(57)【要約】【課題】信頼性の高い電子制御装置を提供する。【解決手段】スイッチ１０ａがＯＮの場合には、差動増幅回路７ａと７ｃの出力電圧を比較し、それぞれの故障の有無を判定する。また、スイッチ１０ｂがＯＮの場合には、差動増幅回路７ｂと７ｃの出力電圧を比較し、それぞれの故障の有無を判定する。適宜スイッチ１０ａおよび１０ｂを切り替えながら、上記の動作を繰り返し行うことにより、制御対象１ａおよび１ｂの電流を検出しつつ、差動増幅回路７ａと７ｂに対する故障診断を実施できる。したがって、差動増幅回路７ａ，７ｂの故障を早期に発見できるので、信頼性の高い電子制御装置を実現できる。【選択図】図１
2016190503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの制御対象にそれぞれ流れる電流を個別に検出する少なくとも２つの制御用差動増幅回路と、
前記制御用差動増幅回路とは異なる診断用差動増幅回路と、
一方の前記制御対象を流れる電流を一方の前記制御用差動増幅回路で検出する非診断用切替位置と、前記一方の前記制御対象を流れる電流を前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路で検出する診断用切替位置とに切り替える第１のスイッチと、
他方の前記制御対象を流れる電流を他方の前記制御用差動増幅回路で検出する非診断用切替位置と、前記他方の前記制御対象を流れる電流を前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路で検出する診断用切替位置とに切り替える第２のスイッチと、
前記第１のスイッチの切替位置が前記診断用切替位置である場合に前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路から出力される出力電圧に基づいて、前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路の少なくともいずれか一方の故障の有無を判定し、前記第２のスイッチの切替位置が前記診断用切替位置である場合に前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路から出力される出力電圧に基づいて、前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路の少なくともいずれか一方の故障の有無を判定する故障判定回路とを備えることを特徴とする電子制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、前記第１のスイッチを非診断用切替位置に切り替え、前記第２のスイッチを診断用切替位置に切り替える第１スイッチ制御信号、および、前記第１のスイッチを診断用切替位置に切り替え、前記第２のスイッチを非診断用切替位置に切り替える第２スイッチ制御信号のいずれか一方を出力することを特徴とする電子制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障が有ると判定すると、前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のどちらに故障が発生したか判定し、
前記故障判定回路は、また、前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障が有ると判定すると、前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のどちらに故障が発生したか判定することを特徴とする電子制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障が有ると判定した場合には、前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障が有るか否かを判定し、前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障があると判定すると、前記診断用差動増幅回路に故障があると判定し、前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障がないと判定すると、前記一方の制御用差動増幅回路に故障があると判定し、
前記故障判定回路は、前記他方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障が有ると判定した場合には、前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障が有るか否かを判定し、前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障があると判定すると、前記診断用差動増幅回路に故障があると判定し、前記一方の制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のいずれか一方に故障がないと判定すると、前記他方の制御用差動増幅回路に故障があると判定することを特徴とする電子制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、前記制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のそれぞれの増幅度と、前記制御対象に電流が流れていない場合に前記制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路から出力される電圧であるそれぞれのオフセット電圧とに基づいて前記診断用差動増幅回路の出力電圧を補正し、
前記制御用差動増幅回路の出力電圧と補正後の前記診断用差動増幅回路の出力電圧とに基づいて、故障の有無を判定することを特徴とする電子制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、故障の有無の判定に先立って、前記制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路のそれぞれの前記増幅度と、それぞれの前記オフセット電圧とを検出することを特徴とする電子制御装置。
【請求項７】
請求項５に記載の電子制御装置において、
直流電圧源の電圧を前記制御用差動増幅回路のいずれか一方に入力する入力位置と、前記直流電圧源の電圧を前記いずれか一方の前記制御用差動増幅回路に入力しない遮断位置とに切り替える第１のオンオフスイッチと、
前記直流電圧源の電圧を前記診断用差動増幅回路に入力する入力位置と、前記直流電圧源の電圧を前記診断用差動増幅回路に入力しない遮断位置とに切り替える第２のオンオフスイッチとをさらに備え、
前記故障判定回路は、前記第１のオンオフスイッチが入力位置に切り替えられて前記直流電圧源の電圧が入力されている前記いずれか一方の制御用差動増幅回路について、その出力電圧と前記オフセット電圧との電圧差を前記直流電圧源の電圧値で除して前記増幅度を検出し、
前記故障判定回路は、前記第２のオンオフスイッチが入力位置に切り替えられて前記直流電圧源の電圧が入力されている前記診断用差動増幅回路について、その出力電圧と前記オフセット電圧との電圧差を前記直流電圧源の電圧値で除して前記増幅度を検出することを特徴とする電子制御装置。
【請求項８】
請求項３に記載の電子制御装置において、
前記一方の制御用差動増幅回路から出力される出力電圧に基づいて、前記一方の制御対象を流れる電流を制御する第１の電流制御回路と、
