JPWO2018079127A1 - Inductive load current control device - Google Patents
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Abstract
外部バッテリの電源供給経路と、誘導性負荷の還流電流経路が同一端子を使用している装置において、この端子がオープン故障した後でもマイクロコンピュータの動作を継続させる。車載制御装置１１３は、外部バッテリ１００と接続するバッテリ端子１０１と、バッテリ端子１０１に入力側が接続された電圧レギュレータ１０６と、電圧レギュレータ１０６の入力側とグランドとの間に設けられる入力コンデンサ１０２と、インダクタンス負荷１１２を通電制御する駆動素子１１０と、電圧レギュレータ１０６の入力側と駆動素子１１０との間に設けられた制限素子１０９と、駆動素子１１０をオン・オフ制御するマイクロコンピュータ１０７と、バッテリ端子１０１のオープン故障を判定する故障検知部１０５とを備える。故障検知部１０５は、バッテリ端子１０１のオープン故障を判定すると、駆動素子１１０を駆動させて入力電圧Ｖｉを維持する。In a device in which the power supply path of the external battery and the return current path of the inductive load use the same terminal, the operation of the microcomputer is continued even after an open failure of this terminal. The on-vehicle controller 113 includes a battery terminal 101 connected to the external battery 100, a voltage regulator 106 whose input side is connected to the battery terminal 101, and an input capacitor 102 provided between the input side of the voltage regulator 106 and the ground. Drive element 110 for controlling conduction of inductance load 112, limiting element 109 provided between the input side of voltage regulator 106 and drive element 110, microcomputer 107 for controlling on / off of drive element 110, battery terminal And a failure detection unit 105 that determines an open failure of the device 101. When the open failure of the battery terminal 101 is determined, the failure detection unit 105 drives the drive element 110 to maintain the input voltage Vi.
Description
本発明は、外部バッテリからコネクタの端子経由で電源供給を受けて、誘導性負荷に通電を行う機能を備えた誘導性負荷通電制御装置に関する。誘導性負荷通電制御装置は、例えば車両や船舶や航空機などの移動体に組み込まれて使用される。 The present invention relates to an inductive load energization control apparatus having a function of receiving power from an external battery via a terminal of a connector and energizing the inductive load. The inductive load conduction control device is used by being incorporated into a mobile object such as a vehicle, a ship, or an aircraft, for example.
車載制御装置は、誘導性負荷通電制御装置の一種であり、外部に設置された抵抗負荷やインダクタンス負荷（誘導性負荷）の通電制御を行うことで車両を制御する。車載制御装置は、外部バッテリからコネクタ端子を通じて電源供給を受け、電圧レギュレータによりマイクロコンピュータやその他ＩＣ（Integrated Circuit）などが動作するのに必要な電圧を生成する。車載制御装置のマイクロコンピュータは、この車載制御装置の外部に設置された各種センサからの信号を受信する。 The on-vehicle control device is a kind of inductive load energization control device, and controls a vehicle by controlling energization of a resistance load and an inductance load (inductive load) installed outside. The on-vehicle controller receives power from an external battery through a connector terminal, and generates a voltage necessary for operating a microcomputer or another integrated circuit (IC) using a voltage regulator. The microcomputer of the in-vehicle control device receives signals from various sensors provided outside the in-vehicle control device.
車載制御装置によって通電制御されるインダクタンス負荷は、例えばリニアソレノイドであり、所望の電流の通電により車両を制御している。この時、インダクタンス負荷に発生する逆起電力に基づく還流電流を流している場合があるが、その還流電流の経路は、車載制御装置が外部バッテリから電源供給を受けるためのコネクタ端子を利用する場合がある。そのため、コネクタ端子に接触不良などが起き、オープン故障が発生した場合には、外部バッテリの電源供給経路と、インダクタンス負荷に所望の電流を流すための還流電流経路とが、切断されてしまう。 The inductance load controlled to be energized by the on-vehicle controller is, for example, a linear solenoid, and controls the vehicle by energizing a desired current. At this time, there may be a case where the return current based on the back electromotive force generated in the inductance load is flowing, but the path of the return current is a case where the on-vehicle controller uses a connector terminal for receiving power supply from the external battery. There is. Therefore, when a contact failure or the like occurs in the connector terminal and an open failure occurs, the power supply path of the external battery and the return current path for supplying a desired current to the inductance load are disconnected.
本発明の背景技術として、特許文献１がある。特許文献１の要約書の解決手段には、「グランド端子１０４が断線すると、電源端子１０３ｂとグランド端子１０４との間に接続された電源コンデンサ１１３が断続駆動されている誘導性負荷の転流電流によって充電されて電圧上昇し、これが所定の閾値を超過したことによってグランド配線の断線異常を検出して、給電開閉素子１４０ａ，１４０ｂを一斉遮断する。」と記載されている。
There is patent document 1 as background art of the present invention. According to the solution of the abstract of Patent Document 1, “the commutation current of the inductive load in which the
しかし、特許文献１に記載の発明では、全ての給電開閉素子に対して通電率１００％の完全導通指令が与えられるようなことがあれば、誘導性負荷の正側電位が上昇して、電源コンデンサおよび定電圧電源に対する給電が停止する無給電状態となる。この無給電状態が持続すると電源コンデンサの充電電圧が放電減衰し、やがてマイクロプロセッサなどの処理手段が不作動状態になる。 However, in the invention described in Patent Document 1, the positive side potential of the inductive load rises if the complete conduction command of 100% of the conduction rate is given to all the feed switching elements, and the power supply The power supply to the capacitor and the constant voltage power supply is stopped and the power is not supplied. If this non-feeding state continues, the charging voltage of the power supply capacitor is discharged and attenuated, and eventually the processing means such as a microprocessor becomes inoperative.
本発明は前記課題を解決するために鑑みてなされたものであり、外部バッテリから電源供給を行う経路であると共に、誘導性負荷の還流電流の経路でもあるコネクタ端子がオープン故障した際であっても処理手段による動作を継続させて、誘導性負荷通電制御装置が完全な機能失陥になるのを防ぐことを課題とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and is an open failure of a connector terminal which is a path for supplying power from an external battery and is also a path of return current of an inductive load. Also, it is an object of the present invention to keep the operation of the processing means continuous and prevent the inductive load current control apparatus from completely failing.
前記した課題を解決するため、本発明の誘導性負荷通電制御装置は、外部バッテリと接続するバッテリ端子と、前記バッテリ端子に入力側が接続された電圧レギュレータと、前記電圧レギュレータの入力側とグランドとの間に設けられる入力コンデンサと、誘導性負荷の通電を制御する駆動素子と、前記電圧レギュレータの入力側と前記駆動素子との間に設けられて、前記電圧レギュレータの入力側から前記駆動素子への電流を制限可能な制限素子と、前記駆動素子をオン・オフ制御すると共に前記バッテリ端子がオープン故障しているか否かを判定する処理手段とを備える。前記処理手段は、前記バッテリ端子がオープン故障していると判定すると、前記駆動素子をオン・オフ制御して、前記誘導性負荷と前記駆動素子と前記制限素子と前記入力コンデンサとで構成される昇圧回路により前記電圧レギュレータの入力電圧を所定の電圧値に維持する。
その他の手段については、発明を実施するための形態のなかで説明する。In order to solve the problems described above, the inductive load energization control device of the present invention comprises a battery terminal connected to an external battery, a voltage regulator whose input side is connected to the battery terminal, an input side of the voltage regulator and a ground. Between the input side of the voltage regulator and the drive element, provided between the input side of the voltage regulator and the drive element, the input capacitor being provided between them, the drive element controlling the energization of the inductive load, and A limiting element capable of limiting current, and processing means for performing on / off control of the driving element and determining whether or not the battery terminal has an open failure. When it is determined that the battery terminal has an open failure, the processing means performs on / off control of the drive element to configure the inductive load, the drive element, the limiting element, and the input capacitor. A voltage booster circuit maintains the input voltage of the voltage regulator at a predetermined voltage value.
