JP7042157B2 - Vehicle actuator control device - Google Patents

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本発明は、ソレノイドやモータ等の負荷をパルス駆動回路で駆動する車両用アクチュエータの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a vehicle actuator that drives a load such as a solenoid or a motor by a pulse drive circuit.

特許文献1には、抵抗性負荷に流れる電流、パルス駆動回路の出力端の電圧が高電位レベル及び低電位レベルのいずれであるか、パルス駆動回路をオン及びオフさせたときに出力端の電圧のレベルと抵抗性負荷に流れる電流等に基づいて、パルス駆動回路と抵抗性負荷とを接続する接続路に発生した断線異常、天絡異常及び地絡異常の発生を検知する負荷駆動装置が開示されている。上記パルス駆動回路には、IPD(Intelligent Power Device)を用いることが記載されている。 Patent Document 1 describes the current flowing through the resistant load, whether the voltage at the output end of the pulse drive circuit is at a high potential level or a low potential level, or the voltage at the output end when the pulse drive circuit is turned on and off. Disclosed by a load drive device that detects the occurrence of disconnection abnormality, heaven fault abnormality, and ground fault abnormality that occurred in the connection path connecting the pulse drive circuit and the resistance load based on the level of Has been done. It is described that an IPD (Intelligent Power Device) is used in the pulse drive circuit.

特開2015-55160号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-55160

ところで、パルス駆動回路に過電流保護機能を有するIPDを用いた場合、過電流検出時には自動的に入出力遮断等の保護動作が行われるため、一般的な短絡診断が困難となる可能性がある。すなわち、過電流保護動作により電流が遮断されると、パルス駆動回路が高電流を検出しなくなるため、保護動作が解除されて再び短絡電流が流れて保護動作が行われることとなる。このような、過電流保護機能の作動と解除の繰り返しにより、電流値が所定値を超えないように制御されるため、短絡を検知できない可能性がある。 By the way, when an IPD having an overcurrent protection function is used in the pulse drive circuit, protection operations such as input / output cutoff are automatically performed when an overcurrent is detected, which may make general short-circuit diagnosis difficult. .. That is, when the current is cut off by the overcurrent protection operation, the pulse drive circuit does not detect the high current, so that the protection operation is canceled and the short-circuit current flows again to perform the protection operation. By repeatedly operating and releasing the overcurrent protection function in this way, the current value is controlled so as not to exceed a predetermined value, so that there is a possibility that a short circuit cannot be detected.

本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、過電流保護機能を有するパルス駆動回路を用いて負荷を駆動する際に、過電流保護機能が作動しても短絡を検知できる、車両用アクチュエータの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is that the overcurrent protection function is activated when a load is driven by using a pulse drive circuit having an overcurrent protection function. Is also to provide a control device for a vehicle actuator that can detect a short circuit.

本発明の一態様に係る車両用アクチュエータの制御装置は、過電流保護機能を有し、負荷に繰り返しパルス電圧を印加するパルス駆動手段と、前記負荷に流れる電流を検知する電流検知手段と、前記パルス駆動手段の出力端の電圧を検知する端子電圧検知手段と、前記パルス駆動手段により前記負荷を所定時間デューティ100%で駆動したときに、前記負荷に流れる電流が断線判定閾値を下回った回数、前記負荷に流れる電流が短絡判定閾値を上回った回数、及び前記負荷に流れる電流が所定の電流値より高く且つ短絡判定閾値より低い場合に、前記出力端の電圧が短絡判定閾値を下回った回数に基づいて、前記パルス駆動手段と前記負荷との間の電流経路の短絡の発生を検知する異常検知手段と、ことを特徴とする。 The control device for a vehicle actuator according to one aspect of the present invention has an overcurrent protection function, a pulse driving means for repeatedly applying a pulse voltage to a load, a current detecting means for detecting a current flowing through the load, and the above. The number of times that the current flowing through the load falls below the disconnection determination threshold when the load is driven by the pulse driving means with a duty of 100% for a predetermined time and the terminal voltage detecting means for detecting the voltage at the output end of the pulse driving means. The number of times the current flowing through the load exceeds the short-circuit determination threshold, and the number of times the voltage at the output end falls below the short-circuit determination threshold when the current flowing through the load is higher than the predetermined current value and lower than the short-circuit determination threshold. Based on this , it is characterized by an abnormality detecting means for detecting the occurrence of a short circuit in the current path between the pulse driving means and the load.

