JP2015033053A - Ｐｗｍ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動回路の故障に際してもＰＷＭ制御を継続させる。【解決手段】このＰＷＭ制御装置は、負荷を駆動するための複数の駆動回路と、駆動回路の駆動をＰＷＭ信号により制御する制御手段と、すべての駆動回路に電流を供給するか否かを規定する共通スイッチング素子と、を備える。各駆動回路に設けられた駆動用スイッチング素子の一つが常にオンとされた状態において、共通スイッチング素子が、オン状態とされた駆動用スイッチング素子を代替する。そして、共通スイッチング素子がオン状態である期間において、オン状態とされた駆動用スイッチング素子を除く駆動用スイッチング素子が、少なくとも所定の期間だけオン状態となるように制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、負荷をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御装置に関する。

従来、複数の負荷をＰＷＭ制御するＰＷＭ制御装置が、フェールセーフ性を確保するため、駆動用のスイッチング素子の他に、電源やＧＮＤを共通とした共通スイッチング素子を有する構成が知られている。特許文献１には、負荷を駆動する駆動回路と電源間に非常用電源カット回路を設けた、自動変速機の電子制御装置が提案されている。この電子制御装置は、非常用電源カット回路内に、上記した共通スイッチング素子を有している。そして、この共通スイッチング素子をオフすることによって、負荷の出力状態や駆動回路の故障の有無にかかわらず、同時にすべての負荷への通電をカットすることができる。

換言すれば、電子制御装置のどこかに故障が検出された場合において、負荷への通電を停止することでフェールセーフ性を向上させることができる。

特開平１−１６９１５９号公報

しかしながら、フェールセーフ対応を行うことにより、駆動回路が負荷に対して所望のＰＷＭ制御を行うことができなくなってしまう。この場合、駆動回路の修理等を行うまでの間、例えば、所定のギア比に固定されて運転が継続される。すなわち、車両を安全な場所まで移動させる際にギア比が固定されてしまい、運転の快適性が失われるという問題がある。

本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、駆動回路の故障に際してもＰＷＭ制御を継続させることを目的とする。

ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、本発明は、電源（２００）および基準電位源（３００）の間に並列に接続され、負荷を駆動するための複数の駆動回路（１０〜４０）と、該駆動回路の駆動をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号により制御する制御手段（５０）と、すべての駆動回路に共通して接続され、すべての駆動回路に電流を供給するか否かを規定する共通スイッチング素子（６０）と、を備え、駆動回路は、ＰＷＭ信号に基づいて負荷に電流を供給するか否かを規定する駆動用スイッチング素子（Ｔｒ１〜Ｔｒ４）を有し、制御手段は、共通スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力する共通信号出力手段（５６）と、駆動用スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力する駆動信号出力手段（５１〜５４）とを有し、駆動用スイッチング素子の一つが常にオンとされた状態において、共通信号出力手段は、共通スイッチング素子が、オン状態とされた駆動用スイッチング素子を代替するように、０％および１００％を除く所定のデューティ比を以って共通スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力するとともに、駆動信号出力手段は、共通スイッチング素子がオン状態である期間において、常にオン状態とされた駆動用スイッチング素子を除く駆動用スイッチング素子が、少なくとも所定の期間だけオン状態となるように制御することを特徴としている。

これによれば、駆動用スイッチング素子のうち一つが常にオンの状態に固定された場合において、該当する駆動用スイッチング素子の代替として、共通スイッチング素子がＰＷＭ制御される。したがって、オン状態に固定され、ＰＷＭ制御されていない駆動用スイッチング素子に替わって、負荷の駆動を継続することができる。

第１実施形態に係るＰＷＭ制御装置の概略構成を示すブロック図である。 ＰＷＭ制御装置の具体的構成を示す回路図である。 駆動用スイッチング素子および共通スイッチング素子に出力されるＰＷＭ信号のタイミングチャートである。 ＰＷＭ制御装置の動作を示すフロー図である。 負荷電流に対する変速機油圧を示すグラフである。 その他実施形態に係るＰＷＭ制御装置の具体的構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の各図相互において、互いに同一もしくは均等である部分に、同一符号を付与する。

