JP7484394B2

JP7484394B2 - Solenoid valve control device

Info

Publication number: JP7484394B2
Application number: JP2020081261A
Authority: JP
Inventors: 友宏城丸; かおり藤田
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2020-05-01
Filing date: 2020-05-01
Publication date: 2024-05-16
Anticipated expiration: 2040-05-01
Also published as: JP2021175911A

Description

本発明は、電磁弁の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a solenoid valve.

従来、電磁コイルを有する電磁ソレノイドと、複数のポートを有する筒状のスリーブと、スリーブ内で移動する弁体とを備えた電磁弁が、例えば自動車のトランスミッションを動作させるために用いられている。このような電磁弁は、制御装置から供給される電流によって電磁コイルに発生する磁力により、電磁ソレノイドが作動して弁体がスリーブ内で移動する。制御装置は、電磁コイルに供給する電流にディザ振幅を付与することで弁体を微振動させ、弁体の静摩擦に起因するヒステリシス特性の発現を抑制している。 Conventionally, solenoid valves equipped with an electromagnetic solenoid having an electromagnetic coil, a cylindrical sleeve having multiple ports, and a valve body that moves within the sleeve are used, for example, to operate the transmission of an automobile. In such solenoid valves, the electromagnetic solenoid is actuated by magnetic force generated in the electromagnetic coil by current supplied from a control device, and the valve body moves within the sleeve. The control device applies a dither amplitude to the current supplied to the electromagnetic coil to cause the valve body to vibrate slightly, suppressing the occurrence of hysteresis characteristics caused by static friction of the valve body.

特許文献１に記載の制御装置は、ｎ周期分（ｎは、２以上の整数）のＰＷＭ信号によって１周期分のディザ波を生成する第１モードと、ｍ周期分（ｍは、ｎよりも小さな整数）のＰＷＭ信号によって１周期分のディザ波を生成する第２モードとを、予め設定された切替条件に基づいて切り替えて実行する。この切替条件としては、電磁コイルに供給する電流の目標値である指示電流値、又はＰＷＭ制御のデューティー比が用いられる。 The control device described in Patent Document 1 switches between a first mode in which one cycle of a dither wave is generated by a PWM signal of n cycles (n is an integer equal to or greater than 2), and a second mode in which one cycle of a dither wave is generated by a PWM signal of m cycles (m is an integer smaller than n), based on a preset switching condition. The switching condition is an indicated current value, which is a target value of the current supplied to the electromagnetic coil, or a duty ratio of PWM control.

特開２０１６－１６２８５２号公報JP 2016-162852 A

ところで、作動油は、油温が低下すると粘性が高くなり、弁体がスリーブに対して動きにくくなるため、電磁コイルに供給する電流を増大させるときの出力油圧と、電磁コイルに供給する電流を減少させるときの出力油圧との差であるヒステリシスが発生しやすくなる。このため、例えば自動車のトランスミッションを動作させる場合の常用域の温度（通常、４０℃～８０℃）で良好な特性が得られるようにディザ振幅を設定した場合には、油温が例えば０℃以下であるときにヒステリシスが大きくなってしまう場合があった。 As the oil temperature drops, the viscosity of the hydraulic oil increases and the valve disc becomes less likely to move relative to the sleeve, which makes it more likely for hysteresis to occur, which is the difference between the output oil pressure when the current supplied to the electromagnetic coil is increased and the output oil pressure when the current supplied to the electromagnetic coil is decreased. For this reason, for example, if the dither amplitude is set to obtain good characteristics at the normal temperature range (usually 40°C to 80°C) used when operating an automobile transmission, hysteresis can become large when the oil temperature is, for example, below 0°C.

そこで、本発明は、広い温度域で出力油圧の良好な特性が得られる電磁弁の制御装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a solenoid valve control device that can provide good output hydraulic characteristics over a wide temperature range.

本発明は、上記の目的を達成するため、電磁コイルを有する電磁ソレノイドと、複数のポートを有する筒状のスリーブと、前記電磁ソレノイドによって前記スリーブ内で移動する弁体と備え、前記スリーブに対する前記弁体の動きによって前記複数のポート間の作動油の流路が断続される電磁弁を制御する制御装置であって、前記電磁コイルに供給する電流を制御する電流制御手段と、前記作動油の温度に応じて前記電流のディザ振幅を調節するディザ振幅調節手段とを備え、前記ディザ振幅調節手段は、前記作動油の温度に対応して設定される上限値と下限値との間に前記電流のディザ振幅を調節する、電磁弁の制御装置を提供する。 To achieve the above object, the present invention provides a control device for a solenoid valve, which includes an electromagnetic solenoid having an electromagnetic coil, a cylindrical sleeve having multiple ports, and a valve body that moves within the sleeve by the electromagnetic solenoid, and in which the flow path of hydraulic oil between the multiple ports is interrupted by the movement of the valve body relative to the sleeve, the control device for a solenoid valve includes a current control means for controlling the current supplied to the electromagnetic coil, and a dither amplitude adjustment means for adjusting the dither amplitude of the current according to the temperature of the hydraulic oil, and the dither amplitude adjustment means adjusts the dither amplitude of the current between an upper limit value and a lower limit value that are set according to the temperature of the hydraulic oil.

本発明に係る電磁弁の制御装置によれば、広い温度域で出力油圧の良好な特性を得ることができる。 The solenoid valve control device of the present invention can provide good output hydraulic characteristics over a wide temperature range.

