JPH10506071A - 制御回路監視用の回路装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 制御回路は誘導負荷（Ｌ）を有するドライバトランジスタ（Ｔ１）と、誘導負荷（Ｌ）に対して平行な分岐部内に設けられた第２のトランジスタ（Ｔ２）を備えている。この制御回路を監視するための回路装置は、付加的な外部の電流測定装置（Ｔ３，Ｒ_M，３）を備えている。ドライバトランジスタ（Ｔ１）に対して平行に、スイッチング要素、特にトランジスタ（Ｔ３）とオーム測定抵抗（Ｒ_M）が設けられている。試験時点（ｔ_test）で、誘導負荷（Ｌ）を通って流れる電流（ｉ_L）が測定装置の法へ方向を変え、測定抵抗（Ｒ_M）で、制御回路の正常状態を認識できる電圧（Ｋ_M）が生じる。

Description

【発明の詳細な説明】 制御回路監視用の回路装置 本発明は、ドライバトランジスタを備えた制御回路を監視するための回路装置 に関し、更に詳しくは、このドライバトランジスタにより誘導負荷、例えばコイ ル内で、予め定められた電流平均値がドライバトランジスタのクロック式および パルス幅変調式動作（ＰＷＭ）によって調節され、ドライバトランジスタの遮断 インターバル内でＰＷＭの間誘導負荷によって回路分岐部を通る電流の流れが生 じ、この回路分岐部が負荷に対して平行でかつスイッチを備えている、回路装置 に係る。 電子式アンチロック制御装置（ＡＢＳ）とトラクションスリップコントロール 装置（ＡＳＲ）を備えた公知の油圧式ブレーキ装置は、電気式または電磁式に操 作可能な油圧弁を備えている。この油圧弁はドライバ（このドライバの出力段は ドライバトランジスタを備えている）によって切換えられる。これは、誘導負荷 を有するドライバトランジスタを備えた制御回路の例である。このドライバトラ ンジスタによって、有効負荷抵抗、すなわち油圧弁のコイルを通る電流の流れが 切換えられる。ドライバトランジスタの遮断時に、コイル内に蓄えられたエネル ギーは公知のごとくコイル電流を維持する傾向がある。その結果、コイルを通る 遮断電圧が大きくなる。ドライバトランジスタの遮断の後で、誘導負荷に対して 平行でスイッチングトランジスタを備えた回路分岐部を経てコイル電流を導くこ とが既に提案されている。ドライバトランジスタのクロック式動作、ドライバト ランジスタの遮断インターバルの間の、負荷に対して平行な回路分岐部内のスイ ッチの遮断、および動作パルスまたは動作クロックのパルス／パルスブレイク比 の変調により、電流（平均）値を所定のレベルに調節することができる。当該の 種類の回路の場合、設定される電流値または電流目標値は一般的に内部の基準値 と比較することによって定められる。複雑な集積回路が使用される。この集積回 路は基準値と、ＰＷＭの範囲内でパルス／パルスブレイク比を定めるトランジス タの切換え閾値とを設定する。この場合、基準値と閾値が目立たないほど同じ方 向に変化し、エラー、特に目標値からのコイル電流の偏差が検出されないという 難点が生じる。すなわち、ＩＣ内部電流監視回路も、内部の基準値に依存する。 従って、内部電流監視の閾値は、基準値の変化時に同じようにずれる。 本発明の根底をなす課題は、コイル電流または誘導負荷を流れる電流が、回路 内部手段と関係なく、簡単に、低コストでおよび確実に監視されるように、この 種の回路装置を改良することである。 この課題は請求項１記載の回路装置によって解決されることが判った。この回 路装置の特徴は、電流測定装置がドライバトランジスタに対して平行にスイッチ ング要素を介して接続され、遮断インターバルの間誘導負荷によって生じる電流 が、試験相の間この電流測定装置に導かれることにある。 本発明では、固有の制御回路やそれに所属する監視回路に依存しない付加的な 外部の電流測定装置および電流監視装置が設けられている。この装置の作用は、 ドライバトランジスタが遮断された後のインダクタンスを通るコイル電流の流れ と、測定装置へのこの電流の方向変換に基づいている。測定装置が、方向を変え た電流が流れるオーム抵抗を備えていると、この抵抗で、電流に比例して電圧が 低下する。制御回路が作用していないときにのみ、この電圧は予め定められた値 を上回るかあるいは予め定められた限界内にある。例えば、制御回路の供給電圧 を超える電圧降下は、誘導負荷の切断によってのみ発生し、この負荷を介しての 短絡によっては発生しない。 