JP2002180895A - 車載電気負荷駆動系の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 マイクロプロセッサにより制御される複数系
統の開閉素子、電気負荷および配線などの短絡および断
線異常などを手軽に検出する車載電気負荷駆動系の異常
検出装置を得る。 【解決手段】 ＣＰＵ１１０ａからの断続信号Ｐ１、Ｐ
２により順次開閉動作する開閉素子１１４ａ〜１１４ｄ
は、電気負荷１０３ａ〜１０３ｄを駆動する。開閉素子
１１４ａ〜１１４ｄの遮断時に応答した個別状態検出信
号は、ダイオード１１６ａで論理和結合されて合成状態
検出信号Ｐ３としてＣＰＵ１１０ａに入力され一時記憶
され、その後の断続信号Ｐ１、Ｐ２のパルスエッジで読
出記憶後にリセットされる。読出記憶情報が異常発生を
示していれば異常警報表示器１０６を作動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、たとえば自動車
用エンジンの排気ガス循環通路に設けられた循環ガス量
の調整弁やアイドル回転速度制御用の吸気弁などの駆動
制御に用いられる複数の電気負荷（ステッピングモータ
の場合には、多相の界磁コイルなど）を駆動制御するた
めの車載電気負荷駆動系の異常検出装置に関し、特に電
気負荷自体の断線または短絡異常、電気負荷駆動用の開
閉素子の断線または短絡異常、または、電気負荷および
開閉素子間の配線などの断線または短絡異常を手軽に検
出可能な改良された車載電気負荷駆動系の異常検出装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車用エンジンなどに搭載さ
れた電気負荷駆動系の異常検出装置としては、電気負荷
自体の異常（断線または短絡異常）、電気負荷駆動用開
閉素子の異常、または、電気負荷および開閉素子間の配
線の異常を検出するために、種々の方式を用いた装置が
知られている。

【０００３】第１の従来装置としては、負荷電流検出方
式を用いたものがあり、これは、電気負荷に通電したと
きに、電流検出用直列抵抗器に発生する電圧降下を監視
し、適正電流が流れているか否かを判定するものであ
る。

【０００４】この場合、負荷短絡や配線短絡などが発生
すれば電気負荷に過大な電流が流れ、一方、負荷断線、
配線断線または開閉素子の閉路異常などが発生すれば、
電気負荷電流が所定値未満になることにより、各部の異
常を総合的に検出することができる。

【０００５】このような負荷電流検出方式は、負荷や配
線の短絡異常発生時に開閉素子を自動的に遮断して開閉
素子の破損を防止する場合に有効であるが、電気負荷が
誘導性負荷の場合には、開閉素子の導通直後で電流上昇
遅れが発生するので、不用意に断線異常と判定しないよ
うな遅延検出処理が必要となる。

【０００６】また、第２の従来装置としては、漏れ電流
検出方式を用いたものがあり、これは、負荷駆動用開閉
素子と並列に漏れ電流を流すための高抵抗器を接続し、
この高抵抗器の分圧電圧を監視するものである。

【０００７】この場合、開閉素子を遮断したときに電気
負荷に流れる漏れ電流が無ければ、電気負荷や配線の断
線または開閉素子の短絡異常として、各部の異常を総合
的に検出することができる。

【０００８】さらに、第３の従来装置としては、サージ
電圧検出方式を用いたものがあり、これは、電気負荷
（誘導性負荷）駆動用開閉素子を遮断したときに、誘導
性負荷が発生するサージ電圧を検出するものである。

【０００９】この場合、サージ電圧が無ければ、電気負
荷や配線の断線、開閉素子の遮断異常、電気負荷や配線
の短絡による遮断異常として、各部の異常を総合的に検
出することができる。

【００１０】しかしながら、サージ電流検出方式を用い
た場合も、開閉素子の遮断直後においてはサージ電圧の
発生遅れがあるので、不用意に異常と判定しないような
遅延検出処理が必要となる。

【００１１】たとえば、特開平３−２０３５９９号公報
（特許第２６３９１４４号）に参照される排気ガス循環
弁制御装置においては、負荷電流検出方式を用いたステ
ッピングモータ駆動系の異常検出装置が開示されてい
る。

【００１２】この場合、ステッピングモータの４つの界
磁コイルに関する異常をディレイラッチして、これらを
ＡＮＤ結合した総合異常判定結果をマイクロプロセッサ
に取込むようにした「外部ハードウェア（以下、「Ｈ／
Ｗ」と記す）方式」が採用されている。

【００１３】また、特開平１０−２５７７９９号公報に
参照される多チャンネル（複数系統の）出力装置の出力
オープン検出装置においては、漏れ電流検出方式を用い
たステッピングモータ駆動系の異常検出装置が開示され
ている。

【００１４】この場合、ステッピングモータの４つの界
磁コイルに関する正常状態信号をダイオードでＯＲ結合
して、積分回路をリセットするとともに、積分回路の出
力を総合異常判定結果として、必要に応じてマイクロプ
ロセッサに取込み可能にした「外部Ｈ／Ｗ方式」が採用
されている。

【００１５】同様に、特開平１０−９０２７号公報に参
照される燃料噴射弁の駆動回路においても、漏れ電流検
出方式を用いた燃料噴射弁駆動用電磁コイル駆動系の異
常検出装置が開示されている。

【００１６】また、特開平７−９９７９６号公報に参照
されるステッピングモータの駆動装置においては、負荷
電流検出方式と漏れ電流検出方式とを併用したステッピ
ングモータ駆動系の異常検出装置が開示されている。

【００１７】この場合、各種状態信号を論理結合してマ
イクロプロセッサに入力し、入力されたパルス列の周期
およびデューティ比をマイクロプロセッサ内で監視する
ことにより、断線または短絡検出を行うようにした「内
部ソフトウェア（以下、「Ｓ／Ｗ」と記す）方式」が採
用されている。

【００１８】さらに、特公平７−９２０１６号公報に参
照される内燃機関用燃料噴射弁駆動回路の故障検出回路
においては、サージ電圧検出方式を用いた燃料噴射弁駆
動用電磁コイル駆動系の異常検出装置が開示されてい
る。

【００１９】なお、上述した通り、多数の電気負荷に対
する公知の異常検出手段としては、ハードウエアで判定
および合成した結果をマイクロプロセッサに取込むよう
にした「外部Ｈ／Ｗ方式」の異常検出装置と、合成され
た状態信号をマイクロプロセッサに入力して、マイクロ
プロセッサ内部で判定処理を行うようにした「内部Ｓ／
Ｗ方式」の異常検出装置とに大別される。

【００２０】たとえば、上記特開平３−２０３５９９号
公報や特開平１０−２５７７９９号公報に参照されるよ
うな「外部Ｈ／Ｗ方式」を採用した場合には、寸法およ
びコスト面で不利となる。

【００２１】したがって、この点に鑑みれば、上記特開
平７−９９７９６号公報に参照されるような「内部Ｓ／
Ｗ方式」が望ましいが、この場合、多数の電気負荷の内
どの負荷系統が異常となったものであるかを特定する概
念が開示されていない。

【００２２】

【発明が解決しようとする課題】従来の車載電気負荷駆
動系の異常検出装置は以上のように、外部Ｈ／Ｗ方式を
採用した場合には、寸法およびコスト面で不利になると
いう問題点があった。

【００２３】また、内部Ｓ／Ｗ方式を採用した場合に
は、多数の電気負荷の内どの負荷系統が異常となったも
のであるかを特定する概念がなく、このため保守作業が
困難となるという問題点があった。

【００２４】また、内部Ｓ／Ｗ方式を採用した場合に
は、単に負荷系統に異常があるか否かを総合的に判定す
る上でも、相互誘導ノイズ（後述する）の影響があるの
で、正確な異常判定が困難になるという問題点があっ
た。

【００２５】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、安価で且つ簡易な外部Ｈ／Ｗに
よる個別状態検出信号を論理結合した単一の合成状態検
出信号をマイクロプロセッサに入力し、マイクロプロセ
ッサ内のＳ／Ｗ処理によって正しい異常検出を行うとと
もに、異常な負荷系統を正確に特定可能にして、保守作
業の容易化を実現した車載電気負荷駆動系の異常検出装
置を得ることを目的とする。

【００２６】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
る車載電気負荷駆動系の異常検出装置は、電源電圧を発
生する車載バッテリと、車載バッテリにより給電されて
断続信号を生成するマイクロプロセッサと、断続信号に
応答して互いに異なる時刻に順次開閉動作する複数系統
の開閉素子と、各開閉素子の開閉動作によって各系統毎
に個別に駆動される複数系統の電気負荷と、各開閉素子
および各電気負荷の各系統毎の個別状態を示す複数系統
の個別状態検出信号を論理結合して、合成状態検出信号
としてマイクロプロセッサに入力する検出信号合成手段
と、マイクロプロセッサにより駆動される異常警報表示
手段とを備え、各個別状態検出信号は、各系統毎の、開
閉素子の短絡または開放異常と、電気負荷の短絡または
開放異常と、開閉素子と電気負荷との間の配線の短絡ま
たは開放異常との少なくとも１つの異常状態を示し、マ
イクロプロセッサは、合成状態検出信号が入力されたこ
とを記憶する一時記憶手段と、断続信号の今回の立上が
り時点または立下がり時点で一時記憶手段の内容を読み
出して、各開閉素子と、各電気負荷と、各開閉素子と各
電気負荷との間の配線との少なくとも１つの異常の有無
を、各系統毎に判定して記憶する個別判定記憶手段と、
個別判定記憶手段の動作後に一時記憶手段の内容を消去
するリセット手段とを含み、個別判定記憶手段の少なく
とも１つの記憶内容が異常を示す場合に、異常警報表示
手段を作動させるものである。

