JPH05312260A - 高速オンオフ電磁弁の弁作動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＰＷＭ制御による高速オンオフ電磁弁の弁作
動制御装置において、低油温領域での静特性の直線性の
ばらつきを抑え、常油温から高油温領域での出力油圧振
動を抑え、油温の変化にかかわらず良好な油圧制御を達
成すること。 【構成】 低油温範囲の時には、低いデューティ駆動周
波数を用い、それ以外の油温範囲の時には、高いデュー
ティ駆動周波数を用いて高速オンオフ電磁弁を作動制御
する弁作動制御手段ｃを設けた。尚、油温に応じたデュ
ーティ駆動周波数の変更に伴う駆動周波数特性の段差部
を滑らかにつなぐ特性連続部ｄにより制御連続性を持た
せるようにしても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動変速機の摩擦締結
要素への締結圧制御等に適用される高速オンオフ電磁弁
の弁作動制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動変速機の摩擦締結要素への締
結圧制御に適用される高速オンオフ電磁弁の弁作動制御
装置としては、例えば、『ニッサンフルレンジ電子制御
オートマチックトランスミッションＲＥ４Ｒ０１Ａ型整
備要領書』のＩ−２２ページに記載のものが知られてい
る。

【０００３】上記従来出典には、一定のデューティ駆動
周波数（５０Ｈｚ）を用い、高速オンオフ電磁弁をＰＷ
Ｍ（パルス幅変調）によりデューティ制御し、所望の油
圧を得る技術が示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の高速オンオフ電磁弁の弁作動制御装置にあっては、
デューティ駆動周波数が一定周波数で与えられる為、下
記に述べるような問題がある。

【０００５】(1) 高デューティ駆動周波数でＰＷＭ制御
を適用した場合 低油温時には油の粘性が高くなる為、制御指令に対して
出力油圧の立ち上がり遅れ等が発生し、デューティ比−
出力圧特性（以下、静特性）において、図７の実線特性
に示すように、油の粘性影響を大きく受ける低圧制御領
域での線形性が低くなり特性のばらつきがみられる。こ
の低圧制御の特性ばらつきは、変速制御に悪影響を及ぼ
し、変速ショックが大きくなる。

【０００６】また、デューティ駆動周波数が高いと、電
磁弁の耐久性が悪化する。

【０００７】(2) 低デューティ駆動周波数でＰＷＭ制御
を適用した場合 デューティ駆動周波数が低いと、図７の破線特性に示す
ように、静特性のばらつきは小さいが、油温が常温領域
にさしかかってくると、図８の破線特性に示すように、
出力圧振動レベルが大きくなる。この結果、車両出力軸
トルクを振動させ、変速ショックや乗り心地が悪化す
る。

【０００８】本発明は、上記のような問題に着目してな
されたもので、ＰＷＭ制御による高速オンオフ電磁弁の
弁作動制御装置において、低油温時に静特性の直線性の
ばらつきを抑えた良好な油圧制御を達成することを第１
の課題とする。

【０００９】低油温時に静特性の直線性のばらつきを抑
え、高油温時に出力油圧振動を抑え、油温の変化にかか
わらず良好な油圧制御を達成することを第２の課題とす
る。

【００１０】油温に応じたデューティ駆動周波数の変更
に伴う制御不連続性を小さく抑えることを第３の課題と
する。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の課題を解決す
るため本発明の高速オンオフ電磁弁の弁作動制御装置で
は、低油温範囲の時には、低いデューティ駆動周波数を
用い、それ以外の油温範囲では高いデューティ駆動周波
数を用いて高速オンオフ電磁弁を作動制御する弁作動制
御手段を設けた。

【００１２】即ち、図１(イ) のクレーム対応図に示すよ
うに、ノーマルクローズあるいはノーマルオープンの高
速オンオフ電磁弁ａと、前記高速オンオフ電磁弁ａで制
御される作動油の油温を検出する油温検出手段ｂと、前
記油温検出手段ｂからの油温を入力し、少なくとも低油
温範囲では低いデューティ駆動周波数を用いて前記高速
オンオフ電磁弁ａに作動指令を出力する弁作動制御手段
ｃを備えている。

