昇圧制御回路
【課題】電源に対して並列に接続された昇圧部およびスイッチ部から成る並列回路においてスイッチ部の故障の有無を的確に検知する。
【解決手段】制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３のオン及び昇圧回路１４の昇圧動作を指示する制御パルスを出力したときに、第１及び第２電圧センサ１５，１６により検出された入力側電圧および出力側電圧に基づき、出力側電圧が昇圧されている場合、直結スイッチ１３はオープン故障であると判定するオープン故障検知モードを有する。制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３のオフ及び昇圧回路１４の昇圧動作を指示する制御パルスを出力したときに出力側電圧が昇圧されていない場合、直結スイッチ１３はショート故障または昇圧回路１４は故障であると判定するショート故障検知モードを有する。制御ＥＣＵ３４はショート故障検知モードをオープン故障検知モードの実行に先立って実行する。
【解決手段】制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３のオン及び昇圧回路１４の昇圧動作を指示する制御パルスを出力したときに、第１及び第２電圧センサ１５，１６により検出された入力側電圧および出力側電圧に基づき、出力側電圧が昇圧されている場合、直結スイッチ１３はオープン故障であると判定するオープン故障検知モードを有する。制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３のオフ及び昇圧回路１４の昇圧動作を指示する制御パルスを出力したときに出力側電圧が昇圧されていない場合、直結スイッチ１３はショート故障または昇圧回路１４は故障であると判定するショート故障検知モードを有する。制御ＥＣＵ３４はショート故障検知モードをオープン故障検知モードの実行に先立って実行する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、昇圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電源と負荷（例えば、モータ）との間において、電源電圧を昇圧する昇圧部と、この昇圧部を迂回するようにして電源電圧を直接に負荷へ出力するバイパススイッチとを、電源および負荷に並列に接続し、通常時にはバイパススイッチをオフとし、昇圧部の故障時にはバイパススイッチをオンとする負荷駆動回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この負荷駆動回路においては、昇圧部を構成するスイッチング素子に入力される制御入力電圧およびスイッチング素子から出力される出力電圧などを監視することにより、スイッチング素子の故障および昇圧部のショート故障またはオープン故障を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る負荷駆動回路においては、昇圧部の故障の有無に加えて、他の部位としてバイパススイッチの異常の有無を的確に検知することが望まれている。
例えば、バイパススイッチがオープン故障している場合には、このバイパススイッチに並列に接続された昇圧部に常に電流が流れることになるが、昇圧部がバイパススイッチと同程度の小さな抵抗値を有する場合には、バイパススイッチが正常にオン動作している状態と同程度の電流が負荷側に流れるだけである。
しかも、この通電において電圧センサの検出誤差範囲内の降圧しか生じない虞があり、バイパススイッチが正常にオン動作している状態と、バイパススイッチがオープン故障している状態とを、適切に判別することができないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電源に対して並列に接続された昇圧部およびスイッチ部から成る並列回路においてスイッチ部の故障の有無を的確に検知することが可能な昇圧制御回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の請求項１に係る昇圧制御回路は、電源（例えば、実施の形態でのバッテリ１１）に対してオン／オフ可能なスイッチ部（例えば、実施の形態での直結スイッチ１３）と前記電源から出力される電圧を昇圧可能な昇圧部（例えば、実施の形態での昇圧回路１４）とを並列に接続して成る並列回路（例えば、実施の形態での並列回路２０）を備える昇圧制御回路であって、前記並列回路の入力側電圧および出力側電圧を検出する電圧検出手段（例えば、実施の形態での第１および第２電圧センサ１５，１６）と、前記スイッチ部のオン／オフを指示する制御信号を出力して前記スイッチ部を制御する第１制御手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ３４）と、前記スイッチ部のオフ時に前記電圧検出手段により検出される電圧よりも高く、かつ該電圧との判別を可能とした所定電圧を生じさせる前記昇圧部の昇圧動作を指示する制御信号を出力して前記昇圧部を制御する第２制御手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ３４）と、前記スイッチ部の故障の有無を判定する故障判定手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ３４）と、を備え、前記故障判定手段は、前記スイッチ部のオンを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記電圧検出手段により検出された前記入力側電圧および前記出力側電圧の何れか一方が昇圧されている場合、前記スイッチ部はオープン故障であると判定するオープン故障検知モードを有する。
【０００７】
さらに、本発明の請求項２に係る昇圧制御回路では、前記昇圧部の抵抗値は、前記スイッチ部のオン時の抵抗値と所定範囲で同等である。
【０００８】
さらに、本発明の請求項３に係る昇圧制御回路では、前記故障判定手段は、前記スイッチ部のオフを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記電圧検出手段により検出された前記入力側電圧および前記出力側電圧が昇圧されていない場合、前記昇圧部は故障または前記スイッチ部はショート故障であると判定するショート故障検知モードを有し、前記ショート故障検知モードを前記オープン故障検知モードの実行に先立って実行する。
【０００９】
さらに、本発明の請求項４に係る昇圧制御回路では、前記昇圧部は、スイッチング素子を備え、該スイッチング素子を第１デューティ比にてオン動作させることで入力電圧を昇圧し、前記オープン故障検知モードにおいて、前記スイッチ部のオンを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記スイッチング素子を前記第１デューティ比よりも低い第２デューティ比でオン動作させる。
【００１０】
さらに、本発明の請求項５に係る昇圧制御回路は、走行駆動源である内燃機関と、該内燃機関の始動を指示するイグニッションスイッチと、車載機器と、該車載機器に電力を供給する前記電源を成すバッテリと、を備える車両に搭載された前記昇圧制御回路であって、前記昇圧部は、前記バッテリから出力される電圧を昇圧して前記車載機器に電力を供給し、前記故障判定手段は、前記イグニッションスイッチがオンからオフに変化したときに前記スイッチ部の故障判定を実行する。
【００１１】
さらに、本発明の請求項６に係る昇圧制御回路では、前記車両は、停止条件が成立したことに応じて前記内燃機関を一時的に停止し、復帰条件が成立したことに応じて前記停止した内燃機関を始動するアイドリング停止手段を備え、前記故障判定手段は、前記スイッチ部が故障したと判定した場合には、前記アイドリング停止手段による前記内燃機関の停止を禁止する。
【００１２】
さらに、本発明の請求項７に係る昇圧制御回路では、前記故障判定手段は、前記スイッチ部がオープン故障したと判定した場合には、前記アイドリング停止手段による前記内燃機関の停止を許可する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に係る昇圧制御回路によれば、第１制御手段から出力される制御信号に応じてスイッチ部が正常にオン動作している場合には、スイッチ部と昇圧部とによる閉回路が形成され、昇圧部の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能となる。
これに対して、電圧検出手段により検出された入力側電圧および出力側電圧の何れか一方が昇圧されている場合には、昇圧部により昇圧可能であって、昇圧部の出力側と入力側とが短絡されていない、つまりスイッチ部がオフ状態であると判断することができる。
これにより、第１制御手段から出力される制御信号に応じてスイッチ部が正常にオン動作している状態と、スイッチ部がオープン故障している状態とを、適切に判別することができる。
【００１４】
さらに、本発明の請求項２に係る昇圧制御回路によれば、昇圧部の抵抗値をスイッチ部のオン時の抵抗値と同程度になるように低下させることにより、昇圧部に電流が流れる際の降圧を低減させ、必要とされる昇圧能力が増大することを防止し、装置構成に要する費用が増大することを防止することができる。
さらに、昇圧部の抵抗値とスイッチ部のオン時の抵抗値とが同程度であるために、スイッチ部のオン／オフを指示する制御信号の切り換え電圧を測定しただけでは故障がわからない状況であってもオープン故障を検知することができる。
つまり、電流がスイッチ部を通っているか昇圧部を通っているかわからない状況でもオープン故障を検知することができる。
【００１５】
さらに、本発明の請求項３に係る昇圧制御回路によれば、第１制御手段から出力される制御信号に応じてスイッチ部が正常にオフ動作している場合には、昇圧部のみに電流が流れて昇圧可能となる。
