(57)【要約】【課題】二次故障を発生させることなくリニアソレノイドのショート故障を検知する。【解決手段】ＣＰＵ３が、リニアソレノイド１の駆動停止時にデューティ比が所定値に固定されたＰＷＭ信号を出力し、デューティ比が所定値に固定されたＰＷＭ信号により通電されたリニアソレノイド１の通電状態に基づいてリニアソレノイド１のショート故障を検知する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＰＷＭ信号に従って電源からの電力を供給してリニアソレノイドを駆動する駆動手段と、リニアソレノイドの通電状態を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された通電状態に基づいてリニアソレノイドのショート故障を検知する検知手段とを備えるリニアソレノイド駆動装置であって、
前記リニアソレノイドの駆動停止時に、デューティ比が所定値以下に固定されたＰＷＭ信号を出力する出力手段を備え、前記検知手段は、デューティ比が所定値以下に固定されたＰＷＭ信号により通電された前記リニアソレノイドの通電状態に基づいて、当該リニアソレノイドのショート故障を検知することを特徴とするリニアソレノイド駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のリニアソレノイド駆動装置において、
前記所定値は、前記リニアソレノイドの制御対象の動作に影響が出ない微弱電流がリニアソレノイドに通電される値であることを特徴とするリニアソレノイド駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のリニアソレノイド駆動装置において、
前記検知手段は、前記検出手段の検出値が所定閾値以上である場合に、前記リニアソレノイドがショート故障していると判定することを特徴とするリニアソレノイド駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のリニアソレノイド駆動装置において、
前記検知手段は、前記電源の電圧に応じて前記所定閾値を変更することを特徴とするリニアソレノイド駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアソレノイドを含む装置内のショート故障を検知するリニアソレノイド駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、リニアソレノイドに流れる電流値をリニアソレノイドに対し直列に接続された抵抗素子両端の電圧値として検出し、検出された電圧値が所望の電圧値になるようにリニアソレノイドの通電電流を制御するリニアソレノイド駆動装置が知られている。この装置は、リニアソレノイドに流れる電流値を検出し、検出結果に基づいてリニアソレノイドを駆動するＰＷＭ信号のデューティ比を補正し、補正されたデューティ比と基準デューティ比とを比較することにより、リニアソレノイドのショート故障を検知する。
【特許文献１】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】
【０００３】
従来のショート故障検知方法によれば、リニアソレノイドの目標電流値が小さい場合、補正されたデューティ比と基準デューティ比の差が小さくなるために、ショート故障を誤検知する恐れがある。このため、従来のリニアソレノイド駆動装置は、基準デューティ比が大きい、すなわちリニアソレノイドの目標電流値が大きい時にリニアソレノイドのショート故障を検知するようにしている。しかしながら、リニアソレノイドにショート故障が発生している場合には、ＰＷＭ信号がオン状態である際に基準デューティ比の大きさに比例した大きさのショート電流が駆動回路やハーネスに流れる。このため、基準デューティ比が大きい時にショート故障を検知するようにすると、ショート故障が発生した際、駆動回路やハーネスに大きなショート電流が流れて負荷が大きくなり、二次故障が発生する恐れがある。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、二次故障を発生させることなくリニアソレノイドのショート故障を検知可能なリニアソレノイド駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るリニアソレノイド駆動装置は、リニアソレノイドの駆動停止時にデューティ比が所定値以下に固定されたＰＷＭ信号を出力し、デューティ比が所定値以下に固定されたＰＷＭ信号により通電されたリニアソレノイドの通電状態に基づいてリニアソレノイドのショート故障を検知する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係るリニアソレノイド駆動装置によれば、二次故障を発生させることなくリニアソレノイドのショート故障を検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動装置の構成とそのショート故障検知方法について説明する。なお本実施形態においてリニアソレノイド駆動装置は、車両に搭載され、車両の変速制御を行う複数個（例えば６個）のリニアソレノイド毎に設けられているものとする。
