JP2017195331A

JP2017195331A - 制御装置

Info

Publication number: JP2017195331A
Application number: JP2016086194A
Authority: JP
Inventors: 信行笹之内; Nobuyuki Sasanouchi
Original assignee: Advics Co Ltd
Current assignee: Advics Co Ltd
Priority date: 2016-04-22
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2017-10-26

Abstract

【課題】例えば、より簡素な構成や制御によって異常状態であるか否かを判断することが可能な、制御装置を得る。
【解決手段】実施形態では、制御装置は、それぞれ電動アクチュエータの作動状態を切り替える複数のスイッチング素子と、作動状態を切り替える制御信号を複数のスイッチング素子のそれぞれに出力する制御信号出力部と、制御信号をスイッチング素子に入力する制御経路とそれぞれ電気的に接続された複数の端子と、それぞれ端子の電位を検出する複数の第一の検出部と、第一の検出部による検出結果に基づいて第一の異常状態であるか否かを判断する第一の異常判断部と、を有したコントローラと、を備え、第一の検出部によって検出された、制御信号が出力された端子とは別の端子の電位が、第一の閾値よりも高い場合に、第一の異常判断部は第一の異常状態であると判断する。
【選択図】図５

Description

本開示は、制御装置に関する。

従来、ソレノイド等の電動アクチュエータの短絡異常を検出することができる異常検出装置が知られている。

特開２００５−２３６１０１号公報

上記従来技術では、駆動信号と電流モニタ信号との周期を比較し、さらに電流モニタ信号の変動幅と所定の変動幅とを比較し、それぞれの比較結果に基づいて、短絡故障を検出する。すなわち、比較的複雑な構成および制御によって、短絡故障が検出される。

そこで、本開示の課題の一つは、ソレノイド等の電動アクチュエータを制御する制御装置に関し、例えば、より簡素な構成や制御によって異常状態であるか否かを判断することが可能な制御装置を得ること、である。

本開示の制御装置は、例えば、それぞれ電動アクチュエータの作動状態を切り替える複数のスイッチング素子と、上記作動状態を切り替える制御信号を上記複数のスイッチング素子のそれぞれに出力する制御信号出力部と、上記制御信号を上記スイッチング素子に入力する制御経路とそれぞれ電気的に接続された複数の端子と、それぞれ上記端子の電位を検出する複数の第一の検出部と、上記第一の検出部による検出結果に基づいて第一の異常状態であるか否かを判断する第一の異常判断部と、を有したコントローラと、を備え、上記第一の検出部によって検出された、上記制御信号が出力された上記端子とは別の上記端子の電位が、第一の閾値よりも高い場合に、上記第一の異常判断部は第一の異常状態であると判断する。

上記制御装置によれば、例えば、比較的簡素な構成および制御によって、第一の異常状態であること、すなわち複数の端子間の短絡を、検出することができる。

また、上記制御装置では、例えば、上記別の端子は、上記制御信号が出力された上記端子と隣接した端子である。

よって、上記制御装置によれば、例えば、別の全ての端子の電位を検出する場合に比べて、演算負荷を減らすことができる。

また、上記制御装置では、例えば、上記コントローラは、上記スイッチング素子の作動に基づく上記電動アクチュエータの通電状態を検出する第二の検出部と、上記第二の検出部の検出結果に基づいて第二の異常状態であるか否かを判断する第二の異常判断部と、を有する。

よって、上記制御装置は、例えば、第一の異常状態であるか否かに加えて、第二の異常状態であるか否か、例えば、電動アクチュエータに所要の電力が供給されない状態であるか否かも、判断することができる。

また、上記制御装置では、例えば、上記制御信号出力部が上記複数のスイッチング素子の中の一つを作動させる上記制御信号を出力した状態で、当該制御信号が出力された上記端子とは別の上記端子の電位の上記第一の検出部による検出と、上記スイッチング素子の作動に基づく上記電動アクチュエータの通電状態の上記第二の検出部による検出と、が実行される。

よって、上記制御装置によれば、例えば、第一の検出部による検出と、第二の検出部による検出とを、より迅速にあるいはより効率良く実行することができる。

図１は、実施形態の制御装置を含むシステムの例示的かつ模式的な概略構成図である。図２は、実施形態の制御装置に含まれるモニタ回路の例示的かつ模式的な回路図である。図３は、実施形態の制御装置に含まれるマイクロコンピュータの例示的かつ模式的な概略構成図である。図４は、実施形態の制御装置の正常状態における各信号の経時変化の一例を示すグラフである。図５は、実施形態の制御装置の第一の異常状態における各信号の経時変化の一例を示すグラフである。図６は、実施形態の制御装置の第二の異常状態における各信号の経時変化の一例を示すグラフである。図７は、実施形態の制御装置において制御信号を出力している制御信号出力部に対応して、第一の異常判断部が第一の異常判断の対象とする、第一の検出部を示す表である。

