(57)【要約】      （修正有）【課題】ソレノイドのレアーショートを精度良く検出し、ソレノイドのショートを未然に防止する。【解決手段】ＣＰＵ４から出力された駆動信号に基づいて電力素子２からソレノイド１に駆動電流を供給し、駆動電流が増大した際に放熱部位の縮小により電力素子２の発熱が促進され、電力素子２の素子温度が所定の温度に達したことが過熱保護回路で検出されると、ソレノイド１がレアーショート故障であると判断し、電力素子２が駆動電流の供給を停止し、かつＣＰＵ４が駆動信号の出力を停止して構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイドに駆動電流の供給を指令する駆動信号を出力し、駆動信号が出力された状態で前記ソレノイドがレアーショート故障であると判断された場合には、駆動信号の出力を停止する駆動信号出力手段と、
前記駆動信号出力手段から出力された駆動信号を受けて、この駆動信号に基づいて前記ソレノイドに駆動電流を供給し、前記ソレノイドがレアーショート故障であると判断された場合には、駆動電流の供給を停止する駆動電流供給手段とを有し、
前記駆動電流供給手段は、
駆動電流の増大により前記駆動電流供給手段の発熱を促進させる発熱促進手段と、
前記発熱促進手段により発熱が促進された前記駆動電流供給手段の発熱を検出し、所定の発熱状態に達すると、前記ソレノイドがレアーショート故障であると判断し、前記駆動電流供給手段に駆動電流の供給停止を指令する故障検出手段と
を有することを特徴とするソレノイド故障検出装置。
【請求項２】
前記駆動電流供給手段は、プリント基板上に実装され、
前記発熱促進手段は、前記プリント基板上に形成された導電体による放熱パターンで構成され、前記放熱パターンの面積を調整することで前記駆動電流供給手段の発熱量を制御する
ことを特徴とする請求項１記載のソレノイド故障検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイドのレアーショート故障を検出するソレノイド故障検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載されている電子制御式自動変速機等の油圧制御システム等で多用されているソレノイドバルブに使用されているソレノイドの端子間が短絡する完全ショート（以下、単にショートと呼ぶ）故障を検出する技術としては、例えば以下に示す文献に記載されものが知られている（特許文献１参照）。この文献に記載された技術では、コイルとしてのソレノイドに着目し、コイルの電気的特性の一つであるリップル特性を利用してソレノイドのショートを検出していた。
【特許文献１】特開平２−１８０３５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、ソレノイドのショート故障を検出する手法は、従来から知られていた。しかし、ソレノイドのショート故障に対して、ソレノイドの巻き線間の一部が部分的に短絡してコイルの抵抗値が、正常時の値に比べて多少低下する、例えば正常時の抵抗値が１０Ω程度に比べて抵抗値が７〜８Ω程度に低下した状態となる、所謂レアーショート故障は、ショート故障に比べて検出することが極めて困難であった。
【０００４】
このようなレアーショートを放置した状態にしておくと、ソレノイドに過電流が流れて発熱量が増大し、ショートに至るおそれがあった。ソレノイドがショートすると、ソレノイドが動作不能に陥り、ソレノイドを使用したシステム全体がダウンするといった不具合を招くおそれがあった。
【０００５】
