JP2020205693A - 制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】冗長性を確保して電動アクチュエータの状態を判定できる制御装置を提供する。【解決手段】電動アクチュエータ５１と、電動アクチュエータの電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチ９２と、スイッチを駆動する駆動部６２と、を備えるシステムに適用される制御装置６０であって、駆動部は、スイッチの切り替えに関する指令信号ＳＢに基づいて、スイッチを駆動する駆動信号ＳＣをスイッチに出力し、指令信号に基づいてスイッチの状態を判定する第１制御部６６と、駆動信号に基づいてスイッチの状態を判定する第２制御部６７と、を備え、第１制御部と第２制御部との少なくとも一方は、第１制御部によりスイッチが電力供給状態であると判定され、かつ第２制御部によりスイッチが電力供給状態であると判定されたことを条件に、電動アクチュエータが電力供給状態であると判定する。【選択図】 図２

Description

本発明は、制御装置に関する。
従来、特許文献１に見られるように、リニアソレノイドやモータなどの電動アクチュエータの電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチを制御する制御装置が知られている。制御装置は、スイッチの状態を監視することによりスイッチの状態を判定し、この判定結果に基づいて電動アクチュエータの状態を判定する。
特開２０１６−１４２１４１号公報
安全性の向上を目的として、電動アクチュエータの状態判定に冗長性が要求されることがある。例えば、上記の制御装置において、スイッチの状態を適切に監視できず、スイッチの状態が誤判定された場合には、電動アクチュエータの状態を適切に判定できない。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、冗長性を確保して電動アクチュエータの状態を判定できる制御装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するための第１の手段は、電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータの電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチと、前記スイッチを駆動する駆動部と、を備えるシステムに適用される制御装置であって、前記電動アクチュエータは、前記スイッチが開状態と閉状態とのうちの一方の状態である場合に前記電力供給状態となり、他方の状態である場合に前記電力遮断状態となり、前記駆動部は、前記スイッチの切り替えに関する指令信号に基づいて、前記スイッチを駆動する駆動信号を前記スイッチに出力し、前記指令信号に基づいて前記スイッチの状態を判定する第１制御部と、前記駆動信号に基づいて前記スイッチの状態を判定する第２制御部と、を備え、前記第１制御部と前記第２制御部との少なくとも一方は、前記第１制御部により前記スイッチが前記一方の状態であると判定され、かつ前記第２制御部により前記スイッチが前記一方の状態であると判定されたことを条件に、前記電動アクチュエータが前記電力供給状態であると判定する。
上記構成によれば、電動アクチュエータの状態が、２つの制御部により、互いに異なる信号を用いて判定される。そのため、例えば駆動部に異常が生じたことにより第２制御部が適切に駆動信号を取得できず、これによりスイッチの状態が誤判定された場合でも、第１制御部は適切に指令信号を取得できるため、スイッチの状態を判定でき、電動アクチュエータの状態を判定できる。これにより、冗長性を確保して電動アクチュエータの状態を判定できる。
上記課題を解決するための第２の手段では、前記第１制御部は、前記指令信号を前記駆動部に出力し、この指令信号に基づいて前記スイッチの状態を判定する。
上記構成によれば、第１制御部が指令信号を出力するため、第１制御部及び第２制御部とは別に、指令信号を出力する構成が必要なく、システムの構成を簡略化できる。また、第１制御部は、自らが出力する指令信号に基づいてスイッチの状態を判定するため、指令信号を誤検出することがなく、スイッチの状態を適切に判定できる。
上記課題を解決するための第３の手段では、前記第１制御部は、前記駆動信号を取得し、前記指令信号が示す前記スイッチの状態と、前記駆動信号が示す前記スイッチの状態とが等しいか異なるかを判定し、前記第２制御部は、前記指令信号を取得し、前記指令信号が示す前記スイッチの状態と、前記駆動信号が示す前記スイッチの状態とが等しいか異なるかを判定し、前記第１制御部と前記第２制御部との少なくとも一方は、前記第１制御部と前記第２制御部とのうちの少なくともいずれかの制御部により異なると判定されたことを条件に、前記駆動部に異常が生じていると判定する。
上記構成によれば、各制御部が、スイッチの状態の判定に用いる信号とともに、スイッチの状態の判定に用いない信号を取得し、これらの信号が示すスイッチの状態が等しいか異なるかを判定する。そして、上記構成では、第１制御部と第２制御部とのうちの少なくともいずれかの制御部により異なると判定されたことを条件に、駆動部に異常が生じていると判定される。駆動部に異常が生じていることが、２つの制御部を用いて判定されるため、異常検出の精度を向上させることができる。
