JP2012156938A - 誘導性負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】チャンネル毎に独立した駆動指令信号で誘導性負荷を駆動し、チャンネル数や駆動周波数にかかわらず各チャンネルのオフタイミングを自律的に調整する。
【解決手段】マスク信号生成回路３は、何れかのチャンネルの出力トランジスタＴｋがオフしたことを検出すると、当該オフした時点から、当該オフしたチャンネルの出力端子Ｐｋの電圧Ｖｋが所定のしきい値電圧Ｖｔｋ以下に低下する時点まで、他のオンしているチャンネルのマスク信号ＭａｎをＨレベルにし、当該オフ移行チャンネルおよび他のオフしているチャンネルのマスク信号ＭａｎをＬレベルのまま保持する。その結果、他のオンしているチャンネルの駆動指令信号ＳｎがＬレベルに変化しても、駆動信号ＤｎはＨレベルのまま保持され、出力トランジスタＴｎのオフ移行動作が禁止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動指令信号に基づいて誘導性負荷を駆動する複数チャンネル構成の誘導性負荷駆動装置に関する。

インジェクタ、バルブ、リレーなどのように負荷にインダクタンス成分が含まれる場合、出力トランジスタがオフして通電状態から断電状態に移行した瞬間に誘導起電力が発生し、当該出力トランジスタを含むＩＣの出力端子に電源電圧よりも高いフライバック電圧が印加される。アバランシェ期間とも呼ばれるこの期間では、誘導起電力によるエネルギーがＩＣに加わりＩＣが発熱する。

近年のＩＣは、より小さいチップ面積・パッケージ体積へと集積化が進んでいる。このため、同量の誘導起電力エネルギーに対し、ＩＣの破壊耐量が小さくなっている。この問題は、複数のチャンネルを有するＩＣにおいて、出力トランジスタが同時に（以下の説明において同時とは、完全な同一時点のみならず、誘導起電力が重畳する関係となる程度に接近した時間的関係を言う。）オフする場合に一層深刻となる。図１４は、３チャンネルの負荷駆動装置において、駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３のうち駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２が同時にＨレベル（オン指令）からＬレベル（オフ指令）になったために、ＩＣの出力端子に２つのチャンネルの誘導起電力エネルギーが重畳して印加される様子を示している。

複数チャンネルにおける誘導起電力エネルギーの集中を回避するためには、複数の出力チャンネルが同時にオフしないように、オフタイミングを相互時間間隔を持たせるようにずらすことが必要となる。特許文献１記載の位相制御調光装置は、同一電源に複数の調光装置と白熱灯負荷が接続され、１つの共通する制御信号に従って複数の調光装置を位相制御する。その際、単安定マルチバイブレータにより決められた時間だけ各スイッチ素子のターンオフタイミングをずらしている。

特開２０００−２２３２８４号公報

上記位相制御調光装置は、１つの制御信号で全チャンネルを周期的にオンオフさせる構成なので、複数チャンネルの出力トランジスタをチャンネル毎に独立した任意タイミングの駆動指令信号でオンオフさせる誘導性負荷駆動装置に適用することはできない。また、複数チャンネルの誘導性負荷駆動装置をマイコンで制御するとしても、各チャンネルの駆動指令信号のタイミングをタイマ等によりずらすことは、チャンネル数の増大または駆動周波数の高周波化に伴いタイマ資源の不足またはマイコンの処理負担の増加を招くことになる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、チャンネル毎に独立した駆動指令信号で誘導性負荷を駆動する装置であって、チャンネル数や駆動周波数にかかわらず各チャンネルのオフタイミングを自律的に調整することができる誘導性負荷駆動装置を提供することにある。

請求項１に記載した手段によれば、複数チャンネルの出力トランジスタが、それぞれ各出力端子に接続された誘導性負荷を駆動指令信号に基づいて駆動する。マスク信号生成回路は、何れかのチャンネルの出力トランジスタがオフした時点から、当該オフしたチャンネルの出力端子の電圧が所定のしきい値電圧以下に低下した時点まで、他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止させるマスク信号を生成する。マスク制御回路は、各チャンネルの駆動指令信号に対し上記マスク信号によりオフ動作のマスク処理を行って出力トランジスタの駆動信号を生成する。

