(57)【要約】【課題】リーク電流が小さい場合であっても、負荷のリーク電流を検出することができるリーク電流検出装置を提供する。【解決手段】ソレノイドバルブ駆動装置１は、バッテリ１００と、ＦＥＴ１０１と、コンデンサ１１０と、判定回路１１１とを備えている。ＦＥＴ１０１は、バッテリ１００の正極端子とソレノイドコイルＬの正極端子を接続又は切断する。コンデンサ１１０の一端はソレノイドコイルＬの正極端子に、他端はバッテリ１００の負極端子にそれぞれ接続されている。判定回路１１１は、ＦＥＴ１０１がオフしているときに、コンデンサ１１０の電圧に基づいてソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する。コンデンサ１１０の電圧は、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無によって変化する。そのため、リーク電流が小さい場合であっても、ソレノイドコイルＬのリーク電流を検出することができる。【選択図】図１
2013185890.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極端子が負荷（Ｌ）の負極端子に接続される電源（１００）と、
前記電源の正極端子と前記負荷の正極端子を接続又は切断するスイッチ（１０１）と、
前記負荷のリーク電流の有無を判定するリーク電流判定回路（１１）と、
を備えたリーク電流検出装置において、
前記リーク電流判定回路は、
一端が前記負荷の正極端子に、他端が前記電源の負極端子にそれぞれ接続されるコンデンサ（１１０）と、
前記コンデンサに接続され、前記スイッチがオフして前記電源の正極端子と前記負荷の正極端子を切断しているときに、前記コンデンサの電圧に基づいて前記負荷のリーク電流の有無を判定する判定回路（１１１）と、
を有することを特徴とするリーク電流検出装置。
【請求項２】
前記判定回路は、前記コンデンサの電圧が閾値電圧に低下するまでの時間に基づいて前記負荷のリーク電流の有無を判定することを特徴とする請求項１に記載のリーク電流検出装置。
【請求項３】
前記判定回路は、前記コンデンサの電圧が前記閾値電圧に低下するまでの時間が、閾値時間より短いとき、前記負荷にリーク電流が流れていると判定することを特徴とする請求項２に記載のリーク電流検出装置。
【請求項４】
前記判定回路は、前記負荷に電圧を印加する必要がない期間に、前記負荷のリーク電流の有無を判定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリーク電流検出装置。
【請求項５】
前記スイッチは、半導体スイッチであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリーク電流検出装置。
【請求項６】
前記負荷は、ブレーキ制御に用いられるソレノイドバルブを構成するソレノイドコイル、又は、モータであることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のリーク電流検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷のリーク電流を検出するリーク電流検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、負荷のリーク電流を検出するリーク電流検出装置として、例えば特許文献１に開示されているリーク電流検出装置がある。
【０００３】
このリーク電流検出装置は、ソレノイドコイルのリーク電流を検出する装置である。リーク電流検出装置は、バッテリと、ＭＯＳトランジスタと、比較回路と、出力回路とを備えている。
【０００４】
バッテリは、ソレノイドコイルに印加するための電圧を供給する電源である。バッテリの正極端子は、ソレノイドコイルの正極端子に接続されている。ＭＯＳトランジスタは、バッテリの負極端子とソレノイドコイルの負極端子を接続又は切断する。比較回路は、ソレノイドコイルの端子間電圧を閾値電圧と比較する。出力回路は、ＭＯＳトランジスタがオフしてバッテリとソレノイドコイルを切断しているときに、比較回路の比較結果に基づいてソレノイドコイルのリーク電流の有無を判定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−１４０５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、比較回路には、オフセット電圧が発生する。ソレノイドコイルのリーク電流が小さい場合、ソレノイドコイルの端子間電圧も小さくなる。ソレノイドコイルの端子間電圧が小さいと、オフセット電圧の影響により、比較回路が正しい比較結果を出力することができないことがある。この場合、出力回路がソレノイドコイルのリーク電流の有無を正しく判定できないという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、リーク電流が小さい場合であっても、負荷のリーク電流を検出することができるリーク電流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】
【０００８】
