JP2008052564A - Load driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷駆動装置に関する。 The present invention relates to a load driving device.
この種の負荷駆動装置としては、負荷用直流電源と該負荷用直流電源から駆動電流が供給される負荷との間に直列に接続されるとともに出力端側から入力端側へ流れる電流のみを許容する第1寄生ダイオードを備えた第1スイッチング素子を備えた負荷駆動回路を有するものが知られている。 This type of load drive device is connected in series between a load DC power supply and a load to which drive current is supplied from the load DC power supply, and allows only current flowing from the output end side to the input end side. A device having a load driving circuit including a first switching element including a first parasitic diode is known.
そして、負荷用直流電源が逆接された場合に負荷や第1スイッチング素子に電流が流れることを防止するために負荷用直流電源と第1スイッチング素子との間に直列にかつ該第1スイッチング素子と逆向きに接続されるとともに出力端側から入力端側へ流れる電流のみを許容する第2寄生ダイオードを備えた第2スイッチング素子(特許文献1参照)をさらに備えたものが知られている。 In order to prevent a current from flowing through the load and the first switching element when the load DC power supply is reversely connected, the load is connected in series between the load DC power supply and the first switching element and the first switching element. A device that further includes a second switching element (see Patent Document 1) that is connected in the opposite direction and includes a second parasitic diode that allows only a current flowing from the output end side to the input end side is known.
かかる負荷駆動装置においては、負荷用直流電源を負荷に逆接した場合に負荷への電流印加を遮断することができるとともに、負荷を正常に接続した場合にダイオードを経ないで負荷に電圧を要求するので負荷への供給電圧の低下を防止することができる。
ところで、上述した負荷駆動装置においては、負荷の駆動時間の長時間化の要請がある。この場合、負荷への通電時間を長くすると、負荷への通電をオン・オフ制御する第1スイッチング素子の温度が通電による自己発熱によって上昇する。第1スイッチング素子の保証温度は予め規定されており、第1スイッチング素子の温度が上昇して保証温度の上限温度を超える前に第1スイッチング素子への通電を停止しなければならない。また、駆動可能な時間は、保証温度の上限温度、負荷の駆動を開始した時点の温度(駆動開始温度)、および負荷の駆動条件(制御パターン;例えばPWM制御する場合のデューティ比)に応じて決定される。保証温度の上限温度および駆動条件(制御パターン)は予め把握できるので、駆動開始温度を正確に精度よく把握することができれば正確な駆動可能時間を決定できる。例えば、駆動開始温度を把握できない場合、環境温度の最高温度で設定したとすると、実際の温度が上述した設定値より低いときには、制御時間は必要以上に短くなってしまう。また、温度検出専用の部品(温度検出手段)を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して駆動開始温度を検出することが望ましい。 By the way, in the load drive device described above, there is a demand for a longer drive time of the load. In this case, when the energization time to the load is lengthened, the temperature of the first switching element that controls on / off of energization to the load rises due to self-heating due to energization. The guaranteed temperature of the first switching element is defined in advance, and energization of the first switching element must be stopped before the temperature of the first switching element rises and exceeds the upper limit temperature of the guaranteed temperature. The driveable time depends on the upper limit temperature of the guaranteed temperature, the temperature at the start of driving the load (drive start temperature), and the load drive conditions (control pattern; for example, duty ratio in the case of PWM control) It is determined. Since the upper limit temperature of the guaranteed temperature and the drive condition (control pattern) can be grasped in advance, if the drive start temperature can be grasped accurately and accurately, an accurate driveable time can be determined. For example, if the driving start temperature cannot be grasped and the setting is made at the maximum environmental temperature, when the actual temperature is lower than the above-described set value, the control time becomes shorter than necessary. In addition, it is desirable to detect the drive start temperature using an existing configuration as much as possible without separately providing a temperature detection dedicated component (temperature detection means).
本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、温度検出専用の部品(温度検出手段)を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して、低コストにて負荷駆動回路の温度を精度よく検出することができ、ひいては、負荷駆動回路の駆動時間を最大限確保することができる負荷駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems. The load driving is performed at a low cost by utilizing an existing configuration as much as possible without separately providing a temperature detection dedicated component (temperature detection means). It is an object of the present invention to provide a load driving device that can detect the temperature of a circuit with high accuracy and, in turn, can ensure the maximum driving time of the load driving circuit.
