(57)【要約】【課題】配線で生じた故障の態様及び故障が生じた箇所を詳細に特定することのできる制御装置、を提供する。【解決手段】制御装置１０は、ヒーター４０と電源５０との間を繋ぐハイサイド配線２１１と、ヒーター４０と接地部２９との間を繋ぐローサイド配線２３１と、ヒーター４０の発熱電極４１０に接続されたセンス配線２２１と、ヒーター４０に接続された各配線における故障を検出する故障検出部３３と、を備える。故障検出部３３は、ハイサイド電圧、ローサイド電圧、センス電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒーター（４０）の制御装置（１０）であって、
前記ヒーターと電源（５０）との間を繋ぐ配線であるハイサイド配線（２１１）と、
前記ヒーターと接地部（２９）との間を繋ぐ配線であるローサイド配線（２３１）と、
前記ヒーターの発熱部（４１０）に接続された配線であるセンス配線（２２１）と、
前記ハイサイド配線における電圧、であるハイサイド電圧を取得するハイサイド電圧取得部（２２）と、
前記ローサイド配線における電圧、であるローサイド電圧を取得するローサイド電圧取得部（２４）と、
前記センス配線における電圧、であるセンス電圧を取得するセンス電圧取得部（２３）と、
前記電源から前記ハイサイド配線へと流れる電流、であるハイサイド電流を取得するハイサイド電流取得部（２５）と、
前記ローサイド配線から前記接地部へと流れる電流、であるローサイド電流を取得するローサイド電流取得部（２６）と、
前記ヒーターに接続された各配線における故障を検出する故障検出部（３３）と、を備え、
前故障検出部は、
前記ハイサイド電圧、前記ローサイド電圧、前記センス電圧、前記ハイサイド電流、及び前記ローサイド電流のそれぞれに基づいて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定するように構成されている制御装置。
【請求項２】
前記故障検出部は、
前記ハイサイド電圧、前記ローサイド電圧、前記センス電圧、前記ハイサイド電流、及び前記ローサイド電流からなるそれぞれのパラメータについて、
個別に設定された閾値と比較することにより、前記パラメータの値が正常値か異常値かを判別し、
それぞれの前記パラメータについての、前記正常値か前記異常値かの判別結果の組み合わせに応じて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定するように構成されている、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記故障検出部は、
前記電源の電圧値に応じて、それぞれの前記パラメータについて設定された前記閾値を変更する、請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記故障検出部によって特定される配線の故障の態様には、
当該配線が、前記電源の電位へと短絡した状態となる天絡故障、
当該配線が、前記接地部の電位へと短絡した状態となる故障異常、
及び、当該配線が断線した状態となる故障異常、が含まれている、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ヒーターに電力が供給される経路の開閉を切り換えるためのスイッチ（２７，２８）を更に備え、
前記故障検出部は、
前記スイッチが、開状態又は閉状態のうちの一方のままであるときに取得された前記ハイサイド電圧、前記ローサイド電圧、前記センス電圧、前記ハイサイド電流、及び前記ローサイド電流のそれぞれに基づいて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定するように構成されている、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項６】
前記故障検出部によって故障が検出された場合に、前記ヒーターへの電力の供給を遮断する処理を行う遮断部（３４）を更に備える、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記電源と前記ハイサイド配線との間には、ハイサイドスイッチ（２７）が設けられており、
前記ヒーターに接続された各配線のいずれかが前記接地部の電位へと短絡した状態となる地絡故障、が生じたことが、前記故障検出部によって検出された場合には、
前記遮断部は、前記ハイサイドスイッチを開状態に切り換える、請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記ローサイド配線と前記接地部との間には、ローサイドスイッチ（２８）が設けられており、
前記ヒーターに接続された各配線のいずれかが、前記電源の電位へと短絡した状態となる天絡故障、が生じたことが、前記故障検出部によって検出された場合には、
前記遮断部は、前記ローサイドスイッチを開状態に切り換える、請求項６に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ヒーターの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両において排出ガスの窒素酸化物濃度等を検知するためのガスセンサや、排出ガスに含まれる微小粒子の濃度を検知するためのＰＭセンサには、当該センサの一部を加熱するためのヒーターが設けられる。ヒーターはジュール熱により発熱する電気ヒーターである。このため、ヒーターには、電力を供給するための一対の配線が接続される。
【０００３】
配線の一部に故障が生じると、ヒーターを正常に動作させることができなくなる。配線で生じる故障の態様としては、配線が電源の電位へと短絡した状態となる天絡故障、配線が接地部の電位へと短絡した状態となる地絡故障、及び、配線が断線した状態となる断線故障が挙げられる。
【０００４】
そこで、下記特許文献１では、ヒーターを制御する制御装置に、配線の故障を検出する機能を持たせることが提案されている。当該制御装置では、ヒーターへの通電が行われている状態、及び通電が行われていない状態のそれぞれにおいて、出力端電圧の値及びヒーターを流れる電流の値を測定し、得られた複数の測定値に基づいて、故障の発生及びその態様を検出することとしている。
【０００５】
例えば、駆動回路のオンオフに伴って、出力端電圧のレベルが高電位レベルと低電位レベルとの間で変化する一方、駆動回路をオンとしたときにヒーターを流れる電流が所定の下限電流値よりも低いときは、断線故障が発生したことが検出される。また、駆動回路のオンオフにかかわらず、出力端電圧のレベルが高電位レベルのままであるときは、天絡故障が発生したことが検出される。更に、駆動回路のオンオフにかかわらず、出力端電圧のレベルが低電位レベルのままであるときは、地絡故障が発生したことが検出される。
【０００６】
この方法によれば、配線における故障の発生を検出することができると共に、当該故障の態様が、断線故障、天絡故障、及び地絡故障のいずれであるかについても検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第６２１４９７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載された検出方法では、駆動回路がオンとなっているとき、及び駆動回路がオフとなっているとき、のそれぞれにおける電流値や電圧値を取得しなければ、上記各態様の故障を検出することができない。例えば、駆動回路がオンのままとなっているような状態においては、天絡故障を検出することができない。
【０００９】
また、上記特許文献１に記載された検出方法では、断線故障が検出された場合において、当該断線故障が、ヒーターに繋がる一対の配線のうちのどちらで生じたかまでは特定することができない。故障が発生した後の迅速な修理を可能とするためには、故障の態様を特定するだけでなく、故障が生じた箇所までも特定できることが好ましい。
【００１０】
このように、上記特許文献１に記載されたヒーターの制御装置は、配線における故障を検出する方法において更なる改良の余地があった。
【００１１】
本開示は、配線で生じた故障の態様及び故障が生じた箇所を詳細に特定することのできる制御装置、を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本開示に係る制御装置は、ヒーター（４０）の制御装置（１０）であって、ヒーターと電源（５０）との間を繋ぐ配線であるハイサイド配線（２１１）と、ヒーターと接地部（２９）との間を繋ぐ配線であるローサイド配線（２３１）と、ヒーターの発熱部（４１０）に接続された配線であるセンス配線（２２１）と、ハイサイド配線における電圧、であるハイサイド電圧を取得するハイサイド電圧取得部（２２）と、ローサイド配線における電圧、であるローサイド電圧を取得するローサイド電圧取得部（２４）と、センス配線における電圧、であるセンス電圧を取得するセンス電圧取得部（２３）と、電源からハイサイド配線へと流れる電流、であるハイサイド電流を取得するハイサイド電流取得部（２５）と、ローサイド配線から接地部へと流れる電流、であるローサイド電流を取得するローサイド電流取得部（２６）と、ヒーターに接続された各配線における故障を検出する故障検出部（３３）と、を備える。故障検出部は、ハイサイド電圧、ローサイド電圧、センス電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定するように構成されている。
【００１３】
上記構成の制御装置では、ハイサイド電圧、ローサイド電圧、センス電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて故障の検出を行うことで、配線で生じた故障の態様や箇所を詳細に特定することができる。上記構成によれば、少なくとも、予期せぬ発熱や過電流を伴うような危険な故障態様については、ヒーターへの電力供給が行われている状態、及び行われていない状態のいずれにおいても検出することが可能となる。つまり、上記特許文献１に記載された方法のように、駆動回路のオンオフを繰り返す必要が無い。
【００１４】
また、上記構成の制御装置では、ヒーターに接続された一対の配線のそれぞれにおける電流や電圧に加えて、これとは別に設けられたセンス配線の電圧、すなわちセンス電圧にも基づいて故障の検出が行われる。これにより、断線故障が生じた場合において、ハイサイド配線及びローサイド配線のどちらで断線故障が生じたのかについても特定することが可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
本開示によれば、配線で生じた故障の態様及び故障が生じた箇所を詳細に特定することのできる制御装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、第１実施形態に係る制御装置、及びその制御対象であるヒーターの構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示されるヒーターの構成を示す図である。
【図３】図３は、ヒーターの抵抗と温度との関係を示す図である。
【図４】図４は、第１実施形態におけるハイサイド電圧等の時間変化の例を示すタイムチャートである。
【図５】図５は、センサの素子温度等の時間変化の例を示すタイムチャートである。
【図６】図６は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】図７は、配線において生じる故障の態様について説明するための図である。
【図８】図８は、ハイサイドスイッチが保護回路を有する場合の例について説明するための図である。
【図９】図９は、配線に各態様の故障が生じた場合における、ハイサイド電圧等がとり得る値の一覧を示す図である。
【図１０】図１０は、配線に各態様の故障が生じた場合における、ハイサイド電圧等がとり得る値の一覧を示す図である。
【図１１】図１１は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１３】図１３は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、ハイサイド電圧等のパラメータを閾値と比較して得られる判別結果の組み合わせと、配線で生じている故障の態様や箇所との関係を示す図である。
【図１５】図１５は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１６】図１６は、故障の態様及び箇所を特定するための方法を、論理回路図として示す図である。
【図１７】図１７は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図１８】図１８は、故障の態様及び箇所を特定するための方法を、論理回路図として示す図である。
【図１９】図１９は、閾値を変更する方法について説明するための図である。
【図２０】図２０は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図２１】図２１は、第２実施形態におけるハイサイド電圧等の時間変化の例を示すタイムチャートである。
【図２２】図２２は、配線に各態様の故障が生じた場合における、ハイサイド電圧等がとり得る値の一覧を示す図である。
【図２３】図２３は、配線に各態様の故障が生じた場合における、ハイサイド電圧等がとり得る値の一覧を示す図である。
【図２４】図２４は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図２５】図２５は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図２６】図２６は、ハイサイド電圧等のパラメータを閾値と比較して得られる判別結果の組み合わせと、配線で生じている故障の態様や箇所との関係を示す図である。
【図２７】図２７は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図２８】図２８は、故障の態様及び箇所を特定するための方法を、論理回路図として示す図である。
【図２９】図２９は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。
【図３０】図３０は、故障の態様及び箇所を特定するための方法を、論理回路図として示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１８】
第１実施形態について説明する。本実施形態に係る制御装置１０は、ヒーター４０を制御するための装置として構成されている。制御装置１０の説明に先立ち、制御対象であるヒーター４０の構成について先ず説明する。
【００１９】
ヒーター４０は、不図示の車両に設けられるガスセンサのセンサ素子を加熱して、これを適温に保つための電気ヒーターである。当該ガスセンサは、車両の排気通路に設けられるものであり、内燃機関から排出される排ガスに含まれる特定の成分、具体的には窒素酸化物の濃度を測定するためのセンサである。ガスセンサは、例えばジルコニアからなる固体電解質を有しており、固体電解質を酸素イオンが通過する性質を利用して窒素酸化物の濃度を測定するものである。ヒーター４０は、固体電解質のうちセンサ素子として機能する部分を加熱して活性温度に保つためのものであり、ガスセンサに内蔵されている。尚、このようなガスセンサの構成としては公知のものを採用することができるので、その具体的な説明については省略する。
【００２０】
尚、ヒーター４０が設けられるセンサは、上記のようなガスセンサとは異なる種類のセンサであってもよい。例えば、排出ガスに含まれる微小粒子の濃度を検知するためのＰＭセンサに、ヒーター４０が設けられてもよい。よく知られているように、ＰＭセンサでは、検知部に堆積した微小粒子を定期的に除去する必要がある。ヒーター４０によってＰＭセンサの検知部を加熱すれば、堆積した微小粒子を燃焼させ除去することが可能となる。
【００２１】
図２に示されるように、ヒーター４０は、基板４１の表面に発熱電極４１０等の電極パターンを印刷した構成となっている。基板４１はアルミナからなる平板状の部材である。基板４１は、ガスセンサのうち、上記の固体電解質の層と隣接する位置に配置されている。
【００２２】
基板４１には、発熱電極４１０と、一対のリード電極４２０、４３０と、センス電極４４０と、が形成されている。これらの電極は、全体が一つの電極パターンとなっており、基板４１の一方の表面に対して、例えばスクリーン印刷により形成されたものである。図１においては、発熱電極４１０及びリード電極４２０、４３０のそれぞれが、互いに直列に接続された電気抵抗として模式的に示されている。
【００２３】
発熱電極４１０は、基板４１の長手方向に沿った一方側の端部近傍に形成されている。発熱電極４１０は、外部から供給される電力によりジュール熱を発生させる部分、すなわち「発熱部」として機能する部分である。発熱電極４１０が形成されている位置は、ガスセンサの固体電解質のうち、センサ素子として機能する部分に対応する位置となっている。
【００２４】
リード電極４２０は、電極パターンのうち発熱電極４１０の一端に接続された部分である。リード電極４２０は、後述のハイサイド配線２１１と発熱電極４１０との間を繋いでいる。また、リード電極４３０は、電極パターンのうち発熱電極４１０の他端に接続された部分である。リード電極４３０は、後述のローサイド配線２３１と発熱電極４１０との間を繋いでいる。リード電極４３０の形状は、リード電極４２０の形状に概ね等しい。従って、両者の抵抗値は互いに等しくなっている。
【００２５】
リード電極４２０、４３０における電極パターンの幅は、発熱電極４１０における電極パターンの幅に比べて太くなっている。このため、ヒーター４０への通電が行われている状態において、リード電極４２０、４３０で生じるジュール熱は、発熱電極４１０で生じるジュール熱に比べると小さい。
【００２６】
センス電極４４０は、電極パターンのうち、発熱電極４１０とリード電極４３０との接続部近傍と、後述のセンス配線２２１との間を繋いでいる部分である。センス電極４４０における電極パターンの幅は、リード電極４２０、４３０における電極パターンの幅に比べて細くなっている。ヒーター４０への通電が行われている状態であるか否かに拘らず、センス電極４４０には殆ど電流が流れない。センス電極４４０は、発熱電極４１０とリード電極４３０との接続部における電位、を測定するための電極パターンとして形成されている。センス配線２２１を「ヒーター４０の発熱部に接続された配線」と定義すれば、センス電極４４０は、このようなセンス配線２２１の一部とみなすこともできる。
【００２７】
リード電極４２０とリード電極４３０との間に電圧が印加されると、発熱部である発熱電極４１０に電流が流れてジュール熱が発生する。すなわち、ヒーター４０によるセンサ素子の加熱が行われる。本実施形態に係る制御装置１０は、ヒーター４０に供給される電力を調整することで、ヒーター４０の発熱を制御する装置として構成されている。
【００２８】
図１を参照しながら、制御装置１０の構成について説明する。制御装置１０は、本体部２０と、ハイサイド配線２１１と、センス配線２２１と、ローサイド配線２３１と、マイコン３０と、を備えている。
【００２９】
本体部２０は、制御装置１０の主要な構成部品をその内側に収容する筐体である。後述のマイコン３０やハイサイドスイッチ２７等は、いずれも本体部２０の内側に収容されている。
【００３０】
図１において符号「５０」が付されているのは、ヒーター４０に電力を供給するための電源である。以下では、当該電源のことを「電源５０」とも称する。電源５０は直流の電圧源である。電源５０には、配線２１０の一端が接続されている。配線２１０の他端はハイサイドスイッチ２７に接続されている。ハイサイドスイッチ２７の開閉状態によらず、配線２１０の電位は電源５０の電位に維持されている。
【００３１】
ハイサイド配線２１１は、上記の配線２１０と共に、ヒーター４０と電源５０との間を繋いでいる。ハイサイド配線２１１の一端は、ヒーター４０のリード電極４２０に接続されている。ハイサイド配線２１１の他端はハイサイドスイッチ２７に接続されている。つまり、ヒーター４０と電源５０との間は、配線２１０、ハイサイドスイッチ２７、及びハイサイド配線２１１を介して接続されている。
【００３２】
ハイサイドスイッチ２７は、外部から入力される駆動信号に応じてスイッチング動作を行うことで、配線２１０とハイサイド配線２１１との間の開閉を切り換えるスイッチである。ハイサイドスイッチ２７は、電源５０とハイサイド配線２１１との間となる位置に設けられている。
【００３３】
駆動信号がＯＮのときにはハイサイドスイッチ２７は閉状態、すなわちＯＮとなり、駆動信号がＯＦＦのときにはハイサイドスイッチ２７は開状態、すなわちＯＦＦとなる。ハイサイドスイッチ２７は、例えばＭＯＳトランジスタ等の半導体スイッチであるが、保護回路等を内蔵するインテリジェントパワーモジュールやインテリジェントパワーデバイスであってもよい。ハイサイドスイッチ２７の動作はマイコン３０によって制御される。
【００３４】
図１において符号「２９」が付されているのは、制御装置１０の接地部、すなわち電気的に接地されている部分を模式的に表したものである。以下では、当該部分のことを「接地部２９」とも称する。接地部２９には、配線２３０の一端が接続されている。配線２３０の他端はローサイドスイッチ２８に接続されている。ローサイドスイッチ２８の開閉状態によらず、配線２３０の電位は接地部２９の電位に維持されている。
【００３５】
ローサイド配線２３１は、上記の配線２３０と共に、ヒーター４０と接地部２９との間を繋いでいる。ローサイド配線２３１の一端は、ヒーター４０のリード電極４３０に接続されている。ローサイド配線２３１の他端はローサイドスイッチ２８に接続されている。つまり、ヒーター４０と接地部２９との間は、配線２３０、ローサイドスイッチ２８、及びローサイド配線２３１を介して接続されている。ローサイド配線２３１は、先に述べたハイサイド配線２１１と共に、ヒーター４０に電力を供給するための一対の配線を構成している。
【００３６】
ローサイドスイッチ２８は、外部から入力される駆動信号に応じて、配線２３０とローサイド配線２３１との間の開閉を切り換えるスイッチである。ローサイドスイッチ２８は、ローサイド配線２３１と接地部２９との間となる位置に設けられている。
【００３７】