上記課題を解決するための第４の手段では、前記システムは、遮断信号に基づいて前記スイッチを強制的に前記他方の状態に切り替える遮断部を備えており、前記第１制御部と前記第２制御部との少なくとも一方は、前記駆動部に異常が生じていると判定された場合に、前記遮断部に前記遮断信号を出力する。
上記構成によれば、異常が生じていると判定された駆動部により、電動アクチュエータの状態が誤って切り替えられることを抑制できる。
上記課題を解決するための第５の手段では、前記電動アクチュエータは、電源装置と、コンデンサを含む電気負荷とを接続する電気経路に設けられ、前記電気負荷の起動時に前記電源装置から前記コンデンサに充電するプリチャージを行うリレースイッチであり、前記第１制御部は、前記スイッチの状態が規定期間に亘って前記一方の状態である場合に、前記プリチャージの完了を判定し、前記第２制御部は、前記スイッチの状態が前記規定期間に亘って前記一方の状態である場合に、前記プリチャージの完了を判定し、前記第１制御部と前記第２制御部との少なくとも一方は、前記第１制御部により前記プリチャージが完了したと判定され、かつ前記第２制御部により前記プリチャージが完了したと判定されたことを条件に、前記スイッチを前記他方の状態に切り替える。
上記構成によれば、プリチャージの完了が、２つの制御部により、互いに異なる信号を用いて判定されるため、プリチャージが完了する前にリレースイッチが電力遮断状態に切り替えられ、電気負荷の動作に支障が生じることを抑制できる。
上記課題を解決するための第６の手段では、前記スイッチは、半導体スイッチであり、前記駆動信号は、前記半導体スイッチの制御端子に入力されるアナログ信号であり、前記指令信号は、ハイ及びローの二値で変化する二値信号である。
上記構成によれば、２つの制御部により用いられる信号が、アナログ信号と、デジタル信号などの二値信号とで異なる。これにより、冗長性を好適に確保できる。
車両の電源システムの概略を示す構成図。 第１実施形態に係る第１駆動回路及び第１制御装置の概略を示す構成図。 第１実施形態に係る完了判定処理及び完了仮判定処理を示すフローチャート。 第２実施形態に係る第１駆動回路及び第１制御装置の概略を示す構成図。 第２実施形態に係る完了判定処理及び完了仮判定処理を示すフローチャート。 異常判定処理及び異常仮判定処理を示すフローチャート。
（第１実施形態）
以下、本発明に係る制御装置を、車載の電源システム１００に適用した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る電源システム１００は、電源装置としてのバッテリ１０と、電気負荷１１と、ＳＭＲアセンブリ５０と、第１制御装置６０と、第２制御装置６１と、を備えている。バッテリ１０は、充放電可能な蓄電池であり、具体的には、複数のリチウムイオン蓄電池１２が直列接続された組電池である。なお、バッテリ１０は、他の種類の蓄電池であってもよい。
電気負荷１１は、回転電機２０と、インバータ３０と、平滑コンデンサ４０と、を含む。回転電機２０は、インバータ３０を介してバッテリ１０に接続されている。回転電機２０は、バッテリ１０との間で電力の入出力を行うものであり、力行時には、バッテリ１０から供給される電力により車両に推進力を付与し、回生時には、車両の減速エネルギーを用いて発電を行い、バッテリ１０に電力を出力する。平滑コンデンサ４０は、インバータ３０に対して並列に接続されている。
ＳＭＲアセンブリ５０は、バッテリ１０と電気負荷１１とを接続する電気経路ＬＤに設けられている。ＳＭＲアセンブリ５０は、バッテリ１０の負極側に接続されており、電気経路ＬＤにおける通電状態を切り替える。
ＳＭＲアセンブリ５０は、第１リレー５１と、第２リレー５３と、を含む。第１リレー５１は、回転電機２０の起動時に、バッテリ１０から平滑コンデンサ４０に充電するプリチャージを行うリレースイッチである。第１リレー５１には、プリチャージを行う際の突入電流を抑制する抵抗素子５２が直列接続されている。なお、本実施形態において、第１リレー５１が「電動アクチュエータ」に相当する。
第２リレー５３は、プリチャージ後に回転電機２０に給電するリレースイッチである。第２リレー５３は、第１リレー５１と抵抗素子５２との直列接続体に対して並列に接続されている。
第１,第２リレー５１,５３は、コイルの磁力とバネの弾性力により可動接点を動作させる常開式のメカニカルリレー（有接点リレー）である。そのため、第１,第２リレー５１,５３は、通電により励磁される第１,第２コイル５１ａ，５３ａと、第１,第２コイル５１ａ，５３ａの励磁に応じて移動する可動接点により開閉される第１,第２スイッチ部５１ｂ，５３ｂと、をそれぞれ有する。なお、第１,第２リレー５１,５３は、常閉式のメカリレーであってもよい。
第１,第２コイル５１ａ，５３ａは、それぞれ第１,第２駆動回路９０，９１に接続されている。第１駆動回路９０は、第１制御装置６０に接続されており、第１制御装置６０からの指示に基づいて第１コイル５１ａの励磁状態を切り替え、これにより第１リレー５１のオン状態（閉状態）とオフ状態（開状態）とを切り替える。第２駆動回路９１は、第２制御装置６１に接続されており、第２制御装置６１からの指示に基づいて第２コイル５３ａの励磁状態を切り替え、これにより第２リレー５３のオン状態とオフ状態とを切り替える。なお、第１,第２駆動回路９０，９１については後述して詳細に説明する。