本発明によれば、パルス駆動手段で負荷を所定時間デューティ100%で駆動したときに、出力端の電圧が所定の電圧値を下回った回数、及び電流が所定の電流値を上回った回数の少なくともいずれか一方に基づいて、パルス駆動手段から負荷への電流経路の短絡の発生を検知するので、過電流保護機能が作動して高電流が流れなくても短絡を検知できる。 According to the present invention, when the load is driven by the pulse driving means with a duty of 100% for a predetermined time, at least the number of times the voltage at the output end falls below the predetermined voltage value and the number of times the current exceeds the predetermined current value. Since the occurrence of a short circuit in the current path from the pulse driving means to the load is detected based on either one, the short circuit can be detected even if the overcurrent protection function is activated and a high current does not flow.

本発明の実施形態に係る車両用アクチュエータの制御装置を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control device of the actuator for a vehicle which concerns on embodiment of this invention. 図1に示した車両用アクチュエータの制御装置における診断処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the diagnostic process in the control device of the vehicle actuator shown in FIG. 図2に続く診断処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the diagnostic process following FIG. 断線診断について説明するための波形図である。It is a waveform diagram for demonstrating the disconnection diagnosis. 過電流保護機能がない場合の短絡診断について説明するための波形図である。It is a waveform diagram for demonstrating the short circuit diagnosis when there is no overcurrent protection function. 過電流保護機能がある場合の短絡時の電流値を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the current value at the time of a short circuit when there is an overcurrent protection function. 過電流保護機能がある場合の短絡時における電流のAD変換値を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the AD conversion value of the current at the time of a short circuit when there is an overcurrent protection function. 過電流保護機能がある場合の短絡時の端子電圧値を示す波形図である。It is a waveform diagram which shows the terminal voltage value at the time of a short circuit when there is an overcurrent protection function.

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る車両用アクチュエータの制御装置を示すブロック図である。ここでは、コントロールユニット(制御装置)11が、車両用のアクチュエータに用いられるソレノイドやモータ等の負荷(誘導性負荷)12を駆動するものを例に取って示している。このコントロールユニット11は図示しないハウジングに収容され、ハウジングにはイグニッション(IGN)信号端子13a、電源端子13b,13c及び出力端子14a,14bが設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a control device for a vehicle actuator according to an embodiment of the present invention. Here, an example is shown in which the control unit (control device) 11 drives a load (inductive load) 12 such as a solenoid or a motor used for an actuator for a vehicle. The control unit 11 is housed in a housing (not shown), and the housing is provided with an ignition (IGN) signal terminal 13a, a power supply terminal 13b, 13c, and an output terminal 14a, 14b.

IGN信号端子13aには、バッテリ15の正極からイグニッションスイッチ16とヒューズ17aをそれぞれ介してイグニッション(IGN)信号が入力される。また、電源端子13bには、バッテリ15の正極からヒューズ17bを介して電源が供給され、電源端子13cには、バッテリ15の正極からヒューズ17cを介して電源が供給される。更に、出力端子14a,14bには、負荷12としてのソレノイドが接続される。 An ignition (IGN) signal is input to the IGN signal terminal 13a from the positive electrode of the battery 15 via the ignition switch 16 and the fuse 17a, respectively. Further, power is supplied to the power supply terminal 13b from the positive electrode of the battery 15 via the fuse 17b, and power is supplied to the power supply terminal 13c from the positive electrode of the battery 15 via the fuse 17c. Further, a solenoid as a load 12 is connected to the output terminals 14a and 14b.

コントロールユニット11は、マイクロコンピュータ21、イグニッション(IGN)モニタ回路22、ソレノイドバッテリコントローラ23、ソレノイドバッテリモニタ回路24、IPDソレノイドドライバ25、電圧モニタ回路26、電流モニタ回路27、フェイルセーフシャットダウン回路28及び抵抗器29等を備えている。
イグニッションスイッチ16の操作に応答して、IGN信号端子13aから入力されたIGN信号は、マイクロコンピュータ21に入力される。IGNモニタ回路22は、このIGN信号をモニタしており、モニタ結果がマイクロコンピュータ21に入力される。電源端子13bに印加されたバッテリ電圧VBは、図示しない電源IC等により内部電源電圧に降圧されてマイクロコンピュータ21に供給される。また、電源端子13cに印加されたソレノイド駆動用のバッテリ電圧VSBは、ソレノイドバッテリコントローラ23に供給される。
The control unit 11 includes a microcomputer 21, an ignition (IGN) monitor circuit 22, a solenoid battery controller 23, a solenoid battery monitor circuit 24, an IPD solenoid driver 25, a voltage monitor circuit 26, a current monitor circuit 27, a fail-safe shutdown circuit 28, and a resistor. It is equipped with a vessel 29 and the like.
In response to the operation of the ignition switch 16, the IGN signal input from the IGN signal terminal 13a is input to the microcomputer 21. The IGN monitor circuit 22 monitors this IGN signal, and the monitor result is input to the microcomputer 21. The battery voltage VB applied to the power supply terminal 13b is stepped down to the internal power supply voltage by a power supply IC or the like (not shown) and supplied to the microcomputer 21. Further, the solenoid driving battery voltage VSB applied to the power supply terminal 13c is supplied to the solenoid battery controller 23.

