JP2006317334A

JP2006317334A - ソレノイド異常検出装置

Info

Publication number: JP2006317334A
Application number: JP2005141265A
Authority: JP
Inventors: Mayumi Kato; 真弓加藤
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-24

Abstract

【課題】ソレノイドのインダクタンスの異常を検出することができるソレノイド異常検出装置を提供すること。
【解決手段】ソレノイド異常検出装置に、ソレノイド駆動回路により駆動されるソレノイドと、ソレノイドに流れる電流をモニタする電流モニタ手段と、電流の変化率に基づいて、電流が安定したか否かを判断する電流判定手段と、電流が安定するまでの安定時間と、予め設定された前記ソレノイドに流れる電流の基準安定時間との比較結果に基づいてソレノイドのインダクタンスの異常を検出するインダクタンス異常検出手段とを備えることにより達成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｌ／Ｒ成分を備える素子の、Ｌ分の異常発見を行うソレノイド異常検出装置に関する。

ソレノイドなど、Ｌ、Ｒ成分を備える素子に対してダイアグ検知が行われる場合、Ｒ成分に対して故障検出が行われる。

例えば、ソレノイド駆動回路によりソレノイドを駆動し、駆動されたソレノイドに供給される電圧値と、駆動されたソレノイドに流れる電流値とをモニタし、モニタされた電圧値および電流値に基づいて、ソレノイドの抵抗値を求め、ソレノイドの異常を検出する（例えば、特許文献１参照）。

この場合、求められたソレノイドの抵抗値と予め設定されたソレノイドの基準抵抗値との比較に基づいてソレノイドの異常が検出される。
特開２００４−３４７４４６号公報

しかしながら、上述した背景技術には以下の問題がある。

ソレノイドの抵抗値の異常は検出できるがインダクタンスの異常を検出できない問題がある。

また、Ｌの異常値は検知されないため、アクチュエータの不作動・誤動作を防止できない場合がある。

また、電流を流す回路は、ＥＣＵに既に組み込まれているため、電流値を変化させることはできない。このため、Ｌ成分が変化しても最適な電流値を流すことができず、今までと同じ電流を流しても、動作しない。また、今まで流してきたよりも少ない電流で動作する可能性がある。

そこで、本発明はこのような課題を解決するためのものであり、ソレノイドのインダクタンスの異常を検出することができるソレノイド異常検出装置を提供することを主たる目的とする。

上記目的を達成するため、本発明のソレノイド異常検出装置は、ソレノイド駆動回路により駆動されるソレノイドと、前記ソレノイドに流れる電流をモニタする電流モニタ手段と、前記電流の変化率に基づいて、前記電流が安定したか否かを判断する電流判定手段と、前記電流が安定するまでの安定時間と、予め設定された前記ソレノイドに流れる電流の基準安定時間との比較結果に基づいて前記ソレノイドのインダクタンスの異常を検出するインダクタンス異常検出手段とを備えることを特徴の１つとする。

このように構成することにより、ソレノイドコイルの電流が安定するまでの時間に基づいて、ソレノイドのインダクタンスの異常を検出することができる。

また、本発明の他のソレノイド異常検出装置は、ソレノイド駆動回路により駆動されるソレノイドと、前記ソレノイドに供給される電圧をモニタする電圧モニタ手段と、予め設定された検出時間における電圧と、前記検出時間における予め設定された基準電圧との比較結果に基づいて前記ソレノイドのインダクタンスの異常を検出するインダクタンス異常検出手段とを備えることを特徴の１つとする。

このように構成することにより、予め決められた時間における電圧値に基づいて、インダクタンスの異常を検出することができる。

本発明の実施例によれば、ソレノイドのインダクタンスの異常を検出することができるソレノイド異常検出装置を提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。

本発明の第１の実施例にかかるソレノイド異常検出装置について、図１を参照して説明する。

本実施例にかかるソレノイド異常検出装置１００は、アクチュエータとしてのソレノイド１０２と、ソレノイド１０２の一方の端子と接続されたソレノイド駆動部１０４と、ソレノイド駆動部１０４の電圧源から供給される電源供給路に接続される電圧モニタ部１０６と、ソレノイド１０２の他方の端子に接続される電流モニタ部１０８と、ソレノイド駆動部１０４、電圧モニタ部１０６および電流モニタ部１０８と接続された電流判定手段、インダクタンス異常検出手段および抵抗値演算手段としての制御部１１０とを備える。

