(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２のスイッチング素子を直列接続すると共に第３と第４のスイッチング素子を直列接続し、
第１の第２のスイッチング素子間に一方のモータ入力端子を接続すると共に第３と第４のスイッチング素子間に他方のモータ入力端子を接続してモータ駆動用のブリッジ回路を形成し、
このブリッジ回路を構成するスイッチング素子の故障診断を行う故障診断回路において、
モータの両入力端子にプルアップ／ダウン端子及びモニタ端子をそれぞれ接続し、
プルアップ／ダウン端子は、モータ入力端子に対し抵抗を介して故障診断用電圧を与えるプルアップ状態と、モータ入力端子に対し抵抗を介して接地電位を与えるプルダウン状態と、の２状態を選択的にとるものとし、
故障診断回路は、
プルアップ／ダウン端子の２状態を切り替えると共にスイッチング素子の何れか１つの素子を開閉し、
前記状態切替えと前記スイッチング素子の開閉との各組合せに対応したモニタ端子の電位変化を監視することで、前記開閉したスイッチング素子の故障診断を行うことを特徴とする故障診断回路。
【請求項２】
前記故障診断動作は、
スイッチング素子の全てを開状態のままでモータの両入力端子のプルアップ／ダウン端子の２状態を切り替える故障診断動作を行う過程と、
該過程の後に、
モータの両入力端子のプルアップ／ダウン端子の２状態を切り替えると共にスイッチング素子の何れか１つを閉状態とする故障診断動作を行う過程と、を備えることを特徴とする請求項１記載の故障診断回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モータ駆動用のブリッジ回路を構成するスイッチング素子の故障診断を行なうことができる故障診断回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
実開昭６２−１９８８９７号公報には、直流電源に抵抗を介して接続されたブリッジ回路のチェック回路が記載されている。
このチェック回路は、直流電源に直列にスイッチおよび該スイッチに並列に高インピーダンス素子を接続し、該スイッチを開放した時の該高インピーダンス素子間の電圧降下を検出する回路を設けたものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記チェック回路では、ブリッジ回路を構成する各スイッチング素子を個別に故障診断することができない。
また、各スイッチング素子のオープン故障とショート故障とを検出することができない。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
請求項１では、第１と第２のスイッチング素子を直列接続すると共に第３と第４のスイッチング素子を直列接続し、
第１の第２のスイッチング素子間に一方のモータ入力端子を接続すると共に第３と第４のスイッチング素子間に他方のモータ入力端子を接続してモータ駆動用のブリッジ回路を形成し、
このブリッジ回路を構成するスイッチング素子の故障診断を行う故障診断回路において、
モータの両入力端子にプルアップ／ダウン端子及びモニタ端子をそれぞれ接続し、
プルアップ／ダウン端子は、モータ入力端子に対し抵抗を介して故障診断用電圧を与えるプルアップ状態と、モータ入力端子に対し抵抗を介して接地電位を与えるプルダウン状態との２状態を選択的にとるものとし、
故障診断回路は、
プルアップ／ダウン端子の２状態を切り替えると共にスイッチング素子の何れか１つの素子を開閉し、
前記状態切替えと前記スイッチング素子の開閉との各組合せに対応したモニタ端子の電位変化を監視することで、前記開閉したスイッチング素子の故障診断を行うことを特徴とする。
これにより、各スイッチング素子のオープン故障、ショート故障のどちらの診断も行うことができる。また、この際にモータに通電する必要がない。
【０００５】
請求項２では、請求項１記載の故障診断回路において、前記故障診断動作は、スイッチング素子の全てを開状態のままでモータの両入力端子のプルアップ／ダウン端子の２状態を切り替える故障診断動作を行う過程と、
該過程の後に、
モータの両入力端子のプルアップ／ダウン端子の２状態を切り替えると共にスイッチング素子の何れか１つを閉状態とする故障診断動作を行う過程と、を備えることを特徴とする。
先にショート故障の診断を行い、後にオープン故障の診断を行うことで、診断過程で不要なモータ通電が生じることを防ぐことができる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る故障診断回路１の簡易回路図である。
【０００７】
ブリッジ回路は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）からなる第１〜第４のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４により構成される。
