JP6201366B2 - 電気負荷制御装置の過電流異常判定装置、駆動力配分制御装置、および過電流異常判定方法ならびに過電流異常判定プログラム - Google Patents

電気負荷制御装置の過電流異常判定装置、駆動力配分制御装置、および過電流異常判定方法ならびに過電流異常判定プログラム Download PDF

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Description

この発明は、電気負荷制御装置の過電流異常判定装置、駆動力配分制御装置および過電流異常判定方法、ならびに過電流異常判定プログラムに関する。
一般に、四輪駆動車の駆動力配分装置は、変速機からの駆動力を前輪あるいは後輪のどちらか一方へ直接伝達し、可変トルククラッチ機構を介して他方の前輪あるいは後輪にも駆動力を分配して伝達する。この機構による伝達トルクを調整することによって前後各輪への駆動力配分を調整する。前記可変トルククラッチ機構には、電磁式のものが知られている。電磁式の可変トルククラッチ機構は、駆動力配分制御装置（ＥＣＵ）にて制御される。すなわち、電磁ソレノイドへの電流値をＥＣＵにて制御することにより、クラッチプレート間の摩擦接触力を可変制御してその締結力を制御し、これにより前記伝達トルクを制御する。詳説すると、ＥＣＵは電流指令値（電磁ソレノイドへ供給する電流の量）を生成し、同電流指令値と電磁ソレノイドに流れる実電流（検出電流）の偏差を解消するデューティ比をＰＩ制御（比例及び積分制御）及びＰＷＭ制御にて演算する。そして、ＥＣＵはデューティ比に応じた制御信号を駆動回路に出力して電磁ソレノイドを制御する。
ここで、電磁ソレノイドへの両端間の短絡故障した場合、ハンチング現象が発生するおそれがある。ハンチングとは、電磁ソレノイドの両端間が短絡故障した状態で、駆動回路のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）をオンしたとき、過大な電流（実電流）が流れる。また、ＥＣＵはＰＩ制御を行っているため、過大な実電流を検出すると、デューティ比を下げ、電流が０Ａ若しくはそれに近い電流値まで下げるように制御する。又、０Ａになると、再び電流を流そうとＥＣＵは制御するため、また過大な電流が流れる。
そこで従来、ハンチング現象の検出に基づいて、電磁ソレノイドの両端間の短絡の有無を判定する駆動力配分制御装置が知られている（特許文献１を参照）。この駆動力配分制御装置では、所定時間未満内における電流指令値の閾値に対するハンチング回数に基づき、電磁ソレノイドの両端間の短絡の有無を判定する。すなわち、ＥＣＵのマイコンは、電流指令値が有りと判定されたとき、所定時間未満内に閾値に対するハンチング回数を累積し、そのハンチング回数が所定の回数以上であれば、電磁ソレノイドの両端子間が短絡したと判定する。
特開２００４−１４２７２６号公報
ところが、特許文献１に記載の駆動力配分制御装置（ＥＣＵ）では、電流指令値が有りと判定されたとき、ハンチング回数が所定の回数以上にならない限り、電磁ソレノイドの両端間が短絡したと判定されない。換言すれば、ハンチング回数を累積する間、電気負荷制御装置には、電気負荷の両端子間の短絡よる過電流が流れ続ける。また、電源（バッテリ）と電磁ソレノイドとの間に流れる電流がパルス状であるため、所定の期間中に複数サンプリングした電流Ａ／Ｄ値を平均している。このため、実際の電磁ソレノイドが短絡した場合において、過電流が低めに計算されるので異常を検出できないおそれがある。
この発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気負荷の両端間の短絡に起因する電気負荷制御装置の過電流異常をより早く判定することにある。
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
上記課題を解決する異常判定方法は、電気負荷に流すべき電流を指令する電流指令値と、実際に検出される前記電気負荷に流れている電流の電流値との間の差分を解消するためのデューティ比を演算し、当該デューティ比に基づいて前記電気負荷の駆動をＰＷＭ制御する電気負荷制御装置の異常判定方法において、前記デューティ比に応じたデューティがオンになる期間で複数回サンプリングした前記電流値のうち、最も値が大きな電流値である電流最大値が異常電流閾値を超え、かつ当該異常電流が検出される時間である検出時間が異常検出時間閾値を経過したとき過電流異常と判定することを特徴とする。
この構成によれば、電気負荷の両端子間が短絡したときの電気負荷制御装置の過電流異常をより早く検出することができる。
