JP6655574B2 - Load drive - Google Patents
Load drive Download PDFInfo
- Publication number
- JP6655574B2 JP6655574B2 JP2017056813A JP2017056813A JP6655574B2 JP 6655574 B2 JP6655574 B2 JP 6655574B2 JP 2017056813 A JP2017056813 A JP 2017056813A JP 2017056813 A JP2017056813 A JP 2017056813A JP 6655574 B2 JP6655574 B2 JP 6655574B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- low
- predetermined value
- value
- switching means
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 102
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000002405 diagnostic procedure Methods 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
Description
本発明は、ハイサイドスイッチとローサイドスイッチを負荷の両端に備えることで、負荷駆動を制御する負荷駆動装置に関し、特にその診断方法に関する。 The present invention relates to a load driving device that controls a load driving by providing a high-side switch and a low-side switch at both ends of a load, and particularly to a diagnostic method thereof.
従来、例えば特許文献1のように、負荷の両端にハイサイドスイッチとローサイドスイッチを備え、負荷を駆動する装置が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example,
特許文献1では、負荷駆動装置として、エンジン始動制御装置の例が示されている。この例では、負荷であるスターターリレーのハイサイド側に電流モニタと電圧モニタと低電圧源とスイッチング手段であるトランジスタを備え、またローサイド側にも同様に電流モニタと電圧モニタと低電圧源とスイッチング手段であるトランジスタを備えている。
2つのスイッチング手段がともにオフされているときの2つの電流経路の電圧と、2つのスイッチング手段のいずれか一方のみをオンさせた時の、オフ状態側のスイッチング手段電流経路の電圧とオン状態側のスイッチング手段に流れる電流と、2つのスイッチング手段をともにオンさせた時の2つのスイッチング手段にそれぞれ流れる電流を検出する。あるいは、2つのスイッチング手段がともにオフされているときの2つの電流経路の電圧と、ハイサイドスイッチング手段のみをオンさせた時のローサイド側のスイッチング手段電流経路の電圧とハイサイド側のスイッチング手段に流れる電流と、ローサイドスイッチング手段のみをオンさせた時のハイサイド側のスイッチング手段電流経路の電圧とローサイド側のスイッチング手段に流れる電流を検出する。 The voltage of the two current paths when both of the two switching means are off, the voltage of the switching means current path on the off-state side and the on-state side when only one of the two switching means is turned on. And the currents flowing through the two switching means when both switching means are turned on. Alternatively, the voltage of the two current paths when the two switching means are both turned off, the voltage of the low-side switching means current path when only the high-side switching means is turned on, and the high-side switching means The current flowing, the voltage of the high side switching means current path when only the low side switching means is turned on, and the current flowing to the low side switching means are detected.
これらの検出結果の組み合わせによって、ハイサイド出力端子が電源の高電位側端子の電圧にショートした故障であるハイサイド電源ショート故障、ローサイド出力端子が電源の高電位側端子の電圧にショートした故障であるローサイド電源ショート故障、ハイサイド出力端子が電源の低電位側端子の電圧にショートした故障であるハイサイドグランドショート故障、ローサイド出力端子が電源の低電位側端子の電圧にショートした故障であるローサイドグランドショート故障、2つの出力端子のうち少なくとも一方と負荷との間で電気的な接続状態が絶たれた故障であるオープン故障、及び2つの出力端子が負荷を介さずに電気的に接続された故障である端子間ショート故障を区別して検出している。 Depending on the combination of these detection results, the high-side power supply short-circuit fault is a fault in which the high-side output terminal is short-circuited to the voltage of the high-potential terminal of the power supply, and the fault is that the low-side output terminal is short-circuited to the voltage of the high-potential terminal of the power supply. A low-side power short-circuit failure, a high-side ground short-circuit failure in which the high-side output terminal is short-circuited to the voltage of the low-potential terminal of the power supply, and a low-side failure in which the low-side output terminal is short-circuited to the voltage of the low-potential terminal of the power supply. Ground short fault, open fault that is a fault in which the electrical connection between at least one of the two output terminals and the load is broken, and two output terminals are electrically connected without the load The short-circuit failure between terminals, which is a failure, is detected separately.
上記エンジン始動制御装置では、ハイサイド電源ショート故障、ローサイド電源ショート故障、ハイサイドグランドショート故障、ローサイドグランドショート故障、オープン故障、及び端子間ショート故障を区別して検出できる一方、故障診断を実現するために、ハイサイド側に電流モニタと電圧モニタと低電圧源を、またローサイド側にも同様に電流モニタと電圧モニタと低電圧源を必要とする。これは、実現するためには多くの回路部品、あるいは専用のLSIを必要とすることを意味する。 In the above-described engine start control device, the high-side power short-circuit failure, the low-side power short-circuit failure, the high-side ground short-circuit failure, the low-side ground short-circuit failure, the open failure, and the short-circuit between the terminals can be distinguished and detected. In addition, a current monitor, a voltage monitor, and a low voltage source are required on the high side, and a current monitor, a voltage monitor, and a low voltage source are similarly required on the low side. This means that a large number of circuit components or a dedicated LSI is required for realization.