第１制御装置６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御装置である。第１制御装置６０は、各種信号を取得し、取得した情報に基づき、各種制御を実施する。例えば、第１制御装置６０は、バッテリ監視装置１３からバッテリ情報を取得し、取得したバッテリ情報に基づいて第１リレー５１の状態を切り替える。バッテリ情報は、例えば充放電電流や端子間電圧である。
次に、第１駆動回路９０及び第１制御装置６０について説明する。なお、第２駆動回路９１及び第２制御装置６１の構成は、第１駆動回路９０及び第１制御装置６０の構成と略同じであるため、説明を省略する。
図２に示すように、第１駆動回路９０は、第１コイル５１ａの一端を電源Ｖｃｃに接続するとともに、他端を接地端子ＧＮＤに接続する。第１駆動回路９０は、第１コイル５１ａと接地端子ＧＮＤとの間に接続されるスイッチ９２を備える。スイッチ９２は、半導体スイッチング素子であり、例えばＩＧＢＴである。なお、スイッチ９２は、ＭＯＳＦＥＴであってもよい。
スイッチ９２は、第１制御装置６０から出力される駆動信号ＳＣにより駆動され、オン状態とオフ状態とで切り替わる。スイッチ９２がオン状態に切り替えられることで、第１コイル５１ａが励磁され、第１リレー５１がオン状態に切り替わる。これにより、第１リレー５１を介してバッテリ１０から平滑コンデンサ４０に電力供給され、平滑コンデンサ４０に電荷が蓄えられる。また、スイッチ９２がオフ状態に切り替えられることで、第１コイル５１ａに流れる電流が遮断され、第１リレー５１がオフ状態に切り替わる。これにより、バッテリ１０から平滑コンデンサ４０への電力供給が遮断される。つまり、スイッチ９２は、第１リレー５１の電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチである。なお、本実施形態において、オン状態が「一方の状態」に相当し、オフ状態が「他方の状態」に相当する。
第１制御装置６０は、駆動部６２と、モニタ部６３と、制御部６５と、を備えている。駆動部６２は、スイッチ９２を駆動する。具体的には、駆動部６２には、制御部６５からスイッチ９２の切り替えに関する指令信号ＳＢが出力されており、この指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２を駆動する駆動信号ＳＣをスイッチ９２に出力する。
駆動信号ＳＣは、スイッチ９２の制御端子であるゲート端子９２ａに入力される。駆動信号ＳＣはアナログ信号であり、その電圧値が変動する。駆動信号ＳＣの電圧値が、スイッチ９２の閾値電圧Ｖｔｈよりも高い場合には、スイッチ９２がオン状態に切り替えられる。また、駆動信号ＳＣの電圧値が、駆動信号ＳＣの電圧値が閾値電圧Ｖｔｈよりも低い場合には、スイッチ９２がオフ状態に切り替えられる。
モニタ部６３は、駆動部６２から出力される駆動信号ＳＣを検出する。具体的には、モニタ部６３は、駆動信号ＳＣの電圧値を検出し、検出された電圧値が閾値よりも大きい場合に第１の値となり、検出された電圧値が閾値以下である場合に、第１の値と異なる第２の値となり、この二値で変化するモニタ信号ＳＤを出力する。閾値は、例えばスイッチ９２の閾値電圧Ｖｔｈである。
制御部６５は、第１制御部６６と第２制御部６７とを含む。第１制御部６６は、バッテリ状態判定部６８と、スイッチ制御部６９と、を備える。バッテリ状態判定部６８は、バッテリ監視装置１３からバッテリ情報を取得し、取得したバッテリ情報に基づいてバッテリ１０の状態を判定する。バッテリ１０の状態は、例えば過充放電状態である。スイッチ制御部６９は、バッテリ状態判定部６８により判定されたバッテリ１０の状態に基づいて、指令信号ＳＢを駆動部６２に出力する。
第２制御部６７は、モニタ信号検出部７５と、スイッチ状態判定部７６と、プリチャージ完了判定部７７と、を備える。モニタ信号検出部７５は、モニタ部６３から出力されるモニタ信号ＳＤを検出する。スイッチ状態判定部７６は、モニタ信号検出部７５により検出されたモニタ信号ＳＤに基づいて、スイッチ９２の状態を判定する。具体的には、モニタ信号ＳＤが第１の値である場合に、スイッチ９２がオン状態であると判定し、モニタ信号ＳＤが第２の値である場合に、スイッチ９２がオフ状態であると判定する。
プリチャージ完了判定部７７は、スイッチ状態判定部７６により判定されたスイッチ９２の状態に基づいて、第１リレー５１のオン状態を判定し、これにより平滑コンデンサ４０におけるプリチャージの完了を判定する。具体的には、スイッチ状態判定部７６によりスイッチ９２がオン状態であると判定されている期間、つまり第１リレー５１がオン状態に維持されている期間を計測し、第１リレー５１が規定期間ＴＫに亘ってオン状態である場合に、プリチャージの完了を判定する。
スイッチ制御部６９は、プリチャージ完了判定部７７からプリチャージの完了判定を取得すると、駆動部６２を介してスイッチ９２をオフ状態に切り替える。これにより、第１リレー５１がオフ状態に切り替えられる。その後、第２制御装置６１により第２リレー５３がオン状態に切り替えられ、インバータ３０を構成する半導体スイッチを介して、回転電機２０とバッテリ１０との間で電力の入出力が行われる。
