(57)【要約】【課題】単一の診断回路で診断可能であり、コンパクトで、かつ安価な駆動回路の故障診断装置およびその故障診断方法を提供する。【解決手段】マイクロコンピュータ１３と、該マイクロコンピュータ１３に一端を接続されると共に他端をアクチュエータ１２、１２の出力ライン１７、１７に接続される主駆動回路１４、１４及び前記アクチュエータ１２、１２の電流帰還ライン１８、１８に一端が接続されると共に他端が前記出力ライン１７、１７に接続されるチョッピングクランプ回路１５、１５とから成る少なくとも一つの駆動回路１１、１１と、を備えた制御装置１’の前記駆動回路１１、１１の故障診断装置２’であって、該故障診断装置２’は、前記マイクロコンピュータ１３に一端が接続されると共に他端が主駆動回路１４、１４に接続されるクランプ電圧判定回路１６を備え、前記マイクロコンピュータ１３は、前記クランプ電圧判定回路１６の電圧変化に基づいて故障を診断してなる。【選択図】  図３
2004279114.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータに一端を接続されると共に他端をアクチュエータの出力ラインに接続される主駆動回路及び前記アクチュエータの電流帰還ラインに一端が接続されると共に他端が前記出力ラインに接続されるチョッピングクランプ回路とから成る少なくとも一つの駆動回路と、を備えた制御装置の前記駆動回路の故障診断装置であって、
該故障診断装置は、前記マイクロコンピュータに一端が接続されると共に他端が主駆動回路に接続されるクランプ電圧判定回路を備え、前記マイクロコンピュータは、前記クランプ電圧判定回路の電圧変化に基づいて故障を診断することを特徴とする駆動回路の故障診断装置。
【請求項２】
前記主駆動回路は、前記アクチュエータの駆動電圧を制御する出力電圧生成回路と前記アクチュエータの駆動終了時のサージ電圧から駆動回路を保護する回路保護素子とを備えることを特徴とする請求項１に記載の駆動回路の故障診断装置。
【請求項３】
前記チョッピングクランプ回路は、前記アクチュエータの駆動中のサージ電圧を抑制するサージ抑制素子と該サージ抑制素子を作動させる電流帰還スイッチとを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動回路の故障診断装置。
【請求項４】
前記マイクロコンピュータは、前記クランプ電圧判定回路に出力された前記電圧変化の変化数をカウントすることにより故障を診断することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の駆動回路の故障診断装置。
【請求項５】
前記マイクロコンピュータは、前記クランプ電圧判定回路に出力された前記電圧変化の発生間隔を測定することにより故障を診断することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の駆動回路の故障診断装置。
【請求項６】
前記駆動回路が複数ある場合は、前記アクチュエータの前記駆動終了時の時間を変化させることにより故障を診断することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の駆動回路の故障診断装置。
【請求項７】
前記駆動回路が複数ある場合は、前記アクチュエータの駆動終了にかかわらず、前記電流帰還スイッチを継続して入れた状態にすることにより故障を診断することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の駆動回路の故障診断装置。
【請求項８】
マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータに一端を接続されると共に他端をアクチュエータの出力ラインに接続される主駆動回路及び前記アクチュエータの電流帰還ラインに一端が接続されると共に他端が前記出力ラインに接続され、電流を帰還させる電流帰還スイッチを有したチョッピングクランプ回路とから成る少なくとも一つの駆動回路と、を備えた制御装置の前記駆動回路の故障診断方法であって、
該故障診断方法は、前記駆動回路から発生した電圧をクランプ電圧判定回路で信号処理し、前記マイクロコンピュータが前記信号処理による電圧変化に基づいて故障を診断することを特徴とする駆動回路の故障診断方法。
【請求項９】
前記マイクロコンピュータは、前記クランプ電圧判定回路に出力された前記電圧信号の変化数をカウントすることにより故障を診断することを特徴とする請求項８に記載の駆動回路の故障診断方法。
【請求項１０】
