JP2015191974A - 駆動制御装置及び故障検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動制御装置が破損する可能性を低減する。
【解決手段】駆動制御装置１は、第１のスイッチ素子Ｑ１を駆動する第１駆動回路ＤＣ１、第２のスイッチ素子Ｑ２を駆動する第２駆動回路ＤＣ２、第２のスイッチ素子Ｑ２の一端の電圧値を検出する第１電圧検出回路ＶＤＣ１、第１電圧検出回路ＶＤＣ１の電圧検出信号に基づいて、第１駆動回路ＤＣ１及び第２駆動回路ＤＣ２により第１のスイッチ素子Ｑ１と第２のスイッチ素子Ｑ２とを制御する制御部ＣＯＮと、を備える。制御部ＣＯＮは、制御対象素子ＳＬを駆動する前に、第１のスイッチ素子Ｑ１及び第２のスイッチ素子Ｑ２を制御した場合に、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値に基づいて、制御対象素子ＳＬのオープン故障、第１端子Ｔ１または第２端子Ｔ２のバッテリＶＧＮとの短絡または接地との短絡、第１のスイッチ素子Ｑ１の故障、または第２のスイッチ素子Ｑ２の故障のいずれかを検知する。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動制御装置及び故障検知方法に関する。

従来、ソレノイドの駆動を制御する駆動制御装置が知られている。例えば、特許文献１では、ハイサイド側とローサイド側に第１のトランジスタ及び第２のトランジスタを構成して制御する駆動制御装置が開示されている。その駆動制御装置は、第１のトランジスタ、第２のトランジスタまたはソレノイドに異常があった場合、第１のトランジスタまたは第２のトランジスタをオフ状態にすることで電源供給を遮断する。

特許第５１６４９０７号公報

しかし、特許文献１の技術では、駆動制御装置は、ソレノイドを駆動した後に、第１のトランジスタ、第２のトランジスタまたはソレノイドの異常を検知することができるが、駆動する前に異常を検知することができない。駆動開始後の検知では、故障が原因で駆動時に駆動制御装置内の素子に大電流が流れて素子が壊れ、駆動制御装置が破損する可能性がある。

そこで本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、駆動制御装置が破損する可能性を低減することを可能とする駆動制御装置及び故障検知方法を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る駆動制御装置は、
一端が接地に接続されたバッテリと、
一端が前記バッテリの他端に接続された第１のスイッチ素子と、
一端が前記第１のスイッチ素子の一端に、他端が前記第１のスイッチ素子の他端に接続された第１抵抗と、
前記第１のスイッチ素子の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第１端子と、
前記制御対象素子の他端と接続された第２端子と、
一端が前記第２端子に接続されたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗の他端と前記接地との間に接続された第２のスイッチ素子と、
カソードが前記第１のスイッチ素子の他端に接続され、アノードが前記シャント抵抗の他端に接続されたダイオードと、
前記第１のスイッチ素子を駆動する第１駆動回路と、
前記第２のスイッチ素子を駆動する第２駆動回路と、
前記第２のスイッチ素子の一端の電圧を検出する第１電圧検出回路と、
前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子を制御し、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路及び前記第２駆動回路により前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子を制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、前記制御対象素子のオープン故障、前記第１端子または前記第２端子の前記バッテリとの短絡または前記接地との短絡、前記第１のスイッチ素子の故障、または前記第２のスイッチ素子の故障のいずれかを検知し、
前記制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第１閾値を超えるとき、前記第１端子及び前記第２端子の一方または両方が前記バッテリの出力と短絡する故障及び前記第１のスイッチ素子の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第１閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値以上、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態、且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御したときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧未満である。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第２閾値を下回るとき、前記第１端子及び前記第２端子の一方または両方が接地と短絡する故障及び前記第２のスイッチ素子の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第２閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値以下である。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第３閾値を下回るとき、前記第１のスイッチ素子のオープン故障及び前記制御対象素子の断線のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第３閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値を超え、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態、且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御したときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧以下である。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第３閾値を下回り且つ第４閾値を超える場合、前記第１のスイッチ素子のオープン故障を検知し、一方、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が前記第４閾値を下回るとき、前記制御対象素子の断線を検知し、
前記第４閾値は、接地電圧を超え、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値以下である。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第５閾値を超えるとき、前記第２のスイッチ素子のオープン故障を検知し、
前記第５閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値未満である。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記第１のスイッチ素子の他端の電圧を検出する第２電圧検出回路を更に備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値と前記第２電圧検出回路が検出した電圧値の差の絶対値が、予め設定された比較値より小さいとき、前記第１端子と前記第２端子との短絡を検知する。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記第２端子と前記接地との間で前記第２のスイッチ素子と直列に接続されたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記第２端子に予め設定された電流を供給可能な定電流回路と、
を更に備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ予め設定された定電流を出力する前記定電流回路を定電流出力状態に制御した場合に、前記電流検出回路が検出した電流が予め設定された範囲に入らなかったとき、前記電流検出回路の故障を検知する。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記制御対象素子に流す電流目標値を指定する電流指令信号を他の装置から取得する入力部を更に備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する際に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記電流指令信号に応じて前記電流検出回路が検出した電流が前記電流目標値になるように前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子を制御する。

