(57)【要約】  リレーを遮断してその故障診断を実施する場合であっても、故障診断をより多く実施することができる技術を提供する。  本発明に係る車載制御装置は、電磁負荷が通電している期間においてリレーを遮断した上で、前記リレーに対して直列に接続されている箇所の電圧に基づき、前記リレーの故障を診断する。
2017013934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導負荷の通電電流を遮断するリレーを制御する車載制御装置において、
前記車載制御装置は、
前記電磁誘導負荷の通電中に所定時間前記リレーを遮断し、
前記リレーを遮断したときの前記リレーに直列な箇所の電圧に基づいて前記リレーを診断する
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の車載制御装置において、
前記リレーと前記電磁誘導負荷との間にコンデンサが接続されており、
前記車載制御装置は、前記電磁誘導負荷の駆動中に前記電磁誘導負荷に流れる電流を監視し、
前記所定時間は、前記リレーの遮断中に前記コンデンサ内の電荷を放電して前記電磁誘導負荷に流れている電流を補充できる時間である
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の車載制御装置において、
前記車載制御装置は、
前記リレーの遮断中は前記コンデンサ内の電荷を放電して前記電磁誘導負荷に流れている電流を補充できる時間を算出し、
前記リレーを当該時間だけ遮断したときにおける前記リレーに直列の箇所の電圧を算出する
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項４】
請求項１から３いずれか１項記載の車載制御装置において、
前記車載制御装置は、
前記電磁誘導負荷に流れる電流が定常状態の間だけ、前記リレーを遮断し、
前記電磁誘導負荷に流れる電流が過渡的に変動している間は、前記リレーを遮断させずに前記リレーの故障診断を行う
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項５】
請求項１から４いずれか１項記載の車載制御装置において、
前記車載制御装置は、
前記電磁誘導負荷を駆動する信号のデューティ比が前記リレーの遮断可能と判断する閾値範囲内にあるときに、前記リレーを遮断する
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項６】
請求項２から３いずれか１項記載の車載制御装置において、
前記車載制御装置は、
前記リレーの故障診断後、前記コンデンサに電圧が充電されるまで、前記リレーの故障診断を中断する
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項７】
請求項１から３いずれか１項記載の車載制御装置において、
前記車載制御装置は、
前記リレーを遮断している間に降下した前記リレーに直列な箇所の電圧を複数回監視し、前記リレーを診断する
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項８】
請求項１から７いずれか１項記載の車載制御装置において、
前記電磁誘導負荷は、複数の電磁誘導負荷を備え、前記複数の電磁誘導負荷は前記リレーと直列な箇所に並列に接続されており、
前記車載制御装置は、前記複数の電磁誘導負荷のうち、通電中の電磁誘導負荷の数が所定数よりも少ないときに、前記リレーに直列な箇所の電圧を監視する
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項９】
請求項１から８いずれか１項記載の車載制御装置において、
前記車載制御装置は、前記リレーに直列な箇所と接地電位との電位差に基づいて、前記リレーを診断する
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項１０】
電磁誘導負荷と直列に接続されたリレーを制御する車載制御装置において、
前記電磁誘導負荷の通電を制御する制御回路、
前記リレーに直列な箇所の電圧値を検出する電圧検出回路、
を備え、
前記制御回路は、前記電磁誘導負荷の通電中に所定時間前記リレーを遮断させたときの前記電圧検出回路の出力値に基づいて、前記リレーを診断する
ことを特徴とする車載制御装置。
【請求項１１】
電磁誘導負荷、
前記電磁誘導負荷の通電電流を遮断するリレー、
前記電磁誘導負荷と前記リレーとを制御する車載制御装置、
を備えた車載制御システムにおいて、
前記車載制御装置は、
前記電磁誘導負荷の通電中に所定時間間前記リレーを遮断し、
前記リレーを遮断したときの前記リレーに直列な箇所の電圧に基づいて前記リレーを診断する
ことを特徴とする車載制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁負荷を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車が搭載する負荷制御装置において、負荷を駆動してコンデンサの電荷を放電することにより、電源と負荷を接続するリレーが故障しているか否かを診断している。下記特許文献１〜２は、電磁負荷を駆動する回路において、リレーの故障診断に関する技術を記載している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９３０５７号公報
【特許文献２】特開２００８−０６８８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１〜２においては、リレーを遮断した後に負荷駆動回路を動作させてリレーに接続されたコンデンサの電荷を放電している。そのため、負荷駆動の制御精度に影響が生じない期間（例えば、制御装置が起動した直後、負荷が作動しない程度の動作電圧などを用いて負荷駆動回路が動作している期間、など）に限定して、リレーの故障診断を実施している。このように故障診断を実施する期間を限定した場合、故障診断を実施する回数が相応に少なくなり、リレーの故障を検出する頻度が低くなる可能性がある。【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、リレーを遮断してその故障診断を実施する場合であっても、故障診断をより多く実施することができる技術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】
