JPH03276079A - アクチュエータの異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はアクチュエータの異常検出装置に関するもので
ある。

（従来の技術） 車両用自動変速機等の制御装置には、クラッチを制御す
るためのアクチュエータ及びそのアクチュエータを駆動
させる駆動回路等が設けられ、自動変速制御が円滑に行
えるようにしている。

ところが、上記アクチュエータを構成する、たとえば、
ソレノイドに断線、接触不良等の異常が生じると、アク
チュエータを正常に駆動させることができなくなるだけ
でなく、自動変速制御が正常に行えなくなるという不都
合が生じる。

そこで、従来から車両用自動変速機には、ソレノイドの
断線、接触不良の異常を検出し、ドライバ等にアクチュ
エータの短絡異常であることを認識させるアクチュエー
タ異常検出認識手段を備えたものが提案されている。

かかるアクチュエータ異常認識手段として、アクチュエ
ータ異常検出回路を備えたものには、特開昭６３−１８
７６０４号公報等がある。

（発明が解決しようとする課題） ところが、これまでのアクチュエータ異常検出回路等で
は、アクチュエータを構成するソレノイドの重要な要素
であるインダクタンスの監視ができず、ソレノイドの持
つ抵抗の監視にとどまっていた。

このため、これまでの異常検出回路では、抵抗値が正常
であっても、インダクタンスが規定値より小さくなって
しまい、アクチュエータを駆動するのに十分な磁界がソ
レノイドに発生しない場合にも、アクチュエータが正常
であると見做されてしまうという不都合があった。

そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、ア
クチュエータに電圧を印加すると、アクチュエータの持
つインダクタンス分により、流れる電流が過渡的に制限
されることに着目し、アクチュエータの異常である、断
線、短絡等を検出するアクチュエータ異常検出装置を提
供することを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための手段として、本発明は、 電圧を印加するとインダクタンス分により、流れろ電流
が過渡的に制限されるアクチュエータと、 前記アクチュエータに電圧を印加してから所定電圧値に
達するまでの時間から、アクチュエータのインダクタン
スの異常を検出してアクチュエータに異常があることを
ドライバ等に認識させるアクチュエータ異常検出認識手
段と から構成されるものである。

（作用） アクチュエータでは、電圧を印加するとインダクタンス
分により、流れる電流が過渡的に制限される。

一方、アクチュエータ異常検出認識手段では、アクチュ
エータに電圧を印加してから所定電圧値に達するまでの
時間から、アクチュエータのインダクタンスの異常を検
出してアクチュエータに異常があることをドライバ等に
認識させる。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明する
。

第１図は本発明のアクチュエータ異常検出装置の一実施
例を示す回路図である。

この回路図において、ｌはアクチュエータ異常検出認識
手段であるワンチップの集積回路で、集積回路１には処
理プログラム、各種データが書き込まれたＲＯＭ、ＲＡ
Ｍ、クロック発生回路、タイマ及び複数の入出力ボート
Ｐ。Ｉ−Ｐ　０４１　Ｐ　ｔｏが組み込まれている。

バッテリ２３には、順に直列にヒユーズ２２、イグニッ
ションスイッチ２１、電圧レギュレータ２０を経て集積
回路ｌの電源入力ボートが接続され、集積回路ｌに駆動
電圧ｖｄが供給される。

また、イグニッションスイッチ２１と電圧レギュレータ
２０間には、ＰＮＰトランジスタ６．７のエミッタがそ
れぞれ接続され、ＰＮＰトランジスタ６．７に後述する
ように、ＰＮＰ　トランジスタ６．７のベースにベース
電圧が印加したとき、これらのトランジスタ６．７がオ
ンしてトランジスタ６．７が導通する。

絞り弁開度センサ１４は、Ａ／Ｄコンバータ１５を経て
集積回路ｌの入力ボートＰ１．と接続され、エンジンの
絞り弁開度に比例したセンサ出力定圧１００をＡ／Ｄコ
ンバータ１５でディジタル信号に変換して、集積回路１
の入力ボートＰｌｏに入力する。

