JP2007225441A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷装置へ通電する前に負荷装置の異常を検出可能な負荷駆動装置を提供する。
【解決手段】作動ＳＷ４が作動側の時、リレー１２がオンして、ソレノイド（負荷装置）３への通電を可能とする。ＣＰＵ１４は、作動ＳＷ４が作動側で、その他の作動条件が成立した場合、ソレノイド駆動回路５へソレノイド３の駆動指示をする。この駆動指示よりソレノイド駆動回路５は、ソレノイド３へ通電する。リレー１２の接点間には、プルダウン抵抗１３が接続されている。電圧モニタ回路６は、抵抗Ｒ３，Ｒ４を介してソレノイド３の＋端子１５に接続されるとともに、ソレノイド３の＋端子１５の電圧をモニタし、ＣＰＵ１４の端子ｂへ入力する。ＣＰＵ１４は、ソレノイド３への通電前（非通電時）に、電圧モニタ回路６の抵抗とプルダウン抵抗１３との分圧比に基づいて、ソレノイド３の異常または正常を判断する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動指示に基づいて負荷装置へ通電する負荷駆動装置に係り、特に非作動時の負荷装置異常検出機能を充実させた負荷駆動装置に関する。

ヒータ等の抵抗負荷装置やソレノイド等の誘導負荷装置への通電を制御する負荷駆動装置において、負荷装置の故障検出機能を備えたものが知られている。

例えば、電流検出装置を備えた故障診断装置の例として、抵抗負荷と直列に電流検出抵抗を配置し、電流検出抵抗の両端の電圧を差動増幅回路で増幅した後にＡ／Ｄ変換して、電流値が正常か否かを判定するものがある（例えば、特許文献１）。

また、誘導負荷のフライホイールダイオードのオープン故障を含む開放故障を検出するものとして、誘導負荷の駆動端子の電圧を検出するために、ピークホールド機能を備えた電圧モニタ回路を備えたものがある（特許文献２）。
特許第３３０７００５号公報（第４頁、図１） 特開２０００−２６９０２９号公報（第３頁、図１）

しかしながら上記従来例にあっては、負荷装置に通電した負荷作動時に、電圧モニタ回路及び電流モニタ回路の検出値に基づいて、それぞれの検出値が正常範囲内か否かによって、負荷装置が正常か異常かを判定していたので、負荷装置へ通電するまでは正常か異常かを判定できなかったために、負荷装置の異常状態のまま通電を開始することで、負荷駆動装置の信頼性を低下させるという問題点があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、負荷装置へ通電する前でも負荷装置の異常を検出可能な負荷駆動装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明に係る負荷駆動装置は、駆動指示に連動して負荷装置の一端子を基準電位に接続して通電可能とする通電制御手段と並列に抵抗手段を接続し、駆動指示に基づいて負荷駆動手段が駆動電圧を供給する負荷装置の他端子に内蔵抵抗を介して電圧モニタ手段を接続し、駆動指示がないときに、電圧モニタ手段と抵抗手段との間の分圧比に基づいて、負荷装置の異常または正常を判断する。このような態様によれば、駆動指示がない状態で負荷装置及び負荷駆動装置が正常であれば、電圧モニタ手段から、負荷装置、抵抗手段を介して基準電位へ微弱電流が流れる。この微弱電流は、電圧モニタ手段の内蔵抵抗と抵抗手段との分圧比に応じた大きさとなり、この微弱電流に応じた電圧を電圧モニタ手段で検出することができる。もし負荷装置の断線や、天絡（電源との短絡）、地絡（基準電位または接地電位との短絡）、通電制御手段のオン固着等があれば、電圧モニタ手段の電圧変化として検出できるので、通電開始前に、これらの異常を検出することができる。