【００１３】上記第２の課題を解決するため本発明の高
速オンオフ電磁弁の弁作動制御装置では、低油温範囲の
時には、低いデューティ駆動周波数を用い、それ以外の
油温範囲では高いデューティ駆動周波数を用いて高速オ
ンオフ電磁弁を作動制御する弁作動制御手段を設けた。

【００１４】即ち、図１(イ) のクレーム対応図に示すよ
うに、ノーマルクローズあるいはノーマルオープンの高
速オンオフ電磁弁ａと、前記高速オンオフ電磁弁ａで制
御される作動油の油温を検出する油温検出手段ｂと、前
記油温検出手段ｂからの油温を入力し、低油温範囲では
低いデューティ駆動周波数を用い、それ以外の油温範囲
では高いデューティ駆動周波数を用いて前記高速オンオ
フ電磁弁ａに作動指令を出力する弁作動制御手段ｃを備
えている。

【００１５】上記第３の課題を解決するため本発明の高
速オンオフ電磁弁の弁作動制御装置では、図１(ロ) のク
レーム対応図に示すように、請求項１記載の高速オンオ
フ電磁弁の弁作動制御装置において、前記弁作動制御手
段ｃに、デューティ駆動周波数が変更される油温範囲に
て連続的にデューティ駆動周波数を変化させる特性連続
部ｄを設けた。

【００１６】

【作用】第１の発明の作用を説明する。

【００１７】少なくとも低油温範囲の時には、弁作動制
御手段ｃにおいて、低いデューティ駆動周波数を用いて
高速オンオフ電磁弁ａが作動制御される。

【００１８】したがって、低油温時には低いデューティ
駆動周波数を用いることで静特性のばらつきが抑えられ
る。尚、低油温範囲以外の時には、例えば、通常のデュ
ーティ駆動周波数に復帰させることで、出力油圧振動を
抑えることができる。

【００１９】第２の発明の作用を説明する。

【００２０】低油温範囲の時には、弁作動制御手段ｃに
おいて、低いデューティ駆動周波数を用いて高速オンオ
フ電磁弁ａが作動制御される。一方、それ以外の油温範
囲の時には、弁作動制御手段ｃにおいて、高いデューテ
ィ駆動周波数を用いて高速オンオフ電磁弁ａが作動制御
される。

【００２１】したがって、低油温時には低いデューティ
駆動周波数を用いることで静特性のばらつきが抑えら
れ、高油温時には高いデューティ駆動周波数を用いるこ
とで出力油圧振動が抑えられる。

【００２２】第３の発明の作用を説明する。

【００２３】上記のように、油温の範囲によりデューテ
ィ駆動周波数を異ならせる場合、弁作動制御手段ｃに設
けられた特性連続部ｄにおいて、デューティ駆動周波数
が変更される油温範囲にて連続的にデューティ駆動周波
数が変化させられる。

【００２４】したがって、油温に応じたデューティ駆動
周波数の変更に伴う制御不連続性が小さく抑えられる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００２６】（第１実施例）まず、構成を説明する。

【００２７】図２は自動変速機の締結要素圧を直接制御
するシステムに適用された本発明第１実施例の高速オン
オフ電磁弁の弁作動制御装置を示す全体システム図で、
この第１実施例は請求項１〜請求項３記載の発明に対応
する。

【００２８】図２において、ライン圧ＰL が供給される
ライン圧油路６に減圧弁５が接続されており、この減圧
弁５により作り出されるソレノイド供給圧ＰS はソレノ
イド供給圧油路７を経過して高速ＯＮ／ＯＦＦ３方向ソ
レノイドバルブ１（高速オンオフ電磁弁に相当し、以
下、デューティソレノイドバルブ１と略称する。）のソ
レノイド供給圧ポート１ａに導かれる。

【００２９】前記デューティソレノイドバルブ１は、油
温が０％の時に出力されるパイロット圧ＰP がＰP ＝０
であるノーマルクローズタイプであり、ソレノイド供給
圧ポート１ａ，パイロット圧ポート１ｂ，ドレーンポー
ト１ｃ，ソレノイドコイル１ｄを有し、パイロット圧ポ
ート１ｂには、デューティソレノイドバルブ１で作り出
されるパイロット圧ＰP をスプール弁４に導くパイロッ
ト圧油路８が接続されている。