前記他方の制御用差動増幅回路から出力される出力電圧に基づいて、前記他方の制御対象を流れる電流を制御する第２の電流制御回路とをさらに備え、
前記故障判定回路は、前記一方の制御用差動増幅回路に故障が有ると判定した場合には、前記第１のスイッチを前記診断用切替位置に切り替えるスイッチ制御信号を出力し、
前記第１の電流制御回路は、前記故障判定回路が前記一方の制御用差動増幅回路に故障が有ると判定した場合には、前記第１のスイッチが前記診断用切替位置に切り替えられた状態で前記診断用差動増幅回路から出力される出力電圧に基づいて、前記一方の制御対象を流れる電流を制御し、
前記故障判定回路は、前記他方の制御用差動増幅回路に故障が有ると判定した場合には、前記第２のスイッチを前記診断用切替位置に切り替えるスイッチ制御信号を出力し、
前記第２の電流制御回路は、前記故障判定回路が前記他方の制御用差動増幅回路に故障が有ると判定した場合には、前記第２のスイッチが前記診断用切替位置に切り替えられた状態で前記診断用差動増幅回路から出力される出力電圧に基づいて、前記他方の制御対象を流れる電流を制御することを特徴とする電子制御装置。
【請求項９】
請求項１に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、前記制御用差動増幅回路および前記診断用差動増幅回路の少なくともいずれか一方に故障が発生したと判定すると、故障を通知するための故障通知信号を出力することを特徴とする電子制御装置。
【請求項１０】
請求項２に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、前記制御用差動増幅回路のうち、動作中である制御対象に流れる電流を検出している前記制御用差動増幅回路を、動作中でない制御対象に流れる電流を検出する前記制御用差動増幅回路に優先して故障の有無を判定するように前記第１または第２のスイッチ制御信号を出力することを特徴とする電子制御装置。
【請求項１１】
請求項２に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、前記制御用差動増幅回路のうち、目標電流値の大きい制御対象に流れる電流を検出している前記制御用差動増幅回路を、目標電流値の小さい制御対象に流れる電流を検出している前記制御用差動増幅回路に優先して故障の有無を判定するように前記第１または第２のスイッチ制御信号を出力することを特徴とする電子制御装置。
【請求項１２】
請求項２に記載の電子制御装置において、
前記故障判定回路は、前記制御用差動増幅回路のうち、動作中である制御対象に流れる電流を検出している前記制御用差動増幅回路を、動作中でない制御対象に流れる電流を検出する前記制御用差動増幅回路に優先して故障の有無を判定するように前記第１または第２のスイッチ制御信号を出力するとともに、前記制御用差動増幅回路のうち、目標電流値の大きい制御対象に流れる電流を検出している前記制御用差動増幅回路を、目標電流値の小さい制御対象に流れる電流を検出している前記制御用差動増幅回路に優先して故障の有無を判定するように前記第１または第２のスイッチ制御信号を出力することを特徴とする電子制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、自動車のブレーキシステムに搭載する電子制御装置は、制御対象であるモータもしくはソレノイドに流れる電流を調整し、対象の制御を行っている。精度の良い制御を実施するためには、制御対象に流れる電流値を読み取る必要があり、そのために電流検出回路が設けられる。この電流検出回路は、対象物を流れる電流を抵抗によって電圧に変換した後、差動増幅回路によって増幅し、出力する回路である。
【０００３】
電流検出に使用する差動増幅回路の出力がずれてしまうと、制御対象に流れる電流が正しく読み取れなくなるため、制御対象を正しく制御できなくなるおそれがある。そのため、たとえば、ＤＣ／ＤＣコンバータ、電流検出部、および制御部を備え、制御部が、次のように動作する電源装置が知られている。この電源装置では、所定タイミングで第１スイッチをオフにして第２スイッチをオンにすることでゼロ点電流Ｉｏを更新し、第２スイッチをオフにして第３スイッチをオンにすることで感度Ｋを更新し、第３スイッチをオフにして第１スイッチをオンにする、動作を繰り返すように制御することで、更新したゼロ点電流Ｉｏと感度Ｋにより電流Ｉを補正して検出する（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１８６８７４号広報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献に記載の電源装置では、シャント抵抗と差動増幅回路の接続を切り離し、差動増幅回路の入力を短絡させることにより、差動増幅回路のゼロ点電流調整が行える。また、差動増幅回路の入力に調整用電圧を印加することで、差動増幅回路の感度を調整できる。しかし、上述した特許文献に記載の電源装置では、差動増幅回路の調整中にシャント抵抗との接続を切り離す必要があるため、電流検出の最中に差動増幅回路の調整もしくは故障診断を行うことができない。制御対象を精度よく制御するために、制御対象が動作中には常に電流検出を行わなければならないため、上述した特許文献に記載の電源装置では、制御対象の動作中に差動増幅回路の調整等を行えない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による電子制御装置は、少なくとも２つの制御対象にそれぞれ流れる電流を個別に検出する少なくとも２つの制御用差動増幅回路と、制御用差動増幅回路とは異なる診断用差動増幅回路と、一方の制御対象を流れる電流を一方の制御用差動増幅回路で検出する非診断用切替位置と、一方の制御対象を流れる電流を一方の制御用差動増幅回路および診断用差動増幅回路で検出する診断用切替位置とに切り替える第１のスイッチと、他方の制御対象を流れる電流を他方の制御用差動増幅回路で検出する非診断用切替位置と、他方の制御対象を流れる電流を他方の制御用差動増幅回路および診断用差動増幅回路で検出する診断用切替位置とに切り替える第２のスイッチと、第１のスイッチの切替位置が診断用切替位置である場合に一方の制御用差動増幅回路および診断用差動増幅回路から出力される出力電圧に基づいて、一方の制御用差動増幅回路および診断用差動増幅回路の少なくともいずれか一方の故障の有無を判定し、第２のスイッチの切替位置が診断用切替位置である場合に他方の制御用差動増幅回路および診断用差動増幅回路から出力される出力電圧に基づいて、他方の制御用差動増幅回路および診断用差動増幅回路の少なくともいずれか一方の故障の有無を判定する故障判定回路とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、制御対象が動作中に差動増幅回路の故障の有無を判定できるので、信頼性の高い電子制御装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施の形態の電子制御装置および周辺回路の構成図の例である。
【図２】第１の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。
【図３】第２の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。
【図４】第３の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。