このため、電圧検出手段により検出された入力側電圧および出力側電圧が昇圧されていない場合には、昇圧部が故障している、または、スイッチ部がショート故障して昇圧部の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能になっていると判断することができる。
したがって、ショート故障検知モードの実行によって、電圧検出手段により検出された入力側電圧および出力側電圧の何れか一方が昇圧されていれば、昇圧部が正常であると判断することができ、この後にオープン故障検知モードを実行することで、スイッチ部のオープン故障を的確に判別することができる。
【００１６】
さらに、本発明の請求項４に係る昇圧制御回路によれば、例えば通常時において第１デューティ比にて昇圧動作を実行することに対して、オープン故障検知モードにおいて第１デューティ比よりも低い第２デューティ比で昇圧動作を実行する。
これにより、例えば第１制御手段から出力される制御信号に応じてスイッチ部が正常にオン動作して昇圧部の出力側と入力側とが短絡されていることで昇圧不能となっている場合であっても、スイッチ部と昇圧部とによる閉回路に流れる還流電流に起因して昇圧部に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００１７】
さらに、本発明の請求項５に係る昇圧制御回路によれば、車両の運転に要する電力を発電機もしくはバッテリから供給していない状態でスイッチ部の故障判定を実行することにより、判定精度を向上させることができる。
さらに、次回の車両起動に備えて、スイッチ部の故障の有無を的確に把握することができる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項６に係る昇圧制御回路によれば、例えばイグニッションスイッチのオンに伴い内燃機関を始動させる始動装置の駆動に起因した電装系での電圧低下を補うようにして昇圧部が昇圧動作を行なうように設定されている場合などであっても、アイドリング停止による内燃機関の停止後の再始動時に昇圧部の昇圧動作の実行が指示されることで昇圧部に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００１９】
さらに、本発明の請求項７に係る昇圧制御回路によれば、スイッチ部がオープン故障しているだけであれば昇圧部の昇圧動作は実行可能であり、例えばイグニッションスイッチのオンに伴い内燃機関を始動させる始動装置の駆動に起因した電装系での電圧低下を補うようにして昇圧部が昇圧動作を行なうように設定されている場合などであっても、適正な動作が可能である。
これにより、車両の所望の商品性を確保し、燃料消費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の並列回路の正常時における通電状態の例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の並列回路の正常時におけるショート故障検知モードおよびオープン故障検知モードの実行時の通電状態の例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の並列回路の故障時の通電状態の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】図５に示すショート故障検知の処理を示すフローチャートである。
【図７】図５に示すオープン故障検知の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る昇圧制御回路について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による昇圧制御回路１０は、例えば車両１に搭載され、図１に示すように、電源とされるバッテリ１１と、バッテリ１１と車載機器１２との間の接続を断接可能な直結スイッチ１３と、バッテリ１１から出力される電圧を昇圧可能な昇圧回路１４と、２つの第１および第２電圧センサ１５，１６とを備えて構成されている。
そして、バッテリ１１と車載機器１２との間に接続された直結スイッチ１３に対して昇圧回路１４は並列に接続されており、直結スイッチ１３および昇圧回路１４により並列回路２０が形成されている。
そして、第１および第２電圧センサ１５，１６は、並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧を検出して、検出結果の信号を出力する。
【００２２】
車載機器１２は、例えば、車両１の走行駆動源とされる内燃機関３１と、イグニッションスイッチ３２と、内燃機関始動装置３３と、制御ＥＣＵ３４と、アクセサリー機器３５と、ナビゲーション装置３６と、音響装置３７となどを備えて構成されている。
【００２３】
直結スイッチ１３は、例えば、制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じてオン／オフ制御されるスイッチング素子あるいはＦＥＴ（Field Effect Transistor）などにより構成されている。
昇圧回路１４は、例えば、一端がバッテリ１１の正極側端子１１ａおよび直結スイッチ１３の入力側端子１３ａに接続されたリアクトル４１と、このリアクトル４１の他端に接続されたスイッチング素子４２およびダイオード４３と、直結スイッチ１３の出力側端子１３ｂに接続されると共に接地されたコンデンサ４４とを備えて構成されている。
【００２４】
スイッチング素子４２は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）であって、ドレインはリアクトル４１の他端およびダイオード４３に接続され、ソースは接地されると共にコンデンサ４４に接続され、制御ＥＣＵ３４からゲートに入力される制御パルスのデューティ比（例えば、オンおよびオフに対するオンの比率）に応じてオン／オフ駆動される。
ダイオード４３は、リアクトル４１の他端およびスイッチング素子４２のドレインから直結スイッチ１３の出力側端子１３ｂに向けて順方向となるように接続されている。
【００２５】
そして、昇圧回路１４の抵抗値は、例えば、直結スイッチ１３のオン（導通）時の抵抗値と所定範囲で同等あるいは僅かに大きくなっている。
例えば、昇圧回路１４の抵抗値は、車載機器１２に印加される電圧（つまり、並列回路２０の出力側電圧）が１４〜１６Ｖとされている場合において、昇圧回路１４の抵抗において０．１〜０．２Ｖ程度の降圧が生じる抵抗値などである。
また、直結スイッチ１３のオン時の抵抗値は、車載機器１２に印加される電圧（つまり並列回路２０の出力側電圧）が１４〜１６Ｖとされている場合において、直結スイッチ１３の抵抗において０．１Ｖ程度の降圧が生じる抵抗値などである。
つまり、昇圧信号のオフ（待機）時において、直結スイッチ１３のオフ時と直結スイッチのオン時との出力側電圧（あるいは入力側電圧と出力側電圧との差）は略同等である。
【００２６】
この昇圧回路１４の昇圧時には、先ず、スイッチング素子４２がオフ（遮断）状態に設定されることでバッテリ１１からの通電によってリアクトル４１が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。
次に、スイッチング素子４２がオン（導通）状態に設定されると、リアクトル４１に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル４１の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。
これにより、リアクトル４１に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧がバッテリ１１の出力電圧に重畳されて、バッテリ１１の出力電圧よりも高い昇圧電圧が直結スイッチ１３の入力側端子１３ａと出力側端子１３ｂとの間に印加される。
【００２７】
車載機器１２の制御ＥＣＵ３４は、他の車載機器１２（つまり、内燃機関３１、内燃機関始動装置３３と、アクセサリー機器３５、ナビゲーション装置３６、音響装置３７など）を制御する。
【００２８】
例えば、車両１の運転者によるイグニッションスイッチ３２の操作に応じてイグニッションスイッチ３２から内燃機関３１の始動を指示する信号が出力されると、この信号に応じて内燃機関始動装置３３を駆動することによって内燃機関３１を始動させたり、あるいは、内燃機関３１の運転状態においてイグニッションスイッチ３２から内燃機関３１の停止を指示する信号が出力されると、この信号に応じて内燃機関３１を停止させる。
また、イグニッションスイッチ３２から内燃機関３１以外の他の車載機器１２の起動を指示する信号が出力されると、この信号に応じてアクセサリー機器３５およびナビゲーション装置３６および音響装置３７などを起動させる。
【００２９】
さらに、制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３をオン／オフ制御する制御パルスを出力すると共に、昇圧回路１４のスイッチング素子４２のオン／オフ駆動を指示することによって昇圧動作の実行または待機を制御する制御パルスを出力する。
【００３０】
例えば、制御ＥＣＵ３４は、車両１の通常走行時などにおいて、直結スイッチ１３のオン（導通）を指示する制御パルスを出力し、昇圧回路１４の待機を指示する制御パルスを出力することで、バッテリ１１と車載機器１２とを直結させて、バッテリ１１の出力電圧を車載機器１２に印加する。
このとき、例えば図２（Ａ）に示すように、並列回路２０の入力側と出力側との間において、昇圧回路１４の抵抗値が直結スイッチ１３のオン（導通）時の抵抗値よりも僅かに大きい場合には、直結スイッチ１３に電流が流れる。
【００３１】