【００３０】前記スプール弁４は、ライン圧ＰL を基圧
とし、パイロット圧ＰP を作動信号圧として出力圧ＰC
を作り出す弁で、ライン圧油路６とパイロット圧油路８
と出力圧油路９が接続される。

【００３１】前記出力圧油路９は、摩擦締結要素である
クラッチ３のピストン油室に接続されていて、出力圧Ｐ
C の大きさによりクラッチ３の締結・解放が制御され
る。

【００３２】前記デューティソレノイドバルブ１のソレ
ノイドコイル１ｄは、自動変速機コントロールユニット
１０とハーネス１１により接続されている。

【００３３】前記自動変速機コントロールユニット１０
には、油温センサ１２（油温検出手段に相当）が接続さ
れ、デューティソレノイドバルブ１の作動制御を行なう
際の油温情報がもたらされる。

【００３４】尚、図２ではクラッチ３に対応するデュー
ティソレノイドバルブ１及びスプール弁４の１組を示し
ているが、複数の変速段を得る実際のシステムでは、摩
擦締結要素毎にデューティソレノイドバルブ及びスプー
ル弁が設けられている。

【００３５】次に、作用を説明する。

【００３６】(A) 各弁の作用 減圧弁５は、ライン圧油路６からのライン圧ＰL を減圧
し、ソレノイド供給圧油路へのソレノイド供給圧ＰS を
一定圧に制御している。

【００３７】デューティソレノイドバルブ１は、ソレノ
イドコイル１ｄを通電にすると、ソレノイド供給圧ポー
ト１ａとパイロット圧ポート１ｂとが連通し、ドレーン
ポート１ｃが遮断される。ソレノイドコイル１ｄを非通
電にすると、ソレノイド供給圧ポート１ａが遮断され、
パイロット圧ポート１ｂとドレーンポート１ｃが連通す
る。よって、ソレノイドコイル１ｄへの通電時間を制御
することによりパイロット圧油路８のパイロット圧ＰP
を、ＰP ＝０〜ＰS の範囲で制御することが可能とな
る。

【００３８】スプール弁４は、パイロット圧ＰP に応じ
てライン圧ＰL を減圧し、パイロット圧ＰP の定数倍の
出力圧ＰC を出力圧油路９に出力し、この出力圧ＰC に
よりクラッチ３の締結力を制御することができる。

【００３９】(B) デューティソレノイド作動制御 まず、自動変速機コントロールユニット１０では、アク
セル開度や車速等の車両状態情報を入力し、車両状態の
応じた変速位置を得るべく変速制御が行なわれることに
なるが、この変速時に、あるクラッチを解放し他のクラ
ッチを締結する場合、変速時の車両条件に応じて変速シ
ョックが発生しない最適の目標過渡特性が得られるよう
に解放側と締結側でそれぞれ締結力制御が行なわれる。

【００４０】この変速過渡期に重要なのは、実際の締結
力制御（出力圧制御）において、目標過渡特性に精度よ
く一致する制御を行なえるか否かである。

【００４１】上記出力圧制御要求に対し、第１実施例で
は、デューティソレノイドバルブ１の作動制御を下記の
ように行なった。

【００４２】図３の(イ) は第１実施例装置での油温−駆
動周波数特性を示す図であり、図３の(ロ) は第１実施例
装置での油温に応じてデューティ駆動周波数を変更させ
るデューティソレノイド作動制御内容を表にして示す図
である。

【００４３】変速時にクラッチ３への出力圧を目標圧に
制御する時には、油温センサ１２からの油温が読み込ま
れる。

【００４４】そして、読み込まれた油温が、ａ℃以下
か、ａ〜ｂ℃か、ｂ℃以上かのいずれに属するかどうか
が判断され、属する範囲に応じてデューティ駆動周波数
が、図３の(イ),(ロ) に示すように決められ、決められた
デューティ駆動周波数によるデューティ比指令がデュー
ティソレノイドバルブ１に出力される（特性連続部を有
する弁作動制御手段に相当）。