【図５】第３の実施の形態におけるスイッチ切り替え処理のフローチャートを表した図である。
【図６】第３の実施の形態における故障診断処理のタイミングチャートの例を表した図である。
【図７】差動増幅回路に故障が発生した場合の一例を示した図である。
【図８】第４の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。
【図９】第４の実施の形態におけるスイッチ切り替え処理のフローチャートを表した図である。
【図１０】第４の実施の形態における故障診断処理のタイミングチャートの例を表した図である。
【図１１】第５の実施の形態における電子制御装置および周辺回路の構成図の例である。
【図１２】差動増幅回路の特性測定処理のフローチャートを表した図である。
【図１３】差動増幅回路の特性測定処理のフローチャートを表した図である。
【図１４】差動増幅回路の特性測定処理のフローチャートを表した図である。
【図１５】第５の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。
【図１６】差動増幅回路の代替処理のフローチャートを表した図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
−−−第１の実施の形態−−−
図１，２を参照して、本発明による電子制御装置の第１の実施の形態を説明する。本実施の形態では、たとえば、自動車のブレーキシステムに搭載され、制御対象であるモータもしくはソレノイドに流れる電流を調整し、制御対象を制御する電子制御装置を例に挙げて説明する。本実施の形態の電子制御装置３は、制御対象に流れる電流を検出中の差動増幅回路に対して、故障診断を低コストで実施できる。以下、詳細について説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態の電子制御装置３および周辺回路の構成図の例である。
制御対象１ａおよび１ｂは、電子制御装置３によって制御される対象であり、具体例としてはモータやソレノイドなどのアクチュエータ等が挙げられる。なお、図１において、制御対象１ａおよび１ｂは電子制御装置３の外部に記載しているが、電子制御装置３の内部にあってもよい。外部電源２は、制御対象１ａおよび１ｂを駆動させるための電源であり、たとえばバッテリなどが該当する。
【００１１】
電子制御装置３は、スイッチング素子４ａおよび４ｂ、還流ダイオード５ａおよび５ｂ、シャント抵抗６ａおよび６ｂ、差動増幅回路７ａ〜７ｃ、ローパスフィルタ８ａ〜８ｃ、制御回路９、スイッチ１０ａおよび１０ｂを有している。
【００１２】
ここで、スイッチング素子４ａは、制御対象１ａに流れる電流量を制御するためのスイッチであり、たとえばＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やバイポーラトランジスタによって構成される。このスイッチング素子４ａのＯＮ／ＯＦＦは、後述する制御回路９から出力されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号１１ａによって切り替えられる。同様にスイッチング素子４ｂは、制御対象１ｂに流れる電流量を制御するためのスイッチであり、制御回路９から出力されるＰＷＭ信号１１ｂによってＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。
【００１３】
還流ダイオード５ａは、スイッチング素子４ａがＯＦＦになった場合に、制御対象１ａに発生するサージ電圧を逃がすためのダイオードである。同様に、還流ダイオード５ｂは制御対象１ｂに発生するサージ電圧を逃がすためのダイオードである。
【００１４】
シャント抵抗６ａは、制御対象１ａに流れる電流を電圧に変換するための抵抗素子である。シャント抵抗６ａにおける電圧差は、差動増幅回路７ａによって増幅され、ローパスフィルタ８ａを経て、制御回路９に入力される。シャント抵抗６ｂは、制御対象１ｂに流れる電流を電圧に変換するための抵抗素子である。シャント抵抗６ｂにおける電圧差は、差動増幅回路７ｂによって増幅され、ローパスフィルタ８ｂを経て、制御回路９に入力される。
【００１５】
差動増幅回路７ａは、シャント抵抗６ａで発生する電圧差を増幅して制御回路９に出力する差動増幅回路である。差動増幅回路７ｂは、シャント抵抗６ｂで発生する電圧差を増幅して制御回路９に出力する差動増幅回路である。差動増幅回路７ｃは、後述するスイッチ１０ａ，１０ｂを介して接続されるシャント抵抗６ａまたは６ｂで発生する電圧差を増幅して制御回路９に出力する差動増幅回路である。
【００１６】
制御回路９は、内部にＣＰＵ（図示せず）、ＲＡＭ（図示せず）、ＲＯＭ（図示せず）通信回路（図示せず）を有している。このＲＯＭは、電気的に書き換え可能なＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｅ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  ＲＯＭ）やフラッシュＲＯＭでも良い。制御回路９は、電子制御装置３外部のセンサ（図示せず）や他の電子制御装置（図示せず）と通信を行い、センサ値もしくは他の電子制御装置からの命令に基づいて、制御対象１ａおよび１ｂに流す目標電流値をそれぞれ決定する。また、制御回路９は、差動増幅回路７ａおよび７ｂの出力電圧から、制御対象１ａおよび１ｂに流れている電流をそれぞれ計算し、目標電流値を補正する。そして、制御回路９は、補正した目標電流値に基づいてＰＷＭ信号１１ａおよび１１ｂを生成し、スイッチング素子４ａおよび４ｂを制御する。
【００１７】
差動増幅回路７ｃの入力には、スイッチ１０ａおよび１０ｂによって、差動増幅回路７ａまたは差動増幅回路７ｂのいずれか一方の入力が差動増幅回路７ａまたは差動増幅回路７ｂと並列に接続される。スイッチ１０ａと１０ｂとは、たとえば、スイッチ１０ａがＯＮ状態になった時、スイッチ１０ｂがＯＦＦ状態となるように、連動してお互いに逆の動作を行うように構成されている。スイッチ１０ａおよび１０ｂの切り替え制御は、制御回路９が出力する切り替え信号１２によって行われる。たとえば、切り替え信号１２が０の場合は、スイッチ１０ａがＯＮかつスイッチ１０ｂがＯＦＦ、切り替え信号１２が１の場合は、スイッチ１０ａがＯＦＦかつスイッチ１０ｂがＯＮとなる。
【００１８】
制御回路９は、切り替え信号１２によってスイッチ１０ａおよび１０ｂを制御しつつ、差動増幅回路７ｃの出力電圧と差動増幅回路７ａもしくは７ｂの出力電圧を比較し、故障の有無を判定する。故障があると判定した場合、制御回路９は故障通知装置１３に対して、故障検出信号を出力する。
【００１９】
故障通知装置１３は、制御回路９からの故障検出信号を受け付け、たとえば車両の搭乗者に対して故障の発生を通知する装置である。故障の通知方法としては、たとえば、ランプを点灯させる、警告音を発生させる、音声で通知するなどの方法が挙げられる。
【００２０】
図２は、第１の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。この故障診断処理は制御回路９が任意のタイミングで実施する。例えば、一定時間が経過するごとに実施しても良いし、制御回路９の処理サイクルごとに毎回実施しても良い。
【００２１】
