JP2015115773A - 故障検知装置およびそのプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】電流検出器の故障を検知する故障検知装置の小型化を実現する。
【解決手段】故障検知装置１は、駆動回路３１０の出力電流を電流センサ４１０により検出された電流値にするために、駆動回路３１０に供給すべき制御信号のデューティ比を求め、制御信号のデューティ比の理論値とする。また、故障検知装置１は、駆動回路３１０に実際に供給した制御信号のデューティ比と、制御信号のデューティ比の理論値と、を比較し、比較結果に基づいて電流センサ４１０が故障しているか否かを判別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電流検出回路における故障検知装置およびそのプログラムに関する。

従来、様々な機器や装置において、電流検出器で電流を検出し、検出結果に応じた制御が行われている（例えば、特許文献１、２参照）。

上述のような機器や装置では、電流検出器が正確に電流を検出できないと、適切に制御を行うことができない。このため、電流検出器の故障を検知できる必要がある。

図１０は、従来例に係る故障検知装置１００を備える駆動装置ＣＣのブロック図である。駆動装置ＣＣは、負荷２１０に電力や駆動信号を供給するものであり、制御部１１０および電流センサ１２０を有する故障検知装置１００と、駆動回路３１０と、電流センサ４１０と、を備える。

駆動回路３１０は、スイッチ素子（図示省略）を備える。この駆動回路３１０は、制御部１１０から供給される制御信号に応じて、スイッチ素子をオンオフさせて、出力を変化させる。

駆動回路３１０の出力電流は、スイッチ素子のオンオフに応じて変化し、電流センサ４１０により検出されるとともに、電流センサ１２０によっても検出される。電流センサ４１０による検出結果は、第１の電流検出値として制御部１１０に送られ、電流センサ１２０による検出結果は、第２の電流検出値として制御部１１０に送られる。

制御部１１０は、第１の電流検出値に応じた制御信号を生成し、この制御信号を駆動回路３１０に送信する。また、制御部１１０は、第１の電流検出値と第２の電流検出値とを比較し、これらの値が異なる場合には、電流センサ４１０が故障していると判断する。このため、電流センサ４１０の故障を、故障検知装置１００により検知することができる。

特開２００５−８６９４８号公報 特開２００２−２３８２９９号公報

故障検知装置１００は、電流センサ４１０の故障を検知するために、電流センサ１２０を必要とする。このため、故障検知装置１００の小型化を阻害する要因になっていた。

上述の課題に鑑み、本発明は、電流検出器の故障を検知する故障検知装置の小型化を目的とする。

本発明は、上述の課題を解決するために、以下の事項を提案している。
（１） 本発明は、スイッチ素子（例えば、図１の駆動回路３１０に設けられたスイッチ素子に相当）のオンオフに応じて変化する電流（例えば、後述の駆動回路３１０の出力電流に相当）を検出する電流検出回路（例えば、図１の電流センサ４１０に相当）における故障検知装置（例えば、図１の故障検知装置１に相当）であって、前記スイッチ素子に制御信号を供給して、当該スイッチ素子のオンオフを制御するスイッチング制御手段（例えば、図２のスイッチング制御部１１に相当）と、前記スイッチング制御手段から前記スイッチ素子に供給された制御信号のデューティ比と、前記制御信号のデューティ比の理論値と、を比較する比較手段（例えば、図２の比較部１２に相当）と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記電流検出回路の故障を検知する故障検知手段（例えば、図２の故障検知部１３に相当）と、を備え、前記比較手段は、前記スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流を前記電流検出回路により検出された電流値にするために、当該スイッチ素子に供給すべき制御信号のデューティ比を求め、前記制御信号のデューティ比の理論値とすることを特徴とする故障検知装置を提案している。

ここで、スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流は、スイッチ素子に供給された制御信号のデューティ比に応じて変化する。また、スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流の電流値は、電流検出回路が正常であれば正確に検出され、電流検出回路が故障していれば正確には検出されない。

以上より、電流検出回路が正常である場合には、スイッチ素子に供給された制御信号のデューティ比と、制御信号のデューティ比の理論値と、が等しくなる。一方、電流検出回路が故障している場合には、スイッチ素子に供給された制御信号のデューティ比と、制御信号のデューティ比の理論値と、が異なることになる。

