JP2013214693A - ソレノイド制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】このソレノイド制御装置は、ソレノイド30の給電経路に設けられたMOSFET41をPWM駆動することによりソレノイド30の駆動電流をその都度の目標となる電流となるようにフィードバック制御する。ここでは、ソレノイド30の駆動電流が過電流判定電流値に達したときに過電流検出信号を出力する過電流検出回路46を設ける。そして、過電流検出信号に基づいて過電流の有無を検出する。また、過電流検出回路46が過電流検出信号の出力及びその停止を繰り返しているか否かを監視することにより、ソレノイド30の両端子間のショートの有無を検出する。
【選択図】図2
Description
以下、本発明の第1の実施形態について図1〜図6を参照して説明する。はじめに、図1を参照して、本実施形態のソレノイド制御装置を適用した車両の油圧式パワーステアリング装置の概要について説明する。
図2に示すように、ソレノイド制御装置19は、制御対象である電磁弁16のソレノイド30と、ソレノイド30の駆動を制御する制御部(ECU)40と、ソレノイド30の駆動電源となるバッテリ50とを備えている。
制御部40は、バッテリ50からソレノイド30への給電を断続させるスイッチング素子としてのPチャンネル型MOSFET41を備えている。また、制御部40は、駆動回路42を介してMOSFET41のスイッチングを操作することによりソレノイド30の駆動電流を制御するマイコン43を備えている。さらに、制御部40は、ソレノイド30の駆動電流を検出する電流検出回路(電流検出部)44と、ソレノイド30の給電経路に発生する過電流を検出する過電流検出回路(過電流検出部)46とを備えている。
次に、図3を参照して、駆動回路42及び過電流検出回路46の回路構成について詳述する。
駆動回路42は、MOSFET41をオン/オフさせるための第1のトランジスタ47を備えている。第1のトランジスタ47は、NPN型のバイポーラトランジスタからなる。第1のトランジスタ47のコレクタ端子は、抵抗R1及びR2の中間点に接続されている。第1のトランジスタ47のエミッタ端子は、グランドに接続されている。第1のトランジスタ47のベース端子は、抵抗R3を介してマイコン43のPWM制御端子43bに接続されている。第1のトランジスタ47のベース−エミッタ間には、第1のトランジスタ47の動作を安定させる抵抗R4が接続されている。この駆動回路42では、マイコン43のPWM制御端子43bから出力されるPWM駆動信号が抵抗R3を介して第1のトランジスタ47のベース端子に入力されることで、第1のトランジスタ47のオン/オフ制御が行われる。そして、第1のトランジスタ47がオンされたとき、MOSFET41のゲート端子がグランド電位となることで、MOSFET41がオンされる。
この過電流検出回路46では、検出抵抗Rdを流れる電流が上昇してその電圧降下が大きくなると、抵抗R5及びR6の中間点における電圧降下も大きくなる。これにより、第2のトランジスタ48のベース端子に印加される電圧が低下し、第2のトランジスタ48がオンされる。この過電流検出回路46では、検出抵抗Rdを流れる電流が過電流判定電流値Ithに達したときに第2のトランジスタ48がオン状態となるように、抵抗R5及びR6のそれぞれの抵抗値が設定されている。そして、第2のトランジスタ48がオン状態となっている場合、駆動回路42の第1のトランジスタ47がオンされると、抵抗R2及び抵抗R7の分圧値に対応した電圧がMOSFET41のゲート端子に印加され、MOSFET41がオフ状態となる。このようにMOSFET41のゲート電圧が制御されることで、ソレノイド30の駆動電流が抑制されるため、ソレノイド制御装置19が過電流から保護される。
(1)ソレノイド制御装置19には、ソレノイド30の駆動電流が過電流判定電流値に達したとき、マイコン43に過電流検出信号を出力する過電流検出回路46を設けることとした。そして、ソレノイド制御装置19は、過電流検出信号に基づいて過電流の有無を検出することとした。また、ソレノイド制御装置19は、過電流検出回路46が過電流検出信号の出力及びその停止を繰り返しているか否かを監視することで、ソレノイド30の両端子間のショートを検出することとした。これにより、過電流の検出を可能としつつ、ソレノイド30の両端子間のショート異常を検出することができる。
続いて、本発明の第2の実施形態について説明する。以下、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
過電流検出回路46の出力に基づきショートの解消が検出されること、及び電流検出回路44の検出電流値Idが正常値Inであることの双方の条件が成立することを条件にデューティ比の固定を解除するとともに、警告灯70を消灯する。以下、その詳細を図7及び図8を参照して説明する。
