JP2011078178A - Device and system for driving load - Google Patents

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Jun Okada
潤 岡田
Shigeyuki Fujii
滋之 藤井
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a system for driving a load wherein it is possible to carry out drive control and overcurrent protection according to the type of a load to be driven or the like. <P>SOLUTION: The load drive system 1 includes multiple load driving portions 4 (drive circuits 20 and protection circuits 30) and drives multiple loads under the control of a microcomputer 2. When an overcurrent is produced in the current path between the load and the drive circuit 20 of each load driving portion 4, each current path is repeatedly interrupted and interruption is released each time a predetermined time passes after the current path is interrupted. Each protection circuit 30 can interrupt a current path or release the interruption by a first interruption method or a second interruption method. In the first interruption method, a current path is kept interrupted when the number of times of repeated interruption and release of interruption reaches a predetermined number. In the second interruption method, interruption of and release of interruption of a current path are repeatedly carried out regardless of the number of times of repetition. Each protection circuit 30 individually changes the method for interruption under the control of the microcomputer 2. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、モータ又はランプ等の電気的な負荷を駆動すると共に、過電流から負荷及び駆動回路等を保護することができる負荷駆動装置及び負荷駆動システムに関する。   The present invention relates to a load driving device and a load driving system capable of driving an electric load such as a motor or a lamp and protecting the load and a driving circuit from an overcurrent.

従来、車輌の電子制御化が進んでおり、車輌に搭載されるモータ及びランプ等の負荷の数は増加する傾向にある。これら複数の負荷を駆動するために、車輌のECU(Electronic Control Unit)などには多数の駆動回路が搭載されている。負荷又は駆動回路等に故障などが発生した場合、駆動回路から負荷へ又は負荷から駆動回路へ大きな電流(過電流)が流れる虞がある。このためECUには、駆動回路と共に過電流からの保護回路を搭載することが望ましい。   Conventionally, electronic control of vehicles has progressed, and the number of loads such as motors and lamps mounted on the vehicle tends to increase. In order to drive these plural loads, a large number of drive circuits are mounted on the ECU (Electronic Control Unit) of the vehicle. When a failure or the like occurs in the load or the drive circuit, a large current (overcurrent) may flow from the drive circuit to the load or from the load to the drive circuit. For this reason, it is desirable to mount an overcurrent protection circuit together with the drive circuit in the ECU.

また、近年では半導体製造技術の発展に伴って、IC(Integrated Circuit)チップの高集積化及び大型化が可能となっている。これにより、多数の駆動回路を1つのICチップに搭載し、ECUの部品数削減及びコスト削減等を実現することができる。特に、1つのICチップに複数の駆動回路を搭載して複数の負荷を駆動する構成の場合、いずれか1つの負荷及び駆動回路にて過電流が流れた場合、その他の負荷及び駆動回路の動作に悪影響を与えるため、保護回路の必要性が高い。   In recent years, with the development of semiconductor manufacturing technology, IC (Integrated Circuit) chips can be highly integrated and enlarged. As a result, a large number of drive circuits can be mounted on one IC chip, and the number of ECU parts and cost can be reduced. In particular, when a plurality of driving circuits are mounted on one IC chip and a plurality of loads are driven, when an overcurrent flows in any one of the loads and driving circuits, the operation of other loads and driving circuits Therefore, the need for a protection circuit is high.

特許文献1においては、複数の負荷をそれぞれ駆動するための複数のMOS(Metal Oxide Semiconductor)トランジスタ及び駆動回路と、各トランジスタを流れる電流を検出する電流検出回路と、複数のMOSトランジスタに密に結合された温度検出回路とを備え、温度検出回路の検出温度が閾値温度を超えた場合に、オン駆動中のいずれかのMOSトランジスタに異常な発熱が生じたと判断し、複数のMOSトランジスタのうち電流検出回路による検出電流が閾値電流を超えているものをオフ駆動することにより、異常な発熱の原因となるスイッチング素子のみを選択的に保護制御することができる負荷制御装置が提案されている。   In Patent Document 1, a plurality of MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors and driving circuits for driving a plurality of loads, a current detection circuit for detecting a current flowing through each transistor, and a plurality of MOS transistors are closely coupled. When the detected temperature of the temperature detection circuit exceeds the threshold temperature, it is determined that abnormal heat generation has occurred in any of the MOS transistors that are on-driven, and current among the plurality of MOS transistors is determined. There has been proposed a load control device that can selectively protect and control only a switching element that causes abnormal heat generation by driving off a detection current detected by a detection circuit that exceeds a threshold current.

特許文献2においては、半導体素子を流れる電流が保護レベルに達したことを示す検出信号を出力する比較器を備え、比較器の検出信号が一定時間内に設定回数以上出力された場合に、半導体素子を継続的にオフさせることによって、半導体素子の過電流保護と同時にスイッチングに伴う発熱から保護することができる半導体素子の保護回路が提案されている。この保護回路は、比較器の検出信号をカウンタにて計数し、カウンタのカウントアップ信号をフリップフロップにて一定時間保持すると共に、カウント開始からカウントアップ信号が出力されるまでの時間よりも長い周期でカウンタをリセットする構成とし、フリップフロップの出力信号に基づいて半導体素子のオン/オフを制御する。   In Patent Document 2, a comparator is provided that outputs a detection signal indicating that the current flowing through the semiconductor element has reached a protection level, and when the detection signal of the comparator is output more than a set number of times within a predetermined time, the semiconductor There has been proposed a protection circuit for a semiconductor element that can be protected from heat generated by switching at the same time as overcurrent protection of the semiconductor element by continuously turning off the element. This protection circuit counts the detection signal of the comparator with a counter, holds the count-up signal of the counter with a flip-flop for a certain period of time, and has a period longer than the time from the count start until the count-up signal is output Thus, the counter is reset to control on / off of the semiconductor element based on the output signal of the flip-flop.

特開2002−232280号公報JP 2002-232280 A 特許第3231450号公報Japanese Patent No. 3231450

しかしながら、特許文献1に記載の負荷制御装置は、駆動回路の異常を検知するために温度検出回路を搭載する必要があり、高コストであるという問題がある。また、複数の駆動回路に対して温度検出回路は1つのみ搭載する構成であり、各駆動回路の異常を等しく検出することは難しく、これに対して各駆動回路に温度検出回路をそれぞれ設けた場合、負荷駆動装置の更なるコストの上昇を招来するという問題がある。また、駆動回路に過電流などの異常が発生してから温度が上昇するまでにはある程度の時間を要するため、異常の程度又は種類等によっては回路を保護しきれない虞がある。   However, the load control device described in Patent Document 1 has a problem that it is necessary to mount a temperature detection circuit in order to detect an abnormality in the drive circuit, which is expensive. In addition, since only one temperature detection circuit is mounted for a plurality of drive circuits, it is difficult to detect the abnormality of each drive circuit equally, and each drive circuit is provided with a temperature detection circuit. In this case, there is a problem that the cost of the load driving device is further increased. In addition, since a certain amount of time is required until the temperature rises after an abnormality such as an overcurrent occurs in the drive circuit, the circuit may not be protected depending on the degree or type of abnormality.

特許文献2に記載の保護回路は、所定周期でオン/オフを繰り返す半導体素子について、半導体素子がオンされたタイミングで過電流が検出された場合に、その周期については半導体素子をオフするというものであり、一定時間内に(即ち、所定回数のオン/オフの繰り返しの間に)過電流を所定回数検出した場合には、半導体素子を完全にオフして動作を停止することで回路を保護するというものである。このため、半導体素子を周期的にオン/オフするのではなく、任意のタイミングでオン/オフの制御を行う場合(所謂DC通電)などについては、この保護回路の構成を適用することは難しい。   The protection circuit described in Patent Document 2 is such that when an overcurrent is detected at a timing when a semiconductor element is turned on, the semiconductor element is turned off for the period when the semiconductor element is repeatedly turned on / off at a predetermined period. If overcurrent is detected a predetermined number of times within a certain time (ie, during a predetermined number of ON / OFF cycles), the circuit is protected by completely turning off the semiconductor element and stopping the operation. It is to do. For this reason, it is difficult to apply the configuration of the protection circuit when the semiconductor element is not turned on / off periodically but is turned on / off at an arbitrary timing (so-called DC energization).