前記マイクロコンピュータは、前記クランプ電圧判定回路に出力された前記電圧信号の変化の発生間隔を測定することにより故障を診断することを特徴とする請求項８または９に記載の駆動回路の故障診断方法。
【請求項１１】
前記駆動回路が複数ある場合は、前記アクチュエータの駆動終了時の時間を変化させることにより故障を診断することを特徴とする請求項８から１０のいずれか一項に記載の駆動回路の故障診断方法。
【請求項１２】
前記駆動回路が複数ある場合は、前記アクチュエータの駆動終了にかかわらず、前記電流帰還スイッチを継続して入れた状態にすることにより故障を診断することを特徴とする請求項８から１１のいずれか一項に記載の駆動回路の故障診断方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動回路を診断する故障診断装置に係り、特に、自動車などに使用されるインダクタンス成分を有したアクチュエータを制御する制御装置の駆動回路を診断する故障診断装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の電磁弁をＤＵＴＹ制御で駆動する電子制御装置は、一定の駆動周期における可変の通電期間の間だけ、電磁弁のコイルに通電させている。この電磁弁の制御装置は、電磁弁の弁体を初期作動させるために過励磁電圧を発生させ、その作動後に、弁体の位置を保持させるためにチョッピングパルス電圧を発生させるような信号発生手段を有している。この信号発生手段においては、通電の変化点で発生するサージ電圧を抑制するために、制御装置は、ダイオードからなるクランプ電圧の小さい保護素子を有する回路と、ツェナーダイオードやバリスタなどからなるクランプ電圧の大きな保護素子と有する回路とを備え、クランプ電圧の変化に伴い２種のサージ保護素子を切換えて使用している。そこで、これら保護素子を有する回路を診断するためには、個別に診断回路を設けることが一般的であった（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平２００２−９８２５５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、診断すべき回路毎に個別に診断回路を設けることは、制御装置自体が大きくなる虞があった。また診断回路の追加により、部品点数および作業工数が増加するため、製造コストが増加する。さらに、複数の電磁弁を診断する際には、これら複数の電磁弁に対応して診断回路が必要となるため、回路規模はさらに大きくなり、診断を行うマイクロコンピュータの入力ポート数もさらに増大する。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、例えば電磁弁等の機器の制御装置の故障診断箇所が増加しても、単一の診断回路よって診断することで、制御装置の内部構成の簡素化を図り、このことによりコンパクトで安価な制御装置の駆動回路の故障診断装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係る駆動回路の故障診断装置は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータに一端を接続されると共に他端をアクチュエータの出力ラインに接続される主駆動回路及び前記アクチュエータの電流帰還ラインに一端が接続されると共に他端が前記出力ラインに接続されるチョッピングクランプ回路とから成る少なくとも一つの駆動回路と、を備えた制御装置の前記駆動回路の故障診断装置であって、該故障診断装置は、前記マイクロコンピュータに一端が接続されると共に他端が主駆動回路に接続されるクランプ電圧判定回路を備え、前記マイクロコンピュータは、前記クランプ電圧判定回路の電圧変化に基づいて故障を診断する。そして、前記主駆動回路は、前記アクチュエータの駆動電圧を制御する出力電圧生成回路と前記アクチュエータの駆動終了時のサージ電圧から駆動回路を保護する回路保護素子とを備え、前記チョッピングクランプ回路は、前記アクチュエータの駆動中のサージ電圧を抑制するサージ抑制素子と該サージ抑制素子を作動させる電流帰還スイッチとを備えている。
【０００７】
前記のごとく構成された本発明の駆動回路の故障診断装置は、出力ラインおよび帰還ラインを診断するためのクランプ電圧判定回路が単一となり、部品点数及び配線数が減少し、マイクロコンピュータの入力ポートも一ヶ所となるため、制御装置のコンパクト化が可能となる。また、コンパクト化に伴い作業工数も減少し、制御装置のコストが安価となる。さらには、接続点数が減少し、制御装置の作業信頼性も確保できる。
