JP6929155B2 - 駆動回路の異常診断装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動回路の異常診断装置に関する。

車両の車体と後輪との間に減衰力可変の緩衝器を介装し、減衰力を調節して車両における乗り心地を向上させるサスペンション装置がある。このようなサスペンション装置に利用される緩衝器では、伸縮時に伸側室と圧側室とを行き交う作動油の流れに抵抗を与える減衰弁を備えており、減衰弁における前記抵抗を変化させて減衰力を調節するものがある。

このような減衰弁は、たとえば、ソレノイドによって開弁圧あるいは開度調節が可能な電磁弁とされていて、ソレノイドに流れる電流の調節によって前記緩衝器の減衰力が制御される。

ソレノイドに電力供給するには、電源をソレノイドへ接続する電力供給ラインと、電力供給ラインに設けたスイッチと、ソレノイドと並列に設けたサージを緩和するダイオードとを備えた駆動回路がある（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１０−２２９１５号公報

前述のように駆動回路では、スイッチの他にダイオードを備えており、ダイオードが過電流や過電圧によってショートしてしまうと、ソレノイドへ正常に電力供給できなくなってしまう。

したがって、駆動回路で緩衝器の電磁弁の抵抗を調節して減衰力を制御するような場合、ダイオードがショートすると減衰力を適正に制御できなくなり、車両の乗り心地が悪化する。このような異常の検知には、電源が投入された起動時に自己診断を行うシステムが用いられることがあるが、車両等の場合、異常状態を認識せずに走行を継続するのは好ましくないので、駆動回路でソレノイドを駆動中であっても異常を検知できる異常診断装置が要望されている。

そこで、本発明は、ソレノイドを駆動中であっても異常診断が行える駆動回路の異常診断装置の提供を目的としている。

上記目的を達成するために、本発明の駆動回路の異常診断装置は、途中にソレノイドを設けた電力供給ラインと、ソレノイドよりも電源側に設けたメインスイッチと、メインスイッチとソレノイドとの間をグランドへ接続する保護ラインにグランド側から電源側へ向う方向を順方向として設置される第一ダイオードと、電力供給ラインの途中であって保護ラインとソレノイドとの間をグランドに接続する第一ラインに介装される第一コンデンサとを有してソレノイドへ電力供給する駆動回路の異常診断を電力供給ラインのメインスイッチより上流に設けた第一電流センサが検知する電流に基づいて行う。

また、駆動回路の異常診断装置は、第一電流センサと第二電流センサが検知する電流に基づいて駆動回路における異常の有無を診断するように構成されてもよく、このように構成されると第一ダイオード、第一コンデンサ、ソレノイドまたはメインスイッチのいずれかに異常があると判定できる。

さらに、駆動回路の異常診断装置は、駆動回路がさらに電力供給ラインの途中であってソレノイドとグランドとの間をグランドに接続する第二ラインに介装される第二コンデンサと、電力供給ラインの途中であってソレノイドとグランドとの間に設けた消磁用スイッチと、電力供給ラインの途中であってメインスイッチと電源の間とソレノイドと消磁用スイッチの間を接続する消磁ラインと、消磁ラインの途中であってグランド側から電源側へ向かう方向を順方向として設置される第二ダイオードとを有する場合、電力供給ラインの途中であって第二ラインと消磁用スイッチとの間の電流を検知する第三電流センサ、あるいは、消磁用スイッチの温度を検知する温度センサを備え、第一電流センサと第二電流センサとで検知した電流と、第三電流センサが検知した電流あるいは温度センサが検知した温度とに基づいて駆動回路の異常を検知するように構成されてもよい。このように構成された駆動回路の異常診断装置によれば、駆動回路がソレノイドを駆動中であっても駆動回路における異常の有無を診断できる。

さらに、駆動回路の異常診断装置は、第一電流センサと第二電流センサが検知する電流と、第三電流センサが検知する電流あるいは温度センサが検知する温度と、電圧センサが検知した電圧に基づいて、駆動回路における異常の有無を診断してもよい。このように構成された駆動回路の異常診断装置によれば、第一ダイオード、第一コンデンサ、第二ダイオード、第二コンデンサ、ソレノイドまたはメインスイッチのいずれかに異常があると判定できる。

また、駆動回路の異常診断装置は、第一電流センサが検知する電流が電流閾値以上であって第二電流センサが検知する電流が電流閾値より小さいと、第一ダイオードまたは第二ダイオードに異常があると診断するようにしてもよい。このように構成された異常診断装置は、駆動回路中で第一ダイオードまたは第二ダイオードの異常を特定して診断できる。

さらに、駆動回路の異常診断装置は、第一電流センサが検知する電流が電流閾値以上であって第二電流センサが検知する電流が電流閾値以上であると、第一コンデンサ、ソレノイドまたはメインスイッチに異常があると診断する。このように異常診断装置が構成されると、駆動回路中で第一コンデンサ、ソレノイドまたはメインスイッチの異常の有無を判定できる。

また、駆動回路の異常診断装置は、電力供給ラインのメインスイッチよりも電源側に設けたフェールスイッチを備え、第一電流センサが検知する電流が第一電流閾値より大きいショート電流閾値以上であるとフェールスイッチをオフしてもよい。このように異常診断装置が構成されると、異常が認められた場合にメインスイッチに故障があってもフェールセーフを実現できる。