また、例えば、制御ＥＣＵ３４は、車両１の始動時またはアイドリング停止からの復帰時（内燃機関３１の再始動時）などにおいて、内燃機関始動装置３３の駆動に伴う電圧低下を補うようにして、直結スイッチ１３のオフ（遮断）を指示する制御パルスを出力し、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する制御パルスを出力する。
この場合には、例えば図２（Ｂ）に示すように、内燃機関始動装置３３の駆動に伴う突入電流による電圧低下が昇圧回路１４の昇圧動作によって補われる。
【００３２】
また、制御ＥＣＵ３４は、例えば、イグニッションスイッチ３２がオンからオフに変化したとき（つまり、運転状態の内燃機関３１の停止を指示する信号が出力されたとき）などにおいて、並列回路２０の故障判定（例えば、直結スイッチ１３のショート故障およびオープン故障の検知など）を実行する。
【００３３】
例えば、制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３のショート故障の検知時（ショート故障検知モードの実行時）において、直結スイッチ１３のオフ（遮断）を指示する制御パルスを出力し、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する制御パルスを出力する。
そして、第１および第２電圧センサ１５，１６から出力される並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧の検出結果に基づき、出力側電圧が昇圧されているか否かを判定する。
【００３４】
この判定結果において、出力側電圧が昇圧されていれば、昇圧回路１４の昇圧動作が正常に実行されたと判断する。
この場合には、例えば図３（Ａ）に示すように、出力側電圧（Ｖ２）が入力側電圧（Ｖ１）よりも高い所定電圧（例えば、１４〜１６Ｖなど）に昇圧される。
【００３５】
一方、この判定結果において、出力側電圧が昇圧されていなければ、昇圧回路１４が故障している、または、直結スイッチ１３がショート故障して昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能になっていると判断する。
なお、この場合には、例えば図４（Ａ）に示すように、少なくとも直結スイッチ１３のショート故障または昇圧回路１４の故障が発生している。
【００３６】
例えば、直結スイッチ１３のショート故障時に昇圧回路１４が正常であれば、昇圧回路１４の昇圧動作の実行が指示されているにもかかわらずに直結スイッチ１３に電流が流れることから、並列回路２０の出力側電圧として所望の昇圧電圧を確保するために、制御ＥＣＵ３４からスイッチング素子４２に入力される制御パルスのデューティ比（例えば、スイッチング素子４２のオンおよびオフに対するオンの比率）が制御ＥＣＵ３４により増大させられる虞がある。
【００３７】
また、例えば、制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３のオープン故障の検知時（オープン故障検知モードの実行時）において、直結スイッチ１３のオン（導通）を指示する制御パルスを出力し、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する制御パルスを出力する。
そして、第１および第２電圧センサ１５，１６から出力される並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧の検出結果に基づき、出力側電圧が昇圧されているか否かを判定する。
【００３８】
この判定結果において、出力側電圧が昇圧されていなければ、直結スイッチ１３が正常にオン（導通）して、昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能になっていると判断する。
この場合には、例えば図３（Ｂ）に示すように、並列回路２０の入力側電圧（Ｖ１）および出力側電圧（Ｖ１）が同等となり、昇圧回路１４に負荷がかかることになるため、低いデューティ比（例えば、スイッチング素子４２のオンおよびオフに対するオンの比率）を有する制御パルスによって一定時間だけ昇圧動作の実行が指示されることが好ましい。
【００３９】
一方、この判定結果において、出力側電圧が昇圧されていれば、昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されていない、つまり直結スイッチ１３がオープン故障して昇圧回路１４の昇圧動作が実行可能になっていると判断する。
なお、この場合には、例えば図４（Ｂ）に示すように、並列回路２０の入力側と出力側との間において、常に昇圧回路１４に電流が流れることから昇圧回路１４に負荷がかかる虞がある。
また、昇圧回路１４の抵抗値が直結スイッチ１３のオン（導通）時の抵抗値と同等あるいは僅かに大きいだけであれば、第１および第２電圧センサ１５，１６の検出誤差範囲内の降圧しか生じない虞がある。
【００４０】
なお、制御ＥＣＵ３４は、例えば、ショート故障検知モードをオープン故障検知モードの実行に先立って実行する。
これにより、ショート故障検知モードの実行によって、出力側電圧が昇圧されていれば、昇圧回路１４が正常であると判断することができ、この後にオープン故障検知モードを実行することで、直結スイッチ１３のオープン故障を的確に判別することができる。
【００４１】
また、制御ＥＣＵ３４は、例えば、車両１の始動時またはアイドリング停止からの復帰時（内燃機関３１の再始動時）などの通常時において昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する場合には、所定の第１デューティ比（例えば、スイッチング素子４２のオンおよびオフに対するオンの比率）を有する制御パルスを出力する。
そして、例えば、オープン故障検知モードの実行時において昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する場合には、所定の第１デューティ比よりも低い第２デューティ比（例えば、スイッチング素子４２のオンおよびオフに対するオンの比率）を有する制御パルスを出力する。
【００４２】
なお、昇圧回路１４の昇圧動作の実行により出力される昇圧電圧（例えば、１２Ｖなど）は、昇圧回路１４の待機状態で直結スイッチ１３のオフ時に第１および第２電圧センサ１５，１６により検出される電圧（入力側電圧および出力側電圧、例えば、内燃機関始動装置３３の駆動時における７Ｖなど）よりも高く、かつ該電圧との判別が可能となるように設定されている。
【００４３】
また、制御ＥＣＵ３４は、内燃機関３１の運転時において所定の停止条件（例えば、運転者のブレーキ操作による所定時間に亘る車両１の停止など）が成立したことに応じて内燃機関３１を一時的に停止し、この停止状態において所定の復帰条件（例えば、運転者のブレーキ操作の終了など）が成立したことに応じて停止中の内燃機関３１を再始動するアイドリング停止の動作を制御する。
そして、制御ＥＣＵ３４は、例えば、並列回路２０の直結スイッチ１３が故障したと判定した場合には、アイドリング停止による内燃機関３１の停止を禁止する。ただし、制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３がオープン故障したと判定した場合には、アイドリング停止による内燃機関３１の停止を許可する。
【００４４】
本実施の形態による昇圧制御回路１０は上記構成を備えており、次に、この昇圧制御回路１０の動作について説明する。
【００４５】
先ず、例えば図５に示すステップＳ０１においては、イグニッションスイッチ３２がオンからオフに切り替えられたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
そして、ステップＳ０２においては、後述するショート故障検知の処理を実行する。
【００４６】
次に、ステップＳ０３においては、直結スイッチ１３のショート故障または昇圧回路１４の故障が生じているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進み、このステップＳ０４においては、アイドリング停止による内燃機関３１の停止を禁止して、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０５に進む。
そして、ステップＳ０５においては、後述するオープン故障検知の処理を実行する。
【００４７】
次に、ステップＳ０６においては、直結スイッチ１３のオープン故障が生じているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進み、このステップＳ０７においては、アイドリング停止による内燃機関３１の停止を許可して、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０８に進み、このステップＳ０８においては、直結スイッチ１３および昇圧回路１４は正常であると判断して、エンドに進む。
【００４８】
以下に、上述したステップＳ０２でのショート故障検知の処理について説明する。
先ず、例えば図６に示すステップＳ１１においては、直結スイッチ１３のオフ（遮断）を指示する。
次に、ステップＳ１２においては、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する。
次に、ステップＳ１３においては、第１および第２電圧センサ１５，１６から出力される並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧の検出結果を取得する。
【００４９】
次に、ステップＳ１４においては、出力側電圧が昇圧されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１５に進み、このステップＳ１５においては、直結スイッチ１３のショート故障は無く、昇圧回路１４は正常であると判断して、リターンに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１６に進み、このステップＳ１６においては、直結スイッチ１３はショート故障または昇圧回路１４は故障していると判断して、リターンに進む。
