JP4075955B1 - 診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リニアソレノイドバルブおよびその駆動回路のグランドショートを確実に検出することができる診断装置を提供する。
【解決手段】入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいてリニアソレノイドバルブ１に電流を供給して弁開度を可変に調整するスイッチング手段３と、そのスイッチング手段３から上記リニアソレノイドバルブ１に至る電流を検出する電流検出手段４と、その電流検出手段４からの検出電流値を基に上記リニアソレノイドバルブが目標開度となるよう上記スイッチング手段３にＯＮ−ＯＦＦ信号を出力する制御手段５とで駆動回路２が構成され、その駆動回路２と上記リニアソレノイドバルブ１との間でのグランドショートを診断するための診断装置１０において、上記スイッチング手段３に入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号の切替えを検出し、所定時間当たりのＯＮ−ＯＦＦの切替回数が所定回数以下のときに、グランドショート異常と判断するグランドショート検出手段５を備えたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、リニアソレノイドバルブとその駆動回路のグランドショートを診断するための診断装置に関するものである。

従来、流体圧作動の変速クラッチに供給される流体圧を調整する流体圧調整弁として、全開および全閉とを高速で繰り返し、そのデューティ比で流体圧を制御するようにしたＯＮ／ＯＦＦ弁（デューティバルブ）が知られている。

そのようなデューティバルブの駆動回路は、主に、電源と、その電源とデューティバルブとの間に設けられたトランジスタと、そのトランジスタをＯＮ−ＯＦＦ駆動するＣＰＵとで構成されている。

ＣＰＵは、トランジスタとデューティバルブとの間に接続される電圧モニタ端子を有し、その電圧モニタ端子によりデューティバルブに供される電圧を検出する。

例えば、変速クラッチを完全断にするとき、ＣＰＵは、デューティバルブを全閉にすべく、トランジスタを常時ＯＮ駆動する。

このとき、トランジスタとデューティバルブとを接続する配線などに異常がない場合、電圧モニタ端子には所定の電圧が検出されるが、配線がグランドショートしていた場合、ＣＰＵがトランジスタをＯＮ駆動するにも拘わらず、電圧モニタ端子で検出される電圧は０Ｖとなる。

そこで、このデューティバルブの駆動回路では、変速クラッチを完全断（ＣＰＵが常時ＯＮ駆動）するときに電圧モニタ端子の検出電圧が０ならばグランドショート異常と判断するようにしている。

ところで、近年、変速クラッチの流体圧の分解能を高めるために、デューティバルブに換えて、開度を連続的に変更可能なリニアソレノイドバルブが用いられている（例えば、特許文献１−３参照）。

特開平０３−１９９７５７号公報 特開平０７−１１９８１６号公報 特開平０２−１８０３５７号公報

しかしながら、そのリニアソレノイドバルブの駆動回路では、電圧モニタ端子の入力からグランドショートを検出できないという問題があった。

すなわち、リニアソレノイドバルブは、供給される電流に応じて開度が調整されるので、ＣＰＵは、変速クラッチを完全断にする場合であっても、トランジスタのＯＮ駆動とＯＦＦ駆動とを高速で切り替えることになる。

そのため、電圧モニタ端子の検出電圧もＯＮとＯＦＦとが高速で切り替えられてしまい、デューティバルブの駆動回路のようにグランドショート異常を検出、判断することができない。

このように、従来、リニアソレノイドバルブの駆動回路においてもグランドショートを検出することが望まれていた。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、リニアソレノイドバルブおよびその駆動回路のグランドショートを確実に検出することができる診断装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいてリニアソレノイドバルブに電流を供給して弁開度を可変に調整するスイッチング手段と、そのスイッチング手段から上記リニアソレノイドバルブに至る電流を検出する電流検出手段と、その電流検出手段からの検出電流値を基に上記リニアソレノイドバルブが目標開度となるよう上記スイッチング手段にＯＮ−ＯＦＦ信号を出力する制御手段とで駆動回路が構成され、その駆動回路と上記リニアソレノイドバルブとの間でのグランドショートを診断するための診断装置において、上記スイッチング手段に入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号の切替えを検出し、所定時間当たりのＯＮ−ＯＦＦの切替回数が所定回数以下のときに、グランドショート異常と判断するグランドショート検出手段を備えたものである。