本発明に係る車載制御装置は、電磁負荷が通電している期間においてリレーを遮断した上で、前記リレーに対して直列に接続されている箇所の電圧に基づき、前記リレーの故障を診断する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る車載制御装置によれば、リレーを遮断してその故障診断を実施しつつ、故障診断の頻度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施形態１に係るＥＣＵ１１を搭載した車両の自動変速機の構成を模式的に示す図である。
【図２】ＥＣＵ１１の回路構成図である。
【図３】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。
【図４】マイコン２１が実行する割り込み処理を説明するフローチャートである。
【図５】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。
【図６】実施形態２に係るＥＣＵ１１の回路構成図である。
【図７】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。
【図８】マイコン２１が実行する割り込み処理を説明するフローチャートである。
【図９】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。
【図１０】実施形態３に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。
【図１１】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。
【図１２】実施形態４に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。
【図１３】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。
【図１４】実施形態５に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。
【図１５】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。
【図１６】実施形態６に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。
【図１７】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。
【図１８】実施形態７に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。
【図１９】実施形態８に係るＥＣＵ１１の回路構成図である。
【図２０】実施形態８に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。
【図２１】マイコン２１が実行する割り込み処理を説明するフローチャートである。
【図２２】ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。
【図２３】実施形態９に係るＥＣＵ１１の回路構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜実施の形態１：装置構成＞
図１は、本発明の実施形態１に係るＥＣＵ１１（電子制御変速装置）を搭載した車両の自動変速機の構成を模式的に示す図である。エンジン１から出力された回転出力は変速機２に対して入力される。変速機２はその回転出力を減速し、駆動輪３に対して出力する。油圧回路５は、変速機２の変速比を制御する。油圧ポンプ４は、油圧回路５が動作するための油圧を生成する。電磁誘導負荷（ソレノイド）１４は、油圧回路５を切り替える。ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１１は、電磁誘導負荷１４を駆動するための負荷電流３３を出力する。
【００１０】
図２は、ＥＣＵ１１の回路構成図である。ＥＣＵ１１は、マイコン２１、電源遮断リレー２２、電圧検出部２３、負荷駆動回路２５、コンデンサ２４を備える。
【００１１】
電源遮断リレー２２は、車載バッテリー１３の下流側と接続されている。電圧平滑用のコンデンサ２４と負荷駆動回路２５は、電源遮断リレー２２の下流側に互いに並列となるように接続される。電圧検出部２３は、電源遮断リレー２２の上流側と下流側それぞれに接続され、電源遮断リレー２２の上流電圧と下流電圧を監視し、その監視結果をマイコン２１に対して出力する。マイコン２１に対して入力される監視結果は、それぞれ上流電圧４２と下流電圧４３である。車載バッテリー１３の下流側にはスイッチ１２が接続され、ＥＣＵ１１を起動停止する際にオンオフされる。
【００１２】
電源遮断リレー２２は、リレー駆動信号３７によって駆動され、電源遮断リレー２２の下流側に配置された回路に対して電源電圧（車載バッテリー１３が供給する電圧）を供給または遮断する。電源遮断リレー２２がオン（通電）であるとき、電源遮断リレー２２の上流電圧４２と下流電圧４３は同等となる。電源遮断リレー２２がオフ（遮断）であるとき、電源遮断リレー２２の上流電圧４２と下流電圧４３は互いに乖離した値となる。
【００１３】