Other means will be described in the form for carrying out the invention.
本発明によれば、外部バッテリから電源供給を行う経路であると共に、誘導性負荷の還流電流の経路でもあるコネクタ端子がオープン故障した際であっても処理手段による動作を継続させて、誘導性負荷通電制御装置が完全な機能失陥になるのを防ぐことができる。 According to the present invention, even when the connector terminal, which is a path for supplying power from the external battery and is also a path for the return current of the inductive load, has an open failure and continues to operate by the processing means, It is possible to prevent the load conduction control device from becoming a complete function failure.
以降、本発明を実施するための形態を、各図を参照して詳細に説明する。
《第１の実施形態》
図１は、第１の実施形態における車載制御装置１１３の構成図である。
第１の実施形態の車載制御装置１１３（誘導性負荷通電制御装置）は、外部に設置された外部バッテリ１００の正極からコネクタのバッテリ端子１０１を通じて電源供給を受け、この外部バッテリ１００の正極と出力端子１１４との間に接続されるインダクタンス負荷１１２（誘導性負荷）を通電制御する。これにより車載制御装置１１３は、車両の制御を行う。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First Embodiment
FIG. 1 is a block diagram of the in-
The on-vehicle control device 113 (inductive load energization control device) of the first embodiment receives power supply from the positive electrode of the
バッテリ端子１０１は、外部バッテリ１００の正極に接続される端子である。なお、外部バッテリ１００の負極は、グランドを介して接続される。
インダクタンス負荷１１２は、例えばリニアソレノイドであり、所望の電流の通電により車両を制御している。車載制御装置１１３は、インダクタンス負荷１１２の逆起電力に基づく還流電流を流す。その還流電流の経路は、車載制御装置１１３が外部バッテリ１００から電源供給を受けるためのバッテリ端子１０１を利用している。
この車載制御装置１１３は、入力コンデンサ１０２、マイクロコンピュータ１０７、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）１１７を備えている。ＡＳＩＣ１１７は、電圧レギュレータ１０６、制御部１０８、制限素子１０９、駆動素子１１０、電流検出素子１１１、電圧監視部１０３と電流検知部１０４を含む故障検知部１０５を含んで構成される。
The
The on-
電圧レギュレータ１０６の入力側は、バッテリ端子１０１に接続される。電圧レギュレータ１０６の入力側とグランドとの間には、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを安定化させるために入力コンデンサ１０２が接続される。
電圧レギュレータ１０６は、マイクロコンピュータ１０７と、ＡＳＩＣ１１７が動作するのに必要な電圧を生成している。マイクロコンピュータ１０７は、この車載制御装置１１３の外部に設置された各種センサからの信号を受信する。The input side of the
The
また、車載制御装置１１３のＡＳＩＣ１１７は、インダクタンス負荷１１２に通電を行うためのスイッチ素子として制限素子１０９と駆動素子１１０を備える。制限素子１０９と駆動素子１１０の接続ノードは、出力端子１１４を通じてインダクタンス負荷１１２に接続している。
駆動素子１１０は、インダクタンス負荷１１２の通電を制御する。制限素子１０９は、インダクタンス負荷１１２の逆起電力に基づく還流電流を出力端子１１４からバッテリ端子１０１へ流し、その逆方向の電流を制限する。これら駆動素子１１０と制限素子１０９は、ＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）を用いて構成される。Further, the ASIC 117 of the in-
The
駆動素子１１０のドレインは出力端子１１４に接続され、駆動素子１１０のソースはグランドに接続される。駆動素子１１０のゲートは、制御部１０８に接続される。
制限素子１０９のソースは、電流検出素子１１１を通じて駆動素子１１０のドレインと出力端子１１４に接続される。制限素子１０９のソースからドレインに向けて寄生ダイオードが形成される。これにより、駆動素子１１０のオンと制限素子１０９のオンとの間に設けられたデットタイム（不図示）において、インダクタンス負荷１１２の逆起電力に基づく環流電流を制限素子１０９の寄生ダイオードを通じて流すことができる。制限素子１０９のドレインは、出力端子１１４および電圧レギュレータ１０６の入力側に接続される。制限素子１０９のゲートは、制御部１０８に接続される。制限素子１０９は、電圧レギュレータ１０６の入力側から駆動素子１１０への電流を制限可能である。The drain of the
The source of the
マイクロコンピュータ１０７は、インダクタンス負荷１１２に所望の電流を流すためにＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を制御部１０８に対して出力する。制御部１０８は、入力されたＰＷＭ信号を基に制限素子１０９と駆動素子１１０を交互に導通（以下、オンとする）と非導通（以下、オフとする）に切り替える。これにより、車載制御装置１１３は、インダクタンス負荷１１２に所望の電流を流すことができる。
The
具体的には、駆動素子１１０がオンし、制限素子１０９がオフしている時、外部バッテリ１００からインダクタンス負荷１１２、出力端子１１４、駆動素子１１０、グランドの順番に電流が流れる。これによりインダクタンス負荷１１２にエネルギが蓄積される。
駆動素子１１０がオフし、制限素子１０９がオンしている時、インダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づき、インダクタンス負荷１１２、出力端子１１４、制限素子１０９、バッテリ端子１０１の経路に還流電流が流れる。このようなオン・オフ制御により車載制御装置１１３は、インダクタンス負荷１１２に通電を行う。Specifically, when the
When the
故障検知部１０５は、バッテリ端子１０１のオープン故障を検知するものであり、電圧監視部１０３と電流検知部１０４とを備える。バッテリ端子１０１のオープン故障を検出した場合、故障検知部１０５は、制御部１０８に故障を通知する。制御部１０８は、バッテリ端子１０１のオープン故障が通知されると、駆動素子１１０と制限素子１０９を所定の状態に移行させる制御を行う。
The
電流検出素子１１１は、例えばシャント抵抗であり、制限素子１０９に流れる電流Ｉｏを検出している。電流検知部１０４は、電流検出素子１１１によって検出された電流Ｉｏが所定の範囲内にあるか否かを検知して、制御部１０８に出力する。これにより故障検知部１０５は、制御部１０８に故障を通知することができる。
電圧監視部１０３は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを監視するためのものである。電圧監視部１０３は、入力電圧Ｖｉに係る情報を制御部１０８に出力すると共に、入力電圧Ｖｉが所定の過電圧閾値を超え、または低電圧閾値を下回ったならば、その旨を制御部１０８と電流検知部１０４に通知する。The current detection element 111 is, for example, a shunt resistor, and detects a current Io flowing to the limiting
The
外部バッテリ１００は、バッテリ端子１０１を通じて車載制御装置１１３へ電源を供給している。そのため、バッテリ端子１０１の接触不良などが起き、バッテリ端子１０１にオープン故障が発生した場合には、外部バッテリ１００から車載制御装置１１３への電源供給の経路が切断されてしまう。また、バッテリ端子１０１は、駆動素子１１０のターンオフによりインダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づく還流電流を流す経路としても使われている。バッテリ端子１０１にオープン故障が発生すると、還流電流の経路も切断されてしまう。
The
しかしながら、バッテリ端子１０１のオープン故障により外部バッテリ１００から車載制御装置１１３への電源供給経路が切断されても、駆動素子１１０がオフの時には、外部バッテリ１００からインダクタンス負荷１１２、出力端子１１４、制限素子１０９を経由して、電圧レギュレータ１０６の入力に外部バッテリ１００が接続される経路が存在する。そのため、バッテリ端子１０１のオープン故障が発生した後は、外部バッテリ１００からインダクタンス負荷１１２、出力端子１１４、制限素子１０９を経由して、電圧レギュレータ１０６の入力側に電流が流れることになる。この電流は、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７の消費電流である。
However, even if the power supply path from the
この時、インダクタンス負荷１１２と制限素子１０９に流れる電流Ｉｏによる電圧降下が発生し、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉは、外部バッテリ１００の出力電圧Ｖｃｃよりも低い電圧となる。この電圧降下は、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７（処理手段）の消費電流によって発生する。