好ましくは、上記リニアソレノイドバルブは、流体圧で作動する変速クラッチを、断接するための流体圧調整弁をなし、上記グランドショート検出手段は、グランドショート異常と判断した回数をカウントし、そのカウントされた累積回数が所定の累積回数以上のときに、上記変速機の変速を禁止するものである。

好ましくは、上記グランドショート検出手段は、イグニッションキーによるエンジン停止時に、上記累積回数を０に設定すると共に、上記変速機の変速禁止の解除するものである。

本発明によれば、リニアソレノイドバルブおよびその駆動回路のグランドショートを確実に検出することができるという優れた効果を発揮するものである。

以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。

本実施形態の診断装置は、変速クラッチに設けられたリニアソレノイドバルブの異常を診断するものであり、例えば、大型車両の動力伝達装置を構成する変速クラッチなどに適用される。

まず、図３に基づき本実施形態の動力伝達装置を説明する。

図３に示すように、動力伝達装置２０は、エンジン２１の動力を車両の推進軸（図示せず）に伝達するものであり、その推進軸に接続された変速機２２と、その変速機２２とエンジン２１との間に設けられたクラッチ装置２３と、変速機２２およびクラッチ装置２３を各々制御する電子コントロールユニット（以下、ＥＣＵという）２４と、クラッチ装置２３に流体圧（本実施形態では油圧）を供するための流体圧供給装置２５（例えば、エンジン２１で駆動されるポンプなど）とを備える。

変速機２２は、例えば、主軸２２１および副軸２２２を備えた常時噛み合い式の多段トランスミッションなどが考えられる。その変速機２２は、ＥＣＵ２４に接続され、そのＥＣＵ２４からの制御信号に基づき変速制御される。

クラッチ装置２３は、直列に接続された流体継手３１と変速クラッチ３２とで構成され、図例では、流体継手３１がエンジン側に、変速クラッチ３２が変速機側に配置される。

流体継手３１は、エンジン２１の出力軸に接続されたポンプ部３１１と、後述する変速クラッチ３２のドライブプレート３２１に接続されたタービン部３１２とを備え、ポンプ部３１１の回転が流体を介してタービン部３１２に伝達される。また、流体継手３１には、ポンプ部３１１とタービン部３１２とを直結して一体的に回転させるためのロックアップクラッチ３１３が設けられ、そのロックアップクラッチ３１３は流体圧供給装置２５からの流体圧により断接作動する。

変速クラッチ３２は、流体継手３１を介して伝達されたエンジン２１の動力を変速機２２に伝達すると共に、その変速機２２の変速の際に断接される。

本実施形態の変速クラッチ３２は、流体圧で作動する摩擦クラッチなどが考えられ、図例では、湿式多板クラッチである。

より具体的には、変速クラッチ３２は、流体継手側に接続された複数のドライブプレート３２１と、変速機側に接続された複数のドリブンプレート３２２と、それらドライブプレート３２１およびドリブンプレート３２２を断接駆動するためのクラッチアクチュエータ３２３とを備える。

クラッチアクチュエータ３２３は、ドライブプレート３２１をドリブンプレート３２２から離間させる方向（変速クラッチ３２を断方向）に付勢するスプリング（図示せず）と、そのスプリングの付勢力に抗して、ドライブプレート３２１をドリブンプレート３２２に接近させる方向（変速クラッチ３２を接方向）に駆動する流体圧シリンダ（図示せず）と、その流体圧シリンダに供給される流体圧（流量）を調整するための流体圧調整弁をなすリニアソレノイドバルブ（比例ソレノイドバルブ）１とを備える。