さらに、駆動回路の異常診断装置は、消磁時において電圧センサが検知する電圧が電圧閾値より低いと第二コンデンサまたはソレノイドに異常があると診断する。このように異常診断装置が構成されると、駆動回路中で第二コンデンサまたはソレノイドに異常があると判定できる。

本発明の駆動回路の異常診断装置によれば、ソレノイドを駆動中であっても異常診断が行える。

第一の実施の形態における駆動回路の異常診断装置の構成図である。 第一の実施の形態における駆動回路の異常診断装置が適用された駆動回路のソレノイドに流れる電流の推移を示した図である。 第二の実施の形態における駆動回路の異常診断装置の構成図である。前輪側の電磁弁の駆動回路を示した図である。 ソレノイドを消磁させる際の駆動回路の動作を説明する図である。 第二の実施の形態における駆動回路の異常診断装置が適用された駆動回路のソレノイドに流れる電流の推移を示した図である。

以下、図に示した実施の形態に基づき、本発明を説明する。なお、以下に説明する第一の実施の形態における駆動回路の異常診断装置Ｆ１と第二の実施の形態における駆動回路の異常診断装置Ｆ２とで共通する構成については同じ符号を付し、説明の重複を避けるために、第一の実施の形態の異常診断装置Ｆ１の説明した構成については第二の実施の形態の異常診断装置Ｆ２における説明では詳細な説明を省略する。

＜第一の実施の形態＞
図１に示すように、第一の実施の形態の駆動回路の異常診断装置Ｆ１では、駆動回路２０の異常を検知するため、第一電流センサ１および第二電流センサ２と、これら第一電流センサ１および第二電流センサ２が検知した電流に基づいて異常の有無を診断する診断部としてのコントローラ３とを備えて構成されている。

以下、本例の駆動回路の異常診断装置Ｆ１と、異常診断装置Ｆ１が適用される駆動回路２０について詳細に説明する。まず、駆動回路２０について説明する。駆動回路２０は、図１に示すように、ソレノイドＳｏｌへＰＷＭ制御によって電力供給する。駆動回路２０は、図１に示すように、ソレノイドＳｏｌの一端を電源Ｂａｔへ接続するとともに他端をグランドＧＮＤへ接地させる電力供給ラインＰＳＬと、電力供給ラインＰＳＬの途中であってソレノイドＳｏｌと電源Ｂａｔとの間に設けたＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなるメインスイッチＭＳと、電力供給ラインＰＳＬのメインスイッチＭＳとソレノイドＳｏｌとの間をグランドＧＮＤへ接続する保護ラインＳＫＬと、保護ラインＳＫＬの途中にグランド側から電源側へ向かう方向を順方向として介装される第一ダイオードＤ１と、電力供給ラインＰＳＬの途中であってソレノイドＳｏｌの両側をグランドＧＮＤに接続する第一ラインＬ１と第二ラインＬ２と、第一ラインＬ１に設けたノイズ除去用の第一コンデンサＣ１と、第二ラインＬ２に設けたノイズ除去用の第二コンデンサＣ２と、電力供給ラインＰＳＬの前記保護ラインＳＫＬよりも電源Ｂａｔ側に設けたフェールスイッチＦＳと、フェールスイッチＦＳと保護ラインＳＫＬとの間とグランドＧＮＤとの間に介装された平滑コンデンサＳＣとを備えて構成されている。なお、メインスイッチＭＳは、ＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴで構成されてもよい。

このように構成された駆動回路２０は、フェールスイッチＦＳおよびメインスイッチＭＳを閉じると電源ＢａｔからソレノイドＳｏｌへ電力供給でき、フェールスイッチＦＳまたはメインスイッチＭＳを開くと電源ＢａｔからソレノイドＳｏｌへの通電が絶たれる。フェールスイッチＦＳとメインスイッチＭＳが閉じておりソレノイドＳｏｌへ電力供給されている状態からメインスイッチＭＳを開くと、ソレノイドＳｏｌに逆起電力が生じるが保護ラインＳＫＬと第一ダイオードＤ１がサージキラーとして機能し、ソレノイドＳｏｌにおけるサージの発生が防止され、ソレノイドＳｏｌに流れる電流は緩やかに降下する。

具体的には、フェールスイッチＦＳをオンした状態で、メインスイッチＭＳをオンしてソレノイドＳｏｌへ通電すると、図２に示すように、ソレノイドＳｏｌが印加されて電流が増加し、メインスイッチＭＳをオフするとソレノイドＳｏｌに流れる電流が徐々に減少するので、ソレノイドＳｏｌに流したい電流に応じてメインスイッチＭＳを開閉して電流調整すればよい。

また、駆動回路２０は、図示しないが図外の制御装置から制御指令の入力を受けてメインスイッチＭＳを開閉制御するコントローラ３を備えている。したがって、外部の図示しない制御装置からコントローラ３へ制御指令が与えられると、コントローラ３は、フェールスイッチＦＳをオンさせるとともにメインスイッチＭＳを開閉制御してソレノイドＳｏｌに制御指令が指定する電流値になるようにソレノイドＳｏｌに電圧を印加する。制御指令通りの電流値になるようにソレノイドＳｏｌの印加電圧を調節するため、コントローラ３は、ソレノイドＳｏｌに流れる電流が制御指令通りになるようにメインスイッチＭＳのＯＮデューティ比を設定してメインスイッチＭＳを開閉する。このように駆動回路２０は、ＰＷＭ制御によるメインスイッチＭＳの開閉でソレノイドＳｏｌの印加電圧を調節してソレノイドＳｏｌに流れる電流を制御する。なお、電源ＢａｔからメインスイッチＭＳ側へ送られる電圧が平滑コンデンサＳＣにより平滑化されるので、電源Ｂａｔの出力電圧が変動してもソレノイドＳｏｌの印加電圧を精度よく制御できる。