また、上記目的を達成するために、本発明に係る負荷駆動装置は、通電制御手段の通電状態をモニタする通電モニタ手段を備えることによって、電圧モニタ手段と抵抗手段との間、及び／または通電モニタ手段と抵抗手段との分圧比に基づいて、負荷装置の異常または正常を判断することができる。このような態様によれば、駆動指示がない状態で負荷装置が地絡すれば、通電モニタ手段でも地絡を検出することができる。

次に図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明に係る負荷駆動装置である制御ユニット２を備えた負荷駆動システム１を示す構成図である。図１において、負荷駆動システム１は、制御ユニット（負荷駆動装置）２と、制御ユニット２から駆動される負荷装置であるソレノイド３と、制御ユニット２に対してユーザがソレノイド３の作動／解除の指示を入力する作動スイッチ（作動ＳＷと略す）４とを備える。

制御ユニット２は、特に限定されないが本実施例では、マイクロコンピュータ制御の制御ユニットであり、後述するＣＰＵ１４を備えている。また、制御ユニット２は、ＣＰＵ１４の端子ａの出力により制御されてソレノイド３の一方の端子（＋端子１５）へ駆動電圧を供給するソレノイド駆動回路５と、ソレノイド３の＋端子の電圧をモニタする電圧モニタ回路６と、ソレノイド３の他方の端子（−端子１６）の電圧をモニタするリレーモニタ回路７と、作動ＳＷ４の解除側接点４ｂの信号を読み込むＳＷ読込み回路８と、作動ＳＷ４の作動側接点４ａの信号を読み込むＳＷ読込み回路９と、ソレノイド３の端子１５にアノード、端子１６にカソードが接続されたフライホイールダイオード１０と、作動ＳＷ４の作動側接点４ａから逆流防止ダイオード１１を介してコイルに駆動電流が供給されるとともに、コイルに駆動電流が供給されたときにソレノイド３の端子１６を基準電位に接続するための接点を有するリレー１２と、リレー１２のソレノイド３の端子１６側接点と基準電位との間に接続されたプルダウン抵抗１３と、制御ユニット全体を制御するマイクロコンピュータであるＣＰＵ１４とを備えている。

電圧モニタ回路６は、一端がソレノイド３の端子１５に接続され、他端が入力電圧制限用のクランプダイオードＤ１及びＤ２に接続された抵抗Ｒ４と、抵抗Ｒ４の他端に一端が接続され、他端がＣＰＵ１４の端子ｂに接続された抵抗Ｒ３と、抵抗Ｒ３の他端と電源との間に接続された抵抗Ｒ１と、抵抗Ｒ３の他端と基準電位との間に配置された抵抗Ｒ２とを備えている。電圧モニタ回路６は、負荷装置であるソレノイド３の他端子である＋端子１５に内蔵抵抗（Ｒ３，Ｒ４）を介して接続されると共にソレノイド３の＋端子１５の電圧をモニタする電圧モニタ手段である。

リレーモニタ回路７は、一端がソレノイド３の端子１６に接続され、他端がトランジスタＴｒ１のベースに接続された抵抗Ｒ６と、トランジスタＴｒ１のベースと電源との間に接続された抵抗Ｒ５と、エミッタが電源に接続され、ベースに抵抗Ｒ５とＲ６が接続され、コレクタがＣＰＵ１４の端子ｃに接続されたＰＮＰ型のトランジスタＴｒ１と、トランジスタＴｒ１のコレクタと基準電位との間に接続された抵抗Ｒ７とを備えている。リレーモニタ回路７は、通電制御手段であるリレー１２の通電状態をモニタする通電モニタ手段である。

プルダウン抵抗１３は、抵抗Ｒ８と、これに直列に接続されたダイオードＤ３を備えていて、リレー１２の接点と並列に接続された抵抗手段である。

図２は、本発明に係る負荷駆動システムをリアディファレンシャルギアロックに適用した例を示す四輪駆動車（４ＷＤ車）の概略構成図である。尚、以下の説明において、ディファレンシャルギアを通称の「デフ」と省略して記載する。

