JP2021131341A

JP2021131341A - 負荷駆動回路

Info

Publication number: JP2021131341A
Application number: JP2020027772A
Authority: JP
Inventors: 翔太嶋崎; Shota Shimazaki
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2020-02-21
Filing date: 2020-02-21
Publication date: 2021-09-09
Anticipated expiration: 2040-02-21
Also published as: JP7238830B2

Abstract

【課題】一部の誘導負荷の軽微リーク異常の場合、正常な誘導負荷を駆動し、少なくとも一部のシステム機能を継続する負荷駆動回路を提供する。【解決手段】制御回路は、イニシャルチェックの第１判定段階において、セーフリレーをＯＮし、各誘導負荷に対応するハイサイドスイッチをＯＮ、且つ、ローサイドスイッチをＯＦＦした（Ｓ１、Ｓ２）状態で、リーク異常であるか否かを判定する（Ｓ３Ａ）。制御回路は、第１判定段階で一つ以上の誘導負荷についてリーク異常であると判定した場合、第２判定段階において、「軽微リーク異常」であるか「真性リーク異常」であるかを判別する（Ｓ５Ａ）。軽微リーク異常であると判定した場合（Ｓ６）、異常と判定された誘導負荷の駆動を禁止すると共に、正常と判定された誘導負荷の駆動を許可する（Ｓ９）。真性リーク異常であると判定した場合（Ｓ７）、セーフリレーをＯＦＦし、全ての誘導負荷の駆動を禁止する（Ｓ１０）。【選択図】図２

Description

本発明は、負荷駆動回路に関する。

従来、ソレノイド等の誘導負荷を駆動する負荷駆動回路において、ソレノイドや駆動トランジスタの異常を監視する技術が知られている。

例えば特許文献１に開示されたソレノイド負荷監視回路は、バッテリに対して並列接続された複数のソレノイドについて、各ソレノイドの両端の電位差を計測する。ソレノイドと接地間に接続された駆動トランジスタがＯＦＦのとき、ソレノイド両端の電位差が基準電圧より大きければ、ソレノイド負荷監視回路は、駆動トランジスタのリーク故障と判定する。

特開平１０−３３８１２５号公報

特許文献１の回路構成では各ソレノイドを迂回する電流経路が無く、あるソレノイドに対応する駆動トランジスタのリーク故障が検出されたとき、そのソレノイドへの通電を個別に遮断することができない。そのため、一部のソレノイドに対応する駆動トランジスタがリーク故障した場合でも、全てのソレノイドへのバッテリ電圧の供給を一斉に停止する必要があり、システム機能が完全に喪失することとなる。

本明細書では、誘導負荷そのものに起因する場合に限らず、各誘導負荷に対応する配線や素子に起因する場合を含め、リーク電流が流れる場合、「誘導負荷がリーク異常」であると表現する。同様に、誘導負荷そのもの、及び、対応する配線や素子が正常であってリーク電流が流れない場合、「誘導負荷が正常」であると表現する。

本発明は上述の点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、一部の誘導負荷の軽微リーク異常の場合、正常な誘導負荷を駆動し、少なくとも一部のシステム機能を継続する負荷駆動回路を提供することにある。

本発明は、バッテリとグランドとの間に並列接続された複数の誘導負荷（ＳＬ１−ＳＬ３）を駆動する負荷駆動回路である。誘導負荷は、例えばコイルへの通電により発生した電磁吸引力によりバルブを開閉するソレノイド等である。以下、バッテリ側を上流と表し、グランド側を下流と表す。この負荷駆動回路は、セーフリレー（ＲＹ）と、ハイサイドスイッチ（ＴＨ）と、ローサイドスイッチ（ＴＬ）と、制御回路（４４）と、スイッチ駆動回路（８Ｈ、８Ｌ）と、を備える。

セーフリレーは、複数の誘導負荷に対して共通に設けられ、バッテリから複数の誘導負荷への電力供給を遮断可能である。ハイサイドスイッチは、各誘導負荷の上流端と下流端との間に各誘導負荷と並列に接続され、電流経路の導通及び遮断を切り替える。ローサイドスイッチは、各誘導負荷の下流端とグランドとの間に接続され、電流経路の導通及び遮断を切り替える。

