JP2004327783A - Device for detecting abnormality, and method therefor - Google Patents

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JP2004327783A JP2003121437A JP2003121437A JP2004327783A JP 2004327783 A JP2004327783 A JP 2004327783A JP 2003121437 A JP2003121437 A JP 2003121437A JP 2003121437 A JP2003121437 A JP 2003121437A JP 2004327783 A JP2004327783 A JP 2004327783A
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  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for detecting abnormalities and method capable of detecting all abnormality states generated in a load circuit provided with an overcurrent preventing control circuit, using simple constitution. <P>SOLUTION: The device for detecting abnormalities 10 is provided with a voltage value detection circuit 11 for detecting the voltage value between both the ends of a resistor 14 connected to a relay 34 in parallel; and a current value detection circuit 12 for converting the current value of a current flowing in a solenoid circuit 31 into a voltage value by a shunt resistor 15 connected between a driver drive element 33 and ground GND, and detecting the voltage value and a CPU 13 for A/D-converting the voltage value detected by the voltage value detection circuit 11 or the voltage value detected by the current value detection circuit 12, comparing the converted value with a prescribed value and deciding whether it is abnormal, on the basis of the compared result. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力される制御信号に基づいて所定の電流が流れるソレノイドなどの負荷回路の異常を検出する異常検出装置及び異常検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、既存の異常検出装置を説明するための図である。
図３に示すように、ソレノイド回路３１は、ソレノイド３２と、ドライバ駆動素子３３（例えば、ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やバイポーラトランジスタなど）とを備えて構成され、ドライバ駆動素子３３に入力される制御信号Ｓに基づいて、所定の電流がソレノイド回路３１に流れる。
【０００３】
また、リレー３４は、所定の電圧が印加されるソレノイド３５と、ソレノイド３５に生じる磁力に応じてソレノイド回路３１に印加される所定の電圧をオン、オフするスイッチ３６とを備えて構成され、例えば、ソレノイド回路３１に異常が発生すると、スイッチ３６をオフし、ソレノイド回路３１に印加される電圧をオフする。
【０００４】
また、異常検出装置３７は、電源ＶＢＡＴＴとＡ点との間に接続される電流センサ３８と、電流センサ３８で検出される電流値をＡ／Ｄ（Ａｎａｌｏｇ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ）変換して所定値と比較し、その比較結果に基づいてソレノイド回路３１などに異常が発生しているか否かを判定するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３９とを備えて構成され、例えば、その判定結果に基づいてソレノイド３５に印加される電圧値を制御している。
【０００５】
上記ソレノイド回路３１は、例えば、フォークリフトのマストの上昇又は下降に利用される油圧を調整するための電磁弁などを構成するものであり、オペレータのレバー操作により所定の制御信号Ｓがドライバ駆動素子３３に入力され電磁弁が開閉制御される構成である。
【０００６】
上述のように、リレー３４などの制御回路をソレノイド回路３１の電源ＶＢＡＴＴ側に備え、ソレノイド回路３１に過電流が流れることを防止することは従来から行なわれている（例えば、特許文献１参照）。
また、上述のように、ソレノイド３２をローサイド駆動（グランド側を基準として駆動）することも従来から行なわれている（例えば、特許文献２参照）。これより、ドライバ駆動素子３３を低い耐電圧の素子で構成することができるので、結果的に、回路全体を安価に構成することが可能となる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２３５７号 （第４頁、第１図）
【０００８】
【特許文献２】
特開平８−２５０９８９号 （第２〜３頁、第２図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、一般に、図３に示すような電流センサ３８では、例えば、シャント抵抗方式、磁気マルチバイブレータ方式、ホール素子方式、又はマグアンプ方式等が考えられ、何れの方式においても、構成が複雑で、且つ、高価なものであり、コスト高になるという問題がある。また、図３に示す電流センサ３８は、ソレノイド３２の電源ＶＢＡＴＴ側の電流値を検出するため、高い耐電圧の素子で構成される必要があり、高価なものとなり、更にコスト高になるという問題がある。