駆動信号がＯＮのときにはローサイドスイッチ２８は閉状態、すなわちＯＮとなり、駆動信号がＯＦＦのときにはローサイドスイッチ２８は開状態、すなわちＯＦＦとなる。ローサイドスイッチ２８は、例えばＭＯＳトランジスタ等の半導体スイッチであるが、保護回路等を内蔵するインテリジェントパワーモジュールやインテリジェントパワーデバイスであってもよい。ローサイドスイッチ２８の動作はマイコン３０によって制御される。
【００３８】
センス配線２２１は、ヒーター４０の発熱部、すなわち発熱電極４１０に接続された配線である。センス配線２２１の一端は、ヒーター４０のセンス電極４４０に接続されている。センス配線２２１の他端は、後述のセンス電圧取得部２３に接続されている。センス配線２２１は、先に述べたセンス電極４４０と共に、発熱電極４１０とリード電極４３０との接続部における電圧を測定するための配線として用いられる。
【００３９】
本体部２０の内部には、各部の電流や電圧を計測し取得するための測定回路として、電源電圧取得部２１と、ハイサイド電圧取得部２２と、センス電圧取得部２３と、ローサイド電圧取得部２４と、ハイサイド電流取得部２５と、ローサイド電流取得部２６と、が設けられている。
【００４０】
電源電圧取得部２１は、配線２１０における電圧、すなわち、配線２１０と接地部２９との間の電位差を取得するための測定回路である。当該電圧は、電源５０によって生じた電圧ということができる。電源電圧取得部２１は、配線２１０における電圧に対応した信号をマイコン３０へと入力する。マイコン３０は、電源電圧取得部２１から入力される信号をＡＤ変換することにより、配線２１０における電圧を取得する。
【００４１】
ハイサイド電圧取得部２２は、ハイサイド配線２１１における電圧、すなわち、ハイサイド配線２１１と接地部２９との間の電位差を取得するための測定回路である。ハイサイド電圧取得部２２は、ハイサイド配線２１１における電圧に対応した信号をマイコン３０へと入力する。マイコン３０は、ハイサイド電圧取得部２２から入力される信号をＡＤ変換することにより、ハイサイド配線２１１における電圧を取得する。当該電圧のことを、以下では「ハイサイド電圧」とも称する。
【００４２】
センス電圧取得部２３は、センス配線２２１における電圧、すなわち、センス配線２２１と接地部２９との間の電位差を取得するための測定回路である。センス電圧取得部２３は、センス配線２２１における電圧に対応した信号をマイコン３０へと入力する。マイコン３０は、センス電圧取得部２３から入力される信号をＡＤ変換することにより、センス配線２２１における電圧を取得する。当該電圧のことを、以下では「センス電圧」とも称する。センス電圧取得部２３によって取得されるセンス電圧は、発熱電極４１０とリード電極４３０との接続部分と、接地部２９との間の電位差、ということもできる。
【００４３】
ローサイド電圧取得部２４は、ローサイド配線２３１における電圧、すなわち、ローサイド配線２３１と接地部２９との間の電位差を取得するための測定回路である。ローサイド電圧取得部２４は、ローサイド配線２３１における電圧に対応した信号をマイコン３０へと入力する。マイコン３０は、ローサイド電圧取得部２４から入力される信号をＡＤ変換することにより、ローサイド配線２３１における電圧を取得する。当該電圧のことを、以下では「ローサイド電圧」とも称する。
【００４４】
ハイサイド電流取得部２５は、電源５０からハイサイド配線２１１へと流れる電流を取得する部分である。ハイサイド電流取得部２５は、上記電流に対応した信号をマイコン３０へと入力する。マイコン３０は、ハイサイド電流取得部２５から入力される信号をＡＤ変換することにより、電源５０からハイサイド配線２１１へと流れる電流を取得する。当該電流のことを、以下では「ハイサイド電流」とも称する。
【００４５】
ローサイド電流取得部２６は、ローサイド配線２３１から接地部２９へと流れる電流を取得する部分である。ローサイド電流取得部２６は、上記電流に対応した信号をマイコン３０へと入力する。マイコン３０は、ローサイド電流取得部２６から入力される信号をＡＤ変換することにより、ローサイド配線２３１から接地部へと流れる電流を取得する。当該電流のことを、以下では「ローサイド電流」とも称する。
【００４６】
マイコン３０は、制御装置１０の全体の動作を統括制御する部分である。マイコン３０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＡＤ変換回路、ＤＡ変換回路等を備えたコンピュータシステムとして構成されている。マイコン３０は、機能的な制御ブロックとして、動作制御部３１と、温度算出部３２と、故障検出部３３と、遮断部３４と、を備えている。
【００４７】
動作制御部３１は、ハイサイドスイッチ２７及びローサイドスイッチ２８のそれぞれに駆動信号を送信し、これらの動作を制御する部分である。動作制御部３１によって、ヒーター４０に供給される電力が調整され、これによりヒーター４０における発熱量が調整される。動作制御部３１によって行われる処理の具体的な内容については後述する。
【００４８】
温度算出部３２は、ヒーター４０が設けられたセンサのセンサ素子の温度を算出する部分である。尚、センサ素子の温度は、ヒーター４０の発熱部の温度に概ね等しい。このため、本実施形態における温度算出部３２は、ヒーター４０の発熱部の温度を算出し、これをセンサ素子の温度として用いるように構成されている。
【００４９】
図３に示されるように、ヒーター４０の発熱部の温度が高くなる程、ヒーター４０の抵抗値は高くなる。このような温度と抵抗値との対応関係は、予めマップとしてマイコン３０に記憶されている。温度算出部３２は、ヒーター４０の発熱部の抵抗値と、上記マップとを参照することにより、ヒーター４０の発熱部の温度を算出する。
【００５０】
尚、ヒーター４０の発熱部の抵抗値としては、ハイサイド配線２１１とローサイド配線２３１との間の抵抗値をそのまま用いてもよいのであるが、その場合、比較的低温であるリード電極４２０、４３０の抵抗値が誤差として含まれてしまうので、ヒーター４０の発熱部の温度を精度よく算出することが難しくなる。
【００５１】
そこで、本実施形態では、発熱電極４１０の抵抗値を算出した後、当該抵抗値に基づいて発熱部の温度を算出することとしている。発熱電極４１０の抵抗値は、取得されたハイサイド電圧、ローサイド電圧、センス電圧、及びハイサイド電流のそれぞれの値に基づいて算出することができる。これにより、リード電極４２０、４３０の抵抗値の影響を排除し、ヒーター４０の温度を精度よく算出することが可能となる。
【００５２】
故障検出部３３は、ヒーター４０に接続された各配線における故障を検出する処理を行う部分である。「ヒーター４０に接続された各配線」とは、本実施形態ではハイサイド配線２１１、センス配線２２１、及びローサイド配線２３１のことである。故障検出部３３によって検出される故障の態様や、その検出方法については後述する。
【００５３】
遮断部３４は、故障検出部３３によって故障が検出された場合に、ヒーター４０への電力の供給を遮断する処理を行う部分である。遮断部３４は、ハイサイドスイッチ２７及びローサイドスイッチ２８のうち少なくとも一方を開状態とすることで、ヒーター４０への電力の供給を遮断する。遮断部３４によって行われる処理の具体的な内容については後述する。
【００５４】
制御装置１０によって行われる処理の概要について説明する。図４（Ａ）に示されるのは、動作制御部３１からハイサイドスイッチ２７に送信される駆動信号の時間変化の例である。図４（Ｂ）に示されるのは、動作制御部３１からローサイドスイッチ２８に送信される駆動信号の時間変化の例である。図４（Ｃ）に示されるのはハイサイド電圧の時間変化の例であり、図４（Ｄ）に示されるのはセンス電圧の時間変化の例であり、図４（Ｅ）に示されるのはローサイド電圧の時間変化の例である。図４（Ｆ）に示されるのはハイサイド電流の時間変化の例であり、図４（Ｇ）に示されるのはローサイド電流の時間変化の例である。
【００５５】
本実施形態に係る制御装置１０は、ローサイドスイッチ２８を常にＯＮとしながら、ハイサイドスイッチ２７にスイッチング動作を行わせる、所謂「ハイサイド駆動型」の制御装置として構成されている。このため、本実施形態では、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間においてはヒーター４０がＯＮとなり、ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっている期間においてはヒーター４０がＯＦＦとなる。図４の例では、時刻ｔ１０から時刻ｔ２０までの期間、及び時刻ｔ３０から時刻ｔ４０までの期間において、ハイサイドスイッチ２７への駆動信号はＯＮとされ、それ以外の期間においては、ハイサイドスイッチ２７への駆動信号はＯＦＦとされている。一方、ローサイドスイッチ２８への駆動信号は、常時ＯＮとされている。
【００５６】
図４（Ｃ）に示されるように、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間では、ハイサイド電圧はＶ１となる。ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっている期間では、ハイサイド電圧は０となる。Ｖ１は、電源５０から供給される電圧に概ね等しい。
【００５７】
図４（Ｄ）に示されるように、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間では、センス電圧はＶ２となる。ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっている期間では、センス電圧は０となる。Ｖ２は、上記のＶ１よりも低い電圧である。Ｖ２とＶ１との差は、発熱電極４１０及びリード電極４２０における電圧降下分に相当する。
【００５８】
図４（Ｅ）に示されるように、ハイサイドスイッチ２７の状態によることなく、ローサイド電圧は常に０、すなわち接地部２９と同じ電圧となっている。
【００５９】
図４（Ｆ）に示されるように、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間では、ハイサイド電流はＩ１となる。ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっている期間では、ハイサイド電流は０となる。
【００６０】
図４（Ｇ）に示されるように、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間では、ローサイド電流はＩ２となる。ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっている期間では、ローサイド電流は０となる。配線の故障が生じておらず、ヒーター４０が正常に動作しているときには、Ｉ１とＩ２とは互いに等しい。
【００６１】
尚、ハイサイド電圧取得部２２によるハイサイド電圧の取得等は、常時連続的に行われるのではなく、特定のタイミングで繰り返し行われる。本実施形態においては、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間、及びハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっている期間、のそれぞれにおいて、ハイサイド電圧等の取得が１回ずつ行われる。
【００６２】
図４では、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間において、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流の各値が取得されるタイミングが、時刻ｔ１１、ｔ３１として示されている。これらはいずれも、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなってから所定の期間が経過した時刻として設定されている。
【００６３】
また、図４では、ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっている期間において、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流の各値が取得されるタイミングが、時刻ｔ０１、ｔ２１として示されている。これらはいずれも、ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなってから所定の期間が経過した時刻として設定されている。
【００６４】
電流や電圧を取得するタイミングは、適宜変更してもよい。例えば、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間が比較的長い場合には、当該期間において複数回、ハイサイド電圧等が取得されることとしてもよい。
【００６５】
図４の例では、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっている期間と、ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっている期間とが概ね等しくなっている。つまり、駆動信号のデューティが５０％となっている。動作制御部３１は、駆動信号のデューティを適宜変更することで、ヒーター４０における発熱量を調整し、ヒーター４０の発熱部の温度を所定の目標温度に一致させることができる。
【００６６】
動作制御部３１によって行われる上記制御の一例について、図５を参照しながら説明する。図５（Ａ）に示されるのは、ガスセンサの素子の温度の時間変化の例である。先に述べたように、当該温度は、ヒーター４０の発熱部の温度、すなわち発熱電極４１０の温度に概ね等しい。
【００６７】
図５（Ｂ）に示されるのは、ハイサイドスイッチ２７に入力される駆動信号のデューティの時間変化の例である。図５（Ｃ）に示されるのは、ハイサイドスイッチ２７に入力される駆動信号の時間変化の例である。
【００６８】
時刻ｔ５０までの期間は、車両の内燃機関が停止しており、ヒーター４０によるセンサ素子の加熱が行われていない期間である。車両のイグニッションスイッチがＯＮとされ、時刻ｔ５０において内燃機関が始動されると、ヒーター４０によるセンサ素子の加熱が開始される。
【００６９】
時刻ｔ５０から時刻ｔ６０までの期間は、水分の到達によってセンサ素子が損傷してしまうことや、当該水分に含まれる汚染物質でセンサ素子が汚染されてしまうことを防止するために、センサ素子の予備的な加熱を行うための期間である。当該期間においては、素子の温度が所定の目標温度であるＴ１に一致するように、駆動信号のデューティが調整される。図５の例では、当該期間におけるデューティがＤ１とされている。
【００７０】
時刻ｔ６０から時刻ｔ７０までの期間は、センサ素子の温度を最終的な目標温度に一致させ、センサ素子による測定を行うための期間である。当該期間においては、素子の温度が、最終的な目標温度であるＴ２に一致するように、駆動信号のデューティが調整される。図５の例では、当該期間におけるデューティが、Ｄ１よりも大きなＤ２とされている。Ｔ２はＴ１よりも高い温度であり、センサ素子の固体電解質が活性となる活性温度又はそれよりも高い温度として設定されている。
【００７１】
時刻ｔ７０以降は、ハイサイドスイッチ２７に入力される駆動信号がＯＦＦとされ、ヒーター４０による加熱が停止した状態となる。この例では、ガスセンサによる窒素酸化物の濃度の測定は、時刻ｔ６０から時刻ｔ７０までの期間においてのみ行われる。このように、窒素酸化物の濃度の測定が不要な期間においては、ヒーター４０による加熱が停止した状態とされる。
【００７２】
尚、ヒーター４０が設けられるセンサがＰＭセンサである場合にも、以上と同様の制御を行うことができる。例えば、微小粒子が堆積する部分の水分を除去するための温度として、図５（Ａ）のＴ１を設定することができる。また、堆積した微小粒子を燃焼させ除去するための温度として、図５（Ａ）のＴ２を設定することができる。この場合、ヒーター４０による加熱が停止している時刻ｔ７０以降の期間において、微小粒子の濃度の検知が行われることとなる。
【００７３】
以上のような制御を実現するために、マイコン３０によって実行される処理の流れについて、図６を参照しながら説明する。図６に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、マイコン３０によって繰り返し実行されるものである。
【００７４】
当該処理の最初のステップＳ０１では、ヒーター４０の制御を実施するか否かが判定される。ここでは、車両のイグニッションスイッチがＯＮとなっているときには、ヒーター４０の制御、すなわち加熱を行うべき状況であると判定され、ステップＳ０２に移行する。イグニッションスイッチがＯＦＦとなっているときには、加熱を行うべき状況ではないと判定され、ステップＳ０９に移行する。
【００７５】
ステップＳ０２では、発熱電極４１０の抵抗値を取得する処理が行われる。ここでは、ハイサイド電圧、ローサイド電圧、及びハイサイド電流の各値に基づいて、先ず、ハイサイド配線２１１とローサイド配線２３１との間の抵抗値が算出される。当該抵抗値は、ヒーター４０の「全抵抗」に該当するものである。
【００７６】
続いて、センス電圧、ローサイド電圧、及びハイサイド電流の各値に基づいて、リード電極４３０の抵抗値が算出される。ここで算出された抵抗値は、リード電極４２０の抵抗値、ともいえるものである。
【００７７】
その後、上記の全抵抗から、リード電極４２０の抵抗値及びリード電極４３０の抵抗値を差し引くことにより、発熱電極４１０の抵抗値を算出し取得することができる。
【００７８】
ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、発熱部である発熱電極４１０の温度を算出する処理が行われる。先に述べたように、ここでは、図３に示される対応関係のマップと、ステップＳ０２で取得された抵抗値とを参照することで、発熱電極４１０の温度が算出される。ステップＳ０２及びステップＳ０３の処理は、温度算出部３２によって行われる。
【００７９】
ステップＳ０３に続くステップＳ０４では、発熱電極４１０の温度が、現在設定されている目標温度よりも低いか否かが判定される。発熱電極４１０の温度が目標温度よりも低い場合には、ステップＳ０５に移行する。ステップＳ０５では、ハイサイドスイッチ２７に入力される駆動信号のデューティを、現在の値よりも増加させる処理が行われる。
【００８０】
ステップＳ０４において、発熱電極４１０の温度が目標温度以上であった場合には、ステップＳ０６に移行する。ステップＳ０６では、ハイサイドスイッチ２７に入力される駆動信号のデューティを、現在の値よりも低下させる処理が行われる。
【００８１】
ステップＳ０５及びステップＳ０６に続くステップＳ０７では、ヒーター４０への通電を行う時間の長さが、上記のデューティに合わせて設定される。ステップＳ０７に続くステップＳ０８では、ハイサイドスイッチ２７への駆動信号の送信が開始される。これにより、ヒーター４０への通電が、ステップＳ０７で設定された時間ずつ繰り返し行われる。つまり、ヒーター４０への通電が、ステップＳ０５で設定されたデューティに合わせて行われる。これにより、発熱電極４１０の温度が目標温度に近づけられることとなる。
【００８２】
ステップＳ０１からステップＳ０９に移行した場合には、ハイサイドスイッチ２７に入力される駆動信号のデューティが０に設定される。つまり、ヒーター４０への通電を行う時間の長さが０に設定される。
【００８３】
ステップＳ０９に続くステップＳ１０では、ハイサイドスイッチ２７への駆動信号の送信が停止される。このとき、既に駆動信号の送信が停止されていた場合には、当該状態が維持される。
【００８４】
ところで、ヒーター４０に繋がる３つの配線、すなわちハイサイド配線２１１、センス配線２２１、及びローサイド配線２３１においては、断線等の故障が生じてしまうことがある。これらの配線で生じ得る故障の種類について、図７を参照しながら説明する。
【００８５】
図７（Ａ）には、ハイサイド配線２１１において断線が生じた場合の例が示されている。この例では、Ｐ１が付された箇所においてハイサイド配線２１１が損傷し断線している。このような状態においては、ヒーター４０への電力供給が行えなくなってしまう。このように、配線が断線した状態となる故障のことを、以下では「断線故障」とも称する。断線故障は、ハイサイド配線２１１のみならず、センス配線２２１やローサイド配線２３１においても生じ得る。
【００８６】
図７（Ｂ）には、ハイサイド配線２１１において天絡が生じた場合の例が示されている。この例では、Ｐ２が付された箇所において、ハイサイド配線２１１と電源５０との間が短絡している。このような状態においては、ハイサイド配線２１１の電位が、ハイサイドスイッチ２７の状態によらず常に電源５０の電位と同じになってしまうので、ヒーター４０への電力供給を適切には行えなくなってしまう。このように、配線が電源５０の電位へと短絡した状態となる故障のことを、以下では「天絡故障」とも称する。天絡故障は、ハイサイド配線２１１のみならず、センス配線２２１やローサイド配線２３１においても生じ得る。
【００８７】
図７（Ｃ）には、ハイサイド配線２１１において地絡が生じた場合の例が示されている。この例では、Ｐ３が付された箇所において、ハイサイド配線２１１と接地部２９との間が短絡している。このような状態においては、ハイサイド配線２１１の電位が、ハイサイドスイッチ２７の状態によらず常に接地部２９の電位と同じになってしまうので、ヒーター４０への電力供給を適切には行えなくなってしまう。このように、配線が接地部２９の電位へと短絡した状態となる故障のことを、以下では「地絡故障」とも称する。地絡故障は、ハイサイド配線２１１のみならず、センス配線２２１やローサイド配線２３１においても生じ得る。
【００８８】
マイコン３０が備える故障検出部３３は、上記のような各故障がハイサイド配線２１１等に生じた場合において、生じた故障の態様及び箇所を特定する。「故障の態様」を特定するとは、本実施形態においては、天絡故障、地絡故障、及び断線故障のいずれが生じているのかを特定することである。また、「故障の箇所」を特定するとは、本実施形態においては、天絡故障等が、ハイサイド配線２１１、センス配線２２１、及びローサイド配線２３１のいずれで生じているのかを特定することである。
【００８９】
このように、故障検出部３３によって特定される配線の故障の態様には、当該配線が、電源５０の電位へと短絡した状態となる天絡故障と、当該配線が、接地部２９の電位へと短絡した状態となる地絡故障と、当該配線が断線した状態となる断線故障と、が含まれている。