（第１実施形態）
最初に、図１を参照して、本実施形態に係るＰＷＭ制御装置の概略構成について説明する。

本実施形態に係るＰＷＭ制御装置１００は、例えば、車両における変速機に用いられるものである。ＰＷＭ制御装置１００は、負荷としてのソレノイドに流れる電流を制御することによって、変速のための油圧を制御する。

このＰＷＭ制御装置１００は、図１に示すように、第１駆動回路１０、第２駆動回路２０、第３駆動回路３０および第４駆動回路４０を備えている。各駆動回路１０〜４０は、電源２００と基準電位源としてのＧＮＤ３００に対して並列に接続されている。そして、ＰＷＭ制御装置１００は、これら駆動回路１０〜４０をＰＷＭ制御する制御部５０を備えている。さらに、ＰＷＭ制御装置１００は、各駆動回路１０〜４０、電源２００およびＧＮＤ３００と直列に接続され、すべての駆動回路１０〜４０に電流を供給するか否かを規定する共通スイッチング素子６０を備えている。

各駆動回路１０〜４０は、負荷１０ａ〜４０ａを駆動する回路である。第１駆動回路１０には負荷１０ａが接続されている。第２駆動回路２０には負荷２０ａが接続されている。第３駆動回路３０には負荷３０ａが接続されている。第４駆動回路４０には負荷４０ａが接続されている。

制御部５０は、各駆動回路１０〜４０に対応した駆動信号出力部５１〜５４を有している。第１駆動信号出力部５１は、第１駆動回路１０を制御すべくパルス幅変調信号（以下、ＰＷＭ信号と示す）を生成して第１駆動回路１０に出力する。同様に、第２駆動信号出力部５２は、第２駆動回路２０にＰＷＭ信号を出力してＰＷＭ制御する。第３駆動信号出力部５３は、第３駆動回路３０にＰＷＭ信号を出力してＰＷＭ制御する。第４駆動信号出力部５４は、第４駆動回路４０にＰＷＭ信号を出力してＰＷＭ制御する。負荷１０ａ〜４０ａには、上記ＰＷＭ制御に基づいた負荷電流が流れる。各駆動回路１０〜４０は、それぞれに接続された負荷１０ａ〜４０ａに流れる負荷電流を検出して、その電流値を各駆動信号出力部５１〜５４にフィードバックする。各駆動信号出力部５１〜５４は、フィードバックされた電流値に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。

共通スイッチング素子６０は、電源２００およびＧＮＤ３００と直列に接続され、すべての駆動回路１０〜４０に電流を供給するか否かを規定する素子である。制御部５０は、この共通スイッチング素子６０のオンオフを制御するためのＰＷＭ信号を出力する共通信号出力部５６を有している。通常は、この共通スイッチング素子６０が常にオン状態とされ、各駆動回路１０〜４０がそれぞれのデューティ比に基づいて駆動する。一方、この共通スイッチング素子６０がオフ状態であれば、すべての駆動回路１０〜４０に電流が供給されない。

ところで、何らかの理由で、駆動回路１０〜４０のうちの一つ、例えば第１駆動回路１０が、第１駆動信号出力部５１のＰＷＭ信号に依らず、常にオンの状態に固定されたと仮定する。この場合、負荷１０ａには常に電流が流れる状態となり、所望の電流値に対して過電流となってしまう。すなわち、ＰＷＭ制御装置１００は、負荷に対して、本来あるべき制御をすることができない。

このような事態に対応するため、本実施形態では、制御部５０における共通信号出力部５６が、０％および１００％を除く所定のデューティ比を以ってＰＷＭ信号を出力可能となっている。すなわち、共通信号出力部５６は、駆動信号出力部５１〜５４と同様のＰＷＭ信号を出力可能となっている。なお、デューティ比が０％とは、共通スイッチング素子６０が常にオフ状態であることを指し、デューティ比が１００％とは、共通スイッチング素子６０が常にオン状態であることを指す。

具体的には、オン状態で固定された第１駆動回路１０の駆動を共通スイッチング素子６０のＰＷＭ制御で代替させる。そして、共通スイッチング素子６０がオンの期間において、第２駆動回路２０、第３駆動回路３０および第４駆動回路４０のＰＷＭ制御を行う。これにより、第１駆動回路１０が、第１駆動信号出力部５１のＰＷＭ信号に依らず、常にオンの状態に固定されたとしても、すべての駆動回路１０〜４０の駆動を継続させることができる。