【００１０】
また、特許文献１では、図３に示すリレー３４に該当するフェ−ルセーフ回路３９がコンパレータ３５の出力に基づいて異常を検出し、ソレノイドコイル４０の通電のオン、オフを制御している。このように、特許文献１では、ソレノイドコイル４０の電源側の電流若しくは電圧又はグランド側の電流若しくは電圧を検出していないため、例えば、ソレノイドコイル４０のグランド側のある点と電源とがショートした場合などの異常を検出できないという問題がある。すなわち、ソレノイドコイル４０に発生する異常を検出することができないという問題がある。
【００１１】
また、特許文献２では、図３に示すソレノイド回路３１に該当する負荷４をローサイド駆動することにより、回路全体を安価に構成することが可能であるが、図３に示すリレー３４又は特許文献１に示すフェ−ルセーフ回路３９などの過電流防止用の制御回路が設けられていないため、負荷４の電源側の電流検出を行う必要がない構成となっている。すなわち、特許文献２では、例えば、図３におけるＢ点と電源ＶＢＡＴＴとのショート、Ｂ点とグランドＧＮＤとのショート、並びにＡ点及びＢ点のオープンなどによる異常は検出できるが、Ａ点とグランドＧＮＤとがショートすることによる異常は検出できない構成になっている。このように、特許文献２では、負荷４に発生する全ての異常を検出することができないという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明では、上記問題点を考慮し、過電流防止用の制御回路を備える負荷回路において、その負荷回路の異常を安価な構成で、且つ、その負荷回路に発生する全ての異常を検出することが可能な異常検出装置及び異常検出方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために本発明では、以下のような構成を採用した。
すなわち、本発明の異常検出装置は、第１の制御回路に入力される制御信号に基づいて所定の電流が流れる負荷回路の異常を検出する異常検出装置であって、前記負荷回路の電源側に接続され、前記負荷回路に印加される所定の電圧のオン、オフを行う第２の制御回路の両端の電圧値を検出する電圧値検出回路と、前記負荷回路に流れる電流値を検出する電流値検出回路と、前記第２の制御回路の両端の電圧値と所定の電圧値との比較を行う、又は前記負荷回路に流れる電流値と所定の電流値との比較を行う比較回路と、前記比較回路の比較結果に基づいて、前記負荷回路に異常が発生しているか否かの判定を行う判定回路とを備えることを特徴とする。
【００１４】
このように、本発明の異常検出装置では、第２の制御回路の両端の電圧値を検出し、負荷回路に流れる電流値を検出し、その電圧値又は電流値と所定の電圧値又は所定の電流値との比較を行い、その比較結果に基づいて、負荷回路に異常が発生しているか否かの判定を行っているので、例えば、上記負荷回路の電源側のある点と上記電源とがショートし、上記第２の制御回路がオフの場合には、上記第２の制御回路の両端の電圧値が上記所定の電圧値よりも大きくなるので、上記負荷回路に異常が発生していることを判定することができる。また、例えば、上記負荷回路の電源側のある点がオープンとなるか、又は、上記負荷回路のグランド側のある点がオープンとなり、上記第１の制御回路及び上記第２の制御回路が共にオンの場合には、上記負荷回路に流れる電流値が上記所定の電流値よりも小さくなるので、上記負荷回路に異常が発生していることを判定することができる。また、例えば、上記負荷回路のグランド側のある点と上記電源とがショートし、上記第１の制御回路及び上記第２の制御回路が共にオンの場合には、上記負荷回路に流れる電流値が上記所定の電流値よりも大きくなるので、上記負荷回路に異常が発生していることを判定することができる。また、例えば、上記負荷回路のグランド側のある点と上記グランドとがショートし、上記第１の制御回路及び上記第２の制御回路が共にオフの場合には、上記第２の制御回路の両端の電圧値が上記所定の電圧値よりも大きくなるので、上記負荷回路に異常が発生していることを判定することができる。これより、既存の異常検出装置のように、高価な電流センサを設けることなく、負荷回路に発生する全ての異常を、安価な構成で検出することが可能となる。
【００１５】
また、上記異常検出装置は、前記所定の電圧値を、前記負荷回路に異常が発生していない場合に前記第２の制御回路に印加される電圧値に対応する値とし、前記所定の電流値を、前記負荷回路に異常が発生していない場合に前記負荷回路に流れる電流値に対応する値としてもよい。
【００１６】
また、上記異常検出装置の前記電圧値検出回路は、前記第２の制御回路に並列に接続される第１の抵抗の両端の電圧値を検出し、前記電流値検出回路は、前記負荷回路の前記グランド側に接続される前記第１の制御回路と前記グランドとの間に接続される第２の抵抗により前記負荷回路に流れる電流値を電圧値に変換させて検出するように構成してもよい。
【００１７】
また、上記異常検出装置の前記判定回路は、前記第２の制御回路の両端の電圧値が前記所定の電圧値よりも大きい場合、前記負荷回路に異常が発生していると判定し、前記負荷回路に流れる電流値が前記所定の電流値よりも大きいか又は小さい場合、前記負荷回路に異常が発生していると判定するように構成してもよい。
【００１８】
このように、本発明の異常検出装置では、第２の制御回路の両端の電圧値を、第２の制御回路に並列に接続される第１の抵抗の両端から検出し、負荷回路に流れる電流値を、第１の制御回路とグランドとの間に設けられる第２の抵抗により電圧値に変換して検出し、それらの電圧値と所定の電圧値とを比較し、その比較結果に基づいて負荷回路に異常が発生しているか否かを判定しているので、既存の異常検出装置のように、高価な電流センサを設けることなく、負荷回路に発生する全ての異常を、抵抗という安価な素子を用いて検出することが可能となる。
【００１９】
また、本発明の範囲は、入力される制御信号に基づいて所定の電流が流れる負荷回路の異常を検出する異常検出方法にまで及ぶ。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の異常検出装置を説明するための図である。なお、図３と同様な構成については、同一の符号を付け、その説明を省略する。