リニアソレノイドバルブ１は、流体圧供給装置２５から流体圧シリンダに至る流路に設けられ、供給される電流に比例して弁開度がリニアに変化するよう構成される。具体的には、リニアソレノイドバルブ１は、ノーマルオープンバルブであり、供給される電流が大きくなるほど、弁開度が小さくなり、その弁開度の減少に伴い変速クラッチ３２が断側に作動する。

そのリニアソレノイドバルブ１の弁開度を制御するための駆動回路２が車両に設けられる（図１参照）。

図１に示すように、駆動回路２は、入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいてリニアソレノイドバルブ１に電流を供給して弁開度を可変に調整するスイッチング手段３と、そのスイッチング手段３からリニアソレノイドバルブ１に至る電流を検出する電流検出手段４と、その電流検出手段４からの検出電流値を基に上記リニアソレノイドバルブ１が目標開度となるようスイッチング手段３にＯＮ−ＯＦＦ信号を出力する制御手段（以下、ＣＰＵという）５と、電源をなす車両のバッテリー６（図例では、２４Ｖ電源）とで構成される。

本実施形態では、スイッチング手段３、およびＣＰＵ５が、ＥＣＵ２４の内部回路の一部を構成する。また、ＣＰＵ５は、変速制御手段をなし、変速機２２を、シフトレバー操作により選択された目標ギア段、あるいは、アクセル開度および車速などを基に自身が算出した目標ギア段に変速する。

図１に示すように、スイッチング手段３は、バッテリー６とリニアソレノイドバルブ１との間に配置されると共に、ＣＰＵ５に接続される。そのスイッチング手段３は、例えば、トランジスタであり、ＣＰＵ５からＯＮ信号が入力されたときに（所定電圧の印加時）、バッテリー６とリニアソレノイドバルブ１とを通電し、ＯＦＦ信号が入力されたときに（非印加時）、バッテリー６とリニアソレノイドバルブ１とを遮断する。

電流検出手段４は、スイッチング手段３とリニアソレノイドバルブ１との間に配置されたシャント抵抗４１と、そのシャント抵抗４１の両端の電圧差を増幅（図例では、５０倍に増幅）するオペアンプ４２と、そのオペアンプ４２が増幅した電圧差とシャント抵抗４１の抵抗値とを基にリニアソレノイドバルブ１に実際に供給される電流値を算出する電流算出手段をなす上記ＣＰＵ５とで構成される。なお、シャント抵抗４１は、リニアソレノイドバルブ１の抵抗値に比べて極めて小さい抵抗値に設定される。

ＣＰＵ５は、スイッチング手段３の入力側に接続された駆動端子５１と、スイッチング手段３の出力側に接続された電圧モニタ端子５２と、オペアンプ４２の出力側に接続された電流モニタ端子５３とを備える。

また、図３に示すように、ＣＰＵ５は、イグニッションキー５４およびシフトレバー５５などの操作手段に接続され、それら操作手段の検出信号が入力される。

ここで、本実施形態の動力伝達装置２０には、上述した駆動回路２およびリニアソレノイドバルブ１のグランドショートを診断するための診断装置１０が設けられる。

その診断装置１０は、スイッチング手段３に入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号の切替えを検出し、所定時間当たりのＯＮ−ＯＦＦの切替回数が所定回数以下のときに、グランドショート異常と判断するグランドショート検出手段を備える。本実施形態では、ＣＰＵ５がグランドショート検出手段をなす。なお、ＯＮ−ＯＦＦの切替えは、ＯＮからＯＦＦ、あるいはＯＦＦからＯＮのいずれでもよい。

詳しくは後述するが、ＣＰＵ５は、グランドショート異常と判断した回数をカウントし、そのカウントされた累積回数が所定の累積回数以上のときに、変速機２２の変速を禁止する。さらに、本実施形態のＣＰＵ５には、ＣＰＵ５が変速を禁止するときに、ドライバーにグランドショート異常を知らせるための警告装置（ランプやブザーなど）が接続される。