第１と第２のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を直列接続すると共に第３と第４のスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を直列接続している。
一方のモータ入力端子Ｍ＋がスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２間に接続されており、他方のモータ入力端子Ｍ−がスイッチング素子Ｑ３，Ｑ４間に接続されている。
一方のモータ入力端子Ｍ＋には、モニタ端子Ｔ＋が接続されている。
他方のモータ入力端子Ｍ−には、モニタ端子Ｔ−が接続されている。
【０００８】
故障診断回路１は、制御回路２を備えている。
また、抵抗Ｒ＋，Ｒ−と、一方のモータ入力端子Ｍ＋を抵抗Ｒ＋を介してプルアップする切換手段Ｕ＋と、一方のモータ入力端子Ｍ＋を抵抗Ｒ＋を介してプルダウンする切換手段Ｄ＋と、他方のモータ入力端子Ｍ−を抵抗Ｒ−を介してプルアップする切換手段Ｕ−と、他方のモータ入力端子Ｍ−を抵抗Ｒ−を介してプルダウンする切換手段Ｄ−と、を備えている。切換手段は、例えばリレーを用いて構成してもよい。
抵抗Ｒ＋の一方の端子はモータ入力端子Ｍ＋に接続され、抵抗Ｒ＋の他方の端子はプルアップ／ダウン端子Ｐ＋に接続されている。
抵抗Ｒ−の一方の端子はモータ入力端子Ｍ−に接続され、抵抗Ｒ−の他方の端子はプルアップ／ダウン端子Ｐ−に接続されている。
プルアップする故障診断用電圧（電位）は５Ｖであり、ブリッジ回路の電源電圧（電源電位）は１２Ｖである。プルアップ電圧は電源電圧よりも低くしている。ブリッジ回路は、例えば自動車に搭載されるモータ駆動用のブリッジ回路とし、車載バッテリ電圧により１２Ｖを生成してもよい。
【０００９】
マイクロコンピュータ等を備えて構成された車両制御用コントローラユニット（不図示）は、制御回路２の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭに各々制御出力信号を供給する。
制御回路２の入力端子は、Ｈレベル又はＬレベルの電位を入力とする３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭを備えてなる。
制御回路２は、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭにより構成される入力条件に基づいて制御信号を出力する。
制御信号は、Ｈレベル又はＬレベルの信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−と信号ＳＱ１〜ＳＱ４とからなる。
【００１０】
信号ＳＤ＋がＨレベルの場合は、切換手段Ｄ＋はオンして、モータ入力端子Ｍ＋は抵抗Ｒ＋を介してプルダウンされる。
信号ＳＤ−がＨレベルの場合は、切換手段Ｄ−はオンして、モータ入力端子Ｍ−は抵抗Ｒ−を介してプルダウンされる。
信号ＳＵ＋がＨレベルの場合は、切換手段Ｕ＋はオンして、モータ入力端子Ｍ＋は抵抗Ｒ＋を介してプルアップされる。
信号ＳＵ−がＨレベルの場合は、切換手段Ｕ−はオンして、モータ入力端子Ｍ−は抵抗Ｒ−を介してプルアップされる。
信号ＳＤ＋がＬレベルの場合は、切換手段Ｄ＋はオフする。
信号ＳＤ−がＬレベルの場合は、切換手段Ｄ−はオフする。
信号ＳＵ＋がＬレベルの場合は、切換手段Ｕ＋はオフする。
信号ＳＵ−がＬレベルの場合は、切換手段Ｕ−はオフする。
【００１１】
信号ＳＱ１がＨレベルの場合は、スイッチング素子Ｑ１はオンする。
信号ＳＱ２がＨレベルの場合は、スイッチング素子Ｑ２はオンする。
信号ＳＱ３がＨレベルの場合は、スイッチング素子Ｑ３はオンする。
信号ＳＱ４がＨレベルの場合は、スイッチング素子Ｑ４はオンする。
信号ＳＱ１がＬレベルの場合は、スイッチング素子Ｑ１はオフする。
信号ＳＱ２がＬレベルの場合は、スイッチング素子Ｑ２はオフする。
信号ＳＱ３がＬレベルの場合は、スイッチング素子Ｑ３はオフする。
信号ＳＱ４がＬレベルの場合は、スイッチング素子Ｑ４はオフする。
【００１２】
図２は、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭにより形成される８通りの入力条件の分類例である。
【００１３】
第１の入力条件では、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭは各々Ｌ，Ｌ，Ｌレベルである。信号ＳＱ１〜ＳＱ４は全てＬレベルであり、全スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４はオフである。