本発明の一態様は、前記駆動制御装置において、
前記制御部は、前記いずれかの故障を検知した場合に、検知した故障の情報を示す故障信号を出力し、
前記制御部が出力した故障信号を、前記故障の情報を報知する装置へ出力する出力部を更に備える。

本発明の一態様に係る故障検査方法は、
一端が接地に接続されたバッテリと、一端が前記バッテリの他端に接続された第１のスイッチ素子と、一端が前記第１のスイッチ素子の一端に、他端が前記第１のスイッチ素子の他端に接続された第１抵抗と、前記第１のスイッチ素子の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第１端子と、前記制御対象素子の他端と接続された第２端子と、一端が前記第２端子に接続されたシャント抵抗と、前記シャント抵抗の他端と前記接地との間に接続された第２のスイッチ素子と、カソードが前記第１のスイッチ素子の他端に接続され、アノードが前記シャント抵抗の他端に接続されたダイオードと、前記第１のスイッチ素子を駆動する第１駆動回路と、前記第２のスイッチ素子を駆動する第２駆動回路と、前記第２のスイッチ素子の一端の電圧を検出する第１電圧検出回路と、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子を制御し、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子を制御する制御部と、を備え、前記制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である駆動制御装置が実行する故障検知方法であって、
前記制御部が、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路及び前記第２駆動回路により前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子を制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、前記制御対象素子のオープン故障、前記第１端子または前記第２端子の前記バッテリとの短絡または前記接地との短絡、前記第１のスイッチ素子の故障、または前記第２のスイッチ素子の故障のいずれかを検知する工程を有する。

したがって、本発明に係る駆動制御装置は、制御対象素子を駆動する前に自己診断にて、制御対象素子のオープン故障、第１端子または第２端子のバッテリとの短絡または接地との短絡、第１のスイッチ素子の故障、第２のスイッチ素子の故障、第１端子と第２端子との短絡、または電流検出回路の故障のいずれかを検知することができる。このように故障または異常を駆動前に検知することで、異常による駆動制御装置内の素子の破損を未然に防ぐことができ、駆動制御装置が破損する可能性を低減することができる。

図１は、本発明の一態様である実施形態に係る駆動制御装置１の構成の一例を示す図である。 図２は、第１電圧検出回路ＶＤＣ１の回路構成の一例を示す図である。 図３は、第２電圧検出回路ＶＤＣ２の回路構成の一例を示す図である。

以下、本発明に係る実施形態について図面に基づいて説明する。本発明の一態様である実施形態に係る駆動制御装置１は、例えば、制御対象素子の一例であるソレノイドの開閉を制御することで、バイクのダンパの油圧を制御する。これにより、バイクの車高を調節することができる。

図１に示すように、本発明の一態様である実施形態に係る駆動制御装置１は、一端が接地に接続されたバッテリＶＧＮと、一端がバッテリＶＧＮの他端に接続された第１のスイッチ素子Ｑ１と、を備える。例えば、第１のスイッチ素子Ｑ１は、ＰＭＯＳトランジスタである。