また、診断を実施するために、3種類のスイッチング手段のオンオフの組み合わせを必要とする。すなわち、2つのスイッチング手段がともにオフの場合、2つのスイッチング手段のいずれか一方のみがオンの場合、2つのスイッチング手段がともにオンの場合の3種類の組み合わせか、または、2つのスイッチング手段がともにオフの場合、ハイサイド側のスイッチング手段のみオンの場合、ローサイド側のスイッチング手段のみオンの場合の3種類の組み合わせが必要となる。 In addition, in order to perform the diagnosis, a combination of three types of switching means on / off is required. That is, when the two switching means are both off, when only one of the two switching means is on, when the two switching means are both on, three types of combinations, or when the two switching means are both Three types of combinations are required: off, when only the high-side switching means is on, and when only the low-side switching means is on.
さらに、上記エンジン始動制御装置では、スターターリレーのオンオフを想定しており、負荷に流れる電流をコントロールしたり精度よく検出したりすることについては特に考慮されていない。 Further, in the engine start control device, it is assumed that the starter relay is turned on and off, and no particular consideration is given to controlling the current flowing to the load or detecting the current with high accuracy.
そこで、本発明は、これらハイサイド電源ショート故障、ローサイド電源ショート故障、ハイサイドグランドショート故障、ローサイドグランドショート故障、オープン故障、及び端子間ショート故障の故障診断を実現するために、電圧モニタや低電圧源を必要とせず、スイッチング手段のオンオフの組み合わせも必要としない負荷駆動装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a voltage monitor and a low-voltage monitor to realize fault diagnosis of these high-side power supply short-circuit faults, low-side power short-circuit faults, high-side ground short-circuit faults, low-side ground short-circuit faults, open faults, and short-circuits between terminals. An object of the present invention is to provide a load driving device that does not require a voltage source and does not require a combination of ON and OFF of a switching unit.
請求項1記載の負荷駆動装置によれば、負荷の一端に接続されるハイサイド出力端子と、前記負荷の他端に接続されるローサイド出力端子と、前記負荷への通電有無を切り替えるスイッチング手段としての、電源の高電位側と前記ハイサイド出力端子とを通電または遮断するハイサイドスイッチング手段、および、前記電源の低電位側と前記ローサイド出力端子とを通電または遮断するローサイドスイッチング手段と、前記ハイサイドスイッチング手段を流れる電流を検出するハイサイド電流検出手段、および、前記ローサイドスイッチング手段を流れる電流を検出するローサイド電流検出手段とを備え、前記ハイサイドスイッチング手段およびローサイドスイッチング手段がオンのときに、前記ハイサイド電流検出手段による検出電流値と、前記ローサイド電流検出手段による電流検出値を元に故障診断を行うように構成する。
According to the load driving device according to
よって、ハイサイド側の電圧モニタと低電圧源、および、ローサイド側の電圧モニタと低電圧源を必要とせず、スイッチング手段のオンオフの複数の組み合わせを必要とせずに、ハイサイド側の2つの前記出力端子の少なくとも一方が前記電源の高電位側端子の電圧にショートした故障である電源ショート故障、前記ハイサイド出力端子が前記電源の低電位側端子の電圧にショートした故障であるハイサイドグランドショート故障、前記ローサイド出力端子が前記電源の低電位側端子の電圧にショートした故障であるローサイドグランドショート故障、2つの前記出力端子の少なくとも一方が前記負荷との間で電気的な接続状態が絶たれた故障であるオープン故障、および2つの前記出力端子が前記負荷を介さずに電気的に接続された故障である端子間ショート故障を区別して検出することができる。 Therefore, the high-side voltage monitor and the low-voltage source, and the low-side voltage monitor and the low-voltage source are not required, and the two high-side A power short-circuit fault, in which at least one of the output terminals is short-circuited to the voltage of the high-potential terminal of the power supply, or a high-side ground short, a fault in which the high-side output terminal is short-circuited to the voltage of the low-potential terminal of the power supply. Failure, a low-side ground short-circuit failure in which the low-side output terminal is short-circuited to the voltage of the low-potential-side terminal of the power supply, and at least one of the two output terminals is electrically disconnected from the load. Open fault, and a fault in which the two output terminals are electrically connected without passing through the load. It is possible to detect and distinguish between the inter-terminal short-circuit failure that.
請求項2記載の負荷駆動装置によれば、前記ローサイド電流検出手段の電流検出精度及び範囲と、前記ハイサイド電流検出手段の電流検出精度及び範囲が異なるように構成する。 According to the load driving device of the second aspect, the current detection accuracy and the range of the low-side current detection means are different from the current detection accuracy and the range of the high-side current detection means.
よって、負荷に流れる電流が少なく精密な制御を求められる領域での検出精度を確保しながら、検出精度はそれほど必要としないが大電流を検出するような使い方(例えば過電流保護としての使い方)、に対応することができる。 Therefore, while ensuring the detection accuracy in a region where the current flowing through the load is small and precise control is required, the detection accuracy is not so much required, but the method of detecting a large current (for example, the use as overcurrent protection), Can be handled.
