JP2018195624A - 電流制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成で自励振動を検出できる電流制御装置を提供すること【解決手段】電流制御装置５０は、出力油圧がフィードバックされるように油圧回路に設けられたリニアソレノイドバルブを制御する。電流制御装置は、ＰＷＭ信号生成部５２、目標設定部５３、デューティ比設定部５４、及び振動検出部５５を備える。目標設定部は、リニアソレノイドバルブの励磁電流の目標値であって、所定のディザ振幅及びＰＷＭ信号のパルス周期であるＰＷＭ周期よりも長いディザ周期で周期的に変化する目標電流値Ｉｔを設定する。振動検出部は、目標電流値と実電流値との位相差を算出し、目標電流値の増加に対して位相差が減少を示すと判定した場合又は目標電流値の減少に対して位相差が増加を示すと判定した場合に、出力油圧によるフィードバックとディザ周期でのリニアソレノイドバルブの駆動との共振による自励振動が生じていることを検出する。【選択図】図７

Description

この明細書における開示は、電流制御装置に関する。

従来より、車両用自動変速機などの油圧回路に設けられ、油圧の制御を行う電磁弁が知られている。このような電磁弁（リニアソレノイドバルブ）の電流制御装置が、特許文献１に開示されている。

この電流制御装置は、ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）により電磁弁の励磁電流を制御する。電流制御装置は、所定のディザ振幅及びＰＷＭ信号のパルス周期であるＰＷＭ周期よりも長いディザ周期で励磁電流を周期的に変化させる。これにより電磁弁のスプールを微振動させ、静摩擦に起因する応答性の低下や応答ばらつきを抑制できる。

特開２０１４−１９７６５５号公報

応答性を高めるために、電磁弁の出力油圧（ＯＵＴ圧）がスプールにフィードバックされるように、電磁弁を油圧回路に設けた構成が知られている。この構成によれば、フィードバックされた油圧によってスプールを変位方向に付勢し、電磁弁に対する入力側と出力側の連通状態を補正することができる。

しかしながら、スプールのフィードバックタイミングは、出力油圧、管路長、作動油の粘性（換言すれば油温）などに依存する。このため、条件によっては、出力油圧によるスプールのフィードバックタイミングと、スプールの微振動のタイミングが合わさって電磁弁が共振状態となる。この共振現象は、自励振動と称される。自励振動は、たとえばスプールを急速に摩耗させる。

自励振動を生じさせないようにディザ周期やディザ振幅などを設計するものの、使用環境での油温変化などの予期せぬ環境変化によって、自励振動が生じる虞がある。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、簡素な構成で自励振動を検出できる電流制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、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、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、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつである電流制御装置は、出力油圧がフィードバックされるように油圧回路（２０）に設けられた電磁弁（２１）の電流制御装置であって、
電磁弁の駆動回路（４０）に出力されるＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部（５２）と、
電磁弁の励磁電流の目標値であって、所定のディザ振幅及びＰＷＭ信号のパルス周期であるＰＷＭ周期よりも長いディザ周期で周期的に変化する目標電流値を設定する目標設定部（５３）と、
電磁弁の励磁電流の実電流値が目標電流値に追従するように、ＰＷＭ信号のデューティ比を設定するデューティ比設定部（５４）と、
目標電流値と実電流値との位相差を算出し、目標電流値の増加に対して位相差が減少を示すと判定した場合、又は、目標電流値の減少に対して位相差が増加を示すと判定した場合に、出力油圧によるフィードバックとディザ周期での電磁弁の駆動との共振による自励振動が電磁弁に生じていることを検出する振動検出部（５５）と、
を備える。

自励振動が生じると、実際の励磁電流の値である実電流値の位相にずれが生じる。また、電磁弁のインダクタンス特性により、励磁電流は、低電流域では立ち上がりが早く、電流値が高くなるほど、立ち上がりが遅くなる。すなわち、電流値が高くなるほど位相のずれが大きくなる。

本開示の電流制御装置によれば、振動検出部により、目標電流値と実電流値との位相差を算出することができる。また、目標電流値の変化にともなう位相差の増減から、自励振動を検出することができる。

インダクタンス特性上、自励振動が生じていない場合において、位相差は電流値が高くなるほど大きくなる。自励振動が生じていない場合、目標電流値が増加すると位相差も増加し、目標電流値が減少すると位相差も減少することとなる。したがって、目標電流値の増加に対して位相差が減少を示すと判定した場合、自励振動が生じたことを検出することができる。同様に、目標電流値の減少に対して位相差が増加を示すと判定した場合にも、自励振動が生じてたことを検出することができる。

以上により、センサなどを新たに追加することなく簡素な構成で、電磁弁の自励振動を検出することができる。

本開示の他のひとつである電流制御装置は、自励振動が検出されると、駆動パターン設定部は、駆動パターンとして、油温に応じたディザ周期及びディザ振幅とは少なくとも一方の値が異なるパターンを設定する。

この電流制御装置によれば、自励振動を検出したときに、電磁弁の駆動パターンであるディザ周期及びディザ振幅のうち、少なくとも一方を切り替える。これにより、自励振動を抑制することができる。

