JP7120971B2 - Switch failure detection device - Google Patents
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Description
本発明のスイッチの故障検出装置に関する。 The present invention relates to a switch failure detection device.
上述したスイッチの故障検出装置としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１のスイッチの故障検出装置は、電流経路を複数に分岐する複数の分岐経路が設けられ、複数の分岐経路に各々スイッチが設けられている。そして、これら複数のスイッチを制御するマイクロコンピュータ（マイコン）が、複数のスイッチをオン制御した後、順番に一定期間だけオフ制御し、このときの分岐経路に流れる電流に基づいて複数のスイッチの故障を検出している。
As a switch failure detection device described above, for example, one described in
上述した従来技術には、電流経路を２つの分岐経路に分岐する例が記載されている。この例によれば、電流経路に大電流が流れる場合、２つの分岐経路に交互に大電流が流れるため、ノイズが発生する。また、大電流通電中にオンしているスイッチの数が２つから１つに半減するため、スイッチに２倍の電流が集中することとなり、スイッチへの負担が懸念される。そこで、ノイズの低減及びスイッチの負担低減を図るために、分岐経路の数を増やすことが考えられる。しかしながら、分岐経路の数を増やすと電流経路に流れる電流が少ないときに１分岐経路の電流が小さくなってしまう。その場合は、電流検出精度が悪くなり、精度よくスイッチの故障を検出することができない、という問題が生じる。 The above-mentioned prior art describes an example of branching a current path into two branch paths. According to this example, when a large current flows through the current path, the large currents alternately flow through the two branch paths, causing noise. In addition, since the number of switches that are turned on during the passage of a large current is halved from two to one, twice as much current is concentrated on the switches, and there is concern about the load on the switches. Therefore, it is conceivable to increase the number of branch paths in order to reduce noise and reduce the load on the switches. However, when the number of branch paths is increased, the current in one branch path becomes small when the current flowing in the current path is small. In that case, the current detection accuracy deteriorates, and a problem arises that the failure of the switch cannot be detected with high accuracy.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、大電流時にノイズ低減及びスイッチの負担低減を図ると共に、小電流時でも精度よくスイッチの故障を検出することができるスイッチの故障検出装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and its object is to reduce noise and reduce the load on the switch when a large current flows, and to detect a failure of the switch with high accuracy even when a small current flows. The purpose of the present invention is to provide a fault detection device for
前述した目的を達成するために、本発明に係るスイッチの故障検出装置は、下記［１］～［３］を特徴としている。
［１］
電流経路を３つ以上に分岐する複数の分岐経路上に各々設けられた複数のスイッチと、
前記複数の分岐経路に各々流れる電流を検出する電流検出部と、
前記複数のスイッチの１つをオフ制御し、残りをオン制御すると共に、前記オフ制御する前記複数のスイッチの１つを順次切り替える第１スイッチ制御部と、
前記複数のスイッチの１つをオン制御し、残りをオフ制御すると共に、前記オン制御する前記複数のスイッチの１つを順次切り替える第２スイッチ制御部と、
前記第１、第２スイッチ制御部による故障検出対象となる前記スイッチのオフ制御中及びオン制御中の各々において、前記故障検出対象となる前記スイッチが設けられた前記分岐経路上の前記電流検出部により検出される前記電流に基づいて前記故障検出対象となる前記スイッチのオン故障を検出する故障検出部と、
前記複数のスイッチの全てをオン制御し、全ての前記スイッチが通電されていることが判定されると全ての前記電流検出部により検出された前記電流値を合計して前記電流経路に流れる電流を求め、前記求めた前記電流経路に流れる電流が所定の電流値より大きいときは前記第１スイッチ制御部による制御を実行させ、前記電流経路に流れる電流が前記所定の電流値より小さいときは前記第２スイッチ制御部による制御を実行させる制御部と、を備えた、
スイッチの故障検出装置であること。
［２］
［１］に記載のスイッチの故障検出装置であって、
前記第２スイッチ制御部は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチをオフ制御するタイミングと同時に、次の前記スイッチをオン制御する、
スイッチの故障検出装置であること。
［３］
［１］に記載のスイッチの故障検出装置であって、
前記第２スイッチ制御部は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチをオフ制御するよりも前に、次の前記スイッチをオン制御する、
スイッチの故障検出装置であること。
In order to achieve the above object, a switch failure detection device according to the present invention is characterized by the following [1] to [3].
[1]
a plurality of switches each provided on a plurality of branch paths that branch the current path into three or more;
a current detection unit that detects a current flowing through each of the plurality of branch paths;
a first switch control unit that turns off one of the plurality of switches, turns on the rest of the plurality of switches, and sequentially switches one of the plurality of switches to be turned off;
a second switch control unit that turns on one of the plurality of switches, turns off the rest, and sequentially switches one of the plurality of switches to be turned on;
The current detection unit on the branch path provided with the switch subject to failure detection during each of OFF control and ON control of the switch subject to failure detection by the first and second switch control units. a failure detection unit that detects an ON failure of the switch to be the failure detection target based on the current detected by
all of the plurality of switches are controlled to be ON, and when it is determined that all of the switches are energized, the current values detected by all the current detection units are summed to determine the current flowing through the current path; When the obtained current flowing through the current path is larger than a predetermined current value, control by the first switch control unit is executed, and when the current flowing through the current path is smaller than the predetermined current value, the first switch control unit A control unit that executes control by the 2-switch control unit,
It must be a switch failure detection device.
