JPH0552777U - ソレノイド負荷短絡検出回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ソレノイドバルブなどを駆動するスイッチン
グ素子のオン損失が小さくなってもソレノイド負荷の短
絡が確実に検出できるようにする。 【構成】 処理回路５はスイッチング素子３を診断パル
ス発生部５ｃからの診断パルスで駆動して、比較回路５
ａで検出回路４で検出されたソレノイド２から発生する
フライバック電圧のピーク値と予め電源電圧検出回路５
ｂで検出された直流電源１の平均電圧値とを比較してソ
レノイド２の短絡を判定する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ソレノイドバルブなどのソレノイド負荷を持つ制御装置のソレノイ ド負荷の短絡検出回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来例を図４（Ａ）及び（Ｂ）に示す。 短絡故障したソレノイド２を駆動することにより流れる大電流により、スイッチ ング素子（トランジスタ）１３又は２３の電圧降下は増大しＡ点の電圧が正常時 と異なった値をとる。この電圧を検出回路１４又は２４で検出して故障時のＡ点 の電圧の差を処理回路１５又は２５で判定する事によりソレノイドの故障（短絡 ）を検出する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このようなスイッチング素子１３または２３のオン時の電圧降 下を利用する方式では、高効率のためスイッチング素子１３または２３のオン損 失を少なくしようとすると、ソレノイド２の短絡検出が難しくなってしまう。 特に、図２（Ｂ）のようにスイッチング素子２３をアース側に配置した場合は、 ソレノイド２の短絡時、スイッチング素子２３の電圧降下の増大によってＡ点の 電位が上昇することによって故障（短絡）を検出しているが、大電流により直流 電源（バッテリー）１も電圧降下をおこすため、ますますソレノイドの短絡の検 出が困難になる欠点がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

従って、本考案は上述の目的を達成するために、直流電源とアース間に直列接 続されたソレノイドとスイッチング素子からなる直列回路と、このソレノイドと スイッチング素子との接続点に接続され、且つこの接続点の電圧を検出する検出 回路と、スイッチング素子を駆動する駆動パルスを出力し、且つ検出された電圧 を入力してソレノイドの短絡を判定する処理回路とを備えたソレノイド負荷短絡 検出回路において、 前記検出回路は接続点に接続された逆流阻止のダイオードと、このダイオード を介して直列接続された第１の抵抗素子とコンデンサとからなる充電回路と、こ のコンデンサとこのコンデンサの両端に直列接続された第２及び第３の抵抗素子 とからなり、この第２及び第３の抵抗素子による分圧電圧を出力し、且つ充電回 路の時定数より大なる時定数を有する放電回路とを備え、前記処理回路は分圧電 圧を所定回数入力して直流電源の平均値を検出する電源電圧検出回路と、ソレノ イドが動作するまでに到らない幅の狭い診断パルスをスイッチング素子に出力す る診断パルス発生回路と、この診断パルスを出力した所定時間後に分圧電圧を入 力して、予め検出した直流電源の平均値と比較する動作を所定回数繰り返す比較 回路とを備えたものである。

【０００５】

【作用】

処理回路から出力された幅の狭い診断パルスによって、スイッチング素子は瞬 間的にオン動作するが、ソレノイドは動作するまでに到らない。このスイッチン グ素子のオン動作によってソレノイドに発生するフライバック電圧のピーク値を 検出回路で検出して、このピーク値を処理回路に入力して、予め検出しておいた 電源電圧値と比較する動作を数回繰り返してソレノイドの短絡を判定する。

【０００６】 従って、スイッチング素子のオン損失低下に伴う、ソレノイドの短絡検出が困 難になる問題を解決している。

【０００７】

【実施例】

本考案の一実施例について図１〜図３を参照して説明する。

【０００８】 図１は本考案の一実施例を示す概略回路構成図、図２はソレノイドの短絡を検 出して判定するフローチャート、図３は各部の動作波形図である。 図１において、５は診断の制御、検出判定を行なう処理回路で、４は一瞬のフラ イバック電圧を処理回路５に内蔵したＡ／Ｄ変換器がサンプリングして比較回路 ５ａに供給するまでの間保持する検出回路である。

【０００９】 処理回路５は、図２に示すフローチャートの処理を行なう。すなわち、平均電 源電圧の計算、短絡診断パルスの発生、ソレノイド短絡診断を行なう。

【００１０】 平均電源電圧の計算・・・電源電圧検出回路５ｂは、各ソレノイド２について Ｃ点の電位を毎ループ測定し、それよりソレノイドバルブ端子８の電位を計算す る。各端子電位のうち６〜１８［Ｖ］の範囲のデータを有効とし、平均値を計算 し、それを電源電圧ＶBと する。尚、有効データが全ソレノイド数の半分に満 たないことが１０回以上連続した場合は、直流電源１の以上と判定する。 毎ループ計算した電源電圧ＶBに１次遅れフィルター演算を行なった結果を平均 電源電位とする。

【００１１】 診断パルス発生・・・ソレノイド２を本来の目的の制御に使用していないとき 、数秒に１回の周期でソレノイド２が動作しない程度の短さの診断パルスを診断 パルス発生回路５Ｃから出力する。