ステップＳ１において、制御回路９は、スイッチ１０ａと１０ｂのどちらがＯＮになっているかを判定する。この判定は、現在出力している切り替え信号１２の値を見ることで行う。例えば、切り替え信号１２の値が０であればスイッチ１０ａがＯＮ、切り替え信号１２の値が１であればスイッチ１０ｂがＯＮと判定できる。判定の結果、スイッチ１０ａがＯＮであればステップＳ２の処理へ、そうでなければステップＳ３の処理へ移る。
【００２２】
ステップＳ２では、制御回路９は、差動増幅回路７ａに対する故障診断のために、差動増幅回路７ａの出力電圧と差動増幅回路７ｃの出力電圧を比較する。比較した結果、閾値１以上の差がある場合には、差動増幅回路７ａもしくは７ｃのどちらかが故障していると判断し、ステップＳ４の処理へ移る。そうでない場合にはステップＳ５の処理に移る。
【００２３】
なお、差動増幅回路７ａと７ｃが共に正常であっても、両回路の温度特性が不一致の場合には出力電圧に差が生じ、故障であると判定される可能性がある。そのような故障の誤検出を避けるため、差動増幅回路７ａと７ｃの温度特性が合うように両回路を設計するほか、両回路にコモンセントロイド配置を適用することが望ましい。
【００２４】
ステップＳ３では、制御回路９は、差動増幅回路７ｂに対する故障診断のために、差動増幅回路７ｂの出力電圧と差動増幅回路７ｃの出力電圧を比較する。比較した結果、閾値３以上の差がある場合には、差動増幅回路７ｂもしくは７ｃのどちらかが故障していると判断し、ステップＳ４の処理へ移る。そうでない場合にはステップＳ５の処理に移る。なお、ステップＳ２における閾値１とステップＳ３における閾値３は、同じ値でも良いし、異なる値でも良い。
【００２５】
なお、故障の誤検出を防止するため、差動増幅回路７ｂと７ｃに対しても、温度特性を考慮した設計とコモンセントロイド配置の適用を実施することが望ましい。
【００２６】
ステップＳ４では、制御回路９は、故障通知装置１３に対して故障検出信号を出力する。その後、ステップＳ５の処理に移る。
【００２７】
ステップＳ５において、制御回路９は、内部のカウンタ値が閾値２以上であるか判定する。カウンタ値が閾値２以上であればステップＳ６の処理に移る。そうでなければ、制御回路９は、ステップＳ８にてカウンタ値の加算を行い、故障診断処理を終了する。
【００２８】
ステップＳ６において、制御回路９は、スイッチ１０ａおよび１０ｂのＯＮ／ＯＦＦを切り替えるために、切り替え信号１２の値を変更する。たとえば、スイッチ１０ａがＯＮである場合には、スイッチ１０ｂがＯＮとなるように切り替え信号１２の値を変更する。その後、ステップＳ７において、制御回路９はカウンタ値を０に初期化し、故障診断処理を終了する。
【００２９】
以上のように本実施の形態によれば、スイッチ１０ａがＯＮの場合には、差動増幅回路７ａと７ｃの出力電圧を比較し、それぞれの故障の有無を判定する。また、スイッチ１０ｂがＯＮの場合には、差動増幅回路７ｂと７ｃの出力電圧を比較し、それぞれの故障の有無を判定する。一定時間ごとにスイッチ１０ａおよび１０ｂを切り替えながら、上記の動作を繰り返し行うことにより、制御対象１ａおよび１ｂの電流を検出しつつ、差動増幅回路７ａと７ｂに対する故障診断を実施することができる。すなわち、制御対象の動作中に差動増幅回路７ａ，７ｂの故障の有無を診断できるので、制御対象の動作に影響を与えずに故障診断ができる。したがって、差動増幅回路７ａ，７ｂの故障を早期に発見できるので、信頼性の高い電子制御装置を実現できる。
【００３０】
また、故障診断のために差動増幅回路７ｃを１つだけ追加する形になるため、差動増幅回路７ａおよび７ｂをそれぞれ二重化するよりもコストを抑えることができる。さらに、差動増幅回路の故障時には外部の故障通知装置１３に対して故障検出信号を出力するので、電子制御装置の使用者やメンテナンス作業者等が故障の有無を容易に確認でき、メンテナンス性が向上する。
【００３１】
なお、本実施例では電流検出用の差動増幅回路が２つの場合の構成を示したが、３つ以上存在する場合にも同様の故障診断方法を適用することが可能である。
【００３２】
−−−第２の実施の形態−−−
図３を参照して、本発明による電子制御装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、各差動増幅回路の増幅度やオフセット電圧が異なる点で第１の実施の形態と異なる。以下、各差動増幅回路の増幅度やオフセット電圧が異なる場合でも、制御対象に流れる電流を検出中の差動増幅回路に対して、故障診断を低コストで実施できる電子制御装置の例を説明する。
【００３３】
第２の実施の形態における電子制御装置およびその周辺回路は、第１の実施の形態と同じであるため、説明は省略する。
【００３４】
図３は、第２の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。この故障診断処理も上述した第１の実施の形態と同様に、制御回路９が任意のタイミングで実施する。なお、図２における第１の実施の形態と同一の処理を行う部分については、同一のステップ番号を付しており、それらの説明は省略する。
【００３５】
ステップＳ１の処理は、図２における第１の実施の形態と同様である。
【００３６】
ステップＳ７０において、制御回路９は、差動増幅回路７ａの増幅度Ｇａとオフセット電圧Ｖａ０および差動増幅回路７ｃの増幅度Ｇｃとオフセット電圧Ｖｃ０を用いて、差動増幅回路７ｃの出力電圧を補正する。差動増幅回路７ｃの補正前の出力電圧をＶｃとしたとき、補正後の出力電圧Ｖｃｄは次の（１）式によって計算される。出力電圧を補正した後、制御回路９はステップＳ５１の処理に移る。
【００３７】
【数１】
2016190503.tif 000003
【００３８】
なお、差動増幅回路７ａの増幅度Ｇａとオフセット電圧Ｖａ０、差動増幅回路７ｃの増幅度Ｇｃとオフセット電圧Ｖｃ０は、回路設計時の設計値を用いる。そのため、増幅度Ｇａ，Ｇｃ、オフセット電圧Ｖａ０，Ｖｃ０は、不図示のＲＯＭにあらかじめ記憶されている。
【００３９】
ステップＳ５１において、制御回路９は、差動増幅回路７ａの出力電圧と補正後の出力電圧Ｖｃｄを比較する。比較した結果、閾値１以上の差がある場合には、ステップＳ４の処理に移る。そうでない場合には、ステップＳ５の処理に移る。
【００４０】
ステップＳ７１において、制御回路９は、差動増幅回路７ｂの増幅度Ｇｂとオフセット電圧Ｖｂ０および差動増幅回路７ｃの増幅度Ｇｃとオフセット電圧Ｖｃ０を用いて、差動増幅回路７ｃの出力電圧を補正する。差動増幅回路７ｃの補正前の出力電圧をＶｃとしたとき、補正後の出力電圧Ｖｃｄは次の（２）式によって計算される。出力電圧を補正した後、制御回路９はステップＳ５３の処理に移る。
【００４１】
【数２】
2016190503.tif 000004
【００４２】
なお、差動増幅回路７ｂの増幅度Ｇｂとオフセット電圧Ｖｂ０、差動増幅回路７ｃの増幅度Ｇｃとオフセット電圧Ｖｃ０は、回路設計時の設計値を用いる。そのため、増幅度Ｇｂ，Ｇｃ、オフセット電圧Ｖｂ０，Ｖｃ０は、不図示のＲＯＭにあらかじめ記憶されている。
【００４３】
ステップＳ５３において、制御回路９は、差動増幅回路７ｂの出力電圧と補正後の出力電圧Ｖｃｄを比較する。比較した結果、閾値３以上の差がある場合には、ステップＳ４の処理に移る。そうでない場合には、ステップＳ５の処理に移る。
【００４４】
ステップＳ４からステップＳ８の処理は、上述した第１の実施の形態と同様である。
【００４５】
以上のように本実施例では、差動増幅回路７ａ、７ｂ、７ｃの増幅度とオフセット電圧を用いて差動増幅回路７ｃの出力電圧を補正している。そして、差動増幅回路７ａもしくは差動増幅回路７ｂの出力電圧と差動増幅回路７ｃの補正後の出力電圧を比較して故障の有無を判定する。こうすることで、各差動増幅回路の増幅度やオフセット電圧が異なる場合でも適切な故障診断を行うことができる。