[2]
The switch failure detection device according to [1],
When switching the switch to be on-controlled, the second switch control unit turns on the next switch at the same time as the timing of off-controlling the switch that is on-controlled before switching.
It must be a switch failure detection device.
[3]
The switch failure detection device according to [1],
When switching the switch to be on-controlled, the second switch control unit on-controls the next switch before off-controlling the switch that is on-controlled before switching.
It must be a switch failure detection device.
上記［１］の構成のスイッチの故障検出装置によれば、電流経路に流れる電流が大きいときは第１スイッチ制御部による制御を実行する。第１スイッチ制御部は、複数のスイッチのうち１つをオフ制御して、残りをオン制御し、オフ制御するスイッチを順次切り替える制御であり、大電流時にスイッチのオフ制御に応じた電流変動を低減して、ノイズの低減及びスイッチの負担低減を図ることができる。また、電流経路に流れる電流が小さいときは第２スイッチ制御部による制御を実行する。第２スイッチ制御部は、複数のスイッチのうち１つをオン制御して、残りをオフ制御し、オン制御するスイッチを順次切り替える制御であり、小電流時にスイッチのオフに応じた電流変動を大きくして、スイッチの故障検出精度を向上させることができる。 According to the switch failure detection device having the configuration [1] above, when the current flowing through the current path is large, the control by the first switch control section is executed. The first switch control unit turns off one of the plurality of switches, turns on the rest of the switches, and sequentially switches the switches to be turned off. can be reduced to reduce noise and reduce the load on the switch. Further, when the current flowing through the current path is small, the control by the second switch control section is executed. The second switch control unit turns on one of the plurality of switches, turns off the rest, and sequentially switches the switches to be turned on. As a result, the failure detection accuracy of the switch can be improved.
上記［２］の構成のスイッチの故障検出装置によれば、第２スイッチ制御部は、オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチをオフ制御するタイミングと同時に、次のスイッチをオン制御する。これにより、スイッチの故障検出を迅速に行うことができる。 According to the switch failure detection device having the configuration [2] above, when switching the switch to be on-controlled, the second switch control unit performs off-control timing for the switch that is on-controlled before the switching, at the same time as the following: to turn on the switch. As a result, failure detection of the switch can be performed quickly.
上記［３］の構成のスイッチの故障検出装置によれば、第２スイッチ制御部は、オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチをオフ制御するよりも前に、次のスイッチをオン制御する。これにより、安定して電流を供給することができる。 According to the switch failure detection device having the configuration [3] above, when switching the switch to be on-controlled, the second switch control unit, prior to off-controlling the switch that is on-controlled before switching, Turns on the following switches. Thereby, current can be stably supplied.
本発明によれば、大電流時にノイズ低減及びスイッチの負担低減を図ると共に、小電流時でも精度よくスイッチの故障を検出することができるスイッチの故障検出装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a switch failure detection device capable of reducing noise and reducing the load on a switch when a large current flows, and capable of accurately detecting a switch failure even when a small current flows.
以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Furthermore, the details of the present invention will be further clarified by reading the following detailed description of the invention (hereinafter referred to as "embodiment") with reference to the accompanying drawings. .
本発明に関する具体的な実施形態について、各図を参照しながら以下に説明する。 Specific embodiments relating to the present invention will be described below with reference to each drawing.