制御回路は、ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのスイッチング信号を生成し、且つ、当該負荷駆動回路の起動後のイニシャルチェックにおいて、各誘導負荷の下流端からグランドへリーク電流が流れるリーク異常の有無を判定する。スイッチ駆動回路は、スイッチング信号に従ってハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替える。

制御回路は、イニシャルチェックの第１判定段階において、セーフリレーをＯＮし、各誘導負荷に対応するハイサイドスイッチをＯＮ、且つ、ローサイドスイッチをＯＦＦした状態で、リーク異常であるか否かを判定する。制御回路は、第１判定段階で一つ以上の誘導負荷についてリーク異常であると判定した場合、イニシャルチェックの第２判定段階において、リーク電流が許容範囲内にある「軽微リーク異常」であるか、リーク電流が許容範囲を超える「真性リーク異常」であるかを判別する。例えば「軽微リーク異常」とは、スイッチの耐電流性能に問題ない程度のリーク電流が流れている状態を指す。

制御回路は、軽微リーク異常であると判定した場合、異常と判定された誘導負荷について、第１判定段階におけるハイサイドスイッチのＯＮ状態及びローサイドスイッチのＯＦＦ状態を継続して駆動を禁止すると共に、正常と判定された誘導負荷の駆動を許可する。また、制御回路は、真性リーク異常であると判定した場合、セーフリレーをＯＦＦし、全ての誘導負荷の駆動を禁止する。

本発明では、イニシャルチェック時にハイサイドスイッチをＯＮ状態とすることで、判定対象の誘導負荷にリーク電流が流れて誤動作等が発生することを防止できる。また、軽微リーク異常時に異常と判定された誘導負荷のみの駆動を禁止し、正常と判定された誘導負荷の駆動を許可することで、システム機能が完全に喪失することを回避し、少なくとも一部のシステム機能を継続することができる。また、真性リーク異常時に全ての誘導負荷の駆動を禁止することで、確実にフェールセーフを実現することができる。

第１実施形態による負荷駆動回路の回路構成図。第１実施形態によるリーク異常判定処理のフローチャート。第２実施形態による負荷駆動回路の回路構成図。第２実施形態によるリーク異常判定処理のフローチャート。第３実施形態による負荷駆動回路の回路構成図。第３実施形態によるリーク異常判定処理のフローチャート。

以下、本発明による負荷駆動回路の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。複数の実施形態で、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。第１〜第３実施形態を包括して「本実施形態」という。本実施形態において負荷駆動回路の駆動対象である複数の「誘導負荷」は、例えば車両の油圧ブレーキシステムにおいて油圧経路を開閉する制御弁を構成する複数のソレノイドである。

（第１実施形態）
図１、図２を参照し、第１実施形態について説明する。まず図１に、負荷駆動回路の駆動対象である複数のソレノイドＳＬ１、ＳＬ２、ＳＬ３（以下、「複数のソレノイドＳＬ１−ＳＬ３」と記す）、及び、負荷駆動回路４０の全体構成を示す。図１においてソレノイドの数が３個であることに意味はなく、２個でも４個以上でもよい。複数のソレノイドＳＬ１−ＳＬ３は、図示しないバッテリとグランドとの間に並列接続され、バッテリ電圧Ｖｂが共通に印加される。以下、バッテリ側を「上流」と表し、グランド側を「下流」と表す。

負荷駆動回路４０は、複数のソレノイドＳＬ１−ＳＬ３を駆動する。負荷駆動回路４０は、全ソレノイドＳＬ１−ＳＬ３に対して共通に設けられたセーフリレーＲＹ及び制御回路４４と、ソレノイドＳＬ１−ＳＬ３毎に個別に設けられた第１〜第３ソレノイド駆動回路とを備える。つまり、図１における複数のソレノイドＳＬ１−ＳＬ３以外の部分が負荷駆動回路４０に該当する。セーフリレーＲＹは、バッテリから複数のソレノイドＳＬ１−ＳＬ３への電力供給を遮断可能である。