【００５０】
以下に、上述したステップＳ０５でのオープン故障検知の処理について説明する。
先ず、例えば図７に示すステップＳ２１においては、直結スイッチ１３のオン（導通）を指示する。
次に、ステップＳ２２においては、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する。
次に、ステップＳ２３においては、第１および第２電圧センサ１５，１６から出力される並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧の検出結果を取得する。
【００５１】
次に、ステップＳ２４においては、出力側電圧が昇圧されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、直結スイッチ１３はオープン故障していると判断して、リターンに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２６に進み、このステップＳ２６においては、直結スイッチ１３はオープン故障していないと判断して、リターンに進む。
【００５２】
上述したように、本実施の形態による昇圧制御回路１０によれば、制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じて直結スイッチ１３が正常にオン動作している場合には、直結スイッチ１３と昇圧回路１４とによる閉回路が形成され、昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能となる。
これに対して、第１および第２電圧センサ１５，１６により検出された入力側電圧および出力側電圧に基づき、出力側電圧が昇圧されている場合には、昇圧回路１４による昇圧動作の実行が可能であって、昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されていない、つまり直結スイッチ１３がオフ状態であると判断することができる。
これにより、制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じて直結スイッチ１３が正常にオン動作している状態と、直結スイッチ１３がオープン故障している状態とを、適切に判別することができる。
【００５３】
さらに、昇圧回路１４の抵抗値を直結スイッチ１３のオン時の抵抗値と同程度になるように設定する（例えば、低下させる）ことにより、昇圧回路１４に電流が流れる際の降圧を低減させ、所望の昇圧電圧を確保するために必要とされる昇圧能力が増大することを防止し、装置構成に要する費用が嵩むことを防止することができる。
さらに、昇圧回路１４の抵抗値と直結スイッチ１３のオン時の抵抗値とが同程度であるために、直結スイッチ１３のオン／オフを指示する制御信号の切り換え電圧を測定しただけでは故障がわからない状況であってもオープン故障を検知することができる。
つまり、電流が直結スイッチ１３を通っているか昇圧回路１４を通っているかわからない状況でもオープン故障を検知することができる。
【００５４】
さらに、制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じて直結スイッチ１３が正常にオフ動作している場合には、昇圧回路１４のみに電流が流れて昇圧可能となる。
このため、第１および第２電圧センサ１５，１６により検出された入力側電圧および出力側電圧に基づき、出力側電圧が昇圧されていない場合には、昇圧回路１４が故障している、または、直結スイッチ１３がショート故障して昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能になっていると判断することができる。
したがって、ショート故障検知モードの実行によって、出力側電圧が昇圧されていれば、昇圧回路１４が正常であると判断することができ、この後にオープン故障検知モードを実行することで、直結スイッチ１３のオープン故障を的確に判別することができる。
【００５５】
さらに、昇圧回路１４は、例えば通常時において第１デューティ比にて昇圧動作を実行することに対して、オープン故障検知モードにおいて第１デューティ比よりも低い第２デューティ比で昇圧動作を実行する。
これにより、例えば制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じて直結スイッチ１３が正常にオン動作して昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されていることで昇圧不能となっている場合であっても、直結スイッチ１３と昇圧回路１４とによる閉回路に流れる還流電流に起因して昇圧回路１４に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００５６】
さらに、イグニッションスイッチ３２がオンからオフに切り替えられて車両１の運転に要する電力をバッテリ１１から供給していない状態で直結スイッチ１３の故障判定を実行することにより、判定精度を向上させることができる。
さらに、次回の車両１の起動に備えて、直結スイッチ１３の故障の有無を的確に把握することができる。
【００５７】
さらに、直結スイッチ１３の故障時にアイドリング停止による内燃機関３１の停止を禁止することにより、例えば内燃機関始動装置３３の駆動に起因した電装系での電圧低下を補うようにして昇圧回路１４が昇圧動作を行なうように設定されている場合などであっても、アイドリング停止による内燃機関３１の停止後の再始動時に昇圧回路１４に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００５８】
さらに、直結スイッチ１３がオープン故障しているだけであれば昇圧回路１４の昇圧動作は実行可能であり、例えばイグニッションスイッチ３２のオンに伴い内燃機関３１を始動させる内燃機関始動装置３３の駆動に起因した電装系での電圧低下を補うようにして昇圧回路１４が昇圧動作を行なうように設定されている場合などであっても、適正な動作が可能である、
これにより、車両１の所望の商品性を確保し、燃料消費を削減することができる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態においては、図５に示すステップＳ０１〜０８のように、ショート故障検知モードの実行後にオープン故障検知モードを実行するとしたが、これに限定されず、例えば、ショート故障検知モードまたはオープン故障検知モードのみを実行してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 昇圧制御回路
１１ バッテリ（電源）
１３ 直結スイッチ（スイッチ部）
１４ 昇圧回路（昇圧部）
１５ 第１電圧センサ（電圧検出手段）
１６ 第２電圧センサ（電圧検出手段）
２０ 並列回路
３４ 制御ＥＣＵ（第１制御手段、第２制御手段、故障判定手段）
【技術分野】
【０００１】
この発明は、昇圧制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば電源と負荷（例えば、モータ）との間において、電源電圧を昇圧する昇圧部と、この昇圧部を迂回するようにして電源電圧を直接に負荷へ出力するバイパススイッチとを、電源および負荷に並列に接続し、通常時にはバイパススイッチをオフとし、昇圧部の故障時にはバイパススイッチをオンとする負荷駆動回路が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この負荷駆動回路においては、昇圧部を構成するスイッチング素子に入力される制御入力電圧およびスイッチング素子から出力される出力電圧などを監視することにより、スイッチング素子の故障および昇圧部のショート故障またはオープン故障を検知している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２９１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記従来技術に係る負荷駆動回路においては、昇圧部の故障の有無に加えて、他の部位としてバイパススイッチの異常の有無を的確に検知することが望まれている。
例えば、バイパススイッチがオープン故障している場合には、このバイパススイッチに並列に接続された昇圧部に常に電流が流れることになるが、昇圧部がバイパススイッチと同程度の小さな抵抗値を有する場合には、バイパススイッチが正常にオン動作している状態と同程度の電流が負荷側に流れるだけである。
しかも、この通電において電圧センサの検出誤差範囲内の降圧しか生じない虞があり、バイパススイッチが正常にオン動作している状態と、バイパススイッチがオープン故障している状態とを、適切に判別することができないという問題が生じる。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電源に対して並列に接続された昇圧部およびスイッチ部から成る並列回路においてスイッチ部の故障の有無を的確に検知することが可能な昇圧制御回路を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、本発明の請求項１に係る昇圧制御回路は、電源（例えば、実施の形態でのバッテリ１１）に対してオン／オフ可能なスイッチ部（例えば、実施の形態での直結スイッチ１３）と前記電源から出力される電圧を昇圧可能な昇圧部（例えば、実施の形態での昇圧回路１４）とを並列に接続して成る並列回路（例えば、実施の形態での並列回路２０）を備える昇圧制御回路であって、前記並列回路の入力側電圧および出力側電圧を検出する電圧検出手段（例えば、実施の形態での第１および第２電圧センサ１５，１６）と、前記スイッチ部のオン／オフを指示する制御信号を出力して前記スイッチ部を制御する第１制御手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ３４）と、前記スイッチ部のオフ時に前記電圧検出手段により検出される電圧よりも高く、かつ該電圧との判別を可能とした所定電圧を生じさせる前記昇圧部の昇圧動作を指示する制御信号を出力して前記昇圧部を制御する第２制御手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ３４）と、前記スイッチ部の故障の有無を判定する故障判定手段（例えば、実施の形態での制御ＥＣＵ３４）と、を備え、前記故障判定手段は、前記スイッチ部のオンを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記電圧検出手段により検出された前記入力側電圧および前記出力側電圧の何れか一方が昇圧されている場合、前記スイッチ部はオープン故障であると判定するオープン故障検知モードを有する。
