(57)【要約】【課題】モータ或いは該モータに接続されるハーネスに生じるトラブルを事前に検出し、早期の交換、修理を可能とする負荷制御装置を提供する。【解決手段】バッテリ７より出力される電圧をモータ１に供給して、該モータ１の駆動を制御する負荷駆動装置１００において、バッテリ７とモータ１とを接続するハーネス６に所定周波数の診断信号ｓ１〜ｓ３を重畳すると共に、モータ１を通過して得られる診断信号ｓ１〜ｓ３を受信し、受信した診断信号ｓ１〜ｓ３に基づいて、ハーネス６或いはモータ１に異常が発生しているか否かを判断する機能を備える。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源より出力される電力を負荷に供給して、該負荷の駆動を制御する負荷駆動装置において、
前記直流電源と前記負荷とを接続する電線に所定周波数の診断信号を重畳すると共に、前記負荷を通過して得られる前記診断信号を受信し、受信した診断信号に基づいて、前記電線或いは前記負荷に異常が発生しているか否かを判断する機能を備えたことを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
直流電源より出力される電力を負荷に供給して、該負荷の駆動を制御する負荷駆動装置において、
前記直流電源と、前記負荷の一方の端子とを接続する電線に所定周波数の診断信号を重畳する診断信号送信手段と、
前記直流電源と、前記負荷の他方の端子とを接続する電線に重畳している前記所定周波数の診断信号を受信する診断信号受信手段と、
前記診断信号受信手段にて受信された信号に基づいて、前記電源と前記負荷とを接続する電線、或いは前記負荷に異常が発生しているか否かを判断する異常検出手段と、
を備えることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項３】
前記診断信号送信手段は、周波数が異なる複数の診断信号を前記電線に重畳し、前記診断信号受信手段は、前記電線に重畳している複数の診断信号を受信し、前記異常検出手段は、前記診断信号受信手段で受信された各周波数の診断信号に基づいて、前記電源と前記負荷を接続する電線、或いは前記負荷に異常が発生しているか否かを判断することを特徴とする請求項２に記載の負荷制御装置。
【請求項４】
前記異常検出手段は、閾値が設定された少なくとも１つの比較手段を備え、前記診断信号受信手段で受信された診断信号と前記閾値とを前記比較手段で比較することにより、前記診断信号のレベルを検出し、検出されたレベルに基づいて、前記電源と前記負荷を接続する電線、或いは前記負荷に異常が発生しているか否かを判断することを特徴とする請求項２または請求項３のいずれかに記載の負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されたバッテリより駆動電圧が供給されて駆動する負荷或いはその接続に用いるハーネスに異常が発生した際に、これを即時に検出する機能を備えた負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるモータ、ランプ等の各種の負荷は、ハーネスを介してバッテリより駆動用電圧が供給され、更に、制御回路によりバッテリと負荷を結ぶハーネスに設けられたスイッチのオン、オフが切り換えられて駆動、停止が制御される。
【０００３】
このような負荷制御装置においては、短絡事故等により負荷回路に過電流が流れた場合には、即時に回路を遮断して負荷及び該負荷に接続されるハーネスを保護する目的で、保護回路が搭載されている。
【０００４】
従来における過負荷保護機能を備えた負荷制御装置として、例えば特開昭５９−１７２９２４号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。該特許文献１では、負荷としてのモータに対して直列的に接続された抵抗をシャント抵抗として用い、該シャント抵抗の両端に生じる電圧の増減を監視し、過電流の発生を検出する方式を採用している。
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１に記載された負荷制御装置では、実際にモータに電圧を印加して駆動させ、過電流が発生した後にモータ或いは該モータに接続されるハーネスの異常を検知し、回路を保護する構成であるので、モータを駆動させる前、或いは駆動させた後の過電流が発生する前の段階で、ハーネス或いは負荷の絶縁劣化等のトラブルの発生を検出することができないという問題があった。
【特許文献１】特開昭５９−１７２９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述したように、従来における負荷制御装置では、実際に負荷回路に過電流が流れたことが検知された際に回路を遮断するので、負荷を駆動させる前の時点で異常の発生を検知することができない。