(57)【要約】【課題】リニアソレノイドの異常を判定する精度を向上させることができるリニアソレノイド異常判定装置およびリニアソレノイド異常判定方法を提供する。【解決手段】実施形態の一態様に係るリニアソレノイド異常判定装置は、設定手段と、タイミング検出手段と、判定手段とを備える。設定手段は、リニアソレノイドを駆動させる駆動信号を設定する。タイミング検出手段は、設定手段によってリニアソレノイドの駆動量を増加させた場合に、リニアソレノイドに流れる励磁電流の途中に発生する極値の発生タイミングを検出する。判定手段は、タイミング検出手段が検出した発生タイミングに応じてリニアソレノイドの異常を判定する。【選択図】図１
2017048770.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアソレノイドを駆動させる駆動信号を設定する設定手段と、
前記設定手段によって前記リニアソレノイドの駆動量を増加させた場合に、前記リニアソレノイドに流れる励磁電流の途中に発生する極値の発生タイミングを検出するタイミング検出手段と、
前記タイミング検出手段が検出した前記発生タイミングに応じて前記リニアソレノイドの異常を判定する判定手段と
を備えることを特徴とするリニアソレノイド異常判定装置。
【請求項２】
前記タイミング検出手段は、
前記設定手段によって前記駆動信号のデューティ比を急激に増加させた場合に、前記リニアソレノイドに流れる励磁電流に発生する極小値の発生タイミングを検出すること
を特徴とする請求項１に記載のリニアソレノイド異常判定装置。
【請求項３】
前記判定手段は、
前記タイミング検出手段が検出した前記発生タイミングが所定範囲外である場合に、前記リニアソレノイドに異常が発生したと判定すること
を特徴とする請求項１に記載のリニアソレノイド異常判定装置。
【請求項４】
前記設定手段は、
前記リニアソレノイドを用いたアクチュエータの非動作時に、前記リニアソレノイドの駆動量を急激に変化させる前記駆動信号を設定すること
を特徴とする請求項１または２に記載のリニアソレノイド異常判定装置。
【請求項５】
前記設定手段は、
前記判定手段が前記リニアソレノイドに異常が発生したと判定した場合であって、前記リニアソレノイドを用いたアクチュエータの非動作時に、前記駆動信号のデューティ比を所定回数変化させること
を特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリニアソレノイド異常判定装置。
【請求項６】
前記判定手段は、
前記設定手段が前記リニアソレノイドの駆動量を所定回数変化させた後に、前記リニアソレノイドの異常を再度判定すること
を特徴とする請求項４に記載のリニアソレノイド異常判定装置。
【請求項７】
リニアソレノイドを駆動させる駆動信号を設定する設定工程と、
前記設定工程で前記リニアソレノイドの駆動量を増加させた場合に、前記リニアソレノイドに流れる励磁電流の途中に発生する極値の発生タイミングを検出するタイミング検出工程と、
前記タイミング検出工程で検出した前記発生タイミングに応じて前記リニアソレノイドの異常を判定する判定工程と
を含むことを特徴とするリニアソレノイド異常判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアソレノイド異常判定装置およびリニアソレノイド異常判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される内燃機関のバルブとして例えばリニアソレノイドが用いられている。例えばかかるリニアソレノイドを駆動する電流とリニアソレノイドに流れる電流とを比較することで、リニアソレノイドに異常が発生しているか否かを検知する装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−４２１６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の装置では、例えばリニアソレノイドの応答性に異常が発生した場合など、リニアソレノイドに発生する異常によっては検知できない場合があった。このように、従来の装置では、リニアソレノイドの異常を判定する精度に課題があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、リニアソレノイドの異常を判定する精度を向上させることができるリニアソレノイド異常判定装置およびリニアソレノイド異常判定方法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】
【０００６】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明のリニアソレノイド異常判定装置は、設定手段と、タイミング検出手段と、判定手段とを備える。設定手段は、リニアソレノイドを駆動させる駆動信号を設定する。タイミング検出手段は、前記設定手段によって前記リニアソレノイドの駆動量を増加させた場合に、前記リニアソレノイドに流れる励磁電流の途中に発生する極値の発生タイミングを検出する。判定手段は、前記タイミング検出手段が検出した前記発生タイミングに応じて前記リニアソレノイドの異常を判定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、リニアソレノイドの異常を判定する精度を向上させることができるリニアソレノイド異常判定装置およびリニアソレノイド異常判定方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係るリニアソレノイド異常判定方法を示す説明図である。