自動変速機の概略構成を示す図である。 第１実施形態に係る電流制御装置を備えた電子制御ユニットと油圧回路を示す図である。 油圧切り替えの際のスプールの変位を示すである。 自励振動を説明する図である。 自励振動を説明する図である。 図６に示す期間Ｐ１，Ｐ２を比較した図である。 電流制御ユニットを示す図である。 電流制御装置のうち、目標設定部を示す図である。 振動検出部が実行する処理を示すフローチャートである。 自励振動検出の一例を示すタイミングチャートである。 自励振動検出の一例を示す図である。 第２実施形態に係る電流制御装置を示す図であり、図８に対応している。 振動検出部が実行する処理を示すフローチャートである。 自励振動検出及び駆動パターン切り替えの一例を示すタイミングチャートである。 第１変形例を示すフローチャートである。 第２変形例を示す図であり、図１２に対応している。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
本実施形態に係る電流制御装置は、図１に示す車両用の自動変速機１０の変速比を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）に適用される。自動変速機１０は、トルクコンバータ１１、ギヤトレーン１２、及びバルブボディ１３を備える。ギヤトレーン１２は変速機構とも称され、バルブボディ１３は油圧装置とも称される。バルブボディ１３内には、ギヤトレーン１２に供給される作動油の圧力を調節する油圧回路が形成されている。

図２に示すように、油圧回路２０には、リニアソレノイドバルブ２１が設けられている。リニアソレノイドバルブ２１が、電磁弁に相当する。電子制御ユニット３０は、リニアソレノイドバルブ２１を構成するソレノイド２２の励磁電流を制御することにより、ギヤトレーン１２に供給される作動油の圧力を制御する。作動油は、トランスミッションフルードとも称される。電子制御ユニット３０は、ソレノイド２２の駆動回路４０及びソレノイド２２の励磁電流を制御する電流制御装置５０を備えている。

リニアソレノイドバルブ２１は、ソレノイド２２に加え、スリーブ２３及びスプール２４を有している。スリーブ２３には、図示しない複数のポートが設けられている。スプール２４は、スリーブ２３内に配置されて軸方向に変位し、各ポートの連通状態を調節する。スプール２４は、ソレノイド２２の可動部（たとえば可動鉄心）と一体的な変位が可能に構成されている。

リニアソレノイドバルブ２１は、入力（ＩＮ）側のポートと出力（ＯＵＴ）側のポートとの連通状態を調節することにより、入力ポートに入力される油圧である入力油圧を、目標値に制御して出力ポートから出力する。連通状態は、ソレノイド２２のコイルへの通電量（励磁電流）により決定される。

また、リニアソレノイドバルブ２１は、出力ポートから出力される油圧である出力油圧をスプール２４にフィードバックすることにより、応答性を高めつつ連通状態を補正できるようになっている。また、出力油圧のフィードバックにより、入力油圧の変動などの外乱に対し、連通状態を補正することもできる。出力油圧のフィードバックは、図示しないフィードバックポートを介して行われる。

ここで、図３に基づき、応答性を高めつつ連通状態を補正する機構について説明する。

図３に示すステップ１は、スプール２４を変位させる前の初期状態を示している。油圧切り替えの際、ソレノイド２２の励磁電流により、スプール２４の変位（ストローク）は、初期状態の位置から変位して狙い位置をオーバーするように制御される（ステップ２）。スプール２４のオーバーストロークの過程で入力ポートと出力ポートが連通状態となり、これにより作動油が出力ポートから出力されると、出力油圧がフィードバックポートを介してスプール２４にフィードバックされる。作動油圧のフィードバックにより、スプール２４のストロークが抑え込まれるため、スプール２４が狙い位置となる（ステップ３）。このようにして連通状態が補正される。したがって、リニアソレノイドバルブ２１は、油圧切り替えに対して高い応答性を有する。

しかしながら、上記したフィードバック機構を備えることで、リニアソレノイドバルブ２１に自励振動が生じる虞がある。次に、図４〜図６に基づき、自励振動について説明する。図４は、本発明者により確認された、電流値や出力油圧などの実波形を示している。図４及び図６では、実電流値として、ＰＷＭ周期の１周期分での平均化処理していない波形を示している。図５では、実電流値として、平均化処理をした後の波形を示している。

後述するように、電流制御装置５０は、ＰＷＭ信号（パルス幅変調信号）によりソレノイド２２の励磁電流を制御する。電流制御装置５０は、図４に示すように、所定のディザ振幅及びＰＷＭ信号のパルス周期であるＰＷＭ周期よりも長いディザ周期で励磁電流を周期的に変化させる。これにより、ソレノイド２２の可動部、ひいてはスプール２４を微振動させ、静摩擦に起因する応答性の低下や応答ばらつきを抑制するようにしている。

出力油圧のフィードバックタイミングは、作動油の圧力、作動油の粘性（換言すれば油温）などによって変化する。このため、条件によっては、出力油圧のフィードバックタイミングと、スプール２４の微振動のタイミングが合わさって共振状態となり、図４に示すように、出力油圧が大きく変動し続ける。この共振現象が自励振動である。自励振動は、たとえばスプール２４を急速に摩耗させる。