【００９０】
尚、例えばハイサイド配線２１１において地絡故障が生じている場合には、ハイサイドスイッチ２７がＯＮのときに、ハイサイドスイッチ２７を過電流が流れることとなる。そこで、ハイサイドスイッチ２７には、先に述べたように保護回路等を設けることとしてもよい。ハイサイドスイッチ２７に保護回路等が設けられている場合の例について、図８を参照しながら説明する。
【００９１】
図８の例では、ハイサイドスイッチ２７が、電流検出回路２７１及び保護回路２７２を備えたインテリジェントパワーモジュールとして構成されている。
【００９２】
電流検出回路２７１は、配線２１０から供給される電流の値を検知するための回路である。電流検出回路２７１によって検知された電流の値は、マイコン３０及び保護回路２７２のそれぞれに入力される。
【００９３】
保護回路２７２は、電流検出回路２７１によって検知された電流の値が所定の上限値を超えた際に、ハイサイドスイッチ２７をＯＦＦへと切り換えるための回路である。上記の上限値としては、正常時においてヒーター４０に供給される電流の値よりも高い値が予め設定される。ハイサイド配線２１１において地絡故障が生じているときに、ハイサイドスイッチ２７がＯＮに切り換えられると、配線２１０を過電流が流れる。このとき、電流検出回路２７１によって検知された電流の値が上限値を超えるので、保護回路２７２により、ハイサイドスイッチ２７は直ちにＯＦＦへと切り換えられる。これにより、ハイサイドスイッチ２７を過電流が流れ続けてしまうことが防止される。
【００９４】
尚、電流検出回路２７１は、保護回路２７２に一体的に設けられることとしてもよい。また、電流検出回路２７１によって検知された電流の値が、マイコン３０には送信されない構成としてもよい。
【００９５】
故障検出部３３による故障の検出方法について説明する。図９には、ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦとなっているとき、すなわちヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときに、ハイサイド電圧等のそれぞれがとり得る値の範囲が示されている。
【００９６】
図９（Ａ）には、ハイサイド電圧のとり得る値の範囲が示されている。同図の最も左側に示されているのは、正常時、すなわちいずれの配線にも故障が生じていないときにおいて、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。
【００９７】
また、図９（Ａ）の左から２番目に示されているのは、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。図９（Ａ）の左から３番目に示されているのは、ハイサイド配線２１１において天絡故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。
【００９８】
図９（Ａ）の左から４番目及び５番目に示されているのは、ハイサイド配線２１１において地絡故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。このうち、左から４番目は、保護回路２７２をハイサイドスイッチ２７及びローサイドスイッチ２８が備えていない場合におけるハイサイド電圧の値の範囲であり、左から５番目は、保護回路２７２をハイサイドスイッチ２７及びローサイドスイッチ２８が備えている場合におけるハイサイド電圧の値の範囲である。
【００９９】
図９（Ａ）の左から６番目に示されているのは、センス配線２２１において断線故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。図９（Ａ）の左から７番目に示されているのは、センス配線２２１において天絡故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。図９（Ａ）の左から８番目に示されているのは、センス配線２２１において地絡故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。
【０１００】
図９（Ａ）の左から９番目に示されているのは、ローサイド配線２３１において断線故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。
【０１０１】
図９（Ａ）の左から１０番目及び１１番目に示されているのは、ローサイド配線２３１において天絡故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。このうち、左から１０番目は、保護回路２７２をハイサイドスイッチ２７及びローサイドスイッチ２８が備えていない場合におけるハイサイド電圧の値の範囲であり、左から１１番目は、保護回路２７２をハイサイドスイッチ２７及びローサイドスイッチ２８が備えている場合におけるハイサイド電圧の値の範囲である。
【０１０２】
図９（Ａ）の左から１２番目に示されているのは、ローサイド配線２３１において地絡故障が生じているときに、測定され得るハイサイド電圧の値の範囲である。
【０１０３】
図９（Ｂ）には、それぞれの場合においてセンス電圧のとり得る値の範囲が、先に説明した図９（Ａ）と同様の方法により示されている。同様に、図９（Ｃ）にはローサイド電圧のとり得る値の範囲が示されており、図９（Ｄ）にはハイサイド電流のとり得る値の範囲が示されており、図９（Ｅ）にはローサイド電流のとり得る値の範囲が示されており、図９（Ｆ）には電流偏差のとり得る値の範囲が示されている。「電流偏差」とは、ハイサイド電流の値からローサード電流の値を差し引いて得られる値のことである。
【０１０４】
図９に示されるように、ヒーター４０がＯＦＦとなっており、且つ正常時においては、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のいずれもが０となっている。電流の流れる経路はハイサイドスイッチ２７によって遮断されているので、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。
【０１０５】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。つまり、上記の正常時と同じ状態となっている。
【０１０６】
尚、ハイサイド電圧取得部２２は、所謂「分圧回路」として構成されているので、ハイサイド配線２１１は、当該分圧回路が有する不図示の抵抗を介して接地されている。このため、ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じているときには、ハイサイド電圧は上記のように０となる。本実施形態では、電源電圧取得部２１、センス電圧取得部２３、及びローサイド電圧取得部２４も、ハイサイド電圧取得部２２と同様の分圧回路として構成されている。
【０１０７】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているときには、その影響により、ハイサイド電圧及びセンス電圧のそれぞれが正常時よりも高い値となっている。このとき、ハイサイド配線２１１のうち、天絡箇所よりも電源５０側の部分では電流が流れないので、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡箇所と接地部２９との間には電流が流れるので、ローサイド電流の値は正常時よりも高い値となる。ローサイド配線２３１は接地部２９に繋がっているので、ローサイド電圧は０のままである。
【０１０８】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。つまり、正常時と同じ状態となっている。この点は、ハイサイドスイッチ２７等が保護回路２７２を備えていても備えていなくても変わらない。
【０１０９】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、センス配線２２１で断線故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。つまり、正常時と同じ状態となっている。
【０１１０】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、センス配線２２１で天絡故障が生じているときには、その影響により、ハイサイド電圧及びセンス電圧のそれぞれが正常時よりも高い値となっている。このとき、天絡箇所からハイサイド配線２１１側には電流が流れないので、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡箇所と接地部２９との間には電流が流れるので、ローサイド電流の値は、正常時よりも高い値となる。ローサイド配線２３１は接地部２９に繋がっているので、ローサイド電圧は０のままである。
【０１１１】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、センス配線２２１で地絡故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。つまり、正常時と同じ状態となっている。
【０１１２】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ローサイド配線２３１で断線故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。つまり、正常時と同じ状態となっている。
【０１１３】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じているときには、その影響により、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のそれぞれが正常時よりも高い値となっている。このとき、天絡箇所からハイサイド配線２１１側には電流が流れないので、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡箇所と接地部２９との間が短絡されるので、ローサイドスイッチ２８が保護回路２７２を備えていない場合には、両者間に過電流が流れる。このため、ローサイド電流の値は正常時よりも高い値となる。ローサイドスイッチ２８が保護回路２７２を備えている場合には、過電流が直ちに遮断される。このため、ローサイド電流の値は０となる。
【０１１４】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ローサイド配線２３１で地絡故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。つまり、正常時と同じ状態となっている。
【０１１５】
以上のように、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときに、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれがとり得る値の組み合わせは、各配線で生じた故障の種類や箇所に応じて、正常時における組み合わせとは異なるものとなる。従って、本実施形態に係る故障検出部３３は、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて、各配線で生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することとしている。ここでいう「各配線」とは、本実施形態ではハイサイド配線２１１、センス配線２２１、及びローサイド配線２３１のことであるが、故障検知の対象となるのはこれらのうちの一部の配線のみであってもよい。また、故障の「態様」とは、本実施形態では断線故障、天絡故障、及び地絡故障のいずれかのことであるが、故障として特定されるのはこれらのうちの一部の態様のみであってもよい。
【０１１６】
図９（Ａ）に示される点線ＤＬ１は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるハイサイド電圧よりも高く、且つ、ハイサイド配線２１１等のいずれかで天絡故障が生じたときにおけるハイサイド電圧よりも低い値として設定されている。後に説明するように、故障検出部３３は、取得されたハイサイド電圧を上記の閾値と比較することで、ハイサイド電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０１１７】
図９（Ｂ）に示される点線ＤＬ２及び点線ＤＬ３は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、センス電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。本実施形態では、故障時においてセンス電圧のとり得る値が２つ存在するので、これらを区別するために２つの閾値が設定されている。点線ＤＬ２で示される閾値は、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じたときにおけるセンス電圧よりも高く、且つ、センス配線２２１やローサイド配線２３１で天絡故障が生じたときにおけるセンス電圧よりも低い値として設定されている。また、点線ＤＬ３で示される閾値は、正常時におけるセンス電圧よりも高く、且つハイサイド配線２１１で天絡故障が生じたときにおけるセンス電圧よりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたセンス電圧をこれら２つの閾値と比較することで、センス電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」には、後述の「ＨＩ異常１」及び「ＨＩ異常２」の２種類が含まれる。
【０１１８】
図９（Ｃ）に示される点線ＤＬ４は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、ローサイド電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるローサイド電圧よりも高く、且つ、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じたときにおけるローサイド電圧よりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたローサイド電圧を上記の閾値と比較することで、ローサイド電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０１１９】
図９（Ｄ）に示されるように、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいては、故障が発生しているか否かに拘らず、ハイサイド電流の値は常に正常時と同じ値となる。このため、図９（Ｄ）では、判別の閾値を示す点線が示されていない。
【０１２０】
図９（Ｅ）に示される点線ＤＬ６は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、ローサイド電流が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるローサイド電流よりも高く、且つ、ハイサイド配線２１１及びセンス配線２２１のいずれかで天絡故障が生じたときにおけるローサイド電流、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じておりローサイドスイッチ２８が保護回路２７２を備えていないときにおけるローサイド電流、のそれぞれよりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたローサイド電流を上記の閾値と比較することで、ローサイド電流が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０１２１】
図９（Ｆ）に示される点線ＤＬ７は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、電流偏差が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時における電流偏差よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１及びセンス配線２２１のいずれかで天絡故障が生じたときにおける電流偏差、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じておりローサイドスイッチ２８が保護回路２７２を備えていないときにおける電流偏差、のそれぞれよりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、算出された電流偏差を上記の閾値と比較することで、電流偏差が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０１２２】
図１０には、ハイサイドスイッチ２７がＯＮとなっているとき、すなわちヒーター４０への通電がＯＮとなっているときに、ハイサイド電圧等のそれぞれがとり得る値の範囲が、図９と同様の方法により示されている。
【０１２３】
図１０に示されるように、ヒーター４０がＯＮとなっており、且つ正常時においては、ハイサイド電圧は０よりも高く、電源５０の電圧と概ね等しくなっている。また、センス電圧も０よりも高くなっているのであるが、ヒーター４０を電流が流れて電圧降下が生じているので、センス電圧は電源５０の電圧よりは低くなっている。ローサイド配線２３１は接地部２９に繋がっているので、ローサイド電圧は０となっている。ヒーター４０を電流が流れるので、ハイサイド電流及びローサイド電流はいずれも０よりも高く、両者は互いに等しい値となっている。
【０１２４】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じているときには、ハイサイド電圧は電源５０の電圧と概ね等しい値、すなわち正常時と同じ値となっている。一方、断線箇所よりも接地部２９側には電源５０からの電圧が印加されず、接地部２９に対して接地された状態となっているので、センス電圧及びローサイド電圧はいずれも０となっている。断線によって電流は遮断されるので、ハイサイド電流及びローサイド電流はいずれも０となっている。
【０１２５】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているときには、正常時と同様に、ハイサイド配線２１１には電源５０の電圧が印加されることとなる。このため、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のそれぞれが、正常時と同じ値となっている。このとき、ヒーター４０には電流が流れているのであるが、天絡箇所と電源５０との間は同電位となるので、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡箇所と接地部２９との間には正常時と同様に電流が流れるので、ローサイド電流の値は正常時と同じ値となっている。
【０１２６】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているときには、その影響により、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のいずれもが０となっている。電源５０と地絡箇所との間が短絡されるので、ハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えていない場合には、両者間に過電流が流れる。このため、ハイサイド電流の値は正常時よりも高い値となる。ハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えている場合には、過電流が直ちに遮断される。このため、ハイサイド電流の値は０となる。地絡箇所と接地部２９との間は同電位となるので、ローサイド電流の値は０となっている。
【０１２７】
ヒーター４０がＯＮとなっており、センス配線２２１で断線故障が生じているときには、ハイサイド電圧及びローサイド電圧のそれぞれが、正常時と同じ値となる。一方、断線箇所よりもセンス電圧取得部２３側の部分は、分圧回路であるセンス電圧取得部２３を介して接地された状態となるので、センス電圧の値は０となる。センス配線２２１の断線は、ヒーター４０を流れる電流には影響を与えない。このため、ハイサイド電流の値及びローサイド電流の値は、いずれも正常時と同じ値となっている。
【０１２８】
ヒーター４０がＯＮとなっており、センス配線２２１で天絡故障が生じているときには、その影響により、センス電圧の値が正常時よりも高い値となっている。ハイサイド電圧の値及びローサイド電圧の値は、いずれも正常時と同じ値となっている。このとき、天絡箇所と電源５０との間は同電位となるので、両者の間に電流は流れず、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡によってセンス電圧が高くなることで、ローサイド電流の値は正常時よりも高い値となっている。
【０１２９】
ヒーター４０がＯＮとなっており、センス配線２２１で地絡故障が生じているときには、その影響によりセンス電圧が０となる。ハイサイド電圧の値及びローサイド電圧の値は、いずれも正常時と同じ値となっている。このとき、センス電圧が通常時よりも低くなるので、ハイサイド電流の値は正常時よりも僅かに高い値となる。また、地絡箇所と接地部２９との間は同電位となるので、ローサイド電流の値は０となっている。
【０１３０】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ローサイド配線２３１で断線故障が生じているときには、断線箇所よりも電源５０側の部分が、電源５０の電位と同じになる。このため、ハイサイド電圧は通常時と同じ値になっており、センス電圧は通常時よりも高い値となっている。一方、ローサイド電圧の値は０となっている。また、断線によって電流は遮断されるので、ハイサイド電流及びローサイド電流の値はいずれも０となっている。