また、負荷或いはハーネスを過電流から保護することができるものの、過電流発生時には回路が遮断されてしまうので、予期しないときに負荷の駆動が停止することがあり、復旧作業に多くの労力を要するという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、負荷或いは該負荷に接続される電線（ハーネス）に生じるトラブルを事前に検出し、早期の交換、修理を可能とする負荷制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載の発明は、直流電源より出力される電力を負荷に供給して、該負荷の駆動を制御する負荷駆動装置において、前記直流電源と前記負荷とを接続する電線に所定周波数の診断信号を重畳すると共に、前記負荷を通過して得られる前記診断信号を受信し、受信した診断信号に基づいて、前記電線或いは前記負荷に異常が発生しているか否かを判断する機能を備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、直流電源より出力される電力を負荷に供給して、該負荷の駆動を制御する負荷駆動装置において、前記直流電源と、前記負荷の一方の端子とを接続する電線に所定周波数の診断信号を重畳する診断信号送信手段と、前記直流電源と、前記負荷の他方の端子とを接続する電線に重畳している前記所定周波数の診断信号を受信する診断信号受信手段と、前記診断信号受信手段にて受信された信号に基づいて、前記電源と前記負荷とを接続する電線、或いは前記負荷に異常が発生しているか否かを判断する異常検出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記診断信号送信手段は、周波数が異なる複数の診断信号を前記電線に重畳し、前記診断信号受信手段は、前記電線に重畳している複数の診断信号を受信し、前記異常検出手段は、前記診断信号受信手段で受信された各周波数の診断信号に基づいて、前記電源と前記負荷を接続する電線、或いは前記負荷に異常が発生しているか否かを判断することを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記異常検出手段は、閾値が設定された少なくとも１つの比較手段を備え、前記診断信号受信手段で受信された診断信号と前記閾値とを前記比較手段で比較することにより、前記診断信号のレベルを検出し、検出されたレベルに基づいて、前記電源と前記負荷を接続する電線、或いは前記負荷に異常が発生しているか否かを判断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本願請求項１，２の発明では、直流電源と負荷を接続する電線に所定周波数の診断信号を重畳し、その後、電線及び負荷を経由した診断信号を受信し、受信された診断信号に基づいて、電線或いは負荷に異常が発生しているか否かを判断する。従って、負荷に駆動電圧を印加していない段階、或いは駆動電圧を印加した場合で過電流が発生する前の段階で、異常の発生を検知することができ、レアショート等の故障が発生する前の軽微な段階での異常検出が可能となる。
【００１３】
請求項３の発明では、周波数が異なる複数の診断信号を用いるので、より高精度に異常の発生を検出することができる。
【００１４】
請求項４の発明では、診断信号受信手段が複数の比較手段を用いて、診断信号の受信レベルを検出するので、受信信号のレベル検出を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る負荷制御装置を含む負荷駆動回路の構成を示すブロック図である。
【００１６】
同図に示すように、負荷制御装置１００は、車両に搭載される例えばパワーウインド駆動用のモータ１を駆動制御するものであり、車両に搭載されるバッテリ（直流電源）７とモータ１との間に設けられる４つの接点５ａ〜５ｄよりなるスイッチ５と、負荷制御装置１００とモータ１の一方の端子とを接続するハーネス（電線）６ａに診断信号を重畳する診断信号送信回路（診断信号送信手段）３と、負荷制御装置１００とモータ１の他方の端子とを接続するハーネス（電線）６ｂに重畳している診断信号を受信する診断信号受信回路（診断信号受信手段）４と、を備えている。
【００１７】
更に、モータ１の駆動指令信号が与えられた際に、該駆動指令信号に基づいてスイッチ５の各接点５ａ〜５ｄのオン、オフを切り換えて、モータ１の正転、逆転を切り換える制御を行い、且つ、診断信号受信回路４で受信された受信データに基づいて、ハーネス６或いはモータ１の異常を検知する制御部（異常検出手段）２を備えている。
【００１８】
図２は、診断信号送信回路３の具体的な構成を示す回路図である。図示のように、診断信号送信回路３は、それぞれ異なる周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３の診断信号ｓ１，ｓ２，ｓ３を出力する発振機Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３と、各診断信号ｓ１，ｓ２，ｓ３を増幅するアンプＡＭＰ１〜ＡＭＰ３と、スイッチａ１１〜ａ１３を備えており、スイッチａ１１〜ａ１３を切り換えることにより、順次各周波数の診断信号ｓ１〜ｓ３を出力して、図１に示したハーネス６ａに重畳する。
【００１９】
図３は、診断信号受信回路４の具体的な構成を示す回路図である。図示のように、診断信号受信回路４は、３つのコンパレータ（比較手段）ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３を備えており、各コンパレータＣＭＰ１〜ＣＭＰ３の一方の入力端子には、それぞれ異なる閾値電圧（ｔｈ１〜ｔｈ３；ｔｈ１＞ｔｈ２＞ｔ３）が入力されるようになっている。そして、各周波数ｆ１〜ｆ３で受信された診断信号ｓ１〜ｓ３を、各コンパレータＣＭＰ１〜ＣＭＰ３に入力して、前述の各閾値電圧ｔｈ１〜ｔｈ３と比較し、各接点ａ２１，ａ２２，ａ２３のオン、オフを切り換えることにより、診断信号の受信レベルを求める。そして、この受信レベルを受信データとして制御部２に送信する。従って、制御部２では、各周波数ｆ１〜ｆ３の診断信号ｓ１〜ｓ３毎の受信レベルを検知することができる。
【００２０】