電圧レギュレータ１０６は、入力電圧Ｖｉに応じた電圧を出力して、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７に印加する。電圧レギュレータ１０６の出力電圧が、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７を動作させるのに必要な電圧よりも高ければ、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７は動作の継続が可能となる。入力電圧Ｖｉが、この条件を満たす最低入力電圧値より高ければ、ＡＳＩＣ１１７に組み込まれた電圧監視部１０３と制御部１０８は、電圧監視処理を継続して行える。マイクロコンピュータ１０７は、故障検知ランプなどを通じた車両の乗員への異常発生の報知、通信手段を用いた他の車載制御装置への異常発生の通知、車両を安全な状態へ移行させるための処理などの制御を継続して行える。At this time, a voltage drop occurs due to the current Io flowing through the
The
なお、駆動素子１１０がオンの時には、外部バッテリ１００からインダクタンス負荷１１２、出力端子１１４、制限素子１０９を経由した電圧レギュレータ１０６への電源供給もできなくなる。
制限素子１０９と駆動素子１１０が周期的かつ交互にオンとオフを繰り返すと、駆動素子１１０のオン期間中にインダクタンス負荷１１２にエネルギが蓄積され、制限素子１０９のオン期間中、インダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づき、入力コンデンサ１０２が充電される。入力コンデンサ１０２は、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７に電力を供給するのに十分な静電容量を持っており、このマイクロコンピュータ１０７に動作を継続させることが可能である。When the driving
When the limiting
一方、インダクタンス負荷１１２と制限素子１０９による電圧降下が大きい場合には、電圧レギュレータ１０６は、マイクロコンピュータ１０７を動作させるための電圧を生成することができず、マイクロコンピュータ１０７の動作が停止する。
On the other hand, when the voltage drop due to the
しかし、外部バッテリ１００とインダクタンス負荷１１２と制限素子１０９と駆動素子１１０と入力コンデンサ１０２を用いると、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを上昇させる昇圧回路を構成可能である。制限素子１０９と駆動素子１１０が周期的かつ交互にオンとオフさせて、この昇圧回路を動作させることにより、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを、マイクロコンピュータ１０７を動作させるのに必要な電圧を生成可能な、所定の設定電圧Ｖｄにまで昇圧させることが可能である。
However, using
具体的には、駆動素子１１０と制限素子１０９を周期的かつ交互にオン・オフさせる。駆動素子１１０のオン期間にインダクタンス負荷１１２にエネルギを蓄積し、この駆動素子１１０のターンオフによりインダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づく電流により、制限素子１０９を通じて入力コンデンサ１０２に充電させる。これにより電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを昇圧させる。更に電圧監視部１０３は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを検出する。制御部１０８は、電圧監視部１０３が検出する入力電圧Ｖｉが所定の設定電圧Ｖｄになるように、駆動素子１１０のオン・デューティを変化させてオン・オフ制御を行う。
Specifically, the driving
以下、図２（ａ）〜（ｅ）を参照して車載制御装置１１３の動作を説明する。更に図３を参照して、故障検出処理を説明する。
図２に示した期間Ｐ１は、バッテリ端子１０１のオープン故障が発生する前である。期間Ｐ２は、バッテリ端子１０１のオープン故障が発生した後、制限素子１０９と駆動素子１１０の動作を停止するまでの期間である。期間Ｐ３は、制限素子１０９と駆動素子１１０のオン・オフ制御を停止して故障要因を判定する期間である。期間Ｐ４は、外部バッテリ１００とインダクタンス負荷１１２と制限素子１０９と駆動素子１１０と入力コンデンサ１０２から成る昇圧回路を動作させて、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを昇圧させる期間である。Hereinafter, the operation of the in-
The period P1 shown in FIG. 2 is before the open failure of the
図２（ａ）は、制限素子１０９のオン・オフ状態を示している。
図２（ｂ）は、駆動素子１１０のオン・オフ状態を示している。
図２（ｃ）は、出力端子１１４の電圧Ｖｏを示している。
図２（ｄ）は、制限素子１０９に流れる電流Ｉｏを示している。
図２（ｅ）は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを示している。
図３は、故障検出処理を説明するフローチャートである。FIG. 2A shows the on / off state of the limiting
FIG. 2 (b) shows the on / off state of the
FIG. 2C shows the voltage Vo at the
FIG. 2D shows the current Io flowing in the limiting
FIG. 2E shows the input voltage Vi of the
FIG. 3 is a flowchart illustrating the failure detection process.
《期間Ｐ１の説明》
図２の期間Ｐ１は、バッテリ端子１０１のオープン故障が発生する前の状態を示している。以下、期間Ｐ１における代表的な信号の状態を説明する。
期間Ｐ１において、図２（ａ），（ｂ）に示すように、制限素子１０９と駆動素子１１０は、周期的かつ交互にオンとオフを繰り返してインダクタンス負荷１１２に通電させる（図３のステップＳ１０）。<< Description of period P1 >>
Period P1 in FIG. 2 shows a state before an open failure of the
In period P1, as shown in FIGS. 2A and 2B, the limiting
期間Ｐ１において、図２（ｃ）に示すように、制限素子１０９がオフで駆動素子１１０がオンの時、出力端子１１４の電圧Ｖｏは、グランド近傍の電圧となる。制限素子１０９がオンで駆動素子１１０がオフの時に、電圧Ｖｏは、インダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づいて上昇すると共に、外部バッテリ１００の出力電圧Ｖｃｃによりクランプされる。そのため電圧Ｖｏは、出力電圧Ｖｃｃ近傍となる。
In the period P1, as shown in FIG. 2C, when the limiting
期間Ｐ１において、図２（ｄ）に示すように、制限素子１０９がオンで駆動素子１１０がオフの時、制限素子１０９には、駆動素子１１０のターンオフによりインダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づく電流Ｉｏが流れる。この電流Ｉｏは還流電流である。制限素子１０９がオフで駆動素子１１０がオンの時、制限素子１０９には還流電流は流れず、電流Ｉｏは、ほぼ０アンペアとなる。
In the period P1, as shown in FIG. 2D, when the limiting
期間Ｐ１において、電圧レギュレータ１０６の入力側は、外部バッテリ１００に電気的に接続されている。そのため、図２（ｅ）に示すように、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉは、外部バッテリ１００の出力電圧Ｖｃｃに等しくなる。
In period P1, the input side of
《期間Ｐ２の説明》
図２の時刻Ｔ１は、バッテリ端子１０１がオープン故障した時刻を示している。図２の期間Ｐ２は、時刻Ｔ１以降、かつ制限素子１０９と駆動素子１１０のオン・オフ動作が停止する時刻Ｔ２までを示している。以下、図２の期間Ｐ２における代表的な信号の状態を説明する。<< Description of period P2 >>
Time T1 in FIG. 2 indicates the time when the
期間Ｐ２において、図２（ａ），（ｂ）に示すように、制限素子１０９と駆動素子１１０は、交互にオンとオフを繰り返してインダクタンス負荷１１２に通電させる（図３のステップＳ１０）。
時刻Ｔ１においてバッテリ端子１０１がオープン故障すると、インダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づく還流電流を流す経路は切断される。よって、還流電流は流れなくなる。その結果、駆動素子１１０のターンオフによりインダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づく電流は、オンしている制限素子１０９を経由して入力コンデンサ１０２に充電される。そのため、図２（ｅ）に示す通り、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉは上昇する。一方、駆動素子１１０がオンし、制限素子１０９がオフ時には、入力コンデンサ１０２に充電されたエネルギからマイクロコンピュータ１０７に電力を供給するため、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉは低下する。In the period P2, as shown in FIGS. 2A and 2B, the limiting