この構成によれば、何れかのチャンネルの出力トランジスタがオフすると、当該チャンネルのフライバック電圧がしきい値電圧以下に低下するまでの期間、チャンネル数や駆動周波数にかかわらず他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作が確実に禁止される。従って、各チャンネルの駆動指令信号のタイミング如何にかかわらず、各チャンネルのオフ移行タイミングが自律的に相互時間間隔を持つようにずらされる。また、実際のフライバック電圧に基づいてマスク信号を生成するので、誘導起電力エネルギーの集中を回避するのに必要最小限のマスク期間を設定することができ、他のチャンネルにおける駆動指令信号に対するオフ移行タイミングの遅れを最小限に抑えることができる。

請求項２に記載した手段によれば、誘導性負荷の駆動に供する電源電圧を検出する電源電圧検出回路を備えている。マスク信号生成回路は、検出電源電圧が高くなるほど所定のしきい値電圧を低く設定する。この構成によれば、ＩＣが誘導起電力エネルギーの集中によるストレスを避けつつ、駆動指令信号に対するオフ移行タイミングの遅れを極力小さくすることができる。

請求項３に記載した手段によれば、誘導性負荷駆動装置がＩＣとして構成されており、当該ＩＣの内部または周囲の温度を検出する温度検出手段を備えている。マスク信号生成回路は、検出温度が高くなるほど所定のしきい値電圧を低く設定する。この構成によれば、ＩＣが誘導起電力エネルギーの集中による熱的破壊耐量限界を超えないようにしつつ、駆動指令信号に対するオフ移行タイミングの遅れを極力小さくすることができる。

請求項４に記載した手段によれば、マスク信号生成回路は、何れかのチャンネルの出力トランジスタがオフした時点から所定の待機時間（例えば当該チャンネルのフライバック電圧が十分に低下するまでの時間）が経過した時点まで、他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止させるマスク信号を生成する。すなわち、オフしたチャンネルのフライバック電圧がしきい値電圧以下にまで低下した条件と所定の待機時間が経過した条件とがともに成立したことがマスク解除条件となる。その結果、より確実に誘導起電力エネルギーの集中を回避することができる。

請求項５に記載した手段によれば、誘導性負荷の駆動に供する電源電圧を検出する電源電圧検出回路を備えている。マスク信号生成回路は、検出電源電圧が高くなるほど所定の待機時間を長く設定する。この構成によれば、ＩＣが誘導起電力エネルギーの集中による熱的破壊耐量限界を超えないようにしつつ、駆動指令信号に対するオフタイミングの遅れを極力小さくすることができる。

請求項６に記載した手段によれば、誘導性負荷駆動装置がＩＣとして構成されており、当該ＩＣの内部または周囲の温度を検出する温度検出手段を備えている。マスク信号生成回路は、検出温度が高くなるほど所定の待機時間を長く設定する。この構成によれば、ＩＣが誘導起電力エネルギーの集中による熱的破壊耐量限界を超えないようにしつつ、駆動指令信号に対するオフタイミングの遅れを極力小さくすることができる。

請求項７に記載した手段によれば、複数チャンネルの出力トランジスタが、それぞれ各出力端子に接続された誘導性負荷を駆動指令信号に基づいて駆動する。マスク信号生成回路は、何れかのチャンネルの出力トランジスタがオフした時点から所定の待機時間が経過した時点まで、他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止させるマスク信号を生成する。マスク制御回路は、各チャンネルの駆動指令信号に対し上記マスク信号によりオフ動作のマスク処理を行って出力トランジスタの駆動信号を生成する。

この構成によれば、何れかのチャンネルの出力トランジスタがオフすると、所定の待機時間が経過するまでの期間、チャンネル数や駆動周波数にかかわらず他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作が確実に禁止される。従って、従って、各チャンネルの駆動指令信号のタイミング如何にかかわらず、各チャンネルのオフ移行タイミングが自律的に相互時間間隔を持つようにずらされる。