絞り弁開度センサ１４としては、例えば、ポテンショメ
ータを用いる。

一方、回転数検出センサ１７には、自動変速機の出力シ
ャフトの回転数に同期してオン／オフするリードスイッ
チ１６が備えられ、車速に比例したパルスを発生する。

回転数検出センサ１７としては、例えば、パルスジェネ
レータを用いる。

回転数検出センサ１７のリードスイッチ１６とインバー
タ１９間には、抵抗１８が接続され、抵抗１８及びイン
バータ１９により車速パルス入力回路３０が構成され、
この車速パルス入力回路３０を経て回転数検出センサ１
７からのパルス信号１０１が集積回路ｌの入力ボートに
入力する。

なお、上記センサは、インダクタンスを有するものであ
ればよい。

一方、駆動回路３１は、第１図の集積回路ｌより右側の
、−点鎖線で囲まれていない回路網により構成される。

すなわち、駆動回路３１は、インバータ２゜３、抵抗４
，５、ＰＮＰ）ランジシタ６，７、ダイオード８．９及
びソレノイドバルブＳｌ。

Ｓ２から構成される。

ここで、アクチュエータは、ソレノイドバルブＳｌ、Ｓ
２、インバータ２．３、図示しない駆動モータ等により
構成される。

一方、集積回路ｌの出力ボートＰ　６＋、　Ｐ　０２に
は、インバータ２．３、抵抗４，５、ＰＮＰトランジス
タ６．７のベースが順に直列に接続され、エンジン絞り
弁開度センサ１４のセンサ出力電圧１００、と回転数検
出センサ１７のパルス信号１０１に基づいて信号処理等
をし、信号１０２．１０３が集積回路１に入力される。

集積回路１に入力される信号１０２．１０３に所要の処
理をした後には、各出力ボートＰ　０１ｉＰＯ２からイ
ンバータ２．３、抵抗４．５を経て電圧がＰＮＰ　トラ
ンジスタ６．７のベースに印加する。

このときには、トランジスタ６．７がオンし、ＰＮＰ　
ｌ−ランジスタロ、７が導通状態になるので、ソレノイ
ドバルブＳＬ、Ｓ２に電流が流れて、ソレノイドバルブ
Ｓｌ、Ｓ２を作動させる。

そして、このときのソレノイドバルブＳｌ。

Ｓ２の作動状態により自動変速機の変速段が後述する第
２図乃至第４図のように第１図の集積回路１によって判
断される。

一方、第１図において、−点鎖線で囲まれた回路網が電
流検出回路３１を示すものである。

電流検出回路３１は、電流検出抵抗２５゜２６、比較器
１２．１３及び基準電圧発生器２４から構成され、ソレ
ノイドバルブＳｌ、Ｓ２に流れる電流値の変動等により
、ソレノイドバルブＳｌ、Ｓ２が正常、短絡、断線状態
のいずれであるかを検出する。

この電流検出回路３１では、ソレノイドバルブＳｌ、Ｓ
２の動作時における電圧Ｖ、と基準電圧発生器２４から
印加される基準電圧Ｖ　ｒａｔの差電圧Ｖ、が比較器１
２．１３で求められるように構成される。

比較器１２．１３の出力側は、集積回路ｌの入力ボート
Ｐ。、ＰＯ４と接続され、比較器１２゜１３の比較出力
１０４，１０５に基づいて、集積回路ｌで設定値になる
までの所定時間を求める。

このとき、集積回路１では、例えば、所定値のときにソ
レノイドバルブＳ１．Ｓ２が正常であると判定され、所
定時間より短い時にソレノイドバルブＳＬ、Ｓ２が短絡
と判定され、所定時間より長いときにソレノイドバルブ
Ｓ１．Ｓ２が断線と後述する第４図等に基づいて判断さ
れる。

一方、第２図は、絞り弁開度と車速との関係を示す変速
マツプを示す図、第３図はソレノイドバルブＳｌ、Ｓ２
の各変速段における論理表を示す図、第４図はソレノイ
ド故障時の変速論理を示す図である。