自励振動が生じると、図５に示すように、自励振動が生じていない場合に対して、ソレノイド２２の励磁電流の検出値である実電流値の位相にずれが生じる。しかしながら、自励振動を検出すべく、自励振動が生じていない正常時の位相を予め定義することは、高い環境依存度によりパターンが膨大であるため、現実的ではない。そこで、本発明者は、目標電流値に対する実電流値の位相のずれに着目した。

図６のうち、上段の波形は図４に示す期間Ｐ１の波形を示しており、下段の波形は期間Ｐ２の波形を示している。期間Ｐ１は、自励振動が生じていない期間である。すなわち、実電流値の位相が正常である期間といえる。一方、期間Ｐ２は、自励振動が生じている期間である。期間Ｐ２は、実電流値の位相が異常である期間といえる。期間Ｐ１と期間Ｐ２では、ディザ周期が同じである。期間Ｐ１と期間Ｐ２の波形の比較から、期間Ｐ２の実電流値の位相がシフトしていることが分かる。

次に、図７に基づき、自励振動を検出可能に構成された電子制御ユニット３０及び電流制御装置５０の概略構成について説明する。図７に示すように、電子制御ユニット３０は、駆動回路４０及び電流制御装置５０を備えている。

駆動回路４０は、スイッチング素子４１及び電流検出部４２を有している。スイッチング素子４１は、ソレノイド２２のコイルに直列に接続されている。スイッチング素子４１は、ソレノイド２２の通電経路上に設けられている。スイッチング素子４１であるトランジスタは、電流制御装置５０から出力されるＰＷＭ信号Ｓｐｗｍに応じてオンとオフを繰り返し、ソレノイド２２と電源とを接続又は遮断する。ソレノイド２２のコイルに流れる励磁電流はディザ周期Ｔｄで周期的に変化し、ソレノイド２２の可動部に連なるスプール２４が励磁電流の周期的変化に応じて微振動する。本実施形態では、スイッチング素子４１としてＭＯＳＦＥＴを採用している。スイッチング素子４１は、ソレノイド２２に対して電源側（上流側）に設けられている。

電流検出部４２は、ソレノイド２２に実際に流れる励磁電流を検出する。電流検出部４２は、抵抗４２０、オペアンプ４２１、及びフィルタ４２２を有している。抵抗４２０は、ソレノイド２２のコイルに直列に接続されている。抵抗４２０は、ソレノイド２２に対してグランド側（下流側）に設けられている。オペアンプ４２１は、抵抗４２０の両端に生じ、励磁電流に比例する電圧を増幅する。フィルタ４２２は、オペアンプ４２１による増幅された電圧のノイズを除去する。フィルタ４２２は、たとえば抵抗とコンデンサを備えて構成されている。

電流制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、及びＲＯＭなどを備えたマイクロコンピュータにより構成され、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駆動回路４０を作動させる。電流制御装置５０には、図示しない入力回路を介して、各種センサから、アクセル開度Ｓａ、自動変速機１０における入力側の回転数Ｎｉｎ及び出力側の回転数Ｎｏｕｔ、作動油の温度Ｔｆなどが入力される。温度Ｔｆが、油温に相当する。

電流制御装置５０は、Ａ／Ｄ変換部５１、ＰＷＭ信号生成部５２、目標設定部５３、デューティ比設定部５４、及び振動検出部５５を有している。

Ａ／Ｄ変換部５１は、電流検出部４２、すなわちフィルタ４２２の出力をデジタル値に変換し、実電流値Ｉｍを出力する。本実施形態では、Ａ／Ｄ変換部５１が、ソレノイド２２の励磁電流のＰＷＭ周期１周期の平均値を算出する機能も有している。このため、実電流値Ｉｍとして上記した平均値が出力される。ＰＷＭ信号生成部５２は、デューティ比Ｒｄに基づいてＰＷＭ信号Ｓｐｗｍを生成し、駆動回路４０に出力する。

目標設定部５３は、ソレノイド２２の励磁電流の目標値である目標電流値Ｉｔを設定する。目標電流値Ｉｔは、所定のディザ振幅Ａｄ及びＰＷＭ信号Ｓｐｗｍのパルス周期であるＰＷＭ周期よりも長いディザ周期Ｔｄで周期的に変化する値である。詳細については後述する。

デューティ比設定部５４は、目標電流値Ｉｔ及び実電流値Ｉｍに基づいて、ＰＷＭ信号Ｓｐｗｍのデューティ比Ｒｄを設定する。デューティ比設定部５４は、図示しない偏差算出部及びデューティ比算出部を有する。偏差算出部は、目標電流値Ｉｔと実電流値Ｉｍとの偏差（電流偏差）を算出する。

デューティ比算出部は、たとえばＰＩＤ制御により、実電流値Ｉｍが目標電流値Ｉｔに追従するように、デューティ比Ｒｄを設定する。詳しくは、偏差に比例したデューティ比、偏差の積分値に比例したデューティ比、及び偏差の微分値に比例したデューティ比をそれぞれ算出し、これらデューティ比の和からデューティ比Ｒｄを設定する。デューティ比Ｒｄの設定は、ＰＩＤ制御に限定されない。たとえばＰＩ制御により、デューティ比Ｒｄを設定することもできる。