更に、駆動制御装置１は、一端が第１のスイッチ素子Ｑ１の一端に、他端が第１のスイッチ素子Ｑ１の他端に接続された第１抵抗Ｒ１と、第１のスイッチ素子Ｑ１の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第１端子Ｔ１と、を備える。ここで、本実施形態における制御対象素子は、一例としてソレノイドである。なお、制御対象素子は、抵抗であってもよい。

更に、駆動制御装置１は、制御対象素子の他端と接続された第２端子Ｔ２と、一端が第２端子Ｔ２に接続されたシャント抵抗と、シャント抵抗ＲＳの他端と上記接地との間に接続された第２のスイッチ素子Ｑ２と、を備える。例えば、第２のスイッチ素子Ｑ２は、ＮＭＯＳトランジスタである。更に、駆動制御装置１は、第１のスイッチ素子Ｑ１を駆動する第１駆動回路ＤＣ１と、第２のスイッチ素子Ｑ２を駆動する第２駆動回路ＤＣ２と、を備える。

更に、駆動制御装置１は、第２のスイッチ素子Ｑ２の一端の電圧に応じた電圧値を検出し、検出した電圧値に応じた第１の電圧検出信号を出力する第１電圧検出回路ＶＤＣ１と、上記第１の電圧検出信号に基づいて、第１駆動回路ＤＣ１及び第２駆動回路ＤＣ２により第１のスイッチ素子Ｑ１と第２のスイッチ素子Ｑ２とを制御する制御部ＣＯＮと、を備える。

更に、駆動制御装置１は、第１のスイッチ素子Ｑ１の他端の電圧に応じた電圧値を検出し、第２の電圧検出信号を出力する第２電圧検出回路ＶＤＣ２を備える。更に、駆動制御装置１は、シャント抵抗ＲＳに流れる電流を検出する電流検出回路ＣＤＣと、第２端子Ｔ２に予め設定された電流を供給可能な定電流回路ＣＣＣと、を備える。

更に、駆動制御装置１は、カソードが第１のスイッチ素子Ｑ１の他端に接続され、アノードがシャント抵抗ＲＳの他端に接続されたダイオードＤを備える。更に、駆動制御装置１は、外部の装置から信号を受け、出力が制御部ＣＯＮと接続された入力部ＩＮを更に備える。更に、駆動制御装置１は、入力が制御部ＣＯＮと接続され、外部の装置へ信号を出力する出力部ＯＵＴを更に備える。

（第１電圧検出回路ＶＤＣ１の構成について）
続いて、第１電圧検出回路ＶＤＣ１の構成について説明する。図２に示すように、第１電圧検出回路ＶＤＣ１は、一端が第２のスイッチ素子Ｑ２の一端に接続された第２抵抗Ｒ２と、一端が第２抵抗Ｒ２の他端に接続され、他端が接地に接続された第３抵抗Ｒ３と、一端が第２抵抗Ｒ２の他端に接続され、他端が制御部ＣＯＮに接続された第４抵抗Ｒ４と、一端が第４抵抗Ｒ４の他端に接続され、他端が接地に接続された第１コンデンサＣ１と、を備える。

第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出する電圧値は、第３抵抗Ｒ３の両端にかかる電圧の値である。第１電圧検出回路ＶＤＣ１は、検出した電圧値の情報、具体的には、第１コンデンサＣ１の一端の電圧を制御部ＣＯＮへ供給する。

（第２電圧検出回路ＶＤＣ２の構成について）
続いて、第２電圧検出回路ＶＤＣ２の構成について説明する。図３に示すように、第２電圧検出回路ＶＤＣ２は、一端が第１のスイッチ素子Ｑ１の他端に接続された第５抵抗Ｒ５と、一端が第５抵抗Ｒ５の他端に接続され、他端が接地に接続された第６抵抗Ｒ６と、一端が第５抵抗Ｒ５の他端に接続され、他端が制御部ＣＯＮに接続された第７抵抗Ｒ７と、一端が第７抵抗Ｒ７の他端に接続され、他端が接地に接続された第２コンデンサＣ２と、を備える。

