JP2007135251A - Load driving circuit and method of detecting its abnormality - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ソレノイド駆動回路の異常検出に関する。 The present invention relates to abnormality detection of a solenoid drive circuit.
従来、特許文献1に記載される負荷駆動回路にあっては、ON/OFFを繰り返す信号にしたがってソレノイド等の負荷に電流を流し、この信号を制御することで負荷の駆動状態を制御している。その際負荷の出力端子電圧を監視し、出力端子電圧が信号のON/OFFに応じた値となっていれば正常と判断し、ON/OFFに応じた値とならず、一定値に張り付いた場合は異常と判断する。
しかしながら上記従来技術にあっては、負荷駆動信号がON/OFFされてから出力端子電圧の値が監視されるまでのタイムラグにより異常判断が遅れてしまう。そのため異常判断を行うマイコンの性能を向上させる必要があるが、PWM制御のように高周波のON/OFF信号を用いる場合、異常判断の遅れが顕著となるため特に高性能のマイコンが必要となり、コストアップの要因となっていた。 However, in the above prior art, the abnormality determination is delayed due to a time lag from when the load drive signal is turned ON / OFF until the value of the output terminal voltage is monitored. Therefore, it is necessary to improve the performance of the microcomputer that performs abnormality determination. However, when a high-frequency ON / OFF signal is used as in PWM control, a delay in abnormality determination becomes significant, so a particularly high-performance microcomputer is required, and the cost It was a factor of up.
本発明は上記問題に着目してなされたもので、その目的とするところは、負荷を高周波信号により制御する場合であっても、高性能なマイコンを使用することなく異常検出を可能とする負荷駆動回路を提供することにある。 The present invention has been made paying attention to the above problems, and the object of the present invention is to enable a load to be detected without using a high-performance microcomputer even when the load is controlled by a high-frequency signal. It is to provide a driving circuit.
上述の目的を達成するため、本発明では、電源に接続される負荷と、前記負荷に流れる電流をON/OFF制御することにより、前記負荷の駆動制御を行う負荷駆動手段と、前記負荷および回路内の異常を検出する異常検出手段とを備える負荷駆動回路において、前記負荷に流れる電流がONの際にHI信号を出力し、OFFの際にLO信号を出力する第1監視手段と、前記前記負荷に流れる電流がONの際にLO信号を出力し、OFFの際にHI信号を出力する第2監視手段とを有し、前記異常検出手段は、前記第1監視手段から出力されるHI/LO信号と、前記第2監視手段から出力されるLO/HI信号の組み合わせにより前記負荷および回路内の異常を検出することとした。 In order to achieve the above-described object, in the present invention, a load connected to a power source, a load driving means for controlling driving of the load by ON / OFF control of a current flowing through the load, and the load and circuit And a first monitoring means for outputting a HI signal when the current flowing through the load is ON and outputting a LO signal when the current is OFF. Second monitoring means for outputting an LO signal when the current flowing through the load is ON and outputting an HI signal when the current is OFF, and the abnormality detection means is configured to output the HI / output from the first monitoring means. The load and the abnormality in the circuit are detected by a combination of the LO signal and the LO / HI signal output from the second monitoring means.
よって、負荷を高周波信号により制御する場合であっても、高性能なマイコンを使用することなく負荷の異常検出を可能とする負荷駆動回路を提供できる。 Therefore, even when the load is controlled by a high-frequency signal, it is possible to provide a load drive circuit that can detect a load abnormality without using a high-performance microcomputer.
以下、本発明の負荷駆動回路を実現する最良の形態を、図面に示す実施例に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing a load driving circuit of the present invention will be described based on an embodiment shown in the drawings.
