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図面 (7)

課題

ソレノイド電源回路遮断する遮断回路が正しく動作するか否かを診断する。

解決手段

ソレノイドの電源回路660を遮断する遮断回路620を備えた電源系統を診断するマイクロコンピュータ580は、遮断回路620を作動させて電源回路660を遮断したとき、電源回路660の電圧監視する。そして、マイクロコンピュータ580は、電源回路660の電圧変化、具体的には、遮断回路620を作動させてから所定時間経過したときの電源回路660の電圧に基づいて、遮断回路620に異常が発生しているか否かを診断する。

概要

背景

自動変速機制御装置として、特開2011−52800号公報(特許文献1)に記載されるように、変速機構油圧アクチュエータへの油圧供給ソレノイドバルブで制御し、常時噛合式変速機変速する技術が提案されている。

概要

ソレノイド電源回路遮断する遮断回路が正しく動作するか否かを診断する。ソレノイドの電源回路660を遮断する遮断回路620を備えた電源系統を診断するマイクロコンピュータ580は、遮断回路620を作動させて電源回路660を遮断したとき、電源回路660の電圧監視する。そして、マイクロコンピュータ580は、電源回路660の電圧変化、具体的には、遮断回路620を作動させてから所定時間経過したときの電源回路660の電圧に基づいて、遮断回路620に異常が発生しているか否かを診断する。

目的

本発明は、ソレノイドの電源回路を遮断する遮断回路が正しく動作しているか否かを診断する、電源系統の診断装置及び診断方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
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請求項1

ソレノイド電源回路遮断する遮断回路と、前記電源回路の電圧を検出する第1の検出手段と、前記電源回路を遮断したとき、前記電源回路の電圧変化に基づいて、前記遮断回路に異常が発生しているか否かを診断する診断手段と、を有することを特徴とする電源系統診断装置

請求項2

前記診断手段は、前記電源回路を遮断したとき、当該電源回路に属するソレノイドを作動させる、ことを特徴とする請求項1に記載の電源系統の診断装置。

請求項3

前記診断手段は、前記電源回路を遮断してから、所定時間経過後の前記電源回路の電圧が第1の所定値以上であるとき、前記遮断回路に異常が発生していると診断する、ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電源系統の診断装置。

請求項4

前記電源回路の電源電圧を検出する第2の検出手段を更に有し、前記診断手段は、前記電源電圧が第2の所定値未満のとき、前記遮断回路の診断を実行できないと診断する、ことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の電源系統の診断装置。

請求項5

ソレノイドの電源回路を遮断する遮断回路を備えた電源系統の診断装置が、前記電源回路を遮断したとき、前記電源回路の電圧変化に基づいて、前記遮断回路に異常が発生しているか否かを診断する、ことを特徴とする電源系統の診断方法

技術分野

0001

本発明は、電源系統診断装置及び診断方法に関する。

背景技術

0002

自動変速機制御装置として、特開2011−52800号公報(特許文献1)に記載されるように、変速機構油圧アクチュエータへの油圧供給ソレノイドバルブで制御し、常時噛合式変速機変速する技術が提案されている。

先行技術

0003

特開2011−52800号公報

発明が解決しようとする課題

0004

自動車に搭載される制御装置では、安全性を確保するため、機能安全規格(ISO26262)を準拠する要求が高まっている。自動変速機の制御装置に機能安全規格を適用すると、レイテントフォールト(潜在故障)によって予期せぬ変速動作が実行されることを回避するため、例えば、ソレノイドバルブが固着して異常となった場合、ソレノイドバルブの電源回路への電力供給遮断することが考えられる。しかし、電源回路への電力供給を遮断する遮断回路が正しく動作しないと、予期せぬ変速動作が実行されることを抑制できない。

0005

そこで、本発明は、ソレノイドの電源回路を遮断する遮断回路が正しく動作しているか否かを診断する、電源系統の診断装置及び診断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