【図２】図２は、実施形態に係る内燃機関の概要を示す図である。
【図３】図３は、実施形態に係るリニアソレノイド制御装置のブロック図である。
【図４】図４は、実施形態に係るタイミング検出部が検出する発生タイミングの説明図である。
【図５】図５は、実施形態に係るリニアソレノイドの実験結果を示す図である。
【図６】図６は、実施形態に係るリニアソレノイド異常判定装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【図７】図７は、実施形態の変形例に係るリニアソレノイド制御装置のブロック図である。
【図８】図８は、実施形態の変形例に係るリニアソレノイド異常判定装置が実行する処理手順を示すフローチャートである。
【図９】図９は、実施形態に係るリニアソレノイド異常判定装置の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照して、本願の開示するリニアソレノイド異常判定装置およびリニアソレノイド異常判定方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
＜１．リニアソレノイド異常判定方法＞
図１を用いて、本発明の実施形態に係るリニアソレノイド異常判定方法を説明する。図１は、実施形態に係るリニアソレノイド異常判定方法を示す説明図である。なお、本実施形態では、例えば自動車の内燃機関に搭載されるリニアソレノイドの異常判定方法について説明するが、かかるリニアソレノイド異常判定方法は、必ずしもこれに限られるものではなく、種々のリニアソレノイドの異常判定方法に適用することができる。
【００１１】
自動車の内燃機関には、内燃機関での燃焼によって排出される排気ガス中の窒素酸化物（以下、「ＮＯｘ」と記載する）を低減させるため、排気再循環機構（以下、ＥＧＲ機構と記載する）と呼ばれる技術が取り入れられている。具体的に、ＥＧＲ機構は、内燃機関の排気ガスの一部を吸気側へ送ることによって排気ガスを再度吸気させる技術である。
【００１２】
ＥＧＲ機構が故障すると、排気ガス（特にＮＯｘ）に悪影響を及ぼし、排気ガス規制を満足し得なくなる。そのため、ＥＧＲ機構を備えた内燃機関は、所定間隔でＥＧＲ機構の異常検出を行うことが義務づけられている。
【００１３】
本実施形態では、ＥＧＲ機構の異常検出として、ＥＧＲ弁１８を駆動するリニアソレノイド１８３の異常を検出する方法について説明する。
【００１４】
まず、ＥＧＲ弁１８について説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態のＥＧＲ弁１８は、ハウジング１８０と、スプール１８１と、スプリング１８２と、リニアソレノイド１８３とを備える。ハウジング１８０は、中空筒状に形成されており、例えば入力ポート１８４と、出力ポート１８５を備える。スプール１８１は、スプリング１８２によって付勢され、ハウジング１８０内を直線的に摺動可能に配置される。
【００１５】
リニアソレノイド１８３は、スプール１８１に連結されたプランジャ１８７と、プランジャ１８７の外周と空隙を介して対向するコイル１８８とを備える。コイル１８８に駆動信号Ｓ２１０が入力されると、かかる駆動信号Ｓ２１０に応じてリニアソレノイド１８３のプランジャ１８７が移動する。プランジャ１８７の移動に応じてスプール１８１が摺動する。これにより、入力ポート１８４および出力ポート１８５が導通または遮断され、ＥＧＲ弁１８が開弁または閉弁する。
【００１６】
リニアソレノイド１８３のコイル１８８には、駆動信号Ｓ２１０が入力されるとともに、コイル１８８に流れる電流が検出電流信号Ｓ２２０として出力される。リニアソレノイドで例えば空気（混合気）流量を制御する場合、リニアソレノイドの弁開度の情報が必要であり、そのためリニアソレノイドに開度センサを設けることが一般的である。ところが、開度センサを設けることによりコストアップや大型化につながる。そこで、駆動電流の値と弁開度が比例関係にあることを利用し、開度センサをなくして駆動電流値でもって弁開度を推定する技術が開発されてきている。リニアソレノイド１８３の異常を検出する方法として、開度センサを持つものであれば、目標開度に制御した場合に実際の弁開度と比較することで容易に異常を検出することができるが、駆動電流値でもって弁開度を推定する場合、実際の弁開度がわからないため、その手法は使えない。そのため、従来、コイル１８８に入力される駆動信号Ｓ２１０とコイル１８８に流れる電流Ｓ２２０とを比較することでリニアソレノイド１８３の異常を検出する方法が知られている。
【００１７】
しかしながら、従来の異常検出方法では、リニアソレノイド１８３の応答性に異常が発生した場合、かかる異常を検出することができない。例えば内燃機関でリーンリミット制御が行われている場合、ＥＧＲ弁１８をフィードバック制御しているため、リニアソレノイド１８３の高応答性が重要となる。従って、リニアソレノイド１８３の応答性に異常が発生すると、かかる異常がフィードバック制御に影響を与え、ＥＧＲ機構によるＮＯｘ低減の効果を十分に得られない可能性がある。
【００１８】
そこで、本実施形態に係るリニアソレノイド異常判定方法では、開度センサをなくしつつリニアソレノイド１８３の応答性の異常を判定することで、リニアソレノイド１８３の小型化、低価格化を実現しつつ異常判定精度を向上させる。これにより、ＥＧＲ機構の異常をより高精度に検出する。
