JP2018073908A - 誘導性負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】誘導性負荷制御装置において誘導性負荷のショート異常を検出可能な新規の技術を提供する。【解決手段】制御装置１は、ソレノイド３に対し直列に設けられたスイッチング素子１９を、駆動信号ＳＤに応じて駆動する駆動回路５と、ソレノイド３に対し直列に設けられた電流検出抵抗７に流れる電流に応じた電圧のモニタ信号ＳＭ１を出力する電流検出回路９と、フィルタ後のモニタ信号ＳＭ１である信号ＳＭ２に基づいて、ソレノイド３に流れる電流が目標値となるように駆動信号ＳＤのデューティ比を制御する制御部４１と、異常検出部４３とを備える。駆動回路５は、スイッチング素子１９に流れる電流が規定値より大きくなると、スイッチング素子１９を所定時間だけ強制的にオフさせる保護機能を有する。異常検出部４３は、駆動信号ＳＤがアクティブレベルになっている場合のモニタ信号ＳＭ１の変化状態に基づいてソレノイド３のショート異常の有無を判定する。【選択図】図１

Description

本開示は、誘導性負荷を制御する装置に関する。

リニアソレノイド等の誘導性負荷に流れる電流をフィードバック制御する装置が、例えば特許文献１に記載されている。
特許文献１に記載の装置では、リニアソレノイドに電流を流すための通電経路において、リニアソレノイドに対し直列に、ソレノイド駆動回路と電流検出抵抗とを設けている。そして、電流検出抵抗の両端の電位差が、電流検出回路により増幅されてマイコンに入力される。マイコンは、電流検出回路からの信号に基づいて、リニアソレノイドに流れる電流を検出し、その検出した電流が目標値となるように、ソレノイド駆動回路におけるスイッチング素子を駆動するためのＰＷＭ信号のデューティ比を制御する。尚、ＰＷＭは、パルス幅変調の略である。

また、特許文献１に記載の装置には、リニアソレノイドに印加されている電圧をモニタする電圧モニタ回路が備えられている。そして、マイコンは、電圧モニタ回路によってモニタされた電圧に基づいて、リニアソレノイドのショート異常の有無を判定している。

特開２００６−３４９５２７号公報

特許文献１に記載の装置では、誘導性負荷のショート異常を検出するために、誘導性負荷に印加されている電圧をモニタする電圧モニタ回路が必要となる。このため、装置の大型化を招きやすい。

そこで、本開示は、誘導性負荷制御装置において、誘導性負荷に印加されている電圧をモニタする回路を別途設けることなく、誘導性負荷のショート異常を検出可能な技術を提供する。

本開示の誘導性負荷制御装置は、駆動回路（５）と、電流検出抵抗（７）と、電流検出部（９）と、制御部（１１，４１）と、異常検出部（１１，４３）と、を備える。
駆動回路は、誘導性負荷（３）に電流を流すための通電経路（２１）において誘導性負荷に対し直列に設けられたスイッチング素子（１９）を有し、入力される駆動信号に応じてスイッチング素子を駆動する。

電流検出抵抗は、通電経路において誘導性負荷に対し直列に設けられている。このため、誘導性負荷が正常であれば、電流検出抵抗には、スイッチング素子を介して誘導性負荷に流れる電流と同じ電流が流れる。

電流検出部は、電流検出抵抗に流れる電流に応じた電圧のモニタ信号を出力する。
制御部は、電流検出部からのモニタ信号に基づいて、誘導性負荷に流れる電流が目標値となるように、駆動回路への駆動信号のデューティ比を制御する。

また、駆動回路は、スイッチング素子に流れる電流が規定値より大きくなると、駆動信号がスイッチング素子をオンさせる方のアクティブレベルであっても、スイッチング素子を所定時間だけ強制的にオフさせる保護機能を有している。

