JP6702333B2 - 駆動装置 - Google Patents

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Description

この技術は、駆動制御されるソレノイドバルブ等の誘導性負荷に接続される駆動装置に関する。
従来、ソレノイドバルブを励磁、非励磁に切り換えることにより油圧回路を切り換えて変速を行う機構が車両用自動変速機の変速制御に用いられている。このような技術において、変速用のソレノイドバルブに対しては、変速ショックを低減するために、高い精度の電流制御が要求される。このようなソレノイドバルブ等の誘導性負荷を制御する制御装置として、該誘導性負荷に流れる電流を、該誘導性負荷の通電経路に接続された電流検出用抵抗の両端電圧という形で検出し、該検出電圧に基づき、誘導性負荷に流れる電流を制御上の目標値となるように、通電用スイッチング素子へのオンオフのデューティ比を調節する電流フィードバック制御を行うものが知られている(特許文献1参照)。
特開2002−84175号公報
ところで、誘導性負荷におけるコイルの端部をバルブボディ側にフレームグランドすると、グランド抵抗値が高くなり、誘導性負荷の動作電圧範囲が狭くなる虞がある。そのため、特許文献1に記載の制御装置では、1本の誘導性負荷に対して電流を供給する配線とグランドに接続する配線との2本の配線を用いている。しかしながら、近年、自動変速機にあっては、多段化の開発が進んでおり、それに伴い、誘導性負荷(ソレノイドバルブ)の本数が多く必要となっているため、配線の本数が多数必要となると共に、制御装置に配線を接続するコネクタにおける端子の数も増加し、コネクタのサイズの大型化を招いてしまうという問題があった。
そこで、接続部のサイズを小型化することが可能な駆動装置を提供することを目的とするものである。
開示に係る駆動装置は、一端部と他端部とを夫々有し、駆動信号が夫々入力されることに応じて駆動制御され、前記他端部がバッテリの正極と負極との一方の極に接続される複数の誘導性負荷を制御する駆動装置において、
前記複数の誘導性負荷の一端部のそれぞれに接続される複数の配線と、前記複数の誘導性負荷の他端部のそれぞれに接続される複数の配線の2本以上をまとめて共通化した共通配線と、接続されるコネクタと、
制御部と、
前記制御部に接続され、前記複数の誘導性負荷の前記一端部に夫々接続された複数の制御駆動部と、を備え、
前記複数の制御駆動部は夫々、
前記バッテリの正極側に導通するように接続された第1のスイッチング素子と、
前記バッテリの負極側に接続された第2のスイッチング素子と、
前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子に夫々制御信号を供給し、前記誘導性負荷の前記一端部と前記バッテリの正極側との間の第1の電流路と、前記誘導性負荷の前記一端部と前記バッテリの負極側との間の第2の電流路とを、導通状態と遮断状態とに切換えて前記駆動信号を生成するように制御する信号生成制御部と、
前記信号生成制御部による前記制御時に、前記第1の電流路及び前記第2の電流路に共通する共通電流路に流れる電流をモニタリングする電流モニタ部と、を有し、
前記制御部は、
各前記制御駆動部の前記電流モニタ部によりモニタリングしている前記共通電流路の電流変化に基づき、前記共通配線の断線異常が発生していると判定する断線判定処理を実行する。
これにより、複数の誘導性負荷の他端部のそれぞれに接続される複数の配線の2本以上をまとめて共通化した共通配線で、接続部に接続する構成とするので、接続部の端子の数を減らすことができ、接続部の小型化を可能にすることができる。
第1の実施形態に係る駆動装置、及び該駆動装置が接続されるリニアソレノイドバルブを示す構成図。 本駆動装置を全体的に示す回路図。 PWM制御で用いられるPWM信号を簡略的に示す図。 第1の実施形態に係る断線判定処理を示すフローチャート。 第2の実施形態に係る断線判定処理を示すフローチャート。 本実施形態に係る自動変速機及び駆動装置を示すブロック図。
<第1の実施の形態>
以下、本第1の実施の形態について、図1乃至図4、及び図6に沿って説明する。なお、本実施の形態に係る駆動装置9が駆動制御する誘導性負荷として、リニアソレノイドバルブを用いている。
[自動変速機]
まず、本実施の形態に係る駆動装置9及び自動変速機100の概略構成について説明する。図6に示すように、自動変速機100は、エンジン(駆動源)200に駆動連結されるトルクコンバータ(流体伝動装置)101と、トルクコンバータ101の出力回転を変速してプロペラシャフト301を介して車輪302に出力する変速機構102と、それらトルクコンバータ101の循環油圧、変速機構102の不図示の摩擦係合要素(クラッチやブレーキ)の油圧サーボに供給する作動油圧、並びに変速機構102に潤滑油を供給するための潤滑油圧などを油圧制御する油圧制御装置103と、詳しくは後述する駆動装置(ECU)9と、を備えて構成されている。油圧制御装置103には、摩擦係合要素の油圧サーボの係合圧などを油圧制御する例えば5本のリニアソレノイドバルブSL1〜SL5が内蔵される形で配置されている。なお、図6において駆動装置9は、自動変速機100から離れた位置に記載しているが、実際には自動変速機100の側方或いは上方に隣接して固定される形で配置されたり、自動変速機100の内部に内蔵される形で配置されたりする。勿論であるが、駆動装置9は、不図示のボンネットの内部における電子機器の収納ボックス内などに配置されていてもよい。
[駆動装置]
続いて、本実施の形態に係る駆動装置9及びその関連する構成部分について、図1及び図2に沿って説明する。図1は、本駆動装置及び該駆動装置が接続されるリニアソレノイドバルブを、図2の構成から一部抜粋して示す構成図であり、図2は、本駆動装置を全体的に示す構成図である。図2では、リニアソレノイドバルブSL1に対応する制御駆動部9a、及びリニアソレノイドバルブSL2に対応する制御駆動部9a以外は、便宜上、図示を省略した白抜きの制御駆動部9a〜9aとして記載しているが、制御駆動部9a〜9aはいずれも上記制御駆動部9a、9aと同様の構成を備えている。