このため、本発明では、ソレノイドの電源回路を遮断する遮断回路を備えた電源系統の診断装置が、電源回路を遮断したとき、電源回路の電圧変化に基づいて、遮断回路に異常が発生しているか否かを診断する。ここで、ソレノイドとは、ソレノイドによって駆動するソレノイドバルブ、ソレノイドアクチュエータを含む。

発明の効果

0007

本発明によれば、ソレノイドの電源回路を遮断する遮断回路が正しく動作しているか否かを診断することができる。

図面の簡単な説明

0008

デュアルクラッチトランスミッションの一例を示す概念図である。
デュアルクラッチトランスミッションの制御系の一例を示すブロック図である。
診断処理の一例を示すフローチャートである。
診断処理の作用の一例を示すタイムチャートである。
電源系統が2つある場合の説明図である。
診断処理の他の例を示すフローチャートである。

実施例

0009

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図1は、自動車に搭載された、6速のデュアルクラッチトランスミッション(DCT)の一例を示す。

0010

DCT100は、変速系統として常時噛合式の変速機とクラッチとを2系統持ち、一方の変速系統が奇数段(1速,3速及び5速)を担当し、他方の変速系統が偶数段2速,4速及び6速)を担当する。そして、DCT100は、各変速系統をクラッチで交互に切り替えることで、短時間で変速を完了する。

0011

エンジンENGの出力軸端部には、一方の変速系統に属する第1クラッチ120、及び、他方の変速系統に属する第2クラッチ140を備えたデュアルクラッチ160が取り付けられている。第1クラッチ120及び第2クラッチ140は、夫々、油圧アクチュエータによって一対の摩擦係合要素係合又は離間させることで、エンジンENGの回転駆動力断続する。なお、第1クラッチ120及び第2クラッチ140は、少なくともエンジンENGが稼働しているとき、両方が同時に接続されないように制御される。

0012

第1クラッチ120には、一方の変速系統に属する第1カウンタシャフト180が同軸に取り付けられている。第1カウンタシャフト180には、一方の変速系統の変速段を実現する、カウンタ速ギア200、カウンタ3速ギア220及びカウンタ5速ギア240が固着されている。また、第1カウンタシャフト180と平行に、一方の変速系統に属する第1メインシャフト260が配置されている。第1メインシャフト260には、第1カウンタシャフト180のカウンタ1速ギア200、カウンタ3速ギア220及びカウンタ5速ギア240と常時噛合った状態で、1速ギア280、3速ギア300及び5速ギア320が遊転可能に固定されている。

0013

第2クラッチ140には、他方の変速系統に属する、第1カウンタシャフト180の半径外方を覆う円筒形状の第2カウンタシャフト340が同軸に取り付けられている。第2カウンタシャフト340には、他方の変速系統の変速段を実現する、カウンタ2速ギア360、カウンタ4速ギア380及びカウンタ6速ギア400が固着されている。また、第2カウンタシャフト340と平行に、他方の変速系統に属する第2メインシャフト420が配置されている。第2メインシャフト420には、第2カウンタシャフト340のカウンタ2速ギア360、カウンタ4速ギア380及びカウンタ6速ギア400と常時噛合った状態で、2速ギア440、4速ギア460及び6速ギア480が遊転可能に固定されている。

0014

第1メインシャフト260及び第2メインシャフト420の端部には、アウトプットシャフト500に対して同軸に固定されたドリブンギア520と常時噛合った状態で、第1ドライブギア540及び第2ドライブギア560が夫々固定されている。