このため、誘導性負荷のショート異常が発生した場合に、駆動信号がアクティブレベルになると、オンしたスイッチング素子に規定値よりも大きい電流が流れるため、上記保護機能により、スイッチング素子はオンとオフとを交互に繰り返すこととなる。誘導性負荷のショート異常とは、誘導性負荷の両端間又は一部の間がショートして、誘導性負荷の両端間のインピーダンスが小さくなる異常のことである。そして、スイッチング素子のオン時には、誘導性負荷のショート異常に伴う大きな電流が電流検出抵抗に流れ、スイッチング素子のオフ時には、電流検出抵抗に電流が流れない。よって、このような電流検出抵抗への通電と非通電との切り替わりに応じて、電流検出部からのモニタ信号が変化する。

そこで、異常検出部は、駆動信号がアクティブレベルになっている場合の、モニタ信号の変化状態に基づいて、誘導性負荷のショート異常の有無を判定する。
このような誘導性負荷制御装置によれば、誘導性負荷に印加されている電圧をモニタする電圧モニタ回路を設けなくても、誘導性負荷のショート異常を検出することができる。このため、装置の小型化に有利である。

なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一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、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施態様の誘導性負荷制御装置の構成を表す構成図である。 駆動回路が有する保護機能を説明するフローチャートである。 第１実施形態の異常検出処理を表すフローチャートである。 第１実施形態における正常時の動作を説明するタイムチャートである。 第１実施形態においてソレノイドのショート異常が生じた場合の動作を説明するタイムチャートである。 第２実施態様の誘導性負荷制御装置の構成を表す構成図である。 第２実施形態における正常時の動作を説明するタイムチャートである。 第２実施形態においてソレノイドの断線が生じた場合の動作を説明するタイムチャートである。 第２実施形態の異常検出処理を表すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．第１実施形態］
［１−１．構成］
図１に示す第１実施形態の誘導性負荷制御装置（以下、制御装置）１は、ソレノイド３に流れる電流を制御する装置であり、駆動回路５と、電流検出抵抗７と、電流検出回路９と、マイコン１１と、を備える。マイコンは、マイクロコンピュータの略である。更に、制御装置１は、フィルタ回路１３と、環流ダイオード１５と、を備える。

ソレノイド３は、例えば、自動車のエンジンにおける吸排気バルブの開閉タイミングやリフト量を変えるための油圧制御バルブの開度を調節するリニアソレノイドであるが、他の種類のソレノイドであっても良い。

ソレノイド３の一端は、電源電圧としてのバッテリ電圧ＶＢが供給される電源ライン１７に接続されている。ソレノイド３のバッテリ電圧ＶＢ側（即ち、電源ライン１７側）とは反対側は、電流検出抵抗７に接続されている。そして、電流検出抵抗７のソレノイド３側とは反対側は、駆動回路５に接続されている。

駆動回路５は、ソレノイド３に流れる電流（以下、ソレノイド電流）をＰＷＭ制御するためのスイッチング素子１９と、マイコン１１から当該駆動回路５に入力される駆動信号ＳＤに応じてスイッチング素子１９を駆動する駆動部２０と、を備える。

スイッチング素子１９の２つの出力端子のうち、一方の出力端子である第１出力端子は、電流検出抵抗７のソレノイド３側とは反対側に接続され、他方の出力端子である第２出力端子は、グランドラインに接続されている。スイッチング素子１９は、例えばＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴである。そして、上記第１出力端子はドレインであり、上記第２出力端子はソースである。尚、スイッチング素子１９は、ＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばバイポーラトランジスタやＩＧＢＴ等であっても良い。ＩＧＢＴは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタの略である。

このように、ソレノイド３に電流を流すための、電源ライン１７からグランドラインへ至る通電経路２１において、電流検出抵抗７とスイッチング素子１９は、ソレノイド３に対し直列に設けられている。よって、スイッチング素子１９がオンすることで、ソレノイド３には、電源ライン１７からグランドラインの方向（以下、正方向）に電流が流れる。ソレノイド３が正常であれば、電流検出抵抗７には、ソレノイド３に流れる電流と同じ電流が流れる。

また、環流ダイオード１５のアノードは、電流検出抵抗７とスイッチング素子１９との間の経路に接続されており、環流ダイオード１５のカソードは、制御装置１内の電源ライン１８に接続されている。そして、電源ライン１８は、ソレノイド３が接続された電源ライン１７と導通している。つまり、環流ダイオード１５は、ソレノイド３及び電流検出抵抗７の直列回路と並列に、且つ、正方向とは逆の方向を順方向にして、設けられている。このような環流ダイオード１５は、スイッチング素子１９がオンからオフへ切り替わったときに、ソレノイド３に電流を環流させる。