なお、制御駆動部9a〜9aは、夫々に異なる機能を有するリニアソレノイドバルブに使用される点で異なるが、その構成は互いに実質的に同じである。従って、以下、特に区別を要しない場合には、制御駆動部9a〜9aに備えられた各構成部分の符号に与えられる添え字1、2等を省略して、統括的に説明することもある。また、白抜きの制御駆動部9a〜9aに配置されている、制御駆動部9a,9aと同様の各構成部分は、不図示であっても説明に必要な場合には、制御駆動部9a,9aと同様の構成部分を示す符号の末尾に添え字1、2等を加えた形で述べることがある。
本実施の形態では、車両に用いて好適な自動変速機(不図示)に、ECU(Electronic Control Unit)から構成される駆動装置9が備えられている。図2において、駆動装置(ECU)9は、駆動信号(電流信号)が各コイル5に夫々入力されることに応じて駆動制御される誘導性負荷としてのリニアソレノイドバルブSL1〜SL5の、上記駆動信号の供給方向の上流側に接続されている。
駆動装置9は、CPU,RAM,ROMを有する制御部16と、該制御部16に接続され、リニアソレノイドバルブ(誘導性負荷)SL1〜SL5に夫々対応する制御駆動部9a〜9aとを有している。なお、本実施の形態では、制御駆動部9a〜9aによって駆動可能なリニアソレノイドバルブを、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5の5個として記載しているが、個数はこれに限定されることはなく、2〜4個でもよく、或いは6個以上でも可能である。
図2において、駆動装置(ECU)9が設けられている基板Boの一側部には、接続部の一例であるコネクタCoが配置されている。該コネクタCoは、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5にそれぞれ備えられたコネクタCo1,Co2,Co3,Co4,Co5に接続された各配線Haをそれぞれに接続させる接続端子65を有している。各配線Haに取り付けられたコネクタCo1〜Co5は、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5における後述の各ソレノイド部1に備えられた不図示のターミナルの端子に接続されている。
また、駆動装置9が設けられている基板Boには、バッテリVBの正極(+)側が接続されるコネクタ35が配置されており、制御駆動部9aに接続された該コネクタ35は、基板Boに設けられた配線を介して(図6参照)、制御駆動部9a〜9a夫々における接続ノード28にバッテリVBの正極(+)側を接続している。また、基板Boには、バッテリVBの負極(−)側が接続されるコネクタ58が配置されており、制御駆動部9aのグランドgt1は、基板Boに設けられた配線を介して(図6参照)、制御駆動部9a〜9a夫々における接続ノード29にバッテリVBの負極(−)側を接続している。
上述のように駆動装置9のコネクタCoにそれぞれ接続されたリニアソレノイドバルブSL1〜SL5は、油圧制御装置103に設けられた状態で、各コイル5の、一端部5aと逆側の他端部5bがそれぞれ5本の配線56を介して接続部60で1本の共通配線57にまとめられ、この状態で、該共通配線57を介して駆動装置9のコネクタCoのグランド端子gtに接続され、つまりグランドgr1及びバッテリVBの負極(−)に接続されている。
通常、コイル5がフレームグランドされるべきグランド部分は、バルブボディ(不図示)及び車両フレーム(不図示)等を介してバッテリVBの負極側に接続されているため、僅かながら抵抗値を有していて電位は0[V]にはならない。このため、リニアソレノイドバルブは、バルブボディにアースされてもグランド抵抗値が比較的高いため、動作電圧範囲が狭くなる虞がある。
しかし、本駆動装置9は、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5の各コイル夫々の他端部5bが配線56を介して共通配線57にまとめられた形で、該共通配線57がグランド端子gtに接続されている。該グランド端子gtは、基板Boに備えられた不図示の配線を介してコネクタ58からバッテリVBの負極(−)に接続されている。そして、制御駆動部9a〜9aにおける各グランドgr1も全て、不図示の配線を介してバッテリVBの負極(−)に接続されている。
本実施の形態では、このように各リニアソレノイドバルブのコイル5の他端部5bを全て1本の共通配線57にまとめてグランド端子gtに接続する構成のため、動作電圧範囲を充分に得ることができる。これは、図2に示すように、駆動装置9のグランド端子gtは、バルブボディや車両フレーム等を介さずに、基板Boにパターン形成されたグランド導体からなる配線のみを介してバッテリVBの負極側に接続されていて、抵抗値が限りなく低く、その電位が0Vに近いからである。
なお、本実施の形態においての後述する断線(OPEN)は、コネクタCoから配線HaやコネクタCo1〜Co5のいずれかが外れたり、配線Haや配線56そのものが切断されたりすることではなく、各配線56を1本にまとめた共通配線57そのものが切断される場合について想定している。また、本実施の形態においては、5本の配線56を1本の共通配線にまとめたものを説明するが、2本以上の配線56を1本の共通配線にまとめてもよく、言い換えれば、例えば2本の配線56を1本目の共通配線にまとめ、残りの3本の配線56を2本目の共通配線にまとめてもよい。
次に、図2に示したリニアソレノイドバルブSL1とこれに対応する制御駆動部9aの詳細な構成について、図1に沿って説明する。なお、ここではリニアソレノイドバルブSL1について説明するが、他のリニアソレノイドバルブSL2〜SL5については、リニアソレノイドバルブSL1と同様の構成を有するためその説明を省略する。
すなわち、図1に示すように、上記油圧制御装置(不図示)に配置可能なリニアソレノイドバルブSL1は、コネクタCo1に接続されている配線Ha及びコネクタCoを介して、対応する制御駆動部9aに接続されている。リニアソレノイドバルブSL1は、上記グランド端子gtに導通する低抵抗のグランドgr1にコイル5の他端部5bが配線56及び共通配線57を介して接続され、且つ駆動信号が該コイル5の一端部5aに入力されることに応じて駆動制御される。
