(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動電流の大きさに応じて油圧を変化させるリニアソレノイドへの前記駆動電流をフィードバック制御するリニアソレノイドの制御装置であって、
前記駆動電流を検出する電流検出回路から取得した電流値と、目標油圧に応じた指示電流値とが一致するように制御する第１の制御部と、
前記第１の制御部に異常が生じた場合に、油温を検出する温度検出回路から取得した温度に基づいて推定した電流値と、前記指示電流値とが一致するように制御する第２の制御部と、
を備えることを特徴とするリニアソレノイドの制御装置。
【請求項２】
前記第２の制御部は、前記第１の制御部に所定の指示を出し、前記第１の制御部からの応答に応じて、異常の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のリニアソレノイドの制御装置。
【請求項３】
前記第２の制御部は、前記第１の制御部に異常が生じた場合に、異常時の指示電流値に切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリニアソレノイドの制御装置。
【請求項４】
駆動電流の大きさに応じて油圧を変化させるリニアソレノイドへの前記駆動電流をフィードバック制御するリニアソレノイドの制御方法であって、
第１の制御部は、前記駆動電流を検出する電流検出回路から取得した電流値と、目標油圧に応じた指示電流値とが一致するように制御し、
第２の制御部は、前記第１の制御部に異常が生じた場合に、油温を検出する温度検出回路から取得した温度に基づいて推定した電流値と、前記指示電流値とが一致するように制御することを特徴とするリニアソレノイドの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアソレノイドの制御装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リニアソレノイドの制御装置では、例えば、電流検出回路からリニアソレノイドに流れる駆動電流の電流値を取得し、この電流値と指示電流値とが一致するようにして、その駆動電流のフィードバック制御を行っている（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、従来から、機能安全の国際基準（例えば、自動車用機能安全規格（ISO 26262））が知られている。そこで、例えば、潜在故障（レイテントフォールト）等の機能安全対策をリニアソレノイドの制御装置に適用しようとした場合、メインの処理を実行する第１の制御部（例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit））と、その第１の制御部の異常の有無を監視する第２の制御部とを備えたシステムの採用が考えられる。ここで、例えば、第２の制御部が第１の制御部の異常（故障も含む）を検出した場合、第２の制御部が、第１の制御部の処理を代替することが望ましい。但し、第２の制御部は、第１の制御部ほどのスペックが必ずしも要求される訳ではなく、また、第１の制御部と第２の制御部とは、いわゆるデュアルコアの方式ではなく、制御内容は最低限動作する程度であってもよい。そのため、第２の制御部では、例えば、入力ポートの数が制限された状態で、監視処理を行なう場合も想定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１２４２２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のリニアソレノイドの制御装置では、上記システムを新たに採用した場合、第２の制御部が監視処理を行なえても、入力ポートの数の制限から電流モニタ機能を有しないと、以下の問題が生じる。すなわち、第１の制御部に異常が発生した場合、第２の制御部では、電流値が取得できないため、第１の制御部の処理の代替として、異常時のフィードバック制御の実行が困難になる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、第１の制御部に異常が発生しても、第２の制御部が、電流モニタの機能なしで、リニアソレノイドのフィードバック制御を可能とする技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るリニアソレノイドの制御装置は、駆動電流の大きさに応じて油圧を変化させるリニアソレノイドへの上記駆動電流をフィードバック制御するリニアソレノイドの制御装置であって、上記駆動電流を検出する電流検出回路から取得した電流値と、目標油圧に応じた指示電流値とが一致するように制御する第１の制御部と、上記第１の制御部に異常が生じた場合に、油温を検出する温度検出回路から取得した温度に基づいて推定した電流値と上記指示電流値とが一致するように制御する第２の制御部と、を備える。