上記課題を解決する異常判定装置は、電気負荷に流すべき電流を指令する電流指令値と、実際に検出される前記電気負荷に流れている電流の電流値との間の差分を解消するためのデューティ比を演算し、当該デューティ比に基づいて前記電気負荷の駆動をＰＷＭ制御する電気負荷制御装置の異常判定装置において、前記異常判定装置は、前記デューティ比に応じたデューティがオンになる期間で複数回サンプリングされた前記電流値のうち、最も大きな電流値である電流最大値を検出することが可能な電流最大値検出部と、検出された前記電流最大値と異常電流閾値との比較結果に基づいて異常電流であるか否かを判定する異常電流判定部と、異常電流が検出される時間である検出時間と異常検出時間閾値との比較結果に基づいて、異常検出時間を経過しているか否かを判定する異常検出時間判定部と、前記電流最大値が異常電流閾値を超え、かつ前記検出時間が異常検出時間閾値を経過したとき、過電流異常と判定する異常判定部と、を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、異常判定部は、電流最大値が異常電流閾値を超え、かつ前記検出時間が異常検出時間を経過したとき、過電流異常と判定する。これにより、電気負荷に流れる電流最大値を基に、電気負荷の短絡したときの電気負荷制御装置の過電流異常の有無を判定することができる。
上記異常判定装置について、前記電気負荷は、リレーを介して電源と接続しており、前記異常判定部は、前記電気負荷制御装置の過電流異常と判定したとき、前記リレーをオフ制御することが好ましい。
この構成によれば、異常判定部は、電気負荷制御装置の過電流異常と判定したとき、前記リレーをオフ制御する。これにより、電気負荷の異常と判定したとき、リレーをオフ制御することで、電気負荷制御装置の電源と電気負荷との間にある素子の損傷を防止することができる。
上記異常判定装置について、前記異常判定部が過電流異常と判定したとき、その旨報知する報知部を備えることが好ましい。
この構成によれば、異常検出されたことが、報知部を通じて運転者に知らせる。これにより、電気負荷の両端子間の短絡による過電流異常に対する運転者の注意を喚起することができる。
上記異常判定装置について、前記電気負荷制御装置には、前記電流最大値と異常検出時間閾値との間の相関を示すマップが記憶され、前記異常判定部は、検出した前記電流最大値と前記マップに基づいて前記異常検出時間閾値を設定することが好ましい。
この構成によれば、異常検出時間閾値は、電気負荷に流れる電流最大値に応じて設定する。すなわち、電流最大値が大きいと、異常検出時間を短く、電流最大値が小さいと長くなるように設定する。これにより、電気負荷の短絡した場合、電気負荷制御装置の過電流異常をより早く検出できる。また、電流最大値が小さいときでは、異常検出時間を長く設定することで、電気負荷制御装置の過電流異常の誤検知を抑制することができる。
上記課題を解決する異常判定装置は、駆動源から駆動力伝達系を介して複数の車輪へそれぞれ伝達される駆動力の割合を調節する電気負荷を備えた駆動力配分制御装置の異常判定装置において、請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の異常判定装置を備えること。
この構成によれば、電気負荷の短絡による過電流を早く検出できるとともに、経路上にある素子、特に駆動力配分制御装置の電源と電気負荷との間にある素子の損傷を防止することができる。
上記課題を解決する電気負荷制御装置の異常判定プログラムは、電気負荷に流すべき電流を指令する電流指令値と、実際に検出される前記電気負荷に流れている電流の電流値との間の差分を解消するためのデューティ比を演算し、当該デューティ比に基づいて前記電気負荷の駆動をＰＷＭ制御する電気負荷制御装置の異常判定プログラムにおいて、前記デューティ比に応じたデューティがオンになる期間で複数回サンプリングした前記電流値のうち、最も値が大きな電流値である電流最大値を検出する電流最大値検出ステップと、検出された前記電流最大値と異常電流閾値との比較結果に基づいて異常電流であるか否かを判定する異常電流判定ステップと、検出時間が異常検出時間閾値との比較結果に基づいて異常検出時間を経過したか否かを判定する異常検出時間判定ステップと、を備え、各判定ステップの判定結果に基づいて、電気負荷制御装置の過電流異常の有無を判定することを特徴とする。
この構成によれば、電流最大値検出ステップの検出結果、および各判定ステップの判定結果に基づいて、電気負荷制御装置の過電流異常の有無を判定する。これにより、電気負荷の両端子間の短絡による電気負荷制御装置の過電流異常の有無を判定することができる。