異常診断装置Ｆ１は、電力供給ラインＰＳＬの途中であってメインスイッチＭＳの上流の電流を検知する第一電流センサ１と、電力供給ラインＰＳＬの途中であって保護ラインＳＫＬの接続点と第一ラインＬ１の接続点との間の電流を検知する第二電流センサ２と、これら第一電流センサ１および第二電流センサ２が検知した電流に基づいて異常の有無を診断する診断部としてのコントローラ３とを備えて構成されている。

コントローラ３は、第一電流センサ１が検知した電流Ｉ１とショート電流閾値Ｉαとを比較して、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα以上であると異常ありと診断して、フェールスイッチＦＳを直ちにオフする。また、コントローラ３は、第一電流センサ１が検知した電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満であっても、電流Ｉ１が第一電流閾値Ｉβ以上である場合、異常ありと診断する。まお、コントローラ３は、第一電流センサ１が検知した電流Ｉ１が第一電流閾値Ｉβ未満であると異常なしと診断する。

そして、コントローラ３は、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満で第一電流閾値Ｉβ以上であって異常ありと診断する場合、第二電流センサ２が検知した電流Ｉ２と第二電流閾値Ｉγとを比較する。この比較の結果、電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ未満であると、コントローラ３は、第一ダイオードＤ１に異常ありと診断し、電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ以上であると第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌまたはメインスイッチＭＳに異常ありと診断する。ショート電流閾値Ｉαは、駆動回路２０に異常がありソレノイドＳｏｌよりも電源Ｂａｔ側のラインがグランドＧＮＤに短絡（ショート）されたか否かを判定するための閾値であり、コントローラ３は、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉαとを比較して、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα以上であると駆動回路２０中で短絡が生じていると判定（ショート判定）する。第一電流センサ１が検知した電流Ｉ１に対しては、もう一つ別に第一電流閾値Ｉβを設定してあり、第一電流閾値Ｉβは、素子等の異常を検知するために設けられる閾値であり、第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌおよびメインスイッチＭＳのショートを検知する用途で使用される。また、第二電流閾値Ｉγは、電流Ｉ２との比較によって駆動回路２０中の異常個所を特定するために利用される。

また、ショート電流閾値Ｉαは、図１中でソレノイドＳｏｌよりも電源Ｂａｔ側のラインがグランドＧＮＤに短絡した際のショート判定のための閾値であるので、第二電流閾値Ｉγおよび第一電流閾値Ｉβよりも大きな値に設定されている。本例では、駆動回路２０を車両に搭載される緩衝器の減衰力調整バルブのソレノイドＳｏｌの駆動に利用しており、電源Ｂａｔの電圧が１２Ｖであるため、ショート電流閾値Ｉαを３０Ａ、第二電流閾値Ｉγを３Ａ、第一電流閾値Ｉβを４Ａに設定してある。

また、コントローラ３は、第一電流センサ１が検知した電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉαを一瞬でも超えると直ちに異常と判断する一方、電流Ｉ１と第一電流閾値Ｉβとの比較においては、電流Ｉ１が所定時間継続して第一電流閾値Ｉβ以上となる場合に異常判定する。

また、コントローラ３は、メインスイッチＭＳおよびフェールスイッチＦＳを開閉制御できるようになっている。そして、コントローラ３は、第一電流センサ１が検知した電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉαを一瞬でも超えると、直ちに異常と判断してフェールスイッチＦＳをオフとし、メインスイッチＭＳについてもオフとする。また、コントローラ３は、電流Ｉ１と第一電流閾値Ｉβとの比較、および電流Ｉ２と第二電流閾値Ｉγとの比較において、異常判定する場合には、フェールスイッチＦＳとメインスイッチＭＳをオフとする。

ここで、第一ダイオードＤ１および第一コンデンサＣ１が正常であれば、フェールスイッチＦＳとメインスイッチＭＳをオンにするとソレノイドＳｏｌへ電流が流れる。よって、第一電流センサ１で検知される電流Ｉ１は、ＰＷＭ制御によって調整されるソレノイドＳｏｌの印加電圧に比例する値となる。しかしながら、第一ダイオードＤ１あるいは第一コンデンサＣ１あるいは双方が破損してショートすると、フェールスイッチＦＳとメインスイッチＭＳをオンすると電源Ｂａｔが保護ラインＳＫＬあるいは第一ラインＬ１によってグランドＧＮＤへ接地されてしまう。このような状況では、電力供給ラインＰＳＬと、保護ラインＳＫＬあるいは第一ラインＬ１に大電流が流れる。第一ダイオードＤ１が異常であって第一コンデンサＣ１が正常であれば、大電流は保護ラインＳＫＬに流れ、第一ダイオードＤ１が正常であって第一コンデンサＣ１が異常であれば、大電流は第一ラインＬ１に流れる。そして、ショート電流閾値Ｉαは、正常な制御時おいて電流がソレノイドＳｏｌへ流れる場合には生じないほどの大きな電流値に設定されており、本例では３０Ａに設定してある。