そこで、この発明によれば、比較手段により、スイッチ素子に供給された制御信号のデューティ比と、制御信号のデューティ比の理論値と、を比較することとした。このため、電流検出回路の故障を検知するために他の電流検出回路を用いることなく、電流検出回路の故障を検知することができるので、故障検知装置の小型化を実現できる。

（２） 本発明は、（１）の故障検知装置について、前記比較手段は、前記スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電圧（例えば、後述の駆動回路３１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴに相当）と、当該電圧が供給される負荷（例えば、図１の負荷２１０に相当）の抵抗値（例えば、後述の負荷２１０の抵抗値Ｒに相当）と、に基づいて前記制御信号のデューティ比の理論値を求めることを特徴とする故障検知装置を提案している。

この発明によれば、（１）の故障検知装置において、比較手段により、スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電圧と、この電圧が供給される負荷の抵抗値と、に基づいて制御信号のデューティ比の理論値を求めることとした。このため、制御信号のデューティ比の理論値を、容易に求めることができる。

（３） 本発明は、（１）または（２）の故障検知装置について、前記スイッチ素子は、複数設けられ、前記電流検出回路は、前記複数のスイッチ素子と同数設けられ、当該複数の電流検出回路のそれぞれは、当該複数のスイッチ素子のうち対に設けられたもののオンオフに応じて変化する電流を検出し、前記スイッチング制御手段は、前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、当該複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、前記複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくし、前記比較手段は、前記スイッチ素子ごとに、前記スイッチング制御手段から供給された制御信号のデューティ比と、前記制御信号のデューティ比の理論値と、を比較するとともに、前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較することを特徴とする故障検知装置を提案している。

まず、スイッチ素子が複数設けられており、各スイッチ素子と対に設けられた各電流検出回路が正常である場合について、以下に検討する。この場合、各スイッチ素子に供給する制御信号のデューティ比を等しくすると、各電流検出回路により検出される電流値が等しくなる。

次に、スイッチ素子が複数設けられており、各スイッチ素子と対に設けられた各電流検出回路のうち少なくとも１つが故障している場合について、以下に検討する。この場合、各スイッチ素子に供給する制御信号のデューティ比を等しくしても、各電流検出回路の中に、検出される電流値が他とは異なるものが存在することになる。

以上より、各電流検出回路により検出される電流値を等しくした状態で、各スイッチ素子に供給している制御信号のデューティ比を比較すれば、電流検出回路が故障しているか否かを判別できる。

そこで、この発明によれば、（１）または（２）の故障検知装置において、スイッチング制御手段により、複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、これら複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくすることとした。また、比較手段により、複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較することとした。このため、電流検出回路の故障を、より正確に検出することができる。

（４） 本発明は、スイッチ素子（例えば、図５の駆動回路３１０に設けられたスイッチ素子と、図５の駆動回路３２０に設けられたスイッチ素子と、に相当）のオンオフに応じて変化する電流（例えば、後述の駆動回路３１０の出力電流と、後述の駆動回路３２０の出力電流と、に相当）を検出する電流検出回路（例えば、図５の電流センサ４１０、４２０に相当）における故障検知装置（例えば、図５の故障検知装置１Ａに相当）であって、前記スイッチ素子は、複数設けられ、前記電流検出回路は、前記複数のスイッチ素子と同数設けられ、当該複数の電流検出回路のそれぞれは、当該複数のスイッチ素子のうち対に設けられたもののオンオフに応じて変化する電流を検出し、前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、当該複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、前記複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくするスイッチング制御手段（例えば、図６の第１のスイッチング制御部１４および第２のスイッチング制御部１５に相当）と、前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較する比較手段（例えば、図６の比較部１２Ａに相当）と、前記比較手段による比較結果に基づいて、前記複数の電流検出回路の故障を検知する故障検知手段（例えば、図６の故障検知部１３Ａに相当）と、を備えることを特徴とする故障検知装置を提案している。