図２を参照して、より具体的な構成について説明する。

図２に示すように、第１駆動回路１０は、電源２００とＧＮＤ３００との間で、負荷１０ａに対して直列に接続された駆動用スイッチング素子Ｔｒ１およびオン故障検出回路１２を有している。電源２００側から、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１、オン故障検出回路１２、負荷１０ａが、この順で直列接続されている。

駆動用スイッチング素子Ｔｒ１は第１駆動信号出力部５１からのＰＷＭ信号に基づいてオンオフする。これにより、第１駆動回路１０は、ＰＷＭ信号に基づいた負荷電流を負荷１０ａに流すことができる。

オン故障検出回路１２は電流モニタである。オン故障検出回路１２はシャント抵抗１２ａの両端子間の電圧をモニタリングすることによって負荷１０ａに流れる負荷電流を検出する。そして、負荷電流の電流値を制御部５０に出力する。例えば、オン故障検出回路１２に所定の閾値以上の過電流が、一定時間流れると、制御部５０は、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１が常にオン状態となるオン故障であると判断する。

第２駆動回路２０は、第１駆動回路１０と同一の回路構成となっている。具体的には、第２駆動回路２０は、負荷２０ａに対して直列に接続された駆動用スイッチング素子Ｔｒ２およびオン故障検出回路２２を有している。ハイサイド側から、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２、オン故障検出回路２２、負荷２０ａが、この順で直列接続されている。第２駆動回路２０においても、オン故障検出回路２２はシャント抵抗２２ａを有する。そして、負荷２０ａに流れる負荷電流を検出し、その電流値を制御部５０に出力する。

第３駆動回路３０も、第１駆動回路１０と同一の回路構成となっている。具体的には、第３駆動回路３０は、負荷３０ａに対して直列に接続された駆動用スイッチング素子Ｔｒ３およびオン故障検出回路３２を有している。ハイサイド側から、駆動用スイッチング素子Ｔｒ３、オン故障検出回路３２、負荷３０ａが、この順で直列接続されている。第３駆動回路３０においても、オン故障検出回路３２はシャント抵抗３２ａを有する。そして、負荷３０ａに流れる負荷電流を検出し、その電流値を制御部５０に出力する。

第４駆動回路４０も、第１駆動回路１０と同一の回路構成となっている。具体的には、第４駆動回路４０は、負荷４０ａに対して直列に接続された駆動用スイッチング素子Ｔｒ４およびオン故障検出回路４２を有している。ハイサイド側から、駆動用スイッチング素子Ｔｒ４、オン故障検出回路４２、負荷４０ａが、この順で直列接続されている。第４駆動回路４０においても、オン故障検出回路４２はシャント抵抗４２ａを有する。そして、負荷４０ａに流れる負荷電流を検出し、その電流値を制御部５０に出力する。

制御部５０は、上記したように、駆動回路１０〜４０に対応した数の駆動信号出力部５１〜５４を有している。各駆動信号出力部５１〜５４は、対応する駆動回路１０〜４０におけるオン故障検出回路１２，２２，３２，４２から電流値を取得し、その電流値に基づいて駆動用スイッチング素子に出力するＰＷＭ信号のデューティ比を決定する。例えば、第１駆動信号出力部５１は、駆動回路１０におけるオン故障検出回路１２から電流値を取得する。そして、第１駆動信号出力部５１は、取得した実測の電流値と、目標とする電流値とを比較し、必要なデューティ比を決定する。第１駆動信号出力部５１は、決定されたデューティ比に基づき、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１に対してＰＷＭ信号を出力する。なお、その他の駆動信号出力部５２，５３，５４についても上記した第１駆動信号出力部５１と同様の動作を行う。