[負荷駆動回路の回路構成]
実施例1につき図1ないし図4に基づき説明する。図1は本願負荷駆動回路の回路図である。負荷駆動回路は、ソレノイド1(負荷)、リレー2(負荷駆動手段)、第1、第2分圧回路3,4、コンパレータ5、マイコン6(異常検出手段)、および診断装置100(第1、第2監視手段)を有する。本願ソレノイド1は車両の液圧ブレーキ制御装置内における電磁弁を駆動するソレノイドとするが、負荷であればよく特に限定しない。
[Circuit configuration of load drive circuit]
The first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a circuit diagram of the load driving circuit of the present application. The load driving circuit includes a solenoid 1 (load), a relay 2 (load driving means), first and second
ソレノイド1は一方においてバッテリBに接続し、他方においてリレー2を介してグランドGNDに接続する。リレー2はソレノイド1のPWM駆動を行い、駆動信号をマイコン6へ出力する。第1、第2分圧回路3,4はそれぞれバッテリ電圧、ソレノイド下流電圧を分圧してコンパレータ5へ出力する。また、コンパレータ5はソレノイド下流電圧とバッテリ電圧の比較信号(PWM駆動のON/OFF信号)を診断装置100へ出力する。
One side of the
診断装置100は、入力された比較信号に基づきHI、LOの独立した信号をマイコン6へ出力する。PWM駆動がONされると直ちにHI信号が出力され、PWM駆動が一定時間OFFされるまでHI出力が継続される。同様に、PWM駆動がOFFされると直ちにLO信号が出力され、一定時間ONされるまでLO信号が継続して出力される。また、比較信号自体もマイコン6へ出力される。
The
マイコン6は、診断装置100からのHI/LO信号および比較信号、さらにリレー2からの駆動信号に基づき回路異常を判断する。PWM駆動状態に対するHI/LO信号の組み合わせによって、ソレノイド1の短絡/断線、または回路そのものの異常を判定する。
The
[診断装置の回路構成]
図2は診断装置100の回路図である。診断装置100はHI信号系110(第1監視手段)およびLO信号系120(第2監視手段)を有し、各信号系110,120はそれぞれ第1、第2NOTゲート111,121、タイマ112,122、フリップフロップ回路113,123を有する。これに加え、LO信号系は第3NOTゲート124を有する。
[Circuit configuration of diagnostic equipment]
FIG. 2 is a circuit diagram of the
コンパレータ5からの比較信号はモニタ回路101を介して直接マイコン6へ出力されるとともに、各信号系110,120へ入力される。この比較信号はそれぞれの信号系110,120において2系統に分岐し、一方は直接フリップフロップ回路113,123に入力され、他方はNOTゲート111,121およびタイマ112,122を介してフロップフロップ回路113,123へ入力される。
The comparison signal from the
入力に基づき各フリップフロップ回路113,123は信号を出力する。HI系統フリッププロップ回路113の出力はそのままHI保持信号となり、LO系統フリップフロップ回路123の出力は第3NOTゲート124を介して反転され、LO保持信号となる。
Based on the input, each of the flip-
[回路異常判断]
信号のON/OFFによって駆動される負荷回路の異常検出においては、信号ON/OFFされてから負荷の端子電圧が検出されるまでにタイムラグが発生するため、異常が発生してから検出されるまでに遅れを生じる。ここで、ON/OFFの周期が長ければ異常検出遅れの影響は小さいが、PWM制御のようにON/OFF周期が極めて短い制御を行う場合は応答遅れの影響が顕著となる。
[Circuit abnormality judgment]
In detecting an abnormality of a load circuit driven by ON / OFF of a signal, a time lag occurs from when the signal is turned ON / OFF until the terminal voltage of the load is detected. Cause a delay. Here, if the ON / OFF cycle is long, the influence of the abnormality detection delay is small. However, when the control is performed with a very short ON / OFF cycle, such as PWM control, the influence of the response delay becomes significant.
この応答遅れに対処するためには異常検出を行うマイコンを高性能化する必要があるが、コストアップの要因となる。一方、ブレーキ制御装置のように高い信頼性が求められる装置にあっては、異常検出の応答遅れは極力回避する必要がある。 In order to cope with this response delay, it is necessary to improve the performance of the microcomputer that performs abnormality detection, but this causes an increase in cost. On the other hand, in a device such as a brake control device that requires high reliability, it is necessary to avoid a response delay in detecting an abnormality as much as possible.