ソレノイドバッテリコントローラ23は、マイクロコンピュータ21の制御により、電源端子13cに印加されたソレノイド駆動用のバッテリ電圧VSBをIPDソレノイドドライバ25に供給する。このバッテリ電圧VSBは、ソレノイドバッテリモニタ回路24によってモニタされ、モニタ結果がマイクロコンピュータ21に入力される。
IPDソレノイドドライバ25は、負荷12に繰り返しパルス電圧を印加するパルス駆動回路(パルス駆動手段)として働くものである。このIPDソレノイドドライバ25は、マイクロコンピュータ21の制御によりPWM(Pulse Width Modulation)信号を生成し、出力端子14a,14bから負荷12に出力して駆動する。フェイルセーフシャットダウン回路28は、マイクロコンピュータ21の制御により、IPDソレノイドドライバ25を過電流から保護する過電流保護装置として働くもので、負荷12に過電流が流れた場合に、IPDソレノイドドライバ25から出力されるパルス電圧の遮断を行う。
The solenoid battery controller 23 supplies the battery voltage VSB for driving the solenoid applied to the power supply terminal 13c to the IPD solenoid driver 25 under the control of the microcomputer 21. This battery voltage VSB is monitored by the solenoid battery monitor circuit 24, and the monitor result is input to the microcomputer 21.
The IPD solenoid driver 25 works as a pulse drive circuit (pulse drive means) that repeatedly applies a pulse voltage to the load 12. The IPD solenoid driver 25 generates a PWM (Pulse Width Modulation) signal under the control of the microcomputer 21, outputs the PWM (Pulse Width Modulation) signal to the load 12 from the output terminals 14a and 14b, and drives the IPD solenoid driver 25. The fail-safe shutdown circuit 28 acts as an overcurrent protection device that protects the IPD solenoid driver 25 from overcurrent under the control of the microcomputer 21, and outputs from the IPD solenoid driver 25 when an overcurrent flows through the load 12. The pulse voltage to be generated is cut off.

電流モニタ回路27は、負荷12に流れる電流を検知する電流検知手段として働くもので、抵抗器29の両端に発生する電圧レベルを検出し、この電圧レベルからマイクロコンピュータ21で出力端子14a,14b間に流れる電流値を算出する。また、電圧モニタ回路26は、IPDソレノイドドライバ25の出力端の電圧を検知する端子電圧検知手段として働くもので、検出した電圧レベルをマイクロコンピュータ21に入力する。 The current monitor circuit 27 functions as a current detecting means for detecting the current flowing through the load 12, detects the voltage level generated at both ends of the resistor 29, and uses this voltage level between the output terminals 14a and 14b in the microcomputer 21. Calculate the current value flowing through. Further, the voltage monitor circuit 26 functions as a terminal voltage detecting means for detecting the voltage at the output end of the IPD solenoid driver 25, and inputs the detected voltage level to the microcomputer 21.