When the open failure of the
図２（ｃ）に示すように、出力端子１１４の電圧Ｖｏは、期間Ｐ２かつ制限素子１０９がオフで駆動素子１１０のオン時、グランド近傍の電圧である０Ｖとなる。制限素子１０９がオンで駆動素子１１０がオフ時に、出力端子１１４の電圧Ｖｏは、バッテリ端子１０１のオープン故障のため外部バッテリ１００の出力電圧Ｖｃｃにクランプされなくなる。更に駆動素子１１０のターンオフによりインダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づき、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが上昇してゆくため、出力端子１１４の電圧Ｖｏも上昇してゆく。
As shown in FIG. 2C, the voltage Vo at the
図２（ｄ）に示す通り、インダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づき制限素子１０９に流れる電流Ｉｏは、制限素子１０９がオンで駆動素子１１０がオフの時には入力コンデンサ１０２へ充電される。この電流Ｉｏにより電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが次第に上昇し、電流Ｉｏは次第に減少してゆく。制限素子１０９がオフで駆動素子１１０がオンの時に、制限素子１０９の電流Ｉｏは流れないため、ほぼ０アンペアとなる。
As shown in FIG. 2D, the current Io flowing through the limiting
バッテリ端子１０１がオープン故障した後、電圧レギュレータ１０６には、外部バッテリ１００からバッテリ端子１０１を経由した電源供給が行われなくなる。図２（ｅ）に示した通り、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉは上昇してゆく。電圧レギュレータ１０６は、マイクロコンピュータ１０７が動作するのに必要な電圧を生成し続ける。マイクロコンピュータ１０７はインダクタンス負荷１１２に所定の電流を流すためにＰＷＭ信号を制御部１０８に送信し続ける。その結果、インダクタンス負荷１１２には連続的に逆起電力が発生し続けることになる。よって、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉは更に上昇を続け、最終的には電圧レギュレータ１０６の破壊電圧まで上昇する。これにより、電圧レギュレータ１０６が永久故障するおそれがある。
After the open failure of the
そのため、電圧監視部１０３は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを検出し（図３のステップＳ１１）、電圧レギュレータ１０６の破壊電圧よりも低く設定した所定の電圧（以下、過電圧閾値Ｖｕとする）を超えた場合に過電圧と判定して、制御部１０８に通知する（図２の時刻Ｔ２：図３のステップＳ１１→Ｙｅｓ）。過電圧の通知を受けた制御部１０８は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉの上昇を防止するため、制限素子１０９をオンに、駆動素子１１０をオフに固定させる（図３のステップＳ１２）。つまり、制御部１０８は、制限素子１０９と駆動素子１１０のオン・オフ制御を停止する。
Therefore, the
《期間Ｐ３の説明》
図２の時刻Ｔ２は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが過電圧閾値Ｖｕを超える時刻である。図２の期間Ｐ３は、時刻Ｔ２以降、かつ電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが低電圧閾値Ｖｂを下回るまでの期間である。
時刻Ｔ２において電圧監視部１０３が、電圧レギュレータ１０６の入力の過電圧を検出する要因として、バッテリ端子１０１のオープン故障の他に、電圧レギュレータ１０６の入力にサージ電圧が重畳される場合がある。<< Description of period P3 >>
Time T2 in FIG. 2 is the time when the input voltage Vi of the
As a factor for the
一般的にサージ電圧の発生は一時的であり、サージ電圧の発生後は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉは、外部バッテリ１００の出力電圧Ｖｃｃに復帰する（図２（ｅ）の期間Ｐ３における破線）。よって、復帰後はステップＳ１０の処理に戻り、インダクタンス負荷１１２の通電制御を再開させることが望ましい。
Generally, the generation of the surge voltage is temporary, and after the generation of the surge voltage, the input voltage Vi of the
一方、バッテリ端子１０１がオープン故障すると、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが過電圧を超えて、電圧レギュレータ１０６が永久故障に至るおそれがある。このような場合には、入力電圧Ｖｉが所定電圧になるように制限素子１０９と駆動素子１１０をオン・オフ制御することが望ましい。
On the other hand, when the
つまり、電圧レギュレータ１０６の入力に過電圧が発生した要因ごとに、制限素子１０９と駆動素子１１０の制御を分けることが望ましく、そのためには、過電圧が発生した要因がバッテリ端子１０１のオープン故障に因るものか否かを判定する必要がある。
That is, it is desirable to separate control of the limiting
過電圧が発生した要因がバッテリ端子１０１のオープン故障に因るものか否かを判定するために、本実施形態では、電流検出素子１１１と電流検知部１０４により制限素子１０９に流れる電流Ｉｏを検知している。
In this embodiment, the current detection element 111 and the
この時、過電圧が発生した要因がバッテリ端子１０１のオープン故障である場合には、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７の消費電流Ｉｕが、外部バッテリ１００からインダクタンス負荷１１２、出力端子１１４、制限素子１０９、電圧レギュレータ１０６を経由して流れる。電流検出素子１１１は、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７による消費電流Ｉｕを検出することになる（図２（ｄ）の期間Ｐ３における実線）。
At this time, if the cause of the occurrence of the overvoltage is an open failure of the
一方、過電圧が発生した要因がサージ電圧に因るものである場合には、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７の消費電流Ｉｕは、外部バッテリ１００からバッテリ端子１０１、電圧レギュレータ１０６を経由して流れる。電流検出素子１１１が検出する電流Ｉｏは、０アンペア近傍になる（図２（ｄ）の期間Ｐ３における破線）。
On the other hand, when the factor causing the overvoltage is due to the surge voltage, the consumption current Iu of the
よって、期間Ｐ３において、電流検知部１０４は、電流検出素子１１１によって制限素子１０９に流れる電流Ｉｏを検出する（ステップＳ１３）。この電流Ｉｏがマイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７の最小消費電流よりも低く設定された所定の電流閾値以上であった場合（ステップＳ１３→Ｎｏ）、電流検知部１０４は、その旨を制御部１０８に通知してステップＳ１４に進む。電流Ｉｏが電流閾値未満であった場合（ステップＳ１３→Ｙｅｓ）、電流検知部１０４は、その旨を制御部１０８に通知する。制御部１０８は、サージ電圧による過電圧であると判定し、ステップＳ１０の処理に戻る。
Therefore, in period P3, the
ステップＳ１４において電圧監視部１０３は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが低電圧閾値Ｖｂを下回ったか否かを判定し、制御部１０８に通知する。電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが低電圧閾値Ｖｂ以上ならば（ステップＳ１４→Ｎｏ）、制御部１０８は、ステップＳ１３の処理に戻る。
図２の時刻Ｔ３に示すように、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが低電圧閾値Ｖｂを下回ったならば（ステップＳ１４→Ｙｅｓ）、制御部１０８は、バッテリ端子１０１のオープン故障であったと判定し、ステップＳ１５の処理に進む。In step S14, the
As shown at time T3 in FIG. 2, when the input voltage Vi of the
《期間Ｐ４の説明》
図２の時刻Ｔ３は、電圧レギュレータ１０６の入力が低電圧閾値Ｖｂを下回った時刻である。図２の期間Ｐ４は、時刻Ｔ３以降の期間を示している。<< Description of period P4 >>
Time T3 in FIG. 2 is the time when the input of the