第２の入力条件では、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭは各々Ｌ，Ｌ，Ｈレベルである。信号ＳＱ１〜ＳＱ４は全てＬレベルであり、全スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４はオフである。
第１と第２の入力条件は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４のショート故障診断に用いられる。
【００１４】
第３の入力条件では、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭは各々Ｈ，Ｌ，Ｌレベルである。信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ１のみがＨレベルであり、スイッチング素子Ｑ１のみがオンである。
第３の入力条件は、スイッチング素子Ｑ１のオープン故障診断に用いられる。
【００１５】
第４の入力条件では、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭは各々Ｈ，Ｌ，Ｈレベルである。信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ１，ＳＱ４のみがＨレベルであり、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ４のみがオンである。
第４の入力条件は、モータ３を右（又は左）方向に回転させる場合に用いられる。
【００１６】
第５の入力条件では、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭは各々Ｌ，Ｈ，Ｌレベルである。信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ３のみがＨレベルであり、スイッチング素子Ｑ３のみがオンである。
第５の入力条件は、スイッチング素子Ｑ３のオープン故障診断に用いられる。
【００１７】
第６の入力条件では、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭは各々Ｌ，Ｈ，Ｈレベルである。信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ２，ＳＱ３のみがＨレベルであり、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ３のみがオンである。
第６の入力条件は、モータ３を左（又は右）方向に回転させる場合に用いられる。
【００１８】
第７の入力条件では、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭは各々Ｈ，Ｈ，Ｌレベルである。信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ２，ＳＱ４のみがＨレベルであり、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４のみがオンである。
第７の入力条件は、モータ３に制動をかけてモータを回転し難くする場合に用いられる。
【００１９】
第８の入力条件では、３個の入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭは各々Ｈ，Ｈ，Ｈレベルである。信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ２，ＳＱ４の何れか一方のみがＨレベルであり、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４の何れか一方のみがオンである。
第８の入力条件は、信号ＳＱ２のみがＨレベルの場合はスイッチング素子Ｑ２のオープン故障診断に用いられる。
第８の入力条件は、信号ＳＱ４のみがＨレベルの場合はスイッチング素子Ｑ４のオープン故障診断に用いられる。
【００２０】
図３は、スイッチング素子のショート故障診断の手法を説明する説明図である。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、全てオフとする。
【００２１】
スイッチング素子Ｑ１のショート故障診断を行なう場合は、モータ入力端子Ｍ＋を抵抗Ｒ＋を介してプルダウンする。
そして、モニタ端子Ｔ＋の電位を測定した場合に、モニタ端子Ｔ＋の電位が０Ｖのときは故障ではないが、１２Ｖのときはショート故障である。
【００２２】
スイッチング素子Ｑ２のショート故障診断を行なう場合は、モータ入力端子Ｍ＋を抵抗Ｒ＋を介してプルアップする。
そして、モニタ端子Ｔ＋の電位を測定した場合に、モニタ端子Ｔ＋の電位が５Ｖのときは故障ではないが、０Ｖのときはショート故障である。
【００２３】
スイッチング素子Ｑ３のショート故障診断を行なう場合は、モータ入力端子Ｍ−を抵抗Ｒ−を介してプルダウンする。
そして、モニタ端子Ｔ−の電位を測定した場合に、モニタ端子Ｔ−の電位が０Ｖのときは故障ではないが、１２Ｖのときはショート故障である。
【００２４】
スイッチング素子Ｑ４のショート故障診断を行なう場合は、モータ入力端子Ｍ−を抵抗Ｒ−を介してプルアップする。
そして、モニタ端子Ｔ−の電位を測定した場合に、モニタ端子Ｔ−の電位が５Ｖのときは故障ではないが、０Ｖのときはショート故障である。
【００２５】
図４は、ショート故障診断時の制御回路２の入出力を説明する説明図である。図２中の「第１の入力条件」と「第２の入力条件」とを使用しており、信号ＳＱ１〜ＳＱ４は全てＬレベルである。
【００２６】
先ず、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｌレベルの初期状態では、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＤ＋のみがＨレベルである。
これにより、モータ入力端子Ｍ＋が抵抗Ｒ＋を介してプルダウンされ、スイッチング素子Ｑ１のショート故障診断を行なうことができる。
【００２７】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｈレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＵ＋のみがＨレベルとなる。
これにより、モータ入力端子Ｍ＋が抵抗Ｒ＋を介してプルアップされ、スイッチング素子Ｑ２のショート故障診断を行なうことができる。
【００２８】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｌレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＵ＋のみがＨレベルのままである。
このとき、モータ入力端子Ｍ＋が抵抗Ｒ＋を介してプルアップされたままであり、スイッチング素子Ｑ２のショート故障診断を行なうことができる。
【００２９】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｈレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＤ−のみがＨレベルとなる。
これにより、モータ入力端子Ｍ−が抵抗Ｒ−を介してプルダウンされ、スイッチング素子Ｑ３のショート故障診断を行なうことができる。
【００３０】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｌレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＤ−のみがＨレベルのままである。
このとき、モータ入力端子Ｍ−が抵抗Ｒ−を介してプルダウンされたままであり、スイッチング素子Ｑ３のショート故障診断を行なうことができる。
【００３１】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｈレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＵ−のみがＨレベルとなる。
これにより、モータ入力端子Ｍ−が抵抗Ｒ−を介してプルアップされ、スイッチング素子Ｑ４のショート故障診断を行なうことができる。
【００３２】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｌレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＵ−のみがＨレベルのままである。
このとき、モータ入力端子Ｍ−が抵抗Ｒ−を介してプルアップされたままであり、スイッチング素子Ｑ４のショート故障診断を行なうことができる。
【００３３】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｈレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＤ＋のみがＨレベルとなる。
これにより、モータ入力端子Ｍ＋が抵抗Ｒ＋を介してプルダウンされ、スイッチング素子Ｑ１のショート故障診断を行なうことができる。
【００３４】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，Ｌレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＤ＋のみがＨレベルのままであり、初期状態に戻る。
このとき、モータ入力端子Ｍ＋が抵抗Ｒ＋を介してプルダウンされたままであり、スイッチング素子Ｑ１のショート故障診断を行なうことができる。
【００３５】
