JP5724928B2 - 電磁弁駆動回路の制御装置および異常診断方法 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁駆動回路の制御装置および異常診断方法に関する。

従来、３相のソレノイドがスター結線されたステッピングモータを複数のスイッチング手段のスイッチングによって駆動するものにおいて、ステッピングモータのいずれかの相（ソレノイド）が接地短絡したときに、ソレノイドの励磁パターンを、現在の励磁パターンから接地短絡した相の上流側でオンしているスイッチング手段をオフとする励磁パターンに切り替える技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、こうした処理により、通電カットしないで（励磁パターンを切り替えることによって）ソレノイドを保護できるようにしている。

実開平６−８６０８６号公報

電磁弁のソレノイドに接続されたスイッチング素子と、電源とスイッチング素子とを遮断可能な遮断回路と、を備える電磁弁駆動回路の制御装置では、イグニッションオフされたときなどに、遮断回路に電源とスイッチング素子とを遮断させる遮断指令を出力するものがある。しかしながら、遮断回路に異常が生じていると、実際には、電源とスイッチング素子とが遮断されない場合がある。このため、遮断回路が正常に作動するか否かを診断できるようにすることが課題の一つとされている。

本発明の電磁弁駆動回路の制御装置および異常診断方法は、電源と電磁弁のソレノイドに接続されたスイッチング素子とを遮断可能な遮断回路が正常に作動するか否かを診断できるようにすることを主目的とする。

本発明の電磁弁駆動回路の制御装置および異常診断方法は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明の電磁弁駆動回路の制御装置は、
電磁弁のソレノイドに接続されたスイッチング素子と、電源と前記スイッチング素子とを遮断可能な遮断回路と、前記ソレノイドに流れるソレノイド電流を検出する電流検出手段と、を備える電磁弁駆動回路の制御装置であって、
所定の診断条件が成立したとき、前記遮断回路に前記電源と前記スイッチング素子とを遮断させる遮断指令を出力すると共に前記スイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力し、前記遮断指令および前記スイッチング指令の出力中に、前記検出されたソレノイド電流が閾値未満のときには前記遮断回路は正常に作動していると判定し、前記検出されたソレノイド電流が前記閾値以上のときには前記遮断回路は正常に作動していないと判定する異常診断手段、
を備えることを要旨とする。

この本発明の電磁弁駆動回路の制御装置では、所定の診断条件が成立したときには、遮断回路に電源とスイッチング素子とを遮断させる遮断指令を出力すると共にスイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力する。そして、遮断指令およびスイッチング指令の出力中に、電流検出手段により検出されたソレノイド電流（ソレノイドに流れる電流）が閾値未満のときには遮断回路は正常に作動していると判定し、電流検出手段により検出されたソレノイド電流が閾値以上のときには遮断回路は正常に作動していないと判定する。遮断指令に応じて遮断回路が正常に作動するときには、電源とスイッチング素子とが遮断されるため、スイッチング指令に応じてスイッチング素子がスイッチングを行なったとしてもソレノイドには電流は流れない。一方、遮断指令に応じて遮断回路が正常に作動しないときには、電源とスイッチング素子とが遮断されない（接続が継続される）ため、スイッチング指令に応じてスイッチング素子がスイッチングを行なうとソレノイドに電流が流れる。したがって、このときのソレノイド電流を閾値と比較することにより、遮断回路が正常に作動しているか否かを診断することができる。

こうした本発明の電磁弁駆動回路の制御装置において、前記電磁弁は、変速機の係合要素に作動流体を供給するのに用いられる電磁弁であり、前記スイッチング指令は、前記電源と前記スイッチング素子とが接続されているときに前記ソレノイドに所定電流を流すことが可能なスイッチングを前記スイッチング素子に行なわせる指令である、ものとすることもできる。この場合、前記所定電流は、前記係合要素の係合に要する最低電流より小さな電流である、ものとすることもできる。こうすれば、遮断回路が正常に作動していないときでも、係合要素が係合状態となるのを抑制することができる。また、前記所定の診断条件は、車両のイグニッションスイッチがオフとされたときに成立する条件である、ものとすることもできる。

また、本発明の電磁弁駆動回路の制御装置において、前記変速機の変速段を形成する際、前記ソレノイドに流すべき目標電流に応じたフィードフォワード項と、前記目標電流と前記検出されたソレノイド電流との差分を打ち消すためのフィードバック項と、を用いて得られる目標デューティ比で前記スイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力する変速制御手段を備え、前記異常診断手段は、前記フィードバック項を用いずに前記フィードフォワード項のみを用いて得られる目標デューティ比で前記スイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力する手段である、ものとすることもできる。こうすれば、ソレノイドバルブの油圧の影響（例えば油圧の変動に起因するソレノイドの逆起電力（電流）の変動など）によってスイッチング素子のデューティ比が変動するのを回避することができ、診断対象が正常に作動しているか否かを誤判定するのを抑制することができる。

さらに、本発明の電磁弁駆動回路の制御装置において、前記異常診断手段は、前記ソレノイドに異常が生じているときには、前記遮断回路が正常に作動しているか否かを判定しない手段である、ものとすることもできる。

あるいは、本発明の電磁弁駆動回路の制御装置において、前記遮断回路は、前記電源と、複数の前記電磁弁のソレノイドに各々に接続された複数の前記スイッチング素子と、を遮断可能な回路であり、前記電流検出手段は、前記複数のソレノイドの各々に流れる複数のソレノイド電流を検出する手段であり、前記異常診断手段は、前記複数のスイッチング素子に前記スイッチング指令を出力し、前記検出された複数のソレノイド電流を用いて前記遮断回路が正常に作動しているか否かを判定する手段である、ものとすることもできる。

