(57)【要約】【課題】複数の回路の故障を個別に検出する。【解決手段】故障検出装置１０は、直流電源と基準電位点との間に、互いに直列に接続された複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４と、複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４の接続点Ｎ１〜Ｎ４のいずれかに接続され、当該接続点の電圧ＶＳが出力される出力端子２１と、複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４のいずれかと各々が並列に接続され、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄのいずれかと各々が接続され、接続された回路１１Ａ〜１１Ｄからの故障検出信号Ｓ１〜Ｓ４によりオン及びオフが切り替わる複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４とを備え、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、電圧ＶＳが異なる値となるように複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４の抵抗値ｒ０〜ｒ４が設定されている。【選択図】図１
2020051779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と基準電位点との間に、互いに直列に接続された複数の抵抗器と、
前記複数の抵抗器の接続点のいずれかに接続され、当該接続点の電圧が出力される出力端子と、
前記複数の抵抗器のいずれかと各々が並列に接続され、複数の回路のいずれかと各々が接続され、接続された前記回路からの故障検出信号によりオン及びオフが切り替わる複数のスイッチ素子とを備え、
複数のスイッチ素子のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、前記電圧が異なる値となるように前記複数の抵抗器の抵抗値が設定されている
故障検出回路。
【請求項２】
前記複数の抵抗器は、前記複数のスイッチ素子のいずれかが並列に接続される複数の第１抵抗器と、前記複数の第１抵抗器と前記直流電源との間に接続された第２抵抗器とを含み、
前記出力端子は、前記複数の第１抵抗器と前記第２抵抗器との接続点に接続される
請求項１記載の故障検出回路。
【請求項３】
前記複数の抵抗器は、前記複数のスイッチ素子のいずれかが並列に接続される複数の第１抵抗器と、前記複数の第１抵抗器と前記基準電位点との間に接続された第２抵抗器とを含み、
前記出力端子は、前記複数の第１抵抗器と前記第２抵抗器との接続点に接続される
請求項１記載の故障検出回路。
【請求項４】
故障検出回路を用いた故障検出方法であって、
前記故障検出回路は、
直流電源と基準電位点との間に、互いに直列に接続された複数の抵抗器と、
前記複数の抵抗器の接続点のいずれかに接続され、当該接続点の電圧が出力される出力端子と、
前記複数の抵抗器のいずれかと各々が並列に接続され、前記複数の回路のいずれかと各々が接続され、接続された前記回路からの故障検出信号によりオン及びオフが切り替わる複数のスイッチ素子とを備え、
複数のスイッチ素子のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、前記電圧が異なる値となるように前記複数の抵抗器の抵抗値が設定されており、
前記故障検出方法は、
前記出力端子の電圧に基づき、前記複数の回路の各々に故障又は異常が発生しているか否かを判定する
故障検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、故障検出回路及び故障検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の回路からの複数の信号に基づく故障検知のための回路として、複数の抵抗器によって構成された抵抗ラダーを用いる回路が知られている。例えば、特許文献１には、過電圧保護回路からの信号線、及び過電流保護回路からの信号線が抵抗ラダーの異なる接続点に接続される構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０１８３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の構成では、複数の回路が同時に故障したことを検出することができないという課題がある。
【０００５】
本開示は、複数の回路の故障を個別に検出できる故障検出回路又は故障検出方法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】
【０００６】
本開示の一態様に係る故障検出回路は、直流電源と基準電位点との間に、互いに直列に接続された複数の抵抗器と、前記複数の抵抗器の接続点のいずれかに接続され、当該接続点の電圧が出力される出力端子と、前記複数の抵抗器のいずれかと各々が並列に接続され、複数の回路のいずれかと各々が接続され、接続された前記回路からの故障検出信号によりオン及びオフが切り替わる複数のスイッチ素子とを備え、複数のスイッチ素子のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、前記電圧が異なる値となるように前記複数の抵抗器の抵抗値が設定されている。
【発明の効果】
【０００７】