【０００８】
〔リニアソレノイド駆動装置の構成〕
本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動装置は、図１に示すように、リニアソレノイド（リニアＳＯＬ）１を駆動する電流フィードバック回路２と、リニアソレノイド１に流れる電流値（ソレノイド駆動回路電流値）Ｉｓｏｌが目標電流値になるようにフィードバック制御するＣＰＵ３とを主な構成要素として備える。電流フィードバック回路２は、リニアソレノイド１に対し直列に接続された電流モニタ抵抗素子４両端の電圧をモニタ電流値として検出し、検出されたモニタ電流値の大きさに応じた信号を出力する電流モニタ回路５と、電流モニタ回路５の出力信号を平滑化してＣＰＵ３のＡ／Ｄポート６に入力する抵抗器Ｒ１及びコンデンサＣ１から成るフィルタ回路とを備える。電流フィードバック回路２はさらに、Ａ／Ｄポート６への入力信号に応じてＣＰＵ３の駆動信号出力ポート７から出力されるＰＷＭ信号（ソレノイド駆動信号）のデューティ比に従ってバッテリ電源ＶＢの電力をリニアソレノイド１に供給する駆動回路８とを備える。
【０００９】
〔リニアソレノイドのショート故障検知方法〕
上記リニアソレノイド駆動装置は、以下に示すショート故障検知処理を実行することにより、リニアソレノイド１のショート故障を検知する。以下、図２に示すフローチャートを参照して、このショート故障検知処理を実行する際のリニアソレノイド駆動装置の動作の流れについて説明する。
【００１０】
図２に示すフローチャートは、車両のイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り換えられたタイミング、すなわち車両が走行動作を開始する前に開始となり、ショート故障検知処理はステップＳ１の処理に進む。
【００１１】
ステップＳ１の処理では、ＣＰＵ３が、リニアソレノイド１が駆動停止状態にあるか否かを判別する。判別の結果、リニアソレノイドが駆動停止状態にない場合、ＣＰＵ３はショート故障検知処理をステップＳ８の処理に進める。一方、リニアソレノイドが駆動停止状態にある場合には、ＣＰＵ３はショート故障検知処理をステップＳ２の処理に進める。なおこのステップＳ１の処理は所定制御周期毎に繰り返し実行されるものとする。
【００１２】
ステップＳ２の処理では、ＣＰＵ３が、 リニアソレノイド１の制御対象に影響が出ない、若しくは影響が少ない程度の微弱電流をリニアソレノイド１に通電するようにデューティ比を所定値以下に固定したＰＷＭ信号をショート診断用の信号として出力する。但し前回のショート故障検知処理により信号を既に出力している場合、ＣＰＵ３はその信号の出力を維持するようにする。なおここでいう“リニアソレノイド１の制御対象”としては車両の油圧シリンダ，空気圧シリンダ，燃料噴射弁等を例示することができ、“制御対象に影響が出ない、若しくは影響が少ない”とは制御対象の動作状態が変化することにより車両挙動が変化しない程度のことを意味する。これにより、ステップＳ２の処理は完了し、ショート故障検知処理はステップＳ３の処理に進む。
【００１３】
ステップＳ３の処理では、ＣＰＵ３が、Ａ／Ｄポート６への入力電圧が所定の閾値以上であるか否かを判別する。具体的には、リニアソレノイド１が正常な状態にある場合、ＰＷＭ信号がＣＰＵ３から出力されることにより、リニアソレノイド１にはＰＷＭ信号のデューティ比に応じた微弱電流（例えば３７ｍＡ程度）が流れ（図３（ｂ）参照）、電流モニタ回路５はこの微弱電流に比例した電圧が出力され（図３（ｃ）参照）、Ａ／Ｄポート６には電流モニタ回路５の出力電圧に対応した電圧（正常時電圧，例えば２．１Ｖ程度）が入力される（図３（ｄ）参照）。
【００１４】
一方、リニアソレノイド１がショート故障状態にある場合には、リニアソレノイド１のインダクタンス成分が無くなるために、電流モニタ回路５はＣＰＵ３から出力されるＰＷＭ信号と同期するパルス信号を出力し（図３（ｂ）参照）、駆動回路８にはショート電流（例えば９Ａ）が流れ、結果としてＡ／Ｄポート６には正常時よりも高い電圧（異常時電圧，例えば２．２Ｖ程度）が入力される（Ａ／Ｄポートに入力される電圧，図３（ｄ）実線鎖線）。
【００１５】
従って、ＣＰＵ３は、正常時電圧と異常時電圧の間の値に所定の閾値（図３（ｄ）二点鎖線参照）を設定し、Ａ／Ｄポート６への入力電圧が所定の閾値以上であるか否かを判別する。但し、駆動回路８の出力電流，電流モニタ回路５の出力電圧，及びＡ／Ｄポート６への入力電圧はバッテリ電源ＶＢの電圧の大きさによって変動するので、リニアソレノイド１のショート故障をより高精度に検知するために、ＣＰＵ３は、例えば予め用意されたバッテリ電源ＶＢの大きさと所定の閾値の対応関係を示すテーブルを参照して、バッテリ電源ＶＢの電圧の大きさに応じて所定の閾値を変更することが望ましい。
【００１６】
判別の結果、Ａ／Ｄポート６への入力電圧が所定の閾値以上でない場合、ＣＰＵ３はショート故障検知処理をステップＳ８の処理に進める。一方、Ａ／Ｄポート６への入力電圧が所定の閾値以上である場合には、ＣＰＵ３はショート故障検知処理をステップＳ４の処理に進める。