図２において、４ＷＤ車は、左前輪１０１ａと、右前輪１０１ｂと、左後輪１０２ａと、右後輪１０２ｂと、フロントデフ１０３と、エンジン１０４と、エンジンの回転速度を変速する自動変速機（Ａ／Ｔ）１０５と、自動変速機１０５の出力を前車軸側（フロントデフ１０３）及び後車軸側（リアデフ１０７）へ分配するトランスファ１０６と、リアデフ１０７と、左後輪回転速度センサ１０８ａと、右後輪回転速度センサ１０８ｂと、ユーザが２ＷＤ（Ｆ／Ｆ）モードか４ＷＤモードかを選択する４ＷＤモードスイッチ１１０と、４ＷＤモードスイッチの指示に従って、トランスファ１０６からの動力分配を制御するトランスファ制御ユニット１１１と、ユーザがリアデフのロック状態かアンロック状態を選択するデフロック作動スイッチ１１４と、左後輪回転速度センサ１０８ａ及び右後輪回転速度センサ１０８ｂの検出値に基づいてアンチロックブレーキシステムを制御するＡＢＳ制御ユニット１１５と、トランスファ制御ユニット１１１及びデフロック作動スイッチ１１４及びＡＢＳ制御ユニット１１５からの信号に基づいてリアデフ１０７のデフロックを制御するデフロック制御ユニット１１２と、リアデフロック中に点灯するデフロック表示灯１１３と、を備えている。

ユーザは、急坂路、非舗装路、滑りやすい路面を走行する際には、４ＷＤモードスイッチ１１０で４ＷＤモードを選択し、それ以外は２ＷＤモードを選択する。トランスファ制御ユニット１１２は、４ＷＤモードのときに前後の車軸へ動力を分配し、２ＷＤモードのときには、前車軸のみへ動力を伝えるようにトランスファ１０６に内蔵するクラッチを制御する。

また、ユーザは、片輪が浮き上がった状態となる場合や、不整地の走行時、或いはスリップし易い低μ路の走行時には、デフロック作動スイッチ１１４を作動状態として、リアデフのロックを指示する。このリアデフロックにより、後輪の何れか一方が空転して後輪駆動力が発揮できない状態を回避することができる。

デフロック制御ユニット１１２は、４ＷＤモードの場合に、デフロック作動スイッチ１１４からデフロックの指示があり、且つＡＢＳ制御ユニット１１５が個別の車輪のブレーキ力を制御していないときに、リアデフ１０７をデフロックするように制御する。デフロック中は、デフロック制御ユニット１１２がデフロック表示灯１１３を点灯させる。その他の場合には、デフロック制御装置１１２は、リアデフ１０７をアンロックする。デフロックは、リアデフ１０７に内蔵する図示しないソレノイドに通電することにより実現される。

［負荷装置の非作動時］
次に、本実施例の作用を説明する。図３において、ユーザが負荷装置であるソレノイド３を作動させたくない時（デフロック解除時）には、作動ＳＷ４をＯＦＦ（解除）側へ操作する。これにより作動ＳＷ４の共通接点４ｃと解除側接点４ｂとが接触し、解除側接点４ｂに印加された電源電圧は、ＳＷ読込み回路８により信号に変換されてＣＰＵ１４の端子ｄへ入力される。

ＣＰＵ１４は、ＳＷ読込み回路８から端子ｄの信号があると、既にソレノイド駆動回路５がソレノイド３へ通電中であれば、ソレノイド駆動回路５の出力を停止させる。また、作動ＳＷ４の作動側接点４ａが開となることから、リレー１２（図では省略、図１に記載）がオフとなる。

