JP6254029B2 - 駆動制御装置及び故障検知方法 - Google Patents
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一端が接地に接続されたバッテリと、
一端が前記バッテリの他端に接続された第1のスイッチ素子と、
一端が前記第1のスイッチ素子の一端に、他端が前記第1のスイッチ素子の他端に接続された第1抵抗と、
前記第1のスイッチ素子の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第1端子と、
前記制御対象素子の他端と接続された第2端子と、
一端が前記第2端子に接続されたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗の他端と前記接地との間に接続された第2のスイッチ素子と、
カソードが前記第1のスイッチ素子の他端に接続され、アノードが前記シャント抵抗の他端に接続されたダイオードと、
前記第1のスイッチ素子を駆動する第1駆動回路と、
前記第2のスイッチ素子を駆動する第2駆動回路と、
前記第2のスイッチ素子の一端の電圧を検出する第1電圧検出回路と、
前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路により前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子を制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、前記制御対象素子のオープン故障、前記第1端子または前記第2端子の前記バッテリとの短絡または前記接地との短絡、前記第1のスイッチ素子の故障、または前記第2のスイッチ素子の故障のいずれかを検知し、
前記制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である。
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第1閾値を超えるとき、前記第1端子及び前記第2端子の一方または両方が前記バッテリの出力と短絡する故障及び前記第1のスイッチ素子の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第1閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値以上、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態、且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御したときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧未満である。
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第2閾値を下回るとき、前記第1端子及び前記第2端子の一方または両方が接地と短絡する故障及び前記第2のスイッチ素子の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第2閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値以下である。
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第3閾値を下回るとき、前記第1のスイッチ素子のオープン故障及び前記制御対象素子の断線のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第3閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値を超え、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態、且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御したときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧以下である。
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第3閾値を下回り且つ第4閾値を超える場合、前記第1のスイッチ素子のオープン故障を検知し、一方、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が前記第4閾値を下回るとき、前記制御対象素子の断線を検知し、
前記第4閾値は、接地電圧を超え、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値以下である。
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第5閾値を超えるとき、前記第2のスイッチ素子のオープン故障を検知し、
前記第5閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値未満である。
前記第1のスイッチ素子の他端の電圧を検出する第2電圧検出回路を更に備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値と前記第2電圧検出回路が検出した電圧値の差の絶対値が、予め設定された比較値より小さいとき、前記第1端子と前記第2端子との短絡を検知する。
前記第2端子と前記接地との間で前記第2のスイッチ素子と直列に接続されたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記第2端子に予め設定された電流を供給可能な定電流回路と、