第１の発明は、負極端子が負荷の負極端子に接続される電源と、電源の正極端子と負荷の正極端子を接続又は切断するスイッチと、負荷のリーク電流の有無を判定するリーク電流判定回路と、を備えたリーク電流検出装置において、リーク電流判定回路は、一端が負荷の正極端子に、他端が電源の負極端子にそれぞれ接続されるコンデンサと、コンデンサに接続され、スイッチがオフして電源の正極端子と負荷の正極端子を切断しているときに、コンデンサの電圧に基づいて負荷のリーク電流の有無を判定する判定回路と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、スイッチがオンすると、電源の電圧がコンデンサに印加される。その結果、コンデンサは、電源の電圧によって充電され所定電圧になる。負荷にリーク電流が流れていない場合、スイッチがオフすると、コンデンサの電圧は徐々に低下する。これは、コンデンサの自然放電によるものである。
【００１０】
一方、負荷にリーク電流が流れている場合、コンデンサの電圧は速やかに低下する。これは、負荷にリーク電流が流れることによって、コンデンサが速やかに放電されるためであり、リーク電流が小さい場合であっても同様の結果となる。つまり、リーク電流が小さい場合であっても、負荷のリーク電流の有無によってコンデンサの電圧の変化が異なる。そのため、判定回路は、リーク電流が小さい場合であっても、コンデンサの電圧に基づいて負荷のリーク電流の有無を判定することができる。従って、リーク電流が小さい場合であっても、負荷のリーク電流を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本実施形態におけるソレノイドバルブ駆動装置の回路図である。
【図２】リーク電流の有無によるコンデンサの電圧の違いを示す波形図ある。
【発明を実施するための形態】
【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、本発明に係るリーク電流検出装置を、車両に搭載されたソレノイドバルブを駆動するソレノイドバルブ駆動装置に適用した例を示す。
【００１３】
まず、図１を参照して本実施形態のソレノイドバルブ駆動装置の構成について説明する。
【００１４】
図１に示すソレノイドバルブ駆動装置１は、車両に搭載されたソレノイドバルブを駆動する装置である。ここで、ソレノイドバルブは、ブレーキ制御に用いられる油圧を制御するための機器である。ソレノイドバルブは、ソレノイドコイルＬ（負荷）を備えている。ソレノイドバルブ駆動装置１は、駆動回路１０と、リーク電流判定回路１１と、制御回路１２とを備えている。
【００１５】
駆動回路１０は、ソレノイドコイルＬに接続され、ソレノイドコイルＬに電圧を印加してソレノイドバルブを駆動する回路である。駆動回路１０は、バッテリ１００（電源）と、ＦＥＴ１０１〜１０３とを備えている。
【００１６】
バッテリ１００は、ソレノイドバルブを駆動するためにソレノイドコイルＬに印加する電圧を供給する電源である。
【００１７】
ＦＥＴ１０１（スイッチ）は、バッテリ１００の正極端子とソレノイドコイルＬの正極端子の間に設けられ、バッテリ１００の正極端子とソレノイドコイルＬの正極端子を接続又は切断する半導体スイッチである。ＦＥＴ１０１のドレインはバッテリ１００の正極端子に、ソースはソレノイドコイルＬの正極端子にそれぞれ接続されている。また、ゲートは、制御回路１２に接続されている。
【００１８】
ＦＥＴ１０２は、バッテリ１００の負極端子とソレノイドコイルＬの負極端子の間に設けられ、ＦＥＴ１０１がバッテリ１００の正極端子とソレノイドコイルＬの正極端子を接続しているときにスイッチングすることで、ソレノイドコイルＬに流れる電流を制御する半導体スイッチである。ＦＥＴ１０２のドレインは、ソレノイドコイルＬの負極端子に接続されている。また、ソースは、バッテリ１００の負極端子に接続されるとともに接地されている。さらに、ゲートは、制御回路１２に接続されている。
【００１９】
ＦＥＴ１０３は、ソレノイドコイルＬの正極端子と負極端子の間に設けられ、ＦＥＴ１０２と相補的にスイッチングすることで、ＦＥＴ１０２がオフしたときにソレノイドコイルＬに流れる電流を還流させる半導体スイッチである。ＦＥＴ１０３のドレインはソレノイドコイルＬの正極端子に、ソースはソレノイドコイルＬの負極端子にそれぞれ接続されている。また、ゲートは、制御回路１２に接続されている。
【００２０】
リーク電流判定回路１１は、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する回路である。リーク電流判定回路１１は、コンデンサ１１０と、判定回路１１１とを備えている。
【００２１】
コンデンサ１１０は、ＦＥＴ１０１がバッテリ１００正極端子とソレノイドコイルＬの正極端子を接続しているときにバッテリ１００の電圧によって充電され、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定するためにソレノイドコイルＬに印加する電圧を供給する素子である。コンデンサ１１０の一端は、ソレノイドコイルＬの正極端子に接続されている。また、他端は、バッテリ１００の負極端子に接続されている。
【００２２】