電圧モニタ回路６からＣＰＵ１４の端子ｂへ入力する信号は、ＣＰＵ１４に内蔵するＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換され、ソフトウェアで信号レベルを判定する。この判定レベルは、低電圧レベル（以下、Ｌレベル）、中電圧レベル（以下、Ｍレベル）、高電圧レベル（以下、Ｈレベル）、高高電圧レベル（以下、Ｈ＋レベル）の４区分の判定が可能なように、３つの制御閾値を設定して記憶させてある。

リレーモニタ回路７は、ソレノイド３の端子１６の電圧、即ち、図１で示したリレー１２のソレノイド３側の接点の電位をモニタして、Ｔｒ１のオン／オフに変換し、接点がオンならＴｒ１がオンとなってＣＰＵ１４の端子ｃへ高電圧レベル（Ｈレベル）の信号を出力し、接点がオフならＴｒ１がオフとなってＣＰＵ１４の端子ｃへ低電圧レベル（Ｌレベル）の信号を出力するものである。リレーモニタ回路７からＣＰＵ１４の端子ｃへ入力する信号は、ＣＰＵ１４に内蔵するＡ／Ｄコンバータでデジタル信号に変換され、ソフトウェアで信号レベルのＨ／Ｌを判定する。

ここで、電圧モニタ回路６の抵抗Ｒ１〜Ｒ４，及びリレーモニタ回路７の抵抗Ｒ５，Ｒ６の各抵抗値よりもプルダウン抵抗のＲ８の抵抗値が十分大きくなるように設定されている。

Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６ ≪ Ｒ８ …（１）
［正常時］
次に、図３を参照して作動ＳＷ４が解除側の時に、負荷装置であるソレノイド３を含めた負荷駆動システム１の全体が正常である場合について説明する。この作動解除の正常状態で、電圧モニタ回路６からは、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，ソレノイド３，ダイオードＤ３，抵抗Ｒ８の経路で電流が流れ、また、抵抗Ｒ１からは抵抗Ｒ２を介して基準電位に電流が流れる。これにより、電圧モニタ回路６からＣＰＵ１４の端子ｂへ出力される信号のレベルはＭレベルとなる。尚、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４の経路で電圧モニタ回路６から外部へ電流が流れないときに、電源電圧が抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２で分圧された値をＨレベルとしている。

また、リレーモニタ回路７からは、抵抗Ｒ５，Ｒ６，ダイオードＤ３，抵抗Ｒ８の経路で電流が流れる。このときの抵抗Ｒ５の両端の電圧は、Ｔｒ１のコレクタ電流が流れるＢ−Ｅ間電圧より小さく、Ｔｒ１はオフ状態である。従って、リレーモニタ回路７からＣＰＵ１４の端子ｃへ出力される信号レベルはＬレベルとなる。

［負荷装置の断線時］
次に図４を参照して、作動ＳＷ４が解除側の時に、負荷装置であるソレノイド３の内部断線、＋端子１５の断線、或いは−端子１６の断線している場合について説明する。制御ユニット２の動作は、内部断線、＋端子１５の断線、−端子１６の断線のいずれも同じなので、図４ではソレノイド３の内部断線のみを示している。

この作動解除時の負荷断線の場合は、電圧モニタ回路６からはソレノイド３及び抵抗Ｒ８へ電流が流れない。このため、電圧モニタ回路６からＣＰＵ１４の端子ｂへ出力される信号のレベルは負荷正常時（Ｍレベル）より電圧が高いＨレベルとなり、ＣＰＵ１４は、容易に負荷断線状態を判定することができる。尚、リレーモニタ回路７の検出値は、正常時と変化がなく、Ｌレベルである。

［負荷装置の天絡時］
次に図示を省略するが作動ＳＷ４が解除側の時に、負荷装置であるソレノイド３の＋端子１５又は−端子１６の天絡時について説明する。これらの天絡時には、＋端子１５又は−端子１６から電圧モニタ回路６の抵抗Ｒ４に電流が流れ込み、この電流は抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ２を介して基準電位へ流れる。従って抵抗Ｒ２の電圧降下が大きくなり、ＣＰＵ１４の端子ｂへ入力する電圧は、正常時のＨレベルより更に高くなったＨ＋レベルとなる。従ってＣＰＵ１４に、通常のＨレベルと、Ｈ＋レベルとの電圧判別値を設けることにより、負荷非作動時の負荷天絡状態を検出することができる。

