JPH0147091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は負荷の駆動回路を常時監視し、異常が
発生したならばフエールセーフに切り換える診断
機能を有する負荷駆動回路に関するものである。

近年、電子技術の急速な発達に伴なつて、各種
装置がマイクロコンピユータによつて制御される
傾向にある。この場合、マイクロコンピユータの
出力信号は極めて小さいものであるために、この
信号を用いてソレノイド等の負荷を直接駆動する
ことは出来ない。従つて、このような制御系に於
いては、負荷駆動回路を設け、内部に設けられて
いるパワートランジスタの出力を用いて負荷を駆
動するように構成されている。

この場合、何かの原因によつてパワートランジ
スタが短絡したりあるいは負荷が断線すると、誤
つた制御がなされたりあるいは他の電気部品を破
損する等の問題が生ずる。従つて、このような負
荷駆動回路に対しては、パワートランジスタと負
荷の直列体を制御する必要があり、従来は各素子
の両端電位をそれぞれ取り込んで監視を行なうも
のが用いられている。

しかしながら、上記構成に於いては多数個所か
ら診断信号を取り出さなければならず、負荷が多
い場合には極めて困難なものとなる。また、負荷
の非駆動時に於ける負荷の診断に際しては、診断
用の信号を負荷に供給しなければならない等の
種々問題を有している。

また、このような問題点を解決するため、従
来、実開昭56−94968に表されているように、負
荷と、この負荷の制御信号を一方の端子から発生
し、他の端子からこの負荷の制御信号と相反する
状態の異常検出有効信号を発生する制御部と、こ
の制御部からの信号を受けて負荷を駆動するパワ
ートランジスタと、負荷と電源との間に設けられ
たスイツチと、このスイツチを制御する制御回路
と、パワートランジスタと負荷との接続点での電
圧と制御部から発生される異常検出有効信号との
信号状態の一致、不一致を判断しこの判断結果に
より制御回路を制御する検出回路で構成され、こ
のスイツチと負荷を負荷の電源と駆動回路の間に
直列に接続し、負荷の電源の電圧を駆動回路の電
源電圧より高く設定することによりパワートラン
ジスタのシヨートを検出し、コイルの焼損を防止
できるようにしたものや、実開昭55−79632に表
されているように、交流電源端子間に負荷と、そ
の駆動回路と、駆動回路への電源の供給を切断す
る切断回路とを直列に接続し、負荷にかかる交流
電圧が一定の電圧以上になつたときに発光する発
光素子をこの負荷に並列接続し、この発光素子と
光学的に接続され発光信号と逆極性の信号を発生
する受光素子と、駆動回路と後述する故障検出回
路に制御信号を出力する制御回路と、受光素子の
出力と制御信号の出力を比較して駆動回路と負荷
の異常を判断し、異常があつた場合切断回路と制
御回路に信号を発生し、駆動回路と電源を切断す
る故障検出回路とで構成したものなどがあります
が、前者のものは負荷の駆動回路の異常は検出で
きますが、負荷その他の切断などの異常を検出す
ることはできません。また、後者の例に於いて
は、負荷の異常も検出できますが、負荷を駆動す
る電源が交流でなければならず、負荷を直流で駆
動したい場合には使用できないという問題点を有
していた。

従つて、本発明による目的は、簡単な構成であ
りながら自己診断機能を有するとともに、非駆動
時に於ける負荷診断に際して診断用の信号を必要
としない負荷駆動回路を提供することである。以
下、図面を用いて本発明による負荷駆動回路を詳
細に説明する。

第１図は本発明による負荷駆動回路の一実施例
を示す回路図である。同図に於いて１，２はパワ
ートランジスタと負荷の直列体であつて、スイツ
チング回路３を介して電源V_Bとアース間に直列
接続されている。４はパワートランジスタ１に対
して並列接続された高抵抗値の診断抵抗、５は負
荷２に発生する逆起電力を吸収するダイオード、
６はマイクロコンピユータであつて、各種演算結
果に対応して出力ポートP₁から負荷駆動制御信
号Ａが“Ｌ”レベルの信号として送出される。７
は負荷駆動制御信号Ａを反転するインバータ、８
はインバータ７の“Ｈ”出力によりオンとなるこ
とにより、抵抗９を介してパワートランジスタ１
のベースをアースに落してオンさせるトランジス
タ、１０はパワートランジスタ１と負荷２が接続
されたＸ点電位を抵抗１１を介して診断信号Ｂと
して取り込み、反転した後にマイクロコンピユー
タ６の入力ポートP₂に供給するインバータ、１
２は抵抗１１とによつて積分回路を構成してノイ
ズを吸収するコンデンサ、１３はインバータ１０
の入力端と電源Vccとの間に逆極性として接続さ
れたダイオードである。P₃は異常検出時にフエ
ールセーフ信号Ｃを発生してスイツチング回路３
をオフ制御する出力ポート、P₄はアラーム信号
Ｄを発生する出力ポートである。そしてこの場
合、マイクロコンピユータ６は負荷駆動回路の診
断および制御を行なうために、第２図に示すよう
なソフト処理が与えられている。