【００４６】
なお、本実施例では電流検出用の差動増幅回路が２つの場合の構成を示したが、３つ以上存在する場合にも同様に故障診断処理を実施することが可能である。
【００４７】
−−−第３の実施の形態−−−
図４〜６を参照して、本発明による電子制御装置の第２の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、スイッチ１０ａおよび１０ｂの切り替え処理が第１の実施の形態と異なる。以下、電流検出中の差動増幅回路に発生した故障をより早く検出できる電子制御装置の例を説明する。
【００４８】
本実施の形態における電子制御装置およびその周辺回路は、第１の実施の形態と同じであるため、説明は省略する。
【００４９】
図４は、第３の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。この故障診断処理も第１の実施の形態と同様に、制御回路９が任意のタイミングで実施する。なお、第１の実施の形態と同一の処理を行う部分については、同一のステップ番号を付しており、それらの説明は省略する。
【００５０】
図４におけるステップＳ１からステップＳ４の処理は、上述したように第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。本実施の形態では、図４における、ステップＳ４の処理の後、ステップＳ２での否定判断の後、またはステップＳ３での否定判断の後にスイッチ切り替え処理（ステップＳ１０）を行う。スイッチ切り替え処理（ステップＳ１０）が終了すると、制御回路９は故障診断処理を終了する。
【００５１】
図５は、上述したステップＳ１０におけるスイッチ切り替え処理のフローチャートを表した図である。まずステップＳ１１において、制御回路９は、制御対象１ａが動作中であるかを判定する。制御対象１ａが動作中であるかは、制御対象１ａの目標電流値が０より大きいか否かで判断できる。制御対象１ａの目標電流値が０より大きければ動作中であると判断し、ステップＳ１２の処理に移る。目標電流値が０である場合には、ステップＳ１３の処理に移る。
【００５２】
ステップＳ１２において、制御回路９は、制御対象１ｂが動作中であるかを判定する。動作中であるかは、制御対象１ｂの目標電流値が０より大きいか否かで判断できる。制御対象１ｂの目標電流値が０より大きければ動作中であると判断し、ステップＳ５の処理に移る。目標電流値が０である場合には、ステップＳ１４の処理に移る。
【００５３】
ステップＳ１３において、制御回路９は、制御対象１ｂが動作中であるかを判定する。動作中の判定方法はステップＳ１２と同様である。ここで、制御対象１ｂが動作中であると判定した場合にはステップＳ１５の処理に移る。制御対象１ｂが動作中でない場合には、ステップＳ５の処理に移る。
【００５４】
ステップＳ５からステップＳ８までの処理は、上述した第１の実施の形態と同様であるため、ここでは省略する。
【００５５】
ステップＳ１４において、制御回路９は、スイッチ１０ａがＯＮ、スイッチ１０ｂがＯＦＦとなるように切り替え信号１２の値を変更する。その後、ステップＳ１６の処理に移る。
【００５６】
ステップＳ１５において、制御回路９は、スイッチ１０ａがＯＦＦ、スイッチ１０ｂがＯＮとなるように切り替え信号１２の値を変更する。その後、ステップＳ１６の処理に移る。
【００５７】
ステップＳ１６において、制御回路９は、カウンタの値を閾値２に設定する。これは、制御対象１ａまたは１ｂのどちらか一方のみが動作中の状態から、両方が動作中になった場合に、今まで故障診断していなかった差動増幅回路を先に診断するためである。この処理の後、制御回路９はスイッチ切り替え処理を終了する。
【００５８】
図６は、本実施の形態における故障診断処理のタイミングチャートの例を表した図である。なお、図６における各信号の周期は、模式的に示したものであって、実際の各信号の周期とは異なる。期間Ａでは、制御対象１ａに対する目標電流値が０より大きく、あるデューティ比を持ったＰＷＭ信号１１ａが制御回路９から出力されている。一方、制御対象１ｂに対する目標電流値は０となっており、ＰＷＭ信号１１ｂは常に０となっている。これより、制御対象１ａが動作中であり、制御対象１ｂは動作中で無いことになる。そのため、期間Ａでは、制御回路９はスイッチ１０ａがＯＮとなるように切り替え信号１２を制御し、差動増幅回路７ａのみを対象として故障診断を行う。
【００５９】
期間Ｂでは、制御対象１ａと１ｂそれぞれに対する目標電流値は０より大きく、それぞれのデューティ比をもったＰＷＭ信号１１ａと１１ｂが制御回路９から出力されている。期間Ｂでは、制御対象１ａと１ｂは共に動作中となるため、制御回路９は切り替え信号１２の出力値を一定時間ごとに切り替え、差動増幅回路７ａと７ｂに対する故障診断を交互に実施する。
【００６０】
期間Ｃでは、制御対象１ａに対する目標電流値が０のため、ＰＷＭ信号１１ａは０となっている。また、制御対象１ｂに対する目標電流値が０より大きいため、あるデューティ比をもったＰＷＭ信号１１ｂが制御回路９から出力されている。これより、制御対象１ａは動作しておらず、制御対象１ｂのみが動作中ということになる。そのため、期間Ｃでは、制御回路９はスイッチ１０ｂがＯＮとなるように切り替え信号１２を制御し、差動増幅回路７ｂのみを対象として故障診断を実施する。
【００６１】
以上のように本実施例によれば、動作中の制御対象に対して、電流検出を行っている差動増幅回路の故障を早期に検出できるように、優先的に故障診断を行っている。これにより、故障診断の実施タイミングがより適切となり、信頼性の高い電子制御装置を実現できる。
【００６２】
なお、本実施例では電流検出用の差動増幅回路が２つの場合の構成を示したが、３つ以上存在する場合にも同様の故障診断方法を適用することが可能である。
【００６３】
−−−第４の実施の形態−−−
図７〜１０を参照して、本発明による電子制御装置の第４の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、スイッチ１０ａおよび１０ｂの切り替え処理が第１の実施の形態と異なる。以下、差動増幅回路の故障をより早く検出できる電子制御装置の例を説明する。
【００６４】
図７は、差動増幅回路に故障が発生した場合の一例を示した図である。図７のグラフの横軸は制御対象を流れる電流、縦軸は差動増幅回路の出力電圧を表している。また、正常な差動増幅回路の出力電圧特性を実線で表し、故障が発生した場合の差動増幅回路の出力電圧特性を破線で表している。
【００６５】
図７に示すように、故障によって差動増幅回路の増幅度が大きくなると、制御対象に一定電流を流した際に、通常に比べて出力電圧が大きくなる。このとき、制御回路は制御対象に大きな電流が流れていると判断し、出力電圧が目標電流から換算した値まで低下するように、電流値を抑える制御を行う。その結果、図７の△Ｉ１および△Ｉ２のように、制御対象に本来流すべき電流値と制御対象に実際に流れている電流値にずれが生じる。
【００６６】
このとき、目標電流値が小さい場合の電流ずれ量△Ｉ１よりも、目標電流値が大きい場合の電流ずれ量△Ｉ２の方が大きい。したがって、目標電流値が大きい制御対象についての差動増幅回路を、目標電流値が小さい制御対象についての差動増幅回路に優先して故障診断を行うことが望ましい。そこで、本実施の形態では、目標電流値が大きい制御対象についての差動増幅回路を、目標電流値が小さい制御対象についての差動増幅回路に優先して故障診断を行うように構成した電子制御装置の例を以下に説明する。