加えて、本発明の電磁弁駆動回路の制御装置において、前記遮断回路は、前記電源と前記スイッチング素子とを遮断可能な複数の遮断部が直列に配置されてなる回路であり、前記異常診断手段は、前記複数の遮断部の各々について正常に作動するか否かを判定する手段である、ものとすることもできる。

本発明の電磁弁駆動回路の制御装置において、前記異常診断手段は、前記遮断指令を出力し、該遮断指令の出力中に、前記スイッチング指令を出力する手段である、ものとすることもできる。

本発明の電磁弁駆動回路の異常診断方法は、
電磁弁のソレノイドに接続されたスイッチング素子と、電源と前記スイッチング素子とを遮断可能な遮断回路と、前記ソレノイドに流れるソレノイド電流を検出する電流検出手段と、を備える電磁弁駆動回路の異常診断方法であって、
所定の診断条件が成立したとき、前記遮断回路に前記電源と前記スイッチング素子とを遮断させる遮断指令を出力すると共に前記スイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力し、前記遮断指令および前記スイッチング指令の出力中に、前記検出されたソレノイド電流が閾値未満のときには前記遮断回路は正常に作動していると判定し、前記検出されたソレノイド電流が前記閾値以上のときには前記遮断回路は正常に作動していないと判定する、
ことを要旨とする。

この本発明の電磁弁駆動回路の異常診断方法では、所定の診断条件が成立したときには、遮断回路に電源とスイッチング素子とを遮断させる遮断指令を出力すると共にスイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力する。そして、遮断指令およびスイッチング指令の出力中に、電流検出手段により検出されたソレノイド電流（ソレノイドに流れる電流）が閾値未満のときには遮断回路は正常に作動していると判定し、電流検出手段により検出されたソレノイド電流が閾値以上のときには遮断回路は正常に作動していないと判定する。遮断指令に応じて遮断回路が正常に作動するときには、電源とスイッチング素子とが遮断されるため、スイッチング指令に応じてスイッチング素子がスイッチングを行なったとしてもソレノイドには電流は流れない。一方、遮断指令に応じて遮断回路が正常に作動しないときには、電源とスイッチング素子とが遮断されない（接続が継続される）ため、スイッチング指令に応じてスイッチング素子がスイッチングを行なうとソレノイドに電流が流れる。したがって、このときのソレノイド電流を閾値と比較することにより、遮断回路が正常に作動しているか否かを診断することができる。

本発明の一実施例としての電磁弁駆動回路の制御装置を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図である。 トルクコンバータ２２と自動変速機３０との構成の概略を示す構成図である。 自動変速機３０の各変速段とクラッチＣ−１〜Ｃ−３、ブレーキＢ−１，Ｂ−２の作動状態との関係を表した作動表を示す説明図である。 電磁弁としてのリニアソレノイドバルブ５２ａ〜５２ｄの電磁部としてのソレノイド５４ａ〜５４ｄを含む電気系５３の構成の概略を示す構成図である。 実施例の変速機ＥＣＵ８０により実行される遮断回路診断ルーチンの一例を示すフローチャートである。 ソレノイド５４ａ〜５４ｄの温度Ｔｓと抵抗Ｒｓとの関係の一例を示す説明図である。 変形例の電気系５４Ｂの構成の概略を示す構成図である。 変形例の電気系５４Ｃの構成の概略を示す構成図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施例としての電磁弁駆動回路の制御装置を搭載する自動車１０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、トルクコンバータ２２と自動変速機３０との構成の概略を示す構成図である。実施例の自動車１０は、図１および図２に示すように、ガソリンや軽油などの炭化水素系の燃料の爆発燃焼により動力を出力する内燃機関としてのエンジン１２と、エンジン１２を運転制御するエンジン用電子制御ユニット（以下、エンジンＥＣＵという）１６と、エンジン１２のクランクシャフト１４に取り付けられた流体伝動装置２２と、この流体伝動装置２２の出力側に入力軸３１が接続されると共にギヤ機構４８やデファレンシャルギヤ４９を介して駆動輪１１ａ，１１ｂに出力軸３２が接続され入力軸３１に入力された動力を変速して出力軸３２に伝達する有段の自動変速機３０と、流体伝動装置２２や自動変速機３０に作動油を給排する油圧回路５０と、油圧回路５０を制御することによって流体伝動装置２２や自動変速機３０を制御する変速機用電子制御ユニット（以下、変速機ＥＣＵという）８０と、図示しない電子制御式油圧ブレーキユニットを制御するブレーキ用電子制御ユニット（以下、ブレーキＥＣＵという）１７と、を備える。

エンジンＥＣＵ１６は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートとを備える。エンジンＥＣＵ１６にはクランクシャフト１４に取り付けられた回転速度センサ１４ａからのエンジン回転速度Ｎｅなどのエンジン１２の運転状態を検出する各種センサからの信号やイグニッションスイッチ９０からのイグニッション信号，アクセルペダル９３の踏み込み量としてのアクセル開度Ａｃｃを検出するアクセルペダルポジションセンサ９４からのアクセル開度Ａｃｃ，車速センサ９８からの車速Ｖなどの信号が入力ポートを介して入力されており、エンジンＥＣＵ１６からは、スロットルバルブを駆動するスロットルモータへの駆動信号や燃料噴射弁への制御信号，点火プラグへの点火信号などが出力ポートを介して出力されている。