請求項８に記載した手段によれば、マスク信号生成回路は、最先にオンしたチャンネルの出力トランジスタがオフするまでは、後にオンしたチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止するマスク信号を生成する。この構成によれば、先にオンしたチャンネルほど優先的にオフ状態に移行できることになり、各チャンネルの駆動指令信号のタイミングにかかわらず、自律的にオフタイミングの調整が行われる。最先にオンしたチャンネルの出力トランジスタがオフしたときは、次に早くオンしたチャンネルの出力トランジスタが、上述した各種マスク信号に従って同時オフとならないように時間経過した後オフ状態に移行する。

請求項９に記載した手段によれば、各チャンネルに対し出力トランジスタをオフ動作させる優先順位が与えられている。マスク信号生成回路は、オンしているチャンネルのうちで最も優先順位が高いチャンネルの出力トランジスタがオフするまでは、他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止するマスク信号を生成する。この構成によれば、オン状態にあるチャンネルは、優先順位に従って順次オフ状態に移行できる。出力トランジスタがオフしたときは、次に優先されるチャンネルの出力トランジスタが、上述した各種マスク信号に従って同時オフとならないように時間経過した後オフ状態に移行する。

請求項１０に記載した手段によれば、誘導性負荷駆動装置がＩＣとして構成されており、当該ＩＣの内部または周囲の温度を検出する温度検出手段を備えている。マスク信号生成回路は、検出温度が所定のしきい値温度以上であることを条件としてマスク信号を生成する。この構成によれば、ＩＣが誘導起電力エネルギーの集中による熱的破壊耐量限界を超えない場合にはマスク制御が行われない。従って、この場合には駆動指令信号に対するオフタイミングの遅れは生じない。

本発明の第１の実施形態を示す負荷駆動装置のブロック構成図 マスク信号Ｍａｎの作用を説明するための波形図 本発明の第２の実施形態を示す図１相当図 マスク信号Ｍｂｎの作用を説明するための波形図 本発明の第３の実施形態を示す図１相当図 本発明の第４の実施形態を示す図１相当図 マスク信号Ｍｃｎの作用を説明するための波形図 本発明の第５の実施形態を示す図１相当図 マスク信号Ｍｄｎの作用を説明するための波形図 本発明の第６の実施形態を示す図１相当図 検出温度に応じたマスク制御を説明するための波形図 本発明の第７の実施形態を示す図１相当図 本発明の第８の実施形態を示す図１相当図 従来技術を示す波形図

各実施形態において実質的に同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態について図１および図２を参照しながら説明する。図１は、ＩＣとして構成された負荷駆動装置のブロック構成図である。負荷駆動装置１（誘導性負荷駆動装置）は、入力端子Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３にそれぞれ入力される独立した駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に基づいて、出力端子Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と電源線２との間にそれぞれ接続された負荷Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３を駆動するものである。ここでは３チャンネルの駆動回路を示しているが、２チャンネルまたは４チャンネル以上を備えていてもよい。電源線２には車載バッテリ（図示せず）から電源電圧ＶＢが供給されている。負荷Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、インジェクタ、バルブ、リレーなどのような誘導性負荷である。

入力端子Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３に入力される駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は、それぞれマスク制御回路であるＯＲゲートＮ１、Ｎ２、Ｎ３を通して駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３とされ、これら駆動信号Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は出力トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３に与えられる。出力トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、例えばＮチャネル型ＭＯＳトランジスタ、ＮＰＮ形トランジスタまたはＮチャネル型ＩＧＢＴである。後述するマスク信号Ｍａｎ（ｎ＝１、２、３）がＬレベルの場合、駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がＨレベルの時に出力トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３がオンし、Ｌレベルの時にオフする。