【００４５】デューティ駆動周波数の決め方を詳しく述
べると、油温がａ℃以下の時には、デューティ駆動周波
数Ａ（Ｈｚ）でＰＷＭ制御が行なわれる。油温がａ〜ｂ
℃の時には、デューティ駆動周波数Ａ（Ｈｚ）〜Ｂ（Ｈ
ｚ）と連続的に可変とし、油温に応じたデューティ駆動
周波数によるデューティ比指令で出力圧ＰC が制御され
る。油温がｂ℃以上の時には、油温ｂ℃ 時のデューテ
ィ駆動周波数Ｂ（Ｈｚ）でＰＷＭ制御が行なわれる。

【００４６】Ａ＜Ｂであり、Ａは静特性のばらつきが抑
えられ直線性を持った静特性とするのに十分に低い駆動
周波数であり、Ｂは出力トルクに振動を出さないのに十
分に高い駆動周波数である。

【００４７】また、ａ＜ｂであり、ａ℃以下の油温は変
速時クラッチ油圧を制御する上で静特性の直線性のばら
つきが問題となる油温域で、ｂ℃以上の油温は、駆動周
波数が低い時に出力圧振動が問題となる油温域である。

【００４８】したがって、油温がａ℃以下で出力圧ＰC
を制御する時は、低いデューティ駆動周波数Ａ（Ｈｚ）
でＰＷＭ制御が行なわれることになり、作動油が高粘性
となることによる影響での静特性の直線性のばらつきが
小さく抑えられる。特に、低圧制御の特性ばらつきは、
変速制御に悪影響を及ぼすものであるが、このばらつき
が抑えられることで、変速ショックが低減する。

【００４９】油温がａ〜ｂ℃の領域で出力圧ＰC を制御
する時は、駆動周波数Ａと駆動周波数Ｂを滑らかにつな
ぐようにデューティ駆動周波数が可変に変更されること
になり、この駆動周波数変更領域で不連続な静特性の段
差がなくなる。この結果、例えば、この油温領域で油圧
制御を行なう時、油圧制御性能が２段切換の場合に比べ
て向上する。

【００５０】油温がｂ℃以上で出力圧ＰC を制御する時
は、高いデューティ駆動周波数Ｂ（Ｈｚ）でＰＷＭ制御
が行なわれることになり、出力油圧振動が小さく抑えら
れる。つまり、低いデューティ駆動周波数Ａを維持した
ままとすると、バルブオンオフによる油圧変化が十分に
平均化されずにあらわれ、出力油圧振動が大きくなり、
車両出力軸トルクを振動させ、変速ショックや乗り心地
を悪化させるが、油温ｂ℃以上では高いデューティ駆動
周波数Ｂにすることで、変速ショックを低減させること
ができるし、乗り心地を向上させることもできる。

【００５１】ちなみに、図４に第１実施例での油温に対
する出力圧振動レベル特性を示すが、この特性から明ら
かなように、仮に、低いデューティ駆動周波数Ａを維持
したままの時に比べて、出力圧振動レベルが高いデュー
ティ駆動周波数Ｂを維持する時とほぼ同じレベルまで低
く抑えられる。

【００５２】以上説明してきたように第１実施例の高速
オンオフ電磁弁の弁作動制御装置にあっては、下記に列
挙する効果を発揮する。

【００５３】（１）油温がａ℃以下の低油温範囲の時に
は、低いデューティ駆動周波数Ａを用い、油温がｂ℃以
上の高油温範囲では高いデューティ駆動周波数Ｂを用い
てデューティソレノイドバルブ１を作動制御する装置と
した為、低油温時に静特性の線形性のばらつきを抑え、
高油温時に出力油圧振動を抑え、油温の変化にかかわら
ず良好な油圧制御を達成することができる。

【００５４】この結果、実施例に示したように、自動変
速機のクラッチ締結圧制御に適用した場合には、静特性
の線形性のばらつきや出力油圧振動を原因とする変速シ
ョックの発生を有効に抑えることができる。

