JP2006349527A - ソレノイド異常検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＰＷＭ制御のデューティ比に依存することなくリニアソレノイドのショート異常が検出可能になることを課題とする。
【解決手段】 電圧モニタ回路１４でモニタされたリニアソレノイド２に印加されたモニタ信号電圧Ｖｍと判定しきい値Ｖｔｈとをマイコン１５で比較し、Ｖｍ＜Ｖｔｈが成立した場合にリニアソレノイド２にショート異常が発生しているものとマイコン１５で判定して構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ＰＷＭ（Pulse Wide Modulation：パルス幅変調）制御により通電電流が制御されるリニアソレノイドのショート異常を検出するソレノイド異常検出装置に関する。

従来、この種の技術としては、例えば以下に示す文献に記載されたものが知られている（特許文献１参照）。この文献に記載された技術では、ＰＷＭ制御により通電電流が制御されるリニアソレノイドに端子間ショートが生じた場合に目標値となる設定デューティ比に基づいて判断用デューティ比を設定し、フィードバック制御により目標値となるように設定された設定デューティ比が判断デューティ比よりも小さくなった場合に、端子間ショートであると判定している。
特開平９−８０１０７号公報

上記従来の検出方法においては、ＰＷＭ制御におけるパルス信号の周波数が高くなり、リニアソレノイドの目標電流が低くなると、設定デューティ比が極めて小さくなる。これにより、正常時の設定デューティ比の変動範囲、ならびにショート時の設定デューティ比の変動範囲が狭くなる。このため、周辺回路のばらつきを考慮して判断用デューティ比にマージンを持たせると、判断用デューティ比は極めて狭い範囲に限定され、判断用デューティ比の設定が極めて難しくなり、デューティ比に基づいたショート異常の検出が非常に困難になるといった不具合を招いていた。

一方、判断用ディーティ比を的確に設定しようとすると、リニアソレノイドの目標電流を低くすることが困難となり、リニアソレノイドの電流制御範囲に制約を受けるといった不具合を招くことになる。

そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ＰＷＭ制御のデューティ比に依存することなくリニアソレノイドのショート異常が検出可能となり、検出精度が向上したソレノイド異常検出装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ＰＷＭ制御により通電制御されるリニアソレノイドのソレノイド電流を検出し、ソレノイド電流が目標電流となるようにＰＷＭ制御におけるＰＷＭ信号のデューティ比が調整されるフィードバック制御によりソレノイド電流が制御されるソレノイド異常検出装置において、前記リニアソレノイドに印加される電圧をモニタする電圧モニタ手段と、前記電圧モニタ手段でモニタされた電圧と、前記リニアソレノイドに給電する電源の電源電圧に基づいて設定される判定しきい値とを比較し、その比較結果に基づいて前記リニアソレノイドのショート異常を判定して検出する検出手段とを有することを特徴とする。

上記特徴の請求項１記載の発明によれば、ＰＷＭ信号のデューティ比やリニアソレノイドの目標電流、ならびにＰＷＭ制御の制御周波数に依存することなくショート異常の判定が可能となり、ＰＷＭ制御の制御性が制約されることを回避することができる。また、容易に判定しきい値を設定することが可能となり、ショート異常の検出精度を高めることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ＰＷＭ信号がハイレベル時に前記電圧モニタ手段でモニタされた電圧が前記判定しきい値と比較されることを特徴とする。

上記特徴の請求項２記載の発明によれば、リニアソレノイドのショート異常の誤判定を防止することができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記検出手段は、前記比較動作を所定の回数または所定の時間実行し、その比較結果に基づいて前記リニアソレノイドのショート異常を判定して検出することを特徴とする。

上記特徴の請求項３記載の発明によれば、リニアソレノイドの正常／ショート異常の検出精度を高めることができる。

以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。

図１は本発明の実施例１に係るソレノイド異常検出装置の構成を示す図である。図１に示す実施例１のソレノイド異常検出装置１は、リニアソレノイド２に流れるソレノイド電流をＰＷＭ制御により駆動制御し、かつリニアソレノイド２のショート異常を検出する装置であり、ソレノイド駆動回路１１、電流検出抵抗１２、電流検出回路１３、電圧モニタ回路１４、ならびにマイコン１５を備えて構成されている。

リニアソレノイド２は、例えば車両の自動変速機の油圧制御回路に用いられ、装置１に設けられた接続端子１６を介して装置１に接続されている。

ソレノイド駆動回路１１は、マイコン１５から与えられるＰＷＭ制御のパルス信号となるＰＷＭ信号を受けて、このＰＷＭ信号に基づいて電源（ＶＩＮＧ）からリニアソレノイド２に流れるソレノイド電流を制御し、例えばＰＷＭ信号によりスイッチング制御されるＦＥＴ（電界効果トランジスタ）で構成される。