振動検出部５５は、実電流値Ｉｍと目標電流値Ｉｔとの位相差に基づいて、ソレノイド２２の可動部、ひいてはスプール２４に自励振動が生じていることを検出する。詳細については後述する。

次に、図８に基づき、目標設定部５３について説明する。図８に示すように、目標設定部５３は、指示電流設定部６０及び駆動パターン設定部６１を有している。指示電流設定部６０が、指示設定部に相当する。

指示電流設定部６０は、各種センサが検出する車両の運転状態に基づいて、リニアソレノイドバルブ２１の出力油圧の必要値である必要油圧値を算出し、この必要油圧値に対応する指示電流値Ｉｂを設定する。出力油圧が必要油圧値である状態が、ソレノイドの所望の作動状態に相当する。指示電流設定部６０は、アクセル開度Ｓａ、入力側の回転数Ｎｉｎ、及び出力側の回転数Ｎｏｕｔに基づいて、目標電流値Ｉｔの基準となる指示電流値Ｉｂを設定する。指示電流値Ｉｂについては、たとえば図４を参照されたい。

駆動パターン設定部６１は、スプール２４を微振動させるための駆動パターンであるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄを設定する。本実施形態では、駆動パターン設定部６１が、ディザ周期設定部６１０、ディザ振幅設定部６１１、及びディザ付与部６１２を有している。

ディザ周期設定部６１０は、温度Ｔｆに応じてディザ周期Ｔｄ０を設定する。ディザ振幅設定部６１１も、温度Ｔｆに応じてディザ振幅Ａｄ０を設定する。ディザ周期設定部６１０及びディザ振幅設定部６１１は、温度Ｔｆに応じて、ディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄの基本値を設定する。

ディザ付与部６１２は、指示電流値Ｉｂに付与するディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄを設定する。そして、設定したディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄを指示電流値Ｉｄに付与して、目標電流値Ｉｔを設定する。すなわち、ディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄで周期的に変化するディザ電流値を設定し、ディザ電流値を指示電流値Ｉｂに加算して、目標電流値Ｉｔを算出する。このように、ディザ付与部６１２は、目標電流値Ｉｔを生成する機能も有している。本実施形態では、温度Ｔｆに応じたディザ周期Ｔｄ０及びディザ振幅Ａｄ０を、駆動パターンであるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄとして設定する。

次に、図９〜図１１に基づき、振動検出部５５が実行する処理について説明する。電流制御装置５０（電子制御ユニット３０）の電源が投入された状態で、振動検出部５５は、所定の周期で以下に示す処理を繰り返し実行する。なお、図１０では、便宜上、目標電流値Ｉｔをｓｉｎ波で示しているが、図４に示したように、矩形波としてもよい。

図９に示すように、先ず振動検出部５５は、目標設定部５３から入力される目標電流値ＩｔとＡ／Ｄ変換部５１から入力される実電流値Ｉｍとにより電流の位相差Ｄｐを算出し、算出した位相差を記憶する（ステップＳ１０）。

本実施形態では、図１０に示すように、ディザ周期Ｔｄ１周期内において目標電流値Ｉｔ及び実電流値Ｉｍがピーク値（最大値）となる時刻の差から、位相差Ｄｐを算出する。したがって、振動検出部５５は、ディザ周期Ｔｄ１周期につき１回、位相差Ｄｐを算出する。

また、目標電流値Ｉｔ及び実電流値Ｉｍがディザ周期Ｔｄで変位する点を考慮し、図１１に示すように、目標電流値Ｉｔの使用電流域を複数に分け、電流域ごとに位相差Ｄｐを記憶する。図１１では、目標電流値Ｉｔの使用電流域０〜１［Ａ］を、０．２Ａごとに５つの電流域に分けている。同じ電流域の位相差がすでに記憶されている場合、振動検出部５５は、算出した値に更新する。これにより、途中で自励振動が生じて位相差が変化した場合でも、自励振動を検出することができる。

ステップＳ１０の実行後、振動検出部５５は、目標電流値Ｉｔの変化、すなわち電流域の変化と、それにともなう位相差Ｄｐの変化から、自励振動が生じているか否かを判定する（ステップＳ２０，Ｓ３０）。

ソレノイド２２のインダクタンス特性により、実電流値Ｉｍ（励磁電流）は、低電流域では立ち上がりが早く、電流値が高くなるほど、立ち上がりが遅くなる。したがって、自励振動が生じていない場合、目標電流値Ｉｔが高くなるほど、目標電流値Ｉｔと実電流値Ｉｍとの位相差は大きくなる。また、目標電流値Ｉｔの電流値が低くなるほど、目標電流値Ｉｔと実電流値Ｉｍとの位相差は小さくなる。