【０００７】
さらに、本発明の請求項２に係る昇圧制御回路では、前記昇圧部の抵抗値は、前記スイッチ部のオン時の抵抗値と所定範囲で同等である。
【０００８】
さらに、本発明の請求項３に係る昇圧制御回路では、前記故障判定手段は、前記スイッチ部のオフを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記電圧検出手段により検出された前記入力側電圧および前記出力側電圧が昇圧されていない場合、前記昇圧部は故障または前記スイッチ部はショート故障であると判定するショート故障検知モードを有し、前記ショート故障検知モードを前記オープン故障検知モードの実行に先立って実行する。
【０００９】
さらに、本発明の請求項４に係る昇圧制御回路では、前記昇圧部は、スイッチング素子を備え、該スイッチング素子を第１デューティ比にてオン動作させることで入力電圧を昇圧し、前記オープン故障検知モードにおいて、前記スイッチ部のオンを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記スイッチング素子を前記第１デューティ比よりも低い第２デューティ比でオン動作させる。
【００１０】
さらに、本発明の請求項５に係る昇圧制御回路は、走行駆動源である内燃機関と、該内燃機関の始動を指示するイグニッションスイッチと、車載機器と、該車載機器に電力を供給する前記電源を成すバッテリと、を備える車両に搭載された前記昇圧制御回路であって、前記昇圧部は、前記バッテリから出力される電圧を昇圧して前記車載機器に電力を供給し、前記故障判定手段は、前記イグニッションスイッチがオンからオフに変化したときに前記スイッチ部の故障判定を実行する。
【００１１】
さらに、本発明の請求項６に係る昇圧制御回路では、前記車両は、停止条件が成立したことに応じて前記内燃機関を一時的に停止し、復帰条件が成立したことに応じて前記停止した内燃機関を始動するアイドリング停止手段を備え、前記故障判定手段は、前記スイッチ部が故障したと判定した場合には、前記アイドリング停止手段による前記内燃機関の停止を禁止する。
【００１２】
さらに、本発明の請求項７に係る昇圧制御回路では、前記故障判定手段は、前記スイッチ部がオープン故障したと判定した場合には、前記アイドリング停止手段による前記内燃機関の停止を許可する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の請求項１に係る昇圧制御回路によれば、第１制御手段から出力される制御信号に応じてスイッチ部が正常にオン動作している場合には、スイッチ部と昇圧部とによる閉回路が形成され、昇圧部の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能となる。
これに対して、電圧検出手段により検出された入力側電圧および出力側電圧の何れか一方が昇圧されている場合には、昇圧部により昇圧可能であって、昇圧部の出力側と入力側とが短絡されていない、つまりスイッチ部がオフ状態であると判断することができる。
これにより、第１制御手段から出力される制御信号に応じてスイッチ部が正常にオン動作している状態と、スイッチ部がオープン故障している状態とを、適切に判別することができる。
【００１４】
さらに、本発明の請求項２に係る昇圧制御回路によれば、昇圧部の抵抗値をスイッチ部のオン時の抵抗値と同程度になるように低下させることにより、昇圧部に電流が流れる際の降圧を低減させ、必要とされる昇圧能力が増大することを防止し、装置構成に要する費用が増大することを防止することができる。
さらに、昇圧部の抵抗値とスイッチ部のオン時の抵抗値とが同程度であるために、スイッチ部のオン／オフを指示する制御信号の切り換え電圧を測定しただけでは故障がわからない状況であってもオープン故障を検知することができる。
つまり、電流がスイッチ部を通っているか昇圧部を通っているかわからない状況でもオープン故障を検知することができる。
【００１５】
さらに、本発明の請求項３に係る昇圧制御回路によれば、第１制御手段から出力される制御信号に応じてスイッチ部が正常にオフ動作している場合には、昇圧部のみに電流が流れて昇圧可能となる。
このため、電圧検出手段により検出された入力側電圧および出力側電圧が昇圧されていない場合には、昇圧部が故障している、または、スイッチ部がショート故障して昇圧部の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能になっていると判断することができる。
したがって、ショート故障検知モードの実行によって、電圧検出手段により検出された入力側電圧および出力側電圧の何れか一方が昇圧されていれば、昇圧部が正常であると判断することができ、この後にオープン故障検知モードを実行することで、スイッチ部のオープン故障を的確に判別することができる。
【００１６】
さらに、本発明の請求項４に係る昇圧制御回路によれば、例えば通常時において第１デューティ比にて昇圧動作を実行することに対して、オープン故障検知モードにおいて第１デューティ比よりも低い第２デューティ比で昇圧動作を実行する。
これにより、例えば第１制御手段から出力される制御信号に応じてスイッチ部が正常にオン動作して昇圧部の出力側と入力側とが短絡されていることで昇圧不能となっている場合であっても、スイッチ部と昇圧部とによる閉回路に流れる還流電流に起因して昇圧部に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００１７】
さらに、本発明の請求項５に係る昇圧制御回路によれば、車両の運転に要する電力を発電機もしくはバッテリから供給していない状態でスイッチ部の故障判定を実行することにより、判定精度を向上させることができる。
さらに、次回の車両起動に備えて、スイッチ部の故障の有無を的確に把握することができる。
【００１８】
さらに、本発明の請求項６に係る昇圧制御回路によれば、例えばイグニッションスイッチのオンに伴い内燃機関を始動させる始動装置の駆動に起因した電装系での電圧低下を補うようにして昇圧部が昇圧動作を行なうように設定されている場合などであっても、アイドリング停止による内燃機関の停止後の再始動時に昇圧部の昇圧動作の実行が指示されることで昇圧部に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００１９】
さらに、本発明の請求項７に係る昇圧制御回路によれば、スイッチ部がオープン故障しているだけであれば昇圧部の昇圧動作は実行可能であり、例えばイグニッションスイッチのオンに伴い内燃機関を始動させる始動装置の駆動に起因した電装系での電圧低下を補うようにして昇圧部が昇圧動作を行なうように設定されている場合などであっても、適正な動作が可能である。
これにより、車両の所望の商品性を確保し、燃料消費を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の並列回路の正常時における通電状態の例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の並列回路の正常時におけるショート故障検知モードおよびオープン故障検知モードの実行時の通電状態の例を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の並列回路の故障時の通電状態の例を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る昇圧制御回路の動作を示すフローチャートである。
【図６】図５に示すショート故障検知の処理を示すフローチャートである。
【図７】図５に示すオープン故障検知の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態に係る昇圧制御回路について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による昇圧制御回路１０は、例えば車両１に搭載され、図１に示すように、電源とされるバッテリ１１と、バッテリ１１と車載機器１２との間の接続を断接可能な直結スイッチ１３と、バッテリ１１から出力される電圧を昇圧可能な昇圧回路１４と、２つの第１および第２電圧センサ１５，１６とを備えて構成されている。
そして、バッテリ１１と車載機器１２との間に接続された直結スイッチ１３に対して昇圧回路１４は並列に接続されており、直結スイッチ１３および昇圧回路１４により並列回路２０が形成されている。
そして、第１および第２電圧センサ１５，１６は、並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧を検出して、検出結果の信号を出力する。
【００２２】
車載機器１２は、例えば、車両１の走行駆動源とされる内燃機関３１と、イグニッションスイッチ３２と、内燃機関始動装置３３と、制御ＥＣＵ３４と、アクセサリー機器３５と、ナビゲーション装置３６と、音響装置３７となどを備えて構成されている。