【００２１】
図１に示すように、異常検出装置１０は、リレー３４（第２の制御回路）の両端の電圧値を検出する電圧値検出回路１１（電圧値検出回路）と、ソレノイド回路３１（負荷回路）に流れる電流値を検出する電流値検出回路（電流値検出回路）１２と、電圧値検出回路１１で検出された電圧値又は電流値検出回路１２で検出された電流値をＡ／Ｄ変換して所定値と比較し、その比較結果に基づいてソレノイド回路３１に異常が発生しているか否かを判定するＣＰＵ１３（比較回路及び判定回路）とを備えて構成され、その判定結果に基づいてソレノイド３５に流れる電流のオン、オフをリレー３４が制御している。なお、ソレノイド３２は、例えば、抵抗などの他の負荷で構成されてもよい。また、リレー３４は、必ずしも、ソレノイド３５及びスイッチ３６とから構成される回路に限定されない。
【００２２】
また、上記電圧値検出回路１１は、リレー３４に並列に接続される抵抗１４（第１の抵抗）の両端の電圧値を検出し、その電圧値をＣＰＵ１３に伝えるための回路である。
また、上記電流値検出回路１２は、ソレノイド回路３１に流れる電流値を、ドライバ駆動素子３３（第１の制御回路）とグランドＧＮＤとの間に設けられるシャント抵抗１５（第２の抵抗）により電圧値に変換し、その電圧値をＣＰＵ１３に伝えるための回路である。なお、ドライバ駆動素子３３は、ＦＥＴやバイポーラトランジスタに限定されない。
【００２３】
そして、ＣＰＵ１３は、入力されるそれぞれの電圧値と、そのそれぞれの電圧値に対応する所定値（所定の電圧値又は所定の電流値）とを比較し、入力される電圧値が所定値よりも大きいか又は小さいときにソレノイド回路３１が異常であると判定する。
【００２４】
次に、ＣＰＵ１３がソレノイド回路３１に異常が発生していると判定したときの異常の種類（以下、モードという）について説明する。
図２は、各モードと、各モードが発生しているときのリレー３４のオン、オフの状態、ドライバ駆動素子３３のオン、オフの状態、及びＣＰＵ１３の比較結果のそれぞれの関係を示す表である。
【００２５】
例えば、図２に示すように、「Ａ点（ソレノイド回路３１の電源側のある点）とグランドＧＮＤとがショートする場合」をモード１とし、「Ａ点がオープン（Ａ点が電源ＶＢＡＴＴにもグランドＧＮＤにも接続されない状態、或いはＡ点が電源ＶＢＡＴＴとグランドＧＮＤのどちらか一方にのみ接続されている状態）となる場合」をモード２とし、「Ｂ点（ソレノイド回路３１のグランド側のある点）と電源ＶＢＡＴＴとがショートする場合」をモード３とし、「Ｂ点とグランドＧＮＤとがショートする場合」をモード４とし、「Ｂ点がオープン（Ｂ点が電源ＶＢＡＴＴにもグランドＧＮＤにも接続されない状態、或いはＢ点が電源ＶＢＡＴＴとグランドＧＮＤのどちらか一方にのみ接続されている状態）となる場合」をモード５としており、ＣＰＵ１３がソレノイド回路３１に異常が発生していると判定したときの異常は、この５つのモードの内のどれかとなる。
【００２６】
また、図２に示すように、モード１の場合は、Ａ点とグランドＧＮＤとがショートしている状態なので、そのような状態のときにリレー３４がオフになると、抵抗１４を介して電源ＶＢＡＴＴとグランドＧＮＤとが接続された状態となるので、正常時（電源ＶＢＡＴＴとグランドＧＮＤとの間に抵抗１４だけでなくソレノイド３２も接続されている状態）と比べて、抵抗１４には大きな電圧が印加される。これより、ＣＰＵ１３は入力される電圧値が所定値よりも大きいと判断する。
【００２７】
また、モード２の場合は、Ａ点がオープンしている状態なので、そのような状態のときに、たとえ、リレー３４及びドライバ駆動素子３３が共にオンになっても、ソレノイド回路３１には電流が流れない。これより、ＣＰＵ１３は入力される電流値が所定値よりも小さいと判断する。
【００２８】
また、モード３の場合は、Ｂ点と電源ＶＢＡＴＴとがショートしている状態なので、そのような状態のときに、リレー３４及びドライバ駆動素子３３が共にオンになると、ソレノイド３２を介さず電源ＶＢＡＴＴとグランドＧＮＤとが接続された状態となるので、正常時（ソレノイド３２を介して電源ＶＢＡＴＴとグランドＧＮＤとが接続された状態）と比べて、ソレノイド回路３１には大きな電流が流れる。これより、ＣＰＵ１３は入力される電流値が所定値よりも大きいと判断する。
【００２９】
また、モード４の場合（１）は、Ｂ点とグランドＧＮＤとがショートしている状態なので、そのような状態のときに、リレー３４及びドライバ駆動素子３３が共にオフになると、抵抗１４及びソレノイド３２を介して電源ＶＢＡＴＴとグランドＧＮＤとが接続された状態となるので、正常時（電源ＶＢＡＴＴとグランドＧＮＤとの間に抵抗１４及びソレノイド３２だけでなくドライバ駆動素子３３なども接続されている状態）と比べて、抵抗１４には大きな電圧が印加される。これより、ＣＰＵ１３は入力される電圧値が所定値よりも大きいと判断する。
【００３０】
また、他のモード４の場合（２）は、Ｂ点とグランドＧＮＤとがショートしている状態のときであって、このとき、たとえ、リレー３４及びドライバ駆動素子３３が共にオンになっても、ドライバ駆動素子３３には電流が流れない。これより、ＣＰＵ１３は入力される電流値が所定値よりも小さいと判断する。
【００３１】
また、更に他のモード４の場合（３）は、Ｂ点とグランドＧＮＤとがショートしている状態のときであって、リレー３４がオン状態のとき、ドライバ駆動素子３３がオンからオフになると、ソレノイド３２はソレノイド３２が駆動しない程度の電流をソレノイド回路３１に流す。このとき、その電流値が所定値よりも小さいとＣＰＵ１３は異常であると判定する。
【００３２】
また、モード５の場合は、Ｂ点がオープンしている状態なので、そのような状態のとき、たとえ、リレー３４及びドライバ駆動素子３３が共にオンになっても、ソレノイド回路３１（ドライバ駆動素子３３）には電流が流れない。これより、ＣＰＵ１３は入力される電流値が所定値よりも小さいと判定する。
【００３３】
このように、ＣＰＵ１３は、例えば、Ａ点とグランドＧＮＤとがショートし、リレー３４がオフの場合には、リレー３４に印加される電圧値が所定値よりも大きくなるので、ソレノイド回路３１が異常であることを判定することができる。