本発明によれば、電気負荷の両端間の短絡に起因する電気負荷制御装置の過電流異常をより早く判定することができる。
一実施形態における四輪駆動車の概略構成図。 同実施形態における駆動力配分制御装置の電気的構成を示す回路図。 （ａ）は、デューティ比と時間との間の相関を示す説明図、（ｂ）は、（ａ）の時間軸におけるバッテリと電磁ソレノイドとの間の電流の変化を示す説明図、（ｃ）は、（ａ）の時間軸におけるＡ／Ｄサンプリングを示すタイミングチャート。 同実施形態における上段電流取り込みの処理の流れを示すフローチャート。 同実施形態における異常判定処理の流れを示すフローチャート。 同実施形態における電流最大値を検出処理の流れを示すフローチャート。 他の実施形態における異常電流閾値と異常検出時間との相関を示すマップ。
以下、駆動配分制御装置の一実施形態を説明する。
図１に示すように、四輪駆動車１１は、駆動源を構成するエンジン１２およびトランスアクスル１３を備えている。トランスアクスル１３は、トランスミッションおよびトランスファ等を有している。トランスアクスル１３には、一対のフロントアクスル１４,１４およびプロペラシャフト１５が連結されている。両フロントアクスル１４,１４には、それぞれ前輪１６,１６が連結されている。プロペラシャフト１５には、駆動力配分装置として駆動力伝達装置（カップリング）１７が連結されており、同駆動力伝達装置１７には、ドライブピニオンシャフト（図示略）を介してリヤディファンレンシャル１８が連結されている。リヤディファンレンシャル１８には、一対のリヤアクスル１９,１９を介して後輪２０,２０が連結されている。
エンジン１２の駆動力はトランスアクスル１３および両フロントアクスル１４,１４を介して両前輪１６,１６に伝達される。また、プロペラシャフト１５とドライブピニオンシャフトとが駆動力伝達装置１７によりトルク伝達可能に連結された場合、エンジン１２の駆動力は、プロペラシャフト１５、ドライブピニオンシャフト、リヤディファンレンシャル１８および両リヤアクスル１９,１９を介して両後輪２０,２０に伝達される。
トランスアクスル１３、両フロントアクスル１４,１４、プロペラシャフト１５、ドライブピニオンシャフト、駆動力伝達装置１７、リヤディファンレンシャル１８および両リヤアクスル１９,１９により駆動力伝達系が構成されている。
駆動力伝達装置１７は、湿式多板式の電磁クラッチ機構２１を備えており、同電磁クラッチ機構２１は、互いに摩擦係合または離間する複数のクラッチ板（図示略）を有している。電磁クラッチ機構２１に内蔵された電気負荷としての電磁ソレノイド２２（図２を参照）に対して所定の電流を供給すると、各クラッチ板は互いに摩擦係合し、前輪１６.１６と後輪２０,２０との間においてトルク（駆動力）の伝達が行われる。電磁クラッチ機構２１への電流の供給を遮断すると各クラッチ板は互いに離間し、前輪１６,１６と後輪２０,２０との間におけるトルクの伝達も遮断される。
各クラッチ板の摩擦係合力が電磁ソレノイド２２へ供給する電流の量（電流の強さ）に応じて増減する。この電磁ソレノイド２２への電流供給量を制御することにより前輪１６,１６と後輪２０,２０との間の伝達トルク、すなわち前輪１６と後輪２０との間の拘束力を任意に調整可能となっている。各クラッチ板の摩擦係合力が増大すると前輪１６,１６と後輪２０,２０との間の伝達力も増大する。逆に、各クラッチ板の摩擦係合力が減少すると前輪１６,１６と後輪２０,２０との間の伝達力も減少する。
電磁ソレノイド２２への電流の供給、遮断および電流供給量の調整は、駆動力配分用の電子制御装置である駆動力配分制御装置３１（４ＷＤ−ＥＣＵ）により制御される。すなわち、駆動力配分制御装置３１は、電磁クラッチ機構２１における各クラッチ板の摩擦係合力を制御することによって、四輪駆動状態または二輪駆動状態のいずれか選択するとともに、四輪駆動状態において前輪１６,１６と後輪２０,２０との間の駆動力配分率（トルク配分率）を制御する。
次に、四輪駆動車１１の駆動力配分制御装置３１の電気的構成を図２に従って説明する。
図２に示すように、四輪駆動車１１の駆動力配分制御装置３１は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、記憶部を構成するＲＯＭ（読み出し専用メモリ）３２ａ、ＲＡＭ（書き込み読み出し専用メモリ）３２ｂ、および入力インタフェース等を備えたマイクロコンピュータ（以下、「マイコン３２」と称する）を中心として構成されている。なお、マイコン３２は、「異常判定部」に相当する。
