WO2016104567A1

WO2016104567A1 - アクチュエータの制御装置及び制御方法

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Publication number: WO2016104567A1
Application number: PCT/JP2015/085945
Authority: WO
Inventors: 卓司野村; 康司湯浅
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Astemo Ltd
Priority date: 2014-12-24
Filing date: 2015-12-24
Publication date: 2016-06-30
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: CN107111285A; DE112015005824B4; JP6408374B2; DE112015005824T5; US20180266543A1; JP2016123174A; US10184558B2

Abstract

リニアソレノイド(7a)の目標電流値に応じたデューティ比を設定するマイクロコントローラ(100)とデューティ比に基づいてリニアソレノイド(7a)に電力供給するＡＳＩＣ(200)とを備えた制御ユニット(10)において、マイクロコントローラ(100)は電流センサ(300)で検出された駆動電流値を補正する補正部(110)を有し、ＡＳＩＣ(200)は電流センサ(300)で検出された駆動電流値を補正する補正部(206)を有する。そして、フィードバック量選択部(112)が、補正部(110)で補正された駆動電流値又は補正部(206)で補正された駆動電流値のいずれか一方を目標電流値に対するフィードバック量として選択し、フィードバック制御系における補正系統を二重にする。

Description

アクチュエータの制御装置及び制御方法

　本発明は、アクチュエータの制御量をフィードバックして操作量を調整するフィードバック制御を行う、アクチュエータの制御装置及び制御方法に関する。

　従来のアクチュエータの制御装置には、例えば、車両用変速装置のオイル供給システムにおいて、油圧制御弁を駆動するアクチュエータとしてリニアソレノイドを用いて油圧を制御するものがある。

　かかるアクチュエータの制御装置では、リニアソレノイドの制御量として電流センサで検出された駆動電流の値（以下、「検出電流値」という）を、メモリに予め記憶された補正係数を用いて補正することにより、駆動電流演算部や電流センサにおける電気的性質のバラツキを低減して検出電流値を実際の駆動電流の値である実電流値に近づけ、その上で、検出電流値を補正して得られる補正電流値が目標電流値に近づくようにフィードバック制御を行うことが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０－２２５１７９号公報

　しかしながら、アクチュエータの制御装置において、補正係数を記憶するメモリや補正電流値の演算に用いる素子の故障・劣化が生じると、検出電流値の補正精度が低下して補正電流値が実電流値から乖離しやすくなる。このため、リニアソレノイドの実電流値に応じた適切な操作量の演算が困難となるので、リニアソレノイドが無駄な電力を消費して燃費低下を招くばかりか、補正電流値と実電流値との乖離が増大すると変速時にシフトショックを起こすおそれがある。

　本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、フィードバック制御系の信頼性を向上させたアクチュエータの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

　このため、本発明に係るアクチュエータの制御装置では、アクチュエータの目標制御量に応じた操作量を設定する制御回路と、設定された操作量に基づいてアクチュエータに電力供給する駆動回路と、アクチュエータの制御量を検出するセンサと、を含んで構成されることを前提として、制御回路にはセンサから検出された制御量を補正する第１補正部が設けられ、駆動回路にはセンサから検出された制御量を補正する第２補正部が設けられ、制御回路は、第１補正部により補正された制御量、又は、第２補正部により補正された制御量、のいずれか一方をフィードバックして操作量を調整するフィードバック制御を行っている。

　また、本発明に係るアクチュエータの制御方法では、アクチュエータの目標制御量に応じて設定された操作量に基づいてアクチュエータへの電力供給を制御することを前提として、アクチュエータのコントローラが、検出されたアクチュエータの制御量を補正する第１補正部と、検出されたアクチュエータの制御量を補正する第２補正部と、を備え、第１補正部により補正された制御量、及び、第２補正部により補正された制御量、のいずれか一方をフィードバックして操作量を調整するフィードバック制御を行っている。

　本発明に係るアクチュエータの制御装置及び制御方法によれば、フィードバック制御系において、フィードバック量としての制御量を補正する補正系統を二重にしているので、補正係数を記憶するメモリ及び補正電流値の演算に用いる素子の故障・劣化に対して、フィードバック制御系の信頼性を向上させることができる。

車両用変速装置におけるオイル供給システムの概略構成図である。アクチュエータの制御装置の機能ブロック図である。補正係数を対象とした異常診断処理を示すフローチャートである。補正電流値を対象とした異常診断処理を示すフローチャートである。平均電流値を対象とした異常診断処理を示すフローチャートである。総合診断処理を示すフローチャートである。異常時処理の具体例を示す表である。アクチュエータの制御装置の別例を示す機能ブロック図である。

　以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
　図１は、本発明の一実施形態を示す車両用変速装置におけるオイル供給システムの概略構成図である。

　本車両の動力源であるエンジン（内燃機関）１には、回転出力を伝達するためのエンジン出力軸１ａが設けられ、このエンジン出力軸１ａが、トルクコンバータ２を介して無段変速機３の変速機入力軸３ａへ接続されている。トルクコンバータ２には、車速に応じてエンジン出力軸１ａを変速機入力軸３ａへ直結するロックアップ機構（図示省略）が設けられている。

　無段変速機３は、プライマリプーリ３ｂ及びセカンダリプーリ３ｃと、これらプーリ間に巻き掛けたベルト３ｄとを含み、変速機入力軸３ａによるプライマリプーリ３ｂの回転は、ベルト３ｄを介して、セカンダリプーリ３ｃへ伝達され、セカンダリプーリ３ｃの回転は、変速機出力軸３ｅを介して、図示省略の駆動輪へ伝達される。

　無段変速機３では、プライマリプーリ３ｂの一対の可動円錐板、及び、セカンダリプーリ３ｃの一対の可動円錐板を、それぞれの作動油の油圧制御によって軸方向に移動させて、プライマリプーリ３ｂ及びセカンダリプーリ３ｃとベルト３ｄとが接触する位置の半径を変えることにより、プライマリプーリ３ｂとセカンダリプーリ３ｃとのプーリ比（回転比）を変化させて、変速比を無段階に変化させることができる。

　無段変速機３のケース底部にはオイルが貯留されたオイルパン４が設けられ、オイルパン４に貯留されたオイルは、無段変速機３のケース内に設けられた油圧ポンプ５により吸入加圧される。油圧ポンプ５は、変速機入力軸３ａにより、すなわち、実質的には、エンジン１の回転出力により駆動される。油圧ポンプ５で吸入・加圧されたオイルは、油圧ポンプ５からライン圧制御部６を介して、プライマリプーリ３ｂ、セカンダリプーリ３ｃ及びトルクコンバータ２のロックアップ機構へ作動油として供給される。

　プライマリプーリ３ｂには入力側プーリ圧制御部７が設けられ、ライン圧制御部６を経たオイルは、さらに入力側プーリ圧制御部７を介してプライマリプーリ３ｂへ供給される。セカンダリプーリ３ｃには出力側プーリ圧制御部８が設けられ、ライン圧制御部６を経たオイルは、さらに出力側プーリ圧制御部８を介してセカンダリプーリ３ｃへ供給される。トルクコンバータ２にはロックアップ圧制御部９が設けられ、ライン圧制御部６を経たオイルは、さらにロックアップ圧制御部９を介してロックアップ機構へ供給される。

　ライン圧制御部６、入力側プーリ圧制御部７、出力側プーリ圧制御部８及びロックアップ圧制御部９には、それぞれ、油圧ポンプ５からの吐出圧を調圧するための油圧制御弁を駆動するアクチュエータとして、リニアソレノイドが組み込まれている。そして、各リニアソレノイドの駆動は、制御ユニット（アクチュエータの制御装置）１０により、個別に制御される。

　図２は、制御ユニット１０の機能ブロック図である。
　制御ユニット１０は、コンピュータを内蔵したマイクロコントローラ（図中、「μC」と略記する。以下、同様）１００と、特定用途向け集積回路であるＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２００と、を含んで構成され、マイクロコントローラ１００は、ＡＳＩＣ２００を介して、入力側プーリ圧制御部７に内蔵されたリニアソレノイド７ａと電気的に接続されている。

　マイクロコントローラ１００は、リニアソレノイド７ａの目標制御量として目標電流値を設定し、この目標電流値に応じた操作量を演算する制御回路をなす。また、ＡＳＩＣ２００は、マイクロコントローラ１００で演算された操作量に基づいてリニアソレノイド７ａに電力供給を行う駆動回路をなす。そして、マイクロコントローラ１００は、目標電流値とリニアソレノイド７ａの制御量である駆動電流とに基づいて操作量を調整する電流フィードバック制御を行うように構成されている。

　また、制御ユニット１０は、ＡＳＩＣ２００とリニアソレノイド７ａとの間において、リニアソレノイド７ａの駆動電流を検出する電流センサ３００を有し、電流センサ３００は検出信号をＡＳＩＣ２００へ出力する。電流センサ３００には、例えば、ＡＳＩＣ２００とリニアソレノイド７ａとの間に直列に接続されたシャント抵抗など、既知の電流検出手段を用いることができる。

　なお、図２では、マイクロコントローラ１００とＡＳＩＣ２００を介して接続されるリニアソレノイドとして、便宜上、入力側プーリ圧制御部７に内蔵されたリニアソレノイド７ａを例示しているが、入力側プーリ圧制御部７に内蔵されたリニアソレノイド７ａを、ライン圧制御部６、出力側プーリ圧制御部８又はロックアップ圧制御部９に組み込まれた他のリニアソレノイドに置き換えても、以下の説明と同様である。

　先ず、ＡＳＩＣ２００は、出力ドライバ２０２と、平均電流演算部２０４と、補正部（第２補正部）２０６と、ＲＯＭ（Read-Only Memory）などの不揮発性メモリ２０８と、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの揮発性メモリ２１０と、を有している。

　出力ドライバ２０２は、マイクロコントローラ１００において後述のように演算された操作量の指示信号を、入力ポート２１２を介して入力し、この指示信号に基づいて内蔵のスイッチング素子をオン・オフさせて、電源からリニアソレノイド７ａに対する電力供給を制御している。

　平均電流演算部２０４は、電流センサ３００からＡＳＩＣ２００へ出力されたリニアソレノイド７ａの駆動電流についてのアナログ検出信号をデジタル値に変換するＡ／Ｄ（Analog to Digital）コンバータを備えている。平均電流演算部２０４は、Ａ／Ｄコンバータによりデジタル値に変換された検出電流値を、ノイズの影響等による電流の振れを低減するために、所定時間毎に、又は、所定Ａ／Ｄ変換回数毎に平均して平均電流値を演算する。

　平均電流演算部２０４は、得られた平均電流値を、補正部２０６に送るとともに、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）通信等を行う通信インタフェース２１４を介してマイクロコントローラ１００へ出力する。

　補正部２０６は、不揮発性メモリ２０８に予め記憶された補正係数（以下、「ＡＳＩＣ補正係数」という）を、揮発性メモリ２１０を介して読み込み、このＡＳＩＣ補正係数を用いて平均電流値を補正した補正電流値（以下、「ＡＳＩＣ補正電流値」という）を演算するように構成されている。したがって、補正部２０６は、平均電流値の補正によって制御量である駆動電流（検出電流値）を補正していることになる。補正部２０６において演算されたＡＳＩＣ補正電流値は、通信インタフェース２１４を介してマイクロコントローラ１００へ出力される。

　不揮発性メモリ２０８に予め記憶されたＡＳＩＣ補正係数は、平均電流値とリニアソレノイド７ａに流れる実際の駆動電流の値（以下、「実電流値」という）との乖離を低減するために、前述のように平均電流値の補正に用いられ、電流センサ３００やＡＳＩＣ２００の平均電流演算部２０４など、駆動電流の検出に関係する素子・回路における電気的性質のバラツキに応じて定まる制御ユニット１０の固有値である。

　不揮発性メモリ２０８の種類は、特に限定するものではないが、ＡＳＩＣ補正係数を書き換える必要性がある場合には、書き込み及び消去可能なＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）あるいはフラッシュメモリを用いてもよい。後述のマイクロコントローラ１００における不揮発性メモリについても同様である。

　ＡＳＩＣ２００のうち、補正部２０６、不揮発性メモリ２０８及び揮発性メモリ２１０は、平均電流値を補正する１つの補正系統を構成している。

　次に、マイクロコントローラ１００は、目標電流演算部１０２と、減算部１０４と、デューティ比演算部１０６と、異常診断部１０８と、補正部１１０と、フィードバック（図中、「ＦＢ」と略記する）量選択部１１２と、ＲＯＭなどの不揮発性メモリ１１４と、ＲＡＭなどの揮発性メモリ１１６と、を有している。

　目標電流演算部１０２、減算部１０４、デューティ比演算部１０６、異常診断部１０８、補正部（第１補正部）１１０及びフィードバック量選択部１１２における処理は、マイクロコントローラ１００に内蔵されたコンピュータのＣＰＵ（Central Processing Unit）などが、不揮発性メモリ１１４に記憶されたプログラムを、揮発性メモリ１１６を介して読み込み実行することで実現される。なお、目標電流演算部１０２、減算部１０４、デューティ比演算部１０６、異常診断部１０８、補正部１１０及びフィードバック量選択部１１２における処理は、ハードウェアの構成によって実現されてもよい。

　目標電流演算部１０２は、運転者により操作されたセレクターレバーの操作信号やエンジン制御ユニットからの車両運転状態に関する入力信号等、外部からの駆動信号に基づいて、入力側プーリ圧制御部７からプライマリプーリ３ｂへ供給するオイルの目標油圧を決定し、目標油圧に対応するリニアソレノイド７ａの目標制御量として目標電流値を設定する。

　目標電流値の設定は、例えば、入力側プーリ圧制御部７からプライマリプーリ３ｂへ供給するオイルの油圧とリニアソレノイド７ａの電流値とを対応付けたマップを不揮発性メモリ１１４に予め記憶しておき、車両運転中、不揮発性メモリ１１４から揮発性メモリ１１６に読み出されるマップを参照して目標油圧に対応する電流値を演算することで可能である。

　補正部１１０は、ＡＳＩＣ２００の平均電流演算部２０４で演算された平均電流値を、ＳＰＩ通信等を行う通信インタフェース１１８を介してＡＳＩＣ２００から読み込む。そして、補正部１１０は、不揮発性メモリ１１４に予め記憶された補正係数（以下、「μＣ補正係数」という）を、揮発性メモリ１１６を介して読み込んで、このμＣ補正係数で平均電流値を補正した補正電流値（以下、「μＣ補正電流値」という）を演算するように構成されている。したがって、補正部１１０は、平均電流値の補正によって制御量である駆動電流（検出電流値）を補正していることになる。

　μＣ補正係数は、ＡＳＩＣ補正係数と同一の値であり、また、このμＣ補正係数を用いた平均電流値の補正方法も、ＡＳＩＣ補正係数を用いた平均電流値の補正方法と同じである。

　マイクロコントローラ１００のうち、補正部１１０、不揮発性メモリ１１４及び揮発性メモリ１１６は、ＡＳＩＣ２００において構成された平均電流値の補正系統に加えて、平均電流値を補正する別の補正系統を構成している。

　異常診断部１０８は、揮発性メモリ１１６を介してμＣ補正係数を読み込むとともに、揮発性メモリ２１０及び通信インタフェース２１４，１１８を介して不揮発性メモリ２０８からＡＳＩＣ補正係数を読み込むことで、読み込んだ２つの補正係数を比較し、不揮発性メモリ１１４から揮発性メモリ１１６へ若しくは不揮発性メモリ２０８から揮発性メモリ２１０への補正係数のデータ転送、又は、不揮発性メモリ１１４，２０８若しくは揮発性メモリ１１６，２１０における補正係数の記憶に、異常が発生しているか否かを診断している。かかる診断は、異常診断部１０８において、電流フィードバック制御に異常が発生しているか否かの診断基準の１つである。

　また、異常診断部１０８は、ＡＳＩＣ２００の補正部２０６で演算されたＡＳＩＣ補正電流値を、通信インタフェース１１８を介して読み込んで、マイクロコントローラ１００の補正部１１０で演算されたμＣ補正電流値と比較し、補正部１１０，２０６における平均電流値の補正、すなわち、補正電流値の演算に関する処理に異常が発生しているか否かを診断している。かかる診断は、異常診断部１０８において、電流フィードバック制御に異常が発生しているか否かの診断基準の１つである。

　さらに、異常診断部１０８は、ＡＳＩＣ２００の平均電流演算部２０４で得られた平均電流値を、通信インタフェース１１８を介してＡＳＩＣ２００から読み込むことで、後述のように、フィードバック量としてＡＳＩＣ補正電流値又はμＣ補正電流値を選択した場合のそれぞれにおける平均電流値を比較し、制御ユニット１０からリニアソレノイド７ａに対する出力に異常が発生しているか否かを診断している。かかる診断は、異常診断部１０８において、電流フィードバック制御に異常が発生しているか否かの診断基準の１つである。

　さらにまた、異常診断部１０８は、リニアソレノイド７ａのアクチュエータとしての出力に異常が発生しているか否かを診断する。

　例えば、異常診断部１０８は、目標電流演算部１０２における目標電流値の設定の基礎となる目標油圧と、入力側プーリ圧制御部７からプライマリプーリ３ｂへ供給するオイルの油圧と、を比較して、その比較結果に基づいて、リニアソレノイド７ａの出力の異常診断を行うことができる。あるいは、異常診断部１０８は、リニアソレノイド７ａによる入力側プーリ圧制御部７の油圧制御弁の開弁度を検出できるように構成して、検出された開弁度と目標油圧を発生させる開弁度と比較して、リニアソレノイド７ａのアクチュエータとしての出力の異常診断を行うようにしてもよい。

　そして、異常診断部１０８は、前述の異常診断の結果に基づいて、デューティ比演算部１０６やフィードバック量選択部１１２に対して異常時処理を行う。

　フィードバック量選択部１１２は、マイクロコントローラ１００の補正部１１０で演算されたμＣ補正電流値、又は、ＡＳＩＣ２００の補正部２０６で演算されたＡＳＩＣ補正電流値、のうちいずれか一方を、フィードバック量として選択する。すなわち、フィードバック量選択部１１２は、ＡＳＩＣ２００の補正部２０６で平均電流値を補正するＡＳＩＣ補正方式と、マイクロコントローラ１００の補正部１１０でプログラムの実行により平均電流値を補正するマイクロコントローラ補正方式と、のいずれか一方を選択する。

　より具体的には、フィードバック量選択部１１２は、異常診断のために、２つの補正方式を所定の実施時間比率あるいは所定の実施回数比率で切り替えるように構成されている。例えば、フィードバック量選択部１１２は、ＡＳＩＣ補正方式によりＡＳＩＣ補正電流値を３回連続して選択した後、マイクロコントローラ補正方式によりμＣ補正電流値を１回選択する等のように補正方式を切り替える。これにより、異常診断部１０８において、ＡＳＩＣ補正方式とマイクロコントローラ補正方式との両補正方式により演算された平均電流値を比較できるようにしている。以下の説明において、実施時間比率又は実施回数比率が相対的に多い一方の補正方式をメイン設定の補正方式といい、相対的に少ない他方の補正方式をサブ設定の補正方式という。メイン設定の補正方式は、電流フィードバック制御に標準的に用いられ、サブ設定の補正方式は、平均電流値について、メイン設定の補正方式との比較のために用いられる。このように、フィードバック量選択部１１２は、いわば補正方式のメイン・サブ設定を行っている。

　また、フィードバック量選択部１１２は、異常診断部１０８が異常時処理を実施していない場合、異常診断の診断精度向上のために、メイン設定の補正方式をサブ設定の補正方式に切り替えるとともに、サブ設定の補正方式をメイン設定の補正方式に切り替える。

　さらに、フィードバック量選択部１１２は、異常診断部１０８の実施する異常時処理として、メイン設定の補正方式をサブ設定の補正方式に切り替えるとともに、サブ設定の補正方式をメイン設定の補正方式に切り替える。

　減算部１０４は、目標電流演算部１０２で設定された目標電流値と、フィードバック量選択部１１２で選択された補正電流値（ＡＳＩＣ補正電流値又はμＣ補正電流値のいずれか一方）と、の偏差を演算する。

　デューティ比演算部１０６は、減算部１０４で演算された、目標電流値と補正電流値との偏差に基づいて、比例積分制御（ＰＩ制御）や比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）など公知の演算処理方法により、出力ドライバ２０２におけるスイッチング素子のオン・オフのデューティ比を演算する。そして、デューティ比演算部１０６は、かかるデューティ比のＰＷＭ信号を操作量の指示信号として、出力ポート１２０を介してＡＳＩＣ２００へ出力する。

　図３は、マイクロコントローラ１００において、車両のイグニッションキーをオン（ＯＮ）にしたことを契機として所定時間Δｔ１ごとに実施される、補正係数を対象とした異常診断処理を示すフローチャートである。

　ステップ１００１（図中、「Ｓ１００１」と略記する。以下、同様である。）では、異常診断部１０８において、ＡＳＩＣ２００の不揮発性メモリ２０８から揮発性メモリ２１０及び通信インタフェース２１４，１１８を介してＡＳＩＣ補正係数を読み出す。

　ステップ１００２では、異常診断部１０８において、マイクロコントローラ１００の不揮発性メモリ１１４から揮発性メモリ１１６を介してμＣ補正係数を読み出す。

　ステップ１００３では、異常診断部１０８において、ＡＳＩＣ補正係数とμＣ補正係数とを比較し、両補正係数が一致するか否かを判定する。

　ＡＳＩＣ補正係数及びμＣ補正係数は不揮発性メモリ１１４，２０８に記憶させたときには一致しているので、ＡＳＩＣ補正係数とμＣ補正係数とが不一致であると判定されれば、不揮発性メモリ１１４から揮発性メモリ１１６へ若しくは不揮発性メモリ２０８から揮発性メモリ２１０への補正係数のデータ転送、又は、不揮発性メモリ１１４，２０８若しくは揮発性メモリ１１６，２１０の記憶に、異常が発生している可能性がある。

　したがって、ステップ１００３において、ＡＳＩＣ補正係数とμＣ補正係数とが一致していると判定された場合には、補正係数の記憶・データ転送が正常であると診断して、ステップ１００４へ進み（Ｙｅｓ）、一方、ＡＳＩＣ補正係数とμＣ補正係数とが一致していないと判定された場合には、補正係数の記憶・データ転送が異常であると診断して、ステップ１００５へ進む（Ｎｏ）。

　ステップ１００４では、異常診断部１０８において、補正係数の記憶・データ転送に関する異常・正常状態を示す補正係数状態フラグＦ１を、正常状態を示す値（例えば、０）にセットして、揮発性メモリ１１６に記憶する。

　ステップ１００５では、異常診断部１０８において、補正係数の記憶・データ転送に関する異常・正常状態を示す補正係数状態フラグＦ１を、異常状態を示す値（例えば、１）にセットして、揮発性メモリ１１６に記憶する。

　図４は、マイクロコントローラ１００において、車両のイグニッションキーをオン（ＯＮ）にしたときを契機として所定時間Δｔ２ごとに実施される、補正電流値を対象とした異常診断処理を示すフローチャートである。

　ステップ２００１では、異常診断部１０８が、補正部２０６で演算されたＡＳＩＣ補正電流値を、通信インタフェース２１４，１１８を介して取得する。

　ステップ２００２では、異常診断部１０８が、補正部１１０で演算されたμＣ補正電流値を取得する。

　ステップ２００３では、異常診断部１０８において、ＡＳＩＣ補正電流値とμＣ補正電流値とを比較し、ＡＳＩＣ補正電流値とμＣ補正電流値との偏差（絶対値）が所定値α（α＞０）未満であるか否かを判定する。所定値αは、ステップ２００１で取得したＡＳＩＣ補正電流値とステップ２００２で取得したμＣ補正電流値との間に有意差があるか否かを画する閾値である。

　前述のように、補正部１１０及び補正部２０６に読み出される補正係数が一致していても、補正部１１０及び補正部２０６において演算された２つの補正電流値に有意な差異があれば、補正部１１０又は補正部２０６における補正電流値の演算処理に異常が発生している可能性がある。

　したがって、ステップ２００３において、ＡＳＩＣ補正電流値とμＣ補正電流値との偏差（絶対値）が所定値α未満であると判定された場合には、補正部１１０及び補正部２０６における補正電流値の演算処理は正常であると診断して、ステップ２００４へ進み（Ｙｅｓ）、一方、ＡＳＩＣ補正電流値とμＣ補正電流値との偏差（絶対値）が所定値α以上であると判定された場合には、補正部１１０又は補正部２０６における補正電流値の演算処理に異常が発生していると診断して、ステップ２００５へ進む（Ｎｏ）。

　ステップ２００４では、異常診断部１０８において、補正電流値の演算処理に関する異常・正常状態を示す補正電流値状態フラグＦ２を、正常状態を示す値（例えば、０）にセットして揮発性メモリ１１６に記憶する。

　ステップ２００５では、異常診断部１０８において、ＡＳＩＣ補正電流値とμＣ補正電流値との偏差（絶対値）が所定値α以上である状態が連続して所定時間Ｔ１継続したか否かを判定する。これは、検出電流値ひいては平均電流値・補正電流値が一時的なノイズなどの影響を受けて、ＡＳＩＣ補正電流値とμＣ補正電流値との偏差（絶対値）が所定値α以上となってしまうことを考慮したものであり、誤診断を抑制するためである。

　したがって、ステップ２００５において、ＡＳＩＣ補正電流値とμＣ補正電流値との偏差（絶対値）が所定値α以上である状態が連続して所定時間Ｔ１継続していると判定された場合には、補正部１１０又は補正部２０６における補正電流値の演算処理に異常が発生していると診断して、ステップ２００６へ進む（Ｙｅｓ）。一方、ＡＳＩＣ補正電流値とμＣ補正電流値との偏差（絶対値）が所定値α以上である状態が連続して所定時間Ｔ１継続していないと判定された場合には、補正部１１０及び補正部２０６における補正電流値の演算処理に異常が発生しているか否かを再度診断するために、ステップ２００１へ戻る（Ｎｏ）。

　ステップ２００６では、異常診断部１０８において、補正電流値の演算処理に関する異常・正常状態を示す補正電流値状態フラグＦ２を、異常状態を示す値（例えば、１）にセットして揮発性メモリ１１６に記憶する。

　図５は、マイクロコントローラ１００において、車両のイグニッションキーをオン（ＯＮ）にしたことを契機として、リニアソレノイド７ａに対する通電状態が過渡状態ではない定常状態であるときに実施される、平均電流値を対象とした異常診断処理を示すフローチャートである。

　ステップ３００１では、異常診断部１０８において、メイン設定の補正方式で電流フィードバック制御を実施したときに平均電流演算部２０４で演算された平均電流値（以下、「メイン電流値」という）を取得する。

　また、ステップ３００１と同様に、ステップ３００３では、異常診断部１０８において、サブ設定の補正方式で電流フィードバック制御を実施したときに平均電流演算部２０４で演算された平均電流値（以下、「サブ電流値」という）を取得する。

　ステップ３００２では、ステップ３００１の処理を連続して所定回数Ｎ１実施したか否かを判定する。ステップ３００１を連続して所定回数Ｎ１実施したと判定された場合には、ステップ３００２へ進む（Ｙｅｓ）。一方、ステップ３００１を連続して所定回数Ｎ１実施していないと判定された場合には、ステップ３００１へ戻る（Ｎｏ）。

　また、ステップ３００２と同様に、ステップ３００４では、ステップ３００３の処理を連続して所定回数Ｎ２実施したと判定された場合には、ステップ３００５へ進み（Ｙｅｓ）、一方、ステップ３００３を連続して所定回数Ｎ２実施していないと判定された場合には、ステップ３００３へ戻る（Ｎｏ）。

　所定回数Ｎ２は所定回数Ｎ１よりも小さい１以上の自然数であり（Ｎ１＞Ｎ２≧１）、所定回数Ｎ１及び所定回数Ｎ２は、平均電流演算部２０４において平均電流値を演算するうえでの平均回数（例えば、所定Ａ／Ｄ変換回数等）の倍数である。また、所定回数Ｎ１と所定回数Ｎ２との比率は、フィードバック量選択部１１２において２つの補正方式を切り替える基準となる所定の実施回数比率である。メイン電流値及びサブ電流値については、メイン電流値とサブ電流値とのレベル差を明確に判断できるように演算処理を行ってもよい。例えば、ステップ２００１で取得したメイン電流値について所定回数Ｎ１で平均化若しくは実効値化した再平均電流値若しくは実効電流値とステップ２００３で取得したサブ電流値について所定回数Ｎ２で平均化若しくは実効値化した再平均電流値若しくは実行電流値とを用いてもよい。あるいは、メイン電流値及びサブ電流値の代表値として、それぞれ、ステップ２００１で取得したメイン電流値の最大電流値及び最小電流値、ステップ２００３で取得したサブ電流値の最大電流値及び最小電流値を用いてもよい。

　ステップ３００５では、異常診断部１０８において、メイン電流値とサブ電流値との偏差（絶対値）が所定値β（β＞０）未満であるか否かを判定する。所定値βは、例えば、メイン電流値又はサブ電流値の０．５％等、ステップ３００１で取得したメイン電流値とステップ３００３で取得したサブ電流値との間に有意差があるか否かを画する閾値である。

　前述のように、図３の補正係数を対象とした異常診断処理によって、補正係数の記憶・データ転送が正常であると診断され、図４の補正電流値を対象とした異常診断処理によって、補正部１１０及び補正部２０６における補正電流値の演算処理が正常であると診断されても、ステップ３００１で取得したメイン電流値とステップ３００３で取得したサブ電流値との間に有意差があれば、補正方式の違いにより電流フィードバック制御に何らかの異常が発生している可能性がある。

　したがって、ステップ３００５において、メイン電流値とサブ電流値との偏差（絶対値）が所定値β（β＞０）未満であると判定された場合には、電流フィードバック制御は正常であると診断して、ステップ３００６へ進み（Ｙｅｓ）、一方、メイン電流値とサブ電流値との偏差（絶対値）が所定値β（β＞０）以上であると判定された場合には、電流フィードバック制御に何らかの異常が発生している可能性があると診断して、ステップ３００９へ進む（Ｎｏ）。

　ステップ３００６では、異常診断部１０８において、電流フィードバック制御全体における異常・正常状態を示すフィードバック状態フラグＦ３を、正常状態を示す値（例えば、０）にセットして、揮発性メモリ１１６に記憶する。

　ステップ３００７では、異常診断部１０８が、後述する異常時処理において補正方式に対するメイン・サブ設定の切り替えがあるか否かを判定する。このような判定を行うのは、後述する異常時処理として補正方式のメイン・サブ設定を切り替えている場合、次のステップ３００８でメイン・サブ設定をさらに切り替えると、異常時処理が実施されないことになるからである。

　したがって、ステップ３００７において、異常時処理において補正方式のメイン・サブ設定の切り替えを未だ行っていないと判定された場合には、メイン・サブ設定の切り替えを行うステップ３００８へ進む（Ｙｅｓ）。一方、ステップ３００７において、異常時処理において補正方式に対するメイン・サブ設定の切り替えを既に行っていると判定された場合には、異常時処理を維持するために、ステップ３００８を省略して、平均電流値を対象とした異常診断処理を終了する（Ｎｏ）。

　異常時処理において補正方式のメイン・サブ設定の切り替えがなされているか否かは、異常診断部１０８が、かかるメイン・サブ設定の切り替えにより値が変化するフラグを揮発性メモリ１１６から読み出すことで判断できる。

　ステップ３００８では、各補正方式のメイン・サブ設定を切り替える。例えば、メイン設定の補正方式がＡＳＩＣ補正方式で、かつ、サブ設定の補正方式がマイクロコントローラ補正方式である場合、本ステップにおいて、メイン設定の補正方式をマイクロコントローラ補正方式に切り替えるとともに、サブ設定の補正方式をＡＳＩＣ補正方式に切り替える。

　ステップ３００８において補正方式のメイン・サブ設定を切り替えるのは、本異常診断処理により電流フィードバック制御が正常であると診断されても、各補正方式のメイン・サブ設定を切り替えることで異常と診断されることも考えられるので、診断精度を向上させるためである。

　ステップ３００９では、異常診断部１０８において、メイン電流値とサブ電流値との偏差（絶対値）が所定値β以上である状態が連続して所定時間Ｔ２継続したか否かを判定する。これは、検出電流値ひいては平均電流値・補正電流値が一時的なノイズなどの影響を受けて、メイン電流値とサブ電流値との偏差（絶対値）が所定値β以上となってしまうことを考慮したものであり、誤診断を抑制するためである。

　したがって、ステップ３００９において、メイン電流値とサブ電流値との偏差（絶対値）が所定値β以上である状態が連続して所定時間Ｔ２継続していると判定された場合には、電流フィードバック制御に何らかの異常が発生していると診断して、ステップ３０１０へ進み（Ｙｅｓ）、一方、メイン電流値とサブ電流値との偏差（絶対値）が所定値β以上である状態が連続して所定時間Ｔ２継続していないと判定された場合には、電流フィードバック制御に何らかの異常が発生しているか否かを再度診断するために、ステップ３００１へ戻る（Ｎｏ）。

　ステップ３０１０では、異常診断部１０８において、電流フィードバック制御全体における異常・正常状態を示すフィードバック状態フラグＦ３を、異常状態を示す値（例えば、１）にセットして、揮発性メモリ１１６に記憶する。

　図６は、マイクロコントローラ１００において、車両のイグニッションキーをオン（ＯＮ）にしたことを契機として所定時間Δｔ３ごとに実施される、総合診断処理を示すフローチャートである。

　ステップ４００１では、異常診断部１０８が、補正係数状態フラグＦ１、補正電流値状態フラグＦ２及びフィードバック状態フラグＦ３の３つのフラグ全てが０であるか否かを判定して、ＡＳＩＣ補正方式又はマイクロコントローラ補正方式が正常であるか否かを総合的に診断する。

　補正係数状態フラグＦ１、補正電流値状態フラグＦ２及びフィードバック状態フラグＦ３の全てのフラグが正常であると判定された場合、いずれの補正方式にも異常がないという診断を行って総合診断処理を終了する（Ｙｅｓ）。
　一方、補正係数状態フラグＦ１、補正電流値状態フラグＦ２及びフィードバック状態フラグＦ３の少なくとも１つが異常であると判定された場合、ＡＳＩＣ補正方式又はマイクロコントローラ補正方式の少なくとも一方に異常があるという診断を行い、異常時処理を行うべくステップ４００２へ進む（Ｎｏ）。なお、異常時処理の内容については後述する。

　図７は、異常時処理の具体例を示す表であり、リニアソレノイド７ａの出力に異常が発生しているか否かを診断するリニアソレノイド出力診断の診断有無又は診断結果に応じて３つの異常時処理のパターンを示している。

　リニアソレノイド出力診断は、前述のように、異常診断部１０８が、例えば、目標電流演算部１０２における目標電流値の設定の基礎となる目標油圧と、入力側プーリ圧制御部７からプライマリプーリ３ｂへ供給するオイルの供給油圧と、を比較して、その比較結果に基づいて行うことが可能である。例えば、目標油圧と供給油圧との差が所定値以上である場合にリニアソレノイド７ａの出力に異常が発生している、と診断してもよい。