加えて、制御部５０は、共通信号出力部５６を有している。共通信号出力部５６は、共通スイッチング素子６０に対してＰＷＭ信号を出力する。例えば、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１がオン故障であると判断されると、制御部５０は、共通信号出力部５６に第１駆動信号出力部５１の代替を行わせる。共通信号出力部５６は、直前のＰＷＭ信号周期における、各駆動回路１０〜４０の負荷電流の電流値に基づいて、共通スイッチング素子６０に出力すべきデューティ比を決定する。そして、共通信号出力部５６は、決定されたデューティ比に基づいたＰＷＭ信号を共通スイッチング素子６０に出力する。これにより、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１の駆動を、共通スイッチング素子６０で代替させることができる。より具体的な説明は後述する。

共通スイッチング素子６０は、共通信号出力部５６からのＰＷＭ信号に基づいてオンオフする。共通スイッチング素子６０がオンのときにはすべての駆動回路１０〜４０に通電可能な状態となる。一方、共通スイッチング素子６０がオフのときにはすべての駆動回路１０〜４０に通電不可能能な状態となる。

次に、図２〜図４を参照して、本実施形態に係るＰＷＭ制御装置１００の動作および作用効果について説明する。一例として、第１駆動回路１０の駆動用スイッチング素子Ｔｒ１がオン故障した場合について説明する。

駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４および共通スイッチング素子６０に出力されるＰＷＭ信号のタイミングチャートを図３に示す。図３では、時間毎にＩ部〜ＩＩＩ部に分けて示してある。Ｉ部は駆動用スイッチング素子Ｔｒ１にオン故障が発生する以前、ＩＩ部はオン故障検出後の一定期間、ＩＩＩ部は共通スイッチング素子６０が所定デューティ比を以って駆動を開始した後のオン状態の期間を示す。なお、説明を単純化するため、本実施形態における各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４は、図３に示すように、すべて同一の周期Ｔで駆動する。また、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のデューティ比は、本来、必要とされる電流値に応じて調整されるが、本実施形態では、便宜上、図３に示した範囲において、すべて同一の５０％であるとする。

また、図４は、制御部５０が、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４、および、共通スイッチング素子６０をＰＷＭ制御する制御フローを示す図である。

以下、図３に示すＩ部〜ＩＩＩ部について、時系列に沿って説明する。

［Ｉ部］
Ｉ部は、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１にオン故障が発生する以前のタイミングである。

まず、図４に示すステップＳ１を実施する。ステップＳ１は、制御部５０が、各駆動回路１０〜４０における負荷電流を、オン故障検出回路１２，２２，３２，４２から取得するステップである。Ｉ部においては、オン故障が発生していないので、各駆動回路１０〜４０の負荷電流は正常値である。

次いで、ステップＳ２を実施する。ステップＳ２は、制御部５０が、オン故障検出回路１２，２２，３２，４２から取得した負荷電流の電流値を基に、オン故障の有無を判断するステップである。Ｉ部における各駆動回路１０〜４０の負荷電流は正常値であり、ステップＳ２において、オン故障は検出されない。よって、ステップＳ２はＮＯ判定となり、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３は、制御部５０が各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４に出力するＰＷＭ信号のデューティ比を決定するステップである。上記したように、各駆動信号出力部５１〜５４が、取得した実測の電流値と、目標とする電流値とを比較し、必要なデューティ比を決定する。Ｉ部においては、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４に異常が発生していないため、共通スイッチング素子６０は常時オンとする。また、本実施形態では、便宜上、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４に出力するＰＷＭ信号のデューティ比は５０％としている。

次いで、ステップＳ７を実施する。ステップＳ７は、制御部５０が、ステップＳ３あるいは後述のステップＳ６により決定されたデューティ比を以って、ＰＷＭ信号を出力するステップである。上記したように、制御部５０は、共通スイッチング素子６０を常時オンで動作させつつ、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を、デューティ比５０％で動作させる。

［ＩＩ部］
ＩＩ部は、ＩＩ部はオン故障検出後の一定期間を示すタイミングである。ＩＩ部では、図３に示すように、オン故障した駆動用スイッチング素子Ｔｒ１を除くすべての駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４、および、共通スイッチング素子６０がオフの状態となっている。

まず、Ｉ部と同様に、ステップＳ１を実施する。ＩＩ部においては、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１が常にオン状態となるオン故障が発生している。このため、第１駆動回路１０のオン故障検出回路１２において過電流が検出される。