請求項3記載の負荷駆動装置によれば、前記ローサイドスイッチング手段をオンしている間に前記ハイサイドスイッチング手段をオンオフすることで所望の負荷駆動電流波形を得る制御手段を備え、前記ローサイド電流検出手段の電流検出精度の方が前記ハイサイド電流検出手段の電流検出精度より高く、前記ハイサイド電流検出手段の電流検出範囲の方が前記ローサイド電流検出手段の電流検出範囲より広くなるように構成する。 The load driving device according to claim 3, further comprising control means for obtaining a desired load driving current waveform by turning on / off the high-side switching means while the low-side switching means is on, and detecting the low-side current. The current detection accuracy of the means is higher than the current detection accuracy of the high-side current detection means, and the current detection range of the high-side current detection means is wider than the current detection range of the low-side current detection means. .
よって、ローサイドスイッチング手段がオンでハイサイドスイッチング手段がオフの期間、すなわち還流電流が負荷を流れる期間の電流も含めて、連続的に負荷を流れる電流を精度よく検出することができる。 Therefore, it is possible to accurately detect the current that continuously flows through the load including the current during the period when the low-side switching device is on and the high-side switching device is off, that is, during the period when the return current flows through the load.
(第1の実施例)
以下、第1の実施例について、図1、図3および図6を用いて説明する。
(First embodiment)
Hereinafter, the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1, 3, and 6. FIG.
図1は、ECUにおけるHPFP駆動回路と、その故障診断を行う回路部分を抜き出したブロック図である。ECU100には、HPFPを構成するソレノイドのような負荷500が、ハイサイド出力端子110とローサイド出力端子120を介して接続されている。ハイサイド側は、バッテリーやオルタネータ等から供給されるVB電源200に、FETのようなハイサイドスイッチング手段400が接続され、マイコン300の出力端子DO1によって制御される。そして、ハイサイドスイッチング手段400とハイサイド出力端子110の間には、電流検出抵抗とOPアンプなどから構成されるハイサイド電流検出手段410が接続される。該ハイサイド電流検出手段410の出力はマイコン300のAD1入力端子に接続され、マイコン内蔵ADコンバータ310によってデジタル値として取り込まれる。
FIG. 1 is a block diagram showing an HPFP drive circuit in an ECU and a circuit portion for performing a failure diagnosis of the HPFP drive circuit. A
ローサイド出力端子120には、FETのようなローサイドスイッチング手段430が接続され、マイコン300の出力端子DO2によって制御される。該ローサイドスイッチング手段430とグランドの間には、電流検出抵抗とOPアンプなどから構成されるローサイド電流検出手段440が接続される。該ローサイド電流検出手段440の出力はマイコン300のAD2入力端子に接続され、ハイサイドと同様にデジタル値として取り込まれる。
A low-side switching means 430 such as an FET is connected to the low-
本実施例においては、図3のI(Load)で示す電流プロファイルで負荷500を駆動する。該電流プロファイルは、ソレノイドを駆動するためのフェイズであるPull_InフェイズおよびPeakフェイズと、保持するためのHoldフェイズからなる。この電流プロファイルを実現する為、本実施例ではハイサイドスイッチング手段400をV(DO1)のように、ローサイドスイッチング手段430をV(DO2)のように制御する。Pull_Inフェイズでは、所望のピーク電流に到達するまでハイサイドスイッチング手段400とローサイドスイッチング手段430をオンし、Peakフェイズではピーク電流を維持するような割合でハイサイドスイッチング手段400のみオンオフする。同様にHoldフェイズでは、所望のホールド電流を維持できるような割合にてハイサイドスイッチング手段400のみオンオフさせる。このようにローサイドをオンした状態でハイサイドをオンオフさせ所望の負荷駆動電流を得るために、還流ダイオード460がハイサイド出力端子110とグランドの間に接続されている。
In this embodiment, the
次に、ハイサイド電流検出手段とローサイド電流検出手段から得た電流値によって、どのように電源ショート故障、ハイサイドグランドショート故障、ローサイドグランドショート故障、オープン故障、端子間ショート故障を区別して検出するか、図6を用いて説明する。 Next, according to the current values obtained from the high-side current detection means and the low-side current detection means, how to detect the power supply short-circuit failure, the high-side ground short-circuit failure, the low-side ground short-circuit failure, the open failure, and the short-circuit between terminals is detected. This will be described with reference to FIG.