マスク信号生成回路３は、各チャンネルのしきい値電圧Ｖｔｎを生成するしきい値電圧生成回路と、各チャンネルの出力端子電圧Ｖｎとしきい値電圧Ｖｔｎを比較する比較器とを備えている。しきい値電圧Ｖｔｎは、ＩＣの印加エネルギー耐量およびオフ移行タイミングの遅れの最小化の観点から定められている。すなわち、しきい値電圧Ｖｔｎは、オフした直後のフライバック電圧（最大値）とＶｔｎに等しい電圧値を持つフライバック電圧とがそれぞれ異なるチャンネルの出力端子に同時に印加されたとき、ＩＣが耐え得る電圧範囲内において極力高い電圧（つまりオフ移行タイミングの遅れが極力小さい電圧）に定められている。

マスク信号生成回路３は、出力端子電圧Ｖｎまたは駆動指令信号Ｓｎに基づいて、何れかのチャンネルｋの出力トランジスタＴｋがオフしたことを検出すると、当該オフした時点から、当該オフしたチャンネルｋの出力端子Ｐｋの電圧Ｖｋが所定のしきい値電圧Ｖｔｋ以下に低下する時点まで、他のオンしているチャンネルのマスク信号ＭａｎをＨレベルにし、当該オフ移行チャンネルｋおよび他のオフしているチャンネルのマスク信号ＭａｎをＬレベルのまま保持する。ただし、出力端子Ｐｋの電圧Ｖｋがしきい値電圧Ｖｔｋを超えない場合には、他のオンしているチャンネルのマスク信号ＭａｎはＬレベルのままである。

その結果、他のオンしているチャンネルの駆動信号Ｄｎは、駆動指令信号ＳｎがＬレベルに変化してもＨレベルのまま保持され、出力トランジスタＴｎのオフ移行動作が禁止される。なお、しきい値電圧生成回路は、電源電圧ＶＢの変化とは関係なく絶対的なしきい値電圧Ｖｔｎを生成するが、電源電圧ＶＢの変化と関連付けて（例えば比例させて）相対的にしきい値電圧Ｖｔｎを生成してもよい。

図２は、マスク信号Ｍａｎの作用を説明するための波形図である。波形は、上から順に駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、マスク信号Ｍａ１、出力端子電圧Ｖ１、マスク信号Ｍａ２、出力端子電圧Ｖ２、マスク信号Ｍａ３、出力端子電圧Ｖ３を表している。駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がＨレベルになると出力トランジスタＴ１、Ｔ２、Ｔ３は直ちにオンする（時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３）。一方、駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３がＬレベルになると（時刻ｔ４、ｔ５、ｔ８）、オフ移行へのマスク制御が行われる。

チャンネル１の駆動指令信号Ｓ１が最先にＬレベルに変化すると（時刻ｔ４）、マスク信号Ｍａ１がＬレベルであることから出力トランジスタＴ１が直ちにオフする。このとき、負荷Ｌ１により誘導起電力が発生し、出力端子Ｐ１に電源電圧ＶＢよりも高いフライバック電圧が印加される。マスク信号生成回路３は、出力端子電圧Ｖ１がしきい値電圧Ｖｔ１以下に低下する時刻ｔ６まで、他のチャンネル２、３のマスク信号Ｍａ２、Ｍａ３をＨレベルにする。このマスク期間中、時刻ｔ５においてチャンネル２の駆動指令信号Ｓ２がＬレベルに変化するが、マスク信号Ｍａ２がＨレベルに制御されているので、駆動信号Ｄ２はＨレベルのまま保持され、出力トランジスタＴ２のオフ移行動作が禁止される。

マスク信号生成回路３が時刻ｔ６でマスク信号Ｍａ２をＬレベルに戻すと、オフ移行動作が許可されて出力トランジスタＴ２がオフする。このときも、負荷Ｌ２により誘導起電力が発生し、出力端子Ｐ２にフライバック電圧が印加される。マスク信号生成回路３は、出力端子電圧Ｖ２がしきい値電圧Ｖｔ２以下に低下する時刻ｔ７まで、他のオンしているチャンネル３のマスク信号Ｍａ３を引き続きＨレベルに保つ。マスク信号生成回路３が時刻ｔ７でマスク信号Ｍａ３をＬレベルに戻すとオフ移行動作が許可されるため、その後駆動指令信号Ｓ３がＬレベルに変化すると（時刻ｔ８）出力トランジスタＴ３は直ちにオフする。