第２電圧検出回路ＶＤＣ２が検出する電圧値は、第６抵抗Ｒ６の両端にかかる電圧の値である。第２電圧検出回路ＶＤＣ２は、検出した電圧値の情報、具体的には、第２コンデンサＣ２の一端の電圧を制御部ＣＯＮへ供給する。

（通常状態の動作について）
まず、制御対象素子を駆動する通常動作について説明する。

入力部ＩＮは、制御対象素子に流す電流目標値を指定する電流指令信号を他の装置から取得する。制御部ＣＯＮは、制御対象素子を駆動する際に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオン状態に制御し且つ電流指令信号に応じて電流検出回路ＣＤＣが検出した電流が上記電流目標値になるように第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２を制御する。具体的には、制御部ＣＯＮは、第２のスイッチ素子Ｑ２をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御する。

（制御対象素子を駆動する前に行う自己診断の動作について）
続いて、制御対象素子を駆動する前に行う自己診断の動作について説明する。制御部ＣＯＮは、上記制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１及び第２駆動回路ＤＣ２により第１のスイッチ素子Ｑ１及び第２のスイッチ素子Ｑ２を制御した場合に、第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、制御対象素子のオープン故障、第１端子Ｔ１または第２端子Ｔ２のバッテリＶＧＮとの短絡または接地との短絡、第１のスイッチ素子Ｑ１の故障、または第２のスイッチ素子Ｑ２の故障のいずれかを検知する。

（１：端子バッテリ短絡故障及び／または第１のスイッチ素子Ｑ１短絡故障、端子の接地短絡故障及び／または第２のスイッチ素子Ｑ２短絡故障の検知）
制御部ＣＯＮは、上記制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオフ状態に制御する。その状態で、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２の一方または両方がバッテリＶＧＮの出力と短絡する故障及び第１のスイッチ素子Ｑ１の一端と他端が短絡する故障がなければ、バッテリＶＧＮの出力電圧Ｖを第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第５抵抗Ｒ５、第６抵抗Ｒ６で分圧された電圧が第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される。

ここで第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３の抵抗値をそれぞれｒ１、ｒ２、ｒ３とすると、第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される電圧は、ｒ３／（２×ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）×Ｖである。ただし、これは第２抵抗Ｒ２の抵抗値が第５抵抗Ｒ５の抵抗値と等しく、且つ第３抵抗Ｒ３の抵抗値が第６抵抗Ｒ６の抵抗値に等しい場合である。以下、第２抵抗Ｒ２の抵抗値が第５抵抗Ｒ５の抵抗値と等しく、且つ第３抵抗Ｒ３の抵抗値が第６抵抗Ｒ６の抵抗値に等しいものとして説明する。

なお、より具体的には第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第５抵抗Ｒ５、第６抵抗Ｒ６だけでなく、シャント抵抗及び制御対象素子の抵抗成分でも分圧される。しかし、シャント抵抗及び制御対象素子の抵抗成分の抵抗値は、第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第５抵抗Ｒ５、第６抵抗Ｒ６の抵抗値に比べて十分に小さいものとし、本実施形態では無視するものとする。

一方、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２の一方または両方がバッテリＶＧＮの出力と短絡する故障または第１のスイッチ素子Ｑ１の一端と他端が短絡する故障が発生した場合、バッテリＶＧＮの出力電圧Ｖを第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３で分圧された電圧ｒ３／（ｒ２＋ｒ３）×Ｖが第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される。つまり、第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される電圧が、上述した故障がない場合よりも大きくなる。

このことから例えば、制御部ＣＯＮは、第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態且つ第２のスイッチ素子Ｑ２をオフ状態にした場合、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値が第１閾値を超えるとき、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２の一方または両方がバッテリＶＧＮの出力と短絡する故障及び第１のスイッチ素子Ｑ１の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知する。ここで第１閾値は、ｒ３／（２×ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）×Ｖ以上、ｒ３／（ｒ２＋ｒ３）×Ｖ未満である。すなわち、第１閾値は、当該駆動制御装置１が正常なときに第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値以上、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオン状態、且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオフ状態に制御したときに第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧未満である。