本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁の構成をバルブボディと共に示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a configuration of a solenoid valve according to a first embodiment of the present invention, together with a valve body. 制御装置の制御構成の一例を電磁弁等と共に示す構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a control configuration of a control device together with an electromagnetic valve and the like. 電磁コイルに供給される制御電流の波形を示している。4 shows the waveform of a control current supplied to an electromagnetic coil. （ａ）～（ｃ）は、制御電流を一定の時間当たりの変化量で単調に増加させた後、制御電流を一定の時間当たりの変化量で単調に減少させたときの出力油圧の変化の一例を示すグラフである。Graphs (a) to (c) show an example of the change in output oil pressure when the control current is monotonically increased at a constant rate of change per time and then the control current is monotonically decreased at a constant rate of change per time. 作動油の油温及びディザ振幅を変えて実験を行った実験結果を示すグラフであり、「〇」は良好な特性が得られた場合の油温及びディザ振幅を示し、「△」は良好な特性が得られなかった場合の油温及びディザ振幅を示す。This is a graph showing the results of an experiment in which the oil temperature and dither amplitude of the hydraulic oil were changed. "◯" indicates the oil temperature and dither amplitude when good characteristics were obtained, and "△" indicates the oil temperature and dither amplitude when good characteristics were not obtained. （ａ）及び（ｂ）は、図５のグラフにおける「〇」及び「△」の判定の一例を示すグラフである。6A and 6B are graphs showing examples of the judgments of "good" and "good" in the graph of FIG. 5. 第２の実施の形態に係る制御装置の制御構成の一例を電磁弁等と共に示す構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram showing an example of a control configuration of a control device according to a second embodiment, together with an electromagnetic valve and the like.

［第１の実施の形態］
本発明の第１の実施の形態について、図１乃至図６を参照して説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を実施する上での好適な具体例として示すものであり、技術的に好ましい種々の技術的事項を具体的に例示している部分もあるが、本発明の技術的範囲は、この具体的態様に限定されるものではない。 [First embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1 to 6. Note that the embodiment described below is shown as a preferred specific example for carrying out the present invention, and while there are some parts that specifically exemplify various technical matters that are technically preferable, the technical scope of the present invention is not limited to this specific embodiment.

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る電磁弁の構成をバルブボディと共に示す断面図である。電磁弁１は、電磁ソレノイド２と、中心部に弁孔３０が設けられた筒状のスリーブ３と、弁孔３０内に移動可能に配置された弁体としてのスプール４と、スプール４を電磁ソレノイド２側に付勢する付勢部材としての復帰用スプリング１１と、スリーブ３の端部を閉塞する栓体１２とを備えている。この電磁弁１は、例えば自動車のトランスミッションの油圧アクチュエータを制御するために用いられる。 Figure 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a solenoid valve according to a first embodiment of the present invention together with a valve body. The solenoid valve 1 comprises an electromagnetic solenoid 2, a cylindrical sleeve 3 with a valve hole 30 in the center, a spool 4 as a valve body movably arranged within the valve hole 30, a return spring 11 as a biasing member that biases the spool 4 toward the electromagnetic solenoid 2, and a plug 12 that closes the end of the sleeve 3. This solenoid valve 1 is used, for example, to control a hydraulic actuator in an automobile transmission.

電磁ソレノイド２は、制御装置６から制御電流の供給を受けて作動し、スプール４を弁孔３０の中心軸線Ｃに沿った軸方向に移動させる。本実施の形態では、電磁ソレノイド２が制御電流の大きさに応じた押圧力でスプール４を復帰用スプリング１１側に押圧する。 The electromagnetic solenoid 2 is actuated by receiving a control current from the control device 6, and moves the spool 4 in the axial direction along the central axis C of the valve hole 30. In this embodiment, the electromagnetic solenoid 2 presses the spool 4 toward the return spring 11 with a pressing force according to the magnitude of the control current.

電磁弁１は、図１に示すように、バルブボディ５に形成された嵌合穴５０にスリーブ３が嵌合した状態で使用される。バルブボディ５には、スリーブ３内に作動油を供給する供給通路５１と、作動油を油圧アクチュエータ等の油圧供給対象に導く出力通路５２と、出力通路５２に連通するフィードバック通路５３と、余剰な作動油をオイルパンに導くドレン通路５４とが形成されている。供給通路５１には、図略の油圧ポンプから吐出された作動油が供給される。 As shown in FIG. 1, the solenoid valve 1 is used with the sleeve 3 fitted into a fitting hole 50 formed in the valve body 5. The valve body 5 is formed with a supply passage 51 that supplies hydraulic oil into the sleeve 3, an output passage 52 that directs the hydraulic oil to a hydraulic supply target such as a hydraulic actuator, a feedback passage 53 that communicates with the output passage 52, and a drain passage 54 that directs excess hydraulic oil to an oil pan. The supply passage 51 is supplied with hydraulic oil discharged from a hydraulic pump (not shown).

スリーブ３は、供給通路５１に連通して弁孔３０に作動油を供給する供給ポート３１と、出力通路５２に連通する出力ポート３２と、フィードバック通路５３に連通するフィードバックポート３３と、ドレン通路５４に連通するドレンポート３４とを有している。弁孔３０は、フィードバックポート３３よりも電磁ソレノイド２側の第１孔部３０１、及びフィードバックポート３３よりも栓体１２側の第２孔部３０２からなり、第１孔部３０１の内径が第２孔部３０２の内径よりも大径に形成されている。復帰用スプリング１１は、栓体１２とのスプール４の間で軸方向に圧縮された状態でスリーブ３のスプリング収容空間３５に収容されている。 The sleeve 3 has a supply port 31 that communicates with the supply passage 51 and supplies hydraulic oil to the valve hole 30, an output port 32 that communicates with the output passage 52, a feedback port 33 that communicates with the feedback passage 53, and a drain port 34 that communicates with the drain passage 54. The valve hole 30 consists of a first hole portion 301 on the electromagnetic solenoid 2 side of the feedback port 33, and a second hole portion 302 on the plug body 12 side of the feedback port 33, and the inner diameter of the first hole portion 301 is formed to be larger than the inner diameter of the second hole portion 302. The return spring 11 is accommodated in the spring accommodation space 35 of the sleeve 3 in an axially compressed state between the plug body 12 and the spool 4.