電流検出回路９は、４つの抵抗２３，２４，２５，２６と、増幅回路２７と、を備える。増幅回路２７には、電流検出抵抗７の両端の各電圧が、抵抗２３，２４を介して入力される。また、増幅回路２７と抵抗２３との間の電圧入力ライン２８と、増幅回路２７と抵抗２４との間の電圧入力ライン２９は、抵抗２５，２６によって、それぞれグラインドラインにプルダウンされている。そして、電流検出回路９は、増幅回路２７にて、電流検出抵抗７の両端の電圧差を増幅することにより、電流検出抵抗７に流れる電流に応じた電圧のモニタ信号ＳＭ１を出力する。

本実施形態において、電流検出回路９は、電流検出抵抗７の両端の電圧差を反転増幅する。そして、図４における３段目に示すように、電流検出回路９からのモニタ信号ＳＭ１は、電流検出抵抗７に電流が流れていない場合に、基準電圧として例えば４Ｖとなり、電流検出抵抗７に流れる正方向の電流が大きくなるほど、基準電圧からの電圧低下量が大きくなる。また、モニタ信号ＳＭ１の下限電圧は、例えば１Ｖである。

電流検出回路９から出力されるモニタ信号ＳＭ１は、マイコン１１に入力される。
また、電流検出回路９から出力されるモニタ信号ＳＭ１は、抵抗３１及びコンデンサ３２によって構成された積分回路としてのフィルタ回路１３にも入力される。フィルタ回路１３の出力信号、即ち、フィルタ回路１３を通過したモニタ信号ＳＭ１のことを、フィルタ後モニタ信号ＳＭ２と言う。そして、フィルタ後モニタ信号ＳＭ２も、マイコン１１に入力される。

マイコン１１は、ＣＰＵ３５と、ＲＯＭ３６やＲＡＭ３７等の半導体メモリと、を備える。マイコン１１の各種機能は、ＣＰＵ３５が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、上記半導体メモリが、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。尚、制御装置１を構成するマイコンの数は複数でも良い。

マイコン１１は、ＣＰＵ３５がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、ソレノイド電流を制御する制御部４１と、ソレノイド３の異常を検出する異常検出部４３と、を備える。尚、制御部４１と異常検出部４３を実現する手法はソフトウェアに限るものではなく、制御部４１及び異常検出部４３の一部又は全部の機能について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現しても良い。例えば、上記機能がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現しても良い。

駆動回路５において、駆動部２０は、マイコン１１からの駆動信号ＳＤがアクティブレベルである場合に、スイッチング素子１９をオンさせ、駆動信号ＳＤが非アクティブレベルの場合に、スイッチング素子１９をオフさせる。本実施形態においては、駆動信号ＳＤのアクティブレベルは、ハイレベル（例えば５Ｖ）であり、駆動信号ＳＤの非アクティブレベルは、ローレベル（例えば０Ｖ）である。尚、ローレベルがアクティブレベルで、ハイレベルが非アクティブレベルであっても良い。

そして、マイコン１１における制御部４１は、フィルタ後モニタ信号ＳＭ２の電圧値からソレノイド電流を検出し、その検出値が目標値となるように、当該マイコン１１から駆動回路５に出力するＰＷＭ信号としての駆動信号ＳＤのデューティ比を制御する。フィルタ後モニタ信号ＳＭ２の元はモニタ信号ＳＭ１であるため、制御部４１は、モニタ信号ＳＭ１に基づいてソレノイド電流が目標値となるように駆動信号ＳＤのデューティ比を制御していることになる。

また、駆動回路５における駆動部２０は、図２に示す保護機能を有している。即ち、駆動部２０は、駆動信号ＳＤがアクティブレベルの場合に、Ｓ１００に示すように、スイッチング素子１９に流れる電流が規定値より大きいか否かを判定し、電流が規定値より大きいと判定すると、Ｓ１０５に示すように、スイッチング素子１９を所定時間だけ強制的にオフする。強制的にオフするとは、駆動信号ＳＤがアクティブレベルであってもスイッチング素子１９をオフする、ということである。

