JP3021911B2 - リニアソレノイドの駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リニアソレノイドに流
れる電流をフィードバック制御するリニアソレノイドの
駆動装置に関し、特にリニアソレノイドを含む駆動装置
内の断線，短絡等の故障を検出可能なリニアソレノイド
の駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、リニアソレノイドの駆動装置
では、例えば特開昭６０−２１５１７４号公報に開示さ
れているように、リニアソレノイドに実際に流れる電流
を、リニアソレノイドに直列に設けた抵抗器の両端電圧
として検出し、その検出電圧が所望の電圧となるよう
に、リニアソレノイドへの通電電流を制御する、所謂フ
ィードバック制御系が採用されている。

【０００３】またこの種の装置には、リニアソレノイド
の電流経路に生じた断線や短絡を検出するために、一般
に、例えば図３に示す如く、リニアソレノイドＬに直列
に接続された電流検出抵抗Ｒｓの両端電圧を、演算増幅
器ＯＰ01と抵抗器Ｒ01〜Ｒ04とからなる増幅回路８２に
て増幅し、更に抵抗器Ｒ05とコンデンサＣ01とからなる
積分回路８４にて積分することにより、リニアソレノイ
ドＬに流れる平均電流を電圧信号として検出し、演算増
幅器ＯＰ02からなるコンパレータによりこの検出電圧と
基準電圧とを大小比較して故障を判定する、故障検出回
路が設けられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の故障
検出回路では、リニアソレノイドＬの通電電流が大きい
場合には、制御系の故障を検出することができるもの
の、リニアソレノイドＬの通電電流が小さい場合には、
制御系の故障を良好に検出することができないといった
問題があった。

【０００５】即ち、この種の装置においては、電流検出
抵抗Ｒｓの抵抗値を大きくすると、電流検出抵抗Ｒｓに
よる電力消費量が大きくなるため、電流検出抵抗Ｒｓの
抵抗値をできるだけ小さい値にする必要がある。このた
め、例えば電流検出抵抗Ｒｓの抵抗値を０．３Ωに設定
し、リニアソレノイドＬを平均電流１Ａから０．２Ａの
間の通電電流にて駆動するようにした場合には、電流検
出抵抗Ｒｓの両端電圧は、０．３Ｖから０．０６Ｖの間
で変化することとなり、故障判定を常時実行できるよう
にするには、基準電圧を通電電流最少時の検出電圧０．
０６Ｖより小さい値に設定しなければならない。しかし
基準電圧を０．０６Ｖより小さい値に設定して故障判定
するには、故障検出回路を高精度にする必要があり、現
実問題としてこれを実現するのは困難であった。

【０００６】本発明はこうした問題に鑑みなされたもの
で、リニアソレノイド駆動装置の断線，短絡等の故障
を、精度を要求されない簡単な検出回路で、常時、正確
に検出できるようにすることを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、上記目的を達成す
るためになされた本発明は、リニアソレノイドに流れる
電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段による
検出結果と目標電流との差を積分して誤差信号を生成す
る誤差信号生成手段と、該誤差信号生成手段にて生成さ
れた誤差信号に基づきリニアソレノイドを通電制御する
通電制御手段と、上記誤差信号生成手段にて生成された
誤差信号と予め設定された基準信号とを大小比較し、該
比較結果に応じて当該駆動装置の故障を検出する故障検
出手段と、を備えたことを特徴とするリニアソレノイド
の駆動装置を要旨としている。

【０００８】

【作用及び発明の効果】上記のように構成された本発明
のリニアソレノイドの駆動装置においては、電流検出手
段が、リニアソレノイドに流れる電流を検出し、誤差信
号生成手段が、その検出検出結果と目標電流との差を積
分して誤差信号を生成し、通電制御手段が、その生成さ
れた誤差信号に基づきリニアソレノイドを通電制御す
る。つまり本発明の駆動装置は、リニアソレノイドの通
電電流をフィードバック制御する。

【０００９】また次に本発明の駆動装置では、故障検出
手段が、誤差信号生成手段にて生成された誤差信号を、
予め設定された基準信号と大小比較することにより、当
該駆動装置の故障を検出する。即ち、当該駆動装置が正
常に動作している場合には、目標電流に応じてリニアソ
レノイドの通電電流が制御されるため、誤差信号が誤差
０を表す基準値から大きく外れることはないのに対し、
断線，短絡等の故障が発生した場合には、誤差信号生成
手段にて電流誤差が積分されるため、誤差信号は誤差信
号生成手段が出力可能な最大又は最小の電圧に発散す
る。そこで本発明では、従来装置のようにリニアソレノ
イドに実際に流れた電流を表す電流検出手段からの信号
ではなく、誤差信号生成手段にて生成された誤差信号を
用い、その誤差信号の発散状態から故障を検出するよう
にしている。