スプール４には、電磁ソレノイド２側から栓体１２側に向かって、円柱状の第１乃至第３のランド４１～４３が形成されている。第１のランド４１の外径と第２のランド４２の外径とは等しく、第３のランド４３の外径は第１及び第２のランド４１，４２の外径よりも小さく形成されている。第２のランド４２と第３のランド４３との外径の差は、フィードバックポート３３に供給された作動油のフィードバック圧の受圧面積の差となり、この受圧面積の差によってスプール４を電磁ソレノイド２側に押圧する押圧力が発生する。 The spool 4 is formed with cylindrical first to third lands 41 to 43 from the electromagnetic solenoid 2 side toward the plug 12 side. The outer diameter of the first land 41 and the outer diameter of the second land 42 are equal, and the outer diameter of the third land 43 is smaller than the outer diameters of the first and second lands 41, 42. The difference in outer diameter between the second land 42 and the third land 43 is the difference in the pressure receiving area of the feedback pressure of the hydraulic oil supplied to the feedback port 33, and this difference in pressure receiving area generates a pressing force that presses the spool 4 toward the electromagnetic solenoid 2 side.

スプール４は、弁孔３０内で中心軸線Ｃに沿って移動可能に配置され、第１乃至第３のランド４１～４３によって各ポート３１～３４間の流路を断続する。第１のランド４１は、出力ポート３２とドレンポート３４との間の連通を遮断及び開放可能である。第２のランド４２は、供給ポート３１と出力ポート３２との間の連通を遮断及び開放可能であると共に、供給ポート３１とフィードバックポート３３との間の連通を遮断している。第３のランド４３は、フィードバックポート３３とスプリング収容空間３５との間の連通を遮断している。 The spool 4 is movably disposed within the valve hole 30 along the central axis C, and the first to third lands 41 to 43 connect and disconnect the flow paths between the ports 31 to 34. The first land 41 can block and open communication between the output port 32 and the drain port 34. The second land 42 can block and open communication between the supply port 31 and the output port 32, and also blocks communication between the supply port 31 and the feedback port 33. The third land 43 blocks communication between the feedback port 33 and the spring accommodating space 35.

第１及び第２のランド４１，４２の外径は、弁孔３０における第１孔部３０１の内径よりも僅かに小さく、第３のランド４３の外径は、弁孔３０における第２孔部３０２の内径よりも僅かに小さい。第１及び第２のランド４１，４２の外径と第１孔部３０１の内径との差、ならびに第３のランド４３の外径と第２孔部３０２の内径との差は、作動油の漏れを遮るシール部としての効果を発揮する寸法であり、具体的には例えば２０～３０μｍである。 The outer diameter of the first and second lands 41, 42 is slightly smaller than the inner diameter of the first hole 301 in the valve hole 30, and the outer diameter of the third land 43 is slightly smaller than the inner diameter of the second hole 302 in the valve hole 30. The difference between the outer diameters of the first and second lands 41, 42 and the inner diameter of the first hole 301, as well as the difference between the outer diameter of the third land 43 and the inner diameter of the second hole 302, are dimensions that provide an effect as a seal that prevents leakage of hydraulic oil, and are specifically, for example, 20 to 30 μm.

第１及び第２のランド４１，４２の外周面４１ａ，４２ａは、弁孔３０における第１孔部３０１の内周面３０１ａに僅かな隙間を介して対向する。第３のランド４３の外周面４３ａは、第２孔部３０２の内周面３０２ａに僅かな隙間を介して対向する。スプール４が弁孔３０内で移動すると、第１及び第２のランド４１，４２の外周面４１ａ，４２ａは、弁孔３０における第１孔部３０１の内周面３０１ａを摺動し、第３のランド４３の外周面４３ａは、第２孔部３０２の内周面３０２ａを摺動する。 The outer peripheral surfaces 41a, 42a of the first and second lands 41, 42 face the inner peripheral surface 301a of the first hole portion 301 in the valve hole 30 with a small gap between them. The outer peripheral surface 43a of the third land 43 faces the inner peripheral surface 302a of the second hole portion 302 with a small gap between them. When the spool 4 moves in the valve hole 30, the outer peripheral surfaces 41a, 42a of the first and second lands 41, 42 slide over the inner peripheral surface 301a of the first hole portion 301 in the valve hole 30, and the outer peripheral surface 43a of the third land 43 slides over the inner peripheral surface 302a of the second hole portion 302.

第１のランド４１は、スプール４の軸方向移動に応じて出力ポート３２とドレンポート３４との間の流路面積を変化させる。第２のランド４２は、スプール４の軸方向移動に応じて供給ポート３１と出力ポート３２との間との間の流路面積を変化させる。これにより、出力ポート３２から出力される作動油の圧力がスプール４の位置に応じて変化する。 The first land 41 changes the flow passage area between the output port 32 and the drain port 34 in response to the axial movement of the spool 4. The second land 42 changes the flow passage area between the supply port 31 and the output port 32 in response to the axial movement of the spool 4. As a result, the pressure of the hydraulic oil output from the output port 32 changes depending on the position of the spool 4.