また、ＣＰＵ５は、イグニッションキー５４によるエンジン停止時に、累積回数を０に設定すると共に、変速機２２の変速禁止を解除する。

次に、図１および図２に基づき本実施形態の診断装置１０の作動を説明する。

まず、正常時（非グランドショート時）における駆動回路２による変速クラッチ３２の断動作を説明する。

変速クラッチ３２の断動作は、例えば、シフトレバー５５の操作などにより変速機２２のギア段が変更されるに際して、その変速機２２のギア抜き前に行われる。

まず、シフトレバー５５の操作による変速指示がＥＣＵ２４に入力されると、ＣＰＵ５に変速クラッチ３２の完全断が指示される。

完全断を指示されたＣＰＵ５は、その完全断に対応するリニアソレノイドバルブ１の目標開度を求め、その目標開度を基に、リニアソレノイドバルブ１に供給すべき目標電流（本実施形態では、０．８Ａ）を求める。

例えば、変速クラッチ３２のクラッチ位置（断接位置）と、リニアソレノイドバルブ１の目標電流との関係を予め求めて、ＥＣＵ２４の記憶手段にマップとして格納し、そのマップをＣＰＵ５が参照して目標電流を求めることが考えられる。

次に、目標電流値０．８Ａを求めたＣＰＵ５は、その目標電流値０．８Ａに、電流モニタ端子５３の入力から算出される検出電流値が一致するよう、スイッチング手段３をＯＮ−ＯＦＦ制御する。

より具体的には、ＣＰＵ５は、検出電流値が目標電流値を超えるときはスイッチング手段３をＯＦＦ駆動（ＯＦＦ信号を出力）し、目標電流値以下のときはＯＮ駆動（ＯＮ信号を出力）する。

正常時、ＣＰＵ５は、リニアソレノイドバルブ１への供給電流値が目標電流値０．８Ａに保持されるよう、ＯＮ駆動とＯＦＦ駆動とを高速で（短い周期で）繰り返すことになる。

次に、グランドショート異常が発生したときの診断装置１０の作動を説明する。

本実施形態の診断装置１０は、所定時間の内にＣＰＵ５が駆動端子５１のＯＮ／ＯＦＦを何回切替えるかを求め、切替えを実質的に行っていない（固定出力している）ことで駆動回路２の異常を検出する。

例えば、スイッチング手段３から電流検出手段４に至る配線でグランドショートが発生しているとする（発生箇所を図１において符号Ｓで示す）。

そのグランドショート時に、ＣＰＵ５にクラッチ完全断が指示されると、ＣＰＵ５は、上述したように、電流検出手段４からの検出電流値が目標電流値０．８Ａに一致するようスイッチング手段３のＯＮ−ＯＦＦ駆動を開始する。

しかし、配線がグランドショートしているため、ＣＰＵ５がスイッチング手段３をＯＮ駆動するにも拘わらず、電流検出手段４の検出電流値は目標電流値０．８Ａを常に下回ってしまう。

その結果、検出電流値を目標電流値０．８Ａに近づけようとするＣＰＵ５は、スイッチング手段３のＯＮ駆動を継続することになる。

このようにグランドショート時、ＣＰＵ５は、ＯＮ−ＯＦＦ信号の切替を行わなくなる。

そこで、グランドショート検出手段（ＣＰＵ５）は、駆動端子５１からスイッチング手段３に入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号の切替回数が、所定時間（図例では、１０ｍｓ）当たり、所定回数（図例では、３回）以下のときに、グランドショート異常と判断する。

なお、ここではＣＰＵ５に変速クラッチ３２の完全断が指示された場合について説明を行ったが、これ以外にも、リニアソレノイドバルブ１が通電状態となるときは、グランドショート異常を診断することができる。

以上により、リニアソレノイドバルブ１の駆動回路２でも、従来のＯＮ／ＯＦＦバルブ（デューティバルブ）のモニタ回路（電圧モニタ端子）を使用した場合と同様、リニアソレノイドバルブ１の駆動中に、グランドショート異常（故障）が検出可能になる。