【００１０】このため本発明によれば、故障検出に使用
する基準電圧として、誤差信号生成手段が出力可能な最
大電圧及び最小電圧の何れか一方又はその両方と誤差０
を表す基準値との間の電圧を設定すれば、装置の故障を
常に正確に検出することが可能となり、従来装置のよう
に故障検出回路を高精度に構成することなく、故障検出
を行なうことができるようになる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の実施例を図面と共に説明す
る。まず図１は、本発明が適用された実施例のリニアソ
レノイド駆動装置の構成を表す電気回路図である。

【００１２】図１に示す如く、本実施例の駆動装置は、
内燃機関により駆動される油圧ポンプから圧送されてき
た車両制御用のライン油圧（例えばアンチスキッド制御
用のブレーキ油圧，自動変速機制御用のトランスミッシ
ョン油圧等）を所定の作動油圧に制御する、油圧制御弁
駆動用のリニアソレノイドＬの通電電流を制御するため
のものであり、マイクロコンピュータ４から出力された
リニアソレノイドＬの目標電流を表す制御信号を受けて
動作する。

【００１３】マイクロコンピュータ４は、制御信号とし
て、図２（ａ）に示す如く、所定周期毎にHighレベルと
Low レベルとの割合が制御されたＤｕｔｙ信号を出力す
るようにされているため、本実施例の駆動装置には、こ
のマイクロコンピュータ４からの制御信号（Ｄｕｔｙ信
号）を、積分処理等により、図２（ｂ）に示すアナログ
の電圧信号に変換するＤｕｔｙ−電圧変換回路１０が設
けられている。

【００１４】また本実施例の駆動装置には、リニアソレ
ノイドＬに流れた電流（ソレノイド電流）を検出するた
めに、リニアソレノイドＬに直列に接続された電流検出
手段としての電流検出抵抗Ｒｓ、及び、この電流検出抵
抗Ｒｓの両端電圧（図２（ｆ）に示す）とＤｕｔｙ−電
圧変換回路１０からの出力電圧との差を積分することに
より、図２（ｃ）に示す誤差信号を生成する、誤差信号
生成手段としての誤差信号生成回路２０が備えられてい
る。

【００１５】尚、誤差信号生成回路２０は、電流検出抵
抗Ｒｓによる検出電圧を増幅する演算増幅器ＯＰ１及び
抵抗器Ｒ１〜Ｒ４からなる増幅回路２２と、増幅回路２
２にて増幅された検出電圧とＤｕｔｙ−電圧変換回路１
０からの指令電圧とを差動積分増幅する演算増幅器ＯＰ
２，抵抗器Ｒ５及びコンデンサＣ１からなる差動積分増
幅回路２４とから構成されている。

【００１６】次に誤差信号生成回路２０で生成された誤
差信号は、リニアソレノイド駆動デューティ信号発生回
路３０に入力される。リニアソレノイド駆動デューティ
信号発生回路３０は、リニアソレノイドＬをデューティ
駆動するために、誤差信号と図２（ｄ）に示す三角波と
を比較して、リニアソレノイドＬのデューティ駆動信号
を生成するためのもので、コンパレータからなる差動増
幅回路３２により誤差信号と三角波との差をコンパレー
トし、ＰＮＰトランジスタを駆動するために、その信号
の極性を反転回路３４により反転し、図２（ｅ）で示さ
れる駆動信号を生成する。

【００１７】またこのリニアソレノイド駆動デューティ
信号発生回路３０にて生成された駆動信号は、抵抗器Ｒ
６，Ｒ７、ＰＮＰトランジスタＴＲ１及びダイオードＤ
１からなる駆動回路４０に入力され、この駆動回路４０
の動作によって、リニアソレノイドＬの通電電流が駆動
信号に応じて制御される。尚本実施例においては、リニ
アソレノイド駆動デューティ信号発生回路３０と駆動回
路４０とが、前述の通電制御手段として機能する。

【００１８】このように本実施例のリニアソレノイド駆
動装置においては、リニアソレノイドＬに流れる電流を
電流検出抵抗Ｒｓにより検出して、その電流がマイクロ
コンピュータ４からの指令に対応した電流となるよう制
御する、所謂フィードバック制御系が構成されている。
このため、リニアソレノイドＬの電流経路に断線，短絡
等の故障がなければ、上記各部の信号は、図２に示す時
点ｔ１以前の状態となり、誤差信号が誤差０を表す基準
レベルＶｓとなるよう制御される。

【００１９】ところが、図２に示す時点ｔ１にて、リニ
アソレノイドＬ或は駆動装置内で、断線，短絡等の故障
が発生すると、ソレノイド電流，延いては電流検出抵抗
Ｒｓによる検出電圧は、図２（ｆ）に実線又は点線で示
す如く、あるレベルに固定されてしまう。このため誤差
信号生成回路２０では、この検出電圧とＤｕｔｙ−電圧
変換回路１０からの出力電圧との差を積分し続け、誤差
信号は図２（ｃ）に示す如く差動積分増幅回路２４のグ
ランドレベル或は電源レベルに発散する。