【００１９】
本実施形態に係るリニアソレノイド異常判定方法では、まず図１（ｂ）に示すリニアソレノイドを駆動させる駆動信号Ｓ２１０をリニアソレノイド１８３に入力する。駆動信号Ｓ２１０は、デューティ比可変のＰＷＭ信号である。リニアソレノイドの駆動量は、駆動信号Ｓ２１０に応じて変化する。かかるリニアソレノイド異常判定方法では、デューティ比を例えば０パーセントから１００パーセントに急激に増加させた駆動信号Ｓ２１０をリニアソレノイド１８３に入力する。換言すれば、リニアソレノイドの弁開度を全閉状態から全開状態に変化させる駆動信号Ｓ２１０をリニアソレノイド１８３に入力する。
【００２０】
次に、図１（ｂ）に示す駆動信号Ｓ２１０をリニアソレノイド１８３に入力した場合に、かかるリニアソレノイド１８３に流れる励磁電流を検出する。ここでは、コイル１８８に流れる電流Ｓ２２０を励磁電流として検出する。
【００２１】
検出した励磁電流Ｓ２２０は、図１（ｃ）に示すように、駆動信号Ｓ２１０が０パーセントから１００パーセントに変動したタイミングＴ０で上昇を開始したのちに一時的に落ち込み、所定のタイミングＴ１で極値、すなわち極小値が発生する。極小値とは、励磁電流Ｓ２２０が減少から増加に転じるタイミングにおける励磁電流Ｓ２２０の値である。リニアソレノイド異常判定方法では、リニアソレノイド１８３の駆動量を増加させた場合に、リニアソレノイド１８３に流れる励磁電流Ｓ２２０の途中に発生する極値の発生タイミングを検出する。すなわち、かかる励磁電流Ｓ２２０の電流波形に極小値が発生する発生タイミングＴ１を検出する。励磁電流Ｓ２２０の極小値とは、励磁電流Ｓ２２０の落ち込み点である。なお、励磁電流Ｓ２２０の値を反転回路等により反転させることにより、極小値を極大値と捉えることもできる。したがって、励磁電流Ｓ２２０の極値とは、励磁電流Ｓ２２０の極大値または極小値である。
【００２２】
リニアソレノイド異常判定方法では、検出した発生タイミングＴ１に応じて、リニアソレノイド１８３の異常を判定する。具体的には、検出した発生タイミングＴ１が所定範囲外である場合に、リニアソレノイド１８３に異常が発生したと判定する。
【００２３】
コイル１８８に電流を流すとコイル１８８に磁界が発生する。かかる磁界は、コイル１８８にプランジャ１８７のような鉄心が存在する場合に強くなることが知られている。プランジャ１８７がコイル１８８に発生する磁界により吸引されていくと、かかる吸引にしたがって磁界が強くなりコイル１８８のインダクタンスが増加する。このとき、励磁電流Ｓ２２０が一時的に減少する自己誘導が発生する。
【００２４】
本実施形態に係るリニアソレノイド異常判定方法では、この自己誘導に着目し、励磁電流Ｓ２２０が一時的に減少するタイミング、すなわち励磁電流Ｓ２２０に極小値が発生するタイミングＴ１が所望の範囲であるか否かを判定することでリニアソレノイド１８３の応答性の異常を判定する。リニアソレノイド１８３の応答性に異常が生じると、ＥＧＲ弁を所望の弁開度に制御不能となり、排気ガス（特にＮＯｘ）に悪影響を及ぼす恐れがある。
【００２５】
以上のように、本実施形態に係るリニアソレノイド異常判定方法では、リニアソレノイド１８３の駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を急激に増加させた場合にリニアソレノイド１８３に発生する自己誘導に着目し、励磁電流Ｓ２２０に発生する極小値の発生タイミングに応じてリニアソレノイド１８３の異常を判定する。
【００２６】
これにより、リニアソレノイド１８３の応答性の異常を判定することができ、リニアソレノイド１８３の異常判定精度を向上させることができる。以下、かかるリニアソレノイド異常判定方法を実行するリニアソレノイド異常判定装置２００を含むリニアソレノイド制御装置１および内燃機関についてさらに説明する。
【００２７】
＜２．内燃機関の概要＞
図２は、本発明の実施形態に係る内燃機関の概要を示す図である。図２に示す内燃機関は、例えばガソリンを燃料とする自動車のエンジンである。内燃機関は、電子制御装置（ＥＣＵ）１によって燃焼制御等の各種制御が行われるものである。つまり、本実施形態のリニアソレノイド異常判定装置２００を含むリニアソレノイド制御装置１は、かかる電子制御装置１によって構成される。
【００２８】
図２を用いて内燃機関の構成を説明する。なお、図２では１気筒の内燃機関を示しているが、これに限られず多気筒の内燃機関であってもよい。以下では図２右上に示す座標軸を適宜用いて説明を行う。
【００２９】
図２の内燃機関に備えるシリンダ５０には、吸気管６０と排気管７０とが、吸気弁１６と排気弁１７とを介して連結されている。さらに、排気管７０と排気環流管７２、７３とはＥＧＲ弁１８を介して連結されており、吸気管６０には、スロットル弁９２や燃料を吸気管６０内に噴射するインジェクタ９３を備える。また、吸気管６０におけるサージタンク内に吸気管圧センサ１５を設けている。
【００３０】
エアクリーナが設けられた吸気口１０７から吸気管６１を介して吸気された空気は、吸気管６０へ流れ込む。また、排気管７０から排出される排気ガスの一部は排気環流管７２へ流れ込み、さらにＥＧＲ弁１８を開けた際に、排気環流管７３経由で吸気管６０側へ流れ込む。
【００３１】
なお、吸気弁１６および排気弁１７は、エンジンの回転軸に連結され、エンジンの回転状態に応じて機械的に開閉が行われる構成のものや、エンジンの回転軸とは機械的に連結されておらず、モータの駆動力によって開閉が行われる構成のものがある。