図１は、本発明のスイッチの故障検出装置を組み込んだ車両用電源供給装置１の一実施形態を示す回路図である。図１に示す車両用電源供給装置１は、車両に搭載されたメインバッテリ１１と、サブバッテリ１２と、を備えている。
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a vehicle
メインバッテリ１１は、例えば、鉛バッテリなどの安価なバッテリから構成され、スタータＳＴ、オルタネータＡＬＴや負荷Ｌｏ１に接続されている。サブバッテリ１２は、例えば、リチウムイオン、ニッケル水素バッテリなどの高性能のバッテリから構成され、負荷Ｌｏ２に接続されている。
The
上記メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２間の電流経路Ｌ０は、６つに分岐され、６つの分岐経路Ｌ１～Ｌ６が設けられている。この分岐経路Ｌ１～Ｌ６には、切替モジュール１３（スイッチの故障検出装置）が設けられている。切替モジュール１３は、６つの分岐経路Ｌ１～Ｌ６上にそれぞれ設けられた複数のスイッチＱ１～Ｑ６と、複数の分岐経路Ｌ１～Ｌ６に各々流れる電流Ｉ１～Ｉ６に応じた電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６を出力する電流検出部１４と、マイクロコンピュータ（以下、マイコン）１５と、を備えている。マイコン１５は、第１スイッチ制御部、第２スイッチ制御部、故障検出部、制御部として機能する。
A current path L0 between the
スイッチＱ１～Ｑ６は各々、電解効果トランジスタから構成されている。複数の電流検出部１４は各々、図２に示すように、シャント抵抗１４Ａと、シャント抵抗１４Ａの両端電圧を増幅する差動増幅器１４Ｂと、を備えている。シャント抵抗１４Ａは、図１に示すように、分岐経路Ｌ１～Ｌ６上にそれぞれ設けられている。分岐経路Ｌ１～Ｌ６上に各々設けられたシャント抵抗１４Ａは、スイッチＱ１～Ｑ６と直列接続されている。差動増幅器１４Ｂは、シャント抵抗１４Ａの両端がそれぞれ入力され、シャント抵抗１４Ａの両端電圧を増幅して、分岐経路Ｌ１～Ｌ６に流れる電流Ｉ１～Ｉ６に応じた電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６としてマイコン１５に供給する。
Each of the switches Q1-Q6 consists of a field effect transistor. Each of the plurality of
マイコン１５は、車両用電源供給装置１全体の制御を司り、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成される周知のマイクロコンピュータである。マイコン１５は、スイッチＱ１～Ｑ６のゲートに接続され、ゲート信号を供給してスイッチＱ１～Ｑ６のオンオフを制御する。また、マイコン１５は、後述する電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６の初期値ＳＧ１０～ＳＧ６０を記憶するメモリ１５Ａを有している。
The
マイコン１５は、例えば、サブバッテリ１２を回生充電させたい場合など、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２を接続する必要があるときに、スイッチＱ１～Ｑ６の全部をオン制御する。マイコン１５は、スイッチＱ１～Ｑ６をオン制御すると、スイッチＱ１～Ｑ６の故障を検出する故障診断を行う。
The
次に、スイッチＱ１～Ｑ６の故障検出原理について説明する。まず、スイッチＱ１～Ｑ６をオンすると、スイッチＱ１～Ｑ６を通って分岐経路Ｌ１～Ｌ６に電流Ｉ１～Ｉ６が流れる。マイコン１５が、スイッチＱ１～Ｑ６をオフ制御し、正常にスイッチＱ１～Ｑ６がオフすると、分岐経路Ｌ１～Ｌ６に流れる電流Ｉ１～Ｉ６が遮断され０Ａとなる。これに対して、スイッチＱ１～Ｑ６に固着故障が発生していた場合、マイコン１５が、スイッチＱ１～Ｑ６をオフ制御しても、スイッチＱ１～Ｑ６がオフできずに、分岐経路Ｌ１～Ｌ６には同じ電流値の電流Ｉ１～Ｉ６が流れ続ける。本実施形態のマイコン１５は、スイッチＱ１～Ｑ６を順次オフしたときに電流Ｉ１～Ｉ６に変動があるか否かを判定して、その分岐経路Ｌ１～Ｌ６に設けたスイッチＱ１～Ｑ６の故障を検出する。
Next, the principle of failure detection of the switches Q1-Q6 will be described. First, when the switches Q1-Q6 are turned on, the currents I1-I6 flow through the switches Q1-Q6 to the branch paths L1-L6. The
次に、マイコン１５が実行する故障診断時におけるスイッチＱ１～Ｑ６のオンオフ制御について説明する。本実施形態では、マイコン１５は、電流経路Ｌｏに流れる電流Ｉ０が大電流の場合と、小電流の場合と、でスイッチＱ１～Ｑ６のオンオフ制御を切り替える。
Next, on/off control of the switches Q1 to Q6 at the time of failure diagnosis executed by the
まず、電流Ｉ０が大電流の場合のオンオフ制御について説明する。この場合、マイコン１５は、図３（Ａ）に示すように、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２を接続する必要があると判断すると、複数のスイッチＱ１～Ｑ６を全てオン制御する。次に、マイコン１５は、複数のスイッチＱ１～Ｑ６の全てをオン制御した状態から複数のスイッチＱ１～Ｑ６を一つずつ順番に第１所定時間Ｔ１だけオフ制御する。即ち、マイコン１５は、複数のスイッチＱ１～Ｑ６のうち１つをオフ制御して、残りの５つをオン制御すると共に、オフ制御する複数のスイッチＱ１～Ｑ６の１つを順次切り替える。よって、電流経路Ｌ０に流れる電流Ｉ０は、６つの分岐経路Ｌ１～Ｌ６のうち５つに分岐されて流れる。
First, on/off control when the current I0 is a large current will be described. In this case, when the
これにより、大電流時は、スイッチＱ１～Ｑ６をオンオフしたときの電流変動を、電流Ｉ０×１／５～０Ａの範囲に低減することができる。本実施形態の上記電流変動は、２つの分岐経路Ｌ１、Ｌ２で電流経路Ｌ０を分岐した場合の電流変動に比べて約１／３に抑えることができる。これにより、ノイズの低減及びスイッチＱ１～Ｑ６の負担低減を図ることができる。 As a result, when the current is large, the current fluctuation when the switches Q1 to Q6 are turned on and off can be reduced to the range of the current I0×1/5 to 0A. The current fluctuation in the present embodiment can be suppressed to about one-third of the current fluctuation when the current path L0 is branched into the two branch paths L1 and L2. As a result, noise can be reduced and the load on the switches Q1 to Q6 can be reduced.