ＲＯＭ３２ａには、マイコン３２が実行する各種プログラム、各種データおよび各種の特性マップが格納されている。各種特性マップは、それぞれ車両モデルによる実験データおよび周知の理論計算値等によって予め求められたものである。ＲＡＭ３２ｂは、ＲＯＭ３２ａに書き込まれた各種の制御プログラムを展開して駆動力配分制御装置３１のＣＰＵが各種の演算処理（たとえば電磁ソレノイド２２を通電制御するための演算処理）を実行するための作業領域である。
マイコン３２は、車輪速センサ３３、スロットル開度センサ３４、リレー３５、電流検出回路３６ａ,３６ｂ、およびエンジン制御装置（図示略）、警告灯５０がそれぞれ入出力インタフェース（図示略）を介して接続されている。
車輪速センサ３３は、左右の前輪１６,１６および後輪２０,２０にそれぞれ設けられており、この合計４つの車輪速センサ３３は、前輪１６,１６および後輪２０,２０の車輪速（車輪の単位時間当たりの回転数、すなわち回転速度）を個別検出し、これらの検出結果（車輪速信号）をマイコン３２へ送る。
スロットル開度センサ３４は、スロットルバルブ（図示略）に接続されており、このスロットルバルブの開度（スロットル開度）、すなわち運転者のアクセルペダル（図示略）の踏込操作量を検出する。スロットル開度センサは、検出結果（踏込操作量信号）をマイコン３２へ送る。
警告灯５０は、マイコン３２の制御に基づき点灯する。なお、警告灯５０は、「報知部」に相当する。
また、四輪駆動車１１は、バッテリ３８を備えており、このバッテリ３８の両端には、ヒューズ３９、イグニッションスイッチ４０、リレー３５、シャント抵抗４１ａ、電解効果トランジスタ（以下、「ＦＥＴ４２」と称する）、電磁ソレノイド２２およびシャント抵抗４１ｂの直列回路が接続されている。
シャント抵抗４１ａ,４１ｂの両端は、電流検出回路３６ａ,３６ｂの入力側にそれぞれ接続されている。電流検出回路３６ａ,３６ｂは、シャント抵抗４１ａ,４１ｂの両端間に電圧に基づいて、シャント抵抗４１ａ,４１ｂに流れる電流をそれぞれ検出し、マイコン３２へ送る。マイコン３２は、電流検出回路３６ａから送られてきたシャント抵抗４１ａに流れる実電流に基づいて電磁ソレノイド２２に流れる電流を演算する。電磁ソレノイド２２の両端には、フライホイルダイオード４３が接続されている。このフライホイルダイオード４３は、ＦＥＴ４２がオフしたとき発生する逆起電力を逃すためのものであり、これによりＦＥＴ４２が保護される。ＦＥＴ４２のゲートＧはマイコン３２の出力側に接続されている。ＦＥＴ４２のソースＳは、電磁ソレノイド２２の＋側端子に、ＦＥＴ４２のドレインＤは、シャント抵抗４１ａに接続されている。
イグニッションスイッチ４０がオン（閉動作）されると、電源回路（図示略）を介して電源としてのバッテリ３８からマイコン３２へ電力が供給される。すると、マイコン３２が、各車輪速センサ３３およびスロットル開度センサ３４から得られる各種の情報（検出信号）に基づいて駆動力配分制御プログラム等の各種制御プログラムを実行し、電磁ソレノイド２２へ供給する電流の量（電流指令値）を演算する。
詳述すると、マイコン３２は、前記車輪速センサ３３およびスロットル開度センサ３４から得られる各種の情報（検出信号）に基づいて、電磁ソレノイド２２の電流指令値を生成（設定）する。そして、マイコン３２は、同電流指令値と電磁ソレノイド２２に流れる実電流の偏差を解消するためにＰＩ制御によりＰＩ制御値を演算する。さらに、マイコン３２は、算出したＰＩ制御値に応じたＰＷＭ演算を行って、デューティ比を決定し、このデューティ比に基づいてデューティ制御された電圧が電磁ソレノイド２２に印加されるように、ＦＥＴ４２をオンオフ制御（ＰＷＭ制御）する。すなわち、マイコン３２は、電磁ソレノイド２２へ印加する電圧を制御することにより、前輪側と後輪側との駆動力配分を可変制御する。
イグニッションスイッチ４０がオフ（開動作）されるとマイコン３２への電力の供給が遮断される。
マイコン３２は、後述する過電流異常を検出したとき、警告灯５０を点灯することでユーザに駆動力配分制御装置３１の過電流異常であることを知らせる。
（実施形態の作用）
次に、マイコン３２の過電流異常判定処理について、図３〜図６に示すフローチャートに従って詳細に説明する。これらのフローチャートはＲＯＭ３２ａに予め格納された各種の制御プログラムに基づいて実行される。なお、ここでは、ステップを「Ｓ」と略記する。
まず、マイコン３２による上段電流（正確にはシャント抵抗４１ａに流れる実電流）の取り込み処理を説明する。