【００３２】
排気管７０と排気管７１との間には、三元触媒装置８０を備えており、排気管７１および排気口９１の間には、ＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒装置８１を備えている。
【００３３】
三元触媒装置８０およびＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒装置８１は、触媒を利用することによって排気ガス中の有害成分を浄化する装置である。自動車の排気ガス中に含まれる有害成分としては、主に炭化水素、一酸化炭素、および、窒素酸化物（ＮＯｘ）などが挙げられる。
【００３４】
三元触媒装置８０やＮＯｘ吸蔵還元型三元触媒装置８１では、かかる有害成分を、たとえば、プラチナ、パラジウム、および、ロジウム等の触媒によって酸化もしくは還元させることで同時に除去することができる。
【００３５】
＜３．リニアソレノイド制御装置１＞
図３を用いてリニアソレノイド制御装置１を説明する。図３は、本実施形態に係るリニアソレノイド制御装置１のブロック図である。リニアソレノイド制御装置１は、駆動信号生成部１１０と、検出部１２０と、制御部１３０と、リニアソレノイド異常判定装置２００とを備える。
【００３６】
駆動信号生成部１１０は、制御部１３０やリニアソレノイド異常判定装置２００からの指示に従い、所定のデューティ比を有するＰＷＭ信号である駆動信号Ｓ２１０を生成する。駆動信号生成部１１０は、生成した駆動信号Ｓ２１０をリニアソレノイド１８３に出力する。リニアソレノイド１８３は、駆動信号Ｓ２１０に応じて駆動し、これによりＥＧＲ弁１８が動作する。
【００３７】
検出部１２０は、リニアソレノイド１８３に流れる電流Ｓ２２０を検出する。例えば、駆動信号生成部１１０がリニアソレノイド異常判定装置２００からの指示に従って駆動信号Ｓ２１０を出力している場合、検出部１２０はリニアソレノイド１８３に流れる励磁電流Ｓ２２０を検出する。検出部１２０は、検出した電流Ｓ２２０を制御部１３０またはリニアソレノイド異常判定装置２００に出力する。
【００３８】
制御部１３０は、通常制御時には、ＥＧＲ弁１８の目標開度に応じて目標電流値を決定し、リニアソレノイド１８３を駆動するよう駆動信号生成部１１０に指示するとともに、検出部１２０の検出結果に応じてＥＧＲ弁１８の弁開度を推定する。例えば、制御部１３０は、ＥＧＲ弁１８の目標開度に応じて駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を決定する。制御部１３０は、決定したデューティ比を駆動信号生成部１１０に出力する。
【００３９】
また、制御部１３０は、リニアソレノイド１８３を用いたアクチュエータであるＥＧＲ弁１８の非動作時に、リニアソレノイド１８３の異常判定を行うように指示する。ＥＧＲ弁１８であるアクチュエータの非動作時には、例えばＩＧ−ＯＮ直後、内燃機関のアイドル時、低水温時、フェールカット時などが含まれる。制御部１３０は、例えばＥＧＲ弁を強制的に動作させても排気ガスへ与える影響が小さい場合にリニアソレノイド１８３の異常判定を行うよう、すなわち、リニアソレノイド１８３の駆動量を急激に変化させるようリニアソレノイド異常判定装置２００に指示する。
【００４０】
＜４．リニアソレノイド異常判定装置２００＞
リニアソレノイド異常判定装置２００は、制御部１３０からの指示に従い、リニアソレノイド１８３の異常判定を行う。リニアソレノイド異常判定装置２００は、設定部２１０と、タイミング検出部２２０と、判定部２３０と、記憶部２４０とを備える。
【００４１】
＜４．１．設定部２１０＞
設定部２１０は、リニアソレノイド１８３を駆動させる駆動信号Ｓ２１０を設定する。具体的には、駆動信号Ｓ２１０のＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。制御部１３０から異常判定を行うよう指示を受けると、設定部２１０は、駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を急激に変化させる。
【００４２】
設定部２１０は、デューティ比を例えば０パーセントから１００パーセントまで変化させる。具体的には、タイミングＴ０までは０パーセントのデューティ比を設定し、タイミングＴ０以降は１００パーセントのデューティ比を設定する（図４参照）。このように、設定部２１０は、例えば駆動信号Ｓ２１０がステップ信号となるようデューティ比を設定する。設定部２１０は、設定したデューティ比を駆動信号生成部１１０に出力する。
【００４３】
＜４．２．タイミング検出部２２０＞
タイミング検出部２２０は、設定部２１０によって駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を急激に増加させた場合に、リニアソレノイド１８３に流れる励磁電流Ｓ２２０に発生する極小値の発生タイミングＴ１を検出する（図４参照）。タイミング検出部２２０は、設定部２１０によって駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を急激に増加させた場合に、リニアソレノイド１８３に流れる励磁電流Ｓ２２０の検出結果を検出部１２０から受け取る。タイミング検出部２２０は、検出部１２０によって検出された励磁電流Ｓ２２０に基づいて発生タイミングＴ１を検出する。
【００４４】
