JP6269040B2 - Current sensor stack fault diagnostic apparatus and diagnostic method - Google Patents

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Description

この発明は、電気回路に流れる電流量を検出する電流センサの故障診断に関する。   The present invention relates to failure diagnosis of a current sensor that detects the amount of current flowing in an electric circuit.

バッテリ電力で駆動される電気機器を備える車両において、電力供給や電気機器の制御のために、バッテリと電気機器を接続する電気回路の電流量を検出する必要が生じることがある。   In a vehicle including an electric device driven by battery power, it may be necessary to detect a current amount of an electric circuit connecting the battery and the electric device in order to supply electric power or control the electric device.

特許文献１は、車両の電気回路にこうした目的で介装される電流センサのスタック故障を検出する、車載電源用電流センサのスタック故障検出装置を提案している。電流センサは電流量に応じた電圧値を出力するセンサである。スタック故障は、電流センサの出力する電圧値が正常範囲にあるにも関わらず、実際の電流量を反映しなくなってしまう故障状態を意味する。   Patent Document 1 proposes a stack failure detection device for an in-vehicle power supply current sensor that detects a stack failure in a current sensor interposed in an electric circuit of a vehicle for such a purpose. The current sensor is a sensor that outputs a voltage value corresponding to the amount of current. The stack failure means a failure state in which the actual current amount is not reflected even though the voltage value output from the current sensor is in the normal range.

特許文献１の従来技術は、電流センサをバイパスするバイパス経路を設け、リレーの操作により、電流が電流センサを通らずにバイパス通路を通るように回路を設定している。そして、このバイパス状態での電流センサの出力電圧がゼロアンペア相当の値を含む所定電圧領域から逸脱している場合に、電流センサにスタック故障が生じていると判定している。   In the prior art of Patent Document 1, a bypass path for bypassing the current sensor is provided, and the circuit is set so that the current does not pass through the current sensor but passes through the bypass path by operation of the relay. When the output voltage of the current sensor in the bypass state deviates from a predetermined voltage range including a value corresponding to zero amperes, it is determined that a stack failure has occurred in the current sensor.

特開２００７−３２２２３４号公報JP 2007-322234 A

特許文献１が教える従来技術を実行するには、バッテリと電気機器を接続する大電流回路として、電流センサを経由する経路と電流センサを経由しないバイパス経路との２系統を用意する必要がある。また、これらの経路を切り換えるために大電流用のリレーを２個必要とする。そのため、故障検出装置のための装置の構成が複雑になり、スタック故障検出装置のコストが高くなるという問題があった。   In order to execute the conventional technique taught in Patent Document 1, it is necessary to prepare two systems, a path that passes through the current sensor and a bypass path that does not pass through the current sensor, as a large current circuit that connects the battery and the electric device. Also, two large current relays are required to switch these paths. Therefore, there has been a problem that the configuration of the apparatus for the failure detection apparatus becomes complicated, and the cost of the stack failure detection apparatus increases.

また、スタック故障の検出中は、電流センサの出力値を用いる電気機器の制御を行えないため、電気機器の制御に関して、電流センサの出力値を用いる制御と用いない制御との２通りの制御を行なう必要があり、バッテリや電気機器の制御が複雑化することは避けられない。   In addition, during the detection of the stack failure, the control of the electric device using the output value of the current sensor cannot be performed. Therefore, the control using the output value of the current sensor and the control that does not use the control of the electric device are performed. It is necessary to carry out, and it is inevitable that the control of the battery and the electric equipment becomes complicated.

さらに、特許文献１のスタック故障の診断アルゴリズムは、電流センサを流れる電流がゼロアンペア時の電流センサの出力電圧値に基づきスタック故障を判定するので、スタック故障のすべてを検出することはできない。つまり、実際の電流値より低い電流値相当の電圧値が出力されるスタック故障の場合には、ゼロアンペア時の出力電圧値には変化が現れず、スタック故障を検出することができない。   Furthermore, since the stack fault diagnosis algorithm of Patent Document 1 determines a stack fault based on the output voltage value of the current sensor when the current flowing through the current sensor is zero ampere, it cannot detect all of the stack faults. That is, in the case of a stack failure in which a voltage value corresponding to a current value lower than the actual current value is output, no change appears in the output voltage value at zero ampere and the stack failure cannot be detected.

この発明は、従来技術の以上の問題点を解決すべくなされたものであり、電流センサのスタック故障を簡易な構成のもとで精度良く検出することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to accurately detect a stack failure of a current sensor with a simple configuration.