本実施形態の負荷駆動装置１によれば、チャンネル毎に独立した駆動指令信号Ｓｎで負荷Ｌｎを個別に駆動する場合において、ＩＣ内の１つのチャンネルの出力トランジスタＴｋがオフすると、他のチャンネルの出力トランジスタＴｎのオフ移行動作が確実に禁止される。各チャンネルの駆動指令信号Ｓｎのタイミングにかかわらず、各チャンネルのオフタイミングが自律的にずれて相互間隔を持つようになるので、ＩＣにおける誘導起電力エネルギーの集中を回避することができる。本マスク制御は、チャンネル数が増えても或いは駆動周波数が高くなっても適用可能である。

オフ移行チャンネルの出力端子電圧Ｖｋ（フライバック電圧）の低下状態に基づいてマスク解除を行うので、誘導起電力エネルギーの集中を回避するのに必要最小限のマスク期間を設定でき、他のチャンネルのオフ移行タイミングの遅れを最小限に抑えることができる。また、フライバック電圧がしきい値電圧Ｖｔｎより低い場合には、マスク制御が行われないので、駆動指令信号Ｓｎに対するオフタイミングの遅れの発生を回避することができる。さらに、負荷駆動装置１は、マイコンを用いたソフトウェア制御ではなくハードウェア回路により構成されているので応答速度に優れている。

（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について図３および図４を参照しながら説明する。図３に示す負荷駆動装置４は、図１に示す負荷駆動装置１に対し、マスク信号生成回路３に替えてマスク信号生成回路５を備えている点が異なる。その他の構成は、負荷駆動装置１と同様である。

マスク信号生成回路５は、所定の待機時間を計時するタイマ回路を備えている。待機時間は、ＩＣの印加エネルギー耐量およびオフ移行タイミングの遅れの最小化の観点から定められている。すなわち、オフした直後のフライバック電圧（最大値）と待機時間経過後のフライバック電圧とがそれぞれ異なるチャンネルの出力端子に同時に印加されたとき、ＩＣが耐え得る時間範囲内において極力短い時間（つまりオフ移行タイミングの遅れが極力小さい時間）に定められている。

マスク信号生成回路５は、駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３に基づいて、何れかのチャンネルｋの出力トランジスタＴｋがオフしたことを検出すると、当該オフした時点から待機時間が経過する時点まで、他のオンしているチャンネルのマスク信号ＭｂｎをＨレベルにし、当該オフ移行チャンネルおよび他のオフしているチャンネルのマスク信号ＭｂｎをＬレベルのまま保持する。その結果、他のオンしているチャンネルの駆動信号Ｄｎは、駆動指令信号Ｓｎの変化にかかわらずＨレベルのまま保持されて、出力トランジスタＴｎのオフ移行動作が禁止される。

図４は、マスク信号Ｍｂｎの作用を説明するための図２相当図である。マスク信号生成回路５は、チャンネル１の駆動指令信号Ｓ１が最先にＬレベルに変化するとタイマ回路を動作させ（時刻ｔ４）、待機時間が経過する時刻ｔ６まで、他のオンしているチャンネル２、３のマスク信号Ｍｂ２、Ｍｂ３をＨレベルにする。時刻ｔ６で出力トランジスタＴ２がオフしたときも、待機時間が経過する時刻ｔ７まで、他のオンしているチャンネル３のマスク信号Ｍｂ３をＨレベルにする。

本実施形態の負荷駆動装置４によっても、チャンネル毎に独立した駆動指令信号Ｓｎで負荷Ｌｎを個別に駆動する場合、ＩＣ内の１つのチャンネルの出力トランジスタＴｋがオフすると、他のチャンネルの出力トランジスタＴｎのオフ移行動作が確実に禁止される。各チャンネルの駆動指令信号Ｓｎのタイミングにかかわらず、各チャンネルのオフタイミングが自律的にずれて相互間隔を持つようになるので、ＩＣにおける誘導起電力エネルギーの集中を回避することができる。本マスク制御は、チャンネル数が増えても或いは駆動周波数が高くなっても適用可能である。また、ハードウェア回路により構成されているので応答速度に優れている。