次いで、ステップＳ２を実施する。このステップで、第１駆動回路１０における駆動用スイッチング素子Ｔｒ１にオン故障が検出される。よって、ＹＥＳ判定となり、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４は、オフすることができない駆動用スイッチング素子Ｔｒ１を除く、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４、および、共通スイッチング素子６０をオフ状態とするステップである。これは、各負荷１０ａ〜４０ａに過電流が流れないようにするためのフェールセーフ対応であるとともに、その後、ＰＷＭ制御を継続させるために、一旦駆動をリセットする意味も含んでいる。

次いで、ステップＳ５を実施する。ステップＳ５は、共通信号出力部５６が、共通スイッチング素子６０に出力するＰＷＭ信号のデューティ比を決定するステップである。ＩＩ部では、共通信号出力部５６は、オン故障発生直前に決定された各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４におけるデューティ比に基づいて、デューティ比を決定する。なお、ＩＩＩ部以降では、直前のＰＷＭ信号周期における、各駆動回路１０〜４０の負荷電流の電流値に基づいて、共通スイッチング素子６０に出力すべきデューティ比を決定する。

制御部５０は、負荷電流が不足することによる動作不良が生じないように、共通スイッチング素子６０のデューティ比として、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のうち、最大のデューティ比以上に設定する。本実施形態における各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４は、オン故障発生前のＩ部において、デューティ比５０％で駆動している。このため、制御部５０は、共通スイッチング素子６０に出力するＰＷＭ信号のデューティ比として、例えば６０％とする。なお、このＰＷＭ信号の周期は、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４と同一とする。ここで、共通スイッチング素子６０に出力するＰＷＭ信号のデューティ比の決定の方法として、例えば、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のうち、最大のデューティ比の定数倍（本実施形態であれば１．２倍）、とすることができる。あるいは、最大のデューティ比に所定数を加算（本実施形態であれば＋１０％）とすることもできる。

次いで、ステップＳ６を実施する。ステップＳ６は、駆動信号出力部５２〜５４が、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１を除く、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４のデューティ比および位相を決定するステップである。共通スイッチング素子６０がオン状態のときにのみ、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４のオンオフが有効である。このため、駆動信号出力部５２〜５４は、共通スイッチング素子６０がオン状態となる期間において、駆動用スイッチングＴｒ２〜Ｔｒ４が、少なくとも所定の期間だけオンになるようにＰＷＭ信号の位相を調整する。また、駆動信号出力部５２〜５４は、ＰＷＭ信号のデューティ比を設定する。この例では、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１のオン故障以前のデューティ比である５０％をそのまま踏襲している。

上記したように、ステップＳ６により決定された駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４に出力されるＰＷＭ信号のデューティ比は、図３のＩＩＩ部以降のタイミングに示すように、例えば５０％である。且つ、そのオン期間は、共通スイッチング素子６０に出力されるＰＷＭ信号のオン期間内に含まれる。さらに、本実施形態では、駆動用スイッチングＴｒ２〜Ｔｒ４に出力されるＰＷＭ信号が同時に立ち上がらないように、立ち上がりタイミングが異なるように設定されている。

次いで、ステップＳ７を実施する。制御部５０は、共通スイッチング素子６０をデューティ比６０％で動作させつつ、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４を、デューティ比５０％で動作させるように、ＰＷＭ信号を出力する。

［ＩＩＩ部以降］
ＩＩＩ部以降、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４、および、共通スイッチング素子６０の最初の駆動は、ＩＩ部におけるステップＳ７で出力されたＰＷＭ信号に基づいて行われる。なお、ＩＩＩ部以降では、直前のＰＷＭ信号周期における、各駆動回路１０〜４０の負荷電流の電流値に基づいて、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４、および、共通スイッチング素子６０に出力すべきデューティ比が決定される。

これによれば、共通スイッチング素子６０がＰＷＭ制御されることにより、共通スイッチング素子６０が駆動用スイッチング素子Ｔｒ１を代替することができる。すなわち、オン故障した駆動用スイッチング素子Ｔｒ１が属する第１駆動回路１０の負荷１０ａをＰＷＭ制御することができる。そして、ＩＩＩ部、すなわち共通スイッチング素子６０がオン状態の期間において、故障に関係しない駆動回路２０〜４０についてもＰＷＭ制御される。したがって、駆動回路のオン故障に際しても、すべての負荷１０ａ〜４０ａのＰＷＭ制御を継続させることができる。

