(57)【要約】【課題】コストの増加を抑え、異常検出信号出力までの時間を短縮することができる異常検出装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と、異常検出装置３とを備えている。異常検出装置３は、入力電圧モニタ回路３０と、マイクロコンピュータ３１とから構成されている。入力電圧モニタ回路３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧を周波数に変換してパルス信号として出力する。マイクロコンピュータ３１は、第１回路部３１０と、第２回路部３１１とを備えている。第１回路部３１０は、入力されるパルス信号の周波数が所定周波数未満のとき、別のパルス信号を出力する。第２回路部３１１は、パルス信号が入力されると、連続して出力される別のパルス信号を、それ以降停止する。第１回路部３１０と第２回路部３１１とを組合せることで、コストの増加を抑え、異常検出信号出力までの時間を短縮できる。【選択図】図１
2008118748.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力される物理量の大きさを周波数に変換し、パルス信号として出力する変換回路と、該変換回路の出力に基づいて該物理量の異常を検出し異常検出信号を出力するマイクロコンピュータとを備えた異常検出装置において、
該変換回路は、該物理量の大きさが異常状態になったとき、周波数のより低いパルス信号を出力し、
該マイクロコンピュータは、第１端子及び第２端子を有し、該第１端子に入力されるパルス信号の周波数が所定周波数未満のとき、該第２端子からパルス信号を出力する第１回路部と、第３端子及び第４端子を有し、該第３端子にパルス信号が入力されると、以降、該第４端子から出力されるパルス信号を停止する第２回路部とを備え、該変換回路の出力を該第１端子に入力するとともに、該第２端子の出力を該第３端子に入力することで、該第４端子から該異常検出信号を出力させることを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
前記異常検出信号は、スイッチング素子を制御する制御信号と兼用されていることを特徴とする請求項１に記載の異常検出装置。
【請求項３】
前記物理量は、電圧であることを特徴とする請求項１又は２に記載の異常検出装置。
【請求項４】
前記物理量は、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧であることを特徴とする請求項３に記載の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入力される物理量の異常を検出する異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、入力される物理量の異常を検出する異常検出装置を備えた装置として、特開２００６−１０１６８０号公報に開示されている入出力絶縁分離型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置がある。この入出力絶縁分離型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置は、異常検出装置に当たる、入力状態モニタ回路と、コントローラとを備えている。入力状態モニタ回路には、突入電流制限抵抗噐の電圧降下、及びＤＣ−ＤＣコンバータ回路の入力電圧が入力されている。入力状態モニタ回路は、これらが変化すると、その電圧に応じて異なる周期のパルス信号を出力する。このパルス信号は、フォトカプラを介してコントローラに入力される。コントローラは、パルス信号の周期に基づいて異常状態を判定し、必要に応じて外部へ警告する。
【特許文献１】特開２００６−１０１６８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、パルス信号の周期の判別は、ソフトウェアによって行うこともできるし、ハードウェアによって行うこともできる。ソフトウェアによって行う場合、回路の追加が不要であり、コストの増加を抑えることができる。しかし、処理時間の短縮には限界がある。これに対して、ハードウェアで処理する場合、ソフトウェアに比べ処理時間を短縮することができる。しかし、回路の追加によりコストの増加を招いてしまう。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コストの増加を抑え、異常検出信号出力までの時間を短縮することができる異常検出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及び発明の効果】
【０００５】
そこで、本発明者は、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、マイクロコンピュータに内蔵されている２つの回路部の機能を組合せることで、回路を追加することなく、異常検出信号出力までの時間を短縮できることを思いつき、本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、請求項１に記載の異常検出装置は、入力される物理量の大きさを周波数に変換し、パルス信号として出力する変換回路と、変換回路の出力に基づいて物理量の異常を検出し異常検出信号を出力するマイクロコンピュータとを備えた異常検出装置において、  変換回路は、物理量の大きさが異常状態になったとき、周波数のより低いパルス信号を出力し、マイクロコンピュータは、第１端子及び第２端子を有し、第１端子に入力されるパルス信号の周波数が所定周波数未満のとき、第２端子からパルス信号を出力する第１回路部と、第３端子及び第４端子を有し、第３端子にパルス信号が入力されると、以降、第４端子から出力されるパルス信号を停止する第２回路部とを備え、変換回路の出力を第１端子に入力するとともに、第２端子の出力を第３端子に入力することで、第４端子から異常検出信号を出力させることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、コストの増加を抑え、異常検出信号出力までの時間を短縮することができる。マイクロコンピュータは、第１回路部と、第２回路部とを備えている。第１回路部と、第２回路部とを組合せることで、物理量の異常を検出し異常検出信号を出力することができる。第１回路部及び第２回路部は、回路であり、マイクロコンピュータの内部にハードウェアとして構成されている。そのため、マイクロコンピュータの外部に新たな回路を追加する必要がない。また、ソフトウェアに比べ処理時間を短縮することができる。従って、コストの増加を抑え、異常検出信号出力までの時間を短縮することができる。なお、第１回路部と、第２回路部とを備えたマイクロコンピュータは、広く普及しており、安価に入手することが可能である。
