JP2006308457A - 制御装置，ショート検出装置，負荷駆動システムおよびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】負荷装置と駆動装置とをつなぐ経路にショートが発生した場合、そのショートがＨレベル及びＬレベルのいずれ側へのショートであるのかを、駆動装置によるショートの検出結果に基づいて特定する。
【解決手段】上記経路にショートが発生した場合、そのショートがＨレベル及びＬレベルのいずれ側へのショートであるのかを、駆動装置へのＰＷＭ信号のデューティ比を０％に固定した前後におけるショートの検出結果に基づいて特定する。すなわち、デューティ比を固定した後（ｓ１６０）、ショート検出が継続されなければ、上記経路がデューティ比を固定したＰＷＭ信号の信号レベルの反対側であるＨレベルにショートしていると特定する一方（ｓ１８０）、ショート検出が継続されていれば、上記経路がデューティ比を固定したＰＷＭ信号となるＬレベル側にショートしていると特定する（ｓ２００）。
【選択図】図２

Description

本発明は、負荷装置に供給する駆動信号をＰＷＭ制御する制御装置に関する。

従来、負荷装置に供給される駆動信号をスイッチング素子でＰＷＭ制御することにより負荷装置の動作を制御する制御装置においては、負荷装置とスイッチング素子とをつなぐ経路をモニタし、このモニタ入力がＰＷＭ信号に伴って変化しなくなった（履歴がなくなった）ことをもって、その経路にショート（短絡）が発生したことを検出するように構成されていることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

この種の制御装置において、負荷装置がＨレベル（電源）側にショートしてしまった場合、ＰＷＭ信号とは無関係に上記モニタ入力がＨレベルに固定される一方、負荷装置がＬレベル（グランド）側にショートしてしまった場合、ＰＷＭ信号とは無関係に上記モニタ入力がＬレベルに固定される。つまり、ショートによりモニタ入力がＰＷＭ信号に伴って変化しなくなることから、このことをもって、ショートが発生したことを検出することができる。

さらに、このとき、モニタ入力がＨレベルに固定されている状況は、上述のようにＨレベル側にショートしたことを示すのに対し、モニタ入力がＬレベルに固定されている状況は、上述のようにＬレベル側にショートしたことを示しているため、モニタ入力が固定された以降の入力レベルによって、そのショートがＬレベル側であるのかＨレベル側であるのかについても特定することができる。
特開平０９−１９６９９１号公報

ところで、近年においては、従来の構成が制御装置と負荷装置との間にスイッチング素子を配置していたところを、複数の負荷装置それぞれの動作を制御する場合における複数のスイッチング素子を配置（実装）する手間および配置に際してのコストを軽減するため、または、スイッチング素子によるＰＷＭ制御以外の機能を持たせるために、複数のスイッチング素子や他の機能を実現するための回路などを集積してなる汎用のＩＣチップなどからなる駆動装置を、スイッチング素子の替わりに配置することが一般的になっている。

ただ、このような駆動装置については、通常、スイッチング素子に入出力される信号からショートの発生を検出して外部に報知する機能は備えられていても、そのショートがＨレベル側であるのかＬレベル側であるのかについてまで報知するような構成となっていないため、ショートが発生したことの報知内容だけでは、それがＨレベル側であるのかＬレベル側であるのかまでは特定することができない。

この問題については、駆動装置を、発生したショートがＨレベル側であるのかＬレベル側であるのかまで検出して外部に報知するような構成とすれば解決されるが、そのような機能を駆動装置に備えることは駆動装置として汎用品を用いることができなくなり、結果的にコストが増加してしまうために望ましいことではない。

むしろ、駆動装置として汎用品を用いることを考えると、このような駆動装置によるショートの検出結果に基づいて、そのショートがＨレベル側であるのかＬレベル側であるのかについてまで特定できるように構成することが、駆動装置および負荷装置としてどのようなものを用いるかといった選択の自由度を高めることができるため好ましいといえる。

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、負荷装置と駆動装置とをつなぐ経路においてショートが発生した場合、そのショートがＨレベル側およびＬレベル側のいずれへのショートであるのかを、駆動装置によるショートの検出結果に基づいて特定するための技術を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１に記載の制御装置は、駆動装置を介して負荷装置の動作を制御する制御装置であって、負荷制御手段が、ＰＷＭ信号を生成して駆動装置に入力することにより、この駆動装置を介して負荷装置に供給する駆動信号をＰＷＭ制御する。ここでいう駆動装置とは、外部から入力されるＰＷＭ信号に基づいて負荷装置に供給する駆動信号をＰＷＭ制御する制御機能，ＰＷＭ信号の信号レベルと駆動信号の信号レベルとに基づいて負荷装置に至る経路がショートしたことを検出する検出機能，および，この機能によりショートが検出された際にその旨を外部へ報知する報知機能を有する装置である。

こうして、駆動信号のＰＷＭ制御を行っている状態において、駆動装置からショートを検出した旨が報知された際、デューティ固定手段が、負荷制御手段により生成されるＰＷＭ信号のデューティ比を０または１００％に固定する。