［１−２．処理］
次に、マイコン１１が行う異常検出処理について説明する。マイコン１１は、異常検出処理を行うことにより、異常検出部４３として機能する。尚、マイコン１１が行う処理は、主にＣＰＵ３５によって実行される。

マイコン１１は、ソレノイド電流の制御を実施していない場合に、図３の異常検出処理を行う。例えば、マイコン１１は、自動車のイグニッションスイッチのオンに伴い起動してからソレノイド電流の制御を開始する前に、図３の異常検出処理を行う。また例えば、マイコン１１は、イグニッションスイッチがオフされてから動作を停止するまでの間に、図３の異常検出処理を行っても良い。

図３に示すように、マイコン１１は、異常検出処理を開始すると、Ｓ１１０にて、駆動回路５への駆動信号ＳＤをアクティブレベルとしてのハイレベルにする。
マイコン１１は、次のＳ１２０にて、Ｓ１１０で駆動信号ＳＤをハイレベルにしてから検査用のハイ時間Ｔｃが経過したか否かを判定し、ハイ時間Ｔｃが経過したと判定した場合には、Ｓ１６０に進む。マイコン１１は、Ｓ１６０では、駆動信号ＳＤを非アクティブレベルとしてのローレベルにし、その後、当該異常検出処理を終了する。

つまり、マイコン１１は、Ｓ１１０，Ｓ１２０，Ｓ１６０の処理により、図４に示すように、駆動信号ＳＤをハイ時間Ｔｃだけハイレベルにしている。
図４に示すように、駆動信号ＳＤがハイレベルになると、スイッチング素子１９がオンするため、スイッチング素子１９の第１出力端子（即ち、ドレイン）の電圧（以下、端子電圧）Ｖｏはバッテリ電圧ＶＢから０Ｖになる。

尚、スイッチング素子１９のオン時における２つの出力端子間の電位差は、無いものとして説明している。また、図４において、バッテリ電圧ＶＢは１２Ｖとしている。そして、スイッチング素子１９の端子電圧Ｖｏがバッテリ電圧ＶＢであることは、スイッチング素子１９がオフしていることを示し、端子電圧Ｖｏが０Ｖであることは、スイッチング素子１９がオンしていることを示している。これらのことは、図４と同様のタイムチャートである他の図についても同じである。

そして、スイッチング素子１９がオンして電流検出抵抗７に電流が流れると、図４に示すように、電流検出回路９からのモニタ信号ＳＭ１は、基準電圧としての４Ｖよりも小さくなる。また、図４に示すように、駆動信号ＳＤがハイレベルからローレベルに戻ると、スイッチング素子１９がオフして、電流検出抵抗７に電流が流れなくなるため、モニタ信号ＳＭ１は４Ｖに戻る。

尚、検査用のハイ時間Ｔｃは、例えば、駆動信号ＳＤのＰＷＭ制御における１周期時間、即ち、ソレノイド電流を制御する場合の駆動信号ＳＤの最大ハイ時間、よりも長い時間に設定されている。このため、図４において、モニタ信号ＳＭ１は、スイッチング素子１９のオンによって下限電圧としての１Ｖに到達している。

図３の説明に戻る。マイコン１１は、上記Ｓ１２０にて、ハイ時間Ｔｃが経過していないと判定した場合には、Ｓ１３０に進む。
マイコン１１は、Ｓ１３０では、モニタ信号ＳＭ１に、後述するエッジがＮ回発生したか否かを判定し、そのエッジがＮ回発生していないと判定した場合には、Ｓ１２０に戻る。尚、Ｎ回は、所定回数に相当し、Ｎは、２以上の整数（例えば３）である。