上記の課題を解決するため、請求項1に係る発明の構成上の特徴は、負荷用直流電源と該負荷用直流電源から駆動電流が供給される負荷との間に直列に接続されるとともに出力端側(例えばMOSFETのソース)から入力端側(例えばMOSFETのドレイン)へ流れる電流のみを許容する第1寄生ダイオードを備えた第1スイッチング素子と、負荷用直流電源が逆接された場合に負荷や第1スイッチング素子に電流が流れることを防止するために負荷用直流電源と第1スイッチング素子との間に直列にかつ該第1スイッチング素子と逆向きに接続されるとともに出力端側(例えばMOSFETのソース)から入力端側(例えばMOSFETのドレイン)へ流れる電流のみを許容する第2寄生ダイオードを備えた第2スイッチング素子と、を備えた負荷駆動回路と、第2寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加する定電流回路と、第2寄生ダイオードの順方向電圧を検出する電圧検出手段と、第1および第2スイッチング素子がオフ状態であるときに定電流回路によって第2寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加し電圧検出手段によって検出された順方向電圧に基づいて負荷駆動回路の温度を導出する温度導出手段と、温度導出手段によって導出された負荷駆動回路の駆動開始時の温度と第1および第2スイッチング素子の保証温度とに基づいて該第1および第2スイッチング素子の駆動可能な時間を決定する駆動時間決定手段と、第1および第2スイッチング素子をオン・オフ制御して負荷の駆動を制御するとともに、第1および第2スイッチング素子の制御時間が駆動時間決定手段によって決定された駆動可能な時間を超えないように制御する負荷駆動制御手段と、を備えたことである。
In order to solve the above-mentioned problem, the structural feature of the invention according to
請求項2に係る発明の構成上の特徴は、請求項1において、電圧検出手段としてA/D機能を有する既設のICを使用し、定電流回路の電源としてICに電源電圧を供給するIC用電源を使用することである。
The structural feature of the invention according to claim 2 is that for an IC according to
請求項3に係る発明の構成上の特徴は、請求項1または請求項2において、駆動時間決定手段は、温度導出手段によって導出された負荷駆動回路の駆動開始時の温度、第1スイッチング素子の保証温度、および負荷の駆動条件に基づいて該第1スイッチング素子の駆動可能な時間を決定することである。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the drive time determining means includes the temperature at the start of driving of the load drive circuit derived by the temperature deriving means, the first switching element The driveable time of the first switching element is determined based on the guaranteed temperature and the drive condition of the load.
上記のように構成した請求項1に係る発明においては、温度導出手段が、第1および第2スイッチング素子がオフ状態であるときに定電流回路によって第2寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加し電圧検出手段によって検出された順方向電圧に基づいて負荷駆動回路の温度を導出するので、温度検出専用の部品(温度検出センサ)を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して、低コストにて駆動開始温度を正確に把握することができる。駆動時間決定手段が、温度導出手段によって導出された負荷駆動回路の駆動開始時の温度と第1および第2スイッチング素子の保証温度とに基づいて該第1および第2スイッチング素子の駆動可能な時間を決定し、負荷駆動制御手段が、第1および第2スイッチング素子の制御時間が駆動時間決定手段によって決定された駆動可能な時間を超えないように制御するので、負荷駆動回路の保証温度の上限温度および駆動開始温度に応じて駆動時間を正確に決定することができ、負荷駆動回路の駆動時間を最大限確保することができる。
In the invention according to
上記のように構成した請求項2に係る発明においては、請求項1において、電圧検出手段としてA/D機能を有する既設のICを使用し、定電流回路の電源としてICに電源電圧を供給するIC用電源を使用するので、安定した電圧であり既設の電源を利用することにより、より精度よく温度を検出することができる。
In the invention according to claim 2 configured as described above, in
上記のように構成した請求項3に係る発明においては、請求項1または請求項2において、駆動時間決定手段は、温度導出手段によって導出された負荷駆動回路の駆動開始時の温度、第1スイッチング素子の保証温度、および負荷の駆動条件に基づいて該第1スイッチング素子の駆動可能な時間を決定するので、駆動時間をより正確に決定することができる。
In the invention according to claim 3 configured as described above, in
以下、本発明による負荷駆動装置を適用した車両用制動装置の一実施形態について図面を参照して説明する。この車両用制動装置Aは、図1に示すように、ブレーキペダル11の踏込状態に応じた液圧を生成するマスタシリンダ10と、このマスタシリンダ10とは別に設けられて車両の左右前後輪FL,FR,RL,RRの回転をそれぞれ規制する各ホイールシリンダWCfl,WCfr,WCrl,WCrrに液圧を供給する液圧供給源20とを具備している。
Hereinafter, an embodiment of a vehicle braking device to which a load driving device according to the present invention is applied will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the vehicle braking device A includes a