本実施例では、ピーク電流が7〜8A、ホールド電流が2〜3Aの電流プロファイルで負荷500を駆動する。また、10A以上流れた場合には、回路や負荷の破壊や劣化を防ぐための過電流保護としてハイサイドスイッチング手段400およびローサイドスイッチング手段430を停止させる機能を有する。
In this embodiment, the
Pull_inフェイズ開始直後は電流が少ないため故障診断は実施せず、1A以上の電流が流れることが分かっている既知のタイミングから、ハイサイドスイッチング手段410とローサイドスイッチング手段430がともにオンしているときに、5ミリ秒間隔で診断を実施する。なお、診断の開始タイミングは、適用する回路や負荷に応じて設計する事でHPFP回路に限らず、様々な用途に応用可能である。また、診断の間隔も、5ミリ秒間隔に限定されるものではなく、適用する回路や負荷の保護の重要度や、マイコンの処理能力などに応じて、任意に設計できることは言うまでもない。 Immediately after the start of the Pull_in phase, the failure diagnosis is not performed because the current is small, and when the high-side switching means 410 and the low-side switching means 430 are both turned on from a known timing at which a current of 1 A or more is known to flow. Diagnosis is performed at 5 ms intervals. The start timing of the diagnosis is not limited to the HPFP circuit but can be applied to various uses by designing it according to the circuit or load to be applied. Also, the interval of diagnosis is not limited to the interval of 5 milliseconds, and it goes without saying that the interval can be arbitrarily designed according to the importance of protection of a circuit or a load to be applied and the processing capability of a microcomputer.
以下、ハイサイド検出電流とローサイド検出電流の各組み合わせにおける判断基準について説明する。 Hereinafter, the criterion for each combination of the high side detection current and the low side detection current will be described.
ハイサイド検出電流およびローサイド検出電流が、ともに1A以上であり、かつ過電流保護が働いていない場合には、通常状態と判断する。 When both the high-side detection current and the low-side detection current are 1 A or more and the overcurrent protection is not activated, it is determined that a normal state is set.
ハイサイド検出電流が0.5A未満でかつローサイド検出電流が10A以上の場合には、電源ショート故障と判断する。ハイサイド出力端子110またはローサイド出力端子120が電源ショートしている場合には、VB電源200とハイサイド出力端子110がほぼ同電位となり、ハイサイド電流検出手段410には電流が流れない一方、ローサイドスイッチング手段430がオンしている間、ローサイド電流検出手段440を流れる電流は増加し続け、ローサイド側で過電流保護が働く10A以上に達するためである。
If the high-side detection current is less than 0.5 A and the low-side detection current is 10 A or more, it is determined that a power supply short circuit has occurred. When the high-
ハイサイド検出電流が10A以上でかつローサイド検出電流が0.5A未満の場合には、ハイサイドグランドショート故障と判断する。ハイサイド出力端子110がグランドショートしている場合には、ハイサイドスイッチング手段400がオンすると誘導性負荷が接続されていないために10A以上に達する一方、ローサイド出力端子120がグランド電位となるため、ローサイド電流検出手段440には電流が流れないためである。
When the high-side detection current is 10 A or more and the low-side detection current is less than 0.5 A, it is determined that a high-side ground short-circuit fault has occurred. When the high-
ハイサイド検出電流が通常の1A以上でかつローサイド検出電流が0.5A未満の場合には、ローサイドグランドショート故障と判断する。ローサイド出力端子120がグランドショートしている場合には、ハイサイドスイッチング手段400がオンしたときに誘導性負荷を経由してグランドに電流が流れるため、通常時と同様の電流が流れるが、ローサイド電流検出手段440には電流が流れないためである。
If the high-side detection current is 1 A or more and the low-side detection current is less than 0.5 A, it is determined that a low-side ground short-circuit fault has occurred. When the low-
ハイサイド検出電流が0.5A未満でかつローサイド検出電流が0.5A未満の場合には、オープン故障と判断する。ハイサイドスイッチング手段400がオンしても、ローサイドスイッチング手段430がオンしても、電流が流れる経路がないためである。 If the high-side detection current is less than 0.5 A and the low-side detection current is less than 0.5 A, it is determined that an open failure has occurred. This is because there is no current flow path even when the high-side switching means 400 is turned on or the low-side switching means 430 is turned on.
ハイサイド検出電流が10A以上でかつローサイド検出電流が10A以上の場合には、端子間ショート故障と判断する。端子間でショートが発生している場合には、誘導性負荷が無い状態でVB電源200からハイサイドスイッチング手段400、ハイサイド電流検出手段410、ローサイドスイッチング手段430およびローサイド電流検出手段440を通じてグランドに接続されるため、ハイサイドおよびローサイドに同じ大電流が流れるためである。
If the high-side detection current is 10 A or more and the low-side detection current is 10 A or more, it is determined that a short-circuit between terminals has occurred. When a short circuit occurs between the terminals, the
以上のように、ハイサイド検出電流とローサイド検出電流の組み合わせにより、電源ショート故障、ハイサイドグランドショート故障、ローサイドグランドショート故障、オープン故障、端子間ショート故障を切り分けて診断する事が可能となる。 As described above, the combination of the high-side detection current and the low-side detection current makes it possible to separately diagnose a power supply short-circuit fault, a high-side ground short-circuit fault, a low-side ground short-circuit fault, an open fault, and a short-circuit between terminals.
