JPH0577631U

JPH0577631U - ソレノイド駆動装置

Info

Publication number: JPH0577631U
Application number: JP1570992U
Authority: JP
Inventors: 秀幸小島
Original assignee: 日本電子機器株式会社
Priority date: 1992-03-25
Filing date: 1992-03-25
Publication date: 1993-10-22

Abstract

(57)【要約】【目的】ディザー電流が重畳された状態でも、抵抗測定
法によってソレノイド温度を正確に算出し、通電量を制
限補正できるようにする。【構成】ディザー電流の所定周期に同期してソレノイド
11の逆起電力が略零になり、通電電流も目標電流値に達
して定常状態となってからソレノイド11の電圧を測定
し、この電圧と目標電流値とからソレノイド11の抵抗値
を算出し、この抵抗値等からソレノイド11の温度を算出
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はソレノイド駆動装置に関し、特にソレノイドの温度に基づいてソレノイドへの通電量を制限補正する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、例えば４ＷＤ（４輪駆動）システムの車両において、駆動軸のトルクを非駆動軸にも伝達させる動力配分装置には、湿式多板クラッチからなるトルクスリップ式が用いられており、主に油圧制御によりこの動力配分装置を作動させていた。しかし近年の４ＷＤシステムでは、電磁力を利用した電磁クラッチ式の動力配分装置が採用されるようになってきており、油圧ポンプや油配管等が削除され、応答性・信頼性に優れていることを特徴としている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、かかる４ＷＤ制御に用いられる電磁クラッチ駆動用のソレノイド駆動装置では、ソレノイドの電気−機械変換特性にヒステリシスがあるため、ヒステリシスを低減するために制御電流に所定周期毎に反転されるディザー電流を重畳させて供給することが好ましい。

【０００４】また電磁クラッチのソレノイドに大電流を連続通電した場合、ソレノイドが過熱して焼損する可能性がある。したがって電磁クラッチ式４ＷＤシステムでは、ソレノイドの温度を測定してその温度の度合いに応じてソレノイドへの通電量を制限補正し、４ＷＤ制御を制限するロジック回路を備えることが望ましい。その場合、ソレイノドの温度を測定する手段としてサーミスタなどを用いる方法があるが、サーミスタは高価である。

【０００５】本考案ではこのような従来の課題に鑑みてなされたもので、ソレノイドの負荷抵抗を検出することによりソレノイドの温度を検出するものであり、またディザー電流が重畳された状態でも、正しく負荷抵抗を測定することによってソレノイド温度を高精度に検出して通電量を制限補正できるようにしたソレノイド駆動装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

このため本考案は、図１に示すように、所定周期で反転されるディザー電流が重畳した電流であって予め設定された目標電流となるようにソレノイドを通電するソレノイド駆動装置において、前記ディザー電流の所定周期に同期してソレノイドの逆起電力が略零になった時のソレノイド電圧を測定するソレノイド電圧測定手段と、予め設定されたソレノイドへの通電量と測定されたソレノイド電圧とに基づいてソレノイドの抵抗値を算出する抵抗値算出手段と、前記ソレノイドの抵抗温度係数、基準温度における抵抗値、及び前記抵抗値算出手段により算出されたソレノイドの抵抗値に基づいて前記ソレノイドの温度を算出するソレノイド温度算出手段と、算出されたソレノイドの温度に応じてソレノイドへの通電量を制限補正する通電量補正手段と、を備えるようにした。

【０００７】

【作用】

上記の構成によれば、ソレノイド電圧はソレノイド電圧測定手段により測定され、ソレノイドの抵抗値は、前記ソレノイド電圧と予め設定されたソレノイドへの通電量とに基づいて算出される。次にソレノイドの温度は所定抵抗温度係数、基準温度における所定抵抗値、及び前記抵抗値算出手段により算出されたソレノイドの抵抗値に基づいて算出される。

【０００８】ここでソレノイドの逆起電力が略零になるときは、通電電流が目標電流に達して定常状態となっている状態である。したがってこの状態でソレノイドの電圧を測定することにより、ソレノイドのインダクタンスによる抵抗測定値への影響がなくなり、抵抗値を正確に測定出来る。この結果、算出されたソレノイドの温度も正確となり、通電量の制限補正値制御も通電量補正手段により良好に行える。尚、逆起電力が最も小さくなるのは、ディザー電流が反転してから最も時間を経過した時、つまり次の反転の直前であるからその時にソレノイド電圧を測定すればよい。

【０００９】

【実施例】

以下、本考案の一実施例を図２〜５に基づいて説明する。本実施例の電磁クラッチ式４ＷＤ（４輪駆動）システムを示す図２において、１、２はプロペラシャフトである。動力配分装置３はプロペラシャフト１のトルクをプロペラシャフト２側へ伝達することにより２ＷＤ（２輪駆動）−４ＷＤの動力伝達割合を制御するものであり、クラッチ板を内蔵している。クラッチアクチュエータ４はソレノイドを有し、コントロールユニット（以後、Ｃ／Ｕと記す）５からの電気指令に基づいてソレノイドに通電し、電磁力を発生させて動力配分装置２を作動させる。このクラッチアクチュエータ４とＣ／Ｕ５とによってソレノイド駆動装置を構成している。