【００６７】
第４の実施の形態における電子制御装置およびその周辺回路は、第１の実施の形態の構成と同じであるため、説明は省略する。
【００６８】
図８は、第４の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。この故障診断処理も第１の実施の形態と同様に、制御回路９が任意のタイミングで実施する。なお、第１の実施の形態と同一の処理を行う部分については、同一の符号を記しており、それらの説明は省略する。
【００６９】
図８におけるステップＳ１からステップＳ４の処理は、第１の実施の形態と同様であるため説明を省略する。図８では、ステップ４の処理の後にスイッチ切り替え処理（ステップＳ２０）を行う。スイッチ切り替え処理（ステップＳ２０）が終了すると、制御回路９は故障診断処理を終了する。
【００７０】
図９は、第４の実施の形態におけるスイッチ切り替え処理のフローチャートを表した図である。図９におけるステップＳ５からステップＳ８までの処理は、第１の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【００７１】
図９のステップＳ２１において、制御回路９は、スイッチ１０ａがＯＮであるかを判定する。この判定は、切り替え信号１２の値を確認することで行う。スイッチ１０ａがＯＮである場合にはステップＳ２２、そうでない場合にはステップＳ２３の処理に移る。
【００７２】
ステップＳ２２において、制御回路９は、制御対象１ａおよび制御対象１ｂの目標電流値に応じて、閾値２の値を設定する。ステップＳ２２で設定した閾値２の値によって、制御対象１ａの故障診断時間が決まる。閾値２の設定方法としては、制御対象１ａの目標電流値に比例して設定する方法がある。また、制御対象１ａの目標電流値と制御対象１ｂの目標電流値の比によって、閾値２の値を設定しても良い。その際、現在の目標電流値の比によって閾値２を設定してもよいし、制御対象の最大目標電流値における現在の目標電流値の割合を考慮して閾値２を設定しても良い。
【００７３】
たとえば、制御対象１ａの最大目標電流値が１．５[Ａ]で現在の目標電流値が０．５[Ａ]、制御対象１ｂの最大目標電流値が３[Ａ]で現在の目標電流値が１[Ａ]である場合を考える。たとえば、現在の目標電流値の比によって閾値２を決める場合、制御対象１ａの現在の目標電流値は制御対象１ｂの現在の目標電流値の半分であるため、制御対象１ａの診断時間が制御対象１ｂの診断時間の半分となるように閾値２を設定する。また、たとえば、制御対象の最大目標電流値における現在の目標電流値の割合を考える場合、どちらの制御対象においても現在の目標電流値は最大目標電流値の半分となるため、制御対象１ａの診断時間が制御対象１ｂの診断時間と同じになるように閾値２を設定する。
【００７４】
ステップＳ２２の処理の後、制御回路９はスイッチ切り替え処理を終了する。
【００７５】
ステップＳ２３において、制御回路９は、制御対象１ｂおよび制御対象１ａの目標電流値に応じて、閾値２の値を設定する。ステップＳ２３で設定した閾値２の値によって、制御対象１ｂの故障診断時間が決まる。閾値２の設定方法には、ステップＳ２２で述べた方法がある。ステップＳ２３の処理の後、制御回路９はスイッチ切り替え処理を終了する。
【００７６】
図１０は、第４の実施の形態における故障診断処理のタイミングチャートの例を表した図である。なお、図１０では、スイッチ切り替え処理における閾値２の値を制御対象１ａの目標電流値と制御対象１ｂの目標電流値の比によって決定している。また、図１０の例では制御対象１ａと制御対象１ｂの最大目標電流値は同じである。なお、図１０における各信号の周期は、模式的に示したものであって、実際の各信号の周期とは異なる。
【００７７】
期間Ｄでは、制御対象１ａの目標電流値は最大値であり、ＰＷＭ信号１１ａのデューティ比は１となっている。また、制御対象１ｂの目標電流値は最大値の半分であり、ＰＷＭ信号１１ｂのデューティ比は０．５となっている。期間Ｄでは、制御対象１ａの目標電流値と制御対象１ｂの目標電流値が２：１の比率であるため、制御回路９は差動増幅回路７ａと７ｂの故障診断を２：１の割合で実施している。
【００７８】
期間Ｅでは、制御対象１ａと１ｂ共に目標電流値は最大値の半分であり、ＰＷＭ信号１１ａおよび１１ｂのデューティ比は０．５となっている。期間Ｅでは、制御対象１ａの目標電流値と制御対象１ｂの目標電流値が１：１の比率であるため、制御回路９は差動増幅回路７ａと７ｂの故障診断を１：１の割合で実施している。
【００７９】
期間Ｆでは、制御対象１ａの目標電流値は最大値の４分の１であり、ＰＷＭ信号１１ａのデューティ比は０．２５となっている。また、制御対象１ｂの目標電流値は最大値の半分であり、ＰＷＭ信号１１ｂのデューティ比は０．５となっている。期間Ｆでは、制御対象１ａの目標電流値と制御対象１ｂの目標電流値は１：２の比率であるため、制御回路９は差動増幅回路７ａと７ｂの故障診断を１：２の割合で実施している。
【００８０】
以上のように第４の実施の形態では、目標電流値の高い制御対象に対して電流検出を行っている差動増幅回路を優先的に故障診断している。これにより、制御対象を流れる電流が目標電流値から大きくずれることを防止し、信頼性の高い電子制御装置を実現できる。
【００８１】
なお、本実施例では電流検出用の差動増幅回路が２つの場合の構成を示したが、３つ以上存在する場合にも同様の故障診断方法を適用することが可能である。
【００８２】
−−−第５の実施の形態−−−
図１１〜１５を参照して、本発明による電子制御装置の第５の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、主に、差動増幅回路７ａ，７ｂの特性を考慮して故障診断を行う点で第１の実施の形態と異なる。以下、差動増幅回路の故障を精度よく検出できる電子制御装置の例を説明する。
【００８３】
図１１は、第５の実施の形態における電子制御装置および周辺回路の構成図の例である。なお、第１の実施の形態における電子制御装置および周辺回路の構成図と同一の要素には同一の符号を付与しており、それら同一要素の説明は省略する。
【００８４】
第５の実施の形態における電子制御装置３Ａは、第１の実施の形態における電子制御装置３の構成要素に加えて、調整用電源１４、スイッチ１５ａおよび１５ｂ、スイッチ１６を有している。また、制御回路９からは切り替え信号１７ａおよび１７ｂ、切り替え信号１８が出力される構成となっている。
【００８５】
調整用電源１４は、後述する差動増幅回路の特性測定の際に使用する直流電圧源である。なお、調整用電源１４は、電子制御装置３Ａの外部に設けられていてもよい。スイッチ１５ａは、シャント抵抗６ａと差動増幅回路７ａの接続を制御するスイッチである。このスイッチ１５ａのＯＮ／ＯＦＦ制御は、制御回路９が出力する切り替え信号１７ａによって行われる。
【００８６】
同様に、スイッチ１５ｂは、シャント抵抗６ｂと差動増幅回路７ｂの接続を制御するスイッチである。このスイッチ１５ｂのＯＮ／ＯＦＦ制御は、制御回路９が出力する切り替え信号１７ｂによって行われる。
【００８７】
スイッチ１６は、調整用電源１４と差動増幅回路７ｃの接続を制御するスイッチである。このスイッチ１６のＯＮ／ＯＦＦ制御は、制御回路９が出力する切り替え信号１８によって行われる。
【００８８】