上記リニアソレノイドバルブSL1は、油圧制御装置に設けられて、供給される油圧を、入力される駆動信号に応じた制御油圧として出力するものであり、ソレノイド部1及び調圧バルブ部(不図示)から構成される。ソレノイド部1では、ステータコア(不図示)の外径側にコイル5が嵌合され、該ステータコアの先端に対向してプランジャ6が配置され、該プランジャ6と一体に固定されているシャフト7が、ステータコア(不図示)に支持されている。該シャフト7は、ステータコアの中心孔を貫通して調圧バルブ部のスプール(不図示)に当接している。該ソレノイド部1は、駆動信号を供給されてコイル5に流れる電流に基づき、プランジャ6及びステータコアを通る磁気回路を形成し、プランジャ6及びステータコアの吸引部により、コイル5に流れる電流値に応じた磁気吸引力をプランジャ6に発生させ、該磁気吸引力によるプランジャ6の移動が、シャフト7を介してスプールに伝達され、調圧バルブ部(不図示)を操作する。これにより、出力ポート(不図示)からの出力圧がリニアに調圧される。シャフト7及びプランジャ6からなる可動子は、コイル5に対して矢印X方向に進退移動する。
一方、駆動装置(ECU)9は、不図示の車両の運転席近傍に設置されたシフト操作レバー(不図示)等に接続されており、制御部16と、該制御部16に接続された複数の制御駆動部9a〜9a(図2参照)とを有している。すなわち、駆動装置9は、リニアソレノイドバルブSL1に対応する図1の制御駆動部9aに加え、他のリニアソレノイドバルブSL2〜SL5にそれぞれ対応する個数の制御駆動部9a〜9aを有している。制御部16は、それら制御駆動部9a〜9aを介してリニアソレノイドバルブSL1〜SL5をそれぞれに駆動制御する。
図1に示すように、リニアソレノイドバルブSL1に対応する制御駆動部9aは、バッテリVBの正極(+)側と、負極(−)側に導通するグランドgr1と、の間に直列に設けられた電流路48及び電流路49を有している。また、制御駆動部9aは、電流路48と電流路49との間の接続ノード27に接続された電流路50を有している。
電流路50には、コネクタCoと、接続ノード27と該コネクタCoとの間に一方の端子26aと他方の端子26bとを夫々接続された抵抗器(シャント抵抗)25とが設けられている。接続ノード27は、配線53を介して電流検出回路40に接続されている。なお、電流路48と電流路50とにより第1の電流路が構成され、電流路49と電流路50とにより第2の電流路が構成され、電流路50により、第1の電流路及び第2の電流路の共通電流路が構成されている。これらは他の制御駆動部9a〜9aにおいても同様であることは勿論である。
制御駆動部9aにおいて、電流路48には、バッテリVBの正極側(+)に接続された第1のスイッチング素子としてのMOSFET(Metal oxide semiconductor field effect transistor)17が設けられている(以下、ハイサイドMOSFET17という)。また電流路49には、バッテリVBの負極(−)側に導通するグランドgr1側に接続された第2のスイッチング素子としてのローサイドMOSFET19が設けられている。ハイサイドMOSFET17及びローサイドMOSFET19は、互いに同じ導電型であるNチャネル型MOSFETから構成されている。これらMOSFETは、パワーMOSFETから構成されており、後述するMOSFET18及び電流検出用MOSFET20も同様である。これらについても制御駆動部9a〜9aにおいて同様であることは勿論である。
ハイサイドMOSFET17は、ゲートGがPWM駆動回路31に接続され、電流路の一端であるドレインDがバッテリの正極(+)側に接続され、電流路の他端であるソースSが接続ノード(接続部)27に接続されている。また、ローサイドMOSFET19は、ゲートGがPWM駆動回路32に接続され、電流路の一端であるソースSがグランドgr1に接続され、電流路の他端であるドレインDが接続ノード27に接続されている。
信号生成制御部としてのPWM駆動回路31,32は、ハイサイドMOSFET17及びローサイドMOSFET19に夫々PWM信号(制御信号)を供給し、バッテリVBの正極(+)側とコイル5の一端部5aとの間の電流路48,50と、グランドgr1側とコイル5の一端部5aとの間の電流路49,50とを、導通状態と遮断状態とに切換えて駆動信号を生成するようにPWM制御する。これらについても制御駆動部9a〜9aにおいて同様であることは勿論である。
本実施の形態において、主に、ハイサイドMOSFET17は、リニアソレノイドバルブSL1に駆動信号を供給するために電流を制御するように機能し、ローサイドMOSFET19は、ハイサイドMOSFET17がオフのとき、リニアソレノイドバルブSL1に蓄えられたエネルギーを放出させるように機能する。すなわち、本駆動装置9では、同期整流方式を採用しており、ハイサイドMOSFET17は、入力をON、OFFしてリニアソレノイドバルブSL1に供給するエネルギー量を制御し、ローサイドMOSFET19は、リニアソレノイドバルブSL1のエネルギーを入力と異なる出力電圧へ供給するための整流動作を行う。
また、駆動装置9の制御駆動部9aは、ハイサイドMOSFET17及びローサイドMOSFET19と同じ導電型であるNチャネル型のMOSFET18及び電流検出用MOSFET20を有している。MOSFET18は、ゲートGがPWM駆動回路31に接続され、電流路の一端であるドレインDが、電流路48におけるハイサイドMOSFET17とバッテリの正極(+)との間に接続されている。MOSFET18における電流路の他端であるソースSは、後述の電流検出回路40に接続されている。なお、図1における符号51は、PWM駆動回路31の出力にMOSFET18及びハイサイドMOSFET17の各ゲートGを接続する接続ノードを示している。
電流検出用MOSFET20は、ゲートGがPWM駆動回路32に接続され、電流路の一端であるソースSが、電流路49におけるローサイドMOSFET19の電流路の一端であるソースSとグランドgr1との間の接続ノード(接続部)29に接続されている。電流検出用MOSFET20における電流路の他端であるドレインDは、電流検出回路40に接続されている。なお、符号30は、PWM駆動回路32の出力に電流検出用MOSFET20及びローサイドMOSFET19の各ゲートGを接続する接続ノードを示している。制御駆動部9aに備えられたハイサイドMOSFET17、ローサイドMOSFET19、MOSFET18及び電流検出用MOSFET20は、いずれもエンハンスメント型のNチャネル型MOSFETから構成されている。