第２図において、実線Ｂ、Ｄ、Ｆはアップシフト、点線
Ａ、Ｃ，Ｅはダウンシフトを示すもので、ダウンシフト
Ａの矢印ＡＡで形成する領域が第１速領域（Ｉ）、矢印
ＢＡ、ＣＡで形成する領域が第２速領域（ＩＩ）である
。

また、矢印ＤＡ、ＥＡで形成される領域が第３速領域（
Ｉｌｌ）、矢印ＦＡが形成する領域が第４速領域（ＩＶ
　）である。

一方、第３図において、ソレノイドバルブ（電磁弁）Ｓ
ｌ、Ｓ２が正常時における各変速段における、ソレノイ
ドバルブＳＬ、Ｓ２の作動を示すもので、第１速領域（
Ｉ）ではＳｌがオン、Ｓ２がオフ、第２速領域（ＩＩ）
ではＳｌがオン、Ｓ２がオンになる。

また、第３速領域（ＩＩではＳｌがオフ、Ｓ２がオン、
第４速領域（ｒｖ　）ではＳｌがオフ、Ｓ２がオフにな
る。

これに対して、ソレノイド故障時には、上記第１図の集
積回路ｌに入力される信号と、ソレノイドＳ１が故障時
における変速論理に従い、変速段１〜３までは第３速、
変速段４では第４速に集積回路１から出力される制御信
号によって、変速段をアップシフトする。

なお、第１速時にソレノイドバルブＳ１が故障した時に
は、ソレノイドバルブＳ２をオンして変速段を第３速に
アップシフトする。

また、ソレノイドＳ２が故障の場合には、変速段１のと
き第１速、変速段２〜４のとき第４速にし、ソレノイド
Ｓ１．Ｓ２が共に故障の場合に、変速段１〜４を第４速
にアップシフトする。

なお、第２速時にソレノイドバルブＳ２が故障した場合
には、ソレノイドバルブＳ１をオフして４速にアップシ
フトする。

以上のように、ソレノイドＳｌ、Ｓ２の故障、すなわち
、ソレノイド開放、短絡のいずれの場合にも、第３図の
電磁弁の論理表のＳｌ、Ｓ２をオンさせることができな
いので、このときは、第４図の変速論理のように変速段
をアップシフト制御させる。

従って、この実施例では、高速走行中にソレノイドＳｌ
、Ｓ２の故障が生じても、変速段をアップシフトさせる
ことにより、エンジンブローやタイヤがロックしてスピ
ンをしないようにすることができるので、走行時におけ
る事故等のトラブルをすくなくすることができる。

一方、第５図はソレノイド励磁時における電流と時間と
の関係を示す図である。

この第５図は、ソレノイド励磁時の電流と時間との関係
を示す図である。第５図（ａ）はソレノイドバルブＳｌ
、Ｓ２が正常時の特性を示すもので、第５図（ｂ）はソ
レノイド巻線断線時における特性で、第５図（Ｃ）はソ
レノイド短絡時におおける特性を示すものである。

上記第１図の集積回路ｌでは、ソレノイド短絡時等にお
ける電流がある値に達するまでの時間からソレノイドバ
ルブＳＬ、Ｓ２の異常を判断するが、時間が所定の範囲
より大きくても小さくても異常があることが判断できる
。

従って、本実施例によれば、ソレノイドに流れる電流を
監視することにより、ソレノイドバルブＳｌ、Ｓ２の異
常が確実に、しかも迅速にドライバー等に認識できるよ
うにすることができる。

また上記実施例においては、説明しなかったが、集積回
路１の図示省略の出力端子から、インバータ等を経て運
転席フロントパネルなどの電源ランプと接続することに
より、ランプ点灯時にソレノイドバルブＳｌ、Ｓ２の異
常をドライバ等に迅速に認識させることができる。