そこで、本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ソレノイドのレアーショートを精度良く検出し、ソレノイドのショートを未然に防止するソレノイド故障検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、ソレノイドに駆動電流の供給を指令する駆動信号を出力し、駆動信号が出力された状態で前記ソレノイドがレアーショート故障であると判断された場合には、駆動信号の出力を停止する駆動信号出力手段と、前記駆動信号出力手段から出力された駆動信号を受けて、この駆動信号に基づいて前記ソレノイドに駆動電流を供給し、前記ソレノイドがレアーショート故障であると判断された場合には、駆動電流の供給を停止する駆動電流供給手段とを有し、前記駆動電流供給手段は、駆動電流の増大により前記駆動電流供給手段の発熱を促進させる発熱促進手段と、前記発熱促進手段により発熱が促進された前記駆動電流供給手段の発熱を検出し、所定の発熱状態に達すると、前記ソレノイドがレアーショート故障であると判断し、前記駆動電流供給手段に駆動電流の供給停止を指令する故障検出手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記特徴の請求項１の発明によれば、ソレノイドのレアーショートを精度良く検出し、ソレノイドがショートに至る不具合を未然に防止することができる。
【０００８】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のソレノイド故障検出装置において、前記駆動電流供給手段は、プリント基板上に実装され、前記発熱促進手段は、前記プリント基板上に形成された導電体による放熱パターンで構成され、前記放熱パターンの面積を調整することで前記駆動電流供給手段の発熱量を制御することを特徴とする。
【０００９】
上記特徴の請求項２記載の発明によれば、簡単かつ容易な手法で、ソレノイドのレアーショートを精度良く検出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明を実施するための最良の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は本発明の実施例１に係るソレノイド故障検出装置の構成を示す図である。図１に示す実施例１のソレノイド故障検出装置は、レアーショートの検出対象となるソレノイド１に駆動電流を供給する電力素子２、ソレノイド１に供給される駆動電流の有無を監視する出力モニタ回路３ならびにソレノイド１のレアーショートを検出する処理を制御する制御中枢となるＣＰＵ４を備えて構成されている。
【００１２】
ソレノイド１は、電力素子２から供給される駆動電流に基づいて動作する。
【００１３】
電力素子２は、ＣＰＵ４から与えられる駆動信号に基づいて、ソレノイド１に所定の駆動電流を供給制御し、駆動電流供給手段として機能する。電力素子２は、ソレノイド１がレアーショートしているか否かを判断する故障検出手段として機能する過熱保護回路を備えている。
【００１４】
この過熱保護回路は、電力素子２から出力されるソレノイド１の駆動電流が予め設定された正常時の駆動電流値よりも増え、これにより電力素子２の発熱量が増大して電力素子２の素子温度が上昇し、電力素子２が予め設定された温度に達した場合にこれを検知して動作し、電力素子２における駆動電流の出力を停止し、電力素子２の過熱を防止する。
【００１５】
また、電力素子２は、自己発熱した熱を効率よく放熱して素子温度の上昇を防止するために、図２の模式図に示すように、ＩＣ化された電力素子２の面積に対して従来では比較的広い放熱部位２１（例えば破線で示す領域）が設定されていたが、この実施例１では、図２に示すように、従来の放熱部位２１に比べてかなり狭い面積の放熱部位２２を設けるようにしている。この放熱部位２２は、放熱面積を従来に比べて縮小することで発熱促進手段として機能する。
【００１６】
電力素子２を例えばＰＣ基板（プリント配線基板）に実装する場合には、従来では図３（ａ）に示すように、ＰＣ基板３１上での放熱パターンは電力素子２が配置される配置領域３２に対してＰＣ基板３１上の概ね全面に形成された銅箔の部分であったが、この実施例１では、電力素子２の放熱パターン３３は、図３（ｂ）に示すように、ＰＣ基板３１上で細長いパターンとして形成され、同図（ａ）に示す従来に比べて、放熱面積が縮小されている。すなわち、放熱部位を形成する配線パターンの面積の大きさで放熱量を調整し、過熱保護回路の作動感度を設定するようにしている。
【００１７】