以上の目的を達成するために、この発明は、電気負荷に流れる電流を検出する電流センサのスタック故障を診断するスタック故障診断装置に適用される。電流センサは直流電源と、シャント抵抗を介して前記直流電源に接続されたホール素子と、を有している。スタック故障診断装置は、電気負荷が所定の低負荷状態にあるかどうかを判定する低負荷状態判定手段と、シャント抵抗の電圧降下から電流センサの消費電流値を検出する電流検出手段と、電気負荷が所定の状態にある場合の電流センサの消費電流値に基づき電流センサがスタック故障していると判定する故障判定手段と、を備えている。 In order to achieve the above object, the present invention is applied to a stack fault diagnosis device for diagnosing a stack fault of a current sensor that detects a current flowing through an electric load . The current sensor has a DC power source and a Hall element connected to the DC power source via a shunt resistor. The stack failure diagnosis apparatus includes a low load state determination unit that determines whether or not the electric load is in a predetermined low load state, a current detection unit that detects a current consumption value of the current sensor from a voltage drop of the shunt resistor, and an electric load Failure determination means for determining that the current sensor has a stack failure based on the current consumption value of the current sensor when is in a predetermined state.

電気負荷が所定の低負荷状態にある場合に電流センサを流れる電流値によってスタック故障を判定することで、電流センサを実際に流れる電流値に基づき、スタック故障を判定することができる。その結果、バイパス経路を設けることなくスタック故障の診断を行なうことができる。また、電流センサを流れる電流に変更を加えないので、電流センサの出力値に基づく制御に影響を与えない。さらに、実際の電流値より低い電流値相当の電圧値を出力するような電流センサのスタック故障をも検出できる。したがって、簡易な構成のもとで電流センサのスタック故障を精度良く検出することができる。   By determining the stack failure based on the current value flowing through the current sensor when the electric load is in a predetermined low load state, the stack failure can be determined based on the current value actually flowing through the current sensor. As a result, it is possible to diagnose a stack failure without providing a bypass path. In addition, since the current flowing through the current sensor is not changed, the control based on the output value of the current sensor is not affected. Furthermore, it is possible to detect a stack failure in the current sensor that outputs a voltage value corresponding to a current value lower than the actual current value. Therefore, it is possible to accurately detect a stack failure of the current sensor with a simple configuration.

この発明の実施形態による電流センサのスタック故障診断装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the stack | stuck failure diagnostic apparatus of the current sensor by embodiment of this invention. 電流センサの構成図である。It is a block diagram of a current sensor. この発明の実施形態による異常判定部が実行する故障検出ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the failure detection routine which the abnormality determination part by embodiment of this invention performs. この発明の実施形態による異常判定部が実行するスタック故障検出ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the stack | stuck failure detection routine which the abnormality determination part by embodiment of this invention performs.

この発明の実施形態による車両用の電流センサのスタック故障診断装置は、図２に示す電流センサ１を対象とする。   The vehicle current sensor stack failure diagnosis apparatus according to the embodiment of the present invention is directed to the current sensor 1 shown in FIG.

図２を参照すると、電流センサ１は正電圧電源Ｖｃｃにシャント抵抗Ｒ２と定電流回路２とを介して接続されたホール素子３を備えている。定電流回路２からホール素子３を通過した電流は図１に示す電気回路１０に流れるように構成される。   Referring to FIG. 2, the current sensor 1 includes a Hall element 3 connected to a positive voltage power source Vcc via a shunt resistor R <b> 2 and a constant current circuit 2. The current passing through the Hall element 3 from the constant current circuit 2 is configured to flow through the electric circuit 10 shown in FIG.

再び図２を参照すると、ホール素子３の出力電圧はアンプ４により増幅される。アンプ４の出力端子と電流センサ１の下流の電気回路１０との間にはバイアス抵抗Ｒ１が介装される。   Referring to FIG. 2 again, the output voltage of the Hall element 3 is amplified by the amplifier 4. A bias resistor R1 is interposed between the output terminal of the amplifier 4 and the electric circuit 10 downstream of the current sensor 1.

アンプ４の出力電圧値Ｖｉｓｅｎと、シャント抵抗Ｒ２の両側の電圧値とは、アナログ回路を介して電流判定装置６に入力される。シャント抵抗Ｒ２の上流側の電圧は電流センサ１と電流判定装置６とに共通する基準電圧ＡＶｒｅｆである。   The output voltage value Visen of the amplifier 4 and the voltage values on both sides of the shunt resistor R2 are input to the current determination device 6 via an analog circuit. The voltage on the upstream side of the shunt resistor R2 is a reference voltage AVref common to the current sensor 1 and the current determination device 6.

電流判定装置６は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、及びＡ／D変換機ＡＤ１とＡＤ２を含む入出力インタフェース（Ｉ／Ｏ インタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。電流判定装置６を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。   The current determination device 6 includes a central processing unit (CPU), a read only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface) including A / D converters AD1 and AD2. Consists of a microcomputer. It is also possible to configure the current determination device 6 with a plurality of microcomputers.