【０００８】
本発明に係る駆動回路の故障診断装置は、前記マイクロコンピュータが、前記クランプ電圧判定回路に出力された前記電圧変化の変化数をカウントすることにより故障を診断する。また、本発明の具体的な態様は、マイクロコンピュータが、前記クランプ電圧判定回路に出力された前記電圧変化の発生間隔を測定することにより故障を診断する。
【０００９】
前記のごとく構成された本発明の駆動回路の故障診断装置は、マイクロコンピュータに入力された電圧変化の変化数をカウントすることにより、駆動回路が単数の時は、駆動回路の故障箇所を特定し、複数の場合は、駆動回路が異常であるかの故障診断が可能となる。
【００１０】
本発明に係る駆動回路の故障診断装置は、前記駆動回路が複数ある場合は、前記アクチュエータの前記駆動終了時の時間を変化させることにより故障を診断する。また本発明の具体的な態様では、前記駆動回路が複数ある場合は、前記アクチュエータの駆動終了にかかわらず、前記電流帰還スイッチを継続して入れた状態にすることにより故障を診断する。
【００１１】
前記のごとく構成された本発明の駆動回路の故障診断装置は、マイクロコンピュータから駆動回路に指令を与えるにより、駆動回路が異常であるかどうかを診断するばかりでなく、複数ある駆動回路の故障箇所を特定することが可能となる。
【００１２】
また、本発明に係る駆動回路の故障診断方法は、マイクロコンピュータと、該マイクロコンピュータに一端を接続されると共に他端をアクチュエータの出力ラインに接続される主駆動回路及び前記アクチュエータの電流帰還ラインに一端が接続されると共に他端が前記出力ラインに接続され、電流を帰還させる電流帰還スイッチを有したチョッピングクランプ回路とから成る少なくとも一つの駆動回路と、を備えた制御装置の前記駆動回路の故障診断方法であって、該故障診断方法は、前記駆動回路から発生した電圧変化をクランプ電圧判定回路で信号処理し、前記マイクロコンピュータが前記信号処理による電圧信号の変化に基づいて故障を診断する。
【００１３】
ここに示す、前記主駆動回路は、前記アクチュエータの駆動電圧を制御する出力電圧生成回路と前記アクチュエータの駆動終了時のサージ電圧から駆動回路を保護する回路保護素子とを備え、前記チョッピングクランプ回路は、前記アクチュエータの駆動中のサージ電圧を抑制するサージ抑制素子と該サージ抑制素子を作動させる電流帰還スイッチとを備えている。また、本発明の具体的な態様は、前記マイクロコンピュータが、前記クランプ電圧判定回路に出力された前記電圧信号の変化数をカウントすることにより故障を診断する。また、本発明の別の具体的な態様は、マイクロコンピュータが、前記クランプ電圧判定回路に出力された前記電圧信号の変化の発生間隔を測定することにより故障を診断する方法である。
【００１４】
さらに、本発明の別の具体的な態様は、前記駆動回路が複数ある場合は、前記アクチュエータの前記駆動終了時の時間を変化させることにより故障を診断する方法である。さらに、本発明の別の具体的な態様は、前記駆動回路が複数ある場合は、前記アクチュエータの駆動終了にかかわらず、前記電流帰還スイッチを継続して入れた状態にすることにより故障を診断する方法である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る駆動回路の故障診断装置のいくつかの実施形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係る駆動回路１１の故障診断装置２を含む制御装置１の制御ブロック図である。
【００１６】
図１に示すように、本実施形態に係る故障診断装置２を含む制御装置１は、マイクロコンピュータ１３と、主駆動回路１４及びチョッピングクランプ回路１５からなる駆動回路１１と、クランプ電圧判定回路１６とから構成されていてアクチュエータ１２を駆動させる。
【００１７】
マイクロコンピュータ１３は、記憶媒体に予め格納されている制御データやプログラムに基づいて、車輌側の各種スイッチや該各種センサから入力される情報より車輌の状態や操縦者の意志を把握し、車輌の制御対象となるソレノイド等のインダクタンス成分を有したアクチュエータ１２を一定の駆動周期で駆動させるために、出力信号を主駆動回路１４に出力する。
【００１８】
そして、出力ライン１７を介してアクチュエータ１２に接続された主駆動回路１４は、出力電圧生成回路１４ａおよび回路保護素子１４ｂで構成されている。