ところで、安全性の向上を目的として、第１リレー５１の状態判定に冗長性が要求されることがある。例えば、上記の制御部６５において、モニタ部６３から出力されるモニタ信号ＳＤのみに基づいて第１リレー５１の状態が判定されると、モニタ部６３に異常が発生した場合に、第１リレー５１の状態が誤判定される。そして、第１リレー５１がオフ状態であるにも関わらずオン状態であると誤判定され、これによりプリチャージの完了が誤判定されると、バッテリ１０からの突入電流によりインバータ３０を構成する半導体スイッチの主電極間が短絡し、オン状態に維持される両極溶着等の異常が発生する。
そこで、本実施形態では、第２制御部６７が第１リレー５１の状態を判定するとともに、第１制御部６６が第１リレー５１の状態を判定する。そして、第１制御部６６は、駆動信号ＳＣと異なる指令信号ＳＢに基づいて第１リレー５１の状態を判定することで、第１リレー５１の状態判定における冗長性を確保している。
具体的には、第１制御部６６は、指令信号検出部７０と、スイッチ状態判定部７１と、プリチャージ完了判定部７２と、を備える。以下では、区別のために、第１制御部６６におけるスイッチ状態判定部７１及びプリチャージ完了判定部７２を、第１スイッチ状態判定部７１及び第１プリチャージ完了判定部７２と呼ぶ。また、第２制御部６７におけるスイッチ状態判定部７６及びプリチャージ完了判定部７７を、第２スイッチ状態判定部７６及び第２プリチャージ完了判定部７７と呼ぶ。
指令信号検出部７０は、スイッチ制御部６９から出力される指令信号ＳＢを検出する。具体的には、指令信号検出部７０は、第１制御部６６内において指令信号ＳＢを検出する。そのため、第１制御部６６外において指令信号ＳＢを検出する場合に比べて、ノイズの影響が抑制される。
第１スイッチ状態判定部７１は、指令信号検出部７０により検出された指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２の状態を判定する。指令信号ＳＢは、スイッチ９２をオン状態に切り替える場合に、接続指令値、例えば「ハイ」信号となり、スイッチ９２をオフ状態に切り替える場合に、接続指令値と異なる遮断指令値、例えば「ロー」信号となる二値信号、例えばデジタル信号である。第１スイッチ状態判定部７１は、指令信号ＳＢが接続指令値である場合に、スイッチ９２がオン状態であると判定し、指令信号ＳＢが遮断指令値である場合に、スイッチ９２がオフ状態であると判定する。
第１プリチャージ完了判定部７２は、第１スイッチ状態判定部７１により判定されたスイッチ９２の状態に基づいて、第１リレー５１のオン状態を判定し、これにより平滑コンデンサ４０におけるプリチャージの完了を判定する。具体的には、第１スイッチ状態判定部７１によりスイッチ９２がオン状態であると判定されている期間、つまり第１リレー５１がオン状態に維持されている期間を計測し、第１リレー５１が規定期間ＴＫに亘ってオン状態である場合に、プリチャージの完了を判定する。以下、第１プリチャージ完了判定部７２におけるプリチャージの完了判定を、完了仮判定という。第２プリチャージ完了判定部７７についても同様である。
第１制御部６６は、第１プリチャージ完了判定部７２における完了仮判定と第２プリチャージ完了仮判定とに基づいて、プリチャージの完了を判定する完了判定処理を実施する。第１制御部６６は、第２制御部６７から取得される完了仮判定だけでなく、自身により判定された完了仮判定を用いて、プリチャージの完了を判定する。そして、これらの完了仮判定は、互いに異なる信号に基づいて判定される。そのため、冗長性を確保してプリチャージの完了を判定でき、プリチャージの完了が誤判定されることを抑制できる。
図３に本実施形態の完了判定処理及び完了仮判定処理のフローチャートを示す。完了仮判定処理は、第２制御部６７により実施される完了仮判定のための処理である。図３（Ａ）は、第１制御部６６による完了判定処理を示すフローチャートであり、図３（Ｂ）は、第２制御部６７による完了仮判定処理を示すフローチャートである。第１制御部６６及び第２制御部６７は、回転電機２０の起動時に各処理を繰り返し実施する。
まず、第２制御部６７による完了仮判定処理について説明する。第２制御部６７は、完了仮判定処理を開始すると、まずステップＳ３０において、モニタ信号検出部７５を用いてモニタ信号ＳＤを検出する。続くステップＳ３２において、第２スイッチ状態判定部７６を用いて、ステップＳ３０で検出されたモニタ信号ＳＤに基づいて、スイッチ９２の状態がオン状態であるかを判定する。
ステップＳ３２で否定判定すると、完了仮判定処理を終了する。一方、ステップＳ３２で肯定判定すると、ステップＳ３２において、第２プリチャージ完了判定部７７を用いて、ステップＳ３２でオン状態と判定されてからの経過時間である経過時間ＴＢを計測する。続くステップＳ３６において、この経過時間ＴＢが規定期間ＴＫよりも長くなったかを判定する。
ステップＳ３６で否定判定すると、完了仮判定処理を終了する。一方、ステップＳ３６で肯定判定すると、ステップＳ３８において、プリチャージの完了を仮判定する。続くステップＳ４０において、この仮判定結果を第１制御部６６のスイッチ制御部６９に送信し、完了仮判定処理を終了する。
