JP2013072529A - リニアソレノイドモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】リニアソレノイド制御回路、詳しくはドライバ回路をリニアソレノイドと一体化した場合の、機能診断、及びフェールセーフが確実に実施できるようにする。
【解決手段】リニアソレノイドモジュールに、リニアソレノイドバルブと、リニアソレノイドバルブを駆動制御するドライバ回路と、ドライバ回路を制御するマイコンと、外部からの指令値を受信するインターフェース回路と、ソレノイドバルブの温度を検出する温度検出回路と、リニアソレノイドバルブに流れる電流を検出する電流検出回路とを備える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車両用自動変速機に使用されるリニアソレノイドモジュールの基本構成、及びこのリニアソレノイドモジュールを使用した機能診断手法、及び品質管理方法に関する。

近年、車両用自動変速機を制御するリニアソレノイドモジュールの構成として、図５に示すように、変速機の油圧制御装置５１に誘導性負荷としての複数のリニアソレノイド５２を組込み、これらリニアソレノイド５２を電子制御ユニット（ＡＴＣＵ）５５で駆動制御する。この電子制御ユニット５５としては、各種センサ信号が入力されるとともに、各種制御信号を出力し、さらにリニアソレノイド５２のソレノイド制御処理を含む変速機制御処理を実行するマイコン５４と、このマイコン５４から出力されるソレノイド制御指令が入力される駆動制御回路、及び駆動回路を一体化した駆動制御装置５３とで構成されているものがある（特許文献１）。

また、別の構成では、図６に示すように、ケース体１内に、ボビン、コイル及びプランジャで構成されるリニアソレノイド２と、このリニアソレノイド２を駆動制御する例えば半導体チップで構成されるリニアソレノイド制御回路３とを一体化し、車両用変速機の電子制御装置（ＡＴＣＵ）の演算負荷低減を狙った構成も提案されている（特許文献２）。

特開平０７−７７２７１号公報 特開２０１０−２４２８０６号公報

しかしながら、特許文献２で提案された構成では、リニアソレノイド制御回路、詳しくはドライバ回路をリニアソレノイドと一体化しているが、半導体が追加されているにもかかわらず、リニアソレノイドの機能診断をしていない。今まではリニアソレノイドには電子部品が実装されていなかったため、機能診断の必要は無かったが、電子部品を実装することにより、電子部品の故障で故障するモードが存在する。仮にリニアソレノイドの出力が、ハイレベルに固定、もしくはローレベルで固定されてしまい変速できない、もしくは、走行中に変速機がロックしてしまうと、必ずしも、所望の運転状態とならなくなる可能性があるため、機能診断、及びフェールセーフの導入は必要不可欠である。
そこで本発明は、リニアソレノイド制御回路、詳しくはドライバ回路をリニアソレノイドと一体化した場合の、機能診断、及びフェールセーフが確実に実施できるようにすることを目的とする。

上記目的は、リニアソレノイドバルブと、リニアソレノイドバルブを駆動制御するドライバ回路と、ドライバ回路を制御するマイコンと、外部からの指令値を受信するインターフェース回路と、ソレノイドバルブの温度を検出する温度検出回路と、リニアソレノイドバルブに流れる電流を検出する電流検出回路とを備えることにより達成される。

本発明によれば、リニアソレノイドモジュールにマイコンを実装することにより、ソレノイドバルブの機能診断、また、リニアソレノイドモジュールだけでなく、外部の電子制御装置との相互診断が可能になり、機能安全のような国際基準にも対応できる。
また、リニアソレノイド駆動制御を変更したい場合においても、リニアソレノイドモジュールに実装されたマイコンに書き込まれている制御プログラムを書き換えることにより、容易に制御変更を可能とすることができる。

本発明の実施形態を示すマイコン付きリニアソレノイドモジュールの構成図。 リニアソレノイド特性データ読み込み方式、及び書込み方式の説明図。 マイコン内のフラッシュメモリに記憶する偏差を算出する方式の説明図。 リニアソレノイドの劣化診断処理の方式の説明図。 従来方式の車両用自動変速機の電子制御装置とソレノイドモジュールとの関係図。 図５にある従来型の車両用自動変速機の電子制御装置からリニアソレノイド制御回路部分を削除し、この部分をリニアソレノイドに実装するためのリニアソレノイドモジュールの構成図。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

図１に請求項１のリニアソレノイドモジュールの内部構成の一例を示す。

図中、１はリニアソレノイドモジュールである。このリニアソレノイドモジュール１は、リニアソレノイドバルブ２と、このリニアソレノイドバルブ２を駆動制御する、例えば、ベアチップで構成されるリニアソレノイド制御回路３とが一体化している。