また、ECUなどの開発コストを低減するために、複数の駆動回路を搭載したICチップを汎用部品として用いることが望まれる。この場合、ICチップの各駆動回路にて駆動する負荷は多種多様であり、負荷の種類に適した駆動制御を行う必要がある。また上述のように、ICチップには駆動回路と共に過電流からの保護回路が搭載されるが、駆動対象の負荷は多種多様であるため、過電流を発生させる故障の種類又は要因等も負荷毎に様々である。   Further, in order to reduce the development cost of an ECU or the like, it is desired to use an IC chip equipped with a plurality of drive circuits as a general-purpose component. In this case, there are various loads driven by each drive circuit of the IC chip, and it is necessary to perform drive control suitable for the type of load. As described above, the IC chip is equipped with a drive circuit and a protection circuit against overcurrent. However, since the loads to be driven are various, the type or cause of the failure that causes the overcurrent is also different for each load. There are various.

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、駆動対象の負荷の種別などに応じた駆動制御及び過電流保護を行うことができる負荷駆動装置及び負荷駆動システムを提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a load drive device and a load capable of performing drive control and overcurrent protection according to the type of load to be driven. It is to provide a drive system.

本発明に係る負荷駆動装置は、制御装置から与えられる駆動オン/オフに係る制御信号に応じて負荷の駆動を行う駆動手段と、前記駆動手段及び前記負荷の間の電流経路を流れる電流を検出する電流検出手段と、該電流検出手段にて検出された電流が閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、該判定手段により電流が閾値を超えると判定された場合に、前記負荷及び前記駆動手段の間の電流経路を遮断する遮断手段と、該遮断手段による前記電流経路の遮断から所定時間経過後に、前記遮断を解除する解除手段と、前記遮断手段による遮断又は前記解除手段による遮断解除の繰り返し回数をカウントし、該繰り返し回数が所定回数を超えた後、前記制御装置から駆動オフの制御信号が与えられた場合に、カウントした繰り返し回数をリセットするカウンタとを備え、前記カウンタがカウントした繰り返し回数が前記所定回数を超えた場合に、前記電流経路を解除せずに遮断を継続するようにしてあることを特徴とする。   A load driving apparatus according to the present invention detects a current flowing through a current path between a driving means for driving a load in response to a control signal relating to driving on / off given from the control apparatus, and between the driving means and the load. Current detection means, determination means for determining whether or not the current detected by the current detection means exceeds a threshold, and when the determination means determines that the current exceeds the threshold, the load and the A blocking means for blocking the current path between the driving means, a releasing means for releasing the blocking after a lapse of a predetermined time after the blocking of the current path by the blocking means, a blocking by the blocking means, or a blocking release by the releasing means When the control device gives a drive-off control signal after the number of repetitions exceeds a predetermined number, the counted number of repetitions is reset. And a counter that, if the number of iterations the counter has counted exceeds the predetermined number, and wherein that you have to continue the shut-off without releasing the current path.

また、本発明に係る負荷駆動装置は、前記繰り返し回数が前記所定回数を超えた場合に、前記電流経路の遮断を継続するか、又は、前記電流経路の遮断及び遮断解除の繰り返しを継続するかを、前記制御装置からの制御に応じて切り替えるようにしてあることを特徴とする。   In addition, the load driving device according to the present invention, when the number of repetitions exceeds the predetermined number of times, whether to continue the interruption of the current path, or to continue the interruption of the current path and release of the interruption? Are switched according to control from the control device.

また、本発明に係る負荷駆動システムは、上述の負荷駆動装置を複数備え、各負荷駆動装置がそれぞれ異なる負荷を駆動するようにしてあり、前記制御装置からの制御に応じて、前記繰り返し回数が前記所定回数を超えた場合に、前記電流経路の遮断を継続するか、又は、前記電流経路の遮断及び遮断解除の繰り返しを継続するかを、前記負荷駆動装置毎に個別に切り替える切替手段を備えることを特徴とする。   The load drive system according to the present invention includes a plurality of the load drive devices described above, and each load drive device drives a different load, and the number of repetitions depends on the control from the control device. When the predetermined number of times is exceeded, switching means for individually switching for each load driving device whether to continue the interruption of the current path or to continue the interruption and release of the interruption of the current path is provided. It is characterized by that.

また、本発明に係る負荷駆動システムは、前記制御装置との間で制御に係る情報の送受信を行う通信手段を更に備え、前記切替手段は、該通信手段が受信した情報に応じて切り替えを行うようにしてあることを特徴とする。   In addition, the load driving system according to the present invention further includes a communication unit that transmits and receives control information to and from the control device, and the switching unit performs switching according to information received by the communication unit. It is characterized by the above.

また、本発明に係る負荷駆動システムは、各負荷駆動装置の遮断手段の動作状態に係る情報を、前記通信手段により前記制御装置へ送信する遮断状態送信手段を更に備えることを特徴とする。   In addition, the load drive system according to the present invention is further characterized by further comprising: a cut-off state transmission unit that transmits information related to an operation state of the cut-off unit of each load drive device to the control device by the communication unit.

本発明においては、制御装置(例えばCPU(Central Processing Unit)又はMPU(Micro Processing Unit)等)からの制御信号に応じて駆動手段が負荷を駆動し、負荷の間の電流経路に過電流(閾値を超える電流)を検出した場合に、この電流経路を遮断する遮断手段と、遮断から所定時間経過後に電流経路の遮断を解除する解除手段とを負荷駆動装置に設ける。これにより、制御装置から負荷の駆動をオンすべき制御信号が与えられた状態で、過電流に応じて電流経路の遮断及び遮断の解除を所定時間で繰り返し行うことができる。
また電流経路の遮断/遮断解除の繰り返し回数をカウンタにてカウントし、カウントした回数が所定回数を超えた場合には電流経路の遮断解除を行わずに電流経路の遮断を継続し、負荷の駆動を停止する。これにより、電流経路の遮断によって異常が解消された場合には負荷の駆動を再開することができ、電流経路を遮断しても異常が解消されない場合には負荷の駆動を完全に停止することができる。
なお、カウンタがカウントする回数は、上記のように所定回数を超えて電流経路を完全に遮断した後、制御装置から駆動オフの制御信号が与えられた場合にリセットする。これにより制御装置は、負荷の駆動が停止された場合に、制御信号を駆動オフとしてカウンタをリセットした後、制御信号を駆動オンとして負荷の駆動を再度試みることが可能である。
In the present invention, the driving means drives a load in accordance with a control signal from a control device (for example, a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro Processing Unit)), and an overcurrent (threshold value) is present in the current path between the loads. The load driving device is provided with a blocking means for cutting off the current path when a current exceeding the current path is detected and a release means for releasing the blocking of the current path after a predetermined time has elapsed since the blocking. Thereby, in a state where a control signal for turning on the driving of the load is given from the control device, it is possible to repeatedly interrupt the current path and release the interruption in a predetermined time according to the overcurrent.
Also, the number of times the current path is interrupted / released is counted by the counter. If the counted number exceeds the specified number, the current path is interrupted without releasing the current path and the load is driven. To stop. As a result, the drive of the load can be resumed when the abnormality is resolved by the interruption of the current path, and the drive of the load is completely stopped when the abnormality is not resolved even if the current path is interrupted. it can.
Note that the number of times the counter counts is reset when a drive-off control signal is given from the control device after the current path is completely cut off exceeding the predetermined number as described above. As a result, when the drive of the load is stopped, the control device can reset the counter by setting the control signal to drive off and then attempt to drive the load again by setting the control signal to drive on.

また本発明においては、上述のようにカウンタがカウントした回数が所定回数を超えた場合に電流経路の遮断解除を行わずに負荷の駆動を完全に停止するか(第1の方法)、又は、カウンタがカウントした回数が所定回数を超えた場合であっても(即ち、カウンタの回数に関係なく)電流経路の遮断及び遮断解除の繰り返しを継続するか(第2の方法)を、制御装置からの制御により切り替え可能とする。
これにより、駆動対象となる負荷の種別などに応じて、制御装置が電流経路の遮断方法を切り替えることができるため、駆動対象に応じた適切な保護を実現できる。また、負荷駆動装置の汎用性を向上することができる。
Further, in the present invention, when the number of times counted by the counter exceeds the predetermined number as described above, the driving of the load is completely stopped without releasing the interruption of the current path (first method), or Even if the number of times the counter has counted exceeds the predetermined number of times (that is, regardless of the number of times of the counter), whether or not to continue the current path interruption and interruption release (second method) is determined from the control device. It is possible to switch by controlling.
Thereby, since the control apparatus can switch the interruption | blocking method of an electric current path | route according to the classification etc. of the load used as a drive object, suitable protection according to the drive object is realizable. Moreover, the versatility of the load driving device can be improved.