［負荷装置の＋端子地絡時］
次に、図５を参照して、作動ＳＷ４が解除側の時に、負荷装置であるソレノイド３の＋端子である端子１５が地絡した場合を説明する。

この場合、電圧モニタ回路６からは、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，ソレノイド３の＋端子１５，基準電位の経路で電流が流れ、また、抵抗Ｒ１からは抵抗Ｒ２を介して基準電位に電流が流れる。これにより、電圧モニタ回路６からＣＰＵ１４の端子ｂへ出力される信号のレベルは、＋端子１５の地絡がない場合のＭレベルより低いＬレベルとなり、ＣＰＵ１４は、容易に異常を判定することができる。

また、リレーモニタ回路７からは、Ｒ５，Ｒ６，ソレノイド３，基準電位の経路で電流が流れる。このときのＲ５の両端の電圧は、Ｔｒ１のコレクタ電流が流れるＢ−Ｅ間電圧より大きくなり、Ｔｒ１はオン状態となって、コレクタ抵抗Ｒ７に電流が流れる。従ってリレーモニタ回路７からＣＰＵ１４の端子ｃへ出力される信号レベルはＨレベルとなり、リレーモニタ回路７の検出値からも容易に異常を判定することができる。

［負荷装置の−端子地絡時］
次に、図６を参照して、作動ＳＷ４が解除側の時に、負荷装置であるソレノイド３の−端子である端子１６が地絡した場合を説明する。

この場合、電圧モニタ回路６からは、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，ソレノイド３、ソレノイド３の−端子１６，基準電位の経路で電流が流れ、また、抵抗Ｒ１からは抵抗Ｒ２を介して基準電位に電流が流れる。これにより、電圧モニタ回路６からＣＰＵ１４の端子ｂへ出力される信号のレベルは、−端子１６の地絡がない場合のＭレベルより低いＬレベルとなり、ＣＰＵ１４は、容易に異常を判定することができる。

また、リレーモニタ回路７からは、抵抗Ｒ５，Ｒ６，基準電位の経路で電流が流れる。このときのＲ５の両端の電圧は、Ｔｒ１のコレクタ電流が流れるＢ−Ｅ間電圧より大きくなり、Ｔｒ１はオン状態となって、コレクタ抵抗Ｒ７に電流が流れる。従ってリレーモニタ回路７からＣＰＵ１４の端子ｃへ出力される信号レベルはＨレベルとなり、リレーモニタ回路７の検出値からも容易に異常を判定することができる。

［リレーオン固着時］
次に、図７を参照して、作動ＳＷ４が解除側の時に、通電制御手段であるリレー１２がオン固着した場合を説明する。

この場合、電圧モニタ回路６からは、抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ４，ソレノイド３、リレー１２の接点，基準電位の経路で電流が流れ、また、抵抗Ｒ１からは抵抗Ｒ２を介して基準電位に電流が流れる。これにより、電圧モニタ回路６からＣＰＵ１４の端子ｂへ出力される信号のレベルは、リレー１２の接点のオン固着がない場合のＭレベルより低いＬレベルとなり、ＣＰＵ１４は、容易に異常を判定することができる。

また、リレーモニタ回路７からは、抵抗Ｒ５，Ｒ６，リレー１２の接点、基準電位の経路で電流が流れる。このときの抵抗Ｒ５の両端の電圧は、Ｔｒ１のコレクタ電流が流れるＢ−Ｅ間電圧より大きくなり、Ｔｒ１はオン状態となって、抵抗Ｒ７に電流が流れる。従ってリレーモニタ回路７からＣＰＵ１４の端子ｃへ出力される信号レベルはＨレベルとなり、リレーモニタ回路７の検出値からも容易に異常を判定することができる。

