JP2021005637A - 制御装置 - Google Patents

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恭彦 永田
Yasuhiko Nagata
恭彦 永田
宇佐美 陽
Akira Usami
陽 宇佐美
康 守谷
Yasushi Moriya
康 守谷
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Abstract

【課題】電流検出部の劣化・故障を診断することが実現できる。【解決手段】前記課題を解決するため、本願は以下の構成を採用する。制御装置11は、並列接続された複数の負荷の駆動を制御し、複数の負荷に共通に接続された第1の駆動回路41と、複数の負荷の各々に対応して設けられ、各負荷に個別に接続された複数の第2の駆動回路42と、第1の駆動回路41に流れる第1の電流値を検出する第1の電流検出部51と、第2の駆動回路43の各々に流れる第2の電流値をそれぞれ検出する複数の第2の電流検出部52、53、54と、第1の電流検出部51が検出した第1の電流値Hmonと、第2の電流検出部52、53、54が検出した第2の電流値i2,i3、i4に基づいて、第1の電流検出部51および第2の電流検出部52、53、54の劣化・故障診断部を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、負荷の駆動を制御する制御装置に関する。
リニアソレノイドを用いてトランスミッションの変速制御を行う、自動車用オートマチックトランスミッション制御装置が広く利用されている。このようなトランスミッション制御装置には、リニアソレノイドに流れる電流を検出する電流検出部が設けられている。
本願発明の背景技術として、下記の特許文献1が知られている。特許文献1には、リニアソレノイドに異常電流が流れたことが検出された場合には、電流遮断部により該ソレノイドの一端へ供給される駆動電流を遮断するとともに、電流制御部により該ソレノイドの他端側を遮断した状態で、電圧検出部により検出された電流遮断部とソレノイドとの間の電圧に基づいて、リニアソレノイド駆動回路の異常を判定する異常検出装置が記載されている。
特開2010−80869号公報
特許文献1に記載の技術では、リニアソレノイドの電流を検出する電流検出部に劣化や故障が発生した場合に、それを診断することができないといった課題があった。
本発明の制御装置は、並列接続された複数の負荷の駆動を制御する制御装置であって、複数の負荷に共通に接続された第1の駆動回路と、複数の負荷の各々に対応して設けられ、各負荷に個別に接続された複数の第2の駆動回路と、第1の駆動回路に流れる第1の電流値を検出する第1の電流検出部と、第2の駆動回路の各々に流れる第2の電流値をそれぞれ検出する複数の第2の電流検出部と、第1の電流検出部が検出した第1の電流値と、第2の電流検出部が検出した第2の電流値と、に基づいて、第1の電流検出部および第2の電流検出部の劣化・故障診断を行う診断部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、電流検出部の劣化および故障の診断をする制御装置が実現できる。
本発明の実施形態に係る制御装置の構成図。 本発明の実施形態に係る制御装置の全体フローチャート例。 本発明の実施形態に係る電流検出部を診断するフローチャート例。 本発明の実施形態に係る電流検出部を診断するフローチャート例。
(制御装置の構造)
まず、本発明の実施形態に係る制御装置11の構成について、図1を用いて説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る制御装置11を含むトランスミッション制御システム1の構成図である。トランスミッション制御システム1は、自動車に搭載されており、リニアソレノイドを用いて自動車のトランスミッションの変速制御を行うものである。図1に示すように、トランスミッション制御システム1は、制御装置11、バッテリ電源21、およびリニアソレノイド61,62,63を備えて構成される。
制御装置11は、電源回路22、MPU(Micro Processing Unit)31、Highサイド駆動回路41(第1の駆動回路)、Highサイド電流検出部51(第1の電流検出部)、Lowサイド駆動回路42,43,44(第2の駆動回路)、Lowサイド電流検出部52,53,54(第2の電流検出部)を備えて構成される。なお、本実施形態ではLowサイド駆動回路が3回路の例を用いる。
電源回路22は、バッテリ電源21に接続されており、バッテリ電源21から供給される直流電力を所定の電圧に変換することで、MPU31に電源を供給する。なお、バッテリ電源21の一端側は制御装置11に接続されており、他端側はGNDに接続されている。
MPU31は、電源回路22から電源供給を受けて動作し、Highサイド駆動回路41、Lowサイド駆動回路42、43、44の駆動を制御している。また、MPU31は、Highサイド電流検出部51とLowサイド電流検出部42,43,44によりそれぞれ検出された電流値に基づいて、それぞれの電流検出部の劣化・故障診断(劣化および/または故障診断)を行う診断部として機能する。電流検出部の劣化・故障診断方法については、後述する。
Highサイド駆動回路41は、リニアソレノイド61,62,63に共通に接続されており、MPU31により駆動制御されることで、リニアソレノイド61,62,63の全体に流れる電流を制御する。Highサイド電流検出部51は、Highサイド駆動回路41の電流を検出し、その電流値をMPU31に出力する。なお、Highサイド電流検出部51によって検出されるHighサイド駆動回路41に流れる電流値を、Hmonと表す。
Lowサイド駆動回路42,43,44は、リニアソレノイド61,62,63の各々に対応して設けられており、各リニアソレノイドに個別に接続されている。Lowサイド駆動回路42,43,44は、Highサイド駆動回路41と同様に、MPU31により駆動制御されることで、リニアソレノイド61,62,63に流れる電流をそれぞれ制御する。Lowサイド電流検出部52,53,54は、それぞれLowサイド駆動回路42,43,44の電流を検出し、各電流値をMPU31に出力する。なお、Lowサイド電流検出部52,53,54によって検出されるLowサイド駆動回路42、43、44に流れる電流値を、それぞれi2、i3、i4と表す。
リニアソレノイド61,62,63は、並列に制御装置11と接続されており、Highサイド駆動回路41およびLowサイド駆動回路42,43,44の制御に応じた電流がそれぞれ流れることで、各駆動回路に対する負荷として作用する。リニアソレノイド61,62,63に流れる電流が制御されることにより、図示しないトランスミッションの変速制御が行われる。
次に、本発明の一実施形態に係る制御装置11の電流検出部51、52、53、54を診断する方法の全体の動きについて、図2のフローチャートを用いて説明する。
図2のフローチャートは、分岐ブロック101、ブロック102、分岐ブロック103,104、によって構成されている。
分岐ブロック101では、MPU31が、電流検出部51、52、53、54が正常に動作しているかどうかを判断する。正常時のHmonとi2、i3、i4の関係は次式で表される。Hmon=i2+i3+i4(以下、式1)ここで、式1が成立する場合は正常状態であるため、分岐ブロック101の処理の前の状態に戻る。しかし、式1が成立しない場合は、電流検出部51、52、53、54のいずれかの電流検出部に劣化・故障が発生していると判断し、ブロック102に移行する。ブロック102以降では、電流検出部51、52、53、54のどれに劣化・故障が発生しているかを判断する診断処理のプロセスに移行する。
分岐ブロック103では、Lowサイド駆動回路42,43,44のうち、どれか1回路だけが駆動しているかどうかを判断する。Lowサイド駆動回路42,43,44のうちどれか1回路だけが駆動している場合、どのLowサイド駆動回路が駆動しているかを判断するため、分岐ブロック111(図3)に移行する。分岐ブロック111については後述する。Lowサイド駆動回路が1回路のみの駆動でない場合は、分岐ブロック104に移行する。
分岐ブロック104では、Lowサイド駆動回路42,43,44のうち、どれか2回路の組み合わせが駆動しているかどうかを判断する。Lowサイド駆動回路42,43,44のうちどれか2回路の組み合わせが駆動している場合、どのLowサイド駆動回路の組み合わせが駆動しているかを判断するため、分岐ブロック121(図4)に移行する。分岐ブロック121については後述する。Lowサイド駆動回路がどれか2回路の組み合わせによる駆動でない場合は、ブロック102の処理の前の状態に戻る。
図3は、分岐ブロック103の処理を受けて、どのLowサイド駆動回路だけが駆動しているかを判断したうえで、どの電流検出部が劣化・故障しているか診断するフローチャートである。
図3のフローチャートは、分岐ブロック111、112、113、ブロック114、115、116,117、118によって構成されている。
分岐ブロック111、112、113は、どのLowサイド駆動回路が駆動しているかを判断し、電流検出部51、52、53、54のうち、どれが劣化・故障しているかを診断する。
MPU31は、前述のようにLowサイド駆動回路42、43、44の駆動制御を行っているため、どのLowサイド駆動回路が駆動しているかを判断することができる。分岐ブロック111、112、113では、Lowサイド駆動回路42、43、44が1つずつ駆動しているときにHighサイド電流検出部51がそれぞれ検出した電流値Hmonと、そのときにLowサイド電流検出部52,53,54がそれぞれ検出したLowサイド駆動回路42,43,44の電流値i2、i3、i4とを比較する。そして、各Hmonとi2、i3、i4が異なるかどうかを判断することで、どの電流検出部が劣化・故障しているかを診断する。
分岐ブロック111では、Lowサイド駆動回路42が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52が検出した電流値i2とが一致せず、かつ、他のLowサイド駆動回路43,44がそれぞれ駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部53,54がそれぞれ検出した電流値i3,i4とがいずれも一致しているという条件を満たすか否かを判定する。この条件を満たす場合に、ブロック115に移行してLowサイド電流検出部52が劣化・故障していると判断する。一方、条件を満たさない場合は分岐ブロック112に移行する。ブロック115でLowサイド電流検出部52が劣化・故障していると判断をしたあとは、ブロック118に進み、劣化・故障部分を使用しないでトランスミッションの制御を行うフェールセーフ処理に移行する。その後、診断フローチャートの処理を終了する。
分岐ブロック112では、Lowサイド駆動回路43が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部53が検出した電流値i3とが一致せず、かつ、他のLowサイド駆動回路42,44がそれぞれ駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52,54がそれぞれ検出した電流値i2,i4とがいずれも一致しているという条件を満たすか否かを判定する。この条件を満たす場合に、ブロック116に移行してLowサイド電流検出部53が劣化・故障していると判断する。一方、条件を満たさない場合は分岐ブロック113に移行する。ブロック116でLowサイド電流検出部53が劣化・故障していると判断したあとは、ブロック115以降と同様に処理を進める。
分岐ブロック113では、Lowサイド駆動回路44が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部54が検出した電流i4とが一致せず、かつ、他のLowサイド駆動回路42,43がそれぞれ駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52,53がそれぞれ検出した電流値i2,i3とがいずれも一致しているという条件を満たすか否かを判定する。この条件を満たす場合に、ブロック117に移行してLowサイド電流検出部54が劣化・故障していると判断する。一方、条件を満たさない場合はブロック114に移行する。ブロック117でLowサイド電流検出部54が劣化・故障していると判断したあとは、ブロック115、116以降と同様に処理を進める。
ブロック114では、分岐ブロック111、112、113の判断がすべてNoになると、Highサイド電流検出部51が劣化・故障していると判断する。そのあとは、ブロック115、116、117以降と同様に処理を進める。
図4は、分岐ブロック104の処理を受けて、どのLowサイド駆動回路の組み合わせが駆動しているかを判断したうえで、どの電流検出部が劣化・故障しているか診断するフローチャートである。
図4のフローチャートは、分岐ブロック121、122、123、ブロック124、125、126,127、128によって構成されている。
分岐ブロック121、122、123は、どのLowサイド駆動回路同士の組み合わせが駆動しているかを判断し、電流検出部51、52、53、54のうち、どれが劣化・故障しているかを診断する。
MPU31は、前述のようにLowサイド駆動回路42、43、44の駆動制御を行っているため、どのLowサイド駆動回路同士の組み合わせが駆動しているかを判断することができる。分岐ブロック121、122、123では、Lowサイド駆動回路42、43、44が2つずつ同時に駆動しているとき、すなわち1つずつを除いて同時に駆動しているときにHighサイド電流検出部51がそれぞれ検出した電流値Hmonと、そのときにLowサイド電流検出部52,53,54がそれぞれ検出したLowサイド駆動回路42,43,44の電流値i2、i3、i4の各組み合わせi2+i3、i3+i4、i2+i4とを比較する。そして、各Hmonとi2+i3、i3+i4、i2+i4が同じになるかどうかを判断することで、どの電流検出部が劣化・故障しているかを診断する。
分岐ブロック121では、Lowサイド駆動回路42,43が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52,53がそれぞれ検出した電流値i2,i3の合計値i2+i3とが一致せず、かつ、Lowサイド駆動回路43,44が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部53,54がそれぞれ検出した電流値i3,i4の合計値i3+i4とが一致し、かつ、Lowサイド駆動回路42,44が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52,54がそれぞれ検出した電流値i2,i4の合計値i2+i4とが一致しない場合に、ブロック125に移行してLowサイド電流検出部52が劣化・故障していると判断する。一方、条件を満たさない場合は分岐ブロック122に移行する。ブロック125でLowサイド電流検出部52が劣化・故障している判断をしたあとは、ブロック128に進み、劣化・故障部分を使用しないでトランスミッションの制御を行うフェールセーフ処理に移行する。その後、診断フローチャートの処理を終了する。
分岐ブロック122では、Lowサイド駆動回路42,43が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52,53がそれぞれ検出した電流値i2,i3の合計値i2+i3とが一致せず、かつ、Lowサイド駆動回路43,44が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部53,54がそれぞれ検出した電流値i3,i4の合計値i3+i4とが一致せず、かつ、Lowサイド駆動回路42,44が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52,54がそれぞれ検出した電流値i2,i4の合計値i2+i4とが一致する場合に、ブロック126に移行してLowサイド電流検出部53が劣化・故障していると判断する。一方、条件を満たさない場合は分岐ブロック123に移行する。ブロック126でLowサイド電流検出部53が劣化・故障していると判断したあとは、ブロック125以降と同様に処理を進める。
分岐ブロック123では、Lowサイド駆動回路42,43が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52,53がそれぞれ検出した電流値i2,i3の合計値i2+i3とが一致し、かつ、Lowサイド駆動回路43,44が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部53,54がそれぞれ検出した電流値i3,i4の合計値i3+i4とが一致せず、かつ、Lowサイド駆動回路42,44が駆動しているときにHighサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、このときLowサイド電流検出部52,54がそれぞれ検出した電流値i2,i4の合計値i2+i4とが一致しない場合に、ブロック127に移行してLowサイド電流検出部54が劣化・故障していると判断する。一方、条件を満たさない場合はブロック124に移行する。ブロック127でLowサイド電流検出部54が劣化・故障していると判断したあとは、ブロック125、126以降と同様に処理を進める。
ブロック124では、分岐ブロック121、122、123の判断がすべてNoになると、Highサイド電流検出部51が劣化・故障していると判断する。そのあとは、ブロック125、126、127以降と同様に処理を進める。
以上説明した本発明の第1の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
(1)制御装置11は、並列接続された複数の負荷であるリニアソレノイド61,62,63の駆動を制御する。制御装置11は、リニアソレノイド61,62,63に共通に接続されたHighサイド駆動回路41と、リニアソレノイド61,62,63の各々に対応して設けられ、各リニアソレノイドに個別に接続された複数のLowサイド駆動回路42,43,44と、Highサイド駆動回路41に流れる電流値Hmonを検出するHighサイド電流検出部51と、Lowサイド駆動回路42,43,44の各々に流れる電流値i2,i3,i4をそれぞれ検出する複数のLowサイド電流検出部52、53、54と、Highサイド電流検出部51が検出した電流値Hmonと、Lowサイド電流検出部52、53、54が検出した電流値i2,i3、i4とに基づいて、Highサイド電流検出部51およびLowサイド電流検出部52、53、54の劣化・故障診断を行う診断部として機能するMPU31とを備える。このようにしたので、それぞれの電流検出部について、劣化・故障を診断することが実現できる。
(2)MPU31は、電流値Hmonと、電流値i2、i3、i4の合計とを比較し、その比較結果に基づいて、Highサイド電流検出部51およびLowサイド電流検出部52、53、54のいずれかが劣化・故障しているか否かを判断する(分岐ブロック101)。このようにしたので、いずれかの電流検出部が劣化・故障している場合に、これを確実に判断することができる。
(3)MPU31は、Highサイド電流検出部51およびLowサイド電流検出部52,53、54のいずれかが劣化・故障していると判断した場合(分岐ブロック101:No)、診断処理に移行し、Highサイド電流検出部51および複数のLowサイド電流検出部52、53、54の中から劣化・故障しているものを特定する(ブロック102)。このようにしたので、どの電流検出部が劣化・故障しているかを特定することができる。
(4)複数のLowサイド駆動回路52、53、54がリニアソレノイド61、62、63をそれぞれ1つずつ駆動している場合(ブロック103:Yes)、MPU31は、駆動中の各リニアソレノイドに対応するLowサイド駆動回路に流れる電流値i2,i3、i4と、電流値Hmonとを比較し(分岐ブロック111〜113)、その比較結果に基づいて、Highサイド電流検出部51および複数のLowサイド電流検出部52、53、54の中から劣化・故障しているものを特定する(ブロック114〜117)。また、複数のLowサイド駆動回路52、53、54がリニアソレノイド61、62、63をそれぞれ1つずつ除いて同時に駆動している場合(ブロック104:Yes)、MPU31は、駆動中の各リニアソレノイドに対応するLowサイド駆動回路に流れる電流値i2,i3、i4の合計i2+i3、i3+i4、i2+i4と、電流値Hmonとを比較し(分岐ブロック121〜123)、その比較結果に基づいて、Highサイド電流検出部51および複数のLowサイド電流検出部52、53、54の中から劣化・故障しているものを特定する(ブロック124〜127)。このようにしたので、どの電流検出部が劣化・故障しているかを確実に特定することができる。