以下、本発明の例示的な実施形態が開示される。以下に示される実施形態の構成、ならびに当該構成によってもたらされる作用および結果（効果）は、一例である。本発明は、以下の実施形態に開示される構成以外によっても実現可能である。また、本発明によれば、構成によって得られる種々の効果（派生的な効果も含む）のうち少なくとも一つを得ることが可能である。

図１は、システム１の概略構成図である。システム１は、マイクロコンピュータ２０や、アクチュエータ３０、電源４０、スイッチング素子５０、モニタ回路６０等を備えている。

マイクロコンピュータ２０は、マイクロコントローラや、集積回路と称されうる。マイクロコンピュータ２０は、コントローラの一例である。

アクチュエータ３０は、通電により作動する電動アクチュエータの一例である。アクチュエータ３０は、例えば、電磁ソレノイドを有した油圧弁（電磁弁）であり、具体的には、ブレーキシステムや、自動変速機等で用いられるソレノイド弁等である。なお、アクチュエータ３０は、電磁ソレノイドを有した油圧弁とは異なる電動アクチュエータであってもよい。

電源４０は、アクチュエータ３０が作動する電力を供給する。電源４０は、例えば、定電圧電源であり、具体的には、蓄電池（二次電池）や、コンデンサ等である。

スイッチング素子５０は、入力された制御信号（制御信号）に応じてオン状態とオフ状態とを切り替えることにより、アクチュエータ３０の作動状態を切り替える。スイッチング素子５０は、例えば、ＦＥＴ（field effect transistor）である。図１のシステム１では、電源４０、アクチュエータ３０、およびスイッチング素子５０が、アクチュエータ３０毎の駆動経路７０において電気的に直列に接続されている。また、スイッチング素子５０のゲート（入力端子、制御端子）は、制御経路８０を介してマイクロコンピュータ２０と電気的に接続されている。このような回路において、マイクロコンピュータ２０から制御経路８０を介してスイッチング素子５０に制御信号が入力されると、スイッチング素子５０は、オフ状態からオン状態へ切り替わり、駆動経路７０において、電源４０から、アクチュエータ３０、スイッチング素子５０を経由して、グラウンドＧに電流が流れる。このとき、アクチュエータ３０は通電され、作動状態となる。他方、制御信号の入力が解除されると、スイッチング素子５０は、オン状態からオフ状態へ切り替わり、アクチュエータ３０への通電が解除され、アクチュエータ３０は非作動状態となる。なお、駆動経路７０における、アクチュエータ３０や、スイッチング素子５０の配置は、図１の例には限定されない。また、スイッチング素子５０は、ＦＥＴとは異なる素子であってもよい。

図２は、モニタ回路６０の回路図である。図１に示されるように、モニタ回路６０は、検出経路９０を介してマイクロコンピュータ２０と電気的に接続されている。モニタ回路６０は、マイクロコンピュータ２０内に設けられる第二の検出部２３０（図３参照）による信号検出（モニタリング）がより好適に実行されるよう、設けられている。モニタ回路６０は、図２に示されるように、例えば、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２と、コンデンサＣとを有する。分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２は、アクチュエータ３０とグラウンドＧとの間に直列に設けられている。検出経路９０は、分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２の間の中間点６０ｃと接続されている。コンデンサＣは、中間点６０ｃとグラウンドＧとの間に、分圧抵抗Ｒ２と並列に設けられている。このようなモニタ回路６０の構成により、マイクロコンピュータ２０には、中間点６０ｃの電位、すなわち分圧抵抗Ｒ１，Ｒ２による電源４０の電圧の分圧が、入力される。これにより、マイクロコンピュータ２０の電源電圧が電源４０の電圧よりも低い場合にあっても、第二の検出部２３０はアクチュエータ３０の通電状態を検出することができる。なお、分圧回路は、コンデンサによって分圧を得る回路であってもよい。また、モニタ回路６０では、分圧抵抗Ｒ１とコンデンサＣとによって、低域通過フィルタ、すなわち高域遮断フィルタ（積分回路）が構成されている。これにより、第二の検出部２３０による高周波ノイズ成分の検出が抑制されている。