また、ＣＰＵ１３は、例えば、Ａ点がオープンとなるか、又は、Ｂ点がオープンとなり、リレー３４及びドライバ駆動素子３３が共にオンの場合には、ソレノイド回路３１に流れる電流値が所定値よりも小さくなるので、ソレノイド回路３１が異常であることを判定することができる。また、ＣＰＵ１３は、例えば、Ｂ点と電源ＶＢＡＴＴとがショートし、リレー３４及びドライバ駆動素子３３が共にオンの場合には、ソレノイド回路３１に流れる電流値が所定値よりも大きくなるので、ソレノイド回路３１が異常であることを判定することができる。また、ＣＰＵ１３は、例えば、Ｂ点とグランドＧＮＤとがショートし、リレー３４及びドライバ駆動素子３３が共にオフの場合には、リレー３４に印加される電圧値が所定値よりも大きくなるので、ソレノイド回路３１が異常であることを判定することができる。
【００３４】
すなわち、ＣＰＵ１３は、リレー３４に印加される電圧値が所定値よりも大きくなったと判断した場合にソレノイド回路３１に異常が発生していると判定し、ソレノイド回路３１に流れる電流値が所定値より大きいか又は小さいと判断した場合にソレノイド回路３１に異常が発生していると判定する。
【００３５】
なお、ＣＰＵ１３に入力される２つの電圧値と比較される所定値は、異常が発生していないときにリレー３４（又は抵抗１４）に印加される電圧値（第２の電圧値）、又は異常が発生していないときにソレノイド回路３１に流れる電流値（第２の電流値）に対応する値に設定されていることが望ましい。
【００３６】
また、ＣＰＵ１３に入力される２つの電圧値と比較される所定値は、ある範囲を持たせてもよい。そして、入力される電圧値がそのある範囲を持つ所定値の上限値を超えれば、異常と判定し、入力される電圧値がそのある範囲を持つ所定値の下限値を下回れば、異常と判定するように構成してもよい。
【００３７】
このように、本実施形態の異常検出装置１０は、抵抗１４、１５といった簡単な回路素子を用いて、ソレノイド回路３１の異常を検出することができる。しかも、ソレノイド回路３１に生じている異常を、具体的に５つの異常モードとして確実に判断することができる。
【００３８】
また、本実施形態の異常検出装置１０では、リレー３４の両端の電圧値を検出すると共に、ソレノイド回路３１に流れる電流値を検出し、その電圧値又は電流値に基づいて異常があるか否かを判定しているので、ソレノイド回路３１の電源側（例えば、Ａ点）又はグランド側（例えば、Ｂ点）に異常（上記５つの異常）が発生した場合を確実に検出することが可能となる。
【００３９】
また、リレー３４の両端の電圧値は、リレー３４に並列に接続される抵抗１４の両端から検出し、ソレノイド回路３１に流れる電流値は、シャント抵抗１５により電圧値に変換して検出しているので、既存の異常検出方法（図３）のように、高価な電流センサを設けることなく、安価な構成でソレノイド回路３１に異常が発生していることを判定することが可能となる。
【００４０】
また、本実施形態の異常検出装置１０は、ローサイド駆動のソレノイド回路３１に適用することができるので、異常検出装置１０、ソレノイド回路３１、及びリレー３４を含む回路全体を安価に構成することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、第２の制御回路の両端の電圧値を検出し、負荷回路に流れる電流値を検出し、その電圧値又は電流値と所定の電圧値又は所定の電流値との比較を行い、その比較結果に基づいて、負荷回路に異常が発生しているか否かの判定を行っているので、既存の異常検出装置のように、高価な電流センサを設けることなく、負荷回路に発生する全ての異常を、安価な構成で検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の異常検出装置の構成を示す図である。
【図２】異常検出モードとリレー及びドライバ駆動素子の状態と比較結果とのそれぞれの関係を示す表である。
【図３】既存の異常検出装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１０ 異常検出装置
１１ 電圧値検出回路
１２ 電流値検出回路
１３ ＣＰＵ
１４ 抵抗
１５ シャント抵抗
３１ ソレノイド回路
３２ ソレノイド
３３ ドライバ駆動素子
３４ リレー
３５ ソレノイド
３６ スイッチ
３７ 異常検出装置
３８ 電流センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an abnormality detection device and an abnormality detection method for detecting an abnormality in a load circuit such as a solenoid through which a predetermined current flows based on an input control signal.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a diagram for explaining an existing abnormality detection device.
As shown in FIG. 3, the solenoid circuit 31 includes a solenoid 32 and a driver driving element 33 (for example, an FET (Field-Effect Transistor) or a bipolar transistor), and is input to the driver driving element 33. A predetermined current flows through the solenoid circuit 31 based on the control signal S.
[0003]
The relay 34 includes a solenoid 35 to which a predetermined voltage is applied, and a switch 36 for turning on and off a predetermined voltage to be applied to the solenoid circuit 31 in accordance with a magnetic force generated in the solenoid 35. When an abnormality occurs in the solenoid circuit 31, the switch 36 is turned off, and the voltage applied to the solenoid circuit 31 is turned off.