この発明によれば、スイッチング制御手段により、複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、これら複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくすることとした。また、比較手段により、複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較することとした。このため、電流検出回路の故障を検知するために他の電流検出回路を用いることなく、電流検出回路の故障を検知することができるので、故障検知装置の小型化を実現できる。

（５） 本発明は、スイッチ素子（例えば、図１の駆動回路３１０に設けられたスイッチ素子に相当）のオンオフに応じて変化する電流（例えば、後述の駆動回路３１０の出力電流に相当）を検出する電流検出回路（例えば、図１の電流センサ４１０に相当）の故障検知方法を、コンピュータ（例えば、図１の制御部１０に相当）に実行させるためのプログラムであって、前記スイッチ素子に制御信号を供給して、当該スイッチ素子のオンオフを制御する第１のステップ（例えば、図２のスイッチング制御部１１による処理に相当）と、前記スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流を前記電流検出回路により検出された電流値にするために、当該スイッチ素子に供給すべき制御信号のデューティ比を求め、前記制御信号のデューティ比の理論値とする第２のステップ（例えば、図２の比較部１２による処理に相当）と、前記第１のステップにおいて前記スイッチ素子に供給した制御信号のデューティ比と、前記第２のステップにおいて求めた前記制御信号のデューティ比の理論値と、を比較する第３のステップ（例えば、図２の比較部１２による処理に相当）と、前記第３のステップによる比較結果に基づいて、前記電流検出回路の故障を検知する第４のステップ（例えば、図２の故障検知部１３による処理に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。

この発明によれば、コンピュータを用いてプログラムを実行することで、スイッチ素子に供給された制御信号のデューティ比と、制御信号のデューティ比の理論値と、を比較することとした。このため、電流検出回路の故障を検知するために他の電流検出回路を用いることなく、電流検出回路の故障を検知することができるので、故障検知装置の小型化を実現できる。

（６） 本発明は、スイッチ素子（例えば、図５の駆動回路３１０に設けられたスイッチ素子と、図５の駆動回路３２０に設けられたスイッチ素子と、に相当）のオンオフに応じて変化する電流（例えば、後述の駆動回路３１０の出力電流と、後述の駆動回路３２０の出力電流と、に相当）を検出する電流検出回路（例えば、図５の電流センサ４１０、４２０に相当）の故障検知方法を、コンピュータ（例えば、図５の制御部１０Ａに相当）に実行させるためのプログラムであって、前記スイッチ素子は、複数設けられ、前記電流検出回路は、前記複数のスイッチ素子と同数設けられ、当該複数の電流検出回路のそれぞれは、当該複数のスイッチ素子のうち対に設けられたもののオンオフに応じて変化する電流を検出し、前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、当該複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、前記複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくする第１のステップ（例えば、図６の第１のスイッチング制御部１４および第２のスイッチング制御部１５による処理に相当）と、前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較する第２のステップ（例えば、図６の比較部１２Ａによる処理に相当）と、前記第２のステップによる比較結果に基づいて、前記複数の電流検出回路の故障を検知する第３のステップ（例えば、図６の故障検知部１３Ａによる処理に相当）と、をコンピュータに実行させるためのプログラムを提案している。

この発明によれば、コンピュータを用いてプログラムを実行することで、複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、これら複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくすることとした。また、複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較することとした。このため、電流検出回路の故障を検知するために他の電流検出回路を用いることなく、電流検出回路の故障を検知することができるので、故障検知装置の小型化を実現できる。

本発明によれば、電流検出回路の故障を検知するために他の電流検出回路を用いることなく、電流検出回路の故障を検知することができるので、故障検知装置の小型化を実現できる。

本発明の第１実施形態に係る故障検知装置を備える駆動装置のブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る故障検知装置が備える制御部のブロック図である。 制御信号のデューティ比の理論値の特性を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る故障検知装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る故障検知装置を備える駆動装置のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る故障検知装置が備える制御部のブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る故障検知装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る故障検知装置の処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る故障検知装置の処理を示すフローチャートである。 従来例に係る故障検知装置を備える駆動装置のブロック図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態における構成要素は適宜、既存の構成要素などとの置き換えが可能であり、また、他の既存の構成要素との組み合わせを含む様々なバリエーションが可能である。したがって、以下の実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る故障検知装置１を備える駆動装置ＡＡのブロック図である。駆動装置ＡＡは、図１０に示した駆動装置ＣＣと同様に、負荷２１０に電力や駆動信号を供給するものであり、駆動装置ＣＣとは、故障検知装置１００の代わりに故障検知装置１を備える点が異なる。なお、駆動装置ＡＡにおいて、駆動装置ＣＣと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