このように構成された負荷駆動回路に於いて、
通常時はスイツチング回路３がオンでパワートラ
ンジスタ１がオフとなつている。この場合、パワ
ートランジスタ１がオフであつても、診断抵抗４
が並列接続されているために、この抵抗４を介し
て負荷２に微少電流が供給される。そして、負荷
２が正常である場合にはＸ点の電位が“Ｌ”とな
り、この“Ｌ”レベルの診断信号がインバータ１
０に於いて反転されて“Ｈ”としてマイクロコン
ピユータ６の入力ポートP₂に供給される。マイ
クロコンピユータ６は、出力ポートP₁に発生さ
れる負荷駆動信号Ａと入力ポートP₂に供給され
る診断信号Ｂを比較する。この場合、信号Ａ，Ｂ
は共に“Ｈ”であるために、マイクロコンピユー
タ６は負荷駆動回路が正常であると判断してこの
状態を続ける。

次に、何かの原因によつて、マイクロコンピユ
ータ６の出力ポートP₁から“Ｈ”レベルの負荷
駆動制御信号が発生されないのにパワートランジ
スタ１が導通、つまり短絡されると、負荷２が誤
駆動されるとともにＸ点の電位が“Ｈ”となる。
この結果、インバータ１０から出力される診断信
号Ｂが“Ｌ”となり、負荷駆動制御信号Ａとの間
に不一致が生ずる。従つて、マイクロコンピユー
タ６は、負荷駆動回路に異常が発生したものと判
断して、出力ポートP₃からフエイルセーフ信号
Ｃを発生してスイツチング回路３をオフさせるこ
とにより、パワートランジスタ１に対する電源供
給を遮断してフエイルセーフ制御に切り換える。
また、このように異常発生を検出すると、出力ポ
ートP₄からアラーム信号Ｄを発生して操作者に
故障の発生を知らせる。

次に、パワートランジスタ１がオフの状態に於
いて、負荷２に断線が生ずると、Ｘ点電位が
“Ｈ”となつてマイクロコンピユータ６の入力ポ
ートP₂に供給される。診断信号Ｂが“Ｌ”とな
る。従つて、両ポートの信号が一致しないことに
より故障の発生を検出する。

従つて、このように構成された回路に於いて
は、自己診断回路を有するとともに、特別な駆動
信号を供給することなくして常に負荷２の診断が
行なえることになる。

なお、上記実施例に於いては、マイクロコンピ
ユータによつて自己診断回路を構成したが、デイ
スクリート回路によつて構成しても良いことは言
うまでもない。

以上説明したように、本発明による負荷駆動回
路は、負荷に対して直列接続されたパワートラン
ジスタに対して高抵抗値の診断抵抗を接続し、こ
のパワートランジスタと負荷の接続点電位と負荷
駆動制御信号の不一致を検出して故障発生を検出
するとともに、パワートランジスタへの電源供給
を遮断するものである。よつて、負荷駆動回路に
自己診断機能が付与されるとともに、負荷が駆動
されない状態に於いても負荷の診断が容易にかつ
確実に行なえる等の種々優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による負荷駆動回路の一実施例
を示す回路図、第２図は第１図に於けるマイクロ
コンピユータの診断ソフトの一例を示すフローチ
ヤート図である。 １……パワートランジスタ、２……負荷、３…
…スイツチング回路、４……診断抵抗、６……マ
イクロコンピユータ、７，１０……インバータ、
８……トランジスタ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 負荷に対して直列に接続されたパワートラン
   ジスタと、前記パワートランジスタのエミツタ端
   子とコレクタ端子に並列接続された高抵抗値の診
   断抵抗と、前記パワートランジスタと負荷の接続
   点電位と負荷駆動制御信号との不一致を検出する
   ことによつて故障発生を検出する制御回路と、前
   記制御回路の故障検出時に出力されるフエールセ
   ーフ信号によつて作動して前記パワートランジス
   タに対する電源供給を遮断するスイツチング回路
   とを備え、前記パワートランジスタと前記負荷と
   を直列的に接続した構成としたことを特徴とする
   負荷駆動回路。