(5)制御装置11が駆動を制御する複数の負荷は、リニアソレノイド61、62、63である。そうすることで、リニアソレノイドを用いてトランスミッションの変速制御を行うトランスミッション制御システム1において適用できる。
なお、以上説明した実施形態では、負荷として3つのリニアソレノイド61,62,63が制御装置11に接続されており、これらに共通して設けられた、Highサイド駆動回路41、および各リニアソレノイドに対応して設けられた3つのLowサイド駆動回路42,43,44を用いて、リニアソレノイド61,62,63の駆動制御を行う場合の例を説明した。しかし、負荷が2つまたは4つ以上の場合でも、同様の診断方法を適用可能である。また、リニアソレノイド以外の負荷を用いた場合でも、同様の診断方法を適用可能である。すなわち、任意の個数で並列接続された複数の負荷の駆動を制御する制御装置であって、複数の負荷に共通に接続された第1の駆動回路と、複数の負荷の各々に対応して設けられ、各負荷に個別に接続された複数の第2の駆動回路と、第1の駆動回路に流れる第1の電流値を検出する第1の電流検出部と、第2の駆動回路の各々に流れる第2の電流値をそれぞれ検出する複数の第2の電流検出部とを備えた制御装置において、第1の電流検出部が検出した第1の電流値と、第2の電流検出部が検出した第2の電流値とに基づいて、第1の電流検出部および第2の電流検出部の劣化・故障診断を行うことができる。このようにしても、上記の実施形態と同様の作用効果を奏する。
以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
1 トランスミッション制御システム
11 制御装置
21 バッテリ電源
22 電源回路
31 MPU
41 第1の駆動回路(Highサイド駆動回路)
51 第1の電流検出部(Highサイド電流検出部)
42、43、44 第2の駆動回路(Lowサイド駆動回路)
52、53、54 第2の電流検出部(Lowサイド電流検出部)
61、62、63 負荷(リニアソレノイド)

Claims (6)

  1. 並列接続された複数の負荷の駆動を制御する制御装置であって、
    前記複数の負荷に共通に接続された第1の駆動回路と、
    前記複数の負荷の各々に対応して設けられ、各負荷に個別に接続された複数の第2の駆動回路と、
    前記第1の駆動回路に流れる第1の電流値を検出する第1の電流検出部と、
    前記第2の駆動回路の各々に流れる第2の電流値をそれぞれ検出する複数の第2の電流検出部と、
    前記第1の電流検出部が検出した前記第1の電流値と、前記第2の電流検出部が検出した前記第2の電流値とに基づいて、前記第1の電流検出部および前記第2の電流検出部の劣化・故障診断を行う診断部と、を備える制御装置。
  2. 請求項1に記載の制御装置において、
    前記診断部は、前記第1の電流値と、前記第2の電流値の合計とを比較し、その比較結果に基づいて、前記第1の電流検出部および前記第2の電流検出部のいずれかが劣化または故障しているか否かを判断する制御装置。
  3. 請求項2に記載の制御装置において、
    前記診断部は、前記第1の電流検出部および前記第2の電流検出部のいずれかが劣化または故障していると判断した場合、前記第1の電流検出部および前記複数の第2の電流検出部の中から劣化または故障しているものを特定する制御装置。
  4. 請求項3に記載の制御装置において、
    前記複数の第2の駆動回路が前記負荷をそれぞれ1つずつ駆動している場合、
    前記診断部は、駆動中の各負荷に対応する前記第2の駆動回路に流れる前記第2の電流値と、前記第1の電流値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記第1の電流検出部および前記複数の第2の電流検出部の中から劣化または故障しているものを特定する
    制御装置。
  5. 請求項3に記載の制御装置において、
    前記負荷が3つ以上あり、前記複数の第2の駆動回路が前記負荷をそれぞれ1つずつ除いて同時に駆動している場合、
    前記診断部は、駆動中の各負荷に対応する前記第2の駆動回路に流れる前記第2の電流値の合計と、前記第1の電流値とを比較し、その比較結果に基づいて、前記第1の電流検出部および前記複数の第2の電流検出部の中から劣化または故障しているものを特定する制御装置。
  6. 請求項1から請求項5のいずれか一項に記載の制御装置において、
    前記負荷は、リニアソレノイドである制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021261000A1 (ja) * 2020-06-24 2021-12-30 日立Astemo株式会社 車載制御装置
KR20230037400A (ko) * 2021-09-09 2023-03-16 주식회사 현대케피코 차량 부하의 고장 진단 방법

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