負荷駆動回路２５は、電磁誘導負荷１４を駆動するための駆動電圧、および電磁誘導負荷１４に流れる通電電流３２を制御する回路である。負荷駆動回路２５は、駆動ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）２６、還流ダイオード２７、電流検出抵抗２８、電流検出部２９を備える。駆動ＩＣ２６は、電磁誘導負荷１４に対して通電電流３２を出力する。電流検出部２９は、電流検出抵抗２８を用いて実際の負荷電流３３を検出し、その結果を実電流信号３８としてマイコン２１に対して出力する。
【００１４】
マイコン２１は、目標電流と電流検出部２９から受け取った実電流信号３８との間の差分を算出し、その差分に基づき駆動ＩＣ２６を動作させる駆動信号３６のデューティを決定して駆動ＩＣ２６を動作させる。駆動信号３６のデューティが高い場合、通電電流３２は大きくなり、デューティが低い場合、通電電流３２は小さくなる。負荷電流３３は、駆動ＩＣ２６から出力される通電電流３２と、還流ダイオード２７から出力される還流電流３５とによって構成される。通電電流３２は駆動ＩＣ２６が動作している期間だけ流れ、非動作中は流れない。還流電流３５は、駆動ＩＣ２６が動作状態から非動作状態に変わった後の非動作期間中のみ流れる。
＜実施の形態１：装置動作＞
図３は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。以下図３の各ステップについて説明する。（図３：ステップＳ１００）
マイコン２１は起動後、マイコン２１自身やその周辺回路に対する自己故障診断を実施し、ＥＣＵ１１が負荷を正しく制御できる状態であることを確認した上で、通常制御モードへ移行する。通常制御中は、マイコン２１に対して入力される各種情報に基づき本フローチャートを繰り返し実行することにより、負荷電流３３を制御する。（図３：ステップＳ１１０）
マイコン２１は、後述の図４で説明するリレー診断フラグがオンであるか否かを判断する。リレー診断フラグがオンである場合は、ステップＳ１２０〜Ｓ１７０を実行する。リレー診断フラグがオフである場合は、ステップＳ２１０〜Ｓ２６０を実行する。ステップＳ２１０〜Ｓ２６０は、リレー故障診断の前に実施する前処理である。ステップＳ１２０〜Ｓ１７０は、リレー故障診断処理である。以下では説明の都合上、ステップＳ２１０〜Ｓ２６０を先に説明する。（図３：ステップＳ２１０〜Ｓ２６０：補足）
マイコン２１は、後述する図４のフローチャートにより、駆動信号３６の立ち上がりに同期して電源遮断リレー２２を遮断する。電源遮断リレー２２が遮断されている間、コンデンサ２４から放電電流３４を流し、電源遮断リレー２２の下流電圧４３を低下させる。低下した下流電圧４３が上限閾値と下限閾値の間に収まっている場合は、電源遮断リレー２２が正常であると判断する。ステップＳ２１０〜Ｓ２６０は、その診断において用いるパラメータをセットするための前処理に相当する。（図３：ステップＳ２１０〜Ｓ２２０）  マイコン２１は、負荷電流３３を計測する（Ｓ２１０）。マイコン２１は、電圧検出部２３から電源遮断リレー２２の下流電圧４３を取得する（Ｓ２２０）。（図３：ステップＳ２３０）
マイコン２１は、電源遮断リレー２２を遮断することができる時間（遮断可能時間）を算出する。電源遮断リレー２２の遮断可能時間とは、電源遮断リレー２２を遮断した状態において、コンデンサ２４から電荷を放出することにより放電電流３４を出力し、これを用いて通電電流３２を供給し続けることができる時間である。（図３：ステップＳ２３０：計算式）
一般的にコンデンサの容量Ｃ、電荷Ｑ、および両端電圧Ｖの関係は、「Ｃ＝Ｑ／Ｖ（式１）」によって表される。さらに電流Ｉ、電荷Ｑ、通電時間ｔの関係は、「Ｉ＝Ｑ／ｔ（式２）」によって表される。式１を変形して電荷Ｑを求め、式２を変形して時間ｔを求め、式１と式２を合成することにより、「ｔ＝Ｃ×Ｖ／Ｉ（式３）」を得ることができる。
【００１５】
式３において、ステップＳ２１０で計測した通電電流３２を電流Ｉ（コンデンサ２４の放電電流）とし、ステップＳ２２０で計測した下流電圧４３を電圧Ｖ（コンデンサ２４の両端電圧）とし、さらにコンデンサ２４の容量Ｃを用いて、電源遮断リレー２２の遮断可能時間を算出することができる。（図３：ステップＳ２３０：計算例）
例えば、コンデンサ２４の容量Ｃを１００ｕＦとし、電源遮断リレー２２の下流電圧４３を１３．５Ｖとし、電磁誘導負荷１４に流れる負荷電流３３を１００ｍＡとした場合、電源遮断リレー２２の遮断可能時間は、１３．５ｍｓとなる。（図３：ステップＳ２４０）
マイコン２１は、ステップＳ２３０において算出した遮断可能時間に基づき、電源遮断リレー２２を実際に遮断する時間（リレー遮断時間）をセットする。リレー遮断時間は、遮断可能時間よりも短い時間とする。リレー遮断時間が遮断可能時間よりも長いと、通電電流３２を補充する放電電流３４を供給し続けることができなくなり、通電電流不足により電磁誘導負荷１４を駆動する制御精度が低下するからである。（図３：ステップＳ２５０）
式３を変形すると、「Ｖ＝Ｉ×ｔ／ｃ（式４）」が得られる。マイコン２１は式４に基づき、電源遮断リレー２２を遮断している間に下流電圧４３が低下する量（低下電圧）を算出する。マイコン２１はさらに、算出した低下電圧に基づき、電源遮断リレー２２の故障診断において用いる上限閾値と下限閾値をセットする。後述するように、下流電圧４３が低下電圧分だけ低下しても上限閾値と下限閾値との間に収まる場合、電源遮断リレー２２は正常であると判断する。上限閾値と下限閾値は、回路バラツキなどを適宜考慮してセットする。（図３：ステップＳ２５０：計算例）
例えば、電源遮断リレー２２の遮断可能時間が１３．５ｍｓとし、実際に電源遮断リレー２２を遮断する時間を１０ｍｓとし、コンデンサ２４の容量Ｃを１００ｕＦとし、電磁誘導負荷１４に流れる負荷電流３３を１００ｍＡとした場合、式４を用いて、電源遮断リレー２２の下流電圧４３の低下電圧４４は１０［Ｖ］となる。つまり、電源遮断リレー２２を１０ｍｓ間遮断した場合、電源遮断リレー２２の下流電圧４３は３．５Ｖまで低下する。回路バラツキによる低下電圧が±１Ｖであると仮定した場合、上限閾値は４．５Ｖとなり、下限閾値は２．５Ｖとなる。（図３：ステップＳ２６０）