【００１０】クラッチアクチュエータ４を示す図３において、電圧Ｖ_Bの電源は予め設定された通電量の電流をソレノイド11に供給する電源である。クラッチアクチュエータ４の駆動回路はＰＮＰトランジスタTr₁、ダイオードＤ₁、Ｄ₂からなり、トランジスタTr₁のエミッタが前記電源に、一端でアース接続しているソレノイド 11の他端にコレクタが接続し、ベースにＣ／Ｕ５からの制御信号が入力される。そしてトランジスタTr₁は通電量を制御してソレノイド11の電気−機械変換特性のヒステリシスを低減するために、図５（Ａ）で示すように制御電流Ｉ₀に所定周期で反転するディザー電流（Ｉ₁−Ｉ₀）、（Ｉ₀−Ｉ₂）を重畳させている。この通電量はＣ／Ｕ５にて設定される。ダイオードＤ₁はソレノイド11の逆起電力による電流を電源に転流させるダイオードであり、ダイオードＤ₂は負荷の逆起電力による電流をアースから転流させるダイオードである。トランジスタTr ₁ のコレクタ電圧はＣ／Ｕ５に入力され、ソレノイド11の電圧としてモニタされている。

【００１１】Ｃ／Ｕ５はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インタフェイス等を含んで構成されるマイクロコンピュータ、及び例えば１ms毎にタイマ割り込みを行う為のＪＯＢカウンタを備えている。そしてこのＪＯＢカウンタがカウントする１ms毎にタイマ割り込みが発生し、図４のフローチャートに示すソフトウェアが起動する。

【００１２】次に図４のフローチャート及び図５のタイミングチャートに基づいてＣＰＵの処理過程を説明する。ＪＯＢカウント値が「０」の時にソレノイド11へのディザー電流を＋側から− 側に反転制御する。この時はステップ（図中では「Ｓ」と記してあり、以下同様とする）１において判定が「Ｙｅｓ」となってステップ２に進む。

【００１３】ステップ２では、直前のＪＯＢカウント値「９」の時にモニタしたソレノイド 11の電圧値Ｖ₁のＡ／Ｄ変換値をロードする。ステップ３では、ソレノイド11の抵抗値Ｒ_OUTを次式（１）に従って算出する。Ｒ_OUT＝Ｖ₁／Ｉ₁ ・・・（１）ステップ４では、ソレノイド11の温度ｔを算出する。導体の温度と導体の抵抗値との関係は次式（２）によって表される。

【００１４】Ｒ＝Ｒ₀｛１＋α（ｔ−ｔ₀）｝・・・（２）ここで、Ｒは実際の導体抵抗値、Ｒ₀は基準温度（例えば20°Ｃ）における導体抵抗値、αは導体の温度係数、ｔは導体温度、ｔ₀は基準温度を示す。従ってＲ＝Ｒ_OUTとして、この式（２）に基づいて導体であるソレノイド11の温度ｔを算出することができる。

【００１５】ステップ５では、ステップ４で算出したソレノイド11の温度に基づいて次の目標電流値Ｉ₂を算出する。そして算出された目標電流値Ｉ₂になるように電圧Ｖ _B の電源から電流が供給される。ステップ６では、ＪＯＢカウント値を１つインクリメントし、ＪＯＢカウント値が「０」の時の処理を終了させる。

【００１６】次にＪＯＢカウント値が「１」〜「３」である時、即ち、図５（Ｂ）に示すようなソレノイド11の逆起電力によりソレノイド11の正確な抵抗値を算出出来ない時は、ステップ１、９、11、16で判定がすべて「Ｎｏ」となるのでステップ６に進み、ＪＯＢカウント値を１つインクリメントする。ＪＯＢカウント値が「４」になった時、即ち、ソレノイド11の逆起電力が略０になって目標電流値も略Ｉ₂になった時は、ステップ９で判定が「Ｙｅｓ」となってステップ10に進む。

【００１７】ステップ10では、ソレノイド11の逆起電力が略０になったのでソレノイド11の電圧をモニタし、その時の電圧値Ｖ₂をＡ／Ｄ変換して記憶した後、ステップ６に進んでＪＯＢカウント値を１つインクリメントする。ＪＯＢカウント値が「５」になった時にディザー電流を−側から＋側に反転制御する。この時はステップ11で判定が「Ｙｅｓ」となってステップ12に進む。