制御駆動部9aは、制御部16に接続された、上述のPWM駆動回路31,32と、電流検出回路40と、電流検出回路34とを有している。該PWM駆動回路31は、制御部16の指令に基づきハイサイドMOSFET17のゲートGに制御信号であるPWM信号(図3参照)を供給し、PWM駆動回路32は、制御部16の指令に基づきローサイドMOSFET19のゲートGに制御信号であるPWM信号(図3参照)を供給する。信号生成制御部であるPWM駆動回路31,32は、上述のように、電流路48及び電流路50と、電流路49及び電流路50とを、導通状態と遮断状態とに切換えて、リニアソレノイドバルブSL1への駆動信号を生成するようにPWM制御する。
また、PWM駆動回路31には、ハイサイドMOSFET17のゲートGと共にMOSFET18のゲートGが接続されているため、PWM駆動回路31がハイサイドMOSFET17のゲートGにPWM信号の例えばHigh(+)を印加した後にLow(−)を印加したときは、MOSFET18のゲートGにもPWM信号のHigh(+)が印加された後にLow(−)が印加され、MOSFET18がハイサイドMOSFET17と同じタイミング(同じ位相)で作動する。更に、PWM駆動回路32には、ローサイドMOSFET19のゲートGと共に電流検出用MOSFET20のゲートGが接続されているため、PWM駆動回路32がローサイドMOSFET19のゲートGにPWM信号の例えばHigh(+)を印加した後にLow(−)を印加したときは、ローサイドMOSFET19のゲートGにもPWM信号のHigh(+)が印加された後にLow(−)が印加され、電流検出用MOSFET20がローサイドMOSFET19と同じタイミング(同じ位相)で作動する。これらについても制御駆動部9a〜9aにおいて同様であることは勿論である。
リニアソレノイドバルブSL1では、抵抗器25、コネクタCo及び配線Haを介して供給される駆動信号(電流信号)が一端部5aからコイル5に供給されると、該コイル5が駆動信号の電流値に応じて励磁し、シャフト7及びプランジャ6から構成される可動子が引き付けられて図1左方に移動させられる。これにより、不図示のスプールが可動子とともに調圧位置に移動し、出力ポート(不図示)からの出力圧を調圧する。この際、抵抗器25に接続ノード27から駆動信号(電流信号)が流れると、電流が流れた方向に電圧降下を生じる。
電流検出回路34は、ハイサイドMOSFET17及びローサイドMOSFET19からコイル5にPWM信号が供給される際に抵抗器25の両端に発生した電圧(電圧降下)を差動増幅しつつ電流値を検出し、差動増幅した信号をノッチフィルタ(NF)47を介して制御部16に出力する。ここで、電流路50におけるコネクタCoと接続ノード27との間に接続された抵抗器25は、一方の端子26aが、オペアンプから構成される電流検出回路34の反転入力端子(−)34aに接続され、他方の端子26bが、電流検出回路34の非反転入力端子(+)34bに接続されている。電流検出回路40は、電流検出用MOSFET20を介してリニアソレノイドバルブSL1への駆動信号の供給時においてフィードバックされる電流を常時モニタリングする。
ここで、電流路48に電流が流れた場合には、ハイサイドMOSFET17と同じ位相で作動するMOSFET18を介して電流検出回路40に該電流が流れ込むため、電流検出回路40によって電流が適正に検出される。また、電流路49に電流が流れた場合、該電流は、ローサイドMOSFET19を介してグランドgr1に流れ込むと共に、電流検出用MOSFET20がローサイドMOSFET19と同じ位相で作動することで、接続ノード27及び配線53を介して電流検出回路40に流れる電流が電流検出用MOSFET20を介して接続ノード29からグランドgr1に流れ込む。これにより、電流路49に流れる電流は、電流検出回路40によって適正に検出される。
電流検出回路34は、オペアンプ(Operational Amplifier)から構成され、共通電流路としての電流路50を経由してコイル5に流れる電流を検出することができる。該電流検出回路34は、PWM駆動回路31,32によるPWM制御時に電流路49,50に流れる電流をモニタリングする電流モニタ部を構成することも可能である。上記第1及び第2の電流路の共通電流路である電流路50には、抵抗器25が直列に接続されている。以上についても制御駆動部9a〜9aにおいて同様であることは勿論である。
制御部16は、PWM駆動回路31,32からの駆動信号の出力で電流路(共通電流路)50,50に流れて電流検出回路(電流モニタ部)40,40によりモニタリングされる電流をフィードバック電流として用い、PWM駆動回路31,32から適切なPWM信号が出力されるようにフィードバック制御する。また、制御部16は、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5のうちの2つ(例えばSL1,SL2)において夫々対応するPWM駆動回路31,32から出力される駆動信号の指令値と、該駆動信号の出力後に夫々の電流路(共通電流路)50,50に流れて電流検出回路(電流モニタ部)40,40でモニタリングされる電流とを比較し、電流路50,50の電流が指令値よりも小さい場合には、断線異常の発生と判定する。ここで、上記のように、電流検出回路34,34を電流モニタ部として用いることもできる。なお、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5のうちの2つとは、それぞれの作動によってクラッチ、ブレーキ等の係合要素(不図示)を同時係合するようにPWM制御で作動させられるリニアソレノイドバルブを意味する。
以上の構成において、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5を備え、必ず複数(例えば2つ以上)のリニアソレノイドバルブの作動でクラッチやブレーキを同時係合させて変速するので、1本の共通配線57に断線異常が発生した場合、例えば、リニアソレノイドバルブSL1に対応する制御駆動部9aのハイサイドMOSFET17のON作動でその対応するコイル5に流れる駆動電流が、共通配線57を介してグランドgr1に流れ込むことができず、クラッチやブレーキを同時係合するように作動する例えばリニアソレノイドバルブSL2(図2)に対応する制御駆動部9aのローサイドMOSFET19側に、配線56とその対応するコイル5を経由して流れ込んでしまうことが考えられる。