流体伝動装置２２は、図２に示すように、ロックアップクラッチ付きの流体式トルクコンバータとして構成されており、フロントカバー１８を介してエンジン１２のクランクシャフト１４に接続された入力側流体伝動要素としてのポンプインペラ２３と、タービンハブを介して自動変速機３０の入力軸３１に接続された出力側流体伝動要素としてのタービンランナ２４と、ポンプインペラ２３およびタービンランナ２４の内側に配置されてタービンランナ２４からポンプインペラ２３への作動油の流れを整流するステータ２５と、ステータ２５の回転方向を一方向に制限するワンウェイクラッチ２６と、ダンパ機構を有するロックアップクラッチ２８と、を備える。この流体伝動装置２２は、ポンプインペラ２３とタービンランナ２４との回転速度の差が大きいときにはステータ２５の作用によってトルク増幅機として機能し、ポンプインペラ２３とタービンランナ２４との回転速度の差が小さいときには流体継手として機能する。また、ロックアップクラッチ２８は、ポンプインペラ２３（フロントカバー１８）とタービンランナ２４（タービンハブ）とを連結するロックアップとロックアップの解除とを実行可能なものであり、自動車１０の発進後にロックアップオン条件が成立すると、ロックアップクラッチ２８によってポンプインペラ２３とタービンランナ２４とがロックアップされてエンジン１２からの動力が入力軸３１に機械的かつ直接的に伝達されるようになる。なお、この際に入力軸３１に伝達されるトルクの変動は、ダンパ機構によって吸収される。

自動変速機３０は、６段変速の有段変速機として構成されており、シングルピニオン式の遊星歯車機構３５とラビニヨ式の遊星歯車機構４０と３つのクラッチＣ−１，Ｃ−２，Ｃ−３と２つのブレーキＢ−１，Ｂ−２とワンウェイクラッチＦ−１とを備える。シングルピニオン式の遊星歯車機構３５は、外歯歯車としてのサンギヤ３６と、このサンギヤ３６と同心円上に配置された内歯歯車としてのリングギヤ３７と、サンギヤ３６に噛合すると共にリングギヤ３７に噛合する複数のピニオンギヤ３８と、複数のピニオンギヤ３８を自転かつ公転自在に保持するキャリア３９とを備え、サンギヤ３６はケースに固定されており、リングギヤ３７は入力軸３１に接続されている。ラビニヨ式の遊星歯車機構４０は、外歯歯車の２つのサンギヤ４１ａ，４１ｂと、内歯歯車のリングギヤ４２と、サンギヤ４１ａに噛合する複数のショートピニオンギヤ４３ａと、サンギヤ４１ｂおよび複数のショートピニオンギヤ４３ａに噛合すると共にリングギヤ４２に噛合する複数のロングピニオンギヤ４３ｂと、複数のショートピニオンギヤ４３ａおよび複数のロングピニオンギヤ４３ｂとを連結して自転かつ公転自在に保持するキャリア４４とを備え、サンギヤ４１ａはクラッチＣ−１を介してシングルピニオン式の遊星歯車機構３５のキャリア３９に接続され、サンギヤ４１ｂはクラッチＣ−３を介してキャリア３９に接続されると共にブレーキＢ−１を介してケースに接続され、リングギヤ４２は出力軸３２に接続され、キャリア４４はクラッチＣ−２を介して入力軸３１に接続されている。また、キャリア４４はブレーキＢ２を介してケースに接続されると共にワンウェイクラッチＦ−１を介してケースに接続されている。図３に自動変速機３０の各変速段とクラッチＣ−１〜Ｃ−３、ブレーキＢ−１，Ｂ−２の作動状態との関係を表した作動表を示す。この自動変速機３０は、図３の作動表に示すように、クラッチＣ−１〜Ｃ−３のオンオフ（オンが係合状態でオフが解放状態）とブレーキＢ−１，Ｂ−２のオンオフとの組み合わせによって前進１速〜６速と後進とニュートラルとを切り替えることができる。

流体伝動装置２２や自動変速機３０は、変速機ＥＣＵ８０によって駆動制御される油圧回路５０によって作動する。油圧回路５０は、エンジン１２からの動力を用いて作動油を圧送するオイルポンプや、オイルポンプからの作動油を調圧してライン圧ＰＬを生成するプライマリレギュレータバルブ，プライマリレギュレータバルブからのライン圧ＰＬを減圧してセカンダリ圧Ｐｓｅｃを生成するセカンダリレギュレータバルブ，プライマリレギュレータバルブからのライン圧ＰＬを調圧して一定のモジュレータ圧Ｐｍｏｄを生成するモジュレータバルブ，シフトレバー９１の操作位置に応じてプライマリレギュレータバルブからのライン圧ＰＬの供給先（クラッチＣ−１〜Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２）を切り替えるマニュアルバルブ，マニュアルバルブからのライン圧ＰＬを調圧して対応するクラッチＣ−１〜Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２へのソレノイド圧を生成するノーマルクローズ型の複数のリニアソレノイドバルブ５２ａ〜５２ｄなどを備える。なお、ブレーキＢ２は、実施例では、前進１速でのエンジンブレーキ時にはクラッチＣ−３に対応するソレノイドバルブ５２ｃからの作動油が図示しない切り替えバルブを介して供給され、シフトレバー９１の操作位置がリバースポジション（Ｒポジション）のときにはマニュアルバルブから作動油が供給されるようになっているものとした。即ち、実施例では、油圧回路５０はブレーキＢ２専用のリニアソレノイドバルブを有しないものとした。