そこで、ステップＳ２０では、目標電流値Ｉｔの増加に対して位相差Ｄｐが減少したか否かを判定する。本実施形態では、電流域の上昇に対して位相差Ｄｐが減少したか否かを判定する。電流域の上昇に対して位相差Ｄｐが減少している場合、自励振動が生じていると判定し、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ２０において、目標電流値Ｉｔの増加に対して位相差Ｄｐが減少していないと判定すると、振動検出部５５は、ステップＳ３０の処理を実行する。ステップＳ３００では、目標電流値Ｉｔの減少に対して位相差Ｄｐが増加したか否かを判定する。本実施形態では、電流域の下降に対して位相差Ｄｐが増加したか否かを判定する。電流域の下降に対して位相差Ｄｐが増加している場合も自励振動が生じていると判定し、ステップＳ４０に進む。ステップＳ３０において、目標電流値Ｉｔの減少に対して位相差Ｄｐが増加していないと判定すると、振動検出部５５は、一連の処理を終了する。

図１０では、時刻ｔ１で目標電流値Ｉｔの電流域が１つ上の電流域に切り替わり、この電流変化にともなって自励振動が発生した例を示している。時刻ｔ２付近で算出される位相差Ｄｐ２が、切り替える前の電流域の位相差Ｄｐ１に対して減少するため、時刻ｔ２で自励振動が生じていると判定される。

図１１では、５つ電流域のうち、上から２つ目の電流域０．６〜０．８［Ａ］において自励振動が発生した例を示している。図１１では、下から順に目標電流値Ｉｔが増加しており、電流域０．４〜０．６［Ａ］から電流域０．６〜０．８［Ａ］に切り替わった際に、電流域の上昇に対して位相差Ｄｐが減少する。これにより、自励振動が生じていると判定される。なお、電流域０．６〜０．８［Ａ］から電流域０．４〜０．６［Ａ］に切り替わった際にも、電流域の下降に対して位相差Ｄｐが増加するため、自励振動が生じていると判定される。

ステップＳ２０又はステップＳ３０の判定処理により、自励振動が生じていることを検出すると、振動検出部５５は、自励振動処理を実行する（ステップＳ４０）。本実施形態では、振動検出部５５が、自励振動が生じたことを示す信号を、外部に出力する。この信号により、異常が生じたことを、ユーザに通知することもできる。そして、一連の処理を終了する。

次に、本実施形態に係る電流制御装置５０及び電子制御ユニット３０の効果について説明する。

本実施形態によれば、目標電流値Ｉｔが、ディザ振幅Ａｄ及びディザ周期Ｔｄで周期的に変化するため、ソレノイド２２の可動部、ひいてはスプール２４を微振動させることができる。これにより、静摩擦に起因する応答性の低下や応答ばらつきを抑制することができる。

また、作動油の粘性は、温度Ｔｆに応じて変化する。本実施形態では、ディザ振幅Ａｄ及びディザ周期Ｔｄが作動油の温度Ｔｆに応じて設定されるため、粘性が変化しても、高い応答性を確保することができる。

ところで、上記した出力油圧のフィードバック機構を備える構成では、フィードバックのタイミングと、ソレノイド２２（スプール２４）の駆動のタイミングが合うことで共振状態となり、スプール２４が自励振動する虞がある。本実施形態では、ディザ振幅Ａｄ及びディザ周期Ｔｄによるスプール２４の微振動のタイミングとフィードバックのタイミングが合うことで、自励振動が生じる虞がある。

これに対し、本実施形態によれば、振動検出部５５により、目標電流値Ｉｔと実電流値Ｉｍとの位相差を算出することができる。また、目標電流値Ｉｔの変化にともなう位相差Ｄｐの増減から、自励振動を検出することができる。ソレノイド２２のインダクタンス特性上、自励振動が生じていない場合、目標電流値Ｉｔが増加すると位相差Ｄｐも増加し、目標電流値Ｉｔが減少すると位相差Ｄｐも減少することとなる。したがって、目標電流値Ｉｔの増加に対して位相差Ｄｐが減少を示すと判定した場合、自励振動が生じたことを検出することができる。同様に、目標電流値Ｉｔの減少に対して位相差Ｄｐが増加を示すと判定した場合にも、自励振動が生じたことを検出することができる。

以上により、自励振動を検出するためのセンサなどを新たに追加することなく、簡素な構成でリニアソレノイドバルブ２１の自励振動を検出することができる。

また、本実施形態によれば、振動検出部５５が、目標電流値Ｉｔ及び実電流値Ｉｍが最大となる時刻の差から位相差Ｄｐを算出する。このようにピーク値を用いるため、位相差を精度良く算出することができる。なお、目標電流値Ｉｔ及び実電流値Ｉｍが最小となる時刻の差から位相差Ｄｐを算出しても、同等の効果を奏することができる。しかしながら、位相差の算出については、上記例に限定されない。たとえば最大と最小の中間値となる時刻の差から位相差Ｄｐを算出することもできる。

また、本実施形態によれば、目標電流値Ｉｔの電流域の変化と位相差の変化とにより、自励振動が生じているか否かを判定する。これによれば、ディザ振幅Ａｄ及びディザ周期Ｔｄで周期的に変化する目標電流値Ｉｔについて、電流値の増減を検出しやすい。なお、ディザ周期Ｔｄ１周期での目標電流値Ｉｔの平均値や指示電流値Ｉｂを用いて、目標電流値Ｉｔの増減を判断してもよい。