図１に示されるように、システム１は、複数の並列なアクチュエータ３０（３１〜３３）を含む。図１には、三つのアクチュエータ３１〜３３のみが示されているが、アクチュエータ３０の数は、四つ以上であってもよい。

また、スイッチング素子５０（５１〜５３）およびモニタ回路６０（６１〜６３）は、アクチュエータ３０（３１〜３３）のそれぞれに対応して設けられている。図１には、三つのスイッチング素子５１〜５３およびモニタ回路６１〜６３のみが示されているが、スイッチング素子５０およびモニタ回路６０の数は、四つ以上であってもよい。

それぞれスイッチング素子５０と接続された制御経路８０は、マイクロコンピュータ２０の入出力端子２０ａ（入出力兼用端子）と電気的に接続されている。また、モニタ回路６０がそれぞれ設けられた検出経路９０は、マイクロコンピュータ２０の入力端子２０ｂ（入力専用端子）と電気的に接続されている。なお、端子は、ポートと称されうる。入出力端子２０ａは、端子の一例である。

また、マイクロコンピュータ２０や、アクチュエータ３０、電源４０、スイッチング素子５０、モニタ回路６０等は、ＥＣＵ１００（electronic control unit）に含まれてもよい。ＥＣＵ１００は、制御装置の一例である。

図３は、マイクロコンピュータ２０の概略構成図である。マイクロコンピュータ２０は、制御部２００や、制御信号出力部２１０、第一の検出部２２０、第二の検出部２３０等を有する。

制御信号出力部２１０は、スイッチング素子５０に向けた制御信号を出力する。制御信号出力部２１０は、入出力端子２０ａおよび制御経路８０を介して、スイッチング素子５０と電気的に接続されている。よって、制御信号出力部２１０から出力された制御信号は、入出力端子２０ａおよび制御経路８０を介して、スイッチング素子５０に入力される。制御信号は、駆動信号と称されうる。

マイクロコンピュータ２０は、複数の制御信号出力部２１０（２１１〜２１３）を含む。図３には、三つの制御信号出力部２１１〜２１３のみが示されているが、制御信号出力部２１０の数は、四つ以上であってもよい。制御信号出力部２１０のそれぞれは、一つのスイッチング素子５０に対応している。

第一の検出部２２０は、入出力端子２０ａと電気的に接続され、入出力端子２０ａ、ひいては制御経路８０の電気的な特性、例えば電位を検出する。第一の検出部２２０は、例えばコンパレータを有し、入出力端子２０ａおよび制御経路８０の電位が第一の閾値よりも大きい場合と小さい場合とで異なる第一の検出信号を、出力する。第一の検出信号は、例えば、入出力端子２０ａの電位が第一の閾値よりも大きい場合は、ハイレベル「１」に設定され、入出力端子２０ａの電位が第一の閾値よりも小さい場合は、ローレベル「０」に設定され、入出力端子２０ａの電位が第一の閾値と同じである場合は、ローレベル「０」に設定される。第一の検出信号は、制御部２００に入力される。

マイクロコンピュータ２０は、複数の第一の検出部２２０（２２１〜２２３）を含む。図３には、三つの第一の検出部２２１〜２２３のみが示されているが、第一の検出部２２０の数は、四つ以上であってもよい。第一の検出部２２０のそれぞれは、一つの入出力端子２０ａおよび一つの制御経路８０に対応している。

第二の検出部２３０は、入力端子２０ｂと電気的に接続され、入力端子２０ｂ、ひいては駆動経路７０の電気的な特性、例えば電位を検出する。第二の検出部２３０は、例えばコンパレータを有し、駆動経路７０の電位が第二の閾値よりも大きい場合と小さい場合とで異なる第二の検出信号を、出力する。第二の検出信号は、例えば、入力端子２０ｂの電位が第二の閾値よりも大きい場合は、ハイレベル「１」に設定され、入力端子２０ｂの電位が第二の閾値よりも小さい場合は、ローレベル「０」に設定され、入力端子２０ｂの電位が第二の閾値と同じである場合は、ローレベル「０」に設定される。検出信号は、制御部２００に入力される。

マイクロコンピュータ２０は、複数の第二の検出部２３０（２３１〜２３３）を含む。図３には、三つの第二の検出部２３１〜２３３のみが示されているが、第二の検出部２３０の数は、四つ以上であってもよい。第二の検出部２３０のそれぞれは、入力端子２０ｂ、一つのモニタ回路６０、一つの駆動経路７０、一つのスイッチング素子５０、および一つのアクチュエータ３０に対応している。