次に、第１制御部６６による完了判定処理について説明する。第１制御部６６は、完了判定処理を開始すると、まずステップＳ１０において、スイッチ制御部６９を用いて接続指令値の指令信号ＳＢを出力する。続くステップＳ１２において、指令信号検出部７０を用いて、この指令信号ＳＢを検出する。
ステップＳ１４において、第１スイッチ状態判定部７１を用いて、ステップＳ１２で検出された指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２の状態がオン状態であるかを判定する。つまり、ステップＳ１０で出力された指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２の状態を判定する。
ステップＳ１４で否定判定すると、完了判定処理を終了する。一方、ステップＳ１４で肯定判定すると、ステップＳ１６において、第１プリチャージ完了判定部７２を用いて、ステップＳ１４でオン状態と判定されてからの経過時間である経過時間ＴＡを計測する。続くステップＳ１８において、この経過時間ＴＡが規定期間ＴＫよりも長くなったかを判定する。
ステップＳ１８で否定判定すると、完了判定処理を終了する。一方、ステップＳ１８で肯定判定すると、ステップＳ２０において、プリチャージの完了を仮判定する。続くステップＳ２２において、スイッチ制御部６９を用いて、第２制御部６７から仮判定結果を取得したかを判定する。
ステップＳ２２では、第１制御部６６及び第２制御部６７における完了仮判定までのタイムラグを考慮して、基準時間ＴＣに亘って判定を継続する。タイムラグの原因としては、例えば駆動部６２における指令信号ＳＢから駆動信号ＳＣへの変換期間や、モニタ部６３における駆動信号ＳＣからモニタ信号ＳＤへの変換期間が含まれる。
ステップＳ２２で否定判定すると、完了仮判定処理を終了する。一方、ステップＳ２２で肯定判定すると、ステップＳ２４において、プリチャージの完了を判定する。つまり、第１制御部６６によりプリチャージが完了したと仮判定され、かつ第２制御部６７によりプリチャージが完了したと仮判定されたことを条件に、プリチャージが完了したと判定する。続くステップＳ２６において、遮断指令値の指令信号ＳＢを出力し、完了判定処理を終了する。
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
・本実施形態では、第１制御装置６０は、第１制御部６６と第２制御部６７とを備えており、第１制御部６６は、指令信号ＳＢに基づいてスイッチ９２の状態を判定し、プリチャージの完了を仮判定する。また、第２制御部６７は、モニタ信号ＳＤに基づいてスイッチ９２の状態を判定し、プリチャージの完了を仮判定する。そして、第１制御部６６は、第１制御部６６によりプリチャージの完了が仮判定され、かつ第２制御部６７によりプリチャージの完了が仮判定されたことを条件に、プリチャージが完了したと判定し、スイッチ９２をオフ状態に切り替える。これにより、第１リレー５１がオフ状態に切り替えられ、バッテリ１０から平滑コンデンサ４０への電力供給が遮断される。
この構成によれば、２つの制御部６６，６７により、互いに異なる信号ＳＢ，ＳＤを用いて、プリチャージの完了が判定される。そのため、例えば駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていることにより第２制御部６７が適切にモニタ信号ＳＤを取得できず、これによりプリチャージの完了が誤判定された場合でも、第１制御部６６は適切に指令信号ＳＢを取得できるため、プリチャージの完了を適切に判定できる。これにより、冗長性を確保してプリチャージの完了を判定できる。したがって、プリチャージの完了の誤判定を抑制でき、この誤判定による異常、例えばインバータ３０を構成する半導体スイッチの両極溶着等の異常が発生することを抑制できる。
・本実施形態では、第１制御部６６は、自らが出力する指令信号ＳＢに基づいてスイッチ９２の状態を判定する。そのため、第１制御部６６内で指令信号ＳＢを取得することができ、ノイズ等による指令信号ＳＢの誤検出を抑制でき、スイッチ９２の状態を適切に判定できる。
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図４〜６を参照しつつ説明する。図４において、先の図２に示した構成と同一の処理については、便宜上、同一の符号を付して説明を省略する。
図４に示すように、本実施形態では、第１制御装置６０が、遮断部６４を備える点で第１実施形態と異なる。遮断部６４には、制御部６５から遮断信号ＳＥが出力されており、この遮断信号ＳＥに基づいて、スイッチ９２が強制的にオフ状態に切り替えられる。具体的には、駆動部６２には、駆動部６２とスイッチ９２とを接続する電気経路ＬＳに接続される遮断スイッチが設けられている。具体的には、遮断スイッチは、駆動部６２から電気経路ＬＳへの駆動信号ＳＣの出力を遮断している。通常、遮断スイッチはオン状態に維持されており、遮断部６４は、遮断信号ＳＥを取得した場合に、この遮断スイッチをオフ状態に切り替える。この結果、スイッチ９２がオフ状態に切り替えられる。