その場合、リニアソレノイドバルブSL1に対応するPWM駆動回路31によるPWM信号の指令値が例えば1[A]で、リニアソレノイドバルブSL2に対応するPWM駆動回路32によるPWM信号の指令値が例えば0.1[A]である場合に、一方のリニアソレノイドバルブSL1側では指令値1[A]に対して、電流検出回路40でモニタリングされる電流が小さくなるので、制御部16は、この状態を認識しつつ、他方のリニアソレノイドバルブSL2側における電流(フィードバック電流)を判定する。この判定時、リニアソレノイドバルブSL2側にて、電流検出回路40でモニタリングされる電流が指令値0.1[A]より小さい場合、制御部16は、この状態を断線異常の発生と判定する。
この現象は、上記リニアソレノイドバルブSL1,SL2の場合に限らず、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5においてクラッチやブレーキを同時係合するように作動する他の組み合わせにおいても同様に判定され、上記と同様にPWM駆動回路31,32から出力されている指令値より小さい電流が電流検出回路40でのモニタリングで検出された場合には、制御部16が断線異常の発生と判定する。但し、その場合、同時係合するように作動するリニアソレノイドバルブの一方で指令値より小さい電流が検出されたとしても、他方において指令値より小さい電流が検出されない場合、制御部16は、後述するように、共通配線57の断線以外の、他の異常が発生していると判断する。
本実施の形態に係る駆動装置9は、以下のように作動する。なお、図4は、本実施の形態に係る断線の判定処理を示すフローチャートである。
すなわち、本実施の形態では、共通配線57の断線異常が発生しない正常時には、以下のように作動する。例えば、シフト操作レバー(不図示)が操作されて例えばDレンジ(ドライブレンジ)に切換えられた場合、制御部16の指令に基づく、各制御駆動部9a内のPWM駆動回路31,32によりハイサイドMOSFET17及びローサイドMOSFET19が交互にオン作動する。
つまり、制御部16の制御によるPWM駆動回路31,32の駆動時、一定周期のパルス信号(PWM信号)のハイ(High“1”)とロー(Low“0”)の割合を可変にしてパルスのデューティ比(オン時間の比率)を変え、通過する時間の平均出力を可変制御しつつフィードバック制御を行うことで、例えばリニアソレノイドバルブSL1,SL2の各ソレノイド部1をリニアに駆動させる。
この際、PWM駆動回路31,32は、図3に示すような、一定の周期tにてPWMパルス幅T(つまり、ハイのパルス幅)のPWM信号を接続ノード51,30を介してハイサイドMOSFET17とローサイドMOSFET19の各ゲートGに与える。すると、PWM信号がそれぞれゲートGに印加されることで、ハイサイドMOSFET17は、PWM信号のパルスがHigh(+)のときにオンし、Low(−)のときにオフするように作動する。一方、ローサイドMOSFET19は、ハイサイドMOSFET17側のPWM信号とは位相がずれたPWM信号により、そのパルスがHigh(+)のときにオンし、Low(−)のときにオフするように作動する。
これにより、PWM信号に対応した駆動信号(電流信号)が、ハイサイドMOSFET17のドレイン・ソース間の電流路を通り、またローサイドMOSFET19のソース・ドレイン間の電流路を通り、電流路50と配線Haを介してソレノイド部1のコイル5の一端部5aに供給され、例えばリニアソレノイドバルブSL1,SL2を、クラッチやブレーキを同時係合するように作動させる。このため、断線異常等が発生していない場合には、リニアソレノイドバルブSL1,SL2の各スプールがリニアに駆動される。
上記のように作動している間、制御部16は、電流検出回路40,40を介して、1本の共通配線57の断線異常を常時モニタリングしている。
すなわち、制御部16は、各制御駆動部9a,9aの電流検出回路40,40によりモニタリングしているフィードバック電流の電流変化に基づき、共通配線57の断線異常が発生していると判定する断線判定処理を実行する。まず、制御駆動部9a〜9aのうちで、クラッチやブレーキを同時係合するように駆動させる例えばリニアソレノイドバルブSL1,SL2において、PWM駆動回路31,32により夫々電流を出力するための指令値と、電流路50,50に流れて電流検出回路40,40でモニタリングされる電流(フィードバック電流)とを比較する。そして、制御部16は、ステップS1において、一方のリニアソレノイドバルブSL1側における電流路50に、指令値よりも小さい電流が流れたか否かを判断する。
例えば、共通配線57が断線している状態で、制御駆動部9aにおけるハイサイドMOSFET17がオンして駆動信号が電流路50から、リニアソレノイドバルブSL1のコイル5に入力され、配線56を介して接続部60からリニアソレノイドバルブSL2のコイル5に入力されて、制御駆動部9aの電流路(共通電流路)50に流れると、共通配線57が断線していない場合に比して、少なくともリニアソレノイドバルブSL2のコイル分の抵抗値が増加するため、例えばPWM駆動回路31の指令値よりも小さいフィードバック電流が電流検出回路40で検出されることになる。この現象は、制御駆動部9a側におけるハイサイドMOSFET17から駆動信号を出力する際も同様に、PWM駆動回路31の指令値よりも小さいフィードバック電流が電流検出回路40で検出されることになる。
従って、制御部16は、ステップS1において、例えばPWM駆動回路31に指令したPWM制御の指令値よりも小さい電流(フィードバック電流)が電流路50に流れたか否かを判断する。その結果、流れていないと判断した場合には、制御部16は、ステップS2において正常フラグをONして、共通配線57の断線異常が発生していないとして変速処理を継続する。
一方、制御部16は、ステップS1において、指令値よりも小さい電流が電流路50に流れたと判断した場合には、ステップS3において、他方のリニアソレノイドバルブSL2側における電流路50に、指令値よりも小さい電流が流れたか否かを判断する。その結果、制御部16が、他方のリニアソレノイドバルブSL2側の電流路50にも、指令値よりも小さい電流が流れたと判断した場合には、ステップS4に進む。該ステップS4では、制御部16は、断線フラグをONして断線異常の発生と判定し、ステップS5に進んでエラー信号を出力する。制御部16は、該エラー信号を出力した時点で、PWM駆動回路31,32によるPWM制御を直ちに停止すると共に、リニアソレノイドバルブSL1,SL2を含む全てのリニアソレノイドバルブSL1〜SL5によるクラッチやブレーキの係合動作を全て遮断し、例えば運転席(不図示)に配置されている表示パネルにランプ等による表示を行い、ドライバーへの注意を促す。