【００１２】 ソレノイド短絡診断・・・診断パルスを出力した直後、検出回路４の出力（Ｃ 点）電圧を内蔵のＡ／Ｄ変換器でディジタル変換し、比較回路５ａでソレノイド 端子８の電位を計算する。（フライバック電圧の算出） 平均電源電圧を１．５倍したものとバリスタ６の作動電圧ＶZの低いほうをソ レノイド判定しきい値とする。（故障判定しきい値の算出） フライバンック電圧と判定しきい値を比較してフライバック電圧の方が低い場 合、ソレノイド２が短絡している可能性があるので、ソレノイド短絡診断カウン ターをカウントアップする。またフライバック電圧の方が高い場合は、ソレノイ ド短絡診断カウンターをクリヤする。 ソレノイド短絡診断カウンターの値が３以上、即ち診断パルスに対しソレノイド ２から発生するフライバック電圧が低いことが３回連続した場合ソレノイド短絡 と判定する。

【００１３】 以上の動作をソレノイド２のチャンネル数繰り返す。（故障判定） 検出回路４は、診断パルスがＯＮからＯＦＦになった直後の一瞬だけ発生する フライバック電圧を処理回路５が測定するタイミングをゆるやかにするために一 定時間以上電圧を保持する機能を持つ。

【００１４】 フライバック電圧は、フライバック電圧パルス幅に比べ充分に短い時定数を持 つ第１の抵抗素子４ｂ、コンデンサ４Ｃで構成される充電回路により、コンデン サ４Ｃに充電される。フライバック電圧が消滅するとコンデンサ４Ｃの電荷は、 処理回路５が診断パルスを発生してからＡ／Ｄ変換器でサンプリングするまでの 時間に較べ充分に長い時定数を持つコンデンサ４Ｃ、第２及び第３の抵抗素子４ ｄ，４ｅで構成される放電回路により放電される。 尚、逆流阻止ダイオード４ａのため、第１の抵抗素子４ｂを通して放電されるこ とはない。

【００１５】 また、第２の抵抗素子４ｄと第３の抵抗素子４ｅとは分圧回路を構成しており 、コンデンサ４ｃの電位（Ｂ点）は最大で、バリスタ電圧ＶZまで上昇するが、 その時の分圧電位（Ｃ点の電位）が処理回路５の電源電圧と等しくなるように機 能する。尚、保護ダイオード７はバリスタ電圧ＶZの変動などにより第２の抵抗 素子４ｄと第３の抵抗素子４ｅの分圧値（Ｃ点の電位）が処理回路５の電源電圧 ＶDDを超えた場合、それを逃がし処理回路５を保護する。

【００１６】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、診断パルスのフライバック電圧を測定し、その データを処理することによりソレノイドの短絡故障を確実に検出できる。また、 オン損失の小さなスイッチング素子を利用しても従来技術のように検出が困難に なることはない。

【００１７】 さらに、フライバック電圧を一時的に保持することにより、診断パルス出力と 電圧測定のタイミングの幅が大きくなったため、ＣＰＵ内蔵のＡ／Ｄ変換器など でも利用が可能である。

【００１８】 電源電圧（バッテリー）を測定し、そのデータにより故障判定のしきい値を変 化させるため、電源電圧の違いの影響を受けない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す概略回路構成図であ
る。

【図２】図１に係わるソレノイドの短絡を検出して判定
するフローチャートである。

【図３】図１に係わる各部の動作波形図である。

【図４】従来の一実施例を示す概略回路構成図である。

【符号の説明】

１ 直流電源（バッテリー） ２ ソレノイド ３、１３、２３ スイッチング素子 ４、１４、２４ 検出回路 ４ａ 逆流阻止ダイオード ４ｂ 第１の抵抗素子 ４ｃ コンデンサ ４ｄ 第２の抵抗素子 ４ｅ 第３の抵抗素子 ５、１５、２５ 処理回路 ５ａ 比較回路 ５ｂ 電源電圧検出回路 ５ｃ 診断及び駆動パルス発生回路 ５ｄ 検出電圧入力端子 ５ｅ 診断及び駆動パルス出力端子 ６ バリスタ ７ 保護ダイオード ８ ソレノイド端子 ９ａ、９ｂ 駆動及び電圧検出系

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電源とアース間に直列接続されたソ
   レノイドとスイッチング素子からなる直列回路と、この
   ソレノイドとスイッチング素子との接続点に接続され、
   且つこの接続点の電圧を検出する検出回路と、スイッチ
   ング素子を駆動する駆動パルスを出力し、且つ検出され
   た電圧を入力してソレノイドの短絡を判定する処理回路
   とを備えたソレノイド負荷短絡検出回路において、 前記検出回路は接続点に接続された逆流阻止のダイオー
   ドと、このダイオードを介して直列接続された第１の抵
   抗素子とコンデンサとからなる充電回路と、このコンデ
   ンサとこのコンデンサの両端に直列接続された第２及び
   第３の抵抗素子とかなり、この第２及び第３の抵抗素子
   による分圧電圧を出力し、且つ充電回路の時定数より大
   なる時定数を有する放電回路とを備え、 前記処理回路は分圧電圧を所定回数入力して直流電源の
   平均値を検出する電源電圧検出回路と、ソレノイドが動
   作するまでに到らない幅の狭い診断パルスをスイッチン
   グ素子に出力する診断パルス発生回路と、この診断パル
   スを出力した所定時間後に分圧電圧を入力して、予め検
   出した直流電源の平均値と比較する動作を所定回数繰り
   返す比較回路とを備えたことを特徴とするソレノイド負
   荷短絡検出回路。