圧補正値については、全ソレノイドモジュールに同じ補正値を適用すると、電流精度や電流応答性にばらつきが生じてしまう。

本発明の目的は、全ソレノイドモジュールに同じ補正値を適用した場合であっても、各ソレノイドモジュールに流れる電流のばらつきを抑制できるソレノイドバルブ制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、電源と、ソレノイドバルブを備えたｎ個のソレノイドモジュール２_ｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎ：２以上の自然数）と、前記ソレノイドモジュール２_ｉを制御する電子制御装置と、前記電源の正極と前記ソレノイドモジュール２_１の電源側端子を接続する電源ハーネスと、隣接する前記ソレノイドモジュール２_ｋ（ｋ＝１〜（ｎ−１））の電源側端子と前記ソレノイドモジュール２_ｋ＋１の電源側端子を接続する第１のハーネス１１_ｋと、隣接する前記ソレノイドモジュール２_ｋのＧＮＤ側端子と前記ソレノイドモジュール２_ｋ＋１のＧＮＤ側端子を接続する第２のハーネス１１_ｋと、前記電源の負極と前記ソレノイドモジュール２_ｎのＧＮＤ側端子を接続するＧＮＤハーネスと、を備え、前記第１のハーネス１１_ｋと前記第２のハーネス１１_ｋのインピーダンスは同じであるようにしたものである。

本発明によれば、全ソレノイドモジュールに同じ補正値を適用した場合であっても、各ソレノイドモジュールに流れる電流のばらつきを抑制できる。上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置の構成図である。 本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置に用いられるハーネスの結線方法を説明するための図である。 本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置に用いられるソレノイドモジュールの構成図である。 本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置に用いられる補正係数の一例を説明するための図である。 比較例としてのソレノイドバルブ制御装置の構成図である。 比較例としてのソレノイドバルブ制御装置に用いられるハーネスの結線方法を説明するための図である。 比較例としてのソレノイドバルブ制御装置に用いられるソレノイドモジュールの補正係数の一例を説明するための図である。 比較例としてのソレノイドバルブ制御装置に用いられる別のソレノイドモジュールの補正係数の一例を説明するための図である。 本発明の第２の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置に用いられるハーネスの結線方法を説明するための図である。

（第１の実施形態）
以下、図１〜図２を用いて、本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置１００Ａの構成及び動作を説明する。ソレノイドバルブ制御装置１００Ａは、例えば、自動車の変速機に用いられるソレノイドバルブを制御する。

最初に、図１を用いて、ソレノイドバルブ制御装置１００Ａの構成を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置１００Ａの構成図である。

ソレノイドバルブ制御装置１００Ａは、主として、バッテリ１、複数のソレノイドモジュール２、Ｃ／Ｕ１２を備える。

バッテリ１から電源供給を受けて動作するＣ／Ｕ１２は、制御ソフトを実装したマイコン１５を備える。マイコン１５は、制御ソフトを実行し、ソレノイドモジュール２を制御する。ソレノイドモジュール２はバッテリ１を電源として動作し、トランスミッションの変速制御を担うソレノイドバルブに流れる電流を制御する。

マイコン１５と各ソレノイドモジュール２は信号線９で接続される。バッテリ１、Ｃ／Ｕ１２及びソレノイドモジュール２は、ハーネスで接続される。ハーネス及び信号線９は、コネクタ１３を介して変速機１４の外部から内部へ導かれる。なお、ハーネスによる接続の詳細は、図２Ａを用いて後述する。

次に、図２Ａを用いて、ソレノイドバルブ制御装置１００Ａに用いられるハーネスの結線方法を説明する。図２Ａは、本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置１００Ａに用いられるハーネスの結線方法を説明するための図である。

ソレノイドバルブ制御装置１００Ａは、電源としてのバッテリ１、ソレノイドモジュール２（２_１〜２_５）、Ｃ／Ｕ１２を備える。なお、図２Ａでは、図面を見やすくするため、Ｃ／Ｕ１２を表示していない。