0015

また、第1メインシャフト260の1速ギア280と3速ギア300との間、及び、その3速ギア300と5速ギア320との間には、シンクロナイザハブ及びシンクロナイザスリーブを含んだ同期機構シンクロナイザ機構)580が夫々配設されている。第2メインシャフト420の2速ギア440と4速ギア460との間、及び、その4速ギア460と6速ギア480との間にも、上記同期機構580が夫々配置されている。従って、後述する油圧アクチュエータによりシンクロナイザスリーブを軸方向にスライドさせると、シンクロナイザスリーブのスプラインと各ギアのスプラインとが噛み合い、メインシャフトとギアとを連結させる。このとき、同期機構580は、摩擦を利用して、同期側及び被同期側の回転速度を同調させ、例えば、変速時に異音が発生することを抑制する。

0016

DCT100の変速動作は、同期機構580のシンクロナイザスリーブを軸方向にスライドさせる、油圧シリンダなどの油圧アクチュエータによって実現される。油圧ポンプから油圧アクチュエータへの油圧の供給は、例えば、油路を切り替える油路切替弁としてのソレノイドバルブによって制御される。なお、DCT100は、図示しない後進段への変速機構も備えている。

0017

ここで、かかるDCT100の動作について説明する。
自動車が発進するときには、デュアルクラッチ160の第1クラッチ120及び第2クラッチ140を切断する。また、一方の変速系統について、第1メインシャフト260と1速ギア280とを同期機構580で連結し、他方の変速系統について、第2メインシャフト420と2速ギア440とを同期機構580で連結する。そして、発進時に第1クラッチ120を接続すると、エンジンENGの出力は、第1クラッチ120を介して第1カウンタシャフト180に伝達され、これに固着されたカウンタ1速ギア200、カウンタ3速ギア220及びカウンタ5速ギア240を回転させる。

0018

このとき、一方の変速系統においては、第1メインシャフト260と1速ギア280とが連結されているため、カウンタ1速ギア200の回転は、1速ギア280を介して第1メインシャフト260に伝達され、その端部に固定された第1ドライブギア540を回転させる。すると、第1ドライブギア540に噛み合っているドリブンギア520が回転し、これに固定されているアウトプットシャフト500が回転する。

0019

自動車の車速が上昇し2速への変速が実行されるときには、デュアルクラッチ160の第1クラッチ120を切断すると共に、その第2クラッチ140を接続する。このとき、他方の変速系統は2速に変速済みであるため、第1クラッチ120及び第2クラッチ140の切り替えのみで変速が実行され、変速に要する時間を短縮することができる。そして、一方の変速系統は、次に変速が実行されると考えられる3速への変速が前もって実行される。

0020

このようにして、2つの変速系統を変速しつつ交互に切り替えることで、例えば、ギア抜き、同期、ギアの切り替えを連続して実行しなくても変速が行なわれ、変速時間を短縮することができる。

0021

図2は、DCT100の制御系の一例を示す。
ソレノイドバルブを制御するマイクロコンピュータ580は、アナログ信号デジタル信号に変換するA/D変換器のA/D端子、及び、各種機器作動信号を出力する出力端子を複数備えている。自動車に搭載されたバッテリ600は、作動時に電路を遮断する遮断回路620が配設された電路640を介して、電圧変換を行う電源回路660に接続されている。遮断回路620は、例えば、ノーマルクローズタイプの半導体リレーメカニカルリレーからなる。

0022

なお、遮断回路620、電路640及び電源回路660を含む、図中において破線で囲んだものが、ソレノイドバルブの電源系統の一例として挙げられる。また、マイクロコンピュータ580が、第1の検出手段、第2の検出手段及び診断手段の一例として挙げられる。

0023

マイクロコンピュータ580のA/D端子には、電源回路660の電圧を検出するため、電源回路660によって電圧変換された電圧信号が入力されている。また、マイクロコンピュータ580の他のA/D端子には、バッテリ600の電圧を検出するため、バッテリ600の電圧が入力されている。