ここで、図４を用いてタイミング検出部２２０が検出する発生タイミングＴ１について説明する。図４は、タイミング検出部２２０が検出する発生タイミングＴ１の説明図である。なお、図４では発生タイミングＴ１の説明に必要な構成要素のみを示し、不要な構成要素を省略している。
【００４５】
リニアソレノイド１８３には、図４に示すように、デューティ比がタイミングＴ０までは０パーセントである駆動信号Ｓ２１０が入力される。このとき、リニアソレノイド１８３のプランジャ１８７は、スプリング１８２（図１（ａ）参照）によって付勢されることでコイル１８８外に位置している（図４のＰ０）。
【００４６】
タイミングＴ０で駆動信号Ｓ２１０のデューティ比が１００パーセントに設定されると、リニアソレノイド１８３のコイル１８８に電流Ｓ２２０が流れる。これにより、コイル１８８に磁界Ｍ１が発生し、プランジャ１８７が吸引される。
【００４７】
上述したように、コイル１８８に発生する磁界は、コイル１８８内にプランジャ１８７のような鉄心が存在する場合に強くなる。例えばプランジャ１８７がリニアソレノイド１８３の奥に突き当たるなど、プランジャ１８７がコイル１８８内に完全に吸引された場合（図４のＰ１）にコイル１８８に発生する磁界Ｍ２は、タイミングＴ０で発生する磁界Ｍ１より大きくなる。
【００４８】
このように、磁界Ｍ１から磁界Ｍ２への強さが変化するとコイル１８８に自己誘導が生じる。かかる自己誘導によって、コイル１８８には磁界Ｍ２とは逆向きの磁界Ｍ３が瞬間的に発生し、コイル１８８に流れる励磁電流Ｓ２２０が一時的に減少するため、タイミングＴ１で励磁電流Ｓ２２０に極小値が発生する。なお、励磁電流Ｓ２２０の極小値は、プランジャ１８７がコイル１８８内に最大限吸引された時点で発生し、プランジャ１８７の吸引が継続された状態では発生しない。
【００４９】
したがって、タイミング検出部２２０は、励磁電流Ｓ２２０の極小値、すなわち励磁電流Ｓ２２０が一時的に減少するタイミングＴ１を検出することで、プランジャ１８７がコイル１８８内に最大限吸引されたタイミングＴ１を検出する。
【００５０】
図５を用いて、リニアソレノイド１８３に駆動信号Ｓ２１０を入力した場合の実験結果について説明する。図５は、本実施形態に係るリニアソレノイド１８３の実験結果を示す図である。
【００５１】
図５（ａ）に示すように、リニアソレノイド１８３にタイミングＴ０でデューティ比を０パーセントから１００パーセントに変更した駆動信号Ｓ２１０を入力する。すると、リニアソレノイド１８３に流れる励磁電流Ｓ２２０には、図５（ｂ）の実線で示すようにタイミングＴ１で極小値が発生する。
【００５２】
ここで、図５（ｂ）の破線で示す線は、リニアソレノイド１８３に開度センサであるリフトセンサ（図示せず）を設けた場合の出力結果であって、プランジャ１８７の位置を示すものである。なお、ここでは、励磁電流Ｓ２２０とプランジャ１８７の位置とを比較するために、リフトセンサによる検出結果を示すものであって、リニアソレノイド制御装置１が必ずリフトセンサを備えているわけではない。図５（ｂ）に示すように、リフトセンサの出力結果は、タイミングＴ０からタイミングＴ１まで上昇し、タイミングＴ１以降は一定値となっている。したがって、プランジャ１８７がタイミングＴ０からタイミングＴ１までコイル１８８に吸引され、タイミングＴ１でプランジャ１８７がリニアソレノイド１８３の奥に突き当たり、タイミングＴ１以降はプランジャ１８７がリニアソレノイド１８３の奥に位置した状態であることがわかる。
【００５３】
図５に示すように、タイミング検出部２２０が励磁電流Ｓ２２０の極小値が発生するタイミングＴ１を検出することで、プランジャ１８７がリニアソレノイド１８３の奥に突き当たるタイミングＴ１を検出することができる。タイミング検出部２２０は、検出したタイミングＴ１を判定部２３０に出力する。
【００５４】
＜４．３．判定部２３０＞
図３に戻る。判定部２３０は、タイミング検出部２２０が検出したタイミングＴ１に応じてリニアソレノイド１８３の異常を判定する。判定部２３０は、タイミングＴ１が所定範囲であるか否かを判定し、所定範囲外である場合にリニアソレノイド１８３に異常が発生したと判定する。
【００５５】
具体的には、判定部２３０は、デューティ比を増加させたタイミングＴ０から極小値が発生したタイミングＴ１までの経過時間Ｔ０１（図４参照）を算出する。上述したように、タイミングＴ１は、プランジャ１８７がリニアソレノイド１８３の奥に突き当たるタイミングであるため、経過時間Ｔ０１を算出することで、プランジャ１８７が吸引されリニアソレノイド１８３の奥に突き当たるまで、すなわちプランジャ１８７が最大リフト位置まで移動する応答時間を求めることができる。
【００５６】
判定部２３０は、最大リフト位置までの応答時間である経過時間Ｔ０１が所定範囲内であるか否かを判定することで、リニアソレノイド１８３の応答性に異常が発生しているか否かを判定する。
【００５７】
具体的には、判定部２３０は、経過時間Ｔ０１と閾値ＴＨ１、ＴＨ２（ＴＨ１＜ＴＨ２）とを比較する。比較結果、経過時間Ｔ０１が閾値ＴＨ１以下（Ｔ０１≦ＴＨ１）の場合、判定部２３０は、リニアソレノイド１８３に異常が発生したと判定する。この場合、プランジャ１８７は正常時よりも早く最大リフト位置まで到達しているので、プランジャ１８７を付勢するスプリング１８２の反発力が低下している恐れがある。また、経過時間Ｔ０１が閾値ＴＨ２より大きい（ＴＨ２＜Ｔ０１）場合、判定部２３０は、リニアソレノイド１８３に異常が発生したと判定する。この場合、プランジャ１８７は正常時よりも遅く最大リフト位置まで到達しているので、リニアソレノイド１８３内に異物が混入したりプランジャ１８７に付着物が生じたりすることで、プランジャ１８７が駆動する摩擦力が増加している恐れがある。