また本発明においては、上記のように遮断方法を第1の方法又は第2の方法に切り替え可能な負荷駆動装置を複数搭載して負荷駆動システムを構成する。負荷駆動システムでは、各負荷駆動装置が負荷をそれぞれ駆動し、駆動手段及び負荷の間の各電流経路について電流検出、判定、遮断及び遮断解除をそれぞれ個別に行うことができる。また各負荷駆動装置について、電流経路の遮断方法の切り替えを個別に行うことができる構成とする。
これにより、複数の負荷駆動装置が種別の異なる負荷をそれぞれ駆動する場合に、各負荷駆動装置による電流経路の遮断方法を負荷の種別に応じて個別に設定することができる。よって、1つの負荷駆動システムに多種多様な複数の負荷を接続して駆動を行うことができるため、負荷駆動システムの汎用性を向上することができる。
In the present invention, a load driving system is configured by mounting a plurality of load driving devices capable of switching the blocking method to the first method or the second method as described above. In the load drive system, each load drive device drives a load, and current detection, determination, interruption, and release of interruption can be performed individually for each current path between the drive means and the load. Further, each load driving device is configured to be able to individually switch the current path blocking method.
Thereby, when a plurality of load driving devices respectively drive different types of loads, the current path blocking method by each load driving device can be individually set according to the type of load. Therefore, since it can drive by connecting various load to one load drive system, the versatility of a load drive system can be improved.

また本発明においては、負荷駆動システムと制御装置との間でシリアル通信などの通信を行って、制御に係る情報の送受信を行うことを可能とする。負荷駆動システムは、制御装置からの情報に応じて、各負荷駆動装置による電流経路の遮断方法の切り替えを個別に行う。これにより、負荷駆動システムが多数の負荷駆動装置を備える場合であっても、制御装置から負荷駆動システムへの通信により各負荷駆動装置の電流経路の遮断方法を切り替えることができるため、負荷駆動装置毎の個別の設定を容易且つ確実に行うことができる。   In the present invention, communication such as serial communication is performed between the load driving system and the control device, and information related to control can be transmitted and received. The load driving system individually switches the current path blocking method by each load driving device in accordance with information from the control device. As a result, even when the load drive system includes a large number of load drive devices, it is possible to switch the current path blocking method of each load drive device by communication from the control device to the load drive system. Each individual setting can be easily and reliably performed.

また、本発明においては、各負荷駆動装置の遮断手段の動作状態(電流供給経路の遮断を行っているか否かの状態など)に係る情報を、負荷駆動システムから制御装置へ送信する。これにより制御装置は、負荷駆動システムから受信した情報に基づいて、負荷又は駆動手段等に異常が発生していることを検出でき、この異常に対する処理を実行することができる。   Further, in the present invention, information related to the operating state of the shut-off means of each load driving device (such as whether or not the current supply path is shut off) is transmitted from the load driving system to the control device. Accordingly, the control device can detect that an abnormality has occurred in the load or the driving means based on the information received from the load driving system, and can execute processing for this abnormality.

本発明による場合は、制御装置からの制御信号に応じて負荷を駆動して過電流を検出した場合に、電流経路の遮断及び所定時間経過後の遮断解除を行い、遮断/遮断解除の繰り返し回数が所定回数を超えた場合に電流経路を完全に遮断する構成とすることにより、制御装置から駆動オンの信号が長期間に亘って与えられ、この間に負荷への駆動を行い続ける所謂DC通電を可能とした駆動装置であっても、過電流に対して電流経路の遮断とその後の遮断解除とを繰り返し試みることができる。また制御装置から周期的に駆動オン/オフを繰り返す制御信号が与えられた場合であっても、遮断及び遮断復帰を繰り返し行った後で、電流経路を完全に遮断することができる。
よって、駆動対象の負荷の種別などに応じてDC的な駆動及び周期的な駆動のいずれを行う場合であっても、過電流に対して適切に電流経路を遮断することができるため、負荷駆動装置の汎用性を向上することができる。
In the case of the present invention, when an overcurrent is detected by driving a load in accordance with a control signal from the control device, the current path is cut off and the cut-off is released after a predetermined time has elapsed, and the number of repetitions of the cut-off / cut-off release If the current path exceeds the predetermined number of times, the current path is completely cut off, so that a drive-on signal is given from the control device for a long period of time, and so-called DC energization that continues to drive the load during this period is performed. Even a drive device that has been enabled can repeatedly try to interrupt the current path and then release the interruption in response to an overcurrent. Further, even when a control signal for periodically turning on / off the drive is given from the control device, the current path can be completely cut off after the cut-off and cut-off return are repeatedly performed.
As a result, the current path can be appropriately interrupted with respect to overcurrent regardless of whether DC driving or periodic driving is performed according to the type of load to be driven. The versatility of the apparatus can be improved.

また、電流経路の遮断方法を切り替え可能な負荷駆動装置を複数備えて負荷駆動システムを構成し、各負荷駆動装置による遮断方法を制御装置からの制御に応じて個別に切り替える構成とすることにより、1つの負荷駆動システムに多種多様な複数の負荷を接続して駆動を行う場合であっても、各負荷の特性などに応じた適切な遮断方法を設定することができるため、負荷駆動システムの汎用性を向上することができる。   In addition, by configuring a load drive system with a plurality of load drive devices that can switch the current path interruption method, and by switching the interruption method by each load drive device individually according to the control from the control device, Even when a plurality of various loads are connected to one load drive system for driving, an appropriate blocking method can be set according to the characteristics of each load. Can be improved.

よって、負荷駆動装置及び負荷駆動システムの汎用品化を確実に実現することができ、これを用いたECUなどの開発コスト削減及び部品点数削減等を実現することができる。   Therefore, it is possible to reliably realize a general-purpose product of the load driving device and the load driving system, and it is possible to realize a reduction in development cost and a reduction in the number of parts of the ECU using the load driving device and the load driving system.

本発明に係る負荷駆動システムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the load drive system which concerns on this invention. 本発明に係る負荷駆動部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the load drive part which concerns on this invention. 第1の遮断方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the 1st interruption | blocking method. 第2の遮断方法を説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the 2nd interruption | blocking method.

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図1は、本発明に係る負荷駆動システムの構成を示すブロック図である。なお、図1の太実線は5ビットのバスを表しており、このバスから延び出る細実線はそれぞれ1ビットの信号線を表している。図において1は負荷駆動システムであり、負荷駆動システム1はマイコン2(制御装置)の制御によりドアロック用リレー3a、ライト用リレー3b、ホーン用リレー3c及びインジケータ3d等の複数の負荷の駆動を行う。負荷駆動システム1は、複数の負荷駆動部(負荷駆動装置)4と、駆動機能制御部11、シリアル通信部(通信手段)12及び保護機能制御部(切替手段)13とを備えて構成されている。また各負荷駆動部4は、駆動回路(駆動手段)20及び保護回路(遮断手段、解除手段)30を有している。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof. FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a load driving system according to the present invention. The thick solid line in FIG. 1 represents a 5-bit bus, and the thin solid line extending from the bus represents a 1-bit signal line. In the figure, reference numeral 1 denotes a load drive system. The load drive system 1 drives a plurality of loads such as a door lock relay 3a, a light relay 3b, a horn relay 3c, and an indicator 3d under the control of a microcomputer 2 (control device). Do. The load drive system 1 includes a plurality of load drive units (load drive devices) 4, a drive function control unit 11, a serial communication unit (communication unit) 12, and a protection function control unit (switching unit) 13. Yes. Each load drive unit 4 includes a drive circuit (drive means) 20 and a protection circuit (blocking means, release means) 30.