バッテリ１の正極とソレノイドモジュール２_１の電源側端子（正極側端子）は電源ハーネス３で接続されている。電源ハーネス３のインピーダンスは、Ｚ_{ＰＯＷＥＲ}である。

隣接するソレノイドモジュール２の電源側端子はハーネス１１（１１_１Ｐ〜１１_４Ｐ）でそれぞれ接続されている。一方、隣接するソレノイドモジュール２のＧＮＤ側端子（負極側端子）はハーネス１１（１１_１Ｇ〜１１_４Ｇ）でそれぞれ接続されている。各ハーネス１１のインピーダンスは、Ｚである。

バッテリ１の負極とソレノイドモジュール２_５のＧＮＤ側端子はＧＮＤハーネス４で接続されている。ＧＮＤハーネス４のインピーダンスは、Ｚ_ＧＮＤである。

電源ハーネス３とＧＮＤハーネス４は複数のソレノイドモジュール２で共用するため、インピーダンスの制約は特にないが、ソレノイドモジュール２の電圧降下量を抑えるため、極力低インピーダンスとすることが好ましい。

なお、図２Ａでは、一例として、ソレノイドモジュール２_１及び２_２に電流値Ｉの電流が流れている様子を表している。また、図２Ａにおいて、Ｚ（Ｉ）は、インピーダンスＺ、電流値Ｉであることを示す。

次に、図２Ｂを用いて、ソレノイドモジュール２の構成を説明する。図２Ｂは、本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置１００Ａに用いられるソレノイドモジュール２の構成図である。

ソレノイドモジュール２は、制御部５、ソレノイドバルブ６、還流素子７を備える。ソレノイドバルブ６と還流素子７は並列に接続される。制御部５は、ソレノイドバルブ６及び還流素子７の前段に直列に接続される。

制御部５は、Ｃ／Ｕ１２内のマイコン１５の指示に基づき、スイッチングと電流検出に基づく電流制御を実施する。還流素子７は、ソレノイドバルブ６に流れる電流を還流させる。また、制御部５は、ソレノイドモジュール２に印加される電源電圧に対する補正値を記憶し、Ｃ／Ｕ１２内のマイコン１５の指示に基づいて、その補正値に応じた電流制御を行う。これにより、トランスミッションの変速制御を担うソレノイドバルブ６に流れる電流が制御される。

制御部５には、電源側端子８及び信号線９が接続される。ソレノイドバルブ６及び還流素子７には、ＧＮＤ側端子１０が接続される。

次に、図２Ｃを用いて、ソレノイドバルブ制御装置１００Ａに用いられる補正係数の一例を説明する。図２Ｃは、本発明の第１の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置１００Ａに用いられる補正係数の一例を説明するための図である。図２Ｃにおいて、縦軸は補正係数αを示し、横軸は電源電圧Ｖを示す。

各ソレノイドモジュール２の制御部５には、ソレノイドモジュール２に印加する電圧のばらつきを吸収するための補正値が格納されている。図２Ｃに示す電源電圧の補正係数もその内の一種である。電源電圧Ｖの補正係数については、他の補正値と異なり、各ソレノイドモジュール２で同じ補正係数が用いられる。なお、図２Ｃに示した補正係数αのグラフは一例であり、これに限定されない。

次に、図２Ａに示すようにハーネスを結線した場合のソレノイドモジュール２の電圧降下を説明する。以下では、一例として、ソレノイドモジュール２_１とソレノイドモジュール２_４にそれぞれＩ[Ａ]の電流を流したとする。

ソレノイドモジュール２_１の電圧降下Ｖ_１は、次の式（１）で表される。ここで、電圧降下Ｖ_１は、電源ハーネス３による電圧降下（２Ｉ×Ｚ_{ＰＯＷＥＲ}）、ハーネス１１_１Ｇ〜１１_３Ｇによる電圧降下（Ｉ×３Ｚ）、ハーネス１１_４Ｇによる電圧降下（２Ｉ×Ｚ）、ＧＮＤハーネス４による電圧降下（２Ｉ×Ｚ_ＧＮＤ）の和である。