次に、本発明の一実施例の動作について第６図乃至第８
図に基づいて説明する。

先ず、アクチュエータに故障、すなわち、断線、短絡等
があることを確認する工程をスタートして、現在のソレ
ノイド状態を読み込み第１図の集積回路ｌの記憶部にそ
のときの電気信号を記憶した後、同図の絞り弁開度セン
サ１４により絞り弁開度を、回転数検出センサ１７によ
り車速を読み込む（ステップ１．２）。

そして、第２図の絞り弁開度と車速の特性図における第
１速領域（Ｉ）の範囲内か否かを判断し、第１速領域に
あると判断される場合には、第１速出力を第３図の論理
表により、ソレノイドバルブＳ１をオン、ソレノイドバ
ルブＳ２をオフにし、ソレノイドバルブＳｌがオフから
オンになったか否かを判断する（ステップ３〜５）。

そして、ソレノイドバルブ゛Ｓｌがオフからオンになっ
たと判断する場合には、ソレノイド３１オン後の時間を
計測するカウンタをスタートさせ、ソレノイドバルブＳ
２がオフからオンにされたか否かを判断し、ソレノイド
バルブＳ２がオフからオンにされたと判断される場合に
は、ソレノイドバルブＳ２のオン後の時間を計測するカ
ウンタなスタートさせ、次の工程Ａをする（ステップ５
〜８）。

一方、前記ステップ３において、第１速領域にないと判
断される場合には、第２速領域にあるか否かを判断し、
第２速領域にあると判断される場合には、第２速出力が
ソレノイドバルブＳｌをオン、ソレノイドバルブＳ２を
オンにして、ステップ５以下を行う（ステップ３、ステ
ップ９゜ステップ１１及びステップ５）。

また、ステップ９において、第２速領域にないと判断さ
れる場合には、第３領域にあるか否かを判断し、第３領
域にあると判断される場合には、第３速出力がソレノイ
ドバルブＳ１をオフ、ソレノイドバルブＳ２をオンにし
て、ステップ５以下を行う（ステップ１２．１３及びス
テップ５）。

一方、第３領域にないと判断される場合には、第４速出
力がソレノイドバルブＳｌをオフ、ソレノイドバルブＳ
２をオフする（ステップ１２゜１４）。

また、ステップ５において、ソレノイドバルブＳ１がオ
フからオンされない場合には、前記ステップ７を行う。

さらに、ステップ７において、ソレノイドバルブＳ２が
オフからオンされない場合には、次の工程Ａを行う。

次に、第７図において、工程Δでは、ソレノイドバルブ
Ｓｌをオンするカウンタのカウント中であるか否かを判
断し、ソレノイドバルブＳｌをオンするカウンタのカウ
ント中である場合には、入力ボートＰ、がり。であるか
否かを判断し、入力ボートＰｓがＬｏであると判断する
場合には、ソレノイドバルブＳ１をオンした時のカウン
タのカウンタ値≦異常検出最小値であるか否かを判断す
る（ステップ２０〜ステツプ２２）。

そして、ソレノイドバルブＳ１をオンした後のカウンタ
のカウンタ値Ｓ異常検出最小値であると判断する場合に
は、ソレノイドバルブＳｌのオン後の時間を計測するカ
ウンタをクリアし、ソレノイドバルブＳｌの異常フラグ
をセットした後、ソレノイドバルブ３２オン後の時間を
計測するカウンタがカウント中であるか否かを判断する
（ステップ２２〜２５）。

ソレノイドバルブＳ２のオン後の時間を計測するカウン
タがカウント中であると判断する場合には、入力ボート
Ｐ。４がり。か否かを判断し、入力ボートＰｏ４がＬｏ
である場合には、ソレノイドバルブＳ２をオンした後の
カウンタのカウンタ値≦異常検出最小値であるか否かを
判断する（ステップ２５〜２７）。