第１実施形態では第１〜第３ソレノイド駆動回路の符号を「４６１」、「４６２」、「４６３」とする。第１ソレノイド駆動回路４６１については詳細な構成を図示する。第２、第３ソレノイド駆動回路４６２、４６３については、単に第１ソレノイド駆動回路４６１と同様の構成の回路が複数設けられていることを表し、詳細な図示を省略する。

以下の説明で、第１実施形態の第１〜第３ソレノイド駆動回路を代表して「ソレノイド駆動回路４６１」と記す。この場合、「一つのソレノイドに対する一単位の駆動回路」の意味である。また、駆動されるソレノイドを代表して「ソレノイドＳＬ１」と記す。ソレノイド駆動回路４６１は、ハイサイドスイッチＴＨ、ローサイドスイッチＴＬ、並びに、各スイッチＴＨ、ＴＬに対応する電流センサ５Ｈ、５Ｌ、電流検出回路６Ｈ、６Ｌ及びスイッチ駆動回路８Ｈ、８Ｌを含む。

ハイサイドスイッチＴＨは、ソレノイドＳＬ１の上流端と下流端との間にソレノイドＳＬ１と並列に接続され、電流経路の導通及び遮断を切り替える。ローサイドスイッチＴＬは、ソレノイドＳＬ１の下流端とグランドとの間に接続され、電流経路の導通及び遮断を切り替える。

スイッチ駆動回路８Ｈは、８Ｌは、制御回路４４が生成したスイッチング信号に従って、それぞれハイサイドスイッチＴＨ及びローサイドスイッチＴＬのＯＮ／ＯＦＦを切り替える。短絡を防止する技術常識として、ハイサイドスイッチＴＨ及びローサイドスイッチＴＬが同時にＯＮすることはない。ハイサイドスイッチＴＨがＯＮ、ローサイドスイッチＴＬがＯＦＦのときソレノイドＳＬ１に通電されず、非駆動の状態となる。ハイサイドスイッチＴＨがＯＦＦ、ローサイドスイッチＴＬがＯＮのときソレノイドＳＬ１に通電される。すなわち、ソレノイドＳＬ１が駆動される。

ハイサイドスイッチＴＨに流れる電流を「ハイサイド電流ＩＨ」、ローサイドスイッチＴＬに流れる電流を「ローサイド電流ＩＬ」と定義する。ハイサイド電流センサ５Ｈ及びローサイド電流センサ５Ｌは、それぞれハイサイド電流ＩＨ及びローサイド電流ＩＬを検出する。ハイサイド電流検出回路６Ｈ及びローサイド電流検出回路６Ｌは、それぞれ対応する電流センサ５Ｈ、５Ｌの出力信号を処理して制御回路４４に出力する。

通常駆動において制御回路４４は、例えば外部からの指令信号に基づき、デューティ制御によりハイサイドスイッチＴＨ及びローサイドスイッチＴＬのスイッチング信号を生成する。このとき、電流検出回路６Ｈ、６Ｌからフィードバック電流ＩＨ、ＩＬを取得し、電流フィードバック制御を行ってもよい。また、制御回路４４は、セーフリレーＲＹの開閉を指令する。

ところで、このような構成の負荷駆動回路４０において、ソレノイドＳＬ１の下流端からグランドへリーク電流が流れる「リーク異常」が発生する可能性がある。リーク経路としては、図１に破線で示すように、ソレノイドＳＬ１の下流端からグランドに流れる経路ＬＰａ、及び、ローサイドスイッチＴＬの内部を流れる経路ＬＰｂが想定される。

そこで、負荷駆動回路４０の起動後、通常駆動開始前のイニシャルチェックによりリーク異常を検出することが求められる。したがって、本実施形態の制御回路４４は、さらにイニシャルチェックにおいて、各ソレノイドＳＬ１−ＳＬ３の下流端からグランドへリーク電流が流れるリーク異常の有無を判定する。