故障検知装置１は、制御部１０を備える。制御部１０は、ＭＣＵ（Micro Controller Unit）やＭＰＵ（Micro Processing Unit）といったマイコンで構成され、非一時的な記憶媒体に記憶されたプログラムを実行することによって、以下に説明する各処理を実現する。上述の記憶媒体としては、例えば、マイコンに設けられたＲＯＭ（Read Only Memory）や、ＥＰＲＯＭやフラッシュメモリといった不揮発性のメモリ、ハードディスクといった磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどを適用できる。

図２は、制御部１０のブロック図である。制御部１０は、スイッチング制御部１１、比較部１２、および故障検知部１３を備える。

スイッチング制御部１１は、駆動回路３１０に制御信号を供給して、駆動回路３１０に設けられたスイッチ素子（図示省略）のオンオフを制御する。また、スイッチング制御部１１は、駆動回路３１０に供給する制御信号を、比較部１２にも供給する。

比較部１２は、後述の２種類の制御信号のデューティ比を比較する。

２種類の制御信号のデューティ比のうち一方には、スイッチング制御部１１から駆動回路３１０に供給された制御信号のデューティ比、すなわちスイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比が適用される。

２種類の制御信号のデューティ比のうち他方には、スイッチング制御部１１から駆動回路３１０に供給される制御信号のデューティ比の理論値が適用される。制御信号のデューティ比の理論値とは、駆動回路３１０の出力電流を電流センサ４１０により検出された電流値にするために、駆動回路３１０に供給すべき制御信号のデューティ比のことである。この制御信号のデューティ比の理論値は、図３に示すように、駆動回路３１０の出力電流と、駆動回路３１０の入力電圧と、に応じて変化する。

図３は、制御信号のデューティ比の理論値の特性を示す図である。図３において、縦軸は、制御信号のデューティ比の理論値を示し、横軸は、駆動回路３１０の出力電流を示す。また、Ｖ_ＩＮ−Ｌｏｗで表された曲線は、駆動回路３１０の入力電圧の最も低い場合における制御信号のデューティ比の理論値と、駆動回路３１０の出力電流と、の関係を示す。Ｖ_ＩＮ−Ｈｉｇｈで表された曲線は、駆動回路３１０の入力電圧の最も高い場合における制御信号のデューティ比の理論値と、駆動回路３１０の出力電流と、の関係を示す。

図３に示すように、駆動回路３１０の出力電流が分かれば、制御信号のデューティ比の理論値の上限と下限とが分かる。例えば、駆動回路３１０の出力電流がＩｎであれば、制御信号のデューティ比の理論値の上限はＤｈｉになり、制御信号のデューティ比の理論値の下限はＤｌｏｗになる。

そこで、制御信号のデューティ比の理論値を、比較部１２は、以下の数式（１）から（３）を用いて求める。

数式（１）において、Ｉは、電流センサ４１０の電流検出値を示す。また、Ｒは、負荷２１０の抵抗値を示し、予め求められているものとする。また、Ｖ_ＯＵＴは、駆動回路３１０の出力電圧を示し、数式（１）のＶ_ＯＵＴには、駆動回路３１０が入力電圧を昇圧する場合には以下の数式（２）が代入され、駆動回路３１０が入力電圧を降圧する場合には以下の数式（３）が代入される。

数式（２）、（３）において、Ｄは、比較部１２が求める対象である、制御信号のデューティ比の理論値を示す。また、Ｖ_ＩＮは、駆動回路３１０の入力電圧を示し、駆動回路３１０の動作に必要な電源電圧のように既知の電圧である。Ｖ_ＩＮに駆動回路３１０の入力電圧の最小値を入力すれば、制御信号のデューティ比の理論値の上限を求めることができ、Ｖ_ＩＮに駆動回路３１０の入力電圧の最大値を入力すれば、制御信号のデューティ比の理論値の下限を求めることができる。