電磁ソレノイド２は、スリーブ３に固定されたソレノイドケース２１と、ソレノイドケース２１に保持されたボビン２２と、ボビン２２に巻き回された電磁コイル２３と、電磁コイル２３が発生する磁束を受けてソレノイドケース２１に対して軸方向に移動する円筒状のプランジャ２４と、プランジャ２４と一体に軸方向移動してスプール４を押圧するシャフト２５と、シャフト２５を挿通させる挿通孔２６０を有してソレノイドケース２１の内側に配置されたソレノイドコア２６と、ソレノイドケース２１に対するプランジャ２４の軸方向移動をガイドする円筒状の第１ブッシュ２７と、ソレノイドコア２６に対するシャフト２５の軸方向移動をガイドする円筒状の第２ブッシュ２８と、シャフト２５に外嵌されたリング状のストッパ２９とを有している。 The electromagnetic solenoid 2 has a solenoid case 21 fixed to the sleeve 3, a bobbin 22 held in the solenoid case 21, an electromagnetic coil 23 wound around the bobbin 22, a cylindrical plunger 24 that receives the magnetic flux generated by the electromagnetic coil 23 and moves in the axial direction relative to the solenoid case 21, a shaft 25 that moves in the axial direction together with the plunger 24 and presses the spool 4, a solenoid core 26 that has an insertion hole 260 through which the shaft 25 passes and is disposed inside the solenoid case 21, a cylindrical first bush 27 that guides the axial movement of the plunger 24 relative to the solenoid case 21, a cylindrical second bush 28 that guides the axial movement of the shaft 25 relative to the solenoid core 26, and a ring-shaped stopper 29 fitted onto the shaft 25.

図１では、弁孔３０の中心軸線Ｃよりも上側にシャフト２５がソレノイドケース２１の底部２１１に当接した状態を示し、中心軸線Ｃよりも下側にスプール４が栓体１２に当接した状態を示している。電磁コイル２３の外周は、ボビン２２と一体化されたモールド樹脂部２２１に覆われている。モールド樹脂部２２１には、ソレノイドケース２１外に露出したコネクタ部２２２が設けられ、コネクタ部２２２から電磁コイル２３に制御装置６からの制御電流が供給され、電磁コイル２３が磁力を発生する。プランジャ２４は、電磁コイル２３に供給される制御電流に応じて軸方向に移動する。 In FIG. 1, the shaft 25 is shown abutting against the bottom 211 of the solenoid case 21 above the central axis C of the valve hole 30, and the spool 4 is shown abutting against the plug 12 below the central axis C. The outer periphery of the electromagnetic coil 23 is covered by a molded resin part 221 integrated with the bobbin 22. The molded resin part 221 is provided with a connector part 222 exposed outside the solenoid case 21, and a control current is supplied from the control device 6 to the electromagnetic coil 23 from the connector part 222, causing the electromagnetic coil 23 to generate a magnetic force. The plunger 24 moves axially in response to the control current supplied to the electromagnetic coil 23.

図２は、制御装置６の制御構成の一例を、電磁弁１等と共に示す構成図である。制御装置６は、圧力指令値を受けて電流指令値Ｉ^＊を演算する電流指令値演算部６１と、電流指令値Ｉ^＊に応じて電磁コイル２３に供給する電流を制御する電流制御部６２と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御を行うＰＷＭ制御部６３と、作動油の温度に応じて制御電流のディザ振幅を調節するディザ振幅調節部６４とを備えている。電流制御部６２は、本発明の電流制御手段としての制御処理を行い、ディザ振幅調節部６４は、本発明のディザ振幅調節手段としての制御処理を行う。 2 is a configuration diagram showing an example of the control configuration of the control device 6 together with the solenoid valve 1, etc. The control device 6 includes a current command value calculation unit 61 that receives a pressure command value and calculates a current command value ^I *, a current control unit 62 that controls the current supplied to the electromagnetic coil 23 according to the current command value I ^* , a PWM control unit 63 that performs PWM (Pulse Width Modulation) control, and a dither amplitude adjustment unit 64 that adjusts the dither amplitude of the control current according to the temperature of the hydraulic oil. The current control unit 62 performs control processing as the current control means of the present invention, and the dither amplitude adjustment unit 64 performs control processing as the dither amplitude adjustment means of the present invention.

電流指令値演算部６１は、上位コントローラ等から圧力指令値を受け、例えば電磁コイル２３に流れる電流と出力ポート３２から出力される出力油圧との関係が定義されたマップ情報を参照して電流指令値Ｉ^＊を演算する。電流制御部６２は、フィードフォワード制御及びフィードバック制御により、電圧指令値Ｖ^＊を演算する。ＰＷＭ制御部６３は、電圧指令値Ｖ^＊に応じたデューティーを設定する。また、本実施の形態では、ディザ振幅調節部６４が、電流制御部６２で用いられる制御ゲインを変えることにより制御電流のディザ振幅を調節する。 The current command value calculation unit 61 receives a pressure command value from a higher-level controller or the like, and calculates a current command value I ^* by referring to map information that defines the relationship between the current flowing through the electromagnetic coil 23 and the output hydraulic pressure output from the output port 32. The current control unit 62 calculates a voltage command value V ^* by feedforward control and feedback control. The PWM control unit 63 sets a duty according to the voltage command value V ^* . In this embodiment, the dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude of the control current by changing the control gain used by the current control unit 62.