図４は、電磁弁としてのリニアソレノイドバルブ５２ａ〜５２ｄの電磁部としてのソレノイド５４ａ〜５４ｄを含む電気系５３の構成の概略を示す構成図である。図示するように、電気系５３は、ソレノイド５４ａ〜５４ｄの他に、ソレノイド５４ａ〜５４ｄに接続されたスイッチングとしてのトランジスタ５６ａ〜５６ｄと、例えば１２Ｖなどの直流電源５７と、直流電源５７とトランジスタ５６ａ〜５６ｄとの接続や遮断を行なう遮断回路５８と、ソレノイド５４ａ〜５４ｄに流れる電流を検出する電流センサ５９ａ〜５９ｄと、を備える。ここで、遮断回路５８は、トランジスタ５８ａ，５８ｂが直流電源５７とトランジスタ５６ａ〜５６ｄとに対して直列に配置されたものとして構成されている。なお、図４の例では、トランジスタ５６ａ〜５６ｄについてはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）として図示し、トランジスタ５８ａ，５８ｂについてはMOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor)として図示したが、同一のトランジスタを用いるものとしてもよい。以下、説明の都合上、トランジスタ５８ａを遮断用メイントランジスタ５８ａ，トランジスタ５８ｂを遮断用サブトランジスタ５８ｂ，トランジスタ５６ａ〜５６ｄを駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄという。

この電気系５３では、遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとが共にオンとなっている状態で駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄのオン時間（デューティ比）を調節することにより、ソレノイド５４ａ〜５４ｄに流す電流を調整して、クラッチＣ−１〜Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２へのソレノイド圧を調節できるようになっている。また、遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとのうち少なくとも一方がオフになると、直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断される。基本的には、イグニッションスイッチ９０がオンとされたときに遮断用メイントランジスタ５８ａおよび遮断用サブトランジスタ５８ｂをオンとすると共にイグニッションスイッチ９０がオフとされたときに遮断用メイントランジスタ５８ａおよび遮断用サブトランジスタ５８ｂをオフとするものとした。なお、遮断用サブトランジスタ５８ｂについては、遮断用メイントランジスタ５８ａが正常なときには、イグニッションスイッチ９０の状態に拘わらずオンで保持するものとしてもよい。

変速機ＥＣＵ８０は、ＣＰＵを中心としたマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に処理プログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、入出力ポートと、通信ポートとを備える。変速機ＥＣＵ８０には、クランクシャフト１４に取り付けられた回転速度センサ１４ａからのエンジン回転速度Ｎｅなどのエンジン１２の運転状態を検出する各種センサからの信号や、入力軸３１に取り付けられた回転速度センサ３１ａからの入力軸回転速度Ｎｉｎや、出力軸３２に取り付けられた回転速度センサ３２ａからの出力軸回転速度Ｎｏｕｔ，ソレノイドバルブ５２〜５８に印加される電流を検出する電流センサ５９ａ〜５９ｄからのソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄ，イグニッションスイッチ９０からのイグニッション信号，シフトレバー９１の位置を検出するシフトポジションセンサ９２からのシフトポジションＳＰ，アクセルペダルポジションセンサ９４からのアクセル開度Ａｃｃ，ブレーキペダル９５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ９６からのブレーキペダルポジションＢＰ，車速センサ９８からの車速Ｖなどが入力ポートを介して入力されており、変速機ＥＣＵ８０からは、油圧回路５０への制御信号などが出力ポートを介して出力されている。

なお、エンジンＥＣＵ１６とブレーキＥＣＵ１７と変速機ＥＣＵ８０は、相互に通信ポートを介して接続されており、相互に制御に必要な各種制御信号やデータのやりとりを行なっている。

ここで、実施例の電磁弁駆動回路としては、駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄと遮断回路５８と電流センサ５９ａ〜５９ｄとが該当する。また、実施例の電磁弁駆動回路の制御装置としては、変速機ＥＣＵ８０が該当する。

こうして構成された実施例の自動車１０では、変速機ＥＣＵ８０は、自動変速機３０の変速段を形成するために、油圧回路５０のリニアソレノイドバルブ５２ａ〜５２ｄを駆動制御する。リニアソレノイドバルブ５２ａの駆動制御としては、まず、アクセル開度Ａｃｃや自動変速機３０の変速段，自動変速機３０の入力軸３１のトルク，油圧回路５０の作動油の温度などに基づいてソレノイド５４ａの目標電流Ｉａ＊を設定する。続いて、目標電流Ｉａ＊に対応するデューティ比（理論的には、駆動用トランジスタ５６ａのオン時間とオフ時間との和に対するオン時間の割合）をフィードフォワード項Ｄｆｆａとして設定すると共に、電流センサ５９ａにより検出された電流Ｉａと目標電流Ｉａ＊とを用いて次式（１）によりフィードバック項Ｄｆｂａを設定し、設定したフィードフォワード項Ｄｆｆａとフィードバック項Ｄｆｂａとの和を目標デューティ比Ｄａ＊に設定する。そして、目標デューティ比Ｄａ＊で駆動用トランジスタ５６ａをスイッチングさせるためのスイッチング指令を駆動用トランジスタ５６ａに出力することによって駆動用トランジスタ５６ａを駆動制御する。ここで、式（１）は、電流Ｉａと目標電流Ｉａ＊との差が打ち消されるようにするための電流フィードバック制御におけるフィードバック項の計算式であり、式（１）中、右辺第１項の「ｋｐ」は比例項のゲインであり、右辺第２項の「ｋｉ」は積分項のゲインである。なお、リニアソレノイドバルブ５２ｂ〜５２ｄは、リニアソレノイドバルブ５２ａと同様に駆動制御することができる。こうした駆動制御により、電流センサ５９ａ〜５９ｄにより検出される電流Ｉａ〜Ｉｄが目標電流Ｉａ＊〜Ｉｄ＊となるようにすることができる。