負荷駆動システム1が備える複数(図においては4つ)の負荷駆動部4には、負荷がそれぞれ接続されており、駆動機能制御部11の制御に応じて駆動回路20が所定の駆動電圧又は駆動電流を出力することにより、負荷を駆動する。駆動回路20は、駆動機能制御部11からそれぞれ個別に与えられる駆動信号に応じて個別に動作し、例えば1ビットのデジタル信号として与えられる駆動信号がハイレベルの場合に駆動電圧又は駆動電流を出力し(駆動オン)、駆動信号がローレベルの場合には出力を停止する(駆動オフ)。   A load is connected to each of a plurality (four in the figure) of load drive units 4 included in the load drive system 1, and the drive circuit 20 controls a predetermined drive voltage or drive according to the control of the drive function control unit 11. The load is driven by outputting a current. The drive circuit 20 operates individually according to the drive signals individually given from the drive function control unit 11, and outputs a drive voltage or a drive current when the drive signal given as, for example, a 1-bit digital signal is at a high level. However, when the drive signal is at a low level, the output is stopped (drive off).

駆動機能制御部11は、シリアル通信部12にて受信したマイコン2からの駆動命令に従って、各負荷駆動部4の駆動回路20の駆動オン/駆動オフの制御を行う。例えばマイコン2は、負荷駆動システム1が駆動する各負荷の駆動オン/駆動オフを指示する複数ビット(本例では4ビット)のデータを、駆動命令と共にシリアル通信にて負荷駆動システム1へ送信し、これを受信した負荷駆動システム1のシリアル通信部12は、受信データを駆動機能制御部11へ与える。駆動機能制御部11は、各負荷駆動部4の駆動回路20へそれぞれ駆動信号を出力しており、シリアル通信部12から与えられた複数ビットのデータに応じて、各駆動信号の出力レベルを決定する。   The drive function control unit 11 controls the drive on / off of the drive circuit 20 of each load drive unit 4 in accordance with the drive command from the microcomputer 2 received by the serial communication unit 12. For example, the microcomputer 2 transmits data of plural bits (4 bits in this example) instructing driving on / off of each load driven by the load driving system 1 to the load driving system 1 through serial communication together with a driving command. The serial communication unit 12 of the load drive system 1 that has received this gives the received data to the drive function control unit 11. The drive function control unit 11 outputs a drive signal to the drive circuit 20 of each load drive unit 4, and determines the output level of each drive signal according to a plurality of bits of data given from the serial communication unit 12. To do.

シリアル通信部12は、マイコン2との間でシリアル通信によるデータの送受信を行う。マイコン2は、上述のように負荷に対する駆動オン/駆動オフを指示する駆動命令を負荷駆動システム1へ送信すると共に、負荷駆動部4の保護回路30の動作に係る遮断方法(後述する)の切替命令を負荷駆動システム1へ送信する。シリアル通信部12は、マイコン2から駆動命令を受信した場合には、この駆動命令と共に与えられるデータを駆動機能制御部11へ与え、マイコン2から遮断方法の切替命令を受信した場合には、この切替命令と共に与えられるデータを保護機能制御部13へ与える。またシリアル通信部12は、各負荷駆動部4の保護回路30の動作状態に係る情報を保護機能制御部13から与えられており、この情報をマイコン2からの要求に応じて送信する。   The serial communication unit 12 transmits and receives data to and from the microcomputer 2 by serial communication. As described above, the microcomputer 2 transmits a drive command for instructing driving on / off to the load to the load driving system 1 and switches a blocking method (described later) related to the operation of the protection circuit 30 of the load driving unit 4. The command is transmitted to the load driving system 1. When the serial communication unit 12 receives a drive command from the microcomputer 2, the serial communication unit 12 provides the drive function control unit 11 with data supplied together with the drive command. Data given together with the switching command is given to the protection function control unit 13. Further, the serial communication unit 12 is provided with information on the operation state of the protection circuit 30 of each load driving unit 4 from the protection function control unit 13, and transmits this information in response to a request from the microcomputer 2.

各負荷駆動部4には、1つの駆動回路20と1つの保護回路30とが一対一に対応付けられて設けられている。保護回路30は、駆動回路20及び負荷の間の電流経路に過電流が流れた場合に、この電流経路を遮断することによって、駆動回路20及び負荷を過電流による破壊から保護するためのものである。詳細は後述するが、保護回路30は、電流経路の遮断及び遮断解除を二種の方法で行うことができ、保護機能制御部13からそれぞれ個別に与えられる切替信号に応じて遮断方法の切り替えを行う。例えば保護回路30は、1ビットのデジタル信号として与えられる切替信号がローレベルの場合に第1の遮断方法により電流経路の遮断/遮断解除を行い、切替信号がハイレベルの場合に第2の遮断方法により電流経路の遮断/遮断解除を行う。   Each load drive unit 4 is provided with one drive circuit 20 and one protection circuit 30 in a one-to-one correspondence. The protection circuit 30 is for protecting the drive circuit 20 and the load from being destroyed by the overcurrent by blocking the current path when an overcurrent flows in the current path between the drive circuit 20 and the load. is there. Although the details will be described later, the protection circuit 30 can perform the interruption and release of the interruption of the current path by two kinds of methods, and the interruption method is switched according to the switching signal individually given from the protection function control unit 13. Do. For example, the protection circuit 30 performs current path blocking / unblocking by the first blocking method when a switching signal given as a 1-bit digital signal is at a low level, and performs a second blocking when the switching signal is at a high level. The current path is cut off / released by the method.

また保護回路30は、自らの動作状態を示すステータス信号を保護機能制御部13へ出力している(なお、図1においてはステータス信号の図示を省略してある)。例えば保護回路30は、過電流を検出して遮断動作を行っている場合にハイレベルとなり、遮断動作を行っていない場合にローレベルとなる1ビットのデジタル信号をステータス信号として出力する。   The protection circuit 30 outputs a status signal indicating its own operating state to the protection function control unit 13 (note that the status signal is not shown in FIG. 1). For example, the protection circuit 30 outputs a 1-bit digital signal that becomes a high level when an overcurrent is detected and a cutoff operation is performed, and that is a low level when the cutoff operation is not performed as a status signal.

保護機能制御部13は、シリアル通信部12にて受信したマイコン2からの切替命令に従って、各負荷駆動部4の保護回路30について遮断方法の切替制御を行う。例えばマイコン2は、保護回路30による電流経路の遮断方法を指示する複数ビットのデータを、切替命令と共にシリアル通信にて負荷駆動システム1へ送信し、これを受信した負荷駆動システム1のシリアル通信部12は、受信データを保護機能制御部13へ与える。保護機能制御部13は、各負荷保護部4の保護回路30へそれぞれ切替信号を出力しており、シリアル通信部12から与えられた複数ビットのデータに応じて、各切替信号の出力レベルを決定する。また保護機能制御部13は、各負荷保護部4の保護回路30からステータス信号が与えられており、ステータス信号により示される各保護回路30の動作状態を複数ビット(本例では4ビット)のデータとしてシリアル通信部12へ出力する。   The protection function control unit 13 performs switching control of the blocking method for the protection circuit 30 of each load driving unit 4 in accordance with the switching command from the microcomputer 2 received by the serial communication unit 12. For example, the microcomputer 2 transmits a plurality of bits of data instructing a method of cutting off the current path by the protection circuit 30 to the load driving system 1 through serial communication together with the switching command, and receives the received serial communication unit of the load driving system 1 12 gives the received data to the protection function control unit 13. The protection function control unit 13 outputs a switching signal to the protection circuit 30 of each load protection unit 4, and determines the output level of each switching signal according to the multi-bit data given from the serial communication unit 12. To do. Further, the protection function control unit 13 is given a status signal from the protection circuit 30 of each load protection unit 4, and the operation state of each protection circuit 30 indicated by the status signal is data of a plurality of bits (4 bits in this example). To the serial communication unit 12.

図2は、本発明に係る負荷駆動部4の構成を示すブロック図である。なお、図2においては、図1に示したドアロック用リレー3a、ライト用リレー3b、ホーン用リレー3c及びインジケータ3d等を負荷3として図示してある。保護回路30は、遮断制御部31、電流検出部(電流検出手段)32、比較部(判定手段)33、スイッチング素子34及びカウンタ35等を備えて構成されている。上述のように、保護回路30は駆動回路20に一対一に対応付けて設けられており、駆動機能制御部11から駆動回路20へ与えられる駆動信号は、対応する保護回路30へも与えられている。   FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the load driving unit 4 according to the present invention. In FIG. 2, the door lock relay 3a, the light relay 3b, the horn relay 3c, the indicator 3d and the like shown in FIG. The protection circuit 30 includes an interruption control unit 31, a current detection unit (current detection unit) 32, a comparison unit (determination unit) 33, a switching element 34, a counter 35, and the like. As described above, the protection circuit 30 is provided in one-to-one correspondence with the drive circuit 20, and the drive signal given from the drive function control unit 11 to the drive circuit 20 is also given to the corresponding protection circuit 30. Yes.