【００１８】ステップ12では、ＪＯＢカウント値が「４」の時にモニタした電圧値Ｖ₂のＡ／Ｄ変換値をロードする。ステップ13では、目標電流値Ｉ₂と電圧値Ｖ₂のＡ／Ｄ変換値とから抵抗値Ｒ _OUT を式（３）に従って算出する。Ｒ_OUT＝Ｖ₂／Ｉ₂ ・・・（３）ステップ14では、ステップ４と同様にソレノイド11の温度ｔを式（２）に基づいて算出する。

【００１９】ステップ15では、次の目標電流値Ｉ₁を算出する。ここで目標電流値Ｉ₁はステップ14で算出されたソレノイド11の温度により上限値を制限補正される。電圧Ｖ_Bの電源からはこの目標電流値Ｉ₁になるように電流が供給される。そしてステップ６に進んでＪＯＢカウント値を１つインクリメントする。ＪＯＢカウント値が「６」〜「８」である時、即ち、ソレノイド11の逆起電力によりソレノイド11の正確な抵抗値を算出出来ない時は、ステップ１、９、11、 16で判定がすべて「Ｎｏ」となり、ステップ６に進んでＪＯＢカウント値を１つインクリメントする。

【００２０】ＪＯＢカウント値が「９」になった時、即ち、ソレノイド11の逆起電力が略０になって目標電流値も略Ｉ₂になった時、ステップ16で判定が「Ｙｅｓ」となってステップ17に進む。ステップ17では、ソレノイド11の逆起電力が略０になったのでソレノイド11の電圧をモニタし、その時の電圧値Ｖ₁をＡ／Ｄ変換した後、ステップ６に進んでＪＯＢカウント値を１つインクリメントする。インクリメントするとＪＯＢカウント値は「10」となるので、ステップ８に進み、ＪＯＢカウント値を「０」にリセットし、新たなサイクルを開始する。

【００２１】これがディザー電流の所定の一周期におけるＣＰＵの処理過程である。尚、ステップ３、13は抵抗値算出手段、ステップ４、14はソレノイド算出手段、ステップ10、17はソレノイド電圧測定手段、ステップ15は通電量補正手段に相当する。かかる構成によれば、ディザー電流の所定周期に同期してソレノイド11の逆起電力が略零になり、通電電流も目標電流値に達して定常状態となってからソレノイド11の電圧を測定し、この電圧と目標電流値とからソレノイド11の抵抗値を算出し、この抵抗値等から式（２）に基づいてソレノイド11の温度を算出することにより、ソレノイド11への通電電流にディザー電流が重畳している状態でもソレノイド11のインダクタンスによる抵抗測定値への影響がなくなり、抵抗値を正確に測定出来る。したがってソレノイド11の温度も正確に捉えることができ、これによって、ソレノイド11の焼損防止の為の通電量の制限補正値制御も良好に行え、電磁クラッチ式４ＷＤシステムの性能が向上する。また抵抗測定法によるソレノイド11の温度測定はサーミスタ等、特別の検温機材を要しないため簡便でありコストを抑えることが出来る。

【００２２】

【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、ディザー電流の所定周期に同期してソレノイドの逆起電力が略零になっている時、即ち、通電電流も目標電流値に達して定常状態となってからソレノイドの電圧を測定し、この電圧と目標電流値とからソレノイドの抵抗値を算出し、この抵抗値等からソレノイドの温度を算出することにより、ソレノイドへの通電電流にディザー電流が重畳している状態でもソレノイドのインダクタンスによる抵抗測定値への影響がなくなり、抵抗値を正確に測定できる。したがってソレノイドの検出温度も正確となり、通電量の制限補正値制御も良好に行え、しかも特別な検温機材を要しないためコストを抑えることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の構成を示すブロック図。

【図２】本考案を用いた電磁クラッチ式４ＷＤシステム
の説明図。

【図３】本考案の一実施例の回路図。

【図４】本実施例におけるＣＰＵの処理過程を示すフロ
ーチャート。

【図５】図３のタイミングチャート。

【符号の説明】

１プロペラシャフト２プロペラシャフト３動力配分装置 11 ソレノイド

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】所定周期で反転されるディザー電流が重畳
した電流であって予め設定された目標電流となるように
ソレノイドを通電するソレノイド駆動装置において、前記ディザー電流の所定周期に同期してソレノイドの逆
起電力が略零になった時のソレノイド電圧を測定するソ
レノイド電圧測定手段と、予め設定されたソレノイドへの通電量と測定されたソレ
ノイド電圧とに基づいてソレノイドの抵抗値を算出する
抵抗値算出手段と、前記ソレノイドの抵抗温度係数、基準温度における抵抗
値、及び前記抵抗値算出手段により算出されたソレノイ
ドの抵抗値に基づいて前記ソレノイドの温度を算出する
ソレノイド温度算出手段と、算出されたソレノイドの温度に応じてソレノイドへの通
電量を制限補正する通電量補正手段と、を備えたことを特徴とするソレノイド駆動装置。