電磁弁１の供給ポート３１には、電動モータ７１によって回転駆動される油圧ポンプ７２から、作動油が供給通路５１を介して供給される。油圧ポンプ７２は、オイルパン７０から作動油を汲み上げて供給通路５１に吐出する。出力ポート３２から出力された作動油は、出力通路５２によってトランスミッション７３の油圧アクチュエータに供給され、油圧アクチュエータから排出された作動油はオイルパン７０に還流する。 The hydraulic oil is supplied to the supply port 31 of the solenoid valve 1 through the supply passage 51 from a hydraulic pump 72 driven by an electric motor 71. The hydraulic pump 72 pumps hydraulic oil from the oil pan 70 and discharges it into the supply passage 51. The hydraulic oil output from the output port 32 is supplied to the hydraulic actuator of the transmission 73 through the output passage 52, and the hydraulic oil discharged from the hydraulic actuator flows back to the oil pan 70.

電磁弁１の電磁コイル２３には、バッテリー７４からの直流電圧がイグニッションスイッチ７５及びスイッチング素子７６を経て供給される。スイッチング素子７６は、例えばＦＥＴ（電界効果トランジスタ）であり、ＰＷＭ制御部６３から出力されるＰＷＭ信号によってオン及びオフされる。スイッチング素子７６がオン状態となったとき、バッテリー７４の直流電圧が電磁コイル２３に印加される。また、スイッチング素子７６の出力側には、電磁コイル２３と並列になるように、フリーホイールダイオード７７が接続されている。 The electromagnetic coil 23 of the solenoid valve 1 is supplied with DC voltage from a battery 74 via an ignition switch 75 and a switching element 76. The switching element 76 is, for example, a FET (field effect transistor), and is turned on and off by a PWM signal output from the PWM control unit 63. When the switching element 76 is in the on state, the DC voltage of the battery 74 is applied to the electromagnetic coil 23. In addition, a freewheel diode 77 is connected to the output side of the switching element 76 so as to be in parallel with the electromagnetic coil 23.

電磁コイル２３を流れる電流は、電流検出部６５によって検出される。電流検出部６５は、シャント抵抗６５１と、シャント抵抗６５１の両端の電位差を増幅する差動増幅器６５２と、差動増幅器６５２の出力電圧をデジタル値に変換するＡＤコンバータ６５３とからなり、ＡＤコンバータ６５３の出力値である実電流値Ｉは、フィードバック制御のために電流制御部６２に出力される。 The current flowing through the electromagnetic coil 23 is detected by the current detection unit 65. The current detection unit 65 is composed of a shunt resistor 651, a differential amplifier 652 that amplifies the potential difference between both ends of the shunt resistor 651, and an AD converter 653 that converts the output voltage of the differential amplifier 652 into a digital value, and the actual current value I, which is the output value of the AD converter 653, is output to the current control unit 62 for feedback control.

電流制御部６２は、電流指令値Ｉ^＊と実電流値Ｉとの偏差ｅを演算する偏差演算部６２１と、偏差ｅに基づいて積分補償をする積分パス６２２と、実電流値Ｉに基づいて微分補償をする微分パス６２３と、フィードフォワードパス６２４と、各パスの出力する値を加算して電圧指令値Ｖ^＊を演算する加算部６２５とを有している。 The current control unit 62 has a deviation calculation unit 621 that calculates the deviation e between the current command value I ^* and the actual current value I, an integral path 622 that performs integral compensation based on the deviation e, a differential path 623 that performs differential compensation based on the actual current value I, a feedforward path 624, and an adder 625 that adds up the values output from each path to calculate a voltage command value V ^* .

積分パス６２２は、偏差ｅを積分する積分部６２２ａと、積分部６２２ａが出力する値に積分ゲインＧｉを乗じるゲイン乗算部６２２ｂとを有し、ゲイン乗算部６２２ｂが求めた値を積分補償値として出力する。微分パス６２３は、実電流値Ｉを微分する微分部６２３ａと、微分部６２３ａが出力する値に微分ゲインＧｄを乗じるゲイン乗算部６２３ｂとを有し、ゲイン乗算部６２３ｂが求めた値を微分補償値として出力する。フィードフォワードパス６２４は、電流指令値Ｉ^＊にフィードフォワードゲインＧｆを乗じて加算部６２５に出力する。なお、フィードフォワードパス６２４を省略してもよい。 The integral path 622 has an integral section 622a that integrates the deviation e, and a gain multiplication section 622b that multiplies the value output by the integral section 622a by an integral gain Gi, and outputs the value obtained by the gain multiplication section 622b as an integral compensation value. The differential path 623 has a differential section 623a that differentiates the actual current value I, and a gain multiplication section 623b that multiplies the value output by the differential section 623a by a differential gain Gd, and outputs the value obtained by the gain multiplication section 623b as a differential compensation value. The feedforward path 624 multiplies the current command value I ^* by a feedforward gain Gf and outputs the result to the addition section 625. Note that the feedforward path 624 may be omitted.

ディザ振幅調節部６４は、作動油の温度に応じて積分ゲインＧｉ、微分ゲインＧｄ、及びフィードフォワードゲインＧｆの少なくとも何れか変えることにより、制御電流のディザ振幅を調節する。これらのゲインを大きくすることにより、スプール４がスリーブ３に対して動くときの電圧指令値Ｖ^＊の時間当たりの変化量が大きくなりやすく、このためディザ振幅が大きくなる。また、これらのゲインを小さくすると、ディザ振幅が小さくなる。 The dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude of the control current by changing at least one of the integral gain Gi, the differential gain Gd, and the feedforward gain Gf in response to the temperature of the hydraulic oil. By increasing these gains, the amount of change per unit time of the voltage command value V ^* when the spool 4 moves relative to the sleeve 3 tends to increase, and therefore the dither amplitude increases. On the other hand, by decreasing these gains, the dither amplitude decreases.