出力電圧生成回路１４ａは、アクチュエータ１２を駆動させるための出力電圧を生成する回路であり、スイッチング動作において、まず、アクチュエータ１２を初期作動させるために一定時間の過励磁通電し、次にアクチュエータ１２の作動後の状態を保持させかつ電流を抑制するために、断続的な矩形波の形をした電圧波形からなるチョッピング電圧を生成する。ここで、過励磁通電開始からチョッピング電圧の出力終了時までの駆動回路１１の動作をＤＵＴＹ駆動と呼び、特に、ＤＵＴＹ駆動期間内のチョッピング電圧の出力開始から終了までの駆動回路１１の動作をチョッピング駆動と呼ぶ。アクチュエータ１２は、インダクタンス成分を有しているため、通電から非通電の切替え時であるＤＵＴＹ駆動終了時に、自己誘導作用により出力ラインにサージ電圧が発生し、このサージ電圧は駆動回路１１の内部回路にダメージを与える虞がある。そこで、主駆動回路１４には、サージ電圧を抑制し内部回路を保護するために、ツェナダイオードまたはバリスタなどからなる回路保護素子１４ｂが、設けられている。
【００１９】
また、出力ライン１７からアクチュエータ１２に並列回路で接続されたチョッピングクランプ回路１５は、電流帰還スイッチ１５ａと、ダイオードなどからなるサージ抑制素子１５ｂと、で構成されており、その一端は電流帰還ライン１８を介して接地されている。アクチュエータ１２がチョッピング駆動中は、マイクロコンピュータ１３からの指令で電流帰還スイッチ１５ａを入れて、サージ抑制素子１５ｂを働かせる。このことにより、出力ライン１７から電流帰還ライン１８までの電流帰還経路が成立し、チョッピング駆動時に発生するサージ電圧は抑制される。
【００２０】
ここで、回路保護素子１４ｂおよびサージ抑制素子１５ｂの特性と動作タイミングについて説明する。回路保護素子１４ｂは、ＤＵＴＹ駆動が終了する際に駆動残電流を早く消費させる目的で、クランプ電圧の大きな素子を選定する。一方、サージ抑制素子１５ｂは、チョッピング駆動中においては駆動電流を保持しなければならないため、つまり出力電圧生成回路１４ａからアクチュエータ１２への駆動電流供給が断たれた際に駆動残電流の時間的な消費を鈍らせる目的で、クランプ電圧が小さな素子を選定する。このような選定により、ＤＵＴＹ駆動中に電流帰還スイッチ１５ａを入れると回路保護素子１４ｂは働かず、サージ抑制素子１５ｂから電流帰還ライン１８を介して電流をアースに帰還させることが可能となる。また、ＤＵＴＹ駆動時以外は、サージ抑制素子１５ｂが働かないように、電流帰還スイッチ１５ａを切ることで、出力ライン１７から電流帰還ライン１８への電流帰還経路を遮断し、回路保護素子１４ｂを働かせ電流の早期消費が可能となる。このようにして、一定駆動周期において、回路保護素子１４ｂ、サージ抑制素子１５ａの特性を利用することおよび電流帰還用スイッチング回路１５ａを切換えることにより、駆動回路１１は、制御されている。
【００２１】
さらに、クランプ電圧判定回路１６は、サージ抑制素子１５ｂによるクランプ電圧では応答せず、回路保護素子１４ｂによる大きなクランプ電圧で応答するように調整された回路である。このクランプ電圧判定回路１６は、出力ライン１７に大きなクランプ電圧が作用した状態の電圧波形をマイクロコンピュータ１３へ伝え、マイクロコンピュータ１３は、クランプ電圧判定回路１６の電圧波形の変化数を測定することにより、出力ライン１７及び電流帰還ライン１８が断線、地絡、転落などにより異常な状態であるかどうかの故障診断を行う。
【００２２】
次に、図２は、第一の実施形態に係る制御装置１の電圧波形を示したものであり、（ａ）は出力ライン１７および電流帰還ライン１８がともに、正常時における電圧波形であり、（ｂ）は、出力ライン１７が正常であり電流帰還ライン１８が異常時における電圧波形である。この他にも、出力ライン１７のみの異常が挙げられるがここでは図示していない。また、これらの電圧波形は、主駆動回路１４の出力電圧生成回路１４ａで生成されて、ＤＵＴＹ駆動時にアクチュエータ１２に入力される入力電圧波形２１、２４と、アクチュエータ１２から出力ライン１７に出力される出力電圧波形２２、２５と、出力電圧波形２２、２５がクランプ電圧判定回路１６を介してマイクロコンピュータ１３へ出力される判定電圧波形２３、２６と、を示しており、この判定電圧波形２３、２６の電圧変化に基づいてマイクロコンピュータ１３で出力ライン１７及び電流帰還ライン１８の故障診断を行う。
【００２３】
ここで、前記電圧波形２１〜２６の波形変化を説明することで、マイクロコンピュータ１３が行う故障診断について以下に述べる。まずマイクロコンピュータ１３から主駆動回路１４の出力電圧生成回路１４ａで生成された入力電圧波形２１、２４は、一定の駆動周期２１ａでアクチュエータ１２を制御している。そして、駆動周期２１ａ内でアクチュエータ１２を初期作動させるために常時一定時間出力する過励磁通電の期間２１ｂを経た後、アクチュエータ１２の位置を保持するためにチョッピング駆動の期間２１ｃの間で電圧のチョッピングを行っており、過励磁通電の期間２１ｂからチョッピング駆動の期間２１ｃ終了までが、制御装置１のＤＵＴＹ駆動となる。