本開示は、複数の回路の故障を個別に検出できる故障検出回路又は故障検出方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施の形態に係る故障検出回路の構成を示す図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る故障検出回路におけるスイッチ素子の状態と出力電圧との一例を示す図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る故障検出回路の変形例の構成を示す図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る故障検出回路の変形例におけるスイッチ素子の状態と出力電圧との一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本開示の一態様に係る故障検出回路は、直流電源と基準電位点との間に、互いに直列に接続された複数の抵抗器と、前記複数の抵抗器の接続点のいずれかに接続され、当該接続点の電圧が出力される出力端子と、前記複数の抵抗器のいずれかと各々が並列に接続され、複数の回路のいずれかと各々が接続され、接続された前記回路からの故障検出信号によりオン及びオフが切り替わる複数のスイッチ素子とを備え、複数のスイッチ素子のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、前記電圧が異なる値となるように前記複数の抵抗器の抵抗値が設定されている。
【００１０】
これによれば、複数の回路からの故障検出信号の組み合わせに応じて出力端子に異なる電圧が出力される。よって、この電圧に基づき、複数の回路の故障を個別に検出できる。
【００１１】
例えば、前記複数の抵抗器は、前記複数のスイッチ素子のいずれかが並列に接続される複数の第１抵抗器と、前記複数の第１抵抗器と前記直流電源との間に接続された第２抵抗器とを含み、前記出力端子は、前記複数の第１抵抗器と前記第２抵抗器との接続点に接続されてもよい。
【００１２】
例えば、前記複数の抵抗器は、前記複数のスイッチ素子のいずれかが並列に接続される複数の第１抵抗器と、前記複数の第１抵抗器と前記基準電位点との間に接続された第２抵抗器とを含み、前記出力端子は、前記複数の第１抵抗器と前記第２抵抗器との接続点に接続されてもよい。
【００１３】
本開示の一態様に係る故障検出方法は、故障検出回路を用いた故障検出方法であって、前記故障検出回路は、直流電源と基準電位点との間に、互いに直列に接続された複数の抵抗器と、前記複数の抵抗器の接続点のいずれかに接続され、当該接続点の電圧が出力される出力端子と、前記複数の抵抗器のいずれかと各々が並列に接続され、前記複数の回路のいずれかと各々が接続され、接続された前記回路からの故障検出信号によりオン及びオフが切り替わる複数のスイッチ素子とを備え、複数のスイッチ素子のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、前記電圧が異なる値となるように前記複数の抵抗器の抵抗値が設定されており、前記故障検出方法は、前記出力端子の電圧に基づき、前記複数の回路の各々に故障又は異常が発生しているか否かを判定する。
【００１４】
これによれば、複数の回路からの故障検出信号の組み合わせに応じて出力端子に異なる電圧が出力される。よって、この電圧に基づき、複数の回路の故障を個別に検出できる。
【００１５】
なお、これらの包括的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラム及び記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。
【００１６】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１７】
まず、本実施の形態に係る故障検出システムの構成を説明する。図１は、本実施の形態に係る故障検出システムの構成を示す図である。この故障検出システムは、回路１１Ａ〜１１Ｄの故障又は異常を検出する。故障検出システムは、故障検出回路１０と、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄと、マイコン１２とを含む。
【００１８】
複数の回路１１Ａ〜１１Ｄは、自身の回路に故障又は異常が発生したかを検出し、自身の回路に故障又は異常が発生したか否かを示す故障検出信号Ｓ１〜Ｓ４を出力する。例えば、故障検出信号Ｓ１〜Ｓ４は、通常時にはローレベルであり、故障又は異常が発生した場合にハイレベルになる。なお、故障検出信号Ｓ１〜Ｓ４における故障又は異常の有無と論理値との関係は逆であってもよい。また、故障又は異常の有無と論理値との関係は、複数の故障検出信号Ｓ１〜Ｓ４において異なってもよい。また、回路１１Ａ〜１１Ｄの機能は特に限定されないが、例えば、過電圧保護回路又は過電流保護回路等である。また、回路１１Ａ〜１１Ｄは、自身の故障又は異常をするのではなく、システム内の他の回路（図示せず）、又はシステムの故障又は異常を検出してもよい。
【００１９】
故障検出回路１０は、故障又は異常の検出のために用いられる回路であり、抵抗ラダー２０と、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４と、出力端子２１とを備える。
【００２０】
抵抗ラダー２０は、電源電圧ＶＣＣを出力する直流電源と、基準電位点（ＧＮＤ）との間に、互いに直列に接続された複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４を含む。
【００２１】
複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、複数の抵抗器Ｒ１〜Ｒ４のいずれかと各々が並列に接続される。具体的には、スイッチ素子ＳＷ１は抵抗器Ｒ１と並列に接続され、スイッチ素子ＳＷ２は抵抗器Ｒ２と並列に接続され、スイッチ素子ＳＷ３は抵抗器Ｒ３と並列に接続され、スイッチ素子ＳＷ４は抵抗器Ｒ４と並列に接続される。
【００２２】