したがって本願実施例では、コンパレータ5からの比較信号(PWM駆動のON/OFF信号)がONの場合、診断装置100に設けられたHI信号系110は直ちにHI保持信号を1(HI出力)とする。また、比較信号がONからOFFに変わってからの時間はHI信号系タイマ112により計測され、変わってから一定時間ONが継続した場合にはHI信号系110はHI保持信号を0(LO出力)とする。
Therefore, in this embodiment, when the comparison signal (PWM drive ON / OFF signal) from the
同様に比較信号がOFFの場合、LO信号系120は直ちにLO保持信号を0(LO出力)とする。また、比較信号がOFFからONに変わった後一定時間ONが継続した場合には、LO出力を1(HI出力)とする。
Similarly, when the comparison signal is OFF, the
[異常診断表]
図3は、PWM駆動状態とHI,LO保持信号の値に対する異常診断表である。PWM駆動状態と各保持信号の値によって、異常パターンを特定可能である。一定時間は回路に合わせて適宜変更する。
[Abnormal diagnosis table]
FIG. 3 is an abnormality diagnosis table for the PWM drive state and the values of the HI and LO holding signals. An abnormal pattern can be specified by the PWM driving state and the value of each holding signal. The fixed time is appropriately changed according to the circuit.
(PWM駆動中:周期が短い場合)
PWMデューティが高く周期が一定時間よりも短い場合には、ON→OFFまたはOFF→ONとなってから一定時間が経過する前に次のPWM周期が開始される。したがって、回路が正常であればPWM駆動中は常時HI保持信号が1、LO保持信号が0となり、それ以外では異常と判断する。
(During PWM drive: When cycle is short)
When the PWM duty is high and the cycle is shorter than the fixed time, the next PWM cycle is started before the fixed time elapses from ON → OFF or OFF → ON. Therefore, if the circuit is normal, the HI holding signal is always 1 and the LO holding signal is 0 during PWM driving, and otherwise it is determined to be abnormal.
(PWM駆動中:周期が長い場合)
PWMデューティが低く周期が長い場合、ON→OFFまたはOFF→ONとなってから次のPWM周期が開始されるまでに一定時間が経過し、HI保持信号が0となる。そのため、回路が正常であれば一定時間経過前はHI,LO保持信号はそれぞれ1,0であるが、一定時間経過後はHI,LO保持信号はともに0となる。それ以外であれば異常とする。
(During PWM drive: When cycle is long)
When the PWM duty is low and the cycle is long, a certain time elapses from when ON → OFF or OFF → ON until the next PWM cycle starts, and the HI holding signal becomes zero. Therefore, if the circuit is normal, the HI and LO holding signals are 1 and 0 before the lapse of a certain time, respectively, but both the HI and LO holding signals are 0 after the lapse of the certain time. Otherwise, it is considered abnormal.
(PWM非駆動中)
PWM非駆動中は電源のON/OFFが行われず、コンパレータ5からの比較電流は常時ONとなる。したがって回路が正常であれば一定時間経過前/後ともにHI保持信号は1となり、LO保持信号は一定時間経過前は0であるが、一定時間経過に伴い1となる。それ以外では異常と判断する。
(PWM not driven)
While the PWM is not driven, the power is not turned ON / OFF, and the comparison current from the
これにより、一定時間経過とHI/LO保持信号のパターンを検出することで、PWM駆動周期ごとに端子電圧を検出することなく、高精度な異常検出を行うことが可能となる。また、ON→OFFまたはOFF→ONとなってから一定時間は従前のHI/LO保持信号を継続することにより、故障には至らない一時的な電源電圧の低下が生じた場合、異常と誤検出することを回避する。さらに、短周期のPWM制御時において異常検出を行うため、ソレノイドコイルの中間故障(間欠的な断線、短絡等)も検出可能である。 As a result, by detecting the passage of a certain time and the pattern of the HI / LO holding signal, it becomes possible to detect the abnormality with high accuracy without detecting the terminal voltage every PWM drive cycle. Also, if the power supply voltage drops temporarily without causing a failure by continuing the previous HI / LO holding signal for a certain period of time after turning ON → OFF or OFF → ON, an error is detected as an error. Avoid doing that. Furthermore, since abnormality detection is performed during PWM control with a short cycle, it is possible to detect intermediate failures (intermittent disconnection, short circuit, etc.) of the solenoid coil.
[回路異常判断制御の経時変化]
図4は、正常時における回路異常判断制御の経時変化を示すタイムチャートである。
(時刻t1)
時刻t1においてコンパレータ5からの比較信号がONとなり、HI保持信号が1、LO保持信号が0となる。
[Change in circuit abnormality judgment control over time]
FIG. 4 is a time chart showing the change over time of the circuit abnormality determination control in the normal state.