この液圧供給源20の正常時においては、ブレーキペダル踏力に対応した液圧が液圧供給源20から車両の左右前後輪FL,FR,RL,RRの各ホイールシリンダWCfl〜WCrrに供給され、液圧供給源20の異常時においては、液圧供給源20からの液圧が供給されないでブレーキペダル踏力に対応した液圧がマスタシリンダ10から車両の左右前輪FL,FRの各ホイールシリンダWCfl,WCfrに供給されるように構成されている。
When the hydraulic
そして、このように構成された車両用制動装置Aにおいては、液圧供給源20の正常時においてブレーキペダル11の操作状態に応じた大きさのストロークをブレーキペダル11に発生させるためのストロークシミュレータ30が設置されている。
In the vehicular braking apparatus A configured as described above, the
車両用制動装置Aは、ブレーキペダル11の踏込操作に応じて第1及び第2出力ポート10a,10bからほとんど同一の油圧(液圧)のブレーキ油(液体)を圧送するマスタシリンダ10を備えている。マスタシリンダ10の第1出力ポート10aは、電磁弁41が非通電状態(図示状態)にあるとき電磁弁41を介して左前輪FL用のホイールシリンダWCflに連通している。マスタシリンダ10の第2出力ポート10bは、電磁弁42が非通電状態(図示状態)にあるとき電磁弁42を介して右前輪FR用のホイールシリンダWCfrに連通している。
The vehicle braking device A includes a
電磁弁41,42は、通電により開閉を切り換え制御されて、ホイールシリンダWCfl,WCfrに対してマスタシリンダ10をそれぞれ連通および遮断するものである。すなわちこれら電磁弁41,42は、液圧供給源20の正常時において通電されて閉じられマスタシリンダ10と両ホイールシリンダWCfl,WCfrとの間を遮断し、異常時において非通電されて開かれマスタシリンダ10と両ホイールシリンダWCfl,WCfrとを連通するマスタシリンダカット弁として機能する。なお、車両用制動装置Aは、ブレーキペダル11に連結されてブレーキペダル11の移動量(ストローク量すなわちペダルストローク)を検出するペダルストロークセンサ11aを備えている。
The
マスタシリンダ10の第1出力ポート10aには、ストロークシミュレータ30が連通可能に接続されており、マスタシリンダ10とストロークシミュレータ30の間には、電磁弁43および逆止弁44が並列に設けられている。ストロークシミュレータ30は、例えば特開2002−293229号公報に示されているような周知のメカ式のストロークシミュレータであり、マスタシリンダ10の第1出力ポート10aから供給された油圧(液圧)を吸収するものである。
A
電磁弁43は、非通電状態(図示状態)にあるときマスタシリンダ10の第1出力ポート10aとストロークシミュレータ30の入力ポート30aとを遮断し、通電状態にあるときに両ポート10a,30aを連通するものである。そして、この電磁弁43は、液圧供給源20の正常時において通電されて開かれマスタシリンダ10とストロークシミュレータ30を連通し、異常時において非通電されて閉じられマスタシリンダ10とストロークシミュレータ30との間を遮断するストロークシミュレータカット弁として機能する。逆止弁44は、マスタシリンダ10の第1出力ポート10aとストロークシミュレータ30の入力ポート30aとの間に電磁弁43に並列に設けられてストロークシミュレータ30からマスタシリンダ10への流れのみを許容するものである。
The
液圧供給源20は、電動モータ21、ポンプ22およびアキュムレータ23から構成されている。ポンプ22は、電動モータ21によって駆動されて、リザーバタンク12の入力ポート12aに連通する吸入ポート22aから吸い込んだリザーバタンク12のブレーキ油を吐出ポート22bから圧送する。アキュムレータ23は、ポンプ22の吐出ポート22bに連通しており、ポンプ22から供給される高圧のブレーキ油を常に一定の油圧に保って貯蔵し必要に応じて各ホイールシリンダWCfl〜WCrrに供給するようになっている。ポンプ22の吸入および吐出ポート22a,22bの間にはリリーフ弁24が介装されており、このリリーフ弁24はポンプ22から吐出されるブレーキ油の圧力が所定値未満である場合には閉じられ、所定値以上となった場合には開かれるものである。これにより、液圧供給源20は、各ホイールシリンダWCfl〜WCrrに所定の高圧ブレーキ液を供給する。
The hydraulic
液圧供給源20は、電磁弁45が通電状態にあるとき電磁弁45を介して左前輪FL用のホイールシリンダWCflに連通している。電磁弁45は、入出力ポート間の差圧を制御可能なリニアソレノイド弁すなわち電磁力に比例した差圧を発生させる電磁弁である。電磁弁45は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにホイールシリンダWCflに対して液圧供給源20を連通するものであり、非通電状態(図示状態)にあるときホイールシリンダWCflに対して液圧供給源20を遮断する。
The hydraulic
また、ホイールシリンダWCflは、電磁弁46が通電状態にあるとき電磁弁46を介してリザーバタンク12に連通している。電磁弁46は、上記の電磁弁45と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁46は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにリザーバタンク12に対してホイールシリンダWCflを連通するものであり、非通電状態(図示状態)にあるときリザーバタンク12に対してホイールシリンダWCflを遮断する。
Further, the wheel cylinder WCfl communicates with the
さらに液圧供給源20は、電磁弁47が通電状態にあるとき電磁弁47を介して右前輪FR用のホイールシリンダWCfrに連通している。電磁弁47も、電磁弁45と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁47は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにホイールシリンダWCfrに対して液圧供給源20を連通するものであり、非通電状態(図示状態)にあるときホイールシリンダWCfrに対して液圧供給源20を遮断する。
Further, the hydraulic
また、ホイールシリンダWCfrは、電磁弁48が通電状態にあるとき電磁弁48を介してリザーバタンク12に連通している。電磁弁48も、電磁弁46と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁48は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにリザーバタンク12に対してホイールシリンダWCfrを連通するものであり、非通電状態(図示状態)にあるときリザーバタンク12に対してホイールシリンダWCfrを遮断する。