【０００８】
請求項２に記載の異常検出装置は、請求項１に記載の異常検出装置において、さらに、異常検出信号は、スイッチング素子を制御する制御信号と兼用されていることを特徴とする。この構成によれば、制御信号に関連する回路を簡素化することができる。
【０００９】
請求項３に記載の異常検出装置は、請求項１又は２に記載の異常検出装置において、さらに、物理量は、電圧であることを特徴とする。この構成によれば、電圧の異常を検出することができる。
【００１０】
請求項４に記載の異常検出装置は、請求項３に記載の異常検出装置において、さらに、物理量は、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧であることを特徴とする。この構成によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータの入力電圧の異常を検出することができる。
【００１１】
なお、本明細書でいう第１及び第２回路部、並びに第１〜第４端子は、回路部並びに端子を区別するために便宜的に導入したものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係る異常検出装置を、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置に適用した例を示す。
【００１３】
まず、図１を参照して降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置の構成について説明する。ここで、図１は、本実施形態における降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置のブロック図である。図２は、第１回路部の動作を説明するためのタイミングチャートである。図３は、第２回路部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【００１４】
図１に示す降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１は、高電圧を低電圧に変換して外部装置に供給する装置である。図１に示すように、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置１は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２と、異常検出装置３とから構成されている。
【００１５】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２は、スイッチング素子を備え、これをスイッチングすることにより、入力される高電圧を低電圧に変換して出力する回路である。また、異常検出装置３から異常検出信号が入力されると、スイッチング素子のスイッチングを停止する機能を有する回路でもある。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の正極入力端子２０は、高電圧バッテリスイッチ４を介して高電圧バッテリ５の正極端子に接続されている。高電圧バッテリ５の負極端子は接地されている。ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の負極入力端子２１は接地されている。また、制御端子２２は異常検出装置３に接続されている。さらに、正極出力端子２３及び負極出力端子２４は外部装置（図略）に接続されている。
【００１６】
異常検出装置３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧の異常を検出して異常検出信号を出力する装置である。異常検出装置３は、入力電圧モニタ回路３０と、マイクロコンピュータ３１とから構成されている。
【００１７】
入力電圧モニタ回路３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧をモニタし、周波数に変換してパルス信号として出力する回路である。入力電圧モニタ回路３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧が所定範囲以内のとき、周波数ｆ１のパルス信号を連続して出力する。これに対し、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧が所定範囲外、つまり、所定範囲の上限値を超えたとき、又は下限値未満のとき、異常と判断して周波数ｆ１より低い周波数ｆ２のパルス信号を連続して出力する。入力電圧モニタ回路３０の入力端子３００は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の正極入力端子２０に接続されている。また、出力端子３０１はマイクロコンピュータ３１に接続されている。
【００１８】
マイクロコンピュータ３１は、入力電圧モニタ回路３０の出力するパルス信号に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧の異常を検出し、異常検出信号を出力する素子である。マイクロコンピュータ３１は、ハードウェアからなる第１回路部３１０と、第２回路部３１１とを備えている。
【００１９】
第１回路部３１０は、入力端子３１２（第１端子）と出力端子３１３（第２端子）とを有し、入力端子３１２に入力されるパルス信号の周波数が所定周波数未満のとき、出力端子３１３から別のパルス信号を出力する機能を有する回路である。より具体的には、図２に示すように、入力端子３１２に入力されるパルス信号の周期を内部タイマによってカウントし、所定周波数に対応する所定周期を超えたとき、出力端子３１３から別のパルス信号を出力する。ここでは、所定周波数が周波数ｆ１となるように設定されている。
【００２０】