電流判定装置６は、シャント抵抗Ｒ２の下流側の電圧を内部のＡ／Ｄ変換器ＡＤ２によりデジタル信号に変換する。そして、シャント抵抗Ｒ２の抵抗値とシャント抵抗Ｒ２による電圧降下とから、シャント抵抗Ｒ２を流れる電流値を検出する。シャント抵抗Ｒ２を流れる電流値はすなわち電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃに相当する。電流判定装置６は、またアンプ４の出力電圧値ＶｉｓｅｎをＡ／Ｄ変換器ＡＤ１によりデジタル信号に変換する。このようにして、電流判定装置６は電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃと電流センサ１の出力電圧値Ｖｉｓｅｎをアナログモニタするよう構成される。 The current determination device 6 converts the voltage on the downstream side of the shunt resistor R2 into a digital signal by the internal A / D converter AD2. Then, the value of the current flowing through the shunt resistor R2 is detected from the resistance value of the shunt resistor R2 and the voltage drop caused by the shunt resistor R2. The current value flowing through the shunt resistor R2 corresponds to the current consumption value Icc of the current sensor 1. The current determination device 6 also converts the output voltage value Visen of the amplifier 4 into a digital signal by the A / D converter AD1. In this way, the current determination device 6 is configured to analog monitoring the output voltage value Visen consumption current value Icc and the current sensor 1 of the current sensor 1.

次に図１を参照して、スタック故障検出装置の全体構成を説明する。   Next, the overall configuration of the stack failure detection device will be described with reference to FIG.

電流センサ１は、車両に搭載された電気回路１０の電流量を検出するために用いられる。電気回路１０はバッテリで構成された電源１１と、電源１１から供給される電流により運転される車両走行用の電動モータ１２と、電動モータ１２と並列に電源１１に接続された車載負荷１３とを備える。ここで、車載負荷１３はエアコンディショナなど、車両に搭載された電動モータ１２以外のさまざまな電気機器の総称である。   The current sensor 1 is used to detect the amount of current of the electric circuit 10 mounted on the vehicle. The electric circuit 10 includes a power source 11 composed of a battery, an electric motor 12 for driving a vehicle that is driven by a current supplied from the power source 11, and an in-vehicle load 13 connected to the power source 11 in parallel with the electric motor 12. Prepare. Here, the in-vehicle load 13 is a general term for various electric devices such as an air conditioner other than the electric motor 12 mounted on the vehicle.

電流センサ１は、電動モータ１２と車載負荷１３とがなす並列回路と電源１１との間に介装される。これにより、電源１１が供給するすべての電流が電流センサ１を通る。電流センサ１の出力信号、すなわちアンプ４の出力電圧値Ｖｉｓｅｎと、基準電圧ＡＶｒｅｆと、シャント抵抗Ｒ２の下流側の電圧とは前述のとおり、電流判定装置６に入力される。ここでは簡略化してこれらの電圧信号を１本の矢印で示している。   The current sensor 1 is interposed between a parallel circuit formed by the electric motor 12 and the vehicle-mounted load 13 and the power supply 11. As a result, all the current supplied by the power supply 11 passes through the current sensor 1. The output signal of the current sensor 1, that is, the output voltage value Visen of the amplifier 4, the reference voltage AVref, and the voltage on the downstream side of the shunt resistor R2 are input to the current determination device 6 as described above. Here, for simplicity, these voltage signals are indicated by a single arrow.

電流判定装置６は、電流検出手段としての電流センサ出力検出部１５、低負荷状態判定手段としての消費電流検出部１６、及び故障判定手段としての異常判定部１７を備える。なお、これらの各部は電流判定装置６、言い換えればマイクロコンピュータ、の各機能を仮想的なユニットとして示したものであり、物理的な存在を意味しない。   The current determination device 6 includes a current sensor output detection unit 15 as a current detection unit, a consumption current detection unit 16 as a low load state determination unit, and an abnormality determination unit 17 as a failure determination unit. Each of these units represents each function of the current determination device 6, in other words, a microcomputer as a virtual unit, and does not mean physical existence.

電動モータ１２の運転はモータ駆動制御装置２０によって制御される。モータ駆動制御装置２０は電動モータ１２の消費電流を消費電流検出部１６に信号入力する。車載負荷１３は車載負荷制御装置２１によって制御される。車載負荷制御装置２１は車載負荷１３の消費電流を消費電流検出部１６に信号入力する。   The operation of the electric motor 12 is controlled by the motor drive control device 20. The motor drive control device 20 inputs the current consumption of the electric motor 12 to the current consumption detector 16. The in-vehicle load 13 is controlled by the in-vehicle load control device 21. The in-vehicle load control device 21 inputs the current consumption of the in-vehicle load 13 to the current consumption detection unit 16.