Further, the wheel cylinder WCfr communicates with the
さらに液圧供給源20は、電磁弁51が通電状態にあるとき電磁弁51を介して左後輪RL用のホイールシリンダWCrlに連通している。電磁弁51も、電磁弁45と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁51は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにホイールシリンダWCrlに対して液圧供給源20を連通するものであり、非通電状態(図示状態)にあるときホイールシリンダWCrlに対して液圧供給源20を遮断する。
Further, the hydraulic
また、ホイールシリンダWCrlは、電磁弁52が非通電状態(図示状態)にあるとき電磁弁52を介してリザーバタンク12に連通している。電磁弁52も、電磁弁46と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁52は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、通電状態にあるときリザーバタンク12に対してホイールシリンダWCrlを遮断する。
Further, the wheel cylinder WCrl communicates with the
さらに液圧供給源20は、電磁弁53が通電状態にあるとき電磁弁53を介して右後輪RR用のホイールシリンダWCrrに連通している。電磁弁53も、電磁弁45と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁53は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにホイールシリンダWCrrに対して液圧供給源20を連通するものであり、非通電状態(図示状態)にあるときホイールシリンダWCrrに対して液圧供給源20を遮断する。
Further, the hydraulic
また、ホイールシリンダWCrrは、電磁弁54が非通電状態(図示状態)にあるとき電磁弁54を介してリザーバタンク12に連通している。電磁弁54も電磁弁46と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁54は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、通電状態にあるときリザーバタンク12に対してホイールシリンダWCrrを遮断する。
Further, the wheel cylinder WCrr communicates with the
また、車両用制動装置Aは油圧計61〜67を備えている。油圧計61,62は、マスタシリンダ10の第1および第2出力ポート10a,10bから供給されるブレーキ油の油圧をそれぞれ検出するものである。油圧計63は、液圧供給源20から供給されるブレーキ油の油圧を検出するものである。そして、油圧計64〜67は、各ホイールシリンダWCfl〜WCrrに給排されるブレーキ油の油圧をそれぞれ検出するものである。
In addition, the vehicle braking device A includes oil pressure gauges 61 to 67. The oil pressure gauges 61 and 62 detect the oil pressure of the brake oil supplied from the first and
さらに、車両用制動装置Aは車輪速度センサSfl,Sfr,Srl,Srrを備えている。車輪速度センサSfl,Sfr,Srl,Srrは、車輪FL,FR,RL,RRに付設されており、車輪FL,FR,RL,RRの車輪速度を検出して制御装置70に送信している。
Further, the vehicle braking device A includes wheel speed sensors Sfl, Sfr, Srl, Srr. Wheel speed sensors Sfl, Sfr, Srl, Srr are attached to the wheels FL, FR, RL, RR, and detect the wheel speeds of the wheels FL, FR, RL, RR and transmit them to the
さらに、車両用制動装置Aは、車両のダウンヒルアシスト制御をオン・オフするためのスイッチであるダウンヒルアシスト制御SW80を備えている。ダウンヒルアシスト制御SW80のオン・オフ信号は制御装置70に送信されるようになっている。ダウンヒルアシスト制御は、ダウンヒルアシスト制御SW80がオン状態にある時、ブレーキ制御を実施して降坂時の車速を一定速度(例えば5km/h)にコントロールする制御である。
Further, the vehicle braking device A includes a downhill assist control SW80 that is a switch for turning on / off the downhill assist control of the vehicle. The on / off signal of the downhill assist
そして、車両用制動装置Aは、上述したペダルストロークセンサ11a、電動モータ21、各電磁弁41,42,43,45〜48,51〜54、油圧計61〜67、および車輪速度センサSfl,Sfr,Srl,Srrに接続された制御装置(例えばブレーキ用制御装置)70を備えている。制御装置70には、車両の操舵角を検出するステアリングセンサ、アクセルペダルに組み付けられて車両のアクセル開度を検出するアクセルセンサ、および車両の実際のヨーレートYを検出するヨーレートセンサも接続されている(いずれも図示省略)。制御装置70は、これら各センサからの検出信号に基づき、電動モータ21、車両用制動装置Aの各電磁弁41,42,43,45〜48,51〜54を制御しホイールシリンダWCfl〜WCrrに付与する油圧すなわち各車輪FL,FR,RL,RRに付与する制動力を制御する。
The vehicle braking device A includes the
負荷駆動装置である制御装置70は、図2に示すように、マイクロプロセッサ71、ソレノイド駆動部72、ソレノイド駆動回路(負荷駆動回路)73、第1および第2電圧検出回路74,75、定電流回路76を備えている。なお、図2においては、ソレノイドLDは、上述した電磁弁41〜43,45〜48,51〜54のうちの何れか一つのソレノイドのみを示すとともに、そのソレノイドLDを駆動させるソレノイド駆動回路73のみを示しており、他のソレノイドおよびそれらのソレノイド駆動回路は省略している。