すなわち、本実施例では、ハイサイド側は第一の所定値より小さいかどうか、第二の所定値より大きいかどうかで、ローサイド側は第三の所定値より小さいかどうか、第四の所定値よりも大きいかどうか、を判定し、それらの組み合わせの条件により故障を区別している。本実施例では、ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第一の所定値より小さく、ローサイド電流検出手段の検出電流値が第四の所定値より大きい場合は、電源ショート故障と判定し、ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第二の所定値より大きく、ローサイド電流検出手段の検出電流値が第三の所定値より小さい場合は、ハイサイドグランドショート故障と判定し、ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第一の所定値より大きく、ローサイド電流検出手段の検出電流値が第三の所定値より小さい場合は、ローサイドグランドショート故障と判定し、ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第一の所定値より小さく、ローサイド電流検出手段の検出電流値が第三の所定値より小さい場合は、オープン故障と判定し、ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第二の所定値より大きく、ローサイド電流検出手段の検出電流値が第四の所定値より大きい場合は、端子間ショート故障と判定することで、電圧モニタや低電圧源を必要とせず、スイッチング手段のオンオフの組み合わせも必要としない負荷駆動装置を提供できる。
That is, in the present embodiment, whether the high side is smaller than the first predetermined value, whether it is larger than the second predetermined value, whether the low side is smaller than the third predetermined value, It is determined whether or not the fault is larger than the threshold, and the fault is distinguished based on the condition of the combination. In the present embodiment, when the detected current value of the high-side current detecting means is smaller than the first predetermined value and the detected current value of the low-side current detecting means is larger than the fourth predetermined value, it is determined that the power supply is short-circuited, and If the detected current value of the side current detecting means is larger than the second predetermined value and the detected current value of the low side current detecting means is smaller than the third predetermined value, it is determined that a high side ground short circuit has occurred, and the high side current detecting means is detected. If the detected current value is larger than the first predetermined value and the detected current value of the low-side current detecting means is smaller than the third predetermined value, it is determined that a low-side ground short-circuit fault has occurred and the detected current value of the high-side current detecting means is If the current value is smaller than the first predetermined value and the detected current value of the low-side current detecting means is smaller than the third predetermined value, it is determined that an open failure has occurred, and the high-side current detecting means is determined. Of the detected current value is greater than the second predetermined value, when the detected current value of the low-side current detection means is larger than a fourth predetermined value, by determining the inter-terminal short-circuit failure, requires a voltage monitor or the low-voltage source However, it is possible to provide a load driving device that does not require a combination of ON and OFF of the switching means.
本実施例では、第一の所定値=第三の所定値<第二の所定値=第四の所定値の例を示した。 In the present embodiment, an example in which the first predetermined value = the third predetermined value <the second predetermined value = the fourth predetermined value has been described.
(第2の実施例)
第2の実施例について、図2、図4、図5、図7および図8を用いて説明する。なお、第1の実施例と同様の構成については説明を省略する。
(Second embodiment)
Second Embodiment A second embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 4, 5, 7, and 8. FIG. The description of the same configuration as the first embodiment is omitted.
図2は、第1の実施例と同様、ECUにおけるHPFP駆動回路と、その故障診断を行う回路部分を抜き出したブロック図である。第1の実施例と構成が異なるのは、ハイサイド電流検出手段410が、20mΩのハイサイド電流検出抵抗411と20倍のゲインを持つハイサイド電流検出用オペアンプ412から構成されている点と、ローサイド電流検出手段440が20mΩのローサイド電流検出抵抗441と10倍のゲインを持つローサイド電流検出用オペアンプ442から構成されている点である。
FIG. 2 is a block diagram showing an HPFP drive circuit in the ECU and a circuit portion for performing a failure diagnosis of the same as in the first embodiment. The difference from the first embodiment lies in that the high-side current detection means 410 is composed of a high-side
本実施例に於いて、マイコン内蔵ADコンバータ310は、10ビットの分解能を持ち、明示しない5V電源で動作している。従って、ハイサイド電流検出手段においては、1ビットあたり12.2mAの分解能で、0Aから12.5Aの範囲まで検出する事ができる。一方、ローサイド電流検出手段においては、1ビットあたり6.1mAとより高精度の分解能で、0Aから6.25Aの範囲まで検出する事ができる。この様子を示したのが、図5である。なお、本実施例では10ビットのADコンバータを例に説明しているが、任意の分解能を有するADコンバータでも利用できる。
In this embodiment, the microcomputer built-in