また、本実施形態では、マイコン１５は、オフ制御するスイッチＱ１～Ｑ６を切り替える際に、切り替え前にオフ制御しているスイッチＱ１～Ｑ６をオン制御した後に、次のスイッチをオフ制御する。即ち、前の順番のスイッチＱ１～Ｑ６をオン制御してから次の順番のスイッチＱ１～Ｑ６をオフ制御するまでの間に全てのスイッチＱ１～Ｑ６がオンする期間が設けられる。
Further, in the present embodiment, when switching the switches Q1 to Q6 to be off-controlled, the
次に、電流Ｉ０が小電流の場合のオンオフ制御について説明する。この場合、マイコン１５は、図３（Ｂ）に示すように、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２を接続する必要があると判断すると、複数のスイッチＱ１～Ｑ６を全てオン制御する。次に、マイコン１５は、スイッチＱ１を第２所定時間Ｔ２だけオン制御して、残りのスイッチＱ２～Ｑ６をオフ制御する。その後、マイコン１５は、スイッチＱ２～Ｑ６を一つずつ順番に第２所定時間Ｔ２だけオフ制御する。即ち、マイコン１５は、複数のスイッチＱ１～Ｑ６のうち１つをオン制御して、残りの５つをオフ制御すると共に、オン制御するスイッチＱ１～Ｑ６の１つを順次切り替える。よって、電流経路Ｌｏに流れる電流Ｉ０は、６つの分岐経路Ｌ１～Ｌ６のうち１つのみに流れる。
Next, on/off control when the current I0 is small will be described. In this case, when the
これにより、小電流時は、スイッチＱ１～Ｑ６をオンオフしたときの電流変動を、電流Ｉ０～０Ａの範囲に大きくすることができ、スイッチＱ１～Ｑ６の故障検出精度を向上させることができる。 As a result, when the current is small, the current fluctuation when the switches Q1 to Q6 are turned on and off can be increased within the range of current I0 to 0 A, and the failure detection accuracy of the switches Q1 to Q6 can be improved.
また、本実施形態では、マイコン１５は、オン制御するスイッチＱ１～Ｑ６を切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチＱ１～Ｑ６をオフ制御するタイミングと同時に、次のスイッチＱ１～Ｑ６をオン制御する。
Further, in the present embodiment, when switching the switches Q1 to Q6 to be on-controlled, the
次に、上記概略で説明した車両用電源供給装置１の詳細な動作について図４のフローチャートを参照して説明する。まず、マイコン１５は、イグニッション（ＩＧ）スイッチがオフの期間に、電流検出部１４から出力される電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６を取り込み、初期値ＳＧ１０～ＳＧ６０としてメモリ１５Ａに記憶する始動前点検を行う（ステップＳ１）。また、ＩＧスイッチがオンの期間（車両が走行して、バッテリ１１、１２が通電される期間）、マイコン１５は、スイッチＱ１～Ｑ６の故障診断を行う（ステップＳ２～Ｓ９）。
Next, the detailed operation of the vehicle
上記ステップＳ１の始動前点検の詳細について図５を参照して説明する。まず、マイコン１５は、全てのスイッチＱ１～Ｑ６をオフする（ステップＳ１１）。これにより、分岐経路Ｌ１～Ｌ６に流れる電流Ｉ１～Ｉ６は０Ａとなる。次に、マイコン１５は、分岐経路Ｌ１～Ｌ６に各々設けられた電流検出部１４から出力される電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６を取り込む（ステップＳ１２）。その後、マイコン１５は、取り込んだ各電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６を電流検出部１４毎の初期値ＳＧ１０～ＳＧ６０として記憶して（ステップＳ１３）、処理を終了する。
Details of the pre-start inspection in step S1 will be described with reference to FIG. First, the
マイコン１５は、ＩＧスイッチがオンされると、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２の接続が必要か否かを判定する（図４のステップＳ２）。接続が必要であると判定すると（ステップＳ２でＹ）、マイコン１５は、全てのスイッチＱ１～Ｑ６をオンして（ステップＳ３）、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２を接続する。次に、マイコン１５は、全ての電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６を取り込む（ステップＳ４）。マイコン１５は、ステップＳ４で取り込んだ電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６をオン制御中の電流検出信号ＳＧ１ｏｎＬ～ＳＧ６ｏｎＬとしてメモリ１５Ａに一時的に記憶させる。