As shown in FIG. 2, the
マイクロプロセッサ71は、電圧検出部71d、温度導出部71e、駆動時間決定部71fおよびソレノイド駆動制御部(負荷駆動制御部)71gを備えている。電圧検出部71dは、第2寄生ダイオードの順方向電圧を検出する。
The
温度導出部71eは、第2スイッチング素子82がオフ状態であるときに定電流回路76によって第2寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加し、電圧検出部71dによって検出された順方向電圧に基づいてソレノイド駆動回路73の温度を導出する。
The
駆動時間決定部71fは、温度導出部71eによって導出されたソレノイド駆動回路73の駆動開始時の温度と第1スイッチング素子81の保証温度とに基づいて該第1スイッチング素子81の駆動可能な時間を決定する。
The drive
ソレノイド駆動制御部71gは、第1および第2スイッチング素子81,82をオン・オフ制御してソレノイドLDの駆動を制御するとともに、第1スイッチング素子81の制御時間が駆動時間決定部71fによって決定された駆動可能な時間を超えないように制御する。
The solenoid
ソレノイド駆動部72は、マイクロプロセッサ71からの制御指令信号(駆動要求)を入力しその制御指令信号に応じて制御対象のソレノイドLDに供給する駆動電流(駆動電圧)をオン・オフ制御するものである。ソレノイド駆動部72は、マイクロプロセッサ71からの駆動要求に応じたオン・オフ信号(所定のデューティ比のPWM信号でもよい。)を第1〜第3スイッチング素子81〜83に送信してソレノイドLDの通電・非通電を制御する。
The
ソレノイド駆動回路73は、上述した第1〜第3スイッチング素子81〜83、ソレノイドLD、および負荷用直流電源であるバッテリBATから構成されている。
The
第1スイッチング素子81は、負荷用直流電源であるバッテリ(BAT)と該バッテリ(BAT)から駆動電流が供給されるソレノイドLDとの間に直列に接続されている。第1スイッチング素子81は、出力端側から入力端側へ流れる電流のみを許容する第1寄生ダイオード81bを備えたものであり、例えばMOSFET(MOS型電界効果トランジスタ)にて構成されている。第1スイッチング素子81は、第1スイッチング部81aと第1寄生ダイオード81bからなる。第1スイッチング部81aのドレイン(入力端)は、ソレノイドLDの一方の端子に接続されている。第1スイッチング部81aのソース(出力端)は、第2スイッチング素子82のソースに接続されている。第1スイッチング部81aのゲート(信号入力端)はソレノイド駆動部72の出力ポート72aに接続されている。第1寄生ダイオード81bのカソードおよびアノードがそれぞれ第1スイッチング部81aのドレインおよびソースに接続されている。
The
第2スイッチング素子82は、バッテリBATが逆接された場合にソレノイドLDや第1スイッチング素子81をバッテリBATの電圧印加から保護するためにバッテリBATと第1スイッチング素子81との間に直列にかつ該第1スイッチング素子81と逆向きに接続されている。この第2スイッチング素子82は、第1スイッチング素子81と同様に構成されるものであり、第2スイッチング部82aと第2寄生ダイオード82bからなる。第2スイッチング部82aのドレイン(入力端)はバッテリBATの負極に接続され、第2スイッチング部82aのソース(出力端)は第1スイッチング部81aのソースに接続され、第2スイッチング部82aのゲート(信号入力端)はソレノイド駆動部72の出力ポート72bに接続されている。第2寄生ダイオード82bのカソードおよびアノードがそれぞれ第2スイッチング部82aのドレインおよびソースに接続されている。
The
第3スイッチング素子83は、フェールセーフ用のスイッチング素子であり、バッテリBATとソレノイドLDの間に直列に接続されている。この第3スイッチング素子83は、第1スイッチング素子81と同様に構成されるものであり、第3スイッチング部83aと第3寄生ダイオード83bからなる。第3スイッチング部83aのドレイン(入力端)は、バッテリBATの正極に接続されている。第3スイッチング部83aのソース(出力端)はソレノイドLDの他方の端子に接続されている。第3スイッチング部83aのゲート(信号入力端)はソレノイド駆動部72の出力ポート72cに接続されている。第3寄生ダイオード83bのカソードおよびアノードがそれぞれ第3スイッチング部83aのドレインおよびソースに接続されている。
The
上述した第1および第2スイッチング素子81,82の間には、第2寄生ダイオード82bの順方向に一定の電流を印加する定電流回路76が接続されている。定電流回路76は、電源76aと抵抗76bから構成されている。電源76aはマイクロプロセッサ71の電源電圧(例えば5V)を供給する電源71aと共通の電源である。電源71aはマイクロプロセッサ71へ電源電圧を供給するため一般的に変動の少ない安定した電源電圧である。抵抗76bは第2寄生ダイオード82bに微小な電流を供給する機能を有している。抵抗76bは通電による第2寄生ダイオード82bの発熱がほとんどないように数kΩに設定されるのが好ましく、これにより数mAの一定した微小電流を第2寄生ダイオード82bに印加することができる。
A constant
また、マイクロプロセッサ71は、A/D変換機能を有する入力ポート71bを有しており、その入力ポート71bは第1電圧検出回路74を介して第1および第2スイッチング素子81,82の間に接続されている。これにより、マイクロプロセッサ71は、第1および第2スイッチング素子81,82の間の電圧を第1電圧検出回路74を介して検出している。したがって、第2スイッチング素子が正常であるか異常であるかを検出することができるとともに、第2寄生ダイオード82bの順方向電圧を検出することができる。すなわち、マイクロプロセッサ71は第2寄生ダイオード82bの順方向電圧を検出する電圧検出手段として機能する。
The
第1電圧検出回路74は、第1および第2スイッチング素子81,82の間の電圧を検出するための回路である。この第1電圧検出回路74は、第1スイッチング部81aのソースとマイクロプロセッサ71の入力ポート71bとの間に直列に接続された抵抗74aから構成されている。
The first
また、マイクロプロセッサ71は、A/D変換機能を有する入力ポート71cを有しており、その入力ポート71cは第2電圧検出回路75を介して第3スイッチング素子83とソレノイドLDとの間に接続されている。これにより、マイクロプロセッサ71は、第3スイッチング素子83とソレノイドLDとの間の電圧を第2電圧検出回路75を介して検出している。したがって、第3スイッチング素子が正常であるか異常であるかを検出することができる。
The