電流センサ出力検出部１５は、電流センサ１の出力電圧値Ｖｉｓｅｎと、シャント抵抗Ｒ２の下流側の電圧を、Ａ／Ｄ変換機ＡＤ１とＡＤ２によりそれぞれデジタル変換し、出力電圧値Ｖｉｓｅｎと電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃを表すデジタル信号を生成する。これらのデジタル信号は異常判定部１７に入力される。また、モータ駆動制御装置２０は電流センサ１の出力電圧値Ｖｉｓｅｎに基づき電動モータ１２を制御するので、電流センサ１の出力電圧値Ｖｉｓｅｎを示すデジタル信号はモータ駆動制御装置２０にも入力される。 The current sensor output detector 15 digitally converts the output voltage value Visen of the current sensor 1 and the downstream voltage of the shunt resistor R2 by the A / D converters AD1 and AD2, respectively, and outputs the output voltage value Visen and the current sensor 1 A digital signal representing the current consumption value Icc of is generated. These digital signals are input to the abnormality determination unit 17. Further, since the motor drive control device 20 controls the electric motor 12 based on the output voltage value Visen of the current sensor 1, a digital signal indicating the output voltage value Visen of the current sensor 1 is also input to the motor drive control device 20.

消費電流検出部１６はモータ駆動制御装置２０から入力される電動モータ１２の消費電流と、車載負荷制御装置２１から入力される車載負荷１３の消費電流とから、電動モータ１２の消費電流がゼロであり、車載負荷１３の消費電流が待機電流を含む最小レベルにあるかどうかを判定する。そして、判定が肯定的な場合は、異常判定条件が成立した旨の判定結果を異常判定部１７に出力する。   The consumption current detector 16 is configured such that the consumption current of the electric motor 12 is zero based on the consumption current of the electric motor 12 input from the motor drive control device 20 and the consumption current of the vehicle load 13 input from the vehicle load control device 21. Yes, it is determined whether the current consumption of the in-vehicle load 13 is at the minimum level including the standby current. If the determination is affirmative, a determination result indicating that the abnormality determination condition is satisfied is output to the abnormality determination unit 17.

異常判定部１７は、消費電流検出部１６からの入力信号をモニタし、異常判定条件が成立すると、電流センサ出力検出部１５からデジタル信号として入力される電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃに基づき、電流センサ１のスタック故障の有無を診断する。 The abnormality determination unit 17 monitors the input signal from the consumption current detection unit 16, and when the abnormality determination condition is satisfied, based on the consumption current value Icc of the current sensor 1 input as a digital signal from the current sensor output detection unit 15, The presence or absence of a stack failure in the current sensor 1 is diagnosed.

次に図３と図４を参照して、異常判定部１７が実行する、電流センサ１の故障判定のための２組のルーチンを説明する。   Next, with reference to FIG. 3 and FIG. 4, two sets of routines for failure determination of the current sensor 1 executed by the abnormality determination unit 17 will be described.

図３は電流センサ１の故障検出ルーチンを示す。このルーチンは前述のとおり、異常判定条件が成立した場合に一度のみ実行される。なお、電流センサ１と、モータ駆動制御装置２０と、車載負荷制御装置２１から、電流判定装置６への信号入力は、車両のメインスイッチがオンの状態では常時行なわれ、これらの信号に基づく消費電流検出部１６の異常判定条件の判定と判定結果の異常判定部１７への出力も常時行なわれる。   FIG. 3 shows a failure detection routine of the current sensor 1. As described above, this routine is executed only once when the abnormality determination condition is satisfied. Signal input from the current sensor 1, the motor drive control device 20, and the in-vehicle load control device 21 to the current determination device 6 is always performed when the main switch of the vehicle is on, and consumption based on these signals. The determination of the abnormality determination condition of the current detection unit 16 and the output of the determination result to the abnormality determination unit 17 are always performed.

異常判定部１７による電流センサ１の故障判定は、異常判定条件が成立するつど実行される。ただし、異常判定条件が成立するのは、例えば車両のメインスイッチがオンになった直後のように、電動モータ１２が運転されておらず、かつ車載負荷１３も待機電流を含む最小レベルの消費電流しか流れていない所定の低負荷状態に限られる。異常判定条件は、メインスイッチがオンになった直後の他に、例えば車両停止中など、電動モータ１２が運転を停止している場合にも成立することがある。   The failure determination of the current sensor 1 by the abnormality determination unit 17 is executed whenever the abnormality determination condition is satisfied. However, the abnormality determination condition is satisfied, for example, immediately after the main switch of the vehicle is turned on, and the electric motor 12 is not operated, and the in-vehicle load 13 is also at the minimum level of current consumption including standby current. It is limited to a predetermined low load state in which only flow is present. The abnormality determination condition may be satisfied not only immediately after the main switch is turned on, but also when the electric motor 12 stops operating, for example, when the vehicle is stopped.