他方、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２の一方または両方が接地と短絡する故障または第２のスイッチ素子Ｑ２の一端と他端が短絡する故障が発生した場合、第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される電圧は接地電位（ＧＮＤ）レベルである。つまり、第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される電圧が正常な場合よりも小さくなる。

このことから例えば、制御部ＣＯＮは、第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態且つ第２のスイッチ素子Ｑ２をオフ状態にした場合、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値が第２閾値を下回るとき、第１端子Ｔ１及び第２端子Ｔ２の一方または両方が接地と短絡する故障及び第２のスイッチ素子Ｑ２の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知する。ここで第２閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値ｒ３／（２×ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）×Ｖ以下である。

（２：第１のスイッチ素子Ｑ１のオープン故障または制御対象素子の断線の検知）
制御部ＣＯＮは、制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオン状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオフ状態に制御する。その状態で、第１のスイッチ素子Ｑ１のオープン故障及び制御対象素子の断線がなければ、バッテリＶＧＮの出力電圧Ｖを第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３で分圧された電圧ｒ３／（ｒ２＋ｒ３）×Ｖが第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される。

なお、より具体的には第２抵抗Ｒ２の一端と第３抵抗Ｒ３の他端との間にかかる電圧は、バッテリＶＧＮの出力電圧Ｖから第１のスイッチ素子のオン電圧分低くなる。しかし、第１のスイッチ素子のオン電圧は、バッテリＶＧＮの出力電圧Ｖに比べて十分に小さいものとし、本実施形態では無視するものとする。

一方、第１のスイッチ素子Ｑ１がオープン故障していた場合、バッテリＶＧＮの出力電圧を第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第５抵抗Ｒ５、第６抵抗Ｒ６で分圧された電圧ｒ３／（２×ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）×Ｖが第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される。つまり、第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される電圧が正常な場合よりも小さくなる。

このことから例えば、制御部ＣＯＮは、第１のスイッチ素子Ｑ１がオン状態且つ第２のスイッチ素子Ｑ２がオフ状態にした場合、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値が第３閾値を下回るとき、第１のスイッチ素子Ｑ１のオープン故障及び制御対象素子の断線のうち少なくとも一方の故障を検知する。ここで、第３閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値を超え、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオン状態、且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオフ状態に制御したときに第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧以下である。

その一例として、制御部ＣＯＮは、制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオン状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオフ状態に制御した場合に、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値が第３閾値を下回り且つ第４閾値を超える場合、第１のスイッチ素子Ｑ１のオープン故障を検知する。ここで、第４閾値は、接地電圧を超え、当該駆動制御装置１が正常なときに第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値以下である。

他方、制御対象素子が断線していた場合、接地電位（ＧＮＤ）レベルの電圧が第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される。よって、制御部ＣＯＮは、第１のスイッチ素子Ｑ１がオン状態且つ第２のスイッチ素子Ｑ２がオフ状態にした場合、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値が第４閾値を下回るとき、制御部ＣＯＮは、上記制御対象素子の断線を検知する。

（３：第２のスイッチ素子Ｑ２のオープン故障の検知）
制御部ＣＯＮは、制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオン状態に制御する。その状態で、第２のスイッチ素子Ｑ２のオープン故障がなければ、ＧＮＤレベルの電圧が第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される。一方、第２のスイッチ素子Ｑ２がオープン故障していた場合、バッテリＶＧＮの出力電圧Ｖを第１抵抗Ｒ１、第２抵抗Ｒ２、第３抵抗Ｒ３、第５抵抗Ｒ５、第６抵抗Ｒ６で分圧された電圧ｒ３／（２×ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）×Ｖが第１電圧検出回路ＶＤＣ１で検出される。ただし、これは第２抵抗Ｒ２の抵抗値が第５抵抗Ｒ５の抵抗値と等しく、且つ第３抵抗Ｒ３の抵抗値が第６抵抗Ｒ６の抵抗値に等しい場合である。

よって、制御部ＣＯＮは、第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態且つ第２のスイッチ素子Ｑ２をオン状態にした場合、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値が第５閾値を超えるとき、第２のスイッチ素子Ｑ２のオープン故障を検知する。ここで、第５閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置１が正常なときに第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値未満である。