図4は、負荷500にI(Load)で示される電流が流れたときに、ハイサイド電流検出手段410によって観測される電流I(High)と、ローサイド電流検出手段440によって観測される電流I(Low)を示した波形である。ハイサイド電流検出手段410によって観測される電流I(High)は、V(DO1)で示されるハイサイドスイッチング手段400がオンの時のみ電流検出が可能であるため、櫛形の波形として観測されるため、負荷500を流れる電流とは大きく異なるが、過電流保護が必要とされる10A以上の領域まで電流検出することが可能である。一方、ローサイド電流検出手段440によって観測される電流I(Low)は、V(DO2)で示されるローサイドスイッチング手段430がオンの時に電流検出が可能であるため、負荷500を流れる電流と同様に途切れることなく波形を観測することができる。ローサイド電流検出手段440側の電流検出精度を高精度にすることで、精度が要求される電流領域において負荷500を流れる電流を連続的かつ高精度に検出可能となる。
FIG. 4 shows the current I (High) observed by the high-side
次に、第2の実施例に於いて、図7の診断表に従ってハイサイド電流検出手段とローサイド電流検出手段から得た電流値によって、どのように電源ショート故障、ハイサイドグランドショート故障、ローサイドグランドショート故障、オープン故障、端子間ショート故障を区別して検出する手順について、図8のフローチャートを用いて説明する。本実施例でも、第1の実施例と同様、ピーク電流が7〜8A、ホールド電流が2〜3Aの電流プロファイルで負荷500を駆動し、また、10A以上流れた場合には、回路や負荷の破壊や劣化を防ぐための過電流保護としてハイサイドスイッチング手段400およびローサイドスイッチング手段430を停止させる機能を有するものとする。
Next, in the second embodiment, according to the current values obtained from the high-side current detecting means and the low-side current detecting means according to the diagnosis table of FIG. A procedure for detecting a short fault, an open fault, and a short fault between terminals while distinguishing the short fault will be described with reference to the flowchart of FIG. Also in this embodiment, similarly to the first embodiment, the
ハイサイドスイッチング手段とローサイドスイッチング手段がともにオンしており、通常であれば1A以上の電流が流れているタイミングで、診断開始する(F01)。ハイサイド検出電流とローサイド検出電流を読み取り(F02)、ハイサイド検出電流が10A以上か判定する(F03)。10A以上だった場合、過電流保護として即座にハイサイドスイッチング手段400とローサイドスイッチング手段430を停止させ(F04)、次に、ローサイド検出電流が6Aを超えているか判定する(F05)。6Aを超えている場合、端子間ショート故障であることを報告し(F08)、診断終了する(F18)。一方、6A以下の場合、ローサイド検出電流は0.25A未満となるはずであり(F06)、ハイサイドグランドショート故障であることを報告し(F07)、診断終了する(F18)。F03に戻り、ハイサイド検出電流が10A未満の場合には、引き続きローサイド検出電流が6Aを超えているか判定する(F09)。6Aを超えている場合、ハイサイド検出電流が0.5A以下かどうかを判定し(F10)、0.5A以下ならば過電流保護としてハイサイドスイッチング手段400とローサイドスイッチング手段430を停止させ(F11)、電源ショート故障であることを報告し(F12)、診断終了する(F18)。一方、0.5Aを超えている場合は通常動作(F14)なので何もせず診断終了となる(F18)。F09に戻り、ローサイド検出電流が6A以下の場合には、続いてローサイド検出電流が0.25A未満かを判定する(F13)。0.25A以上の場合には、通常動作(F14)なので何もせず診断終了する(F18)。0.25A未満の場合には、さらにハイサイド検出電流が0.5A未満かどうかを判定する(F15)。0.5A未満の場合には、オープン故障を報告し(F17)、診断終了する(F18)。一方、0.5A以上であればローサイドグランドショート故障であることを報告し(F16)、診断終了する(F18)。 Diagnosis starts at the timing when both the high-side switching means and the low-side switching means are on and a current of 1 A or more normally flows (F01). The high-side detection current and the low-side detection current are read (F02), and it is determined whether the high-side detection current is 10 A or more (F03). If the current is 10 A or more, the high-side switching means 400 and the low-side switching means 430 are immediately stopped as overcurrent protection (F04), and then it is determined whether the low-side detection current exceeds 6A (F05). If it exceeds 6A, it is reported that a short-circuit has occurred between the terminals (F08), and the diagnosis is terminated (F18). On the other hand, if the current is 6 A or less, the low-side detection current should be less than 0.25 A (F06), a high-side ground short fault is reported (F07), and the diagnosis is terminated (F18). Returning to F03, when the high side detection current is less than 10A, it is determined whether the low side detection current continues to exceed 6A (F09). If it exceeds 6 A, it is determined whether the high-side detection current is 0.5 A or less (F10). If it is 0.5 A or less, the high-side switching means 400 and the low-side switching means 430 are stopped as overcurrent protection (F11). ), A power short-circuit failure is reported (F12), and the diagnosis is terminated (F18). On the other hand, if it exceeds 0.5 A, the normal operation (F14) is performed, and the diagnosis is terminated without doing anything (F18). Returning to F09, if the low-side detection current is 6 A or less, it is determined whether the low-side detection current is less than 0.25 A (F13). If it is 0.25 A or more, the diagnosis is terminated without any operation because the normal operation (F14) (F18). If it is less than 0.25 A, it is further determined whether the high-side detection current is less than 0.5 A (F15). If it is less than 0.5 A, an open failure is reported (F17), and the diagnosis is terminated (F18). On the other hand, if it is 0.5 A or more, it is reported that a low-side ground short fault has occurred (F16), and the diagnosis is terminated (F18).
このようにして、図7に示す診断表に基づき、電源ショート故障、ハイサイドグランドショート故障、ローサイドグランドショート故障、オープン故障、端子間ショート故障を切り分けて診断する事が可能となる。 In this manner, based on the diagnosis table shown in FIG. 7, it is possible to separate and diagnose a power supply short-circuit failure, a high-side ground short-circuit failure, a low-side ground short-circuit failure, an open failure, and a short-circuit between terminals.