さて、図３を参照すると、ステップＳ１で異常判定部１７は、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃを読み込む。 Now, referring to FIG. 3, in step S <b> 1 , the abnormality determination unit 17 reads the current consumption value Icc of the current sensor 1 .

ステップＳ２で、異常判定部１７は電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃを、予め設定された消費電流の上限値Ｉｍａｘ及び下限値Ｉｍｉｎと比較する。上限値Ｉｍａｘは異常判定条件が成立している場合の電流センサ１の最大消費電流値より大きな値に設定される。下限値Ｉｍｉｎは異常判定条件が成立している場合の電流センサ１の最小消費電流値より小さな値に設定される。 In step S2, the abnormality determination unit 17 compares the current consumption value Icc of the current sensor 1 with a preset upper limit value Imax and lower limit value Imin of the current consumption. The upper limit value Imax is set to a value larger than the maximum current consumption value of the current sensor 1 when the abnormality determination condition is satisfied. The lower limit value Imin is set to a value smaller than the minimum current consumption value of the current sensor 1 when the abnormality determination condition is satisfied.

ステップＳ２の判定の結果、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃが下限値Ｉｍｉｎ以上かつ上限値Ｉｍａｘ以下である場合には、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃがこの範囲から逸脱するか、あるいは異常判定条件が不成立となるまで、異常判定部１７はこの判定を繰り返す。一方、ステップＳ２の判定の結果、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃが下限値Ｉｍｉｎを下廻るか、あるいは上限値 Imax を上回ると、異常判定部１７は電流センサ１に故障が生じていると判定する。この場合には、異常判定部１７は警告灯への点灯などの処理を行なう。 As a result of the determination in step S2, if the current consumption value Icc of the current sensor 1 is not less than the lower limit value Imin and not more than the upper limit value Imax, the current consumption value Icc of the current sensor 1 deviates from this range or an abnormality is determined. The abnormality determination unit 17 repeats this determination until the condition is not satisfied. On the other hand, when the current consumption value Icc of the current sensor 1 falls below the lower limit value Imin or exceeds the upper limit value Imax as a result of the determination in step S2, the abnormality determination unit 17 determines that a failure has occurred in the current sensor 1. To do. In this case, the abnormality determination unit 17 performs processing such as lighting on a warning lamp.

ステップＳ３の実行後、あるいは異常判定条件が不成立となった場合には、異常判定部１７はルーチンの実行を終了する。   After the execution of step S3 or when the abnormality determination condition is not satisfied, the abnormality determination unit 17 ends the execution of the routine.

このルーチンが判定する電流センサ１の異常は、電流センサ１の出力電流値が所定範囲内であってかつ実際値と異なる、いわゆるスタック故障。ではなく、電流センサ１が故障により電流を流せなくなった場合、あるいは逆に電流センサ１がショートしているような場合を意味する。これらの場合には、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃは、電流センサ１が正常に作動している場合と比べて大きく異なる値となる。故障検出ルーチンは電流センサ１のこのような異常を判定するルーチンである。 The abnormality of the current sensor 1 determined by this routine is a so-called stack failure in which the output current value of the current sensor 1 is within a predetermined range and is different from the actual value. Instead, it means that the current sensor 1 can no longer pass current due to a failure, or conversely, the current sensor 1 is short-circuited. In these cases, the current consumption value Icc of the current sensor 1 is a value that is significantly different from that when the current sensor 1 is operating normally. The failure detection routine is a routine for determining such an abnormality of the current sensor 1.

次に図４を参照して、異常判定部１７が実行するスタック故障検出ルーチンを説明する。このルーチンは異常判定条件が成立した場合に、第１のスタック故障検出ルーチンと並行して実行される。   Next, the stack failure detection routine executed by the abnormality determination unit 17 will be described with reference to FIG. This routine is executed in parallel with the first stack failure detection routine when the abnormality determination condition is satisfied.

ステップＳ１１で、異常判定部１７は基準消費電流Ｉｒｅｆを読み込む。基準消費電流Ｉｒｅｆは、電動モータ１２が運転を停止しており、かつ車載負荷の消費電流が待機電流を含む最小レベルにある所定の低負荷状態での電気回路１０の消費電流に相当する。基準消費電流Ｉｒｅｆはあらかじめ実験あるいはシミュレーションによって定められた所定値である。   In step S11, the abnormality determination unit 17 reads the reference consumption current Iref. The reference consumption current Iref corresponds to the consumption current of the electric circuit 10 in a predetermined low load state in which the operation of the electric motor 12 is stopped and the consumption current of the in-vehicle load is at the minimum level including the standby current. The reference consumption current Iref is a predetermined value determined in advance by experiment or simulation.