マイクロコンピュータ21は、AD(Analog-to-Digital)変換器を備えており、ソレノイドバッテリモニタ回路24でモニタされたバッテリ電圧VSB、電流モニタ回路27でモニタされた負荷12に流れる電流値、電圧モニタ回路26で検出した出力端子14a,14b間の端子電圧等をそれぞれデジタル信号に変換して取得する。このマイクロコンピュータ21は、異常検知装置(異常検知手段)として機能し、IPDソレノイドドライバ25により負荷12を所定時間デューティ100%で駆動したときに、出力端の電圧が所定の電圧値を下回った回数、及び電流が所定の電流値を上回った回数の少なくともいずれか一方に基づいて、IPDソレノイドドライバ25と負荷12との間の電流経路の短絡、例えば出力端子14aまたは14bの天絡異常や地絡異常の発生を検知するようになっている。また、IPDソレノイドドライバ25と負荷12との間の電流経路の断線は、電流モニタ回路27により検出したモニタ電流に基づいて診断できる。 The microcomputer 21 includes an AD (Analog-to-Digital) converter, and has a battery voltage VSB monitored by the solenoid battery monitor circuit 24, a current value flowing through the load 12 monitored by the current monitor circuit 27, and a voltage monitor. The terminal voltage between the output terminals 14a and 14b detected by the circuit 26 is converted into a digital signal and acquired. The microcomputer 21 functions as an abnormality detection device (abnormality detection means), and the number of times the voltage at the output end falls below a predetermined voltage value when the load 12 is driven by the IPD solenoid driver 25 with a duty of 100% for a predetermined time. , And, based on at least one of the number of times the current exceeds a predetermined current value, a short circuit in the current path between the IPD solenoid driver 25 and the load 12, such as a sky fault or ground fault at the output terminals 14a or 14b. It is designed to detect the occurrence of an abnormality. Further, the disconnection of the current path between the IPD solenoid driver 25 and the load 12 can be diagnosed based on the monitor current detected by the current monitor circuit 27.

なお、駆動対象の負荷12は、100%のデューティで駆動可能であり、且つ100%のデューティで駆動しても挙動に影響がない必要がある。例えば、負荷12の駆動によりクラッチの押し付け力を変動させる車両システムでは、負荷12を100%のデューティで駆動した場合、クラッチを最大力で押し付けることになるが、制御開始前の初期処理であれば車両は動作していないので問題はない。また、ある機構を所定の位置まで動かすシステムにおいては、起動直後に100%のデューティで駆動することから、ばね等で自動的に初期位置に戻るものが好ましい。 It is necessary that the load 12 to be driven can be driven with a duty of 100%, and that the behavior is not affected even if the load 12 is driven with a duty of 100%. For example, in a vehicle system in which the pressing force of the clutch is changed by driving the load 12, when the load 12 is driven with a duty of 100%, the clutch is pressed with the maximum force, but if it is an initial process before the start of control, There is no problem because the vehicle is not operating. Further, in a system that moves a certain mechanism to a predetermined position, since it is driven with a duty of 100% immediately after starting, it is preferable that the system automatically returns to the initial position by a spring or the like.

図2及び図3はそれぞれ、図1に示した車両用アクチュエータの制御装置における診断処理を示すフローチャートである。この診断処理は、車両の始動時、例えばシステムの起動直後の初期処理で実行する。或いは、車両の停止時にも実施することができる。更に、通常の動作モードにおいて、デューティ100%のPWM信号で負荷12を駆動した後に実行しても良い。 2 and 3 are flowcharts showing diagnostic processing in the control device for the vehicle actuator shown in FIG. 1, respectively. This diagnostic process is executed when the vehicle is started, for example, in the initial process immediately after the system is started. Alternatively, it can be carried out even when the vehicle is stopped. Further, in the normal operation mode, the load 12 may be driven by the PWM signal having a duty of 100% and then executed.

診断が開始されると、まず、マイクロコンピュータ21からIPDソレノイドドライバ25に、デューティ100%のPWM信号を出力する指示が出される(ステップS1)。次に、所定時間(一定期間)経過したか否か判定する(ステップS2)。経過していない場合には、電流モニタ回路27でモニタした電流値をマイクロコンピュータ21でAD変換して取得し(ステップS3)、続いて電圧モニタ回路26でモニタした端子電圧(出力端子14a,14b間の電圧)をマイクロコンピュータ21でAD変換して取得し(ステップS4)、ステップS2に戻る。そして、所定時間経過するまでステップS2~S4の動作を繰り返す。
ここで、デューティ100%の駆動可能時間やAD変換値のサンプリング周期はシステム毎に異なるため、システムに応じた駆動時間やサンプリング周期を設定する。
When the diagnosis is started, first, the microcomputer 21 issues an instruction to output a PWM signal having a duty of 100% to the IPD solenoid driver 25 (step S1). Next, it is determined whether or not a predetermined time (fixed period) has elapsed (step S2). If it has not elapsed, the current value monitored by the current monitor circuit 27 is AD-converted and acquired by the microcomputer 21 (step S3), and then the terminal voltage (output terminals 14a, 14b) monitored by the voltage monitor circuit 26 is obtained. The voltage between them) is AD-converted and acquired by the microcomputer 21 (step S4), and the process returns to step S2. Then, the operations of steps S2 to S4 are repeated until a predetermined time elapses.
Here, since the driveable time of 100% duty and the sampling cycle of the AD conversion value are different for each system, the drive time and sampling cycle are set according to the system.