ここで、まず、電流センサ４１０が正常に動作している場合について、以下に検討する。この場合、電流センサ４１０は、駆動回路３１０の出力電流を正しく検出することができる。このため、電流センサ４１０の電流検出値は、駆動回路３１０から実際に出力された電流の電流値と等しくなるので、スイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比は、上述の数式（１）から（３）で求まる制御信号のデューティ比の理論値の上限と下限との間に収まることになる。

次に、電流センサ４１０が故障している場合について、以下に検討する。この場合、電流センサ４１０は、駆動回路３１０の出力電流を正しく検出することができない。このため、電流センサ４１０の電流検出値は、駆動回路３１０から実際に出力された電流の電流値とは異なることになるので、スイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比は、上述の数式（１）から（３）で求まる制御信号のデューティ比の理論値の上限と下限との間に収まらない場合が生じ得る。

故障検知部１３は、比較部１２による比較結果に基づいて、電流センサ４１０の故障を検知する。具体的には、スイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比が、制御信号のデューティ比の理論値の上限と下限との間に収まる場合には、電流センサ４１０が正常であると判別する。一方、スイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比が、制御信号のデューティ比の理論値の上限と下限との間に収まらない場合には、電流センサ４１０が故障していると判別する。

図４は、故障検知装置１の処理を示すフローチャートである。故障検知装置１は、図４の処理を、駆動装置ＡＡの起動時に行う。

ステップＳ１において、故障検知装置１は、比較部１２により、電流センサ４１０による駆動回路３１０の出力電流の検出結果を取得し、ステップＳ２に処理を移す。

ステップＳ２において、故障検知装置１は、比較部１２により、駆動回路３１０の出力電流をステップＳ１で取得した電流値にするために駆動回路３１０に供給すべき制御信号のデューティ比、すなわち制御信号のデューティ比の理論値を算出し、ステップＳ３に処理を移す。

ステップＳ３において、故障検知装置１は、比較部１２により、スイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比と、ステップＳ２で算出した制御信号のデューティ比の理論値と、を比較する。スイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比が、制御信号のデューティ比の理論値の上限と下限との間に収まる場合には、ステップＳ４に処理を移し、スイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比が、制御信号のデューティ比の理論値の上限と下限との間に収まらない場合には、ステップＳ５に処理を移す。

ステップＳ４において、故障検知装置１は、故障検知部１３により、電流センサ４１０が正常であると判別し、図４の処理を終了する。

ステップＳ５において、故障検知装置１は、故障検知部１３により、電流センサ４１０が故障していると判別し、図４の処理を終了する。

以上の故障検知装置１によれば、以下の効果を奏することができる。

故障検知装置１は、比較部１２により、スイッチング制御部１１から実際に出力された制御信号のデューティ比と、制御信号のデューティ比の理論値と、を比較する。このため、電流センサ４１０の故障を検知するために他の電流センサを用いることなく、電流センサ４１０の故障を検知することができるので、故障検知装置１の小型化を実現できる。

また、故障検知装置１は、比較部１２により、駆動回路３１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴと、この出力電圧Ｖ_ＯＵＴが供給される負荷２１０の抵抗値Ｒと、に基づいて、数式（１）から（３）を用いて制御信号のデューティ比の理論値を求める。ここで、数式（１）において、電流センサ４１０の電流検出値Ｉは、電流センサ４１０で求めることができ、負荷２１０の抵抗値Ｒは、既知の値である。また、駆動回路３１０の出力電圧Ｖ_ＯＵＴは、数式（２）や（３）に示したように、駆動回路３１０の入力電圧Ｖ_ＩＮと、制御信号のデューティ比の理論値Ｄと、に基づいて求めることができ、駆動回路３１０の入力電圧Ｖ_ＩＮは既知の値である。このため、既知の値と、電流センサ４１０の電流検出値と、だけで、制御信号のデューティ比の理論値を求めることができる。したがって、制御信号のデューティ比の理論値を、容易に求めることができる。