また、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４は、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄのいずれかと各々が接続され、接続された回路１１Ａ〜１１Ｄからの故障検出信号Ｓ１〜Ｓ４によりオン及びオフが切り替わる。具体的には、スイッチ素子ＳＷ１は、回路１１Ａに接続され、回路１１Ａからの故障検出信号Ｓ１によりオン及びオフが切り替わる。スイッチ素子ＳＷ２は、回路１１Ｂに接続され、回路１１Ｂからの故障検出信号Ｓ２によりオン及びオフが切り替わる。スイッチ素子ＳＷ３は、回路１１Ｃに接続され、回路１１Ｃからの故障検出信号Ｓ３によりオン及びオフが切り替わる。スイッチ素子ＳＷ４は、回路１１Ｄに接続され、回路１１Ｄからの故障検出信号Ｓ４によりオン及びオフが切り替わる。
【００２３】
出力端子２１は、抵抗器Ｒ０と抵抗器Ｒ１との接続点Ｎ１に接続され、接続点Ｎ１の電圧ＶＳが出力される。つまり、複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４は、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のいずれかが並列に接続される複数の第１抵抗器Ｒ１〜Ｒ４と、複数の第１抵抗器Ｒ１〜Ｒと直流電源との間に接続された第２抵抗器Ｒ０とを含む。出力端子２１は、複数の第１抵抗器Ｒ１〜Ｒ４と第２抵抗器Ｒ０との接続点Ｎ１に接続される。また、出力端子２１は、マイコン１２の入力ポートに接続される。
【００２４】
マイコン１２は、出力端子２１の電圧ＶＳに基づき、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄの各々が故障しているか否かを検出する制御部である。例えば、マイコン１２は、プロセッサとメモリとを備え、メモリに格納されているプログラムを実行することで、上記機能を実現する。
【００２５】
例えば、回路１１Ａ〜１１Ｄ及びマイコン１２は、個別の集積回路であり、故障検出回路１０は、ディスクリート回路である。なお、この構成は一例であり、故障検出回路１０は集積回路であってもよいし、故障検出回路１０、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄ及びマイコン１２のうち２以上が単一の集積回路として形成されてもよい。
【００２６】
ここで、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、電圧ＶＳが異なる値となるように複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４の抵抗値ｒ０〜ｒ４が設定されている。また、マイコン１２は、この複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンとオフとの複数の組み合わせと、電圧ＶＳとの関係を予め把握している。マイコン１２は、電圧ＶＳとこの関係とを用いて、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄの各々に故障又は異常が発生しているかを判定し、判定結果に応じた処理を行う。
【００２７】
図２は、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンとオフとの複数の組み合わせと電圧ＶＳとの関係を示す図である。また、図２は、電源電圧ＶＣＣ＝５Ｖ、抵抗値ｒ０＝５ｋΩ、抵抗値ｒ１＝２ｋΩ、抵抗値ｒ２＝３ｋΩ、抵抗値ｒ３＝４ｋΩ、抵抗値ｒ４＝８ｋΩの場合の電圧ＶＳの数値例を示す。
【００２８】
図２に示すように、抵抗値ｒ０〜ｒ４を適切に設定することで、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、電圧ＶＳが異なる値になる。例えば、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値ｒ１〜ｒ４は、少なくとも互いに異なる値に設定される。また、抵抗器Ｒ０の抵抗値ｒ０は、任意の値に設定可能であり、例えば、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値ｒ１〜ｒ４のいずれかと同じ値であってもよい。なお、図２に示す電圧ＶＳの数値例及び上記の抵抗値ｒ０〜ｒ４の値は一例であり、これに限定されるものでない。
【００２９】
以上により、マイコン１２は、出力端子２１の電圧ＶＳに基づき、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄの故障又は異常を個別に検出できる。このように、単一の電圧ＶＳに基づき、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄの故障又は異常を検出できるので、マイコン１２と故障検出回路１０との間に複数の信号線を設ける必要がなく、構成を簡略化できる。
【００３０】
なお、図１では、抵抗器Ｒ０と抵抗器Ｒ１との接続点Ｎ１の電圧ＶＳがマイコン１２に入力される例を示したが、複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４の接続点Ｎ１〜Ｎ４のいずれかの電圧がマイコン１２に入力されてもよい。言い換えると、出力端子２１は、複数の抵抗器Ｒ０〜Ｒ４の接続点Ｎ１〜Ｎ４のいずれかに接続され、当該接続点の電圧ＶＳを出力してもよい。また、接続点Ｎ２〜Ｎ４のいずれかに出力端子２１が接続される場合には、当該接続点と基準電位点（ＧＮＤ）との間に、スイッチ素子が並列接続されない抵抗器がさらに直列接続されることが好ましい。なお、当該抵抗器は、当該接続点と基準電位点（ＧＮＤ）との間のいずれの位置に直列接続されればよい。例えば、出力端子２１が接続点Ｎ３に接続される場合には、上記スイッチ素子と並列接続されない抵抗器は、接続点Ｎ３と抵抗器Ｒ３との間、接続点Ｎ４、及び、抵抗器Ｒ４と基準電位点との間のいずれかに直列接続される。
【００３１】