図３に示すように、デューティが「ＯＮ」になる期間を期間Ｔｏｎと、デューティが「ＯＦＦ」になる期間を期間Ｔoffとしたとき、期間Ｔｏｎ中に、マイコン３２は電流検出回路３６ａを介して上段電流の取り込みを実施する。また、ここでのＡＤサンプリングの期間Ｔａｄは、期間Ｔｏｎより短い期間である。これにより、デューティが期間Ｔｏｎになる毎に、上段電流を取り込むことができる。
図４に示すように、Ｓ１１０において、マイコン３２は電流検出回路３６aを介して取り込んだ上段電流をＡ／Ｄ（ＩＡＤin）に変換し、処理をＳ１２０へ移行する。
Ｓ１２０において、マイコン３２は電流Ａ／Ｄ値をＲＡＭ３２ｂの所定領域ＩＡＤ[Ｎ１]に格納し、処理をＳ１３０に移行する。
Ｓ１３０において、マイコン３２はＡ／Ｄ回数カウンタＮ１の値をインクリメント（Ｎ１←Ｎ１+１）し、処理を終了する。なお、インクリメントとは、たとえばＡ／Ｄ回数カウンタＮ１の値を１だけ増加させることをいう。
このように、マイコン３２は、所定期間Ｔｏｎになる毎に上段電流を取得し、ＲＡＭ３２ｂの所定領域IＡＤ[Ｎ１]に格納する。
次に、マイコン３２による過電流異常判定処理を図５のフローチャートに従って説明する。
図５に示すように、Ｓ２１０において、マイコン３２は、累積されたＡ／Ｄ回数カウンタＮ１の値をクリア（Ｎ１←０）し、処理をＳ２２０に移行する。
Ｓ２２０において、マイコン３２は期間Ｔ１の中に取り込んだ上段電流のうち、最も大きな電流最大値を検出し、処理をＳ２３０に移行する。
Ｓ２３０において、マイコン３２はＳ２２０で検出した電流最大値と異常電流閾値ＫＩｍａｘとを比較することにより、過電流異常の有無を判定する。詳述すると、マイコン３２は検出された電流最大値が異常電流閾値ＫＩｍａｘの以上であると判定されたとき（Ｓ２３０：ＹＥＳ）、処理をＳ２４０に移行する。一方、電流最大値が異常電流閾値ＫＩｍａｘより小さいと判定したとき（Ｓ２３０：ＮＯ）、処理をＳ２９０に移行する。Ｓ２９０において、マイコン３２は異常検出時間カウンタＴＩｍａｘの値をクリア（ＴＩｍａｘ←０）し、その後処理をＳ２９５に移行する。なお、Ｓ２３０は、[異常電流判定ステップ]に相当する。また、ここでの異常電流閾値ＫＩｍａｘは、電磁ソレノイド２２の両端子が短絡した状態において、デューティ比を、たとえばＸ％にしたときに検出される検出電流よりも低い値に設定されている。このため、検出電流と異常電流閾値ＫＩｍａｘとの比較を通じて、検出電流の異常判定が可能となる。異常電流閾値ＫＩｍａｘは、試験等により予め求められ、ＲＯＭ３２ａに記憶されている。
Ｓ２４０において、マイコン３２は異常検出時間カウンタＴＩｍａｘの値をインクリメント（ＴＩｍａｘ←ＴＩｍａｘ+１）する。その後、マイコン３２は処理をＳ２５０に移行する。
Ｓ２５０において、マイコン３２は異常電流が検出される時間である検出時間（異常電流検出回数）が異常検出時間を経過しているか否かを判定する。詳述すると、異常検出時間カウンタＴＩｍａｘの値が異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘの値以上であるとき（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、マイコン３２は処理をＳ２６０に移行する。一方、異常検出時間カウンタＴＩｍａｘの値が、異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘの異常であるか否かを判定する基準となる閾値ＫＴｍａｘより小さいとき（Ｓ２５０：ＮＯ）、マイコン３２は処理をＳ２９５に移行する。
異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘは、異常電流を検出した回数である。従って、異常を検出する時間である検出時間は、異常検出時間カウンタＴＩｍａｘと過電流異常判定処理の周期とを掛け算することで求められる。同様に、当該検出時間が異常であるか否かを判定する基準となる異常検出時間は、異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘと過電流異常判定処理の周期とを掛け算することで求められる。従って、異常検出時間カウンタＴＩｍａｘの値と異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘとを比較することで異常検出時間を経過しているか否かを判定することができる。なお、異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘは、試験等により求められ、ＲＯＭ３２ａに記憶されている。また、Ｓ２５０は「異常検出時間判定ステップ」に相当する。また、異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘは「異常検出時間閾値」に相当する。