マイコン２１は、駆動ＩＣ２６の駆動信号３６が立ち上がったことを検出する機能をオンにする。本機能がオンになっている場合、後述の図４で説明するフローチャートが実行される。すなわちステップＳ２１０〜Ｓ２６０は、図４で示すフローチャートを割り込み処理により実行させるための前処理である。（図３：ステップＳ１２０）
マイコン２１は、電源遮断リレー２２を遮断してから現時刻までの間に、ステップＳ２４０で設定したリレー遮断時間が経過したか否かを判断する。経過時間は、後述の図４で説明するタイマにより計測する。リレー遮断時間を経過していない場合は、本フローチャートを終了する（電源遮断リレー２２の故障診断は実施しない）。リレー遮断時間が経過している場合、ステップＳ１３０へ進む。（図３：ステップＳ１３０〜Ｓ１４０）
マイコン２１は、下流電圧４３を計測する（Ｓ１３０）。マイコン２１は、下流電圧４３がステップＳ２５０でセットした上限閾値と下限閾値の間にあるか否かを判断する（Ｓ１４０）。下流電圧４３が上限閾値と下限閾値の間にある（電源遮断リレー２２が正常である）場合は、ステップＳ１６０へ進む。下流電圧４３が上限閾値と下限閾値の間にない（電源遮断リレー２２が異常である）場合は、ステップＳ１５０へ進む。（図３：ステップＳ１５０〜Ｓ１６０）
マイコン２１は、電源遮断リレー２２が異常であると判断した場合はリレー故障フラグをオンにセットし（Ｓ１５０）、電源遮断リレー２２が正常であると判断した場合はリレー診断フラグをオフした上で後述の図４で説明するタイマをリセットする（Ｓ１６０）。（図３：ステップＳ１７０）
マイコン２１は、電源遮断リレー２２をオンし、図３のフローチャートを終了する。
【００１６】
図４は、マイコン２１が実行する割り込み処理を説明するフローチャートである。マイコン２１は、駆動信号３６の立ち上がりに同期して、本フローチャートを実行する。以下図４の各ステップについて説明する。（図４：ステップＳ３００）
マイコン２１は、駆動信号３６の立ち上がりを検出する機能がオンになっているか否かを判断する。同機能がオンになっていない場合は、本フローチャートを終了する。同機能がオンになっている場合は、ステップＳ３１０に進む。（図４：ステップＳ３１０）
マイコン２１は、リレー診断フラグをオンする。これによりマイコン２１は、電源遮断リレー２２の故障診断を実行する動作モードに移行したことになる。（図４：ステップＳ３２０）
マイコン２１は、駆動信号３６の立ち上がりを検出する機能をオフする。これにより、電源遮断リレー２２の故障診断を実行している期間は、本フローチャートが実行されないことになる（Ｓ３００において「Ｎ」となる）。（図４：ステップＳ３３０〜Ｓ３４０）
マイコン２１は、電源遮断リレー２２をオフする（Ｓ３３０）。マイコン２１は、電源遮断リレー２２が遮断されている時間を計測するタイマを開始する（Ｓ３４０）。
【００１７】
図５は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。時刻ｔ１００からｔ１２０までは、負荷駆動回路２５の駆動信号の１周期を示す。時刻ｔ１００からｔ１１０は駆動信号３６がオンされている期間であり、電磁誘導負荷１４には通電電流３２が流れる。時刻ｔ１１０からｔ１２０は駆動信号３６がオフされている期間であり、電磁誘導負荷１４には還流電流３５が流れる。マイコン２１は、時刻ｔ２００からｔ２１０の間にステップＳ２１０からＳ２６０までを実行する。時刻ｔ３１０において、マイコン２１は駆動信号３６の立ち上がりを検知し、電源遮断リレー２２をオフする。時刻ｔ３１０からｔ３２０までがリレー遮断時間となり、下流電圧４３が低下する。マイコン２１は、時刻ｔ３２０で電源遮断リレー２２の故障診断を実行する。
＜実施の形態１：効果＞
本実施形態１に係るＥＣＵ１１は、電磁誘導負荷１４を駆動している通常制御期間においても、電源遮断リレー２２を遮断するとともにコンデンサ２４から放電電流３４を通電電流３２として補充することにより、電磁誘導負荷１４の駆動制御の精度に影響を与えることなく、電源遮断リレー２２の故障診断を実施することができる。これにより、電源遮断リレー２２の故障を検知する頻度を向上させることができる。
＜実施の形態２：装置構成＞
図６は、本発明の実施形態２に係るＥＣＵ１１の回路構成図である。本実施形態２において、ＥＣＵ１１は負荷駆動回路２５を２つ備える。これらを区別するため、図６において負荷駆動回路２５およびその構成要素に対して、添え字「ａ」「ｂ」をそれぞれ付与した。以下この添え字を用いてこれらを区別する。その他の構成は実施形態１と同様であるため、以下では主に差異点について説明する。
＜実施の形態２：装置動作＞
図７は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。図３と比較すると、ステップＳ２００が新たに追加されている。その他のステップは図３と同様である。（図７：ステップＳ２００）
マイコン２１は、いずれの負荷駆動回路２５を動作させている状態における通電電流３２について以下の処理を実施するのかを確認するため、動作している負荷駆動回路２５を識別する。
【００１８】
図８は、マイコン２１が実行する割り込み処理を説明するフローチャートである。図４と比較すると、ステップＳ３０１が新たに追加されている。その他のステップは図４と同様である。（図８：ステップＳ３０１）
マイコン２１は、ステップＳ２００において識別した負荷駆動回路２５がオンしている（動作中である）か否かを判断する。オンしていない場合は、本フローチャートを終了する。オンしている場合、ステップＳ３１０へ進む。
（図８：ステップＳ３０１：補足）