を更に備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ予め設定された定電流を出力する前記定電流回路を定電流出力状態に制御した場合に、前記電流検出回路が検出した電流が予め設定された範囲に入らなかったとき、前記電流検出回路の故障を検知する。
前記制御対象素子に流す電流目標値を指定する電流指令信号を他の装置から取得する入力部を更に備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する際に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記電流指令信号に応じて前記電流検出回路が検出した電流が前記電流目標値になるように前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子を制御する。
前記制御部は、前記いずれかの故障を検知した場合に、検知した故障の情報を示す故障信号を出力し、
前記制御部が出力した故障信号を、前記故障の情報を報知する装置へ出力する出力部を更に備える。
一端が接地に接続されたバッテリと、一端が前記バッテリの他端に接続された第1のスイッチ素子と、一端が前記第1のスイッチ素子の一端に、他端が前記第1のスイッチ素子の他端に接続された第1抵抗と、前記第1のスイッチ素子の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第1端子と、前記制御対象素子の他端と接続された第2端子と、一端が前記第2端子に接続されたシャント抵抗と、前記シャント抵抗の他端と前記接地との間に接続された第2のスイッチ素子と、カソードが前記第1のスイッチ素子の他端に接続され、アノードが前記シャント抵抗の他端に接続されたダイオードと、前記第1のスイッチ素子を駆動する第1駆動回路と、前記第2のスイッチ素子を駆動する第2駆動回路と、前記第2のスイッチ素子の一端の電圧を検出する第1電圧検出回路と、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子を制御し、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子を制御する制御部と、を備え、前記制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である駆動制御装置が実行する故障検知方法であって、
前記制御部が、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路により前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子を制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、前記制御対象素子のオープン故障、前記第1端子または前記第2端子の前記バッテリとの短絡または前記接地との短絡、前記第1のスイッチ素子の故障、または前記第2のスイッチ素子の故障のいずれかを検知する工程を有する。
続いて、第1電圧検出回路VDC1の構成について説明する。図2に示すように、第1電圧検出回路VDC1は、一端が第2のスイッチ素子Q2の一端に接続された第2抵抗R2と、一端が第2抵抗R2の他端に接続され、他端が接地に接続された第3抵抗R3と、一端が第2抵抗R2の他端に接続され、他端が制御部CONに接続された第4抵抗R4と、一端が第4抵抗R4の他端に接続され、他端が接地に接続された第1コンデンサC1と、を備える。
続いて、第2電圧検出回路VDC2の構成について説明する。図3に示すように、第2電圧検出回路VDC2は、一端が第1のスイッチ素子Q1の他端に接続された第5抵抗R5と、一端が第5抵抗R5の他端に接続され、他端が接地に接続された第6抵抗R6と、一端が第5抵抗R5の他端に接続され、他端が制御部CONに接続された第7抵抗R7と、一端が第7抵抗R7の他端に接続され、他端が接地に接続された第2コンデンサC2と、を備える。
まず、制御対象素子を駆動する通常動作について説明する。
続いて、制御対象素子を駆動する前に行う自己診断の動作について説明する。制御部CONは、上記制御対象素子を駆動する前に、第1駆動回路DC1及び第2駆動回路DC2により第1のスイッチ素子Q1及び第2のスイッチ素子Q2を制御した場合に、第1電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、制御対象素子のオープン故障、第1端子T1または第2端子T2のバッテリVGNとの短絡または接地との短絡、第1のスイッチ素子Q1の故障、または第2のスイッチ素子Q2の故障のいずれかを検知する。
制御部CONは、上記制御対象素子を駆動する前に、第1駆動回路DC1により第1のスイッチ素子Q1をオフ状態に制御し且つ第2駆動回路DC2により第2のスイッチ素子Q2をオフ状態に制御する。その状態で、第1端子T1及び第2端子T2の一方または両方がバッテリVGNの出力と短絡する故障及び第1のスイッチ素子Q1の一端と他端が短絡する故障がなければ、バッテリVGNの出力電圧Vを第1抵抗R1、第2抵抗R2、第3抵抗R3、第5抵抗R5、第6抵抗R6で分圧された電圧が第1電圧検出回路VDC1で検出される。
制御部CONは、制御対象素子を駆動する前に、第1駆動回路DC1により第1のスイッチ素子Q1をオン状態に制御し且つ第2駆動回路DC2により第2のスイッチ素子Q2をオフ状態に制御する。その状態で、第1のスイッチ素子Q1のオープン故障及び制御対象素子の断線がなければ、バッテリVGNの出力電圧Vを第2抵抗R2、第3抵抗R3で分圧された電圧r3/(r2+r3)×Vが第1電圧検出回路VDC1で検出される。