ここで、ソレノイド３にショート異常が発生している場合に、図５に示すように、駆動信号ＳＤがハイレベルになってスイッチング素子１９がオンすると、スイッチング素子１９には、正常時と比べて非常に大きな電流が瞬時に流れる。尚、正常時とは、ソレノイド３が正常な場合のことである。そして、この場合にスイッチング素子１９に流れる電流は、駆動回路５が備える保護機能によって判定される前述の規定値よりも大きくなる。このため、図５における２段目に示すように、スイッチング素子１９は、駆動回路５が備える保護機能により、オンとオフとを交互に繰り返すこととなる。そして、スイッチング素子１９のオン時には、ソレノイド３のショート異常に伴う大きな電流が電流検出抵抗７に瞬時に流れ、スイッチング素子１９のオフ時には、電流検出抵抗７に電流が瞬時に流れなくなる。よって、このような電流検出抵抗７への通電と非通電との切り替わりに応じて、電流検出回路９からのモニタ信号ＳＭ１は、図５における３段目のように変化する。つまり、モニタ信号ＳＭ１は、下限電圧である１Ｖと基準電圧である４Ｖとに、正常時よりも格段に速い速度で交互に切り替わる。このため、モニタ信号ＳＭ１には、ステップ状の（即ち急峻な）レベル変化であるエッジが繰り返し発生することとなる。モニタ信号ＳＭ１に生じるエッジのうち、１Ｖから４Ｖへ変化する方のエッジは、電流検出抵抗７に流れる電流が遮断されたことを示すエッジ（以下、オフ側エッジ）である。また、モニタ信号ＳＭ１に生じるエッジのうち、４Ｖから１Ｖへ変化する方のエッジは、電流検出抵抗７に電流が流れ始めたことを示すエッジ（以下、オン側エッジ）である。

また、ハイ時間Ｔｃは、ソレノイド３のショート異常が発生した場合に、モニタ信号ＳＭ１のオフ側エッジがＮ回以上発生すると設計上考えられる時間に設定されている。
このため、マイコン１１は、図３のＳ１３０では、例えばオフ側エッジを検出して、そのオフ側エッジがＮ回発生したか否かを判定する。そして、マイコン１１は、オフ側エッジがＮ回発生したと判定した場合には、Ｓ１４０に進み、ソレノイド３のショート異常が発生していると判定する。更に、マイコン１１は、次のＳ１５０にて、所定のフェールセーフ処理を行い、その後、Ｓ１６０に進む。Ｓ１５０でのフェールセーフ処理としては、例えば、ソレノイド３の制御を禁止するための処理や、自動車の運転者に対して異常の発生を知らせるための処理等が行われる。

尚、マイコン１１が、モニタ信号ＳＭ１のエッジを検出する手法としては、例えばエッジ検出ポートを用いることが考えられる。また例えば、マイコン１１は、モニタ信号ＳＭ１を所定の短い周期でＡ／Ｄ変換し、モニタ信号ＳＭ１の単位時間当たりの変化量が所定の閾値以上であれば、エッジが生じたと判定するように構成することもできる。

［１−３．効果］
以上詳述した第１実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１ａ）異常検出部４３として機能するマイコン１１は、駆動信号ＳＤをハイ時間Ｔｃだけハイレベルにすると共に、駆動信号ＳＤがハイレベルになっている場合の、モニタ信号ＳＭ１の変化状態に基づいて、ソレノイド３のショート異常の有無を判定する。よって、ソレノイド３に印加されている電圧をモニタする電圧モニタ回路を設けなくても、ソレノイド３のショート異常を検出することができる。このため、制御装置１の小型化に有利である。

（１ｂ）異常検出部４３として機能するマイコン１１は、駆動信号ＳＤがハイレベルになっている場合に、モニタ信号ＳＭ１にオフ側エッジが発生したか否かを判定し、オフ側エッジが発生した場合に、ソレノイド３のショート異常が発生していると判定する。駆動信号ＳＤがハイレベルの場合におけるモニタ信号ＳＭ１のオフ側エッジは、駆動回路５が備える保護機能によってスイッチング素子１９が強制的にオフされたこと、即ち、ソレノイド３のショート異常が発生したことの証である。よって、そのオフ側エッジを検出対象とすることで、ソレノイド３のショート異常の判定精度を高めることができる。

（１ｃ）異常検出部４３として機能するマイコン１１は、モニタ信号ＳＭ１のオフ側エッジが２回以上であるＮ回数発生したか否かを判定し、オフ側エッジがＮ回発生した場合に、ソレノイド３のショート異常が発生していると判定する。このため、ソレノイド３のショート異常の判定精度を一層高めることができる。つまり、整数である上記Ｎは、１に設定しても良いが、２以上に設定することで、誤判定の防止効果が高まる。

尚、本実施形態では、ソレノイド３が、誘導性負荷に相当し、電流検出回路９が、電流検出部に相当している。
［１−４．第１実施形態の変形例］
マイコン１１は、異常検出処理のＳ１３０にて、モニタ信号ＳＭ１のエッジが複数回発生したか否かを判定するのであれば、検出対象のエッジは、オン側エッジの方でも良いし、オフ側エッジとオン側エッジとの両方でも良い。つまり、上記Ｎが２以上の場合、検出対象のエッジは、オフ側エッジとオン側エッジとの、両方又は一方で良い。

［２．第２実施形態］
［２−１．第１実施形態との相違点］
第２実施形態は、基本的な構成は第１実施形態と同様であるため、相違点について以下に説明する。尚、第１実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。

図６に示すように、第２実施形態の制御装置２は、第１実施形態の制御装置１と比較すると、ハードウェア面では、環流ダイオード１５が設けられていない点が異なる。
このため、図７に示すように、正常時において駆動信号ＳＤがハイレベルからローレベルになり、スイッチング素子１９がオンからオフに切り替わると、ソレノイド３にフライバック電圧が生じる。そして、そのフライバック電圧により、スイッチング素子１９端子電圧Ｖｏは、バッテリ電圧ＶＢの数倍又は十数倍の高電圧となる。尚、図７の例において、端子電圧Ｖｏが４０Ｖでクランプされているのは、例えばスイッチング素子１９のアバランシェ動作による。

そして、ソレノイド３からのフライバック電圧により、電流検出回路９からのモニタ信号ＳＭ１は、基準電圧である４Ｖとは異なる電圧であって、本実施形態では５Ｖに変化する。フライバック電圧が生じると、電流検出回路９では、増幅回路２７の入力電圧が両方ともに、当該増幅回路２７の動作用電圧である５Ｖを超えるため、増幅回路２７の出力電圧（即ち、モニタ信号ＳＭ１）が飽和して動作用電圧と同じ５Ｖになるからである。

また、ソレノイド３にショート異常が発生した場合には、ソレノイド３のインダクタンスの影響は無いため、第１実施形態と同様に、駆動信号ＳＤとモニタ信号ＳＭ１との関係は、図５に示したようになる。

一方、ソレノイド３が断線している場合には、図８に示すように、駆動信号ＳＤのレベル及びスイッチング素子１９のオンオフ状態に拘わらず、電流検出抵抗７に電流が流れないため、モニタ信号ＳＭ１は基準電圧である４Ｖのままとなる。また、スイッチング素子１９の端子電圧Ｖｏは、例えば、抵抗２６のプルダウン作用により０Ｖのままとなる。

［２−２．処理］
第２実施形態の制御装置２において、マイコン１１は、図３の異常検出処理に代えて、図９の異常検出処理を行う。マイコン１１は、図９の異常検出処理を行うことにより、異常検出部４３として機能する。

図９の異常検出処理は、図３の異常検出処理と比較すると、ソレノイド３の断線を検出するために、Ｓ１７０〜Ｓ２００が追加されている。
マイコン１１は、Ｓ１２０にて、Ｓ１１０で駆動信号ＳＤをハイレベルにしてからハイ時間Ｔｃが経過したと判定した場合には、Ｓ１７０に進み、駆動信号ＳＤをローレベルにする。

そして、マイコン１１は、次のＳ１８０にて、駆動信号ＳＤがローレベルになってから所定時間以内に、モニタ信号ＳＭ１が基準電圧とは異なる閾値電圧Ｖｔｈに到達したか否かを判定する。本実施形態では、図７に示したように、ソレノイド３が正常であれば、スイッチング素子１９のオフに伴うフライバック電圧により、モニタ信号ＳＭ１は基準電圧よりも大きい５Ｖになるため、閾値電圧Ｖｔｈは、基準電圧と５Ｖとの間の電圧（例えば４．５Ｖ）に設定されている。また、マイコン１１は、モニタ信号ＳＭ１の電圧値をＡ／Ｄ変換によって検出することができる。

マイコン１１は、Ｓ１８０にて、モニタ信号ＳＭ１が閾値電圧Ｖｔｈに到達したと判定した場合には、ソレノイド３が正常であると判断して、当該異常検出処理を終了する。
また、マイコン１１は、Ｓ１８０にて、モニタ信号ＳＭ１が閾値電圧Ｖｔｈに到達しないと判定した場合には、Ｓ１９０に進み、ソレノイド３の断線が発生していると判定する。更に、マイコン１１は、次のＳ２００にて、所定のフェールセーフ処理を行い、その後、当該異常検出処理を終了する。Ｓ２００でのフェールセーフ処理としては、例えば、ソレノイド３の制御を禁止するための処理や、自動車の運転者に対して異常の発生を知らせるための処理等が行われる。

［２−３．効果］
以上詳述した第２実施形態によれば、前述した第１実施形態の効果に加えて、以下の効果を奏する。

（２ａ）電流検出部としての電流検出回路９は、ソレノイド３に発生するフライバック電圧により、モニタ信号ＳＭ１が基準電圧とは異なる電圧に変化するように構成されている。そして、異常検出部４３として機能するマイコン１１は、駆動信号ＳＤがハイレベルからローレベルに変化した後のモニタ信号ＳＭ１に基づいて、ソレノイド３の断線の有無を判定する。このため、ソレノイド３の断線も検出することができる。

（２ｂ）異常検出部４３として機能するマイコン１１は、駆動信号ＳＤがハイレベルからローレベルに変化した後に、モニタ信号ＳＭ１が閾値電圧Ｖｔｈに到達したか否かを判定し、モニタ信号ＳＭ１が閾値電圧Ｖｔｈに到達しなければ、ソレノイド３の断線が発生していると判定する。このため、ソレノイド３の断線を、簡単な判定によって検出することができる。

（２ｃ）スイッチング素子１９がオンからオフへ切り替わったときにソレノイド３に電流を環流させるための環流ダイオード１５が設けられていないため、正常時のフライバック電圧を大きくすることができる。このため、ソレノイド３の断線有無がモニタ信号ＳＭ１に反映され易くすることができる。よって、ソレノイド３の断線有無の判定精度を向上させることができる。

［３．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。

例えば、図３又は図９の異常検出処理と同様の異常検出処理が、制御部４１によりソレノイド電流が制御されている期間中に、実施されるようになっていても良い。
具体的な変形内容について、図９の異常検出処理を例に挙げて説明する。まず、Ｓ１１０，Ｓ１６０，Ｓ１７０が削除された異常検出処理が、ソレノイド電流を制御するための駆動信号ＳＤがハイレベルになると開始されるようにする。そして、Ｓ１２０では、駆動信号ＳＤがハイレベルからローレベルになったか否かを判定するように構成すれば良い。また、この変形例の異常検出処理は、駆動信号ＳＤのハイ時間が所定時間以上となる場合にだけ実施されるように構成することができる。その所定時間は、ソレノイド３のショート異常が発生した場合に、Ｓ１３０で検出対象とするモニタ信号ＳＭ１のエッジがＮ回以上発生すると設計上考えられる時間である。

また、制御部４１として機能するマイコン１１は、フィルタ後モニタ信号ＳＭ２を用いず、例えば、モニタ信号ＳＭ１に対してＡ／Ｄ変換とデジタルフィルタ処理を実施し、そのデジタルフィルタ処理後のデータからソレノイド電流を検出するように構成されても良い。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換しても良い。尚、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

また、上述した誘導性負荷制御装置の他、当該誘導性負荷制御装置を構成要素とするシステム、当該誘導性負荷制御装置としてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、誘導性負荷の異常検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。