また、本実施形態では、第１制御部６６が、モニタ信号検出部７３と、信号判定部７４と、を備えており、第２制御部６７が、指令信号検出部７８と、信号判定部７９と、を備える点で第１実施形態と異なる。以下では、区別のために、第１制御部６６における指令信号検出部７０、モニタ信号検出部７３及び信号判定部７４を、第１指令信号検出部７０、第１モニタ信号検出部７３及び第１信号判定部７４と呼ぶ。また、第２制御部６７におけるモニタ信号検出部７５、指令信号検出部７８及び信号判定部７９を、第２モニタ信号検出部７５、第２指令信号検出部７８及び第２信号判定部７９と呼ぶ。
第１モニタ信号検出部７３は、モニタ部６３から出力されるモニタ信号ＳＤを検出する。第１信号判定部７４は、第１指令信号検出部７０により検出された指令信号ＳＢが示すスイッチ９２の状態と、第１モニタ信号検出部７３により検出されたモニタ信号ＳＤが示すスイッチ９２の状態と、が等しいか異なるかを判定する。
第２指令信号検出部７８は、スイッチ制御部６９から出力される指令信号ＳＢを検出する。第２信号判定部７９は、第２指令信号検出部７８により検出された指令信号ＳＢが示すスイッチ９２の状態と、第２モニタ信号検出部７５により検出されたモニタ信号ＳＤが示すスイッチ９２の状態と、が等しいか異なるかを判定する。
第１制御部６６は、第１信号判定部７４における比較結果と第２信号判定部７９における比較結果とに基づいて、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると判定する異常判定処理を実施する。第１制御部６６は、第２制御部６７から取得される比較結果だけでなく、自身により判定された比較結果を用いて、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると判定する。そのため、これらの異常検出の精度を向上させることができる。
具体的には、第１制御部６６は、完了判定処理において異常判定処理を実施する。また、第２制御部６７は、完了仮判定処理において異常仮判定処理を実施する。図５に本実施形態の完了判定処理及び完了仮判定処理のフローチャートを示す。図５において、先の図３に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付して説明を省略する。
図５（Ｂ）に、本実施形態に係る完了仮判定処理のフローチャートを示す。本実施形態の完了仮判定処理では、ステップＳ３０でモニタ信号ＳＤを検出すると、ステップＳ７０において、異常仮判定処理を実施する。
図６（Ｂ）に、異常仮判定処理のフローチャートを示す。第２制御部６７は、異常仮判定処理を開始すると、まずステップＳ７２において、第２指令信号検出部７８を用いて指令信号ＳＢを検出する。続くステップＳ７４において、第２信号判定部７９を用いて、ステップＳ３０で検出されたモニタ信号ＳＤに基づいて、スイッチ９２の状態がオン状態であるかを判定する。
ステップＳ７４で肯定判定すると、ステップＳ７６において、ステップＳ７２で検出された指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２の状態がオン状態であるかを判定する。一方、ステップＳ７４で否定判定すると、ステップＳ７８において、ステップＳ７２で検出された指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２の状態がオフ状態であるかを判定する。
ステップＳ７６，Ｓ７８で肯定判定すると、つまり信号ＳＢ，ＳＤが示すスイッチ９２の状態が等しい場合、異常仮判定処理を終了する。一方、ステップＳ７６，Ｓ７８で否定判定すると、つまり信号ＳＢ，ＳＤが示すスイッチ９２の状態が異なる場合、ステップＳ８０において、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると仮判定する。続くステップＳ８２において、この仮判定結果を第１制御部６６のスイッチ制御部６９に送信し、異常仮判定処理を終了する。
異常仮判定処理を終了すると、図５（Ｂ）に示す完了仮判定処理に戻り、続くステップＳ８４において、異常仮判定処理で異常仮判定がされたかを判定する。ステップＳ８４で肯定判定すると、完了仮判定処理を終了する。一方、ステップＳ８４で否定判定すると、ステップＳ３２に進む。
また、図５（Ａ）に、本実施形態に係る完了判定処理のフローチャートを示す。本実施形態の完了判定処理では、ステップＳ１２で指令信号ＳＢを検出すると、ステップＳ５０において、異常判定処理を実施する。
図６（Ａ）に、異常判定処理のフローチャートを示す。第１制御部６６は、異常判定処理を開始すると、まずステップＳ５２において、第１モニタ信号検出部７３を用いてモニタ信号ＳＤを検出する。続くステップＳ５４において、第１信号判定部７４を用いて、ステップＳ１２で検出された指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２の状態がオン状態であるかを判定する。
ステップＳ５４で肯定判定すると、ステップＳ５６において、ステップＳ５２で検出されたモニタ信号ＳＤに基づいて、スイッチ９２の状態がオン状態であるかを判定する。一方、ステップＳ５４で否定判定すると、ステップＳ５８において、ステップＳ５２で検出されたモニタ信号ＳＤに基づいて、スイッチ９２の状態がオフ状態であるかを判定する。