【０１３１】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じているときには、天絡箇所よりも電源５０側の部分が、電源５０の電位と同じになる。このため、ハイサイド電圧は通常時と同じ値になっており、センス電圧及びローサイド電圧は通常時よりも高い値となっている。このとき、天絡箇所と電源５０との間は同電位となるので、両者の間に電流は流れず、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡箇所と接地部２９との間が短絡されるので、ローサイドスイッチ２８が保護回路２７２を備えていない場合には、両者間に過電流が流れる。このため、ローサイド電流の値は正常時よりも高い値となる。ローサイドスイッチ２８が保護回路２７２を備えている場合には、過電流が直ちに遮断される。このため、ローサイド電流の値は０となる。
【０１３２】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ローサイド配線２３１で地絡故障が生じているときには、正常時と同様に、ローサイド配線２３１は接地部２９と同じ電位となる。このため、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のそれぞれが、正常時と同じ値となっている。このとき、ヒーター４０には電流が流れているのであるが、地絡箇所と接地部２９との間は同電位となるので、ローサイド電流の値は０となる。一方、電源５０と地絡箇所との間には正常時と同様に電流が流れるので、ハイサイド電流の値は正常時と同じ値となっている。
【０１３３】
以上のように、ヒーター４０がＯＮとなっているときに、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれがとり得る値の組み合わせも、各配線で生じた故障の種類や箇所に応じて、正常時における組み合わせとは異なるものとなる。従って、本実施形態に係る故障検出部３３は、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて、配線で生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することとしている。
【０１３４】
図１０（Ａ）に示される点線ＤＬ１１は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、ハイサイド電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるハイサイド電圧よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じたときにおけるハイサイド電圧よりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたハイサイド電圧を上記の閾値と比較することで、ハイサイド電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０１３５】
図１０（Ｂ）に示される点線ＤＬ１２及び点線ＤＬ１３は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、センス電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。本実施形態では、故障時においてセンス電圧のとり得る値が２つ存在するので、これらを区別するために２つの閾値が設定されている。点線ＤＬ１２で示される閾値は、センス配線２２１やローサイド配線２３１で天絡故障が生じたときにおけるセンス電圧、及びローサイド配線２３１で断線故障が生じたときにおけるセンス電圧よりも低く、且つ、正常時におけるセンス電圧よりも高い値として設定されている。
【０１３６】
また、点線ＤＬ１３で示される閾値は、正常時におけるセンス電圧よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１で断線故障や地絡故障が生じたときにおけるセンス電圧、及びセンス配線２２１で断線故障や地絡故障が生じたときにおけるセンス電圧、のそれぞれよりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたセンス電圧をこれら２つの閾値と比較することで、センス電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」には、後述の「ＬＯ異常」及び「ＨＩ異常」の２種類が含まれる。
【０１３７】
図１０（Ｃ）に示される点線ＤＬ１４は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、ローサイド電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるローサイド電圧よりも高く、且つ、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じたときにおけるローサイド電圧よりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたローサイド電圧を上記の閾値と比較することで、ローサイド電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０１３８】
図１０（Ｄ）に示される点線ＤＬ１５は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、ハイサイド電流が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるハイサイド電流よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１に断線故障又は天絡故障が生じているときにおけるハイサイド電流、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じておりハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えているときにおけるハイサイド電流、センス配線２２１で天絡故障が生じているときにおけるハイサイド電流、ローサイド配線２３１に断線故障又は天絡故障が生じているときにおけるハイサイド電流、のそれぞれよりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたハイサイド電流を上記の閾値と比較することで、ハイサイド電流が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０１３９】
図１０（Ｅ）に示される点線ＤＬ１６は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、ローサイド電流が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるローサイド電流よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１に断線故障又は地絡故障が生じているときにおけるローサイド電流、センス配線２２１で地絡故障が生じているときにおけるローサイド電流、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じておりハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えているときにおけるローサイド電流、及びローサイド配線２３１に断線故障又は地絡故障が生じているときにおけるローサイド電流、のそれぞれよりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたローサイド電流を上記の閾値と比較することで、ローサイド電流が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０１４０】
図１０（Ｆ）に示される点線ＤＬ１７は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、電流偏差が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時における電流偏差よりも高く、且つ、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じておりハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えていないときにおける電流偏差、センス配線２２１又はローサイド配線２３１で地絡故障が生じているときにおける電流偏差、のそれぞれよりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、算出された電流偏差を上記の閾値と比較することで、電流偏差が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０１４１】
故障検出部３３によって行われる故障検出の具体的な方法について説明する。図１１に示される一連の処理は、予め設定された特定のタイミングにおいて、故障検出部３３によって実行されるものである。当該処理が実行されるタイミングは、先に説明した図４の例では、時刻ｔ０１、ｔ１１、ｔ２１、ｔ３１の各タイミングである。当該処理が実行されるタイミングや頻度は、車両の状態等に応じて適宜変更されてもよい。
【０１４２】
当該処理の最初のステップＳ２１では、ハイサイドスイッチ２７に入力されている駆動信号がＯＦＦであるか否かが判定される。駆動信号がＯＦＦであるときにはステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦのとき、すなわちヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおける、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれの値が取得される。
【０１４３】
ステップＳ２２に続くステップＳ２３では、ステップＳ２２で取得されたそれぞれの値を、図９を参照しながら説明した閾値と比較し、当該値が正常値か異常値かを判別する処理が行われる。
【０１４４】
図１２に示されるフローチャートは、図１１のステップＳ２３において実行される処理の具体的な流れを示すものである。当該処理の最初のステップＳ３１では、ハイサイド電圧が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図９の点線ＤＬ１で示される閾値のことである。ハイサイド電圧が閾値よりも高い場合には、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では、ハイサイド電圧が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、ハイサイド電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ３２の後はステップＳ３４に移行する。
【０１４５】
ステップＳ３１において、ハイサイド電圧が閾値以下となっている場合には、ステップＳ３３に移行する。ステップＳ３３では、ハイサイド電圧が正常値であると判定される。ステップＳ３３の後はステップＳ３４に移行する。
【０１４６】
ステップＳ３４では、センス電圧が第１閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「第１閾値」とは、図９の点線ＤＬ３で示される閾値のことである。センス電圧が第１閾値よりも高い場合にはステップＳ３５に移行する。
【０１４７】
ステップＳ３５では、センス電圧が第２閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「第２閾値」とは、図９の点線ＤＬ２で示される閾値のことである。センス電圧が第２閾値よりも高い場合にはステップＳ３６に移行する。ステップＳ３６では、センス電圧が「ＨＩ異常２」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常２」とは、センス電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値及び第２閾値よりも高くなっていることを示すものである。ステップＳ３６の後はステップＳ３９に移行する。
【０１４８】
ステップＳ３５において、センス電圧が第２閾値以下となっている場合には、ステップＳ３７に移行する。ステップＳ３７では、センス電圧が「ＨＩ異常１」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常１」とは、センス電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値及び第１閾値よりも高くなっており、且つ第２閾値以下となっていることを示すものである。ステップＳ３７の後はステップＳ３９に移行する。
【０１４９】
ステップＳ３４において、センス電圧が第１閾値以下となっている場合には、ステップＳ３８に移行する。ステップＳ３８では、センス電圧が正常値であると判定される。ステップＳ３８の後はステップＳ３９に移行する。
【０１５０】
ステップＳ３９では、ローサイド電圧が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図９の点線ＤＬ４で示される閾値のことである。ローサイド電圧が閾値よりも高い場合には、ステップＳ４０に移行する。ステップＳ４０では、ローサイド電圧が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、ローサイド電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ４０の後はステップＳ４２に移行する。
【０１５１】
ステップＳ３９において、ローサイド電圧が閾値以下となっている場合には、ステップＳ４１に移行する。ステップＳ４１では、ローサイド電圧が正常値であると判定される。ステップＳ４１の後はステップＳ４２に移行する。
【０１５２】
ステップＳ４２では、ローサイド電流が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図９の点線ＤＬ６で示される閾値のことである。ローサイド電流が閾値よりも高い場合には、ステップＳ４３に移行する。ステップＳ４３では、ローサイド電流が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、ローサイド電流が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ４３の後はステップＳ４５に移行する。
【０１５３】
ステップＳ４２において、ローサイド電流が閾値以下となっている場合には、ステップＳ４４に移行する。ステップＳ４４では、ローサイド電流が正常値であると判定される。ステップＳ４４の後はステップＳ４５に移行する。
【０１５４】
ステップＳ４５では、ハイサイド電流の値からローサード電流の値を差し引くことにより電流偏差が算出された後、当該電流偏差が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図９の点線ＤＬ７で示される閾値のことである。電流偏差が閾値よりも低い場合には、ステップＳ４６に移行する。ステップＳ４６では、電流偏差が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、電流偏差が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ４６の後は、図１２に示される一連の処理を終了し、図１１の処理に戻る。
【０１５５】
ステップＳ４５において、電流偏差が閾値以上となっている場合には、ステップＳ４７に移行する。ステップＳ４７では、電流偏差が正常値であると判定される。ステップＳ４７の後は、図１２に示される一連の処理を終了し、図１１の処理に戻る。
【０１５６】
以上に説明したように、図１１のステップＳ２３において、故障検出部３３は、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差からなるそれぞれのパラメータについて、個別に設定された閾値と比較することにより、各パラメータの値が正常値か異常値かを判別している。このため、ステップＳ２３の処理が完了した時点においては、ハイサイド電圧等のそれぞれのパラメータについて、その値が正常値であるか異常値であるかの判別がなされた状態となっている。
【０１５７】
ステップＳ２３に続くステップＳ２４では、上記それぞれの判別の結果に基づいて、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおける各配線の故障が判定される。その判定方法について、図１４を参照しながら説明する。
【０１５８】
図１４のうち上段部分、すなわち「ヒーターＯＦＦ時」と表記された部分においては、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときの、各パラメータについての判別結果と、そのとき生じている故障の態様との関係が示されている。
【０１５９】
図１４では、例えば、ハイサイド配線２１１において天絡故障が生じているときにおいては、ハイサイド電圧がＨＩ異常となり、センス電圧がＨＩ異常１となり、ローサイド電流がＨＩ異常となり、電流偏差がＬＯ異常となり、その他のパラメータが正常値となることが示されている。換言すれば、ハイサイド電圧がＨＩ異常となっており、センス電圧がＨＩ異常１となっており、ローサイド電流がＨＩ異常となっており、電流偏差がＬＯ異常となっており、その他のパラメータが正常値となっているときには、ハイサイド配線において天絡故障が生じていると判定できることが示されている。このように、各パラメータの判別結果の組み合わせに基づけば、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所の両方を特定することができる。
【０１６０】
そこで、図１１のステップＳ２４では、ステップＳ２３で得られた判別結果の組み合わせ、つまり、それぞれのパラメータについての、正常値か異常値かの判別結果の組み合わせに応じて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することとしている。
【０１６１】
ただし、図１４に示されるように、いずれかの配線において断線故障又は地絡故障が生じた際には、各パラメータについての判別結果がいずれも正常値となってしまう。このため、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいては、断線故障や地絡故障が生じたことを判定することができない。
【０１６２】
しかしながら、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて断線故障や地絡故障が生じても、正常時と同様にヒーター４０には通電が行われないのであるから、これらの故障を判定することができなくても特に問題は生じない。
【０１６３】
一方、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、いずれかの配線で天絡故障が生じると、ヒーター４０において予期せぬ発熱が生じたり、一部において過電流が生じたりする可能性がある。故障検出部３３は、いずれかの配線で天絡故障が生じた場合には、その旨及び故障が生じた箇所を特定することができるので、例えば、安全のためにローサイドスイッチ２８をＯＦＦに切り換えるなどの対応を行うことが可能となる。
【０１６４】
ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差からなるそれぞれのパラメータについての全ての判別結果と、図１４とを照らし合わせれば、断線故障及び地絡故障を除き、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所の両方を特定することができる。しかしながら、全ての判別結果を図１４と照らし合わせるのではなく、一部の判別結果のみを図１４と照らし合わせて故障検出を行うことも可能である。このような故障検出の方法については後に説明する。
【０１６５】
図１１に戻って説明を続ける。ステップＳ２１において、駆動信号がＯＮであるときにはステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５では、ハイサイドスイッチ２７がＯＮのとき、すなわちヒーター４０への通電がＯＮとなっているときにおける、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれの値が取得される。
【０１６６】
ステップＳ２５に続くステップＳ２６では、ステップＳ２５で取得されたそれぞれの値を、図１０を参照しながら説明した閾値と比較し、当該値が正常値か異常値かを判別する処理が行われる。
【０１６７】
図１３に示されるフローチャートは、図１１のステップＳ２６において実行される処理の具体的な流れを示すものである。当該処理の最初のステップＳ５１では、ハイサイド電圧が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図１０の点線ＤＬ１１で示される閾値のことである。ハイサイド電圧が閾値よりも低い場合には、ステップＳ５２に移行する。ステップＳ５２では、ハイサイド電圧が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、ハイサイド電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ５２の後はステップＳ５４に移行する。
【０１６８】
ステップＳ５１において、ハイサイド電圧が閾値以上となっている場合には、ステップＳ５３に移行する。ステップＳ５３では、ハイサイド電圧が正常値であると判定される。ステップＳ５３の後はステップＳ５４に移行する。
【０１６９】
ステップＳ５４では、センス電圧が第１閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「第１閾値」とは、図１０の点線ＤＬ１３で示される閾値のことである。センス電圧が第１閾値よりも低い場合にはステップＳ５５に移行する。ステップＳ５５では、センス電圧が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、センス電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低くなっていることを示すものである。ステップＳ５５の後はステップＳ５９に移行する。