Dfba=kp(Ia*-Ia)+ki∫(Ia*-Ia)dt (1)

次に、こうして構成された実施例の自動車１０の動作、特に、遮断回路５８が正常に作動するか否か（直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとを正常に遮断できるか否か）を判定する際の動作について説明する。図５は、実施例の変速機ＥＣＵ８０により実行される遮断回路診断ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、イグニッションスイッチ９０がオフとされたときに実行される。なお、このルーチンの実行開始時には、遮断用メイントランジスタ５８ａおよび遮断用サブトランジスタ５８ｂは共にオンとなっている。

遮断回路診断ルーチンが実行されると、変速機ＥＣＵ８０は、まず、ソレノイド５４ａ〜５４ｄの少なくとも一つに異常が生じているか否かを示すソレノイド異常判定フラグＦの値を入力し（ステップＳ１００）、入力したソレノイド異常判定フラグＦの値を調べる（ステップＳ１１０）。ここで、ソレノイド異常判定フラグＦは、図示しないソレノイド異常判定ルーチンにより、初期値として値０が設定され、ソレノイド５４ａ〜５４ｄの少なくとも一つに異常が生じたときに値１が設定されるフラグである。ソレノイド５４ａ〜５４ｄの少なくとも一つに異常が生じたときとしては、例えば、遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとが共にオンの状態で、電流センサ５９ａ〜５９ｄにより検出されるソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄが所定時間に亘って値０や最大値などで変動しないときなどがある。

ソレノイド異常フラグＦが値０のとき、即ち、ソレノイド５４ａ〜５４ｄのいずれにも異常が生じていないときには、遮断用メイントランジスタ５８ａを診断対象に設定すると共に（ステップＳ１２０）、遮断用メイントランジスタ５８ａをオフとさせるためのメインオフ指令を遮断用メイントランジスタ５８ａに出力するメインオフ処理を開始する（ステップＳ１３０）。メインオフ処理の開始により、遮断用メイントランジスタ５８ａや変速機ＥＣＵ８０と遮断用メイントランジスタ５８ａとの信号線などが正常なときには、遮断用メイントランジスタ５８ａがオフ指令に応じてオフとなり、直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断される。なお、このとき、遮断用サブトランジスタ５８ｂはオンで保持されている。

続いて、駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄを所定デューティ比Ｄ１でスイッチングさせるためのスイッチング指令を駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄに出力する診断用デューティ処理を開始する（ステップＳ１４０）。ここで、所定デューティ比Ｄ１は、直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されていないとき（接続されているとき）に、クラッチＣ−１〜Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２のうちソレノイド５４ａ〜５４ｄ（リニアソレノイドバルブ５２ａ〜５４ｄ）に対応するクラッチやブレーキに作用するソレノイド圧がクラッチやブレーキの係合に要する最低油圧より低くなるよう、即ち、ソレノイド５４ａ〜５４ｄに印加される電流がクラッチやブレーキの係合に要する最低電流Ｉｍｉｎより小さくなるよう、実験や解析などによって定められた値を用いるものとした。この所定デューティ比Ｄ１は、例えば、最低電流Ｉｍｉｎが２８０ｍＡや３００ｍＡ，３２０ｍＡなどのときに、ソレノイド５４ａ〜５４ｄに８０ｍＡや１００ｍＡ，１２０ｍＡなどを流すためのデューティ比などを用いることができる。また、この所定デューティ比Ｄ１は、ソレノイド５４ａ〜５４ｄのそれぞれに対して（それぞれの仕様に応じて）異なる値を用いるものとしてもよいし、同一の値を用いるものとしてもよい。変速機ＥＣＵ８０は、上述したように、自動変速機３０の変速段を形成する際には、フィードフォワード項とフィードバック項との和を目標デューティ比としてスイッチング指令を出力する。これに対して、診断用デューティ処理の実行時には、所定デューティ比Ｄ１を目標デューティ比としてスイッチング指令を出力することになる。なお、所定デューティ比Ｄ１を目標デューティ比とすることは、フィードバック項を用いずに所定デューティ比Ｄ１をフィードフォワード項として目標デューティ比を設定することに相当する、と言える。

こうして診断用デューティ処理を開始すると、即ち、メインオフ処理および診断用デューティ処理の実行中に、電流センサ５９ａ〜５９ｄからのソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄを入力し（ステップＳ１５０）、入力したソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄを閾値Ｉｒｅｆと比較する（ステップＳ１６０）。ここで、閾値Ｉｒｅｆは、実施例では、ソレノイド５４ａ〜５４ｄに電流が流れているか否かを判定するために用いられるものであり、電流センサ５９ａ〜５９ｄの検出誤差やソレノイド５４ａ〜５４ｄの抵抗値Ｒｓａ〜Ｒｓｄの温度特性などを考慮して定められた値（例えば、１７ｍＡや２０ｍＡ，２３ｍＡなど）を用いることができる。この閾値Ｉｒｅｆは、対応するソレノイド５４ａ〜５４ｄのそれぞれに対して異なる値を用いるものとしてもよいし、同一の値を用いるものとしてもよい。

ソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄが全て閾値Ｉｒｅｆ未満のときには、ソレノイド５４ａ〜５４ｄのいずれにも電流は流れていないと判断し、診断用デューティ処理を開始してから所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定し（ステップＳ１７０）、所定時間Ｔ１が経過していないときには、ステップＳ１５０に戻る。ここで、所定時間Ｔ１は、ソレノイド５４ａ〜５４ｄのいずれにも電流が流れていないか否かの判定を確定するのに要する時間であり、例えば、４０ｍｓｅｃや５０ｍｓｅｃ，６０ｍｓｅｃなどを用いることができる。