ステップＳ１２で、異常判定部１７はカウンタ値Ｎをゼロにリセットする。   In step S12, the abnormality determination unit 17 resets the counter value N to zero.

ステップＳ１３で、異常判定部１７は、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃを読み込む。 In step S <b> 13, the abnormality determination unit 17 reads the current consumption value Icc of the current sensor 1 .

ステップＳ１４で、異常判定部１７は、次式（１）が成立するかどうかを判定する。   In step S14, the abnormality determination unit 17 determines whether the following expression (1) is satisfied.

Ｉｔｈ＞ΔＩｃｃ （１）
ただし、ΔＩｃｃ＝｜Ｉｃｃ−Ｉｒｅｆ｜、
Ｉｔｈ＝しきい値。 Ith> ΔIcc (1)
However, ΔIcc = | Icc−Iref |,
Ith = threshold.

判定式（１）が成立する場合には、異常判定部１７は電流センサ１にスタック故障は生じていないと判定する。その場合には、異常判定部１５はステップＳ１５でカウンタ値Ｎをゼロにリセットした後、ステップＳ１３とＳ１４の処理を繰り返す。   When the determination formula (1) is satisfied, the abnormality determination unit 17 determines that no stack failure has occurred in the current sensor 1. In that case, the abnormality determination unit 15 resets the counter value N to zero in step S15, and then repeats the processes in steps S13 and S14.

一方、ステップＳ１４で判定式（１）が成立しない場合、すなわち、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃと基準消費電流Ｉｒｅｆとの差ΔＩｃｃがしきい値Ｉｔｈ以上の場合には、異常判定部１７はステップＳ１６でカウンタ値Ｎをインクリメントする。 On the other hand, if the determination formula (1) is not satisfied in step S14, that is, if the difference ΔIcc between the consumption current value Icc of the current sensor 1 and the reference consumption current Iref is greater than or equal to the threshold value Ith, the abnormality determination unit 17 In step S16, the counter value N is incremented.

次のステップＳ１７で、異常判定部１７はカウンタ値Ｎが規定回数を超えたかどうかを判定する。   In the next step S17, the abnormality determination unit 17 determines whether or not the counter value N has exceeded a specified number of times.

カウンタ値Ｎが規定回数を超えていない場合には、ステップＳ１３以降の処理を繰り返す。一方、カウンタ値Ｎが所定回数を超えると、異常判定部１７はステップＳ１８で、電流センサ１はスタック故障を起こしていると判定する。この場合には例えば警告灯に点灯するなどの処理を行なう。   If the counter value N does not exceed the specified number of times, the processes after step S13 are repeated. On the other hand, when the counter value N exceeds the predetermined number of times, the abnormality determination unit 17 determines in step S18 that the current sensor 1 has caused a stack failure. In this case, for example, processing such as turning on a warning lamp is performed.

ステップＳ１８の処理の後、あるいは以上説明した繰り返し処理の途中で異常判定条件が不成立となった場合には、異常判定部１７はスタック故障検出ルーチンを終了する。   If the abnormality determination condition is not satisfied after the process of step S18 or in the middle of the repeated processing described above, the abnormality determination unit 17 ends the stack failure detection routine.

以上のように、この発明の実施携帯による電流センサ１のスタック故障検出装置は、電流センサ１のシャント抵抗Ｒ２における電圧降下から電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃを求め、所定の負荷条件における消費電流値Ｉｒｅｆに基づき電流センサ１のスタック故障を診断する。 As described above, the stack failure detecting device for the current sensor 1 according to the embodiment of the present invention obtains the current consumption value Icc of the current sensor 1 from the voltage drop at the shunt resistor R2 of the current sensor 1 , and the current consumption under a predetermined load condition. A stack failure of the current sensor 1 is diagnosed based on the value Iref.

そのため、スタック故障の診断のために電気回路１０にバイパス経路やリレーなどを設ける必要がなく、簡易な構成のもとで電流センサ１のスタック故障を検出することができる。   Therefore, it is not necessary to provide a bypass path or a relay in the electric circuit 10 for diagnosing a stack failure, and the stack failure of the current sensor 1 can be detected with a simple configuration.

また、電流センサ１を通る電流を遮断せずにスタック故障の診断を行なうことができる。したがって、電気負荷１３の制御を中断する必要がなく、電流センサ１の出力電圧値Ｖｉｓｅｎを用いない格別の電気負荷１３の制御ルーチンを別途用意する必要もない。   Further, it is possible to diagnose a stack failure without interrupting the current passing through the current sensor 1. Therefore, it is not necessary to interrupt the control of the electric load 13, and it is not necessary to prepare a separate control routine for the electric load 13 that does not use the output voltage value Visen of the current sensor 1.