ステップS2で所定時間経過したと判定されると、マイクロコンピュータ21からIPDソレノイドドライバ25に、PWM信号の停止指示が出される(ステップS5)。次に、マイクロコンピュータ21が取得したAD変換値の数だけループしたか(判定動作を行ったか)否か判定し(ステップS6)、ループしていない場合には有効なAD変換値か否か判定する(ステップS7)。このステップS7は、負荷12毎にPWM駆動時の不感帯等が異なるため、それに応じて有効AD変換値を選別するためのものである。これによって、負荷12にPWM信号を与えた場合に、負荷12の抵抗成分や容量成分、誘導成分等による電流や電圧の立ち上がりの遅れによって発生する誤差成分を除去している。 When it is determined in step S2 that the predetermined time has elapsed, the microcomputer 21 issues an instruction to stop the PWM signal to the IPD solenoid driver 25 (step S5). Next, it is determined whether or not the loop is performed by the number of AD conversion values acquired by the microcomputer 21 (determination operation is performed) (step S6), and if not looped, it is determined whether or not the AD conversion value is valid. (Step S7). This step S7 is for selecting an effective AD conversion value according to the dead zone and the like at the time of PWM drive for each load 12. As a result, when a PWM signal is given to the load 12, an error component generated by a delay in the rise of current or voltage due to a resistance component, a capacitance component, an induction component, or the like of the load 12 is removed.

ステップS7で有効なAD変換値であると判定されると、電流のAD変換値が断線判定閾値よりも小さいか否か判定され(ステップS8)、小さいと判定されると断線判定カウンタをカウントアップ(ステップS9)してステップS6に戻る。ステップS8で電流のAD変換値が断線判定閾値よりも小さくないと判定された場合には、ステップS10に移動して電流のAD変換値が短絡判定閾値よりも大きいか否か判定される。ステップS10で、電流のAD変換値が短絡判定閾値よりも大きいと判定されると、短絡判定カウンタをカウントアップ(ステップS11)してステップS6に戻る。ステップS10で電流のAD変換値が短絡判定閾値よりも大きくないと判定された場合には、ステップS12に移動して端子電圧AD変換値が短絡判定閾値よりも小さいか否か判定される。ステップS12で端子電圧AD変換値が短絡判定閾値よりも小さいと判定されると、短絡判定カウンタをカウントアップ(ステップS13)してステップS6に戻る。端子電圧AD変換値が断線判定閾値よりも小さくないと判定された場合には、何もせずにステップS6に戻る。 If it is determined in step S7 that the AD conversion value is valid, it is determined whether or not the AD conversion value of the current is smaller than the disconnection determination threshold value (step S8), and if it is determined to be small, the disconnection determination counter is counted up. (Step S9) and return to step S6. If it is determined in step S8 that the AD conversion value of the current is not smaller than the disconnection determination threshold value, the process proceeds to step S10 to determine whether or not the AD conversion value of the current is larger than the short circuit determination threshold value. If it is determined in step S10 that the AD conversion value of the current is larger than the short-circuit determination threshold value, the short-circuit determination counter is counted up (step S11) and the process returns to step S6. If it is determined in step S10 that the AD conversion value of the current is not larger than the short circuit determination threshold value, the process proceeds to step S12 and it is determined whether or not the terminal voltage AD conversion value is smaller than the short circuit determination threshold value. If it is determined in step S12 that the terminal voltage AD conversion value is smaller than the short-circuit determination threshold value, the short-circuit determination counter is counted up (step S13) and the process returns to step S6. If it is determined that the terminal voltage AD conversion value is not smaller than the disconnection determination threshold value, the process returns to step S6 without doing anything.