【００２７】また、この発明の請求項２に係る車載電気
負荷駆動系の異常検出装置は、請求項１において、電気
負荷は、車載バッテリから給電される誘導性負荷を含
み、個別状態検出信号は、電気負荷の通電を遮断したと
きに発生する電源電圧よりも高電圧のサージ電圧からな
るものである。

【００２８】また、この発明の請求項３に係る車載電気
負荷駆動系の異常検出装置は、請求項１において、各個
別状態検出信号は、電気負荷の駆動出力端子の電圧変化
を検出するための微分信号電圧からなり、同一時刻に複
数の個別状態検出信号が重複生成されないものである。

【００２９】また、この発明の請求項４に係る車載電気
負荷駆動系の異常検出装置は、請求項１から請求項３ま
でのいずれかにおいて、マイクロプロセッサは、外部ツ
ールが接続されるインタフェースを含み、個別判定記憶
手段の内容は、インタフェースを介して、外部ツールに
より読み出し表示されるとともに、外部ツールによって
リセットされるものである。

【００３０】また、この発明の請求項５に係る車載電気
負荷駆動系の異常検出装置は、請求項１から請求項４ま
でのいずれかにおいて、電気負荷は、多相ステッピング
モータの界磁コイルを含み、個別判定記憶手段は、多相
ステッピングモータの特定の回転方向に対して記憶動作
を行うものである。

【００３１】また、この発明の請求項６に係る車載電気
負荷駆動系の異常検出装置は、請求項１から請求項４ま
でのいずれかにおいて、電気負荷は、多相ステッピング
モータの界磁コイルを含み、マイクロプロセッサは、多
相ステッピングモータの回転方向を判定する回転方向判
定手段を含み、個別判定記憶手段は、回転方向判定手段
の判定結果に応答して、界磁コイルを含む故障系統を識
別するものである。

【００３２】

【発明の実施の形態】実施の形態１．以下、図面を参照
しながら、この発明の実施の形態１について詳細に説明
する。図１はこの発明の実施の形態１を示すブロック構
成図である。

【００３３】図１において、異常検出装置１００ａは、
マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）１１０ａと、マイクロプ
ロセッサ１１０ａに関連する回路要素１１１〜１２５
（後述する）と、電源端子ＩＧＳおよびバッテリ入力端
子ＢＡＴと、４系統のコネクタ端子Ａ１〜Ｄ１とを有
し、コネクタ端子Ａ１〜Ｄ１を介して外部接続されたス
テッピングモータ１０１ａを駆動制御する。

【００３４】マイクロプロセッサ１１０ａは、断続信号
Ｐ１、Ｐ２を出力する出力端子と、異常検出用の合成状
態検出信号Ｐ３を取り込む割込み入力端子と、表示（ラ
ンプ）駆動出力端子ＬＰと、ＲＡＭ１３０ａおよびＲＯ
Ｍ１３１ａとを有する。

【００３５】ステッピングモータ１０１ａは、回転子１
０２と、多相（４相）の界磁コイル１０３ａ、１０３
ｂ、１０３ｃ、１０３ｄと、４系統のコネクタ端子Ａ２
〜Ｄ２とを有する。

【００３６】各界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄは、コネ
クタ端子Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２を介して、異常検出装
置１００ａのコネクタ端子Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に接
続されている。

【００３７】ステッピングモータ１０１ａ内の各界磁コ
イル１０３ａ〜１０３ｄの他端は、電源スイッチ１０５
を介して車載バッテリ１０４の出力端子が接続されてお
り、ステッピングモータ１０１ａは、車載バッテリ１０
４からの電源電圧が電源スイッチ１０５を介して給電さ
れる。

【００３８】また、異常検出装置１００ａのバッテリ入
力端子ＢＡＴは、車載バッテリ１０４に直接接続され、
異常検出装置１００ａの電源端子ＩＧＳは、電源スイッ
チ１０５を介して車載バッテリ１０４に接続されてい
る。

【００３９】これにより、異常検出装置１００ａには、
車載バッテリ１０４からの電源電圧が直接的にまたは電
源スイッチ１０５を介して給電される。

【００４０】ランプなどからなる異常警報表示器１０６
は、異常検出装置１００ａ内のマイクロプロセッサ１１
０ａの制御下で駆動される。また、外部ツール１４０
は、ケーブル１４１を介して異常警報装置１００ａ内の
マイクロプロセッサ１１０ａに接続されている。

【００４１】異常検出装置１００ａにおいて、通信用の
インタフェース１１１は、マイクロプロセッサ１１０ａ
と外部ツール１４０とを接続している。プルダウン抵抗
器１１２ａ、１１２ｃは、マイクロプロセッサ１００ａ
から出力される断続信号Ｐ１、Ｐ２をグランド側にプル
ダウンする。

【００４２】ベース抵抗器１１３ａ、１１３ｂ、１１３
ｃ、１１３ｄは、マイクロプロセッサ１００ａからの断
続信号に応答して、エミッタ接地のトランジスタにより
構成された４系統の開閉素子１１４ａ、１１４ｂ、１１
４ｃ、１１４ｄを駆動する。

【００４３】ベース抵抗器１１３ａおよび１１３ｃは、
マイクロプロセッサ１００ａからの断続信号を通過さ
せ、ベース抵抗器１１３ｂおよび１１３ｄは、論理反転
素子１１５ｂおよび１１５ｄを介した断続信号を通過さ
せるようになっている。

【００４４】各開閉素子１１４ａ〜１１４ｄのコレクタ
端子は、マイクロプロセッサ１００ａの各コネクタ端子
Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１に接続されて、ステッピングモ
ータ１０１ａ内の４系統の界磁コイル１０３ａ、１０３
ｂ、１０３ｃ、１０３ｄを駆動する。

【００４５】また、各開閉素子１１４ａ〜１１４ｄのコ
レクタ端子は、ＯＲ結合用ダイオード１１６ａを介して
抵抗器１１７に接続されている。抵抗器１１７の他端
は、トランジスタ１１８のエミッタ端子に接続されてい
る。

【００４６】トランジスタ１１８のエミッタ端子は、抵
抗器１１７を介してＯＲ結合用ダイオード１１６ａのカ
ソード側に接続されるとともに、エミッタ抵抗器１１９
を介して電源端子ＩＧＳに接続されている。

【００４７】トランジスタ１１８のベース端子と電源端
子ＩＧＳとの間には、ドロッパダイオード１２０が接続
されている。トランジスタ１１８のコレクタ端子は、ベ
ース抵抗器１２１を介してエミッタ接地のトランジスタ
１２２を駆動する。

【００４８】トランジスタ１２２のベース／エミッタ端
子間には、安定抵抗器１２３が接続されている。合成状
態検出信号Ｐ３を生成するトランジスタ１２２のコレク
タ端子は、マイクロプロセッサ１１０ａの割込み入力端
子に接続されている。

【００４９】電源ユニット（ＰＳＵ）１２４は、電源端
子ＩＧＳおよびＢＡＴ端子から供給される電源電圧を制
御用定電圧に変換出力し、マイクロプロセッサ１１０ａ
に給電する。

【００５０】プルアップ抵抗器１２５は、トランジスタ
１２２のコレクタ端子と電源ユニット１２４の出力端子
との間に接続されている。

【００５１】なお、電源端子ＢＡＴから供給される電源
電圧は、電源スイッチ１０５を開放したときのスリープ
電源として用いられ、マイクロプロセッサ１１０ａと協
動するＲＡＭ１３０ａの一部を記憶保持するためのもの
である。

【００５２】また、マイクロプロセッサ１１０ａは、Ｒ
ＯＭ１３１ａに格納されたプログラムにしたがう制御動
作を行うとともに、インタフェース１１１を介して外部
ツール１４０との通信を行うようになっている。

【００５３】さらに、マイクロプロセッサ１１０ａの割
込み入力端子に入力される合成状態検出信号Ｐ３は、マ
イクロプロセッサ１１０ａにより常時監視されており、
「Ｌ」レベル信号を「意味あり」信号としてＲＡＭ１３
０ａ内に取込まれるようになっている。

【００５４】次に、図２〜図４に示したタイミングチャ
ートを参照しながら、この発明の実施の形態１による動
作について詳細に説明する。図２はステッピングモータ
１０１ａの正常正転動作時の各信号波形を示すタイミン
グチャートである。

【００５５】図２において、マイクロプロセッサ１１０
ａの断続信号Ｐ１の立上がりタイミングは、エッジＥ
１、Ｅ５、Ｅ９で示され、立下がりタイミングは、エッ
ジＥ３、Ｅ７、Ｅ１１で示されている。