(Time t1)
At time t1, the comparison signal from the
(時刻t2)
時刻t2においてPWMが非駆動となり、コンパレータ5からの比較信号がONとなる。
(Time t2)
At time t2, PWM is not driven, and the comparison signal from the
(時刻t3)
時刻t3において比較信号がOFF→ONとなってから所定時間tが経過し、LO保持信号が1となる。
(Time t3)
A predetermined time t elapses after the comparison signal is changed from OFF to ON at time t3, and the LO holding signal becomes 1.
(時刻t4)
時刻t4においてPWM駆動が再開されて比較信号がOFFとなり、LO保持信号が0となる。
(Time t4)
At time t4, PWM driving is resumed, the comparison signal is turned OFF, and the LO holding signal is 0.
(時刻t5)
時刻t5において比較信号がOFFとなる。
(Time t5)
At time t5, the comparison signal is turned off.
(時刻t6)
時刻t6において比較信号がON→OFFとなってから所定時間tが経過し、HI保持信号が0となる。
(Time t6)
A predetermined time t elapses after the comparison signal is changed from ON to OFF at time t6, and the HI holding signal becomes zero.
(時刻t7)
時刻t7において比較信号がONとなり、HI保持信号が1となる。
(Time t7)
At time t7, the comparison signal is turned ON, and the HI holding signal is 1.
[本願実施例の効果]
本願実施例においては、コンパレータ5からの比較信号(PWM駆動のON/OFF信号)がONの場合、診断装置100に設けられたHI信号系110は直ちにHI保持信号を1(HI出力)とする。また、比較信号がONからOFFに変わってから一定時間ONが継続した場合にはHI信号系110はHI保持信号を0(LO出力)とする。同様に比較信号がOFFの場合、LO信号系120は直ちにLO保持信号を0(LO出力)とする。また、比較信号がOFFからONに変わった後一定時間ONが継続した場合には、LO出力を1(HI出力)とする。
[Effect of the embodiment of the present application]
In this embodiment, when the comparison signal (PWM drive ON / OFF signal) from the
これにより、一定時間経過とHI/LO保持信号のパターンを検出することで、ソレノイド1の駆動周期ごとに端子電圧を検出せずとも異常検出を行うことが可能となる。よって、PWM制御のように短周期でON/OFFを繰り返す制御であっても、高性能なマイコンを使用することなく高精度な異常検出を行うことができる。
Thereby, it is possible to detect an abnormality without detecting the terminal voltage for each drive cycle of the
[他の実施例]
以上、本発明を実施するための最良の形態を実施例1に基づいて説明してきたが、本発明の具体的な構成は各実施例に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等があっても、本発明に含まれる。
[Other embodiments]
As described above, the best mode for carrying out the present invention has been described based on the first embodiment. However, the specific configuration of the present invention is not limited to each embodiment and does not depart from the gist of the present invention. Such design changes are included in the present invention.
更に、上記各実施例から把握しうる請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載する。 Further, technical ideas other than the claims that can be grasped from the above embodiments will be described below together with the effects thereof.
(イ)請求項1に記載の負荷駆動回路において、
前記第1監視手段は、前記負荷に流れる電流が一定時間OFFされるまでHI信号の出力を継続し、前記第2監視手段は、前記負荷に流れる電流が一定時間ONされるまでLO信号の出力を継続すること
を特徴とする負荷駆動回路。
(A) In the load driving circuit according to
The first monitoring means continues to output the HI signal until the current flowing through the load is turned off for a certain time, and the second monitoring means outputs the LO signal until the current flowing through the load is turned on for a certain time. A load drive circuit characterized by continuing the operation.
故障には至らない一時的な電源電圧の低下が生じた場合、異常と誤検出することを回避することができる。 When a temporary power supply voltage drop that does not lead to a failure occurs, it is possible to avoid erroneously detecting an abnormality.
(ロ)請求項1に記載の負荷駆動回路において、
前記電流のON/OFFはPWM制御であること
を特徴とする負荷駆動回路。
(B) In the load driving circuit according to
The load driving circuit characterized in that ON / OFF of the current is PWM control.