一方、ステップS7で、有効なAD変換値ではないと判定された場合には、ステップS6に戻り、このAD変換値は診断には用いない。
また、ステップS6で、マイクロコンピュータ21が取得したAD変換値の数だけループしたと判定されると、断線判定カウンタのカウント値が規定数よりも大きいか否か判定される(ステップS14)。大きいと判定されると、断線と確定して終了する(ステップS15)。断線判定カウンタのカウント値が規定数よりも大きくないと判定された場合には、断線判定カウンタをクリアし(ステップS16)、短絡判定カウンタのカウント値が規定数よりも大きいか否か判定する(ステップS17)。大きいと判定されると、短絡と確定して終了する(ステップS18)。短絡判定カウンタのカウント値が規定数よりも大きくないと判定された場合には、短絡判定カウンタをクリアし(ステップS19)、正常と確定して終了する(ステップS20)。
なお、ステップS14とステップS17において、各カウンタはシステム毎に故障判断基準が異なるため、何回で故障確定とするかはシステム毎に設定すると良い。
On the other hand, if it is determined in step S7 that the AD conversion value is not valid, the process returns to step S6, and this AD conversion value is not used for diagnosis.
Further, in step S6, when it is determined that the loop is performed by the number of AD conversion values acquired by the microcomputer 21, it is determined whether or not the count value of the disconnection determination counter is larger than the specified number (step S14). If it is determined to be large, it is determined that the wire is broken and the process ends (step S15). If it is determined that the count value of the disconnection determination counter is not larger than the specified number, the disconnection determination counter is cleared (step S16), and it is determined whether or not the count value of the short circuit determination counter is larger than the specified number (step S16). Step S17). If it is determined to be large, it is determined to be a short circuit and the process ends (step S18). If it is determined that the count value of the short-circuit determination counter is not larger than the specified number, the short-circuit determination counter is cleared (step S19), and the process is determined to be normal and ends (step S20).
In step S14 and step S17, since the failure determination criteria of each counter are different for each system, it is preferable to set the number of times the failure is confirmed for each system.

上述したように、負荷12に流れる電流値が短絡と判断される閾値を超えた場合には、短絡判定カウンタをカウントアップし(ステップS10)、所定のカウント値に達した場合に短絡と判断する(ステップS17,S18)。また、電流値が断線と判断される閾値を下回った場合には、断線判定カウンタをカウントアップし(ステップS9)、所定のカウント値に達した場合に断線と判断する(ステップS14,S15)。
電流値にて短絡と判断されなかった場合には(ステップS8,S10)、端子電圧が短絡と判断される閾値を下回ったときに短絡判定カウンタをカウントアップし(ステップS12,S13)、所定のカウント値に達したときに短絡と判断する(ステップS17,S18)。
As described above, when the current value flowing through the load 12 exceeds the threshold value for determining a short circuit, the short circuit determination counter is counted up (step S10), and when a predetermined count value is reached, it is determined to be a short circuit. (Steps S17 and S18). Further, when the current value falls below the threshold value for determining the disconnection, the disconnection determination counter is counted up (step S9), and when the predetermined count value is reached, the disconnection is determined (steps S14 and S15).
If the current value does not determine a short circuit (steps S8, S10), the short circuit determination counter is counted up when the terminal voltage falls below the threshold value determined to be a short circuit (steps S12, S13). When the count value is reached, it is determined that a short circuit has occurred (steps S17 and S18).

断線異常や短絡異常と判定した場合には、IPDソレノイドドライバ25から出力されるパルス電圧の遮断を行うとともに、フェイルセーフシャットダウン回路28により負荷12の駆動を禁止する。異常判定したドライビングサイクルでは、負荷12の駆動を禁止し、基本的に正常復帰はしない。そして、次のドライビングサイクルの初期処理にて再度故障診断を実施し、正常であれば復帰させる。
但し、誤診断を考慮し、異常と判定したドライビングサイクルでの復帰をさせる場合は、例えば車両であれば、車両停止中(システム上、デューティ100%で駆動できるタイミング)に再度本故障診断を実施し、正常と判定した場合は復帰させる。
When it is determined that the disconnection abnormality or the short circuit abnormality is performed, the pulse voltage output from the IPD solenoid driver 25 is cut off, and the drive of the load 12 is prohibited by the fail-safe shutdown circuit 28. In the driving cycle in which the abnormality is determined, the driving of the load 12 is prohibited, and basically the normal return is not performed. Then, the failure diagnosis is performed again in the initial processing of the next driving cycle, and if it is normal, the failure diagnosis is performed again.
However, in consideration of misdiagnosis, when returning to the driving cycle determined to be abnormal, for example, in the case of a vehicle, this failure diagnosis is performed again while the vehicle is stopped (on the system, when it can be driven with 100% duty). If it is determined to be normal, it will be restored.