電流検出抵抗１２は、リニアソレノイド２とソレノイド駆動回路１１との間に直列に接続され、リニアソレノイド２を流れるソレノイド電流が流れ、ソレノイド電流が流れることで抵抗の両端に生じた電位差を電流検出回路１３に与える。

電流検出回路１３は、電流検出抵抗１２から与えられた電位差を増幅し、増幅した電位差をマイコン１５に出力する。

電圧モニタ回路１４は、電流検出抵抗１２とリニアソレノイド２との接続点（ａ点）の信号電位を検出し、検出したモニタ信号をマイコン１５に与える。

マイコン１５は、リニアソレノイド２の駆動制御ならびにショート異常を検出する処理を制御する制御中枢として機能し、プログラムに基づいて各種動作処理を制御するコンピュータに必要な、ＣＰＵ、記憶装置、入出力装置等の資源を備えたマイクロコンピュータで構成されている。マイコン１５は、予め設定された目標電流をリニアソレノイド２に流すべく、目標電流に応じた目標デューティ比のＰＷＭ信号を出力してリニアソレノイド２にソレノイド電流を流し、このソレノイド電流を電流検出回路１３から与えられた電位差に基づいて検出し、検出したソレノイド電流が目標電流となるようにＰＷＭ信号のデューティ比を調整する。このように、マイコン１５は、フィードバック制御によりリニアソレノイド２のソレノイド電流を制御している。

また、マイコン１５は、電圧モニタ回路１４で検出されたモニタ信号に基づいて、リニアソレノイド２のショート異常を検出する。

このような構成において、リニアソレノイド２が正常な状態にあっては、図２に示す処理の流れに沿って、ソレノイド電流のフィードバック制御が実行される。先ず、マイコン１５からリニアソレノイド２の目標電流に応じたＰＷＭ信号がソレノイド駆動回路１１に出力されると（ステップＳ２０）、これによりソレノイド駆動回路１１でリニアソレノイド２にソレノイド電流が供給される。電流検出抵抗１２で電位差が検出されてマイコン１５に読み込まれと（ステップＳ２１）、この電位差に基づいてリニアソレノイド２を流れる通電電流を算出し、算出した通電電流＞目標電流である場合には（ステップＳ２２）、それのまでのＰＷＭ信号のデューティ比を上げて（ステップＳ２３）、次のＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ２４）。

一方、算出した通電電流＝目標電流である場合には（ステップＳ２５）、それまでのＰＷＭ信号のデューティ比を維持して（ステップＳ２６）、次のＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ２４）。一方、算出した通電電流＜目標電流である場合には（ステップＳ２７）、それまでのＰＷＭ信号のデューティ比を下げて（ステップＳ２８）、次のＰＷＭ信号を出力する（ステップＳ２４）。

このような制御手順に基づいて、リニアソレノイド２におけるソレノイド電流のフィードバック制御が実行される。

これに対して、リニアソレノイド２がショート異常を発生している場合には、図３に示す処理の流れに沿って、ショート異常が判定されて検出される。先ずマイコン１５からＰＷＭ信号が出力され（ステップＳ３０）、これによりリニアソレノイド２を電流が流れると、電圧モニタ回路１４でａ点の信号（モニタ信号）電圧が検出されてマイコン１５に与えられる（ステップＳ３１）。モニタ信号電圧＞判定しきい値Ｖｔｈである場合には（ステップＳ３２）、リニアソレノイド２は正常であると判定する（ステップＳ３３）一方、モニタ信号電圧＜判定しきい値Ｖｔｈである場合には（ステップＳ３４）、リニアソレノイド２はショート異常であると判定する（ステップＳ３５）。

モニタ信号の電圧Ｖｍは、以下のように表される。

（数１）
Ｖｍ＝ＶＩＧＮ×Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３）×α
ここで、ＶＩＧＮはソレノイド駆動回路１１に接続されてリニアソレノイド２に給電する電源ＶＩＧＮの電源電圧、Ｒ１はリニアソレノイド２の抵抗値、Ｒ２は電流検出抵抗１２の抵抗値、Ｒ３はソレノイド駆動回路１１の内部抵抗値、αは電圧モニタ回路１４の分圧比である。

リニアソレノイド２の正常動作時において、上記Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の変動範囲に基づいてａ点の最小電圧値を算出する。この最小電圧値を、リニアソレノイド２のショート異常を判定する判定しきい値Ｖｔｈに設定する。