本ステップは、複数の負荷駆動回路２５を備える場合において、負荷駆動回路２５の動作タイミング間に位相差が生じたとしても、下流電圧４３の誤監視を防止することを目的としている。例えば、ステップＳ２００において２つの負荷駆動回路２５が動作している旨を識別したと仮定する。この場合、ステップＳ３０１を実施しなければ、例えば負荷駆動回路２５ａのみオンしている状態で電源遮断リレー２２をオフする可能性がある。つまり、ステップＳ２００からＳ２６０においては２つの負荷駆動回路２５ａと２５ｂが動作している前提の下でリレー遮断時間と低下電圧４４を算出しているにも関わらず、ステップＳ３２０においては負荷駆動回路２５ａのみがオンしている状態の下で電源遮断リレー２２をオフする可能性がある。そうすると、下流電圧４３が想定通りに低下せず、電源遮断リレー２２が正常であるにも関わらず下流電圧４３が上限閾値と下限閾値の間に収まらずに電源遮断リレー２２を故障していると誤判断してしまう可能性がある。一方で、ステップＳ３０１を実施することにより、ステップＳ２００からＳ２６０において低下電圧を算出する際における負荷駆動回路２５の動作状態と、ステップＳ３０１以降における負荷駆動回路２５の動作状態とが同一であることが保証されるので、上記のような誤診断を防止することができる。
【００１９】
図９は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。時刻ｔ１００からｔ２００までは実施形態１と同様である。時刻ｔ２００からｔ２１０までの間に、マイコン２１は動作中の負荷駆動回路２５を識別し、各負荷駆動回路の負荷電流を監視し、総負荷電流３３を算出する。時刻ｔ３００において、マイコン２１は駆動信号３６ａの立ち上がりを検知し、割り込み処理を実行する。時刻ｔ３００においては負荷駆動回路２５ａのみ動作しているため、ステップＳ３１０以降の処理は実行されない。時刻ｔ３１０において、マイコン２１は駆動信号３６ｂの立ち上がりを検知し、割り込み処理を実行する。時刻ｔ３１０においては負荷駆動回路２５ａと２５ｂともに動作しているので、ステップＳ３１０以降の処理が実行される。時刻ｔ３１０からｔ３２０までの時間は、ステップＳ２４０で設定されたリレー遮断時間である。マイコン２１は時刻ｔ３２０において電源遮断リレー２２の故障診断を実行する。
＜実施の形態２：効果＞
本実施形態２に係るＥＣＵ１１は、複数の負荷駆動回路２５間で位相差がある場合であっても、電磁誘導負荷１４の駆動制御の精度に影響を与えることなく、実施形態１と同様に電源遮断リレー２２の故障診断を実施することができる。
【００２０】
本実施形態２においては、ＥＣＵ１１が２つの負荷駆動回路２５を備える構成を示したが、負荷駆動回路２５を３つ以上備える場合であっても同様の効果を得られる。本実施形態２においては、複数の負荷駆動回路２５が動作している状態における電源遮断リレー２２の故障診断方法を記載したが、ＥＣＵ１１が複数の負荷駆動回路２５を備え、そのうち１つの負荷駆動回路２５が動作している状態で電源遮断リレー２２の故障診断を実施することもできる。さらに複数の負荷駆動回路２５が動作している状態で、かつ、負荷駆動回路２５間の位相差がない場合であっても、電源遮断リレー２２の故障診断を実施することもできる。
＜実施の形態３＞
図１０は、本発明の実施形態３に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。図３と比較すると、ステップＳ１０１が新たに追加されている。その他のステップは図３と同様である。ＥＣＵ１１の構成および図４のフローチャートについては実施形態１と同様である。（図１０：ステップＳ１０１）
マイコン２１は、負荷電流３３の目標値が一定であるか否か、および負荷電流３３が整定しているか否かを判断する。目標電流値が一定であり、かつ、負荷電流３３が整定している場合、ステップＳ１１０へ進む。目標電流値が一定でない場合、または、負荷電流３３が整定していない場合は、ステップＳ１６０へスキップする。すなわち、目標電流値が一定ではない状態や負荷電流３３が整定していない過渡状態においては、電源遮断リレー２２の故障診断を中断する。（図１０：ステップＳ１０１：補足その１）
負荷電流３３の目標値は、動作中に変更される場合がある。目標値が変更されると、マイコン２１は負荷電流３３をその変更後の目標値に向かって制御する。目標電流値が変化した直後から負荷電流３３が整定していない期間において、電源遮断リレー２２の故障診断を実施すると、以下の不具合が生じる可能性がある。ステップＳ２１０からＳ２６０においてリレー遮断時間と低下電圧を算出する際に用いた値と比較して実際の負荷電流３３が少ない場合、下流電圧４３の実際の低下分はステップＳ２５０において算出した低下電圧よりも少なくなり、電源遮断リレー２２が故障していると誤検知することになる。一方で実際の負荷電流３３が多い場合、コンデンサ２４からの放電電流３４だけでは負荷電流３３を補充できず電磁誘導負荷１４を十分に駆動できなくなり、制御精度が低下する。ステップＳ１０１により、故障の誤検知や制御精度の低下を回避することができる。
（図１０：ステップＳ１０１：補足その２）
負荷電流３３が整定しているか否かは、例えば、目標電流に対して負荷電流３３が９５％から１０５％の範囲内に収束しているか否か、などに基づき判断することができる。その他適当なルールにしたがって判断してもよい。
【００２１】
図１１は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。負荷電流３３と駆動信号３６はそれぞれのこぎり波と矩形波であるが、図１１においては模式的に直線で記載する。
【００２２】
マイコン２１は、時刻ｔ３１０において電源遮断リレー２２をオフし、故障診断を開始する。時刻ｔ３１１において目標電流値が目標値ａから目標値ｂに切り替わったと仮定する。時刻ｔ３１１からｔ４００までは、目標電流値が変化し、かつ、負荷電流３３が整定していない状態に相当する。マイコン２１はこの期間において、電源遮断リレー２２の故障診断を中断する。
【００２３】
時刻ｔ４００以降は、目標電流値が一定、かつ、負荷電流３３が整定している状態に相当する。マイコン２１はこの期間において、電源遮断リレー２２の故障診断を実施することができる。マイコン２１は、時刻ｔ２００からｔ２１０において、図５と同様にステップＳ２１０からＳ２６０までを実行する。マイコン２１は、時刻ｔ３１０からｔ３２０において、図５と同様に電源遮断リレー２２をオフし、故障診断を実施する。