このような入出力を行なう制御回路２は、例えば、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｌ，ＬレベルからＬ，Ｌ，Ｈレベルに切り替った回数を２ビットカウンタでカウントし、その回数に基づいて信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−の出力を切り換えてもよい。
２ビットカウンタによる計数値が０の場合は、ＳＤ＋のみをＨレベルにする。
２ビットカウンタによる計数値が１の場合は、ＳＵ＋のみをＨレベルにする。
２ビットカウンタによる計数値が２の場合は、ＳＤ−のみをＨレベルにする。
２ビットカウンタによる計数値が３の場合は、ＳＵ−のみをＨレベルにする。
【００３６】
図５は、スイッチング素子のオープン故障診断の手法を説明する説明図である。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、オープン故障診断の対象のみオンとする。
【００３７】
スイッチング素子Ｑ１のオープン故障診断を行なう場合は、モータ入力端子Ｍ＋を抵抗Ｒ＋を介してプルダウンする。
そして、モニタ端子Ｔ＋の電位を測定した場合に、モニタ端子Ｔ＋の電位が１２Ｖのときは故障ではないが、０Ｖのときはオープン故障である。
【００３８】
スイッチング素子Ｑ２のオープン故障診断を行なう場合は、モータ入力端子Ｍ＋を抵抗Ｒ＋を介してプルアップする。
そして、モニタ端子Ｔ＋の電位を測定した場合に、モニタ端子Ｔ＋の電位が０Ｖのときは故障ではないが、５Ｖのときはオープン故障である。
【００３９】
スイッチング素子Ｑ３のオープン故障診断を行なう場合は、モータ入力端子Ｍ−を抵抗Ｒ−を介してプルダウンする。
そして、モニタ端子Ｔ−の電位を測定した場合に、モニタ端子Ｔ−の電位が１２Ｖのときは故障ではないが、０Ｖのときはオープン故障である。
【００４０】
スイッチング素子Ｑ４のオープン故障診断を行なう場合は、モータ入力端子Ｍ−を抵抗Ｒ−を介してプルアップする。
そして、モニタ端子Ｔ−の電位を測定した場合に、モニタ端子Ｔ−の電位が０Ｖのときは故障ではないが、５Ｖのときはオープン故障である。
【００４１】
図６は、オープン故障診断時の制御回路２の入出力を説明する説明図である。図２中の「第３の入力条件」と、「第５の入力条件」と、「第８の入力条件」と、を使用している。
【００４２】
先ず、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｈ，Ｌ，Ｌレベルの状態では、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＤ＋のみがＨレベルである。また、信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ１のみがＨレベルである。
これにより、モータ入力端子Ｍ＋が抵抗Ｒ＋を介してプルダウンされ、スイッチング素子Ｑ１のオープン故障診断を行なうことができる。
【００４３】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｈ，Ｈ，Ｈレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＵ−のみがＨレベルとなる。また、信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ４のみがＨレベルとなる。
これにより、モータ入力端子Ｍ−が抵抗Ｒ−を介してプルアップされ、スイッチング素子Ｑ４のオープン故障診断を行なうことができる。
【００４４】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｈ，Ｌレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＤ−のみがＨレベルとなる。また、信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ３のみがＨレベルとなる。
これにより、モータ入力端子Ｍ−が抵抗Ｒ−を介してプルダウンされ、スイッチング素子Ｑ３のオープン故障診断を行なうことができる。
【００４５】
次に、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｈ，Ｈ，Ｈレベルに移行すると、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうち信号ＳＵ＋のみがＨレベルとなる。また、信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうち信号ＳＱ２のみがＨレベルとなる。
これにより、モータ入力端子Ｍ＋が抵抗Ｒ＋を介してプルアップされ、スイッチング素子Ｑ２のオープン故障診断を行なうことができる。
【００４６】
このような入出力を行なう制御回路２は、例えば、図７に示す回路を備えて構成される。