ソレノイド駆動部１０４は、例えば、電圧源および定電流源を備え、電圧源から電源の供給を受けて、制御部１１０から与えられる駆動制御信号に基づいてソレノイド１０２に電流を供給してソレノイド１０２を駆動する。また、ソレノイド駆動部１０４は、定電流源によりソレノイド１０２に電流を供給する。

電圧モニタ部１０６は、電源供給路の電圧をモニタする。電圧モニタ部１０６は、モニタした電圧値を制御部１１０に入力する。

電流モニタ部１０８は、ソレノイド１０２に流れる電流をモニタする。電流モニタ部１０８は、例えばソレノイド１０２の他方の端子とグランドとの間に接続されたシャント抵抗を備え、このシャント抵抗にソレノイド１０２の他方の端子から出力された電流を流すことにより、ソレノイド１０２の出力電流を電圧に変換し、この変換により得られた電圧を制御部１１０に入力する。

制御部１１０は、電流モニタ部１０８から入力される電圧を演算処理することで、ソレノイド１０２の出力電流を算出する。また、制御部１１０は、所定の周期で出力電流を算出し、算出された電流値から電流の変化率を求める。また、制御部１１０は、算出された電流の変化率が所定の変化率よりも小さくなった場合に、電流が安定したと判断する。また、制御部１１０は、電流が安定したと判断されるまでの時間を求める。例えば、制御部１１０は、ソレノイド１０２に電流を供給してから電流が安定したと判断されるまでの時間を求める。また、制御部１１０は、電流が安定したと判断されるまでの時間と、予め設定されたソレノイドの基準安定時間とを比較し、その比較結果に基づいて、ソレノイドの異常を検出する。

このように、ソレノイド１０２の電流が安定するまでの時間を検出することにより、ソレノイドの異常を検出することができ、インダクタンスの異常によるアクチュエータの不作動、作動の遅れを防止することができる。

また、制御部１１０は、算出された出力電流値と、入力された電圧値に基づいて、抵抗値を求める。また、制御部１１０は、算出された抵抗値と、電流が安定したと判断されるまでの時間とからインダクタンスを求め、求められたインダクタンスと予め設定された基準インダクタンスとの比較結果に基づいて、ソレノイドの異常を検出する。

このようにソレノイドコイルのインダクタンスを、安定時間と抵抗値により計算することにより、直接インダクタンスを求め、求められたインダクタンスに基づいて、ソレノイドのインダクタンスの異常を検出することができる。

次に、本実施例にかかるソレノイド異常検出装置１００の動作について、図２を参照して説明する。

最初に、ショート・オープンなどの異常がないかを検出する（ステップＳ２０２）。

ショート・オープンなどの異常が検出された場合（ステップＳ２０２：ＮＯ）、他の異常、すなわちソレノイド１０２のインダクタンス以外の異常があるとして終了する（ステップＳ２０４）。

一方、ショート・オープンなどの異常がない場合（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、ソレノイド駆動部１０４は、ソレノイド１０２に電流ｉ_１または電圧Ｖ_１を印加する（ステップＳ２０６）。ここで、電流ｉ_１はソレノイド１０２に影響を与えない程度の微小電流であり、電圧Ｖ_１はソレノイド１０２に影響を与えない程度の微小電圧である。

次に、制御部１１０は、電圧モニタ部１０６により入力された電圧値と、電流モニタ部１０８から入力される電圧値を演算処理することで、算出したソレノイド１０２の出力電流値に基づいて、ソレノイド１０２の抵抗値Ｒを算出する（ステップＳ２０８）。

次に、制御部１１０は、算出された抵抗値Ｒが、抵抗値Ｒの正常範囲であるＲａからＲｂの範囲に入るか否か、すなわちＲａ＜Ｒ＜Ｒｂであるか否かを判断する（ステップＳ２１０）。

算出された抵抗値ＲがＲａ＜Ｒ＜Ｒｂでない場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、他の異常、すなわちソレノイド１０２のインダクタンス以外の異常があるとして終了する（ステップＳ２０４）。

一方、算出された抵抗値ＲがＲａ＜Ｒ＜Ｒｂである場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、ソレノイド駆動部１０４は、ソレノイド１０２に電流ｉ_２を印加する（ステップＳ２１２）。ここで、電流ｉ_２はソレノイド１０２に影響を与えない程度の微小電流であり、例えば抵抗値Ｒを測定する場合に印加する電流よりも大きな電流である。