＜実施の形態３：効果＞
本実施形態３に係るＥＣＵ１１は、負荷電流３３が過渡的に変化している期間においては電源遮断リレー２２の故障診断を中断する。これにより、故障の誤検知や電磁誘導負荷１４の駆動制御の精度低下を避けることができる。本実施形態３に係る構成および動作は例えば実施形態２に対して適用することもできる。
＜実施の形態４＞
図１２は、本発明の実施形態４に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。図３と比較すると、ステップＳ２０１が新たに追加されている。その他のステップは図３と同様である。ＥＣＵ１１の構成および図４のフローチャートについては実施形態１と同様である。（図１２：ステップＳ２０１）
マイコン２１は、駆動信号３６のデューティが、電源遮断リレー２２を遮断しても電磁誘導負荷１４の駆動制御の精度に対して影響が生じない程度であるか否かを確認する。すなわち、駆動信号３６のデューティがデューティ上限値とデューティ下限値の間にあるか否かを判断する。駆動信号３６のデューティがデューティ上限値とデューティ下限値の間にない場合、本フローチャートを終了する。駆動信号３６のデューティがデューティ上限値とデューティ下限値の間にある場合、ステップＳ２１０へ進む。ステップＳ２０１を追加することにより、以下に説明する故障見逃しや負荷駆動制御の精度低下を回避することができる。（図１２：ステップＳ２０１：補足その１）
コンデンサ２４からの放電電流３４に対して、通電電流３２が十分に小さい場合、つまり駆動信号３６のデューティが低い場合、電源遮断リレー２２をオフさせてコンデンサ２４から放電電流３４を流れさせたとしても、下流電圧４３の低下速度は遅い。そのため、電源遮断リレー２２を遮断させたことにより下流電圧４３が低下しているのか、それとも電源遮断リレー２２の上流電圧４２の電圧変動にともなって下流電圧４３が低下しているのか、正しく判断することができない。つまり、電源遮断リレー２２がショート故障していたとしても、故障が生じているのか否かを正しく判断することができず、故障を見逃す可能性がある。（図１２：ステップＳ２０１：補足その２）
一方で、コンデンサ２４からの放電電流３４に対して、通電電流３２が十分に大きい場合、すなわち駆動信号３６のデューティが高い場合、電源遮断リレー２２をオフさせてコンデンサ２４から放電電流３４を流れさせると、下流電圧４３の低下速度が速く、負荷電流３３を放電電流３４によって補充することができない可能性がある。つまり、通電電流３２が不足し、電磁誘導負荷１４を十分に駆動できなくなり、駆動制御の精度が低下する可能性がある。
【００２４】
図１３は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。負荷電流３３と駆動信号３６はそれぞれのこぎり波と矩形波であるが、図１３においては模式的に直線で記載する。
【００２５】
時刻ｔ５００以前は駆動信号３６がデューティ下限値以下であり、マイコン２１はこの期間において電源遮断リレー２２の故障診断を実施しない。時刻ｔ５１０以降は駆動信号３６がデューティ上限値以上であり、マイコン２１はこの期間において電源遮断リレー２２の故障診断を実施しない。時刻ｔ５００からｔ５１０の期間は、駆動信号３６のデューティがデューティ上限値とデューティ下限値の間にあり、マイコン２１はこの期間において電源遮断リレー２２の故障診断を実施する。
＜実施の形態４：効果＞
本実施形態４に係るＥＣＵ１１によれば、（ａ）コンデンサ２４からの放電電流３４に対して通電電流３２が十分に小さい場合に電源遮断リレー２２の故障を見逃す可能性を抑制するとともに、（ｂ）コンデンサ２４からの放電電流３４に対して通電電流３２が十分に大きい場合に電磁誘導負荷１４の駆動制御の精度が低下する可能性を抑制することができる。本実施形態４に係る構成および動作は例えば実施形態２に対して適用することもできる。
＜実施の形態５＞
図１４は、本発明の実施形態５に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。図３と比較すると、ステップＳ１０２〜Ｓ１０３およびＳ１８０が新たに追加されている。その他のステップは図３と同様である。ＥＣＵ１１の構成および図４のフローチャートについては実施形態１と同様である。（図１４：ステップＳ１８０）
マイコン２１は、コンデンサ２４の充電時間を計測開始する。現在の計測値はリセットする。電源遮断リレー２２の故障診断中は、下流電圧４３が低下しており、ステップＳ１７０において電源遮断リレー２２をオンした時点からコンデンサ２４の充電が始まり、下流電圧４３が上昇し始める。本ステップは、コンデンサ２４の充電開始時からその充電時間を計測するためのものである。（図１４：ステップＳ１０２）
マイコン２１は、コンデンサ２４を十分に充電できるだけの時間が経過したか否かを判断する。具体的には、充電時間が充電時間閾値を超えたか否かを判断する。充電時間が充電時間閾値を超えていない場合、本フローチャートを終了して電源遮断リレー２２の故障診断（ステップＳ１０３からＳ１８０）を実行しない。充電時間が充電時間閾値を超えている場合、ステップＳ１０３へ進む。充電時間閾値は、例えば式３においてコンデンサ２４の容量Ｃ、電圧Ｖ、コンデンサ２４の充電電流から求められる時間ｔを用いてセットすることができる。（図１４：ステップＳ１０３）
マイコン２１は、下流電圧４３が充電電圧閾値を超えているか否かを判断する。下流電圧４３が充電電圧閾値を超えていない場合、本フローチャートを終了して電源遮断リレー２２の故障診断（ステップＳ１１０からＳ１８０）を実行しない。下流電圧４３が充電電圧閾値を超えている場合、ステップＳ１１０へ進む。充電電圧閾値は、ステップＳ２２０で計測した下流電圧４３に対する任意の割合を設定してもよい。（図１４：ステップＳ１０２〜Ｓ１０３、Ｓ１８０：補足）