本明細書では、ソレノイドそのものに起因する場合に限らず、各ソレノイドに対応する配線やローサイドスイッチＴＬに起因する場合を含め、リーク電流が流れる場合、「ソレノイドがリーク異常」であると表現する。同様に、ソレノイドそのもの、及び、対応する配線やローサイドスイッチＴＬが正常であってリーク電流が流れない場合、「ソレノイドが正常」であると表現する。

なお、特許文献１（特開平１０−３３８１２５号公報）の従来技術では、複数のうち一部のソレノイドがリーク異常の場合でも、処置として全てのソレノイドに対する電圧供給を一斉に遮断する必要があり、システム機能が完全に喪失することとなる。

それに対し本実施形態の負荷駆動回路４０は、リーク異常と判定された場合、実質的に許容範囲内である「軽微リーク異常」と、許容範囲を超える「真性リーク異常」とに判別する。そして、一部のソレノイドの軽微リーク異常の場合、正常なソレノイドを駆動し、少なくとも一部のシステム機能を継続することを目的とする。

第１実施形態では、制御回路４４は、電流センサ５Ｈにより検出され、電流検出回路６Ｈにより出力信号が処理されたハイサイド電流ＩＨに基づいて、各ソレノイドＳＬ１−ＳＬ３のリーク異常の有無を判定し、さらに、軽微リーク異常であるか、真性リーク異常であるかを判別する。

なお、第１実施形態のソレノイド駆動回路４６１において、ローサイド電流センサ５Ｌ及び電流検出回路６Ｌはイニシャルチェックのリーク異常判定では用いられず、通常駆動時のフィードバック制御等でのみ用いられることを想定している。ローサイド電流ＩＬに基づいてリーク経路ＬＰａとリーク経路ＬＰｂとを識別することも可能であるが、現実的なニーズがないため、第１実施形態では想定しない。

図２のフローチャートを参照し、第１実施形態によるリーク異常判定処理について説明する。フローチャートの説明で記号「Ｓ」はステップを意味する。Ｓ１−Ｓ４が「イニシャルチェックの第１判定段階」に相当し、Ｓ５−Ｓ７が「イニシャルチェックの第２判定段階」に相当する。Ｓ８−Ｓ１０は判定結果に応じた処置である。第１〜第３実施形態においてＳ３、Ｓ５以外のステップは共通であり、第１判定段階及び第２判定段階の意味も共通である。またＳ３、Ｓ５については各実施形態に対応する「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」の記号を末尾に付す。

制御回路４４は、Ｓ１でセーフリレーＲＹをＯＮし、Ｓ２で各ソレノイドＳＬ１−ＳＬ３に対応するハイサイドスイッチＴＨをＯＮ、且つ、ローサイドスイッチＴＬをＯＦＦする。この状態で制御回路４４は、Ｓ３Ａで、ハイサイド電流ＩＨが第１電流閾値ＩＨｔｈ１以上であるか否か判断する。第１電流閾値ＩＨｔｈ１は、０［Ａ］に対する誤差範囲の上限値に設定されている。つまり、「ハイサイド電流ＩＨが第１電流閾値ＩＨｔｈ１以上である」とは、「ハイサイド電流ＩＨが実質的に０［Ａ］でない」ことを意味する。

以下、異常判定対象のソレノイドを「対象ソレノイドＳＬ１」として記載する。また、他のソレノイドＳＬ２、ＳＬ３は正常とする。Ｓ３ＡでＮＯの場合、Ｓ４で制御回路４４は、ハイサイド電流ＩＨが実質的に０［Ａ］であり、対象ソレノイドＳＬ１が正常と判定する。そして、Ｓ８で制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１についてデューティ制御等による通常駆動を開始する。Ｓ３ＡでＹＥＳの場合、制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１がリーク異常であると判定し、Ｓ５Ａに移行する。