【００５６】また、マイクロプロセッサ１１０ａの断続
信号Ｐ２の立上がりはエッジＥ４、Ｅ８、Ｅ１２で示さ
れ、立下がりエッジはＥ２、Ｅ６、Ｅ１０で示されてい
る。

【００５７】断続信号Ｐ１の立上がりエッジＥ１、Ｅ
５、Ｅ９の時点での断続信号Ｐ２は、「Ｈ」レベルとな
っており、断続信号Ｐ１の立下がりエッジＥ３、Ｅ７、
Ｅ１１の時点での断続信号Ｐ２は、「Ｌ」レベルとなっ
ており、これが正転状態を表している。

【００５８】Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１は開閉素子１１４
ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄのコレクタ端子電圧
波形すなわち異常検出装置１００ａのコネクタ端子Ａ
１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１の電圧波形を示しており、界磁コ
イル１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄへの通電
時は「Ｌ」、遮断時は「Ｈ」レベルとなっている。

【００５９】各電圧波形Ａ１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１内の２
００ａ〜２００ｄは、電気負荷の通電遮断時に発生する
サージ電圧（個別状態検出信号）波形であり、２００ａ
は断続信号Ｐ１の立下がりエッジＥ３で界磁コイル１０
３ａの通電が遮断されたときのサージ電圧、２００ｂは
断続信号Ｐ１の立上がりエッジＥ１で界磁コイル１０３
ｂの通電が遮断されたときのサージ電圧である。

【００６０】また、２００ｃは断続信号Ｐ２の立下がり
エッジＥ２で界磁コイル１０３ｃの通電が遮断されたと
きのサージ電圧、２００ｄは断続信号Ｐ２の立上がりエ
ッジＥ４で界磁コイル１０３ｄの通電が遮断されたとき
のサージ電圧である。

【００６１】各サージ電圧２００ａ〜２００ｄによって
流れる電流（個別状態検出信号）は、ＯＲ結合用ダイオ
ード１１６ａを介して合成され、さらに、抵抗器１１
７、エミッタ抵抗器１１９および電源スイッチ１０５を
介して、車載バッテリ１０４に吸収される。

【００６２】しかし、合成された個別状態検出信号の一
部は、ドロッパダイオード１２０に流れてトランジスタ
１１８を駆動し、さらに、トランジスタ１１８およびベ
ース抵抗器１２１を介してトランジスタ１２２を駆動す
る。

【００６３】したがって、サージ電圧２００ａ〜２００
ｄが発生しているときには、マイクロプロセッサ１１０
ａに入力される合成状態検出信号Ｐ３は、正常を意味す
る信号「Ｌ」レベルとなっている。

【００６４】合成状態検出信号Ｐ３は、マイクロプロセ
ッサ１１０ａに割込み動作で読込まれ、ＲＡＭ１３０ａ
内の一時記憶メモリに直ちに格納される。

【００６５】ＲＡＭ１３０ａ内に格納された一時記憶メ
モリ内容は、次回のタイミング（断続信号Ｐ１およびＰ
２の立上がりエッジや立下がりエッジ）で、読み出され
且つ判定されたうえでリセットされる。以下、新たに入
力された合成状態検出信号Ｐ３が順次格納される。

【００６６】図３はステッピングモータ１０１ａの正常
逆転動作時の各信号波形を示すタイミングチャートであ
る。図３において、前述（図２参照）と同様に、断続信
号Ｐ１の立上がりエッジはＥ１、Ｅ５、Ｅ９、立下がり
エッジはＥ３、Ｅ７、Ｅ１１で示され、断続信号Ｐ２の
立下がりエッジはＥ４、Ｅ８，Ｅ１２、立上がりエッジ
はＥ２、Ｅ６、Ｅ１０で示されている。

【００６７】一方、図３は逆転状態なので、前述（図
２）とは逆に、断続信号Ｐ１の立上がりエッジＥ１、Ｅ
５、Ｅ９の時点における断続信号Ｐ２は「Ｌ」レベルと
なっているとともに、断続信号Ｐ１の立下がりエッジＥ
３、Ｅ７、Ｅ１１の時点における断続信号Ｐ２は「Ｈ」
レベルとなっている。

【００６８】異常検出装置１００ａのコネクタ端子Ａ
１、Ｂ１、Ｃ１、Ｄ１の電圧波形は、開閉素子１１４
ａ、１１４ｂ、１１４ｃ、１１４ｄのコレクタ電圧波形
を示しており、界磁コイル１０３ａ、１０３ｂ、１０３
ｃ、１０３ｄへの通電時は「Ｌ」、遮断時は「Ｈ」レベ
ルとなっている。

【００６９】３００ａは断続信号Ｐ１の立下がりエッジ
Ｅ３で界磁コイル１０３ａの通電が遮断されたときのサ
ージ電圧、３００ｂは断続信号Ｐ１の立上がりエッジＥ
１で界磁コイル１０３ｂの通電が遮断されたときのサー
ジ電圧、３００ｃは断続信号Ｐ２の立下がりエッジＥ４
で界磁コイル１０３ｃの通電が遮断されたときのサージ
電圧、３００ｄは断続信号Ｐ２の立上がりエッジＥ２で
界磁コイル１０３ｄの通電が遮断されたときのサージ電
圧である。

【００７０】各サージ電圧３００ａ〜３００ｄにより流
れる電流（個別状態検出信号）は、前述と同様に、ＯＲ
結合用ダイオード１１６ａ、抵抗器１１７、エミッタ抵
抗器１１９、電源スイッチ１０５を介して車載バッテリ
１０４に吸収される。

【００７１】また、個別状態検出信号の一部は、ドロッ
パダイオード１２０を介してトランジスタ１１８を駆動
し、トランジスタ１１８およびベース抵抗器１２１を介
してトランジスタ１２２を駆動する。

【００７２】したがって、前述（図２）と同様に、サー
ジ電圧３００ａ〜３００ｄが発生しているときには、合
成状態検出信号Ｐ３は「Ｌ」レベルとなっている。

【００７３】なお、図２および図３内の合成状態検出信
号Ｐ３のパルス列において、たとえば、最初の「Ｌ」レ
ベルパルスＥ２Ｂは、エッジＥ２のタイミングでサージ
電圧３００ｂによる界磁コイル１０３ｂの状態（個別状
態検出信号）を読取り判定することを意味する。

【００７４】図４は界磁コイル１０３ａの系統に断線が
発生したときのステッピングモータ１０１ａの正転動作
時の各信号波形を示すタイミングチャートである。図４
において、サージ電圧２００ｂ、２００ｃ、２００ｄ
は、前述（図２参照）と同様である。

【００７５】この場合、コネクタ端子Ａ１の電圧波形に
おいて、本来の電圧波形（破線参照）が、実際には発生
しない状態となっている。したがって、合成状態検出信
号Ｐ３においても、本来は「Ｌ」レベルとなるべきパル
スＥ４（Ａ）（破線参照）が、実際には「Ｈ」レベルの
ままとなる。

【００７６】一方、コネクタ端子Ｂ１の電圧波形におい
て、４００ｃは誘導電圧波形であり、断続信号Ｐ２の立
下がりエッジＥ２で開閉素子１０３ｃが遮断されたとき
に、界磁コイル１０３ｃから発生したサージ電圧２００
ｃにより、通電遮断中の界磁コイル１０３ｂに誘導され
た電圧波形である。

【００７７】本来、誘導電圧波形４００ｃの発生時点で
は、界磁コイル１０３ａが通電中であって、誘導電圧は
界磁コイル１０３ａに吸収されるべきものであるが、界
磁コイル１０３ａが断線しているという異常結果とし
て、図４のように誘導電圧波形４００ｃがコネクタ端子
Ｂ１に発生する。

【００７８】この結果、合成状態検出信号Ｐ３は、２回
の継続した「Ｌ」レベル状態が発生しているが、一時記
憶された信号レベル「Ｌ」状態は変化しないので、問題
は無い。

【００７９】上記誘導現象に注目すると、所定期間内に
入力される合成状態検出信号Ｐ３のパルス数をカウント
するような判定は無効であることが分かる。なぜなら、
欠落波形がある代わりに、余分な波形があって相殺され
てしまうからである。

【００８０】なお、界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄや配
線の断線、コネクタの接触不良、または、開閉素子１１
４ａ〜１１４ｄの短絡異常などが発生すると、開閉素子
１１４ａ〜１１４ｄが遮断されるべきタイミングで、サ
ージ電圧２００ａ〜２００ｄ、３００ａ〜３００ｄが発
生しない。

【００８１】また、界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄや配
線の短絡や開閉素子１１４ａ〜１１４ｄの開放異常が発
生しても、界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄに流れるべき
電流が流れていないことになるので、開閉素子１１４ａ
〜１１４ｄが遮断されるべきタイミングでのサージ電圧
が発生しない。