期間Ｐ４において制御部１０８は、ステップＳ１５の処理を行う。つまり制御部１０８は、制限素子１０９と駆動素子１１０を、ステップＳ１０のオン・オフ制御時よりも高い周波数でオン・オフ制御して昇圧動作を行う（ステップＳ１５）。ステップＳ１５におけるオン・オフ制御の周波数は、ステップＳ１０におけるオン・オフ制御の周波数よりも数倍から数十倍高い。なお、図２では、パルス周期やデューティを模式的に示している。
インダクタンス負荷１１２と制限素子１０９と駆動素子１１０と入力コンデンサ１０２により、昇圧回路を形成することができる。この昇圧動作において、電圧監視部１０３は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを検出して制御部１０８に出力する。制御部１０８は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが所定の設定電圧Ｖｄになるように駆動素子１１０のオン・デューティを変化させてフィードバック制御する。During the period P4, the
A booster circuit can be formed by the
設定電圧Ｖｄは、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７を動作させるのに必要な電圧を生成するための最低入力電圧値より高い。よって、インダクタンス負荷１１２と制限素子１０９による電圧降下や、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７の消費電流、外部バッテリ１００の劣化による出力電圧Ｖｃｃの低下などに影響されず、マイクロコンピュータ１０７やＡＳＩＣ１１７の動作を継続させることができる。
The set voltage Vd is higher than the minimum input voltage value for generating a voltage required to operate the
電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを昇圧させる原理は、図２の期間Ｐ２で示したものと同一である。制御部１０８は、マイクロコンピュータ１０７からのＰＷＭ信号に基づかず、電圧監視部１０３で検出される入力電圧Ｖｉが所定の設定電圧Ｖｄに維持されるように、制限素子１０９と駆動素子１１０のオン・オフ制御を実施する。制御部１０８は、期間Ｐ４において、期間Ｐ１よりも高い周波数で制限素子１０９と駆動素子１１０とをオン・オフ制御する。これにより、入力電圧Ｖｉの変動を抑制することができる。
The principle of boosting the input voltage Vi of the
ステップＳ１５の処理により、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを所定の設定電圧Ｖｄに維持し、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７は動作の継続が可能となる。その結果、バッテリ端子１０１がオープン故障した後でも、ＡＳＩＣ１１７に組み込まれた電圧監視部１０３と制御部１０８は、電圧監視処理が継続して行える。マイクロコンピュータ１０７は、故障検知ランプなどを通じた車両の乗員への異常発生の報知、通信手段を用いた他の車載制御装置への異常発生の通知、車両を安全な状態へ移行させるための処理などの制御を継続して行える。
By the process of step S15, the input voltage Vi of the
《第２の実施形態》
図４は、本発明の第２の実施形態における車載制御装置１１３Ａの構成図である。
第１実施形態との相違点は、ＭＯＳＦＥＴである制限素子１０９を、ダイオードである制限素子１０９Ａに置き換えている点であり、その他の同等部分は同一符号を付して説明は省略する。Second Embodiment
FIG. 4 is a block diagram of the on-
The difference from the first embodiment is that the limiting
車載制御装置１１３Ａ（誘導性負荷通電制御装置）は、制限素子１０９Ａにダイオードを用いた場合であっても、第２の実施形態に記載したＭＯＳＦＥＴの制限素子１０９と同等の機能を持たせることが可能である。制限素子１０９Ａにダイオードを用いた場合、ＭＯＳＦＥＴを用いた場合に比べ、インダクタンス負荷１１２に発生する逆起電力に基づく還流電流が流れた時に、電圧降下が大きく消費電力が大きくなるという問題がある。しかし、制御部１０８が制限素子１０９のオン・オフ制御を行う必要がなくなるので、車載制御装置１１３Ａの回路が簡略化され、インダクタンス負荷１１２の通電制御を簡略化できるという特徴がある。
The on-
《第３の実施形態》
図５は、本発明の第３の実施形態に係る、車載制御装置１１３Ｂの構成図である。
第１実施形態の車載制御装置１１３が駆動するインダクタンス負荷１１２は１つであり、このインダクタンス負荷１１２と組み合わせる制限素子１０９、駆動素子１１０、電流検出素子１１１、出力端子１１４は１組である。
第３の実施形態の車載制御装置１１３Ｂ（誘導性負荷通電制御装置）が駆動するのは、第１インダクタンス負荷１１２ｂおよび第２インダクタンス負荷１１２ｃである。第１インダクタンス負荷１１２ｂと組み合わせるのは、第１制限素子１０９ｂ、第１駆動素子１１０ｂ、第１電流検出素子１１１ｂ、第１出力端子１１４ｂである。第２インダクタンス負荷１１２ｃと組み合わせるのは、第２制限素子１０９ｃ、第２駆動素子１１０ｃ、第２電流検出素子１１１ｃ、第２出力端子１１４ｃである。
第１制限素子１０９ｂと第１駆動素子１１０ｂの組み合わせと、第２制限素子１０９ｃと第２駆動素子１１０ｃの組み合わせは、制御部１０８によって、それぞれオン・オフの制御が行われる。車載制御装置１１３Ｂは更に、第１電流検出素子１１１ｂが検出する電流Ｉｏ１と、第２電流検出素子１１１ｃが検出する電流Ｉｏ２とを加算する加算部１１５を備えている。その他の第１実施形態の車載制御装置１１３との同等部分は、同一符号を付して説明は省略する。Third Embodiment
FIG. 5 is a block diagram of an on-
The number of
The on-
The
車載制御装置１１３Ｂの正常動作時、マイクロコンピュータ１０７は、第１インダクタンス負荷１１２ｂおよび第２インダクタンス負荷１１２ｃのそれぞれに所望の電流値を通電させるため、それぞれに対応したＰＷＭ信号を制御部１０８に出力する。制御部１０８は、入力されたそれぞれのＰＷＭ信号に応じて第１制限素子１０９ｂと第１駆動素子１１０ｂ、第２制限素子１０９ｃと第２駆動素子１１０ｃのオン・オフ制御を行う。
During normal operation of the on-
次に、電圧監視部１０３が電圧レギュレータ１０６の入力の過電圧を検出した場合には、第１実施形態に示した通り、過電圧発生の要因がバッテリ端子１０１のオープン故障に因るものか否かを判定するために、第１制限素子１０９ｂをオンし、第１駆動素子１１０ｂをオフし、第２制限素子１０９ｃをオンし、第２駆動素子１１０ｃをオフする。更に第１制限素子１０９ｂに流れる電流Ｉｏ１を第１電流検出素子１１１ｂによって検出し、第２制限素子１０９ｃに流れる電流Ｉｏ２を第２電流検出素子１１１ｃによって検出する。マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７の消費電流は、第１制限素子１０９ｂと第２制限素子１０９ｃの２つに流れる。
Next, when the
ここで、過電圧発生の要因がバッテリ端子１０１のオープン故障であった場合には、加算部１１５により電流Ｉｏ１，Ｉｏ２を加算した電流値は、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７の最小消費電流よりも低く設定された所定の電流閾値以上となる。一方、過電圧発生の要因が電圧レギュレータ１０６の入力に重畳されたサージ電圧であった場合、算出された消費電流値は、ほぼ０アンペアになり、所定の電流閾値未満となる。
Here, if the cause of the occurrence of the overvoltage is an open failure of the
電圧監視部１０３が電圧レギュレータ１０６の入力の低電圧を検出した際に、過電圧発生の要因がバッテリ端子１０１のオープン故障であると判定したならば、第１実施形態と同様に、昇圧回路により電圧レギュレータ１０６の入力を所定の電圧値にまで昇圧させて維持する。
When
ここで、昇圧回路は、インダクタンス負荷と制限素子と駆動素子の組み合わせのうち一方と、入力コンデンサ１０２により構成可能である。そのため、他方の組み合わせと入力コンデンサ１０２による昇圧回路を構成しなくてもよい。
Here, the booster circuit can be configured by the
以下、具体例として、第１インダクタンス負荷１１２ｂと第１制限素子１０９ｂと第１駆動素子１１０ｂの組み合わせと入力コンデンサ１０２により昇圧回路を構成し、第２インダクタンス負荷１１２ｃと第２制限素子１０９ｃと第２駆動素子１１０ｃの組み合わせでは昇圧回路を構成しない場合を示す。
Hereinafter, as a specific example, a booster circuit is configured by the combination of the
昇圧回路は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを外部バッテリ１００の出力電圧Ｖｃｃよりも高い電圧に昇圧し維持するが、この時、第２制限素子１０９ｃは過電圧発生の要因がバッテリ端子１０１のオープン故障に因るものか否かを判定する電流検出のためにオンになっている。そのため、電圧レギュレータ１０６の入力側から第２制限素子１０９ｃ、第２出力端子１１４ｃ、第２インダクタンス負荷１１２ｃを通じて外部バッテリ１００に流れ出てしまう。
The booster circuit boosts the input voltage Vi of the