【００５８】
一方、経過時間Ｔ０１が閾値ＴＨ１より大きく閾値ＴＨ２以下（ＴＨ１＜Ｔ０１≦ＴＨ２）である場合、判定部２３０は、リニアソレノイド１８３に異常は発生していないと判定する。なお、判定部２３０が経過時間Ｔ０１の算出に用いるタイミングＴ０は、タイミング検出部２２０が検出し、判定部２３０に通知するものとする。あるいは、設定部２１０がデューティ比を０パーセントから１００パーセントに変更したタイミングＴ０を通知するようにしてもよい。
【００５９】
また、閾値ＴＨ１、ＴＨ２は、例えば実験等によってリニアソレノイド１８３に異常が発生していない場合の励磁電流Ｓ２２０の極小値を予め検出することで決定される値であり、記憶部２４０に記憶されているものとする。
【００６０】
＜４．４．記憶部２４０＞
記憶部２４０は、例えば判定部２３０がリニアソレノイド１８３の異常判定に用いる閾値ＴＨ１、ＴＨ２など、リニアソレノイド異常判定装置２００の各部が行う処理に必要な情報を記憶する。また、記憶部２４０は、リニアソレノイド異常判定装置２００の各部が行った処理の結果を記憶する。
【００６１】
記憶部２４０は、例えばＲＡＭ（Random  Access  Memory)、フラッシュメモリ等の半導体メモリ素子、または、ハードディスク、光ディスク等の記憶装置である。
【００６２】
＜５．リニアソレノイド異常判定処理＞
次に、本実施形態に係るリニアソレノイド異常判定装置２００が実行する処理手順について図６を用いて説明する。図６は、本実施形態に係るリニアソレノイド異常判定装置２００が実行する処理手順を示すフローチャートである。本実施形態のリニアソレノイド異常判定装置２００は、例えば制御部１３０からリニアソレノイド１８３の異常を判定するよう指示を受けると、リニアソレノイド異常判定処理を実行する。
【００６３】
図６に示すようにリニアソレノイド異常判定装置２００は、駆動信号Ｓ２１０のデューティ比が急激に増加するよう、デューティ比を設定する（ステップＳ１０１）。次に、リニアソレノイド異常判定装置２００は、リニアソレノイド１８３に流れる励磁電流Ｓ２２０を検出し、励磁電流Ｓ２２０の極小値の発生タイミングＴ１を検出する（ステップＳ１０２）。
【００６４】
リニアソレノイド異常判定装置２００は、検出した発生タイミングＴ１が所定範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。判定結果、発生タイミングＴ１が所定範囲内である場合（ステップＳ１０３のＮｏ）、リニアソレノイド１８３に異常が発生していないとして処理を終了する。一方、判定結果、発生タイミングＴ１が所定範囲外である場合（ステップＳ１０３のＹｅｓ）、リニアソレノイド異常判定装置２００は、リニアソレノイド１８３に異常が発生していると判定し（ステップＳ１０４）、処理を終了する。
【００６５】
以上のように、本実施形態に係るリニアソレノイド異常判定装置２００は、リニアソレノイド１８３の駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を急激に増加させた場合に、リニアソレノイド１８３に流れる励磁電流Ｓ２２０に発生する極小値の発生タイミングＴ１に応じてリニアソレノイド１８３の異常を判定する。これにより、リニアソレノイド１８３の応答時間を検出することができ、かかる応答時間に応じてリニアソレノイド１８３の異常を判定することができる。そのため、リニアソレノイド１８３の異常を判定する精度を向上させることができる。
【００６６】
＜６．変形例＞
図７を用いて、本実施形態に係る変形例を説明する。図７は、本変形例に係るリニアソレノイド制御装置２０１のブロック図である。なお、本変形例にかかるリニアソレノイド異常判定装置２０１のうち、図３に示すリニアソレノイド異常判定装置２００と同じ構成要素には同一符号を付し説明を省略する。
【００６７】
＜６．１．リニアソレノイド異常判定装置２０１＞
本変形例に係るリニアソレノイド異常判定装置２０１は、リニアソレノイド１８３に異常が発生したと判定した場合に、異常の発生原因の除去を行う。
【００６８】
図７に示すように、リニアソレノイド異常判定装置２０１の設定部２１１は、再設定部２１２を備える。再設定部２１２は、判定部２３１がリニアソレノイド１８３に異常が発生したと判定した場合であって、リニアソレノイド１８３を用いたアクチュエータであるＥＧＲ弁１８の非動作時に、リニアソレノイド１８３の駆動量、すなわち駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を所定回数変化させる。再設定部２１２は、例えば駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を０パーセントから１００パーセントに急激に増加させ、その後０パーセントに急激に減少させる。再設定部２１２は、かかるデューティ比の増減を複数回行う。換言すれば、ＥＧＲ弁１８を全閉から全開にする駆動を複数回繰り返す。なお、ＥＧＲ弁１８であるアクチュエータの非動作時には、例えばＩＧ−ＯＮ直後、内燃機関のアイドル時、低水温時、フェールカット時などが含まれる。なお、ここでは、駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を急激に増減させる場合について説明したが、デューティ比を増減させる方法はこれに限られない。ＥＧＲ弁１８の弁開度が全閉状態と全開状態とを繰り返すようにＥＧＲ弁１８を制御できればよく、例えば、デューティ比を０パーセント、３０パーセント、６０パーセント、１００パーセントと段階的に増加、あるいは減少させるようにしてもよい。