リニアソレノイド制御回路３は、ソレノイド駆動回路４、マイコン５、レギュレータ６、コントロールエリアネットワーク用のインターフェース回路７、電流検出用抵抗８、電流検出回路９、温度センサ１０を含んで構成されている。

インターフェース回路７は、外部の車両用自動変速機用の電子制御装置（以降、ＡＴＣＵと呼ぶ）との間でデータ通信を行っており、リニアソレノイドバルブ２に対する電流指令値Ｉｓｏｌを受信し、この電流指令値Ｉｓｏｌをマイコン５に送信するとともに、マイコン５とＡＴＣＵとの間で、機能異常診断を行うために、出題データや回答データの送受信を行う。ここで、外部と通信する電子制御装置は、ＡＴＣＵのみではなく、コントロールエリアネットワーク（例えば、ＣＡＮ通信）で接続されている電子制御装置全てに当てはまる。

また、マイコン５はＲＯＭ、ＲＡＭを有し、このＲＯＭに制御プログラムやリニアソレノイドの機差バラツキを補正する特性データを記憶することができる。なお、インターフェース回路についても、ＣＡＮを例に説明するが、通信が可能であれば、これらに限定する必要はない。

図２に請求項３のリニアソレノイド特性データ読み込み方式の一例を示す。

まず初めに、リニアソレノイドモジュール２１に印刷されたバーコードを生産設備２２のバーコードリーダーで読み込む。生産設備２２は、このバーコードから得られた情報を基に、各ソレノイドの特性データが保存されているデータベース２３にアクセスし、該当リニアソレノイドモジュールの特性データをダウンロードする。生産設備２２は、データベースからダウンロードした特性データを、書込み装置２４を用いて、リニアソレノイドモジュールに内蔵されたマイコンのフラッシュメモリに書き込む。

ここで、バーコードは、特に形式に制限は無く、ここから得られた情報で、正確にデータベースにアクセスできれば良い。また、書込み装置に関しても、特に方式に制限は無く、マイコンのフラッシュメモリに正確に書き込みできれば良い。

請求項４、及び請求項５に記載のリニアソレノイドの劣化診断処理の一例を示す。

図３に、マイコン内のフラッシュメモリに記憶する偏差を算出するフローチャートを示す。

初めに、外部電源起動信号（以降、ＩＧＮＳＷとする）がＬＯＷレベルになったと判断されたとき、ＩＧＮＳＷオフ経験フラグｆＩＧＮＦＩＲＳＴを参照し（Ｓ３０１）、既にＩＧＮＳＷオフを経験していたら（ｆＩＧＮＦＩＲＳＴ＝１）そのまま次の処理に移行する（Ｓ３０２）。

もし、未だＩＧＮＳＷオフを経験していない状態（ｆＩＧＮＦＩＲＳＴ＝０）、即ち、初めてＩＧＮＳＷをオフにした場合は、ＩＧＮＳＷオフ経験フラグｆＩＧＮＦＩＲＳＴに“１”をセットし、次の処理に移行する（Ｓ３０３）。

次に、ＩＧＮＳＷがオフの状態、即ちセルフシャット処理中、各ソレノイドバルブに電流指示を行い（Ｓ３０４）、電流指示値Ｉｓｏｌと電流検出回路より取得したモニタ電流値Ｉｍｏｎの偏差Ｉｄｅｃを演算し（Ｓ３０５）、この偏差Ｉｄｅｃをマイコン内のフラッシュメモリに記憶され、マイコンの電源が遮断される（Ｓ３０６）。

図４に、初回以降の通常制御中のリニアソレノイドの劣化診断処理のフローチャートを示す。

通常制御中、各ソレノイドに電流指示がされたとき（Ｓ３１１）、電流指示値Ｉｓｏｌｎと電流検出回路より取得したモニタ電流値Ｉｍｏｎｎの偏差Ｉｄｅｃｎを演算する（Ｓ３１２）。

次に、この偏差Ｉｄｅｃｎとマイコン内のフラッシュメモリに記憶されている標準の偏差Ｉｄｅｃを比較し（Ｓ３１３）、偏差の乖離が予め決められた閾値Ｖｄｅｃより大きくなった場合、該ソレノイドモジュールは劣化していると判断する（Ｓ３１４）。もし、偏差の乖離が予め決められた閾値Ｖｄｅｃより大きくなった場合、該ソレノイドモジュールは劣化していると判断する（Ｓ３１４）。偏差の乖離が予め決められた閾値Ｖｄｅｃより小さくなった場合、該ソレノイドモジュールは正常であると判断する（Ｓ３１５）。