【００２３】
直結スイッチ１３は、例えば、制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じてオン／オフ制御されるスイッチング素子あるいはＦＥＴ（Field Effect Transistor）などにより構成されている。
昇圧回路１４は、例えば、一端がバッテリ１１の正極側端子１１ａおよび直結スイッチ１３の入力側端子１３ａに接続されたリアクトル４１と、このリアクトル４１の他端に接続されたスイッチング素子４２およびダイオード４３と、直結スイッチ１３の出力側端子１３ｂに接続されると共に接地されたコンデンサ４４とを備えて構成されている。
【００２４】
スイッチング素子４２は、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semi-conductor Field Effect Transistor）であって、ドレインはリアクトル４１の他端およびダイオード４３に接続され、ソースは接地されると共にコンデンサ４４に接続され、制御ＥＣＵ３４からゲートに入力される制御パルスのデューティ比（例えば、オンおよびオフに対するオンの比率）に応じてオン／オフ駆動される。
ダイオード４３は、リアクトル４１の他端およびスイッチング素子４２のドレインから直結スイッチ１３の出力側端子１３ｂに向けて順方向となるように接続されている。
【００２５】
そして、昇圧回路１４の抵抗値は、例えば、直結スイッチ１３のオン（導通）時の抵抗値と所定範囲で同等あるいは僅かに大きくなっている。
例えば、昇圧回路１４の抵抗値は、車載機器１２に印加される電圧（つまり、並列回路２０の出力側電圧）が１４〜１６Ｖとされている場合において、昇圧回路１４の抵抗において０．１〜０．２Ｖ程度の降圧が生じる抵抗値などである。
また、直結スイッチ１３のオン時の抵抗値は、車載機器１２に印加される電圧（つまり並列回路２０の出力側電圧）が１４〜１６Ｖとされている場合において、直結スイッチ１３の抵抗において０．１Ｖ程度の降圧が生じる抵抗値などである。
つまり、昇圧信号のオフ（待機）時において、直結スイッチ１３のオフ時と直結スイッチのオン時との出力側電圧（あるいは入力側電圧と出力側電圧との差）は略同等である。
【００２６】
この昇圧回路１４の昇圧時には、先ず、スイッチング素子４２がオフ（遮断）状態に設定されることでバッテリ１１からの通電によってリアクトル４１が直流励磁されて磁気エネルギーが蓄積される。
次に、スイッチング素子４２がオン（導通）状態に設定されると、リアクトル４１に流れる電流が遮断されることに起因する磁束の変化を妨げるようにしてリアクトル４１の両端間に起電圧（誘導電圧）が発生する。
これにより、リアクトル４１に蓄積された磁気エネルギーによる誘導電圧がバッテリ１１の出力電圧に重畳されて、バッテリ１１の出力電圧よりも高い昇圧電圧が直結スイッチ１３の入力側端子１３ａと出力側端子１３ｂとの間に印加される。
【００２７】
車載機器１２の制御ＥＣＵ３４は、他の車載機器１２（つまり、内燃機関３１、内燃機関始動装置３３と、アクセサリー機器３５、ナビゲーション装置３６、音響装置３７など）を制御する。
【００２８】
例えば、車両１の運転者によるイグニッションスイッチ３２の操作に応じてイグニッションスイッチ３２から内燃機関３１の始動を指示する信号が出力されると、この信号に応じて内燃機関始動装置３３を駆動することによって内燃機関３１を始動させたり、あるいは、内燃機関３１の運転状態においてイグニッションスイッチ３２から内燃機関３１の停止を指示する信号が出力されると、この信号に応じて内燃機関３１を停止させる。
また、イグニッションスイッチ３２から内燃機関３１以外の他の車載機器１２の起動を指示する信号が出力されると、この信号に応じてアクセサリー機器３５およびナビゲーション装置３６および音響装置３７などを起動させる。
【００２９】
さらに、制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３をオン／オフ制御する制御パルスを出力すると共に、昇圧回路１４のスイッチング素子４２のオン／オフ駆動を指示することによって昇圧動作の実行または待機を制御する制御パルスを出力する。
【００３０】
例えば、制御ＥＣＵ３４は、車両１の通常走行時などにおいて、直結スイッチ１３のオン（導通）を指示する制御パルスを出力し、昇圧回路１４の待機を指示する制御パルスを出力することで、バッテリ１１と車載機器１２とを直結させて、バッテリ１１の出力電圧を車載機器１２に印加する。
このとき、例えば図２（Ａ）に示すように、並列回路２０の入力側と出力側との間において、昇圧回路１４の抵抗値が直結スイッチ１３のオン（導通）時の抵抗値よりも僅かに大きい場合には、直結スイッチ１３に電流が流れる。
【００３１】
また、例えば、制御ＥＣＵ３４は、車両１の始動時またはアイドリング停止からの復帰時（内燃機関３１の再始動時）などにおいて、内燃機関始動装置３３の駆動に伴う電圧低下を補うようにして、直結スイッチ１３のオフ（遮断）を指示する制御パルスを出力し、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する制御パルスを出力する。
この場合には、例えば図２（Ｂ）に示すように、内燃機関始動装置３３の駆動に伴う突入電流による電圧低下が昇圧回路１４の昇圧動作によって補われる。
【００３２】
また、制御ＥＣＵ３４は、例えば、イグニッションスイッチ３２がオンからオフに変化したとき（つまり、運転状態の内燃機関３１の停止を指示する信号が出力されたとき）などにおいて、並列回路２０の故障判定（例えば、直結スイッチ１３のショート故障およびオープン故障の検知など）を実行する。
【００３３】
例えば、制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３のショート故障の検知時（ショート故障検知モードの実行時）において、直結スイッチ１３のオフ（遮断）を指示する制御パルスを出力し、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する制御パルスを出力する。
そして、第１および第２電圧センサ１５，１６から出力される並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧の検出結果に基づき、出力側電圧が昇圧されているか否かを判定する。
【００３４】
この判定結果において、出力側電圧が昇圧されていれば、昇圧回路１４の昇圧動作が正常に実行されたと判断する。
この場合には、例えば図３（Ａ）に示すように、出力側電圧（Ｖ２）が入力側電圧（Ｖ１）よりも高い所定電圧（例えば、１４〜１６Ｖなど）に昇圧される。
【００３５】
一方、この判定結果において、出力側電圧が昇圧されていなければ、昇圧回路１４が故障している、または、直結スイッチ１３がショート故障して昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能になっていると判断する。
なお、この場合には、例えば図４（Ａ）に示すように、少なくとも直結スイッチ１３のショート故障または昇圧回路１４の故障が発生している。
【００３６】
例えば、直結スイッチ１３のショート故障時に昇圧回路１４が正常であれば、昇圧回路１４の昇圧動作の実行が指示されているにもかかわらずに直結スイッチ１３に電流が流れることから、並列回路２０の出力側電圧として所望の昇圧電圧を確保するために、制御ＥＣＵ３４からスイッチング素子４２に入力される制御パルスのデューティ比（例えば、スイッチング素子４２のオンおよびオフに対するオンの比率）が制御ＥＣＵ３４により増大させられる虞がある。
【００３７】
また、例えば、制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３のオープン故障の検知時（オープン故障検知モードの実行時）において、直結スイッチ１３のオン（導通）を指示する制御パルスを出力し、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する制御パルスを出力する。
そして、第１および第２電圧センサ１５，１６から出力される並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧の検出結果に基づき、出力側電圧が昇圧されているか否かを判定する。
【００３８】
この判定結果において、出力側電圧が昇圧されていなければ、直結スイッチ１３が正常にオン（導通）して、昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能になっていると判断する。
この場合には、例えば図３（Ｂ）に示すように、並列回路２０の入力側電圧（Ｖ１）および出力側電圧（Ｖ１）が同等となり、昇圧回路１４に負荷がかかることになるため、低いデューティ比（例えば、スイッチング素子４２のオンおよびオフに対するオンの比率）を有する制御パルスによって一定時間だけ昇圧動作の実行が指示されることが好ましい。
【００３９】
一方、この判定結果において、出力側電圧が昇圧されていれば、昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されていない、つまり直結スイッチ１３がオープン故障して昇圧回路１４の昇圧動作が実行可能になっていると判断する。
なお、この場合には、例えば図４（Ｂ）に示すように、並列回路２０の入力側と出力側との間において、常に昇圧回路１４に電流が流れることから昇圧回路１４に負荷がかかる虞がある。
また、昇圧回路１４の抵抗値が直結スイッチ１３のオン（導通）時の抵抗値と同等あるいは僅かに大きいだけであれば、第１および第２電圧センサ１５，１６の検出誤差範囲内の降圧しか生じない虞がある。
【００４０】