よって、バッテリ端子１０１のオープン故障確定後、第１インダクタンス負荷１１２ｂと第１制限素子１０９ｂと第１駆動素子１１０ｂの組み合わせと入力コンデンサ１０２により昇圧動作が行われている間は、第２制限素子１０９ｃをオフして、電圧レギュレータ１０６の入力から外部バッテリ１００に流れる電流を防止する。
Therefore, after the open failure of the
また、昇圧回路に用いる構成は、第１インダクタンス負荷１１２ｂと第１制限素子１０９ｂと第１駆動素子１１０ｂの組み合わせと、第２インダクタンス負荷１１２ｃと第２制限素子１０９ｃと第２駆動素子１１０ｃの組み合わせのうち、いずれか１つを用いるが、どちらの組み合わせを用いるかは、第１インダクタンス負荷１１２ｂと第２インダクタンス負荷１１２ｃの用途に応じて決定する。
The configuration used for the booster circuit is a combination of the
第３の実施形態の第１インダクタンス負荷１１２ｂは、例えば車両の省エネ動作に係るものであり、昇圧動作による電流が流れても車両の制御には大きな影響はない。これに対して第２インダクタンス負荷１１２ｃは、例えばトランスミッションの動作に係るものであり、昇圧動作による電流が流れると車両の制御に大きな影響が発生する。
よって、第３の実施形態では、第１インダクタンス負荷１１２ｂと第１制限素子１０９ｂと第１駆動素子１１０ｂの組み合わせと入力コンデンサ１０２により昇圧動作を行うとよい。The
Therefore, in the third embodiment, it is preferable to perform the boosting operation by the combination of the
図６は、故障検出処理を説明するフローチャートである。
制御部１０８は、第１制限素子１０９ｂと第１駆動素子１１０ｂをオン・オフ制御して、第１インダクタンス負荷１１２ｂに通電させる（ステップＳ１０ｂ）。制御部１０８は、ステップＳ１０ｂの処理と並行して、第２制限素子１０９ｃと第２駆動素子１１０ｃをオン・オフ制御して、第２インダクタンス負荷１１２ｃに通電させる（ステップＳ１０ｃ）。
バッテリ端子１０１がオープン故障すると、第１インダクタンス負荷１１２ｂに発生する逆起電力に基づく還流電流の経路と、第２インダクタンス負荷１１２ｃに発生する逆起電力に基づく還流電流の経路は切断される。よって、還流電流は流れなくなる。その結果、第１駆動素子１１０ｂのターンオフにより第１インダクタンス負荷１１２ｂに発生する逆起電力に基づく電流は、オンしている第１制限素子１０９ｂを経由して入力コンデンサ１０２に充電される。第２駆動素子１１０ｃのターンオフにより第２インダクタンス負荷１１２ｃに発生する逆起電力に基づく電流は、オンしている第２制限素子１０９ｃを経由して入力コンデンサ１０２に充電される。これにより電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが次第に上昇し、電流Ｉｏ１，Ｉｏ２は次第に減少してゆく。FIG. 6 is a flowchart illustrating the failure detection process.
The
When the
電圧監視部１０３は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを検出し（ステップＳ１１）、電圧レギュレータ１０６の破壊電圧よりも低く設定した所定の電圧（以下、過電圧閾値Ｖｕとする）を超えた場合に過電圧と判定して、制御部１０８に通知する（図３のステップＳ１１→Ｙｅｓ）。過電圧の通知を受けた制御部１０８は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉの上昇を防止するため、第１制限素子１０９ｂをオンに、第１駆動素子１１０ｂをオフに固定させる（ステップＳ１２ｂ）。更に制御部１０８は、ステップＳ１２ｂの処理と並行して第２制限素子１０９ｃをオンに、第２駆動素子１１０ｃをオフに固定させる（ステップＳ１２ｃ）。
The
第１電流検出素子１１１ｂは、第１制限素子１０９ｂに流れる電流Ｉｏ１を検出する。第２電流検出素子１１１ｃは、第２制限素子１０９ｃに流れる電流Ｉｏ２を検出する。加算部１１５は、これら電流Ｉｏ１，Ｉｏ２の和を算出する。この電流Ｉｏ１，Ｉｏ２の和がマイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７の最小消費電流よりも低く設定された所定の電流閾値未満であった場合（ステップＳ１３Ｂ→Ｙｅｓ）、電流検知部１０４はその旨を制御部１０８に通知する。制御部１０８は、サージ電圧による過電圧であると判定し、ステップＳ１０ｂ，Ｓ１０ｃの並行処理に戻る。電流Ｉｏ１，Ｉｏ２の和が所定の電流閾値以上であった場合（ステップＳ１３Ｂ→Ｎｏ）、電流検知部１０４はその旨を制御部１０８に通知し、制御部１０８は、ステップＳ１４の処理に進む。
The first
ステップＳ１４において電圧監視部１０３は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが低電圧閾値Ｖｂを下回ったか否かを判定し、その旨を制御部１０８に通知する。電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが低電圧閾値Ｖｂ以上ならば（ステップＳ１４→Ｎｏ）、制御部１０８は、ステップＳ１３Ｂの処理に戻る。電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが低電圧閾値Ｖｂを下回ったならば（ステップＳ１４→Ｙｅｓ）、制御部１０８は、バッテリ端子１０１のオープン故障であったと判定し、ステップＳ１５ｂ，Ｓ１５ｃの並行処理に進む。
In step S14, the
制御部１０８は、第１制限素子１０９ｂと第１駆動素子１１０ｂを、ステップＳ１０よりも高い周波数でオン・オフ制御して昇圧動作を行う（ステップＳ１５ｂ）。第１インダクタンス負荷１１２ｂと第１制限素子１０９ｂと入力コンデンサ１０２により、昇圧回路を形成することができる。更に制御部１０８は、ステップＳ１５ｂの処理と並行に、第２制限素子１０９ｃと第２駆動素子１１０ｃとをオフに固定する（ステップＳ１５ｃ）。
この昇圧動作において、電圧監視部１０３は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉを検出して制御部１０８に出力する。制御部１０８は、電圧レギュレータ１０６の入力電圧Ｖｉが所定の設定電圧Ｖｄになるように、所定のデューティでフィードバック制御する。The
In the boosting operation,
設定電圧Ｖｄは、マイクロコンピュータ１０７とＡＳＩＣ１１７を動作させるのに必要な電圧を電圧レギュレータ１０６が生成するための最低入力電圧値より高い。よって、第１インダクタンス負荷１１２ｂと第１制限素子１０９ｂによる電圧降下や、第２インダクタンス負荷１１２ｃと第２制限素子１０９ｃによる電圧降下や、マイクロコンピュータ１０７やＡＳＩＣ１１７の消費電流、外部バッテリ１００の劣化による出力電圧Ｖｃｃの低下に影響されず、マイクロコンピュータ１０７やＡＳＩＣ１１７の動作を継続させることができる。
その結果、ＡＳＩＣ１１７に組み込まれた電圧監視部１０３と制御部１０８は、電圧監視処理が継続して行える。マイクロコンピュータ１０７は、故障検知ランプなどを通じた車両の乗員への異常発生の報知、通信手段を用いた他の車載制御装置への異常発生の通知、車両を安全な状態へ移行させるための処理などの制御が継続して行える。The set voltage Vd is higher than the minimum input voltage value for the
As a result, the
第３の実施形態において、設定電圧Ｖｄは、外部バッテリ１００の出力電圧Ｖｃｃから、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードの順方向電圧降下分を減じた電圧以上に設定されることが必要である。この電圧よりも設定電圧Ｖｄが低いと、外部バッテリ１００は、通電制御していない方のインダクタンス負荷と制限素子の寄生ダイオードを通じて、バッテリ端子１０１に放電し、減衰してしまうためである。
In the third embodiment, the set voltage Vd needs to be set to a voltage obtained by subtracting the forward voltage drop of the parasitic diode of the MOSFET from the output voltage Vcc of the
なお、図示しないが、インダクタンス負荷と制限素子と駆動素子の組み合わせが３つ以上ある場合においても第３の実施形態と同様である。この場合は、車両の制御に大きな影響を与えないインダクタンス負荷と、制限素子と駆動素子の組み合わせで昇圧回路を構成し、その他の組み合わせに係る制限素子と駆動素子とはオフにするとよい。 Although not shown, the third embodiment is the same as the third embodiment even when there are three or more combinations of the inductance load, the limiting element, and the driving element. In this case, it is preferable to form a booster circuit with a combination of an inductance load that does not greatly affect control of the vehicle and a combination of a limiting element and a driving element, and turn off the limiting element and the driving element according to the other combinations.