そして、ソレノイドバルブＳ２をオン後の時間を計測す
るカウンタのカウンタ値≦異常検出最小値である場合に
は、ソレノイドバルブＳ２のオン後の時間を計測するカ
ウンタをクリアし、スレノイドバルブＳ２異常フラグを
セットした後、前記ステップ２０に再び戻り判断を行う
（ステップ２７〜２９、ステップ２０）。

一方、ステップ３０において、ソレノイドバルブＳｌを
オンした後のカウンタのカウンタ値≧異常検出最大値で
あるか否かを判断し、ソレノイドバルブＳ１をオンした
後のカウンタのカウンタ値≧異常検出最大値である場合
には、ステップ２３以下を行う（ステップ３０、ステッ
プ２３）。

また、ソレノイドバルブＳ１をオンした後のカウンタの
カウンタ値≧異常検出最大値でない場合には、ステップ
２５を行う（ステップ３０．ステップ２５）。

一方、ソレノイドバルブＳ１をオンした後のカウンタの
カウンタ値≦異常検出最小値でない場合には、ソレノイ
ドバルブＳｌをオンするカウンタをクリアした後、ステ
ップ２５を行う（ステップ２２、ステップ３１及びステ
ップ２５）。

また、ステップ２６において、入力ボートＰ０４がり、
でない場合には、ソレノイドバルブＳ２をオンするカウ
ンタ値≧異常検出最大値であるか否かを判断し、ソレノ
イドバルブＳ２をオンした後のおりウンタ値≧異常検出
最大値であると判断する場合には、ステップ２８以下を
行う（ステップ３２．２８）。

一方、ソレノイドバルブＳ２をオンした後のカウンタ値
≧異常検出最大値であると判断されない場合には、再び
ステップ２０に戻り、ステップ２０を行う（ステップ３
２．２０）。

さらに、ステップ２５において、ソレノイドバルブＳ２
をオンするカウンタがカウント中でない場合には、次の
工程Ｂを行う（ステップ２５゜８）。

次に第８図において、工程Ｂを行う、先ず、出力ボート
Ｐ。１のレベル≠入力ボートＰ。、レベルであるか否か
を判断し、出力ボートＰ。１のレベル≠入力ボートＰｏ
ｓレベルである場合には、出力ボートＰ０２≠入力ボー
トＰ０４であるか否かが判断され、出力ボートＰＯ２≠
入力ボートＰｏ４であると判断される場合には、ソレノ
イドバルブＳ１の異常フラグがセットされているか否か
を判断する（ステップ４０〜４２）。

ここで、ソレノイドバルブＳ１の異常フラグがセットさ
れていると判断される場合には、変速段が第１速か否か
を判断し、変速段が第１速と判断される場合には、第３
速出力がソレノイドバルブＳｌをオフ、ソレノイドバル
ブ８２オンする（ステップ４２〜４４）。

そして、ソレノイドバルブＳ２に異常フラグがセットさ
れているか否かを判断し、ソレノイドバルブＳ２に異常
フラグがセットされていると判断される場合には、変速
段が第２速であるか否かを判断し、変速段が第２速であ
ると判断される場合には、第４速出力をソレノイドバル
ブＳｌがオンで、ソレノイドバルブＳ２がオフにして、
上記処理工程をエンドする（ステップ４５〜４８）。

一方、ステップ４０で、出力ボートＰ。、のレベル≠入
カボートＰ０．レベルでないと判断される場合には、ソ
レノイドバルブＳ１の異常フラグをセットして前記ステ
ップ４２以下を行う（ステップ４０．５０及びステップ
４２）。

また、ステップ４１において、出力ボートＰ。２≠入力
ボートＰ　ｏａでないと判断される場合には、ソレノイ
ドバルブＳ２の異常フラグをセットして、ステップ４２
を行う（ステップ４１．５１及びステップ４２）。

一方、ステップ４３において、変速段が第１段でない場
合には、ソレノイドバルブＳ１をオフして前記ステップ
４５を行う（ステップ４３．ステップ５２）。

また、ステップ４６において、変速段が第２速でない場
合には、ソレノイドバルブＳ２をオフして上記処理工程
をエンドする（ステップ４６、ステップ５３及びステッ
プ４８）。