　パターン１の異常時処理では、リニアソレノイド出力診断を実施することなく、あるいは、リニアソレノイド出力診断の診断結果にかかわらず、直ちにリニアソレノイド７ａの出力を停止させる。このような異常時処理は、リニアソレノイド７ａの駆動制御におけるフェールセーフ処理であり、リニアソレノイド７ａの駆動を継続した場合に生じ得る重大な不具合モードの確実な防止を優先するものである。

　リニアソレノイド７ａの出力停止は、例えば、異常診断部１０８がデューティ比演算部１０６に対し、デューティ比を強制的に０にするように指示することで可能である。あるいは、電源－リニアソレノイド７ａ間の電力供給線を開閉するスイッチを設け、マイクロコントローラ１００の異常診断部１０８が、このスイッチに開状態となる開成信号を出力することで、電源からリニアソレノイド７ａに対する電力供給を遮断し、リニアソレノイド７ａの出力を停止させてもよい。

　パターン２の異常時処理では、リニアソレノイド出力診断の診断結果が正常である場合には、まず、補正方式のメイン・サブ設定を切り替える。このような異常時処理により、リニアソレノイド出力診断の診断結果が正常であれば、直ちにリニアソレノイド７ａの出力を停止せずに、補正方式のメイン・サブ設定を切り替えて更にリニアソレノイド７ａの出力を診断することで、無段変速機３における変速機能の維持を図っている。一方、このように補正方式のメイン・サブ設定を切り替えてもリニアソレノイド出力診断の診断結果が異常となった場合には、リニアソレノイド７ａの駆動継続により生じ得る重大な不具合モードを防止すべく、リニアソレノイド７ａの出力を直ちに停止させるフェールセーフ処理を実施している。

　なお、前述のように、異常時処理として補正方式のメイン・サブ設定を切り替えた場合には、図５の異常診断処理におけるステップ３００７において、補正方式のメイン・サブ設定の切り替えは禁止される。

　パターン３の異常時処理では、リニアソレノイド出力診断の診断結果が正常である場合には、リニアソレノイド７ａの停止及び補正方式のメイン・サブ設定の切り替えを行わず、無段変速機３の変速機能を維持することを優先する。一方、リニアソレノイド出力診断の診断結果が異常となった場合には、まず、補正方式のメイン・サブ設定を切り替えて更にリニアソレノイド７ａの出力を診断することで、無段変速機３における変速機能の維持を図っている。このように補正方式のメイン・サブ設定を切り替えても、リニアソレノイド出力診断の診断結果が正常にならない場合には、リニアソレノイド７ａの駆動継続により生じ得る重大な不具合モードを防止すべく、リニアソレノイド７ａの出力を直ちに停止させるフェールセーフ処理を実施している。

　このような制御ユニット１０によれば、電流フィードバック制御において、フィードバック量としての平均電流値を補正する補正系統を二重にしているので、補正係数を記憶するメモリ及び補正電流値の演算に用いる素子の故障・劣化等に対して、電流フィードバック制御系の信頼性を向上させることができる。

　また、補正系統間で、補正係数、補正電流値及び平均電流値を比較することで、補正係数の記憶・データ転送や補正演算処理の異常診断が可能となり、さらに、診断結果に基づいて異常時処理を実施することで、リニアソレノイド７ａの実電流値に応じた適切な操作量の演算によってリニアソレノイド７ａにおける電力消費を抑制し、また、変速時におけるシフトショックを低減させることができる。

　前述の実施形態は、本発明に係るアクチュエータの制御装置及びアクチュエータの制御方法として、車両用変速装置のオイル供給システムにおけるリニアソレノイド７ａの駆動を制御する制御ユニット１０について説明した。しかし、本発明に係るアクチュエータの制御装置及びアクチュエータの制御方法は、その適用例が前述の実施形態に限定されるものではなく、アクチュエータの制御量をフィードバックして操作量を調整するフィードバック制御を行うものであれば適用可能である。

　例えば、エンジン１の吸気弁及び排気弁の少なくとも一方のバルブタイミングを変更する可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ：Valve Timing Control system）においてクランクシャフトに対するカムシャフトの回転位相を変化させる電動アクチュエータ、エンジン１のピストンの上死点位置を変更する圧縮比可変機構（ＶＣＲ：Variable Compression Ration system）においてピストンとクランクシャフトとの最長距離を変化させる電動アクチュエータ、又は、エンジン１の冷却水を循環させる電動ウォータポンプなど、電動アクチュエータの駆動出力（制御量）に対してフィードバック制御を行う制御装置に、本発明に係るアクチュエータの制御装置及び制御方法を適用できる。

　前述の実施形態において、本発明に係るアクチュエータの制御装置及び制御方法として、リニアソレノイド７ａの駆動電流を制御量として入力側へフィードバックする電流フィードバック制御の制御ユニット１０を一例として説明したが、アクチュエータに対する印加電圧など他の制御量をフィードバックして操作量を調整する制御装置に適用することもできる。

　前述の実施形態における制御ユニット１０の構成に対し、図８に示すように、ＡＳＩＣ２００とリニアソレノイド７ａとの間に電流センサ３０２を追加するとともに、マイクロコントローラ１００に平均電流演算部２０４と同機能の平均電流演算部１２２を追加してもよい。そして、このような構成において、電流センサ３００の検出信号はＡＳＩＣ２００に出力されて平均電流演算部２０４で平均電流値が演算され、電流センサ３０２の検出信号はマイクロコントローラ１００に出力されて平均電流演算部１２２で平均電流値が演算され、異常診断部１０８において、２つの平均電流値を比較するようにすることができる。これにより、２つの平均電流値の比較結果に基づいて、電流センサ３００又は電流センサ３０２の異常に起因して目標電流値と補正電流値とが乖離していると診断でき、電流センサ３００及び電流センサ３０２を適宜使い分けることで、電流フィードバック制御系の信頼性を向上させることができる。