【００２４】
図１に示す出力ライン１７と電流帰還ライン１８がともに正常時における出力電圧波形２２は、図２の（ａ）に示すように、ＤＵＴＹ駆動終了時に回路保護素子１４ｂによりピーク電圧２２ａが駆動周期２１ａ内に１回存在する。このピーク電圧２２ａがクランプ電圧判定回路１６を経て判定電圧波形２３の凸波形２３ａとして出力され、マイクロコンピュータ１３へ入力される。図１に示す出力ライン１７が正常かつ電流帰還ライン１８が異常時の出力電圧波形２５は、電流帰還スイッチ１５ａが入った状態であっても電流帰還ライン１８が断線し電流帰還経路が断たれているため、サージ抑制素子１５ｂは働かない。このため、チョッピング駆動の期間２１ｃ中のサージ電圧の抑制は、出力ライン１７に常時接続の状態となっている回路保護素子１４ｂで行われ、出力電圧波形２５は、図２の（ｂ）に示すように、チョッピング動作の回数に応じたピーク電圧２５ｂと、ＤＵＴＹ駆動終了のタイミングのピーク電圧２５ａが発生する。このピーク電圧２５ａ、２５ｂがクランプ電圧判定回路１６を経て、判定電圧波形２６の凸波形２６ａおよび複数の凸波形２６ｂとして出力され、マイクロコンピュータ１３へ入力される。また、出力ライン１７が故障した場合には、アクチュエータ１２に流れる電流変化は生じないため、自己誘導作用によるサージ電圧の発生はなく、図２の（ａ）に示すような駆動周期２１ａ中にピーク電圧２２ａのような変化は見られない。この場合、図２の（ａ）に示すような判定電圧波形２３に、凸波形２３ａのような波形も現れない。
【００２５】
以上のように、駆動周期２１ａの期間中において、出力電圧波形２２、２５により応答した判定電圧波形２３、２６の凸波形の個数（応答数）をマイクロコンピュータ１３でカウントする。そしてカウントした応答数が１回の場合には、出力ライン１７および電流帰還ライン１８は正常、応答数が２回以上であれば電流帰還ライン１８側の故障、応答数が０回であれば出力ライン１７側の故障、とマイクロコンピュータ１３で診断が可能となる。
【００２６】
またこの他にも、マイクロコンピュータ１３では、一定の駆動期間２１ａ内のＤＵＴＹ駆動の時間が一定条件において、クランプ電圧判定回路１６に形成される凸波形の発生間隔を測定することによっても診断は可能である。すなわち、出力ライン１７および電流帰還ライン１８が正常である場合には、駆動周期２１ａ内に１回発生するピーク電圧２２ａに対応した凸波形の発生間隔は、前記条件下において一定であり、かつ、この発生間隔は、駆動周期２１ａと一致する。また、電流帰還ライン１８の異常時には、判定電圧波形２６に示す凸波形２６ａ及び複数の凸波形２６ｂが存在し、この凸波形の発生間隔は駆動周期２１ａよりも短くなる。出力ライン１７の異常時には、出力電圧波形に変化はなく、クランプ判定電圧回路１６にも凸波形は発生しない。この場合、次回の応答がないため時間計測できないが、駆動周期２１ａ以上の所定時間内で、凸波形が発生するかを計測することで、出力ライン１７の故障が検出可能となる。このようにクランプ電圧判定回路１６で形成される凸波形の発生間隔を測定することによっても故障の診断は可能である。
【００２７】
図３は、本発明の第二の実施形態に係る駆動回路１１、１１の故障診断装置２’を含む制御装置１’の制御ブロック図である。故障診断装置２’は、図１に示した、主駆動回路１４、およびチョッピングクランプ回路１５を１ユニットとした駆動回路１１、１１を２ユニット有した装置構成である。駆動回路１１、１１からの出力電圧は、出力ライン１７、１７を介して、単一のクランプ電圧判定回路１６に入力され、クランプ電圧判定回路１６から出力された判定電圧は、マイクロコンピュータ１３へ入力される。クランプ電圧判定回路１６は、駆動回路１１、１１からの出力電圧が相互干渉しないようにＯＲ回路（図示省略）で接続され、図１と同様にＤＵＴＹ駆動終了時に駆動回路１１、１１内の回路保護素子１４ｂ、１４ｂによる大きなクランプ電圧のみで応答するような回路とする。また、マイクロコンピュータ１３は、駆動回路１１、１１のチョッピング駆動期間を監視可能とするため駆動回路１１、１１の過励磁通電終了から次の駆動周期の過励磁開始までの期間を含む予め定められた一定の計測周期内でクランプ電圧判定回路１６から出力信号をカウントする。
【００２８】