特に本実施形態では、隣り合う電流域の位相差Ｄｐを比較して、自励振動が生じているか否かを判定する。ソレノイド２２のインダクタンスカーブを考慮すると、電流域０．２〜０．４［Ａ］と電流域０．６〜０．８［Ａ］のように、お互いに離れている電流域の位相差Ｄｐを比較する場合に較べて、自励振動を精度良く検出することができる。

（第２実施形態）
本実施形態は、先行実施形態を参照できる。このため、先行実施形態に示した電子制御ユニット３０及び電流制御装置５０と共通する部分についての説明は省略する。

図１２に示すように、振動検出部５５は、自励振動の検出結果を示す信号Ｓｄを目標設定部５３に出力する。本実施形態では、振動検出部５５が駆動パターンカウンタ５５０を有しており、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値を信号Ｓｄとして出力する。振動検出部５５は、自励振動を検出すると、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値をインクリメントする。

目標設定部５３のディザ付与部６１２は、振動検出部５５から出力された信号Ｓｄに応じて、駆動パターンであるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄを設定する。ディザ付与部６１２は、カウント値が「０」の場合に、温度Ｔｆに応じたディザ周期Ｔｄ０及びディザ振幅Ａｄ０を、駆動パターンであるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄとして設定する。

カウント値が「１」以上の場合、ディザ付与部６１２は、ディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄの少なくとも一方を、温度Ｔｆに応じたディザ周期Ｔｄ０及びディザ振幅Ａｄ０とは異なるように切り替えて、駆動パターンを設定する。ディザ付与部６１２は、カウント値ごとに、ディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄの少なくとも一方が異なる駆動パターンを設定する。切り替えるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄは、メモリに予め記憶されている。

次に、図１３及び図１４に基づき、振動検出部５５が実行する処理について説明する。本実施形態では、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値は、電源投入後に初めて以下に示す処理を実行する際に、クリアされている。たとえば電源オフにともなってカウント値はクリアされる。

ステップＳ１０，Ｓ２０，Ｓ３０の処理は、先行実施形態と同じである。ステップＳ２０，Ｓ３０により自励振動が生じていないと判定されると、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値を変更することなく維持する。たとえば、駆動パターンカウンタ５５０にカウント値として「１」が設定されている場合、自励振動が生じていないと判定されると「１」を維持する。

ステップＳ２０又はステップＳ３０の判定処理により、自励振動が生じていることを検出すると、振動検出部５５は、自励振動処理を実行する（ステップＳ４２）。

振動検出部５５は、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値をインクリメント（＋１）する。カウント値の変更により、駆動パターンであるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄも変化するため、メモリに記憶されている各電流域の位相差データをクリア（消去）する。そして、振動検出部５５は、一連の処理を終了する際に、信号Ｓｄとして、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値を出力する。

振動検出部５５は、自励振動を検出し、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値をインクリメントした後、すなわち駆動パターンを変更した後に、引き続き自励振動を検出する場合、カウント値を再度インクリメントする。すなわち、自励振動を検出してから自励振動が生じていないと判定されるまでの間、ステップＳ４２の処理を実行するごとにカウント値が増加し、これにより駆動パターンも切り替わる。

図１４は、自励振動の検出により、複数回駆動パターンを切り替える例を示している。なお、図１４において、温度Ｔｆは一定とする。図１４に示すように、時刻ｔ１０，ｔ１１，ｔ１２のそれぞれにおいて、自励振動が生じているか否かの判定が実行される。

時刻ｔ１０までは、振動検出部５５の駆動パターンカウンタ５５０のカウント値が「０」とされ、これによりディザ付与部６１２は、駆動パターンとして駆動パターン１を設定する。駆動パターン１は、温度Ｔｆに応じて設定されたパターンである。駆動パターン１のディザ周期Ｔｄは３［ｍｓ］、ディザ振幅Ａｄは０．１［Ａ］とされている。

目標電流値Ｉｔが増加、すなわち電流域が上昇し、これにともない時刻ｔ１０で自励振動の判定が実行される。時刻ｔ１０では位相差Ｄｐが減少を示し、自励振動が検出される。自励振動の検出により、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値が「１」となり、ディザ付与部６１２は、駆動パターンとして駆動パターン２を設定する。駆動パターン２は、駆動パターン１に対してディザ振幅Ａｄを切り替えたパターンである。駆動パターン２のディザ周期Ｔｄは３［ｍｓ］、ディザ振幅Ａｄは０．２［Ａ］とされている。

図１４では、駆動パターン２への切り替え後も、自励振動が検出され続ける。目標電流値Ｉｔが増加するのにともない、時刻ｔ１１で自励振動の判定が再び実行される。時刻ｔ１１では位相差Ｄｐが減少を示す。これにより、駆動パターンカウンタのカウント値が「２」となり、ディザ付与部６１２は、駆動パターンとして駆動パターン３を設定する。駆動パターン３は、駆動パターン２に対して、さらにディザ周期Ｔｄとディザ振幅Ａｄを切り替えたパターンである。駆動パターン３のディザ周期Ｔｄは４［ｍｓ］、ディザ振幅Ａｄは０．３［Ａ］とされている。