制御部２００は、通常制御部２０１、自己診断制御部２０２、第一の異常判断部２０３、第二の異常判断部２０４、および出力制御部２０５を有する。制御部２００（マイクロコンピュータ２０）は、不図示のＣＰＵ（central processing unit）や、コントローラ、ＲＡＭ（random access memory）、ＲＯＭ（read only memory）、フラッシュメモリ（不揮発性のメモリ）等を有することができる。制御部２００は、インストールされ、ロードされたプログラムにしたがって処理を実行し、各機能を実現することができる。この場合、プログラムにしたがって処理が実行されることにより、制御部２００は、通常制御部２０１、自己診断制御部２０２、第一の異常判断部２０３、第二の異常判断部２０４、および出力制御部２０５等として機能することができる。プログラムは、ＲＯＭやフラッシュメモリ等にインストールされる。なお、上記各部の機能の少なくとも一部は、例えば、ＡＳＩＣ（application specific integrated circuit）や、ＦＰＧＡ（field programmable gate array）、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＰＬＤ（programmable logic device）等のハードウエアによって実現されてもよい。なお、メモリは、マイクロコンピュータ２０とは別に設けられてもよい。

通常制御部２０１は、システム１の通常の作動状態における制御信号出力部２１０の制御、ひいてはスイッチング素子５０およびアクチュエータ３０の制御（通常制御）を実行する。

自己診断制御部２０２は、例えば、通常制御部２０１による通常制御が実行される前や、入力された指示信号等に基づいて、制御信号出力部２１０の制御、ひいてはスイッチング素子５０およびアクチュエータ３０の制御（自己診断制御）を実行する。自己診断制御におけるスイッチング素子５０の作動時間は、通常制御におけるスイッチング素子５０の作動時間よりも短く設定される。よって、自己診断制御では、アクチュエータ３０の作動量は通常制御時よりも少ないか、あるいはアクチュエータ３０は殆ど作動しない。

第一の異常判断部２０３は、自己診断制御において動作し、第一の検出部２２０による検出結果、すなわち第一の検出信号に基づいて、システム１が第一の異常状態（短絡が発生した状態）であるか否かを判断する。

第二の異常判断部２０４は、自己診断制御および通常制御において動作し、第二の検出部２３０による検出結果、すなわち第二の検出信号に基づいて、システム１が第二の異常状態（例えば、アクチュエータ３０への電力供給不足）であるか否かを判断する。

出力制御部２０５は、第一の異常判断部２０３においてシステム１が第一の異常状態であると判断された場合、および第二の異常判断部２０４においてシステム１が第二の異常状態であると判断された場合において、異常を示す出力を実行するよう、出力部２を制御する。出力部２は、例えば、表示出力部や音声出力部である。表示出力部は、例えば、ＬＥＤ（light emitting diode）や、ディスプレイ、ランプ等であり、音声出力部は、例えば、スピーカ等である。複数の出力部２が設けられた場合や、出力部２が、複数の出力形態を取り得るよう構成されたような場合にあっては、出力制御部２０５は、第一の異常状態と第二の異常状態とで出力を実行する出力部２や出力部２における出力形態が異なるよう、出力部２を制御してもよい。

図４〜６は、自己診断制御における各信号の経時変化を示す。図４は、正常状態における各信号の経時変化であり、図５は、第一の異常状態における各信号の経時変化であり、図６は、第二の異常状態における各信号の経時変化である。

図４〜６において、Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄ３は、制御信号の電位である。制御信号は、スイッチング素子５０をオフ状態からオン状態に切り替える。電位Ｖｄ１は、スイッチング素子５１と接続される入出力端子２０ａ１（図３参照）の電位であり、電位Ｖｄ２は、スイッチング素子５２と接続される入出力端子２０ａ２の電位であり、電位Ｖｄ３は、スイッチング素子５３と接続される入出力端子２０ａ３の電位である。

図４〜６に示されるように、制御信号出力部２１１は、時刻ｔ１から時間Ｔの間、制御信号を出力し、これに伴い、電位Ｖｄ１がハイレベルとなっている。制御信号出力部２１２は、時刻ｔ２から時間Ｔの間、制御信号を出力し、これに伴い、電位Ｖｄ２がハイレベルとなっている。また、制御信号出力部２１３は、時刻ｔ３から時間Ｔの間、制御信号を出力し、これに伴い、電位Ｖｄ３がハイレベルとなっている。