そして、レベル特定手段が、デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降の駆動措置からの報知内容の変化状況に基づいて、駆動装置から負荷装置に至る経路にどのようなショートが発生しているかを特定する。

このように、本発明の制御装置であれば、負荷装置と駆動装置とをつなぐ経路においてショートが発生した場合、そのショートがどのようなショートであるのかを、駆動装置へのＰＷＭ信号のデューティ比を固定した前後における駆動装置からの報知内容の変化状況，つまり駆動装置によるショートの検出結果に基づいて特定することができる。

この構成において、駆動装置における制御機能が、外部から入力されるＰＷＭ信号に基づいて負荷装置に供給する駆動信号を、該負荷装置において駆動信号が入出力される経路の低電位側でＰＷＭ制御する機能であれば、請求項２に記載のように、レベル特定手段は、前記デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降、駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、駆動装置から負荷装置に至る経路が、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルの反対となる信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する一方、駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する、ように構成するとよい。

ここでは、駆動装置による駆動信号のＰＷＭ制御が、負荷装置において駆動信号が入出力される経路の低電位側で行われているため、駆動装置から負荷装置に至る経路がＬレベル側にショートした場合、この経路は、ＰＷＭ信号とは無関係にＬレベル側に固定され、駆動装置に入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＬレベルとなっている期間でも、上記経路における駆動信号の信号レベルがＨレベルにならなくなる。また、駆動装置から負荷装置に至る経路がＨレベル側にショートした場合、この経路は、ＰＷＭ信号とは無関係にＨレベル側に固定され、駆動装置に入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＨレベルとなっている期間でも、上記経路における駆動信号の信号レベルがＬレベルにならなくなる。そのため、駆動装置は、負荷装置に至る経路における駆動信号がＰＷＭ信号に伴って変化すべき信号レベルとならないことを、その経路にショートが発生したこととして検出機能により検出し、その旨を報知機能により報知することとなる。

そして、レベル特定手段が、デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降の駆動措置からの報知内容の変化状況に基づいて、Ｈレベル側へのショートであるのかＬレベル側へのショートであるのかを特定する。

すなわち、駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、駆動装置から負荷装置に至る経路が、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルの反対となる信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する一方、駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する。

具体的にいうと、駆動装置から負荷装置に至る経路がＨレベル側にショートした場合、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％（つまりＬレベル側）に固定されると、この経路における駆動信号がＨレベル側に変化しなければならないところがショートによりＨレベル側に固定されているために、駆動信号がＨレベル側に変化したとみなされ、駆動装置によるショートの発生が検出されなくなり、その旨の報知が継続されなくなる。それに対し、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％（つまりＨレベル側）に固定されると、この経路における駆動信号がＬレベル側に変化しなければならないところがショートによりＨレベル側に固定されているために、駆動信号がＨレベル側のまま変化していないとして、駆動装置によるショートの発生が検出される状態が継続され、その旨の報知も継続されることとなる。そのため、レベル判定手段は、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された場合であれば、駆動装置によるショート発生の報知が継続されなくなったことをもって、このＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベルであるＨレベル側にショートしたと特定するのに対し、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％に固定された場合であれば、駆動装置によるショート発生の報知が継続されていることをもって、このＰＷＭ信号における信号レベルであるＨレベル側にショートしたと特定する。

また、駆動装置から負荷装置に至る経路がＬレベル側にショートした場合、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定されると、この経路における駆動信号がＨレベル側に変化しなければならないところがショートによりＬレベル側に固定されているために、駆動信号がＬレベル側のまま変化していないとして、駆動装置によるショートの発生が検出される状態が継続され、その旨の報知も継続されることとなる。それに対し、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％に固定されると、この経路における駆動信号がＬレベル側に変化しなければならないところがショートによりＬレベル側に固定されているために、駆動信号がＬレベル側に変化しているとみなされ、駆動装置によるショートの発生が検出されなくなり、その旨の報知が継続されなくなる。そのため、レベル判定手段は、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された場合であれば、駆動装置によるショートの発生が継続されていることをもって、このＰＷＭ信号における信号レベルであるＬレベル側にショートしたと特定するのに対し、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％に固定された場合であれば、駆動装置によるショート発生の報知が継続されなくなったことをもって、このＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベルであるＬレベル側にショートしたと特定する。

このように、本発明の制御装置であれば、負荷装置と駆動装置とをつなぐ経路においてショートが発生し、駆動装置へのＰＷＭ信号のデューティ比を固定した以降、駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、駆動装置から負荷装置に至る経路が、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルの反対となる信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定することができる。その一方、駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定することができる。

また、上記請求項１の構成において、駆動装置における制御機能が、外部から入力されるＰＷＭ信号に基づいて負荷装置に供給する駆動信号を、負荷装置において駆動信号が入出力される経路の高電位側でＰＷＭ制御する機能であれば、請求項３に記載のように、レベル特定手段は、デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降、駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、駆動装置から負荷装置に至る経路が、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する一方、駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する、ように構成するとよい。