　前述の実施形態の異常診断後処理では、ステップ４００１において、補正係数状態フラグＦ１、補正電流値状態フラグＦ２及びフィードバック状態フラグＦ３の３つのフラグ全てが０である場合にＡＳＩＣ補正方式及びマイクロコントローラ補正方式は正常であるという総合的な診断を行っていた。しかし、補正係数状態フラグＦ１が０であるか否かを判定して正常であれば、補正電流値又は平均電流値のいずれか一方について異常があるか否かを診断することで、ＡＳＩＣ補正方式及びマイクロコントローラ補正方式は正常であるか否かを総合的に診断することも可能である。したがって、ステップ４００１において、補正係数状態フラグＦ１、及び、補正電流値状態フラグＦ２若しくはフィードバック状態フラグＦ３のいずれか一方の２つが全て０である場合にＡＳＩＣ補正方式及びマイクロコントローラ補正方式が正常であるという総合的な診断を行ってもよい。

　前述の実施形態の異常時処理として、運転者による無段変速機３の変速操作を制限して、無段変速機３の変速機能の一部を維持したフェールソフト処理を行ってもよい。

　前述の実施形態において、平均電流値の補正系統は、冗長性をもたせるために、マイクロコントローラ１００とＡＳＩＣ２００とに設けられて二重にされていたが、マイクロコントローラ１００及びＡＳＩＣ２００に限られず、制御ユニット１０の内部に二重に設けてあればよい。また、平均電流値の補正系統は二重に限らず、三重以上の多重系にしてもよい。

　７ａ…リニアソレノイド、１０…制御ユニット、１００…マイクロコントローラ、１０２…目標電流演算部、１０４…減算部、１０６…デューティ比演算部、１０８…異常診断部、１１０…補正部、１１２…フィードバック量選択部、１１４…不揮発性メモリ、１１６…揮発性メモリ、２００…ＡＳＩＣ、２０２…出力ドライバ、２０４…平均電流演算部、２０６…補正部、２０８…不揮発性メモリ、２１０…揮発性メモリ、３００…電流センサ

Claims

　アクチュエータの目標制御量に応じた操作量を設定する制御回路と、
　設定された前記操作量に基づいて前記アクチュエータに電力供給する駆動回路と、
　前記アクチュエータの制御量を検出するセンサと、
を含んで構成されるアクチュエータの制御装置であって、
　前記制御回路には前記センサから検出された制御量を補正する第１補正部が設けられ、前記駆動回路には前記センサから検出された制御量を補正する第２補正部が設けられ、
　前記制御回路は、前記第１補正部により補正された制御量、又は、前記第２補正部により補正された制御量、のいずれか一方をフィードバックして前記操作量を調整するフィードバック制御を行うことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路及び前記駆動回路には、夫々、前記第１補正部及び前記第２補正部において前記制御量を補正するために用いられる同一値の補正係数を予め記憶した記憶メモリが設けられ、
　前記制御回路は、前記制御回路の記憶メモリに予め記憶された補正係数と、前記駆動回路の記憶メモリに予め記憶された補正係数と、に基づいて、前記制御量のフィードバックに異常があるか否かを診断することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路は、前記制御量のフィードバックに異常があると診断した場合、前記フィードバック制御において、前記第１補正部により補正された制御量及び前記第２補正部により補正された制御量のうちフィードバックされている一方の制御量を、他方の制御量に切り替えることを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路は、前記制御量のフィードバックに異常があると診断した場合、前記アクチュエータへの電力供給を停止することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路が前記アクチュエータへの電力供給を停止するのは、前記アクチュエータの出力に異常があったと診断されたことを条件とすることを特徴とする請求項４に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路は、前記第１補正部により補正された制御量と、前記第２補正部により補正された制御量と、に基づいて、前記制御量のフィードバックに異常があるか否かを診断することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路は、前記制御量のフィードバックに異常があると診断した場合、前記フィードバック制御において、前記第１補正部により補正された制御量及び前記第２補正部により補正された制御量のうちフィードバックされている一方の制御量を、他方の制御量に切り替えることを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路は、前記制御量のフィードバックに異常があると診断した場合、前記アクチュエータへの電力供給を停止することを特徴とする請求項６に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路が前記アクチュエータへの電力供給を停止するのは、前記アクチュエータの出力に異常があったと診断されたことを条件とすることを特徴とする請求項８に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路は、前記第１補正部により補正された制御量をフィードバックして前記操作量を演算した場合に前記センサにより検出された制御量と、前記第２補正部により補正された制御量をフィードバックして前記操作量を演算した場合に前記センサにより検出された制御量と、に基づいて、前記制御量のフィードバックに異常があるか否かを診断することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路は、前記制御量のフィードバックに異常があると診断した場合、前記フィードバック制御において、前記第１補正部により補正された制御量及び前記第２補正部により補正された制御量のうちフィードバックされている一方の制御量を、他方の制御量に切り替えることを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路は、前記制御量のフィードバックに異常があると診断した場合、前記アクチュエータへの電力供給を停止することを特徴とする請求項１０に記載のアクチュエータの制御装置。
　前記制御回路が前記アクチュエータへの電力供給を停止するのは、前記アクチュエータの出力に異常があったと診断されたことを条件とすることを特徴とする請求項１２に記載のアクチュエータの制御装置。
　アクチュエータの目標制御量に応じて設定された操作量に基づいて前記アクチュエータへの電力供給を制御するアクチュエータの制御方法であって、
　前記アクチュエータのコントローラは、
　検出された前記アクチュエータの制御量を補正する第１補正部と、検出された前記アクチュエータの制御量を補正する第２補正部と、を備え、
　前記第１補正部により補正された制御量、及び、前記第２補正部により補正された制御量、のいずれか一方の制御量と前記目標制御量とに基づいて、前記アクチュエータの操作量を調整するフィードバック制御を行うことを特徴とするアクチュエータの制御方法。