【００５５】（２）駆動周波数が変更される油温がａ℃
〜ｂ℃の領域では、駆動周波数Ａと駆動周波数Ｂを滑ら
かにつなぐようにデューティ駆動周波数を可変に変更す
る装置とした為、デューティ駆動周波数Ａ，Ｂというよ
うに段階的に駆動周波数を変更することに伴う制御不連
続性を解消することができる。

【００５６】この結果、油温がａ℃〜ｂ℃の領域での油
圧制御性能が２段切換の場合に比べて向上する。

【００５７】（３）油温がａ℃以下の低油温範囲の時に
は、低いデューティ駆動周波数Ａを用いるようにした
為、油温の全域で高いデューティ駆動周波数（例えば、
Ｂ）を用いて制御する場合に比べ、デューティソレノイ
ドバルブ１の耐久性向上を望むことができる。

【００５８】（第２実施例）この第２実施例は、請求項
１及び請求項２記載の発明に対応し、デューティ駆動周
波数を油温に応じて単純な２段切換とした例である。

【００５９】構成的には、図２に示す第１実施例と同様
であるので図示並びに説明を省略する。

【００６０】作用を説明する。

【００６１】図５の(イ) は第２実施例装置での油温−駆
動周波数特性を示す図であり、図５の(ロ) は第２実施例
装置での油温に応じてデューティ駆動周波数を変更させ
るデューティソレノイド作動制御内容を表にして示す図
である。

【００６２】この第２実施例では、油温がｃ℃以下で
は、低いデューティ駆動周波数を用い、油温がｃ℃以上
では、高いデューティ駆動周波数を用いるようにしてい
る。

【００６３】尚、ａ＜ｃ＜ｂの関係にある。

【００６４】効果的には、第１実施例で示した（１），
（３）の効果に加え、第１実施例に比較して制御が簡単
である為、自動変速機コントロールユニット１０のコス
トを低く抑えることができるし、油温によって静特性の
マップを使用することができる。

【００６５】（第３実施例）この第３実施例は、第２実
施例の変形例であり、デューティ駆動周波数の切換領域
において不連続な特性段差を小さくした多段切換とする
例である。

【００６６】構成的には、図２に示す第１実施例と同様
であるので図示並びに説明を省略する。

【００６７】作用を説明する。

【００６８】図６の(イ) は第３実施例装置での油温−駆
動周波数特性を示す図であり、図６の(ロ) は第３実施例
装置での油温に応じてデューティ駆動周波数を変更させ
るデューティソレノイド作動制御内容を表にして示す図
である。

【００６９】この第３実施例では、油温がｄ℃以下で
は、低いデューティ駆動周波数を用い、油温がｄ〜ｅ℃
では、中のデューティ駆動周波数を用い、油温がｅ℃以
上では、高いデューティ駆動周波数を用いるようにして
いる。

【００７０】尚、ｄ℃はほぼａ℃に相当し、ｅ℃はほぼ
ｂ℃に相当する。

【００７１】効果的には、第２実施例の効果に加え、デ
ューティ駆動周波数の切換領域で中間的なデューティ駆
動周波数を用いるようにしている為、第２実施例に比べ
てデューティ駆動周波数の変更に伴う落差が小さくな
り、制御不連続性を小さく抑えることができる。

【００７２】以上、実施例を図面により説明してきた
が、具体的な構成は実施例に限られるものではなく、本
発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加等があ
っても本発明に含まれる。

【００７３】例えば、実施例では、ノーマルクローズの
デューティソレノイドバルブを用いた例を示したが、ノ
ーマルオープンのデューティソレノイドバルブを用いて
も良く、この場合も全く同様の効果を得ることができ
る。

【００７４】

【発明の効果】請求項１記載の本発明にあっては、ＰＷ
Ｍ制御による高速オンオフ電磁弁の弁作動制御装置にお
いて、少なくとも低油温範囲の時には、低いデューティ
駆動周波数を用いて高速オンオフ電磁弁を作動制御する
弁作動制御手段を設けた為、低油温時に静特性の直線性
のばらつきを抑えた良好な油圧制御を達成することがで
きるという効果が得られる。