こうして所定時間が経過するまでソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄが全て閾値Ｉｒｅｆ未満のときには、診断対象が正常に作動している（直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されている）と判定して（ステップＳ１８０）、診断用デューティ処理を終了する（ステップＳ２００）。一方、所定時間が経過する前にソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄの少なくとも一つが閾値Ｉｒｅｆ以上に至ったときには、診断対象が正常に作動していない（直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されていない）と判定して（ステップＳ１９０）、診断用デューティ処理を終了する（ステップＳ２００）。実施例では、診断対象が正常に作動していないと判定されたときには、そのことを示す情報（異常情報）を履歴として不揮発性の記憶媒体（フラッシュメモリなど）に記憶させると共に、図示しない警告灯を点灯させたり図示しないスピーカから警告音を出力したりして運転者に報知するものとした。

このように、メインオフ処理の開始後に診断用デューティ処理を開始して、その最中（メインオフ処理および診断用デューティ処理の実行中）のソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄを閾値Ｉｒｅｆと比較することにより、診断対象が正常に作動しているか否かを判定（診断）することができる。しかも、診断用デューティ処理におけるスイッチング指令のデューティ比（目標デューティ比）として、直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されていないとき（接続されているとき）にソレノイド５４ａ〜５４ｄに印加される電流がクラッチＣ−１〜Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２の係合に要する最低電流Ｉｍｉｎより小さくなる所定デューティ比Ｄ１を用いるから、診断対象が正常に作動していない（直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されていない）ときでも、クラッチやブレーキが係合状態となる（変速段が形成されたり、自動変速機３０の出力軸３２の回転が停止する）のを抑制することができる。さらに、診断用デューティ処理の実行時には、所定デューティ比Ｄ１を目標デューティ比として（フィードバック項を用いずに所定デューティ比Ｄ１をフィードフォワード項として得られる目標デューティ比を用いて）スイッチング指令を出力するから、ソレノイドバルブ５２ａ〜５２ｄの油圧の影響（例えば、ソレノイドバルブ５２ａ〜５２ｄの油圧の変動に起因するソレノイド５４ａ〜５４ｄの逆起電力（電流）の変動など）によって駆動用トランジスタ５８ａ〜５８ｄのスイッチングのデューティ比が変動するのを回避することができ、診断対象が正常に作動しているか否かを誤判定（診断）してしまうのを抑制することができる。

そして、遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとの両方についての診断が完了したか否かを判定し（ステップＳ２１０）、遮断用サブトランジスタ５８ｂについての診断が完了していないと判定されたときには、遮断用サブトランジスタ５８ｂを診断対象に設定し（ステップＳ２２０）、遮断用サブトランジスタ５８ｂをオフとさせるためのサブオフ指令を遮断用サブトランジスタ５８ｂに出力するサブオフ処理を開始すると共に（ステップＳ２３０）、遮断用メイントランジスタ５８ａをオンとさせるためのメインオン指令を遮断用メイントランジスタ５８ａに出力するメインオン処理を開始して（ステップＳ２４０）、ステップＳ１４０に戻る。そして、遮断用サブトランジスタ５８ｂを診断対象として、診断対象が正常に作動しているか否かを判定（診断）し（ステップＳ１４０〜Ｓ２００）、ステップＳ２１０で遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとの両方についての診断が完了したと判定されると、本ルーチンを終了する。

ステップＳ１００でソレノイド５４ａ〜５４ｄの少なくとも一つに異常が生じていると判定されたときには、遮断用メイントランジスタ５８ａや遮断用サブトランジスタ５８ｂについての診断を行なうことができないため、そのまま本ルーチンを終了する。なお、この場合には、図示しないフェールセーフ処理を実行する。

以上説明した実施例の変速機ＥＣＵ８０によれば、イグニッションスイッチ９０がオフとされたときには、遮断用メイントランジスタ５８ａをオフとさせるメインオフ指令を遮断用メイントランジスタ５８ａに出力すると共に駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄをスイッチングさせるスイッチング指令を駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄに出力し、メインオフ指令およびスイッチング指令の出力中に電流センサ５９ａ〜５９ｄにより検出されたソレノイド電流Ｉａ〜Ｉｄを閾値Ｉｄｒｅｆと比較して遮断用メイントランジスタ５８ａが正常に作動している（直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されている）か否かを判定（診断）する。そして、同様に、遮断用サブトランジスタ５８ｂが正常に作動しているか否かを判定する。これにより、遮断回路５８の遮断用トランジスタ５８ａや遮断用サブトランジスタ５８ｂが正常に作動するか否かを診断することができる。

しかも、実施例の変速機ＥＣＵ８０によれば、スイッチング指令のデューティ比として、直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されていないとき（接続されているとき）にソレノイド５４ａ〜５４ｄに印加される電流がクラッチＣ−１〜Ｃ−３やブレーキＢ−１，Ｂ−２の係合に要する最低電流Ｉｍｉｎより小さくなる所定デューティ比Ｄ１を用いる。これにより、診断対象が正常に作動していない（直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されていない）ときでも、クラッチやブレーキが係合状態となるのを抑制することができる。

実施例の変速機ＥＣＵ８０では、遮断回路８０の診断として、遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとについてそれぞれ正常に作動するか否かを判定（診断）するものとしたが、遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとのうち一方だけについて正常に作動するか否かを判定（診断）するものとしてもよい。

