(57)【要約】【課題】  故障判断を迅速に正確に行うことを可能とする。【解決手段】  デューティー比制御により電流保持を行うソレノイド１のコントローラ５３において、ソレノイド１の故障判断の基準となる最大抵抗値及び最小抵抗値における電圧変化とデューティー値変化との関係をソレノイド１の電気特性に応じて記憶する基準値記憶手段５３と、デューティー比制御を行うために設定された設定デューティー値をデューティー値変化と比較して最小抵抗値及び最大抵抗値間のデューティー値外となるとき故障と判断する判断手段５３とを備えたことを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
デューティー比制御により電流保持を行うアクチュエータの制御装置において、
前記アクチュエータの故障判断の基準となる最大抵抗値及び最小抵抗値における電圧変化とデューティー値変化との関係を該アクチュエータの電気特性に応じて記憶する基準値記憶手段と、
前記デューティー比制御を行うために設定された設定デューティー値を前記デューティー値変化と比較して前記最小抵抗値及び最大抵抗値間のデューティー値外となるとき故障と判断する判断手段とを備えたことを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項２】
請求項１記載のアクチュエータの制御装置であって、
前記基準値記憶手段は、前記電圧変化とデューティー値変化との関係を断線判定用の一次関数として記憶することを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のアクチュエータの制御装置であって、
前記アクチュエータは、自動車のトルク伝達装置の制御を行うソレノイドで有ることを特徴とするアクチュエータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドなどデューティー比制御により電流保持を行うアクチュエータの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ソレノイドの断線、短絡等の故障判断は、次の値を基準として行なわれている。ソレノイドの通常電流制御時は、ソレノイドの抵抗値を基準とし、電流保持（電流フィードバック）制御時は、電圧デューティー値を基準としている。例えば、抵抗値或いは電圧デューティー値が、断線故障判断の基準となるＭＡＸ値及び短絡故障判断の基準となるＭＩＮ値間の範囲外になるとき、ディレー時間を経て故障判断を行っている。
【０００３】
図３は、ソレノイドの抵抗値を基準に故障判断を行う場合のグラフ、図４は電圧デューティー値を基準に故障判断を行う場合のグラフを示している。この場合、ソレノイドの電気特性として、その使用範囲となる保証電圧範囲を、Ｖ１ボルト〜Ｖ２ボルトの間で定めると、断線判断を行うための最大抵抗値はＭＡＸ値＝Ω１オーム、短絡判断を行う最小抵抗値はＭＩＮ値＝Ω２オームとしている。
【０００４】
従って、前記通常電流制御時は、検出されるソレノイドの抵抗値が図３においてΩ１オーム以上になると断線故障と判断され、Ω２オーム以下になると短絡故障であると判断される。
【０００５】
前記電流保持（電流フィードバック）制御時は、デューティー比制御を行っており、図４において、電圧が保証電圧範囲の下限値Ｖ２ボルトで、最大抵抗値Ω１オーム、ソレノイドの動作保持のために電流Ａｍｉｎアンペアを維持する場合、デューティー値はＤ１％となり、電圧が保証電圧範囲の上限値１６ボルトで、最小抵抗値Ω２オーム、ソレノイドの動作保持のために電流Ａｍｉｎアンペアを維持する場合、デューティー値はＤ２％となる。従って、最大抵抗値Ω１オーム及び最小抵抗値Ω２オーム間で保証電圧範囲における電圧デューティー値がＭＡＸ値＝Ｄ１％以上になると断線故障と判断され、ＭＩＮ値＝Ｄ２％以下になると短絡故障であると判断される。
【０００６】
ところで、通常、自動車のバッテリは１２ボルト（Ｖ２ボルト＜１２ボルト＜Ｖ１ボルト）であるため、最大抵抗値Ω１オーム、電流Ａｍｉｎアンペアを維持する場合には、デューティー値Ｄ３％（Ｄ２％＜Ｄ３％＜Ｄ１％）となる。さらに、バッテリのへたりにより、電圧が１２ボルトを下回り、例えば１０ボルトとなった場合には、デューティー値Ｄ４％（Ｄ３％＜Ｄ４％＜Ｄ１％）となる。この最大抵抗値Ω１オーム、電流Ａｍｉｎアンペアを維持する場合の電圧変化によるデューティー値変化は図４の線分１０１となる。最小抵抗値Ω２オームにおいては、同様に線分１０３となる。