本発明の合目的な若干の実施形が従属請求項に記載してある。 添付の図に基づく実施の形態の次の説明から、本発明の他の詳細が明らかにな る。 図１は本発明による回路装置の重要な構成要素の概略図、 図２Ａ〜２Ｄは図１の回路装置のトランジスタの誘導負荷と同期スイッチング 状態による電流変化を示す図である。 図１に示した本発明の実施の形態では、ドライバトランジスタＴ１は論理回路 １によって論理回路の出力Ｇ１を介して制御される。このようなドライバトラン ジスタＴ１によって例えばアンチロックブレーキシステムの油圧弁または他の電 子制御式油圧システムが制御される。ドライバトランジスタＴ１の負荷はコイル 、 すなわち主として誘導負荷である。油圧式コイルの誘導抵抗は図１において“Ｌ ”で象徴的に示してある。 図１に従って設けられたトランジスタＴ１のソース接続部Ｓの非常に小さなオ ーム抵抗Ｒ₁は、トランジスタＴ１を流れる電流を検出するために役立つ。測定 抵抗Ｒ₁による電圧降下が閾値を上回るや否や、Ｒ₁による電圧降下を基準値Ｒｅ ｆと比較するコンパレータ２は、論理回路１に信号を送る。 第２のトランジスタ２は誘導負荷Ｌに対して平行な分岐回路に設けられている 。ドライバトランジスタＴ１が遮断され、同時にトランジスタＴ２が論理回路１ の出力Ｇ２を介して開放するよう切換えられると、その結果、ドライバトランジ スタＴ１が遮断された後でコイル電流ｉ_LがトランジスタＴ２を経て続けて流れ ることができる。それによって、誘導負荷Ｌを通る切断電圧が制限され、このコ イルに蓄えられたエネルギーが減少する。スイッチが開放したままであるかまた はトランジスタＴ２が遮断されると、公知のごとく、誘導負荷Ｌを経て理論的に 任意の大きさの切断電圧が生じる。 ドライバトランジスタＴ１の遮断インターバルの間、スイッチ（ここではトラ ンジスタＴ２）によって電流経路が遮断されると共にトライバトランジスタＴ１ のクロック動作またはパルス幅変調動作によって、所定の電流または電流平均値 が誘導負荷Ｌで調節される。測定抵抗Ｒ₁、コンパレータ２および基準値Ｒｅｆ を用いて既述のように、回路内部で、すなわち論理回路１を適当に設計すること によって、誘導負荷Ｌを通る電流平均値の大きさを決定することができる。しか しながら、例えば論理回路１の供給電圧の低下あるいは他の作用によって基準値 Ｒｅｆが変化すると、予め定めた電流値が目立たないほど変化し得る。 従って、第２の冗長電流測定または電流監視が有効であり、電流値が安全臨界 である場合、多くの用途にとって必須である。そこで、本発明では、スイッチン グトランジスタＴ３を備えた付加的な電流分岐部が設けられている。このスイッ チングトランジスタは所定の時間インターバルの間論理回路１の試験出力“Ｔｅ ｓｔ”を介して動作させられる。トランジスタＴ３を作用させ、同時にドライバ トランジスタＴ１を遮断し、同時にトランジスタＴ２の動作を防止することによ り、コイル電流または誘導負荷Ｌを流れる電流ｉ_LをトランジスタＴ３が受け、 この電流がオーム測定抵抗Ｒ_Mを介して電圧降下を生じる。この電圧降下はドラ イバ回路や油圧弁のコイルＬの状態と特にコイル電流ｉ_Lの大きさまたは電流平 均値を直接的に示す。すなわち、測定抵抗Ｒ_Mを介しての電圧降下はほとんどコ イル電流ｉ_Lの大きさと測定抵抗Ｒ_Mの抵抗値だけによって決まる。 抵抗Ｒ_Mの大きさは好ましくは、供給電圧＋Ｕ_Bよりも大きな電圧Ｕ_Mがこの抵 抗を介して低下するように定められる。それによって、これがインダクタンスＬ に蓄えられたエネルギーの作用によるものであることが直ちに認識可能である。 すなわち、欠陥があると、供給電圧＋Ｕ_Bに対する短絡の場合でさえも、電圧＋ Ｕ_Bよりも高い電圧に達することができない。測定装置３は抵抗Ｒ_Mを経て低下す る電圧Ｕ_Mを評価するために役立つ。 試験および測定装置（Ｔ３，Ｒ_M，３）への電流供給は、滅結合ダイオードＤ １を経て行われる。それによって、破線で示した滅結合ダイオードＤ２，Ｄ３を 介して接続された（ここでは図示していない）他のドライバ回路または誘導負荷 を、同じ測定装置によって監視可能である。 図２Ａ〜２Ｄは上記の作用を示している。図２Ａは、ドライバトランジスタＴ １のクロック動作のときのコイル電流ｉ_Lを示している。ドライバトランジスタ Ｔ１の動作は時点ｔ_Aで開始される。ソースレジスタＲ₁、コンパレータ１および 基準値Ｒｅｆによって検出される上側の電流限界値Ｉ₀は時点ｔ₁で達成されてい る。