0024

一方、マイクロコンピュータ580の複数の出力端子は、電源回路660を介して、各ソレノイドバルブに対して作動信号を出力する。また、マイクロコンピュータ580の他の出力端子は、遮断回路620を作動させる作動信号を出力する。ここで、電源回路660は、出力端子からソレノイドバルブの作動信号があったときに、バッテリ600からの電力供給を受けて、ソレノイドバルブを作動させるための駆動電圧を生成し、これをソレノイドバルブに出力する。

0025

図3は、イグニッションスイッチがOFFからONになったことを契機として、マイクロコンピュータ580が実行する、診断処理の一例を示す。なお、診断処理は、マイクロコンピュータ580がその不揮発性メモリに格納された制御プログラムを実行することで実現される。ここで、不揮発性メモリとしては、例えば、電気的にデータを書き換え可能な、フラッシュROM(Read Only Memory)とすることができる。

0026

テップ1(図3では、「S1」と略記する。以下同様。)では、マイクロコンピュータ580が、出力端子から遮断回路620に作動信号を出力することで、バッテリ600と電源回路660とを接続する電路640を遮断、要するに、電源回路660を遮断する。

0027

ステップ2では、マイクロコンピュータ580が、電源回路660によって作動するソレノイドバルブ、即ち、電源回路660に属するソレノイドバルブに対して、出力端子から作動信号を出力することで、ソレノイドバルブを一定時間作動させる。ここで、ソレノイドバルブの作動信号は、例えば、第1クラッチ120及び第2クラッチ140の切断信号、同期機構580による変速が完了しない短時間の作動信号など、DCT100のアウトプットシャフト500から回転駆動力が出力されない信号とすることができる。このようにすると、ソレノイドバルブが作動することで、電源回路660のコンデンサに蓄えられていた電荷消費され、その電圧を短時間で低下させることができる。なお、電源回路660の電圧を短時間で低下させる必要がない場合には、ソレノイドバルブを作動させなくてもよい。

0028

ステップ3では、マイクロコンピュータ580が、電源回路660を遮断してから所定時間経過したか否かを判定する。ここで、所定時間は、電源回路660の遮断によってその電圧が後述する閾値まで低下するのに要する時間を確保するものであって、例えば、電源回路660のコンデンサ容量などを考慮して適宜設定することができる。そして、マイクロコンピュータ580は、所定時間経過したと判定すれば処理をステップ4へと進める一方(Yes)、所定時間経過していないと判定すれば待機する(No)。

0029

ステップ4では、マイクロコンピュータ580が、A/D端子を介して、バッテリ600の電圧(バッテリ電圧)VBを読み込む。
ステップ5では、マイクロコンピュータ580が、A/D端子を介して、電源回路660の電圧(電源回路電圧)VBLSを読み込む。

0030

ステップ6では、マイクロコンピュータ580が、バッテリ電圧VBが第1の閾値THVBより高いか否かを判定する。ここで、第1の閾値THVBは、A/D変換の基準電圧低下によりA/D変換の誤りが発生した可能性があるか否かを判定するための閾値であって、例えば、A/D変換が正常に行われる基準電圧とすることができる。そして、マイクロコンピュータ580は、バッテリ電圧VBが第1の閾値THVBより高いと判定すれば処理をステップ7へと進める一方(Yes)、バッテリ電圧VBが第1の閾値THVB以下であると判定すれば処理をステップ10へと進める(No)。なお、第1の閾値THVBが、第2の所定値の一例として挙げられる。

0031

ステップ7では、マイクロコンピュータ580が、電源回路電圧VBLSが第2の閾値THVBLS未満であるか否かを判定する。ここで、第2の閾値THVBLSは、遮断回路620により電源回路660を遮断できたか否かを判定するための閾値であって、例えば、ソレノイドバルブの作動電圧以下又はこれにマージンを加えた電圧とすることができる。そして、マイクロコンピュータ580は、電源回路電圧VBLSが第2の閾値THVBLS未満であると判定すれば処理をステップ8へと進める一方(Yes)、電源回路電圧VBLSが第2の閾値THVBLS以上であると判定すれば処理をステップ9へと進める(No)。なお、第2の閾値THVBLSが、第1の所定値の一例として挙げられる。