【０００８】
また、本発明に係るリニアソレノイドの制御方法は、駆動電流の大きさに応じて油圧を変化させるリニアソレノイドへの上記駆動電流をフィードバック制御するリニアソレノイドの制御方法であって、第１の制御部は、上記駆動電流を検出する電流検出回路から取得した電流値と、目標油圧に応じた指示電流値とが一致するように制御し、第２の制御部は、上記第１の制御部に異常が生じた場合に、油温を検出する温度検出回路から取得した温度に基づいて推定した電流値と、上記指示電流値とが一致するように制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１の制御部に異常が発生しても、第２の制御部が、電流モニタの機能なしで、リニアソレノイドのフィードバック制御を可能とする技術を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態におけるリニアソレノイドの制御装置を用いた変速機制御システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】メインのフィードバック制御における動作処理の説明図である。
【図３】リニアソレノイドの電流制御方法の動作例を示すフローチャートである。
【図４】サブのフィードバック制御におけるサブルーチン処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】サブのフィードバック制御における動作処理の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
[本実施形態の構成例]
図１は、本実施形態の構成例を示すブロック図である。図１には、電流制御装置１、変速機２、エンジン３、バッテリ４、オイルポンプ（ＯＰ）５及び油圧配管６が描かれている。
【００１２】
図１に示す通り、電流制御装置１は、リニアソレノイド２００へ流す駆動電流をフィードバック制御するものであって、メインのマイクロコンピュータ（以下、「メインマイコン」という。）１０と、サブのマイクロコンピュータ（以下、「サブマイコン」という。）１１と、電流検出回路１２、電流制御ＩＣ（Integrated Circuit）１３及びスイッチＳＷを備える。なお、電流制御装置１は、リニアソレノイドの制御装置の一例である。また、電流制御装置１は、メインマイコン１０とサブマイコン１１との間で、例えば、ＳＰＩ（Serial Peripheral Interface）通信にて、データ通信をする。なお、本実施形態では、ＳＰＩ通信に限られず、例えば、ＳＣＩ通信（Serial Communications Interface）、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信等であってもよい。
【００１３】
さらに、本実施形態では、メインマイコン１０と、サブマイコン１１とは、デュアルコアの方式を採用せず、入出力ポート等のインタフェースを兼用しない構成とし、別々の基板上にそれぞれ実装されている場合について例示する。なお、メインマイコン１０と、サブマイコン１１とは、異なるケーシングに実装された別体であってもよく、或いは、１つの基板上に実装されていてもよい。
【００１４】
メインマイコン１０は、ＣＰＵ１０ａ（以下「メインＣＰＵ」ということがある。）を備える。ＣＰＵ１０ａは、メインマイコン１０の統括的な制御を行なうものである。ＣＰＵ１０ａは、例えば、第１の制御部の一例であって、後述するメインのフィードバック制御を実行する。
【００１５】
なお、メインマイコン１０は、内部に、フラッシュＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力回路（Ｉ／Ｏ）及び、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）を含む。フラッシュＲＯＭは、例えば、不揮発性の半導体メモリである。ＲＡＭは、例えば、揮発性の半導体メモリである。入出力回路（Ｉ／Ｏ）には、例えば、各種センサ等からのデータが入力される。通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）は、例えば、ＳＰＩ通信を行なうためのものである。
【００１６】