（変形例）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば上記した実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることも可能である。(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, but includes various modifications. For example, the above-described embodiments are described in detail to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the described configurations. It is possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment, and it is also possible to add the configuration of another embodiment to the configuration of one embodiment. Moreover, it is also possible to add, delete, and replace other configurations for part of the configurations of the respective embodiments.
上記の各構成、機能、処理部、処理手段などは、それらの一部または全部を、例えば集積回路などのハードウェアで実現してもよい。上記の各構成、機能などは、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈して実行することにより、ソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイルなどの情報は、メモリ、ハードディスク、ＳＳＤ（Solid State Drive）などの記録装置、または、フラッシュ
メモリカード、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの記録媒体に置くことができる。Each of the configurations, functions, processing units, processing means, etc. described above may be realized partially or entirely by hardware such as an integrated circuit. Each configuration, function, etc. described above may be realized by software by the processor interpreting and executing a program that realizes each function. Information such as programs, tables, and files that implement each function can be placed in a memory, hard disk, recording device such as a solid state drive (SSD), or recording medium such as a flash memory card or a digital versatile disk (DVD) it can.
各実施形態において、制御線や情報線は、説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
本発明の変形例として、例えば、次の（ａ）〜（ｇ）のようなものがある。
（ａ） 電圧監視部１０３と電流検知部１０４を含む故障検知部１０５は、ＡＳＩＣ１１７の内部に構成されるが、これに限られず、マイクロコンピュータ１０７が実行するソフトウェアによって具現化されてもよい。
（ｂ） マイクロコンピュータ１０７と、これによって実行されるソフトウェアの機能は、ＡＳＩＣ１１７によって具現化されてもよい。
（ｃ） 駆動素子１１０は、ＭＯＳＦＥＴに限定されず、スイッチ素子であればよい。
（ｄ） 制限素子１０９は、ＭＯＳＦＥＴに限定されず、スイッチ素子とダイオードの並列回路、またはダイオードであればよい。
（ｅ） 本発明の誘導性負荷通電制御装置は、車載制御装置に限定されず、船舶、航空機、などの移動体に搭載されてもよく、更に建築物や家電装置などに搭載されて誘導性負荷の通電制御を行ってもよい。
（ｆ） 複数の誘導性負荷の通電制御を行う構成においても、各制限素子をダイオードで構成してもよい。
（ｇ） 図２のステップＳ１４の判定は、電圧レギュレータ１０６の入力側の電圧判定に限定されず、ステップＳ１２の後、予め定められた時間が経過したことを判定条件としてもよい。In each embodiment, control lines and information lines indicate what is considered to be necessary for the description, and not all control lines and information lines in a product are shown. In practice, almost all configurations may be considered to be connected to each other.
As a modification of the present invention, there are, for example, the following (a) to (g).
(A) The
(B) The functions of the
(C) The
(D) The limiting
(E) The inductive load energization control device of the present invention is not limited to the on-vehicle control device, and may be mounted on a moving body such as a ship or aircraft, and further mounted on a building or home electric appliance etc. The energization control of the load may be performed.
(F) In the configuration in which conduction control of a plurality of inductive loads is performed, each limiting element may be configured by a diode.
(G) The determination in step S14 of FIG. 2 is not limited to the voltage determination on the input side of the
１００ 外部バッテリ
１０１ バッテリ端子
１０２ 入力コンデンサ
１０３ 電圧監視部
１０４ 電流検知部
１０５ 故障検知部 （処理手段の一部）
１０６ 電圧レギュレータ
１０７ マイクロコンピュータ （処理手段の一部）
１０８ 制御部 （処理手段の一部）
１０９ 制限素子
１０９Ａ 制限素子
１０９ｂ 第１制限素子
１０９ｃ 第２制限素子
１１０ 駆動素子
１１０ｂ 第１駆動素子
１１０ｃ 第２駆動素子
１１１ 電流検出素子
１１１ｂ 第１電流検出素子
１１１ｃ 第２電流検出素子
１１２ インダクタンス負荷
１１２ｂ 第１インダクタンス負荷
１１２ｃ 第２インダクタンス負荷
１１３，１１３Ａ，１１３Ｂ 車載制御装置 （誘導性負荷通電制御装置）
１１４ 出力端子
１１４ｂ 第１出力端子
１１４ｃ 第２出力端子
１１５ 加算部 （処理手段の一部）
１１７，１１７Ａ，１１７Ｂ ＡＳＩＣ （処理手段の一部）100
106
108 Control part (part of processing means)
109 Limiting
114 output terminal 114b
117, 117A, 117B ASIC (part of processing means)
Claims (15)
前記バッテリ端子に入力側が接続された電圧レギュレータと、
前記電圧レギュレータの入力側とグランドとの間に設けられる入力コンデンサと、
誘導性負荷の通電を制御する駆動素子と、
前記電圧レギュレータの入力側と前記駆動素子との間に設けられて、前記電圧レギュレータの入力側から前記駆動素子への電流を制限可能な制限素子と、
前記駆動素子をオン・オフ制御すると共に前記バッテリ端子がオープン故障しているか否かを判定する処理手段と、を備え、
前記処理手段は、前記バッテリ端子がオープン故障していると判定すると、前記駆動素子をオン・オフ制御して、前記誘導性負荷と前記駆動素子と前記制限素子と前記入力コンデンサとで構成される昇圧回路により前記電圧レギュレータの入力電圧を所定の電圧値に維持する、
ことを特徴とする誘導性負荷通電制御装置。A battery terminal connected to an external battery,
A voltage regulator whose input side is connected to the battery terminal;
An input capacitor provided between the input side of the voltage regulator and the ground;
A drive element for controlling energization of an inductive load;
A limiting element provided between the input side of the voltage regulator and the drive element, capable of limiting the current from the input side of the voltage regulator to the drive element;
And processing means for performing on / off control of the drive element and determining whether or not the battery terminal has an open failure.