制御部CONは、制御対象素子を駆動する前に、第1駆動回路DC1により第1のスイッチ素子Q1をオフ状態に制御し且つ第2駆動回路DC2により第2のスイッチ素子Q2をオン状態に制御する。その状態で、第2のスイッチ素子Q2のオープン故障がなければ、GNDレベルの電圧が第1電圧検出回路VDC1で検出される。一方、第2のスイッチ素子Q2がオープン故障していた場合、バッテリVGNの出力電圧Vを第1抵抗R1、第2抵抗R2、第3抵抗R3、第5抵抗R5、第6抵抗R6で分圧された電圧r3/(2×r1+r2+r3)×Vが第1電圧検出回路VDC1で検出される。ただし、これは第2抵抗R2の抵抗値が第5抵抗R5の抵抗値と等しく、且つ第3抵抗R3の抵抗値が第6抵抗R6の抵抗値に等しい場合である。
制御部CONは、上記制御対象素子を駆動する前に、第1駆動回路DC1により第1のスイッチ素子Q1をオフ状態に制御し且つ第2駆動回路DC2により第2のスイッチ素子Q2をオン状態に制御する。その状態で、第1端子T1と第2端子T2との短絡がなければ、第1電圧検出回路VDC1が検出した電圧値と第2電圧検出回路VDC2が検出した電圧値の差の絶対値は、制御対象素子の両端にかかる電圧の値である。一方、第1端子T1と第2端子T2とが短絡していた場合、第1電圧検出回路VDC1が検出した電圧値と第2電圧検出回路VDC2が検出した電圧値の差の絶対値は0Vである。
制御部CONは、上記制御対象素子を駆動する前に、第1駆動回路DC1により第1のスイッチ素子Q1をオフ状態に制御し且つ第2駆動回路DC2により第2のスイッチ素子Q2をオン状態に制御し、且つ予め設定された電流を出力する定電流回路CCCをオン状態(定電流出力状態)に制御する。
VGN バッテリ
Q1 第1のスイッチ素子
R1 第1抵抗
T1 第1端子
T2 第2端子
Q2 第2のスイッチ素子
DC1 第1駆動回路
DC2 第2駆動回路
VDC1 第1電圧検出回路
VDC2 第2電圧検出回路
CON 制御部
RS シャント抵抗
D ダイオード
CDC 電流検出回路
CCC 定電流回路
IN 入力部
OUT 出力部
R2 第2抵抗
R3 第3抵抗
R4 第4抵抗
C1 第1コンデンサ
R5 第5抵抗
R6 第6抵抗
R7 第7抵抗
C2 第2コンデンサ
Claims (10)
- 一端が接地に接続されたバッテリと、
一端が前記バッテリの他端に接続された第1のスイッチ素子と、
一端が前記第1のスイッチ素子の一端に、他端が前記第1のスイッチ素子の他端に接続された第1抵抗と、
前記第1のスイッチ素子の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第1端子と、
前記制御対象素子の他端と接続された第2端子と、
一端が前記第2端子に接続されたシャント抵抗と、
前記シャント抵抗の他端と前記接地との間に接続された第2のスイッチ素子と、
カソードが前記第1のスイッチ素子の他端に接続され、アノードが前記シャント抵抗の他端に接続されたダイオードと、
前記第1のスイッチ素子を駆動する第1駆動回路と、
前記第2のスイッチ素子を駆動する第2駆動回路と、
前記第2のスイッチ素子の一端の電圧を検出する第1電圧検出回路と、
前記第1のスイッチ素子の他端の電圧を検出する第2電圧検出回路と、
前記シャント抵抗に流れる電流を検出する電流検出回路と、
前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子を制御し、前記電流検出回路が検出した電流値に基づいて前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路により前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子を制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、前記制御対象素子のオープン故障、前記第1端子または前記第2端子の前記バッテリとの短絡または前記接地との短絡、前記第1のスイッチ素子の故障、または前記第2のスイッチ素子の故障のいずれかを検知し、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値と前記第2電圧検出回路が検出した電圧値の差の絶対値が、予め設定された比較値より小さいとき、前記第1端子と前記第2端子との短絡を検知し、
前記制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である駆動制御装置。 - 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第1閾値を超えるとき、前記第1端子及び前記第2端子の一方または両方が前記バッテリの出力と短絡する故障及び前記第1のスイッチ素子の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第1閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値以上、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態、且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御したときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧未満である
請求項1に記載の駆動制御装置。 - 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第2閾値を下回るとき、前記第1端子及び前記第2端子の一方または両方が前記接地と短絡する故障及び前記第2のスイッチ素子の一端と他端が短絡する故障のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第2閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値以下である請求項2に記載の駆動制御装置。 - 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第3閾値を下回るとき、前記第1のスイッチ素子のオープン故障及び前記制御対象素子の断線のうち少なくとも一方の故障を検知し、