サブマイコン１１は、ＣＰＵ１１ａ（以下、「サブＣＰＵ」ということがある。）を備える。ＣＰＵ１１ａは、第２の制御部の一例である。なお、サブマイコン１１も、内部に、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力回路（Ｉ／Ｏ）及び、通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）を含む。但し、ＣＰＵ１１ａは、ＣＰＵ１０ａの機能を縮小したものであって、例えば、サブマイコン１１内の入出力回路（Ｉ／Ｏ）に電流検出回路１２が接続されていないため、電流検出回路１２から電流値を取得しない構成になっている。
【００１７】
また、ＣＰＵ１１ａは、主な機能として、ＣＰＵ１０ａの動作を例えばＳＰＩ通信を介して監視し、異常の有無を判定する。一例として、ＣＰＵ１１ａは、ＣＰＵ１０ａに所定の指示を出し、その指示の応答に応じて、異常の有無を判定する。具体的には、ＣＰＵ１１ａは、例えば、ＣＰＵ１０ａに対して、異常の有無を判定可能な診断プログラムの計算を実行させて、出力結果が正しいか否かで異常の有無を判定する（第１の診断処理）。但し、ＣＰＵ１０ａが異常の有無を判定可能な自己診断プログラムを周期的に実行し、ＣＰＵ１１ａは、その自己診断の結果を周期的に受信する度に、その結果の正否に応じて、異常の有無を判定するようにしてもよい（第２の診断処理）。
【００１８】
電流検出回路１２は、電流モニタとして、リニアソレノイド２００に流れる駆動電流を検出する。電流制御ＩＣ１３は、正常時には、ＣＰＵ１０ａからメインのフィードバック制御の指示により、リニアソレノイド２００に駆動電流を与える。また、電流制御ＩＣ１３は、異常時には、ＣＰＵ１１ａからサブのフィードバック制御の指示により、リニアソレノイド２００に駆動電流を与える。詳細は、後述する。ここで、ＣＰＵ１０ａは、正常に動作している場合、メインのフィードバック制御を実行するため、スイッチＳＷを介して、ＣＰＵ１０ａと電流制御ＩＣ１３とを電気的に接続する。一方、異常が発生した場合、ＣＰＵ１１ａは、サブのフィードバック制御処理を実行するため、スイッチＳＷを切り替えて、ＣＰＵ１１ａと電流制御ＩＣ１３とを電気的に接続する。
【００１９】
また、変速機２は、オートマチック・トランスミッション（Automatic Transmission）の一例である。変速機２は、油圧制御機構２０と、変速機構２１とを備える。変速機構２１は、例えば、自動車の走行状態に合わせてギヤを自動的に変え、エンジン３からの回転を駆動輪に伝えるものである。
【００２０】
変速機構２１は、例えば、トルクコンバータ、プラネタリギヤトレーンを含む。トルクコンバータは、エンジン３からの回転をプラネタリギヤトレーンに伝えるものである。プラネタリギヤトレーンは、例えば、そのエンジン３からの回転を減速するものである。
【００２１】
油圧制御機構２０は、リニアソレノイド２００及び温度センサ２０１を備える。温度センサ２０１は、温度検出回路の一例である。
【００２２】
ここで、エンジン３の出力で駆動するオイルポンプ５が、そのエンジン３に取り付けられている。オイルポンプ５の吐出口には、油圧配管６の一端が接続されており、その油圧配管６の他端は、油圧制御機構２０のオイル入口に接続されている。油圧配管６を流れるオートマチック・トランスミッション液（以下「ＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）」という。）は、油圧制御機構２０内でリニアソレノイド２００等に供給された後、図示省略の油圧配管を介してオイルポンプ５に戻るようにして、油路を巡回する。ＡＴＦが巡回することで、リニアソレノイド２００の環境温度とＡＴＦの温度（油温）には、乖離が起こりにくい。この場合、リニアソレノイド２００の環境温度は、ＡＴＦの温度と実質的に同一とみなすことができる。
【００２３】
リニアソレノイド２００は、駆動電流の大きさに応じて油圧を変化させる調圧用のスプール弁として機能する。なお、リニアソレノイド２００に駆動電流を流すとは、詳細には、リニアソレノイド２００のコイルに通電することにより、駆動電流の大きさに応じて軸方向に所定の変位量を得ることで油圧を変化させるものである。温度センサ２０１は、ＡＴＦの温度を検出するものである。バッテリ４は、リニアソレノイド２００に印加する電圧を供給するものである。なお、油圧制御機構２０は、ＡＴＦの圧力を検出する油圧センサも含む。
[本実施形態の動作処理]
【００２４】
次に、図２〜図５を用いて、図１に示す本実施形態におけるリニアソレノイド２００の電流制御装置１の動作について説明する。