［負荷装置の作動時］
図１において、作動ＳＷ４が解除側に設定された負荷装置の非作動時に、故障が検出されず、作動ＳＷ４が作動側へ操作された場合、作動ＳＷ４の共通接点４ｃと作動側接点４ａとが接続する。これにより、逆流防止ダイオード１１を介してリレー１２のコイルに電流が流れ、リレー１２の接点は閉じられるとともに、ＳＷ読込み回路９を介してスイッチ信号がＣＰＵ１４の端子ｅへ入力される。リレー１２の接点が閉じることで、ソレノイド３の−端子１６は基準電位へ接続され、作動ＳＷ４による指示に連動してソレノイド３を通電可能な状態とすることができる。

その後、ＣＰＵ１４で図示しない入力によりソレノイド駆動条件（デフロック条件）が成立した場合、ＣＰＵ１４は、端子ａからソレノイド駆動回路５へ負荷駆動信号を出力する。これにより、ソレノイド駆動回路５は、ソレノイド３へオン状態のデューティが１００％のソレノイド駆動電流を出力し、図示しないリアデフが締結状態（デフロック状態）となる。その後、リアデフから締結状態となったことを示す状態信号がＣＰＵ１４の図示しない入力端子に入力されると、ＣＰＵ１４は、ソレノイド駆動回路５に対して、ソレノイド３の作動状態を保持するための所定の電流（保持電流）へ駆動電流の平均値を低下させる指示を出力する。この指示は、端子ａ以外の出力端子で行われてもよいし、端子ａの信号を変化させることで行ってもよい。

保持電流への電流低下の指示を受けたソレノイド駆動回路５は、駆動電流の平均値が所定の保持電流となるように、デューティ１００％のソレノイド駆動電流から、例えばデューティ数十％のパルス駆動電流へ、平均電流を低下させる。

電圧モニタ回路６は、ソレノイド３のデューティ１００％の駆動時、及びパルス駆動時に、ソレノイド３の＋端子１５の電圧（負荷装置の駆動電圧）を監視し、負荷装置の断線、短絡等の異常を検出する。また、リレーモニタ回路７は、ソレノイド３の−端子１６の電圧（通電制御手段の状態）を監視し、通電制御手段の異常を検出する。

図８は、ソレノイド３の作動時（オンデューティ１００％時）に、システムに異常がない場合の電圧モニタ回路６のモニタレベル、及びリレーモニタ回路７のモニタレベルを示す図である。電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４のｂ端子へ出力するモニタ電圧は、Ｈレベルとなり、リレーモニタ回路７がＣＰＵ１４のｃ端子へ出力するモニタ電圧は、Ｈレベルである。ソレノイド３への通電時には、ソレノイド非作動時に検出できなかった負荷の内部短絡、天絡、リレー１２のオフ固着については、従来と同様にソレノイド３の作動時に、電圧モニタ回路６及びリレーモニタ回路７により検出することができる。

［負荷装置作動時の＋端子天絡時］
次に図９〜図１１を参照して、負荷装置であるソレノイド３の作動中に、ソレノイド３の＋端子１５が天絡した場合を説明する。図９において、作動ＳＷ４が作動側に設定されると、リレー１２がオンし、ＳＷ読込み回路９からＣＰＵ１４へ作動信号が出力される。次いで、ＣＰＵ１４でソレノイド作動条件（デフロック条件）が成立した場合、ＣＰＵ１４は、端子ａからソレノイド駆動回路５に対して、ソレノイド作動（オンデューティ１００％）指示を出力する。これによりソレノイド駆動回路５は、負荷装置であるソレノイド３へオンデューティ１００％で駆動電流を供給し、ソレノイド３が作動してデフロック状態となる。このとき電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４のｂ端子へ出力するモニタ電圧は、Ｈレベルとなり、リレーモニタ回路７がＣＰＵ１４のｃ端子へ出力するモニタ電圧は、Ｈレベルである。