ここで第二の実施形態において、第一の実施形態と同様に、マイクロコンピュータ１３で、クランプ電圧判定回路１６から出力された判定電圧波形の凸波形の応答数をカウントすることにより、故障を診断する。そこで、応答数から駆動回路１１、１１の故障状態を的確に診断しするために、故障状態に対応して、その応答数は大きく分けて０回、１回、２回、または３回以上の４パターンに分類される。図４〜図６は、それぞれ１回、２回、または３回の以上応答数に合わせた、制御装置１’の電圧波形を示している。
【００２９】
まずに、図４は、本実施形態に係る故障診断装置２’の応答数が１回の時の出力電圧波形および判定電圧波形を示したものであり、（ａ）は、出力ライン１７、１７および電流帰還ライン１８、１８がともに、正常時の電圧波形であり、（ｂ）は、出力ライン１７、１７のどちらか一方が異常時の電圧波形である。図４の（ａ）において、出力電圧波形４１、４２のＤＵＴＹ駆動終了のタイミングは一致しているため、マイクロコンピュータ１３には、判定電圧波形４３の凸波形４３ａを受けて応答数が一回とカウントされる。また、図４の（ｂ）において、異常電圧波形である出力電圧波形４４は変化なく、正常な出力電圧波形４５のＤＵＴＹ駆動終了時に発生するピーク電圧４５ａに応答して判定電圧波形４６には凸波形４６ａが得られ、この場合にも、マイクロコンピュータ１３には、応答数が１回とカウントされる。このように、応答数が、一回とカウントされるときは、図４の（ａ）、（ｂ）に示すように二通りの状態が想定できる。
【００３０】
次に、図５は、本実施形態に係る故障診断装置２’の応答数が２回の時の出力電圧波形および判定電圧波形を示したものであり、出力電圧波形５１、５２は、出力ライン１７、１７及び帰還ライン１８、１８に故障がない正常な場合の電圧波形である。駆動回路１１、１１の計測周期４ａにおいて、ＤＵＴＹ駆動終了時に駆動回路１１、１１からピーク電圧５１ａ、５２ａが発生する。ピーク電圧５１ａ、５２ａは発生タイミングが異なるため、クランプ電圧判定回路１６から出力される判定電圧波形５３の中に２つの凸波形５３ａが発生する。この凸波形５３ａを有した判定電圧波形５３がマイクロコンピュータに入力されることにより、マイクロコンピュータ１３には駆動回路数と同数である応答数２回が認識される。よって、クランプ電圧判定回路１６の応答が２回である場合は、出力ライン１７、１７および電流帰還ライン１８、１８に故障がなく、制御装置は正常であると診断できる。
【００３１】
さらに、図６は、本実施形態に係る故障診断装置２’の応答数が３回以上の時の出力電圧波形および判定電圧波形を示したものであり、２つの駆動回路１１、１１のＤＵＴＹ駆動終了のタイミングは異なり、（ａ）は、ＤＵＴＹ駆動終了のタイミングが遅い側の駆動回路１１の電流帰還ライン１８が故障した時の電圧波形であり、（ｂ）は、故障診断装置２’のＤＵＴＹ駆動終了のタイミングが早い側の駆動回路１１の電流帰還ライン１８が故障した時の電圧波形である。図６の（ａ）において、遅い側の駆動回路１１の電流帰還ライン１８は故障しているので、もう一方の（早い側の）駆動回路１１が正常であったとしても、判定電圧波形６３には、凸波形６３ａが合わせて３回以上発生し、この凸波形６３ａの個数である３回以上が、マイクロコンピュータ１３でカウントされる。また同様に、図６の（ｂ）において、早い側の駆動回路１１の電流帰還ライン１８が故障しているので、もう一方の（遅い側の）駆動回路１１が正常であったとしても、判定電圧波形６６には、凸波形６６ａが３回以上発生し、この凸波形６６ａの個数である３回以上がマイクロコンピュータ１３でカウントされる。このように、応答数が３回以上とカウントされるときは、主に、これらの二通りの場合が考えられる。
【００３２】
図７は、本実施形態に係る故障診断装置２’のマイクロコンピュータ１３が故障を診断する際の制御フローを示している。まず、ステップ７１において、駆動回路１１、１１のチョッピング駆動におけるチョッピング回数が、ともに２回以上かどうかを判定する。これは、帰還電流ライン１８の故障時に、応答数が３回以上発生するからである。この条件により、電流帰還ライン１８、１８のどちらか一方が断線し、他方の駆動回路の出力ラインも断線した場合においても、この複数回の応答数で電流帰還ライン１８、１８の異常の判断が可能になる。ちなみに、回路が複数の場合の診断においては、チョッピング回数は、その回路数以上で診断するとよい。
【００３３】
次に、ステップ７２で、クランプ電圧判定回路１６からマイクロコンピュータ１３へ出力される凸波形（ピーク電圧）の個数（応答数）をカウントする。そして、ステップ７２以降では、まず、先に述べたように、駆動回路１１、１１の故障状態に対応させた４つのパターン応答数（０回、１回、２回、または３回以上）に分類する。