判定回路１１１は、外部から入力される駆動信号、及び、コンデンサ１１０の電圧に基づいてソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する回路である。具体的には、駆動信号がソレノイドコイルＬへの電圧印加を指示していない期間において、ＦＥＴ１０１がオフしてバッテリ１００の正極端子とソレノイドコイルＬの正極端子を切断するとともに、ＦＥＴ１０２、１０３をともにオフしているときに、コンデンサ１１０の電圧に基づいてソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する回路である。判定回路１１１は、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れていると判定すると、リーク電流検出信号を出力する。判定回路１１１の入力端子は、駆動信号を出力する外部装置（図略）、及び、コンデンサ１１０の一端にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、制御回路１２に接続されている。
【００２３】
制御回路１２は、外部から入力される駆動信号、及び、判定回路１１１から入力されるリーク電流検出信号に基づいてＦＥＴ１０１〜１０３を制御する回路である。制御回路１２の入力端子は駆動信号を出力する外部装置、及び、判定回路１１１の出力端子にそれぞれ接続されている。また、出力端子は、ＦＥＴ１０１〜１０３のゲートにそれぞれ接続されている。
【００２４】
次に、図１及び図２を参照してソレノイドバルブ駆動装置の動作について説明する。
【００２５】
図１において、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れていない場合、判定回路１１１は、リーク電流検出信号を出力しない。そのため、制御回路１２は、外部から入力される駆動信号に基づいてＦＥＴ１０１〜ＦＥＴ１０３を制御する。具体的には、図２に示すように、ＦＥＴ１０１をオンする。そして、駆動信号に応じた電流がソレノイドコイルＬに流れるように、ＦＥＴ１０２をスイッチングする。また、ＦＥＴ１０３をＦＥＴ１０２と相補的にスイッチングする。これにより、図１に示すソレノイドコイルＬに電流が流れてソレノイドバルブが駆動し、ブレーキ制御に用いられる油圧が制御される。その後、外部から入力される駆動信号が停止すると、制御回路１２は、図２に示すように、ＦＥＴ１０１〜１０３をオフする。これにより、図１に示すソレノイドコイルＬに流れる電流が遮断されてソレノイドバルブの駆動が停止し、ブレーキ制御に用いられる油圧の制御が終了する。
【００２６】
図１において、ＦＥＴ１０１がオンすると、バッテリ１００の電圧がコンデンサ１１０に印加される。その結果、コンデンサ１１０は、バッテリ１００の電圧によって充電され、図２に示すように、所定電圧Ｖｃになる。その後、時刻ｔ０でＦＥＴ１０１〜１０３がオフする。ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れていない場合、時刻ｔ０以降、コンデンサ１１０の電圧は徐々に低下する。これは、コンデンサ１１０の自然放電によるものである。その結果、ＦＥＴ１０１がオフしてから非常に長い時間Ｔ１で、コンデンサ１１０の電圧が、所定電圧Ｖｃより低い閾値電圧Ｖｔｈに達することとなる。
【００２７】
一方、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れている場合、時刻ｔ０以降、コンデンサ１１０の電圧は速やかに低下する。これは、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れることによってコンデンサ１１０が速やかに放電されるためである。その結果、コンデンサ１１０の電圧が閾値電圧Ｖｔｈに達するまでの時間Ｔ２が、リーク電流が流れていない場合に比べ短くなる。つまり、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無によってコンデンサ１１０の電圧の変化が異なる。リーク電流判定回路１１は、このような特性を利用してソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する。
【００２８】
判定回路１１１は、外部から入力される駆動信号、及び、コンデンサ１１０の電圧に基づいてソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する。具体的には、駆動信号がソレノイドコイルＬへの電圧印加を指示していない期間において、ＦＥＴ１０１がオフしてバッテリ１００の正極端子とソレノイドコイルＬの正極端子を切断するとともに、ＦＥＴ１０２、１０３がともにオフしているときに、コンデンサ１１０の電圧に基づいてソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する。より具体的には、ＦＥＴ１０１〜１０３がオフしてからコンデンサ１１０の電圧が閾値電圧Ｖｔｈに達するまでの時間が、閾値時間Ｔｔｈより短いとき、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れていると判定し、リーク電流検出信号を出力する。ここで、閾値時間Ｔｔｈは、時間Ｔ１より短く、かつ、時間Ｔ２より長く設定されている。