このように、電力素子２の放熱部位２２を従来に比べて縮小することで、電力素子２に過電流が流れた際に放熱を制限して過熱を促進し、素子温度を所定の温度まで上昇させると共に素子温度の上昇を早め、過熱保護回路を従来に比べて少ない発熱量で動作させるようにしている。すなわち、レアーショート時にソレノイド１に流れる過電流程度で過熱保護回路が動作するように、電力素子２の放熱部位２２の面積を調整して設定するようにしている。したがって、電力素子２の放熱特性は、ソレノイド１がレアーショートし、その際にソレノイド１の特性に応じた過大な駆動電流が電力素子２から出力された時に過熱保護回路が動作するように設定される。
【００１８】
図１に戻って、出力モニタ回路３は、電力素子２の出力状態を監視し、電力素子２からソレノイド１に供給される駆動電流の有無を監視する。監視結果は、ＣＰＵ４に与えられる。
【００１９】
ＣＰＵ４は、内部に記憶されたプログラムに基づいて、ソレノイド１のレアーショートを検出し、レアーショートを検出した後電力素子２から駆動電流の出力を停止する一連の動作を制御している。ＣＰＵ４は、ソレノイド１をデューティー制御する際に電力素子２に駆動電流の出力を指令するＰＷＭ（パルス幅変調）信号の駆動信号を電力素子２に与える。ＣＰＵ４は、駆動信号を電力素子２に出力している状態で、過熱保護回路が動作して電力素子２の出力電流が停止し、これが出力モニタ回路３で検出され、検出結果がＣＰＵ４に与えられた場合には、ソレノイド１で故障が生じてソレノイド１がレアーショートしたものと判断し、駆動信号の出力を停止し、駆動信号出力手段として機能する。
【００２０】
一方、ＣＰＵ４は、出力モニタ回路３で電力素子２の出力が停止されていることが検出された際に駆動信号の出力を停止しない場合には、過熱保護回路が動作して電力素子２の出力電流が停止すると、電力素子２の温度が低下して過熱保護回路による出力電流の停止が解除され、駆動電流の供給が再開される。ＣＰＵ４は、これらの一連の動作が複数回繰り返され、同様の結果が得られた場合に、ソレノイド１がレアーショート故障であると判定し、駆動信号の出力を停止するようにしてもよい。このようにすることで、周囲のノイズ等、外乱による誤判定を回避することができることに加えて、故障したソレノイドを良品のソレノイドに交換した際に、ＣＰＵ４をリセットする等の特別の操作を行うことなく正常動作に復帰することが可能となる。
【００２１】
次に、図４に示すタイミングチャートを参照して、上記したように構成されたソレノイド故障検出装置の動作を説明する。
【００２２】
先ず、図４（ａ）に示すような、ハイレベル（オン時）で駆動電流の出力を指示するパルス信号の駆動信号が、ＣＰＵ４から電力素子２に与えられると、駆動電流が電力素子２からソレノイド１に供給される。
【００２３】
この時に、ソレノイド１が正常の場合には、図４（ｂ）の（１）に示すような、予め電流量が設定された駆動電流が電力素子２からソレノイド１に供給される。このような状態において、電力素子２は発熱し、電力素子２の素子温度は、図４（ｃ）の（１）に示すように、駆動電流の電流量に応じて変化し、電力素子２の過熱保護回路が作動する作動温度、例えば１５０℃程度には至らない。
【００２４】
これに対して、ソレノイド１がレアーショートしている場合には、ソレノイド１の抵抗値が正常値に比べて低下しているため、電力素子２からソレノイド１に供給される駆動電流は、そのピーク値が図４（ｂ）の（２）に示すように正常時（同図（ｂ）の（１））に比べてかなり過大な電流となる。このような過大な駆動電流が出力されると、電力素子２は発熱し、その発熱量は放熱が抑制されていることで従来に比べて大きなものとなる。このような状態においては、電力素子２の素子温度は、電力素子２の放熱部位を図２に示す広い放熱部位２１とした従来（図４（ｃ）の（２）に破線で示す）に比べて、同図（ｃ）の（３）に示すように変化する。すなわち、図４（ｃ）の（２）に示す従来では、放熱性が良好なので、素子温度の上昇スピードは緩やかとなり、かつ過熱保護回路が作動する作動温度の例えば１５０℃程度にまで至ることはないのに対して、この実施例１では、放熱が制限されているので、素子温度の上昇スピードは従来に比べて速くなり、かつ素子温度は過熱保護回路が作動する作動温度の１５０℃程度まで迅速に到達する。
【００２５】