一方、制御部16は、ステップS3において、他方のリニアソレノイドバルブSL2側の電流路50には、指令値よりも小さい電流が流れないと判断した場合には、ステップS6において、他の異常があると判定する。すなわち、制御部16は、クラッチやブレーキを同時係合するように作動するリニアソレノイドバルブの一方では指令値より小さいフィードバック電流が検出されたとしても、他方では指令値より小さいフィードバック電流が検出されない場合、制御部16は、共通配線57の断線以外の、他の異常(別の原因による異常)が発生していると判定する。
以上のように本実施の形態では、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5の全てをまとめてグランドgr1に接地している1本の共通配線57の断線異常が発生すると、制御部16は、PWM駆動回路31,32に指令したPWM制御の指令値よりも小さい電流が電流路(共通電流路)50に流れたと判断することで、断線異常の発生を素早く判定することができる。この時点で、各制御駆動部9a〜9aは、制御部16によりPWM駆動回路31〜31,32〜32の何れからもPWM信号を出力しないように制御される。このため、ハイサイドMOSFET17〜17及びローサイドMOSFET19〜19の全てがオフ状態になって各電流路が遮断された状態(オフ状態)となり、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5の全てが動作できなくなる。
<第2の実施の形態>
次に、第2の実施の形態について図2及び図5を参照して説明する。図5は、本実施の形態に係る断線判定処理を示すフローチャートである。なお、本実施の形態では、図1及び図2に示した構成は全て同様であるが、第1の実施の形態では電流路(共通電流路)50〜50に流れる電流の電流モニタ部としてのみ使用していた電流検出回路34〜34を、電流路50〜50の抵抗器25の両端子間を流れる電流の方向を検出する電流方向検出部としても用いている。
すなわち、本実施の形態では、図2における制御駆動部9a〜9aが夫々、電流路(共通電流路)50〜50を流れる電流の方向を検出する電流方向検出部としての電流検出回路34〜34を有している。そして、制御部16は、駆動信号の指令とは逆方向の電流が電流検出回路34〜34により検出された場合に、断線異常の発生と判定する。
共通配線57に断線異常が発生した場合、例えば、リニアソレノイドバルブSL1に対応する制御駆動部9aのハイサイドMOSFET17がON作動したタイミングで、リニアソレノイドバルブSL2に対応する制御駆動部9aのローサイドMOSFET19がON作動すると、ハイサイドMOSFET17のON作動でその対応するコイル5に流れる駆動電流が、共通配線57を介してグランドgr1に流れ込むことができないことで、クラッチ等を同時係合するように作動する制御駆動部9aのローサイドMOSFET19側に、配線56とその対応するコイル5を経由して流れ込むことが考えられる。
その場合、リニアソレノイドバルブSL1に対応するPWM駆動回路31によるPWM信号の指令値が例えば1[A]で、リニアソレノイドバルブSL2に対応するPWM駆動回路31によるPWM信号の指令値が例えば0.1[A]である場合に、リニアソレノイドバルブSL1側では指令値1[A]に対して電流検出回路40(または電流検出回路34)でモニタリングされる電流が小さくなり、また、リニアソレノイドバルブSL2側では指令値0.1[A]に対して電流検出回路40でモニタリングされる電流が小さくなり、駆動信号の指令とは逆方向の電流が電流検出回路40により検出されることになる。これにより、制御部16は、この状態を断線異常の発生と判定する。
すなわち、ステップS11において、制御部16は、例えばクラッチ等を同時係合するように駆動する2つのPWM駆動回路の一方(31)におけるローサイドMOSFET19のONにより、電流路(共通電流路)50に逆電流が流れたかを判断する。その結果、逆電流は流れていないと判断した場合、制御部16は、ステップS12において正常フラグをONして、共通配線57の断線異常が発生していないとして変速処理を継続する。
一方、ステップS11において、逆電流が流れたと判断した場合、制御部16は、ステップS13において、断線フラグをONして断線異常の発生と判定し、ステップS14に進んでエラー信号を出力する。制御部16は、該エラー信号を出力した時点で、PWM駆動回路31,32によるPWM制御を直ちに停止すると共に、リニアソレノイドバルブSL1,SL2を含む全てのリニアソレノイドバルブSL1〜SL5によるクラッチやブレーキの係合動作を全て遮断し、不図示の表示パネルにランプ等による表示を行い、ドライバーへの注意を促す。
以上の本実施の形態によると、制御部16は、複数の制御駆動部9a〜9a夫々のローサイドMOSFET19へのPWM信号の指令タイミングに基づき、駆動信号の指令とは逆方向の電流が電流検出回路34により検出された場合に、共通配線57の断線異常の発生と判定することができる。このような本実施の形態によっても、第1の実施の形態と同様の効果を得ることが可能である。
なお、前述した第1の実施の形態に係る電流検出回路40〜40によるフィードバック電流の大きさに基づいた断線判定(図4参照)に、第2の実施の形態に係る電流検出回路34〜34による逆電流の検出に基づいた断線判定(図5参照)を組み合わせることにより、共通配線57の断線異常の発生を、より精度良く検出することが可能になる。
また、本実施の形態では、電流検出回路34〜34によって電流路(共通電流路)50〜50に流れる逆電流を検出するように構成したが、例えば、制御駆動部9a〜9a夫々の各ローサイドMOSFET19〜19に、現在の動作タイミングでは流れないはずの電流が流れたことを電流検出用MOSFET20〜20を介して電流検出回路40〜40が検出した場合に、これを逆電流の発生として異常判定するように構成することも可能である。