ステップＳ５６，Ｓ５８で肯定判定すると、つまり信号ＳＢ，ＳＤが示すスイッチ９２の状態が等しい場合、ステップＳ６０において、スイッチ制御部６９を用いて、第２制御部６７から判定結果を取得したかを判定する。ステップＳ６０では、ステップＳ２２と同様に基準時間ＴＣに亘って判定を継続する。ステップＳ６０で否定判定すると、異常判定処理を終了する。
一方、ステップＳ６０で肯定判定すると、ステップＳ６４において、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると判定し、異常判定処理を終了する。
一方、ステップＳ５６，Ｓ５８で否定判定すると、つまり信号ＳＢ，ＳＤが示すスイッチ９２の状態が異なる場合、ステップＳ６２において、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると仮判定し、ステップＳ６４に進む。つまり、異常判定処理では、第１制御部６６と第２制御部６７とのうちの少なくとも一方において、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると仮判定された場合、これらの異常が判定される。
異常判定処理を終了すると、図５（Ａ）に示す完了判定処理に戻り、続くステップＳ６６において、異常判定処理で異常判定がされたかを判定する。ステップＳ６６で肯定判定すると、ステップＳ６８において、スイッチ制御部６９を用いて遮断部６４に遮断信号ＳＥを出力し、完了判定処理を終了する。一方、ステップＳ６６で否定判定すると、ステップＳ１４に進む。
・以上説明した本実施形態によれば、第１制御部６６は、プリチャージの完了の仮判定に用いないモニタ信号ＳＤを検出し、このモニタ信号ＳＤと指令信号ＳＢとを用いて、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると仮判定する。また、第２制御部６７は、プリチャージの完了の仮判定に用いない指令信号ＳＢを検出し、この指令信号ＳＢとモニタ信号ＳＤとを用いて、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると仮判定する。そして、第１制御部６６は、少なくとも一方の制御部６６，６７において異常が判定されたことを条件に、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていると判定する。
この構成によれば、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていることが、２つの制御部６６，６７により判定されるため、これらの異常検出の精度を向上させることができる。
・本実施形態では、駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていることが判定された場合に、スイッチ９２が強制的にオフ状態に切り替えられる。これにより、異常と判定されたこれらの構成により、第１リレー５１の状態が誤って切り替えられることを抑制できる。
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・上記実施形態では、第１制御装置６０が駆動部６２やモニタ部６３を備える例を示したが、これに限られない。例えば、駆動部６２やモニタ部６３が第１制御装置６０の外部に設けられ、第１制御装置６０が、第１制御部６６と第２制御部６７のみを含んでいてもよい。
・上記実施形態では、制御部６６，６７がプリチャージ完了判定部７２，７７を備えており、第１制御部６６によりプリチャージの完了が判定される例を示したが、必ずしもこの構成に限られない。例えば、制御部６６，６７はプリチャージ完了判定部７２，７７を備えていなくてもよい。
この場合、第１制御部６６は、指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２の状態を判定する。第２制御部６７は、モニタ信号ＳＤに基づいて、スイッチ９２の状態を判定する。そして、第１制御部６６は、第１制御部６６によりスイッチ９２がオン状態と判定され、かつ第２制御部６７によりスイッチ９２がオン状態と判定されたことを条件に、第１リレー５１がオン状態、つまり電力供給状態であると判定してもよい。
上記構成によれば、２つの制御部６６，６７により、互いに異なる信号ＳＢ，ＳＤを用いて、第１リレー５１の状態が判定される。そのため、冗長性を確保して第１リレー５１の状態を判定できる。
・上記実施形態では、第１制御装置６０がモニタ部６３を備えている例を示したが、必ずしもこの構成に限られない。例えば、第２制御部６６にモニタ部６３の機能が内蔵されていてもよい。この場合、第１制御部６６は、指令信号ＳＢに基づいて、スイッチ９２の状態を判定し、第２制御部６７は、駆動信号ＳＣに基づいて、スイッチ９２の状態を判定する。
この場合、スイッチ９２の状態を判定する２つの信号ＳＢ，ＳＣが、二値信号とアナログ信号とで異なる。これにより、スイッチ９２の状態を判定する際の冗長性を好適に確保できる。
・上記第１実施形態では、第１制御部６６によりプリチャージの完了が判定される例を示したが、第２制御部６７によりプリチャージの完了が判定されてもよい。