次に、図4乃至図8の波形図により、断線、天絡及び地絡の診断動作について詳しく説明する。断線は、PWM信号のデューティが100%指示時の電流のAD変換値を参照して診断する。図4に示すように、時刻t0に断線が発生すると、時刻t0以降は電流のAD変換値がゼロ近傍となるため、それを検知して断線と判断する。
短絡診断(過電流保護機能なし)は、PWM信号のデューティが100%指示時の電流のAD変換値を参照して行う。図5に示すように、時刻t1に短絡が発生すると、時刻t1以降は電流のAD変換値が高電流を維持するため、それを検知することで短絡と判断する。
Next, the diagnostic operation of disconnection, heavenly fault, and ground fault will be described in detail with reference to the waveform diagrams of FIGS. 4 to 8. The disconnection is diagnosed by referring to the AD conversion value of the current when the duty of the PWM signal is 100% indicated. As shown in FIG. 4, when a disconnection occurs at time t0, the AD conversion value of the current becomes near zero after time t0, so that it is detected and determined to be disconnection.
The short circuit diagnosis (without the overcurrent protection function) is performed by referring to the AD conversion value of the current when the duty of the PWM signal is 100% indicated. As shown in FIG. 5, when a short circuit occurs at time t1, the AD conversion value of the current maintains a high current after time t1, so that it is determined to be a short circuit by detecting it.

過電流保護機能があると、短絡発生時にPWM信号のデューティが100%の指示をしても、電流のAD変換値が高電流とならない。これは、図6に示すように、短絡による高電流が発生すると(時刻t1)、過電流保護が働いて電流経路が遮断され(時刻t2)、高電流が流れなくなると電流経路が開放されて、それによりまた高電流が流れる(時刻t3)。これをくり返すことによって、図7に示すように電流のAD変換値としては平均化され、高電流値とならない。
よって、過電流保護機能を有するIPDを使用したパルス駆動回路(PWM駆動回路)においては、短絡診断を電流のAD変換値のみで検出することができない。
If there is an overcurrent protection function, the AD conversion value of the current does not become a high current even if the duty of the PWM signal is instructed to be 100% when a short circuit occurs. This is because, as shown in FIG. 6, when a high current is generated due to a short circuit (time t1), the overcurrent protection is activated and the current path is cut off (time t2), and when the high current stops flowing, the current path is opened. As a result, a high current flows again (time t3). By repeating this, as shown in FIG. 7, the AD conversion value of the current is averaged, and the high current value is not obtained.
Therefore, in the pulse drive circuit (PWM drive circuit) using the IPD having the overcurrent protection function, the short circuit diagnosis cannot be detected only by the AD conversion value of the current.

そこで、負荷12を流れる電流値ではなく、負荷12の端子電圧を短絡診断に使用する。負荷12の端子電圧は故障が存在しない場合、PWM信号のデューティが100%の指示状態では、常に印加電圧と等しい電圧値となる。過電流保護機能を有するパルス駆動回路で短絡が発生した場合には、端子電圧のAD変換値も電流のAD変換値と同様に、高速スイッチングによりAD変換値が平均化され、通常時の印加電圧より低い値となる。よって、図8に示すように、この通常時の電圧からの電圧低下ΔVを検出して、過電流保護機能を有するパルス駆動回路の短絡を判断する。 Therefore, the terminal voltage of the load 12 is used for the short circuit diagnosis instead of the current value flowing through the load 12. The terminal voltage of the load 12 is always equal to the applied voltage in the indicated state where the duty of the PWM signal is 100% when there is no failure. When a short circuit occurs in a pulse drive circuit with an overcurrent protection function, the AD conversion value of the terminal voltage is also averaged by high-speed switching in the same way as the AD conversion value of the current, and the applied voltage at normal times. It will be a lower value. Therefore, as shown in FIG. 8, the voltage drop ΔV from the normal voltage is detected to determine the short circuit of the pulse drive circuit having the overcurrent protection function.

なお、上述した実施形態では、負荷12がソレノイドやモータ等の誘導性負荷の場合を例に取って説明したが、負荷の種類によらず診断が可能である。
また、1つのシステムに複数の負荷が付属している場合には、それぞれの負荷に対して本診断を適用し、複数の負荷の中の、ある負荷が故障と判断された場合には、その負荷が属する機能の重要性によりその他の負荷の故障診断の実施の有無を判断すれば良い。例えば、重要であればその負荷の故障でシステム停止させるので、以後の負荷診断は不要である。重要でなければ、その他の負荷についても引き続き診断を実施する。
In the above-described embodiment, the case where the load 12 is an inductive load such as a solenoid or a motor has been described as an example, but diagnosis can be performed regardless of the type of load.
If multiple loads are attached to one system, this diagnosis is applied to each load, and if a load among the multiple loads is determined to be a failure, the diagnosis is applied. Depending on the importance of the function to which the load belongs, it may be judged whether or not the failure diagnosis of other loads is performed. For example, if it is important, the system will be stopped due to the failure of the load, so no further load diagnosis is necessary. If not important, continue diagnosis for other loads.