【００３４】
まず、ステップ７３において、応答数（ピーク電圧数）が０回であるか否かの判定をする。一定の計測周期４ａ内に、応答数が０回の場合は、先の実施形態に述べたように、アクチュエータ１２、１２のどちらにも電流が流れていないと考えられるので、出力ライン１７、１７のどちらも故障していると診断する。
【００３５】
それ以外の場合は、次のステップ７４に進み、応答数が２回であるか否かの判定をする。応答数が２回の場合は、図５に示したような電圧波形であるため、駆動回路１１、１１は正常であると診断する。
【００３６】
次に、応答数が０回、２回ではない場合は、ステップ７５に進む。ここでは、応答数が１回であるか否かを判定し、応答数が１回の場合は、次の一連の診断過程であるステップ７６に進む。また、１回でない（３回以上の）場合は、他の一連の診断過程であるステップ７７に進む。
【００３７】
しかし、応答数が１回及び３回の時は、図４の（ａ）、（ｂ）および図６（ａ）、（ｂ）に示したように、一義的に、故障状態及び故障箇所を特定することができない。よって、マイクロコンピュータ１３から各回路に指令を与えることによって、故障状態及び故障箇所を特定する。
【００３８】
まず、ステップ７５で、応答数が１回と判定すると、ステップ７６で図４の（ａ）または（ｂ）のどちらの状態であるかを診断するために、マイクロコンピュータ１３からの指令で、ＤＵＴＹ駆動終了後も計測周期毎にどちらか一方の駆動回路１１、１１の帰還電流スイッチ１５ａ、１５ａを選択して入れることにより、それに対応したサージ抑制素子１５ｂ、１５ｂを働かせる。これにより、故意に出力電圧波形のピーク電圧を出力させないようにする。ここでの作動の留意点としては、ＤＵＴＹ駆動終了後もクランプ電圧の小さいサージ抑制素子１５ａ、１５ａを作動させると、残留駆動電流の消費が遅れることにより、アクチュエータ１２、１２が元に戻るタイミングに遅れが生じる可能性がある。したがって、電流帰還スイッチ１５ａ、１５ａの操作は装置全体に大きな影響を与えない程度でのみ行う必要がある。このように、ＤＵＴＹ駆動終了後も選択した駆動回路１１の電流帰還スイッチ１５ａを入れ、測定周期内においてピーク電圧を再度カウントする。ここで、応答数が０回であれば、電流帰還スイッチ１５ａを入れていない駆動回路１１の出力ライン１７が故障していると判定できる。また、応答回数が１回である場合は、電流帰還スイッチ１５ａ入れていない駆動回路１１の出力ライン１７は正常であると診断でき、駆動回路１１の電流帰還スイッチ１５ａを元の状態に戻す。今度は、もう一方の駆動回路１１の電流帰還スイッチ１５ａをＤＵＴＹ駆動終了後も入れる。以下同様に、応答数が０回であれば、電流帰還スイッチ１５ａを入れていない駆動回路１１の出力ライン１７が故障していると判断する。
【００３９】
また、この操作で応答数がともに１回である場合は、図４の（ａ）の状態である駆動回路１１、１１のＤＵＴＹ駆動終了のタイミングが一致したと考えられ、駆動回路１１、１１は正常であると判定できる。ただし、応答数が０回または１回に属さない場合は、再度ステップ７１に戻り診断をやり直す。このように、ステップ７６に従って診断することにより、応答数が１回である場合は、正常または異常を検出できるばかりでなく、どの駆動回路１１、１１の出力ライン１８、１８が故障しているかを特定することができる。
【００４０】
次に、ステップ７５において、応答数が１回でない判定すると、その応答数は３回以上でありステップ７７に従って一連の故障診断を行う。ここで、図６の（ａ）または（ｂ）のどちらの状態であるかを診断するために、マイクロコンピュータ１３からの指令で、駆動回路１１、１１の制御に大きな影響を与えない程度のチョッピング駆動回数で、駆動ＤＵＴＹ終了のタイミングが遅い側の駆動回路１１の駆動ＤＵＴＹ終了のタイミングを更に遅らせて、その出力電圧波形６１、６４のピーク電圧６ａを破線の如く変化させ、判定電圧波形６３、６６を破線に示すように変化させる。この操作後、再度凸波形の個数をカウントし、応答数が増加したかを判定する。応答数が増加していない場合は、図６（ｂ）のごとく正常な出力電圧波形６４が変化したと判断でき、出力電圧波形６５を出力するＤＵＴＹ駆動終了のタイミングが早い側の駆動回路１１の帰還ライン１８が異常であると診断できる。また、応答数が増加した場合は、図６の（ａ）のごとき波形であり、変化させたＤＵＴＹ駆動が遅い側の駆動回路１１の帰還ライン１８が故障していると断定できる。