JP4736668B2 - 負荷駆動装置の信号検出装置 - Google Patents
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Description
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、誘導性負荷を駆動する負荷駆動装置の動作時に発生する複数の信号を簡単な構成で効率的に検出することにある。
また、電流以外の状態量については、スイッチ手段がOFFとなり、誘導性負荷にアクティブに電流を流さない期間にA/D変換させるので、前記電流が外乱要因となる可能性が極めて低くなり、検出精度を向上させることができる。
そして、請求項3記載の負荷駆動装置の信号検出装置によれば、スイッチ手段がOFFした直後に温度に対応するアナログ電圧信号をA/D変換させ、その後、電源電圧に対応するアナログ電圧信号をA/D変換させる。即ち、スイッチ手段がOFFしている期間は、電源から誘導性負荷に対して電流が供給されず、通電経路における電圧降下が発生しない。従って、電源電圧を安定した状態で検出することができる。また、スイッチ手段がONして誘導性負荷に電流が供給されると通電経路に熱が発生し、スイッチ手段がOFFに切替わった時点では発熱が大きくなっているので、温度検出を適切な時点で行なうことができる。
温度センサ22は、ダイオード21が有する温度特性により、電流源20との共通接続点における分圧電位が温度に応じて変化するように構成されている。また、この温度センサ22は、主たる発熱源となるFET8の近傍に配置されている。
A/D変換回路29は例えば8ビット構成であり、A/D変換された8ビットデータは、レジスタ31に出力される。このレジスタ31には、セレクタ30より出力されるセレクト信号a,b,cが与えられており、それらの何れか1つがアクティブになるのに応じてA/D変換回路29より出力されるデータの格納領域を切り替えるようになっている。
図4(b)に示すように、セレクタ30は、励磁コイル5に通電が行なわれる制御信号のハイレベル期間は、アナログスイッチ26だけをONするようにセレクト信号aをアクティブにする。そして、制御信号のレベルがハイからロウに切替わると、その直後にセレクト信号bのみをアクティブにし、それから若干の時間が経過した後、セレクト信号cのみをアクティブにするようにセレクト信号の出力状態を変化させる。
また、FET8がONしている期間は、アナログスイッチ26を介してA/D変換回路29の入力ポートにオペアンプ12の出力信号が与えられるので、励磁コイル5の通電電流がA/D変換回路29によってA/D変換される。そのデジタルデータは、レジスタ31,パラシリ変換回路32及び通信ドライバ50を介してECU37に送信される。
I=(I_start+I_end)/2
とする。即ち、図4(c)に示すように、励磁コイル5の通電電流は、そのインダクタンスによって緩やかに変化するため、通電開始直後の低い電流値I_startと、断電直前の電流値I_endとの平均を演算することで、妥当な検出電流値Iを得ることができる。
続いて、セレクタ30が出力するセレクト信号cがアクティブになることで、アナログスイッチ28を介してA/D変換回路29の入力ポートにオペアンプ17の出力信号が与えられ、電圧VBがA/D変換されてECU37に送信される。
そして、図5(a)に示すように、電源線6には、リード53やワイヤ55などを含む抵抗分が含まれているため、FET8がONして励磁コイル5に通電が行われると、上記抵抗分などにより電源電圧VBが低下する。従って、電源電圧VBの検出は、図4(c)に示すように、FET8がOFFしており励磁コイル5に対する通電が行われておらず、電圧VBに電圧降下が生じない期間に行なうようにしている(図4(e)参照)。
また、オペアンプ12,17,23を、SOI基板42上において夫々トレンチ分離した領域に形成したので、それらが近接するように配置しても互いの増幅動作に影響が及ぶことを防止でき、回路サイズをより縮小することができる。更に、それらを夫々の動作温度が略等しくなる範囲に近接配置したことで、夫々の増幅動作を安定させて増幅のばらつきをなくすことができる。
FET8に制御信号を出力する制御回路は、ECU37でも、ECU37とは別の制御回路であっても良い。
スイッチ手段は、NチャネルMOSFET8に限ることなく、PチャネルMOSFETやバイポーラトランジスタ、IGBTなどでも良い。
CPU40が行う電流演算手段としての機能を、レギュレータ1の内部に組み込んでも良い。従って、シリアル通信を行う機能は必要に応じて設ければ良い。
車両用発電機2に限ることはなく、また、誘導性負荷は発電機2の励磁コイル5に限ることはない。
Claims (9)
- 誘導性負荷に通電する電流をスイッチ手段により断続して制御することで、前記負荷を駆動する負荷駆動装置に使用され、
前記負荷に流れる電流を、アナログ電圧信号として検出する電流検出手段と、
前記負荷を駆動することに伴って変化する、前記電流以外の状態量として少なくとも電源電圧に対応するアナログ電圧信号を検出する1つ以上の状態量検出手段と、
前記アナログ電圧信号をA/D変換するA/D変換回路とを備え、
前記A/D変換回路に、前記スイッチ手段がONしている期間は前記電流検出手段によって検出される信号をA/D変換させ、前記スイッチ手段がOFFしている期間は前記状態量検出手段によって検出される信号をA/D変換させるように構成されていることを特徴とする負荷駆動装置の信号検出装置。 - 前記状態量検出手段が検出対象とする状態量は、温度を含むことを特徴とする請求項1記載の負荷駆動装置の信号検出装置。
- 前記スイッチ手段がOFFした直後に前記温度に対応するアナログ電圧信号をA/D変換させ、その後、前記電源電圧に対応するアナログ電圧信号をA/D変換させることを特徴とする請求項2記載の負荷駆動装置の信号検出装置。
- 前記状態量検出手段によって検出されるアナログ電圧信号のレベルが、所定範囲内となるように調整する増幅回路を備えたことを特徴とする請求項1ないし3の何れかに記載の負荷駆動装置の信号検出装置。
- 前記A/D変換回路の動作用電源と、前記増幅回路の動作用電源とを共通化したことを特徴とする請求項4記載の負荷駆動装置の信号検出装置。
- 前記状態量検出手段並びに前記増幅回路を複数備える場合、
前記複数の増幅回路を、半導体基板上において夫々絶縁分離した状態で形成することを特徴とする請求項4又は5記載の負荷駆動装置の信号検出装置。 - 前記複数の増幅回路を、夫々の動作温度が略等しくなる範囲に近接配置したことを特徴とする請求項6記載の負荷駆動装置の信号検出装置。
- 前記電流検出手段による電流検出を、前記スイッチ手段がONした直後とOFFする直前とで2回行い、それらの検出結果の平均を演算して電流値を求める電流値演算手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至7の何れかに記載の負荷駆動装置の信号検出装置。
- 前記A/D変換回路によって変換されたデジタルデータを、当該データを読み込んで判定処理するCPUを備える判定処理部にシリアル通信によって送信する送信手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の負荷駆動装置の信号検出装置。
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