第２判定段階のＳ５Ａで制御回路４４は、ハイサイド電流ＩＨが第２電流閾値ＩＨｔｈ２以上であるか否か判断する。第２電流閾値ＩＨｔｈ２は第１電流閾値ＩＨｔｈ１より大きい値である。例えば、第２電流閾値ＩＨｔｈ２以上の電流を通電し続けるとハイサイドスイッチＴＨ、及び、リーク電流が経路ＬＰｂを流れる場合のローサイドスイッチＴＬの耐電流値を超えるおそれがある、という値が第２電流閾値ＩＨｔｈ２として設定される。つまり、スイッチＴＨ、ＴＬの耐電流の観点から、第２電流閾値ＩＨｔｈ２以上のリーク電流が流れる場合、真性リーク異常として扱う。一方、第２電流閾値ＩＨｔｈ２未満の電流を通電し続けても、スイッチＴＨ、ＴＬの耐電流性能に問題ないため、この場合、軽微リーク異常として扱う。

要するに、第２電流閾値ＩＨｔｈ２は「リーク電流の許容範囲の上限値」に相当する。制御回路４４は、第２判定段階において、リーク電流が許容範囲内にある「軽微リーク異常」であるか、リーク電流が許容範囲を超える「真性リーク異常」であるかを判別する。

ハイサイド電流ＩＨが第２電流閾値ＩＨｔｈ２より小さいとき、すなわちＳ５ＡでＮＯの場合、Ｓ６で制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１が「軽微リーク異常」であると判定する。そして、Ｓ９で制御回路４４は、異常と判定された対象ソレノイドＳＬ１について、第１判定段階における「ハイサイドスイッチＴＨのＯＮ状態及びローサイドスイッチＴＬのＯＦＦ状態」を継続して駆動を禁止する。また、制御回路４４は、正常と判定された他のソレノイドＳＬ２、ＳＬ３の駆動を許可する。

ハイサイド電流ＩＨが第２電流閾値ＩＨｔｈ２以上のとき、すなわちＳ５ＡでＹＥＳの場合、Ｓ７で制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１が「真性リーク異常」であると判定する。そして、Ｓ１０で制御回路４４は、セーフリレーＲＹをＯＦＦし、全てのソレノイドＳＬ１−ＳＬ３の駆動を禁止する。

このように本実施形態では、イニシャルチェック時にハイサイドスイッチＴＨをＯＮ状態とすることで、対象ソレノイドＳＬ１にリーク電流が流れて誤動作等が発生することを防止できる。

また、軽微リーク異常時に異常と判定された対象ソレノイドＳＬ１のみの駆動を禁止し、正常と判定された他のソレノイドＳＬ２、ＳＬ３の駆動を許可することで、システム機能が完全に喪失することを回避し、少なくとも一部のシステム機能を継続することができる。例えば四つの車輪に対する各ブレーキ油圧経路を開閉する制御弁のうち一つに異常が発生しても、他の三つを正常に駆動することができる。また、真性リーク異常時に全てのソレノイドＳＬ１−ＳＬ３の駆動を禁止することで、確実にフェールセーフを実現することができる。

さらに第１実施形態では、通常駆動の電流フィードバック制御に用いられる電流センサ５Ｈ及び電流検出回路６Ｈの構成によりハイサイド電流ＩＨを取得してリーク異常を判定するため、リーク異常判定のための専用の構成を設ける必要がない。したがって、既存の負荷駆動回路４０においても適用しやすい。また、一般に電流による検出方法は、電位差による検出方法よりも検出精度が良い。

（第２、第３実施形態）
次に図３、図４を参照し、第２実施形態について説明する。図３に示すように、第２実施形態では第１〜第３ソレノイド駆動回路の符号を「４７１」、「４７２」、「４７３」とする。第１ソレノイド駆動回路４７１については詳細な構成を図示する。第２、第３ソレノイド駆動回路４７２、４７３については、単に第１ソレノイド駆動回路４７１と同様の構成の回路が複数設けられていることを表し、詳細な図示を省略する。なお、図１の第２、第３ソレノイド駆動回路４６２、４６３に対し、ハイサイド電位差比較回路７１Ｈ、７２Ｈの記号のみが追加されている。