なお、実施例1および実施例2では、ハイサイド側をオンオフ、ローサイド側をオンし続ける構成を例に説明したが、逆にローサイド側をオンオフ、ハイサイド側をオンし続ける構成に応用できることは言うまでもない。また、電流を検出する方法はシャント抵抗とオペアンプの組み合わせに限定されるものではない。 In the first and second embodiments, a configuration in which the high side is continuously turned on and off and the low side is continuously turned on is described as an example. However, it is conversely applicable to a configuration in which the low side is continuously turned on and the high side is continuously turned on. Needless to say. Further, the method of detecting the current is not limited to the combination of the shunt resistor and the operational amplifier.
100:ECU、110:ハイサイド出力端子、120:ローサイド出力端子、 200:VB電源、300:マイコン、310:マイコン内蔵ADコンバータ、400:ハイサイドスイッチング手段、410:ハイサイド電流検出手段、411:ハイサイド電流検出抵抗、412:ハイサイド電流検出用オペアンプ、430:ローサイドスイッチング手段、440:ローサイド電流検出手段、441:ローサイド電流検出抵抗、442:ローサイド電流検出用オペアンプ、460:還流ダイオード、500:負荷 100: ECU, 110: high side output terminal, 120: low side output terminal, 200: VB power supply, 300: microcomputer, 310: microcomputer built-in AD converter, 400: high side switching means, 410: high side current detection means, 411: High-side current detection resistor, 412: high-side current detection operational amplifier, 430: low-side switching means, 440: low-side current detection means, 441: low-side current detection resistance, 442: low-side current detection operational amplifier, 460: freewheeling diode, 500: load
Claims (9)
前記負荷の他端に接続されるローサイド出力端子と、
前記負荷への通電有無を切り替えるスイッチング手段としての、電源の高電位側と前記ハイサイド出力端子とを通電または遮断するハイサイドスイッチング手段と、
前記電源の低電位側と前記ローサイド出力端子とを通電または遮断するローサイドスイッチング手段と、
前記ハイサイドスイッチング手段を流れる電流を検出するハイサイド電流検出手段と、
前記ローサイドスイッチング手段を流れる電流を検出するローサイド電流検出手段と、
を備え、
前記ハイサイドスイッチング手段およびローサイドスイッチング手段がオンのときに、前記ハイサイド電流検出手段による検出電流値と、前記ローサイド電流検出手段による電流検出値によって、2つの前記出力端子の少なくとも一方が前記電源の高電位側端子の電圧にショートした故障である電源ショート故障、前記ハイサイド出力端子が前記電源の低電位側端子の電圧にショートした故障であるハイサイドグランドショート故障、前記ローサイド出力端子が前記電源の低電位側端子の電圧にショートした故障であるローサイドグランドショート故障、2つの前記出力端子の少なくとも一方が前記負荷との間で電気的な接続状態が絶たれた故障であるオープン故障、および2つの前記出力端子が前記負荷を介さずに電気的に接続された故障である端子間ショート故障を区別して検出し、
前記ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第一の所定値より小さく、前記ローサイド電流検出手段の検出電流値が第四の所定値より大きい場合は、前記電源ショート故障と判定し、
前記ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第二の所定値より大きく、前記ローサイド電流検出手段の検出電流値が第三の所定値より小さい場合は、前記ハイサイドグランドショート故障と判定し、
前記ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第一の所定値より大きく、前記ローサイド電流検出手段の検出電流値が第三の所定値より小さい場合は、前記ローサイドグランドショート故障と判定し、
前記ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第一の所定値より小さく、前記ローサイド電流検出手段の検出電流値が第三の所定値より小さい場合は、前記オープン故障と判定し、
前記ハイサイド電流検出手段の検出電流値が第二の所定値より大きく、前記ローサイド電流検出手段の検出電流値が第四の所定値より大きい場合は、前記端子間ショート故障と判定することを特徴とする負荷駆動装置。 A high-side output terminal connected to one end of the load,
A low-side output terminal connected to the other end of the load,
High-side switching means for energizing or shutting off the high-potential side of the power supply and the high-side output terminal, as switching means for switching whether or not to energize the load;
Low-side switching means for energizing or interrupting the low-potential side of the power supply and the low-side output terminal,
High-side current detection means for detecting a current flowing through the high-side switching means,
Low-side current detection means for detecting a current flowing through the low-side switching means,
With
When the high-side switching means and the low-side switching means are on, at least one of the two output terminals is connected to the power supply by a current value detected by the high-side current detection means and a current detection value by the low-side current detection means. A power short-circuit fault, which is a fault shorted to the voltage of the high-potential side terminal; a high-side ground short fault, which is a fault in which the high-side output terminal is short-circuited to the voltage of the low-potential side terminal of the power source; A low-side ground short-circuit fault, which is a fault short-circuited to the voltage of the low-potential-side terminal, an open fault, in which at least one of the two output terminals is disconnected from the load. Failure in which the two output terminals are electrically connected without passing through the load To detect and distinguish between the short-circuit failure between a certain terminal,
If the detected current value of the high-side current detecting means is smaller than a first predetermined value, and the detected current value of the low-side current detecting means is larger than a fourth predetermined value, it is determined that the power supply short-circuit failure,
If the detected current value of the high-side current detecting means is larger than a second predetermined value, and the detected current value of the low-side current detecting means is smaller than a third predetermined value, it is determined that the high-side ground short-circuit failure,
If the detected current value of the high-side current detecting means is larger than a first predetermined value, and the detected current value of the low-side current detecting means is smaller than a third predetermined value, it is determined that the low-side ground short-circuit failure,
If the detected current value of the high-side current detecting means is smaller than a first predetermined value and the detected current value of the low-side current detecting means is smaller than a third predetermined value, it is determined that the open failure,
When the detected current value of the high-side current detecting means is larger than a second predetermined value and the detected current value of the low-side current detecting means is larger than a fourth predetermined value, it is determined that the inter-terminal short-circuit fault has occurred. Load drive device.