第2電圧検出回路75は、第3スイッチング素子83とソレノイドLDとの間の電圧を検出するための回路である。この第2電圧検出回路75は、第3スイッチング部83aのソースとマイクロプロセッサ71の入力ポート71cとの間に直列に接続された抵抗75aと、入力ポート71c(抵抗75a)とアースGNDとの間に直列に接続された抵抗75bと、から構成されている。
The second
次に、上記のように構成した車両用制動装置Aの作動の一例を説明する。まず、ブレーキ液圧制御について説明する。制御装置70は、所定時間毎に車輪速度センサSfl〜Sfrからの検出信号に基づいて車輪速度Vwを演算し、その車輪速度Vwから車輪加速度DVwを演算し、4輪の車輪速度Vwに基づいて車体速度Vsを演算し、ストップスイッチ14がオンされブレーキ制動が行われていることを検知すると、車輪速度Vwと車体速度Vsとの差が所定値以上とならないように、各車輪に最適な制動力を付与するABS制御を実施する。
Next, an example of the operation of the vehicle braking device A configured as described above will be described. First, brake fluid pressure control will be described. The
具体的には、制御装置70は、車輪FLに対して割り当てられている一対の増圧リニア弁45,減圧リニア弁46により最適な液圧に制御すべく、増圧リニア弁45および減圧リニア弁46を液圧に応じて励磁・非励磁させている。他の車輪も同様に制御される。また、ABS制御中は、ソレノイドLDが通電されて、ポンプ23,33が作動するように制御される。
Specifically, the
また、制御装置70は、ダウンヒルアシスト制御を実施できる。ダウンヒルアシスト制御とは、オフロード場での運転者操作では下ることが困難な場面や、雪道の下り坂において、作動することで所定速度が維持され、運転者はハンドル操舵に集中できる快適利便の機能である。
Moreover, the
ダウンヒルアシスト制御SW80がオンされ、ブレーキペダル11、アクセルペダル(図示省略)の操作無しにて作動し、運転者が加速・減速したいと判断して、ブレーキペダル11、アクセルペダル(図示省略)を操作すると、ダウンヒルアシスト制御SW80がオフでなくても、中断される。又、所定速度を維持するように車輪速度と車体速度との差から各輪のホイールシリンダを加減圧する。
The downhill
すなわち、ダウンヒルアシスト制御においては、制御装置70は、ダウンヒルアシスト制御SW80がオンされていることを検知すると、運転者のブレーキペダル11の操作なしの時において、所定時間毎に車輪速度センサSfl〜Sfrによって検出される車輪速度Vwを取込み、4輪の車輪速度Vwに基づいて車体速度Vsを推定し、車体速度Vsが所定速度以上とならないように、各駆動輪に最適な制動力を付与している。すなわち、上述したABS制御と同様に、制御装置70は、車輪に対して割り当てられている一対の増圧リニア弁、減圧リニア弁により最適な液圧に制御して各車輪に最適な制動力を付与している。
That is, in the downhill assist control, when the
何れの制御においても、制御中にあっては電磁弁41,42が励磁されてカット弁として機能している。また、電磁弁43が励磁されてマスタシリンダ10とストロークシミュレータ30を連通させる弁として機能している。すなわち、全ての電磁弁のなかで電磁弁41,42,43が制御中において最も通電時間が長い電磁弁である。
In any control, during the control, the
電磁弁41,42およびこれら電磁弁41,42に対するソレノイド駆動回路の作動について詳述する。電磁弁41を例に挙げて説明する。制御装置70が第1〜第3スイッチング素子81〜83をすべてオンした場合、バッテリBATの電圧がソレノイドLDに印加され、電磁弁41が励磁されて閉状態となる。また、制御装置70が第1〜第3スイッチング素子81〜83をすべてオフした場合、バッテリBATの電圧がソレノイドLDに印加されず、電磁弁41が非励磁されて開状態となる。
The operation of the
また、バッテリBATが逆接された場合、第2スイッチング素子82がオフされる。このとき、第2寄生ダイオード82bが電流を遮断する。
When the battery BAT is reversely connected, the
次に、ソレノイド駆動回路73の温度を導出し、その導出結果に基づいて電磁弁41を制御する場合について説明する。まず、制御装置70の温度導出部71eは、第1および第2スイッチング素子82がオフ状態であるときに定電流回路76によって第2寄生ダイオード82bの順方向に一定の電流を印加する。このとき、電圧検出部71dは、第2寄生ダイオード82bの順方向電圧を検出する。制御装置70の温度導出部71eは、電圧検出部71dによって検出された順方向電圧および予めマイクロプロセッサ71に記憶された順方向電圧の温度特性マップ(図3参照)に基づいてソレノイド駆動回路73の温度を導出する。例えば順方向電圧がVf1であれば、ソレノイド駆動回路73の温度はTh1となる。この温度導出は、ソレノイドLDの制御開始前に実施することが好ましい。ソレノイドLDの制御開始前であれば、ソレノイド駆動回路73の温度は、ソレノイド駆動回路73の環境温度とほぼ同一であるので、ソレノイド駆動回路73の温度を導出することは、その環境温度を導出することである。
Next, the case where the temperature of the
第1〜第3寄生ダイオード81b〜83bは、一般に図4に示すような特性を示す。雰囲気温度が低いほど順方向電圧は大きくなっている。雰囲気温度がそれぞれ100℃、25℃、−40℃であるとき、順方向電圧はそれぞれVa、Vb、Vcである。したがって、図3に示す順方向電圧の温度特性マップは、一定電流Irが流れている場合、雰囲気温度が低いほど順方向電圧が大きくなるようになっている。すなわち、例えば約−2mV/℃の傾きを有する。なお、横軸および縦軸はそれぞれ温度および電圧である。
The first to third
駆動時間決定部71fは、温度導出部71eによって導出されたソレノイド駆動回路73の駆動開始時の温度(駆動開始温度)、第1スイッチング素子81の保証温度すなわち駆動終了温度、およびソレノイドLDの駆動条件に基づいて該第1スイッチング素子81(第2スイッチング素子82)の駆動可能な時間を決定する。
The drive
例えば、駆動開始温度が50℃であり、第1スイッチング素子81の保証温度が150℃であり、駆動条件が常時通電である場合、予め記憶している駆動条件と温度上昇率の関係を示すマップに基づいて駆動条件から温度上昇率を導出し、その導出結果と駆動開始温度と駆動終了温度とから駆動可能な時間を決定する。この場合の駆動可能な時間をT1として図5に示す。駆動可能な時間は、駆動開始から駆動終了までの時間であり、ソレノイド駆動回路73の温度が駆動開始温度から駆動終了温度に達するのにかかる時間である。なお、駆動条件は、制御パターンやデューティ比などである。
For example, when the drive start temperature is 50 ° C., the guaranteed temperature of the
なお、第1および第2スイッチング素子81,82の保証温度や発熱温度が異なる場合、早く保証温度に到達するまでの時間が短いほうの駆動可能な時間を採用すればよい。
In the case where the guaranteed temperatures and the heat generation temperatures of the first and
そして、ソレノイド駆動制御部71gは、第1および第2スイッチング素子81,82をオン・オフ制御してソレノイドLDの駆動を制御するとともに、第1スイッチング素子81の制御時間が駆動時間決定部71fによって決定された駆動可能な時間を超えないように制御する。また、第3スイッチング素子83はフェール時にオフする。
The solenoid
上述した説明から明らかなように、本実施形態によれば、温度導出手段(温度導出部71e)が、第1および第2スイッチング素子81,82がオフ状態であるときに定電流回路76によって第2寄生ダイオード82bの順方向に一定の電流を印加し電圧検出手段(電圧検出部71d)によって検出された順方向電圧に基づいて負荷駆動回路73の温度を導出するので、温度検出専用の部品(温度検出センサ)を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して、低コストにて駆動開始温度を正確に把握することができる。駆動時間決定手段(駆動時間決定部71f)が、温度導出手段(温度導出部71e)によって導出された負荷駆動回路73の駆動開始時の温度と第1および第2スイッチング素子81,82の保証温度とに基づいて該第1および第2スイッチング素子81,82の駆動可能な時間を決定し、負荷駆動制御手段(ソレノイド駆動制御部71g)が、第1および第2スイッチング素子81,82の制御時間が駆動時間決定手段(駆動時間決定部71f)によって決定された駆動可能な時間を超えないように制御するので、負荷駆動回路73の保証温度の上限温度および駆動開始温度に応じて駆動可能な時間を正確に決定することができ、負荷駆動回路73の駆動時間を最大限確保することができる。
As is apparent from the above description, according to the present embodiment, the temperature deriving means (
また、温度検出をしないと、温度的な安全マージンを見越して駆動開始温度を予め100℃に設定する場合もある(図5参照)。この場合の駆動時間はT2となる。この場合、実際の温度が駆動開始温度より低い場合には、温度的には余裕があるのに、駆動を止めてしまうといった状況になってしまう。例えば駆動開始温度が50℃である場合、その駆動時間はT2より長いT1である。本実施形態によれば、駆動開始温度を正確に測定することにより、適切な駆動時間にてソレノイド駆動回路73を制御することができる。
If temperature detection is not performed, the drive start temperature may be set to 100 ° C. in advance in anticipation of a thermal safety margin (see FIG. 5). In this case, the driving time is T2. In this case, when the actual temperature is lower than the driving start temperature, there is a situation in which driving is stopped although there is a margin in temperature. For example, when the drive start temperature is 50 ° C., the drive time is T1 longer than T2. According to the present embodiment, the
また、電圧検出手段(電圧検出部71d)としてA/D機能を有する既設のIC(マイクロプロセッサ71)を使用し、定電流回路76の電源76aとしてICに電源電圧を供給するIC用電源71aを使用するので、安定した電圧であり既設の電源を利用することにより、より精度よく駆動開始温度を検出することができる。
Further, an existing IC (microprocessor 71) having an A / D function is used as the voltage detection means (
また、駆動時間決定手段(駆動時間決定部71f)は、温度導出手段(温度導出部71e)によって導出された負荷駆動回路73の駆動開始時の温度、第1スイッチング素子81の保証温度、および負荷の駆動条件に基づいて該第1スイッチング素子81の駆動可能な時間を決定するので、駆動時間を最大限確保することができる。
Further, the drive time determining means (drive
なお、上述した実施形態においては、第2スイッチング素子82を負荷用直流電源(バッテリBAT)の負極と第1スイッチング素子81との間に直列に接続するようにしたが、負荷用直流電源(バッテリBAT)の正極と第1スイッチング素子81との間に直列に接続するようにしてもよい。これによれば、第2スイッチング素子82は、負荷用直流電源(バッテリBAT)の正極と第1スイッチング素子81との間に直列に接続され、定電流回路の電源として負荷用直流電源(バッテリBAT)を使用したり、電流を決めるのに第2電圧検出回路75を使用したりすることができる。したがって、温度導出手段(温度導出部71e)が、第2スイッチング素子82がオフ状態であるときに負荷用直流電源(バッテリBAT)の電圧を第2寄生ダイオード82bの順方向に印加し電圧検出手段(電圧検出部71d)によって検出された順方向電圧に基づいて負荷駆動回路73の温度を導出することができる。
In the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態においては、本発明をソレノイド駆動回路に適用したが、モータ駆動回路に適用するようにしてもよい。 In the embodiment described above, the present invention is applied to the solenoid drive circuit, but may be applied to a motor drive circuit.