図４〜６に示されるように、制御信号出力部２１０、すなわち複数の制御信号出力部２１１〜２１３は、複数のスイッチング素子５０（５１〜５３）に、選択的に制御信号を出力している。換言すれば、制御信号出力部２１０は、各スイッチング素子５０に、時間をずらして、すなわち異なるタイミングで、順次、制御信号を出力している。各スイッチング素子５０に制御信号が順次出力される間隔は、例えば一定であってもよいし、それぞれ異なってもよい。なお、図４〜６では、三つのスイッチング素子５１〜５３および三つのアクチュエータ３１〜３３に関連した信号の経時変化のみが示されているが、スイッチング素子５０およびアクチュエータ３０の数が四つ以上である場合にあっても、図４〜６と同様の信号の経時変化が得られる。

図４〜６において、Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ１３は、入出力端子２０ａの電位である。電位Ｖｍ１１は、スイッチング素子５１と接続される入出力端子２０ａ１（図３参照）の電位であり、電位Ｖｍ１２は、スイッチング素子５２と接続される入出力端子２０ａ２の電位であり、電位Ｖｍ１３は、スイッチング素子５３と接続される入出力端子２０ａ３の電位である。

入出力端子２０ａ（２０ａ１〜２０ａ３）は、制御信号出力部２１０による制御信号の出力と、第一の検出部２２０による検出における信号の入力とで共用されている。よって、図４に示されるように、正常状態である場合、自己診断制御中の最初から最後まで、電位Ｖｍ１１は、電位Ｖｄ１と同じであり、電位Ｖｍ１２は、電位Ｖｄ２と同じであり、電位Ｖｍ１３は、電位Ｖｄ３と同じである。

また、入出力端子２０ａが共用されているため、本実施形態では、制御信号が出力されている状態、すなわち図４〜６において電位Ｖｄ１，Ｖｄ２，Ｖｄ３が高い状態では、第一の検出部２２０は作動しない。よって、図４〜６では、それぞれの第一の検出部２２０によって電位Ｖｍ１１，Ｖｍ１２，Ｖｍ１３を検出しない区間は、破線で示されている。換言すれば、第一の検出部２２０は、それぞれが接続されている入出力端子２０ａから制御信号が出力されていない状態において、入出力端子２０ａの電気的な特性を検出する。

図４〜６において、Ｖｍ２１，Ｖｍ２２，Ｖｍ２３は、入力端子２０ｂの電位である。電位Ｖｍ２１は、モニタ回路６１と接続される入力端子２０ｂ１（図３参照）の電位であり、電位Ｖｍ２２は、モニタ回路６２と接続される入力端子２０ｂ２の電位であり、電位Ｖｍ２３は、モニタ回路６３と接続される入力端子２０ｂ３の電位である。

正常状態である場合、制御信号に応じてスイッチング素子５０がオン状態であるときに、駆動経路７０の電位が低くなる。よって、図４に示されるように、正常状態である場合、電位Ｖｍ２１は、電位Ｖｄ１に応じて変動する。すなわち、電位Ｖｍ２１は、電位Ｖｄ１が高くなるのに応じて低くなり、電位Ｖｄ１が低くなるのに応じて高くなる。ただし、上述したように、モニタ回路６０には、低域通過フィルタ（積分回路）が含まれているため、電位Ｖｍ２１の変動は、電位Ｖｄ１の変動に対して僅かに遅れる。電位Ｖｍ２２，Ｖｍ２３の変動も電位Ｖｍ２１の変動と同様である。

図５には、第一の異常状態における各信号の経時変化が示されている。図５の第一の異常状態では、スイッチング素子５１と電気的に接続された入出力端子２０ａ１と、スイッチング素子５２と電気的に接続された入出力端子２０ａ２とが、短絡している。この場合、互いに隣接した二つの入出力端子２０ａ１，２０ａ２が電気的に接続されているため、電位Ｖｍ１１と電位Ｖｍ１２とが同じになる。なお、図１，３から明らかとなるように、入出力端子２０ａ２は、入出力端子２０ａ１と隣接している。