前記第3閾値は、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値を超え、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態、且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御したときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧以下である
請求項2または3に記載の駆動制御装置。 - 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオフ状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が前記第3閾値を下回り且つ第4閾値を超える場合、前記第1のスイッチ素子のオープン故障を検知し、一方、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が前記第4閾値を下回るとき、前記制御対象素子の断線を検知し、
前記第4閾値は、接地電圧を超え、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値以下である
請求項4に記載の駆動制御装置。 - 前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値が第5閾値を超えるとき、前記第2のスイッチ素子のオープン故障を検知し、
前記第5閾値は、接地電圧以上、当該駆動制御装置が正常なときに前記第1電圧検出回路が検出した電圧値未満である
請求項2から5のいずれか一項に記載の駆動制御装置。 - 前記第2端子に予め設定された電流を供給可能な定電流回路を更に備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオン状態に制御し、且つ予め設定された電流を出力する前記定電流回路を定電流出力状態に制御した場合に、前記電流検出回路が検出した電流が予め設定された範囲に入らなかったとき、前記電流検出回路の故障を検知する
請求項1から6のいずれか一項に記載の駆動制御装置。 - 前記制御対象素子に流す電流目標値を指定する電流指令信号を他の装置から取得する入力部を更に備え、
前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する際に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオン状態に制御し且つ前記電流指令信号に応じて前記電流検出回路が検出した電流が前記電流目標値になるように前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子を制御する
請求項7に記載の駆動制御装置。 - 前記制御部は、前記いずれかの故障を検知した場合に、検知した故障の情報を示す故障信号を出力し、
前記制御部が出力した故障信号を、前記故障の情報を報知する装置へ出力する出力部を更に備える
請求項1から8のいずれか一項に記載の駆動制御装置。 - 一端が接地に接続されたバッテリと、一端が前記バッテリの他端に接続された第1のスイッチ素子と、一端が前記第1のスイッチ素子の一端に、他端が前記第1のスイッチ素子の他端に接続された第1抵抗と、前記第1のスイッチ素子の他端、及び制御対象素子の一端と接続された第1端子と、前記制御対象素子の他端と接続された第2端子と、一端が前記第2端子に接続されたシャント抵抗と、前記シャント抵抗の他端と前記接地との間に接続された第2のスイッチ素子と、カソードが前記第1のスイッチ素子の他端に接続され、アノードが前記シャント抵抗の他端に接続されたダイオードと、前記第1のスイッチ素子を駆動する第1駆動回路と、前記第2のスイッチ素子を駆動する第2駆動回路と、前記第2のスイッチ素子の一端の電圧を検出する第1電圧検出回路と、前記シャント抵抗に流れる電流を検出する電流検出回路と、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子を制御し、前記電流検出回路が検出した電流値に基づいて前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子を制御する制御部と、前記第1のスイッチ素子の他端の電圧を検出する第2電圧検出回路と、を備え、前記制御対象素子は、ソレノイドまたは抵抗である駆動制御装置が実行する故障検知方法であって、
前記制御部が、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路及び前記第2駆動回路により前記第1のスイッチ素子及び前記第2のスイッチ素子を制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値に基づいて、前記制御対象素子のオープン故障、前記第1端子または前記第2端子の前記バッテリとの短絡または前記接地との短絡、前記第1のスイッチ素子の故障、または前記第2のスイッチ素子の故障のいずれかを検知する工程を有し、前記制御部は、前記制御対象素子を駆動する前に、前記第1駆動回路により前記第1のスイッチ素子をオフ状態に制御し且つ前記第2駆動回路により前記第2のスイッチ素子をオン状態に制御した場合に、前記第1電圧検出回路が検出した電圧値と前記第2電圧検出回路が検出した電圧値の差の絶対値が、予め設定された比較値より小さいとき、前記第1端子と前記第2端子との短絡を検知する故障検知方法。
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