次に、図8を参照して、マイコン43により実行されるショート解消検出処理についてその作用とともに説明する。なお、図8において図6に示す処理と同一の処理には同一の符号を付すことにより重複する説明を割愛する。
なお、各実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・第2の実施形態では図7に示す処理に代えて図9に示す処理を実行してもよい。詳しくは、図9に示すように、マイコン43は、PWM駆動信号のデューティ比を固定値Daに設定した後(ステップS6)、電流検出回路44の検出電流値Idが正常値Inであるか否かを判断する(ステップS21)。そして、検出電流値Idが正常値Inである場合(ステップS21:YES)、デューティ比の固定を解除する(ステップS22)。一方、マイコン43は、検出電流値Idが正常値Inでない場合(ステップS21:NO)、警告灯を点灯する(ステップS7)。このような構成であっても、第2の実施形態に準じた効果を得ることが可能である。
・各実施形態では、本発明を車両の油圧式のパワーステアリング装置に設けられるソレノイド制御装置に適用することとしたが、本発明は適宜のソレノイド制御装置に適用することが可能である。本発明は、ソレノイドの給電経路に設けられたスイッチング素子をPWM駆動することによりソレノイドの駆動電流をその都度の目標とする電流となるようにフィードバック制御するソレノイド制御装置であれば、適用することが可能である。
次に、各実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。
(イ)請求項2又は3に記載のソレノイド制御装置において、警告を発する警告手段を更に備え、前記ショート発生時にデューティ比を前記固定値に設定した状態で前記電流検出部により検出される電流値を異常値として、デューティ比を前記固定値に設定した際に前記電流検出部の検出電流値が前記異常値である場合、前記警告手段から警告を発することを特徴とするソレノイド制御装置。ショート発生時にデューティ比を固定値に設定した状態で電流検出部の検出電流値を実験などで測定すれば、その異常値を予め測定することができる。よって、上記構成によれば、デューティ比が固定された際に電流検出部の検出電流値が異常値を示している場合、すなわちソレノイドの両端子間がショートしている場合には警告手段から警告が発せられる。よって、ユーザは警告手段からの警告によりショートの発生を確実に知ることができる。
Claims (7)
- 給電経路を介してソレノイドに供給される駆動電流を検出する電流検出部を備え、前記給電経路に設けられたスイッチング素子をPWM駆動することにより前記電流検出部の検出電流値をその都度の目標とする電流値となるようにフィードバック制御するソレノイド制御装置において、
前記ソレノイドの駆動電流が過電流判定電流値に達したときに過電流検出信号を出力する過電流検出部を備え、前記過電流検出信号に基づいて過電流の有無を検出するとともに、前記過電流検出部が前記過電流検出信号の出力及びその停止を繰り返しているか否かを監視することにより前記ソレノイドの両端子間のショートの有無を検出する
ことを特徴とするソレノイド制御装置。 - 前記ショートが検出されることを条件に、前記スイッチング素子に対するPWM駆動信号のデューティ比を固定値に設定する
請求項1に記載のソレノイド制御装置。 - 前記ショートが発生していないときにデューティ比を前記固定値に設定した状態で前記電流検出部により検出される電流値を正常値として、
デューティ比を前記固定値に設定した際に前記電流検出部の検出電流値が前記正常値である場合、デューティ比の固定を解除する
請求項2に記載のソレノイド制御装置。 - 前記ショートが検出された後、前記過電流検出部が前記過電流検出信号の出力及びその停止を繰り返しているか否かを更に監視することで前記ショートが解消されたか否かを検出し、前記ショートの解消が検出されることを条件に、デューティ比の固定を解除する
請求項2又は3に記載のソレノイド制御装置。 - 前記ショートが発生していないときにデューティ比を前記固定値に設定した状態で前記電流検出部により検出される電流値を正常値として、デューティ比の固定の解除が、前記ショートの解消が検出されること、及び前記電流検出部の検出電流値が前記正常値であることの双方が成立することを条件に行われる
請求項4に記載のソレノイド制御装置。 - 前記固定値が、前記ソレノイドの駆動電源となるバッテリの電圧に基づいて設定される
請求項2〜5のいずれか一項に記載のソレノイド制御装置。 - 前記固定値が、外気温に基づいて設定される
請求項2〜6のいずれか一項に記載のソレノイド制御装置。
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