したがって、図５中の破線長円Ｉ１に示されるように、電位Ｖｍ１１において、正常状態では検出されない経時変化が生じる。スイッチング素子５１と接続された入出力端子２０ａ１の電位Ｖｍ１１の、破線長円Ｉ１における上昇は、スイッチング素子５２と接続された入出力端子２０ａ２から出力された制御信号による電位Ｖｄ２の変化に起因する。換言すれば、この状態では、スイッチング素子５２を作動させる制御信号が出力された入出力端子２０ａ２とは別の入出力端子２０ａ１の電位が、当該制御信号に応じて変化している。また、電位Ｖｍ２１においても、正常状態では検出されない経時変化が生じる。入出力端子２０ａ１と入出力端子２０ａ２との短絡、すなわち、スイッチング素子５１に繋がる制御経路８０とスイッチング素子５２に繋がる制御経路８０との短絡に伴い、スイッチング素子５２を作動させる制御信号により、スイッチング素子５２とともにスイッチング素子５１もオン状態となる。したがって、電位Ｖｍ２１は、電位Ｖｄ２が高くなるのに応じて低くなり、電位Ｖｄ２が低くなるのに応じて高くなる。

また、この場合、図５中の破線長円Ｉ２に示されるように、電位Ｖｍ１２においても、正常状態では検出されない経時変化が生じる。スイッチング素子５２と接続された入出力端子２０ａ２の電位Ｖｍ１２の、破線長円Ｉ２における上昇は、スイッチング素子５１と接続された入出力端子２０ａ１から出力された制御信号による電位Ｖｄ１の変化に起因する。換言すれば、この状態では、スイッチング素子５１を作動させる制御信号が出力された入出力端子２０ａ１とは別の入出力端子２０ａ２の電位が、当該制御信号に応じて変化している。また、同様に、電位Ｖｍ２２においても、正常状態では検出されない経時変化が生じる。入出力端子２０ａ１と入出力端子２０ａ２との短絡、すなわち、スイッチング素子５１に繋がる制御経路８０とスイッチング素子５２に繋がる制御経路８０との短絡に伴い、スイッチング素子５１を作動させる制御信号により、スイッチング素子５１とともにスイッチング素子５２もオン状態となる。したがって、電位Ｖｍ２２は、電位Ｖｄ１が高くなるのに応じて低くなり、電位Ｖｄ１が低くなるのに応じて高くなる。

上述した図５に示されるような現象を利用して、第一の異常判断部２０３は、第一の検出部２２０の検出結果に基づいて、複数の入出力端子２０ａ間の短絡に基づく第一の異常状態であるか否かを判断することができる。すなわち、制御信号が出力されていない入出力端子２０ａと接続されている第一の検出部２２０において、第一の閾値よりも高い電位が検出された場合、第一の異常判断部２０３は、第一の異常状態が生じていると判断することができる。

また、第一の異常状態では、第一の閾値よりも高い電位が検出された第一の検出部２２０と電気的に接続されている入出力端子２０ａと、当該入出力端子２０ａとは別の、制御信号が出力されていた入出力端子２０ａとが、短絡していることになる。よって、第一の異常判断部２０３は、第一の検出部２２０において第一の閾値よりも高い電位が検出されたときに制御信号を出力していた制御信号出力部２１０を特定することにより、互いに短絡されている入出力端子２０ａを特定することができる。

具体的に、図５の例の破線長円Ｉ１は、第一の検出部２２１において、入出力端子２０ａ１を共用している制御信号出力部２１１から制御信号が出力されていないタイミングで、第一の閾値よりも高い電位が検出された場合である。この場合、当該タイミングでは制御信号出力部２１２から制御信号が出力されているため、第一の異常判断部２０３は、当該制御信号出力部２１２と接続されている入出力端子２０ａ２と、第一の検出部２２１と接続されている入出力端子２０ａ１との短絡を、検出することができる。

また、図５の例の破線長円Ｉ２は、第一の検出部２２２において、入出力端子２０ａ２を共用している制御信号出力部２１２から制御信号が出力されていないタイミングで、第一の閾値よりも高い電位が検出された場合である。この場合、当該タイミングでは制御信号出力部２１１から制御信号が出力されているため、第一の異常判断部２０３は、当該制御信号出力部２１１と接続されている入出力端子２０ａ１と、第一の検出部２２２と接続されている入出力端子２０ａ２との短絡を、検出することができる。

このような複数の入出力端子２０ａ間の短絡は、互いに隣接する入出力端子２０ａ間で生じる場合が多い。このため、第一の異常判断部２０３は、制御信号が出力されている入出力端子２０ａと隣接する入出力端子２０ａの電位を検出する第一の検出部２２０の検出結果により、第一の異常状態であるか否かを判断してもよい。これにより、第一の異常判断部２０３の演算負荷を減らすことができる。