更に、パルス駆動回路を所定時間デューティ100%で駆動したときに、出力端の電圧が所定の電圧値を下回った回数、又は電流が所定の電流値を上回った回数に基づいて、パルス駆動回路の短絡の発生を検知するようにしたが、電圧値と電流値の両方を考慮しても良い。出力端の電圧が所定の電圧値を下回った回数と、電流が所定の電流値を上回った回数とに基づいて、パルス駆動回路の短絡の発生を検知するように構成することもできる。 Further, when the pulse drive circuit is driven with a duty of 100% for a predetermined time, the pulse drive circuit is based on the number of times the voltage at the output end falls below the predetermined voltage value or the number of times the current exceeds the predetermined current value. Although the occurrence of a short circuit is detected, both the voltage value and the current value may be considered. It can also be configured to detect the occurrence of a short circuit in the pulse drive circuit based on the number of times the voltage at the output end falls below a predetermined voltage value and the number of times the current exceeds a predetermined current value.

11…コントロールユニット(制御装置)、12…負荷(誘導性負荷)、13b,13c…電源端子、14a,14b…出力端子、15…バッテリ、21…マイクロコンピュータ(異常検知手段)、25…IPDソレノイドドライバ(パルス駆動手段)、26…電圧モニタ回路(端子電圧検知手段)、27…電流モニタ回路(電流検知手段)、28…フェイルセーフシャットダウン回路(過電流保護装置) 11 ... Control unit (control device), 12 ... Load (inductive load), 13b, 13c ... Power supply terminal, 14a, 14b ... Output terminal, 15 ... Battery, 21 ... Microcomputer (abnormality detection means), 25 ... IPD solenoid Driver (pulse drive means), 26 ... Voltage monitor circuit (terminal voltage detection means), 27 ... Current monitor circuit (current detection means), 28 ... Fail-safe shutdown circuit (overcurrent protection device)

Claims (3)

過電流保護機能を有し、負荷に繰り返しパルス電圧を印加するパルス駆動手段と、
前記負荷に流れる電流を検知する電流検知手段と、
前記パルス駆動手段の出力端の電圧を検知する端子電圧検知手段と、
前記パルス駆動手段により前記負荷を所定時間デューティ100%で駆動したときに、前記負荷に流れる電流が断線判定閾値を下回った回数、前記負荷に流れる電流が短絡判定閾値を上回った回数、及び前記負荷に流れる電流が所定の電流値より高く且つ短絡判定閾値より低い場合に、前記出力端の電圧が短絡判定閾値を下回った回数に基づいて、前記パルス駆動手段と前記負荷との間の電流経路の短絡の発生を検知する異常検知手段と、を備える車両用アクチュエータの制御装置。
A pulse drive means that has an overcurrent protection function and repeatedly applies a pulse voltage to the load,
A current detecting means for detecting the current flowing through the load, and
A terminal voltage detecting means for detecting the voltage at the output end of the pulse driving means, and
When the load is driven by the pulse driving means with a duty of 100% for a predetermined time , the number of times the current flowing through the load falls below the disconnection determination threshold, the number of times the current flowing through the load exceeds the short-circuit determination threshold, and the load. When the current flowing through the current is higher than a predetermined current value and lower than the short-circuit determination threshold, the current path between the pulse drive means and the load is based on the number of times the voltage at the output end falls below the short-circuit determination threshold . A control device for a vehicle actuator including an abnormality detecting means for detecting the occurrence of a short circuit.
請求項1の制御装置において、前記過電流保護機能は、前記負荷に過電流が流れた場合に、前記パルス駆動手段から出力されるパルス電圧の遮断を行うものであることを特徴とする、車両用アクチュエータの制御装置。 The control device according to claim 1, wherein the overcurrent protection function cuts off a pulse voltage output from the pulse driving means when an overcurrent flows through the load. Actuator control device. 請求項1又は2の制御装置において、前記パルス駆動手段による前記負荷のデューティ100%での駆動は、車両の始動時又は停止時に実施することを特徴とする、車両用アクチュエータの制御装置。 The control device for a vehicle actuator according to claim 1 or 2, wherein the pulse driving means drives the load at 100% duty when the vehicle is started or stopped.
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