この構成であれば、駆動装置による駆動信号のＰＷＭ制御が、負荷装置において駆動信号が入出力される経路の高電位側で行われているため、駆動装置から負荷装置に至る経路がＬレベル側にショートした場合、この経路は、ＰＷＭ信号とは無関係にＬレベル側に固定され、駆動装置に入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＨレベルとなっている期間でも、上記経路における駆動信号の信号レベルがＨレベルにならなくなる。また、駆動装置から負荷装置に至る経路がＨレベル側にショートした場合、この経路は、ＰＷＭ信号とは無関係にＨレベル側に固定され、駆動装置に入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＬレベルとなっている期間でも、上記経路における駆動信号の信号レベルがＬレベルにならなくなる。そのため、駆動装置は、負荷装置に至る経路における駆動信号がＰＷＭ信号に伴って変化すべき信号レベルとならないことを、その経路にショートが発生したこととして検出機能により検出し、その旨を報知機能により報知することとなる。

そして、レベル特定手段が、デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降の駆動措置からの報知内容の変化状況に基づいて、Ｈレベル側へのショートであるのかＬレベル側へのショートであるのかを特定する。

すなわち、駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、駆動装置から負荷装置に至る経路が、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する一方、駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する。

具体的にいうと、駆動装置から負荷装置に至る経路がＨレベル側にショートした場合、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％（つまりＬレベル側）に固定されると、この経路における駆動信号がＬレベル側に変化しなければならないところがショートによりＨレベル側に固定されているために、駆動信号がＨレベル側のまま変化していないとして、駆動装置によるショートの発生が検出される状態が継続され、その旨の報知も継続されることとなる。それに対し、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％（つまりＨレベル側）に固定されると、この経路における駆動信号がＨレベル側に変化しなければならないところがショートによりＨレベル側に固定されているために、駆動信号がＨレベル側に変化したとみなされ、駆動装置によるショートの発生が検出されなくなり、その旨の報知が継続されなくなる。そのため、レベル判定手段は、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された場合であれば、駆動装置によるショートの発生が継続されていることをもって、このＰＷＭ信号における信号レベルの反対であるＨレベル側にショートしたと特定するのに対し、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％に固定された場合であれば、駆動装置によるショート発生の報知が継続されなくなったことをもって、このＰＷＭ信号における信号レベルであるＨレベル側にショートしたと特定する。

また、駆動装置から負荷装置に至る経路がＬレベル側にショートした場合、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定されると、この経路における駆動信号がＬレベル側に変化しなければならないところがショートによりＬレベル側に固定されているために、駆動信号がＬレベル側に変化したとみなされ、駆動装置によるショートの発生が検出されなくなり、その旨の報知が継続されなくなる。それに対し、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％に固定されると、この経路における駆動信号がＨレベル側に変化しなければならないところがショートによりＬレベル側に固定されているために、駆動信号がＬレベル側のまま変化していないとして、駆動装置によるショートの発生が検出される状態が継続され、その旨の報知も継続されることとなる。そのため、レベル判定手段は、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された場合であれば、駆動装置によるショートの発生が継続されなったことをもって、このＰＷＭ信号における信号レベルであるＬレベル側にショートしたと特定するのに対し、ＰＷＭ信号のデューティ比が１００％に固定された場合であれば、駆動装置によるショート発生の報知が継続されていることをもって、このＰＷＭ信号における信号レベルの反対であるＬレベル側にショートしたと特定する。

このように、本発明の制御装置であれば、負荷装置と駆動装置とをつなぐ経路においてショートが発生し、駆動装置へのＰＷＭ信号のデューティ比を固定した以降、駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、駆動装置から負荷装置に至る経路が、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定することができる。一方、駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定することができる。

また、上記請求項１の構成において、駆動装置の有する制御機能が、負荷装置において駆動信号が入出力される経路の低電位側および高電位側のいずれで駆動信号をＰＷＭ制御する機能であるのかを登録する制御電位登録手段を備えているのであれば、請求項４に記載のように、レベル特定手段は、駆動装置の有する制御機能が、負荷装置において駆動信号が入出力される経路の低電位側および高電位側のいずれで駆動信号をＰＷＭ制御する機能であるのかを登録する制御電位登録手段による登録内容に応じた方法にて特定を行うように構成するとよい。

例えば、駆動装置が、駆動信号のＰＷＭ制御を、負荷装置において駆動信号が入出力される経路の低電位側で行う構成であれば、請求項２と同様に、駆動装置から負荷装置に至る経路がＬレベル側にショートした場合、この経路がＰＷＭ信号とは無関係にＬレベル側に固定され、また、この経路がＨレベル側にショートした場合、この経路がＰＷＭ信号とは無関係にＨレベル側に固定される。そのため、駆動装置は、負荷装置に至る経路における駆動信号がＰＷＭ信号に伴って変化すべき信号レベルとならないことを、その経路にショートが発生したこととして検出機能により検出し、その旨を報知機能により報知することとなる。

それに対し、駆動装置が、駆動信号のＰＷＭ制御を、負荷装置において駆動信号が入出力される経路の高電位側で行う構成であれば、請求項３と同様に、駆動装置から負荷装置に至る経路がＬレベル側にショートした場合、この経路がＰＷＭ信号とは無関係にＬレベル側に固定され、また、この経路がＨレベル側にショートした場合、この経路がＰＷＭ信号とは無関係にＨレベル側に固定される。そのため、駆動装置は、負荷装置に至る経路における駆動信号がＰＷＭ信号に伴って変化すべき信号レベルとならないことを、その経路にショートが発生したこととして検出機能により検出し、その旨を報知機能により報知することとなる。

そして、レベル特定手段が、デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降の駆動措置からの報知内容の変化状況に基づいて、Ｈレベル側へのショートであるのかＬレベル側へのショートであるのかを特定する。

まず、制御電位登録手段により、駆動装置における制御機能が低電位側で駆動信号をＰＷＭ制御する機能である旨が登録されている場合には、請求項２と同様、駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、駆動装置から負荷装置に至る経路が、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルの反対となる信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する一方、駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する。

その一方、制御電位登録手段により、駆動装置における制御機能が高電位側で駆動信号をＰＷＭ制御する機能である旨が登録されている場合には、請求項３と同様、駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、駆動装置から負荷装置に至る経路が、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する一方、駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する。

このように、本発明の制御装置においては、負荷装置と駆動装置とをつなぐ経路において発生したショートが、ＨレベルおよびＬレベルのいずれ側へのショートであるのかを、制御電位登録手段による登録内容に応じた特定方法により特定することができる。そのため、本発明の制御装置であれば、制御電位登録手段による登録内容を変更するだけで、負荷装置において駆動信号が入出力される経路の低電位側および高電位側のいずれで駆動信号をＰＷＭ制御するように構成された駆動装置を用いた場合であっても、その駆動装置から負荷装置に至る経路において発生したショートがＨレベルおよびＬレベルのいずれ側へのショートであるのかを適切に特定することができる。

なお、上述した駆動装置における報知機能とは、ショートを検出した旨を外部へ報知する機能であって、例えば、その旨を報知するための信号を外部へ出力する、その旨を示す情報を外部からアクセス可能な記憶領域に書き込む、といった処理を行う機能のことである。

また、請求項５に記載のショート検出装置は、請求項１から３のいずれかに記載のデューティ固定手段およびレベル特定手段を備えている。
このように構成されたショート検出装置によれば、請求項１から３のいずれかに記載の制御装置の一部を構成することができる。

また、請求項６に記載のショート検出装置は、請求項４に記載のデューティ固定手段，レベル特定手段および制御電位登録手段を備えている。
このように構成されたショート検出装置によれば、請求項４に記載の制御装置の一部を構成することができる。

なお、上述したショート検出装置におけるデューティ固定手段については、負荷制御手段を備える装置に対し、この負荷制御手段により生成されるＰＷＭ信号のデューティ比を０または１００％に固定する旨を指令する構成とすればよい。

また、請求項７に記載の制御システムは、請求項１から４のいずれかに記載の制御装置および駆動装置からなるシステムである。
このように構成された制御システムによれば、請求項１から４の制御装置と同様の作用，効果を得ることができる。

また、請求項８のプログラムは、請求項１から４のいずれかに記載の制御装置の備える全ての手段として機能させるための処理手順をコンピュータシステムに実行させるためのプログラムである。

このプログラムにより制御されるコンピュータシステムであれば、請求項１から４のいずれかに記載の制御装置の一部を構成することができる。
また、請求項９に記載のプログラムは、請求項５または請求項６に記載のショート検出装置の備える全ての手段として機能させるための処理手順をコンピュータシステムに実行させるためのプログラムである。

このプログラムにより制御されるコンピュータシステムであれば、請求項５または請求項６に記載のショート検出装置の一部を構成することができる。
なお、このプログラムは、コンピュータによる処理に適した命令の順番付けられた列からなるものであって、各種記録媒体や通信回線を介して制御装置，ショート検出装置やこれを利用するユーザに提供されるものである。

以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
（１）全体構成
負荷駆動システム１は、制御装置（ＭＣＵ）１０により駆動装置２０を介して負荷装置（本実施形態においては、モータやソレノイドなどのインダクタンス負荷）２の動作を制御するように構成されたシステムである。

制御装置１０は、内蔵するメモリに負荷装置２の動作を制御するためのプログラムが記憶されており、このプログラムに従い、ＰＷＭ信号を生成して駆動装置２０に入力すると共に、駆動装置２０から負荷装置２に至る経路がショートした場合におけるショートの内容を特定するための後述する処理を実行するように構成されている。

駆動装置２０は、制御装置１０から入力されるＰＷＭ信号に基づいて負荷装置２に供給される駆動信号をＰＷＭ制御する制御部２２，負荷装置２に至る経路がショートしたことを検出する検出部２４，検出部２４にてショートが検出された旨を外部に報知する報知部２６などが集積されてなるＩＣチップである。

これらのうち、制御部２２は、負荷装置２において電源３から供給される駆動信号が入出力される経路の低電位側に配置されたスイッチング素子であり、この経路を制御装置１０からのＰＷＭ信号に基づいて導通状態または開放状態とすることで、負荷装置２に供給される駆動信号をＰＷＭ制御するローサイド型（動作時の極性がＬレベル）の駆動回路として構成されている。また、検出部２４は、制御装置１０からのＰＷＭ信号と、制御部２２にてＰＷＭ制御される駆動信号それぞれの信号レベルとを比較する比較器などからなり、両者の関係が、駆動信号を正常にＰＷＭ制御している場合と同じ状態であれば、正常であることとして検出する一方、駆動信号を正常にＰＷＭ制御している場合と異なる状態であれば、負荷装置２に至る経路がショートしたこととして検出するように構成されている。また、報知部２６は、検出部２４による検出結果が正常であれば、その旨を示すセーフ情報を制御装置１０がアクセス可能なデータキュー方式のレジスタ２８に書き込む一方、検出部２４による検出結果がショートであれば、その旨を示すフェイル情報を同レジスタ２８に書き込むことにより、検出部２４の検出結果を外部に報知可能な状態とするように構成されている。
（２）制御装置１０による動作制御処理
以下に、制御装置１０が負荷装置２の動作を制御するための動作制御処理を図２に基づいて説明する。この動作制御処理は、負荷装置２が駆動されている，つまり制御装置１０が負荷装置２を駆動するために必要なデューティ比のＰＷＭ信号を負荷装置２に入力している状況において行われる処理である。

まず、ＰＷＭ信号が入力された駆動装置２０が、制御部２２により負荷装置２に供給される駆動信号のＰＷＭ信号に基づくＰＷＭ制御を開始した以降、駆動装置２０から負荷装置２に至る経路のショートをチェックすべきタイミングとなるまで待機する（ｓ１２０：ＮＯ）。本実施形態においては、駆動装置２０へのＰＷＭ信号の入力が開始された以降、一定時間間隔で駆動装置２０のレジスタ２８に、ショートが発生した旨を示すフェイル情報が書き込まれているか否かをチェックするように構成されているため、ここでは、そのようなタイミングとなったか否かがチェックされる。

このｓ１２０で、ショートをチェックすべきタイミングとなったら（ｓ１２０：ＹＥＳ）、駆動装置２０のレジスタ２８に書き込まれた情報が読み出され、その情報がフェイル情報であるか否か，つまり負荷装置２に至る経路のショートが検出されているか否かがチェックされる（ｓ１３０）。

このｓ１３０で、駆動装置２０のレジスタ２８から読み出された情報がセーフ情報である，つまり負荷装置２に至る経路のショートが検出されていない場合（ｓ１３０：ＮＯ）、ｓ１２０へ戻る。

また、上述したｓ１３０で、駆動装置２０のレジスタ２８から読み出された情報がフェイル情報である，つまり負荷装置２に至る経路のショートが検出された場合（ｓ１３０：ＹＥＳ）、ｓ１１０において駆動装置２０への入力が開始されたＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定，つまり駆動装置２０に対して入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＬレベルに固定される（ｓ１６０）。

こうしてＰＷＭ信号の信号レベルが固定された後、再度、駆動装置２０のレジスタ２８に書き込まれた情報が読み出され、その情報がフェイル情報であるか否か，つまり負荷装置２に至る経路のショートが継続しているか否かがチェックされる（ｓ１７０）。

このｓ１７０で、駆動装置２０のレジスタ２８から読み出された情報がフェイル情報でない，つまり負荷装置２に至る経路のショートが継続しなくなった場合（ｓ１７０：ＮＯ）、負荷装置２に至る経路がＨレベル側にショートしたこととして特定する（ｓ１８０）。

本実施形態においては、駆動装置２０における制御部２２がローサイド型の駆動回路であるため、駆動装置２０から負荷装置２に至る経路がＨレベル側（例えば、電源３）にショートした場合、この経路は、ＰＷＭ信号とは無関係にＨレベル側に固定され、駆動装置２０に入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＨレベルとなっている期間であっても、上記経路における駆動信号の信号レベルがＬレベルとはならなくなる（図３（ａ）網掛け部参照）。そのため、この状況において、ｓ１６０でＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定されると、制御装置１０からのＰＷＭ信号，および，制御部２２にてＰＷＭ制御される駆動信号それぞれの信号レベルが、駆動信号を正常にＰＷＭ制御している場合と同じ関係（両方が異なる信号レベル）となり、駆動装置２０の検出部２４によりショートが検出されず、フェイル情報がレジスタ２８に書き込まれることはない。そのため、ｓ１６０にてＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された後で、負荷装置２に至る経路のショートが継続しなくなった場合、この経路は、Ｈレベル，つまりＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベル側にショートしたことになる。よって、ｓ１８０においては、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された後、負荷装置２に至る経路のショートが継続されなくなったことを、この経路がＨレベル側にショートしたこととして特定している。

そして、ｓ１８０にて特定したショートに関する情報に基づいて、負荷装置２を保護するための処理が行われた後（ｓ１９０）、ｓ１２０へ戻る。このｓ１９０では、例えば、いずれのレベル側にショートしたのかを報知することで正常な状態への復旧を促したり、負荷装置２への駆動信号の供給を停止させたり、といった負荷装置２を保護するために適した何らかの処理が行われる。

また、上述したｓ１７０で、駆動装置２０のレジスタ２８から読み出された情報がフェイル情報である，つまり負荷装置２に至る経路のショートが継続している場合（ｓ１７０：ＹＥＳ）、負荷装置２に至る経路がＬレベル側にショートしたこととして特定する（ｓ２００）。

上述のとおり、本実施形態においては、駆動装置２０における制御部２２がローサイド型の駆動回路であるため、駆動装置２０から負荷装置２に至る経路がＬレベル側（例えば、グランド）にショートした場合、この経路は、ＰＷＭ信号とは無関係にＬレベル側に固定され、駆動装置２０に入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＬレベルとなっている期間であっても、上記経路における駆動信号の信号レベルがＨレベルとはならなくなる（図３（ｂ）網掛け部参照）。そのため、この状況において、ｓ１６０でＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定されると、制御装置１０からのＰＷＭ信号，および，制御部２２にてＰＷＭ制御される駆動信号それぞれの信号レベルが、駆動信号を正常にＰＷＭ制御している場合と異なる関係（両方が同じ信号レベル）となり、駆動装置２０の検出部２４によりショートが検出され、フェイル情報がレジスタ２８に書き込まれる。そのため、ｓ１６０にてＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された後で、負荷装置２に至る経路のショートが継続している場合、この経路は、Ｌレベル，つまりＰＷＭ信号における信号レベル側にショートしたことになる。よって、ｓ２００においては、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された後、負荷装置２に至る経路のショートが継続していることを、この経路がＬレベル側にショートしたこととして特定している。

そして、ｓ１９０へ移行し、負荷装置２を保護するための処理が行われた後、ｓ１２０へ戻る。
（３）効果
このように、本発明の制御装置１０であれば、負荷装置２と駆動装置２０とをつなぐ経路においてショートが発生した場合、そのショートがＨレベル側およびＬレベル側のいずれへのショートであるのかを、駆動装置２０へのＰＷＭ信号のデューティ比を固定した前後における駆動装置２０からの報知内容の変遷，つまり駆動装置２０によるショートの検出結果に基づいて特定することができる。
（４）変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。

例えば、上記実施形態においては、動作制御処理において、ｓ１６０でＰＷＭ信号のデューティ比を０％に固定する構成を例示した。しかし、このｓ１６０でＰＷＭ信号のデューティ比を１００％に固定する構成としてもよく、この場合であっても同様の作用，効果を得ることができる。

また、上記実施形態においては、駆動装置２０の報知部２６が、ショートを示すフェイル情報をレジスタ２８に書き込むことにより、検出部２４にてショートが検出された旨を外部に報知可能な状態とする構成を例示した。しかし、この報知部２６によりショートが検出された旨を外部に報知するための構成としては、この構成に限られない。例えば、検出部２４にてショートが検出されている間、その旨を報知するための報知信号を外部（制御装置１０）に対して出力することにより、ショートが検出された旨を外部に報知する構成とすることが考えられる。この場合、動作制御処理において、ｓ１１０の後でｓ１２０を行うことなく、ｓ１３０へ移行し、ｓ１３０，ｓ１７０において、駆動装置２０からの報知信号の入力があるか否か，報知信号の入力が継続しているか否かをチェックするように構成すればよい。

また、上記実施形態においては、駆動装置２０として、制御部２２がローサイド型の駆動回路として構成されたものを例示した。しかし、図４に示すように、この制御部２２を、ハイサイド型（動作時の極性がＨレベル），つまり負荷装置２において電源３から供給される駆動信号が入出力される経路の高電位側に配置されたスイッチング素子であって、この経路を制御装置１０からのＰＷＭ信号に基づいて導通状態または開放状態とすることで、負荷装置２に供給される駆動信号をＰＷＭ制御する構成してもよく、この構成においても上記実施形態と同様の作用，効果を得ることができる。

この場合、動作制御処理において、図５に示すように、ｓ１７０で負荷装置２に至る経路のショートが継続されなくなった場合は（ｓ１７０：ＮＯ）、負荷装置２に至る経路がＬレベル，つまりＰＷＭ信号の信号レベル側にショートしたと特定する（ｓ３１０）一方、ショートが継続している場合には（ｓ１７０：ＹＥＳ）、負荷装置２に至る経路がＨレベル，つまりＰＷＭ信号の信号レベルと反対の信号レベル側にショートしたと特定する（ｓ３２０）、ように構成するとよい。

このように、駆動装置２０における制御部２２がハイサイド型の駆動回路であると、駆動装置２０から負荷装置２に至る経路がＨレベル側（例えば、電源３）にショートした場合、この経路は、ＰＷＭ信号とは無関係にＨレベル側に固定され、駆動装置２０に入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＬレベルとなっている期間であっても、上記経路における駆動信号の信号レベルがＬレベルとはならなくなる（図６（ａ）網掛け部参照）。そのため、この状況において、ｓ１６０でＰＷＭ信号のデューティ比が０％，つまりＬレベルに固定されると、制御装置１０からのＰＷＭ信号，および，制御部２２にてＰＷＭ制御される駆動信号それぞれの信号レベルが、駆動信号を正常にＰＷＭ制御している場合と異なる関係（両方が異なる信号レベル）となり、駆動装置２０の検出部２４によりショートが検出され、フェイル情報がレジスタ２８に書き込まれる。つまり、ｓ１６０にてＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された後で、負荷装置２に至る経路のショートが継続している場合、この経路は、ＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベル，つまりＨレベル側にショートしたことになる。よって、ｓ３１０においては、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された後、負荷装置２に至る経路のショートが継続していることを、この経路がＨレベル側にショートしたこととして特定している。

それに対し、駆動装置２０から負荷装置２に至る経路がＬレベル側（例えば、グランド）にショートした場合、この経路は、ＰＷＭ信号とは無関係にＬレベル側に固定され、駆動装置２０に入力されるＰＷＭ信号の信号レベルがＨレベルとなっている期間であっても、上記経路における駆動信号の信号レベルがＨレベルとはならなくなる（図６（ｂ）網掛け部参照）。そのため、この状況において、ｓ１６０でＰＷＭ信号のデューティ比が０％，つまりＬレベルに固定されると、制御装置１０からのＰＷＭ信号，および，制御部２２にてＰＷＭ制御される駆動信号それぞれの信号レベルが、駆動信号を正常にＰＷＭ制御している場合と同じ関係（両方が同じ信号レベル）となり、駆動装置２０の検出部２４によりショートが検出されず、フェイル情報がレジスタ２８に書き込まれることはない。つまり、ｓ１６０にてＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された後で、負荷装置２に至る経路のショートが継続しなくなった場合、この経路は、ＰＷＭ信号における信号レベル，つまりＬレベル側にショートしたことになる。よって、ｓ３２０においては、ＰＷＭ信号のデューティ比が０％に固定された後、負荷装置２に至る経路のショートが継続されなくなったことを、Ｌレベル側にショートしたこととして特定している。

また、上記実施形態においては、駆動装置２０として、制御部２２がローサイド型の駆動回路として構成されたものを採用することにより実現可能なシステムを例示した。しかし、駆動装置２０として、制御部２２がローサイド型およびハイサイド型いずれの駆動回路として構成されていてもシステムを実現可能なものとすることが望ましく、このためには、例えば、以下のように構成することが考えられる。

まず、制御装置１０の内蔵メモリに、ローサイド型およびハイサイド型いずれの駆動回路として制御部２２が構成されている駆動装置２０を用いるのかを登録するための登録用記憶領域（図１参照）１２を用意しておき、システムを構築するにあたり、この記憶領域にあらかじめ所望の情報（いずれを用いるのかを示す情報）を登録することで、駆動装置２０における制御部２２がローサイド型であるのかハイサイド型であるのかを設定することができるように構成する。

そして、動作制御処理において、図７に示すように、ｓ１７０で負荷装置２に至る経路のショートが継続されなくなった場合は（ｓ１７０：ＮＯ）、登録用記録領域１２の登録情報がローサイド型である旨の情報であれば（ｓ４１０：ＹＥＳ）、ｓ１８０へ移行してＨレベル側にショートしたと特定する一方、登録情報がハイサイド型である旨の情報であれば（ｓ４１０：ＮＯ）、上述のｓ３１０と同様、Ｌレベル側にショートしたと特定した後（ｓ４２０）、ｓ１９０へ移行する。また、ｓ１７０で負荷装置２に至る経路がショートしたことが継続して検出された場合には（ｓ１７０：ＹＥＳ）、登録用記録領域１２の登録情報がローサイド型である旨の情報であれば（ｓ４３０：ＹＥＳ）、ｓ２００へ移行してＬレベル側にショートしたと特定する一方、登録情報がハイサイド型である旨の情報であれば（ｓ４３０：ＮＯ）、上述のｓ３２０と同様、Ｈレベル側にショートしたと特定した後（ｓ４４０）、ｓ１９０へ移行する。

このような構成とすれば、上述した実施形態と同様の作用，効果の他、負荷装置２と駆動装置２０とをつなぐ経路において発生したショートが、ＨレベルおよびＬレベルのいずれ側へのショートであるのかを、登録用記録領域１２への登録情報に応じた方法により特定することができる。そのため、登録用記録領域１２の登録情報を変更するだけで、制御部２２がローサイド型およびハイサイド型いずれの駆動回路として構成された駆動装置２０を用いた場合であっても、その駆動装置２０から負荷装置２に至る経路において発生したショートがＨレベルおよびＬレベルのいずれ側へのショートであるのかを適切に特定することができる。

また、上述した負荷駆動システム１は、モータやソレノイドなどのインダクタンス負荷を駆動するために用いるものであるが、具体的な例として、例えば、図８に示すように、車両におけるターボラグ抑制用のターボモータ１００や、車両における吸気絞り用のインテークスロットルバルブ（より具体的には、バキュームスイッチングバルブ；ＶＳＶ）２００などを負荷装置２として駆動する構成とすることが考えられる。
（５）本発明との対応関係
以上説明した実施形態において、駆動装置２０の制御部２２は、本発明における制御機能であり、同装置の検出部２４は、本発明における検出機能であり、同装置の報知部２６およびレジスタ２８は、本発明における報知機能である。また、制御装置１０は、本発明におけるショート検出装置である。