図７は、制御信号を出力している制御信号出力部２１０に対応して、第一の異常判断部２０３が第一の異常判断の対象とする、第一の検出部２２０を示す表である。制御信号出力部２１１と接続された入出力端子２０ａ１には、入出力端子２０ａ２が隣接している。よって、第一の異常判断部２０３は、図７に示されるように、制御信号出力部２１１が制御信号を出力している場合にあっては、入出力端子２０ａ２と接続された第一の検出部２２２の検出結果に基づいて、第一の異常状態であるか否かを判断する。なお、入出力端子２０ａ１は、列の端部に位置されるため、隣接している入出力端子２０ａは、入出力端子２０ａ２のみである。同様に、制御信号出力部２１２と接続された入出力端子２０ａ２には、入出力端子２０ａ１，２０ａ３が隣接している。よって、第一の異常判断部２０３は、制御信号出力部２１２が制御信号を出力している場合にあっては、第一の検出部２２１，２２３の検出結果に基づいて、第一の異常状態であるか否かを判断する。同様に、制御信号出力部２１ｉと接続された入出力端子２０ａｉには、入出力端子２０ａ（ｉ−１）と、入出力端子２０ａ（ｉ＋１）とが隣接している。ここで、ｉは、２以上ｎ−１以下の整数であり、入出力端子２０ａの並ぶ順であり、各符号の数の１桁目である。また、ｎは、入出力端子２０ａ（アクチュエータ３０およびスイッチング素子５０）の個数である。よって、第一の異常判断部２０３は、制御信号出力部２１ｉが制御信号を出力している場合にあっては、第一の検出部２２（ｉ−１），２２（ｉ＋１）の検出結果に基づいて、第一の異常状態であるか否かを判断する。また、入出力端子２０ａｎは、列の端部に位置されるため、隣接している入出力端子２０ａは、入出力端子２０ａ（ｎ−１）のみである。

複数の入出力端子２０ａ間（あるいは複数の制御経路８０間）の短絡は、例えば、はんだ接合部同士の連結等の接合不良や、導電性物質の付着等によって起こりうる。

図６には、駆動経路７０において異常が生じている第二の異常状態における各信号の経時変化が示されている。図６の例では、破線長円Ｉ３に示されるように、電位Ｖｍ２３において、通常状態では生じない経時変化が生じている。具体的には、スイッチング素子５３の作動により正常状態では生じるはずの入力端子２０ｂの電位の下降が、生じていない。スイッチング素子５０が正常にオフ状態からオン状態に変化した場合には、制御信号の電位Ｖｄ３の変化に応じて、駆動経路７０の電位、すなわち入力端子２０ｂ３の電位が変化するはずである。よって、第二の異常判断部２０４は、例えば、制御信号の出力対象であるスイッチング素子５０（図６の例では、スイッチング素子５３）が設けられている駆動経路７０の電位Ｖｍ２ｉ（図６の例では、電位Ｖｍ２３）が、第二の閾値よりも高い場合に、第二の異常状態であると判断することができる。第二の異常状態は、例えば、電源４０からアクチュエータ３０へ所要の電力が供給されない状態である。なお、第二の異常判断部２０４は、制御信号の出力対象であるスイッチング素子５０が設けられている駆動経路７０の電位Ｖｍ２ｉが、第二の閾値よりも低い場合や、第二の閾値と同じである場合には、第二の異常状態では無いと判断することができる。

また、マイクロコンピュータ２０は、一つの入出力端子２０ａから一つのスイッチング素子５０の制御信号が出力されている時間Ｔ（図４参照）の間に、当該制御信号が出力された入出力端子２０ａとは別の入出力端子２０ａの電位の第一の検出部２２０による検出と、当該スイッチング素子５０の作動に基づくアクチュエータ３０の通電状態の第二の検出部２３０による検出と、を実行することができる。よって、本実施形態によれば、例えば、全ての第一の検出部２２０による検出を順次実行した後に、全ての第二の検出部２３０による検出を順次実行するような場合に比べて、第一の検出部２２０による検出と、第二の検出部２３０による検出とを、より迅速にあるいはより効率良く実行することができる。なお、時間Ｔにおける第一の検出部２２０による検出と第二の検出部２３０による検出とは、並行して実行されてもよいし、順次実行されてもよい。順次実行される場合、どちらが先でもよい。