第２実施形態の第１〜第３ソレノイド駆動回路を代表して、「ソレノイド駆動回路４７１」と記す。また、ハイサイドスイッチＴＨの上流端と下流端との電位差を「ハイサイド電位差ＶＨ」と定義する。第２実施形態のソレノイド駆動回路４７１は、第１実施形態のソレノイド駆動回路４６１の構成に加え、ハイサイド電位差ＶＨを閾値と比較する二つのハイサイド電位差比較回路７１Ｈ、７２Ｈを有している。ハイサイド電位差ＶＨは、ソレノイドＳＬ１の非駆動時にソレノイドＳＬ１の両端に発生する電位差でもある。

第１のハイサイド電位差比較回路７１Ｈは、ハイサイド電位差ＶＨを第１ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ１と比較する。第１ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ１は、リーク異常であるか否かを判定する第１判定段階で用いられる。第２のハイサイド電位差比較回路７２Ｈは、ハイサイド電位差ＶＨを第２ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ２と比較する。第２ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ２は、第１ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ１より大きい値に設定されており、軽微リーク異常であるか真性リーク異常であるかを判別する第２判定段階で用いられる。

図４のフローチャートは、図２に対しＳ３Ｂ、Ｓ５Ｂのみが異なる。それ以外のステップについては第１実施形態の説明を援用する。第１判定段階のＳ３Ｂで制御回路４４は、ハイサイド電位差ＶＨが第１ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ１以上であるか否か判断する。第１ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ１は、図２の第１電流閾値ＩＨｔｈ１相当のリーク電流が流れたときに発生するハイサイド電位差ＶＨの値に設定される。Ｓ３ＢでＹＥＳの場合、制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１がリーク異常であると判定し、Ｓ５Ｂに移行する。

第２判定段階のＳ５Ｂで制御回路４４は、ハイサイド電位差ＶＨが第２ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ２以上であるか否か判断する。第２ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ２は、図２の第２電流閾値ＩＨｔｈ２相当のリーク電流が流れたときに発生するハイサイド電位差ＶＨの値に設定される。

ハイサイド電位差ＶＨが第２ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ２より小さいとき、すなわちＳ５ＢでＮＯの場合、Ｓ６で制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１が「軽微リーク異常」であると判定する。ハイサイド電位差ＶＨが第２ハイサイド電位差閾値ＶＨｒｅｆ２以上のとき、すなわちＳ５ＢでＹＥＳの場合、Ｓ７で制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１が「真性リーク異常」であると判定する。

次に図５、図６を参照し、第３実施形態について説明する。図５に示すように、第３実施形態では第１〜第３ソレノイド駆動回路の符号を「４８１」、「４８２」、「４８３」とする。第１ソレノイド駆動回路４８１については詳細な構成を図示する。第２、第３ソレノイド駆動回路４８２、４８３については、単に第１ソレノイド駆動回路４８１と同様の構成の回路が複数設けられていることを表し、詳細な図示を省略する。なお、図１の第２、第３ソレノイド駆動回路４６２、４６３に対し、ローサイド電位差比較回路７１Ｌ、７２Ｌの記号のみが追加されている。

第３実施形態の第１〜第３ソレノイド駆動回路を代表して、「ソレノイド駆動回路４８１」と記す。また、ローサイドスイッチＴＬの上流端と下流端との電位差を「ローサイド電位差ＶＬ」と定義する。第３実施形態のソレノイド駆動回路４８１は、第１実施形態のソレノイド駆動回路４６１の構成に加え、ローサイド電位差ＶＬを閾値と比較する二つのローサイド電位差比較回路７１Ｌ、７２Ｌを有している。なお、例えばローサイドスイッチＴＬとグランドとの間に抵抗等が接続された回路では、抵抗等による電圧降下分を考慮した閾値が設定されてもよい。

第１のローサイド電位差比較回路７１Ｌは、ローサイド電位差ＶＬを第１ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ１と比較する。第１ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ１は、リーク異常であるか否かを判定する第１判定段階で用いられる。第２のローサイド電位差比較回路７２Ｌは、ローサイド電位差ＶＬを第２ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ２と比較する。第２ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ２は、第１ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ１より小さい値に設定されており、軽微リーク異常であるか真性リーク異常であるかを判別する第２判定段階で用いられる。