つまり、駆動回路２にグランドショート異常を検出するための検査装置を別途取り付けるなどのメンテナンス作業を行うことなく、通常の運転中に（変速クラッチの通常の作動中に）、グランドショート異常を検出することができる。

次に、図２に基づき、本実施形態の診断装置１０を変速クラッチ３２に適用した診断フローの一例を説明する。

図２の診断フローは、ＣＰＵ５により実行され、例えば、エンジン２１の始動時から開始される。

まず、ＣＰＵ５は、ステップＳ１からステップＳ３で、変速クラッチ３２の断接に必要な機能に異常がないか否かを判断する。具体的には、ＣＰＵ５は、以下の条件１から条件３が成立するか否かをチェックする。

条件１：非常用スイッチＯＦＦで１ｓｅｃ以上経過した（ステップＳ１）。

条件２：イグニッションキー＞２０Ｖを６４０ｍｓ以上経過した（ステップＳ２）。

条件３：バッテリー６の電圧が所定電圧以上である（バッテリー電圧モニタＯＮ、ステップＳ３）。

次に、ＣＰＵ５は、ステップＳ４で、リニアソレノイドバルブ１に通電が行われているか否かを判断する。

本実施形態では、変速クラッチ３２が完接の場合は目標電流値が０Ａに設定されてリニアソレノイドバルブ１の通電が行われず、完接以外の場合はリニアソレノイドバルブ１の通電が行われる。

そこで、ＣＰＵ５は、ステップＳ４で変速クラッチ目標が完接であるか否かを判断する。

ステップＳ４で変速クラッチ目標が完接でない場合、ＣＰＵ５は、ステップＳ５で、上述したグランドショート異常の診断を行う。

本実施形態のＣＰＵ５は、ステップＳ５で、駆動端子５１（図２では、変速クラッチソレノイド駆動回路）から出力されるＯＮ−ＯＦＦ信号が、１０ｍｓ間にＯＦＦからＯＮに切替わった切替回数を求め、その切替回数が３回以下のときに、グランドショート異常と判断する。

ステップＳ５で、グランドショート異常と判断された場合、ＣＰＵ５は、まずステップＳ６で、エラーカウンタがオーバーフローしないか否かをチェックした後、ステップＳ７でエラーカウンタをインクリメントする（エラーカウンタに１を足す）。

このステップＳ７により、ＣＰＵ５はグランドショート異常と判断した回数をカウントして、そのカウントされた累積回数をエラーカウントの値として保持する。なお、エラーカウンタは、後述するようにイグニッションキー５４によるエンジン２１停止時にクリア（０が設定）される。

次に、ＣＰＵ５は、ステップＳ８で、エラーカウント（累積回数）が所定の累積回数（図例では、１４回）以上であるか否かを判断し、所定の累積回数以上の場合、ＣＰＵ５は、ステップＳ９で、変速機２２の変速を禁止する。図例では、ＣＰＵ５は、変速禁止判定（変数）にＯＮを設定することで、変速を禁止する。本実施形態では、ドライバーのシフトレバー５５の操作による変速および、ＣＰＵ５による自動変速の両方が禁止される。

一方、ステップＳ８で、エラーカウントが所定の累積回数未満の場合、ＣＰＵ５は、ステップＳ１０で、変速禁止判定（変数）にＯＦＦを設定して、変速機２２の変速を許容するように設定した後、ステップＳ１に戻る。

このように、本実施形態では、変速クラッチ３２のリニアソレノイドバルブ１がグランドショートして、変速クラッチ３２を切断できないときは、変速機２２の変速を禁止することで、変速機２２を保護することができる。