なお、第1及び第2の実施の形態において、制御駆動部9a〜9aは夫々、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5の各他端部5bが、駆動信号の供給方向の下流側でバッテリVBの負極(グランド端子gt)側に接続されたが、この構成に限定されるものではない。すなわち、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5の各他端部5bを、駆動信号の供給方向の下流側において、バッテリVBの正極(+)側に接続するように構成することも可能である。
[実施の形態のまとめ]
以上説明したように、本実施の形態に係る駆動装置(9)は、一端部(5a)と他端部(5b)とを夫々有し、駆動信号が夫々入力されることに応じて駆動制御され、前記他端部(5b)がバッテリ(VB)の正極と負極との一方の極に接続される複数の誘導性負荷(SL1〜SL5)を制御する駆動装置(9)において、
前記複数の誘導性負荷(SL1〜SL5)の一端部(5a)のそれぞれに接続される複数の配線(Ha)と、前記複数の誘導性負荷(SL1〜SL5)の他端部(5b)のそれぞれに接続される複数の配線(56)の2本以上をまとめて共通化した共通配線(57)と、接続されるコネクタ(Co)を備える。
これにより、複数のリニアソレノイドバルブSL1〜SL5の他端部5bのそれぞれに接続される複数の配線56の2本以上をまとめて共通化した共通配線57で、接続部であるコネクタCoに接続する構成とするので、コネクタCoのグランド端子gtの数を減らすことができ、コネクタCoの小型化を可能にすることができる。また、複数の配線56を駆動装置9にそのまま接続する場合に比して、配線56の簡素化が可能となり、例えば油圧制御装置103を収納する不図示のオイルパンの内部における配線の取り回しも良好とすることができ、自動変速機100を製造する際における配線の接続作業も簡略化することができる。
また、本実施の形態に係る駆動装置(9)は、制御部(16)と、
前記制御部(16)に接続され、前記複数の誘導性負荷の前記一端部に夫々接続された複数の制御駆動部(9a〜9a)と、を備え、
前記複数の制御駆動部(9a〜9a)は夫々、
前記バッテリの正極側に導通するように接続された第1のスイッチング素子(17〜17)と、
前記バッテリの負極側に接続された第2のスイッチング素子(19〜19)と、
前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子に夫々制御信号を供給し、前記誘導性負荷の前記一端部(5a)と前記バッテリの正極側との間の第1の電流路(48〜48,50〜50)と、前記誘導性負荷の前記一端部(5a)と前記バッテリの負極側との間の第2の電流路(49〜49,50〜50)とを、導通状態と遮断状態とに切換えて前記駆動信号を生成するように制御する信号生成制御部(31〜31,32〜32)と、
前記信号生成制御部(31〜31,32〜32)による前記制御時に、前記第1の電流路(48〜48,50〜50)及び前記第2の電流路(49〜49,50〜50)に共通する共通電流路(50〜50)に流れる電流をモニタリングする電流モニタ部(34〜34,40〜40)と、を有し、
前記制御部(16)は、
各前記制御駆動部(9a〜9a)の前記電流モニタ部(34〜34,40〜40)によりモニタリングしている前記共通電流路(50〜50)の電流変化に基づき、前記共通配線(57)の断線異常が発生していると判定する断線判定処理(S4,S13)を実行する。
これにより、複数のリニアソレノイドバルブSL1〜SL5の各コイル5を共通配線57にまとめて駆動装置側のグランド端子gtに接続する構成とした場合に、該共通配線57が断線した際には断線異常の発生を素早く判定することが可能になる。
また、本実施の形態に係る駆動装置(9)は、前記一方の極が負極(gr1,gt)である。
これにより、リニアソレノイドバルブSL1〜SL5の各コイル5の他端部5bを全て1本の共通配線57にまとめてグランド端子gt(グランドgr1)に接続することが可能になり、動作電圧範囲を充分に得ることが可能になる。
また、本実施の形態に係る駆動装置(9)は、前記制御部(16)が、前記複数の誘導性負荷(SL1〜SL5)のうちの少なくとも2つ(例えばSL1,SL2)において夫々対応する前記信号生成制御部(例えば31,32)から出力される前記駆動信号の指令値と、該駆動信号の出力後に夫々の前記共通電流路(50,50)に流れて前記電流モニタ部(40,40)でモニタリングされる電流とを比較し、該共通電流路の電流が前記指令値よりも小さい場合に、前記断線異常の発生と判定する。
これにより、PWM制御で出力される電流の指令値と電流検出回路40でモニタリングされる電流との比較により、共通配線57の断線異常の発生を素早く且つ確実に判定することが可能になる。
また、本実施の形態に係る駆動装置(9)は、前記複数の制御駆動部(9a〜9a)が夫々、前記共通電流路(50〜50)を流れる電流の方向を検出する電流方向検出部(34〜34)を有し、
前記制御部(16)が、
前記駆動信号の指令とは逆方向の電流が前記電流方向検出部(34〜34)により検出された場合に、前記断線異常の発生と判定する。
これにより、ローサイドMOSFET19へのPWM信号の指令タイミングに基づき、駆動信号の指令とは逆方向の電流が電流検出回路34で検出された場合に、共通配線57の断線異常の発生を素早く且つ確実に判定することが可能になる。
また、本実施の形態に係る駆動装置(9)は、前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子は、互いに同じ導電型のハイサイドMOSFET(17〜17)及びローサイドMOSFET(19〜19)から構成され、
前記ハイサイドMOSFET(17〜17)及び前記ローサイドMOSFET(19〜19)と同じ導電型の電流検出用MOSFET(20〜20)を備え、
前記ハイサイドMOSFET(17〜17)は、ゲート(G)が前記信号生成制御部(31〜31の対応するもの)に接続され、且つ電流路の一端(D)が前記バッテリの正極側に接続され、
前記ローサイドMOSFET(19〜19)は、ゲート(G)が前記信号生成制御部(32〜32の対応するもの)に接続され、且つ電流路の一端(S)が前記バッテリの負極(gr1)側に接続され、