Ｓ２６０において、マイコン３２はリレー３５をオフ制御する。すなわち、検出された電流最大値が異常電流閾値ＫＩｍａｘを超え、かつ異常検出時間を経過していると判定されたとき、リレー３５がオフ制御されることにより、電磁ソレノイド２２への電源供給が遮断される。
Ｓ２７０において、マイコン３２は過電流異常と判定したとき、警告灯５０を光らせることで、駆動力配分制御装置３１の過電流異常であることを運転者に知らせる。
Ｓ２８０において、マイコン３２は異常検出時間カウンタＴＩｍａｘの値を保持する（ＴＩｍａｘ←ＫＴmax）とともに、処理をＳ２９５に移行する。
Ｓ２９５において、マイコン３２は所定領域Ｉｍａｘに格納されている電流最大値をクリア（Ｉｍａｘ←０）するとともに、当該フローチャートの処理を一旦終了する。
なお、マイコン３２は異常判定装置として機能する。また、このときマイコン３２はＳ２２０の処理を実行する「電流最大値検出部」、Ｓ２３０の処理を実行する「異常電流判定部」およびＳ２５０の処理を実行する「異常検出時間判定部」として機能する。
次に、マイコン３２による上段電流取り込み処理にて取り込んだ電流Ａ／Ｄ値の中の最大値を検出する処理について図６に示すフローチャートに従って説明する。
図６に示すように、Ｓ３１０において、マイコン３２は最大値検出カウンタＮ２が、最大値検出カウンタ閾値ＫＮ１の以下であるか否かを判定する。なお、最大値検出カウンタ閾値ＫＮ１は、期間Ｔ１の間に取り込んだ電流Ａ／Ｄ値の回数である。たとえば、図３に示すように、期間Ｔ１の間に電流Ａ／Ｄ値を２回取得したとき、ＫＮ１は「２」となる。
最大値検出カウンタＮ２の値が電流最大値検出カウンタ閾値ＫＮ1以下である場合には（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、処理をＳ３２０に移行する。
Ｓ３２０において、マイコン３２は上段電流取り込み処理にて取り込んだ電流Ａ／Ｄ値を比較する。たとえば、マイコン３２はＲＡＭ３２ｂの所定領域ＩＡＤ[Ｎ２＋１]に格納されている電流Ａ／Ｄ値と所定領域ＩＡＤ[Ｎ２]に格納されている電流Ａ／Ｄ値より大きいとき（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、処理をＳ３３０に移行する。一方、所定領域ＩＡＤ[Ｎ２＋１]に格納されている電流Ａ／Ｄ値が所定領域ＩＡＤ[Ｎ２]に格納されている電流Ａ／Ｄ値より小さいとき（Ｓ３２０：ＮＯ）、処理をＳ３４０に移行する。
Ｓ３３０において、マイコン３２は所定領域ＩＡＤ[Ｎ２＋１]に格納された電流Ａ／Ｄ値をＲＡＭ３２ｂの所定領域Ｉｍａｘに格納し、Ｓ３５０に処理を移行する。
Ｓ３４０において、マイコン３２は所定領域ＩＡＤ[Ｎ２]に格納されたＡ／Ｄ値をＲＡＭ３２ｂの所定領域Ｉｍａｘに格納し、Ｓ３５０に処理を移行する。
Ｓ３５０において、マイコン３２は最大値検出カウンタＮ２にインクリメント（Ｎ２←Ｎ２+１）し、Ｓ３１０へ処理を移行する。
なお、Ｓ３１０において、最大値検出カウンタＮ２の値が最大値検出カウンタ閾値ＫＮ１を超える場合には（Ｓ３１０：ＮＯ）、処理をＳ３６０に移行する。
Ｓ３６０において、マイコン３２は最大値検出カウンタＮ２の値をクリア（Ｎ２←０）して、当該プログラム処理を一旦終了する。
このように、マイコン３２は、所定期間Ｔ１に取得した上段電流が異常電流閾値を超え（Ｓ２３０）、かつ異常検出時間を経過しているとき（Ｓ２５０）、電磁ソレノイド２２の両端子間の短絡による駆動力配分制御装置３１の過電流異常であると判定する。従って、電磁ソレノイド２２の両端子間の短絡に起因する駆動力配分制御装置３１の過電流異常を、たとえば取得された電流の平均値を基に過電流異常の有無を判定する従来の駆動力配分制御装置に比べて早く検出できる。また、バッテリ３８と電磁ソレノイド２２との間にある素子の損傷を防止することができる。
なお、マイコン３２は駆動力配分制御装置３１に過電流異常が発生したとき、すなわち電磁ソレノイド２２の両端子間が短絡した場合、四輪駆動車１１の走行モードを四輪駆動モード（４ＷＤ）から２輪駆動（２ＷＤ）とする。よって、駆動力配分制御装置３１に過電流異常が発生していても、四輪駆動車１１は走行可能状態である。