[0004]
Further, the abnormality detection device 37 includes a current sensor 38 connected between the power supply V BATT and the point A, and A / D (Analog to Digital) conversion of a current value detected by the current sensor 38 to a predetermined value. And a CPU (Central Processing Unit) 39 for comparing and determining whether an abnormality has occurred in the solenoid circuit 31 or the like based on the comparison result. The value of the applied voltage is controlled.
[0005]
The solenoid circuit 31 constitutes, for example, an electromagnetic valve for adjusting the hydraulic pressure used for raising or lowering the mast of the forklift, and a predetermined control signal S is transmitted by a driver operation of the driver driving element 33 by an operator's lever operation. And the solenoid valve is controlled to open and close.
[0006]
As described above, the control circuit such as the relay 34 is provided on the power supply V BATT side of the solenoid circuit 31 to prevent an overcurrent from flowing through the solenoid circuit 31 (for example, see Patent Document 1). ).
Further, as described above, low-side driving (driving on the ground side as a reference) of the solenoid 32 is also conventionally performed (for example, see Patent Document 2). As a result, the driver driving element 33 can be constituted by an element having a low withstand voltage, and as a result, the entire circuit can be constituted at low cost.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-2357 (page 4, FIG. 1)
[0008]
[Patent Document 2]
JP-A-8-250989 (pages 2-3, FIG. 2)
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in general, in the current sensor 38 as shown in FIG. 3, for example, a shunt resistance method, a magnetic multivibrator method, a Hall element method, a mag-amp method, or the like can be considered. However, it is expensive and has a problem that the cost is high. Also, the current sensor 38 shown in FIG. 3 needs to be configured with a high withstand voltage element in order to detect the current value on the power supply V BATT side of the solenoid 32, so that it becomes expensive and further increases the cost. There's a problem.
[0010]
In Patent Document 1, a fail-safe circuit 39 corresponding to the relay 34 shown in FIG. 3 detects an abnormality based on the output of the comparator 35, and controls on / off of energization of the solenoid coil 40. As described above, in Patent Document 1, since the current or voltage on the power supply side of the solenoid coil 40 or the current or voltage on the ground side is not detected, for example, a point on the ground side of the solenoid coil 40 and the power supply are short-circuited. There is a problem that abnormalities such as cases cannot be detected. That is, there is a problem that it is not possible to detect an abnormality occurring in the solenoid coil 40.
[0011]
In Patent Document 2, the entire circuit can be configured at low cost by driving the load 4 corresponding to the solenoid circuit 31 shown in FIG. 3 at low side, but the relay 34 shown in FIG. Since a control circuit for preventing overcurrent such as a fail-safe circuit 39 shown in FIG. 1 is not provided, it is not necessary to detect the current on the power supply side of the load 4. That is, in Patent Document 2, for example, abnormalities due to a short circuit between point B and the power supply V BATT , a short circuit between point B and the ground GND, and an open circuit at points A and B in FIG. 3 can be detected. An abnormality due to short-circuit with the ground GND cannot be detected. As described above, Patent Literature 2 has a problem that it is not possible to detect all abnormalities occurring in the load 4.
[0012]
Therefore, in the present invention, in consideration of the above problems, in a load circuit including a control circuit for preventing overcurrent, abnormality of the load circuit is detected at a low cost, and all abnormalities occurring in the load circuit are detected. An object of the present invention is to provide an abnormality detection device and an abnormality detection method that can perform the operation.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration.
That is, the abnormality detection device of the present invention is an abnormality detection device that detects an abnormality of a load circuit through which a predetermined current flows based on a control signal input to a first control circuit, and is provided on a power supply side of the load circuit. A voltage value detection circuit that detects a voltage value at both ends of a second control circuit that is connected and turns on and off a predetermined voltage applied to the load circuit; and a current value that detects a current value flowing through the load circuit. A detection circuit, a comparison circuit that compares a voltage value at both ends of the second control circuit with a predetermined voltage value, or compares a current value flowing through the load circuit with a predetermined current value; A determination circuit that determines whether an abnormality has occurred in the load circuit based on a comparison result of the circuits.
[0014]
As described above, in the abnormality detection device of the present invention, the voltage value at both ends of the second control circuit is detected, the current value flowing through the load circuit is detected, and the voltage value or the current value is compared with the predetermined voltage value or the predetermined value. Since the current value is compared with the current value and it is determined whether or not an abnormality has occurred in the load circuit based on the comparison result, for example, a point on the power supply side of the load circuit and the power supply are determined. When the short-circuit occurs and the second control circuit is off, the voltage value at both ends of the second control circuit becomes larger than the predetermined voltage value, so that an abnormality has occurred in the load circuit. Can be determined. Further, for example, a point on the power supply side of the load circuit is open, or a point on the ground side of the load circuit is open, and both the first control circuit and the second control circuit are turned on. In this case, the value of the current flowing through the load circuit becomes smaller than the predetermined current value, so that it can be determined that an abnormality has occurred in the load circuit. Further, for example, when a certain point on the ground side of the load circuit and the power supply are short-circuited and both the first control circuit and the second control circuit are on, the value of the current flowing through the load circuit is reduced. Since the current value is larger than the predetermined current value, it can be determined that an abnormality has occurred in the load circuit. For example, when a point on the ground side of the load circuit and the ground are short-circuited and both the first control circuit and the second control circuit are off, both ends of the second control circuit Is larger than the predetermined voltage value, it is possible to determine that an abnormality has occurred in the load circuit. This makes it possible to detect all the abnormalities occurring in the load circuit with an inexpensive configuration without providing an expensive current sensor as in the existing abnormality detecting device.