When the IG switch is turned on, the
その後、マイコン１５は、電流検出信号ＳＧ１ｏｎＬ～ＳＧ６ｏｎＬとメモリ１５Ａに記憶された初期値ＳＧ１０～ＳＧ６０とを比較して、分岐経路Ｌ１～Ｌ６に通電があるか否かを判定する（ステップＳ５）。
After that, the
ステップＳ５において、マイコン１５は、ＳＧ１ｏｎＬ≒ＳＧ１０、ＳＧ２ｏｎＬ≒ＳＧ２０、ＳＧ３ｏｎＬ≒ＳＧ３０、ＳＧ４ｏｎＬ≒ＳＧ４０、ＳＧ５ｏｎＬ≒ＳＧ５０、ＳＧ６ｏｎＬ≒ＳＧ６０の少なくとも一つでも該当すれば、スイッチＱ１～Ｑ６がオンできずに分岐経路Ｌ１～Ｌ６が通電されていない（＝電流Ｉ１～Ｉ６の少なくとも１つが０Ａ）と判定する。詳細には、マイコン１５は、ＳＧｎｏｎＬ≦（ＳＧｎ０＋所定値）の場合に、ＳＧｎｏｎＬ≒ＳＧｎ０と判定する（ｎは１～６の任意の整数）。
In step S5, the
マイコン１５は、分岐経路Ｌ１～Ｌ６の何れか１つでも通電されていないと判定すると（ステップＳ５でＮ）、警告信号を出力して（ステップＳ６）、処理を終了する。図示しないメータが、警告信号を受信すると、スイッチＱ１～Ｑ６がオフのまま固着され、オンできないオフ故障である旨を報知する。
When the
一方、マイコン１５は、分岐経路Ｌ１～Ｌ６の全部が通電されていると判定すると（ステップＳ５でＹ）、電流検出信号ＳＧ１～ＳＧ６の合計値から電流Ｉ０として求める。そして、マイコン１５は、求めた電流Ｉ０が例えば６Ａより大きい大電流であれば（ステップＳ７でＮ）、図３（Ａ）に示すように、スイッチＱ１～Ｑ６を制御して故障を検出する大電流用の故障診断を行う（ステップＳ８）。これに対して、マイコン１５は、電流Ｉ０が例えば６Ａ以下の小電流であれば（ステップＳ７でＹ）、図３（Ｂ）に示すように、スイッチＱ１～Ｑ６を制御して故障をする小電流用の故障診断を行う（ステップＳ９）。
On the other hand, when the
上記大電流用の故障診断処理の詳細について図６を参照して説明する。まず、マイコン１５は、スイッチＱ１を第１所定時間Ｔ１だけオフ制御して、再びオン制御する（ステップＳ８０１）。スイッチＱ１以外のスイッチＱ２～Ｑ６はオンを保持する。マイコン１５は、ステップＳ８０１でオフ制御している間に電流検出部１４から出力される電流検出信号ＳＧ１を取り込み、オフ制御中の電流検出信号ＳＧ１ｏｆｆＬとしてメモリ１５Ａ内に一時的に記憶させる。
Details of the fault diagnosis process for the large current will be described with reference to FIG. First, the
次に、マイコン１５は、メモリ１５Ａに記憶されたオン制御中の電流検出信号ＳＧ１ｏｎＬ及び初期値ＳＧ１０の比較と、オフ制御中の電流検出信号ＳＧ１ｏｆｆＬ及び初期値ＳＧ１０の比較と、に基づいて、スイッチＱ１の故障を検出する（ステップＳ８０２）。
Next, the
ステップＳ８０２において、マイコン１５は、ＳＧ１ｏｎＬ＞ＳＧ１０かつＳＧ１ｏｆｆＬ≒ＳＧ１０であれば、スイッチＱ１のオフによって電流Ｉ１が変動していると判定し、スイッチＱ１は正常であると判定する。また、マイコン１５は、ＳＧ１ｏｎＬ＞ＳＧ１０かつＳＧ１ｏｆｆＬ＞ＳＧ１０であれば、スイッチＱ１がオフできずに電流Ｉ１が変動していないと判定し、スイッチＱ１の故障を検出する。詳細には、マイコン１５は、ＳＧ１ｏｎＬ、ＳＧ１ｏｆｆＬ＞（ＳＧ１０＋所定値）の場合に、ＳＧ１ｏｎＬ、ＳＧ１ｏｆｆＬ＞ＳＧ１０と判定し、ＳＧ１ｏｆｆＬ≦（ＳＧ１０＋所定値）の場合に、ＳＧ１ｏｆｆＬ≒ＳＧ１０と判定する。
In step S802, if SG1 onL >SG1 0 and SG1 offL ≈SG1 0 , the
マイコン１５は、スイッチＱ１の故障を検出すると（ステップＳ８０２でＹ）、診断信号を出力した後（ステップＳ８１４）、ステップＳ８１３に進む。図示しないメータが、診断信号を受信すると、スイッチＱ１～Ｑ６がオンのまま固着され、オフできないオン故障である旨を報知する。
When the
マイコン１５は、スイッチＱ１が正常であると判定すると（ステップＳ８０２でＮ）、次のステップＳ８０３～Ｓ８１２に進み、スイッチＱ２～Ｑ６をこの順番で一つずつオフ制御して、スイッチＱ２～Ｑ６のオン故障診断を行う。スイッチＱ２～Ｑ６のオン故障診断については、上述したスイッチＱ１のオン故障診断についての説明中の「１」を「２」～「６」に置き換えたものと同じであり、詳細な説明は省略する。
When the
マイコン１５は、全てのスイッチＱ１～Ｑ６が正常であると判定されると（ステップＳ８１２でＮ）、次のステップＳ８１３に進む。ステップＳ８１３において、マイコン１５は、全てのスイッチＱ１～Ｑ６をオンして、再びステップＳ８０１に戻る。この大電流用の故障診断処理は、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２の接続が不要と判断されるまで繰り返し行われる。
When the