【００８２】したがって、上記のいずれの場合も、マイ
クロプロセッサ１１０ａにおいて、合成状態検出信号Ｐ
３から異常として検出されることになる。

【００８３】次に、図１〜図４とともに、図５および図
６のフローチャートを参照しながら、この発明の実施の
形態１による動作について、さらに詳細に説明する。図
５はこの発明の実施の形態１による前半の処理動作を示
し、図６は図５内のＡ部（ステップ５１０）に続く後半
の処理動作を示す。

【００８４】まず、図５において、マイクロプロセッサ
１１０ａは、動作開始（ステップ５００）に続いて、断
続信号Ｐ１の立上がりが検出されたか否かを判定する
（ステップ５０１）。ステップ５０１は、断続信号Ｐ１
の立上がりが検出されるまで待機動作が繰り返される。

【００８５】ステップ５０１において、断続信号Ｐ１の
立上がりが検出された（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
れば、続いて、電源スイッチ１０５が閉路されてから初
回の立上がりであるか否かを判定する（ステップ５０
２）。

【００８６】ステップ５０２において、初回の立上がり
である（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、ステップ
５０７ｃｄ（後述する）に進み、合成状態検出信号Ｐ３
に関する過去の不確定な一時記憶情報をリセットする。

【００８７】一方、ステップ５０２において、初回の立
上がりでない（すなわち、ＮＯ）と判定されれば、続い
て、断続信号Ｐ２が「Ｈ」レベルであるか否かを判定す
る（ステップ５０３）。

【００８８】ステップ５０３において、断続信号Ｐ２が
「Ｈ」レベル（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、図
２の正転動作を示すので、割込み動作で一時記憶されて
いた合成状態検出信号Ｐ３を読み出す（ステップ５０４
ｄ）。

【００８９】続いて、ステップ５０４ｄで読み出された
合成状態検出信号Ｐ３が意味あり信号（「Ｌ」レベル）
であったか否かを判定し（ステップ５０５ｄ）、意味あ
り信号（「Ｌ」レベル）が記憶されていない（すなわ
ち、ＮＯ）と判定されれば、フラグＦＤをセットして
（ステップ５０６ｄ）、ステップ５０７ｃｄに進む。

【００９０】また、ステップ５０５ｄにおいて、意味あ
り信号（「Ｌ」レベル）が記憶されている（すなわち、
ＹＥＳ）と判定されれば、直ちにステップ５０７ｃｄに
進み、合成状態検出信号Ｐ３をリセットする。

【００９１】一方、ステップ５０３において、断続信号
Ｐ２が「Ｌ」レベル（すなわち、ＮＯ）と判定されれ
ば、図３の逆転動作を示すので、割込み動作で一時記憶
されていた合成状態検出信号Ｐ３を読み出す（ステップ
５０４ｃｒ）。

【００９２】続いて、ステップ５０４ｃｒで読み出され
た合成状態検出信号Ｐ３が意味あり信号（「Ｌ」レベ
ル）であったか否かを判定し（ステップ５０５ｃｒ）、
意味あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶されていない（す
なわち、ＮＯ）と判定されれば、フラグＦＣをセットし
て（ステップ５０６ｃｒ）、ステップ５０７ｃｄに進
む。

【００９３】また、ステップ５０５ｃｒにおいて、意味
あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶されている（すなわ
ち、ＹＥＳ）と判定されれば、直ちにステップ５０７ｃ
ｄに進む。

【００９４】ステップ５０７ｃｄは、合成状態検出信号
Ｐ３の一時記憶をリセットして「Ｈ」レベルにする処理
であり、ステップ５０２で初回動作が判定された場合、
ステップ５０５ｄまたは５０５ｃｒで意味あり信号の記
憶有り（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場合に実行さ
れるとともに、意味あり信号の記憶無し（すなわち、Ｎ
Ｏ）と判定された場合にステップ５０６ｄおよび５０６
ｃｒに続いて実行される。

【００９５】続いて、断続信号Ｐ２の立下がりが検出さ
れたか否かを判定し（ステップ５０８）、断続信号Ｐ２
の立下がり検出されていない（すなわち、ＮＯ）と判定
されれば、続いて、断続信号Ｐ２の立上がりが検出され
たか否かを判定する（ステップ５０９）。

【００９６】ステップ５０９において、断続信号Ｐ２の
立上がりが検出されていない（すなわち、ＮＯ）と判定
されれば、ステップ５０８へ復帰する。したがって、ス
テップ５０８で断続信号Ｐ２の立下がりが検出される
か、または、ステップ５０９で断続信号Ｐ２の立上がり
が検出されるまでは、ステップ５０８および５０９によ
る待機動作が繰り返される。

【００９７】ステップ５０８において、断続信号Ｐ２の
立下がりが検出された（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
れば、断続信号Ｐ１が立上がっているとき（ステップ５
０１参照）に断続信号Ｐ２が立下がったこと（図２の正
転動作）を示すので、割込み動作で一時記憶されていた
合成状態検出信号Ｐ３を読み出す（ステップ５０４
ｂ）。

【００９８】続いて、読み出された合成状態検出信号Ｐ
３が意味あり信号（「Ｌ」レベル）であったか否かを判
定し（ステップ５０５ｂ）、意味あり信号（「Ｌ」レベ
ル）が記憶されていない（すなわち、ＮＯ）と判定され
れば、フラグＦＢをセットして（ステップ５０６ｂ）、
ステップ５０７ｂｂに進む。

【００９９】また、ステップ５０５ｂにおいて、意味あ
り信号（「Ｌ」レベル）が記憶されている（すなわち、
ＹＥＳ）と判定されれば、直ちにステップ５０７ｂｂに
進み、合成状態検出信号Ｐ３をリセットする。

【０１００】一方、ステップ５０９において、断続信号
Ｐ２の立上がり検出された（すなわち、ＹＥＳ）と判定
されれば、断続信号Ｐ１が立上がっているとき（ステッ
プ５０１参照）に断続信号Ｐ２が立上がること（図３の
逆転動作）を示すので、割込み動作で一時記憶されてい
た合成状態検出信号Ｐ３を読み出す（ステップ５０４ｂ
ｒ）。

【０１０１】続いて、ステップ５０４ｂｒで読み出され
た合成状態検出信号Ｐ３が意味あり信号（「Ｌ」レベ
ル）であったか否かを判定し（ステップ５０５ｂｒ）、
意味あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶されていない（す
なわち、ＮＯ）と判定されれば、フラグＦＢをセットし
て（ステップ５０６ｂｒ）、ステップ５０７ｂｂに進
む。

【０１０２】また、ステップ５０５ｂｒにおいて、意味
あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶されている（すなわ
ち、ＹＥＳ）と判定されれば、直ちにステップ５０７ｂ
ｂに進む。

【０１０３】ステップ５０７ｂｂは、合成状態検出信号
Ｐ３の一時記憶をリセットして「Ｈ」レベルにする処理
であり、ステップ５０５ｂまたは５０５ｂｒで意味あり
信号の記憶有り（すなわち、ＹＥＳ）と判定された場合
に実行されるとともに、意味あり信号の記憶無し（すな
わち、ＮＯ）と判定された場合にステップ５０６ｂおよ
び５０６ｂｒに続いて実行される。

【０１０４】図５内の最終ステップ５１０は、図６（後
述する）に続く中継端子である。以下に、図５の処理動
作の概要をまとめて再度説明する。まず、マイクロプロ
セッサ１１０ａに割込み入力される合成状態検出信号Ｐ
３は、正常な各界磁コイル１０３ａ、１０３ｂ、１０３
ｃ、１０３ｄが発生するサージ電圧（個別状態検出信
号）の論理和信号である。

【０１０５】したがって、各界磁コイル１０３ａ、１０
３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄがサージ電圧を発生していれ
ば、正常な意味あり信号として「Ｌ」レベルの合成状態
検出信号Ｐ３がＲＡＭ１３０ａに一時記憶される。

【０１０６】マイクロプロセッサ１１０ａは、ＲＡＭ１
３０ａに一時記憶された意味あり信号の有無を事後に読
出判定して、意味あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶され
ていない場合（異常発生時）には、４系統（一連の界磁
コイルの配線および開閉素子）のうちのどの界磁コイル
系統の異常であったかを、個別判定記憶手段（ステップ
５０６ｄ、５０６ｃｒ、５０６ｂ、５０６ｂｒ）により
記憶する。

【０１０７】すなわち、正転動作時の処理として、ステ
ップ５０６ｄでは界磁コイル１０３ｄ系統の異常が記憶
され、ステップ５０６ｂでは、界磁コイル１０３ｂ系統
の異常が記憶される。

【０１０８】また、逆転動作時の処理として、ステップ
５０６ｃｒでは界磁コイル１０３ｃ系統の異常が記憶さ
れ、ステップ５０６ｂｒでは界磁コイル１０３ｂ系統の
異常が記憶される。

【０１０９】各断続信号Ｐ１、Ｐ２の出力区間での判定
および記憶が終了すると、一時記憶はリセットされ（ス
テップ５０７ｃｄ、５０７ｂｂ）、次の区間の動作判定
に備えるようになっている。

【０１１０】なお、図５において、判定ステップ５０８
および５０９を含むステップ５２３は、回転方向判定手
段による処理であり、同様に、判定ステップ５０３も回
転方向判定手段による処理である。