よって、第一電流センサ１が検知する電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα以上または第一電流閾値Ｉβ以上となる場合には、第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌまたはメインスイッチＭＳのいずれか一つまたは複数に異常があって電源ＢａｔがグランドＧＮＤにショートしていると認められる。よって、前述の通り、コントローラ３は、ショート判定して駆動回路２０に異常があると診断する。コントローラ３は、このショート判定によって直ちにフェールスイッチＦＳをオフして、電源ＢａｔからのソレノイドＳｏｌ側へ過電流が流れるのを防止するとともにメインスイッチＭＳもオフにする。

さらに、コントローラ３は、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満でショート判定がなされなくとも、電流Ｉ１が第一電流閾値Ｉβ以上であると異常ありと診断する。この状況で第二電流センサ２が検知した電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ未満である場合、大電流が保護ラインＳＫＬに流れているのが分かるので、コントローラ３は、前述の通り、第一ダイオードＤ１に異常があると診断する。

また、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満で第一電流閾値Ｉβ以上であってコントローラ３が異常ありと診断した状況で第二電流センサ２が検知する電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ以上である場合、大電流は第一ラインＬ１に流れているのが分かる。この場合、コントローラ３は、前述の通り、第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌまたはメインスイッチＭＳがショートして大電流が流れているので、これらに異常があると診断する。

なお、前述したところでは、第一電流センサ１が検知する電流Ｉ１による異常診断を行ってから第二電流センサ２が検知する電流Ｉ２による異常診断を行うように説明しているが、段階的に異常診断を行うのではなく、電流Ｉ１，Ｉ２の比較を同時に行って異常診断してもよい。

さらに、フェールスイッチＦＳをオンしているがメインスイッチＭＳをオフしてソレノイドＳｏｌへの電流供給を停止しているにも拘わらず、電流Ｉ１が所定時間継続して第一電流閾値Ｉβ以上となっているか、或いは、電流Ｉ２が所定時間継続して第二電流閾値Ｉγ以上となっている場合には、コントローラ３は、メインスイッチＭＳの異常であると判断する。そして、コントローラ３は、メインスイッチＭＳおよびフェールスイッチＦＳをオフにする。なお、この異常モードでは、メインスイッチＭＳがオフにできない状態となっている可能性が高いが、コントローラ３は、メインスイッチＭＳをオフにする信号を出力する。

なお、第一電流閾値Ｉβを第二電流閾値Ｉγよりも大きな値に設定しているのは、本例では、ソレノイドＳｏｌに流れる電流を検知してコントローラ３による印加電圧の制御に利用する電流センサ２は、電流センサ１より電流検知精度の高いセンサとなっている関係上、第一センサ１で検知する電流Ｉ１に対する第一電流閾値Ｉβを大きくして異常の誤検知を防止している。なお、第二電流閾値Ｉγと第一電流閾値Ｉβを同じ値に設定してもよいが、その場合には、電流センサ１および電流センサ２の電流検知精度を同じにしておくとよい。

このように本発明の駆動回路の異常診断装置Ｆ１によれば、コントローラ３は、第一電流センサ１が検知する電流に基づいて異常診断するので、駆動回路２０がソレノイドＳｏｌを駆動中であっても当該駆動回路２０における異常の有無を診断できる。

よって、本発明の駆動回路の異常診断装置Ｆ１は、車両におけるサスペンションに利用される減衰力調整機能付緩衝器に利用される電磁弁の駆動回路の異常診断に最適となり、車両走行中にタイムリーに異常を検知できる。車両に適用される場合には、異常診断装置Ｆ１は、異常を検知した場合に駆動回路２０を制御する制御装置に対して制御を中止させる指令を送るようにしてもよいし、車両の搭乗者へ異常を認識させるために警告灯の点灯や警告音を発生するようにしてもよい。

さらに、本例の駆動回路の異常診断装置Ｆ１によれば、第一電流センサ１と第二電流センサ２が検知する電流に基づいて、駆動回路２０における異常の有無を診断するので、第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌ或いはメインスイッチＭＳの異常の有無を判定できる。

また、本例の異常診断装置Ｆ１では、第一電流センサ１が検知する電流Ｉ１が第一電流閾値Ｉβ以上であって第二電流センサ２が検知する電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγより小さいと、第一ダイオードＤ１に異常があると診断する。このように異常診断装置Ｆ１が構成されると、駆動回路２０中で第一ダイオードＤ１の異常を特定して診断できる。

さらに、本例の異常診断装置Ｆ１では、第一電流センサ１が検知する電流Ｉ１が第一電流閾値Ｉβ以上であって第二電流センサ２が検知する電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ以上であると、第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌまたはメインスイッチＭＳのいずれかに異常があると診断する。このように異常診断装置Ｆ１が構成されると、駆動回路２０中で第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌまたはメインスイッチＭＳの異常の有無を判定できる。

また、コントローラ３は、駆動回路２０の異常が認められた場合には、フェールスイッチＦＳおよびメインスイッチＭＳをオフにしてフェールセーフを実現する。このように、フェールスイッチＦＳを備えていると、メインスイッチＭＳに故障があってもフェールスイッチＦＳによってフェールセーフを実現できる。また、フェールスイッチＦＳ或いはメインスイッチＭＳのいずれかがショートするような事態が生じてもソレノイドＳｏｌに過電流が流れるのを確実に停止できる。

＜第二の実施の形態＞
図３に示すように、第二の実施の形態の駆動回路の異常診断装置Ｆ２では、駆動回路２１の異常を検知するため、第一電流センサ１、第二電流センサ２、第三電流センサ４および電圧センサ５と、これら第一電流センサ１、第二電流センサ２および第三電流センサ４が検知した電流と電圧センサ５とが検知した電圧に基づいて異常の有無を診断する診断部としてのコントローラ６とを備えて構成されている。