これにより、制御部ＣＯＮは、制御対象端子を駆動する前に、制御対象端子のオープン故障、第１のスイッチ素子Ｑ１の故障、または第２のスイッチ素子Ｑ２の故障のいずれかを自己診断にて検知することができる。

（４：第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との短絡の検知）
制御部ＣＯＮは、上記制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオン状態に制御する。その状態で、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との短絡がなければ、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値と第２電圧検出回路ＶＤＣ２が検出した電圧値の差の絶対値は、制御対象素子の両端にかかる電圧の値である。一方、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２とが短絡していた場合、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値と第２電圧検出回路ＶＤＣ２が検出した電圧値の差の絶対値は０Ｖである。

よって、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値と第２電圧検出回路ＶＤＣ２が検出した電圧値の差の絶対値が、予め設定された比較値より小さいとき、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との短絡を検知する。これにより、制御部ＣＯＮは、制御対象端子を駆動する前に、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との短絡を自己診断にて検知することができる。

（５：電流検出回路ＣＤＣの故障の検知）
制御部ＣＯＮは、上記制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオン状態に制御し、且つ予め設定された電流を出力する定電流回路ＣＣＣをオン状態（定電流出力状態）に制御する。

その状態で、電流検出回路ＣＤＣの故障がなければ、電流検出回路ＣＤＣが検出した電流は、上述した設定電流となり予め設定された範囲に入る。一方、電流検出回路ＣＤＣが故障していた場合、電流検出回路ＣＤＣが検出した電流が予め設定された範囲に入らない。

よって、制御部ＣＯＮは、上記制御対象素子を駆動する際に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により前記第２のスイッチ素子をオン状態に制御し、且つ予め設定された電流を出力する定電流回路ＣＣＣを定電流出力状態に制御した場合に、電流検出回路ＣＤＣが検出した電流が予め設定された範囲に入らなかったとき、電流検出回路ＣＤＣの故障を検知する。

これにより、制御部ＣＯＮは、制御対象端子を駆動する前に、電流検出回路ＣＤＣの故障を自己診断にて検知することができる。

制御部ＣＯＮは、上記いずれかの故障を検知した場合、検知した故障の情報を示す故障信号を出力する。出力部ＯＵＴは、制御部ＣＯＮが出力した故障信号を、上記故障の情報を報知する装置へ出力する。これにより、故障の情報を報知する装置は、故障信号に基づいてユーザに故障の内容を通知することができ、ユーザは故障が発生した素子及びその故障の態様を把握することができる。よって、故障が発生した素子及びその故障の態様の特定にかかるユーザの手間を軽減することができる。

以上、本発明に係る駆動制御装置１は、一端が接地に接続されたバッテリＶＧＮと、一端がバッテリＶＧＮの他端に接続された第１のスイッチ素子Ｑ１（例えばｐＭＯＳトランジスタ）と、一端が第１のスイッチ素子Ｑ１の一端に、他端が第１のスイッチ素子Ｑ１の他端に接続された第１抵抗Ｒ１と、を備える。更に、駆動制御装置１は第１のスイッチ素子Ｑ１の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第１端子Ｔ１と、制御対象素子の他端と接続された第２端子Ｔ２と、第２端子Ｔ２と接地との間に接続された第２のスイッチ素子Ｑ２（例えばＮＭＯＳトランジスタ）と、を備える。

更に、駆動制御装置１は第１のスイッチ素子Ｑ１を駆動する第１駆動回路ＤＣ１と、第２のスイッチ素子Ｑ２を駆動する第２駆動回路ＤＣ２と、第２のスイッチ素子Ｑ２の一端の電圧を検出する第１電圧検出回路ＶＤＣ１と、を備える。更に、駆動制御装置１は第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１を制御し、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値に基づいて第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２を制御する制御部ＣＯＮと、を備える。

制御部ＣＯＮは、制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１及び第２駆動回路ＤＣ２により第１のスイッチ素子Ｑ１及び第２のスイッチ素子Ｑ２を制御した場合に、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値に基づいて、制御対象素子のオープン故障、第１のスイッチ素子Ｑ１の故障、または第２のスイッチ素子Ｑ２の故障のいずれかを検知する。ここで制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である。