次に、図４に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る負荷制御装置１００の動作について説明する。
【００２１】
まず、初期設定として周波数の番号を示す変数ｎを「ｎ＝１」に設定する（ステップＳＴ１）。次いで、診断信号送信回路３は、周波数ｆｎ（この場合はｆ１）の診断信号ｓ１を出力する（ステップＳＴ２）。
【００２２】
この診断信号ｓ１は、ハーネス６ａ、モータ１、及びハーネス６ｂを介して診断信号受信回路４に伝達される。そして、診断信号受信回路４では、この周波数ｆ１の診断信号ｓ１を受信する（ステップＳＴ３）。その後、受信された診断信号ｓ１は、各コンパレータＣＭＰ１〜ＣＭＰ３で各閾値電圧（ｔｈ１〜ｔｈ３）と比較され、各コンパレータＣＭＰ１〜ＣＭＰ３の出力信号に基づいて、診断信号の受信レベルが求められる。
【００２３】
例えば、診断信号ｓ１の大きさに応じて、ｓ１＞ｔｈ１，ｔｈ１＞ｓ１＞ｔｈ２，ｔｈ２＞ｓ１＞ｔｈ３，ｔｈ３＞ｓ１の４つのレベルで求めることができる。そして、この診断信号の受信レベルは、受信データとして制御部２に蓄積される（ステップＳＴ４）。
【００２４】
次いで、変数「ｎ」をインクリメントして（ステップＳＴ６）上記と同様の処理を、周波数ｆ２の診断信号ｓ２、及び周波数ｆ３の診断信号ｓ３について行い、全てが終了した場合には（ステップＳＴ５でＹＥＳ）、制御部２に蓄積された各診断信号ｓ１〜ｓ３の受信データに基づいて、周波数特性データを生成する（ステップＳＴ７）。
【００２５】
その結果、例えば、図５に示す如くの周波数と受信電圧との関係を示す周波数特性データを得ることができる。そして、制御部２には、予め基準となる周波数特性データが記憶されており、該制御部２では、求められた周波数特性データと基準となる周波数特性データとを比較し、その一致具合を判断する（ステップＳＴ８）。
【００２６】
そして、それぞれの周波数特性データが一致していると判断された場合には（ステップＳＴ８で「一致」）、ハーネス６及びモータ１は正常であると判断する（ステップＳＴ９）。また、それぞれの周波数特性データが一致していないと判断された場合には（ステップＳＴ８で「不一致」）、ハーネス６或いはモータ１に故障、異常が発生しているものと判断して、警報信号を出力する（ステップＳＴ１０）。
【００２７】
従って、操作者は、モータ１或いはハーネス６に故障、異常が発生していることをいち早く知ることができる。
【００２８】
このようにして、本実施形態に係る負荷制御装置１００では、バッテリ７より電圧が供給されて駆動するモータ１、及びこれらを接続するハーネス６にレアショート等の異常が発生している場合には、診断信号受信回路４で受信される診断信号の周波数特性に変化が生じ、この変化を検出することにより、異常の発生を即時に認識することができる。
【００２９】
その結果、負荷回路に駆動電圧を印加する前の段階、或いは負荷回路に実際に過電流が流れて回路が遮断されるに至る前の段階で、事前にハーネス６或いはモータ１の異常、故障を検知することができ、早期に故障に対する保全作業を行うことができる。
【００３０】
以上、本発明の負荷制御装置を図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００３１】
例えば、上記した実施形態では、負荷としてモータを例に挙げたが、本発明はモータに限定されるものではなく、ランプ、ホーン等のその他の負荷についても適用することができる。
【００３２】
また、上記した実施形態では、車両に搭載される負荷を制御する負荷制御装置を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他の負荷回路についても適用することができる。
【００３３】
更に、上記した実施形態では、診断信号として３つの周波数ｆ１〜ｆ３の診断信号ｓ１〜ｓ３を用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つの周波数、或いは２、４以上の複数の周波数を用いることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
負荷或いは負荷に接続されるハーネスの発生する異常を早期に発見する上で極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施形態に係る負荷制御装置及びこの周辺機器の構成を示すブロック図である。
【図２】診断信号送信回路の具体的な構成を示すブロック図である。
【図３】診断信号受信回路の具体的な構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る負荷制御装置の動作を示すフローチャートである。
【図５】周波数特性曲線を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  モータ（負荷）
２  制御部（異常検出手段）
３  診断信号送信回路（診断信号送信手段）
４  診断信号受信回路（診断信号受信手段）
５  スイッチ
５ａ〜５ｄ  接点
６（６ａ，６ｂ）  ハーネス（電線）
７  バッテリ（直流電源）
１００  負荷制御装置
Ｓ１〜Ｓ３  発振機
ＡＭＰ１〜ＡＭＰ３  アンプ
ＣＭＰ１〜ＣＭＰ３  コンパレータ（比較手段）
【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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