一方、ソレノイドモジュール２_４の電圧降下Ｖ_４は、次の式（２）で表される。ここで、電圧降下Ｖ_４は、電源ハーネス３による電圧降下（２Ｉ×Ｚ_{ＰＯＷＥＲ}）、ハーネス１１_１Ｐ〜１１_３Ｐによる電圧降下（Ｉ×３Ｚ）、ハーネス１１_４Ｇによる電圧降下（２Ｉ×Ｚ）、ＧＮＤハーネス４による電圧降下（２Ｉ×Ｚ_ＧＮＤ）の和である。

式（１）、（２）に示すように、ソレノイドモジュール２_１の電圧降下Ｖ_１とソレノイドモジュール２_４の電圧降下Ｖ_４は同じである。

次に、ソレノイドモジュール２_１とソレノイドモジュール２_４にそれぞれＩ_１[Ａ]、Ｉ_４[Ａ]の電流を流したとする。

この場合、ソレノイドモジュール２_１の電圧降下Ｖ_１とソレノイドモジュール２_４の電圧降下Ｖ_４はそれぞれ次の式（３）、（４）で表される。

したがって、電圧降下Ｖ_１と電圧降下Ｖ_４の差｜Ｖ_１−Ｖ_４｜は、次の式（５）で表される。なお、｜Ｘ｜は、Ｘの絶対値を示す。

この場合、電圧降下に差が発生するが、｜Ｖ_１−Ｖ_４｜は、Ｉ_１とＩ_４の電流差により相殺可能である。つまり、図２Ａに示すようにハーネスを結線した場合には、ソレノイドモジュール２間の電圧降下量の差を小さくすることが可能となる。

以上説明したように、本実施形態によれば、ソレノイドモジュール２間の電圧降下量の差が小さくなるため、ソレノイドモジュール２の制御部５に格納されている電源電圧に対する補正係数αについても各ソレノイドモジュール２で同一の補正係数とすることができ簡略化できるメリットが発生する。

すなわち、従来技術に対してより簡単な手法を用いてソレノイドモジュールの電圧降下量を均一にすることで、電源電圧に関する補正係数を同一化しハーネスを含めた変速機全体の電源電圧マッチングを不要とすることができる。

これにより、全ソレノイドモジュールに同じ補正値を適用した場合であっても、各ソレノイドモジュールに流れる電流のばらつきを抑制できる。

（比較例）
次に、図３を用いて、比較例としてのソレノイドバルブ制御装置１００Ｐの構成を説明する。図３は、比較例としてのソレノイドバルブ制御装置１００Ｐの構成図である。

図３では、図１と比較して、ＧＮＤハーネス４による結線が異なる。ＧＮＤハーネス４による結線の詳細は、図４Ａを用いて後述する。

次に、図４Ａを用いて、ソレノイドバルブ制御装置１００Ｐに用いられるハーネスの結線方法を説明する。図４Ａは、比較例としてのソレノイドバルブ制御装置１００Ｐに用いられるハーネスの結線方法を説明するための図である。

図２Ａと比較して、図４Ａでは、バッテリ１の負極とソレノイドモジュール２_１のＧＮＤ側端子がＧＮＤハーネス４で接続されている。

次に、図４Ａに示すようにハーネスを結線した場合のソレノイドモジュール２の電圧降下を説明する。以下では、一例として、ソレノイドモジュール２_１とソレノイドモジュール２_４にそれぞれＩ_１[Ａ]、Ｉ_４[Ａ]の電流を流したとする。

この場合、ソレノイドモジュール２_１の電圧降下Ｖ_１とソレノイドモジュール２_４の電圧降下Ｖ_４はそれぞれ次の式（６）、（７）で表される。

したがって、電圧降下Ｖ_１と電圧降下Ｖ_４の差｜Ｖ_１−Ｖ_４｜は、次の式（８）で表される。

この場合、電圧降下の差｜Ｖ_１−Ｖ_４｜はＩ_４に比例するため、相殺することができない。つまり、図４Ａに示すハーネス結線とした場合には、電源降下量が異なるためソレノイドモジュール２_１とソレノイドモジュール２_４にある電源電圧の補正係数αは異なる補正係数でなければならない。