電力素子２の素子温度が過熱保護回路の作動温度に達して、電力素子２の過熱保護回路が作動すると、電力素子２はソレノイド１に供給していた駆動電流の出力を停止する。その後、電力素子２の出力電流が停止されたことが、出力モニタ回路３で検出される。検出結果が出力モニタ回路３からＣＰＵ４に与えられると、ＣＰＵ４はこの検出結果にしたがって、図４（ａ）の破線で示すように駆動信号の電力素子２への出力を停止する。
【００２６】
過熱保護回路が作動して駆動信号が停止されるまでの一連の動作は、電力素子２の出力が停止されて電力素子２の素子温度が低下し、過熱保護回路の作動が解除される解除温度、例えば１４０℃程度に達する前に行われる。これにより、過熱保護回路の作動が解除された後、再び駆動電流が電力素子２からソレノイド１に供給されることは防止される。
【００２７】
図５に電力素子２の放熱面積を狭めて放熱を制限したこの実施例１の場合の、電力素子２の通電電流と出力が停止されるまでの時間との関係を示し、図６に電力素子２の放熱性を良好にした従来の場合の図５と同様の関係を示す。なお、図５ならびに図６において、電力素子２の電源電圧は１０Ｖ程度，１２Ｖ程度ならびに１４Ｖ程度とし、図５では放熱パターンの異なる（タイプＪ１、タイプＪ２）に対して、周囲の温度が低温時（−４０℃程度）と常温（室温程度）の測定結果を示している。図５ならびに図６から分かるように、電力素子２の放熱パターンを縮小して放熱特性を制限することで、制限しない場合に比べて過熱保護回路が早く作動し、電力素子２の出力を迅速に停止することができる。
【００２８】
このように、上記実施例１では、ソレノイド１にレアーショート故障が発生すると、ソレノイド１に駆動電流を供給する電力素子２に含まれる過熱保護回路が作動して、電力素子２が出力している駆動電流を停止し、ソレノイド１への通電を停止するようにしているので、ソレノイド１のレアーショート故障を精度良く検出することが可能となり、ソレノイド１がレアーショートからショートに移行することを未然に防止することができる。これにより、ソレノイド１が組み込まれた油圧制御システム等のシステムが、ソレノイド１のレアーショート故障でシステムダウンしてしまうことを防止することができる。
【００２９】
また、電力素子２の出力電流×時間＝発熱量で電力素子２の過熱検出感度を調整制御することが可能なため、レアーショートを精度良く検出することができる。さらに、電力素子２の放熱面積を従来に比べて縮小して放熱特性を低下させ、電力素子２が従来比べて少ない発熱量で電力素子２の出力を停止できるようにしたので、配線パターンを変更するといった簡単な手法でレアーショートを精度良く検出することが可能となる。また、ソレノイド１に供給される駆動電流の電流量を検出することでソレノイド１のレアーショートを検出する手法は採用していないので、ソレノイド１に供給される駆動電流の電流量を検出する電流検出回路が不要となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例１に係るソレノイド故障検出装置の構成を示す図である。
【図２】電力素子における放熱部位を示す図である。
【図３】配線基板上に搭載された電力素子の放熱パターンを示す図である。
【図４】実施例１の動作タイミングを示す図である。
【図５】実施例１の電力素子の放熱パターンにおける、電力素子の通電電流と出力が停止されるまでの時間との関係を示す図である。
【図６】従来の電力素子の放熱パターンにおける、電力素子の通電電流と出力が停止されるまでの時間との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ソレノイド
２…電力素子
３…出力モニタ回路
４…ＣＰＵ
２１，２２…放熱部位
３１…ＰＣ基板
３２…配置領域
３３…放熱パターン
【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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【図６】
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