このようにして、制御対象素子を駆動する前に自己診断にて、制御対象素子のオープン故障、第１端子または第２端子のバッテリとの短絡または接地との短絡、第１のスイッチ素子Ｑ１の故障、または第２のスイッチ素子Ｑ２の故障のいずれかを検知することができる。このように故障または異常を駆動前に検知することで、異常による駆動制御装置１内の素子の破損を未然に防ぐことができ、駆動制御装置１が破損する可能性を低減することができる。また、駆動制御装置１の破損に起因して制御対象素子を含む制御対象機器がユーザの意図に反した動作をすることを回避することができる。

また、制御部ＣＯＮは、制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオン状態に制御した場合に、第１電圧検出回路ＶＤＣ１が検出した電圧値と第２電圧検出回路ＶＤＣ２が検出した電圧値の差の絶対値が、予め設定された比較値より小さいとき、第１端子と第２端子との短絡を検知する。これにより、制御対象素子を駆動する前に自己診断にて、第１端子と第２端子との短絡を検知することができる。

また、制御部ＣＯＮは、制御対象素子を駆動する前に、第１駆動回路ＤＣ１により第１のスイッチ素子Ｑ１をオフ状態に制御し且つ第２駆動回路ＤＣ２により第２のスイッチ素子Ｑ２をオン状態に制御し、且つ予め設定された電流を出力する定電流回路ＣＣＣを定電流出力状態に制御した場合に、電流検出回路ＣＤＣが検出した電流が予め設定された範囲に入らなかったとき、電流検出回路ＣＤＣの故障を検知する。これにより、制御対象素子を駆動する前に自己診断にて、電流検出回路ＣＤＣの故障を検知することができる。

なお、実施形態は例示であり、発明の範囲はそれらに限定されない。

１ 駆動制御装置
ＶＧＮ バッテリ
Ｑ１ 第１のスイッチ素子
Ｒ１ 第１抵抗
Ｔ１ 第１端子
Ｔ２ 第２端子
Ｑ２ 第２のスイッチ素子
ＤＣ１ 第１駆動回路
ＤＣ２ 第２駆動回路
ＶＤＣ１ 第１電圧検出回路
ＶＤＣ２ 第２電圧検出回路
ＣＯＮ 制御部
ＲＳ シャント抵抗
Ｄ ダイオード
ＣＤＣ 電流検出回路
ＣＣＣ 定電流回路
ＩＮ 入力部
ＯＵＴ 出力部
Ｒ２ 第２抵抗
Ｒ３ 第３抵抗
Ｒ４ 第４抵抗
Ｃ１ 第１コンデンサ
Ｒ５ 第５抵抗
Ｒ６ 第６抵抗
Ｒ７ 第７抵抗
Ｃ２ 第２コンデンサ

Claims (11)