また、接続点Ｎ２〜Ｎ４のいずれかに出力端子２１が接続される場合には、抵抗器Ｒ０は、当該接続点と直流電源（ＶＣＣ）との間の任意の位置に直列接続されてもよい。例えば、出力端子２１が接続点Ｎ３に接続される場合には、抵抗器Ｒ０は、図１に示す場合と同様に直流電源と抵抗器Ｒ１との間に直列接続されてもよいし、接続点Ｎ２、又は、抵抗器Ｒ２と接続点Ｎ３との間に直列接続されてもよい。
【００３２】
上記の場合でも適切に複数の抵抗器の値を設定することで、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、出力端子２１の電圧ＶＳを異なる値にすることができる。
【００３３】
以下、本実施の形態の故障検出回路１０の変形例について説明する。図３は、本実施の形態の変形例に係る故障検出回路１０Ａの構成を示す図である。図３に示す故障検出回路１０Ａでは、図１に示す故障検出回路１０に対して、抵抗ラダー２０Ａが、抵抗器Ｒ０の代わりに抵抗器Ｒ５を備える点が異なる。また、出力端子２１は、抵抗器Ｒ４と抵抗器Ｒ５との接続点Ｎ５に接続される。つまり、抵抗ラダー２０Ａに含まれる複数の抵抗器Ｒ１〜Ｒ５は、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のいずれかが並列に接続される複数の第１抵抗器Ｒ１〜Ｒ４と、複数の第１抵抗器Ｒ１〜Ｒ４と基準電位点との間に接続された第２抵抗器Ｒ５とを含む。出力端子２１は、複数の第１抵抗器Ｒ１〜Ｒ４と第２抵抗器Ｒ５との接続点Ｎ５に接続される。
【００３４】
図４は、図３に示す故障検出回路１０Ａにおける、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンとオフとの複数の組み合わせと電圧ＶＳとの関係を示す図である。また、図４は、電源電圧ＶＣＣ＝５Ｖ、抵抗値ｒ１＝２ｋΩ、抵抗値ｒ２＝３ｋΩ、抵抗値ｒ３＝４ｋΩ、抵抗値ｒ４＝８ｋΩ、抵抗値ｒ５＝５ｋΩの場合の電圧ＶＳの数値例を示す。
【００３５】
図４に示すように、抵抗値ｒ１〜ｒ５を適切に設定することで、複数のスイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４のオンとオフとの複数の組み合わせにおいて、電圧ＶＳが異なる値になる。例えば、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値ｒ１〜ｒ４は、少なくとも互いに異なる値に設定される。また、抵抗器Ｒ５の抵抗値ｒ５は、任意の値に設定可能であり、例えば、抵抗器Ｒ１〜Ｒ４の抵抗値ｒ１〜ｒ４のいずれかと同じ値であってもよい。なお、図４に示す電圧ＶＳの数値例及び上記の抵抗値ｒ１〜ｒ５の値は一例であり、これに限定されるものでない。
【００３６】
以上により、マイコン１２は、出力端子２１の電圧ＶＳに基づき、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄの故障又は異常を個別に検出できる。このように、単一の電圧ＶＳに基づき、複数の回路１１Ａ〜１１Ｄの故障又は異常を検出できるので、マイコン１２と故障検出回路１０との間に複数の信号線を設ける必要がなく、構成を簡略化できる。
【００３７】
以上、本実施の形態に係る故障検出システム及び故障検出回路について説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。
【００３８】
例えば、図１及び図３では、４つの回路１１Ａ〜１１Ｄの故障を検出する場合を例に接続したが、故障検出対象の回路の数は複数であればよい。この場合、各回路に対して、並列接続されたスイッチ素子と抵抗器との組が設けられればよい。
【００３９】
また、上記説明では、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４がＮＰＮトランジスタである例を示したが、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４はＰＮＰトランジスタであってもよい。また、ＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタとが混在していもよい。また、スイッチ素子ＳＷ１〜ＳＷ４はバイポーラトランジスタに限定されるものではなく、ＭＯＳトランジスタ等の他の種類のトランジスタであってもよい。
【００４０】
また、本開示は、故障検出システムにより実行される、故障検出回路を用いた故障検出方法等として実現されてもよい。
【００４１】
以上、一つまたは複数の態様に係る故障検出回路及び故障検出システムについて、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、この実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、一つまたは複数の態様の範囲内に含まれてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本開示は、故障検出回路及び故障検出システム等に適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０、１０Ａ  故障検出回路
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ  回路
１２  マイコン
２０、２０Ａ  抵抗ラダー
２１  出力端子
Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５  抵抗器
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４  故障検出信号
ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４  スイッチ素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020051779.tif 000006