次に、制御部１１０は、電流モニタ部１０８から入力される電圧値を演算処理することで、ソレノイド１０２の出力電流を算出する。また、制御部１１０は、所定の周期で測定された出力電流値に基づいて、電流の変化率を算出し、算出された電流の変化率が所定の変化率よりも小さくなった場合に、電流が安定したと判断する。また、制御部１１０は、電流が安定したと判断されるまでの時間Ｔを測定する（ステップＳ２１４）。

次に、制御部１１０は、電流が安定したと判断されるまでの時間Ｔが、Ｔの正常範囲である電流の基準安定時間ＴａからＴｂの範囲に入るか否か、すなわちＴａ＜Ｔ＜Ｔｂであるか否かを判断する（ステップＳ２１６）。

電流が安定したと判断されるまでの時間ＴがＴａ＜Ｔ＜Ｔｂである場合（ステップＳ２１６：ＹＥＳ）、ソレノイドのリアクタンスは正常であるため終了する。

一方、電流が安定したと判断されるまでの時間ＴがＴａ＜Ｔ＜Ｔｂでない場合（ステップＳ２１６：ＮＯ）、ソレノイドのリアクタンスが故障であることを確定する（ステップＳ２１８）。

次に、制御部１１０は、ソレノイド駆動部１０４の駆動用電流が可変であるか否かを判定する（ステップＳ２２０）。

駆動用電流が可変である場合（ステップ２２０：ＹＥＳ）、制御部１１０は、Ｌ成分を駆動させるのに最適な電流値を算出し、算出された電流値を設定する駆動制御信号をソレノイド駆動部１０４に入力する。その結果、ソレノイド駆動部１０４は、入力された駆動制御信号に基づいて、電流値を変更する。

一方、駆動用電流が可変でない場合（ステップ２２０：ＮＯ）、制御部１１０は、Ｌ成分が異常であることを通知する。

本実施例においては、電流が安定したと判断されるまでの時間Ｔが、Ｔの正常範囲であるＴａからＴｂの範囲に入るか否か、すなわちＴａ＜Ｔ＜Ｔｂであるか否かに基づいて、Ｌ分が異常であるか否かを判断する場合について説明したが、Ｌ分の値を算出し、算出されたＬ分の値が規定範囲内であるか否かにより判断するようにしてもよい。例えば、電流が安定したと判断されるまでの時間Ｔは、式（１）により算出される。

Ｔ＝Ｒ／Ｌ（１）
ここで、Ｒはソレノイド１０２の抵抗、Ｌはソレノイド１０２のインダクタンスである。

電流が安定したと判断されるまでの時間Ｔは、Ｌが大きいほど短く、Ｌが小さい程長くなる。

ステップＳ２０８により算出された抵抗値Ｒと、ステップＳ２１４により求められた電流が安定したと判断されるまでの時間Ｔとを用いて、式（１）により、Ｌを算出する。算出されたインダクタンスＬが、Ｌの正常範囲であるソレノイドの基準インダクタンスＬｍｉｎからＬｍａｘの範囲に入るか否か、すなわちＬｍｉｎ＜Ｌ＜Ｌｍａｘであるか否かを判断する。この場合、算出されたＬがＬｍｉｎ＜Ｌ＜Ｌｍａｘである場合に正常、Ｌｍｉｎ＜Ｌ＜Ｌｍａｘでない場合に異常であると判断される。

次に、本発明の第２の実施例にかかるソレノイド異常検出装置について説明する。

本実施例にかかるソレノイド異常検出装置の構成は、図１を参照して説明したソレノイド異常検出装置と同様の構成であるため、その説明を省略する。

本実施例にかかるソレノイド異常検出装置１００の制御部１１０は、ソレノイド１０２の出力電流値および電圧モニタ部１０６から入力される電圧値をモニタし、モニタ電流を流してから予め定められた検出時間の経過後の電圧を検出し、予め設定された検出時間における電圧値と、検出時間における予め設定された基準電圧との比較結果に基づいてソレノイド１０２のインダクタンスの異常を検出する。

このように予め決められた時間における電圧を検出することにより、インダクタンスの異常を検出することができる。また、第１の実施例と比較して演算数を減少させることができるため、処理負荷を低減させることができる。