図１４では、駆動パターン３への切り替え後も、自励振動が検出され続ける。目標電流値Ｉｔが増加するのにともない、時刻ｔ１２で自励振動の判定が再び実行される。時刻ｔ１２では位相差Ｄｐが増加を示し、自励振動は収まった、すなわち自励振動が生じていないと判定される。これにより、駆動パターンカウンタのカウント値は「２」の状態で維持され、駆動パターンも駆動パターン３が維持される。

次に、本実施形態に係る電流制御装置５０及び電子制御ユニット３０の効果について説明する。

本実施形態によれば、振動検出部５５が、目標電流値Ｉｔの増減に対して位相差Ｄｐに異常を検出すると、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値をインクリメントし、カウント値を信号Ｓｄとして出力する。また、目標設定部５３のディザ付与部６１２は、振動検出部５５から出力された信号Ｓｄに応じて、駆動パターンであるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄを設定する。したがって、自励振動が検出されると、ディザ付与部６１２は、駆動パターンとして、温度Ｔｆに応じたディザ周期Ｔｄ０及びディザ振幅Ａｄ０とは少なくとも一方の値が異なるパターンを設定する。これにより、発生した自励振動を抑え込むことができる。

特に本実施形態では、自励振動が検出されなくなるまで、駆動パターンを切り替えて設定する。振動検出部５５は、自励振動を検出してから自励振動が生じていないと判定されるまでの間、ステップＳ４２の処理を実行するごとにカウント値をインクリメントする。ディザ付与部６１２は、カウント値ごとに、ディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄの少なくとも一方が異なる駆動パターンを設定する。したがって、自励振動が発生しても、自励振動が検出されない状態に戻すことができる。

なお、本実施形態では、ディザ周期Ｔｄ１周期ごとに、位相差Ｄｐを算出する例を示した。しかしながら、電流制御装置５０のＣＰＵの処理負荷の低減などのために、位相差Ｄｐの算出回数を低減してもよい。たとえば、一度判定してしまえば、次に目標電流値Ｉｔの値（電流域）が増減するまで、位相差Ｄｐの算出以降の処理を実施しないようにしてもよい。

図１５に示す第１変形例では、図１３に示した振動検出部５５の処理に対して、ステップＳ２，Ｓ４，Ｓ１２が追加されている。また、自動振動を検出したときに実行する処理（ステップＳ４４）が、図１３に示したステップＳ４２の処理とは一部異なっている。

図１５に示すように、先ず振動検出部５５は、判定状況を取得する（ステップＳ２）。判定状況とは、自励振動を検出可能な異なる電流域間が判定実施領域として設定され、判定実施領域のそれぞれに判定の実施情報が格納されたものである。判定状況は、たとえばテーブル化されている。具体的には、図１１に示した５つの電流域において、隣り合う４つの電流域間が判定実施領域として設定されている。そして、それぞれの判定実施領域について、ステップＳ２０及びステップＳ３０の少なくとも一方の判定がされていれば判定実施済みが設定され、ステップＳ２０及びステップＳ３０のいずれも実施されていない場合には未実施が設定されている。

次いで、振動検出部５５は、目標電流値Ｉｔを取得し、取得した目標電流値Ｉｔに対応する判定実施領域に、未実施が設定されているか否かを判定する（ステップＳ４）。未実施が設定されていない場合、すなわち、すでに判定実施済みの場合、一連の処理を終了する。

一方、未実施の場合、振動検出部５５は、ステップＳ１０の処理を実行した後、対応する判定実施領域について判定実施済みを設定する（ステップＳ１２）。そして、ステップＳ２０，Ｓ３０の処理を実行する。

ステップＳ２０又はステップＳ３０の判定処理により、自励振動が生じていることを検出すると、振動検出部５５は、自励振動処理を実行する（ステップＳ４４）。振動検出部５５は、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値をインクリメント（＋１）する。カウント値の変更により、駆動パターンであるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄも変化する。このため、メモリに記憶されている各電流域の位相差データをクリア（消去）するとともに、判定状況についても、すべての判定実施領域の実施情報を未実施にする。そして、一連の処理を終了する。振動検出部５５は、一連の処理を終了する際に、信号Ｓｄとして、駆動パターンカウンタ５５０のカウント値を出力する。

第１変形例によれば、すでに判定が実施されている判定実施領域については、ステップＳ１０以降の処理を実施しない。したがって、たとえばＣＰＵの処理負荷を低減することができる。

また、本実施形態では、駆動パターン設定部６１が、ディザ周期設定部６１０、ディザ振幅設定部６１１、及びディザ付与部６１２を有し、振動検出部５５の信号Ｓｄがディザ付与部６１２に入力されて駆動パターンが設定される例を示したが、これに限定されない。