[0015]
Further, the abnormality detecting device sets the predetermined voltage value to a value corresponding to a voltage value applied to the second control circuit when no abnormality occurs in the load circuit, and the predetermined current value May be a value corresponding to a current value flowing through the load circuit when no abnormality occurs in the load circuit.
[0016]
Further, the voltage value detection circuit of the abnormality detection device detects a voltage value between both ends of a first resistor connected in parallel to the second control circuit, and the current value detection circuit detects a voltage value of the load circuit. A configuration may be adopted in which a current value flowing through the load circuit is converted into a voltage value and detected by a second resistor connected between the first control circuit connected to the ground side and the ground. Good.
[0017]
Further, the determination circuit of the abnormality detection device determines that an abnormality has occurred in the load circuit when a voltage value between both ends of the second control circuit is larger than the predetermined voltage value. When the current value flowing through the circuit is larger or smaller than the predetermined current value, it may be configured to determine that an abnormality has occurred in the load circuit.
[0018]
Thus, in the abnormality detection device of the present invention, the voltage value across the second control circuit is detected from both ends of the first resistor connected in parallel to the second control circuit, and the current flowing through the load circuit is detected. The value is converted to a voltage value by a second resistor provided between the first control circuit and the ground, detected, the voltage value is compared with a predetermined voltage value, and based on the comparison result, Since it is determined whether or not an abnormality has occurred in the load circuit, all the abnormalities that occur in the load circuit can be reduced by using an inexpensive resistor called a resistor without providing an expensive current sensor as in the existing abnormality detection device. Detection can be performed using the element.
[0019]
The scope of the present invention extends to an abnormality detection method for detecting an abnormality in a load circuit through which a predetermined current flows based on an input control signal.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating an abnormality detection device according to an embodiment of the present invention. Note that the same components as those in FIG. 3 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0021]
As shown in FIG. 1, the abnormality detection device 10 includes a voltage value detection circuit 11 (voltage value detection circuit) for detecting a voltage value at both ends of a relay 34 (second control circuit), and a solenoid circuit 31 (load circuit). A current value detection circuit (current value detection circuit) 12 for detecting the value of the current flowing through the circuit, and A / D conversion of the voltage value detected by the voltage value detection circuit 11 or the current value detected by the current value detection circuit 12 A CPU 13 (comparison circuit and determination circuit) that determines whether an abnormality has occurred in the solenoid circuit 31 based on the comparison result with a predetermined value. The relay 34 controls the on / off of the current flowing through the relay. Note that the solenoid 32 may be configured with another load such as a resistor, for example. Further, the relay 34 is not necessarily limited to a circuit including the solenoid 35 and the switch 36.
[0022]
The voltage value detection circuit 11 is a circuit for detecting a voltage value at both ends of the resistor 14 (first resistor) connected in parallel with the relay 34 and transmitting the voltage value to the CPU 13.
Further, the current value detection circuit 12 applies a voltage to the current value flowing through the solenoid circuit 31 by a shunt resistor 15 (second resistor) provided between the driver driving element 33 (first control circuit) and the ground GND. This is a circuit for converting the voltage into a value and transmitting the voltage value to the CPU 13. Note that the driver driving element 33 is not limited to an FET or a bipolar transistor.
[0023]
Then, the CPU 13 compares each of the input voltage values with a predetermined value (a predetermined voltage value or a predetermined current value) corresponding to each of the voltage values, and determines that the input voltage value is higher than the predetermined value. When it is larger or smaller, it is determined that the solenoid circuit 31 is abnormal.
[0024]
Next, the type of abnormality (hereinafter, referred to as a mode) when the CPU 13 determines that an abnormality has occurred in the solenoid circuit 31 will be described.
FIG. 2 is a table showing the relationship between each mode, the ON / OFF state of the relay 34, the ON / OFF state of the driver driving element 33, and the comparison result of the CPU 13 when each mode occurs. is there.
[0025]
For example, as shown in FIG. 2, “when the point A (a point on the power supply side of the solenoid circuit 31) and the ground GND are short-circuited” is set to mode 1, and “point A is open (point A is connected to the power supply V BATT . Is not connected to the ground GND, or the point A is connected to only one of the power supply VBATT and the ground GND), and the point B (the ground side of the solenoid circuit 31). A case where a certain point is short-circuited to the power supply V BATT is set as mode 3 and a case where the point B is short-circuited to the ground GND is set as mode 4 and the point B is opened (the point B is also connected to the power supply V BATT. State in which it is not connected to GND, or point B is connected to only one of the power supply V BATT and the ground GND). That is, when the CPU 13 determines that an abnormality has occurred in the solenoid circuit 31, the abnormality is one of these five modes.
[0026]
Further, as shown in FIG. 2, in the case of mode 1, the point A and the ground GND are in a short-circuit state, and when the relay 34 is turned off in such a state, the power supply V Since the BATT is connected to the ground GND, the resistance 14 is larger than the normal state (a state in which not only the resistor 32 but also the solenoid 32 is connected between the power supply V BATT and the ground GND). A voltage is applied. Thus, the CPU 13 determines that the input voltage value is larger than the predetermined value.
[0027]
In the case of the mode 2, since the point A is open, in such a state, even if both the relay 34 and the driver driving element 33 are turned on, a current flows through the solenoid circuit 31. Not flowing. Thus, the CPU 13 determines that the input current value is smaller than the predetermined value.