さらに、このスタック故障検出装置は、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃと基準消費電流Ｉｒｅｆとの差異ΔＩｃｃの絶対値に、スタック故障が生じていると判定するので、電流センサ１の出力電圧値Ｖｉｓｅｎに表される電流値が電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃより低い場合でも、スタック故障を精度良く検出することができる。 Furthermore, since this stack failure detection device determines that a stack failure has occurred in the absolute value of the difference ΔIcc between the current consumption value Icc of the current sensor 1 and the reference current consumption Iref, the output voltage value Visen of the current sensor 1 Even when the current value represented by (2) is lower than the current consumption value Icc of the current sensor 1 , the stack failure can be detected with high accuracy.

さらに、このスタック故障検出装置は、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃと基準消費電流Ｉｒｅｆとの差異ΔＩｃｃの絶対値がしきい値Ｉｔｈを超えた回数Ｎが規定回数に達することで、スタック故障が生じていると最終判定するので、スタック故障に関する誤判定を防止して、確実な判定を行なうことができる。 Further, the stack failure detection device detects the stack failure when the number N of times that the absolute value of the difference ΔIcc between the current consumption value Icc of the current sensor 1 and the reference current consumption Iref exceeds the threshold value Ith reaches a specified number. Since the final determination is made, it is possible to prevent an erroneous determination regarding a stack failure and perform a reliable determination.

さらに、このスタック故障検出装置は、図３の故障検出ルーチンの実行により、電流センサ１の消費電流値Ｉｃｃに基づき、スタック故障以外の電流センサ１の故障をも検出することができる。 Further, the stack failure detection device can detect a failure of the current sensor 1 other than the stack failure based on the consumption current value Icc of the current sensor 1 by executing the failure detection routine of FIG.

なお、このスタック故障検出装置は、電気回路１０の消費電流がゼロの場合には、スタック故障の判定を行なうことができない。一般に、車載負荷１３は待機電流を必要とするので、消費電流がゼロになることはない。しかしながら、車載負荷１３がそのような微小電流の流れる構造を備えていない場合には、異常判定部１７が電流センサ１の異常の有無を判定するに際して、電気回路１０にあらかじめ所定の微小電流を流すように電気回路１０を構成しておくことが、スタック故障の判定機会を増やすうえで好ましい。   Note that this stack failure detection device cannot determine a stack failure when the current consumption of the electric circuit 10 is zero. In general, the in-vehicle load 13 requires a standby current, so that the current consumption does not become zero. However, when the in-vehicle load 13 does not have such a structure through which a minute current flows, when the abnormality determination unit 17 determines whether the current sensor 1 is abnormal, a predetermined minute current is supplied to the electric circuit 10 in advance. It is preferable to configure the electric circuit 10 in this manner in order to increase the chance of determining a stack failure.

また、このスタック故障検出装置は、バッテリから供給される電力を用いて、電気負荷として車両駆動用の電動モータ１２と、電動モータ１２以外の車載負荷１３とを駆動する、電気自動車やハイブリッド駆動電気自動車に適用することで好ましい効果を発揮する。すなわち、これらの電気自動車の電気回路の保護や耐久性の向上に好ましい効果を発揮する。   In addition, the stack failure detection apparatus uses an electric power supplied from a battery to drive an electric motor 12 for driving a vehicle and an in-vehicle load 13 other than the electric motor 12 as an electric load. A favorable effect is exhibited when applied to an automobile. That is, it exhibits a favorable effect for protecting the electric circuit of these electric vehicles and improving durability.

以上のように、この発明を特定の実施形態を通じて説明して来たが、この発明は上記の実施形態に限定されるものではない。当業者にとっては、特許請求の範囲内で上記の実施形態にさまざまな修正あるいは変更を加えることが可能である。   As described above, the present invention has been described through specific embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments. For those skilled in the art, various modifications or changes may be made to the above embodiments within the scope of the claims.

１ 電流センサ
２ 定電流回路
２ 定電流回路
３ ホール素子
４ アンプ
６ 電流判定装置
１０ 電気回路
１１ 電源
１２ 電動モータ
１３ 車載負荷
１５ 異常判定部
１５ 電流センサ出力検出部
１６ 消費電流検出部
１７ 異常判定部
２０ モータ駆動制御装置
２１ 車載負荷制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current sensor 2 Constant current circuit 2 Constant current circuit 3 Hall element 4 Amplifier 6 Current determination apparatus 10 Electric circuit 11 Power supply 12 Electric motor 13 Car load 15 Abnormality determination part 15 Current sensor output detection part 16 Current consumption detection part 17 Abnormality determination part 20 Motor drive control device 21 In-vehicle load control device

Claims (7)