・上記第２実施形態では、第１制御部６６によりプリチャージの完了が判定されるとともに、第１制御部６６により駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていることが判定される例を示したが、これらの判定のうちの一方が、第２制御部６７により実施されてもよい。
例えば、第２制御部６７により駆動部６２とモニタ部６３との少なくとも一方に異常が生じていることが判定されてもよい。この場合には、第２制御部６７により遮断部６４に遮断信号ＳＥが出力されてもよい。
・上記実施形態では、ＳＭＲアセンブリ５０が、バッテリ１０の負極側に接続される例を示したが、バッテリ１０の正極側に接続されてもよい。また、ＳＭＲアセンブリ５０が、バッテリ１０の負極側に接続されており、バッテリ１０の正極側には、ＳＭＲアセンブリ５０とは別の第３リレーが接続されていてもよい。
例えば、第３リレーは、第１制御装置６０によりオン状態とオフ状態とが切り替えられる。この場合、完了判定処理と完了仮判定処理との少なくとも一方において、第１リレー５１のオン状態とともに第３リレーのオン状態が判定され、これらの判定結果により、プリチャージの完了が判定されてもよい。
５１…第１リレー、６０…第１制御装置、６２…駆動部、６６…第１制御部、６７…第２制御部、９２…スイッチ、１００…電源システム、ＳＢ…指令信号、ＳＣ…駆動信号。

Claims (6)

  1. 電動アクチュエータ（５１）と、前記電動アクチュエータの電力供給状態と電力遮断状態とを切り替えるスイッチ（９２）と、前記スイッチを駆動する駆動部（６２）と、を備えるシステム（１００）に適用される制御装置（６０）であって、
    前記電動アクチュエータは、前記スイッチが開状態と閉状態とのうちの一方の状態である場合に前記電力供給状態となり、他方の状態である場合に前記電力遮断状態となり、
    前記駆動部は、前記スイッチの切り替えに関する指令信号（ＳＢ）に基づいて、前記スイッチを駆動する駆動信号（ＳＣ）を前記スイッチに出力し、
    前記指令信号に基づいて前記スイッチの状態を判定する第１制御部（６６）と、
    前記駆動信号に基づいて前記スイッチの状態を判定する第２制御部（６７）と、を備え、
    前記第１制御部と前記第２制御部との少なくとも一方は、前記第１制御部により前記スイッチが前記一方の状態であると判定され、かつ前記第２制御部により前記スイッチが前記一方の状態であると判定されたことを条件に、前記電動アクチュエータが前記電力供給状態であると判定する制御装置。
  2. 前記第１制御部は、前記指令信号を前記駆動部に出力し、この指令信号に基づいて前記スイッチの状態を判定する請求項１に記載の制御装置。
  3. 前記第１制御部は、前記駆動信号を取得し、前記指令信号が示す前記スイッチの状態と、前記駆動信号が示す前記スイッチの状態とが等しいか異なるかを判定し、
    前記第２制御部は、前記指令信号を取得し、前記指令信号が示す前記スイッチの状態と、前記駆動信号が示す前記スイッチの状態とが等しいか異なるかを判定し、
    前記第１制御部と前記第２制御部との少なくとも一方は、前記第１制御部と前記第２制御部とのうちの少なくともいずれかの制御部により異なると判定されたことを条件に、前記駆動部に異常が生じていると判定する請求項１または請求項２に記載の制御装置。
  4. 前記システムは、遮断信号（ＳＥ）に基づいて前記スイッチを強制的に前記他方の状態に切り替える遮断部（６４）を備えており、
    前記第１制御部と前記第２制御部との少なくとも一方は、前記駆動部に異常が生じていると判定された場合に、前記遮断部に前記遮断信号を出力する請求項３に記載の制御装置。
  5. 前記電動アクチュエータは、電源装置（１０）と、コンデンサ（４０）を含む電気負荷（１１）とを接続する電気経路（ＬＤ）に設けられ、前記電気負荷の起動時に前記電源装置から前記コンデンサに充電するプリチャージを行うリレースイッチであり、
    前記第１制御部は、前記スイッチの状態が規定期間に亘って前記一方の状態である場合に、前記プリチャージの完了を判定し、
    前記第２制御部は、前記スイッチの状態が前記規定期間に亘って前記一方の状態である場合に、前記プリチャージの完了を判定し、
    前記第１制御部と前記第２制御部との少なくとも一方は、前記第１制御部により前記プリチャージが完了したと判定され、かつ前記第２制御部により前記プリチャージが完了したと判定されたことを条件に、前記スイッチを前記他方の状態に切り替える請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の制御装置。
  6. 前記スイッチは、半導体スイッチング素子であり、
    前記駆動信号は、前記半導体スイッチング素子の制御端子（９２ａ）に入力されるアナログ信号であり、
    前記指令信号は、ハイ及びローの二値で変化する二値信号である請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の制御装置。
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