以上、説明した実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）駆動力配分制御装置３１では、電磁ソレノイド２２の異常判定装置として、マイコン３２を備えた。マイコン３２は、所定期間Ｔ１において取得した上段電流（シャント抵抗４１aに流れる実電流）の中の電流最大値を検出し、この電流最大値が異常電流閾値ＫＩｍａｘを超え、かつこの超えた時間が異常検出時間を経過したときに駆動力配分制御装置３１に過電流異常が発生していると判定する。これにより、電磁ソレノイド２２の両端子間の短絡に起因する駆動力配分制御装置３１の過電流異常を、たとえば取得された電流の平均値を基に過電流異常の有無を判定する従来の駆動力配分制御装置に比べて早く検出することができる。また、異常電流検出時間を経過しないと過電流異常と判定しないので、駆動力配分制御装置３１の過電流異常の誤検知も抑制することができる。
（２）マイコン３２は、過電流異常であると判定したとき、リレー３５をオフ制御するようにした。これにより、過電流異常であると判定したとき、電磁ソレノイド２２への電源供給を遮断することができる。従って、駆動力配分制御装置３１の過電流異常から素子、特にバッテリ３８と電磁ソレノイド２２との間にある素子の損傷を防止することができる。
（３）マイコン３２は駆動力配分制御装置３１の過電流異常であると判定したとき、警告灯５０を光らせることで運転者に知らせるようにした。これにより、駆動力配分制御装置３１の過電流異常に対する運転者の注意を喚起することができる。
なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することができる。
・本例での異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘは、異常電流閾値ＫＩmaxに応じて設定してもよい。この場合、ＲＯＭ３２ａにはマップＭが記憶されている。マップＭは、図７に示すように、異常電流閾値ＫＩmaxと異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘとの相関を示す。マイコン３２は、異常電流閾値ＫＩｍａｘに応じて、マップに基づいて異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘを設定する。すなわち、異常電流閾値ＫＩｍａｘが大きいと、異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘを短く設定する。なお、この処理は、たとえばイグニッションスイッチ４０がオフからオンになる毎に実行する。このようにすることで、本例の（１）〜（３）と同様の効果が得られる。また、異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘを検出される電流最大値に応じて設定することで、駆動力配分制御装置３１の過電流異常をより早く検出することができる。
・期間Ｔ１に取り込む最大値検出カウンタ閾値ＫＮ１の値は適宜に変更してもよい。たとえば、最大値検出カウンタ閾値ＫＮ１は１回にしてもよい。最大値検出カウンタ閾値ＫＮ１が１である場合、実際にシャント抵抗４１aに流れる電流値を電流最大値とし、本例での異常判定プログラムに基づき、駆動力配分制御装置３１の過電流異常を判定することができる。
・異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘの値は、適宜に変更してもよい。たとえば、異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘの値は１回以上にしてもよい。たとえば、異常検出時間カウンタ閾値ＫＴｍａｘの値を１にした場合、マイコン３２は異常電流を１回検出すると駆動力配分制御装置３１に過電流異常が発生したと判定する。この場合であっても、駆動力配分制御装置３１の過電流異常を判定することができる。
・本実施形態では、電気負荷制御装置、異常判定装置として、駆動力配分制御装置３１に具体化したが、この装置に限定されるものではない。例えば、電気負荷としての電動モータを制御するモータ制御装置を電気負荷制御装置、異常判定装置として具体化してもよい。この場合、モータのコイルの両端子間の短絡に起因した過電流によるモータ制御装置の異常を判定することができる。
・本実施形態では、警告灯５０を報知部として設けたが、報知部として、警告音を発生するスピーカや合成音声回路等を介して警告メッセージを発生する警告音発生部するようにしてもよい。