図７の回路では、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｈ，Ｌ，ＬレベルからＨ，Ｈ，Ｈレベルに切り替ると、端子ＣＨＫＱ４がＨレベルになる。
この端子ＣＨＫＱ４がＨレベルの場合のみ、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうちで信号ＳＵ−のみをＨレベルとし、信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうちで信号ＳＱ４のみをＨレベルとする。
図７の回路では、入力端子ＭＳ１，ＭＳ２，ＰＷＭが各々Ｌ，Ｈ，ＬレベルからＨ，Ｈ，Ｈレベルに切り替ると、端子ＣＨＫＱ２がＨレベルになる。
この端子ＣＨＫＱ２がＨレベルの場合のみ、信号ＳＤ＋，ＳＵ＋，ＳＤ−，ＳＵ−のうちで信号ＳＵ＋のみをＨレベルとし、信号ＳＱ１〜ＳＱ４のうちで信号ＳＱ２のみをＨレベルとする。
【００４７】
なお、モータ入力端子に選択的に接続される総合モニタ端子ＴＴを備え、故障診断の対象となる各スイッチング素子に対応して、当該スイッチング素子に接続されているモータ入力端子を選択するよう、故障診断回路１を構成してもよい。例えば、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の故障診断時にはモータ入力端子Ｍ＋に総合モニタ端子ＴＴを接続し、スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４の故障診断時にはモータ入力端子Ｍ−に総合モニタ端子ＴＴを接続するような選択回路を備えて構成する。
【００４８】
総合モニタ端子ＴＴの電位を監視することで、モータ入力端子Ｍ＋，Ｍ−の双方を監視する手間を省くことができる。
オープン故障（オンであるべきであるのにオフである故障）診断の際、プルダウン時に総合モニタ端子ＴＴが電源電位１２Ｖのときは故障ではないが、接地電位０Ｖのときはオープン故障である。
オープン故障（オンであるべきであるのにオフである故障）診断の際、プルアップ時に総合モニタ端子ＴＴが接地電位０Ｖのときは故障ではないが、プルアップ電位５Ｖのときはオープン故障である。
ショート故障（オフであるべきであるのにオンである故障）診断の際、プルダウン時に総合モニタ端子ＴＴが接地電位０Ｖのときは故障ではないが、電源電位１２Ｖのときはショート故障である。
ショート故障（オフであるべきであるのにオンである故障）診断の際、プルアップ時に総合モニタ端子ＴＴがプルアップ電位５Ｖのときは故障ではないが、接地電位０Ｖのときはショート故障である。
【００４９】
ブリッジ回路に対して、抵抗Ｒ＋，Ｒ−は、故障診断時のみ取り付ける構成としてもよい。
ブリッジ回路に対して、切換手段Ｄ＋，Ｄ−，Ｕ＋，Ｕ−は、故障診断時のみ取り付ける構成としてもよい。
これにより、モータ駆動回路の小型化と低コスト化と信頼性向上を図ることができる。
【００５０】
なお、制御回路２はＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭとを備えて、ＣＰＵによる演算で出力を行なう構成としてもよい。
これにより、故障診断用のプログラムを用いてブリッジ回路のスイッチング素子のオープン／ショート故障診断を行なうことができる。
【００５１】
ブリッジ回路は、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ３を低電位側とし、スイッチング素子Ｑ２，Ｑ４を高電位側とし、当該高電位側のスイッチング素子の故障診断ではプルダウンする構成とし、当該低電位側のスイッチング素子の故障診断ではプルアップする構成としてもよい。
【００５２】
ブリッジ回路のスイッチング素子をオンしてオープン故障診断を行なう際に、高電位側のスイッチング素子と低電位側のスイッチング素子とによるトーテムポールショート（電源電位１２Ｖと接地電位０Ｖの短絡）を防止するため、スイッチング素子のオンへの切り替りを遅延させる故障診断用ディレー回路を設けてもよい。
同様に、切換手段ＳＤ＋，ＳＵ＋、又は切換手段ＳＤ−，ＳＵ−によるトーテムポールショート（プルアップ電位５Ｖと接地電位０Ｖの短絡）を防止するため、切換手段のオンへの切り替りを遅延させる故障診断用ディレー回路を設けてもよい。
【００５３】