1. 一端が接地に接続されたバッテリと、
   一端が前記バッテリの他端に接続された第１のスイッチ素子と、
   一端が前記第１のスイッチ素子の一端に、他端が前記第１のスイッチ素子の他端に接続された第１抵抗と、
   前記第１のスイッチ素子の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第１端子と、
   前記制御対象素子の他端と接続された第２端子と、
   一端が前記第２端子に接続されたシャント抵抗と、
   前記シャント抵抗の他端と前記接地との間に接続された第２のスイッチ素子と、
   カソードが前記第１のスイッチ素子の他端に接続され、アノードが前記シャント抵抗の他端に接続されたダイオードと、
   前記第１のスイッチ素子を駆動する第１駆動回路と、
   前記第２のスイッチ素子を駆動する第２駆動回路と、
   前記第２のスイッチ素子の一端の電圧を検出する第１電圧検出回路と、
   前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子を制御し、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路及び前記第２駆動回路により前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子を制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、前記制御対象素子のオープン故障、前記第１端子または前記第２端子の前記バッテリとの短絡または接地との短絡、前記第１のスイッチ素子の故障、または前記第２のスイッチ素子の故障のいずれかを検知し、
   前記制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である駆動制御装置。
2. 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第１閾値を超えるとき、前記第１端子及び前記第２端子の一方または両方が前記バッテリの出力と短絡する故障及び前記第１のスイッチ素子の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知し、
   前記第１閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値以上、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態、且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御したときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧未満である
   請求項１に記載の駆動制御装置。
3. 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第２閾値を下回るとき、前記第１端子及び前記第２端子の一方または両方が接地と短絡する故障及び前記第２のスイッチ素子の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知し、
   前記第２閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値以下である請求項２に記載の駆動制御装置。
4. 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第３閾値を下回るとき、前記第１のスイッチ素子のオープン故障及び前記制御対象素子の断線のうち少なくとも一方の故障を検知し、
   前記第３閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値を超え、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態、且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御したときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧以下である
   請求項２または３に記載の駆動制御装置。
5. 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第３閾値を下回り且つ第４閾値を超える場合、前記第１のスイッチ素子のオープン故障を検知し、一方、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が前記第４閾値を下回るとき、前記制御対象素子の断線を検知し、
   前記第４閾値は、接地電圧を超え、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値以下である
   請求項４に記載の駆動制御装置。
6. 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値が第５閾値を超えるとき、前記第２のスイッチ素子のオープン故障を検知し、
   前記第５閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに前記第１電圧検出回路が検出した電圧値未満である
   請求項２から５のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
7. 前記第１のスイッチ素子の他端の電圧を検出する第２電圧検出回路を更に備え、
   前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値と前記第２電圧検出回路が検出した電圧値の差の絶対値が、予め設定された比較値より小さいとき、前記第１端子と前記第２端子との短絡を検知する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
8. 前記第２端子と前記接地との間で前記第２のスイッチ素子と直列に接続されたシャント抵抗と、
   前記シャント抵抗に流れる電流を検出する電流検出回路と、
   前記第２端子に予め設定された電流を供給可能な定電流回路と、
   を更に備え、
   前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子をオン状態に制御し、且つ予め設定された電流を出力する前記定電流回路を定電流出力状態に制御した場合に、前記電流検出回路が検出した電流が予め設定された範囲に入らなかったとき、前記電流検出回路の故障を検知する
   請求項１から７のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
9. 前記制御対象素子に流す電流目標値を指定する電流指令信号を他の装置から取得する入力部を更に備え、
   前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する際に、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記電流指令信号に応じて前記電流検出回路が検出した電流が前記電流目標値になるように前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子を制御する
   請求項８に記載の駆動制御装置。
10. 前記制御部は、前記いずれかの故障を検知した場合に、検知した故障の情報を示す故障信号を出力し、
    前記制御部が出力した故障信号を、前記故障の情報を報知する装置へ出力する出力部を更に備える
    請求項１から９のいずれか一項に記載の駆動制御装置。
11. 一端が接地に接続されたバッテリと、一端が前記バッテリの他端に接続された第１のスイッチ素子と、一端が前記第１のスイッチ素子の一端に、他端が前記第１のスイッチ素子の他端に接続された第１抵抗と、前記第１のスイッチ素子の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第１端子と、前記制御対象素子の他端と接続された第２端子と、一端が前記第２端子に接続されたシャント抵抗と、前記シャント抵抗の他端と前記接地との間に接続された第２のスイッチ素子と、カソードが前記第１のスイッチ素子の他端に接続され、アノードが前記シャント抵抗の他端に接続されたダイオードと、前記第１のスイッチ素子を駆動する第１駆動回路と、前記第２のスイッチ素子を駆動する第２駆動回路と、前記第２のスイッチ素子の一端の電圧を検出する第１電圧検出回路と、前記第１駆動回路により前記第１のスイッチ素子を制御し、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて前記第２駆動回路により前記第２のスイッチ素子を制御する制御部と、を備え、前記制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である駆動制御装置が実行する故障検知方法であって、
    前記制御部が、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第１駆動回路及び前記第２駆動回路により前記第１のスイッチ素子及び前記第２のスイッチ素子を制御した場合に、前記第１電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、前記制御対象素子のオープン故障、前記第１端子または前記第２端子の前記バッテリとの短絡または前記接地との短絡、前記第１のスイッチ素子の故障、または前記第２のスイッチ素子の故障のいずれかを検知する工程を有する故障検知方法。

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