[0028]
In the case of the mode 3, since the point B and the power supply V BATT are short-circuited, when the relay 34 and the driver driving element 33 are both turned on in such a state, the power supply is not performed via the solenoid 32. Since V BATT is connected to the ground GND, a larger current flows through the solenoid circuit 31 as compared with a normal state (a state where the power supply V BATT is connected to the ground GND via the solenoid 32). Thus, the CPU 13 determines that the input current value is larger than the predetermined value.
[0029]
In the case of mode 4 (1), the point B and the ground GND are short-circuited. In such a state, when both the relay 34 and the driver driving element 33 are turned off, the resistor 14 and the solenoid Since the power supply V BATT and the ground GND are connected via the power supply 32, a normal state (when not only the resistor 14 and the solenoid 32 but also the driver driving element 33 and the like are connected between the power supply V BATT and the ground GND). (A state in which the resistor 14 is on), a larger voltage is applied to the resistor 14. Thus, the CPU 13 determines that the input voltage value is larger than the predetermined value.
[0030]
The other mode 4 (2) is a state where the point B and the ground GND are short-circuited. At this time, even if both the relay 34 and the driver driving element 33 are turned on. No current flows through the driver driving element 33. Thus, the CPU 13 determines that the input current value is smaller than the predetermined value.
[0031]
Still another mode 4 (3) is a state where the point B and the ground GND are short-circuited, and when the relay 34 is turned on and the driver driving element 33 is turned off from on. The solenoid 32 supplies a current to the solenoid circuit 31 such that the solenoid 32 is not driven. At this time, if the current value is smaller than the predetermined value, the CPU 13 determines that the current is abnormal.
[0032]
In the case of mode 5, since the point B is open, even if both the relay 34 and the driver driving element 33 are turned on in such a state, the solenoid circuit 31 (the driver driving element 33) is turned on. No current flows in (). Thereby, the CPU 13 determines that the input current value is smaller than the predetermined value.
[0033]
As described above, for example, when the point A and the ground GND are short-circuited and the relay 34 is turned off, the voltage value applied to the relay 34 becomes larger than the predetermined value. Can be determined.
Further, for example, when the point A is open or the point B is open and both the relay 34 and the driver driving element 33 are on, the current value flowing through the solenoid circuit 31 is smaller than a predetermined value. Since it becomes smaller, it can be determined that the solenoid circuit 31 is abnormal. Further, for example, when the point B and the power supply V BATT are short-circuited and the relay 34 and the driver driving element 33 are both on, the current value flowing through the solenoid circuit 31 becomes larger than a predetermined value. It can be determined that the circuit 31 is abnormal. Further, for example, when the point B and the ground GND are short-circuited and the relay 34 and the driver driving element 33 are both off, the voltage applied to the relay 34 becomes larger than a predetermined value. It can be determined that the circuit 31 is abnormal.
[0034]
That is, when the CPU 13 determines that the voltage value applied to the relay 34 has become larger than a predetermined value, the CPU 13 determines that an abnormality has occurred in the solenoid circuit 31, and the current value flowing through the solenoid circuit 31 is smaller than the predetermined value. When it is determined that the value is larger or smaller, it is determined that an abnormality has occurred in the solenoid circuit 31.
[0035]
The predetermined value to be compared with the two voltage values input to the CPU 13 is the voltage value (second voltage value) applied to the relay 34 (or the resistor 14) when no abnormality has occurred, or the abnormal value. Is preferably set to a value corresponding to the current value (second current value) flowing through the solenoid circuit 31 when no is generated.
[0036]
The predetermined value to be compared with the two voltage values input to the CPU 13 may have a certain range. If the input voltage value exceeds an upper limit value of a predetermined value having the certain range, it is determined that the voltage is abnormal, and if the input voltage value is lower than the lower limit value of the predetermined value having the certain range, the voltage is determined to be abnormal. May be configured.
[0037]
As described above, the abnormality detection device 10 of the present embodiment can detect the abnormality of the solenoid circuit 31 using simple circuit elements such as the resistors 14 and 15. Moreover, the abnormality occurring in the solenoid circuit 31 can be reliably determined as five specific abnormality modes.
[0038]
In addition, the abnormality detection device 10 of the present embodiment detects the voltage value at both ends of the relay 34, detects the current value flowing through the solenoid circuit 31, and determines whether there is an abnormality based on the voltage value or the current value. Is determined, it is possible to reliably detect a case where an abnormality (the above five abnormalities) occurs on the power supply side (for example, point A) or the ground side (for example, point B) of the solenoid circuit 31. .
[0039]
Further, the voltage value at both ends of the relay 34 is detected from both ends of the resistor 14 connected in parallel to the relay 34, and the current value flowing through the solenoid circuit 31 is detected by being converted into a voltage value by the shunt resistor 15. Therefore, unlike the existing abnormality detection method (FIG. 3), it is possible to determine that an abnormality has occurred in the solenoid circuit 31 with an inexpensive configuration without providing an expensive current sensor.
[0040]
Further, since the abnormality detection device 10 of the present embodiment can be applied to the low-side drive solenoid circuit 31, the entire circuit including the abnormality detection device 10, the solenoid circuit 31, and the relay 34 can be configured at low cost. .