＜第２実施形態＞
図５は、本発明の第２実施形態に係る故障検知装置１Ａを備える駆動装置ＢＢのブロック図である。駆動装置ＢＢは、負荷２１０だけでなく負荷２２０にも電力や駆動信号を供給するものであり、図１に示した駆動装置ＡＡとは、故障検知装置１の代わりに故障検知装置１Ａを備える点と、駆動回路３２０および電流センサ４２０を備える点と、が異なる。なお、駆動装置ＢＢにおいて、駆動装置ＡＡと同一構成要件については、同一符号を付し、その説明を省略する。

駆動回路３２０は、駆動回路３１０と同様に、スイッチ素子（図示省略）を備える。この駆動回路３２０は、故障検知装置１Ａに設けられた後述の制御部１０Ａから供給される制御信号に応じて、スイッチ素子をオンオフさせて、出力を変化させる。駆動回路３２０の出力電流は、電流センサ４２０により検出され、制御部１０Ａに送られる。

故障検知装置１Ａは、制御部１０Ａを備える。制御部１０Ａは、制御部１０と同様にマイコンで構成され、図６に示すように、第１のスイッチング制御部１４、第２のスイッチング制御部１５、比較部１２Ａ、および故障検知部１３Ａを備える。

第１のスイッチング制御部１４は、駆動回路３１０に制御信号を供給して、駆動回路３１０に設けられたスイッチ素子（図示省略）のオンオフを制御する。また、第１のスイッチング制御部１４は、駆動回路３１０に供給する制御信号を、比較部１２Ａにも供給する。

第２のスイッチング制御部１５は、駆動回路３２０に制御信号を供給して、駆動回路３２０に設けられたスイッチ素子（図示省略）のオンオフを制御する。また、第２のスイッチング制御部１５は、駆動回路３２０に供給する制御信号を、比較部１２Ａにも供給する。

なお、駆動回路３１０の入出力特性と、駆動回路３２０の入出力特性と、は等しく、駆動回路３１０の入力電圧と、駆動回路３２０の入力電圧と、も等しいものとする。このため、第１のスイッチング制御部１４から出力する制御信号のデューティ比と、第２のスイッチング制御部１５から出力する制御信号のデューティ比と、を等しくすれば、駆動回路３１０の出力電流と、駆動回路３２０の出力電流とは、等しくなる。

比較部１２Ａは、比較部１２と同様に、第１のスイッチング制御部１４から実際に出力された制御信号のデューティ比と、第１のスイッチング制御部１４から駆動回路３１０に供給される制御信号のデューティ比の理論値と、を比較するとともに、第２のスイッチング制御部１５から実際に出力された制御信号のデューティ比と、第２のスイッチング制御部１５から駆動回路３２０に供給される制御信号のデューティ比の理論値と、を比較する。さらに、比較部１２Ａは、第１のスイッチング制御部１４から実際に出力された制御信号のデューティ比と、第２のスイッチング制御部１５から実際に出力された制御信号のデューティ比と、も比較する。

故障検知部１３Ａは、比較部１２Ａによる比較結果に基づいて、電流センサ４１０、４２０の故障を検知する。

図７は、故障検知装置１Ａの処理を示すフローチャートである。故障検知装置１Ａは、図７の処理を、駆動装置ＢＢの起動時に行う。

ステップＳ１１において、故障検知装置１Ａは、第１のスイッチング制御部１４および第２のスイッチング制御部１５のそれぞれにより、駆動回路３１０、３２０のそれぞれに制御信号を供給して、電流センサ４１０の電流検出値と、電流センサ４２０の電流検出値と、を等しくし、ステップＳ１２に処理を移す。

ステップＳ１２において、故障検知装置１Ａは、図８を用いて後述する電流センサ４１０の故障検知処理を行って、電流センサ４１０が故障しているか否かを判別し、ステップＳ１３に処理を移す。

ステップＳ１３において、故障検知装置１Ａは、図９を用いて後述する電流センサ４２０の故障検知処理を行って、電流センサ４２０が故障しているか否かを判別し、ステップＳ１４に処理を移す。