図３は、電磁コイル２３に供給される制御電流の波形を示している。図３において、Ｔｏｎは１回のＰＷＭ周期中にスイッチング素子７６がオンしているオン時間を示し、Ｔｏｆｆはスイッチング素子７６がオフしているオフ時間を示している。オン時間とオフ時間との合計値はディザ周期Ｐｄである。すなわち、本実施の形態では、ＰＷＭ制御による脈流分をディザ電流として利用しており、この脈流分の変化幅（peak to peak）の半分がディザ電流の振幅Ａとなる。 Figure 3 shows the waveform of the control current supplied to the electromagnetic coil 23. In Figure 3, Ton indicates the on-time during one PWM period during which the switching element 76 is on, and Toff indicates the off-time during which the switching element 76 is off. The sum of the on-time and off-time is the dither period Pd. In other words, in this embodiment, the pulsating component of the PWM control is used as the dither current, and half the change width (peak to peak) of this pulsating component becomes the amplitude A of the dither current.

図４（ａ）～（ｃ）は、制御電流を一定の時間当たりの変化量で単調に増加させた後、制御電流を一定の時間当たりの変化量で単調に減少させたときの出力油圧（出力ポート３２から出力される作動油の圧力）の変化の一例を示すグラフである。図４（ａ）は、大きな油振（出力油圧の振動）がなく、ヒステリシスも小さい理想的な波形を示している。図４（ｂ）は、破線で囲んだ範囲において大きな油振が観測された際のグラフである。図４（ｃ）は、グラフ中に二点鎖線で示すヒステリシスがない場合の出力油圧に対し、比較的大きな差異（ヒステリシス）が観測された際のグラフである。 Figures 4(a) to (c) are graphs showing an example of the change in output oil pressure (pressure of hydraulic oil output from output port 32) when the control current is monotonically increased at a constant rate of change per time, and then the control current is monotonically decreased at a constant rate of change per time. Figure 4(a) shows an ideal waveform with no large oil vibrations (vibrations in the output oil pressure) and small hysteresis. Figure 4(b) is a graph showing when large oil vibrations are observed in the area enclosed by the dashed line. Figure 4(c) is a graph showing when a relatively large difference (hysteresis) is observed in the output oil pressure when there is no hysteresis, as shown by the two-dot chain line in the graph.

油振は、ディザ振幅が大きくなると発生しやすい。ディザ振幅は、電磁コイル２３に供給される制御電流の変動であり、制御電流が変動すれば、スプール４がスリーブ３に対して振動するためである。一方、ヒステリシスは、ディザ振幅が小さくなると発生しやすい。ディザ振幅が小さくなると、スプール４がスリーブ３に対して円滑に動きにくくなるためである。このため、ディザ振幅には、油振及びヒステリシスが共に抑えられる適切な範囲が存在する。 Oil vibrations are more likely to occur when the dither amplitude is large. The dither amplitude is the fluctuation of the control current supplied to the electromagnetic coil 23, and when the control current fluctuates, the spool 4 vibrates relative to the sleeve 3. On the other hand, hysteresis is more likely to occur when the dither amplitude is small. When the dither amplitude is small, it becomes more difficult for the spool 4 to move smoothly relative to the sleeve 3. For this reason, there is an appropriate range of dither amplitude within which both oil vibrations and hysteresis can be suppressed.

しかしながら、作動油は温度によって粘性が変わるので、常用域の温度（例えば４０℃～８０℃）で良好な特性が得られるようにディザ振幅を調節した場合には、油温が例えば０℃以下であるときにヒステリシスが大きくなってしまう場合があった。また、０℃以下の低温時にヒステリシスが抑えられる値にディザ振幅を調節した場合には、常用域の温度で油振が大きくなってしまう場合があった。 However, because the viscosity of hydraulic oil changes depending on the temperature, if the dither amplitude is adjusted to obtain good characteristics at normal temperatures (e.g., 40°C to 80°C), hysteresis may become large when the oil temperature is, for example, below 0°C. Also, if the dither amplitude is adjusted to a value that suppresses hysteresis at low temperatures below 0°C, oil vibration may become large at normal temperatures.

そこで、本実施の形態では、ディザ振幅調節部６４が、作動油の温度に対応して設定される上限値と下限値との間に制御電流のディザ振幅が含まれるように、ディザ振幅を調節する。また、本実施の形態では、オイルパン７０に油温計７０１が設けられており、この油温計７０１の検出値に基づいてディザ振幅調節部６４がディザ振幅を調節する。なお、油温計７０１は、オイルパン７０に限らず、作動油の流路（例えば供給通路５１）に配置してもよい。 In this embodiment, the dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude so that the dither amplitude of the control current is included between an upper limit value and a lower limit value that are set in response to the temperature of the hydraulic oil. In this embodiment, an oil temperature gauge 701 is provided in the oil pan 70, and the dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude based on the detection value of the oil temperature gauge 701. Note that the oil temperature gauge 701 is not limited to being placed in the oil pan 70, but may also be placed in the hydraulic oil flow path (e.g., the supply passage 51).

図５は、作動油の油温及びディザ振幅を変えて実験を行った実験結果を示すグラフであり、「〇」は良好な特性が得られた場合の油温及びディザ振幅を示し、「△」は良好な特性が得られなかった場合の油温及びディザ振幅を示している。また、図５において、実線Ｌ_１は、各油温について設定されたディザ振幅の上限値を示し、破線Ｌ_２は、各油温について設定されたディザ振幅の下限値を示している。 5 is a graph showing the results of an experiment in which the oil temperature and dither amplitude of the hydraulic oil were changed, with "◯" indicating the oil temperature and dither amplitude when good characteristics were obtained, and "Δ" indicating the oil temperature and dither amplitude when good characteristics were not obtained. In addition, in FIG. 5, the solid line _L1 indicates the upper limit of the dither amplitude set for each oil temperature, and the dashed line _L2 indicates the lower limit of the dither amplitude set for each oil temperature.