[0041]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the voltage value at both ends of the second control circuit is detected, the current value flowing through the load circuit is detected, and the voltage value or the current value is compared with the predetermined voltage value or the predetermined current value. The comparison is performed, and based on the comparison result, it is determined whether or not an abnormality has occurred in the load circuit.Therefore, unlike an existing abnormality detection device, without providing an expensive current sensor, the load circuit is not required. Can be detected with an inexpensive configuration.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an abnormality detection device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a table showing respective relationships among an abnormality detection mode, states of relays and driver driving elements, and comparison results.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of an existing abnormality detection device.
[Explanation of symbols]
10 Abnormality detection device 11 Voltage value detection circuit 12 Current value detection circuit 13 CPU
14 Resistance 15 Shunt resistance 31 Solenoid circuit 32 Solenoid 33 Driver drive element 34 Relay 35 Solenoid 36 Switch 37 Abnormality detection device 38 Current sensor

Claims (5)

第１の制御回路に入力される制御信号に基づいて所定の電流が流れる負荷回路の異常を検出する異常検出装置であって、
前記負荷回路の電源側に接続され、前記負荷回路に印加される所定の電圧のオン、オフを行う第２の制御回路の両端の電圧値を検出する電圧値検出回路と、
前記負荷回路に流れる電流値を検出する電流値検出回路と、
前記第２の制御回路の両端の電圧値と所定の電圧値との比較を行う、又は前記負荷回路に流れる電流値と所定の電流値との比較を行う比較回路と、
前記比較回路の比較結果に基づいて、前記負荷回路に異常が発生しているか否かの判定を行う判定回路と、を備えることを特徴とする異常検出装置。An abnormality detection device that detects an abnormality in a load circuit through which a predetermined current flows based on a control signal input to a first control circuit,
A voltage value detection circuit that is connected to a power supply side of the load circuit and detects a voltage value at both ends of a second control circuit that turns on and off a predetermined voltage applied to the load circuit,
A current value detection circuit for detecting a current value flowing through the load circuit;
A comparison circuit that compares a voltage value at both ends of the second control circuit with a predetermined voltage value, or compares a current value flowing in the load circuit with a predetermined current value;
A determination circuit configured to determine whether an abnormality has occurred in the load circuit based on a comparison result of the comparison circuit. 請求項１に記載の異常検出装置であって、
前記所定の電圧値は、前記負荷回路に異常が発生していない場合に前記第２の制御回路に印加される電圧値に対応する値であり、
前記所定の電流値は、前記負荷回路に異常が発生していない場合に前記負荷回路に流れる電流値に対応する値であることを特徴とする異常検出装置。The abnormality detection device according to claim 1,
The predetermined voltage value is a value corresponding to a voltage value applied to the second control circuit when no abnormality occurs in the load circuit,
The abnormality detection device according to claim 1, wherein the predetermined current value is a value corresponding to a current value flowing through the load circuit when no abnormality occurs in the load circuit. 請求項１又は２に記載の異常検出装置であって、
前記電圧値検出回路は、前記第２の制御回路に並列に接続される第１の抵抗の両端の電圧値を検出し、
前記電流値検出回路は、前記負荷回路の前記グランド側に接続される前記第１の制御回路と前記グランドとの間に接続される第２の抵抗により前記負荷回路に流れる電流値を電圧値に変換させて検出することを特徴とする異常検出装置。The abnormality detection device according to claim 1 or 2,
The voltage value detection circuit detects a voltage value between both ends of a first resistor connected in parallel to the second control circuit,
The current value detection circuit converts a current value flowing through the load circuit into a voltage value by a second resistor connected between the first control circuit connected to the ground side of the load circuit and the ground. An abnormality detection device characterized by conversion and detection. 請求項１〜３の何れか１項に記載の異常検出装置であって、
前記判定回路は、前記第２の制御回路の両端の電圧値が前記所定の電圧値よりも大きい場合、前記負荷回路に異常が発生していると判定し、前記負荷回路に流れる電流値が前記所定の電流値よりも大きいか又は小さい場合、前記負荷回路に異常が発生していると判定することを特徴とする異常検出装置。The abnormality detection device according to any one of claims 1 to 3,
When the voltage value at both ends of the second control circuit is larger than the predetermined voltage value, the determination circuit determines that an abnormality has occurred in the load circuit, and the current value flowing through the load circuit is An abnormality detection device characterized by determining that an abnormality has occurred in the load circuit when the current value is larger or smaller than a predetermined current value. 第１の制御回路に入力される制御信号に基づいて所定の電流が流れる負荷回路の異常を検出する異常検出方法であって、
前記負荷回路の電源側に接続され、前記負荷回路に印加される所定の電圧のオン、オフを行う第２の制御回路の両端の電圧値を検出すると共に、前記負荷回路に流れる電流値を検出し、
前記第２の制御回路の両端の電圧値と所定の電圧値との比較を行い、又は前記負荷回路に流れる電流値と所定の電流値との比較を行い、
前記比較の結果に基づいて、前記負荷回路に異常が発生しているか否かの判定を行うことを特徴とする異常検出方法。An abnormality detection method for detecting an abnormality of a load circuit through which a predetermined current flows based on a control signal input to a first control circuit,
A voltage value at both ends of a second control circuit connected to a power supply side of the load circuit for turning on and off a predetermined voltage applied to the load circuit is detected, and a current value flowing through the load circuit is detected. And
Performing a comparison between a voltage value at both ends of the second control circuit and a predetermined voltage value, or comparing a current value flowing through the load circuit with a predetermined current value,
An abnormality detection method, comprising: determining whether an abnormality has occurred in the load circuit based on a result of the comparison.
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