実施例の変速機ＥＣＵ８０では、所定デューティ比Ｄ１は、直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとが遮断されていないとき（接続されているとき）にソレノイド５４ａ〜５４ｄに印加される電流が最低電流Ｉｍｉｎより小さくなるよう定めるものとしたが、より具体的には、ソレノイド５４ａ〜５４ｄに想定される温度領域の任意の温度に対して、ソレノイド５４ａ〜５４ｄに印加される電流が最低電流Ｉｍｉｎより小さくなるよう定めるのが好ましい。図６は、ソレノイド５４ａ〜５４ｄの温度Ｔｓと抵抗Ｒｓとの関係の一例を示す説明図である。簡単のために、この図では、ソレノイド５４ａ〜５４ｄは、同一の温度特性を示すものとした。図中、「Ｔｓｍｉｎ」，「Ｔｓｍａｘ」は、それぞれソレノイド５４ａ〜５４ｄに想定される最低温度（例えば−４０℃や−３０℃など），最高温度（例えば、１６０℃や１７０℃など）を示す。図示するように、ソレノイド５４ａ〜５４ｄは、温度Ｔｓが高いほど抵抗Ｒｓが大きくなる傾向の特性を有する。また、ソレノイド５４ａ〜５４ｄは、抵抗Ｒｓが小さいほど大きな電流が流れやすい。したがって、所定デューティ比Ｄ１は、ソレノイド５４ａ〜５４ｄの温度が最低温度Ｔｓｍｉｎのときでもソレノイド５４ａ〜５４ｄに印加される電流が最低電流Ｉｍｉｎより小さくなるよう定めるのが好ましい。また、閾値Ｉｒｅｆは、遮断対象が正常に作動していないときにそれをより確実に判定（検出）するために、ソレノイド５４ａ〜５４ｄの温度が最高温度Ｔｓｍａｘのときでも判定可能となるよう定めるのが好ましい。

実施例の変速機ＥＣＵ８０では、メインオフ処理中またはサブオフ処理中に、駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄを所定デューティ比Ｄ１でスイッチングさせるためのスイッチング指令を駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄに出力する診断用デューティ処理を開始するものとしたが、スイッチング指令を駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄの一部（例えば、駆動用トランジスタ５６ａだけなど）に出力するものとしてもよい。

実施例の変速機ＥＣＵ８０では、イグニッションスイッチ９０がオフとされたときに、遮断回路５８が正常に作動するか否かを判定（診断）するものとしたが、シフトレバー９１の操作位置が駐車ポジション（Ｐポジション）のときなどに遮断回路５８が正常に作動するか否かを判定（診断）するものとしてもよい。なお、シフトレバー９１の操作位置が駐車ポジションでイグニッションスイッチ９０がオフとされたときなどには、図示しないパーキングロック機構によって駆動輪１１ａ，１１ｂがロックされていると考えられる。

実施例の変速機ＥＣＵ８０を備える自動車１０では、電気系５３の遮断回路５８は、遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとが直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄとに対して直列に配置されて構成されるものとしたが、１つのスイッチによって構成されるものとしてもよい。

実施例の変速機ＥＣＵ８０を備える自動車１０では、直流電源５７と４つの駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄ（ソレノイド５４ａ〜５４ｄ）とに対して１つの遮断回路５８を用いるものとしたが、図７の電気系５３Ｂに例示するように、直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ，５６ｂとに対して遮断回路５８Ｂ１を用いると共に直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ｃ，５６ｄとに対して遮断回路５８Ｂ２を用いるものとしたり、図８の電気系５３Ｃに例示するように、直流電源５７と駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄの各々に対して遮断回路５８Ｃ１〜５８Ｃ４を各々に用いるものとしたりしてもよい。また、電気系５３〜５３Ｃの駆動用トランジスタ（ソレノイド）の数は、４つに限られず、１つや２つ，３つであってもよいし、５つ以上であってもよい。

実施例の変速機ＥＣＵ８０を備える自動車１０では、６速の自動変速機３０を用いるものとしたが、３速や４速，５速の自動変速機を用いるものとしてもよいし、７速や８速以上の自動変速機を用いるものとしてもよい。

実施例では、電磁弁としてのリニアソレノイドバルブ５２ａ〜５２ｄは、自動変速機３０の油圧回路５０に用いられるものとしたが、無段変速機やハイブリッド駆動装置の変速機など如何なる装置に用いられるものとしてもよい。

実施例では、変速機ＥＣＵ８０の形態に適用するものとしたが、電磁弁駆動回路の異常診断方法の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、ソレノイド５４ａ〜５４ｄが「ソレノイド」に相当し、駆動用トランジスタ５６ａ〜５６ｄが「スイッチング素子」に相当し、遮断用メイントランジスタ５８ａと遮断用サブトランジスタ５８ｂとを有する遮断回路５８が「遮断回路」に相当し、電流センサ５９ａ〜５９ｄが「電流検出手段」に相当し、図５の遮断回路診断ルーチンを実行する変速機ＥＣＵ８０が「判定手段」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、電磁弁駆動回路の制御装置の製造産業などに利用可能である。