この上限値及び下限値は、電磁弁１の使用上問題となる程度の大きさの油振やヒステリシスが発生しないディザ振幅の最大値及び最小値を示している。制御装置６には、この上限値及び下限値が、例えばマップの形式で不揮発性メモリに記憶されており、ディザ振幅調節部６４は、油温計７０１の検出値に基づいて、ディザ振幅が上限値よりも低くかつ下限値よりも高い値になるようにディザ振幅を調節する。また、上限値及び下限値は、作動油の温度が０℃以下である場合の値が、作動油の温度が４０℃以上である場合の２倍以上である。 These upper and lower limit values indicate the maximum and minimum values of the dither amplitude that do not cause oil vibrations or hysteresis of a magnitude that would cause problems in the use of the solenoid valve 1. The control device 6 stores these upper and lower limit values in a non-volatile memory, for example in the form of a map, and the dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude based on the detection value of the oil temperature gauge 701 so that the dither amplitude becomes lower than the upper limit value and higher than the lower limit value. Furthermore, the upper and lower limit values when the hydraulic oil temperature is 0°C or below are at least twice as high as when the hydraulic oil temperature is 40°C or above.

図６（ａ）及び（ｂ）は、図５のグラフにおける「〇」及び「△」の判定の一例を示すグラフである。図６（ａ）では、ヒステリシスに加えて大きな油振が発生した場合の出力油圧の変化を実線で示し、ヒステリシス及び油振がないとした場合の出力油圧の変化を二点鎖線で示している。図６（ａ）に示すように、油振による出力油圧の差異（ずれ）と、ヒステリシスによる出力油圧の差異とを合わせた圧力Ｐ_１が、所定の閾値以上であれば判定が「△」となる。また、図６（ｂ）に示すように、ヒステリシスによる出力油圧の差異と、スプール４のスティクスリップ現象（静止摩擦力が作用する状態と動摩擦力が作用する状態が交互に発生することによって起きる振動現象）による出力油圧の差異とを合わせた圧力Ｐ_２が所定の閾値以上である場合にも、判定が「△」となる。 6(a) and (b) are graphs showing examples of the judgments of "good" and "good" in the graph of FIG. 5. In FIG. 6(a), the change in the output oil pressure when a large oil vibration occurs in addition to hysteresis is shown by a solid line, and the change in the output oil pressure when there is no hysteresis or oil vibration is shown by a two-dot chain line. As shown in FIG. 6(a), if the pressure _{P1 obtained by combining the difference (deviation) in the output oil pressure due to the oil vibration and the difference in the output oil pressure due to the hysteresis is equal to or greater than a predetermined threshold value, the judgment is "good". Also, as shown in FIG. 6(b), if the pressure P2} obtained by combining the difference in the output oil pressure due to the hysteresis and the difference in the output oil pressure due to the stick slip phenomenon of the spool 4 (a vibration phenomenon caused by alternating between a state in which a static friction force acts and a state in which a dynamic friction force acts ₎ is equal to or greater than a predetermined threshold value, the judgment is also "good".

なお、図５では、一部の測定点における判定結果を「〇」又は「△」で示しているが、上限値及び下限値をより精度よく設定するためには、多くの測定点における結果に基づいて上限値及び下限値の設定を行うことが望ましい。 In Figure 5, the judgment results at some measurement points are indicated by "◯" or "△", but in order to set the upper and lower limit values more accurately, it is desirable to set the upper and lower limit values based on the results at many measurement points.

（第１の実施の形態の効果）
以上説明した本発明の第１の実施の形態によれば、ディザ振幅調節部６４が、作動油の温度に対応して設定される上限値と下限値との間に制御電流のディザ振幅を調節することにより、例えば０℃以下及び４０℃以上の温度域を含む広い温度域で出力油圧の良好な特性を得ることができる。 (Effects of the First Embodiment)
According to the first embodiment of the present invention described above, the dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude of the control current between an upper limit value and a lower limit value that are set in response to the temperature of the hydraulic oil, thereby making it possible to obtain good characteristics of the output hydraulic pressure over a wide temperature range including, for example, a temperature range below 0°C and above 40°C.

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について、図７を参照して説明する。第１の実施の形態では、ディザ振幅調節部６４が制御ゲインを変えることによりディザ振幅を調節する場合について説明したが、第２の実施の形態では、ディザ振幅調節部６４が、電磁コイル２３を含む負荷インピーダンスを変えることにより電流のディザ振幅を調節する場合について説明する。 [Second embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 7. In the first embodiment, the case where the dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude by changing the control gain is described, but in the second embodiment, the case where the dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude of the current by changing the load impedance including the electromagnetic coil 23 is described.

図７は、第２の実施の形態に係る制御装置６の制御構成の一例を、電磁弁１等と共に示す構成図である。図７では、スイッチング素子７６と電磁コイル２３との間に直列に抵抗器７８を設け、この抵抗器７８と並列に負荷インピーダンス変更用のスイッチング素子７９を接続した場合について、制御装置６の出力側の回路を示している。スイッチング素子７９は、ディザ振幅調節部６４によってオン状態とオフ状態とが切り換わる。図７の図示例では、スイッチング素子７９がＦＥＴであり、ディザ振幅調節部６４がこのＦＥＴにゲート信号を出力する。なお、抵抗器７８に替えて、もしくは抵抗器７８に加えて、誘導負荷（インダクタンス）を設けてもよい。 Figure 7 is a diagram showing an example of the control configuration of the control device 6 according to the second embodiment, together with the solenoid valve 1, etc. Figure 7 shows the circuit on the output side of the control device 6 in the case where a resistor 78 is provided in series between the switching element 76 and the electromagnetic coil 23, and a switching element 79 for changing the load impedance is connected in parallel with this resistor 78. The switching element 79 is switched between an on state and an off state by the dither amplitude adjustment unit 64. In the illustrated example of Figure 7, the switching element 79 is a FET, and the dither amplitude adjustment unit 64 outputs a gate signal to this FET. Note that an inductive load (inductance) may be provided instead of or in addition to the resistor 78.