また、本実施形態では、所定の復帰条件が成立したときに、ＣＰＵ５がカウントしたグランドショート異常の累積回数（エラーカウンタの値）を減算するようにしている。

本実施形態の復帰条件は、１０ｍｓ間に駆動回路２から出力されるＯＮ−ＯＦＦ信号がＯＦＦからＯＮに切替わった回数が、所定の復帰回数（図例では、５回）以上である。

具体的には、ステップＳ５でグランドショート異常でない判断された場合、ＣＰＵ５は、ステップＳ１１で、ステップＳ５で求めた切替回数が５回以上であるか否かを判断する。

ステップＳ１１で、切替回数が５回以上の場合（所定の復帰条件が成立した場合）、ＣＰＵ５は、まずステップＳ１２で、グランドショート異常と判断した回数が累積されているか否かをチェックし、累積されていた場合、ステップＳ１３でエラーカウンタをデクリメントする（エラーカウンタから１を引く）。

一方、ステップＳ１１で、切替回数が５回以上でない場合（すなわち、切替回数が４回である場合）、ＣＰＵ５は、エラーカウンタを現在の値で保持する。

以上のフローは、ステップＳ９で変速機２２の変速を禁止したとき、あるいはイグニッションキー５４によりエンジン２１が停止されたときに終了する。

そのイグニッションキー５４によるエンジン停止時に、本実施形態のＣＰＵ５は、上記累積回数（エラーカウンタ）を０に設定すると共に、変速機２２の変速禁止を解除する。

このように、本実施形態の診断装置１０によると、リニアソレノイドバルブ１と、そのリニアソレノイドバルブ１を駆動する駆動回路２との間のグランドショートを確実に検出することができる。

なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、様々な変形例や応用例が考えられるものである。

例えば、上述した実施形態では、変速クラッチ３２のリニアソレノイドバルブ１に診断装置１０を適用したが、これに限定されず、車両などに設けられ流体圧で作動する装置（例えば、ロックアップクラッチ３１３など）の流体圧調整弁、あるいは流量調整弁をなすリニアソレノイドバルブに適用することも考えられる。さらに、流体は、油に限定されず、水など他の液体や空気などの気体など様々なものが考えられる。

また、上述した実施形態の変速クラッチは、エンジンと変速機との間に設けられたものであるが、これに限定されず、例えば、遊星歯車機構を有する自動変速機の変速クラッチなどでもよい。

図１は、本発明の一実施形態に係る診断装置の構成図である。 図２は、本実施形態の診断装置による診断フローの一例を示す。 図３は、本実施形態の動力伝達装置を示す。

符号の説明

１ リニアソレノイドバルブ
２ 駆動回路
３ スイッチング手段
４ 電流検出手段
５ ＣＰＵ（制御手段、グランドショート検出手段）
１０ 診断装置

Claims (3)

1. 入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号に基づいてリニアソレノイドバルブに電流を供給して弁開度を可変に調整するスイッチング手段と、そのスイッチング手段から上記リニアソレノイドバルブに至る電流を検出する電流検出手段と、その電流検出手段からの検出電流値を基に上記リニアソレノイドバルブが目標開度となるよう上記スイッチング手段にＯＮ−ＯＦＦ信号を出力する制御手段とで駆動回路が構成され、その駆動回路および上記リニアソレノイドバルブのグランドショートを診断するための診断装置において、
   上記スイッチング手段に入力されるＯＮ−ＯＦＦ信号の切替えを検出し、所定時間当たりのＯＮ−ＯＦＦの切替回数が所定回数以下のときに、グランドショート異常と判断するグランドショート検出手段を備えたことを特徴とする診断装置。
2. 上記リニアソレノイドバルブは、流体圧で作動する変速クラッチを、断接するための流体圧調整弁をなし、
   上記グランドショート検出手段は、グランドショート異常と判断した回数をカウントし、そのカウントされた累積回数が所定の累積回数以上のときに、上記変速機の変速を禁止する請求項１記載の診断装置。
3. 上記グランドショート検出手段は、イグニッションキーによるエンジン停止時に、上記累積回数を０に設定すると共に、上記変速機の変速禁止の解除する請求項２記載の診断装置。

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