ただし、図６の（ａ）は、出力電圧波形６２が、正常な時の出力電圧波形を表しているが、このとき、出力電圧波形６２を出力する駆動回路１１は、出力電圧波形６１の影響を受けて応答数が３回以上と認識されているため、この駆動回路の故障を診断できない。また、出力電圧波形６１を出力する駆動回路１１は故障しているため、チョッピング駆動時に駆動電流の保持ができず本来の働きを果たせないので、その出力を停止する。これにより故障と診断された駆動回路１１の出力ライン１７にクランプ電圧は発生せず、判定電圧波形６３から診断できなかった出力電圧波形６２を出力する駆動回路１１の大きなクランプ電圧のみが反映される。そして、一方の駆動回路１１の出力電圧波形６２を第一の実施形態の如く再度応答数をカウントすることにより診断する。すなわち、この時応答数が２回以上であれば、電流帰還ライン１８に故障、また応答数が１回であれば出力ライン１７および電流帰還ライン１８ともに正常、応答数が０回であるならば出力ライン１７の故障と診断可能である。このようにして、クランプ電圧判定回路１６の応答数が３回以上である場合は、どの駆動回路の電流帰還ラインが故障しているかを判定することができる。
【００４１】
以上、本発明のいくつかの実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【００４２】
たとえば、診断の手順を図４のフロー図のように定めたが、これらの順序は一義的に決定されるものではなく、その順序が一部入れ替わったとしてても問題なく診断できる。
【００４３】
また、マイクロコンピュータにより形成される凸波形の個数を応答数としてカウントすることで診断したが、凸波形の発生間隔を測定する診断を併用しても診断可能である。
【００４４】
さらに、駆動回路が複数時においても、いくつかの実施形態で示した診断方法により、制御装置の異常を検出できるばかりでなくその異常ラインを特定できることは、当業者には容易に予測可能であろう。
【００４５】
【発明の効果】
以上の発明から理解されるように、本発明の駆動回路の故障診断装置は、制御装置に単一のクランプ電圧判定回路を用いてアクチュエータへの駆動回路の出力ラインおよび電流帰還ラインの故障の検出が可能となることから、制御装置の簡素化を図れる。また、これにより、制御装置はコンパクトとなり、部品点数および配線数の減少に伴い製造コストが抑制でき、安価な制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る駆動回路の故障診断装置を備えた制御装置の一実施形態を示す制御ブロック図。
【図２】図１の故障診断装置の電圧波形図を示すもので、（ａ）は、正常時における電圧波形図であり、（ｂ）は異常時における電圧波形図。
【図３】本発明に係る駆動回路の故障診断装置を備えた制御装置の別の実施形態を示す制御ブロック図。
【図４】図３の故障診断装置の一つの電圧波形図を示すもので、（ａ）は、正常時における電圧波形図であり、（ｂ）は異常時における電圧波形図。
【図５】図３の故障診断装置の正常時における他の電圧波形図。
【図６】図３の故障診断装置の他の電圧波形図を示すもので、（ａ）および（ｂ）共に異常時における電圧波形図。
【図７】図３の故障診断装置の故障診断の制御フロー図。
【符号の説明】
１、１’    制御装置
２、２’    故障診断装置
１１        駆動回路
１２        アクチュエータ
１３        マイクロコンピュータ
１４        主駆動回路
１４ａ      出力電圧生成回路
１４ｂ      回路保護素子
１５        チョッピングクランプ回路
１５ａ      電流帰還スイッチ
１５ｂ      サージ抑制素子
１６        クランプ電圧判定回路
１７        出力ライン
１８        電流帰還ライン
２１        入力電圧波形
２１ａ      駆動周期
２１ｂ      過励磁通電の期間
２１ｃ      チョッピング駆動の期間
２２        出力電圧波形
２２ａ      ピーク電圧
２３        判定電圧波形
２３ａ      凸波形
７１−７７  ステップ
【図１】
2004279114.tif 000003
【図２】
2004279114.tif 000004
【図３】
2004279114.tif 000005
【図４】
2004279114.tif 000006
【図５】
2004279114.tif 000007
【図６】
2004279114.tif 000008
【図７】
2004279114.tif 000009