【００２９】
判定回路１１１がリーク電流検出信号を出力すると、制御回路１２は、駆動信号の状態に関わらずＦＥＴ１０１〜１０３をオフする。その結果、リーク電流に伴うソレノイドバルブの誤動作を防止することができる。
【００３０】
次に、効果について説明する。
【００３１】
本実施形態によれば、ＦＥＴ１０１がオンすると、コンデンサ１１０は、バッテリ１００の電圧によって充電され所定電圧Ｖｃになる。図２に示すように、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れていない場合、ＦＥＴ１０１〜１０３がオフすると、時刻ｔ０以降、コンデンサ１１０の電圧は徐々に低下する。一方、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れている場合、コンデンサ１１０の電圧は速やかに低下する。つまり、リーク電流が小さい場合であっても、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無によってコンデンサ１１０の電圧の変化が異なる。そのため、判定回路１１１は、リーク電流が小さい場合であっても、コンデンサ１１０の電圧に基づいてソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定することができる。従って、リーク電流が小さい場合であっても、ソレノイドコイルＬのリーク電流を検出することができる。これにより、リーク電流に伴うソレノイドバルブの誤動作を防止することができる。
【００３２】
本実施形態によれば、図２に示すように、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無によって、コンデンサ１１０の電圧が閾値電圧Ｖｔｈに低下するまでの時間が異なる。判定回路１１１は、コンデンサ１１０の電圧が閾値電圧Ｖｔｈに低下するまでの時間に基づいてソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する。そのため、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を確実に検出することができる。
【００３３】
本実施形態によれば、図２に示すように、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れていると、コンデンサ１１０の電圧が閾値電圧Ｖｔｈに低下するまでの時間が、リーク電流が流れていない場合に比べ短くなる。判定回路１１１は、コンデンサ１１０の電圧が閾値電圧Ｖｔｈに低下するまでの時間が、閾値時間Ｔｔｈより短いとき、ソレノイドコイルＬにリーク電流が流れていると判定する。そのため、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無をより確実に検出することができる。
【００３４】
本実施形態によれば、判定回路１１１は、ソレノイドコイルＬに電圧を印加する必要がない期間に、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定する。そのため、自然放電やリーク電流以外に起因するコンデンサの電圧変化を抑えることができる。従って、ソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を正確に検出することができる。
【００３５】
本実施形態によれば、ＦＥＴ１０１は、リレーに比べ応答速度の速い半導体スイッチである。そのため、ＦＥＴ１０１をオフしてソレノイドコイルＬのリーク電流の有無を判定してから、ソレノイドコイルＬに電圧を印加してソレノイドバルブを駆動するまでの応答性を、リレーを用いた場合に比べ向上させることができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、負荷が、車両のブレーキ制御に用いられるソレノイドバルブを構成するソレノイドコイルである例を挙げているが、これに限られるものではない。負荷は、車両のブレーキ制御に用いられるモータであってもよい。他のものであってもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、ＦＥＴ１０１〜１０３がオフするタイミングを基準として時間を規定しているが、これに限られるものではない。ＦＥＴ１０１〜１０３がオフしているときであれば、他のタイミングを基準として時間を規定してもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・ソレノイドバルブ駆動装置（リーク電流検出装置）、１０・・・駆動回路、１００・・・バッテリ（電源）、１０１・・・ＦＥＴ（スイッチ）、１０２、１０３・・・ＦＥＴ、１１・・・リーク電流判定回路、１１０・・・コンデンサ、１１１・・・判定回路、１２・・・制御回路、Ｌ・・・ソレノイドコイル（負荷）
【図１】
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【図２】
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