図６のフローチャートは、図２に対しＳ３Ｃ、Ｓ５Ｃのみが異なる。それ以外のステップについては第１実施形態の説明を援用する。第１判定段階のＳ３Ｃで制御回路４４は、ローサイド電位差ＶＬが第１ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ１以下であるか否か判断する。第１ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ１は、図２の第１電流閾値ＩＨｔｈ１相当のリーク電流が流れたときに発生するローサイド電位差ＶＬの値に設定される。Ｓ３ＣでＹＥＳの場合、制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１がリーク異常であると判定し、Ｓ５Ｃに移行する。

第２判定段階のＳ５Ｃで制御回路４４は、ローサイド電位差ＶＬが第２ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ２以下であるか否か判断する。第２ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ２は、図２の第２電流閾値ＩＨｔｈ２相当のリーク電流が流れたときに発生するローサイド電位差ＶＬの値に設定される。

ローサイド電位差ＶＬが第２ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ２より大きいとき、すなわちＳ５ＣでＮＯの場合、Ｓ６で制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１が「軽微リーク異常」であると判定する。ローサイド電位差ＶＬが第２ローサイド電位差閾値ＶＬｒｅｆ２以下のとき、すなわちＳ５ＣでＹＥＳの場合、Ｓ７で制御回路４４は、対象ソレノイドＳＬ１が「真性リーク異常」であると判定する。

このように第２、第３実施形態では、ハイサイドスイッチＴＨ又はローサイドスイッチＴＬの両端電位差により、対象ソレノイドＳＬ１のリーク異常を判定する。これにより、第１実施形態と同様の効果が得られる。

なお、第２、第３実施形態のソレノイド駆動回路４７１、４８１において、電流センサ５Ｈ、５Ｌ及び電流検出回路６Ｈ、６Ｌはイニシャルチェックのリーク異常判定では用いられない。ただし、通常駆動時のフィードバック制御等で用いられるため、図３、図５でも図１と同様に図示されている。

（その他の実施形態）
（ａ）リーク異常の判定において制御回路４４は、ハイサイド電流ＩＨによる判定と、ハイサイドスイッチＴＨ又はローサイドスイッチＴＬの両端電位差ＶＨ、ＶＬによる判定とを併用してもよい。複数の判定を組み合わせることで、信頼性が向上する。

（ｂ）リーク異常の判定における二段階の閾値に加え、三段階以上の閾値を設け、軽微リーク異常又は真性リーク異常をさらに層別して、レベルに応じた処置が実施されるようにしてもよい。

（ｃ）負荷駆動回路の駆動対象である誘導負荷は、電磁吸引力によりバルブを開閉するソレノイドに限らず、トランス、モータ巻線等、インダクタンス成分を有するどのような負荷でもよい。また、同種の誘導負荷が並列接続される構成に限らず、駆動電流が同等の異種の誘導負荷が混在してもよい。

以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

本開示に記載の制御回路及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御回路及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御回路及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

４０・・・負荷駆動回路、４４・・・制御回路
８Ｈ、８Ｌ・・・スイッチ駆動回路、
ＳＬ１−３・・・ソレノイド（誘導負荷）、
ＲＹ・・・セーフリレー、
ＴＨ・・・ハイサイドスイッチ、ＴＬ・・・ローサイドスイッチ。