10…マスタシリンダ、10a…第1出力ポート、10b…第2出力ポート、11…ブレーキペダル、11a…ペダルストロークセンサ、12…リザーバタンク、12a…入力ポート、20…液圧供給源、21…電動モータ、22…ポンプ、22a…吸入ポート、22b…吐出ポート、23…アキュムレータ、24…リリーフ弁、30…ストロークシミュレータ、30a…入力ポート、41〜43…ソレノイド電磁弁,45〜48,51〜54…電磁弁(リニアソレノイド電磁弁)、44…逆止弁、61〜67…油圧計、70…制御装置(負荷駆動装置)、71…マイクロプロセッサ、71a…IC用電源、71d…電圧検出部(電圧検出手段)、71e…温度導出部(温度導出手段)、71f…駆動時間決定部(駆動時間決定手段)、71g…ソレノイド駆動制御部(負荷駆動制御手段)、72…ソレノイド駆動部、73…ソレノイド駆動回路(負荷駆動回路)、74…第1電圧検出回路、75…第2電圧検出回路、76…定電流回路、76a…電源、80…ダウンヒルアシスト制御SW、81〜83…第1〜第3スイッチング素子、81a〜83a…第1〜第3スイッチング部、81b〜83b…第1〜第3寄生ダイオード、A…車両用制動装置、WCfl〜WCrr…ホイールシリンダ、BAT…バッテリ(負荷用直流電源)、LD…ソレノイド(負荷)。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記第2寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加する定電流回路(76)と、
前記第2寄生ダイオードの順方向電圧を検出する電圧検出手段(71d)と、
前記第1および第2スイッチング素子がオフ状態であるときに前記定電流回路によって前記第2寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加し前記電圧検出手段によって検出された順方向電圧に基づいて前記負荷駆動回路の温度を導出する温度導出手段(71e)と、
前記温度導出手段によって導出された前記負荷駆動回路の駆動開始時の温度と前記第1および第2スイッチング素子の保証温度とに基づいて該第1および第2スイッチング素子の駆動可能な時間を決定する駆動時間決定手段(71f)と、
前記第1および第2スイッチング素子をオン・オフ制御して前記負荷の駆動を制御するとともに、前記第1および第2スイッチング素子の制御時間が前記駆動時間決定手段によって決定された駆動可能な時間を超えないように制御する負荷駆動制御手段(71g)と、を備えたことを特徴とする負荷駆動装置。 Connected in series between the load DC power supply (BAT) and the load (LD) to which drive current is supplied from the load DC power supply (BAT), and allows only current flowing from the output end side to the input end side In order to prevent a current from flowing to the load and the first switching element when the first switching element (81) including the first parasitic diode (81b) and the load DC power supply are reversely connected to each other, A second parasitic diode (82b) that is connected in series between the DC power supply for load and the first switching element in a direction opposite to the first switching element and allows only current flowing from the output end side to the input end side. A second switching element (82) comprising a load drive circuit (73) comprising:
A constant current circuit (76) for applying a constant current in the forward direction of the second parasitic diode;
Voltage detecting means (71d) for detecting a forward voltage of the second parasitic diode;
Based on the forward voltage detected by the voltage detection means by applying a constant current in the forward direction of the second parasitic diode by the constant current circuit when the first and second switching elements are off. Temperature deriving means (71e) for deriving the temperature of the load driving circuit;
The drivable time of the first and second switching elements is determined based on the temperature at the start of driving of the load driving circuit derived by the temperature deriving means and the guaranteed temperature of the first and second switching elements. Drive time determining means (71f);
The first and second switching elements are turned on / off to control the driving of the load, and the drivable time determined by the driving time determining means is determined by the control time of the first and second switching elements. And a load drive control means (71g) for controlling so as not to exceed the load drive device.
前記定電流回路の電源(76a)として前記ICに電源電圧を供給するIC用電源(71a)を使用することを特徴とする負荷駆動装置。 In claim 1, using an existing IC (71) having an A / D function as the voltage detection means,
An IC power source (71a) for supplying a power source voltage to the IC is used as a power source (76a) for the constant current circuit.
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8917103B2 (en) | 2010-08-09 | 2014-12-23 | Ricoh Company, Ltd. | Device and method for testing semiconductor device |
CN105186837A (en) * | 2014-06-02 | 2015-12-23 | 丰田自动车株式会社 | Semiconductor Apparatus |
JP2018007030A (en) * | 2016-07-01 | 2018-01-11 | 矢崎総業株式会社 | Semiconductor switch controller |
-
2006
- 2006-08-25 JP JP2006229310A patent/JP2008052564A/en active Pending
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