（第３の実施形態）
図５に示す負荷駆動装置６は、図１に示すマスク信号生成回路３と図３に示すマスク信号生成回路５をともに備えた構成である。これらマスク信号生成回路３、５は、一体となって本発明でいうマスク信号生成回路を構成している。何れかのチャンネルの出力トランジスタＴｋがオフすると、マスク信号生成回路３、５はそれぞれ上述したようにマスク信号Ｍａｎ、Ｍｂｎを生成する。ＯＲゲートＮｎは、それぞれ駆動指令信号Ｓｎ、マスク信号Ｍａｎ、ＭｂｎのＯＲ信号である駆動信号Ｄｎを出力する。

本実施形態によれば、オフ移行チャンネルｋの出力端子電圧Ｖｋ（フライバック電圧）がしきい値電圧Ｖｔｋ以下にまで低下し、且つ、所定の待機時間が経過したことを条件として他のオンしているチャンネルのマスクが解除される。従って、上記各実施形態の効果に加え、より確実に誘導起電力エネルギーの集中を回避することができる。

（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について図６および図７を参照しながら説明する。図６に示す負荷駆動装置７は、図５に示す負荷駆動装置６に対しマスク信号生成回路８を備えている点および２チャンネル構成とした点が異なる（後述のように３チャンネルで構成することも可能である）。マスク信号生成回路８は、マスク信号生成回路３およびマスク信号生成回路５と一体となって本発明でいうマスク信号生成回路を構成している。その他の構成は負荷駆動装置６と同様である。

マスク信号生成回路８は、最先にオンしたチャンネルｋの出力トランジスタＴｋがオフするまでは、後にオンしたチャンネルｎの出力トランジスタＴｎのオフ移行動作を禁止するマスク信号Ｍｃｎを生成する。図７は、マスク信号Ｍｃｎの作用を説明するための波形図である。波形は、上から順に駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、出力端子電圧Ｖ１、マスク信号Ｍａ２、Ｍｂ２、Ｍｃ２、出力端子電圧Ｖ２を表している。

時刻ｔ１で先に駆動指令信号Ｓ１がＨレベルに変化すると、マスク信号生成回路８は、駆動指令信号Ｓ１がＬレベルに変化して出力トランジスタＴ１がオフするまでの期間、マスク信号Ｍｃ２をＨレベルに保つ。時刻ｔ２で駆動指令信号Ｓ２がＨレベルに変化し、時刻ｔ３で駆動指令信号Ｓ２がＳ１よりも先にＬレベルに変化する場合、マスク信号Ｍｃ２がＨレベルに制御されているので、駆動信号Ｄ２はＨレベルのまま保持され、出力トランジスタＴ２のオフ移行動作が禁止される。

出力トランジスタＴ１がオフすると（時刻ｔ４）、マスク信号生成回路３は、出力端子電圧Ｖ１がしきい値電圧Ｖｔ１以下に低下する時点までマスク信号Ｍａ２をＨレベルに保ち（時刻ｔ５まで）、マスク信号生成回路５は、待機時間が経過する時点までマスク信号Ｍｂ２をＨレベルに保つ（時刻ｔ６まで）。時刻ｔ６でマスク信号Ｍａ２、Ｍｂ２がともにＬレベルになると、チャンネル２のオフ移行動作が許可されて出力トランジスタＴ２がオフする。

本実施形態によれば、第３の実施形態と同様の作用および効果に加え、先にオンしたチャンネルほど優先的にオフ状態に移行できることになり、各チャンネルの駆動指令信号Ｓｎのタイミングにかかわらず自律的にオフタイミングの調整を行うことができる。３チャンネル以上の場合には、最先にオンしたチャンネルｋの出力トランジスタＴｋがオフしたとき、次に早くオンしたチャンネルの出力トランジスタＴｎが駆動指令信号Ｓｎおよびマスク信号Ｍａｎ、Ｍｂｎに従って同時オフを避けつつオフ状態に移行する。