【００６９】
例えば、ＥＧＲ弁１８にデポジットなどの異物が付着していた場合、付着したデポジットが原因でリニアソレノイド１８３の応答性に異常が生じる場合がある。このとき、再設定部２１２が駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を所定回数変化させることで、リニアソレノイド１８３のプランジャ１８７が所定回数移動し、スプール１８１が摺動する。これによりスプール１８１とデポジットとが衝突し、かかる衝突によってデポジットが除去される。このようにして、再設定部２１２は異物を除去する。
【００７０】
設定部２１１は、図３の設定部２１０と同様に動作するとともに、さらに再設定部２１２が駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を所定回数変化させた後、駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を急激に増加させる。
【００７１】
判定部２３１は、図３の判定部２３０と同様にリニアソレノイド１８３の異常を判定するとともに、リニアソレノイド１８３の異常判定の結果を設定部２１１に通知する。また、再設定部２１２が駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を所定回数変化させた後、設定部２１１が駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を急激に増加させたときにリニアソレノイド１８３に流れる励磁電流Ｓ２２０に応じて、リニアソレノイド１８３の異常を再度判定する。
【００７２】
すなわち、判定部２３１は、設定部２１１の再設定部２１２がデューティ比を所定回数変化させた後に、リニアソレノイド１８３の異常を再度判定することで、再設定部２１２によって異物が除去されたか否かを判定する。
【００７３】
＜６．２．異物除去処理＞
次に、本変形例に係るリニアソレノイド異常判定装置２０１が実行する処理手順について図８を用いて説明する。図８は、本変形例に係るリニアソレノイド異常判定装置２０１が実行する処理手順を示すフローチャートである。本変形例のリニアソレノイド異常判定装置２０１は、例えば図６のステップＳ１０４で、判定部２３０がリニアソレノイド１８３の異常を判定した場合に、異物除去処理を実行する。
【００７４】
まず、リニアソレノイド異常判定装置２０１は、異物除去処理に用いるパラメータｎを初期化する（ステップＳ２０１）。リニアソレノイド異常判定装置２０１は、駆動信号Ｓ２１０のデューティ比が急激に変化するように、デューティ比を設定し（ステップＳ２０２）、パラメータｎを「１」増加させる（ステップＳ２０３）。
【００７５】
次に、リニアソレノイド異常判定装置２０１は、パラメータｎがＮ以上か否かを判定する（ステップＳ２０４）。すなわち、リニアソレノイド異常判定装置２０１は、駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を所定回数（ここではＮ回）変化させたか否かを判定する。
【００７６】
判定結果、デューティ比を所定回数変化させていない場合（ｎ＜Ｎ、ステップＳ２０４のＮｏ）、ステップＳ２０２に戻る。一方、デューティ比を所定回数変化させた場合（ｎ≧Ｎ、ステップＳ２０４のＹｅｓ）、リニアソレノイド異常判定装置２０１は、駆動信号Ｓ２１０のデューティ比が急激に増加するように、かかるデューティ比を設定する（ステップＳ２０５）。以下、リニアソレノイド異常判定装置２０１によってリニアソレノイド１８３に異常が発生しているか否かを判定する手順は図６のステップＳ１０２〜Ｓ１０４と同じであるため説明を省略する。
【００７７】
なお、図８のステップＳ１０４で、リニアソレノイド１８３に異常が発生していると判定した場合、すなわち、再設定部２１２によって異物の除去作業を実行してもリニアソレノイド１８３に異常が発生する場合、リニアソレノイド異常判定装置２０１が図８に示す異物除去処理を再度行うようにしてもよい。
【００７８】
以上のように、判定部２３１がリニアソレノイド１８３に異常が発生したと判定した場合であって、リニアソレノイド１８３を用いたアクチュエータであるＥＧＲ弁１８の非動作時に、駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を所定回数変化させることで、ＥＧＲ弁１８に付着した異物を除去することができる。
【００７９】
また、判定部２３１が、設定部２１１の再設定部２１２がデューティ比を所定回数変化させた後に、リニアソレノイド１８３の異常を再度判定することで、再設定部２１２による異物除去処理によって異物が除去されたか否かを判定することができる。
【００８０】
なお、本変形例では、再設定部２１２が駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を所定回数変化させてから判定部２３１がリニアソレノイド１８３の異常を再度判定するようにしているが、これに限らない。例えば、再設定部２１２が駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を変化させるごとに判定部２３１がリニアソレノイド１８３の異常を判定するようにしてもよい。