0032

ステップ8では、マイクロコンピュータ580が、遮断回路620は正常であると診断する。その後、マイクロコンピュータ580は、処理をステップ11へと進める。
ステップ9では、マイクロコンピュータ580が、遮断回路620は異常であると診断する。その後、マイクロコンピュータ580は、処理をステップ11へと進める。なお、マイクロコンピュータ580は、誤判定を抑制するため、遮断回路620が異常であると連続して診断した回数計数し、これが所定回数に達したときに、異常診断確定するようにしてもよい。

0033

ステップ10では、マイクロコンピュータ580が、バッテリ電圧VBが第1の閾値THVB以下であることから、例えば、クランキング中にA/D変換を行った可能性があるため、遮断回路620の診断ができなかったと診断する。その後、マイクロコンピュータ580は、処理をステップ11へと進める。なお、マイクロコンピュータ580は、遮断回路620の診断ができなかったと診断したときには、遮断回路620の診断を再度実行してもよい。

0034

ステップ11では、マイクロコンピュータ580が、出力端子からのソレノイドバルブの作動信号の出力を停止することで、ソレノイドバルブを停止させる。
ステップ12では、マイクロコンピュータ580が、出力端子からの遮断回路620の作動信号の出力を停止することで、電源回路660の遮断を解除する。

0035

かかる診断処理によれば、図4に示すように、イグニッションスイッチからの信号がOFFからONに変化すると、遮断回路620の作動信号が出力される。遮断回路620が作動し、バッテリ600と電源回路660とを接続する電路640が遮断されると、電源回路電圧VBLSが図中破線のように徐々に低下する。そして、所定時間経過後の電源回路電圧VBLSと第2の閾値THVBLSとが比較され、電源回路電圧VBLSが第2の閾値THVBLS未満であれば、遮断回路620によって電路640が遮断されたため、遮断回路620が正常であると診断される。一方、電源回路電圧VBLSが第2の閾値THVBLS以上であれば、遮断回路620を作動させても電路640が遮断できていないため、遮断回路620が異常であると診断される。

0036

このとき、ソレノイドバルブを併せて作動させると、その作動によって電源回路660のコンデンサに蓄えられていた電荷が消費されるので、図4実線で示すように、電源回路電圧VBLSを短時間で低下させることができる。このため、遮断回路620の診断を短時間で完了することが可能となり、イグニッションスイッチをOFFからONに操作した後、ソレノイドバルブの通常制御移行するまでの時間を短縮することができる。また、バッテリ電圧VBが第1の閾値THVB以下であれば、A/D変換が正しく行われなかった可能性があるため、遮断回路620の診断ができなかったと診断することで、誤診断を抑制することができる。

0037

次に、図5に示すように、ソレノイドバルブの電源系統が2つある場合、その遮断回路620を診断する方法について説明する。以下の事例では、エンジンENGの出力は、ロックアップクラッチを備えたトルクコンバータTCを介して、ソレノイドバルブ及び油圧アクチュエータを備えた変速機TMに伝達され、変速機TMの出力は、クラッチCLを介して車軸に伝達されるものとする。また、電源系統1では、ソレノイドバルブAによってクラッチCLを断接し、ソレノイドバルブBによって変速機TMが変速し、ソレノイドバルブCによってトルクコンバータTCのロックアップクラッチが作動するものとする。一方、電源系統2では、ソレノイドバルブD及びEによって変速機TMが変速するが、ソレノイドバルブDによって変速機TMから駆動力が出力されるものとする。

0038

図6は、イグニッションスイッチがOFFからONになったことを契機として、マイクロコンピュータ580が実行する、診断処理の他の例を示す。なお、以下の説明においては、重複説明を排除するため、図3に示す診断処理を具体的に説明せずに、簡単に言及するだけとする。