ここで、先ず、前提条件として、例えば、イグニッションスイッチがオンされることに起因して、電流制御装置１では、ＣＰＵ１０ａがメインのフィードバック制御を実行する。
【００２５】
図２は、メインのフィードバック制御における動作処理の説明図である。ＣＰＵ１０ａは、図２に示すスイッチＳＷを介して、電流制御ＩＣ１３と接続し、メインのフィードバック制御を開始する。一方、ＣＰＵ１１ａは、ＣＰＵ１０ａの動作を監視する。図２において、温度センサ２０１から、ＣＰＵ１０ａ及びＣＰＵ１１ａに向けた破線は、温度センサ２０１のデータを参照していないことを示している。また、ＣＰＵ１１ａからスイッチに向けた破線は、電流制御ＩＣ１３と接続されていないことを示している。
【００２６】
ここで、ＣＰＵ１０ａ、メインのフィードバック制御として、駆動電流を検出する電流検出回路１２から取得した電流値と、変速機２の目標変速比を実現するための目標油圧から決定される指示電流値とが一致するように駆動電流を制御する処理を、電流制御ＩＣ１３を介して実行する。
【００２７】
なお、メインのフィードバック制御は、例えば、本出願人による特許第５５９７１１７号に記載のリニアソレノイドの電流制御装置における動作内容（例えば、図２に示すフローチャートの処理参照）と、同一若しくは実質同一であってもよく、又は、その動作内容を一部改変してもよい。
【００２８】
次に、ＣＰＵ１１ａによる動作について、詳細に説明する。
図３は、リニアソレノイドの電流制御方法の動作例を示すフローチャートである。図３に示す、この電流制御方法は、リニアソレノイドの制御方法の一例であって、ＣＰＵ１０ａの動作を監視し、ＣＰＵ１０ａに異常が発生した場合、サブのフィードバック制御を実行する。
【００２９】
ＣＰＵ１１ａは、例えば、イグニッションスイッチがオンされることに起因して、図３に示すフローチャートの処理を開始する。
【００３０】
ステップＳ１０１：ＣＰＵ１１ａは、ＣＰＵ１０ａの動作を監視する。例えば、上述した第１の診断処理をＳＰＩ通信により開始する。
【００３１】
ステップＳ１０２：ＣＰＵ１１ａは、ステップＳ１０１の処理の結果に基づいて、ＣＰＵ１０ａの異常の有無を判定する。ＣＰＵ１０ａに異常ありと判定した場合（ステップＳ１０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０３の処理に移行し、ＣＰＵ１０ａに異常なしと判定した場合（ステップＳ１０２：Ｎｏ）、ステップＳ１０４の処理に移行する。但し、本実施形態では、一例として、１度でも異常判定がなされた場合、その後、異常なしとなった場合でも、メインのフィードバック制御（通常制御）には、戻さないこととする。本実施形態では、異常判定後において、フェールセーフとして、急加速又は急減速をしないように制御するためである。
【００３２】
ステップＳ１０３：ＣＰＵ１１ａは、サブのフィードバック制御におけるサブルーチン処理を実行する。詳細は、図４〜図５を用いて後述する。
【００３３】
ステップＳ１０４：ＣＰＵ１１ａは、終了指示の有無を判定する。例えば、運転者によるキーオフ操作がなされた場合には、ＣＰＵ１１ａは、終了指示を受信し、終了指示ありと判定し（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、図３に示すフローチャートの処理を終了する。終了指示を受信しない場合、終了指示なしと判定し（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、ステップＳ１０１の処理に戻る。
【００３４】
次に、サブのフィードバック制御におけるサブルーチン処理について説明をする。
図４は、サブのフィードバック制御におけるサブルーチン処理の一例を示すフローチャートである。サブのフィードバック制御では、ＡＴＦの温度を検出する温度センサ２０１から取得した温度データからリニアソレノイド２００の抵抗値を推定し、抵抗値及びリニアソレノイド２００に印加する電圧値に基づいて、リニアソレノイド２００の電流値を推定する。
【００３５】
ステップＳ２０１：ＣＰＵ１１ａは、目標電流の電流値Ｉ１（指示電流値）［Ａ］を取得する。本実施形態では、トランスミッションの制御について、安全な運転が確保できる最低限の制御が少なくともできればよいので、ＣＰＵ１１ａ側では電流モニタの機能を設けず、異常が発生した場合おける目標電流として、電流値Ｉ１（固定値）を採用する。
【００３６】
ステップＳ２０２：ＣＰＵ１１ａは、ＡＴＦの温度Ｔ２［℃］を温度センサ２０１から取得する。
【００３７】