【０１７０】
ステップＳ５４において、センス電圧が第１閾値以上であった場合には、ステップＳ５６に移行する。ステップＳ５６では、センス電圧が第２閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「第２閾値」とは、図１０の点線ＤＬ１２で示される閾値のことである。センス電圧が第２閾値よりも高い場合にはステップＳ５７に移行する。ステップＳ５７では、センス電圧が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、センス電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高くなっていることを示すものである。ステップＳ５７の後はステップＳ５９に移行する。
【０１７１】
ステップＳ５６において、センス電圧が第２閾値以下となっている場合には、ステップＳ５８に移行する。ステップＳ５８では、センス電圧が正常値であると判定される。ステップＳ５８の後はステップＳ５９に移行する。
【０１７２】
ステップＳ５９では、ローサイド電圧が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図１０の点線ＤＬ１４で示される閾値のことである。ローサイド電圧が閾値よりも高い場合には、ステップＳ６０に移行する。ステップＳ６０では、ローサイド電圧が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、ローサイド電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ６０の後はステップＳ６２に移行する。
【０１７３】
ステップＳ５９において、ローサイド電圧が閾値以下となっている場合には、ステップＳ６１に移行する。ステップＳ６１では、ローサイド電圧が正常値であると判定される。ステップＳ６１の後はステップＳ６２に移行する。
【０１７４】
ステップＳ６２では、ハイサイド電流が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図１０の点線ＤＬ１５で示される閾値のことである。ハイサイド電流が閾値よりも低い場合には、ステップＳ６３に移行する。ステップＳ６３では、ハイサイド電流が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、ハイサイド電流が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ６３の後はステップＳ６５に移行する。
【０１７５】
ステップＳ６２において、ハイサイド電流が閾値以上となっている場合には、ステップＳ６４に移行する。ステップＳ６４では、ハイサイド電流が正常値であると判定される。ステップＳ６４の後はステップＳ６５に移行する。
【０１７６】
ステップＳ６５では、ローサイド電流が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図１０の点線ＤＬ１６で示される閾値のことである。ローサイド電流が閾値よりも低い場合には、ステップＳ６６に移行する。ステップＳ６６では、ローサイド電流が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、ローサイド電流が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ６６の後はステップＳ６８に移行する。
【０１７７】
ステップＳ６５において、ローサイド電流が閾値以上となっている場合には、ステップＳ６７に移行する。ステップＳ６７では、ローサイド電流が正常値であると判定される。ステップＳ６７の後はステップＳ６８に移行する。
【０１７８】
ステップＳ６８では、ハイサイド電流の値からローサード電流の値を差し引くことにより電流偏差が算出された後、当該電流偏差が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図１０の点線ＤＬ１７で示される閾値のことである。電流偏差が閾値よりも高い場合には、ステップＳ６９に移行する。ステップＳ６９では、電流偏差が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、電流偏差が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ６９の後は、図１３に示される一連の処理を終了し、図１１の処理に戻る。
【０１７９】
ステップＳ６８において、電流偏差が閾値以下となっている場合には、ステップＳ７０に移行する。ステップＳ７０では、電流偏差が正常値であると判定される。ステップＳ７０の後は、図１３に示される一連の処理を終了し、図１１の処理に戻る。
【０１８０】
以上に説明したように、図１１のステップＳ２６において、故障検出部３３は、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差からなるそれぞれのパラメータについて、個別に設定された閾値と比較することにより、各パラメータの値が正常値か異常値かを判別している。このため、ステップＳ２６の処理が完了した時点においては、ハイサイド電圧等のそれぞれのパラメータについて、その値が正常値であるか異常値であるかの判別がなされた状態となっている。
【０１８１】
ステップＳ２６に続くステップＳ２７では、上記それぞれの判別の結果に基づいて、ヒーター４０への通電がＯＮとなっているときにおける各配線の故障が判定される。その判定方法について、図１４を再び参照しながら説明する。
【０１８２】
図１４のうち下段部分、すなわち「ヒーターＯＮ時」と表記された部分においては、ヒーター４０への通電がＯＮとなっているときの、各パラメータについての判別結果と、そのとき生じている故障の態様との関係が示されている。
【０１８３】
図１４では、例えば、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じているときにおいては、センス電圧がＬＯ異常となり、ハイサイド電流がＬＯ異常となり、ローサイド電流がＬＯ異常となり、その他のパラメータが正常値となることが示されている。換言すれば、センス電圧がＬＯ異常となっており、ハイサイド電流がＬＯ異常となっており、ローサイド電流がＬＯ異常となっており、その他のパラメータが正常値となっているときには、ハイサイド配線において断線故障が生じていると判定できることが示されている。このように、各パラメータの判別結果の組み合わせに基づけば、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所の両方を特定することができる。
【０１８４】
そこで、図１１のステップＳ２７では、ステップＳ２６で得られた判別結果の組み合わせ、つまり、それぞれのパラメータについての、正常値か異常値かの判別結果の組み合わせに応じて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することとしている。
【０１８５】
図１４に示されるように、ヒーター４０への通電がＯＮとなっているときにおいては、各パラメータの判別結果の組み合わせと、故障の態様及び箇所とは、１対１で対応している。従って、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差からなるそれぞれのパラメータについての全ての判別結果と、図１４とを照らし合わせれば、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所の両方を特定することができる。しかしながら、全ての判別結果を図１４と照らし合わせるのではなく、一部の判別結果のみを図１４と照らし合わせて故障検出を行うことも可能である。このような故障検出の方法については後に説明する。
【０１８６】
ところで、仮に、制御装置１０がセンス電圧取得部２３を備えておらず、図１１のステップＳ２６の判定がハイサイド電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差についてのみ行われるような場合には、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じた場合における各判別結果の組み合わせと、ローサイド配線２３１で断線故障が生じた場合における各判別結果の組み合わせとが、完全に一致してしまうこととなる。従って、このような場合には、断線故障が生じたことは判定することができるが、ハイサイド配線２１１及びローサイド配線２３１のどちらで断線故障が生じたのかについては判定することができない。
【０１８７】
しかしながら、本実施形態の制御装置１０はセンス電圧取得部２３を備えており、取得されたセンス電圧についての判別結果にも基づいて故障検出が行われる。これにより、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じた場合と、ローサイド配線２３１で断線故障が生じた場合との間で、各判別結果の組み合わせが異なることとなるので、どちらの配線で断線故障が生じたのかについても判定することが可能となる。
【０１８８】
ハイサイド電圧等の全ての判別結果ではなく、一部の判別結果のみを図１４と照らし合わせて故障検出を行う方法の例について説明する。図１５に示される一連の処理は、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているか否かを判定するために行われる処理となっている。当該処理は、例えば、図１１のステップＳ２３の処理に続けて行われる。
【０１８９】
当該処理の最初のステップＳ８１では、ハイサイド電圧がＨＩ異常であるか否かが判定される。ハイサイド電圧がＨＩ異常である場合にはステップＳ８２に移行する。ステップＳ８２では、センス電圧がＨＩ異常１であるか否かが判定される。センス電圧がＨＩ異常１である場合にはステップＳ８３に移行する。ステップＳ８３では、ローサイド電圧が正常値であるか否かが判定される。ローサイド電圧が正常値であった場合にはステップＳ８４に移行する。ステップＳ８４では、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じていると判定される。
【０１９０】
ステップＳ８１においてハイサイド電圧がＨＩ異常ではなかった場合、ステップＳ８２においてセンス電圧がＨＩ異常１ではなかった場合、及びステップＳ８３においてローサイド電圧が正常値ではなかった場合には、いずれもステップＳ８５に移行する。ステップＳ８５では、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じていないと判定される。
【０１９１】
このように、図１５に示される処理によれば、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧からなる３つのパラメータの判別結果に応じて、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているか否かを判定することができる。ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差、からなる全てパラメータの判別結果に基づく必要が無いので、例えば、故障検出のためのプログラムの処理を簡素化することが可能となる。
【０１９２】
ここでは、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているか否かを判定する方法について説明したが、その他の故障についても、一部のパラメータの判別結果に応じて判定することが可能である。判定に用いられるパラメータの種類や数は、判定すべき故障の種類に応じて適宜設定すればよい。図１６には、各故障を判定する方法の例を論理回路図として示してある。
【０１９３】
例えば、最も上段の「ハイサイド配線  断線」と記載された部分では、ヒーター４０への通電がＯＮとなっているときにおいて、ハイサイド電圧が正常値となり、センス電圧がＬＯ異常となり、ローサイド電圧が正常値となり、ハイサイド電流がＬＯ異常となり、ローサイド電流がＬＯ異常となった場合には、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じたと判定されることが示されている。このように、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じたか否かの判定は、５つのパラメータについての各判別結果の組み合わせに応じて行うことができる。当該判定の結果が出力される部分には「Ｒ１」の符号が付されている。
【０１９４】
同様に、ハイサイド配線２１１において天絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ２」の符号が付されており、ハイサイド配線２１１において地絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ３」の符号が付されている。
【０１９５】
また、センス配線２２１において断線故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ４」の符号が付されており、センス配線２２１において天絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ５」の符号が付されており、センス配線２２１において地絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ６」の符号が付されている。
【０１９６】
更に、ローサイド配線２３１において断線故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ７」の符号が付されており、ローサイド配線２３１において天絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ８」の符号が付されており、ローサイド配線２３１において地絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ９」の符号が付されている。
【０１９７】
Ｒ１乃至Ｒ９によって、ハイサイド配線２１１の断線故障、ハイサイド配線２１１の天絡故障、ハイサイド配線２１１の地絡故障、センス配線２２１の断線故障、センス配線２２１の天絡故障、センス配線２２１の地絡故障、ローサイド配線２３１の断線故障、ローサイド配線２３１の天絡故障、及びローサイド配線２３１の地絡故障のうち、どの故障が発生しているのかを特定することが可能となる。図１６において「Ｒ０」の符号が付されているのは、制御装置１０の全体が正常であるか否かを示す判定結果が出力される部分である。Ｒ１乃至Ｒ９のいずれかにおいて、故障が生じたとの判定結果が出力されると、Ｒ０においては故障を示す判定結果が出力される。
【０１９８】
故障検出のために用いられるパラメータの選び方は、図１５や図１６に示される例に限られない。図１７に示される一連の処理は、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているか否かを判定するために行われる処理の他の例となっている。当該処理は、図１５に示される一連の処理に換えて実行することができる。
【０１９９】
当該処理の最初のステップＳ９１では、ハイサイド電圧がＨＩ異常であるか否かが判定される。ハイサイド電圧がＨＩ異常である場合にはステップＳ９２に移行する。ステップＳ９２では、センス電圧がＨＩ異常２であるか否かが判定される。センス電圧がＨＩ異常２でない場合にはステップＳ９３に移行する。ステップＳ９３では、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じていると判定される。
【０２００】
ステップＳ９１においてハイサイド電圧がＨＩ異常ではなかった場合、及びステップＳ９２においてセンス電圧がＨＩ異常２であった場合には、いずれもステップＳ９４に移行する。ステップＳ９４では、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じていないと判定される。
【０２０１】
このように、図１７に示される処理によれば、ハイサイド電圧及びセンス電圧からなる２つのパラメータの判別結果に応じて、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているか否かを判定することができる。判定に用いられるパラメータの数が少なくなることで、故障検出のためのプログラムの処理を更に簡素化することが可能となる。
【０２０２】
ここでは、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているか否かを判定する方法の他の例について説明したが、その他の故障についても、図１６に示される方法とは異なる方法で判定することができる。図１８には、各故障を判定する方法の他の例を論理回路図として示してある。その表記方法は図１６と同様であるから、詳細な説明については省略する。
【０２０３】
尚、図１６や図１８に示した判定方法の例は、電流偏差についての判別結果を用いることなく故障検出が行われる例となっている。しかしながら、電流偏差についての判別結果を用いて故障検出を行ってもよいことはいうまでもない。
【０２０４】
例えば、接地部２９の接地電位が変動してしまった場合には、ハイサイド電流やローサイド電流のそれぞれの値も変動してしまい、それぞれについて設定された閾値との比較結果が変化してしまう可能性がある。しかしながら、電流偏差の値は、上記のような接地電位の変動による影響を受けないので、閾値との比較結果が変わらないという利点が得られる。
【０２０５】
以上に説明したように、本実施形態に係る故障検出部３３は、ハイサイド電圧、ローサイド電圧、センス電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定するように構成されている。具体的には、故障検出部３３は、ハイサイド電圧、ローサイド電圧、センス電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流からなるそれぞれのパラメータについて、個別に設定された閾値と比較することにより、各パラメータの値が正常値か異常値かを判別する。その後、それぞれのパラメータについての、正常値か異常値かの判別結果の組み合わせに応じて、各配線において生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定するように構成されている。尚、上記の「異常値」に「ＬＯ異常」や「ＨＩ異常」等が含まれるのは先に述べた通りである。上記における「各配線」とは、本実施形態ではハイサイド配線２１１、センス配線２２１、及びローサイド配線２３１のことである。また、故障の「態様」とは、本実施形態では断線故障、天絡故障、及び地絡故障のいずれかのことである。
【０２０６】
以上のような判定方法によれば、正常値か異常値かの判別結果の組み合わせを図１４と照らし合わせることで、故障の態様及び箇所を正確に且つ容易に判定することが可能となる。
【０２０７】
制御装置１０は、ヒーター４０に電力が供給される経路の開閉を切り換えるためのスイッチとして、ハイサイドスイッチ２７を備えている。故障検出部３３が故障検出を行うにあたっては、ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦのときに取得された各パラメータの判別結果、もしくは、ハイサイドスイッチ２７がＯＮのときに取得された各パラメータの判別結果、のいずれか一方のみに基づいて、ハイサイド配線２１１、センス配線２２１、及びローサイド配線２３１のいずれかにおいて生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することができる。上記における故障の「態様」とは、本実施形態では断線故障、天絡故障、地絡故障のいずれかのことである。
【０２０８】
つまり、故障検出部３３は、ハイサイドスイッチ２７が、ＯＦＦ又はＯＮのうちの一方のままであるときに取得されたハイサイド電圧、ローサイド電圧、センス電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定するように構成されている。
【０２０９】
ハイサイドスイッチ２７のオンオフを繰り返すことなく故障検出を行うことができるので、ハイサイドスイッチ２７がスイッチング動作を行っている期間のみならず、ハイサイドスイッチ２７がＯＦＦ又はＯＮのままで変化しない期間においても、故障の態様及び箇所を特定することができる。
【０２１０】
ところで、電源５０の電圧値が変動した場合には、正常時におけるハイサイド電圧等の値もそれに応じて変動する。同様に、故障時におけるハイサイド電圧等の値も、電源５０の電圧値に応じて変動する。
【０２１１】
図１９の線Ｌ１は、電源５０の電圧値、すなわち供給電圧の値と、ハイサイド電圧との関係を示すものである。尚、ここで示されるハイサイド電圧とは、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときに、ハイサイド配線２１１において天絡故障が生じた場合におけるハイサイド電圧のことである。つまり、図９（Ａ）のうち左から３番目に示されるハイサイド電圧の範囲に対応するものである。
【０２１２】
線Ｌ１によって示されるように、供給電圧が高くなると、それに応じてハイサイド電圧の値も高くなる。このため、図９の点線ＤＬ１で示される閾値を常に一定とした場合には、供給電圧の変動に伴って、ハイサイド電圧が正常値か異常値かの判別が正確には行えなくなってしまう可能性がある。
【０２１３】
そこで、本実施形態に係る故障検出部３３は、上記閾値を常に一定とするのではなく、供給電圧に応じて変更することとしている。図１９に示される点線ＤＬ１は、このように変更される閾値を示すものである。本実施形態では、供給電圧が高くなる程、点線ＤＬ１の閾値も高くなるように変更することとしている。
【０２１４】
このような閾値の変更は、他のパラメータ、すなわちセンス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差のそれぞれについても、上記と同様に行うことができる。このように、本実施形態に係る故障検出部３３は、電源５０の電圧値に応じて、それぞれの上記パラメータについて設定された閾値を変更するように構成されている。これにより、各パラメータが正常値か異常値かの判別を正確に行うことが可能となる。
【０２１５】
尚、図９（Ｆ）の点線ＤＬ７で示される閾値のように、閾値が負値である場合には、電源５０の電圧値が高くなる程、閾値の値が低くなるように変更すればよい。つまり、電源５０の電圧値が高くなる程、閾値の絶対値が高くなるように変更すればよい。
【０２１６】
故障検出部３３によって故障検出がなされた後の処理について、図２０を参照しながら説明する。図２０に示される一連の処理は、図１１に示される処理が完了した後に、マイコン３０によって実行されるものである。
【０２１７】
図２０に示される処理の最初のステップＳ１０１では、いずれかの配線で地絡故障が生じているか否かが判定される。当該判定は、先に行われた図１１の処理の結果に基づいて行われる。いずれかの配線で地絡故障が生じている場合にはステップＳ１０２に移行する。いずれの配線でも地絡故障が生じていない場合には、ステップＳ１０２を経ることなく、後述のＳ１０３へと移行する。
【０２１８】
ステップＳ１０２に移行した場合には、電源５０と地絡箇所との間がハイサイドスイッチ２７を介して接続されてしまい、両者の間で過電流が生じてしまう可能性がある。そこで、ステップＳ１０２では、ハイサイドスイッチ２７をＯＦＦに切り換える処理が行われる。当該処理は遮断部３４によって行われる。これにより、上記のような過電流の経路を遮断することができる。
【０２１９】
ステップＳ１０２に続くステップＳ１０３では、いずれかの配線で天絡故障が生じているか否かが判定される。当該判定は、先に行われた図１１の処理の結果に基づいて行われる。いずれかの配線で天絡故障が生じている場合にはステップＳ１０４に移行する。いずれの配線でも天絡故障が生じていない場合には、ステップＳ１０４を経ることなく、図２０に示される一連の処理を終了する。
【０２２０】
ステップＳ１０４に移行した場合には、天絡箇所と接地部２９との間がローサイドスイッチ２８を介して接続されてしまい、両者の間で過電流が生じてしまう可能性がある。そこで、ステップＳ１０４では、ローサイドスイッチ２８をＯＦＦに切り換える処理が行われる。当該処理は遮断部３４によって行われる。これにより、上記のような過電流の経路を遮断することができる。
【０２２１】
このように、本実施形態に係る制御装置１０では、ヒーター４０に接続された各配線のいずれかが接地部の電位へと短絡した状態となる地絡故障、が生じたことが、故障検出部３３によって検出された場合には、遮断部３４が、ハイサイドスイッチ２７を開状態に切り換える。また、ヒーター４０に接続された各配線のいずれかが、電源５０の電位へと短絡した状態となる天絡故障、が生じたことが、故障検出部３３によって検出された場合には、遮断部３４は、ローサイドスイッチ２８を開状態に切り換える。遮断部３４がこのような処理を行うことで、過電流が生じてしまうことを防止することができる。
【０２２２】
以上においては、図２に示されるように、センス電極４４０が、発熱電極４１０とリード電極４３０との接続部近傍に接続されている場合の例について説明した。しかしながら、センス電極４４０が、発熱電極４１０とリード電極４２０との接続部近傍に接続されている構成であっても、これまでに説明したものと同様の方法で故障検出を行うことができる。
【０２２３】
この場合、例えばヒーター４０への通電がＯＮとなっているときのセンス電圧やセンス電流等が、センス電極４４０の接続位置の変更に伴って、第１実施形態から変化することとなる。このため、図９（Ｃ）の点線ＤＬ６で示される閾値等、これまでに説明した各種の閾値を、センス電圧等の変化に合わせて適宜変更することが好ましい。
【０２２４】
第２実施形態について説明する。本実施形態に係る制御装置１０のハードウェア構成は、図１の第１実施形態における構成と同じである。一方、本実施形態では、ハイサイドスイッチ２７やローサイドスイッチ２８の駆動方法において第１実施形態と異なっている。
【０２２５】
本実施形態に係る制御装置１０は、ハイサイドスイッチ２７を常にＯＮとしながら、ローサイドスイッチ２８にスイッチング動作を行わせる、所謂「ローサイド駆動型」の制御装置として構成されている。このため、本実施形態では、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間においてはヒーター４０がＯＮとなり、ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっている期間においてはヒーター４０がＯＦＦとなる。
【０２２６】
図２１には、駆動信号等の時間変化の例が、図４と同様の方法で示されている。図２１の例では、時刻ｔ１０から時刻ｔ２０までの期間、及び時刻ｔ３０から時刻ｔ４０までの期間において、ローサイドスイッチ２８への駆動信号はＯＮとされ、それ以外の期間においては、ローサイドスイッチ２８への駆動信号はＯＦＦとされている。一方、ハイサイドスイッチ２７への駆動信号は、常時ＯＮとされている。
【０２２７】
図２１（Ｃ）に示されるように、ローサイドスイッチ２８の状態によることなく、ハイサイド電圧は常にＶ１となる。Ｖ１は、電源５０から供給される電圧に概ね等しい。
【０２２８】
図２１（Ｄ）に示されるように、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間では、センス電圧はＶ２となる。ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっている期間では、センス電圧はＶ１となる。Ｖ２は、上記のＶ１よりも低い電圧である。Ｖ２とＶ１との差は、発熱電極４１０及びリード電極４２０における電圧降下分に相当する。
【０２２９】
図２１（Ｅ）に示されるように、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間では、ローサイド電圧は０となる。ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっている期間では、ハイサイド電圧はＶ１となる。先に述べたように、Ｖ１は、電源５０から供給される電圧に概ね等しい。
【０２３０】
図２１（Ｆ）に示されるように、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間では、ハイサイド電流はＩ１となる。ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっている期間では、ハイサイド電流は０となる。
【０２３１】
図２１（Ｇ）に示されるように、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間では、ローサイド電流はＩ２となる。ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっている期間では、ローサイド電流は０となる。配線の故障が生じておらず、ヒーター４０が正常に動作しているときには、Ｉ１とＩ２とは互いに等しい。
【０２３２】
尚、ハイサイド電圧取得部２２によるハイサイド電圧の取得等は、常時連続的に行われるのではなく、特定のタイミングで繰り返し行われる。本実施形態においては、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間、及びローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっている期間、のそれぞれにおいて、ハイサイド電圧等の取得が１回ずつ行われる。
【０２３３】
図２１では、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間において、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流の各値が取得されるタイミングが、時刻ｔ１１、ｔ３１として示されている。これらはいずれも、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなってから所定の期間が経過した時刻として設定されている。
【０２３４】
また、図２１では、ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっている期間において、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流の各値が取得されるタイミングが、時刻ｔ０１、ｔ２１として示されている。これらはいずれも、ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなってから所定の期間が経過した時刻として設定されている。
【０２３５】
電流や電圧を取得するタイミングは、適宜変更してもよい。例えば、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間が比較的長い場合には、当該期間において複数回、ハイサイド電圧等が取得されることとしてもよい。
【０２３６】
図２１の例では、ローサイドスイッチ２８がＯＮとなっている期間と、ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっている期間とが概ね等しくなっている。つまり、駆動信号のデューティが５０％となっている。動作制御部３１は、駆動信号のデューティを適宜変更することで、ヒーター４０における発熱量を調整し、ヒーター４０の発熱部の温度を所定の目標温度に一致させることができる。そのために行われる処理の内容は、図５や図６を参照しながら説明したものと同様であるから、具体的な説明については省略する。
【０２３７】
本実施形態における、故障検出部３３による故障の判定方法について説明する。図２２には、ローサイドスイッチ２８がＯＦＦとなっているとき、すなわちヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときに、ハイサイド電圧等のそれぞれがとり得る値の範囲が、図９と同様の方法により示されている。
【０２３８】
図２２に示されるように、ヒーター４０がＯＦＦとなっており、且つ正常時においては、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが、電源５０の電圧と概ね等しい電圧となっている。電流の流れる経路はローサイドスイッチ２８によって遮断されているので、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。
【０２３９】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じているときには、その影響により、センス電圧及びローサイド電圧のいずれもが０となっている。断線箇所よりも電源５０側の部分には、電源５０からの電圧が印加された状態となっているので、ハイサイド電圧は正常時と同じ値となっている。ローサイド電圧、ハイサイド電流及びローサイド電流は、正常時と同様にいずれも０のままとなっている。
【０２４０】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが、正常時と同じ値となっている。
【０２４１】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているときには、その影響により、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のいずれもが０となっている。このとき、地絡箇所と接地部２９との間は同電位となるので、ローサイド電流の値は０となる。一方、電源５０と地絡箇所との間が短絡されるので、ハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えていない場合には、両者間に過電流が流れる。このため、ハイサイド電流の値は正常時よりも高い値となる。ハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えている場合には、過電流が直ちに遮断される。このため、ハイサイド電流の値は０となる。
【０２４２】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、センス配線２２１で断線故障が生じているときには、その影響により、センス電圧取得部２３で取得されるセンス電圧が０となっている。ハイサイド電圧及びローサイド電圧は、いずれも正常時と同じ値となっている。また、ハイサイド電流及びローサイド電流も、正常時と同様に０となっている。
【０２４３】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、センス配線２２１で天絡故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが、正常時と同じ値となっている。
【０２４４】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、センス配線２２１で地絡故障が生じているときには、その影響により、センス電圧及びローサイド電圧がいずれも０となっている。ハイサイド電圧は正常時と同じ値となっている。このとき、ハイサイド配線２１１とセンス配線２２１との間では電位差が生じることとなるので、当該電位差に起因してヒーター４０には電流が流れてしまい、ハイサイド電流の値は正常時よりも高い値となる。一方、ローサイド電流の値は０のままとなっている。
【０２４５】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ローサイド配線２３１で断線故障が生じているときには、その影響により、ローサイド電圧が０となっている。ハイサイド電圧及びセンス電圧は、正常時と同じ値となっている。また、ハイサイド電流及びローサイド電流も、正常時と同様に０となっている。
【０２４６】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じているときには、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが、正常時と同じ値となっている。この点は、ハイサイドスイッチ２７等が保護回路２７２を備えていても備えていなくても変わらない。
【０２４７】
ヒーター４０がＯＦＦとなっており、ローサイド配線２３１で地絡故障が生じているときには、その影響によりローサイド電圧が０となっている。また、電源５０と地絡箇所との間では電流が流れており、ヒーター４０では電圧降下が生じているので、センス電圧は、電源５０の電圧よりは低く且つローサイド電圧よりは高い値となっている。上記のように、電源５０と地絡箇所との間では電流が流れているので、ハイサイド電流は通常時よりも高い値となっている。一方、ローサイド電流は０のままとなっている。
【０２４８】
以上のように、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときに、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれがとり得る値の組み合わせは、各配線で生じた故障の種類や箇所に応じて、正常時における組み合わせとは異なるものとなる。従って、本実施形態に係る故障検出部３３は、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて、配線で生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することとしている。
【０２４９】
図２２（Ａ）に示される点線ＤＬ１は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるハイサイド電圧よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じたときにおけるハイサイド電圧よりも高い値として設定されている。後に説明するように、故障検出部３３は、取得されたハイサイド電圧を上記の閾値と比較することで、ハイサイド電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０２５０】
図２２（Ｂ）に示される点線ＤＬ２及び点線ＤＬ３は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、センス電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。本実施形態では、異常時においてセンス電圧のとり得る値が２つ存在するので、これらを区別するために２つの閾値が設定されている。点線ＤＬ２で示される閾値は、ローサイド配線２３１で地絡故障が生じたときにおけるセンス電圧よりも高く、且つ、正常時におけるセンス電圧よりも低い値として設定されている。また、点線ＤＬ３で示される閾値は、ハイサイド配線２１１で断線故障や地絡故障が生じたときにおけるセンス電圧、センス配線２２１で断線故障や地絡故障が生じたときにおけるセンス電圧、のそれぞれよりも高く、且つ、ローサイド配線２３１で地絡故障が生じたときにおけるセンス電圧よりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたセンス電圧をこれら２つの閾値と比較することで、センス電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」には、後述の「ＬＯ異常１」及び「ＬＯ異常２」の２種類が含まれる。
【０２５１】
図２２（Ｃ）に示される点線ＤＬ４は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、ローサイド電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるローサイド電圧よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１で断線故障や地絡故障が生じたときにおけるローサイド電圧、センス配線２２１で地絡故障が生じたときにおけるローサイド電圧、及びローサイド配線２３１で断線故障や地絡故障が生じたときにおけるローサイド電圧、のそれぞれよりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたローサイド電圧を上記の閾値と比較することで、ローサイド電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０２５２】
図２２（Ｄ）に示される点線ＤＬ５は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド電流が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるハイサイド電流の値よりも高く、且つ、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じておりハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えていないときにおけるハイサイド電流、センス配線２２１で地絡故障が生じたときにおけるハイサイド電流、及びローサイド配線２３１で地絡故障が生じたときにおけるハイサイド電流、のそれぞれよりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたハイサイド電流を上記の閾値と比較することで、ハイサイド電流が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０２５３】
故障が発生しているか否かに拘らず、ローサイド電流の値は常に正常時と同じ値となる。このため、図２２（Ｅ）では、判別の閾値を示す点線が示されていない。
【０２５４】
図２２（Ｆ）に示される点線ＤＬ７は、ヒーター４０がＯＦＦとなっているときにおいて、電流偏差が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時における電流偏差よりも高く、且つ、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じておりハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えていないときにおける電流偏差、センス配線２２１で地絡故障が生じたときにおける電流偏差、及びローサイド配線２３１で地絡故障が生じたときにおける電流偏差、のそれぞれよりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、算出された電流偏差を上記の閾値と比較することで、電流偏差が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０２５５】
図２３には、ヒーター４０がＯＮとなっているとき、すなわちヒーター４０への通電がＯＮとなっているときに、ハイサイド電圧等のそれぞれがとり得る値の範囲が、図１０と同様の方法により示されている。
【０２５６】
図２３に示されるように、ヒーター４０がＯＮとなっており、且つ正常時においては、ハイサイド電圧は０よりも高く、電源５０の電圧と概ね等しくなっている。また、センス電圧も０よりも高くなっているのであるが、ヒーター４０を電流が流れて電圧降下が生じているので、センス電圧は電源５０の電圧よりは低くなっている。ローサイド配線２３１は接地部２９に繋がっているので、ローサイド電圧は０となっている。ヒーター４０を電流が流れるので、ハイサイド電流及びローサイド電流はいずれも０よりも高く、両者は互いに等しい値となっている。
【０２５７】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じているときには、その影響により、センス電圧及びローサイド電圧のいずれもが０となっている。断線箇所よりも電源５０側の部分には、電源５０からの電圧が印加された状態となっているので、ハイサイド電圧は正常時と同じ値となっている。電流の流れる経路は断線によって遮断されているので、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のいずれもが０となっている。