また、制御装置１０の登録用記録領域１２は、本発明における制御電位登録手段であり、 図２のｓ１１０は、本発明における負荷制御手段であり、 同図ｓ１６０は、本発明におけるデューティ固定手段であり、同図ｓ１７０，ｓ１８０，ｓ２００は、本発明におけるレベル特定手段である。

また、図７におけるｓ１７０，ｓ１８０，ｓ２００，ｓ４１０〜ｓ４４０は、本発明におけるレベル特定手段である。

負荷駆動システムの構成を示すブロック図 動作制御処理を示すフローチャート ショートが発生した場合の波形を示す図 別の実施形態における負荷駆動システムの構成を示すブロック図 別の実施形態における動作制御処理を示すフローチャート 別の実施形態におけるショートが発生した場合の波形を示す図 別の実施形態における動作制御処理を示すフローチャート 負荷駆動システムを適用した具体的な例を示す図

符号の説明

１…負荷駆動システム、２…負荷装置、３…電源、１０…制御装置、１２…登録用記録領域、２０…駆動装置、２２…制御部、２４…検出部、２６…報知部、２８…レジスタ。

Claims (9)

1. 外部から入力されるＰＷＭ信号に基づいて負荷装置に供給する駆動信号をＰＷＭ制御する制御機能，前記ＰＷＭ信号の信号レベルと前記駆動信号の信号レベルとに基づいて負荷装置に至る経路がショートしたことを検出する検出機能，および，該機能によりショートが検出された際にその旨を外部へ報知する報知機能を有する駆動装置を介して、負荷装置の動作を制御する制御装置であって、
   ＰＷＭ信号を生成して前記駆動装置に入力することにより、該駆動装置を介して負荷装置に供給する駆動信号をＰＷＭ制御する負荷制御手段と、
   前記駆動装置からショートを検出した旨が報知された際、前記負荷制御手段により生成されるＰＷＭ信号のデューティ比を０または１００％に固定するデューティ固定手段と、
   該デューティ固定手段によりPWM信号のデューティ比が固定された以降、前記駆動装置からの報知内容の変化状況に応じて、前記駆動装置から負荷装置に至る経路にどのようなショートが発生しているかを特定するレベル特定手段と、を備えている
   ことを特徴とする制御装置。
2. 前記駆動装置における制御機能が、外部から入力されるＰＷＭ信号に基づいて負荷装置に供給する駆動信号を、該負荷装置において駆動信号が入出力される経路の低電位側でＰＷＭ制御する機能である場合において、
   前記レベル特定手段は、前記デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降、前記駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、前記駆動装置から負荷装置に至る経路が、前記デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルの反対となる信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する一方、前記駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、前記デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記駆動装置における制御機能が、外部から入力されるＰＷＭ信号に基づいて負荷装置に供給する駆動信号を、該負荷装置において駆動信号が入出力される経路の高電位側でＰＷＭ制御する機能である場合において、
   前記レベル特定手段は、前記デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降、前記駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、前記駆動装置から負荷装置に至る経路が、前記デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する一方、前記駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、前記デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記駆動装置の有する制御機能が、前記負荷装置において駆動信号が入出力される経路の低電位側および高電位側のいずれで駆動信号をＰＷＭ制御する機能であるのかを登録する制御電位登録手段を備えており、
   前記レベル特定手段は、
   前記制御電位登録手段により、前記駆動装置における制御機能が低電位側で駆動信号をＰＷＭ制御する機能である旨が登録されている場合、前記デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降、前記駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、前記駆動装置から負荷装置に至る経路が、前記デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルの反対となる信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する一方、前記駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、前記デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定するのに対し、
   前記制御電位登録手段により、前記駆動装置における制御機能が高電位側で駆動信号をＰＷＭ制御する機能である旨が登録されている場合、前記デューティ固定手段によりＰＷＭ信号のデューティ比が固定された以降、前記駆動装置からのショートを検出した旨の報知が継続されなくなれば、前記駆動装置から負荷装置に至る経路が、前記デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベル側（ＬレベルまたはＨレベル）にショートしていると特定する一方、前記駆動装置からショートを検出した旨の報知が継続されていれば、前記デューティ固定手段によりデューティ比が固定されたＰＷＭ信号における信号レベルと反対の信号レベル側（ＨレベルまたはＬレベル）にショートしていると特定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
5. 請求項１から３のいずれかに記載のデューティ固定手段およびレベル特定手段を備えている
   ことを特徴とするショート検出装置。
6. 請求項４に記載のデューティ固定手段，レベル特定手段および制御電位登録手段を備えている
   ことを特徴とするショート検出装置。
7. 請求項１から４のいずれかに記載の制御装置および駆動装置からなる負荷駆動システム。
8. 請求項１から４のいずれかに記載の制御装置の備える全ての手段として機能させるための処理手順をコンピュータシステムに実行させるためのプログラム。
9. 請求項５または請求項６に記載のショート検出装置の備える全ての手段として機能させるための処理手順をコンピュータシステムに実行させるためのプログラム。
   
   

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