ステップＳ２０３：ＣＰＵ１１ａは、ＡＴＦの温度Ｔ２から抵抗値Ｒ２［Ω］を求める。詳細には、ＣＰＵ１１ａは、以下に示す式（１）を用いて、抵抗値Ｒ２を求めることができる。
Ｒ２＝Ｒ１（１＋α（Ｔ２−Ｔ１））        （１）
ここで、抵抗値Ｒ２は、ＡＴＦの温度Ｔ２におけるリニアソレノイド２００のコイルの抵抗値であり、抵抗値Ｒ１［Ω］は、基準温度Ｔ１での抵抗値である。基準温度Ｔ１は、一例として２０［℃］とする。基準温度Ｔ１、ＡＴＦの温度Ｔ２は、温度データの一例である。また、αは、基準温度下における銅の抵抗温度係数（＝0.00393）である。なお、銅の抵抗温度係数を採用するのは、本実施形態のリニアソレノイド２００の抵抗（コイル）が銅で構成されているためである。
【００３８】
ステップＳ２０４：ＣＰＵ１１ａは、抵抗値Ｒ２から指示デューティ値Ｄ１を算出する。ここで、指示デューティ値Ｄ１の算出方法として、ＣＰＵ１１ａは、以下に示す式（２）を用いて、先ず、取得した抵抗値Ｒ２及びバッテリ４の端子間の電圧値ＶＢ［Ｖ］から、リニアソレノイド２００に流れている電流値Ｉ２を求める。
Ｉ２＝ＶＢ／Ｒ２        （２）
つまり、本実施形態では、異常が発生した場合における駆動電流について、電流検出回路１２から出力した電流値として取得するのではなく、式（２）を適用して得られる電流値を、出力した電流値と推定する。そして、ＣＰＵ１１ａは、電流値Ｉ２が、目標電流の電流値Ｉ１となるように、指示デューティ値Ｄ１を以下の式（３）により求める。
Ｄ１＝Ｉ１／Ｉ２        （３）
【００３９】
ステップＳ２０５：ＣＰＵ１１ａは、指示デューティ値Ｄ１を出力する。つまり、ＣＰＵ１１ａは、電流制御ＩＣ１３が指示デューティ値Ｄ１に応じた目標電流の電流値Ｉ１をリニアソレノイド２００に与えるように指示する。
【００４０】
図５は、サブのフィードバック制御における動作処理の説明図である。上述したサブのフィードバック制御をまとめると、ＣＰＵ１０ａが異常になった場合にリニアソレノイド２００の温度を推定できる。これにより、ＣＰＵ１１ａは、銅の抵抗温度係数に基づいて抵抗値Ｒ２を求めることができ、上記の（３）式に従って、指示デューティ値Ｄ１を求めることができる。さらに、ＣＰＵ１１ａは、この指示デューティ値Ｄ１を用いて、指示電流値と一致するように駆動電流をフィードバック制御することができる。
【００４１】
以上より、本実施形態では、機能安全を前提とした構成で、ＣＰＵ１０ａを監視し、１０ａが異常になった場合に、ＣＰＵ１１ａが、必要最低限のリニアソレノイド２００へのサブのフィードバック制御を実行する。つまり、本実施形態では、ＣＰＵ１１ａが駆動電流をモニタする機能を有さない場合であっても、図１に示すシステム構成にすることにより、メインのフィードバック制御と実質的に同一又は概ね同一とみなしてもよいサブのフィードバック制御を維持することができる。これにより、本実施形態では、安全状態への移行が速やかにできる。
【００４２】
以上、本件に開示する実施形態について明細書及び図面等を用いて説明したが、本件開示の技術は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４３】
[上記実施形態の補足事項]
上記実施形態では、例えば、停車や信号待ちにおいて、アイドルリダクション機能を備えた車にも適用してもよい。この場合、エンジンのオイルポンプに併設されている電動式のオイルポンプのＡＴＦを利用してもよい。
上記実施形態では、例えば、プラグインハイブリット（ＰＨＶ）車に適用してもよい。
上記実施形態において、ＣＰＵ１０ａの異常について、電流検出回路１２の故障に起因して電流値が取得できない場合、フィードバック制御ができなくなるため、電流検出回路１２の故障もＣＰＵ１０ａの異常に含めてもよい。
上記実施形態において、変速機２として、オートマチック・トランスミッションを例示したが、上記実施形態に限定されるものではなく、変速機２は、ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission）等、他の方式を採用してもよい。
【符号の説明】
【００４４】
１…電流制御装置
２…変速機
１０…メインマイコン
１１…サブマイコン
１２…電流検出回路
１３…電流制御ＩＣ
２０…油圧制御機構
２１…変速機構
１０ａ…ＣＰＵ
１１ａ…ＣＰＵ
２００…リニアソレノイド
２０１…温度センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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