上記実施形態では、第１と第２のスイッチング素子を直列接続すると共に第３と第４のスイッチング素子を直列接続し、第１と第２のスイッチング素子間に一方のモータ入力端子を接続すると共に第３と第４のスイッチング素子間に他方のモータ入力端子を接続してモータ駆動用のブリッジ回路を形成し、このブリッジ回路を構成するスイッチング素子の故障診断を行なう故障診断回路において、Ｈレベル又はＬレベルの電位を入力とする３個の入力端子を有する制御回路を備え、制御回路は、３個の入力端子により形成される８通りの入力条件のうち、第１の入力条件では、全スイッチング素子をオフにする制御信号を出力し、第２の入力条件では、全スイッチング素子をオフにする制御信号を出力し、第３の入力条件では、第１のスイッチング素子のみをオンにする制御信号を出力し、第４の入力条件では、第１と第４の両スイッチング素子のみをオンにする制御信号を出力し、第５の入力条件では、第３のスイッチング素子のみをオンにする制御信号を出力し、第６の入力条件では、第２と第３の両スイッチング素子のみをオンにする制御信号を出力し、第７の入力条件では、第２と第４の両スイッチング素子のみをオンにする制御信号を出力し、第８の入力条件では、第２と第４のスイッチング素子の何れか一方のみをオンにする制御信号を出力し、故障診断回路は、第１と第２の入力条件では、スイッチング素子のショート故障診断を行ない、第３と第５と第８の入力条件では、スイッチング素子のオープン故障診断を行なう構成である。
第１〜第３、第５、第８の入力条件では、ブリッジ回路を構成する４個のスイッチング素子のうち、オン状態のスイッチング素子は１個以下である。
従って、故障診断回路は、各スイッチング素子のオープン／ショート故障診断を、モータを回転させずに行なうことができる。
第４の入力条件により、第１と第４の両スイッチング素子のみをオンにして、モータを右（又は左）方向に回転させることができる。
第６の入力条件により、第２と第３の両スイッチング素子のみをオンにして、モータを左（又は右）方向に回転させることができる。
第７の入力条件により、モータ入力端子間を短絡してモータに制動をかけることができる。
【００５４】
また、上記実施形態では、第１と第２の入力条件では、第１の入力条件から第２の入力条件に切り替わる回数に基づいて、第１〜第４のスイッチング素子のショート故障診断を各々行なう構成である。
切り替わる回数に基づいて４個以上の状態を作り出し、当該回数と各スイッチング素子と対応させることで、第１〜第４のスイッチング素子のショート故障診断を個別に行なうことができる。
【００５５】
また、上記実施形態では、第３と第５と第８の入力条件のうち、第３の入力条件では、第１のスイッチング素子のオープン故障診断を行ない、第３の入力条件から第８の入力条件に切り替わると、この第８の入力条件では第４のスイッチング素子のみをオンにする制御信号が制御回路から出力され、故障診断回路は第４のスイッチング素子のオープン故障診断を行ない、第５の入力条件では、第３のスイッチング素子のオープン故障診断を行ない、第５の入力条件から第８の入力条件に切り替わると、この第８の入力条件では第２のスイッチング素子のみをオンにする制御信号が制御回路から出力され、故障診断回路は第２のスイッチング素子のオープン故障診断を行なう構成である。
第３，第５の入力条件から第８の入力条件に切り替わると、第８の入力条件では各々第４，第２のスイッチング素子のみをオンにする制御信号が制御回路から出力され、故障診断回路は各々第４，第２のスイッチング素子のオープン故障診断を行なう。
これにより、第３と第５の入力条件と、第３→第８の入力条件の切り替りと、第５→第８の入力条件の切り替りとに基づいて４個以上の状態を作り出し、当該状態と各スイッチング素子と対応させることで、第１〜第４のスイッチング素子のオープン故障診断を個別に行なうことができる。
【００５６】
上記実施形態の故障診断回路によれば、各スイッチング素子のオープン／ショート故障診断を、モータを回転させずに行なうことができる。
また、全スイッチング素子がオフである２つの入力条件を用いて、第１〜第４のスイッチング素子のショート故障診断を個別に行なうことができる。
更に、３つの入力条件を用いて、第１〜第４のスイッチング素子のオープン故障診断を個別に行なうことができる。
【００５７】
また、３個の入力端子によりブリッジ回路の全スイッチング素子のオープン／ショート故障診断を行なうことができる。
従って、ブリッジ回路のスイッチング素子数に対応した４個の入力端子を用いて故障診断を行なう場合に比べて、配線本数の削減と端子数の削減を図ることができ、故障診断回路の小型化と低コスト化を図ることができる。
【００５８】
以上に説明したように、本発明の請求項１に係る故障診断回路では、第１と第２のスイッチング素子を直列接続すると共に第３と第４のスイッチング素子を直列接続し、第１の第２のスイッチング素子間に一方のモータ入力端子を接続すると共に第３と第４のスイッチング素子間に他方のモータ入力端子を接続してモータ駆動用のブリッジ回路を形成し、このブリッジ回路を構成するスイッチング素子の故障診断を行う故障診断回路において、
モータの両入力端子にプルアップ／ダウン端子及びモニタ端子をそれぞれ接続し、プルアップ／ダウン端子は、モータ入力端子に対し抵抗を介して故障診断用電圧を与えるプルアップ状態と、モータ入力端子に対し抵抗を介して接地電位を与えるプルダウン状態との２状態を選択的にとるものとし、