【０００７】
従って、上記のようにＭＡＸ値＝Ｄ１％、ＭＩＮ値＝Ｄ２％を基準に一律に故障判断をする場合、抵抗値がΩ１オームを上回り、あるいはΩ２オームを下回って、断線あるいは短絡領域に入っているにも拘わらず、デューティー値がＤ１％を下回り、あるいはＤ２％を上回っている網目領域１０５，１０７において断線あるいは短絡を判断できないか判断できたとしても一定時間を経てデューティー値がＤ１％以上、あるいはＤ２％以下となるまでその判断を待たなければならず、判断に遅れを来たし、装置に無理が働くという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１７３１８号公報
【特許文献２】特開平５−２１７７３７号公報
【特許文献３】特開平７−１９４１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
解決しようとする問題点は、デューティー比制御により電流保持を行う場合、故障判断が不正確になる恐れがあるという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、デューティー比制御により電流保持を行う場合でも、正確に故障判断を行うため、アクチュエータの故障判断の基準となる最大抵抗値及び最小抵抗値における電圧変化とデューティー値変化との関係を該アクチュエータの電気特性に応じて記憶する基準値記憶手段と、前記デューティー比制御を行うために設定された設定デューティー値を前記デューティー値変化と比較して、前記最小抵抗値及び最大抵抗値間のデューティー値変化外となる時故障と判断する判断手段とを備えたことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のアクチュエータの制御装置は、基準値記憶手段により、アクチュエータの故障判断の基準となる最大抵抗値及び最小抵抗値における電圧変化とデューティー値変化との関係を該アクチュエータの電気特性に応じて記憶し、判断手段により、デューティー比制御を行うために設定された設定デューティー値を前記デューティー値変化と比較して、前記最小抵抗値及び最大抵抗値間のデューティー値変化外となる時故障と判断することができる。
【００１２】
従って、電圧変化に応じたデューティー値変化を最小抵抗値及び最大抵抗値に沿って正確に設定することにより、正確な故障判断を行うことができる。
【００１３】
前記基準値記憶手段は、前記電圧変化とデューティー値変化との関係を断線判定用の一次関数として記憶するため、最小抵抗値及び最大抵抗値に沿って電圧変化に対するデューティー値変化を正確かつ容易に設定することができる。
【００１４】
前記アクチュエータは、自動車のトルク電圧装置の制御を行うソレノイドであるため、自動車のトルク伝達装置での故障判断を的確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
アクチュエータの故障判断を正確に行うという目的を、簡単な設定によって実現した。
【実施例１】
【００１６】
図１は、本発明の実施例１に係るアクチュエータの制御装置を適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である。
【００１７】
図１のように、アクチュエータとしてのソレノイド１は、自動車のトルク伝達装置であるリヤデファレンシャル装置３のロック、アンロックを制御するものとして構成されている。リヤデファレンシャル装置３は、デフケース５内にサイドギヤ７，９と、該サイドギヤ７，９に噛み合うピニオンギヤ１１とを備えている。ピニオンギヤ１１は、ピニオンシャフト１３に回転自在に支持され、ピニオンシャフト１３はデフケース５に支持されている。
【００１８】
前記サイドギヤ７，９には、左右のアクスルシャフト１５，１７が結合され、該アクスルシャフト１５，１７に左右の後輪１９，２１が結合されている。
【００１９】
前記ソレノイド１は、例えばデフキャリヤ側に支持され、その通電によってクラッチ体２３をデフケース５側へ移動させるようになっている。デフケース５とクラッチ体２３との間には、噛み合い部２５が設けられ、クラッチ体２３の移動によって、噛み合い部２５が噛み合う構成となっている。
【００２０】