ここで、該診断の診断タイミングは、必ずしも電流指示がされる毎にする必要は無く、例えば、ＩＧＮＳＷがオフされる毎に行っても良い。

以上、本発明の構成、及び当該診断について説明したが、本発明はこうした実施形態に限定されるものではなく、様々な分野で応用することが可能である。

本発明によれば、ソレノイドモジュールにソレノイド駆動回路だけでなく、マイコンも実装することにより、リニアソレノイドの制御方法が変更になっても、リニアソレノイド側に制御プログラムがあるため、柔軟に対応できる。また、マイコンがあることにより、外部の電子制御装置との相互診断が可能になり、機能安全のような国際基準にも対応できる。

また、リニアソレノイド制御プログラム、及び駆動回路を、既存のＡＴＣＵから切り離すことができるため、ＡＴＣＵ側の演算負荷低減、コスト・サイズダウンにも効果がある。

Ｓ３０１ ＩＧＮＳＷオフ経験フラグの参照
Ｓ３０２ ＩＧＮＳＷオフ経験フラグのセット
Ｓ３０３ 各ソレノイドバルブへの電流指示
Ｓ３０４ 偏差Ｉｄｅｃの算出
Ｓ３０５ 偏差Ｉｄｅｃのフラッシュメモリへの記憶
Ｓ３１１ 通常制御中における各ソレノイドへの電流指示の有無判定
Ｓ３１２ 偏差Ｉｄｅｃｎの算出
Ｓ３１３ 標準偏差Ｉｄｅｃとの比較
Ｓ３１４ 劣化診断ＮＧ判定
Ｓ３１５ 劣化診断ＯＫ判定

Claims (9)

1. リニアソレノイドバルブと、
   該リニアソレノイドバルブを駆動制御するドライバ回路と、
   前記ドライバ回路を制御するマイコンと、
   外部からの指令値を受信するインターフェース回路と、
   該ソレノイドバルブの温度を検出する温度検出回路と、
   該リニアソレノイドバルブに流れる電流を検出する電流検出回路とを備えたことを特徴とするリニアソレノイドモジュール。
2. 前記マイコンは、前記ドライバ回路に制御信号を出力するための制御プログラム、及び該ソレノイドバルブの特性データを内蔵する、及び機能診断を行うためのプログラムを実装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モジュール。
3. 前記特性データは、各ソレノイドバルブに対し一品一様で管理し、前記特性データは、工場出荷時に、ソレノイドバルブボディに印刷されたバーコードを読み込むことで、
   前記特性データが保存されているデータベースからダウンロードし、前記マイコンのフラッシュメモリに記憶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モジュール。
4. 前記マイコンは、外部電源起動信号が、初回外部起動信号がアクティブレベルから非アクティブレベルに変化し、マイコンの電源が遮断されるまでの間のみ、該ソレノイドバルブに電流指示を行い、指示電流と、電流検出回路からの出力又はモニタ電流の偏差を演算し、前記マイコン内のフラッシュメモリ領域に記憶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モジュール。
5. 前記マイコンは、初回に外部起動信号がアクティブレベルから非アクティブレベルに変化した以降の通常制御時、又は外部起動信号がアクティブレベルから非アクティブレベルに変化し、マイコンの電源が遮断されるまでの間、指示電流と電流検出回路からの出力又はモニタ電流の偏差を演算し、予め前記マイコンのフラッシュメモリ領域に記憶してある偏差と比較し、その偏差が変化しているか否かを判定することを特徴とする請求項３に記載のリニアソレノイドモジュール。
6. 前記マイコンは、該リニアソレノイドモジュール以外の車両用電子制御装置と、ＣＡＮ通信により前記車両用電子制御装置から出題データを受信し、前記マイコンは前記出題データに基づく回答データを算出する。前記マイコンはＣＡＮ通信により、前記車両用電子制御装置へ回答データを送信し、前記車両用電子制御装置は、前記回答データと回答データ期待値を比較し、ＣＰＵ機能異常を検知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モジュール。
7. 該リニアソレノイドモジュールは、請求項６に記載された前記車両用電子制御装置以外に、下段のリニアソレノイドモジュールに対して、ＣＰＵ機能異常診断を実施し、以降、順次下段のリニアソレノイドモジュールに対しＣＰＵ機能異常診断を行うことを特徴とする請求項１、且つ請求項６に記載のリニアソレノイドモジュール。
8. 前記マイコンは、電流指示時、電流Ｆ／Ｂ後の電流検出回路からの出力又はモニタ電流が、予めフラッシュメモリに記憶されている特性データから大きく乖離していると判断した時、ＡＴＦが劣化している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モジュール。
9. 前記マイコンは、フラッシュメモリ内に記憶されている車両用自動変速機の油圧特性データを、前記車両用自動変速機の電子制御装置内のフラッシュメモリ内に予備データとして保存し、前記リニアソレノイドモジュールを交換した場合には、前記車両用自動変速機の電子制御装置内のフラッシュメモリ内の予備データをダウンロードし、自身のフラッシュメモリ内に記憶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モジュール。