また、本実施形態では、共通スイッチング素子６０のデューティ比として、各駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のうち、最大のデューティ比（＝５０％）以上である６０％を採用している。このため、負荷１０ａ〜４０ａに流れる負荷電流の最大値が、オン故障以前の負荷電流の最大値を下回ることはない。したがって、負荷電流の不足に起因する変速機の誤動作を防止することができる。

また、本実施形態では、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４に出力されるＰＷＭ信号が同時に立ち上がらないように、立ち上がりタイミングが異なるように設定されている。これにより、負荷電流が一度に大量に流れることを抑制することができる。すなわち、負荷電流の変動を抑制することができ、電源電圧の変動や電流ノイズの発生を抑制することができる。

（第２実施形態）
第１実施形態では、オン故障発生以降の共通スイッチング素子６０のデューティ比を６０％とし、故障していない駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４のデューティ比として、故障以前のデューティ比である５０％を踏襲する例を示した。しかしながら、この例に限定されるものではない。

共通スイッチング素子６０の駆動にかかるデューティ比は任意であり、０％（常時オフ）および１００％（常時オン）を除くものであれば良い。そして、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４の駆動にかかるデューティ比は、共通スイッチング素子６０がオン状態の期間において、少なくとも所定のオン期間を有するように設定され、負荷２０ａ〜４０ａがＰＷＭ制御されれば良い。

しかしながら、共通スイッチング素子６０のデューティ比は、各負荷１０ａ〜４０ａに流れる負荷電流の電流値が、例えば変速機の仕様に規定された定格内に収まるようにすることが好ましい。

例えば、第１実施形態に係るＰＷＭ制御装置１００において、変速機の特性として、各負荷１０ａ〜４０ａに流れる負荷電流に対して、変速のための油圧が図５に示すように変化するとする。故障なく、すべての駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４がデューティ比５０％で駆動している場合には、負荷電流として１０００ｍＡが流れるとする。この変速機において、１０００ｍＡは最も好適な値である（図５中ｔｙｐと示す）。負荷電流が小さ過ぎる（例えば８００ｍＡより小さい）と十分な油圧が得られない。一方、負荷電流が大き過ぎる（例えば１２００ｍＡより大きい）と駆動回路１０〜４０および負荷１０ａ〜４０ａの発熱量が増加し、断線などの原因となる。すなわち、この変速機における負荷電流の定格は、８００ｍＡ以上１２００ｍＡ以下である。なお、図５における縦軸は、変速機油圧について、その最大値を１００％として規格化したものである。

第１実施形態に記載のように、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１がオン故障したとするとき、共通スイッチング素子６０のデューティ比が大きすぎると、負荷１０ａに大電流が流れ、負荷電流がスペック上限である１２００ｍＡを超えてしまう。一方、共通スイッチング素子６０のデューティ比が小さすぎると、オン故障していない駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４のデューティ比もそれに伴って小さくなる。このため、負荷電流がスペック下限である８００ｍＡを下回ってしまう。

したがって、共通スイッチング素子６０のデューティ比は、各負荷１０ａ〜４０ａに流れる負荷電流の電流値が、定格内に収まるように設定することが好ましい。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

上記した各実施形態では、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４に出力されるＰＷＭ信号が同時に立ち上がらないように、立ち上がりタイミングが異なるように設定されている。しかしながら、必ずしも立ち上がりタイミングが異なるように設定する必要はない。例えば、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４に出力されるＰＷＭ信号が、周期、デューティ比、立ち上がりタイミングともに同一であってもよい。すなわち、駆動用スイッチング素子Ｔｒ２〜Ｔｒ４に出力されるＰＷＭ信号が、共通スイッチング素子６０に出力されるＰＷＭ信号と同期されていてもよい。ただし、上記したように、立ち上がりタイミングが異なるように設定することにより、負荷電流の変動を抑制することができる。