図１２は、差動増幅回路の特性測定処理のフローチャートを表した図である。この特性測定処理は、制御回路９が任意のタイミングで実施する。たとえば、電子制御装置が製造された際に１度だけ実施しても良いし、電子制御装置に電源が供給された直後に実施しても良い。また、制御対象１ａおよび１ｂが共に動作していない状態を検知して、この処理を実施しても良い。
【００８９】
ステップＳ３０において、制御回路９は、差動増幅回路７ａの特性測定処理を行う。この処理については、図１３を用いて詳細に説明する。この処理の後、制御回路９はステップＳ４０の処理に移る。
【００９０】
ステップＳ４０において、制御回路９は、差動増幅回路７ｂの特性測定処理を行う。この処理については、図１４を用いて詳細に説明する。この処理の後、制御回路９は差動増幅回路の特性測定処理を終了する。
【００９１】
図１３は、差動増幅回路７ａの特性測定処理のフローチャートを表した図である。ステップＳ３１において、制御回路９は、スイッチ１５ａがＯＮとなるように、切り替え信号１７ａの値を変更する。その後、ステップＳ３２の処理に移る。ステップＳ３２において、制御回路９は、スイッチ１０ａがＯＮ、スイッチ１０ｂがＯＦＦとなるように、切り替え信号１２の値を変更する。その後、ステップＳ３３の処理に移る。
【００９２】
ステップＳ３３において、制御回路９は、ＰＷＭ信号１１ａのデューティ比を０にし、スイッチング素子４ａを常にＯＦＦの状態にする。これにより、制御対象１ａには電流が流れていない状態となる。その後、ステップＳ３４の処理に移る。ステップＳ３４において、制御回路９は、差動増幅回路７ａの出力電圧をオフセット電圧Ｖａ０として、制御回路９内部のＲＡＭまたはＲＯＭに記録する。同様に、制御回路９は、差動増幅回路７ｃの出力電圧をオフセット電圧Ｖｃ０として、制御回路９内部のＲＡＭまたはＲＯＭに記録する。その後、ステップＳ３５の処理に移る。
【００９３】
ステップＳ３５において、制御回路９は、スイッチ１５ａがＯＦＦ状態になるように、切り替え信号１７ａの値を変更する。その後、ステップＳ３６の処理に移る。ステップＳ３６において、制御回路９は、スイッチ１６がＯＮ状態になるように、切り替え信号１８の値を変更する。その後、ステップＳ３７の処理に移る。
【００９４】
ステップＳ３７において、制御回路９は、差動増幅回路７ａの出力電圧とステップＳ３４で記録したオフセット電圧Ｖａ０との電圧差を調整用電源１４の電圧値で除して、差動増幅回路７ａの増幅度Ｇａを計算し、制御回路９内部のＲＡＭまたはＲＯＭに記録する。同様に、制御回路９は、差動増幅回路７ｃの出力電圧とステップＳ３４で記録したオフセット電圧Ｖｃ０との電圧差を調整用電源１４の電圧値で除して、差動増幅回路７ｃの増幅度Ｇｃを計算し、制御回路９内部のＲＡＭまたはＲＯＭに記録する。その後、ステップＳ３８の処理に移る。
【００９５】
ステップＳ３８において、制御回路９は、スイッチ１６がＯＦＦ状態になるように、切り替え信号１８の値を変更する。その後、ステップＳ３９の処理に移る。ステップＳ３９において、制御回路９は、スイッチ１５ａがＯＮ状態になるように、切り替え信号１７ａの値を変更する。その後、制御回路９は、差動増幅回路７ａの特性測定処理を終了する。
【００９６】
図１４は、差動増幅回路７ｂの特性測定処理のフローチャートを表した図である。ステップＳ４１において、制御回路９は、スイッチ１５ｂがＯＮとなるように、切り替え信号１７ｂの値を変更する。その後、ステップＳ４２の処理に移る。ステップＳ４２において、制御回路９は、スイッチ１０ａがＯＦＦ、スイッチ１０ｂがＯＮとなるように、切り替え信号１２の値を変更する。その後、ステップＳ４３の処理に移る。
【００９７】
ステップＳ４３において、制御回路９は、ＰＷＭ信号１１ｂのデューティ比を０にし、スイッチング素子４ｂを常にＯＦＦの状態にする。これにより、制御対象１ｂには電流が流れていない状態となる。その後、ステップＳ４４の処理に移る。ステップＳ４４において、制御回路９は、差動増幅回路７ｂの出力電圧をオフセット電圧Ｖｂ０として、制御回路９内部のＲＡＭまたはＲＯＭに記録する。その後、ステップＳ４５の処理に移る。
【００９８】
ステップＳ４５において、制御回路９は、スイッチ１５ｂがＯＦＦ状態になるように、切り替え信号１７ｂの値を変更する。その後、ステップＳ４６の処理に移る。ステップＳ４６において、制御回路９は、スイッチ１６がＯＮ状態になるように、切り替え信号１８の値を変更する。その後、ステップＳ４７の処理に移る。
【００９９】
ステップＳ４７において、制御回路９は、差動増幅回路７ｂの出力電圧とステップＳ４４で記録したオフセット電圧Ｖｂ０との電圧差を調整用電源１４の電圧値で除して、差動増幅回路７ｂの増幅度Ｇｂを計算し、制御回路９内部のＲＡＭまたはＲＯＭに記録する。その後、ステップＳ４８の処理に移る。
【０１００】
ステップＳ４８において、制御回路９は、スイッチ１６がＯＦＦ状態になるように、切り替え信号１８の値を変更する。その後、ステップＳ４９の処理に移る。ステップＳ４９において、制御回路９は、スイッチ１５ｂがＯＮ状態になるように、切り替え信号１７ｂの値を変更する。その後、制御回路９は、差動増幅回路７ｂの特性測定処理を終了する。
【０１０１】
図１５は、第５の実施の形態における故障診断処理のフローチャートを表した図である。この故障診断処理も第１の実施の形態と同様に、制御回路９が任意のタイミングで実施する。なお、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同一の処理を行う部分については、同一の符号を記しており、それらの説明は省略する。
【０１０２】
ステップＳ１の処理は、第１および第２の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１０３】
ステップＳ５０において、制御回路９は、差動増幅回路７ａの特性測定処理で記録した増幅度ＧａおよびＧｃ、オフセット電圧Ｖａ０およびＶｃ０を用いて、差動増幅回路７ｃの出力電圧を補正する。差動増幅回路７ｃの補正前の出力電圧をＶｃとしたとき、補正後の出力電圧Ｖｃｄは第２の実施の形態で示した（１）式によって計算される。出力電圧を補正した後、制御回路９はステップＳ５１の処理に移る。ステップＳ５１の処理は、第２の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１０４】
ステップＳ５２において、制御回路９は、差動増幅回路７ｂの特性測定処理で記録した増幅度Ｇｂおよびオフセット電圧Ｖｂ０と差動増幅回路７ａの特性測定処理で記録した増幅度Ｇｃおよびオフセット電圧Ｖｃ０を用いて、差動増幅回路７ｃの出力電圧を補正する。差動増幅回路７ｃの補正前の出力電圧をＶｃとしたとき、補正後の出力電圧Ｖｃｄは第２の実施の形態で示した（２）式によって計算される。出力電圧を補正した後、制御回路９はステップＳ５３の処理に移る。ステップＳ５３の処理およびステップＳ４からステップＳ８の処理は、第２の実施の形態と同様であるため、説明を省略する。
【０１０５】
以上のように第５の実施の形態では、差動増幅回路７ａ、７ｂ、７ｃの増幅度とオフセット電圧を測定し、その結果によって差動増幅回路７ｃの出力電圧を補正している。そのため、製造時のばらつきなどによって、差動増幅回路７ａと７ｃ、差動増幅回路７ｂと７ｃの特性にずれが生じたとしても、それを補正して故障診断を実施できる。これにより、故障診断の精度を高めることができる。
【０１０６】
なお、本実施例では電流検出用の差動増幅回路が２つの場合の構成を示したが、３つ以上存在する場合にも同様に特性測定処理および故障診断処理を実施することが可能である。