（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について図８および図９を参照しながら説明する。図８に示す負荷駆動装置９は、図６に示す負荷駆動装置７に対し、マスク信号生成回路８に替えてマスク信号生成回路１０を備えている点が異なる。マスク信号生成回路１０は、マスク信号生成回路３およびマスク信号生成回路５と一体となって本発明でいうマスク信号生成回路を構成している。

各チャンネルには、オンしている出力トランジスタＴｎをオフに移行させる優先順位が予め設定されている。本実施形態では、チャンネル１の優先度がチャンネル２の優先度よりも高く設定されているものとする。マスク信号生成回路１０は、オンしているチャンネルのうちで最も優先順位が高いチャンネル１の出力トランジスタＴ１がオフするまでは、オンしている他のチャンネル２の出力トランジスタＴ２のオフ移行動作を禁止するマスク信号Ｍｄ２を生成する。

図９は、マスク信号Ｍｄｎの作用を説明するための波形図である。時刻ｔ１で優先順位が高いチャンネル１の駆動指令信号Ｓ１がＨレベルに変化すると、マスク信号生成回路１０は、駆動指令信号Ｓ１がＬレベルに変化して出力トランジスタＴ１がオフするまでの期間、マスク信号Ｍｄ２をＨレベルに保つ。時刻ｔ２で駆動指令信号Ｓ２がＨレベルに変化し、時刻ｔ３において駆動指令信号Ｓ２がＳ１よりも先にＬレベルに変化する場合、マスク信号Ｍｄ２がＨレベルに制御されているので、駆動信号Ｄ２はＨレベルのまま保持され、出力トランジスタＴ２のオフ移行動作が禁止される。

駆動指令信号Ｓ１がＬレベルに変化して出力トランジスタＴ１がオフするとマスク信号Ｍｄ２はＬレベルに戻るが、ＩＣへの誘導起電力エネルギーの集中を回避するためマスク信号Ｍａ２、Ｍｂ２がＨレベルとなる。これらマスク信号Ｍａ２、Ｍｂ２がともにＬレベルに戻った時刻ｔ６で、チャンネル２のオフ移行動作が許可されて出力トランジスタＴ２がオフする。

本実施形態によっても、第３の実施形態と同様の作用および効果に加え、オン状態にあるチャンネルを優先順位に従って順次オフ状態に移行でき、各チャンネルの駆動指令信号Ｓｎのタイミングにかかわらず自律的にオフタイミングの調整を行うことができる。３チャンネル以上の場合には、オンしているチャンネルのうち優先順位が最も高いチャンネルの出力トランジスタＴｋがオフしたときは、次に優先されるチャンネルの出力トランジスタＴｎが駆動指令信号Ｓｎおよびマスク信号Ｍａｎ、Ｍｂｎに従って同時オフとならないように時間経過した後オフ状態に移行する。

（第６の実施形態）
第６の実施形態について図１０および図１１を参照しながら説明する。図１０に示す負荷駆動装置１１は、ＩＣの内部温度を検出する温度検出回路１２（温度検出手段）を備えている。マスク信号生成回路１３、１４は、それぞれ上述したマスク信号生成回路３、５と同様にしてマスク信号Ｍａｎ、Ｍｂｎを生成するが、温度検出回路１２による検出温度が所定のしきい値温度以上である時に限りマスク信号Ｍａｎ、Ｍｂｎを生成する点が異なっている。検出温度が上記しきい値温度未満の時には、全チャンネルのマスク信号Ｍａｎ、ＭｂｎをＬレベルにする。

図１１は、検出温度に応じたマスク制御を説明するための波形図である。波形は、上から順に駆動指令信号Ｓ１、Ｓ２、検出温度、出力端子電圧Ｖ１、マスク信号Ｍａ２、Ｍｂ２、出力端子電圧Ｖ２を表している。時刻ｔ５までは検出したＩＣの内部温度がしきい値温度より低く、時刻ｔ５以降はしきい値温度以上となっている。