なお、制御ＥＣＵ３４は、例えば、ショート故障検知モードをオープン故障検知モードの実行に先立って実行する。
これにより、ショート故障検知モードの実行によって、出力側電圧が昇圧されていれば、昇圧回路１４が正常であると判断することができ、この後にオープン故障検知モードを実行することで、直結スイッチ１３のオープン故障を的確に判別することができる。
【００４１】
また、制御ＥＣＵ３４は、例えば、車両１の始動時またはアイドリング停止からの復帰時（内燃機関３１の再始動時）などの通常時において昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する場合には、所定の第１デューティ比（例えば、スイッチング素子４２のオンおよびオフに対するオンの比率）を有する制御パルスを出力する。
そして、例えば、オープン故障検知モードの実行時において昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する場合には、所定の第１デューティ比よりも低い第２デューティ比（例えば、スイッチング素子４２のオンおよびオフに対するオンの比率）を有する制御パルスを出力する。
【００４２】
なお、昇圧回路１４の昇圧動作の実行により出力される昇圧電圧（例えば、１２Ｖなど）は、昇圧回路１４の待機状態で直結スイッチ１３のオフ時に第１および第２電圧センサ１５，１６により検出される電圧（入力側電圧および出力側電圧、例えば、内燃機関始動装置３３の駆動時における７Ｖなど）よりも高く、かつ該電圧との判別が可能となるように設定されている。
【００４３】
また、制御ＥＣＵ３４は、内燃機関３１の運転時において所定の停止条件（例えば、運転者のブレーキ操作による所定時間に亘る車両１の停止など）が成立したことに応じて内燃機関３１を一時的に停止し、この停止状態において所定の復帰条件（例えば、運転者のブレーキ操作の終了など）が成立したことに応じて停止中の内燃機関３１を再始動するアイドリング停止の動作を制御する。
そして、制御ＥＣＵ３４は、例えば、並列回路２０の直結スイッチ１３が故障したと判定した場合には、アイドリング停止による内燃機関３１の停止を禁止する。ただし、制御ＥＣＵ３４は、直結スイッチ１３がオープン故障したと判定した場合には、アイドリング停止による内燃機関３１の停止を許可する。
【００４４】
本実施の形態による昇圧制御回路１０は上記構成を備えており、次に、この昇圧制御回路１０の動作について説明する。
【００４５】
先ず、例えば図５に示すステップＳ０１においては、イグニッションスイッチ３２がオンからオフに切り替えられたか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
そして、ステップＳ０２においては、後述するショート故障検知の処理を実行する。
【００４６】
次に、ステップＳ０３においては、直結スイッチ１３のショート故障または昇圧回路１４の故障が生じているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０４に進み、このステップＳ０４においては、アイドリング停止による内燃機関３１の停止を禁止して、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０５に進む。
そして、ステップＳ０５においては、後述するオープン故障検知の処理を実行する。
【００４７】
次に、ステップＳ０６においては、直結スイッチ１３のオープン故障が生じているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０７に進み、このステップＳ０７においては、アイドリング停止による内燃機関３１の停止を許可して、エンドに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０８に進み、このステップＳ０８においては、直結スイッチ１３および昇圧回路１４は正常であると判断して、エンドに進む。
【００４８】
以下に、上述したステップＳ０２でのショート故障検知の処理について説明する。
先ず、例えば図６に示すステップＳ１１においては、直結スイッチ１３のオフ（遮断）を指示する。
次に、ステップＳ１２においては、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する。
次に、ステップＳ１３においては、第１および第２電圧センサ１５，１６から出力される並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧の検出結果を取得する。
【００４９】
次に、ステップＳ１４においては、出力側電圧が昇圧されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１５に進み、このステップＳ１５においては、直結スイッチ１３のショート故障は無く、昇圧回路１４は正常であると判断して、リターンに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１６に進み、このステップＳ１６においては、直結スイッチ１３はショート故障または昇圧回路１４は故障していると判断して、リターンに進む。
【００５０】
以下に、上述したステップＳ０５でのオープン故障検知の処理について説明する。
先ず、例えば図７に示すステップＳ２１においては、直結スイッチ１３のオン（導通）を指示する。
次に、ステップＳ２２においては、昇圧回路１４の昇圧動作の実行を指示する。
次に、ステップＳ２３においては、第１および第２電圧センサ１５，１６から出力される並列回路２０の入力側電圧および出力側電圧の検出結果を取得する。
【００５１】
次に、ステップＳ２４においては、出力側電圧が昇圧されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、直結スイッチ１３はオープン故障していると判断して、リターンに進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２６に進み、このステップＳ２６においては、直結スイッチ１３はオープン故障していないと判断して、リターンに進む。
【００５２】
上述したように、本実施の形態による昇圧制御回路１０によれば、制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じて直結スイッチ１３が正常にオン動作している場合には、直結スイッチ１３と昇圧回路１４とによる閉回路が形成され、昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能となる。
これに対して、第１および第２電圧センサ１５，１６により検出された入力側電圧および出力側電圧に基づき、出力側電圧が昇圧されている場合には、昇圧回路１４による昇圧動作の実行が可能であって、昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されていない、つまり直結スイッチ１３がオフ状態であると判断することができる。
これにより、制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じて直結スイッチ１３が正常にオン動作している状態と、直結スイッチ１３がオープン故障している状態とを、適切に判別することができる。
【００５３】
さらに、昇圧回路１４の抵抗値を直結スイッチ１３のオン時の抵抗値と同程度になるように設定する（例えば、低下させる）ことにより、昇圧回路１４に電流が流れる際の降圧を低減させ、所望の昇圧電圧を確保するために必要とされる昇圧能力が増大することを防止し、装置構成に要する費用が嵩むことを防止することができる。
さらに、昇圧回路１４の抵抗値と直結スイッチ１３のオン時の抵抗値とが同程度であるために、直結スイッチ１３のオン／オフを指示する制御信号の切り換え電圧を測定しただけでは故障がわからない状況であってもオープン故障を検知することができる。
つまり、電流が直結スイッチ１３を通っているか昇圧回路１４を通っているかわからない状況でもオープン故障を検知することができる。
【００５４】
さらに、制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じて直結スイッチ１３が正常にオフ動作している場合には、昇圧回路１４のみに電流が流れて昇圧可能となる。
このため、第１および第２電圧センサ１５，１６により検出された入力側電圧および出力側電圧に基づき、出力側電圧が昇圧されていない場合には、昇圧回路１４が故障している、または、直結スイッチ１３がショート故障して昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されることで昇圧不能になっていると判断することができる。
したがって、ショート故障検知モードの実行によって、出力側電圧が昇圧されていれば、昇圧回路１４が正常であると判断することができ、この後にオープン故障検知モードを実行することで、直結スイッチ１３のオープン故障を的確に判別することができる。
【００５５】
さらに、昇圧回路１４は、例えば通常時において第１デューティ比にて昇圧動作を実行することに対して、オープン故障検知モードにおいて第１デューティ比よりも低い第２デューティ比で昇圧動作を実行する。
これにより、例えば制御ＥＣＵ３４から出力される制御パルスに応じて直結スイッチ１３が正常にオン動作して昇圧回路１４の出力側と入力側とが短絡されていることで昇圧不能となっている場合であっても、直結スイッチ１３と昇圧回路１４とによる閉回路に流れる還流電流に起因して昇圧回路１４に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００５６】
さらに、イグニッションスイッチ３２がオンからオフに切り替えられて車両１の運転に要する電力をバッテリ１１から供給していない状態で直結スイッチ１３の故障判定を実行することにより、判定精度を向上させることができる。