次に、上記小電流の故障診断の詳細について図７を参照して説明する。マイコン１５は、スイッチＱ１をオン制御して、残りのスイッチＱ２～Ｑ６についてはオフ制御する（ステップＳ９０１）。マイコン１５は、スイッチＱ１をオン制御してから、第２所定時間Ｔ２経過するとスイッチＱ１をオフ制御すると同時に、スイッチＱ２をオン制御する。また、マイコン１５は、ステップＳ９０１でスイッチＱ１をオン制御及びオフ制御している間それぞれに電流検出部１４から出力される電流検出信号ＳＧ１を取り込み、オン制御中の電流検出信号ＳＧ１ｏｎＳ、オフ制御中の電流検出信号ＳＧ１ｏｆｆＳとしてメモリ１５Ａ内に一時的に記憶させる。
Next, the details of the failure diagnosis of the small current will be described with reference to FIG. The
次に、マイコン１５は、メモリ１５Ａに記憶されたオン制御中の電流検出信号ＳＧ１ｏｎＳ及び初期値ＳＧ１０の比較と、オフ制御中の電流検出信号ＳＧ１ｏｆｆＳ及び初期値ＳＧ１０の比較と、に基づいて、スイッチＱ１の故障を検出する（ステップＳ９０２）。
Next, the
ステップＳ９０２において、マイコン１５は、ＳＧ１ｏｎＳ＞ＳＧ１０かつＳＧ１ｏｆｆＳ≒ＳＧ１０であれば、スイッチＱ１のオフによって電流Ｉ１が変動していると判定し、スイッチＱ１は正常であると判定する。また、マイコン１５は、ＳＧ１ｏｎＳ＞ＳＧ１０かつＳＧ１ｏｆｆＳ＞ＳＧ１０であれば、スイッチＱ１がオフできずに電流Ｉ１が変動していないと判定し、スイッチＱ１の故障を検出する。詳細には、マイコン１５は、ＳＧ１ｏｎＳ、ＳＧ１ｏｆｆＳ＞（ＳＧ１０＋所定値）の場合に、ＳＧ１ｏｎＳ、ＳＧ１ｏｆｆＳ＞ＳＧ１０と判定し、ＳＧ１ｏｆｆＳ≦（ＳＧ１０＋所定値）の場合に、ＳＧ１ｏｆｆＳ≒ＳＧ１０と判定する。
In step S902, if SG1 onS >SG1 0 and SG1 offS ≈SG1 0 , the
マイコン１５は、スイッチＱ１の故障を検出すると（ステップＳ９０２でＹ）、診断信号を出力して（ステップＳ９１４）、処理を終了する。図示しないメータが、診断信号を受信すると、スイッチＱ１～Ｑ６がオンのまま固着され、オフできないオン故障である旨を報知する。
When the
マイコン１５は、スイッチＱ１が正常であると判定すると（ステップＳ９０２でＮ）、次のステップＳ９０３～Ｓ９１２に進み、スイッチＱ２～Ｑ６をこの順番で一つずつオフ制御して、スイッチＱ２～Ｑ６のオン故障診断を行う。スイッチＱ２～Ｑ６のオン故障については、スイッチＱ１のオン故障についての説明中の「１」を「２」～「６」に置き換えればよく、詳細な説明は省略する。
When the
マイコン１５は、全てのスイッチＱ１～Ｑ６が正常であると判定されると（ステップＳ９１２でＮ）、ステップＳ９１３に進み全てのスイッチＱ１～Ｑ６をオンして、再びステップＳ９０１に戻る。この大電流用の故障診断処理は、メインバッテリ１１及びサブバッテリ１２の接続が不要と判断されるまで繰り返し行われる。
When the
上述した実施形態によれば、マイコン１５は、電流経路Ｌ０に流れる電流Ｉ０が大きいときは図３（Ａ）に示すスイッチＱ１～Ｑ６の制御を実行する。即ち、マイコン１５は、大電流用の故障診断時に、複数のスイッチＱ１～Ｑ６のうち１つをオフ制御して、残りをオン制御し、オフ制御するスイッチＱ１～Ｑ５を順次切り替える制御を行い、大電流時にスイッチＱ１～Ｑ６のオフ制御に応じた電流変動を低減して、ノイズの低減及びスイッチＱ１～Ｑ６の負担低減を図ることができる。また、電流経路Ｌ０に流れる電流が小さいときは図３（Ｂ）に示すスイッチＱ１～Ｑ６の制御を実行する。即ち、マイコン１５は、小電流用の故障診断時に、複数のスイッチＱ１～Ｑ６のうち１つをオン制御して、残りをオフ制御し、オン制御するスイッチＱ１～Ｑ６を順次切り替える制御を行い、小電流時にスイッチＱ１～Ｑ６のオフに応じた電流変動を大きくして、スイッチＱ１～Ｑ６の故障検出精度を向上させることができる。
According to the embodiment described above, the
また、上述した実施形態によれば、マイコン１５は、小電流用の故障診断時にオン制御するスイッチＱ１～Ｑ６を切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチＱ１～Ｑ６をオフ制御するタイミングと同時に、次のスイッチをオン制御する。これにより、スイッチＱ１～Ｑ６の故障検出を迅速に行うことができる。
Further, according to the above-described embodiment, when the
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、上述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be modified, improved, etc. as appropriate. In addition, the material, shape, size, number, location, etc. of each component in the above-described embodiment are arbitrary and not limited as long as the present invention can be achieved.