ソレノイドモジュール２_１、２_４の電源電圧の補正係数αの一例をそれぞれ図４Ｂ、図４Ｃに示す。図４Ｂは、比較例としてのソレノイドバルブ制御装置１００Ｐに用いられるソレノイドモジュール２_１の補正係数の一例を説明するための図である。図４Ｃは、比較例としてのソレノイドバルブ制御装置１００Ｐに用いられる別のソレノイドモジュール２_４の補正係数の一例を説明するための図である。図４Ｂ及び図４Ｃに示されるように、ソレノイドモジュール２_１とソレノイドモジュール２_４にある電源電圧の補正係数αは異なっている。

本変形例では、ハーネスを含む変速機全体で各ソレノイドモジュール２の電源電圧に対する補正係数をマッチングする必要があり、大変困難な作業となる。

また、複数のソレノイドモジュールの動作に対する組み合わせを評価して補正係数を導く必要があるため、ソレノイドモジュール２の数が増えるほど組み合わせ数は指数的に増える。そのため、電源電圧の補正係数マッチングは困難となる。

（第２の実施形態）
次に、図５を用いて、本発明の第２の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置１００Ｂに用いられるハーネスの結線方法を説明する。図５は、本発明の第２の実施形態であるソレノイドバルブ制御装置１００Ｂに用いられるハーネスの結線方法を説明するための図である。

ソレノイドバルブ制御装置１００Ｂは、電源としてのバッテリ１、ソレノイドモジュール２（２_１〜２_５）、Ｃ／Ｕ１２を備える。なお、図５では、図面を見やすくするため、Ｃ／Ｕ１２を表示していない。

電源ハーネス３の一端は、電源１に接続される。電源ハーネス３の他端は、点Ｐにおいて、ハーネス１１_５Ｐ〜１１_８Ｐの一端と接続される。ハーネス１１_５Ｐ〜１１_８Ｐの他端は、ソレノイドモジュール２の電源側端子に接続される。

ＧＮＤハーネス４の一端は、点Ｑにおいて、ハーネス１１_５Ｇ〜１１_８Ｇの一端と接続される。ハーネス１１_５Ｇ〜１１_８Ｇの他端は、ソレノイドモジュール２のＧＮＤ側端子に接続される。

つまり、電源ハーネス３とハーネス１１_５Ｐ〜１１_８Ｐは、点Ｐで結線され、ＧＮＤハーネス４とハーネス１１_５Ｇ〜１１_８Ｇは、点Ｑで結線される。１１_５Ｐ〜１１_８Ｐとハーネス１１_５Ｇ〜１１_８ＧのインピーダンスはＺである。

ここで、電源ハーネス３に接続されるハーネス１１_５Ｐ〜１１_８ＰのインピーダンスとＧＮＤハーネス４に接続される１１_５Ｇ〜１１_８Ｇのインピーダンスは同じでなくとも良い。一方、図２Ａの例では、各ソレノイドモジュール２の電源ハーネス３に接続されるハーネス１１_１Ｐ〜１１_４ＰのインピーダンスとＧＮＤハーネス４に接続される１１_１Ｇ〜１１_４Ｇのインピーダンスは同じにする必要がある。

以上説明したように、本実施形態によれば、ソレノイドモジュール２間の電圧降下量の差が小さくなるため、ソレノイドモジュール２の制御部５に格納されている電源電圧に対する補正係数αについても各ソレノイドモジュール２で同一の補正係数とすることができ簡略化できるメリットが発生する。

すなわち、従来技術に対してより簡単な手法を用いてソレノイドモジュールの電圧降下量を均一にすることで、電源電圧に関する補正係数を同一化しハーネスを含めた変速機全体の電源電圧マッチングを不要とすることができる。