以下、本例の駆動回路の異常診断装置Ｆ２と、異常診断装置Ｆ２が適用される駆動回路２１について詳細に説明する。まず、駆動回路２１について説明する。駆動回路２１は、図３に示すように、第一の実施の形態における駆動回路２０にソレノイドＳｏｌを消磁させる消磁回路ＤＣを加えた構成となっている。

消磁回路ＤＣは、図３に示すように、電力供給ラインＰＳＬの途中であってソレノイドＳｏｌとグランドＧＮＤとの間に設けた消磁用スイッチＤＳと、電力供給ラインＰＳＬの途中であってメインスイッチＭＳと電源Ｂａｔとの間とソレノイドＳｏｌと消磁用スイッチＤＳとの間とを接続する消磁ラインＤＬと、消磁ラインＤＬの途中にグランド側から電源側へ向かう方向を順方向として設置される第二ダイオードＤ２とを備えて構成されている。また、駆動回路２１は、図示しないが図外の制御装置から制御指令の入力を受けてＮチャンネルのＭＯＳＦＥＴからなるメインスイッチＭＳと消磁用スイッチＤＳを開閉制御するスイッチ制御部を備えている。なお、メインスイッチＭＳは、ＰチャンネルのＭＯＳＦＥＴで構成されてもよい。

消磁用スイッチＤＳは、閉じた状態ではソレノイドＳｏｌをグランドＧＮＤへ接地させる。よって、駆動回路２１は、フェールスイッチＦＳと消磁用スイッチＤＳをオン状態にしておくと、電力供給ラインＰＳＬに設けたメインスイッチＭＳの開閉によって、ソレノイドＳｏｌの印加電圧を駆動回路２０と同様に調節できる。したがって、駆動回路２１は、ソレノイドＳｏｌの電流値を図外の制御装置から入力される制御指令が指定する電流値に調節する場合、基本的には消磁用スイッチＤＳをオン状態に維持する。そして、制御指令通りの電流値になるようにソレノイドＳｏｌの印加電圧を調節するため、駆動回路２１は、ソレノイドＳｏｌに流れる電流が制御指令通りになるようにメインスイッチＭＳのＯＮデューティ比を設定してメインスイッチＭＳを開閉する。このように駆動回路２１は、消磁用スイッチＤＳをオンに維持したまま、ＰＷＭ制御によるメインスイッチＭＳの開閉でソレノイドＳｏｌの印加電圧を調節してソレノイドＳｏｌに流れる電流を制御する。

これに対して、ソレノイドＳｏｌを急速に消磁したい場合には、フェールスイッチＦＳをオンにしたまま、メインスイッチＭＳをオフして電源ＢａｔからソレノイドＳｏｌへの電力供給を停止させるとともに消磁用スイッチＤＳもオフして下流側でのソレノイドＳｏｌとグランドＧＮＤとの接続を断つ。

すると、図４に示すように、ソレノイドＳｏｌの図中左端が保護ラインＳＫＬにおける第一ダイオードＤ１を介してグランドＧＮＤに接続され、ソレノイドＳｏｌの図４中右端が消磁ラインＤＬを介して電源Ｂａｔに接続されるルートが有効となる。この状況では、ソレノイドＳｏｌに逆起電力が生じて、電流は、図４中の矢印で示したように、前述の有効となった回路中をグランドＧＮＤから電源Ｂａｔへ向う方向に流れる。そして、この状態では、電源ＢａｔがソレノイドＳｏｌの逆起電力に対向してソレノイドＳｏｌを逆励磁するので、ソレノイドＳｏｌに流れる電流は速やかに消滅してソレノイドＳｏｌは速やかに消磁される。なお、メインスイッチＭＳの開閉によるソレノイドＳｏｌ１の電流調整の際であっても、ソレノイドＳｏｌの電流を急激に下げる必要がある場合にはメインスイッチＭＳのオフとともに消磁用スイッチＤＳもオフさせてソレノイドＳｏｌを消磁させてもよい。

具体的には、メインスイッチＭＳと消磁用スイッチＤＳを共にオンしてソレノイドＳｏｌへ通電すると、図５に示すように、ソレノイドＳｏｌが印加されて電流が増加し、消磁用スイッチＤＳをオンにしたままメインスイッチＭＳをオフするとソレノイドＳｏｌに流れる電流が徐々に減少し、メインスイッチＭＳと消磁用スイッチＤＳを共にオフするとソレノイドＳｏｌに流れる電流は速やかに減少する。したがって、本例の駆動回路２１にあっては、ソレノイドＳｏｌを応答性よく消磁させ得る。

異常診断装置Ｆ２は、電力供給ラインＰＳＬの途中であってメインスイッチＭＳの上流の電流を検知する第一電流センサ１と、電力供給ラインＰＳＬの途中であって保護ラインＳＫＬの接続点と第一ラインＬ１の接続点との間の電流を検知する第二電流センサ２と、電力供給ラインＰＳＬの途中であって第二ラインＬ２と消磁用スイッチＤＳとの間の電流を検知する第三電流センサ４と、電力供給ラインＰＳＬの途中であって第二ラインＬ２と消磁用スイッチＤＳとの間の電圧を検知する電圧センサ５と、これら第一電流センサ１、第二電流センサ２、第三電流センサ４および電圧センサ５が検知した電流に基づいて異常の有無を診断する診断部としてのコントローラ６とを備えて構成されている。