１１…四輪駆動車、１２…エンジン、１３…トランスアクスル、１４…フロントアクスル、１５…プロペラシャフト、１６…前輪、１７…駆動力伝達装置、１８…リヤディファンレンシャル、１９…リヤアクスル、２０…後輪、２１…電磁クラッチ機構、２２…電磁ソレノイド、３１…駆動力配分制御装置、３２…マイコン、３２ａ…ＲＯＭ、３２ｂ…ＲＡＭ、３３…車速センサ、３４…スロットル開度センサ、３５…電源リレー、３６ａ,３６ｂ…電流検出回路、３８…バッテリ、３９…ヒューズ、４０…イグニッションスイッチ、４１ａ,４１ｂ…シャント抵抗、４２…トランジスタ（ＦＥＴ）、４３…フライホイルダイオード、５０…報知部、ＫＮ１…最大値検出カウンタ閾値、Ｎ１…Ａ／Ｄ回数カウンタ、Ｎ２…最大値検出カウンタ、ＫＴｍａｘ…異常検出時間カウンタ閾値、ＫＩｍａｘ…異常電流閾値、ＩＡＤｉｎ…電流Ａ／Ｄ値、Ｉｍａｘ…所定領域、ＩＡＤ[Ｎ１], ＩＡＤ[Ｎ２]…所定領域、Ｔｏｎ…期間、Ｔoff…期間、Ｔ１…期間。

Claims (7)

  1. 電気負荷に流すべき電流を指令する電流指令値と、実際に検出される前記電気負荷に流れている電流の電流値との間の差分を解消するためのデューティ比を演算し、当該デューティ比に基づいて前記電気負荷の駆動をＰＷＭ制御する電気負荷制御装置の異常判定方法において、
    前記デューティ比に応じたデューティがオンになる期間で複数回サンプリングした前記電流値のうち、最も値が大きな電流値である電流最大値が異常電流閾値を超え、かつ当該異常電流が検出される時間である検出時間が異常検出時間閾値を経過したとき、過電流異常と判定することを特徴とする異常判定方法。
  2. 電気負荷に流すべき電流を指令する電流指令値と、実際に検出される前記電気負荷に流れている電流の電流値との間の差分を解消するためのデューティ比を演算し、当該デューティ比に基づいて前記電気負荷の駆動をＰＷＭ制御する電気負荷制御装置の異常判定装置において、
    前記異常判定装置は、前記デューティ比に応じたデューティがオンになる期間で複数回サンプリングされた前記電流値のうち、最も大きな電流値である電流最大値を検出することが可能な電流最大値検出部と、
    検出された前記電流最大値と異常電流閾値との比較結果に基づいて異常電流であるか否かを判定する異常電流判定部と、
    異常電流が検出される時間である検出時間と異常検出時間閾値との比較結果に基づいて、異常検出時間を経過しているか否かを判定する異常検出時間判定部と、
    前記電流最大値が異常電流閾値を超え、かつ前記検出時間が異常検出時間閾値を経過したとき、過電流異常と判定する異常判定部と、を備えたことを特徴とする異常判定装置。
  3. 請求項２に記載の異常判定装置において、
    前記電気負荷は、リレーを介して電源と接続しており、前記異常判定部は、前記電気負荷制御装置の過電流異常と判定したとき、前記リレーをオフ制御する異常判定装置。
  4. 請求項２または請求項３に記載の異常判定装置において、
    前記異常判定部が過電流異常と判定したとき、その旨報知する報知部を備えたことを特徴とする異常判定装置。
  5. 請求項２〜４に記載のいずれか一項の異常判定装置において、
    前記電気負荷制御装置には、前記電流最大値と異常検出時間閾値との間の相関を示すマップが記憶され、
    前記異常判定部は、検出した前記電流最大値と前記マップに基づいて前記異常検出時間閾値を設定する異常判定装置。
  6. 駆動源から駆動力伝達系を介して複数の車輪へそれぞれ伝達される駆動力の割合を調節する電気負荷を備えた駆動力配分制御装置の異常判定装置において、
    請求項２〜請求項５のいずれか一項に記載の異常判定装置を備えたことを特徴とする異常判定装置。
  7. 電気負荷に流すべき電流を指令する電流指令値と、実際に検出される前記電気負荷に流れている電流の電流値との間の差分を解消するためのデューティ比を演算し、当該デューティ比に基づいて前記電気負荷の駆動をＰＷＭ制御する電気負荷制御装置の異常判定プログラムにおいて、
    前記デューティ比に応じたデューティがオンになる期間で複数回サンプリングした前記電流値のうち、最も値が大きな電流値である電流最大値を検出する電流最大値検出ステップと、
    検出された前記電流最大値と異常電流閾値との比較結果に基づいて異常電流であるか否かを判定する異常電流判定ステップと、
    検出時間が異常検出時間閾値との比較結果に基づいて異常検出時間を経過したか否かを判定する異常検出時間判定ステップと、を備え、
    各判定ステップの判定結果に基づいて、電気負荷制御装置の過電流異常の有無を判定することを特徴とする異常判定プログラム。
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