電流のON/OFFが短周期で行われるPWM制御にあっても、マイコンを高性能化することなく高精度な異常検出を行うことができる。また、短周期制御時において異常検出を行うため、ソレノイドコイルの中間故障(間欠的な断線、短絡等)も検出することができる。 Even in the PWM control in which the current is turned on / off in a short cycle, it is possible to detect an abnormality with high accuracy without improving the performance of the microcomputer. Further, since abnormality detection is performed during short-cycle control, it is possible to detect intermediate failure (intermittent disconnection, short circuit, etc.) of the solenoid coil.
(ハ)請求項1または上記(イ)、(ロ)のいずれか1項に記載の負荷駆動回路において、
前記電流のON/OFF信号の周期は、前記電流がON/OFFされてから前記負荷の端子電圧が検出されるまでの時間よりも短いこと
を特徴とする負荷駆動回路。
(C) In the load driving circuit according to
The load driving circuit characterized in that the cycle of the ON / OFF signal of the current is shorter than the time from when the current is turned ON / OFF until the terminal voltage of the load is detected.
短周期でON/OFFを繰り返す制御の場合、駆動周期ごとに端子電圧を検出して異常検出を行う方法では電流がON/OFFされてから負荷の端子電圧が検出されるまでの応答遅れの影響が顕著となる。本願のように駆動周期ごとに端子電圧を検出せずに異常検出を行うことで、高精度な異常検出を行うことができる。 In the case of control that repeats ON / OFF in a short cycle, the method of detecting an abnormality by detecting the terminal voltage every drive cycle affects the response delay from when the current is turned ON / OFF until the load terminal voltage is detected. Becomes prominent. By performing abnormality detection without detecting the terminal voltage for each driving cycle as in the present application, highly accurate abnormality detection can be performed.
1 ソレノイド
2 リレー
3,4 分圧回路
5 コンパレータ
6 マイコン
100 診断装置
101 モニタ回路
110,120 HI,LO信号系
111,121 第1、第2ゲート
112,122 タイマ
113,123 フリップフロップ回路
124 第3ゲート
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記負荷に流れる電流をON/OFF制御することにより、前記負荷の駆動制御を行う負荷駆動手段と、
前記負荷および回路内の異常を検出する異常検出手段と
を備える負荷駆動回路において、
前記負荷に流れる電流がONの際にHI信号を出力し、OFFの際にLO信号を出力する第1監視手段と、
前記前記負荷に流れる電流がONの際にLO信号を出力し、OFFの際にHI信号を出力する第2監視手段と
を有し、
前記異常検出手段は、前記第1監視手段から出力されるHI/LO信号と、前記第2監視手段から出力されるLO/HI信号の組み合わせにより前記負荷および回路内の異常を検出すること
を特徴とする負荷駆動回路。 A load connected to the power supply;
Load driving means for controlling the driving of the load by ON / OFF controlling the current flowing through the load;
In a load driving circuit comprising: an abnormality detecting means for detecting an abnormality in the load and the circuit;
First monitoring means for outputting a HI signal when the current flowing through the load is ON and outputting a LO signal when the current is OFF;
Second monitoring means for outputting a LO signal when the current flowing through the load is ON and outputting a HI signal when the current is OFF;
The abnormality detection means detects an abnormality in the load and circuit by a combination of a HI / LO signal output from the first monitoring means and a LO / HI signal output from the second monitoring means. Load drive circuit.
前記負荷に流れる電流がONの際にHI信号を出力するとともに、OFFの際にLO信号を出力する第1検出行程と、
前記前記負荷に流れる電流がONの際にLO信号を出力するとともに、OFFの際にHI信号を出力する第2検出行程と
を有し、
前記第1検出行程において出力されるHI/LO信号と、前記第2検出行程において出力されるLO/HI信号の組み合わせにより前記負荷および回路内の異常を検出すること
を特徴とする負荷駆動回路の異常検出方法。
An abnormality detection method for a load drive circuit that performs drive control of the load by ON / OFF control of a current flowing through the load,
A first detection step of outputting a HI signal when the current flowing through the load is ON and outputting a LO signal when the current is OFF;
A second detection step of outputting a LO signal when the current flowing through the load is ON and outputting a HI signal when the current is OFF;
An abnormality in the load and the circuit is detected by a combination of the HI / LO signal output in the first detection step and the LO / HI signal output in the second detection step. Anomaly detection method.
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