コントローラ６は、消磁用スイッチＤＳがオン状態とされている場合、第一電流センサ１が検知した電流Ｉ１とショート電流閾値Ｉαとを比較して、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα以上であると異常ありと診断して、フェールスイッチＦＳを直ちにオフする。また、コントローラ６は、第一電流センサ１が検知した電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満であっても、電流Ｉ１が第一電流閾値Ｉβ以上である場合、異常ありと診断する。さらに、コントローラ６は、電流Ｉ１が第一電流閾値Ｉβ未満であると異常なしと診断する。

そして、コントローラ６は、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満であって第一電流閾値Ｉβ以上であって異常ありと診断したうえで、第三電流センサ４が検知した電流Ｉ３と第一電流閾値Ｉβとを比較する。この比較の結果、電流Ｉ３が第一電流閾値Ｉβ以上であると、コントローラ６は第二ダイオードＤ２に異常ありと診断する。また、コントローラ６は、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満であって第一電流閾値Ｉβ以上であって異常ありと診断したうえで、電流Ｉ３と第一電流閾値Ｉβとを比較して、電流Ｉ３が第一電流閾値Ｉβ未満であると第一ダイオードＤ１あるいは第一コンデンサＣ１またはソレノイドＳｏｌに異常ありと診断する。

また、コントローラ６は電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満であって第一電流閾値Ｉβ以上であって異常ありと診断した場合に、第二電流センサ２が検知した電流Ｉ２と第二電流閾値Ｉγとを比較する。この比較の結果、電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ未満であると、コントローラ６は第一ダイオードＤ１または第二ダイオードＤ２に異常ありと診断する。なお、前記比較の結果、電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ以上であると、コントローラ６は第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌまたはメインスイッチＭＳに異常ありと診断する。

コントローラ６は、メインスイッチＭＳと消磁用スイッチＤＳをオフにする消磁時において、電圧センサ５が検知する電圧が所定の電圧閾値Ｖｒｅｆより低いと第二コンデンサＣ２の異常またはソレノイドＳｏｌのショートの異常があると判断する。

第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１および第二ダイオードＤ２が正常であれば、消磁用スイッチＤＳとメインスイッチＭＳをオンにするとソレノイドＳｏｌへ電流が流れる。よって、第一電流センサ１で検知される電流Ｉ１は、ＰＷＭ制御によって調整されるソレノイドＳｏｌの印加電圧に比例する値となる。ここで、第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１あるいは第二ダイオードＤ２の一つまたは複数が破損してショートする場合を考える。このようなショートが生じた場合、消磁用スイッチＤＳをオンにした状態でメインスイッチＭＳをオンすると電源Ｂａｔが保護ラインＳＫＬあるいは第一ラインＬ１あるいは消磁ラインＤＬによってグランドＧＮＤへ接地されてしまう。このような状況では、電力供給ラインＰＳＬと、保護ラインＳＫＬあるいは第一ラインＬ１、または消磁ラインＤＬに大電流が流れる。第一ダイオードＤ１が異常であって第一コンデンサＣ１および第二ダイオードＤ２が正常であれば、大電流は保護ラインＳＫＬに流れる。第一ダイオードＤ１および第二ダイオードＤ２が正常であって第一コンデンサＣ１が異常であれば、大電流は第一ラインＬ１に流れる。また、第一ダイオードＤ１および第一コンデンサＣ１が正常であって第二ダイオードＤ２が異常であれば、大電流は消磁ラインＤＬに流れる。なお、ショート電流閾値Ｉαは、前述したように、電流がソレノイドＳｏｌへ流れる場合には生じないほどの大きな電流値に設定してあり、本例では３０Ａに設定してある。第二電流閾値Ｉγについても第一の実施の形態と同様に、本例では３Ａに設定してある。

よって、第一電流センサ１が検知する電流Ｉ１が第一電流閾値Ｉβ以上となる場合には、第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１、第二ダイオードＤ２或いはソレノイドＳｏｌのうち一つ以上に異常があると認められるので、前述の通り、診断部６は、駆動回路２１に異常があると診断する。

なお、本例では、コントローラ６は、第三電流センサ４を設けて電流Ｉ３を検知して異常の有無を診断しているが、消磁用スイッチＤＳの温度を検知して、温度に基づいて同様の診断をしてもよい。第二ダイオードＤ２の異常診断では、消磁用スイッチＤＳは、オンされており電流を流せる状態となっているので、第二ダイオードＤ２がショートすると消磁用スイッチＤＳにも大電流が流れて発熱する。このように、この消磁用スイッチＤＳの温度を検知しても第二ダイオードＤ２がショートした際に大電流が流れているのを検知できる。よって、図３の一点鎖線で示すように、第三電流センサ４の代わりに消磁用スイッチＤＳの温度を検知する温度センサ７を設けて、消磁用スイッチＤＳの温度が温度閾値以上となると第二ダイオードＤ２の異常を診断してもよい。温度閾値は、正常状態では消磁用スイッチＤＳが採りえない温度の高い温度に設定されればよい。

電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満であって第一電流閾値Ｉβ以上であり、第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１、第二ダイオードＤ２、ソレノイドＳｏｌ或いはメインスイッチＭＳのいずれかに異常ありと診断された状況で、第二電流センサ２が検知する電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ未満である場合、コントローラ６は、第一ダイオードＤ１または第二ダイオードＤ２に異常があると診断する。