ステップＳ１４において、故障検知装置１Ａは、故障検知部１３Ａにより、ステップＳ１２およびステップＳ１３の処理結果に基づいて、電流センサ４１０、４２０のうち少なくともいずれかが故障しているか否かを判別する。少なくともいずれかが故障していると判別した場合には、図７の処理を終了し、双方とも正常であると判別した場合には、ステップＳ１５に処理を移す。

ステップＳ１５において、故障検知装置１Ａは、比較部１２Ａにより、第１の制御信号の実際のデューティ比と、第２の制御信号の実際のデューティ比と、の差異が予め定められた診断閾値以上であるか否かを判別する。第１の制御信号の実際のデューティ比とは、第１のスイッチング制御部１４から実際に出力された制御信号のデューティ比のことであり、第２の制御信号の実際のデューティ比とは、第２のスイッチング制御部１５から実際に出力された制御信号のデューティ比のことである。上述の判別は、以下の数式（４）を用いて行われ、数式（４）を満たす場合には、上述の差異が診断閾値以上であるとしてステップＳ１７に処理を移し、数式（４）を満たさない場合には、上述の差異が診断閾値未満であるとしてステップＳ１６に処理を移す。

数式（４）において、Ｄ１は、第１の制御信号の実際のデューティ比を示し、Ｄ２は、第２の制御信号の実際のデューティ比を示し、Ｔｈは、診断閾値を示す。

ここで、ステップＳ１１で電流センサ４１０、４２０の電流検出値を等しくしており、上述のように駆動回路３１０、３２０の入出力特性は等しく、また、上述のように駆動回路３１０、３２０の入力電圧も等しい。このため、電流センサ４１０、４２０の双方が正常である場合には、第１の制御信号の実際のデューティ比と、第２の制御信号の実際のデューティ比とは、等しくなる。一方、電流センサ４１０、４２０のうち少なくともいずれかが故障している場合には、第１の制御信号の実際のデューティ比と、第２の制御信号の実際のデューティ比とは、異なる場合が生じ得る。そこで、診断閾値Ｔｈは、電流センサ４１０、４２０の精度や、駆動回路３１０、３２０の誤差を考慮して、上述の正常であるのか故障しているのかを判別できる値に設定される。

ステップＳ１６において、故障検知装置１Ａは、故障検知部１３Ａにより、電流センサ４１０、４２０の双方が正常であると判別し、図７の処理を終了する。

ステップＳ１７において、故障検知装置１Ａは、故障検知部１３Ａにより、電流センサ４１０、４２０のうち少なくともいずれかが故障していると判別し、図７の処理を終了する。

図８は、電流センサ４１０の故障検知処理を示すフローチャートである。この図８の電流センサ４１０の故障検知処理では、電流センサ４１０の電流検出値と、第１のスイッチング制御部１４から実際に出力された制御信号のデューティ比と、を用いて図４に示した処理と同様の処理を行って、電流センサ４１０が故障しているか否かを判別する。

図９は、電流センサ４２０の故障検知処理を示すフローチャートである。この図９の電流センサ４２０の故障検知処理では、電流センサ４２０の電流検出値と、第２のスイッチング制御部１５から実際に出力された制御信号のデューティ比と、を用いて図４に示した処理と同様の処理を行って、電流センサ４２０が故障しているか否かを判別する。

以上の故障検知装置１Ａによれば、故障検知装置１が奏することのできる上述の効果に加えて、以下の効果を奏することができる。

故障検知装置１Ａは、第１のスイッチング制御部１４および第２のスイッチング制御部１５により、駆動回路３１０、３２０のそれぞれに独立して制御信号を供給して、電流センサ４１０、４２０のそれぞれにより検出される電流値を等しくする。また、比較部１２Ａにより、駆動回路３１０、３２０のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較する。このため、電流センサ４１０、４２０の故障を、より正確に検出することができる。

本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の第１実施形態では、駆動装置ＡＡに１つの負荷（負荷２１０）が接続され、上述の第２実施形態では、駆動装置ＢＢに２つの負荷（負荷２１０、２２０）が接続される例を示したが、接続される負荷の数はこれに限らず、例えば３つや４つであってもよい。