【０１１１】また、ステップ５０７ｃｄはリセット手段
による処理である。さらに、ステップ１３０ａは、ＲＡ
Ｍ１３０ａによる合成状態検出信号Ｐ３の一時記憶処理
であり、破線矢印のように、ステップ５０４ｄおよび５
０７ｃｄに関連している。

【０１１２】ＲＡＭ１３０ａ内に一時記憶された合成状
態検出信号Ｐ３（図２参照）は、各界磁コイル１０３ａ
〜１０３ｄの駆動毎に、ステップ５０４により読出され
るとともに、ステップ５０７ｃｄによりリセットされ
る。

【０１１３】すなわち、各系統毎の個別状態検出信号
は、次回の他系統の電気負荷（界磁コイル１０３ａ〜１
０３ｄ）に対する開閉動作タイミングで読取られる。こ
れにより、実質的に各系統毎のサージ電圧（個別状態検
出信号）を、１系統の合成状態検出信号Ｐ３（たとえ
ば、図２参照）により検出することができる。

【０１１４】次に、図５内のＡ部（ステップ５１０）に
続く図６の処理動作について説明する。図６において、
まず、前述のステップ５０７ｂｂに続いて、断続信号Ｐ
１の立下がりが検出されたか否かを判定する（ステップ
５１１）。

【０１１５】ステップ５１１は、断続信号Ｐ１の立下が
りが検出されるまで待機動作が繰り返される。ステップ
５１１において、断続信号Ｐ１の立下がりが検出された
（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、続いて、断続信
号Ｐ２が「Ｌ」レベルか否かを判定する（ステップ５１
３）。

【０１１６】ステップ５１３において、断続信号Ｐ２が
「Ｌ」レベル（すなわち、ＹＥＳ）と判定されれば、図
２の正転動作を示すので、割込み動作で一時記憶されて
いた合成状態検出信号Ｐ３を読み出す（ステップ５１４
ｃ）。

【０１１７】続いて、ステップ５１４ｃで読み出された
合成状態検出信号Ｐ３が意味あり信号（「Ｌ」レベル）
であったか否かを判定し（ステップ５１５ｃ）、意味あ
り信号（「Ｌ」レベル）が記憶されていない（すなわ
ち、ＮＯ）と判定されれば、フラグＦＣをセットして
（ステップ５１６ｃ）、ステップ５１７ｄｃに進む。

【０１１８】また、ステップ５１５ｃにおいて、意味あ
り信号（「Ｌ」レベル）が記憶されている（すなわち、
ＹＥＳ）と判定されれば、直ちにステップ５１７ｄｃに
進み、合成状態検出信号Ｐ３をリセットする。

【０１１９】一方、ステップ５１３において、断続信号
Ｐ２が「Ｈ」レベル（すなわち、ＮＯ）と判定されれ
ば、図３の逆転動作を示すので、割込み動作で一時記憶
されていた合成状態検出信号Ｐ３を読み出す（ステップ
５１４ｄｒ）。

【０１２０】続いて、ステップ５１４ｄｒで読み出され
た合成状態検出信号Ｐ３が意味あり信号（「Ｌ」レベ
ル）であったか否かを判定し（ステップ５１５ｄｒ）、
意味あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶されていない（す
なわち、ＮＯ）と判定されれば、フラグＦＤをセットし
て（ステップ５１６ｄｒ）、ステップ５１７ｄｃに進
む。

【０１２１】また、ステップ５１５ｄｒにおいて、意味
あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶されている（すなわ
ち、ＹＥＳ）と判定されれば、直ちにステップ５１７ｄ
ｃに進む。

【０１２２】続いて、断続信号Ｐ２の立上がりが検出さ
れたか否かを判定し（ステップ５１８）、断続信号Ｐ２
の立上がり検出されていない（すなわち、ＮＯ）と判定
されれば、続いて、断続信号Ｐ２の立下がりが検出され
たか否かを判定する（ステップ５１９）。

【０１２３】ステップ５１９において、断続信号Ｐ２の
立下がりが検出されていない（すなわち、ＮＯ）と判定
されれば、ステップ５１８へ復帰する。したがって、ス
テップ５１８で断続信号Ｐ２の立上がりが検出される
か、または、ステップ５１９で断続信号Ｐ２の立下がり
が検出されるまでは、ステップ５１８および５１９によ
る待機動作が繰り返される。

【０１２４】ステップ５１８において、断続信号Ｐ２の
立上がりが検出された（すなわち、ＹＥＳ）と判定され
れば、断続信号Ｐ１が立下がっているとき（ステップ５
１１参照）に断続信号Ｐ２が立上がったこと（図２の正
転動作）を示すので、割込み動作で一時記憶されていた
合成状態検出信号Ｐ３を読み出す（ステップ５１４
ａ）。

【０１２５】続いて、読み出された合成状態検出信号Ｐ
３が意味あり信号（「Ｌ」レベル）であったか否かを判
定し（ステップ５１５ａ）、意味あり信号（「Ｌ」レベ
ル）が記憶されていない（すなわち、ＮＯ）と判定され
れば、フラグＦＡをセットして（ステップ５１６ａ）、
ステップ５１７ａａに進む。

【０１２６】また、ステップ５１５ａにおいて、意味あ
り信号（「Ｌ」レベル）が記憶されている（すなわち、
ＹＥＳ）と判定されれば、直ちにステップ５１７ａａに
進み、合成状態検出信号Ｐ３をリセットする。

【０１２７】一方、ステップ５１９において、断続信号
Ｐ２の立下がり検出された（すなわち、ＹＥＳ）と判定
されれば、断続信号Ｐ１が立下がっているとき（ステッ
プ５１１参照）に断続信号Ｐ２が立下がること（図３の
逆転動作）を示すので、割込み動作で一時記憶されてい
た合成状態検出信号Ｐ３を読み出す（ステップ５１４ａ
ｒ）。

【０１２８】続いて、ステップ５１４ａｒで読み出され
た合成状態検出信号Ｐ３が意味あり信号（「Ｌ」レベ
ル）であったか否かを判定し（ステップ５１５ａｒ）、
意味あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶されていない（す
なわち、ＮＯ）と判定されれば、フラグＦＡをセットし
て（ステップ５１６ａｒ）、ステップ５１７ａａに進
む。

【０１２９】また、ステップ５１５ａｒにおいて、意味
あり信号（「Ｌ」レベル）が記憶されている（すなわ
ち、ＹＥＳ）と判定されれば、直ちにステップ５１７ａ
ａに進む。

【０１３０】ステップ５１７ａａで合成状態検出信号Ｐ
３の一時記憶がリセットされた後、マイクロプロセッサ
１１０ａは、図５および図６内の各フラグＦＡ〜ＦＤの
いずれかがセットされているか否かを判定する（ステッ
プ５２０）。

【０１３１】ステップ５２０において、フラグＦＡ〜Ｆ
Ｄのいずれかがセットされている（すなわち、ＹＥＳ）
と判定されれば、異常警報表示出力を発生して異常警報
表示器１０６を駆動し（ステップ５２１）、図６の処理
動作を終了する（ステップ５２２）。

【０１３２】また、ステップ５２０において、フラグＦ
Ａ〜ＦＤのいずれもセットされていない（すなわち、Ｎ
Ｏ）と判定されれば、直ちに図６の処理動作を終了する
（ステップ５２２）。

【０１３３】図６の処理動作終了後において、ステッピ
ングモータ１０１ａが運転されている場合には、直ちに
動作開始ステップ５００へ復帰する。以下、図６の処理
動作の概要をまとめて再度説明する。

【０１３４】まず、各割込み入力によって一時記憶され
た合成状態検出信号Ｐ３に意味あり信号が記憶されてい
なければ、４系統のうちのどの界磁コイル系統（一連の
界磁コイルの配線および開閉素子）の異常であったか
を、個別判定記憶手段の処理（ステップ５１６ｃ、５１
６ｄｒ、５１６ａ、５１６ａｒ）として記憶する。

【０１３５】すなわち、正転動作時の処理として、ステ
ップ５１６ｃでは界磁コイル１０３ｃ系統の異常が記憶
され、ステップ５１６ａでは界磁コイル１０３ａ系統の
異常が記憶される。

【０１３６】また、逆転動作時の処理として、ステップ
５１６ｄｒでは界磁コイル１０３ｄ系統の異常が記憶さ
れ、ステップ５１６ａｒでは界磁コイル１０３ａ系統の
異常が記憶される。

【０１３７】各断続信号Ｐ１、Ｐ２の出力区間での判定
および記憶が終了すると、一時記憶された合成状態検出
信号Ｐ３はリセットされ（ステップ５１７ｄｃ、５１７
ａａ）、次の区間の動作判定に備えるようになってい
る。

【０１３８】なお、図６において、判定ステップ５１８
および５１９を含むステップ５２３は、回転方向判定手
段による処理であり、同様に、判定ステップ５１３も回
転方向判定手段による処理である。