【０２５８】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ハイサイド配線２１１で天絡故障が生じているときには、正常時と同様に、ハイサイド配線２１１には電源５０の電圧が印加されることとなる。このため、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のそれぞれが、正常時と同じ値となっている。このとき、ヒーター４０には電流が流れているのであるが、天絡箇所と電源５０との間は同電位となるので、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡箇所と接地部２９との間には正常時と同様に電流が流れるので、ローサイド電流の値は正常時と同じ値となっている。
【０２５９】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているときには、その影響により、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のいずれもが０となっている。電源５０と地絡箇所との間が短絡されるので、ハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えていない場合には、両者間に過電流が流れる。このため、ハイサイド電流の値は正常時よりも高い値となる。ハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えている場合には、過電流が直ちに遮断される。このため、ハイサイド電流の値は０となる。地絡箇所と接地部２９との間は同電位となるので、ローサイド電流の値は０となっている。
【０２６０】
ヒーター４０がＯＮとなっており、センス配線２２１で断線故障が生じているときには、ハイサイド電圧及びローサイド電圧のそれぞれが、正常時と同じ値となる。一方、断線箇所よりもセンス電圧取得部２３側の部分は、分圧回路であるセンス電圧取得部２３を介して接地された状態となるので、センス電圧の値は０となる。センス配線２２１の断線は、ヒーター４０を流れる電流には影響を与えない。このため、ハイサイド電流の値及びローサイド電流の値は、いずれも正常時と同じ値となっている。
【０２６１】
ヒーター４０がＯＮとなっており、センス配線２２１で天絡故障が生じているときには、その影響により、センス電圧の値が正常時よりも高い値となっている。ハイサイド電圧の値及びローサイド電圧の値は、いずれも正常時と同じ値となっている。このとき、天絡箇所と電源５０との間は同電位となるので、両者の間に電流は流れず、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡によってセンス電圧が高くなることで、ローサイド電流の値は正常時よりも高い値となっている。
【０２６２】
ヒーター４０がＯＮとなっており、センス配線２２１で地絡故障が生じているときには、その影響によりセンス電圧が０となる。ハイサイド電圧の値及びローサイド電圧の値は、いずれも正常時と同じ値となっている。このとき、センス電圧が通常時よりも低くなるので、ハイサイド電流の値は正常時よりも僅かに高い値となる。また、地絡箇所と接地部２９との間は同電位となるので、ローサイド電流の値は０となっている。
【０２６３】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ローサイド配線２３１で断線故障が生じているときには、断線箇所よりも電源５０側の部分が、電源５０の電位と同じになる。このため、ハイサイド電圧は通常時と同じ値になっており、センス電圧は通常時よりも高い値となっている。一方、ローサイド電圧の値は０となる。また、断線によって電流は遮断されるので、ハイサイド電流及びローサイド電流の値はいずれも０となっている。
【０２６４】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じているときには、天絡箇所よりも電源５０側の部分が、電源５０の電位と同じになる。このため、ハイサイド電圧は通常時と同じ値になっており、センス電圧及びローサイド電圧は通常時よりも高い値となっている。このとき、天絡箇所と電源５０との間は同電位となるので、両者の間に電流は流れず、ハイサイド電流の値は０となる。一方、天絡箇所と接地部２９との間が短絡されるので、ローサイドスイッチ２８が保護回路２７２を備えていない場合には、両者間に過電流が流れる。このため、ローサイド電流の値は正常時よりも高い値となる。ローサイドスイッチ２８が保護回路２７２を備えている場合には、過電流が直ちに遮断される。このため、ローサイド電流の値は０となる。
【０２６５】
ヒーター４０がＯＮとなっており、ローサイド配線２３１で地絡故障が生じているときには、正常時と同様に、ローサイド配線２３１は接地部２９と同じ電位となる。このため、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧のそれぞれが、正常時と同じ値となっている。このとき、ヒーター４０には電流が流れているのであるが、地絡箇所と接地部２９との間は同電位となるので、ローサイド電流の値は０となる。一方、電源５０と地絡箇所との間には正常時と同様に電流が流れるので、ハイサイド電流の値は正常時と同じ値となっている。
【０２６６】
以上のように、ヒーター４０がＯＮとなっているときに、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれがとり得る値の組み合わせも、各配線で生じた故障の種類や箇所に応じて、正常時における組み合わせとは異なるものとなる。従って、本実施形態に係る故障検出部３３は、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、及びローサイド電流のそれぞれに基づいて、配線で生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することとしている。
【０２６７】
図２３（Ａ）に示される点線ＤＬ１１は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、ハイサイド電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるハイサイド電圧よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じたときにおけるハイサイド電圧よりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたハイサイド電圧を上記の閾値と比較することで、ハイサイド電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０２６８】
図２３（Ｂ）に示される点線ＤＬ１２及び点線ＤＬ１３は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、センス電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。本実施形態では、故障時においてセンス電圧のとり得る値が２つ存在するので、これらを区別するために２つの閾値が設定されている。点線ＤＬ１２で示される閾値は、センス配線２２１やローサイド配線２３１で天絡故障が生じたときにおけるセンス電圧、及びローサイド配線２３１で断線故障が生じたときにおけるセンス電圧よりも低く、且つ、正常時におけるセンス電圧よりも高い値として設定されている。
【０２６９】
また、点線ＤＬ１３で示される閾値は、正常時におけるセンス電圧よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１で断線故障や地絡故障が生じたときにおけるセンス電圧、及びセンス配線２２１で断線故障や地絡故障が生じたときにおけるセンス電圧、のそれぞれよりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたセンス電圧をこれら２つの閾値と比較することで、センス電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」には、後述の「ＬＯ異常」及び「ＨＩ異常」の２種類が含まれる。
【０２７０】
図２３（Ｃ）に示される点線ＤＬ１４は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、ローサイド電圧が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるローサイド電圧よりも高く、且つ、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じたときにおけるローサイド電圧よりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたローサイド電圧を上記の閾値と比較することで、ローサイド電圧が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０２７１】
図２３（Ｄ）に示される点線ＤＬ１５は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、ハイサイド電流が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるハイサイド電流よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１に断線故障又は天絡故障が生じているときにおけるハイサイド電流、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じておりハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えているときにおけるハイサイド電流、センス配線２２１で天絡故障が生じているときにおけるハイサイド電流、ローサイド配線２３１に断線故障又は天絡故障が生じているときにおけるハイサイド電流、のそれぞれよりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたハイサイド電流を上記の閾値と比較することで、ハイサイド電流が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０２７２】
図２３（Ｅ）に示される点線ＤＬ１６は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、ローサイド電流が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時におけるローサイド電流よりも低く、且つ、ハイサイド配線２１１に断線故障又は地絡故障が生じているときにおけるローサイド電流、センス配線２２１で地絡故障が生じているときにおけるローサイド電流、ローサイド配線２３１で天絡故障が生じておりハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えているときにおけるローサイド電流、及びローサイド配線２３１に断線故障又は地絡故障が生じているときにおけるローサイド電流、のそれぞれよりも高い値として設定されている。故障検出部３３は、取得されたローサイド電流を上記の閾値と比較することで、ローサイド電流が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＬＯ異常」のことである。
【０２７３】
図２３（Ｆ）に示される点線ＤＬ１７は、ヒーター４０がＯＮとなっているときにおいて、電流偏差が正常値か異常値かを判別するために設定された閾値である。当該閾値は、正常時における電流偏差よりも高く、且つ、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じておりハイサイドスイッチ２７が保護回路２７２を備えていないときにおける電流偏差、センス配線２２１又はローサイド配線２３１で地絡故障が生じているときにおける電流偏差、のそれぞれよりも低い値として設定されている。故障検出部３３は、算出された電流偏差を上記の閾値と比較することで、電流偏差が正常値か異常値かを判別する。この場合の「異常値」とは、後述の「ＨＩ異常」のことである。
【０２７４】
故障検出部３３によって行われる故障検出の具体的な方法について説明する。本実施形態でも、故障検出は、図１１に示される一連の処理を故障検出部３３が実行することにより行われる。ただし、本実施形態では、図１１のステップＳ２３、ステップＳ２４、ステップＳ２６、及びステップＳ２７で実行される具体的な処理の内容において、第１実施形態と異なっている。
【０２７５】
以下では、第１実施形態と異なる点についてのみ説明する。図１１のステップＳ２２に続くステップＳ２３では、ステップＳ２２で取得されたそれぞれの値を、図２２を参照しながら説明した閾値と比較し、当該値が正常値か異常値かを判別する処理が行われる。
【０２７６】
図２４に示されるフローチャートは、本実施形態において、図１１のステップＳ２３において実行される処理の具体的な流れを示すものである。当該処理の最初のステップＳ１１１では、ハイサイド電圧が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２２の点線ＤＬ１で示される閾値のことである。ハイサイド電圧が閾値よりも低い場合には、ステップＳ１１２に移行する。ステップＳ１１２では、ハイサイド電圧が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、ハイサイド電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ１１２の後はステップＳ１１４に移行する。
【０２７７】
ステップＳ１１１において、ハイサイド電圧が閾値以上となっている場合には、ステップＳ１１３に移行する。ステップＳ１１３では、ハイサイド電圧が正常値であると判定される。ステップＳ１１３の後はステップＳ１１４に移行する。
【０２７８】
ステップＳ１１４では、センス電圧が第２閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「第２閾値」とは、図２２の点線ＤＬ２で示される閾値のことである。センス電圧が第２閾値よりも低い場合にはステップＳ１１５に移行する。
【０２７９】
ステップＳ１１５では、センス電圧が第１閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「第１閾値」とは、図２２の点線ＤＬ３で示される閾値のことである。センス電圧が第１閾値よりも低い場合にはステップＳ１１６に移行する。ステップＳ１１６では、センス電圧が「ＬＯ異常１」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常１」とは、センス電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値や第１閾値よりも低くなっていることを示すものである。ステップＳ１１６の後はステップＳ１１９に移行する。
【０２８０】
ステップＳ１１５において、センス電圧が第１閾値以上となっている場合には、ステップＳ１１７に移行する。ステップＳ１１７では、センス電圧が「ＬＯ異常２」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常２」とは、センス電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には第１閾値以上となっており、且つ正常値や第２閾値よりも低くなっていることを示すものである。ステップＳ１１７の後はステップＳ１１９に移行する。
【０２８１】
ステップＳ１１４において、センス電圧が第２閾値以上となっている場合には、ステップＳ１１８に移行する。ステップＳ１１８では、センス電圧が正常値であると判定される。ステップＳ１１８の後はステップＳ１１９に移行する。
【０２８２】
ステップＳ１１９では、ローサイド電圧が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２２の点線ＤＬ４で示される閾値のことである。ローサイド電圧が閾値よりも低い場合には、ステップＳ１２０に移行する。ステップＳ１２０では、ローサイド電圧が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、ローサイド電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ１２０の後はステップＳ１２２に移行する。
【０２８３】
ステップＳ１１９において、ローサイド電圧が閾値以上となっている場合には、ステップＳ１２１に移行する。ステップＳ１２１では、ローサイド電圧が正常値であると判定される。ステップＳ１２１の後はステップＳ１２２に移行する。
【０２８４】
ステップＳ１２２では、ハイサイド電流が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２２の点線ＤＬ５で示される閾値のことである。ハイサイド電流が閾値よりも高い場合には、ステップＳ１２３に移行する。ステップＳ１２３では、ハイサイド電流が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、ハイサイド電流が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ１２３の後はステップＳ１２５に移行する。
【０２８５】
ステップＳ１２２において、ハイサイド電流が閾値以下となっている場合には、ステップＳ１２４に移行する。ステップＳ１２４では、ハイサイド電流が正常値であると判定される。ステップＳ１２４の後はステップＳ１２５に移行する。
【０２８６】
ステップＳ１２５では、ハイサイド電流の値からローサード電流の値を差し引くことにより電流偏差が算出された後、当該電流偏差が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２２の点線ＤＬ７で示される閾値のことである。電流偏差が閾値よりも高い場合には、ステップＳ１２６に移行する。ステップＳ１２６では、電流偏差が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、電流偏差が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ１２６の後は、図２４に示される一連の処理を終了し、図１１の処理に戻る。
【０２８７】
ステップＳ１２５において、電流偏差が閾値以下となっている場合には、ステップＳ１２７に移行する。ステップＳ１２７では、電流偏差が正常値であると判定される。ステップＳ１２７の後は、図２４に示される一連の処理を終了し、図１１の処理に戻る。
【０２８８】
以上に説明したように、図１１のステップＳ２３において、故障検出部３３は、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差からなるそれぞれのパラメータについて、個別に設定された閾値と比較することにより、各パラメータの値が正常値か異常値かを判別している。このため、ステップＳ２３の処理が完了した時点においては、ハイサイド電圧等のそれぞれのパラメータについて、その値が正常値であるか異常値であるかの判別がなされた状態となっている。
【０２８９】
ステップＳ２３に続くステップＳ２４では、上記それぞれの判別の結果に基づいて、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおける各配線の故障が判定される。その判定方法について、図２６を参照しながら説明する。
【０２９０】
図２６のうち上段部分、すなわち「ヒーターＯＦＦ時」と表記された部分においては、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときの、各パラメータについての判別結果と、そのとき生じている故障の態様との関係が示されている。
【０２９１】
図２６では、例えば、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じているときにおいては、センス電圧がＬＯ異常１となり、ローサイド電圧がＬＯ異常となり、その他のパラメータが正常値となることが示されている。換言すれば、センス電圧がＬＯ異常１となっており、ローサイド電圧がＬＯ異常となっており、その他のパラメータが正常値となっているときには、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じていると判定できることが示されている。このように、各パラメータの判別結果の組み合わせに基づけば、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所の両方を特定することができる。
【０２９２】
そこで、図１１のステップＳ２４では、ステップＳ２３で得られた判別結果の組み合わせ、つまり、それぞれのパラメータについての、正常値か異常値かの判別結果の組み合わせに応じて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することとしている。
【０２９３】
ただし、図２６に示されるように、いずれかの配線において天絡故障が生じた際には、各パラメータについての判別結果がいずれも正常値となってしまう。このため、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいては、天絡故障が生じたことを判定することができない。
【０２９４】
しかしながら、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて天絡故障が生じても、正常時と同様にヒーター４０には通電が行われず、過電流が生じることもないのであるから、天絡故障を判定することができなくても特に問題は生じない。
【０２９５】