0039

ステップ21では、マイクロコンピュータ580が、電源系統1における遮断回路620の診断を実行する。このとき、変速機TMの出力は、クラッチCLによって遮断されるので、トルクコンバータTCのロックアップクラッチ、変速機TMのソレノイドバルブをどのように作動させても、車軸に駆動力が伝達されない。このため、自動車が動き出すことがなく、安全に電源系統1の遮断回路620を診断することができる。なお、ソレノイドバルブAを他のソレノイドバルブB及びCに先立って作動させるようにすれば、安全性を更に向上させることができる。

0040

ステップ22では、マイクロコンピュータ580が、電源系統1のソレノイドバルブAを作動させ、クラッチCLにより変速機TMの出力が車軸に伝達されないようにする。なお、マイクロコンピュータ580は、電源系統1における遮断回路620の診断を終了するとき、ソレノイドバルブAを作動させたままとすることもできる。

0041

ステップ23では、マイクロコンピュータ580が、電源系統2における遮断回路620の診断を実行する。このとき、クラッチCLによって変速機TMの出力が遮断されているので、ソレノイドバルブD及びEを作動させても、自動車が走行することがない。

0042

このようにすれば、電源系統2の遮断回路620のみ故障していても、クラッチCLが切断されているため、ソレノイドバルブDが作動しても、変速機TMの出力が車軸に伝達されてしまうことを抑制できる。

0043

以上の実施形態においては、ソレノイドとして、ソレノイドバルブを前提としたが、ソレノイドアクチュエータであってもよい。この場合、ソレノイドバルブ及び油圧アクチュエータに代えて、ソレノイドアクチュエータが使用される。また、変速機としては、DCT100に限らず、ソレノイドで変速機構を作動させる、公知の自動変速機とすることもできる。

0044

ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下に記載する。
(1)電源系統の診断装置は、ソレノイドの電源回路を遮断する遮断回路と、前記電源回路の電圧を検出する第1の検出手段と、前記電源回路を遮断したとき、前記電源回路の電圧変化に基づいて、前記診断回路に異常が発生しているか否かを診断する診断手段と、を有する。

0045

(2)前記診断手段は、前記電源回路を遮断したとき、当該電源回路に属するソレノイドを作動させる。
(3)前記診断手段は、前記電源回路を遮断してから、所定時間経過後の前記電源回路の電圧が第1の所定値以上であるとき、前記遮断回路に異常が発生していると診断する。

0046

(4)前記電源回路の電源電圧を検出する第2の検出手段を更に有し、前記診断手段は、前記電源電圧が第2の所定値未満のとき、前記遮断回路の診断が実行できないと診断する。
(5)前記診断手段は、前記遮断回路の診断が実行できないと診断したとき、当該診断回路の診断を再度実行する。

0047

(6)前記診断手段は、イグニッションスイッチがOFFからONになったときに、前記遮断回路に異常が発生しているか否かを診断する。
(7)前記診断手段は、前記遮断回路に異常が発生していると所定回数連続して診断したときに、その診断を確定する。

0048

(8)電源系統の診断方法では、ソレノイドの電源回路を遮断する遮断回路を備えた電源系統の診断装置が、前記電源回路を遮断したとき、前記電源回路の電圧変化に基づいて、前記遮断回路に異常が発生しているか否かを診断する。

0049

(9)前記遮断回路は、作動時に、前記電源回路の電源と前記電源回路とを接続する電路を遮断する。
(10)前記遮断回路は、ノーマルクローズタイプの半導体リレー又はメカニカルリレーである。

0050

(11)前記電源回路の電源は、自動車に搭載されたバッテリである。
(12)前記ソレノイドは、ソレノイドバルブ又はソレノイドアクチュエータである。
(13)前記ソレノイドは、一定時間作動される。

0051

580マイクロコンピュータ
620遮断回路
660 電源回路

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