１０ 自動車、１１ａ，１１ｂ 駆動輪、１２ エンジン、１４ クランクシャフト、１４ａ 回転速度センサ、１６ エンジン用電子制御ユニット（エンジンＥＣＵ）、１７ ブレーキ用電子制御ユニット（ブレーキＥＣＵ」）、１８ フロントカバー、２０ 動力伝達装置、２２ 流体伝動装置、２３ ポンプインペラ、２４ タービンランナ、２５ ステータ、２６ ワンウェイクラッチ、２８ ロックアップクラッチ、３０ 自動変速機、３１ 入力軸、３１ａ 回転速度センサ、３２ 出力軸、３２ａ 回転速度センサ、３５ 遊星歯車機構、３６ サンギヤ、３７ リングギヤ、３８ ピニオンギヤ、３９ キャリア、４０ 遊星歯車機構、４１ａ サンギヤ、４１ｂ サンギヤ、４２ リングギヤ、４３ａ ショートピニオンギヤ、４３ｂ ロングピニオンギヤ、４４ キャリア、４８ ギヤ機構、４９ デファレンシャルギヤ、５０ 油圧回路、５２ａ〜５２ｄ リニアソレノイドバルブ、５３，５３Ｂ，５３Ｃ 電気系、５４ａ〜５４ｄ ソレノイド、５６ａ〜５６ｄ トランジスタ、５７ 直流電源、５８，５８Ｂ１，５８Ｂ２，５８Ｃ１〜５８Ｃ４ 遮断回路、５８ａ 遮断用メイントランジスタ、５８ｂ 遮断用サブトランジスタ、５９ａ〜５９ｄ 電流センサ、８０ 変速機用電子制御ユニット（変速機ＥＣＵ）、９０ イグニッションスイッチ、９１ シフトレバー、９２ シフトポジションセンサ、９３ アクセルペダル、９４ アクセルペダルポジションセンサ、９５ ブレーキペダル、９６ ブレーキスイッチ、９８ 車速センサ、Ｂ−１，Ｂ−２ ブレーキ、Ｃ−１〜Ｃ−３ クラッチ、Ｆ−１ ワンウェイクラッチ。

Claims (8)

1. 電磁弁のソレノイドに接続されたスイッチング素子と、電源と前記スイッチング素子とを遮断可能な遮断回路と、前記ソレノイドに流れるソレノイド電流を検出する電流検出手段と、を備える電磁弁駆動回路の制御装置であって、
   所定の診断条件が成立したとき、前記遮断回路に前記電源と前記スイッチング素子とを遮断させる遮断指令を出力すると共に前記スイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力し、前記遮断指令および前記スイッチング指令の出力中に、前記検出されたソレノイド電流が閾値未満のときには前記遮断回路は正常に作動していると判定し、前記検出されたソレノイド電流が前記閾値以上のときには前記遮断回路は正常に作動していないと判定する異常診断手段、
   を備える電磁弁駆動回路の制御装置。
2. 請求項１記載の電磁弁駆動回路の制御装置であって、
   前記電磁弁は、変速機の係合要素に作動流体を供給するのに用いられる電磁弁であり、
   前記スイッチング指令は、前記電源と前記スイッチング素子とが接続されているときに前記ソレノイドに所定電流を流すことが可能なスイッチングを前記スイッチング素子に行なわせる指令である、
   電磁弁駆動回路の制御装置。
3. 請求項２記載の電磁弁駆動回路の制御装置であって、
   前記所定電流は、前記係合要素の係合に要する最低電流より小さな電流である、
   電磁弁駆動回路の制御装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１つの請求項に記載の電磁弁駆動回路の制御装置であって、
   前記電磁弁は、変速機の係合要素に作動流体を供給するのに用いられる電磁弁であり、
   前記変速機の変速段を形成する際、前記ソレノイドに流すべき目標電流に応じたフィードフォワード項と、前記目標電流と前記検出されたソレノイド電流との差分を打ち消すためのフィードバック項と、を用いて得られる目標デューティ比で前記スイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力する変速制御手段を備え、
   前記異常診断手段は、前記フィードバック項を用いずに前記フィードフォワード項のみを用いて得られる目標デューティ比で前記スイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力する手段である、
   電磁弁駆動回路の制御装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１つの請求項に記載の電磁弁駆動回路の制御装置であって、
   前記異常診断手段は、前記ソレノイドに異常が生じているときには、前記遮断回路が正常に作動しているか否かを判定しない手段である、
   電磁弁駆動回路の制御装置。
6. 請求項１ないし５のいずれか１つの請求項に記載の電磁弁駆動回路の制御装置であって、
   前記遮断回路は、前記電源と、複数の前記電磁弁のソレノイドに各々に接続された複数の前記スイッチング素子と、を遮断可能な回路であり、
   前記電流検出手段は、前記複数のソレノイドの各々に流れる複数のソレノイド電流を検出する手段であり、
   前記異常診断手段は、前記複数のスイッチング素子に前記スイッチング指令を出力し、前記検出された複数のソレノイド電流を用いて前記遮断回路が正常に作動しているか否かを判定する手段である、
   電磁弁駆動回路の制御装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１つの請求項に記載の電磁弁駆動回路の制御装置であって、
   前記遮断回路は、前記電源と前記スイッチング素子とを遮断可能な複数の遮断部が直列に配置されてなる回路であり、
   前記異常診断手段は、前記複数の遮断部の各々について正常に作動するか否かを判定する手段である、
   電磁弁駆動回路の制御装置。
8. 電磁弁のソレノイドに接続されたスイッチング素子と、電源と前記スイッチング素子とを遮断可能な遮断回路と、前記ソレノイドに流れるソレノイド電流を検出する電流検出手段と、を備える電磁弁駆動回路の異常診断方法であって、
   所定の診断条件が成立したとき、前記遮断回路に前記電源と前記スイッチング素子とを遮断させる遮断指令を出力すると共に前記スイッチング素子にスイッチングを行なわせるスイッチング指令を出力し、前記遮断指令および前記スイッチング指令の出力中に、前記検出されたソレノイド電流が閾値未満のときには前記遮断回路は正常に作動していると判定し、前記検出されたソレノイド電流が前記閾値以上のときには前記遮断回路は正常に作動していないと判定する、
   電磁弁駆動回路の異常診断方法。
   

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