従って、時点ｔ₁でトランジスタＴ１が遮断され、同時に誘導負荷Ｌに対し て平行な分岐回路内のトランジスタＴ２が開放状態へ切換えられる。トランジス タＴ１，Ｔ２の動作信号は図２Ｂ，２Ｃに示してある。 今やコイル電流ｉ_LがトランジスタＴ２を経て案内される。この場合、電流は 勿論低下する。設定された所定の時間の後で、すなわち時点ｔで、ドライバトラ ンジスタＴ１が接続され、Ｔ２が遮断される。この過程は予め定めた動作クロッ クで繰り返される。 本発明に従って、コイル電流ｉ_Lの大きさは所定の時点で、規則的に繰り返さ れる事象によって惹起されて、例えばエンジンの各々のスタートの後所定の時間 インターバルの後で、外側で試験される。これは図示の実施の形態では時点ｔ_{te st} で行われる。ドライバトランジスタＴ１の遮断と一致するこの時点で、トラン ジスタＴ２の動作が中断され（図２Ｃ参照）、トランジスタＴ３が動作する（図 ２Ｄ参照）。従って、コイル電流ｉ_LはダイオードＤ１、トランジスタＴ３およ び測定抵抗Ｒ_Mを経て流れる。Ｒ_Mによる電圧低下Ｕ_Mから、ドライバ回路、供給 電圧等が変わっていないかどうか識別可能である。 好ましくは、Ｒ_Mによる電圧降下Ｋ_Mが所定の限界内にあるかどうかが監視され る。この場合、インダクタンスＬの状態および投入を監視できるようにするため には、下側の限界は前述のように、供給電圧＋Ｕ_Bよりも大きくなければならな い。監視回路を簡単にするためには、Ｒ_Mによる電圧降下Ｕ_Mの所定の最小値を上 回ることを監視することで充分である。 図２Ａの図示に従って、試験処理手順（ｔ_etst−ｔ）を開始した後の時定数は 、Ｔ２によるエネルギー低下時の時定数に一致しているかまたは非常に似ている 。これは図示の実施の形態にのみ当てはまる。この試験相の間の異なる時間パタ ーンは他のケースの場合にも受入れ可能である。 本発明の測定装置の或る実施の形態では、時点ｔ_testでの電流のピーク値また は測定抵抗Ｒ_Mによる電圧低下のピーク値が確かめられる。これはピーク保持原 理による公知の回路によって容易に実現可能である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ドライバトランジスタを備えた制御回路を監視するための回路装置であって 、このドライバトランジスタにより誘導負荷内で、予め定められた電流平均値が ドライバトランジスタのクロック式およびパルス幅変調式動作（ＰＷＭ）によっ て調節され、ドライバトランジスタの遮断インターバル内で誘導負荷によって回 路分岐部を通る電流の流れが生じ、この回路分岐部が誘導負荷に対して平行でか つスイッチを備えている、回路装置において、電流測定装置（Ｒ_M，３）がドラ イバトランジスタ（Ｔ１）に対して平行にスイッチング要素（Ｔ３）を介して接 続され、遮断インターバルの間誘導負荷（Ｌ）によって生じる電流（ｉ_L）が、 試験相（ｔ_test−ｔ₆）の間この電流測定装置（Ｒ_M，３）に導かれることを特徴 とする回路装置。 ２．誘導負荷（Ｌ）に対して平行な回路分岐部内のスイッチ（Ｔ２）と、電流測 定装置（Ｒ_M，３）を接続するためのスイッチング要素（Ｔ３）が、スイッチン グトランジスタとして形成されていることを特徴とする請求項１記載の回路装置 。 ３．遮断インターバル内で誘導負荷（Ｌ）によって生じた電流（ｉ_L）の方向変 換が、平行分岐部内に挿入されたスイッチングトランジスタ（Ｔ２）の遮断と、 電流測定装置（Ｒ_M，３）に通じるトランジスタ（Ｔ３）の動作によって行われ ることを特徴とする請求項２記載の回路装置。 ４．電流測定装置（Ｒ_M，３）がオーム測定抵抗（Ｒ_M）を含み、正常運転時に試 験相（ｔ_test−ｔ）において、制御回路の供給電圧（＋Ｕ_B）よりも高い電圧（ Ｕ_M）が、前記オーム測定抵抗によって降下することを特徴とする請求項１〜３ のいずれか一つまたは複数に記載の回路装置。 ５．測定抵抗（Ｒ_M）による電圧降下（Ｋ_M）が、下側と上側の限界値の維持に関 連して監視されることを特徴とする請求項４記載の回路装置。 ６．複数の制御回路が滅結合ダイオード（Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３）を介して共通の電 流測定装置（Ｒ_M，３）に接続されていることを特徴とする請求項１〜５のいず れか一つまたは複数に記載の回路装置。