Claims

バッテリとグランドとの間に並列接続された複数の誘導負荷（ＳＬ１−ＳＬ３）を駆動する負荷駆動回路であって、前記バッテリ側を上流と表し、グランド側を下流と表すと、
複数の前記誘導負荷に対して共通に設けられ、前記バッテリから複数の前記誘導負荷への電力供給を遮断可能なセーフリレー（ＲＹ）と、
各前記誘導負荷の上流端と下流端との間に各前記誘導負荷と並列に接続され、電流経路の導通及び遮断を切り替えるハイサイドスイッチ（ＴＨ）と、
各前記誘導負荷の下流端とグランドとの間に接続され、電流経路の導通及び遮断を切り替えるローサイドスイッチ（ＴＬ）と、
前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチのスイッチング信号を生成し、且つ、当該負荷駆動回路の起動後のイニシャルチェックにおいて、各前記誘導負荷の下流端からグランドへリーク電流が流れるリーク異常の有無を判定する制御回路（４４）と、
前記スイッチング信号に従って前記ハイサイドスイッチ及び前記ローサイドスイッチのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるスイッチ駆動回路（８Ｈ、８Ｌ）と、
を備え、
前記制御回路は、
前記イニシャルチェックの第１判定段階において、前記セーフリレーをＯＮし、各前記誘導負荷に対応する前記ハイサイドスイッチをＯＮ、且つ、前記ローサイドスイッチをＯＦＦした状態で、前記リーク異常であるか否かを判定し、
前記第１判定段階で一つ以上の前記誘導負荷について前記リーク異常であると判定した場合、前記イニシャルチェックの第２判定段階において、前記リーク電流が許容範囲内にある軽微リーク異常であるか、前記リーク電流が前記許容範囲を超える真性リーク異常であるかを判別し、
前記軽微リーク異常であると判定した場合、
異常と判定された前記誘導負荷について、前記第１判定段階における前記ハイサイドスイッチのＯＮ状態及び前記ローサイドスイッチのＯＦＦ状態を継続して駆動を禁止すると共に、正常と判定された前記誘導負荷の駆動を許可し、
前記真性リーク異常であると判定した場合、
前記セーフリレーをＯＦＦし、全ての前記誘導負荷の駆動を禁止する負荷駆動回路。
前記ハイサイドスイッチに流れる電流であるハイサイド電流（ＩＨ）を検出するハイサイド電流センサ（５Ｈ）、及び、前記ハイサイド電流センサの出力信号を処理するハイサイド電流検出回路（６Ｈ）をさらに備え、
前記制御回路は、前記第１判定段階において、前記ハイサイド電流が第１電流閾値（ＩＨｔｈ１）以上のとき前記リーク異常であると判定し、前記第２判定段階において、前記ハイサイド電流が前記第１電流閾値より大きい第２電流閾値（ＩＨｔｈ２）より小さいとき前記軽微リーク異常、前記第２電流閾値以上のとき前記真性リーク異常であると判定する、請求項１に記載の負荷駆動回路。
前記ハイサイドスイッチの上流端と下流端との電位差であるハイサイド電位差（ＶＨ）を第１ハイサイド電位差閾値（ＶＨｒｅｆ１）、及び、前記第１ハイサイド電位差閾値より大きい第２ハイサイド電位差閾値（ＶＨｒｅｆ２）と比較するハイサイド電位差比較回路（７１Ｈ、７２Ｈ）、又は、
前記ローサイドスイッチの上流端と下流端との電位差であるローサイド電位差（ＶＬ）を第１ローサイド電位差閾値（ＶＬｒｅｆ１）、及び、前記第１ローサイド電位差閾値より小さい第２ローサイド電位差閾値（ＶＬｒｅｆ２）と比較するローサイド電位差比較回路（７１Ｌ、７２Ｌ）をさらに備え、
前記ハイサイド電位差比較回路を備える場合、
前記制御回路は、前記第１判定段階において、前記ハイサイド電位差が前記第１ハイサイド電位差閾値以上のとき前記リーク異常であると判定し、前記第２判定段階において、前記ハイサイド電位差が前記第２ハイサイド電位差閾値より小さいとき前記軽微リーク異常、前記第２ハイサイド電位差閾値以上のとき前記真性リーク異常であると判定し、
前記ローサイド電位差比較回路を備える場合、
前記制御回路は、前記第１判定段階において、前記ローサイド電位差が前記第１ローサイド電位差閾値以下のとき前記リーク異常であると判定し、前記第２判定段階において、前記ローサイド電位差が前記第２ローサイド電位差閾値より大きいとき前記軽微リーク異常、前記第２ローサイド電位差閾値以下のとき前記真性リーク異常であると判定する、請求項１に記載の負荷駆動回路。