例えば、図８に示すように、マイコン１５は、小電流用の故障診断時にオン制御するスイッチＱ１～Ｑ６を切り替える際に、切り替え前にオン制御しているスイッチＱ１～Ｑ６をオフ制御するよりも前に、次のスイッチＱ１～Ｑ６をオン制御するようにしてもよい。これにより、安定して電流を供給することができる。
For example, as shown in FIG. 8, when the
また、上述した実施形態によれば、電流経路Ｌ０を６つの分岐経路Ｌ１～Ｌ６に分岐していたが、これに限ったものではない。電流経路Ｌ０は、３つ以上に分岐されていればよい。 Further, according to the above-described embodiment, the current path L0 is branched into the six branch paths L1 to L6, but the present invention is not limited to this. The current path L0 may be branched into three or more.
また、上述した実施形態によれば、電流検出部１４としては、シャント抵抗１４Ａを用いたものが採用されていたが、これに限ったものではない。電流検出部１４としては、電流が検出できるものであればよく、磁気センサを用いたものを採用してもよい。
Further, according to the above-described embodiment, the
また、上述した実施形態によれば、故障検出装置は、バッテリ１１、１２間に設けられたスイッチＱ１、Ｑ２の故障を検出していたが、これに限ったものではない。バッテリ１１、１２と負荷Ｌｏ１、Ｌｏ２との間に設けられるスイッチの故障検出に用いてもよい。
Further, according to the above-described embodiment, the failure detection device detects failure of the switches Q1 and Q2 provided between the
ここで、上述した本発明に係るスイッチの故障検出装置の実施形態の特徴をそれぞれ以下［１］～［３］に簡潔に纏めて列記する。
［１］
電流経路（Ｌ０）を３つ以上に分岐する複数の分岐経路（Ｌ１～Ｌ６）上に各々設けられた複数のスイッチ（Ｑ１～Ｑ６）と、
前記複数の分岐経路（Ｌ１～Ｌ６）に各々流れる電流（Ｉ１～Ｉ６）を検出する電流検出部（１４）と、
前記複数のスイッチ（Ｑ１～Ｑ６）の１つをオフ制御し、残りをオン制御すると共に、前記オフ制御する前記複数のスイッチ（Ｑ１～Ｑ６）の１つを順次切り替える第１スイッチ制御部（１５）と、
前記複数のスイッチ（Ｑ１～Ｑ６）の１つをオン制御し、残りをオフ制御すると共に、前記オン制御する前記複数のスイッチ（Ｑ１～Ｑ６）の１つを順次切り替える第２スイッチ制御部（１５）と、
前記第１、第２スイッチ制御部（１５）による前記スイッチ（Ｑ１～Ｑ６）の制御中に、前記複数の電流検出部（１４）により検出される前記電流（Ｉ１～Ｉ６）に基づいて前記スイッチ（Ｑ１～Ｑ６）の故障を検出する故障検出部（１５）と、
前記電流経路（Ｌ０）に流れる電流が大きいときは前記第１スイッチ制御部（１５）による制御を実行させ、前記電流経路（Ｌ０）に流れる電流が小さいときは前記第２スイッチ制御部（１５）による制御を実行させる制御部（１５）と、を備えた、
スイッチの故障検出装置（１３）。
［２］
［１］に記載のスイッチの故障検出装置（１３）であって、
前記第２スイッチ制御部（１５）は、前記オン制御するスイッチ（Ｑ１～Ｑ６）を切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチ（Ｑ１～Ｑ６）をオフ制御するタイミングと同時に、次の前記スイッチ（Ｑ１～Ｑ６）をオン制御する、
スイッチの故障検出装置（１３）。
［３］
［１］に記載のスイッチの故障検出装置（１３）であって、
前記第２スイッチ制御部（１５）は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチ（Ｑ１～Ｑ６）をオフ制御するよりも前に、次の前記スイッチ（Ｑ１～Ｑ６）をオン制御する、
スイッチの故障検出装置（１３）。
Here, the features of the embodiments of the switch failure detection device according to the present invention described above are briefly summarized in [1] to [3] below.