【００７５】請求項２記載の本発明にあっては、ＰＷＭ
制御による高速オンオフ電磁弁の弁作動制御装置におい
て、低油温範囲の時には、低いデューティ駆動周波数を
用い、それ以外の油温範囲では高いデューティ駆動周波
数を用いて高速オンオフ電磁弁を作動制御する弁作動制
御手段を設けた為、低油温時に静特性の直線性のばらつ
きを抑え、高油温時に出力油圧振動を抑え、油温の変化
にかかわらず良好な油圧制御を達成することができると
いう効果が得られる。

【００７６】請求項３記載の本発明にあっては、デュー
ティ駆動周波数が変更される油温範囲にて連続的にデュ
ーティ駆動周波数を変化させる特性連続部を弁作動制御
手段に設けた為、油温に応じたデューティ駆動周波数の
変更に伴う制御不連続性を小さく抑えることができると
いう効果が得られる。

【００７７】本発明の技術は、変速ショック対策からも
精度の高い油圧制御が要求される自動変速機の締結圧制
御システムへの適用において有用な技術である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の高速オンオフ電磁弁の弁作動制御装置
を示すクレーム対応図である。

【図２】自動変速機の締結要素圧を直接制御するシステ
ムに適用された本発明第１実施例の高速オンオフ電磁弁
の弁作動制御装置を示す全体システム図である。

【図３】図３の(イ) は第１実施例装置での油温−駆動周
波数特性を示す図であり、図３の(ロ) は第１実施例装置
での油温に応じてデューティ駆動周波数を変更させるデ
ューティソレノイド作動制御内容を表にして示す図であ
る。

【図４】第１実施例装置での油温に対する出力圧振動レ
ベル特性図である。

【図５】図５の(イ) は第２実施例装置での油温−駆動周
波数特性を示す図であり、図５の(ロ) は第２実施例装置
での油温に応じてデューティ駆動周波数を変更させるデ
ューティソレノイド作動制御内容を表にして示す図であ
る。

【図６】図６の(イ) は第３実施例装置での油温−駆動周
波数特性を示す図であり、図６の(ロ) は第３実施例装置
での油温に応じてデューティ駆動周波数を変更させるデ
ューティソレノイド作動制御内容を表にして示す図であ
る。

【図７】低駆動周波数の場合と高駆動周波数の場合のデ
ューティ比−出力圧特性図である。

【図８】低駆動周波数の場合と高駆動周波数の場合の油
温に対する出力圧振動レベル特性図である。

【符号の説明】

ａ 高速オンオフ電磁弁 ｂ 油温検出手段 ｃ 弁作動制御手段 ｄ 特性連続部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ノーマルクローズあるいはノーマルオー
   プンの高速オンオフ電磁弁と、 前記高速オンオフ電磁弁で制御される作動油の油温を検
   出する油温検出手段と、 前記油温検出手段からの油温を入力し、少なくとも低油
   温範囲では低いデューティ駆動周波数を用いて前記高速
   オンオフ電磁弁に作動指令を出力する弁作動制御手段
   と、 を備えていることを特徴とする高速オンオフ電磁弁の弁
   作動制御装置。
2. 【請求項２】 ノーマルクローズあるいはノーマルオー
   プンの高速オンオフ電磁弁と、 前記高速オンオフ電磁弁で制御される作動油の油温を検
   出する油温検出手段と、 前記油温検出手段からの油温を入力し、低油温範囲では
   低いデューティ駆動周波数を用い、それ以外の油温範囲
   では高いデューティ駆動周波数を用いて前記高速オンオ
   フ電磁弁に作動指令を出力する弁作動制御手段と、 を備えていることを特徴とする高速オンオフ電磁弁の弁
   作動制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の高速オンオフ電磁弁の弁
   作動制御装置において、 前記弁作動制御手段に、デューティ駆動周波数が変更さ
   れる油温範囲にて連続的にデューティ駆動周波数を変化
   させる特性連続部を設けたことを特徴とする高速オンオ
   フ電磁弁の弁作動制御装置。