図１に示すように、第２回路部３１１は、入力端子３１４（第３端子）と出力端子３１５（第４端子）とを有し、入力端子３１４にパルス信号が入力されると、出力端子３１５から連続して出力される別のパルス信号を、それ以降停止し、出力端子３１５をハイインピーダンス状態にする機能を有する回路である。より具体的には、図３に示すように、入力端子３１４に入力されるパルス信号の立下がりエッジで、出力端子３１５から出力される別のパルス信号を停止し、ハイインピーダンス状態にする。つまり、出力端子３１５から出力されるパルス信号が停止し、ハイインピーダンス状態になることで、異常検出信号を出力する。図１に示すように、第１回路部３１０の入力端子３１２は、入力モニタ回路３０の出力端子３０１に接続されている。また、第１回部３１０の出力端子３１３は、第２回路部３１１の入力端子３１４に接続されている。第２回路部３１１の出力端子３１５は、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の制御端子２２に接続されている。
【００２１】
次に、図１を参照して、降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ１の動作について説明する。高電圧バッテリスイッチ４がオンすると、高電圧バッテリ５の出力する高電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ回路２に入力される。
【００２２】
高電圧バッテリ５の出力電圧が所定範囲以内のとき、入力電圧モニタ回路３０は、出力端子３０１から周波数ｆ１のパルス信号を連続して出力する。入力端子３１２に入力されるパルス信号の周波数がｆ１であるため、第１回路部３１０は、出力端子３１３からパルス信号を出力しない。入力端子３１４にパルス信号が入力されないため、第２回路部３１１は、出力端子３１１からパルス信号を連続して出力する。つまり、異常検出信号を出力しないこととなる。制御端子２２に異常検出信号が入力されないため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２は、スイッチング素子をスイッチングし、高電圧バッテリ５の出力電圧を低電圧に変換して外部装置に供給する。
【００２３】
これに対し、高電圧バッテリ５の出力電圧が所定範囲外、つまり、所定範囲の上限値を超えたとき、又は下限値未満のとき、入力電圧モニタ回路３０は、出力端子３０１から周波数ｆ１より低い周波数ｆ２のパルス信号を連続して出力する。入力端子３１２に入力されるパルス信号の周波数がｆ１より低いｆ２であるため、第１回路部３１０は、出力端子３１３からパルス信号を連続して出力する。入力端子３１４にパルス信号が入力されるため、第２回路部３１１は、出力端子３１５から連続して出力されるパルス信号を、それ以降停止し、ハイインピーダンス状態にする。つまり、異常検出信号を出力することとなる。制御端子２２に異常検出信号が入力されるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２は、スイッチング素子のスイッチングを停止し、外部装置への給電を停止する。
【００２４】
最後に、効果について説明する。本実施形態によれば、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧の異常を検出し、異常検出信号を出力することができる。しかも、コストの増加を抑え、異常検出信号出力までの時間を短縮することができる。マイクロコンピュータ３１は、第１回路部３１０と、第２回路部３１１とを備えている。第１回路部３１０と、第２回路部３１１とを組合せることで、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧の異常を検出し、異常検出信号を出力することができる。第１回路部３１０及び第２回路部３１１は、回路であり、マイクロコンピュータ３１の内部にハードウェアとして構成されている。このようなマイクロコンピュータは、一般的に広く普及しており、安価に入手することができる。そのため、マイクロコンピュータ３１の外部に新たな回路を追加する必要がない。また、ソフトウェアに比べ処理時間を短縮することができる。具体的には、ソフトウェアによって１００μｓかかっていた処理時間を１μｓにすることができた。従って、コストの増加を抑え、異常検出信号出力までの時間を短縮することができる。また、高電圧バッテリ５の出力電圧が所定範囲の上限値を超えたとき、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２のスイッチング素子のスイッチングを停止することで、スイッチング素子の破損を防止することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、電圧、具体的には、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２の入力電圧の異常を検出する例を挙げているが、これに限られるものではない。電圧以外の物理量の異常を検出する場合にも適用できる。また、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路以外の装置においても広く適用できる。
【００２６】
また、本実施形態では、異常検出信号が入力されると、ＤＣ−ＤＣコンバータ回路２が
スイッチング素子のスイッチングを停止する例を挙げているが、これに限られるものではない。異常検出信号を、スイッチング素子をスイッチングさせるための制御信号と兼用させてもよい。この場合、制御に関連する回路を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本実施形態における降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ装置のブロック図である。
【図２】第１回路部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】第２回路部の動作を説明するためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２８】
１・・・降圧型ＤＣ−ＤＣコンバータ、２・・・ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、２０・・・正極入力端子、２１・・・負極入力端子、２２・・・制御端子、２３・・・正極出力端子、２４・・・負極出力端子、３・・・異常検出装置、３０・・・入力電圧モニタ回路（変換回路）、３００・・・入力端子、３０１・・・出力端子、３１・・・マイクロコンピュータ、３１０・・・第１回路部、３１１・・・第２回路部、３１２・・・入力端子（第１端子）、３１３・・・出力端子（第２端子）、３１４・・・入力端子（第３端子）、３１５・・・出力端子（第４端子）、４・・・高電圧バッテリスイッチ、５・・・高電圧バッテリ
【図１】
2008118748.tif 000003
【図２】
2008118748.tif 000004
【図３】
2008118748.tif 000005