【０１３９】このように、マイクロプロセッサ１１０ａ
から生成された断続信号Ｐ１、Ｐ２により複数系統（４
系統）の開閉素子１１４ａ〜１１４ｄを互いに異なる時
刻に順次開閉動作させ、各開閉素子１１４ａ〜１１４ｄ
により複数系統（４系統）の電気負荷（界磁コイル１０
３ａ〜１０３ｄ）を個別に駆動する車載電気負荷駆動系
において、各系統毎の異常発生状態を効率よく検出する
ことができる。

【０１４０】すなわち、各開閉素子１１４ａ〜１１４ｄ
の短絡または開放異常と、各界磁コイル１０３ａ〜１０
３ｄの短絡または開放異常と、各開閉素子１１４ａ〜１
１４ｄと各界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄとの間の配線
の短絡または開放異常との少なくとも１つの異常状態
を、各系統毎に検出することができる。

【０１４１】このとき、ＯＲ結合用ダイオード１１６ａ
を含む検出信号合成手段により、各系統毎の個別状態検
出信号が論理結合され、１系統の合成状態検出信号Ｐ３
としてマイクロプロセッサ１１０ａに入力されるので、
回路構成を簡略化することができ、コストアップを招く
こともない。

【０１４２】すなわち、ＯＲ結合用ダイオード１１６ａ
を用いることにより、同一時刻に複数の個別状態検出信
号が重複しないような論理結合を容易に実現することが
できる。

【０１４３】また、合成状態検出信号Ｐ３は、マイクロ
プロセッサ１１０ａに割込み入力される毎にＲＡＭ１３
０ａに一時記憶され、断続信号Ｐ１、Ｐ２（時系列信
号）の今回の立上がり時点または立下がり時点毎に読出
されて、異常の有無が判定されて個別判定記憶手段（フ
ラグＦＡ〜ＦＤ）に記憶された後、リセット手段により
消去されるので、複数系統のうちの少なくとも１つが異
常を正確に検出することができる。

【０１４４】また、各系統毎の個別状態検出信号を次回
の他系統の電気負荷（界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄ）
に対する開閉動作タイミングで読取ることにより、今回
の開閉素子１１４ａ〜１１４ｄの開閉にともなって各個
別状態検出信号の応答遅れが生じても、遅延検出用タイ
マ手段が不要となり、個別判定記憶手段によって異常な
負荷系統を特定することができる。

【０１４５】すなわち、断続信号Ｐ１、Ｐ２の立上がり
または立下がりに起因して若干の時間遅れを持って発生
する個別状態検出信号を一時記憶し、この記憶情報を次
回の断続信号の立上がりまたは立下がり時点で読取りお
よび判定することになるので、時間遅れに対応した検出
用タイマ回路などが不要となり、回路の簡略化を実現す
ることができる。

【０１４６】また、複数系統の電気負荷に対する個別状
態検出信号を論理結合し、合成状態検出信号Ｐ３として
マイクロプロセッサ１１０ａに入力するので、マイクロ
プロセッサ１１０ａの入力端子数を節約することができ
る。

【０１４７】また、マイクロプロセッサ１１０ａの外部
のハードウェアとしては、何等の判定機能を持っておら
ず、単純に個別状態検出信号を論理結合するためのＯＲ
結合用ダイオード１１６ａのみを設ければよいので、回
路構成を小形化することができる。

【０１４８】また、複数系統のうちの少なくとも１つが
異常であることが検出された場合に、異常警報表示器１
０６を作動させることにより、オペレータに報知するこ
とができる。

【０１４９】また、界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄは、
車載バッテリ１０４から給電される誘導性負荷なので、
個別状態検出信号は、電気負荷への通電を遮断したとき
に、電源電圧を越えるサージ電圧として発生するので、
確実に検出することができる。

【０１５０】すなわち、コンパレータによる比較などを
行わなくても、電源電圧の変動にともなうサージ電圧の
変動に対し、比較基準である電源電圧も連動して変化す
るので、簡単且つ安価に所定値以上のサージ電圧が発生
しているか否かを判定することができる。

【０１５１】また、図１において、電気負荷はステッピ
ングモータ１０１ａの多相の界磁コイル１０３ａ〜１０
３ｄからなり、個別判定記憶手段（フラグＦＡ〜ＦＤ）
は、多相のステッピングモータ１０１ａの特定回転方向
に関連して異常情報を記憶するので、ステッピングモー
タ１０１ａの駆動系（開閉素子１１４ａ〜１１４ｄ）の
異常検出を、たとえば一定回転方向の初期化運転時のみ
で実行するような場合に、簡易な判定手段を提供するこ
とができる。

【０１５２】また、個別判定記憶手段（フラグＦＡ〜Ｆ
Ｄ）は、ステッピングモータ１０１ａの回転方向を判定
する回転方向判定手段の判定結果に応じて、異常発生し
た界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄの系統を識別するの
で、任意の回転方向に対するステッピングモータ１０１
ａの駆動系の異常検出手段を提供することができる。

【０１５３】また、ステッピングモータ１０１ａの正逆
運転中において、常に、正確な個別判定記憶を行うこと
ができる。

【０１５４】また、マイクロプロセッサ１１０ａには、
外部ツール１４０を接続するためのインタフェース１１
１が設けられているので、異常発生時の各種要求に応じ
た表示手段や、保守作業後のフラグ初期化リセット手段
を提供することができる。

【０１５５】したがって、マイクロプロセッサ１１０ａ
は、インタフェース１１１を介して、外部ツール１４０
と通信することにより、個別判定記憶手段（後述する複
数系統のフラグ）の内容を読出し、異常警報表示器１０
６に表示して異常な負荷系統を明確にすることができ
る。

【０１５６】すなわち、異常発生後の修理および保守作
業において、どの負荷系統の異常であるかが明確に判明
するので、的確な修理を能率よく行うことができる。ま
た、外部ツール１４０と通信することにより、異常状態
に対処するための保守作業後に、個別判定記憶手段（フ
ラグ）の内容を初期化リセットすることができる。

【０１５７】しかも、外部ツール１４０は、マイクロプ
ロセッサ１１０ａの制御プログラムの書込みおよび変更
などの多目的用途のものであって、異常検出装置１００
ａそのもののコストアップを招くことはなく、異常系統
の読出を容易に行うことができる。

【０１５８】実施の形態２．なお、上記実施の形態１で
は、通電電流の遮断時にコネクタ端子Ａ１〜Ｄ１に発生
するサー子電圧波形を直接検出して合成状態検出信号Ｐ
３を生成したが、通電時にコネクタ端子Ａ１〜Ｄ１に発
生する電圧波形を微分した信号に基づいて、合成状態検
出信号Ｐ３を生成してもよい。

【０１５９】図６は通電時にの微分電圧波形を用いたこ
の発明の実施の形態２を示すブロック構成図であり、前
述（図１参照）と同様のものについては、同一符号を付
して、または符号の後に「ｂ」を付して、詳述を省略す
る。

【０１６０】この場合、個別状態検出信号としては、前
述のサージ電圧ではなく、電気負荷（界磁コイル１０３
ａ〜１０３ｄ）の駆動出力端子（コネクタ端子Ａ１〜Ｄ
１）の電圧変化を微分した電圧信号が用いられている。

【０１６１】図６において、ステッピングモータ１０１
ｂは、前述の構成に加えて、各界磁コイル１０３ａ〜１
０３ｄの駆動入力側に挿入された４系統の負荷側開閉素
子１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄと、各負荷
側開閉素子１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ、１０７ｄの
ベース抵抗器すなわち駆動抵抗器１０８ａ、１０８ｂ、
１０８ｃ、１０８ｄとを備えている。

【０１６２】各負荷側開閉素子１０７ａ〜１０７ｄは、
界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄに直列接続されたトラン
ジスタにより構成されている。また、各駆動抵抗器１０
８ａ〜１０８ｄは、各界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄと
ともに電気負荷を構成しており、コネクタ端子Ａ２〜Ｄ
２を介して、異常検出装置１００ｂのコネクタ端子Ａ１
〜Ｄ１にそれぞれ接続されている。

【０１６３】各界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄの他端
は、車載バッテリ１０４の負極側端子（グランド）に接
続されている。また、各負荷側開閉素子１０７ａ〜１０
７ｄのエミッタ端子は、電源スイッチ１０５を介して車
載バッテリ１０４に接続されている。

【０１６４】異常検出装置１００ｂにおいて、各開閉素
子１１４ａ〜１１４ｄのコレクタ端子は、コネクタ端子
Ａ１〜Ｄ１に接続されるとともに、微分コンデンサ１２
６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄを介してＯＲ結合
用ダイオード１１６ｂに接続されている。

【０１６５】１２７は放電用ダイオードであり、各微分
コンデンサ１２６ａ〜１２６ｄの負極側と電源（車載バ
ッテリ１０４）の負極側端子との間に接続されている。

【０１６６】放電用ダイオード１２７は、各微分コンデ
ンサ１２６ａ〜１２６ｄの充電電圧を各開閉素子１１４
ａ〜１１４ｄの導通にともなって放電する極性となるよ
うに接続されている。