また、電流Ｉ１がショート電流閾値Ｉα未満であって第一電流閾値Ｉβ以上であり、第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１、第二ダイオードＤ２、ソレノイドＳｏｌ或いはメインスイッチＭＳのいずれかに異常ありと診断された状況で、第二電流センサ２が検知する電流Ｉ２が第二電流閾値Ｉγ以上である場合、コントローラ６は、前述の通り、第一コンデンサＣ１、ソレノイドＳｏｌまたはメインスイッチＭＳに異常があると診断する。

これとは別に、第二コンデンサＣ２がショートまたはソレノイドＳｏｌがショートすると、メインスイッチＭＳと消磁用スイッチＤＳをオフにしてソレノイドＳｏｌを消磁させようとしても、第二コンデンサＣ２が正常である場合に比較して電流降下速度が著しく低下する。第二コンデンサＣ２がショートすると、メインスイッチＭＳと消磁用スイッチＤＳをオフにしてもソレノイドＳｏｌの逆起電力に対向するように電圧を印加できなくなり、電流降下速度が著しく低下するのである。よって、コントローラは、消磁時に電圧センサ５が検知する電圧が所定の電圧閾値Ｖｒｅｆ未満となると第二コンデンサＣ２が異常であると診断する。電圧閾値Ｖｒｅｆは、第二コンデンサＣ２が正常である場合には採りえないような値に設定すればよい。また、コントローラ６は、電流Ｉ２がサンプリングされる毎に、前回と今回のサンプリングデータの差、つまり、電流Ｉ２の電流差を求めて、この電流差が所定の閾値よりも小さくなる場合に第二コンデンサＣ２の異常と診断してもよい。

そして、コントローラ６は、異常を検知すると、フェールスイッチＦＳ、メインスイッチＭＳおよび消磁スイッチＤＳをそれぞれオフにするフェールセーフ時の動作を実行する。

さらに、フェールスイッチＦＳをオンしているがメインスイッチＭＳをオフしてソレノイドＳｏｌへの電流供給を停止しているにも拘わらず、電流Ｉ１が所定時間継続して第一電流閾値Ｉβ以上となっているか、或いは、電流Ｉ２が所定時間継続して第二電流閾値Ｉγ以上となっている場合には、コントローラ６は、第一の実施の形態と同様に、メインスイッチＭＳの異常であると判断する。そして、コントローラ６は、メインスイッチＭＳ、フェールスイッチＦＳおよび消磁スイッチＤＳをオフにする。なお、この異常モードでは、メインスイッチＭＳがオフにできない状態となっている可能性が高いが、コントローラ６は、メインスイッチＭＳをオフにする信号を出力する。第一電流閾値Ｉβは、前述したように、本例では４Ａに設定されている。なお、本例では、フェールスイッチＦＳ、メインスイッチＭＳおよび消磁スイッチＤＳの三つのスイッチを設けてフェール動作させているので、より安全性が向上する。

なお、前述したところでは、第一電流センサ１が検知する電流Ｉ１による異常診断を行い、第三電流センサ４あるいは温度センサ７を利用した異常診断を行って、最後に第二電流センサ２が検知する電流Ｉ２による異常診断を行うように説明しているが、段階的に異常診断を行うのではなく、これらの診断を同時に行ってもよい。

このように本発明の駆動回路の異常診断装置Ｆ２によれば、コントローラ６は、第一電流センサ１および第二電流センサ２が検知する電流Ｉ１，Ｉ２、第三電流センサ４が検知する電流Ｉ３あるいは温度センサ７が検知する温度、電圧センサ５が検知する電圧に基づいて異常診断するので、駆動回路２１がソレノイドＳｏｌを駆動中であっても当該駆動回路２１における異常の有無を診断できる。

よって、本発明の駆動回路の異常診断装置Ｆ２は、車両におけるサスペンションに利用される減衰力調整機能付緩衝器に利用される電磁弁の駆動回路の異常診断に最適となり、車両走行中にタイムリーに異常を検知できる。車両に適用される場合には、異常診断装置Ｆ２は、異常を検知した場合に駆動回路２１を制御する制御装置に対して制御を中止させる指令を送るようにしてもよいし、車両の搭乗者へ異常を認識させるために警告灯の点灯や警告音を発生するようにしてもよい。

さらに、本例の駆動回路の異常診断装置Ｆ２によれば、第一電流センサ１と第二電流センサ２が検知する電流と、第三電流センサ４が検知する電流Ｉ３あるいは温度センサ７が検知する温度に基づいて、駆動回路２１における異常の有無を診断するので、第一ダイオードＤ１、第一コンデンサＣ１、第二ダイオードＤ２、ソレノイドＳｏｌまたはメインスイッチＭＳのいずれかでの異常を検知できる。

また、本例の駆動回路の異常診断装置Ｆ２によれば、第一電流センサ１と第二電流センサ２が検知する電流と、第三電流センサ４が検知する電流Ｉ３あるいは温度センサ７が検知する温度と、電圧センサ５が検知した電圧に基づいて、駆動回路２１における異常の有無を診断する。

さらに、本例の異常診断装置Ｆ２では、消磁時において電圧センサ５が検知する電圧の検出値が低いと第二コンデンサＣ２またはソレノイドＳｏｌに異常があると診断する。このように異常診断装置Ｆ２が構成されると、駆動回路２１中で第二コンデンサＣ２またはソレノイドＳｏｌの異常を特定して診断できる。