[1]
a plurality of switches (Q1 to Q6) respectively provided on a plurality of branch paths (L1 to L6) branching the current path (L0) into three or more;
a current detection unit (14) for detecting currents (I1 to I6) respectively flowing through the plurality of branch paths (L1 to L6);
A first switch control unit (15 )When,
A second switch control unit (15 )When,
While the switches (Q1 to Q6) are controlled by the first and second switch control sections (15), the switches are controlled based on the currents (I1 to I6) detected by the plurality of current detection sections (14). a failure detection unit (15) for detecting failures of (Q1 to Q6);
When the current flowing through the current path (L0) is large, the control by the first switch control section (15) is executed, and when the current flowing through the current path (L0) is small, the second switch control section (15) A control unit (15) that executes control by
A switch failure detection device (13).
[2]
A switch failure detection device (13) according to [1],
When switching the switches (Q1 to Q6) to be on-controlled, the second switch control unit (15) controls the switches (Q1 to Q6) that are on-controlled before switching to be off-controlled at the same time as the following: ON-control the switches (Q1 to Q6) of
A switch failure detection device (13).
[3]
A switch failure detection device (13) according to [1],
When switching the switches to be on-controlled, the second switch control unit (15) controls the next switch ( Q1 to Q6) on-control,
A switch failure detection device (13).
１３ 切替モジュール（スイッチの故障検出装置）
１４ 電流検出部
１５ マイコン（第１スイッチ制御部、第２スイッチ制御部、故障検出部、制御部）
Ｉ１～Ｉ６ 電流
Ｌ０ 電流経路
Ｌ１～Ｌ６ 分岐経路
Ｑ１～Ｑ６ スイッチ
13 switching module (switch failure detection device)
14
I1 to I6 current L0 current path L1 to L6 branch path Q1 to Q6 switch
Claims (3)
前記複数の分岐経路に各々流れる電流を検出する電流検出部と、
前記複数のスイッチの１つをオフ制御し、残りをオン制御すると共に、前記オフ制御する前記複数のスイッチの１つを順次切り替える第１スイッチ制御部と、
前記複数のスイッチの１つをオン制御し、残りをオフ制御すると共に、前記オン制御する前記複数のスイッチの１つを順次切り替える第２スイッチ制御部と、
前記第１、第２スイッチ制御部による故障検出対象となる前記スイッチのオフ制御中及びオン制御中の各々において、前記故障検出対象となる前記スイッチが設けられた前記分岐経路上の前記電流検出部により検出される前記電流に基づいて前記故障検出対象となる前記スイッチのオン故障を検出する故障検出部と、
前記複数のスイッチの全てをオン制御し、全ての前記スイッチが通電されていることが判定されると全ての前記電流検出部により検出された前記電流値を合計して前記電流経路に流れる電流を求め、前記求めた前記電流経路に流れる電流が所定の電流値より大きいときは前記第１スイッチ制御部による制御を実行させ、前記電流経路に流れる電流が前記所定の電流値より小さいときは前記第２スイッチ制御部による制御を実行させる制御部と、を備えた、
スイッチの故障検出装置。 a plurality of switches each provided on a plurality of branch paths that branch the current path into three or more;
a current detection unit that detects a current flowing through each of the plurality of branch paths;
a first switch control unit that turns off one of the plurality of switches, turns on the rest of the plurality of switches, and sequentially switches one of the plurality of switches to be turned off;
a second switch control unit that turns on one of the plurality of switches, turns off the rest, and sequentially switches one of the plurality of switches to be turned on;
The current detection unit on the branch path provided with the switch subject to failure detection during each of OFF control and ON control of the switch subject to failure detection by the first and second switch control units. a failure detection unit that detects an ON failure of the switch to be the failure detection target based on the current detected by
all of the plurality of switches are controlled to be ON, and when it is determined that all of the switches are energized, the current values detected by all the current detection units are summed to determine the current flowing through the current path; When the obtained current flowing through the current path is larger than a predetermined current value, control by the first switch control unit is executed, and when the current flowing through the current path is smaller than the predetermined current value, the first switch control unit A control unit that executes control by the 2-switch control unit,
Switch failure detection device.
前記第２スイッチ制御部は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチをオフ制御するタイミングと同時に、次の前記スイッチをオン制御する、
スイッチの故障検出装置。 The switch failure detection device according to claim 1,
When switching the switch to be on-controlled, the second switch control unit turns on the next switch at the same time as the timing of off-controlling the switch that is on-controlled before switching.
Switch failure detection device.
前記第２スイッチ制御部は、前記オン制御するスイッチを切り替える際に、切り替え前にオン制御している前記スイッチをオフ制御するよりも前に、次の前記スイッチをオン制御する、
スイッチの故障検出装置。 The switch failure detection device according to claim 1,
When switching the switch to be on-controlled, the second switch control unit on-controls the next switch before off-controlling the switch that is on-controlled before switching.
Switch failure detection device.
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