たとえば図１６に示す第２変形例では、目標設定部５３が、指示電流設定部６０及び駆動パターン設定部６１に加えて、目標電流生成部６２を有している。また、駆動パターン設定部６１が、ディザ周期設定部６１０及びディザ振幅設定部６１１のみを有している。

振動検出部５５の信号Ｓｄは、ディザ周期設定部６１０及びディザ振幅設定部６１１のそれぞれに入力される。ディザ周期設定部６１０及びディザ振幅設定部６１１は、温度Ｔｆ及び駆動パターンカウンタ５５０のカウント値に応じて、駆動パターンであるディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄを設定し、目標電流生成部６２に出力する。目標電流生成部６２は、ディザ周期Ｔｄ及びディザ振幅Ａｄで周期的に変化するディザ電流値を設定し、ディザ電流値を指示電流値Ｉｂに加算して、目標電流値Ｉｔを生成する。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

本実施形態では、電流制御装置５０が、自動変速機１０の油圧回路２０の電磁弁に適用される例を示したが、これに限定されるものではない。また、電磁弁も、リニアソレノイドバルブ２１に限定されるものではない。電流制御装置５０は、出力油圧がフィードバックされるように油圧回路に設けられた電磁弁に適用することができる。

１０…自動変速機、１１…トルクコンバータ、１２…ギヤトレーン、１３…バルブボディ、２０…油圧回路、２１…リニアソレノイドバルブ、２２…ソレノイド、２３…スリーブ、２４…スプール、３０…電子制御装置、４０…駆動回路、４１…スイッチング素子、４２…電流検出部、４２０…抵抗、４２１…オペアンプ、４２２…フィルタ、５０…電流制御装置、５１…Ａ／Ｄ変換部、５２…ＰＷＭ信号生成部、５３…目標設定部、５４…デューティ比設定部、５５…振動検出部、５５０…駆動パターンカウンタ、６０…指示設定部、６１…駆動パターン設定部、６１０…ディザ周期設定部、６１１…ディザ振幅設定部、６１２…ディザ付与部、６２…目標電流生成部

Claims (10)

1. 出力油圧がフィードバックされるように油圧回路（２０）に設けられた電磁弁（２１）の電流制御装置であって、
   前記電磁弁の駆動回路（４０）に出力されるＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部（５２）と、
   前記電磁弁の励磁電流の目標値であって、所定のディザ振幅及び前記ＰＷＭ信号のパルス周期であるＰＷＭ周期よりも長いディザ周期で周期的に変化する目標電流値を設定する目標設定部（５３）と、
   前記電磁弁の励磁電流の実電流値が前記目標電流値に追従するように、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を設定するデューティ比設定部（５４）と、
   前記目標電流値と前記実電流値との位相差を算出し、前記目標電流値の増加に対して前記位相差が減少を示すと判定した場合、又は、前記目標電流値の減少に対して前記位相差が増加を示すと判定した場合に、前記出力油圧によるフィードバックと前記ディザ周期での前記電磁弁の駆動との共振による自励振動が前記電磁弁に生じていることを検出する振動検出部（５５）と、
   を備える電流制御装置。
2. 前記目標設定部は、
   前記電磁弁の所望の作動状態に対応する指示電流値を設定する指示設定部（６０）と、
   前記電磁弁の可動部を微振動させるための駆動パターンとして、前記ディザ周期及び前記ディザ振幅を設定する駆動パターン設定部（６１）と、を有し、
   前記指示電流値に前記ディザ周期及び前記ディザ振幅を付与して前記目標電流値を生成する請求項１に記載の電流制御装置。
3. 前記駆動パターン設定部は、前記油圧回路の油温に応じて、前記ディザ周期及び所定のディザ振幅を設定する請求項２に記載の電流制御装置。
4. 前記自励振動が検出されると、前記駆動パターン設定部は、前記駆動パターンとして、油温に応じた前記ディザ周期及び前記ディザ振幅とは少なくとも一方の値が異なるパターンを設定する請求項３に記載の電流制御装置。
5. 前記駆動パターン設定部は、前記自励振動が検出されなくなるまで、前記駆動パターンを切り替えて設定する請求項４に記載の電流制御装置。
6. 前記振動検出部は、前記目標電流値及び前記実電流値が最大となる時刻の差、又は、前記目標電流値及び前記実電流値が最小となる時刻の差から、前記位相差を算出する請求項１〜５いずれか１項に記載の電流制御装置。
7. 前記ディザ振幅及び前記ディザ周期で変化する前記目標電流値に対して、複数の電流域が設定されており、
   前記振動検出部は、異なる前記電流域の前記位相差を比較して、前記目標電流値の変化に対する前記位相差の増減を判定する請求項１〜６いずれか１項に記載の電流制御装置。
8. 前記振動検出部は、隣り合う前記電流域の前記位相差を比較して、前記位相差の増減を判定する請求項７に記載の電流制御装置。
9. 前記電磁弁はスプール式であり、
   前記電磁弁のスプールに前記出力油圧がフィードバックされる請求項１〜８いずれか１項に記載の電流制御装置。
10. 前記油圧回路は、車両の変速機を構成している請求項１〜９いずれか１項に記載の電流制御装置。

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