なお、システム１が、自己診断制御において、第一の検出部２２０による検出のみを実行する場合、モニタ回路６０内の低域通過フィルタ（積分回路）による波形の遅れや鈍りを考慮する必要が無いため、第二の検出部２３０による検出も実行する場合に比べて、制御信号のパルス幅（時間Ｔ）をより短く設定することができる。

以上、説明したように、本実施形態では、例えば、第一の異常判断部２０３は、第一の検出部２２０によって検出された、制御信号が出力された入出力端子２０ａとは別の入出力端子２０ａの電位が、第一の閾値よりも高い場合に、第一の異常状態であると判断する。よって、本実施形態によれば、例えば、比較的簡素な構成および制御によって、第一の異常状態であること、すなわち複数の入出力端子２０ａ間の短絡を、検出することができる。

また、本実施形態では、例えば、制御信号が出力された入出力端子２０ａとは別の入出力端子２０ａは、制御信号が出力された入出力端子２０ａと隣接した入出力端子２０ａである。よって、本実施形態によれば、例えば、別の全ての入出力端子２０ａの電位を検出する場合に比べて、演算負荷を減らすことができる。

また、本実施形態では、例えば、第二の異常判断部２０４は、第二の検出部２３０の電位の検出結果に基づいて、第二の異常状態であるか否かを判断することができる。よって、本実施形態によれば、制御部２００（マイクロコンピュータ２０、ＥＣＵ１００）は、第一の異常状態であるか否かに加えて、第二の異常状態であるか否か、すなわち、アクチュエータ３０（電動アクチュエータ）に所要の電力が供給されない状態であるか否かも、判断することができる。

また、本実施形態では、例えば、制御信号出力部２１０が複数のスイッチング素子５０の中の一つを作動させる制御信号を出力した状態で、当該制御信号が出力された入出力端子２０ａとは別の入出力端子２０ａの電位の第一の検出部２２０による検出と、スイッチング素子の作動に基づくアクチュエータ３０（電動アクチュエータ）の通電状態の第二の検出部２３０による検出と、が実行される。よって、本実施形態によれば、第一の検出部２２０による検出と、第二の検出部２３０による検出とを、より迅速にあるいはより効率良く実行することができる。

以上、本発明の実施形態が例示されたが、上記実施形態は一例であって、発明の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、組み合わせ、変更を行うことができる。また、各構成要素や、数値、条件等は、適宜に変更して実施することができる。

２０…マイクロコンピュータ（コントローラ）、２０ａ…入出力端子（端子）、３０（３１〜３３）…アクチュエータ（電動アクチュエータ）、５０（５１〜５３）…スイッチング素子、８０…制御経路、１００…ＥＣＵ（制御装置）、２０３…第一の異常判断部、２０４…第二の異常判断部、２１０（２１１〜２１３）…制御信号出力部、２２０（２２１〜２２３）…第一の検出部、２３０（２３１〜２３３）…第二の検出部。

Claims

それぞれ電動アクチュエータの作動状態を切り替える複数のスイッチング素子と、
前記作動状態を切り替える制御信号を前記複数のスイッチング素子のそれぞれに出力する制御信号出力部と、前記制御信号を前記スイッチング素子に入力する制御経路とそれぞれ電気的に接続された複数の端子と、それぞれ前記端子の電位を検出する複数の第一の検出部と、前記第一の検出部による検出結果に基づいて第一の異常状態であるか否かを判断する第一の異常判断部と、を有したコントローラと、
を備え、
前記第一の検出部によって検出された、前記制御信号が出力された前記端子とは別の前記端子の電位が、第一の閾値よりも高い場合に、前記第一の異常判断部は第一の異常状態であると判断する、請求項１に記載の制御装置。
前記別の端子は、前記制御信号が出力された前記端子と隣接した端子である、請求項１に記載の制御装置。
前記コントローラは、
前記スイッチング素子の作動に基づく前記電動アクチュエータの通電状態を検出する第二の検出部と、
前記第二の検出部の検出結果に基づいて第二の異常状態であるか否かを判断する第二の異常判断部と、
を有した、請求項１または２に記載の制御装置。
前記制御信号出力部が前記複数のスイッチング素子の中の一つを作動させる前記制御信号を出力した状態で、当該制御信号が出力された前記端子とは別の前記端子の電位の前記第一の検出部による検出と、前記スイッチング素子の作動に基づく前記電動アクチュエータの通電状態の前記第二の検出部による検出と、が実行される、請求項３に記載の制御装置。