【０１６７】この場合、トランジスタ１１８およびその
関連要素（抵抗器１１７、１１９およびダイオード１２
０）は省略されている。

【０１６８】なお、図６においては、個別状態検出信号
としてサージ電圧でなく微分信号を用いているので、開
閉素子１１４ａ〜１１４ｄ、各系統毎の配線およびステ
ッピングモータ１０１ｂ内の駆動抵抗器１０８ａ〜１０
８ｄの異常を検出することはできるが、負荷側開閉素子
１０７ａ〜１０７ｄおよび界磁コイル１０３ａ〜１０３
ｄのそのものの異常を検出することはできない。

【０１６９】したがって、負荷側開閉素子１０７ａ〜１
０７ｄおよび界磁コイル１０３ａ〜１０３ｄのそのもの
の異常は、ステッピングモータ１０１ｂ内で検出されて
おり、検出結果は、図示されない信号回線を介してマイ
クロプロセッサ１１０ｂに入力されているものとする。

【０１７０】たとえば、回転子１０２の周辺に周知のポ
ジションセンサ（図示せず）などを設け、各界磁コイル
１０３ａ〜１０３ｄの駆動タイミングに対応した回転位
置をマイクロプロセッサ１１０ｂにフィードバックする
ことにより、マイクロプロセッサ１１０ａ側で、負荷側
開閉素子１０７ａ〜１０７ｄおよび界磁コイル１０３ａ
〜１０３ｄの異常を検出することができる。

【０１７１】次に、この発明の実施の形態２による動作
について詳細に説明する。図６において、たとえば開閉
素子１１４ａが導通（オン）すると、ステッピングモー
タ１０１ｂ内の駆動抵抗器１０８ａを介して負荷側開閉
素子１０７ａが導通（オン）し、界磁コイル１０３ａへ
の給電が行われる。

【０１７２】次に、開閉素子１１４ａが開放（オフ）さ
れたときには、車載バッテリ１０４から、電源スイッチ
１０５、負荷側開閉素子１０７ａのエミッタ端子、駆動
抵抗器１０８ａ、微分コンデンサ１２６ａ、ＯＲ結合用
ダイオード１１６ｂ、ベース抵抗器１２１、および、ト
ランジスタ１２２のベース回路を介して、微分コンデン
サ１２６ａが充電され、この充電電流によってトランジ
スタ１２２が導通する。

【０１７３】その後、微分コンデンサ１２６ａが電源電
圧の近傍まで充電されると、トランジスタ１２２は不導
通となるが、微分コンデンサ１２６ａに充電された電圧
は、開閉素子１１４ａが導通したときに、放電用ダイオ
ード１２７を通じて放電される。

【０１７４】上記のように、微分コンデンサ１２６ａに
充電電流が流れて、トランジスタ１２２が導通するため
には、駆動抵抗器１０８ａ、コネクタ端子Ａ１およびＡ
２間の配線などに断線がないこと、開閉素子１２６ａが
正常に開閉動作していることなど、種々の要件を満たす
必要がある。

【０１７５】したがって、上記要件を満たさないときに
は、界磁コイル１０３ａの系統に何らかの異常があると
判断することができる。このことは、他の微分コンデン
サ１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄについても同様であ
る。

【０１７６】このように、各電気負荷への駆動出力電圧
の変化を検出する微分コンデンサ１２６ａ〜１２６ｄ
と、ＯＲ結合用ダイオード１１６ｂなどの簡単な論理結
合処理手段とを用いることにより、前述と同様に、同一
時刻に複数の個別状態検出信号が重複されることなく、
合成状態検出信号Ｐ３を取得することができ、小形で且
つ安価な異常検出装置を実現することができる。

【０１７７】実施の形態３．なお、上記実施の形態１で
は、多相のステッピングモータ１０１ａが正逆回転する
場合を想定しているが、ステッピングモータ１０１ａの
初期化運転のときのみ異常検出を実行してもよい。

【０１７８】この場合、ステッピングモータ１０１ａの
回転方向が一定である場合には、図５および図６内の回
転方向判定手段による処理は不要となり、特定回転方向
に対応した処理動作のみに単純化することができる。

【０１７９】すなわち、個別判定記憶手段（フラグＦＡ
〜ＦＤ）は、ステッピングモータ１０１ａの特定回転方
向に対して記憶するので、異常検出装置１００ａ内のマ
イクロプロセッサ１１０ａの制御プログラムを単純化す
ることができる。

【０１８０】特に、異常検出装置１００ａが他の多くの
エンジン制御機能を有している場合には、マイクロプロ
セッサ１１０ａの負担を軽減することができる。

【０１８１】また、上記実施の形態１、２では、正常動
作中の状態信号を「意味あり」として論理レベル「Ｌ」
でとらえ、これを論理結合した合成状態検出信号Ｐ３を
マイクロプロセッサ１０１ａ、１０１ｂに入力し、正常
状態信号（「Ｌ」レベル）が無ければ異常と判定した
が、逆に、異常動作状態を示す信号を論理結合してマイ
クロプロセッサ１０１ａに入力し、異常状態信号が無け
れば正常と判定してもよい。

【０１８２】また、上記実施の形態１では、断続信号Ｐ
１、Ｐ２の立上がりエッジおよび立下がりエッジを検出
するために、判定ステップ５０１、５０８、５０９、５
１１、５１８および５１９（図５、図６参照）を実行し
たが、これらは断続信号Ｐ１、Ｐ２の生成直後の処理動
作を意味しており、敢えて判定ステップを追加する必要
はない。

【０１８３】また、上記実施の形態１、２では、電気負
荷がステッピングモータの界磁コイルである場合を例に
とって説明したが、他の電気負荷、たとえば多気筒エン
ジンの各気筒に個別に設置された点火コイルや、多気筒
エンジンの各吸気ポートに個別に設置された燃料噴射用
電磁弁の駆動用電磁コイルであってもよい。

【０１８４】電気負荷としてどのようなものが適用され
た場合であっても、マイクロプロセッサから生成される
断続信号Ｐ１、Ｐ２により、互いに異なる時刻に順次開
閉動作される複数系統の開閉素子と、各開閉素子によっ
て個別に駆動される複数系統の電気負荷とを備えていれ
ば、前述と同様の作用効果を奏することは言うまでもな
い。

【０１８５】

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項１によ
れば、電源電圧を発生する車載バッテリと、車載バッテ
リにより給電されて断続信号を生成するマイクロプロセ
ッサと、断続信号に応答して互いに異なる時刻に順次開
閉動作する複数系統の開閉素子と、各開閉素子の開閉動
作によって各系統毎に個別に駆動される複数系統の電気
負荷と、各開閉素子および各電気負荷の各系統毎の個別
状態を示す複数系統の個別状態検出信号を論理結合し
て、合成状態検出信号としてマイクロプロセッサに入力
する検出信号合成手段と、マイクロプロセッサにより駆
動される異常警報表示手段とを備え、各個別状態検出信
号は、各系統毎の、開閉素子の短絡または開放異常と、
電気負荷の短絡または開放異常と、開閉素子と電気負荷
との間の配線の短絡または開放異常との少なくとも１つ
の異常状態を示し、マイクロプロセッサは、合成状態検
出信号が入力されたことを記憶する一時記憶手段と、断
続信号の今回の立上がり時点または立下がり時点で一時
記憶手段の内容を読み出して、各開閉素子と、各電気負
荷と、各開閉素子と各電気負荷との間の配線との少なく
とも１つの異常の有無を、各系統毎に判定して記憶する
個別判定記憶手段と、個別判定記憶手段の動作後に一時
記憶手段の内容を消去するリセット手段とを含み、個別
判定記憶手段の少なくとも１つの記憶内容が異常を示す
場合に、異常警報表示手段を作動させるようにしたの
で、遅延検出用タイマ手段などを不要として個別判定記
憶手段により異常な負荷系統を特定することができ、マ
イクロプロセッサ入力端子数を節約することができ、外
部ハードウェアとしては何等の判定機能を有さず単純に
個別状態検出信号を論理結合するのみでよく、回路構成
を小形化することができ、安価で且つ簡易な構成で正し
い異常検出を行うとともに、異常な負荷系統を正確に特
定可能にして、保守作業の容易化を実現した車載電気負
荷駆動系の異常検出装置が得られる効果がある。

【０１８６】また、この発明の請求項２によれば、請求
項１において、電気負荷は、車載バッテリから給電され
る誘導性負荷を含み、個別状態検出信号は、電気負荷の
通電を遮断したときに発生する電源電圧よりも高電圧の
サージ電圧からなるので、電源電圧変動にともなうサー
ジ電圧変動に対して比較基準（電源電圧）も連動して変
化することから、コンパレータを用いずに、安価で且つ
簡易な構成で正しい異常検出を行うとともに、異常な負
荷系統を正確に特定可能にして、保守作業の容易化を実
現した車載電気負荷駆動系の異常検出装置が得られる効
果がある。

【０１８７】また、この発明の請求項３によれば、請求
項１において、各個別状態検出信号は、電気負荷の駆動
出力端子の電圧変化を検出するための微分信号電圧から
なり、同一時刻に複数の個別状態検出信号が重複生成さ
れないようにしたので、ダイオード論理による簡単な処
理で合成状態を検出することができ、安価で且つ簡易な
構成で正しい異常検出を行うとともに、異常な負荷系統
を正確に特定可能にして、保守作業の容易化を実現した
車載電気負荷駆動系の異常検出装置が得られる効果があ
る。