デフロック状態となると、図外のリアデフからデフロック締結状態を示す信号がＣＰＵ１４へ入力され、ＣＰＵ１４はソレノイド３が作動してデフロック状態となったことを確認する。一般にソレノイドは、オフ状態からオン状態へアーマチュアを動かすための作動電流よりもオン状態を保持するための保持電流が少ないのが一般的であり、本実施例でも作動電流より保持電流を少なくして消費電力を節減するものとする。

ＣＰＵ１４は、デフロック締結状態信号を確認すると、ソレノイド駆動回路５へ作動電流から保持電流へ電流値を低下させることを指示する。この指示を受けたソレノイド駆動回路５は、駆動電流をオンデューティ１００％から例えば図１０（ａ）に示すような繰り返しパルス状のＰＷＭ出力へ変更する。これによりソレノイド３の平均電流値は、作動電流値より小さい保持電流値となる。

このとき、電圧モニタ回路７が検出するソレノイド３の＋端子１５の電圧は、図１０（ｂ）のような波形となり、この波形に比例し電圧モニタ信号がＣＰＵ１４のｂ端子へ入力される。また、リレーモニタ回路７が出力する信号は、Ｈレベルとなっている。

この状態で、ソレノイド３の＋端子１５の天絡が発生したとすると、電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４へ出力する電圧モニタレベルは、図１０（ｂ）の繰り返しパルス状から、図１１（ｂ）に示すＨレベルの連続へと変化する。これによりＣＰＵ１４は、ソレノイド３の＋端子１５の天絡が発生したことを検出することができる。

［負荷装置作動時の−端子天絡時］
次に図１２を参照して、負荷装置であるソレノイド３の作動中に、ソレノイド３の−端子１６が天絡した場合を説明する。図１２において、作動ＳＷ４が作動側に設定されると、リレー１２がオンし、ＳＷ読込み回路９からＣＰＵ１４へ作動信号が出力される。次いで、ＣＰＵ１４でソレノイド作動条件（デフロック条件）が成立した場合、ＣＰＵ１４は、端子ａからソレノイド駆動回路５に対して、ソレノイド作動（オンデューティ１００％）指示を出力する。これによりソレノイド駆動回路５は、負荷装置であるソレノイド３へオンデューティ１００％で駆動電流を供給し、ソレノイド３が作動してデフロック状態となる。このとき電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４のｂ端子へ出力する電圧モニタレベルは、Ｈレベルとなり、リレーモニタ回路７がＣＰＵ１４のｃ端子へ出力するリレーモニタレベルは、Ｈレベルである。

この状態で、ソレノイド３の−端子１６の天絡が発生したとすると、電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４へ出力する電圧モニタレベルは、Ｈレベルのままであるが、リレーモニタ回路７がＣＰＵ１４の端子ｃへ出力するレベルは、Ｌレベルとなり、異常が発生したことを検出することができる。尚、実際の装置では、電源に内蔵されるサーキットブレーカやヒューズにより電源と基準電位間に流れる過大電流が遮断される。

［負荷装置作動時の負荷内部短絡時］
次に図１３を参照して、負荷装置であるソレノイド３の作動中に、ソレノイド３の内部短絡が発生した場合を説明する。図１２と同様に、図１３において、ソレノイド３の作動中の電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４のｂ端子へ出力する電圧モニタレベルは、Ｈレベルとなり、リレーモニタ回路７がＣＰＵ１４のｃ端子へ出力するリレーモニタレベルは、Ｈレベルである。

この状態で、ソレノイド３の内部短絡が発生したとすると、電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４へ出力する電圧モニタレベルは、Ｈレベルのままであるが、リレーモニタ回路７がＣＰＵ１４の端子ｃへ出力するレベルは、Ｌレベルとなり、異常が発生したことを検出することができる。尚、実際の装置では、電源に内蔵されるサーキットブレーカやヒューズにより電源と基準電位間に流れる過大電流が遮断される。