電源遮断リレー２２の故障診断が完了した直後は、下流電圧４３が低下している。この状態で、電源遮断リレー２２の故障診断を再開してしまうと、式３と式４により算出される電源遮断リレー２２のリレー遮断時間と低下電圧分は、極端に短い時間と小さい電圧になってしまう。そうすると電源遮断リレー２２が故障であっても、上流電圧４２において生じた電源変動により、正常状態と誤診断してしまう可能性がある。ステップＳ１０２、Ｓ１０３、Ｓ１８０を追加することにより、電源遮断リレー２２の故障診断が完了した直後は電源遮断リレー２２の故障診断を中断し、これにより誤診断を避けることができる。
【００２６】
図１５は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。負荷電流３３と駆動信号３６はそれぞれのこぎり波と矩形波であるが、図１５においては模式的に直線で記載する。
【００２７】
時刻ｔ６００からｔ２１０は、ステップＳ２１０からＳ２６０を実行する期間である。時刻ｔ３１０からｔ３２０は、ステップＳ１１０からＳ１８０を実行する期間である。マイコン２１は、電源遮断リレー２２の故障診断が完了する時刻ｔ３２０から、充電時間の計測を開始する。
【００２８】
時刻ｔ６００は、充電時間が充電時間閾値を超えたタイミングである。マイコン２１は、時刻ｔ６００において下流電圧４３を監視し、これが充電閾値を超えている場合、電源遮断リレー２２の故障診断を実施する。故障診断が完了した後、時刻ｔ３２０において、マイコン２１は充電時間を計測するためのタイマをリセットし、再度充電時間の計測を開始する。
＜実施の形態５：効果＞
本実施形態５にかかるＥＣＵ１１は、電源遮断リレー２２の故障診断が完了した直後は故障診断を再開しない。これにより、電源遮断リレー２２の誤診断を避けることができる。本実施形態５に係る構成および動作は例えば実施形態２に対して適用することもできる。
＜実施の形態６＞
図１６は、本発明の実施形態６に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。図３と比較すると、ステップＳ１２０からステップＳ１４０ｂ、およびステップＳ２４０とステップＳ２５０が変更されている。ＥＣＵ１１の構成および図４のフローチャートについては実施形態１と同様である。（図１６：ステップＳ２４０）
マイコン２１は、リレー遮断時間ａとリレー遮断時間ｂをセットする。リレー遮断時間ａは、リレー遮断時間ｂよりも短い時間にセットする。リレー遮断時間ｂは、電源遮断リレー２２を実際に遮断する時間（実施形態１におけるリレー遮断時間と同様）である。（図１６：ステップＳ２５０）
マイコン２１は、リレー遮断時間ａに基づいて、下流電圧４３ａの低下電圧ａを算出する。また、リレー遮断時間ｂに基づいて、下流電圧４３ｂの低下電圧ｂを算出する。マイコン２１はさらに、低下電圧ａとｂそれぞれに対応して、上限閾値ａとｂ、下限閾値ａとｂをセットする。下流電圧４３ａと４３ｂの区別については後述する。（図１６：ステップＳ１２０）
マイコン２１は、電源遮断リレー２２をオフしてから、リレー遮断時間ａが経過したか否かを判断する。リレー遮断時間ａを超えてない場合は本フローチャートを終了し、ステップＳ１３０ａ以降の電源遮断リレー２２の診断処理は実施しない。リレー遮断時間ａを超えている場合は、ステップＳ１３０ａに進む。（図１６：ステップＳ１３０ａ）
マイコン２１は、下流電圧４３ａを計測済みであるか否かを判断する。計測していない場合は、電源遮断リレー２２の下流電圧４３ａを計測する。計測している場合は、電源遮断リレー２２の下流電圧４３ａを計測しない。本フローチャートにおいては下流電圧４３を２回測定するので、これらを区別するため添え字ａとｂを用いた。（図１６：ステップＳ１３０ｂ）
マイコン２１は、電源遮断リレー２２をオフしてから、リレー遮断時間ｂが経過したか否かを判断する。リレー遮断時間ｂを超えてない場合は本フローチャートを終了し、ステップＳ１３１ｂ以降の電源遮断リレー２２の診断処理は実施しない。リレー遮断時間ｂを超えている場合は、ステップＳ１３１ｂへ進む。（図１６：ステップＳ１３０ｂ）
マイコン２１は、下流電圧４３ｂを計測する。（図１６：ステップＳ１４０ａ〜Ｓ１４０ｂ）
マイコン２１は、下流電圧４３ａが上限閾値ａと下限閾値ａの間にあるか否かを判断する（Ｓ１４０ａ）マイコン２１は、下流電圧４３ｂが上限閾値ｂと下限閾値ｂの間にあるか否かを判断する（Ｓ１４０ｂ）。ステップＳ１４０ａとステップＳ１４０ｂのいずれかの判断条件が成立しない場合、ステップＳ１５０へ進む。ステップＳ１４０ａとステップＳ１４０ｂの判断条件がどちらも成立する場合、ステップＳ１６０へ進む。（図１６：ステップＳ１６０）
マイコン２１は、リレー診断フラグとタイマをリセットすることに加えて、下流電圧４３ａと４３ｂをリセットする。
【００２９】
図１７は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。時刻ｔ３１０からｔ３２０の期間に電源遮断リレー２２がオフされる。時刻ｔ３１０はリレー遮断時間ａに対応し、時刻ｔ３２０はリレー遮断時間ｂに対応する。時刻ｔ３１１において、マイコン２１は下流電圧４３ａを計測する。時刻ｔ３２０において、マイコン２１は下流電圧４３ｂを計測する。マイコン２１は、時刻ｔ３１１と時刻ｔ３２０のそれぞれにおける下流電圧が上下限閾値ａとｂの間にあるか否かを判断する。
＜実施の形態６：効果＞
実施形態１においては、電源遮断リレー２２がショート故障し、かつ、電源遮断リレー２２の故障診断を実施しているときに、電源遮断リレー２２の上流電圧４２が変動し、下流電圧４３が低下すると、下流電圧４３が上下限閾値の範囲に入る場合がある。そうすると、電源遮断リレー２２がショート故障しているにも関わらず、マイコン２１は電源遮断リレー２２が正常であると誤診断してしまう。これに対し、本実施形態６に係るＥＣＵ１１は、電源遮断リレー２２がショート故障している状態においても、電源遮断リレー２２の下流電圧４３を複数回監視し、１度でも上下限閾値の範囲外であることを検知すれば、故障状態であると判断する。これにより、上記現象による誤診断を回避することができる。本実施形態６に係る構成および動作は例えば実施形態２に対して適用することもできる。本実施形態６におけるリレー遮断時間１を複数設定しても同様の効果が得られる。