【００８１】
また、上述した実施形態および変形例では、設定部２１０、２１１が駆動信号Ｓ２１０のデューティ比を例えば０パーセントから１００パーセントまで増加させるとしたが、これに限らない。例えば１０パーセントから９０パーセントまで増加させるようにしてもよい。このように、設定部２１０、２１１は、デューティ比の増加率や増加量を、リニアソレノイド１８３に自己誘導が発生し、励磁電流Ｓ２２０に極小値が発生するように設定する。
【００８２】
上述した実施形態および変形例では、リニアソレノイド制御装置１の制御部１３０がリニアソレノイド１８３の異常を判定するよう指示するとしたが、これに限らない。例えばリニアソレノイド異常判定装置２００、２０１がリニアソレノイド１８３を用いたアクチュエータであるＥＧＲ弁１８の非動作時か否かに応じて、リニアソレノイド１８３の異常判定を行うようにしてもよい。
【００８３】
上述した実施形態および変形例では、リニアソレノイド制御装置１が駆動信号生成部１１０と、検出部１２０と、制御部１３０とを備える構成としたが、これに限られず、例えばリニアソレノイド異常判定装置２００が駆動信号生成部１１０と、検出部１２０と、制御部１３０とを備えるようにしてもよい。
【００８４】
上述した実施形態および変形例では、リニアソレノイド１８３が用いられるアクチュエータとしてＥＧＲ弁１８の異常を判定する場合について説明したが、アクチュエータはこれに限られない。リニアソレノイド１８３が用いられるアクチュエータとしては、例えば内燃機関の油圧制御等に用いられるリニアソレノイドバルブなどがある。
【００８５】
＜７．ハードウェア構成＞
本実施形態および変形例に係るリニアソレノイド異常判定装置２００、２０１は、図９に一例として示す構成のコンピュータ６００で実現することができる。図９は、リニアソレノイド異常判定装置２００、２０１の機能を実現するコンピュータの一例を示すハードウェア構成図である。
【００８６】
コンピュータ６００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）６１０と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）６２０と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）６３０と、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）６４０とを備える。また、コンピュータ６００は、通信インターフェイス（Ｉ／Ｆ）６６０を備える。
【００８７】
なお、コンピュータ６００は、ＳＳＤ（Solid  State  Drive）を備え、かかるＳＳＤがＨＤＤ６４０の一部または全ての機能を実行するようにしてもよい。また、ＨＤＤ６４０に代えてＳＳＤを設けることとしてもよい。
【００８８】
ＣＰＵ６１０は、ＲＯＭ６２０およびＨＤＤ６４０の少なくとも一方に格納されるプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。ＲＯＭ６２０は、コンピュータ６００の起動時にＣＰＵ６１０によって実行されるブートプログラムや、コンピュータ６００のハードウェアに依存するプログラムなどを格納する。ＨＤＤ６４０は、ＣＰＵ６１０によって実行されるプログラムおよびかかるプログラムによって使用されるデータ等を格納する。
【００８９】
通信Ｉ／Ｆ６６０は、ネットワーク６９０を介して他の機器からデータを受信してＣＰＵ６１０に送り、ＣＰＵ６１０が生成したデータを、ネットワーク６９０を介して他の機器へ送信する。あるいは、通信Ｉ／Ｆ６６０は、ネットワーク６９０を介して他の機器からプログラムを受信してＣＰＵ６１０に送り、ＣＰＵ６１０がかかるプログラムを実行する。
【００９０】
例えば、コンピュータ６００がリニアソレノイド異常判定装置２００、２０１として機能する場合、コンピュータ６００のＣＰＵ６１０は、ＲＯＭ６２０上に格納されたプログラムを実行することにより、リニアソレノイド異常判定装置２００、２０１の設定部２１０、２１１と、タイミング検出部２２０と、判定部２３０、２３１の各機能を実現する。また、ＨＤＤ６４０は、記憶部２４０が記憶する情報を記憶することができる。
【００９１】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【００９２】
１  リニアソレノイド制御装置
１８  ＥＧＲ弁
１１０  駆動信号生成部
１２０  検出部
１３０  制御部
１８２  スプリング
１８３  リニアソレノイド
１８７  プランジャ
１８８  コイル
２００、２０１  リニアソレノイド異常判定装置
２１０、２１１  設定部
２２０  タイミング検出部
２３０、２３１  判定部
２４０  記憶部
【図１】
2017048770.tif 000003
【図２】
2017048770.tif 000004
【図３】
2017048770.tif 000005
【図４】
2017048770.tif 000006
【図５】
2017048770.tif 000007
【図６】
2017048770.tif 000008
【図７】
2017048770.tif 000009
【図８】
2017048770.tif 000010
【図９】
2017048770.tif 000011