故障診断回路は、プルアップ／ダウン端子の２状態を切り替えると共にスイッチング素子の何れか１つの素子を開閉し、前記状態切替えと前記スイッチング素子の開閉との各組合せに対応したモニタ端子の電位変化を監視することで、前記開閉したスイッチング素子の故障診断を行う構成である。
これにより、各スイッチング素子のオープン故障、ショート故障のどちらの診断も行うことができる。また、この際にモータに通電する必要がない。
【００５９】
また、本発明の請求項２に係る故障診断回路では、請求項１において、前記故障診断動作は、スイッチング素子の全てを開状態のままでモータの両入力端子のプルアップ／ダウン端子の２状態を切り替える故障診断動作を行う過程と、該過程の後に、モータの両入力端子のプルアップ／ダウン端子の２状態を切り替えると共にスイッチング素子の何れか１つを閉状態とする故障診断動作を行う過程と、を備える構成である。
先にショート故障の診断を行い、後にオープン故障の診断を行うことで、診断過程で不要なモータ通電が生じることを防ぐことができる。
【００６０】
なお、以上の説明からも明らかであるが、上記実施形態の故障診断回路は、モータ駆動用ブリッジ回路を構成する各スイッチング素子の故障診断を行うことができると共に、モータの通常のＰＷＭ駆動及び制動を行うことができ、モータの通常の駆動、制動のための回路と故障診断のための回路とを別々に備える必要がない。
図２を参照して説明すると、第３の入力条件と第４の入力条件とを切り替えることで、信号ＳＱ４をＬレベルとＨレベルとに切り替えて、モータの正転方向についてモータのＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行うことができる。
この場合は、制御回路２のＰＷＭ端子についてＬレベルとＨレベルの比率を変化させることにより、信号ＳＱ４のＬレベルとＨレベルの比率を変化させ、モータのＰＷＭ制御のデューティファクタを変化させることができ、モータの回転速度の調整を行うことができる。
【００６１】
同様にして、第５の入力条件と第６の入力条件とを切り替えることで、信号ＳＱ２をＬレベルとＨレベルとに切り替えて、モータの逆転方向についてモータのＰＷＭ（パルス幅変調）制御を行うことができる。
この場合は、制御回路２のＰＷＭ端子についてＬレベルとＨレベルの比率を変化させることにより、信号ＳＱ２のＬレベルとＨレベルの比率を変化させ、モータのＰＷＭ制御のデューティファクタを変化させることができ、モータの回転速度の調整を行うことができる。
【００６２】
同様にして、第７の入力条件と第８の入力条件とを切り替えることで、信号ＳＱ２又は信号ＳＱ４をＬレベルとＨレベルとに切り替えて、モータの制動を行うことができる。
この場合は、制御回路２のＰＷＭ端子についてＬレベルとＨレベルの比率を変化させることにより、信号ＳＱ２又は信号ＳＱ４のＬレベルとＨレベルの比率を変化させ、モータの両入力端子を短絡させる時間を調整してモータの回転に対するブレーキの調整を行うことができる。
【００６３】
【発明の効果】
本発明に係る故障診断回路によれば、各スイッチング素子のオープン故障、ショート故障のどちらの診断も行うことができる。また、この際にモータに通電する必要がない。
また、先にショート故障の診断を行い、後にオープン故障の診断を行うことで、診断過程で不要なモータ通電が生じることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る故障診断回路の簡易回路図
【図２】３個の入力端子により形成される８通りの入力条件の分類例
【図３】スイッチング素子のショート故障診断の手法を説明する説明図
【図４】ショート故障診断時の制御回路の入出力を説明する説明図
【図５】スイッチング素子のオープン故障診断の手法を説明する説明図
【図６】オープン故障診断時の制御回路の入出力を説明する説明図
【図７】制御回路が備える回路のうちでオープン故障診断時に使用する回路の一例
【符号の説明】
１…故障診断回路、２…制御回路、３…モータ、Ｄ＋，Ｄ−，Ｕ＋，Ｕ−…切換手段、Ｍ＋，Ｍ−…モータ入力端子、ＭＳ１…入力端子（第１の入力端子）、ＭＳ２…入力端子（第２の入力端子）、ＰＷＭ…入力端子（第３の入力端子）、Ｐ＋，Ｐ−…プルアップ／ダウン端子、Ｑ１〜Ｑ４…スイッチング素子（ＦＥＴ）、Ｒ＋，Ｒ−…抵抗、ＳＤ＋…切換手段Ｄ＋の制御用の信号、ＳＤ−…切換手段Ｄ−の制御用の信号、ＳＱ１〜ＳＱ４…スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４の制御用の信号、ＳＵ＋…切換手段Ｕ＋の制御用の信号、ＳＵ−…切換手段Ｕ−の制御用の信号、Ｔ＋，Ｔ−…モニタ端子。
【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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