前記ローサイド電流検出手段の電流検出精度の方が前記ハイサイド電流検出手段の電流検出精度より高く、前記ハイサイド電流検出手段の電流検出範囲の方が前記ローサイド電流検出手段の電流検出範囲より広い請求項5に記載の負荷駆動装置。 Control means for obtaining a desired load drive current waveform by turning on and off the high-side switching means while turning on the low-side switching means,
The current detection accuracy of the low-side current detection means is higher than the current detection accuracy of the high-side current detection means, and the current detection range of the high-side current detection means is wider than the current detection range of the low-side current detection means. Item 6. The load driving device according to Item 5 .
前記第二の所定値はピーク電流以上であり、
前記第四の所定値はホールド電流以上ピーク電流以下であり、
前記第一、第三の所定値はホールド電流以下である請求項1乃至6の何れかに記載の負荷駆動装置。 The high-side switch means is controlled to be turned on and off so as to be held at a hold current after being held at a peak current,
The second predetermined value is equal to or greater than a peak current,
The fourth predetermined value is not less than a hold current and not more than a peak current,
Wherein the first, load driving device according to any one of the third of claims 1 to 6 predetermined value is less than the hold current.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017056813A JP6655574B2 (en) | 2017-03-23 | 2017-03-23 | Load drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2017056813A JP6655574B2 (en) | 2017-03-23 | 2017-03-23 | Load drive |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018160794A JP2018160794A (en) | 2018-10-11 |
JP6655574B2 true JP6655574B2 (en) | 2020-02-26 |
Family
ID=63795812
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017056813A Active JP6655574B2 (en) | 2017-03-23 | 2017-03-23 | Load drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6655574B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102394807B1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-05-06 | 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 | Apparatus and method for diagnosing obstacle of high side switch |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000293201A (en) * | 1999-04-08 | 2000-10-20 | Nissan Motor Co Ltd | Fault detection device |
JP5203859B2 (en) * | 2008-09-01 | 2013-06-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Failure diagnosis device for electromagnetic load circuit |
JP6424712B2 (en) * | 2015-03-31 | 2018-11-21 | 株式会社デンソー | Inductive load drive |
-
2017
- 2017-03-23 JP JP2017056813A patent/JP6655574B2/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102394807B1 (en) * | 2021-10-20 | 2022-05-06 | 비테스코 테크놀로지스 게엠베하 | Apparatus and method for diagnosing obstacle of high side switch |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2018160794A (en) | 2018-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10640059B2 (en) | Drive device | |
US9759763B2 (en) | Damage reduction method and apparatus for destructive testing of power semiconductors | |
US9640978B2 (en) | Protection circuit for an inverter as well as inverter system | |
CN110231560B (en) | Inductive load control device | |
JP2017033741A (en) | Abnormality detection device | |
JP2008276727A (en) | Load drive system | |
CA3011299A1 (en) | Solenoid diagnostics digital interface | |
JP2006279866A (en) | Load drive unit | |
US8284535B2 (en) | Backup tripping function for a circuit breaker with microcontroller-based fault detection | |
JP6655574B2 (en) | Load drive | |
JP4065181B2 (en) | Electrical component drive circuit | |
US10479402B2 (en) | Method for supplying an inductive load | |
JP2014239380A (en) | Abnormality detection device for electromagnetic device drive device | |
JP2016192695A (en) | Inductive load drive unit | |
JP5258810B2 (en) | Semiconductor device testing equipment | |
JP6811163B2 (en) | Load drive | |
US7906974B2 (en) | Method for checking an inductive load | |
KR101957485B1 (en) | An Apparatus And A Method For Testing A Low-side Driving IC | |
JP7313183B2 (en) | Electronic control device and abnormality detection method | |
US20210382110A1 (en) | Method for supplying an inductive load | |
US8116056B2 (en) | Low voltage startup timer for a microcontroller-based circuit breaker | |
JP6650277B2 (en) | Load drive | |
JP2018073908A (en) | Inductive load controller | |
JP4385640B2 (en) | Abnormality detection apparatus and abnormality detection method | |
JP2007146336A (en) | Knitting machine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170324 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190118 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190121 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191105 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191031 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191127 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200107 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200203 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6655574 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |