JP2013032946A

JP2013032946A - 通電制御装置

Info

Publication number: JP2013032946A
Application number: JP2011168631A
Authority: JP
Inventors: Hitoshi Ouchi; 仁大内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2011-08-01
Filing date: 2011-08-01
Publication date: 2013-02-14

Abstract

【課題】負荷への通電前にショートやオープンを検出できる通電制御装置を提供すること。
【解決手段】通電制御装置としてのＥＣＵ１の第１端子７、第２端子８間に負荷９が接続される。第１リレー１０は、第１端子７に接続されるラインを電源ライン４１とグランドライン４２との間で切り替える。第２リレー２０は、第２端子８に接続されるラインを電源ライン４１とグランドライン４２との間で切り替える。グランドライン４２上にはグランドライン４２を導通と切断との間で切り替える第３リレー３０が配置される。グランドライン４２には出力ライン６１が接続され、出力ライン６１の中間には閾値電圧を印加する抵抗回路６２が設けられる。ＭＰＵ７０は、全てのリレー１０〜３０をオフにしたときの出力ライン６１から出力される電圧が閾値電圧と異なっている場合に、通電ライン６がショートしていると判断する。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷への通電を制御する通電制御装置に関する。

従来、モータ等の負荷が接続され、その負荷への通電を制御する通電制御装置が知られている（特許文献１参照）。例えば特許文献１には、定速走行制御用のマグネットクラッチを駆動するクラッチ駆動回路（通電制御装置）が開示されている。そのクラッチ駆動回路の出力には、負荷としてのマグネットクラッチが接続され、クラッチ駆動回路は、所定の制御周期毎にマグネットクラッチをオンしている（通電している）。また、特許文献１の発明では、マグネットクラッチのオン時（通電時）にクラッチ駆動回路の出力側をモニタすることで、その出力側でのショートやオープンの有無を検知している。具体的には、クラッチ駆動回路の出力側が通電時にもかかわらずローレベルとなった場合にショートが生じていると判定している（段落００１０、００１１参照）。

特開平６−８７３４９号公報

ところで、この種の通電制御装置は、トランジスタ等の半導体スイッチやリレー等の機械スイッチを備えており、そのスイッチのオンオフを制御することで通電の有無を切り替えたり、通電方向を切り替えたりしている。それらスイッチの中には過電流保護機能を有していないものもあり（特に、リレー）、この場合には、ショート、オープンした状態で通電を行うと負荷の回路にダメージを与えるという問題点がある。この点、特許文献１等の発明では、負荷への通電を行わないとショートやオープンを検出できないため上記問題点を解決したものとなっていない。

本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、負荷への通電前に通電ラインのショートやオープンを検出できる通電制御装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明の通電制御装置は、第１端子及び第２端子間に接続された負荷の前記第１端子側に接続され、前記第１端子に接続されるラインを、電源に接続された電源ラインとグランドに接続されたグランドラインとの間で切り替える第１のスイッチと、
前記第２端子側に接続され、前記第２端子に接続されるラインを前記電源ラインと前記グランドラインとの間で切り替える第２のスイッチと、
前記電源ライン上又は前記グランドライン上に配置され、その配置されたラインである切断用ラインを導通と切断との間で切り替える第３のスイッチと、
前記負荷に接続されたラインである通電ラインの電位が反映された判定用電圧を出力する電圧出力手段と、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを前記切断用ラインの側に切り替えるとともに、前記切断用ラインを切断する方向に前記第３のスイッチを切り替える第１のスイッチ制御手段と、
前記第１のスイッチ制御手段による切り替えが行われたときにおける前記電圧出力手段から出力される第１の前記判定用電圧に基づいて前記通電ラインがショートしているか否かを判断するショート判断手段と、を備えることを特徴とする。

これによれば、第１のスイッチ制御手段によって、第１のスイッチ及び第２のスイッチが切断用ラインの側に切り替えられるので、負荷の通電ラインを、切断用ラインではないほうのライン（導通用ライン）から切り離すことができる。また、負荷の両端（第１端子、第２端子）に切断用ラインが接続されて、その切断用ラインに配置された第３のスイッチが切断されるので、負荷の通電ラインを切断用ラインの電位源（電源又はグランド）から切り離すことができる。すなわち、第１のスイッチ制御手段による切り替えによって、電源及びグランドの両方から負荷の通電ラインを切り離すことができる。この場合、通電ラインが正常であるならば、通電ラインはオープンの状態となるので、電圧出力手段からはそのオープンの状態が反映された第１の判定用電圧が出力される。これに対して、通電ラインがショートしていれば、電圧出力手段からはショートの状態が反映された第１の判定用電圧が出力される。ショート判断手段は、第１の判定用電圧に基づいて通電ラインがショートしているか否かを判断しているので、正確にその判断を行うことができる。これによって、負荷への通電前に、負荷の通電ラインのショートを検出できる。

また、本発明において、前記電源ラインと前記グランドラインのうち前記切断用ラインではないほうのラインを導通用ラインとして、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの一方を前記切断用ラインの側に切り替え、他方を前記導通用ラインの側に切り替えるとともに、前記切断用ラインを切断する方向に前記第３のスイッチを切り替える第２のスイッチ制御手段と、
前記第２のスイッチ制御手段による切り替えが行われたときにおける前記電圧出力手段から出力される第２の前記判定用電圧に基づいて前記通電ラインがオープンしているか否かを判断するオープン判断手段と、を備えることを特徴とする。

これによれば、第２のスイッチ制御手段によって、切断用ライン（第３のスイッチ）が切断されるので、負荷の通電ラインを切断用ラインの電位源（グランド又は電源）から切り離すことができる。また、第２のスイッチ制御手段によって、第１のスイッチ（第１端子）及び第２のスイッチ（第２端子）の一方が導通用ラインに接続されるので、負荷の通電ラインの電位を、導通用ラインの電位源（電源又はグランド）の電位にすることができる。通電ラインが正常（オープンしていない）である場合には、電圧出力手段からは導通用ラインの電位が反映された第２の判定用電圧が出力される。これに対して、通電ラインがオープンしていれば、導通用ラインの電位が反映されていない第２の判定用電圧が出力される。つまり、通電ラインのオープンの有無によって異なる第２の判定用電圧が出力される。オープン判断手段は、第２の判定用電圧に基づいて通電ラインがオープンしているか否かを判断しているので、正確にその判断を行うことができる。これによって、負荷への通電前に、負荷の通電ラインのオープンを検出できる。

また、本発明における前記電圧出力手段は、一端が前記通電ラインに接続され他端が前記判定用電圧の出力端とされた出力ラインと、その出力ラインの中間点に所定の閾値電圧を印加する閾値電圧印加手段とを備えることを特徴とする。

これによれば、通電ラインがショートしていなければ、第１のスイッチ制御手段による切り替えによって出力ラインの一端が開放端となるので、出力ラインの出力端に、中間点に印加された閾値電圧を第１の判定用電圧として出力させることができる。これに対して、通電ラインがショートしていれば、出力ラインの電位は通電ラインのショート時の電位となるので、出力端にそのショート時の電位が反映された電圧を第１の判定用電圧として出力させることができる。一方、通電ラインがオープンしていなければ、第２のスイッチ制御手段による切り替えによって出力ラインの電位を導通用ラインの電位にできるので、出力端からその導通用ラインの電位が反映された電圧を第２の判定用電圧として出力させることができる。これに対して、通電ラインがオープンしていれば、第２のスイッチ制御手段による切り替えによって出力ラインの一端が開放端となるので、中間点に印加された閾値電圧を第２の判定用電圧として出力端から出力させることができる。このように、通電ラインのショートの有無及びオープンの有無に応じた判定用電圧を出力させることができる。

また、本発明における前記ショート判断手段は、前記第１の判定用電圧が前記閾値電圧と異なる場合に前記通電ラインがショートしていると判断し、前記第１の判定用電圧が前記閾値電圧と等しい場合に前記通電ラインがショートしていないと判断することを特徴とする。これによって、ショートの有無を正確に判断できる。

また、本発明における前記ショート判断手段は、前記第１の判定用電圧が前記閾値電圧より大きい場合には、前記通電ラインが電源側にショートしていると判断し、前記第１の判定用電圧が前記閾値電圧よりも小さい場合には、前記通電ラインがグランド側にショートしていると判断することを特徴とする。

これによれば、負荷の通電ラインが電源側にショートしていると通電ラインは高電位なるので、第１の判定用電圧は閾値電圧よりも大きくなる。これに対して、負荷の通電ラインがグランド側にショートしていると通電ラインは低電位なるので、第１の判定用電圧は閾値電圧よりも小さくなる。よって、第１の判定用電圧が閾値電圧よりも大きいか否かを判断することで、電源側へのショートとグランド側へのショートとを区別できる。

また、本発明における前記オープン判断手段は、前記第２の判定用電圧が前記導通用ラインの電位と異なる場合には前記通電ラインがオープンしていると判断し、前記第２の判定用電圧が前記導通用ラインの電位と等しい場合には前記通電ラインがオープンしていないと判断することを特徴とする。

上述したように、第２のスイッチ制御手段による切り替えが行われると通電ラインは導通用ラインの電位になるので（オープンしていない場合）、第２の判定用電圧と導通用ラインの電位とを比較することで、通電ラインのオープンの有無を判断できる。

また、本発明において、前記通電ラインがショートしていない場合、かつオープンしていない場合に、前記切断用ラインを導通する方向に前記第３のスイッチを切り替えるとともに、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの一方を前記電源ラインの側に、他方を前記グランドラインの側に切り替える正常時スイッチ制御を実行する正常時スイッチ制御手段を備えることを特徴とする。

これによれば、正常時スイッチ制御では、切断用ラインが導通するとともに、第１端子と第２端子の一方が電源ラインに接続され、他方がグランドラインに接続されるので、第１端子から第２端子の通電方向又は第２端子から第１端子の通電方向に負荷の通電ラインを通電できる。その正常時スイッチ制御は、通電ラインがショートしていない場合、かつオープンしていない場合に行われるので、通電ラインを保護できる。また、第１のスイッチ及び第２のスイッチの切り替えを反転させることで、通電方向を反転させることができる。

本発明の通電制御装置は、第１端子及び第２端子間に接続された負荷の前記第１端子側に接続され、前記第１端子に接続されるラインを、電源に接続された電源ラインとグランドに接続されたグランドラインとの間で切り替える第１のスイッチと、
前記第２端子側に接続され、前記第２端子に接続されるラインを前記電源ラインと前記グランドラインとの間で切り替える第２のスイッチと、
前記電源ライン上又は前記グランドライン上に配置され、その配置されたラインである切断用ラインを導通と切断との間で切り替える第３のスイッチと、
前記負荷に接続されたラインである通電ラインの電位が反映された判定用電圧を出力する電圧出力手段と、
前記電源ラインと前記グランドラインのうち前記切断用ラインではないほうのラインを導通用ラインとして、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの一方を前記切断用ラインの側に切り替え、他方を前記導通用ラインの側に切り替えるとともに、前記切断用ラインを切断する方向に前記第３のスイッチを切り替えるスイッチ制御手段と、
前記スイッチ制御手段による切り替えが行われたときにおける前記電圧出力手段から出力される前記判定用電圧に基づいて前記通電ラインがオープンしているか否かを判断するオープン判断手段と、を備えることを特徴とする。これによれば、通電前に、通電ラインのオープンの有無を検出できる。

第１実施形態のＥＣＵ１の構成を示した図である。通電ラインのショートやオープンの有無を検出する処理を示したフローチャートである。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３のオンオフ及び電圧Ｖ_ＡＤの値に対する通電ラインの状態を示したテーブル１００である。第２実施形態のＥＣＵ２の構成を示した図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の通電制御装置の第１実施形態を説明する。この実施形態では、車両に設けられた負荷（パワーウィンドウやパワーシートのモータ等）への通電を制御する通電制御装置に本発明を適用した例を説明する。図１は、通電制御装置としてのＥＣＵ１の構成を示している。なお、図１では、ＥＣＵ１に接続された負荷９も図示している。図１に示すように、ＥＣＵ１には第１端子７及び第２端子８が設けられており、それら端子７、８間には負荷９が接続されている。厳密には、一端が第１端子７に接続され、他端が第２端子８に接続されたライン３が設けられ、そのライン３上に負荷９が接続されている。なお、負荷９及びライン３は、ＥＣＵ１の外側（車両側）に設けられている。負荷９は、電動でウィンドウの開閉を行うパワーウィンドウのモータ、電動でシートの位置（リクライニング位置、シートの前後位置、高さ位置等）を調整するモータ等である。

ＥＣＵ１には、第１リレー１０及び第２リレー２０が設けられている。第１リレー１０は、ライン４を介して第１端子７に接続されている。詳細には、ライン４の一端が第１端子７に接続され、ライン４の他端が第１リレー１０の出力側の接点１１に接続されている。第１リレー１０の入力側には２つの接点１２、１３が設けられており、それらのうちの一方の接点１２（以下、第１入力側接点という）にはグランド９２に接続されたグランドライン４２が接続され、他方の接点１３（以下、第２入力側接点という）には電源９１（例えば１２Ｖの車載電源）に接続された電源ライン４１に接続されている。第１リレー１０は、出力側の接点１１と接続する入力側の接点１２、１３を、第１入力側接点１２と第２入力側接点１３との間で切り替える。詳細には、第１リレー１０には電磁コイル１４が設けられており、その電磁コイル１４には、ＭＯＳやトランジスタ等の半導体スイッチＳＷ１が接続されている。そのスイッチＳＷ１は、電磁コイル１４への通電の有無を切り替えるスイッチとされている。スイッチＳＷ１がオフの場合には第１入力側接点１２と出力側の接点１１とが導通する。この場合には、第１端子７にはグランドライン４２が接続されることになる。他方、半導体スイッチＳＷ１がオンすると、電磁コイル１４が通電されて、その電磁コイル１４の電磁力によって出力側の接点１１に接続される接点が第１入力側接点１２から第２入力側接点１３に切り替わる。すなわち、第２入力側接点１３と出力側の接点１１とが導通する。この場合には、第１端子７（ライン４）には電源ライン４１が接続されることになる。なお、第１リレー１０が本発明の「第１のスイッチ」に相当する。

第２リレー２０は、ライン５を介して第２端子８に接続されている。詳細には、ライン５の一端が第２端子８に接続され、ライン５の他端が第２リレー２０の出力側の接点２１に接続されている。第２リレー２０の入力側には２つの接点２２、２３が設けられており、それらのうちの一方の接点２２（以下、第１入力側接点という）にはグランドライン４２が接続され、他方の接点２３（以下、第２入力側接点という）には電源ライン４１が接続されている。第２リレー２０は、出力側の接点２１と接続する入力側の接点２２、２３を、第１入力側接点２２と第２入力側接点２３との間で切り替える。詳細には、第２リレー２０には電磁コイル２４が設けられており、その電磁コイル２４には、ＭＯＳやトランジスタ等の半導体スイッチＳＷ２が接続されている。そのスイッチＳＷ２は、電磁コイル２４への通電の有無を切り替えるスイッチとされている。スイッチＳＷ２がオフの場合には第１入力側接点２２と出力側の接点２１とが導通する。この場合には、第２端子８にはグランドライン４２が接続されることになる。他方、スイッチＳＷ２がオンすると、電磁コイル２４が通電されて、その電磁コイル２４の電磁力によって出力側の接点２１に接続される接点が第１入力側接点２２から第２入力側接点２３に切り替わる。すなわち、第２入力側接点２３と出力側の接点２１とが導通する。この場合には、第２端子８（ライン５）には電源ライン４１が接続されることになる。なお、第２リレー２０が本発明の「第２のスイッチ」に相当する。

なお、ライン３〜５で負荷９の通電ライン６が構成されている。その通電ライン６の通電時には、それら第１リレー１０、第２リレー２０は、一方がオン、他方がオフの関係となるように使用される。具体的には、第１リレー１０がオン（スイッチＳＷ１がオン）、第２リレー２０がオフ（スイッチＳＷ２がオフ）の場合には、第１端子７から第２端子８に向かう第１通電方向に通電ライン６が通電される。反対に、第１リレー１０がオフ（スイッチＳＷ１がオフ）、第２リレー２０がオン（スイッチＳＷ２がオン）の場合には、第２端子８から第１端子７に向かう第２通電方向に通電ライン６が通電される。このように、第１リレー１０、第２リレー２０、負荷９、及び通電ライン６によってＨブリッジ回路が構成されている。

ＥＣＵ１には第３リレー３０が設けられている。その第３リレー３０は、グランドライン４２上に配置されている。詳細には、第３リレー３０には３つの接点３１〜３３が設けられており、第１接点３１がグランド９２に接続され、第２接点３２がグランドライン４２の端部に接続され、第３接点３３には何も接続されていない開放端とされている。第３リレー３０は、第１接点３１と第２接点３２とが導通するように、又は、第１接点３１と第３接点３３とが導通するように動作する。詳細には、第３リレー３０には電磁コイル３４が設けられており、その電磁コイル３４にはＭＯＳやトランジスタ等の半導体スイッチＳＷ３が接続されている。そのスイッチＳＷ３は、電磁コイル３４への通電の有無を切り替えるスイッチとされている。スイッチＳＷ３がオフの場合には、第１接点３１と第２接点３２とが非導通になる（第１接点３１と第３接点３３が導通する）。この場合には、グランドライン４２はグランド９２から切り離されることになる（グランドライン４２が切断される）。他方、スイッチＳＷ３がオンすると、電磁コイル３４が通電されてその電磁コイル３４の電磁力によって第１接点３１と第２接点３２とが導通する。この場合には、グランドライン４２はグランド９２と接続されることになる（グランドライン４２は導通する）。なお、第３リレー３０が本発明の「第３のスイッチ」に相当する。また、グランドライン４２が本発明の「切断用ライン」に相当し、電源ライン４１が本発明の「導通用ライン」に相当する。

グランドライン４２から分岐する形で出力ライン６１が設けられている。その出力ライン６１は、一端６１１（以下、入力端という）が第３リレー３０よりも上流側の位置でグランドライン４２と接続され、他端６１２（以下、出力端という）が後述するＭＰＵ７０のＡ／Ｄポート７１に接続されたラインである。なお、出力ライン６１は、グランドライン４２を介して間接的に通電ライン６に接続されていると言える。出力ライン６１の両端６１１、６１２間には、電源電圧（例えば５Ｖ）に比例した電圧を発生させる抵抗回路６２が設けられている。その抵抗回路６２は、直列に接続された抵抗６２１、６２２を有しており、それら抵抗６２１、６２２の間で出力ライン６１の中間点６１３と接続されている。また、抵抗回路６２の一端には電源が接続され、他端にはグランドが接続されている。つまり、抵抗回路６２は、電源電圧を抵抗６２１、６２２で分圧した電圧（以下、閾値電圧という）を中間点６１３に印加する回路とされる。なお、本実施形態では、抵抗回路６２は閾値電圧として２．５Ｖを中間点６１３に印加しており、そのために、電源電圧の値が５Ｖとされ、抵抗６２１の抵抗値Ｒ１と抵抗６２２の抵抗値Ｒ２は等しくなっている。なお、閾値電圧は、ＭＰＵ７０の動作電圧（例えば、５Ｖや３．３Ｖ）より小さければ、２．５Ｖ以外の値に設定しても良い。なお、出力ライン６１及び抵抗回路６２が本発明の「電圧出力手段」に相当する。また、抵抗回路６２が本発明の「閾値電圧印加手段」に相当する。

ＥＣＵ１にはＭＰＵ７０（Ｍｉｃｒｏ−Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ−Ｕｎｉｔ）が設けられている。そのＭＰＵ７０には、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のオンオフを制御する各スイッチＳＷ１〜ＳＷ３の制御端子（ＭＯＳやトランジスタの場合にはゲート端子）が接続されている。そして、ＭＰＵ７０は、それら制御端子を通じてスイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のオンオフを制御することで、負荷９への通電の有無を切り替えたり、通電方向を切り替えたりする。また、ＭＰＵ７０は、入力されたアナログ信号を自身が認識できるデジタル信号に変換するＡ／Ｄポート７１を有している。そのＡ／Ｄポート７１には、上述したように出力ライン６１の出力端６１２が接続されている。したがって、出力ライン６１の電圧がＡ／Ｄポート７１に入力されるようになっている。

また、ＭＰＵ７０は、負荷９への通電前に、負荷９の通電ライン６のショートの有無及びオープンの有無を判断する異常検出処理を実行する。以下、その異常検出処理の詳細を説明する。図２は、異常検出処理のフローチャートを示している。なお、図２のフローチャートの処理は、例えば負荷９への通電指示信号をＭＰＵ７０が受信したときに開始される。先ず、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３を全てオフにする（Ｓ１１）。スイッチＳＷ１がオフになると第１リレー１０はグランドライン４２の側に切り替わり、スイッチＳＷ２がオフになると第２リレー２０はグランドライン４２の側に切り替わる。したがって、通電ライン６の両端にグランドライン４２が接続されることになる。また、スイッチＳＷ３がオフになると第３リレー３０の第１接点３１と第２接点３２とが切断されるので、グランド９２からグランドライン４２が切り離される。よって、通電ライン６は、電源９１及びグランド９２の両方から切り離された状態となる。なお、Ｓ１１の処理を実行するＭＰＵ７０及びスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が本発明の「第１のスイッチ制御手段」に相当する。

次いで、Ａ／Ｄポート７１に入力された電圧Ｖ_ＡＤ（第１の判定用電圧）が、抵抗回路６２で印加された閾値電圧（２．５Ｖ）よりも大きいか否かを判断する（Ｓ１２）。電圧Ｖ_ＡＤが閾値電圧よりも大きい場合には（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、通電ライン６が電源側にショートしていると判断する（Ｓ１３）。これは、通電ライン６が電源側にショートすると、通電ライン６及びそれに接続されたグランドライン４２は高電位状態となる。高電位状態のグランドライン４２に接続された出力ライン６１も高電位状態となり、出力端６１２からは高電位状態が反映された電圧（閾値電圧よりも大きい）が出力されるからである。次いで、負荷９への通電を行わないように出力制御を停止する（Ｓ１９）。つまり、第３リレー３０をオフの状態に維持して通電を行わないようにする（Ｓ１９）。その後、図２のフローチャートの処理を終了する。

電圧Ｖ_ＡＤが閾値電圧よりも大きくない場合（小さいか等しい場合）には（Ｓ１２：Ｎｏ）、次いで、電圧Ｖ_ＡＤが閾値電圧よりも小さいか否かを判断する（Ｓ１４）。小さい場合には（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、通電ライン６がグランド側にショートしていると判断する（Ｓ１５）。これは、通電ライン６がグランド側にショートすると、通電ライン６及びそれに接続されたグランドライン４２は低電位状態となる。低電位状態のグランドライン４２に接続された出力ライン６１も低電位状態となり、出力端６１２からは低電位状態が反映された電圧（閾値電圧よりも小さい）が出力されるからである。この場合も出力制御を停止して（Ｓ１９）、図２のフローチャートの処理を終了する。

Ｓ１４において、電圧Ｖ_ＡＤが閾値電圧よりも小さい場合には（Ｓ１４：Ｎｏ）、Ｓ１６以降のオープンを検出するための処理を実行する。この場合（Ｓ１４：Ｎｏ）、つまり電圧Ｖ_ＡＤが閾値電圧と等しい場合には、通電ライン６はショートしていないことになる。これは、通電ライン６がショートしていなければ、Ｓ１１の処理によって通電ライン６及びそれに接続されたグランドライン４２はオープンの状態となる（ハイインピーダンス状態となる）。そのため、出力ライン６１の入力端６１１は開放端となるので、出力端６１２には中間点６１３の閾値電圧がそのまま出力されるからである。なお、Ｓ１２〜Ｓ１５の処理を実行するＭＰＵ７０が本発明の「ショート判断手段」に相当する。

次いで、スイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ２をオン、スイッチＳＷ３をオフにする（Ｓ１６）。なお、Ｓ１６では、スイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフにしても良い。スイッチＳＷ１がオフになると第１リレー１０はグランドライン４２の側に切り替わり、スイッチＳＷ２がオンになると第２リレー２０は電源ライン４１の側に切り替わる。また、スイッチＳＷ３がオフになると、グランドライン４２は切断される（グランド９２から切り離される）。したがって、Ｓ１６の切り替えが行われると、通電ライン６及びそれに接続されたグランドライン４２は、正常の場合には（オープンしていなければ）電源ライン４１の電位（電源９１の電圧Ｂａｔｔ（例えば１２Ｖ））の状態になる。なお、Ｓ１６の処理を実行するＭＰＵ７０及びスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が本発明の「第２のスイッチ制御手段」に相当する。

次いで、Ａ／Ｄポート７１に入力された電圧Ｖ_ＡＤ（第２の判定用電圧）が電源ライン４１の電位Ｂａｔｔと異なっているか否かを判断する（Ｓ１７）。異なっている場合には（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、通電ライン６がオープンしていると判断する（Ｓ１８）。これは、通電ライン６がオープンしていると、出力ライン６１の入力端６１１は開放端となるので、出力端６１２には中間点６１３の閾値電圧（２．５Ｖ）がそのまま出力されるからである。すなわち、電圧Ｖ_ＡＤが閾値電圧（２．５Ｖ）と等しい場合に、通電ライン６がオープンしていると判断されることになる（Ｓ１８）。この場合には、出力制御を停止して（Ｓ１９）、図２のフローチャートの処理を終了する。

これに対して、電圧Ｖ_ＡＤが電位Ｂａｔｔと等しい場合（閾値電圧２．５Ｖと異なっている場合）には（Ｓ１７：Ｎｏ）、通電ライン６はオープンしていないことになる。これは、通電ライン６がオープンしていないと、出力ライン６１の入力端６１１の電位が電位Ｂａｔｔとなって、その電位Ｂａｔｔが出力端６１２から出力されるからである。この場合（Ｓ１７：Ｎｏ）には、通電ライン６は正常であるので（ショート及びオープンが発生していない）、負荷９への通電を行う（Ｓ２０）。具体的には、第３リレー３０（スイッチＳＷ３）をオンにしてグランドライン４２を導通させる（Ｓ２０）。これによって、負荷９（通電ライン６）に、第１端子７から第２端子８に向かう第１通電方向（ＳＷ１がオン、ＳＷ２がオフの場合）又は第２端子８から第１端子７に向かう第２通電方向（ＳＷ１がオフ、ＳＷ２がオンの場合）に通電することができる。Ｓ２０の処理の後、図２のフローチャートの処理を終了する。なお、Ｓ１７〜Ｓ１９の処理を実行するＭＰＵ７０が本発明の「オープン判断手段」に相当する。また、Ｓ２０の処理を実行するＭＰＵ７０及びスイッチＳＷ１〜ＳＷ３が本発明の「正常時スイッチ制御手段」に相当する。

なお、Ｓ１７では、電圧Ｖ_ＡＤと閾値電圧２．５Ｖとを比較する処理に置き換えても良い。この場合、電圧Ｖ_ＡＤが閾値電圧２．５Ｖと等しければ、通電ライン６がオープンしていることになり、電圧Ｖ_ＡＤが閾値電圧２．５Ｖと異なっていれば、通電ライン６がオープンしていないことになる。また、図２では、（１）電源側のショートの有無を判断、（２）グランド側へのショートの有無の判断、（３）オープンの有無の判断の順番で各判断を行っているが、それら判断はどの順番で行っても良い。

図３は、図２で説明した内容のテーブル１００を示している。具体的には、テーブル１００は、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３のオンオフ及び電圧Ｖ_ＡＤの値に対する通電ライン６の状態（正常、ショート、オープン）を示している。テーブル１００の縦欄１１１はスイッチＳＷ１のオンオフの状態を示しており、縦欄１１２はスイッチＳＷ２のオンオフの状態を示しており、縦欄１１３はスイッチＳＷ３のオンオフの状態を示している。また、縦欄１１４は電圧Ｖ_ＡＤの値を示しており、縦欄１１５は通電ライン６の状態を示している。テーブル１００の横欄２１１は、通電ライン６にショートが発生していない場合（図２のＳ１４：Ｎｏに対応）を示しており、横欄２１２は、通電ライン６に電源側へのショートが発生している場合（図２のＳ１３に対応）を示しており、横欄２１３は、通電ライン６にグランド側へのショートが発生している場合（図２のＳ１５に対応）を示している。また、横欄２１４は、通電ライン６がオープンしている場合（図２のＳ１８に対応）を示しており、横欄２１５は、通電ライン６がオープンしていない場合（図２のＳ１７：Ｎｏに対応）を示している。

以上説明したように、本実施形態では、負荷への通電前に通電ラインのショート、オープンの有無を検出できるので、負荷の回路にダメージを与えるのを防止できる。特に過電流保護機能を持たないリレーを使用している場合に本発明を適用すると好適である。また、本実施形態では、Ｈブリッジ回路をリレーで構成しているので、半導体スイッチでＨブリッジ回路を構成する場合に比べて、構成部品数を減らすことができる（Ｈブリッジ回路の構成を安価にできる）。

（第２実施形態）
次に、本発明の通電制御装置の第２実施形態を第１実施形態と異なる部分を中心にして説明する。図４は、本実施形態の通電制御装置としてのＥＣＵ２の構成を示している。なお、図４では、第１実施形態の構成（図１）と同じ部分には同一の符号を付している。図４に示すように、電源ライン４１の上流（第１リレー１０、第２リレー２０が接続されている点よりも上流）には、ＭＯＳやトランジスタ等の半導体スイッチ５０が設けられている。そのスイッチ５０が、第１実施形態の第３リレー３０に対応する構成となっている。すなわち、本実施形態では、電源ライン４１上に本発明の「第３のスイッチ」に相当するスイッチ５０が配置されており、通電ライン６のショート、オープンの有無を判断するときには電源ライン４１を切断している。よって、電源ライン４１が本発明の「切断用ライン」になり、グランドライン４２が本発明の「導通用ライン」になる。また、リレーに代えて、半導体スイッチ５０を使用している点も第１実施形態と異なっている。なお、半導体スイッチ５０に代えてリレーを使用しても良い。また、第１実施形態においても、第３リレー３０に代えて半導体スイッチを使用しても良い。

出力ライン６１の入力端６１１は電源ライン４１の下端で接続されている。また、グランドライン４２にはスイッチが設けられていない。また、第１リレー１０は、オフ状態（スイッチＳＷ１がオフ）で電源ライン４１に接続（接点１１と接点１３とが導通）し、オン状態（スイッチＳＷ１がオン）でグランドライン４２に接続（接点１１と接点１２とが導通）するようになっている。また、第２リレー２０は、オフ状態（スイッチＳＷ２がオフ）で電源ライン４１に接続（接点２１と接点２３とが導通）し、オン状態（スイッチＳＷ２がオン）でグランドライン４２に接続（接点２１と接点２２とが導通）するようになっている。その他の構成は第１実施形態と同じである。

通電ライン６のショートの有無及びオープンの有無を判断する異常検出処理は、第１実施形態と同様に、図２のフローチャートにしたがって行われる。図４のスイッチ５０が図２のＳ１１、Ｓ１６のＳＷ３に対応し、図２のＳ１７では、「Ｂａｔｔ」に代えてグランドライン４２の電位（＝ゼロ電位）が使用される。Ｓ１１において、スイッチＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３（スイッチ５０）がオフになると、通電ライン６はグランドライン４２から切り離されて電源ライン４１に接続されるとともに、その電源ライン４１が電源９１から切断される。よって、通電ライン６は、電源９１及びグランド９２の両方から切り離された状態となる。その後、Ｓ１２〜Ｓ１５において、通電ライン６のショートの有無を判断する。

Ｓ１６において、スイッチＳＷ１がオフ、スイッチＳＷ２がオン、スイッチＳＷ３（スイッチ５０）がオフになると、通電ライン６及びそれに接続された電源ライン４１の電位は、グランドライン４２の電位（＝ゼロ電位）となる（正常の場合）。Ａ／Ｄポート７１に入力された電圧Ｖ_ＡＤがゼロ電位と異なる場合には（Ｓ１７：Ｙｅｓ）、通電ライン６がオープンしていると判断する（Ｓ１８）。これに対して、電圧Ｖ_ＡＤがゼロ電位と同じ場合には（Ｓ１７：Ｎｏ）、通電ライン６はオープンしていないとして、通電を行う（Ｓ２０）。

本発明の通電制御装置は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載を逸脱しない限度で変形することができる。例えば、ショートの検出機能又はオープンの検出機能の一方を備えた通電制御装置を採用しても良い。この場合であっても、通電制御装置の構成は上記実施形態の構成（図１、図４）と同じである。ショートの検出機能だけを備えた通電制御装置では、図２において、Ｓ１６〜Ｓ１８（オープンの検出処理）を省略すれば良い。オープンの検出機能だけを備えた通電制御装置では、図２において、Ｓ１１〜Ｓ１５（ショートの検出処理）を省略すれば良い。

１、２ＥＣＵ
６通電ライン
７第１端子
８第２端子
９負荷
１０第１リレー
２０第２リレー
３０第３リレー
４１電源ライン
４２グランドライン
５０半導体スイッチ
６１出力ライン
６１１出力ラインの入力端
６１２出力ラインの出力端
６１３出力ラインの中間点
６２抵抗回路
７０ＭＰＵ
７１Ａ／Ｄポート
９１電源
９２グランド

Claims

第１端子及び第２端子間に接続された負荷の前記第１端子側に接続され、前記第１端子に接続されるラインを、電源に接続された電源ラインとグランドに接続されたグランドラインとの間で切り替える第１のスイッチと、
前記第２端子側に接続され、前記第２端子に接続されるラインを前記電源ラインと前記グランドラインとの間で切り替える第２のスイッチと、
前記電源ライン上又は前記グランドライン上に配置され、その配置されたラインである切断用ラインを導通と切断との間で切り替える第３のスイッチと、
前記負荷に接続されたラインである通電ラインの電位が反映された判定用電圧を出力する電圧出力手段と、
前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチを前記切断用ラインの側に切り替えるとともに、前記切断用ラインを切断する方向に前記第３のスイッチを切り替える第１のスイッチ制御手段と、
前記第１のスイッチ制御手段による切り替えが行われたときにおける前記電圧出力手段から出力される第１の前記判定用電圧に基づいて前記通電ラインがショートしているか否かを判断するショート判断手段と、を備えることを特徴とする通電制御装置。
前記電源ラインと前記グランドラインのうち前記切断用ラインではないほうのラインを導通用ラインとして、
前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの一方を前記切断用ラインの側に切り替え、他方を前記導通用ラインの側に切り替えるとともに、前記切断用ラインを切断する方向に前記第３のスイッチを切り替える第２のスイッチ制御手段と、
前記第２のスイッチ制御手段による切り替えが行われたときにおける前記電圧出力手段から出力される第２の前記判定用電圧に基づいて前記通電ラインがオープンしているか否かを判断するオープン判断手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の通電制御装置。
前記電圧出力手段は、一端が前記通電ラインに接続され他端が前記判定用電圧の出力端とされた出力ラインと、その出力ラインの中間点に所定の閾値電圧を印加する閾値電圧印加手段とを備えることを特徴とする請求項２に記載の通電制御装置。
前記ショート判断手段は、前記第１の判定用電圧が前記閾値電圧と異なる場合に前記通電ラインがショートしていると判断し、前記第１の判定用電圧が前記閾値電圧と等しい場合に前記通電ラインがショートしていないと判断することを特徴とする請求項３に記載の通電制御装置。
前記ショート判断手段は、前記第１の判定用電圧が前記閾値電圧より大きい場合には、前記通電ラインが電源側にショートしていると判断し、前記第１の判定用電圧が前記閾値電圧よりも小さい場合には、前記通電ラインがグランド側にショートしていると判断することを特徴とする請求項４に記載の通電制御装置。
前記オープン判断手段は、前記第２の判定用電圧が前記導通用ラインの電位と異なる場合には前記通電ラインがオープンしていると判断し、前記第２の判定用電圧が前記導通用ラインの電位と等しい場合には前記通電ラインがオープンしていないと判断することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の通電制御装置。
前記通電ラインがショートしていない場合、かつオープンしていない場合に、前記切断用ラインを導通する方向に前記第３のスイッチを切り替えるとともに、前記第１のスイッチ及び前記第２のスイッチの一方を前記電源ラインの側に、他方を前記グランドラインの側に切り替える正常時スイッチ制御を実行する正常時スイッチ制御手段を備えることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の通電制御装置。
第１端子及び第２端子間に接続された負荷の前記第１端子側に接続され、前記第１端子に接続されるラインを、電源に接続された電源ラインとグランドに接続されたグランドラインとの間で切り替える第１のスイッチと、
前記第２端子側に接続され、前記第２端子に接続されるラインを前記電源ラインと前記グランドラインとの間で切り替える第２のスイッチと、
前記電源ライン上又は前記グランドライン上に配置され、その配置されたラインである切断用ラインを導通と切断との間で切り替える第３のスイッチと、
前記負荷に接続されたラインである通電ラインの電位が反映された判定用電圧を出力する電圧出力手段と、
前記電源ラインと前記グランドラインのうち前記切断用ラインではないほうのラインを導通用ラインとして、前記第１のスイッチと前記第２のスイッチの一方を前記切断用ラインの側に切り替え、他方を前記導通用ラインの側に切り替えるとともに、前記切断用ラインを切断する方向に前記第３のスイッチを切り替えるスイッチ制御手段と、
前記スイッチ制御手段による切り替えが行われたときにおける前記電圧出力手段から出力される前記判定用電圧に基づいて前記通電ラインがオープンしているか否かを判断するオープン判断手段と、を備えることを特徴とする通電制御装置。