［負荷装置作動時のリレーオフ時］
次に図８を参照して、負荷装置であるソレノイド３の作動中に、リレー１２がオフした場合を説明する。図８において、先に説明したようにソレノイド３の作動中の電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４のｂ端子へ出力する電圧モニタレベルは、Ｈレベルとなり、リレーモニタ回路７がＣＰＵ１４のｃ端子へ出力するリレーモニタレベルは、Ｈレベルである。

この状態で、何らかの原因でリレー１２がオフとなり接点が開いたとすると、電圧モニタ回路６がＣＰＵ１４へ出力する電圧モニタレベルは、Ｈレベルのままであるが、リレーモニタ回路７がＣＰＵ１４の端子ｃへ出力するレベルは、Ｌレベルとなり、異常が発生したことを検出することができる。

以上の故障モード毎の故障検出性をまとめて次の表１に示す。○印が検出可能な故障モードである。

本発明に係る負荷駆動装置の実施例を説明する回路図である。 本発明をリアデフロックに適用した４ＷＤ車の構成例を示す図である。 実施例非作動時の正常状態を説明する回路図である。 実施例非作動時の負荷内部断線状態を説明する回路図である。 実施例非作動時の負荷装置＋端子地絡状態を説明する回路図である。 実施例非作動時の負荷装置−端子地絡状態を説明する回路図である。 実施例非作動時のリレーオン固着状態を説明する回路図である。 実施例作動時の正常状態を説明する回路図である。 実施例作動時の負荷＋端子天絡状態を説明する回路図である。 実施例のＰＷＭ駆動時の波形図である。 実施例のＰＷＭ駆動時の負荷＋端子天絡状態の波形図である。 実施例作動時の負荷−端子天絡状態を説明する回路図である。 実施例作動時の負荷内部短絡状態を説明する回路図である。

符号の説明

１：負荷駆動システム
２：制御ユニット（負荷駆動装置）
３：ソレノイド（負荷装置）
４：作動ＳＷ
５：ソレノイド駆動回路（負荷駆動手段）
６：電圧モニタ回路（電圧モニタ手段）
７：リレーモニタ回路（通電モニタ手段）
８：ＳＷ読込み回路
９：ＳＷ読込み回路
１０：フライホイールダイオード
１１：逆流防止ダイオード
１２：リレー（通電制御手段）
１３：プルダウン抵抗（抵抗手段）
１４：ＣＰＵ

Claims (3)

1. 負荷装置の駆動を指示する駆動指示に連動して前記負荷装置の一端子を基準電位に接続して通電可能とする通電制御手段と、
   該通電制御手段と並列に接続された抵抗手段と、
   前記駆動指示に基づいて前記負荷装置の他端子に駆動電圧を供給する負荷駆動手段と、
   前記負荷装置の他端子に内蔵抵抗を介して接続されるとともに前記負荷装置の他端子の電圧をモニタする電圧モニタ手段と、を備えた負荷駆動装置であって、
   前記駆動指示が前記負荷装置の駆動を指示していないときに、
   前記電圧モニタ手段と前記抵抗手段との間の分圧比に基づいて、前記負荷装置の異常または正常を判断することを特徴とする負荷駆動装置。
2. 前記通電制御手段の通電状態をモニタする通電モニタ手段を備え、
   前記電圧モニタ手段と前記抵抗手段との間、及び／または前記通電モニタ手段と前記抵抗手段との分圧比に基づいて、前記負荷装置の異常または正常を判断することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記負荷装置の異常または正常の判断は、前記負荷装置の非作動時に、前記負荷装置の断線、天絡、地絡のいずれかの存在、或いはこれらの何れもが存在しないことを判断することを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動装置。

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