次に、本実施例にかかるソレノイド異常検出装置１００の動作について、図３を参照して説明する。

最初に、ショート・オープンなどの異常がないかを検出する（ステップＳ３０２）。

ショート・オープンなどの異常が検出された場合（ステップＳ３０２：ＮＯ）、他の異常、すなわちソレノイド１０２のインダクタンス以外の異常があるとして終了する（ステップＳ３０４）。

一方、ショート・オープンなどの異常がない場合（ステップＳ３０２：ＹＥＳ）、制御部１１０は、特別な電流・電圧をソレノイド１０２に印加しない状態で、電圧モニタ部１０６により入力されるソレノイド１０２の電位Ｖ_０を測定する（ステップＳ３０６）。

次に、ソレノイド駆動部１０４は、ソレノイド１０２に電流ｉ_１を印加する（ステップＳ３０８）。ここで、電流ｉ_１はソレノイド１０２に影響を与えない程度の微小電流である。

次に、制御部１１０は、電圧モニタ部１０６を参照し、所定の時間τ経過後の出力電位Ｖ_ｉを測定する（ステップＳ３１０）。ここで、所定の時間τは、図４に示すように出力電圧が完全に安定する前の時間である。

次に、電位Ｖ_０とτ経過後の出力電位Ｖ_ｉとの差分、すなわちＶ_ｉ−Ｖ_０が、Ｖ_ｉ−Ｖ_０の正常範囲である基準電圧ＶｍｉｎからＶｍａｘの範囲に入るか否か、すなわちＶｍｉｎ＜Ｖ_ｉ−Ｖ_０＜Ｖｍａｘであるか否かを判断する（ステップＳ３１２）。

Ｖ_ｉ−Ｖ_０がＶｍｉｎ＜Ｖ_ｉ−Ｖ_０＜Ｖｍａｘである場合（ステップＳ３１２：ＹＥＳ）、ソレノイド１０２のリアクタンスは正常であるとして終了する。

一方、Ｖ_ｉ−Ｖ_０がＶｍｉｎ＜Ｖ_ｉ−Ｖ_０＜Ｖｍａｘでない場合（ステップＳ３１２：ＮＯ）、ソレノイドのリアクタンスが故障であることを通知する（ステップＳ３１４）。

このように、予め決められた時間における電圧に基づいて、インダクタンスの異常を検出することができる。

本発明の実施例にかかるソレノイド異常検出装置は、Ｌ／Ｒ成分を備える素子の、Ｌ分の異常発見を行う装置に適用できる。

本発明の一実施例にかかるソレノイド異常検出装置を示すブロック図である。本発明の一実施例にかかるソレノイド異常検出装置の動作を示すフローチャートである。本発明の一実施例にかかるソレノイド異常検出装置の動作を示すフローチャートである。本発明の一実施例にかかるソレノイド異常検出装置の動作を示す説明図である。

符号の説明

１００ソレノイド異常検出装置
１０２ソレノイド

Claims

ソレノイド駆動回路により駆動されるソレノイドと、
前記ソレノイドに流れる電流をモニタする電流モニタ手段と、
前記電流の変化率に基づいて、前記電流が安定したか否かを判断する電流判定手段と、
前記電流が安定するまでの安定時間と、予め設定された前記ソレノイドに流れる電流の基準安定時間との比較結果に基づいて前記ソレノイドのインダクタンスの異常を検出するインダクタンス異常検出手段と
を備えることを特徴とするソレノイド異常検出装置。
請求項１に記載のソレノイド異常検出装置において、
前記ソレノイドに供給される電圧をモニタする電圧モニタ手段と、
前記ソレノイドに供給される電圧と前記ソレノイドに流れる電流とに基づいて、前記ソレノイドの抵抗値を求める抵抗値演算手段と、
を備え、
前記インダクタンス異常検出手段は、前記電流の安定時間と前記ソレノイドの抵抗値によりインダクタンスを求め、このインダクタンスと予め設定されたソレノイドの基準インダクタンスとの比較結果に基づいて前記ソレノイドのインダクタンスの異常を検出することを特徴とするソレノイド異常検出装置。
ソレノイド駆動回路により駆動されるソレノイドと、
前記ソレノイドに供給される電圧をモニタする電圧モニタ手段と、
予め設定された検出時間における電圧と、前記検出時間における予め設定された基準電圧との比較結果に基づいて前記ソレノイドのインダクタンスの異常を検出するインダクタンス異常検出手段と
を備えることを特徴とするソレノイド異常検出装置。