【００２０】例えば、リニアソレノイドＬ自体が断線し
た場合、ソレノイド電流を表す検出電圧は図２（ｆ）に
実線で示す如く０Ｖに固定され、誤差信号は図２（ｃ）
に実線で示す如く差動積分増幅回路２４の電源電圧Ｖｄ
まで発散する。逆にリニアソレノイドＬが短絡した場
合、ソレノイド電流を表す検出電圧は図２（ｆ）に点線
で示す如く電源電圧Ｖｄ近傍の値に固定され、誤差信号
は図２（ｃ）に点線で示す如く差動積分増幅回路２４の
グランドレベルに発散する。

【００２１】このとき、誤差信号は、基準レベルＶｓを
中心とした通常の動作範囲から大きく逸脱するため、図
２（ｃ）に示す如く、その通常動作範囲外に基準電圧Ｖ
Ａ及びＶＢを設定し（例えば電源電圧Ｖｄが９Ｖである
とき、基準電圧ＶＡを６Ｖ，基準電圧ＶＢを０．７Ｖ程
度に設定し）、誤差信号が基準電圧ＶＡ以上か、或は誤
差信号が基準電圧ＶＢ以下かを判断するようにすれば、
リニアソレノイドＬを含む駆動装置の故障を、簡単且つ
確実に検出できる。

【００２２】そこで本実施例では、図１に示す如く、誤
差信号生成回路２０から出力される誤差信号と基準電圧
ＶＡとを比較し、誤差信号が基準電圧以上となったとき
にのみLow レベルの信号を出力するコンパレータ５２、
及び、誤差信号生成回路２０から出力される誤差信号と
基準電圧ＶＢとを比較し、誤差信号が基準電圧以上とな
ったときにのみLow レベルの信号を出力するコンパレー
タ５４を備えた故障検出回路５０を設け、各コンパレー
タ５２、５４の出力を、プルアップ抵抗Ｒ８及び入力抵
抗Ｒ９からなる入力回路６０を介して、マイクロコンピ
ュータ４に入力することにより、マイクロコンピュータ
４側でその入力信号がLow レベルかHighレベルかによ
り、装置の故障（故障時にはLow レベルとなる）を検知
できるようにされている。

【００２３】以上説明したように、本実施例のリニアソ
レノイド駆動装置においては、リニアソレノイドＬの実
際の通電電流を表す検出電圧と、リニアソレノイドＬの
目標電流を表すＤｕｔｙ−電圧変換回路１０からの出力
電圧との差を積分して得られる、フィードバックループ
内の誤差信号により、装置の故障を検出するようにして
いるため、装置の故障を簡単且つ確実に検出することが
できる。また誤差信号は、上記各電圧の差を積分して得
られるものであり、目標電流の変化に対して誤差信号の
動作範囲は変わらないため、常時故障を検出できる。

【００２４】尚上記実施例では、故障検出回路５０にお
いて、電源電圧側の基準電圧ＶＡとグランド側の基準電
圧ＶＢとを設定し、これら各基準電圧と誤差信号とを比
較することにより、断線，短絡の両方を検出するように
構成したが、電流検出抵抗Ｒｓより電源側の電流経路の
断線を検出するだけであれば、故障検出回路５０を、誤
差信号と基準電圧ＶＢとを比較するコンパレータ５４の
みにより構成すればよく、逆に短絡のみを検出するだけ
であれば、故障検出回路５０を、誤差信号と基準電圧Ｖ
Ａとを比較するコンパレータ５２のみにより構成すれば
よい。

【００２５】また上記実施例では、電流検出抵抗Ｒｓを
リニアソレノイドＬのグランド側に接続した場合につい
て説明したが、リニアソレノイドＬの電源側に接続して
も、本実施例と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のリニアソレノイド駆動装置全体の構成
を表す電気回路図である。

【図２】実施例のリニアソレノイド駆動装置内各部の信
号波形を表すタイムチャートである。

【図３】従来のリニアソレノイド駆動装置における故障
検出回路を表す電気回路図である。

【符号の説明】

４…マイクロコンピュータ １０…Ｄｕｔｙ−電圧変
換回路 ２０…誤差信号生成回路 ３０…リニアソレノイド駆動デューティ信号発生回路 ４０…駆動回路 ５０…故障検出回路 Ｒｓ…電流
検出抵抗

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リニアソレノイドに流れる電流を検出す
   る電流検出手段と、 該電流検出手段による検出結果と目標電流との差を積分
   して誤差信号を生成する誤差信号生成手段と、 該誤差信号生成手段にて生成された誤差信号に基づきリ
   ニアソレノイドを通電制御する通電制御手段と、 上記誤差信号生成手段にて生成された誤差信号と予め設
   定された基準信号とを大小比較し、該比較結果に応じて
   当該駆動装置の故障を検出する故障検出手段と、 を備えたことを特徴とするリニアソレノイドの駆動装
   置。