スイッチング素子７９がオン状態となると、抵抗器７８がバイパスされ、負荷インピーダンスが小さくなる。また、スイッチング素子７９がオフ状態となると、電磁コイル２３に抵抗器７８が直列に接続された状態となり、負荷インピーダンスが大きくなる。負荷インピーダンスが大きくなると、ディザ振幅は縮小する。ディザ振幅調節部６４は、油温計７０１の検出値に基づいて、温度ごとに設定された上限値よりも低くかつ下限値よりも高い値になるようにディザ振幅を調節する。 When the switching element 79 is turned on, the resistor 78 is bypassed and the load impedance is reduced. When the switching element 79 is turned off, the resistor 78 is connected in series to the electromagnetic coil 23 and the load impedance is increased. When the load impedance is increased, the dither amplitude is reduced. The dither amplitude adjustment unit 64 adjusts the dither amplitude based on the detection value of the oil temperature gauge 701 so that the dither amplitude is lower than the upper limit value and higher than the lower limit value set for each temperature.

この第２の実施の形態によっても、第１の実施の形態と同様に、例えば０℃以下及び４０℃以上の温度域を含む広い温度域で出力油圧の良好な特性を得ることができる。また、第１の実施の形態と第２の実施の形態とを組み合わせて実施してもよい。すなわち、作動油の温度に対応して設定される上限値と下限値との間にディザ振幅を調節すべく、ディザ振幅調節部６４が、電流制御部６２の制御ゲインを変えると共に、電磁コイル２３を含む負荷インピーダンスを変えてもよい。 In this second embodiment, as in the first embodiment, it is possible to obtain good characteristics of the output hydraulic pressure over a wide temperature range, including, for example, a temperature range below 0°C and above 40°C. The first and second embodiments may also be combined. That is, in order to adjust the dither amplitude between an upper limit value and a lower limit value that are set in response to the temperature of the hydraulic oil, the dither amplitude adjustment unit 64 may change the control gain of the current control unit 62 and change the load impedance including the electromagnetic coil 23.

（付記）
以上、本発明を第１及び第２の実施の形態に基づいて説明したが、この実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。また、実施の形態の中で説明した特徴の組合せの全てが発明の課題を解決するための手段に必須であるとは限らない点に留意すべきである。 (Additional Note)
Although the present invention has been described above based on the first and second embodiments, the invention according to the claims is not limited to these embodiments. It should be noted that not all of the combinations of features described in the embodiments are necessarily essential to the means for solving the problems of the invention.

また、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で、一部の構成を省略し、あるいは構成を追加もしくは置換して、適宜変形して実施することが可能である。例えば、制御対象の電磁弁としてはフィードバックポートがないものでもよいし、自動車のトランスミッションへの油圧供給以外の用途に電磁弁を用いてもよい。また、ディザ振幅調節部６４は、ＰＷＭ周期（ディザ周期）を変えることによってディザ振幅を調節するものであってもよい。 The present invention can be modified as appropriate by omitting some components or adding or replacing components without departing from the spirit of the invention. For example, the solenoid valve to be controlled may not have a feedback port, and the solenoid valve may be used for purposes other than supplying hydraulic pressure to an automobile transmission. The dither amplitude adjustment unit 64 may adjust the dither amplitude by changing the PWM period (dither period).

１…電磁弁
２…電磁ソレノイド
２３…電磁コイル
３…スリーブ
３１…供給ポート
３２…出力ポート
３３…フィードバックポート
４…スプール（弁体）
６…制御装置
６２…電流制御部（電流制御手段）
６４…ディザ振幅調節部（ディザ振幅調節手段） 1... solenoid valve 2... electromagnetic solenoid 23... electromagnetic coil 3... sleeve 31... supply port 32... output port 33... feedback port 4... spool (valve body)
6...Control device 62...Current control section (current control means)
64...Dither amplitude adjustment unit (dither amplitude adjustment means)

Claims

A control device for controlling a solenoid valve including an electromagnetic solenoid having an electromagnetic coil, a cylindrical sleeve having a plurality of ports, and a valve body that moves within the sleeve by the electromagnetic solenoid, the control device controlling the solenoid valve connecting and disconnecting a flow path of hydraulic oil between the plurality of ports by the movement of the valve body relative to the sleeve,
a current control means for controlling a current supplied to the electromagnetic coil; and a dither amplitude adjustment means for adjusting a dither amplitude of the current in accordance with a temperature of the hydraulic oil,
the dither amplitude adjustment means adjusts the dither amplitude of the current between an upper limit value and a lower limit value that are set in response to the temperature of the hydraulic oil.
Solenoid valve control device.

the dither amplitude adjusting means adjusts the dither amplitude of the current by changing a control gain of the current control means.
The control device for a solenoid valve according to claim 1.

The dither amplitude adjusting means adjusts the dither amplitude of the current by changing a load impedance including the electromagnetic coil.
The control device for a solenoid valve according to claim 1.

The upper limit value and the lower limit value are at least twice as high when the temperature of the hydraulic oil is 0° C. or lower as when the temperature of the hydraulic oil is 40° C. or higher.
The control device for a solenoid valve according to any one of claims 1 to 3.