前記電流検出用MOSFET(20〜20)は、ゲート(G)が前記信号生成制御部(32〜32の対応するもの)に接続され、電流路の一端(S)が前記第2のスイッチング素子(19〜19の対応するもの)の前記電流路の一端(S)と前記負極(gr1)側との間に接続され、且つ電流路の他端(D)が前記電流モニタ部(40〜40の対応するもの)に接続されている。
これにより、ハイサイドMOSFET17とローサイドMOSFET19とを介して例えばリニアソレノイドバルブSL1を適正に駆動制御することができ、また制御部16が、ローサイドMOSFET19に接続された電流検出用MOSFET20を介して電流検出回路40から信号を受信することで、共通配線57の断線異常の発生を素早く且つ確実に判定することが可能になる。
<他の実施の形態の可能性>
なお、以上説明した実施の形態においては、駆動装置9を、スイッチング素子としてNチャネル型のMOSFETを用いるものを一例として説明したが、これに限らず、例えばPチャネル型のMOSFETを用いたものであってもよい。また、スイッチング素子としては、MOSFETに代えてバイポーラトランジスタを用いることも可能であり、更には、機械的にスイッチング動作する他のスイッチング素子を用いることも可能である。
また、以上説明した実施の形態においては、リニアソレノイドバルブを使用する、車両用の伝動装置として用いることが可能な駆動装置9を説明したが、例えばトルクコンバータの代わりにモータ・ジェネレータを搭載した、リニアソレノイドバルブを使用するハイブリッド車両用の伝動装置としての駆動装置であってもよく、更には、電動モータで車両を駆動させる電気自動車(Electric Vehicle)用の伝動装置としての駆動装置であってもよい。
本駆動装置は、油圧を制御するソレノイドバルブを電気的に制御するものに用いることが可能であり、特に駆動装置の接続部の小型化が求められるものに用いて好適である。
5a…誘導性負荷の一端部(リニアソレノイドバルブの一端部)
5b…誘導性負荷の他端部(リニアソレノイドバルブの他端部)
9…駆動装置
9a〜9a…制御駆動部
16…制御部
17〜17…第1のスイッチング素子(ハイサイドMOSFET)
19〜19…第2のスイッチング素子(ローサイドMOSFET)
20〜20…電流検出用MOSFET
31〜31,32〜32…信号生成制御部(PWM駆動回路)
34〜34…電流モニタ部,電流方向検出部(電流検出回路)
40〜40…電流モニタ部(電流検出回路)
48〜48,49〜49,50〜50…第1の電流路,第2の電流路,共通電流路(電流路)
57…共通配線
Co…接続部(コネクタ)
D…電流路の一端
G…ゲート
gr1,gt…他方の極,負極(グランド,グランド端子)
S…電流路の一端
S4,13…断線判定処理
SL1〜SL5…誘導性負荷(リニアソレノイドバルブ)
VB…バッテリ

Claims (5)

  1. 一端部と他端部とを夫々有し、駆動信号が夫々入力されることに応じて駆動制御され、前記他端部がバッテリの正極と負極との一方の極に接続される複数の誘導性負荷を制御する駆動装置において、
    前記複数の誘導性負荷の一端部のそれぞれに接続される複数の配線と、前記複数の誘導性負荷の他端部のそれぞれに接続される複数の配線の2本以上をまとめて共通化した共通配線と、接続されるコネクタと、
    制御部と、
    前記制御部に接続され、前記複数の誘導性負荷の前記一端部に夫々接続された複数の制御駆動部と、を備え、
    前記複数の制御駆動部は夫々、
    前記バッテリの正極側に導通するように接続された第1のスイッチング素子と、
    前記バッテリの負極側に接続された第2のスイッチング素子と、
    前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子に夫々制御信号を供給し、前記誘導性負荷の前記一端部と前記バッテリの正極側との間の第1の電流路と、前記誘導性負荷の前記一端部と前記バッテリの負極側との間の第2の電流路とを、導通状態と遮断状態とに切換えて前記駆動信号を生成するように制御する信号生成制御部と、
    前記信号生成制御部による前記制御時に、前記第1の電流路及び前記第2の電流路に共通する共通電流路に流れる電流をモニタリングする電流モニタ部と、を有し、
    前記制御部は、
    各前記制御駆動部の前記電流モニタ部によりモニタリングしている前記共通電流路の電流変化に基づき、前記共通配線の断線異常が発生していると判定する断線判定処理を実行する、
    駆動装置。
  2. 前記一方の極は負極である、
    請求項に記載の駆動装置。
  3. 前記制御部は、
    前記複数の誘導性負荷のうちの少なくとも2つにおいて夫々対応する前記信号生成制御部から出力される前記駆動信号の指令値と、該駆動信号の出力後に夫々の前記共通電流路に流れて前記電流モニタ部でモニタリングされる電流とを比較し、該共通電流路の電流が前記指令値よりも小さい場合に、前記断線異常の発生と判定する、
    請求項またはに記載の駆動装置。
  4. 前記複数の制御駆動部は夫々、前記共通電流路を流れる電流の方向を検出する電流方向検出部を有し、
    前記制御部は、
    前記駆動信号の指令とは逆方向の電流が前記電流方向検出部により検出された場合に、前記断線異常の発生と判定する、
    請求項ないしのいずれか1項に記載の駆動装置。
  5. 前記第1のスイッチング素子及び前記第2のスイッチング素子は、互いに同じ導電型のハイサイドMOSFET及びローサイドMOSFETから構成され、
    前記ハイサイドMOSFET及び前記ローサイドMOSFETと同じ導電型の電流検出用MOSFETを備え、
    前記ハイサイドMOSFETは、ゲートが前記信号生成制御部に接続され、且つ電流路の一端が前記バッテリの正極側に接続され、
    前記ローサイドMOSFETは、ゲートが前記信号生成制御部に接続され、且つ電流路の一端が前記バッテリの負極側に接続され、
    前記電流検出用MOSFETは、ゲートが前記信号生成制御部に接続され、電流路の一端が前記第2のスイッチング素子の前記電流路の一端と前記負極側との間に接続され、且つ電流路の他端が前記電流モニタ部に接続されている、
    請求項ないしのいずれか1項に記載の駆動装置。
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