前記クラッチ体２３は、アクスルシャフト１７側に、例えばスプライン係合などしており、噛み合い部２５の噛み合いによって、デフケース５とアクスルシャフト１７との相対回転をロックし、リヤデファレンシャル装置３をデフロックするようになっている。デフケース５とクラッチ体２３との間には、リターンスプリング２７が介設されている。
【００２１】
前記デフケース５には、リングギヤ２９が設けられ、ドライブピニオンギヤ３１に噛み合っている。ドライブピニオンギヤ３１は、ドライブピニオンシャフト３３に設けられ、ドライブピニオンシャフト３３はプロペラシャフト３５を介してトランスファ３７に接続されている。トランスファ３７には、プロペラシャフト３９を介してフロントデファレンシャル装置４１が接続されている。
【００２２】
前記フロントデファレンシャル装置４１には、左右のアクスルシャフト４３，４５を介して左右の前輪４７，４９が結合されている。
【００２３】
前記トランスファ３７には、エンジン５１からトルクが入力されるようになっている。従って、エンジン５１からトランスファ３７へトルクが伝達されると、一方ではプロペラシャフト３９、フロントデファレンシャル装置４１、左右のアクスルシャフト４３，４５を介して、左右の前輪４７，４９にトルクが伝達される。他方では、プロペラシャフト３５、ドライブピニオンシャフト３３、ドライブピニオンギヤ３１、リングギヤ２９を介して、リヤデファレンシャル装置３にトルクが入力される。リヤデファレンシャル装置３からは、左右のアクスルシャフト１５，１７を介して、左右の後輪１９，２１へトルクが伝達される。従って、左右の前輪４７，４９、後輪１９，２１によって四輪駆動状態で走行することができる。
【００２４】
コーナリング走行等において、左右の後輪１９，２１間に差動回転を生じると、該差動回転がアクスルシャフト１５，１７を介して、左右のサイドギヤ７，９に伝達され、ピニオンギヤ１１の自転によって差動回転が許容される。悪路走行等において、後輪１９，２１の一方がスピンするようなときには、ソレノイド１に通電すると、クラッチ体２３がリターンスプリング２７に抗して移動し、噛み合い部２５が噛み合う。この噛み合い状態は、ソレノイド１のデューティー比制御による電流保持（本実施例ではＡｍｉｎ＝約１アンペア）によって維持される。噛み合い部２５の噛み合いによって、デフケース５とアクスルシャフト１７との差動回転がロックされ、リヤデファレンシャル装置３がデフロック状態となる。このデフロック状態によって、後輪１９，２１のスピンしていない側へのトルク伝達が有効に行われ、悪路での走破性等を向上することができる。
【００２５】
前記ソレノイド１は、制御装置であるコントローラ５３によって通電制御されるようになっている。コントローラ５３は、マイクロコンピュータ及び駆動回路等によって構成されている。
【００２６】
前記後輪１９，２１の回転数は、回転数センサ５５，５７によって検出され、マイクロコンピュータなどによって構成された差動回転演算回路５９へ入力されるようになっている。差動回転演算回路５９は、各回転数センサ５５，５７による検出回転数に基づいて、後輪１９，２１間の一定以上の差動回転を演算する。差動回転演算回路５９の演算結果は、前記コントローラ５３へ入力され、後輪１９，２１間の一定以上の差動回転によって信号を出力し、ソレノイド１の通電制御が行われる。
【００２７】
前記コントローラ５３には、作動スイッチ６１が接続されている。作動スイッチ６１は、例えばインストルメント等に備えられ、運転者によって任意にＯＮ／ＯＦＦ操作することができる。作動スイッチ６１がＯＮであるとき、コントローラ５３による通電制御が可能となり、同ＯＦＦであるときはコントローラ５３による通電制御は行われない。
【００２８】
そして、前記コントローラ５３は、基準値記憶手段として、例えば図４で示す線分１０１，１０３を断線判定用の一次関数として記憶している。この線分１０１，１０３は、ソレノイド１の故障判断の基準となる最大抵抗値＝Ω１オーム及び最小抵抗値＝Ω２オームにおける電圧変化とデューティー値変化との前記関係を該ソレノイド１の電気特性に応じて記憶したものとなっている。線分１０１が断線判定用、線分１０３が短絡判定用として記憶されている。
【００２９】
前記ソレノイド１の電流制御では、噛み合い部２５の噛み合い動作後の状態を維持するため、デューティー比制御によって前記のよう例えばＡｍｉｎアンペアの電流保持が行われる。この電流保持は、コントローラ５３においてデューティー値を設定し、該設定デューティー値に基づいて行われる。