また、コントローラ６は、駆動回路２１の異常が認められた場合には、フェールスイッチＦＳ、メインスイッチＭＳおよび消磁スイッチＤＳをオフにしてフェールセーフを実現する。よって、フェールスイッチＦＳ、メインスイッチＭＳ或いは消磁スイッチＤＳのいずれかがショートするような事態が生じてもソレノイドＳｏｌに過電流が流れるのを確実に停止できる。

なお、本発明の駆動回路２０，２１の異常診断装置Ｆ１，Ｆ２は、緩衝器の電磁弁を駆動する駆動回路以外にも利用でき、磁歪アクチュエータを駆動する駆動回路に適用したり、ソレノイドアクチュエータを駆動する駆動回路に適用されてもよい。また、緩衝器が作動液体を磁気粘性流体とする磁気粘性緩衝器とされる場合、緩衝器の伸縮時に磁気粘性流体が通過する通路に磁界を作用させるソレノイドへ電力供給する駆動回路にも適用できる。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形及び変更が可能である。

１・・・第一電流センサ、２・・・第二電流センサ、４・・・第三電流センサ、５・・・電圧センサ、７・・・温度センサ、２０，２１・・・駆動回路、Ｂａｔ・・・電源、Ｃ１・・・第一コンデンサ、Ｃ２・・・第二コンデンサ、Ｄ１・・・第一ダイオード、Ｄ２・・・第二ダイオード、ＤＣ・・・消磁ライン、ＤＳ・・・消磁用スイッチ、Ｆ１，Ｆ２・・・異常診断装置、ＧＮＤ・・・グランド、Ｌ１・・・第一ライン、Ｌ２・・・第二ライン、ＭＳ・・・メインスイッチ、ＰＳＬ・・・電力供給ライン、ＳＫＬ・・・保護ライン、Ｓｏｌ・・・ソレノイド

Claims (4)

1. 電源とグランドとを接続し途中にソレノイドを設けた電力供給ラインと、前記電力供給ラインの途中であって前記ソレノイドよりも電源側に設けたメインスイッチと、前記メインスイッチと前記ソレノイドとの間を前記グランドへ接続する保護ラインと、前記保護ラインの途中であってグランド側から電源側へ向う方向を順方向として設置される第一ダイオードと、前記電力供給ラインの途中であって前記ソレノイドの前記電源側の一端を前記グランドに接続する第一ラインに介装される第一コンデンサとを有して前記ソレノイドへ電力供給する駆動回路の異常診断装置であって、
   前記電力供給ラインの途中であって前記メインスイッチの上流の電流を検知する第一電流センサと、
   前記電力供給ラインの途中であって前記保護ラインとの接続点から前記ソレノイドに流れる電流を検知する第二電流センサを備え、
   前記第一電流センサが検知する電流が第一電流閾値以上であって、前記第二電流センサが検知する電流が第二電流閾値より大きいと、前記第一コンデンサ、前記ソレノイドまたは前記メインスイッチに異常があると診断する
   ことを特徴とする駆動回路の異常診断装置。
2. 電源とグランドとを接続し途中にソレノイドを設けた電力供給ラインと、前記電力供給ラインの途中であって前記ソレノイドよりも電源側に設けたメインスイッチと、前記メインスイッチと前記ソレノイドとの間を前記グランドへ接続する保護ラインと、前記保護ラインの途中であってグランド側から電源側へ向う方向を順方向として設置される第一ダイオードと、前記電力供給ラインの途中であって前記ソレノイドの前記電源側の一端を前記グランドに接続する第一ラインに介装される第一コンデンサとを有して前記ソレノイドへ電力供給する駆動回路の異常診断装置であって、
   前記駆動回路は、前記電力供給ラインの途中であって前記ソレノイドと前記グランドとの間に設けた消磁用スイッチと、前記電力供給ラインの途中であって前記メインスイッチと前記電源の間と前記ソレノイドと前記消磁用スイッチの間を接続する消磁ラインと、前記消磁ラインの途中であってグランド側から電源側へ向かう方向を順方向として設置される第二ダイオードとを有し、
   前記電力供給ラインの途中であって前記メインスイッチの上流の電流を検知する第一電流センサと、
   前記電力供給ラインの途中であって前記保護ラインとの接続点から前記ソレノイドに流れる電流を検知する第二電流センサとを備え、
   前記第一電流センサが検知する電流が第一電流閾値以上であって、前記第二電流センサが検知する電流が第二電流閾値より小さいと、前記第一ダイオードまたは前記第二ダイオードに異常があると診断する
   ことを特徴とする駆動回路の異常診断装置。
3. 前記駆動回路は、前記電力供給ラインの途中であって前記ソレノイドの前記グランド側の他端を前記グランドに接続する第二ラインに介装される第二コンデンサをさらに有し、
   前記電力供給ラインの途中であって前記第二ラインと前記消磁用スイッチとの間の電圧を検知する電圧センサを備え、
   消磁時において前記電圧センサが検知する電圧が電圧閾値より低いと前記第二コンデンサまたは前記ソレノイドに異常があると診断する
   ことを特徴とする請求項２に記載の駆動回路の異常診断装置。
4. 前記電力供給ラインの前記メインスイッチよりも前記電源側に設けたフェールスイッチを備え、
   前記第一電流センサが検知する電流が前記第一電流閾値より大きいショート電流閾値以上であると前記フェールスイッチをオフする
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動回路の異常診断装置。

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