上記実施例では、ソレノイドバルブＳ１．Ｓ２の正常時
と異常時における第１図の集積回路１の制御を確実にす
ることができるので、ソレノイドバルブＳｌ、Ｓ２の異
常時に第４図の変速論理に基づいて変速段を速やかにア
ップシフト制御することにより、エンジンブローやタイ
ヤがロックしてスピンをしないようにすることができる
ので、走行時のトラブルを未然に回避することができる
。

また、本実施例によれば、アクチュエータに電圧を印加
すると、アクチュエータの持つエンダクタンス分で流れ
る電流が過渡的に制限されることを利用し、電圧を印加
してから所定の電流値に達するまでの時間からアクチュ
エータの異常を判断する。

そして、アクチュエータが抵抗に置き換った場合や、ソ
レノイドの巻線が一部短絡してソレノイドがオンできな
くなった場合にも、ソレノイドバルブＳＬ、Ｓ２の異常
が検出できるので、車両における走行時におけるトラブ
ルを少なくすることができる。

第９図及び第１０図は上記実施例の電流検出回路の変形
実施例を示すものである。

第９図の変形実施例では、上記実施例の比較器、基準電
圧発生回路の代わりに、インバータＡ１を用いたもので
、インバータＡ１の出力がオン／オフする入力電圧の閾
値な抵抗Ｂｌにより可変し、必要な閾値を抵抗Ｂ１によ
り調整する。

従って、この実施例によれば、回路構成部品を少なくす
ることができるので、より電流検出回路の小型化および
検出回路の信頼性を向上させることができる。

一方、第１０図のように、ＰＮＰトランジスタ６６７の
上流側にインバータＡ２、ＰＮＰトランジスタ、抵抗Ｂ
ｌ、Ｂ２を順に接続することにより、電流を検出するよ
うこともできる。

なお、上記実施例及び変形実施例においては、インバー
タ、ＰＮＰ）ランジスタ等を用いて電流検出回路を構成
したが、これのみに限定されないことは言うまでもなく
、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば、これら以外
のものであってもよい。

（発明の効果） 上記のように本発明によれば、アクチュエータに電圧を
印加すると、アクチュエータの持つインダクタンス分で
流れる電流が、過渡的に制限され、該電圧を印加してか
ら所定の電流値に達するまでの時間よりアクチュエータ
の異常を判断できるので、アクチュエータが抵抗に置き
換った場合や、ソレノイドの巻線が一部短絡してソレノ
イドがオンできなくなった場合などに、迅速かつ確実に
ドライバー等に異常が生じたことを認識させることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のアクチュエータ異常検出装置の一実施
例を示す回路図、第２図は、絞り弁開度と車速との関係
を示す変速マツプを示す図、第３図はソレノイドバルブ
Ｓｌ、Ｓ２の各変速段における論理表を示す図、第４図
はソレノイド故障時の変速論理を示す図、第５図はソレ
ノイド励磁時における電流と時間との関係を示す図で、
第５図（ａ）はソレノイドバルブＳＬ、Ｓ２が正常時の
特性を示すもので、第５図（ｂ）はソレノイド巻線断線
時における特性で、第５図（Ｃ）はソレノイド短絡時に
おける特性を示す図、第６図乃至第８図は、本発明の一
実施例の動作を示すフローチャートを示す図、第９図及
び第１０図は上記実施例の電流検出回路の変形実施例を
示す図である。 図中において、 １はアクチュエータ異常検出認識手段、Ｓｌ、Ｓ２、は
アクチュエータである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 電圧を印加するとインダクタンス分により、流れる電流
   が過渡的に制限されるアクチュエータと、 前記アクチュエータに電圧を印加してから所定電圧値に
   達するまでの時間から、アクチュエータのインダクタン
   スの異常を検出してアクチュエータに異常があることを
   ドライバ等に認識させるアクチュエータ異常検出認識手
   段と から構成されることを特徴とするアクチュエータの異常
   検出装置。