【００１７】
ステップＳ４の処理では、ＣＰＵ３が、Ａ／Ｄポート６への入力電圧が所定の閾値以上と判断された回数を計数するためのプログラムカウンタ（ＮＧカウント）の値を１増数する。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、ショート故障検知処理はステップＳ５の処理に進む。
【００１８】
ステップＳ５の処理では、ＣＰＵ３が、プログラムカウンタの値が所定の閾値Ｎ０（例えば５０）であるか否かを判別する。判別の結果、プログラムカウンタの値が所定の閾値Ｎ０でない場合、ＣＰＵ３はショート故障検知処理をステップＳ１の処理に戻す。一方、プログラムカウンタの値が所定の閾値Ｎ０である場合には、ＣＰＵ３はショート故障検知処理をステップＳ６の処理に進める。
【００１９】
ステップＳ６の処理では、ＣＰＵ３が、リニアソレノイド１がショート故障状態にあると判定する。これにより、ステップＳ６の処理は完了し、ＣＰＵ３はショート故障検知処理をステップＳ７の処理に進める。
【００２０】
ステップＳ７の処理では、ＣＰＵ３が、フェールセーフ動作を実行する。フェールセーフ動作としては、具体的には、車両の運転者にリニアソレノイド１のショート故障を通知する動作や，ＡＴＣＵ（Automatic Transimission Control Unit）が全てのリニアソレノイドの駆動を停止することによりミッション側の機能によって３速固定（４速固定）にする動作等を例示できる。これにより、ステップＳ７の処理は完了し、一連のショート故障検知処理は終了する。
【００２１】
ステップＳ８の処理では、ＣＰＵ３が、ＮＧカウントの値を０にリセットする。これにより、ステップＳ８の処理は完了し、ショート故障検知処理はステップＳ１の処理に戻る。
【００２２】
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動装置では、ＣＰＵ３が、リニアソレノイド１の駆動停止時にデューティ比が所定値以下に固定されたＰＷＭ信号を出力し、デューティ比が所定値以下に固定されたＰＷＭ信号により通電されたリニアソレノイド１の通電状態に基づいてリニアソレノイド１のショート故障を検知する。このようなショート故障検知方法によれば、リニアソレノイド１にショート故障が発生した場合であっても、ＰＷＭ信号のデューティ比が所定値以下に固定されており、駆動回路やハーネスに流れるショート電流は小さいので、駆動回路やハーネスの負荷は小さく、二次故障が発生することを防止できる。またこの結果、駆動回路やハーネスを低容量の部材（材料）により構成することができるようになるので、駆動回路やハーネスのコストを削減することができる。さらにはリニアソレノイド１の駆動停止時にショート故障を検知することができるので、エンジン始動時等の車両走行前にショート故障を検知することにより、より安全な車両制御が可能になる。また本発明の実施形態のショート故障検知処理では、フィードバック制御によるデューティ比の補正を行わないので、ショート故障を確実に検知することができる。
【００２３】
以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、本実施形態による本発明の開示の一部をなす記述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば本実施形態中における電圧値，電流値等の数値とデューティ比については、回路構成やリニアソレノイド１の特性，システム要求等に基づいて最適値に設定することができる。このように、本実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
本発明は、リニアソレノイドのショート故障検知に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態となるリニアソレノイド駆動装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施形態となるショート故障検知処理の流れを示すフローチャート図である。
【図３】リニアソレノイドの正常時及びショート故障時におけるリニアソレノイド駆動回路電流値，電流モニタ回路出力信号，及びＡ／Ｄポート電圧の時間変化を示す波形図である。
【図４】電流フィードバック制御によりショート故障が検出できないことを説明するためのリニアソレノイド駆動回路電流値，電流モニタ回路出力信号，及びＡ／Ｄポート電圧の時間変化を示す波形図である。
【符号の説明】
【００２６】
１：リニアソレノイド（リニアＳＯＬ）
２：電流フィードバック回路
３：ＣＰＵ
４：電流モニタ抵抗素子
５：電流モニタ回路
６：Ａ／Ｄポート
７：駆動信号出力ポート
８：駆動回路
Ｒ１：抵抗器
Ｃ１：コンデンサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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