【０１０７】
−−−第６の実施の形態−−−
図１６を参照して、本発明による電子制御装置の第６の実施の形態を説明する。以下の説明では、第１の実施の形態と同じ構成要素には同じ符号を付して相違点を主に説明する。特に説明しない点については、第１の実施の形態と同じである。本実施の形態では、差動増幅回路７ａ，７ｂのいずれかに故障が検出された場合に、一時的に差動増幅回路７ｃで代替して制御処理を継続できる点で第１の実施の形態と異なる。以下、差動増幅回路の故障が検出された場合に、一時的に回路を代替して制御処理を継続できる電子制御装置の例を説明する。
【０１０８】
第６の実施の形態における電子制御装置およびその周辺回路は、第１の実施の形態の構成と同じであるため、説明は省略する。
【０１０９】
図１６は、差動増幅回路の代替処理のフローチャートを表した図である。制御回路９は、故障診断処理によって差動増幅回路に故障が検出された場合、この代替処理を実施する。ステップＳ６０において、制御回路９は、差動増幅回路７ａを診断中に故障を検出したか否かを判定する。差動増幅回路７ａを診断中に故障を検出した場合はステップＳ６１の処理に移り、差動増幅回路７ｂを診断中に故障を検出した場合はステップＳ６４の処理に移る。
【０１１０】
ステップＳ６１において、制御回路９はスイッチ１０ａをＯＦＦ、スイッチ１０ｂをＯＮとするように切り替え信号１２の値を変更する。その後、ステップＳ６２の処理に移る。ステップＳ６２において、制御回路９は、差動増幅回路７ｂと７ｃの出力電圧を比較し、閾値１以上の差があるかを判定する。閾値１以上の差がある場合、差動増幅回路７ａが故障しているのではなく、差動増幅回路７ｃが故障しているおそれがあるため、制御回路９はこのまま代替処理を終了する。そうでない場合には、差動増幅回路７ａに故障があると判断し、ステップＳ６３の処理に移る。
【０１１１】
ステップＳ６３において、制御回路９はスイッチ１０ａをＯＮ、スイッチ１０ｂをＯＦＦとするように切り替え信号１２の値を変更する。その後、制御回路９は代替処理を終了する。これにより、故障が発生した差動増幅回路７ａの代わりとして、差動増幅回路７ｃを使用することができる。すなわち、制御回路９は、差動増幅回路７ｃの出力電圧から、制御対象１ａに流れている電流を計算し、目標電流値を補正する。そして、制御回路９は、補正した目標電流値に基づいてＰＷＭ信号１１ａを生成し、スイッチング素子４ａを制御する。
【０１１２】
ステップＳ６４において、制御回路９はスイッチ１０ａをＯＮ、スイッチ１０ｂをＯＦＦとするように切り替え信号１２の値を変更する。その後、ステップＳ６５の処理に移る。ステップＳ６５において、制御回路９は、差動増幅回路７ａと７ｃの出力電圧を比較し、閾値１以上の差があるかを判定する。閾値１以上の差がある場合、差動増幅回路７ｂが故障しているのではなく、差動増幅回路７ｃが故障しているおそれがあるため、制御回路９はこのまま代替処理を終了する。そうでない場合には、差動増幅回路７ｂに故障があると判断し、ステップＳ６６の処理に移る。
【０１１３】
ステップＳ６６において、制御回路９はスイッチ１０ａをＯＦＦ、スイッチ１０ｂをＯＮとするように切り替え信号１２の値を変更する。その後、制御回路９は代替処理を終了する。これにより、故障が発生した差動増幅回路７ｂの代わりとして、差動増幅回路７ｃを使用することができる。すなわち、制御回路９は、差動増幅回路７ｃの出力電圧から、制御対象１ｂに流れている電流を計算し、目標電流値を補正する。そして、制御回路９は、補正した目標電流値に基づいてＰＷＭ信号１１ｂを生成し、スイッチング素子４ｂを制御する。
【０１１４】
以上のように第６の実施の形態では、差動増幅回路７ａ、７ｂ、７ｃのどの回路に故障が発生したかを判定する。そして、差動増幅回路７ａもしくは７ｂに故障が発生したと判定した場合には、スイッチ１０ａおよび１０ｂの接続を切り替え、故障が発生した差動増幅回路の代わりに差動増幅回路７ｃを使用できるようにする。これにより、差動増幅回路７ａまたは７ｂのいずれか１つが故障した状態でも、電子制御装置は継続して制御を実施することができ、信頼性の高い電子制御装置を実現できる。また、故障した差動増幅回路を特定できるため、故障した差動増幅回路の交換が容易となり、メンテナンス性を向上できる。
【０１１５】
なお、第６の実施の形態では電流検出用の差動増幅回路が２つの場合の構成を示したが、３つ以上存在する場合にも同様に代替処理を実施することが可能である。
【０１１６】
なお、本発明は上述した各実施の形態に限定されるものではなく、さまざまな変形例が含まれる。たとえば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。
【０１１７】
たとえば、上述の説明では、切り替え信号１２が０の場合は、スイッチ１０ａがＯＮかつスイッチ１０ｂがＯＦＦ、切り替え信号１２が１の場合は、スイッチ１０ａがＯＦＦかつスイッチ１０ｂがＯＮとなるように構成しているが、本発明はこれに限定されない。たとえば、スイッチ１０ａ，１０ｂのオンオフ状態について、スイッチ１０ａがＯＮかつスイッチ１０ｂがＯＦＦとなる場合、および、スイッチ１０ａがＯＦＦかつスイッチ１０ｂがＯＮとなる場合に加えて、スイッチ１０ａおよびスイッチ１０ｂがともにＯＦＦとなる場合があってもよい。
【０１１８】
また、上述した各実施の形態の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部または全部を、例えば集積回路で設計する等によるハードウェアで実現してもよい。また、上述した各実施の形態の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによるソフトウェアで実現してもよい。
【０１１９】
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には、殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えて良い。なお、上述した各実施の形態および変形例は、それぞれ組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【０１２０】
１ａ，１ｂ  制御対象、２  外部電源、３  電子制御装置、４ａ，４ｂ  スイッチング素子、６ａ，６ｂ  シャント抵抗、７ａ，７ｂ，７ｃ  差動増幅回路、９  制御回路、１０ａ，１０ｂ，１５ａ，１５ｂ，１６  スイッチ
【図１】
2016190503.tif 000005
【図２】
2016190503.tif 000006
【図３】
2016190503.tif 000007
【図４】
2016190503.tif 000008
【図５】
2016190503.tif 000009
【図６】
2016190503.tif 000010
【図７】
2016190503.tif 000011
【図８】
2016190503.tif 000012
【図９】
2016190503.tif 000013
【図１０】
2016190503.tif 000014
【図１１】
2016190503.tif 000015
【図１２】
2016190503.tif 000016
【図１３】
2016190503.tif 000017
【図１４】
2016190503.tif 000018
【図１５】
2016190503.tif 000019
【図１６】
2016190503.tif 000020