これにより、全ソレノイドモジュールに同じ補正値を適用した場合であっても、各ソレノイドモジュールに流れる電流のばらつきを抑制できる。

本発明は、上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

例えば、上記実施形態では、ソレノイドバルブ制御装置（１００Ａ、１００Ｂ）は、５個のソレノイドモジュール２を備えているが、２個以上であれば何個でもよい。

１…バッテリ
２…ソレノイドモジュール
３…電源ハーネス（電源ハーネスインピーダンス）
４…ＧＮＤハーネス（ＧＮＤハーネスインピーダンス）
５…制御部(スイッチング回路と電流制御回路)
６…ソレノイドバルブ
７…還流素子
８…電源側端子（ソレノイドモジュール電源）
９…ソレノイドモジュール信号線
１０…ＧＮＤ側端子（ソレノイドモジュールＧＮＤ）
１１…ソレノイドモジュール間ハーネス
１２…Ｃ／Ｕ
１３…コネクタ
１４…変速機
１５…マイコン
１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｐ…ソレノイドバルブ制御装置

Claims (5)

1. 電源と、
   ソレノイドバルブを備えたｎ個のソレノイドモジュール２_ｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎ：２以上の自然数）と、
   前記ソレノイドモジュール２_ｉを制御する電子制御装置と、
   前記電源の正極と前記ソレノイドモジュール２_１の電源側端子を接続する電源ハーネスと、
   隣接する前記ソレノイドモジュール２_ｋ（ｋ＝１〜（ｎ−１））の電源側端子と前記ソレノイドモジュール２_ｋ＋１の電源側端子を接続する第１のハーネス１１_ｋと、
   隣接する前記ソレノイドモジュール２_ｋのＧＮＤ側端子と前記ソレノイドモジュール２_ｋ＋１のＧＮＤ側端子を接続する第２のハーネス１１_ｋと、
   前記電源の負極と前記ソレノイドモジュール２_ｎのＧＮＤ側端子を接続するＧＮＤハーネスと、を備え、
   前記第１のハーネス１１_ｋと前記第２のハーネス１１_ｋのインピーダンスは同じであることを特徴とするソレノイドバルブ制御装置。
2. 前記請求項１に記載のソレノイドバルブ制御装置であって、
   前記ソレノイドモジュール２_ｉは、前記ソレノイドモジュール２_ｉに印加される電源電圧に対する補正値を記憶し、前記電子制御装置の指示に基づいて、前記補正値に応じた電流制御を行う制御部を備え、
   それぞれの前記ソレノイドモジュール２_ｉの制御部に記憶される補正値は同じであることを特徴とするソレノイドバルブ制御装置。
3. 電源と、
   ソレノイドバルブを備えたｎ個のソレノイドモジュール２_ｉ（ｉ＝１〜ｎ，ｎ：２以上の自然数）と、
   前記ソレノイドモジュール２_ｉを制御する電子制御装置と、
   前記電源の正極に接続された電源ハーネスと、
   前記ソレノイドモジュール２_ｉの電源側端子に接続された第１のハーネス１１_ｉと、
   前記ソレノイドモジュール２_ｉのＧＮＤ側端子に接続された第２のハーネス１１_ｉと、
   前記電源の負極に接続されたＧＮＤハーネスと、を備え、
   前記電源ハーネスの他端とｎ本の前記第１のハーネス１１_ｉの他端は、第１の点で結線され、前記ＧＮＤハーネスの他端とｎ本の前記第２のハーネス１１_ｉの他端は第２の点で結線されることを特徴とするソレノイドバルブ制御装置。
4. 請求項３に記載のソレノイドバルブ制御装置であって、
   前記第１のハーネス１１_ｉと前記第２のハーネス１１_ｉのインピーダンスは同じであることを特徴とするソレノイドバルブ制御装置。
5. 請求項３に記載のソレノイドバルブ制御装置であって、
   前記ソレノイドモジュール２_ｉは、前記ソレノイドモジュール２_ｉに印加される電源電圧に対する補正値を記憶し、前記電子制御装置の指示に基づいて、前記補正値に応じた電流制御を行う制御部を備え、
   それぞれの前記ソレノイドモジュール２_ｉの制御部に記憶される前記補正値は同じであることを特徴とするソレノイドバルブ制御装置。

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