電流検出部32は、駆動回路20及び負荷3の電流経路中に配され、この電流経路を流れる電流を検出する。電流検出部32が検出した電流値は、比較部33へ与えられる。比較部33は、電流検出部32が検出した電流値と、予め定められた閾値との比較を行うことによって、電流経路中に過電流が生じたか否かを判定する。比較部33は、遮断制御部31へ比較結果、即ち過電流の有無を通知する。   The current detection unit 32 is arranged in the current path of the drive circuit 20 and the load 3 and detects a current flowing through the current path. The current value detected by the current detection unit 32 is given to the comparison unit 33. The comparison unit 33 determines whether or not an overcurrent has occurred in the current path by comparing the current value detected by the current detection unit 32 with a predetermined threshold value. The comparison unit 33 notifies the interruption control unit 31 of the comparison result, that is, the presence or absence of overcurrent.

スイッチング素子34は、FET(Field Effect Transistor)などのトランジスタ又はリレー等の素子であり、駆動回路20及び負荷3の間の電流経路中に配され、この電流経路の接続/遮断を行う。スイッチング素子34は、遮断制御部31から与えられる遮断信号に応じて動作し、例えば遮断信号がハイレベルの場合に電流経路を遮断し、遮断信号がローレベルの場合に電流経路を接続する。   The switching element 34 is a transistor such as a FET (Field Effect Transistor) or an element such as a relay, and is arranged in a current path between the drive circuit 20 and the load 3 to connect / cut off this current path. The switching element 34 operates in accordance with a cutoff signal given from the cutoff control unit 31, for example, when the cutoff signal is high level, cuts off the current path, and when the cutoff signal is low level, connects the current path.

遮断制御部31は、駆動回路20へ与えられる駆動信号と、保護機能制御部13から与えられる切替信号と、比較部33の比較結果とに応じて、スイッチング素子34のオフ/オン(即ち、電流経路の遮断/遮断解除)を制御する。また遮断制御部31は、保護回路30の動作状態を示すステータス信号を生成して保護機能制御部13へ出力する。カウンタ35は、遮断制御部31がスイッチング素子34による遮断処理を行う際に用いられるものである。   The shutoff control unit 31 turns off / on the switching element 34 (that is, the current) according to the drive signal given to the drive circuit 20, the switching signal given from the protection function control unit 13, and the comparison result of the comparison unit 33. Controls route blocking / blocking release). Further, the cutoff control unit 31 generates a status signal indicating the operating state of the protection circuit 30 and outputs the status signal to the protection function control unit 13. The counter 35 is used when the cutoff control unit 31 performs a cutoff process by the switching element 34.

また、遮断制御部31は、下記の2つの遮断方法のいずれかに従って、電流経路の遮断/遮断解除を行う。遮断制御部31がいずれの遮断方法にて電流経路の遮断/遮断解除を行うかは、保護機能制御部13から与えられる切替信号により切り替えることができる。例えば、遮断制御部31は、切替信号がローレベルの場合に第1の遮断方法にて遮断/遮断解除を行い、切替信号がハイレベルの場合に第2の遮断方法にて遮断/遮断解除を行う。   Moreover, the interruption | blocking control part 31 performs interruption | blocking / canceling cancellation | release of an electric current path according to either of the following two interruption | blocking methods. It can be switched by the switching signal given from the protection function control part 13 by which interruption | blocking method the interruption | blocking control part 31 performs interruption | blocking / disconnection cancellation | release of an electric current path. For example, the shut-off control unit 31 performs shut-off / shut off with the first shut-off method when the switching signal is at a low level, and performs shut-off / shut-off with the second shut-off method when the switch signal is at a high level. Do.

(第1の遮断方法)
図3は、第1の遮断方法を説明するための模式図であり、動作の一例を駆動信号、検出電流、遮断信号、カウント値及びステータス信号のタイミングチャートとして図示してある。第1の遮断方法では、保護回路30は、電流検出部32の検出電流が閾値を超えた場合、スイッチング素子34のオフ/オンを繰り返して電流経路の遮断/遮断解除を繰り返し行うことで、駆動回路20及び負荷3の間の電流経路の遮断/遮断解除を繰り返し行う。ただし第1の遮断方法では、電流経路の遮断/遮断解除の繰り返し回数をカウンタ35にてカウントしており、カウント値が7に達した場合、即ち遮断/遮断解除を7回繰り返した場合、保護回路30は、スイッチング素子34をオフして電流経路を遮断状態で維持する。
(First blocking method)
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the first cutoff method, and an example of the operation is illustrated as a timing chart of a drive signal, a detection current, a cutoff signal, a count value, and a status signal. In the first cutoff method, the protection circuit 30 is driven by repeatedly turning off / on the switching element 34 and repeatedly cutting off / breaking off the current path when the detection current of the current detection unit 32 exceeds a threshold value. The current path between the circuit 20 and the load 3 is repeatedly interrupted / released. However, in the first interruption method, the counter 35 counts the number of times the current path is interrupted / released, and when the count value reaches 7, that is, when the interruption / release cancellation is repeated 7 times, the protection is performed. The circuit 30 turns off the switching element 34 and maintains the current path in a cut-off state.

なお保護回路30は、検出電流が閾値を超えた場合、予め定められた時間で遮断/遮断解除を繰り返す。電流経路の遮断から遮断解除までの時間は、例えば駆動対象の負荷3が異常状態から通常状態に復帰するために十分な時間を、負荷3の種別に応じて予め設定しておく。また電流経路の遮断解除から再度の遮断までの時間は、電流検出部32が検出電流を測定するために必要とする最小の時間などを予め設定しておく。これらの時間についても、マイコン2がシリアル通信により設定可能な構成としてもよい。   When the detected current exceeds the threshold value, the protection circuit 30 repeats the interruption / cancellation release at a predetermined time. As the time from the interruption of the current path to the release of the interruption, for example, a time sufficient for the drive target load 3 to return from the abnormal state to the normal state is set in advance according to the type of the load 3. In addition, as the time from the release of the interruption of the current path to the interruption again, a minimum time required for the current detection unit 32 to measure the detected current is set in advance. These times may be configured such that the microcomputer 2 can be set by serial communication.

例えば、時刻t1にて駆動信号がハイレベルに変化し、電流検出部32の検出電流が閾値を超えない場合には、保護回路30の遮断制御部31はスイッチング素子34をオン状態で維持し、駆動信号がローレベルとなるまで駆動回路20による負荷3の駆動が行われる。   For example, when the drive signal changes to a high level at time t1 and the detection current of the current detection unit 32 does not exceed the threshold value, the cutoff control unit 31 of the protection circuit 30 maintains the switching element 34 in the ON state. The drive circuit 20 drives the load 3 until the drive signal becomes low level.

時刻t2にて駆動信号がハイレベルに変化し、電流検出部32の検出電流が閾値を超えた場合、遮断制御部31は、遮断信号のローレベル/ハイレベルの切り替えを繰り返し行ってスイッチング素子34のオフ/オンを繰り返し、駆動回路20及び負荷3の電流経路の遮断/遮断解除を繰り返し行う。このとき、遮断制御部31は、遮断信号の立ち上がり(ローレベルからハイレベルへの変化)に応じてカウンタ35をカウントアップし、時刻t3にてカウンタ35のカウント値が7に達した場合、電流経路の遮断/遮断解除の繰り返しを停止し、遮断信号をハイレベルに維持して、電流経路を遮断状態に維持する。電流経路の遮断状態の維持は、駆動信号がローレベルに変化するまで行われ、駆動信号がローレベルに変化する前に電流経路の遮断が解除されることはない。また、遮断制御部31は、閾値を超える電流が検出された後、検出電流が閾値を下回るまで、ステータス信号をハイレベルとして出力する。   When the drive signal changes to the high level at time t2 and the detected current of the current detection unit 32 exceeds the threshold value, the cutoff control unit 31 repeatedly switches the cutoff signal between the low level and the high level to switch the switching element 34. Are repeatedly turned off / on, and the current paths of the drive circuit 20 and the load 3 are repeatedly cut off / released. At this time, the cutoff control unit 31 counts up the counter 35 in response to the rise of the cutoff signal (change from low level to high level), and when the count value of the counter 35 reaches 7 at time t3, The repetition of the blocking / unblocking of the path is stopped, the blocking signal is maintained at a high level, and the current path is maintained in the blocking state. The interruption state of the current path is maintained until the drive signal changes to the low level, and the interruption of the current path is not released before the drive signal changes to the low level. Moreover, the interruption | blocking control part 31 outputs a status signal as a high level until the detection electric current falls below a threshold value after the electric current exceeding a threshold value is detected.

時刻t4にて駆動信号がローレベルに変化した場合、遮断制御部31は、遮断信号をローレベルとして電流経路の遮断状態を解除し、カウンタ35のカウント値をリセットする。なおこの場合であっても、遮断制御部31はステータス信号をハイレベルで維持する。   When the drive signal changes to the low level at time t4, the cutoff control unit 31 sets the cutoff signal to the low level to cancel the cutoff state of the current path, and resets the count value of the counter 35. Even in this case, the cutoff control unit 31 maintains the status signal at a high level.

時刻t5にて、駆動信号がハイレベルに再度変化した場合、遮断制御部31は、カウンタ35のカウント値が7に達するまで、電流経路の遮断/遮断解除を繰り返し行い、カウント値が7に達した後は電流経路を遮断状態で維持する。なお、カウンタ35のカウント値が7に達する前に駆動信号がローレベルに変化した場合であっても、カウンタ35のカウント値がリセットされることはない(t6参照)。   When the drive signal changes to the high level again at time t5, the interruption control unit 31 repeats interruption / release of the current path until the count value of the counter 35 reaches 7, and the count value reaches 7. After that, the current path is maintained in an interrupted state. Even if the drive signal changes to the low level before the count value of the counter 35 reaches 7, the count value of the counter 35 is not reset (see t6).

その後、時刻t7にて駆動信号がハイレベルに変化し、電流検出部32の検出電流が閾値を下回った場合、遮断制御部31は遮断信号をローレベルとしてスイッチング素子34をオン状態で維持することで電流経路を復帰させる。これにより、駆動信号がローレベルとなるまで駆動回路20による負荷3の駆動が行われる。また遮断制御部31は、電流検出部32の検出電流が閾値を下回った場合、ステータス信号をローレベルとして出力する。   Thereafter, when the drive signal changes to high level at time t7 and the detected current of the current detection unit 32 falls below the threshold value, the cutoff control unit 31 sets the cutoff signal to low level and maintains the switching element 34 in the on state. To restore the current path. As a result, the drive circuit 20 drives the load 3 until the drive signal becomes low level. Moreover, the interruption | blocking control part 31 outputs a status signal as a low level, when the detection electric current of the electric current detection part 32 is less than a threshold value.

このように、第1の遮断方法では、閾値を超える電流が検出された場合に、保護回路30は、検出電流が閾値を下回るまで電流経路の遮断/遮断解除を繰り返すと共に、繰り返し回数が所定回数を超えたときは電流経路を遮断状態に維持する。例えば駆動対象の負荷3が、異常状態となった場合の過電流が大きいもの又は異常状態から正常状態への復帰に時間を要するもの等の場合に、保護回路30に第1の遮断方法による電流経路の遮断を行わせることができる。   Thus, in the first interruption method, when a current exceeding the threshold is detected, the protection circuit 30 repeats interruption / release of the current path until the detected current falls below the threshold, and the number of repetitions is a predetermined number of times. When the current exceeds the value, the current path is maintained in a cut-off state. For example, when the load 3 to be driven has a large overcurrent when it is in an abnormal state or a load that requires time to return from the abnormal state to the normal state, the current applied to the protection circuit 30 by the first interruption method The route can be blocked.

(第2の遮断方法)
図4は、第2の遮断方法を説明するための模式図であり、動作の一例を駆動信号、検出電流、遮断信号及びステータス信号のタイミングチャートとして図示してある。第2の遮断方法では、保護回路30は、駆動信号がハイレベルの場合に電流検出部32にて検出した電流が閾値を超えるとき、スイッチング素子34のオフ/オンを繰り返し行うことで駆動回路20及び負荷3の間の電流経路の遮断/遮断解除を繰り返し行う。駆動信号がハイレベルの間、保護回路30は、電流経路の遮断/遮断解除の繰り返しを継続して行う。また保護回路30は、閾値を超える電流を検出した後はステータス信号をハイレベルとする。その後、電流検出部32にて閾値を下回る電流が検出された場合、保護回路30は電流経路の遮断/遮断解除の繰り返しを終了し、スイッチング素子34をオン状態で維持して電流経路を接続すると共に、ステータス信号をローレベルとする。
(Second blocking method)
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the second cutoff method, and an example of the operation is shown as a timing chart of a drive signal, a detection current, a cutoff signal, and a status signal. In the second cutoff method, the protection circuit 30 repeatedly turns off and on the switching element 34 when the current detected by the current detection unit 32 exceeds the threshold when the drive signal is at a high level, thereby driving the drive circuit 20. In addition, the current path between the load 3 is repeatedly interrupted / released. While the drive signal is at a high level, the protection circuit 30 continues to repeat the interruption / release of the current path. Further, after detecting the current exceeding the threshold, the protection circuit 30 sets the status signal to the high level. Thereafter, when the current detection unit 32 detects a current that is lower than the threshold value, the protection circuit 30 ends the repetition of the interruption / cancellation of the current path, and maintains the switching element 34 in the on state to connect the current path. At the same time, the status signal is set to a low level.

即ち、第2の遮断方法では、カウンタ35による遮断/遮断解除の繰り返し回数のカウントを行わず(又は、カウンタ35のカウント値を無視する)、電流検出部32による検出電流が閾値を超えた状態においては、電流経路の遮断/遮断解除を繰り返し続ける。これは、第1の遮断方法に対してカウンタ35の動作を停止する(又はカウンタ35の出力信号を無視する)のみで簡単に実現することができる。   That is, in the second shutoff method, the counter 35 does not count the number of shutoff / shutoff repetitions (or ignores the count value of the counter 35), and the current detected by the current detector 32 exceeds the threshold value. In, the current path is continuously cut off / released. This can be realized simply by stopping the operation of the counter 35 (or ignoring the output signal of the counter 35) with respect to the first shut-off method.

例えば、時刻t1にて駆動信号がハイレベルに変化した場合、駆動回路20は駆動電圧を出力し、このとき遮断信号はローレベルでありスイッチング素子34は遮断されていないため、負荷3に駆動電圧が印加され、電流検出部32にて電流が検出される。検出された電流が閾値を超えなければ、保護回路30の遮断制御部31はスイッチング素子34をオン状態で維持し、駆動信号がローレベルとなるまで負荷3の駆動が行われる。   For example, when the drive signal changes to a high level at time t1, the drive circuit 20 outputs a drive voltage. At this time, the cutoff signal is at a low level and the switching element 34 is not cut off. Is applied, and the current detection unit 32 detects the current. If the detected current does not exceed the threshold value, the cutoff control unit 31 of the protection circuit 30 maintains the switching element 34 in the ON state, and the load 3 is driven until the drive signal becomes low level.

時刻t2にて駆動信号がハイレベルに変化して負荷3の駆動が行われた場合に、電流検出部32にて閾値を超える電流が検出されたとき、遮断制御部31は遮断信号をハイレベルとしてスイッチング素子34をオフし、電流経路を遮断する。その後、遮断制御部31は、スイッチング素子34のオフ/オンを繰り返して電流経路の遮断/遮断解除を繰り返し行うと共に、電流経路を復帰させた際には電流検出部32にて検出される電流と閾値との比較を行って、検出電流が閾値を下回るまで電流経路の遮断/遮断解除を繰り返す。また、遮断制御部31は、閾値を超える電流が検出された後、検出電流が閾値を下回るまで、ステータス信号をハイレベルとして出力する。   When the drive signal is changed to a high level at time t2 and the load 3 is driven, when the current detection unit 32 detects a current exceeding the threshold value, the cutoff control unit 31 sets the cutoff signal to a high level. As a result, the switching element 34 is turned off to interrupt the current path. After that, the interruption control unit 31 repeatedly turns off / on the switching element 34 to repeatedly interrupt / release the current path, and when the current path is restored, the current detection unit 32 detects the current detected by the current detection unit 32. Comparison with the threshold is performed, and the current path is repeatedly interrupted / released until the detected current falls below the threshold. Moreover, the interruption | blocking control part 31 outputs a status signal as a high level until the detection electric current falls below a threshold value after the electric current exceeding a threshold value is detected.

時刻t3にて、検出電流が閾値を下回ることなく駆動信号がローレベルに変化した場合、遮断制御部31はスイッチング素子34のオン/オフの繰り返しを一時的に停止する。このとき、遮断制御部31は、遮断信号をハイレベルで維持し、電流経路を遮断状態で維持すると共に、ステータス信号をハイレベルで維持する。   When the drive signal changes to the low level without the detected current falling below the threshold at time t3, the cutoff control unit 31 temporarily stops the switching element 34 from being turned on / off. At this time, the interruption control unit 31 maintains the interruption signal at a high level, maintains the current path in an interruption state, and maintains the status signal at a high level.

時刻t4、t5にて駆動信号がハイレベルに変化し、電流検出部32の検出電流が閾値を超える場合、遮断制御部31はスイッチング素子34のオフ/オンの繰り返しを再開する。その後、時刻t6にて駆動信号がハイレベルに変化し、電流検出部32の検出電流が閾値を下回った場合、遮断制御部31は遮断信号をローレベルとしてスイッチング素子34をオン状態で維持し、電流経路を復帰させる。これにより、駆動信号がローレベルとなるまで駆動回路20による負荷3の駆動が行われる。また遮断制御部31は、電流検出部32の検出電流が閾値を下回った場合、ステータス信号をローレベルとして出力する。   When the drive signal changes to a high level at times t4 and t5, and the detected current of the current detection unit 32 exceeds the threshold value, the cutoff control unit 31 restarts the switching element 34 off / on repeatedly. Thereafter, when the drive signal changes to a high level at time t6 and the detection current of the current detection unit 32 falls below the threshold, the cutoff control unit 31 sets the cutoff signal to a low level and maintains the switching element 34 in the on state. Restore the current path. As a result, the drive circuit 20 drives the load 3 until the drive signal becomes low level. Moreover, the interruption | blocking control part 31 outputs a status signal as a low level, when the detection electric current of the electric current detection part 32 is less than a threshold value.

このように、第2の遮断方法では、保護回路30は、閾値を超える電流、即ち過電流が検知された場合に、検出電流が閾値を下回るまで、スイッチング素子34のオフ/オンを繰り返して電流経路の遮断/遮断解除を繰り返す。例えば駆動対象の負荷3が、異常状態となった場合であっても短期間に正常状態へ復帰する可能性が高いものである場合などに、保護回路30に第2の遮断方法による電流経路の遮断/遮断解除を行わせることができる。   As described above, in the second cutoff method, when the current exceeding the threshold value, that is, the overcurrent is detected, the protection circuit 30 repeatedly turns off and on the switching element 34 until the detected current falls below the threshold value. Repeat blocking / unblocking of the route. For example, when the load 3 to be driven is in an abnormal state and has a high possibility of returning to a normal state in a short period of time, the protection circuit 30 is provided with a current path by the second interruption method. Blocking / unblocking can be performed.

以上の構成の負荷駆動システム1の負荷駆動部4は、マイコン2からの駆動信号に応じて駆動回路20が負荷3を駆動した場合に、駆動回路20及び負荷3の間の電流経路を流れる電流が閾値を超えたとき、遮断制御部31がスイッチング素子34のオフ/オンを繰り返して電流経路の遮断と遮断から所定時間経過後の遮断解除とを繰り返し行い、繰り返し回数が所定回数を超えた場合に電流経路を遮断状態に維持する構成(第1の遮断方法)とすることにより、駆動回路20がDC的な駆動を行う場合又は周期的な駆動を行う場合のいずれであっても、過電流に対する電流経路の遮断/遮断解除を繰り返し試みることができ、電流経路を遮断しても異常が解消されない場合には、所定回数の繰り返し後に電流経路を完全に遮断して負荷3及び駆動回路20等を保護することができる。   The load drive unit 4 of the load drive system 1 having the above configuration is configured such that the current flowing through the current path between the drive circuit 20 and the load 3 when the drive circuit 20 drives the load 3 according to the drive signal from the microcomputer 2. When the threshold value exceeds the threshold value, the interruption control unit 31 repeatedly turns off / on the switching element 34 to repeatedly interrupt the current path and release the interruption after a predetermined time has elapsed since the interruption, and the number of repetitions exceeds the predetermined number of times. By adopting a configuration in which the current path is maintained in the cut-off state (first cut-off method), the overcurrent can be applied regardless of whether the drive circuit 20 performs DC drive or periodic drive. If the failure is not resolved even if the current path is interrupted, the current path is completely interrupted after a predetermined number of repetitions and the load 3 and It can be protected driving circuit 20 and the like.

また、電流経路の遮断/遮断解除の繰り返し回数をカウントするカウンタ35は、繰り返し回数が所定回数を超えた後にマイコン2から駆動オフの駆動信号が与えられた場合にリセットする構成とすることにより、マイコン2は保護回路30により負荷3の駆動が停止された場合に、駆動オフの駆動信号を出力してカウンタ35をリセットした後、駆動オンの駆動信号を出力して負荷3の駆動を再度試みることができる。   Further, the counter 35 that counts the number of repetitions of interruption / release of the current path is configured to be reset when a drive-off drive signal is given from the microcomputer 2 after the number of repetitions exceeds a predetermined number. When the drive of the load 3 is stopped by the protection circuit 30, the microcomputer 2 outputs a drive-off drive signal and resets the counter 35, then outputs a drive-on drive signal and tries to drive the load 3 again. be able to.

よって、駆動対象の負荷3の種別などに応じてDC的な駆動又は周期的な駆動のいずれを行う場合であっても、過電流に対して適切に電流経路を遮断することができるため、負荷駆動システム1の負荷駆動部4の汎用性を向上することができ、これを用いたECUなどの開発コスト削減及び部品点数削減等を実現することができる。   Therefore, the current path can be appropriately interrupted with respect to overcurrent regardless of whether DC driving or periodic driving is performed according to the type of the load 3 to be driven. The versatility of the load drive unit 4 of the drive system 1 can be improved, and the development cost of the ECU and the like using this can be reduced and the number of parts can be reduced.

また負荷駆動部4の保護回路30は、電流経路の遮断/遮断解除の繰り返し回数が所定回数に達した場合に電流経路を遮断状態で維持する第1の遮断方法、又は、繰り返し回数に関係なく電流経路の遮断/遮断解除の繰り返す第2の遮断方法のいずれかの方法で電流経路の遮断/遮断解除を行うことができ、マイコン2の制御に応じて各負荷駆動部4の保護回路30の遮断方法を個別に切り替えることができる構成とすることにより、各駆動回路20が駆動する負荷3の種別などに応じて遮断方法を個別に設定することができるため、負荷駆動システム1の汎用性を向上することができる。   In addition, the protection circuit 30 of the load driving unit 4 is independent of the first interruption method for maintaining the current path in the interruption state when the number of repetitions of the interruption / release of interruption of the current path reaches a predetermined number, or regardless of the number of repetitions. The current path can be interrupted / disengaged by any one of the second interrupting methods in which the current path is interrupted / interrupted, and the protection circuit 30 of each load drive unit 4 is controlled according to the control of the microcomputer 2. By adopting a configuration in which the shut-off method can be switched individually, the shut-off method can be individually set according to the type of the load 3 driven by each drive circuit 20, so that the versatility of the load drive system 1 can be increased. Can be improved.

また、マイコン2と負荷駆動システム1のシリアル通信部12とがシリアル通信により遮断方法の切り替えに係るデータの送受信を行い、受信したデータに応じて保護機能制御部13が各負荷駆動部4の保護回路30へ切替信号を出力して遮断方法を切り替える構成とすることにより、負荷駆動システム1に設けられる負荷駆動部4の数が多い場合であっても、各負荷駆動部4の保護回路30に対する遮断方法の切り替えを容易且つ確実に行うことができる。   Further, the microcomputer 2 and the serial communication unit 12 of the load drive system 1 transmit and receive data related to switching of the blocking method by serial communication, and the protection function control unit 13 protects each load drive unit 4 according to the received data. By adopting a configuration in which the switching method is switched by outputting a switching signal to the circuit 30, even when the number of the load driving units 4 provided in the load driving system 1 is large, the load driving unit 4 is provided with respect to the protection circuit 30. Switching of the blocking method can be performed easily and reliably.

また、各負荷駆動部4の保護回路30は過電流が検出された場合にハイレベルとなるステータス信号を保護機能制御部13へ出力し、保護機能制御部13は、これらのステータス信号に基づいて各保護回路30の動作状態を示すデータを作成し、このデータをシリアル通信部12からマイコン2へ送信する。これにより、マイコン2は各負荷3の駆動に係る異常などを検出でき、異常に対する処理を実行することができる。   Further, the protection circuit 30 of each load driving unit 4 outputs a status signal that becomes a high level when an overcurrent is detected to the protection function control unit 13, and the protection function control unit 13 is based on these status signals. Data indicating the operation state of each protection circuit 30 is created, and this data is transmitted from the serial communication unit 12 to the microcomputer 2. Thereby, the microcomputer 2 can detect an abnormality related to driving of each load 3 and can execute a process for the abnormality.

なお、本実施の形態においては、負荷駆動システム1が4つの負荷駆動部4(駆動回路20及び保護回路30)を備える構成としたが、これに限るものではなく、3つ以下又は5つ以上の負荷駆動部4を備える構成であってもよい。また、負荷駆動部4の保護回路30が第1の遮断方法又は第2の遮断方法のいずれかで電流経路の遮断/遮断解除を行う構成としたが、これに限るものではなく、保護回路30が第1の遮断方法のみを用いて電流経路の遮断/遮断解除を行う構成であってもよい。また、図1において負荷3の一例として、ドアロック用リレー3a、ライト用リレー3b、ホーン用リレー3c及びインジケータ3dを示したが、負荷3はこれらに限るものではなく、負荷駆動システム1にはその他の様々な負荷3を接続してよい。また、マイコン2及び負荷駆動システム1がシリアル通信によりデータの送受信を行う構成としたが、これに限るものではなく、パラレル通信などの他の通信方式によりデータの送受信を行う構成であってもよい。また、図3及び図4に示した信号波形は一例であって、これに限るものではない。また、図2においてカウンタ35が遮断制御部31と別に設けられる構成としたが、これに限るものではなく、カウンタ35が遮断制御部31内に設けられる構成であってもよい。   In the present embodiment, the load driving system 1 is configured to include the four load driving units 4 (the driving circuit 20 and the protection circuit 30). However, the present invention is not limited to this, and the number is three or less or five or more. The load drive unit 4 may be provided. Further, although the protection circuit 30 of the load driving unit 4 is configured to perform the current path interruption / break release by either the first interruption method or the second interruption method, the present invention is not limited to this. However, the current path may be blocked / released using only the first blocking method. 1 shows a door lock relay 3a, a light relay 3b, a horn relay 3c, and an indicator 3d as an example of the load 3, the load 3 is not limited to these, and the load driving system 1 includes Various other loads 3 may be connected. In addition, the microcomputer 2 and the load driving system 1 are configured to transmit and receive data by serial communication. However, the present invention is not limited to this, and may be configured to transmit and receive data by other communication methods such as parallel communication. . The signal waveforms shown in FIGS. 3 and 4 are examples, and the present invention is not limited to these. In FIG. 2, the counter 35 is provided separately from the shut-off control unit 31. However, the configuration is not limited to this, and the counter 35 may be provided in the shut-off control unit 31.

1 負荷駆動システム
2 マイコン(制御装置)
3 負荷
4 負荷駆動部(負荷駆動装置)
11 駆動機能制御部
12 シリアル通信部(通信手段)
13 保護機能制御部(切替手段)
20 駆動回路(駆動手段)
30 保護回路(遮断手段、解除手段)
31 遮断制御部
32 電流検出部(電流検出手段)
33 比較部(判定手段)
34 スイッチング素子
35 カウンタ
1 Load drive system 2 Microcomputer (control device)
3 Load 4 Load drive unit (load drive device)
11 Drive Function Control Unit 12 Serial Communication Unit (Communication Means)
13 Protection function controller (switching means)
20 Drive circuit (drive means)
30 Protection circuit (shut-off means, release means)
31 Blocking control unit 32 Current detection unit (current detection means)
33 Comparison unit (determination means)
34 Switching element 35 Counter

Claims (5)

制御装置から与えられる駆動オン/オフに係る制御信号に応じて負荷の駆動を行う駆動手段と、
前記駆動手段及び前記負荷の間の電流経路を流れる電流を検出する電流検出手段と、
該電流検出手段にて検出された電流が閾値を超えるか否かを判定する判定手段と、
該判定手段により電流が閾値を超えると判定された場合に、前記負荷及び前記駆動手段の間の電流経路を遮断する遮断手段と、
該遮断手段による前記電流経路の遮断から所定時間経過後に、前記遮断を解除する解除手段と、
前記遮断手段による遮断又は前記解除手段による遮断解除の繰り返し回数をカウントし、該繰り返し回数が所定回数を超えた後、前記制御装置から駆動オフの制御信号が与えられた場合に、カウントした繰り返し回数をリセットするカウンタと
を備え、
前記カウンタがカウントした繰り返し回数が前記所定回数を超えた場合に、前記電流経路を解除せずに遮断を継続するようにしてあること
を特徴とする負荷駆動装置。
Drive means for driving a load in response to a control signal relating to drive on / off given from the control device;
Current detecting means for detecting a current flowing in a current path between the driving means and the load;
Determination means for determining whether or not the current detected by the current detection means exceeds a threshold;
A blocking unit that blocks a current path between the load and the driving unit when the determination unit determines that the current exceeds a threshold;
Release means for releasing the interruption after a predetermined time has elapsed since the interruption of the current path by the interruption means;
Counting the number of repetitions of the blocking by the blocking means or the cancellation of the blocking by the releasing means, and counting the number of repetitions when the control device gives a drive-off control signal after the number of repetitions exceeds a predetermined number And a counter to reset
The load driving device, wherein when the number of repetitions counted by the counter exceeds the predetermined number, the interruption is continued without releasing the current path.
前記繰り返し回数が前記所定回数を超えた場合に、前記電流経路の遮断を継続するか、又は、前記電流経路の遮断及び遮断解除の繰り返しを継続するかを、前記制御装置からの制御に応じて切り替えるようにしてあること
を特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。
When the number of repetitions exceeds the predetermined number, whether to continue the interruption of the current path or to continue the interruption of the current path and the release of the interruption according to the control from the control device The load driving device according to claim 1, wherein the load driving device is switched.
請求項2に記載の負荷駆動装置を複数備え、各負荷駆動装置がそれぞれ異なる負荷を駆動するようにしてあり、
前記制御装置からの制御に応じて、前記繰り返し回数が前記所定回数を超えた場合に、前記電流経路の遮断を継続するか、又は、前記電流経路の遮断及び遮断解除の繰り返しを継続するかを、前記負荷駆動装置毎に個別に切り替える切替手段を備えること
を特徴とする負荷駆動システム。
A plurality of load drive devices according to claim 2 are provided, and each load drive device drives a different load,
In response to control from the control device, when the number of repetitions exceeds the predetermined number, whether to continue the interruption of the current path, or to continue the interruption of the current path and release of the interruption. A load driving system comprising switching means for individually switching for each of the load driving devices.
前記制御装置との間で制御に係る情報の送受信を行う通信手段を更に備え、
前記切替手段は、該通信手段が受信した情報に応じて切り替えを行うようにしてあること
を特徴とする請求項3に記載の負荷駆動システム。
It further comprises communication means for transmitting and receiving information related to control with the control device,
The load driving system according to claim 3, wherein the switching unit is configured to perform switching according to information received by the communication unit.
各負荷駆動装置の遮断手段の動作状態に係る情報を、前記通信手段により前記制御装置へ送信する遮断状態送信手段を更に備えること
を特徴とする請求項4に記載の負荷駆動システム。
The load drive system according to claim 4, further comprising: a cut-off state transmission unit that transmits information related to an operation state of the cut-off unit of each load drive device to the control device by the communication unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013081337A (en) * 2011-10-05 2013-05-02 Ntt Facilities Inc Dc power feeding system
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