【００３０】
前記コントローラ５３は、前記デューティー比制御を行うために設定された設定デューティー値を前記デューティー値変化と比較して、最小抵抗値＝Ω２オーム及び最大抵抗値＝Ω１オーム間のデューティー値変化外となるとき故障と判断する。従って、コントローラ５３は、本実施例において判断手段を構成している。
【００３１】
従って、線分１０１，１０３間のデューティー値を維持している限りは正常であると判断され、線分１０１，１０３間外のデューティー値となっているときには、断線又は短絡であると判断することができる。
【００３２】
例えば、デューティー比制御を行うために設定されたデューティー値が、線分１０１以上となったとき断線判定を行うことができる。結果として図４の網掛け領域１０５においても直ちに正確に断線判定を行うことができる。
【００３３】
同様に、デューティー比制御を行うために設定されたデューティー値が、線分１０３以下となったとき短絡判定を行うことができる。結果として網掛け領域１０７において直ちに正確に短絡判定を行うことができる。
【００３４】
図２は、故障判断のフローチャートを示している。図２のフローチャートが実行されると、ステップＳ１において「一次関数の読み込み」の処理が実行される。この処理では、例えば図４の線分１０１，１０３を表す一次関数が読み込まれ、ステップＳ２へ移行する。
【００３５】
ステップＳ２では、「設定デューティー値の読み込みの処理」が実行される。この処理では、ソレノイド１のデューティー比制御を行うために設定された設定デューティー値の読み込みが行われ、ステップＳ３へ移行する。
【００３６】
ステップＳ３では、「範囲外か」の処理が実行される。この処理では、設定デューティー値をデューティー値変化（線分１０１，１０３）と比較して、最小抵抗値Ω２オーム及び最大抵抗値Ω１オーム間のデューティー値変化外となるか否かが判断される。
【００３７】
設定デューティー値が最小抵抗値Ω２オーム及び最大抵抗値Ω１オーム間のデューティー値変化外（線分１０１，１０３間外）となって、例えば図４の網掛け部１０５，１０７などになったとき（ＹＥＳ）、ステップＳ４へ移行し、「故障判断」の処理が実行される。この処理では、例えば図４の網掛け部１０５内に設定デューティー値が存在する場合には断線判定が行われ、網掛け部１０７に存在する場合には短絡判定が行われる。この判定によって、例えば運転席の表示パネル等に結果が表示され、アラーム等が作動することになる。
【００３８】
ステップＳ３において、最小抵抗値Ω２オーム及び最大抵抗値Ω１オーム間のデューティー値が維持されているときには（線分１０１，１０３間内）、正常であると判定され、そのまま処理は終了する。
【００３９】
なお、コントローラ５３は、ソレノイド１の通常電流制御の時、例えば最小抵抗値＝Ω２オーム及び最大抵抗値＝Ω１オームを基準とし、ソレノイド１の検出抵抗値が最小抵抗値Ω２オーム以下の時短絡故障であると判断し、最大抵抗値Ω１オーム以上の時断線故障であると判断する。図４におけるデューティー値Ｄ５％，Ｄ６％については、デューティー値上限及び下限の線分１０１，１０３を決定するために予め設定されたものであり、Ｄ２％＜Ｄ６％＜Ｄ５％＜Ｄ１％の関係を有する。
【００４０】
以上の制御によって、デューティー比制御によって電流保持を行っている場合でも、最小抵抗値及び最大抵抗値間のデューティー値変化外となるとき、直ちに正確に故障判断を行うことができ、的確な制御を行わせることができる。
【００４１】
尚、保持電流値、最大抵抗値、最小抵抗値、保証電圧範囲、設定デューティー値、断線判定用の一次関数は、ソレノイド１の電気特性に基づいて任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。
【図２】フローチャートである（実施例１）。
【図３】抵抗値による故障判断を示すグラフである（従来例）。
【図４】電圧デューティー値により故障判断を行うグラフである。
【符号の説明】
【００４３】
１  ソレノイド（アクチュエータ）
３  リヤデファレンシャル装置（自動車のトルク伝達装置）
５３  コントローラ（制御装置、基準値記憶手段、判断手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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