また、上記した各実施形態では、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のオン故障を検出する手段として、オン故障検出回路１２，２２，３２，４２を用いる例を示したが、この限りではない。例えば、図６に示すように、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のオンまたはオフの状態を、ソース電圧から検出する、いわゆるダイアグ回路７１〜７４を用いてもよい。ダイアグ回路７１〜７４を用いる場合、ソース電圧と、所定の閾値電圧（図６においてはＶｔｈと示す）とをコンパレータで比較することにより、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４のオンまたはオフの状態を判断させることができる。

また、上記した各実施形態では、駆動用スイッチング素子Ｔｒ１〜Ｔｒ４、および、共通スイッチング素子６０として、図２に示すように、ＭＯＳを用いる例を示したが、この例に限定されない。これらスイッチング素子は、制御部５０から出力されるＰＷＭ信号に対してオンオフする素子であれば良い。

また、上記した各実施形態では、オン故障検出回路１２，２２，３２，４２として、シャント抵抗１２ａ，２２ａ，３２ａ，４２ａの両端子の電圧により負荷電流を検出する例を示したが、この例に限定されない。オン故障検出回路１２，２２，３２，４２は、各駆動回路１０〜４０に接続された負荷１０ａ〜４０ａに流れる負荷電流を検出するものであれば良い。

１０・・・第１駆動回路，２０・・・第２駆動回路，３０・・・第３駆動回路，４０・・・第４駆動回路
５０・・・制御部，５１・・・第１駆動信号出力部，５２・・・第２駆動信号出力部，５３・・・第３駆動信号出力部，５４・・・第４駆動信号出力部，５６・・・共通信号出力部
６０・・・共通スイッチング素子
２００・・・電源
３００・・・ＧＮＤ

Claims (5)

1. 電源（２００）および基準電位源（３００）の間に並列に接続され、負荷（１０ａ〜４０ａ）を駆動するための複数の駆動回路（１０〜４０）と、
   該駆動回路の駆動をパルス幅変調（ＰＷＭ）信号により制御する制御手段（５０）と、
   すべての前記駆動回路に共通して接続され、すべての前記駆動回路に電流を供給するか否かを規定する共通スイッチング素子（６０）と、を備え、
   前記駆動回路は、前記ＰＷＭ信号に基づいて前記負荷に電流を供給するか否かを規定する駆動用スイッチング素子（Ｔｒ１〜Ｔｒ４）を有し、
   前記制御手段は、前記共通スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力する共通信号出力手段（５６）と、前記駆動用スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力する駆動信号出力手段（５１〜５４）とを有し、
   前記駆動用スイッチング素子の一つが常にオンとされた状態において、
   前記共通信号出力手段は、前記共通スイッチング素子が、オン状態とされた前記駆動用スイッチング素子を代替するように、０％および１００％を除く所定のデューティ比を以って前記共通スイッチング素子にＰＷＭ信号を出力するとともに、
   前記駆動信号出力手段は、前記共通スイッチング素子がオン状態である期間において、常にオン状態とされた前記駆動用スイッチング素子を除く前記駆動用スイッチング素子が、少なくとも所定の期間だけオン状態となるように制御することを特徴とするＰＷＭ制御装置。
2. 前記駆動回路は、該駆動回路内における前記駆動用スイッチング素子が常にオン状態となるオン故障を検出するオン故障検出回路（１２，２２，３２，４２）を有し、
   前記オン故障検出回路がオン故障を検出すると、
   前記制御手段は、前記共通スイッチング素子に、オン故障が検出された前記駆動用スイッチング素子の代替を開始させることを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭ制御装置。
3. 前記共通信号出力手段が出力するＰＷＭ信号のデューティ比は、前記駆動信号出力手段が出力するＰＷＭ信号のうち、最大のデューティ比以上であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＰＷＭ制御装置。
4. 前記共通信号出力手段が出力するＰＷＭ信号のデューティ比は、各負荷に流れる電流値が所定の定格内に収まるように設定されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のＰＷＭ制御装置。
5. 前記駆動信号出力手段が出力するＰＷＭ信号は、その立ち上がりタイミングが、駆動用スイッチング素子毎に異なることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のＰＷＭ制御装置。

Images