ＡＡ、ＢＢ、ＣＣ；駆動装置
１、１Ａ、１００；故障検知装置
１０、１０Ａ、１１０；制御部
１１；スイッチング制御部
１２、１２Ａ；比較部
１３、１３Ａ；故障検知部
１４；第１のスイッチング制御部
１５；第２のスイッチング制御部
１２０、４１０、４２０；電流センサ
２１０、２２０；負荷
３１０、３２０；駆動回路

Claims (6)

1. スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流を検出する電流検出回路における故障検知装置であって、
   前記スイッチ素子に制御信号を供給して、当該スイッチ素子のオンオフを制御するスイッチング制御手段と、
   前記スイッチング制御手段から前記スイッチ素子に供給された制御信号のデューティ比と、前記制御信号のデューティ比の理論値と、を比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて、前記電流検出回路の故障を検知する故障検知手段と、を備え、
   前記比較手段は、前記スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流を前記電流検出回路により検出された電流値にするために、当該スイッチ素子に供給すべき制御信号のデューティ比を求め、前記制御信号のデューティ比の理論値とすることを特徴とする故障検知装置。
2. 前記比較手段は、前記スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電圧と、当該電圧が供給される負荷の抵抗値と、に基づいて前記制御信号のデューティ比の理論値を求めることを特徴とする請求項１に記載の故障検知装置。
3. 前記スイッチ素子は、複数設けられ、
   前記電流検出回路は、前記複数のスイッチ素子と同数設けられ、当該複数の電流検出回路のそれぞれは、当該複数のスイッチ素子のうち対に設けられたもののオンオフに応じて変化する電流を検出し、
   前記スイッチング制御手段は、前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、当該複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、前記複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくし、
   前記比較手段は、
   前記スイッチ素子ごとに、前記スイッチング制御手段から供給された制御信号のデューティ比と、前記制御信号のデューティ比の理論値と、を比較するとともに、
   前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較することを特徴とする請求項１または２に記載の故障検知装置。
4. スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流を検出する電流検出回路における故障検知装置であって、
   前記スイッチ素子は、複数設けられ、
   前記電流検出回路は、前記複数のスイッチ素子と同数設けられ、当該複数の電流検出回路のそれぞれは、当該複数のスイッチ素子のうち対に設けられたもののオンオフに応じて変化する電流を検出し、
   前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、当該複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、前記複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくするスイッチング制御手段と、
   前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較する比較手段と、
   前記比較手段による比較結果に基づいて、前記複数の電流検出回路の故障を検知する故障検知手段と、を備えることを特徴とする故障検知装置。
5. スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流を検出する電流検出回路の故障検知方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記スイッチ素子に制御信号を供給して、当該スイッチ素子のオンオフを制御する第１のステップと、
   前記スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流を前記電流検出回路により検出された電流値にするために、当該スイッチ素子に供給すべき制御信号のデューティ比を求め、前記制御信号のデューティ比の理論値とする第２のステップと、
   前記第１のステップにおいて前記スイッチ素子に供給した制御信号のデューティ比と、前記第２のステップにおいて求めた前記制御信号のデューティ比の理論値と、を比較する第３のステップと、
   前記第３のステップによる比較結果に基づいて、前記電流検出回路の故障を検知する第４のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。
6. スイッチ素子のオンオフに応じて変化する電流を検出する電流検出回路の故障検知方法を、コンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記スイッチ素子は、複数設けられ、
   前記電流検出回路は、前記複数のスイッチ素子と同数設けられ、当該複数の電流検出回路のそれぞれは、当該複数のスイッチ素子のうち対に設けられたもののオンオフに応じて変化する電流を検出し、
   前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して制御信号を供給し、当該複数のスイッチ素子のそれぞれのオンオフを制御して、前記複数の電流検出回路のそれぞれにより検出される電流値を等しくする第１のステップと、
   前記複数のスイッチ素子のそれぞれに独立して供給された制御信号のそれぞれのデューティ比を比較する第２のステップと、
   前記第２のステップによる比較結果に基づいて、前記複数の電流検出回路の故障を検知する第３のステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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