１，２…誘導性負荷制御装置、３…ソレノイド、５…駆動回路、７…電流検出抵抗、９…電流検出回路、１１…マイコン、１９…スイッチング素子、２１…通電経路、４１…制御部、４３…異常検出部

Claims (7)

1. 誘導性負荷（３）に電流を流すための通電経路（２１）において前記誘導性負荷に対し直列に設けられたスイッチング素子（１９）を有し、入力される駆動信号に応じて前記スイッチング素子を駆動するように構成された駆動回路（５）と、
   前記通電経路において前記誘導性負荷に対し直列に設けられた電流検出抵抗（７）と、
   前記電流検出抵抗に流れる電流に応じた電圧のモニタ信号を出力するように構成された電流検出部（９）と、
   前記モニタ信号に基づいて、前記誘導性負荷に流れる電流が目標値となるように、前記駆動信号のデューティ比を制御するように構成された制御部（１１，４１）と、を備え、
   前記駆動回路は、前記スイッチング素子に流れる電流が規定値より大きくなると、前記駆動信号が前記スイッチング素子をオンさせる方のアクティブレベルであっても、前記スイッチング素子を所定時間だけ強制的にオフさせる保護機能を有しており、
   前記駆動信号が前記アクティブレベルになっている場合の、前記モニタ信号の変化状態に基づいて、前記誘導性負荷のショート異常の有無を判定するように構成された異常検出部（１１，４３）、を更に備える、
   誘導性負荷制御装置。
2. 請求項１に記載の誘導性負荷制御装置であって、
   前記異常検出部は、
   前記駆動信号が前記アクティブレベルになっている場合に、前記モニタ信号のステップ状のレベル変化であるエッジとして、前記電流検出抵抗に流れる電流が遮断されたことを示すエッジであるオフ側エッジが発生したか否かを判定し、前記オフ側エッジが発生した場合に、前記誘導性負荷のショート異常が発生していると判定するように構成されている、
   誘導性負荷制御装置。
3. 請求項２に記載の誘導性負荷制御装置であって、
   前記異常検出部は、
   前記オフ側エッジが２回以上である所定回数発生したか否かを判定し、前記オフ側エッジが前記所定回数発生した場合に、前記誘導性負荷のショート異常が発生していると判定するように構成されている、
   誘導性負荷制御装置。
4. 請求項１に記載の誘導性負荷制御装置であって、
   前記異常検出部は、
   前記駆動信号が前記アクティブレベルになっている場合に、前記モニタ信号のステップ状のレベル変化であるエッジとして、前記電流検出抵抗に流れる電流が遮断されたことを示すエッジと、前記電流検出抵抗に電流が流れ始めたことを示すエッジとの、両方又は一方を検出し、その検出対象のエッジが２回以上である所定回数発生した場合に、前記誘導性負荷のショート異常が発生していると判定するように構成されている、
   誘導性負荷制御装置。
5. 請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の誘導性負荷制御装置であって、
   前記電流検出部は、前記スイッチング素子がオンからオフへ切り替わることによって前記誘導性負荷に発生するフライバック電圧により、前記モニタ信号が、前記電流検出抵抗に電流が流れていないことを示す基準電圧とは異なる電圧に変化するように構成されており、
   前記異常検出部は、前記駆動信号が前記アクティブレベルから前記スイッチング素子をオフさせる方の非アクティブレベルに変化した後の前記モニタ信号に基づいて、前記誘導性負荷の断線の有無を判定するように構成されている、
   誘導性負荷制御装置。
6. 請求項５に記載の誘導性負荷制御装置であって、
   前記異常検出部は、
   前記駆動信号が前記アクティブレベルから前記非アクティブレベルに変化した後に、前記モニタ信号が、前記基準電圧とは異なる所定の閾値電圧に到達したか否かを判定し、前記モニタ信号が前記閾値電圧に到達しなければ、前記誘導性負荷の断線が発生していると判定するように構成されている、
   誘導性負荷制御装置。
7. 請求項５又は請求項６に記載の誘導性負荷制御装置であって、
   前記スイッチング素子がオンからオフへ切り替わったときに前記誘導性負荷に電流を環流させるための環流ダイオード（１５）が設けられていない、
   誘導性負荷制御装置。

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