さらに、次回の車両１の起動に備えて、直結スイッチ１３の故障の有無を的確に把握することができる。
【００５７】
さらに、直結スイッチ１３の故障時にアイドリング停止による内燃機関３１の停止を禁止することにより、例えば内燃機関始動装置３３の駆動に起因した電装系での電圧低下を補うようにして昇圧回路１４が昇圧動作を行なうように設定されている場合などであっても、アイドリング停止による内燃機関３１の停止後の再始動時に昇圧回路１４に過大な負荷が作用することを防止することができる。
【００５８】
さらに、直結スイッチ１３がオープン故障しているだけであれば昇圧回路１４の昇圧動作は実行可能であり、例えばイグニッションスイッチ３２のオンに伴い内燃機関３１を始動させる内燃機関始動装置３３の駆動に起因した電装系での電圧低下を補うようにして昇圧回路１４が昇圧動作を行なうように設定されている場合などであっても、適正な動作が可能である、
これにより、車両１の所望の商品性を確保し、燃料消費を削減することができる。
【００５９】
なお、上述した実施の形態においては、図５に示すステップＳ０１〜０８のように、ショート故障検知モードの実行後にオープン故障検知モードを実行するとしたが、これに限定されず、例えば、ショート故障検知モードまたはオープン故障検知モードのみを実行してもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１０ 昇圧制御回路
１１ バッテリ（電源）
１３ 直結スイッチ（スイッチ部）
１４ 昇圧回路（昇圧部）
１５ 第１電圧センサ（電圧検出手段）
１６ 第２電圧センサ（電圧検出手段）
２０ 並列回路
３４ 制御ＥＣＵ（第１制御手段、第２制御手段、故障判定手段）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源に対してオン／オフ可能なスイッチ部と前記電源から出力される電圧を昇圧可能な昇圧部とを並列に接続して成る並列回路を備える昇圧制御回路であって、
前記並列回路の入力側電圧および出力側電圧を検出する電圧検出手段と、
前記スイッチ部のオン／オフを指示する制御信号を出力して前記スイッチ部を制御する第１制御手段と、
前記スイッチ部のオフ時に前記電圧検出手段により検出される電圧よりも高く、かつ該電圧との判別を可能とした所定電圧を生じさせる前記昇圧部の昇圧動作を指示する制御信号を出力して前記昇圧部を制御する第２制御手段と、
前記スイッチ部の故障の有無を判定する故障判定手段と、を備え、
前記故障判定手段は、前記スイッチ部のオンを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記電圧検出手段により検出された前記入力側電圧および前記出力側電圧の何れか一方が昇圧されている場合、前記スイッチ部はオープン故障であると判定するオープン故障検知モードを有することを特徴とする昇圧制御回路。
【請求項２】
前記昇圧部の抵抗値は、前記スイッチ部のオン時の抵抗値と所定範囲で同等であることを特徴とする請求項１に記載の昇圧制御回路。
【請求項３】
前記故障判定手段は、前記スイッチ部のオフを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記電圧検出手段により検出された前記入力側電圧および前記出力側電圧が昇圧されていない場合、前記昇圧部は故障または前記スイッチ部はショート故障であると判定するショート故障検知モードを有し、
前記ショート故障検知モードを前記オープン故障検知モードの実行に先立って実行することを特徴とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の昇圧制御回路。
【請求項４】
前記昇圧部は、
スイッチング素子を備え、該スイッチング素子を第１デューティ比にてオン動作させることで入力電圧を昇圧し、
前記オープン故障検知モードにおいて、前記スイッチ部のオンを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記スイッチング素子を前記第１デューティ比よりも低い第２デューティ比でオン動作させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の昇圧制御回路。
【請求項５】
走行駆動源である内燃機関と、該内燃機関の始動を指示するイグニッションスイッチと、車載機器と、該車載機器に電力を供給する前記電源を成すバッテリと、を備える車両に搭載された前記昇圧制御回路であって、
前記昇圧部は、前記バッテリから出力される電圧を昇圧して前記車載機器に電力を供給し、
前記故障判定手段は、前記イグニッションスイッチがオンからオフに変化したときに前記スイッチ部の故障判定を実行することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の昇圧制御回路。
【請求項６】
前記車両は、停止条件が成立したことに応じて前記内燃機関を一時的に停止し、復帰条件が成立したことに応じて前記停止した内燃機関を始動するアイドリング停止手段を備え、
前記故障判定手段は、前記スイッチ部が故障したと判定した場合には、前記アイドリング停止手段による前記内燃機関の停止を禁止することを特徴とする請求項５に記載の昇圧制御回路。
【請求項７】
前記故障判定手段は、前記スイッチ部がオープン故障したと判定した場合には、前記アイドリング停止手段による前記内燃機関の停止を許可することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の昇圧制御回路。
【請求項１】
電源に対してオン／オフ可能なスイッチ部と前記電源から出力される電圧を昇圧可能な昇圧部とを並列に接続して成る並列回路を備える昇圧制御回路であって、
前記並列回路の入力側電圧および出力側電圧を検出する電圧検出手段と、
前記スイッチ部のオン／オフを指示する制御信号を出力して前記スイッチ部を制御する第１制御手段と、
前記スイッチ部のオフ時に前記電圧検出手段により検出される電圧よりも高く、かつ該電圧との判別を可能とした所定電圧を生じさせる前記昇圧部の昇圧動作を指示する制御信号を出力して前記昇圧部を制御する第２制御手段と、
前記スイッチ部の故障の有無を判定する故障判定手段と、を備え、
前記故障判定手段は、前記スイッチ部のオンを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記電圧検出手段により検出された前記入力側電圧および前記出力側電圧の何れか一方が昇圧されている場合、前記スイッチ部はオープン故障であると判定するオープン故障検知モードを有することを特徴とする昇圧制御回路。
【請求項２】
前記昇圧部の抵抗値は、前記スイッチ部のオン時の抵抗値と所定範囲で同等であることを特徴とする請求項１に記載の昇圧制御回路。
【請求項３】
前記故障判定手段は、前記スイッチ部のオフを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記電圧検出手段により検出された前記入力側電圧および前記出力側電圧が昇圧されていない場合、前記昇圧部は故障または前記スイッチ部はショート故障であると判定するショート故障検知モードを有し、
前記ショート故障検知モードを前記オープン故障検知モードの実行に先立って実行することを特徴とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の昇圧制御回路。
【請求項４】
前記昇圧部は、
スイッチング素子を備え、該スイッチング素子を第１デューティ比にてオン動作させることで入力電圧を昇圧し、
前記オープン故障検知モードにおいて、前記スイッチ部のオンを指示する前記制御信号が前記第１制御手段から出力され、かつ前記昇圧部の昇圧動作を指示する前記制御信号が前記第２制御手段から出力されたときに、前記スイッチング素子を前記第１デューティ比よりも低い第２デューティ比でオン動作させることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１つに記載の昇圧制御回路。
【請求項５】
走行駆動源である内燃機関と、該内燃機関の始動を指示するイグニッションスイッチと、車載機器と、該車載機器に電力を供給する前記電源を成すバッテリと、を備える車両に搭載された前記昇圧制御回路であって、
前記昇圧部は、前記バッテリから出力される電圧を昇圧して前記車載機器に電力を供給し、
前記故障判定手段は、前記イグニッションスイッチがオンからオフに変化したときに前記スイッチ部の故障判定を実行することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１つに記載の昇圧制御回路。
【請求項６】
前記車両は、停止条件が成立したことに応じて前記内燃機関を一時的に停止し、復帰条件が成立したことに応じて前記停止した内燃機関を始動するアイドリング停止手段を備え、
前記故障判定手段は、前記スイッチ部が故障したと判定した場合には、前記アイドリング停止手段による前記内燃機関の停止を禁止することを特徴とする請求項５に記載の昇圧制御回路。
【請求項７】
前記故障判定手段は、前記スイッチ部がオープン故障したと判定した場合には、前記アイドリング停止手段による前記内燃機関の停止を許可することを特徴とする請求項５または請求項６に記載の昇圧制御回路。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−３８８４９（Ｐ２０１３−３８８４９Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７１００２（Ｐ２０１１−１７１００２）
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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