リニアソレノイド２の正常動作時ならびにショート異常時において、上記各抵抗値は以下の（数２）に示す関係となる。

（数２）
Ｒ１＞Ｒ２＋Ｒ３ （正常動作時）
Ｒ１＜Ｒ２＋Ｒ３ （ショート異常時）
これらの関係から、リニアソレノイド２の正常動作時におけるＰＷＭ信号がハイレベル時の、ａ点のモニタ信号電圧Ｖｍと判定しきい値Ｖｔｈとは、以下の（数３）に示す関係となる一方、ショート異常時には以下の（数４）に示す関係となる。

（数３）
モニタ信号電圧Ｖｍ≧判定しきい値Ｖｔｈ （正常動作時）
（数４）
モニタ信号電圧Ｖｍ＜判定しきい値Ｖｔｈ （ショート異常時）
これらの関係に基づいて、リニアソレノイド２のショート異常を検出する。ＰＷＭ信号がハイレベルとなり、これによりリニアソレノイド２を電流が流れると、モニタ信号はハイレベルとなる。このハイレベルの値と上記判定しきい値Ｖｔｈとを比較する。

すなわち、図４のタイミングチャートに示すように、ＰＷＭ信号がハイレベル時（オンデューティ）の読み込みタイミングＴの期間にモニタ信号をマイコン１５に読み込む。マイコンに読み込んだモニタ信号電圧Ｖｍが、図４（ａ）に示すように、上記（数３）の関係を満足している場合には、リニアソレノイド２は正常であると判定する。一方、モニタ信号電圧Ｖｍが、図４（ｂ）に示すように、上記（数４）の関係を満たす場合には、リニアソレノイド２はショート異常を発生しているものと判定する。

モニタ信号電圧Ｖｍと判定しきい値Ｖｔｈとの比較動作を、予め設定された所定の回数行い、または所定時間継続して行い、いずれ場合の比較結果においても上記（数３）または（数４）が成立したときに、リニアソレノイド２の正常／ショート異常を判定することで、検出精度を向上することができる。

なお、ＰＷＭ信号がロウレベル時にモニタ信号をマイコン１５に読み込むと、リニアソレノイド２が正常動作時にあっても、上記（数４）の関係が成立して、ショート異常であると誤判定してしまう。これを回避するために、少なくともＰＷＭ信号がハイレベル時、好ましくは図４の読み込みタイミングＴに示すように、ＰＷＭ信号がハイレベルなったのをトリガーとしてその後所定の時間が経過してＰＷＭ信号が確実にハイレベルに安定した時にモニタ信号をマイコン１５に読み込むようにする。

このように、上記実施例においては、モニタ信号電圧と判定しきい値との比較結果に基づいて、リニアソレノイド２のショート異常を判定することで、ＰＷＭ信号のデューティ比やリニアソレノイド２の目標電流、ならびにＰＷＭ制御の制御周波数に依存することなくショート異常の判定を行うことが可能となり、ＰＷＭ制御の制御性が制約されることを回避することができる。また、容易に判定しきい値を設定することが可能となり、ショート異常の検出精度を高めることができる。

本発明の実施例１に係るソレノイド異常検出装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係るソレノイド電流をフィードバック制御する処理の手順を示す図である。 リニアソレノイドの正常／ショート異常の判定処理の手順を示す図である。 リニアソレノイドの正常時／ショート異常時のタイミングチャートである。

符号の説明

１…ソレノイド異常検出装置
２…リニアソレノイド
１１…ソレノイド駆動回路
１２…電流検出抵抗
１３…電流検出回路
１４…電圧モニタ回路
１５…マイコン
１６…接続端子

Claims (3)

1. ＰＷＭ制御により通電制御されるリニアソレノイドのソレノイド電流を検出し、ソレノイド電流が目標電流となるようにＰＷＭ制御におけるＰＷＭ信号のデューティ比が調整されるフィードバック制御によりソレノイド電流が制御されるソレノイド異常検出装置において、
   前記リニアソレノイドに印加される電圧をモニタする電圧モニタ手段と、
   前記電圧モニタ手段でモニタされた電圧と、前記リニアソレノイドに給電する電源の電源電圧に基づいて設定される判定しきい値とを比較し、その比較結果に基づいて前記リニアソレノイドのショート異常を判定して検出する検出手段と
   を有することを特徴とするソレノイド異常検出装置。
2. 前記ＰＷＭ信号がハイレベル時に前記電圧モニタ手段でモニタされた電圧が前記判定しきい値と比較される
   ことを特徴とする請求項１記載のソレノイド異常検出装置。
3. 前記検出手段は、前記比較動作を所定の回数または所定の時間実行し、その比較結果に基づいて前記リニアソレノイドのショート異常を判定して検出する
   ことを特徴とする請求項２に記載のソレノイド異常検出装置。

Images