一方、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、いずれかの配線で地絡故障が生じると、ヒーター４０において予期せぬ発熱が生じたり、一部において過電流が生じたりする可能性がある。故障検出部３３は、いずれかの配線で地絡故障が生じた場合には、その旨及び故障が生じた箇所を特定することができるので、例えば、安全のためにハイサイドスイッチ２７をＯＦＦに切り換えるなどの対応を行うことが可能となる。
【０２９６】
ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差からなるそれぞれのパラメータについての全ての判別結果と、図２６とを照らし合わせれば、天絡故障を除き、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所の両方を特定することができる。しかしながら、全ての判別結果を図２６と照らし合わせるのではなく、一部の判別結果のみを図１４と照らし合わせて故障検出を行うことも可能である。このような故障検出の方法については後に説明する。
【０２９７】
図１１のステップＳ２５に続くステップＳ２６では、ステップＳ２５で取得されたそれぞれの値を、図２３を参照しながら説明した閾値と比較し、当該値が正常値か異常値かを判別する処理が行われる。
【０２９８】
図２５に示されるフローチャートは、本実施形態において、図１１のステップＳ２６において実行される処理の具体的な流れを示すものである。当該処理の最初のステップＳ１３１では、ハイサイド電圧が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２３の点線ＤＬ１１で示される閾値のことである。ハイサイド電圧が閾値よりも低い場合には、ステップＳ１３２に移行する。ステップＳ１３２では、ハイサイド電圧が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、ハイサイド電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ１３２の後はステップＳ１３４に移行する。
【０２９９】
ステップＳ１３１において、ハイサイド電圧が閾値以上となっている場合には、ステップＳ１３３に移行する。ステップＳ１３３では、ハイサイド電圧が正常値であると判定される。ステップＳ１３３の後はステップＳ１３４に移行する。
【０３００】
ステップＳ１３４では、センス電圧が第１閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「第１閾値」とは、図２３の点線ＤＬ１３で示される閾値のことである。センス電圧が第１閾値よりも低い場合にはステップＳ１３５に移行する。ステップＳ１３５では、センス電圧が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、センス電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低くなっていることを示すものである。ステップＳ１３５の後はステップＳ１３９に移行する。
【０３０１】
ステップＳ１３４において、センス電圧が第１閾値以上であった場合には、ステップＳ１３６に移行する。ステップＳ１３６では、センス電圧が第２閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「第２閾値」とは、図２３の点線ＤＬ１２で示される閾値のことである。センス電圧が第２閾値よりも高い場合にはステップＳ１３７に移行する。ステップＳ１３７では、センス電圧が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、センス電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高くなっていることを示すものである。ステップＳ１３７の後はステップＳ１３９に移行する。
【０３０２】
ステップＳ１３６において、センス電圧が第２閾値以下となっている場合には、ステップＳ１３８に移行する。ステップＳ１３８では、センス電圧が正常値であると判定される。ステップＳ１３８の後はステップＳ１３９に移行する。
【０３０３】
ステップＳ１３９では、ローサイド電圧が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２３の点線ＤＬ１４で示される閾値のことである。ローサイド電圧が閾値よりも高い場合には、ステップＳ１４０に移行する。ステップＳ１４０では、ローサイド電圧が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、ローサイド電圧が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ１４０の後はステップＳ１４２に移行する。
【０３０４】
ステップＳ１３９において、ローサイド電圧が閾値以下となっている場合には、ステップＳ１４１に移行する。ステップＳ１４１では、ローサイド電圧が正常値であると判定される。ステップＳ１４１の後はステップＳ１４２に移行する。
【０３０５】
ステップＳ１４２では、ハイサイド電流が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２３の点線ＤＬ１５で示される閾値のことである。ハイサイド電流が閾値よりも低い場合には、ステップＳ１４３に移行する。ステップＳ１４３では、ハイサイド電流が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、ハイサイド電流が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ１４３の後はステップＳ１４５に移行する。
【０３０６】
ステップＳ１４２において、ハイサイド電流が閾値以上となっている場合には、ステップＳ１４４に移行する。ステップＳ１４４では、ハイサイド電流が正常値であると判定される。ステップＳ１４４の後はステップＳ１４５に移行する。
【０３０７】
ステップＳ１４５では、ローサイド電流が閾値よりも低いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２３の点線ＤＬ１６で示される閾値のことである。ローサイド電流が閾値よりも低い場合には、ステップＳ１４６に移行する。ステップＳ１４６では、ローサイド電流が「ＬＯ異常」であると判定される。ここでいう「ＬＯ異常」とは、ローサイド電流が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも低い値となっていることを示すものである。ステップＳ１４６の後はステップＳ１４８に移行する。
【０３０８】
ステップＳ１４５において、ローサイド電流が閾値以上となっている場合には、ステップＳ１４７に移行する。ステップＳ１４７では、ローサイド電流が正常値であると判定される。ステップＳ１４７の後はステップＳ１４８に移行する。
【０３０９】
ステップＳ１４８では、ハイサイド電流の値からローサード電流の値を差し引くことにより電流偏差が算出された後、当該電流偏差が閾値よりも高いか否かが判定される。ここでいう「閾値」とは、図２３の点線ＤＬ１７で示される閾値のことである。電流偏差が閾値よりも高い場合には、ステップＳ１４９に移行する。ステップＳ１４９では、電流偏差が「ＨＩ異常」であると判定される。ここでいう「ＨＩ異常」とは、電流偏差が異常値であることを示すものであり、具体的には正常値よりも高い値となっていることを示すものである。ステップＳ１４９の後は、図２５に示される一連の処理を終了し、図１１の処理に戻る。
【０３１０】
ステップＳ１４８において、電流偏差が閾値以下となっている場合には、ステップＳ１５０に移行する。ステップＳ１５０では、電流偏差が正常値であると判定される。ステップＳ１５０の後は、図２５に示される一連の処理を終了し、図１１の処理に戻る。
【０３１１】
以上に説明したように、図１１のステップＳ２６において、故障検出部３３は、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差からなるそれぞれのパラメータについて、個別に設定された閾値と比較することにより、各パラメータの値が正常値か異常値かを判別している。このため、ステップＳ２６の処理が完了した時点においては、ハイサイド電圧等のそれぞれのパラメータについて、その値が正常値であるか異常値であるかの判別がなされた状態となっている。
【０３１２】
ステップＳ２６に続くステップＳ２７では、上記それぞれの判別の結果に基づいて、ヒーター４０への通電がＯＮとなっているときにおける各配線の故障が判定される。その判定方法について、図２６を再び参照しながら説明する。
【０３１３】
図２６のうち下段部分、すなわち「ヒーターＯＮ時」と表記された部分においては、ヒーター４０への通電がＯＮとなっているときの、各パラメータについての判別結果と、そのとき生じている故障の態様との関係が示されている。
【０３１４】
図２６では、例えば、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じているときにおいては、センス電圧がＬＯ異常となり、ハイサイド電流がＬＯ異常となり、ローサイド電流がＬＯ異常となり、その他のパラメータが正常値となることが示されている。換言すれば、センス電圧がＬＯ異常となっており、ハイサイド電流がＬＯ異常となっており、ローサイド電流がＬＯ異常となっており、その他のパラメータが正常値となっているときには、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じていると判定できることが示されている。このように、各パラメータの判別結果の組み合わせに基づけば、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所の両方を特定することができる。
【０３１５】
そこで、図１１のステップＳ２７では、ステップＳ２６で得られた判別結果の組み合わせ、つまり、それぞれのパラメータについての、正常値か異常値かの判別結果の組み合わせに応じて、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所を特定することとしている。
【０３１６】
図２６に示されるように、ヒーター４０への通電がＯＮとなっているときにおいては、各パラメータの判別結果の組み合わせと、故障の態様及び箇所とは、１対１で対応している。従って、ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差からなるそれぞれのパラメータについての全ての判別結果と、図２６とを照らし合わせれば、生じた故障の態様、及び当該故障が生じた箇所の両方を特定することができる。しかしながら、全ての判別結果を図２６と照らし合わせるのではなく、一部の判別結果のみを図２６と照らし合わせて故障検出を行うことも可能である。このような故障検出の方法については後に説明する。
【０３１７】
ところで、仮に、制御装置１０がセンス電圧取得部２３を備えておらず、図１１のステップＳ２６の判定がハイサイド電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差についてのみ行われるような場合には、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じた場合における各判別結果の組み合わせと、ローサイド配線２３１で断線故障が生じた場合における各判別結果の組み合わせとが、完全に一致してしまうこととなる。従って、このような場合には、断線故障が生じたことは判定することができるが、ハイサイド配線２１１及びローサイド配線２３１のどちらで断線故障が生じたのかについては判定することができない。
【０３１８】
しかしながら、本実施形態の制御装置１０はセンス電圧取得部２３を備えており、取得されたセンス電圧についての判別結果にも基づいて故障検出が行われる。これにより、ハイサイド配線２１１で断線故障が生じた場合と、ローサイド配線２３１で断線故障が生じた場合との間で、各判別結果の組み合わせが異なることとなるので、どちらの配線で断線故障が生じたのかについても判定することが可能となる。
【０３１９】
ハイサイド電圧等の全ての判別結果ではなく、一部の判別結果のみを図２６と照らし合わせて故障検出を行う方法の例について説明する。図２７に示される一連の処理は、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているか否かを判定するために行われる処理となっている。当該処理は、例えば、図１１のステップＳ２３の処理に続けて行われる。
【０３２０】
当該処理の最初のステップＳ１６１では、ハイサイド電圧がＬＯ異常であるか否かが判定される。ハイサイド電圧がＬＯ異常である場合にはステップＳ１６２に移行する。ステップＳ１６２では、センス電圧がＬＯ異常１であるか否かが判定される。センス電圧がＬＯ異常１である場合にはステップＳ１６３に移行する。ステップＳ１６３では、ローサイド電圧がＬＯ異常であるか否かが判定される。ローサイド電圧がＬＯ異常であった場合にはステップＳ１６４に移行する。ステップＳ１６４では、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じていると判定される。
【０３２１】
ステップＳ１６１においてハイサイド電圧がＬＯ異常ではなかった場合、ステップＳ１６２においてセンス電圧がＬＯ異常１ではなかった場合、及びステップＳ１６３においてローサイド電圧がＬＯ異常ではなかった場合には、いずれもステップＳ１６５に移行する。ステップＳ１６５では、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じていないと判定される。
【０３２２】
このように、図２７に示される処理によれば、ハイサイド電圧、センス電圧、及びローサイド電圧からなる３つのパラメータの判別結果に応じて、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているか否かを判定することができる。ハイサイド電圧、センス電圧、ローサイド電圧、ハイサイド電流、ローサイド電流、及び電流偏差、からなる全てパラメータの判別結果に基づく必要が無いので、例えば、故障検出のためのプログラムの処理を簡素化することが可能となる。
【０３２３】
ここでは、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているか否かを判定する方法について説明したが、その他の故障についても、一部のパラメータの判別結果に応じて判定することが可能である。判定に用いられるパラメータの種類や数は、判定すべき故障の種類に応じて適宜設定すればよい。図２８には、各故障を判定する方法の例を論理回路図として示してある。
【０３２４】
例えば、最も上段の「ハイサイド配線  断線」と記載された部分では、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド電圧が正常値となり、センス電圧がＬＯ異常１となり、ローサイド電圧がＬＯ異常となり、ハイサイド電流が正常値となった場合には、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じたと判定されることが示されている。また、ヒーター４０への通電がＯＮとなっているときにおいて、ハイサイド電圧が正常値となり、センス電圧がＬＯ異常となり、ローサイド電圧が正常値となり、ハイサイド電流がＬＯ異常となり、ローサイド電流がＬＯ異常となった場合にも、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じたと判定されることが示されている。このように、ハイサイド配線２１１において断線故障が生じたか否かの判定は、４つ又は５つのパラメータについての各判別結果の組み合わせに応じて行うことができる。当該判定の結果が出力される部分には「Ｒ１」の符号が付されている。
【０３２５】
同様に、ハイサイド配線２１１において天絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ２」の符号が付されており、ハイサイド配線２１１において地絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ３」の符号が付されている。
【０３２６】
また、センス配線２２１において断線故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ４」の符号が付されており、センス配線２２１において天絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ５」の符号が付されており、センス配線２２１において地絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ６」の符号が付されている。
【０３２７】
更に、ローサイド配線２３１において断線故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ７」の符号が付されており、ローサイド配線２３１において天絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ８」の符号が付されており、ローサイド配線２３１において地絡故障が生じたか否かの判定結果が出力される部分には「Ｒ９」の符号が付されている。
【０３２８】
Ｒ１乃至Ｒ９によって、ハイサイド配線２１１の断線故障、ハイサイド配線２１１の天絡故障、ハイサイド配線２１１の地絡故障、センス配線２２１の断線故障、センス配線２２１の天絡故障、センス配線２２１の地絡故障、ローサイド配線２３１の断線故障、ローサイド配線２３１の天絡故障、及びローサイド配線２３１の地絡故障のうち、どの故障が発生しているのかを特定することが可能となる。図２８において「Ｒ０」の符号が付されているのは、制御装置１０の全体が正常であるか否かを示す判定結果が出力される部分である。Ｒ１乃至Ｒ９のいずれかにおいて、故障が生じたとの判定結果が出力されると、Ｒ０においては故障を示す判定結果が出力される。
【０３２９】
故障検出のために用いられるパラメータの選び方は、図２７や図２８に示される例に限られない。図２９に示される一連の処理は、ヒーター４０への通電がＯＦＦとなっているときにおいて、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているか否かを判定するために行われる処理の他の例となっている。当該処理は、図２７に示される一連の処理に換えて実行することができる。
【０３３０】
当該処理の最初のステップＳ１７１では、ハイサイド電圧がＬＯ異常であるか否かが判定される。ハイサイド電圧がＬＯ異常である場合にはステップＳ１７２に移行する。ステップＳ１７２では、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じていると判定される。
【０３３１】
ステップＳ１７１においてハイサイド電圧がＬＯ異常ではなかった場合には、ステップＳ１７３に移行する。ステップＳ１７３では、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じていないと判定される。
【０３３２】
このように、図２９に示される処理によれば、ハイサイド電圧のみからなる１つのパラメータの判別結果に応じて、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているか否かを判定することができる。判定に用いられるパラメータの数が少なくなることで、故障検出のためのプログラムの処理を更に簡素化することが可能となる。
【０３３３】
ここでは、ハイサイド配線２１１で地絡故障が生じているか否かを判定する方法の他の例について説明したが、その他の故障についても、図２８に示される方法とは異なる方法で判定することができる。図３０には、各故障を判定する方法の他の例を論理回路図として示してある。その表記方法は図２８と同様であるから、詳細な説明については省略する。
【０３３４】
尚、図２８や図３０に示した判定方法の例は、電流偏差についての判別結果を用いることなく故障検出が行われる例となっている。しかしながら、電流偏差についての判別結果を用いて故障検出を行ってもよいことはいうまでもない。電流偏差についての判別結果を用いて故障検出を行う場合の利点は、第１実施形態において説明したものと同じである。
【０３３５】
以上に説明したように、制御装置１０がローサイド駆動型の制御装置として構成されている場合であっても、第１実施形態と同様の方法で故障検出を行うことができ、第１実施形態で説明したものと同様の効果を得ることができる。
【０３３６】
尚、本実施形態でも、図１９を参照しながら説明したものと同様に閾値を変更することができる。また、図２０を参照しながら説明したものと同様に、故障時においてハイサイドスイッチ２７又はローサイドスイッチ２８をＯＦＦに切り換えることができる。
【０３３７】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
【０３３８】
本開示に記載の制御装置及び制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置及び制御方法は、１つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置及び制御方法は、１つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと１つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された１つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。
【符号の説明】
【０３３９】
１０：制御装置
２２：ハイサイド電圧取得部
２３：センス電圧取得部
２４：ローサイド電圧取得部
２５：ハイサイド電流取得部
２６：ローサイド電流取得部
２９：接地部
３３：故障検出部
４０：ヒーター
５０：電源
２１１：ハイサイド配線
２２１：センス配線
２３１：ローサイド配線
４１０：発熱電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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