When it is determined that the battery terminal has an open failure, the processing means performs on / off control of the drive element to configure the inductive load, the drive element, the limiting element, and the input capacitor. The input voltage of the voltage regulator is maintained at a predetermined voltage value by a booster circuit.
An inductive load energization control device characterized in that.
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷通電制御装置。The processing means operates at a predetermined voltage generated by the voltage regulator.
The inductive load energization control device according to claim 1,
前記電圧レギュレータの入力側の電圧を監視する電圧監視部と、
前記制限素子に流れる電流を検知する電流検知部と、
を備え、
前記処理手段は、前記電圧監視部により所定閾値よりも高い電圧であると判定したならば前記駆動素子のオン・オフ制御を停止する、
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷通電制御装置。The processing means
A voltage monitoring unit monitoring a voltage on an input side of the voltage regulator;
A current detection unit that detects a current flowing through the limiting element;
Equipped with
The processing means stops the on / off control of the drive element if the voltage monitoring unit determines that the voltage is higher than a predetermined threshold.
The inductive load energization control device according to claim 1,
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導性負荷通電制御装置。When the processing means determines that the current detected by the current detection unit is less than a predetermined current value when stopping the on / off control of the drive element, the processing means determines that the voltage is abnormal due to a surge.
The inductive load energization control apparatus according to claim 3, wherein
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導性負荷通電制御装置。When the processing means determines that the current detected by the current detection unit is less than a predetermined current value when stopping the on / off control of the drive element, to control the energization of the inductive load. Resume on / off control of the drive element of
The inductive load energization control apparatus according to claim 3, wherein
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導性負荷通電制御装置。The processing means continues to determine that the current detected by the current detection unit is equal to or greater than a predetermined current value when stopping the on / off control of the drive element, and the voltage on the input side of the voltage regulator is predetermined Determining that the battery terminal has an open failure if the voltage drops below a low voltage threshold of
The inductive load energization control apparatus according to claim 3, wherein
ことを特徴とする請求項３に記載の誘導性負荷通電制御装置。 The processing means continues to determine that the current detected by the current detection unit is equal to or greater than a predetermined current value when stopping the on / off control of the drive element, and the voltage on the input side of the voltage regulator is predetermined The drive element is turned on and off to reduce the voltage drop below the low voltage threshold of the voltage regulator by the boost circuit including the inductive load, the drive element, the limiting element, and the input capacitor. Maintain the input voltage at a predetermined voltage value,
The inductive load energization control apparatus according to claim 3, wherein
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷通電制御装置。The limiting element is a switch element that causes a current based on the back electromotive force of the inductive load generated when the driving element is off to flow to a connection node between the battery terminal and the input side of the voltage regulator.
The inductive load energization control device according to claim 1,
ことを特徴とする請求項８に記載の誘導性負荷通電制御装置。The processing means controls energization of the inductive load by alternately turning on and off the driving element and the limiting element.
The inductive load energization control device according to claim 8, characterized in that.
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷通電制御装置。The limiting element is a rectifying element that causes a current based on the back electromotive force of the inductive load generated when the driving element is off to flow to a connection node between the battery terminal and the input side of the voltage regulator.
The inductive load energization control device according to claim 1,
前記電圧レギュレータの入力側と前記他の駆動素子との間に設けられ、前記電圧レギュレータの入力側から前記他の駆動素子への電流を制限可能なスイッチ素子である他の制限素子と、を備えており、
前記制限素子は、前記駆動素子のオフ時に発生する前記誘導性負荷の逆起電力に基づく電流を、前記バッテリ端子と前記電圧レギュレータの入力側との接続ノードに流すスイッチ素子であり、
前記処理手段は、前記バッテリ端子がオープン故障していると判定すると、前記駆動素子および前記制限素子、または前記他の駆動素子と前記他の制限素子のうちいずれかの組み合わせをオン・オフ制御して、前記組み合わせに係る誘導性負荷と制限素子と、前記入力コンデンサとで構成される昇圧回路により前記電圧レギュレータの入力電圧を所定の電圧値に維持する、
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷通電制御装置。Other drive elements for respectively energizing other inductive loads,
It is provided between the input side of the voltage regulator and the other drive element, and is provided with another limiting element which is a switch element capable of limiting the current from the input side of the voltage regulator to the other drive element. Yes,
The limiting element is a switch element that causes a current based on the back electromotive force of the inductive load generated when the driving element is off to flow to a connection node between the battery terminal and the input side of the voltage regulator.
When it is determined that the battery terminal has an open failure, the processing means performs on / off control of the drive element and the restriction element, or any combination of the other drive element and the other restriction element. The input voltage of the voltage regulator is maintained at a predetermined voltage value by a booster circuit including an inductive load, a limiting element, and the input capacitor according to the combination.
The inductive load energization control device according to claim 1,
ことを特徴とする請求項１１に記載の誘導性負荷通電制御装置。The processing means turns off the drive element and the other drive elements if it determines that the voltage regulator input side is a voltage higher than a predetermined threshold.
The inductive load energization control apparatus according to claim 11, characterized in that:
ことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載の誘導性負荷通電制御装置。The processing means performs on / off control of any one of the driving element and the limiting element, or the other driving element and the other limiting element to control the input voltage of the voltage regulator to a predetermined voltage value. While turning off the drive element and the limiting element according to the combination which is not on / off controlled.
The inductive load energization control device according to claim 11 or 12, characterized in that:
前記電圧レギュレータの入力側と前記他の駆動素子との間に設けられ、前記電圧レギュレータの入力側から前記他の駆動素子への電流を制限可能なダイオードである他の制限素子と、を備えており、
前記制限素子は、前記駆動素子のオフ時に発生する前記誘導性負荷の逆起電力に基づく電流を、前記バッテリ端子と前記電圧レギュレータの入力側との接続ノードに流すダイオードであり、
前記処理手段は、前記バッテリ端子がオープン故障していると判定すると、前記駆動素子および前記制限素子、または前記他の駆動素子と前記他の制限素子のうちいずれかの組み合わせをオン・オフ制御して、前記組み合わせに係る誘導性負荷と制限素子と、前記入力コンデンサとで構成される昇圧回路により前記電圧レギュレータの入力電圧を所定の電圧値に維持する、
ことを特徴とする請求項１に記載の誘導性負荷通電制御装置。Other drive elements for respectively energizing other inductive loads,
And another limiting element which is provided between the input side of the voltage regulator and the other driving element, and is a diode capable of limiting the current from the input side of the voltage regulator to the other driving element. Yes,
The limiting element is a diode that causes a current based on the back electromotive force of the inductive load generated when the driving element is off to flow to a connection node between the battery terminal and the input side of the voltage regulator.
When it is determined that the battery terminal has an open failure, the processing means performs on / off control of the drive element and the restriction element, or any combination of the other drive element and the other restriction element. The input voltage of the voltage regulator is maintained at a predetermined voltage value by a booster circuit including an inductive load, a limiting element, and the input capacitor according to the combination.
The inductive load energization control device according to claim 1,
ことを特徴とする請求項１４に記載の誘導性負荷通電制御装置。The processing means performs on / off control of any one of the drive element and the other drive element to maintain the input voltage of the voltage regulator at a predetermined voltage value, and does not perform on / off control. Turn off the drive element of the
The inductive load energization control device according to claim 14, wherein
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