【０１８８】また、この発明の請求項４によれば、請求
項１から請求項３までのいずれかにおいて、マイクロプ
ロセッサは、外部ツールが接続されるインタフェースを
含み、個別判定記憶手段の内容は、インタフェースを介
して、外部ツールにより読み出し表示されるとともに、
外部ツールによってリセットされるようにしたので、異
常発生後の修理および保守作業で異常負荷系統が明確に
判明して的確な修理を能率よく行うことができ、また、
異常状態に対処するための保守作業後に外部ツールとの
通信により個別判定記憶手段の内容を初期化リセットす
ることができ、さらに多目的用途の外部ツールを用いる
ことにより異常検出装置そのもののコストアップを回避
して異常系統の読出を容易に行うことができ、安価で且
つ簡易な構成で正しい異常検出を行うとともに、異常な
負荷系統を正確に特定可能にして、保守作業の容易化を
実現した車載電気負荷駆動系の異常検出装置が得られる
効果がある。

【０１８９】また、この発明の請求項５によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、電気負荷
は、多相ステッピングモータの界磁コイルを含み、個別
判定記憶手段は、多相ステッピングモータの特定の回転
方向に対して記憶動作を行うようにしたので、特に多く
のエンジン制御機能を有するマイクロプロセッサの制御
プログラムを単純化してマイクロプロセッサの負担を軽
減することができ、安価で且つ簡易な構成で正しい異常
検出を行うとともに、異常な負荷系統を正確に特定可能
にして、保守作業の容易化を実現した車載電気負荷駆動
系の異常検出装置が得られる効果がある。

【０１９０】また、この発明の請求項６によれば、請求
項１から請求項４までのいずれかにおいて、電気負荷
は、多相ステッピングモータの界磁コイルを含み、マイ
クロプロセッサは、多相ステッピングモータの回転方向
を判定する回転方向判定手段を含み、個別判定記憶手段
は、回転方向判定手段の判定結果に応答して、界磁コイ
ルを含む故障系統を識別するようにしたので、ステッピ
ングモータの正逆運転中において、常に正確な個別判定
記憶を行うことができ、安価で且つ簡易な構成で正しい
異常検出を行うとともに、異常な負荷系統を正確に特定
可能にして、保守作業の容易化を実現した車載電気負荷
駆動系の異常検出装置が得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１を示すブロック構成
図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による正常正転動作
時の各信号波形を示すタイミングチャートである。

【図３】 この発明の実施の形態１による正常逆転動作
時の各信号波形を示すタイミングチャートである。

【図４】 この発明の実施の形態１によるＡ系統異常発
生時の正転動作時の各信号波形を示すタイミングチャー
トである。

【図５】 この発明の実施の形態１による前半の処理動
作を示すフローチャートである。

【図６】 この発明の実施の形態１による後半の処理動
作を示すフローチャートである。

【図７】 この発明の実施の形態２を示すブロック構成
図である。

【符号の説明】

１００ａ、１００ｂ 異常検出装置、１０１ａ、１０１
ｂ ステッピングモータ、１０３ａ〜１０３ｄ 界磁コ
イル（電気負荷）、１０４ 車載バッテリ、１０６ 異
常警報表示器、１０８ａ〜１０８ｄ 駆動抵抗器（電気
負荷）、１１０ａ、１１０ｂ マイクロプロセッサ、１
１１ インタフェース、１１４ａ〜１１４ｄ 開閉素
子、１１６ａ、１１６ｂ ＯＲ結合用ダイオード（検出
信号合成手段）、１３０ａ、１３０ｂ ＲＡＭ（一時記
憶手段）、１４０ 外部ツール、２００ａ〜２００ｄ、
３００ａ〜３００ｄ サージ電圧（個別状態検出信
号）、５０３、５１３、５２３、５２４ 回転方向判定
手段による処理、５０６ｂ、５０６ｄ、５０６ｂｒ、５
０６ｃｒ 個別判定記憶手段による処理、５０７ｃｄ
リセット手段による処理、５１６ａ、５１６ｃ、５１６
ａｒ、５１６ｄｒ個別判定記憶手段による処理、５１７
ｄｃ、５１７ａａ リセット手段による処理、５２１
異常警報表示手段による処理、ＦＡ〜ＦＤ フラグ（個
別判定記憶手段）、Ｐ１、Ｐ２ 断続信号、Ｐ３ 合成
状態検出信号。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｈ 7/00 Ｈ０２Ｈ 7/00 Ｄ ５Ｈ５８０ 7/08 7/08 Ｒ Ｈ０２Ｐ 8/38 Ｈ０２Ｐ 8/00 Ｓ 8/00 Ｑ (72)発明者 左山 昌彦 兵庫県神戸市兵庫区浜山通６丁目１番２号 三菱電機コントロールソフトウエア株式 会社内 (72)発明者 藤田 昌英 東京都千代田区大手町二丁目６番２号 三 菱電機エンジニアリング株式会社内 Ｆターム(参考） 3G062 EA11 FA18 GA04 GA21 GA27 3G084 BA05 BA20 CA03 DA27 EB24 EC07 3G301 HA13 KA07 LA03 LA04 LC04 LC10 NC01 NC08 5G044 AA03 AB02 AD01 AE03 CA03 CA05 CE03 5G053 AA03 AA07 BA04 DA03 EA01 EC03 FA04 5H580 AA08 CA12 DD01 FA14 GG04 HH22 HH23 HH35 JJ09

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源電圧を発生する車載バッテリと、 前記車載バッテリにより給電されて断続信号を生成する
   マイクロプロセッサと、 前記断続信号に応答して互いに異なる時刻に順次開閉動
   作する複数系統の開閉素子と、 前記各開閉素子の開閉動作によって各系統毎に個別に駆
   動される複数系統の電気負荷と、 前記各開閉素子および前記各電気負荷の各系統毎の個別
   状態を示す複数系統の個別状態検出信号を論理結合し
   て、合成状態検出信号として前記マイクロプロセッサに
   入力する検出信号合成手段と、 前記マイクロプロセッサにより駆動される異常警報表示
   手段とを備え、 前記各個別状態検出信号は、各系統毎の、前記開閉素子
   の短絡または開放異常と、前記電気負荷の短絡または開
   放異常と、前記開閉素子と前記電気負荷との間の配線の
   短絡または開放異常との少なくとも１つの異常状態を示
   し、 前記マイクロプロセッサは、 前記合成状態検出信号が入力されたことを記憶する一時
   記憶手段と、 前記断続信号の今回の立上がり時点または立下がり時点
   で前記一時記憶手段の内容を読み出して、前記各開閉素
   子と、前記各電気負荷と、前記各開閉素子と前記各電気
   負荷との間の配線との少なくとも１つの異常の有無を、
   各系統毎に判定して記憶する個別判定記憶手段と、 前記個別判定記憶手段の動作後に前記一時記憶手段の内
   容を消去するリセット手段とを含み、 前記個別判定記憶手段の少なくとも１つの記憶内容が異
   常を示す場合に、前記異常警報表示手段を作動させるこ
   とを特徴とする車載電気負荷駆動系の異常検出装置。
2. 【請求項２】 前記電気負荷は、前記車載バッテリから
   給電される誘導性負荷を含み、 前記個別状態検出信号は、前記電気負荷の通電を遮断し
   たときに発生する前記電源電圧よりも高電圧のサージ電
   圧からなることを特徴とする請求項１に記載の車載電気
   負荷駆動系の異常検出装置。
3. 【請求項３】 前記各個別状態検出信号は、前記電気負
   荷の駆動出力端子の電圧変化を検出するための微分信号
   電圧からなり、同一時刻に複数の個別状態検出信号が重
   複生成されないことを特徴とする請求項１に記載の車載
   電気負荷駆動系の異常検出装置。
4. 【請求項４】 前記マイクロプロセッサは、外部ツール
   が接続されるインタフェースを含み、 前記個別判定記憶手段の内容は、前記インタフェースを
   介して、前記外部ツールにより読み出し表示されるとと
   もに、前記外部ツールによってリセットされることを特
   徴とする請求項１から請求項３までのいずれかに記載の
   車載電気負荷駆動系の異常検出装置。
5. 【請求項５】 前記電気負荷は、多相ステッピングモー
   タの界磁コイルを含み、 前記個別判定記憶手段は、前記多相ステッピングモータ
   の特定の回転方向に対して記憶動作を行うことを特徴と
   する請求項１から請求項４までのいずれかに記載の車載
   電気負荷駆動系の異常検出装置。
6. 【請求項６】 前記電気負荷は、前記多相ステッピング
   モータの界磁コイルを含み、 前記マイクロプロセッサは、前記多相ステッピングモー
   タの回転方向を判定する回転方向判定手段を含み、 前記個別判定記憶手段は、前記回転方向判定手段の判定
   結果に応答して、前記界磁コイルを含む故障系統を識別
   することを特徴とする請求項１から請求項４までのいず
   れかに記載の車載電気負荷駆動系の異常検出装置。