電気負荷に流れる電流を検出する電流センサのスタック故障を診断する、スタック故障診断装置において、
前記電流センサは直流電源と、シャント抵抗を介して前記直流電源に接続されたホール素子と、を有し、
前記電気負荷が所定の低負荷状態にあるかどうかを判定する低負荷状態判定手段と、
前記シャント抵抗の電圧降下から前記電流センサの消費電流値を検出する電流検出手段と、
前記電気負荷が前記所定の低負荷状態にある場合の前記消費電流値に基づき、前記電流センサがスタック故障していると判定する故障判定手段と、
を備える、ことを特徴とする電流センサのスタック故障診断装置。 In a stack failure diagnosis device that diagnoses a stack failure of a current sensor that detects a current flowing through an electric load ,
The current sensor has a DC power source and a Hall element connected to the DC power source via a shunt resistor,
Low load state determination means for determining whether the electrical load is in a predetermined low load state;
Current detecting means for detecting a consumption current value of said current sensor from a voltage drop across the shunt resistor,
Failure determination means for determining that the current sensor has a stack failure based on the current consumption value when the electrical load is in the predetermined low load state;
An apparatus for diagnosing stack failure in a current sensor, comprising: 前記故障判定手段は、前記消費電流値と、前記電気負荷が所定の状態にある場合の基準消費電流と、の差異の絶対値に基づき、前記電流センサがスタック故障していると判定するように構成される、ことを特徴とする請求項１の電流センサのスタック故障診断装置。 Said failure determining means, and the current consumption value, as the electrical load on the basis of the absolute value of the reference current consumption and, differences when in a predetermined state, said current sensor is determined to be faulty stack The stack failure diagnosis device for a current sensor according to claim 1, wherein the device is configured. 前記故障判定手段は、前記絶対値が予め定めたしきい値以上となる状態が一定期間継続した場合に、前記電流センサがスタック故障していると判定するように構成される、ことを特徴とする請求項２の電流センサのスタック故障診断装置。 Said failure determining means, when the absolute value is the condition to be predetermined threshold value or more continues for a predetermined period, the current sensor is configured to determine that the faulty stack, and wherein the The stack failure diagnosis device for a current sensor according to claim 2. 前記故障判定手段は、前記消費電流値が所定の電流値領域から逸脱している場合に、前記電流センサが故障していると判定するように、さらに構成される、ことを特徴とする請求項１から３のいずれかの電流センサのスタック故障診断装置。 Said failure determining means, claims wherein the consumption current value when deviating from the predetermined current value area, to determine that said current sensor is faulty, further configured, characterized in that A stack fault diagnosis device for any one of the current sensors 1 to 3. 非稼働状態の前記電気負荷に所定の微小電流を流すことで前記電気負荷を所定の低負荷状態とする手段をさらに備える、ことを特徴とする請求項１から４のいずれかの電流センサのスタック故障診断装置。   5. The current sensor stack according to claim 1, further comprising means for causing the electric load to be in a predetermined low load state by causing a predetermined minute current to flow through the electric load in a non-operating state. Fault diagnosis device. 前記電気負荷は車両駆動用の電動モータと、前記電動モータ以外の車載負荷とで構成されるとともに、前記低負荷状態判定手段は前記電動モータの制御装置から入力される前記電動モータの稼働状態と、前記車載負荷の制御装置から入力される前記車載負荷の稼動状態とに基づき、前記電気負荷が前記所定の低負荷状態にあるかどうかを判定するように構成される、ことを特徴とする、請求項１から５のいずれかの電流センサのスタック故障診断装置。 The electrical load is an electric motor for driving the vehicle be constituted by a vehicle load other than the electric motor, the low load condition determining means and the operating state of the electric motor that is input from the control unit of the electric motor The electric load is configured to determine whether or not the electric load is in the predetermined low load state based on an operating state of the vehicle load input from the vehicle load controller. The stack fault diagnosis device for a current sensor according to claim 1. 直流電源とホール素子との間にシャント抵抗を有し、電気負荷に流れる電流を検出する電流センサ、のスタック故障を診断する電流センサのスタック故障診断方法において、
前記電気負荷が所定の低負荷状態にあるかどうかを判定し、
前記シャント抵抗の電圧降下から前記電流センサの消費電流値を検出し、
前記電気負荷が前記所定の低負荷状態にある場合の前記消費電流値に基づき、前記電流センサがスタック故障していると判定する、
ことを特徴とする電流センサのスタック故障診断方法。 Have a shunt resistor between the DC power supply and the Hall element, a current sensor for detecting current flowing in the electric load, in a stack fault diagnosis method of the current sensor to diagnose stuck failure of,
Determining whether the electrical load is in a predetermined low load state;
Wherein detecting a consumption current value of said current sensor from a voltage drop across the shunt resistor,
Based on the consumption current value when the electrical load is in the predetermined low load condition, it is determined that the current sensor is faulty stack,
A stack fault diagnosis method for a current sensor.
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