＜実施の形態７＞
図１８は、本発明の実施形態７に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。ＥＣＵ１１の構成および図４のフローチャートについては実施形態１と同様である。
【００３０】
実施形態６においては、タイマがリレー遮断時間１とリレー遮断時間２を経過した時点で、下流電圧４３を計測することとした。本実施形態７においては、負荷駆動回路２５の駆動信号３６の立ち下がりタイミングにおいて、下流電圧４３を計測する。したがってマイコン２１は、時刻ｔ３１２からｔ３１４において下流電圧４３を計測する。下流電圧４３は、駆動信号３６に同期して階段状に低下するので、駆動信号３６に同期して下流電圧４３を計測する。マイコン２１は、時刻ｔ３１２からｔ３１４における各下流電圧４３が上下限閾値の範囲内であることを、時刻ｔ３２０において診断する。この手法によっても実施形態６と同様の効果が得られる。本実施形態７に係る構成および動作は例えば実施形態２に対して適用することもできる。
＜実施の形態８＞
図１９は、本発明の実施形態８に係るＥＣＵ１１の回路構成図である。本実施形態８においては、電流検出部２９は駆動ＩＣ２６の一部として構成されている。負荷電流３３を制御する処理は、駆動ＩＣ２６が備える電流制御部５１によって実施される。したがって本実施形態８においては、実施形態１と異なり、マイコン２１は駆動信号３６の立ち上がりを検出することができない。そこで本実施形態８においては、ＥＣＵ１１は電圧検出部５２をさらに備える。電圧検出部５２は、駆動ＩＣ２６の出力端子波形（すなわち負荷電圧）を監視し、その結果を負荷電圧３１としてマイコン２１に対して通知する。マイコン２１は、電源遮断リレー２２をオフするタイミングを出力端子波形の立ち上がりに同期させる。
【００３１】
図２０は、本実施形態８に係るＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する手順を説明するフローチャートである。本フローチャートは図３と概ね同様であるが、ＥＣＵ１１の上記構成に対応して、ステップＳ２６０においてマイコン２１は、負荷電圧３１が立ち上がったことを検出する機能をオンにする。
【００３２】
図２１は、マイコン２１が実行する割り込み処理を説明するフローチャートである。本フローチャートは図４と概ね同様であるが、ＥＣＵ１１の上記構成に対応して、ステップＳ３００においてマイコン２１は、負荷電圧３１の立ち上がりを検出する機能がオンになっているか否かを判断する。
【００３３】
図２２は、ＥＣＵ１１が電源遮断リレー２２の故障診断を実施する過程を説明するタイミングチャートである。図２２は、駆動信号３６に代えて負荷電圧３１を用いる点を除き、図５と同様である。時刻ｔ１００からｔ１１０の期間は駆動ＩＣ２５から負荷電圧３１を供給するので、負荷電圧３１は電源遮断リレー２２の下流電圧４３相当の電圧となる。時刻ｔ１１０からｔ１２０においては駆動ＩＣ２６が停止しており、還流電流３５が還流ダイオード２７を経由して電磁誘導負荷１４に流れる。したがって負荷電圧３１は、還流ダイオード２７の順方電圧分のマイナス電圧となる。時刻ｔ２００からｔ２１０において、マイコン２１は電源遮断リレー２２の故障診断の前処理（ステップＳ２１０からステップＳ２６０）を実行する。時刻ｔ３１０において、マイコン２１は負荷電圧３１の立ち上がり検知し、ステップＳ１２０からステップＳ１７０を実行する。
＜実施の形態８：効果＞
本実施形態８に係るＥＣＵ１１は、負荷電流３３を制御するための駆動信号３６をマイコン２１が直接監視できない回路構成において、負荷電圧３１を用いて実施形態１と同様に電源遮断リレー２２の故障診断を実行することができる。本実施形態８に係る構成は、例えば実施形態２のように複数の負荷駆動回路２５を備える回路構成において適用することもできる。
＜実施の形態９＞
図２３は、本発明の実施形態９に係るＥＣＵ１１の回路構成図である。本実施形態９においては、実施形態１と比較して、負荷駆動回路２５をローサイドタイプに変更した点が異なる。ローサイドタイプの負荷駆動回路２５においても、実施形態１と同様の効果を得ることが可能である。また実施形態２のように、ローサイドタイプの負荷駆動回路２５を複数備えるＥＣＵ１１においても、実施形態２と同様の効果を得ることができる。
＜本発明の変形例について＞
本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換える事が可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について他の構成の追加・削除・置換をすることができる。
【００３４】
実施形態１から９は、車両用自動変速機のＥＣＵ１１について記載しているが、本発明は車両用自動変速機に限定されず、電磁誘導負荷を駆動する同様の回路構成を備える車両用制御装置（例えば、エンジン制御装置）に対して適用した場合であっても、本発明と同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００３５】
１１：ＥＣＵ、２１：マイコン、２２：電源遮断リレー、２３：電圧検出部、２４：コンデンサ、２５：負荷駆動回路、２７：還流ダイオード、３３：負荷電流、３４：放電電流、３５：還流電流。
【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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【国際調査報告】
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