このしきい値温度は、全てのチャンネルの出力トランジスタＴ１、Ｔ２が同時にオフし、ＩＣに対し誘導起電力エネルギーが重畳的に印加されたとしても、ＩＣに劣化を生じさせない温度に設定されている。従って、検出温度がしきい値温度より低い期間ではマスク制御は行われない。一方、検出温度がしきい値温度以上の期間では、上述したようにマスク信号Ｍａ２、Ｍｂ２によりチャンネル２のオフ移行動作が禁止される。

本実施形態によれば、ＩＣが複数チャンネル分の誘導起電力エネルギーの集中による熱的破壊耐量限界を超えない期間ではマスク制御を行わないので、当該期間ではオフタイミングの遅れが生じない。すなわち、オフタイミングの遅れの発生を必要最小限に抑えることができる。

（第７の実施形態）
図１２に示す負荷駆動装置１５は、第６の実施形態と同様にＩＣの内部温度を検出する温度検出回路１２（温度検出手段）を備えている。マスク信号生成回路１６は、上述したマスク信号生成回路３と同様にしてマスク信号Ｍａｎを生成するが、検出温度が高くなるほどしきい値電圧Ｖｔｎを低く設定している点が異なる。また、マスク信号生成回路１７は、上述したマスク信号生成回路５と同様にしてマスク信号Ｍｂｎを生成するが、検出温度が高くなるほど待機時間を長く設定している点が異なる。本実施形態によれば、ＩＣが誘導起電力エネルギーの集中による熱的破壊耐量限界を超えないようにしつつ、オフタイミングの遅れを極力小さくすることができる。

（第８の実施形態）
図１３に示す負荷駆動装置１８は、負荷Ｌｎの駆動に供する電源電圧ＶＢを検出する電源電圧検出回路１９を備えている。マスク信号生成回路２０は、上述したマスク信号生成回路３と同様にしてマスク信号Ｍａｎを生成するが、電源電圧検出回路１９により検出された電源電圧ＶＢが高くなるほどしきい値電圧Ｖｔｎを低く設定している点が異なる。また、マスク信号生成回路２１は、上述したマスク信号生成回路５と同様にしてマスク信号Ｍｂｎを生成するが、電源電圧検出回路１９により検出された電源電圧ＶＢが高くなるほど待機時間を長く設定している点が異なる。

このように設定するのは、電源電圧ＶＢが高くなるほど負荷Ｌｎに流れる電流が増大し、オフ移行時の誘導起電力エネルギーが増大するためである。本実施形態によれば、ＩＣが誘導起電力エネルギーの集中による熱的破壊耐量限界を超えないようにしつつ、オフタイミングの遅れを極力小さくすることができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形、拡張を行うことができる。

各実施形態は２チャンネルまたは３チャンネルの構成としたが、複数チャンネルの構成であればチャンネル数にかかわらず同様の作用および効果が得られる。
出力トランジスタＴｎおよび負荷Ｌｎをロウサイド駆動の形式としたが、ハイサイド駆動の形式としてもよい。
上述した各実施形態の２以上を組み合わせた構成としてもよい。この場合、種々のマスク信号生成回路は一体となって本発明でいうマスク信号生成回路を構成する。組み合わせは例えば以下の構成となる。

第４の実施形態の負荷駆動装置７において、マスク信号生成回路３およびマスク信号生成回路５の何れか一方を省略した構成としてもよい。
第５の実施形態の負荷駆動装置９において、マスク信号生成回路３およびマスク信号生成回路５の何れか一方を省略した構成としてもよい。

第６の実施形態の負荷駆動装置１１において、マスク信号生成回路１３およびマスク信号生成回路１４の何れか一方を省略した構成としてもよい。また、マスク信号生成回路１３およびマスク信号生成回路１４の何れか一方だけが検出温度としきい値温度との比較に基づいてマスク信号を生成し、他方は常にマスク信号を生成するように構成してもよい。

第７の実施形態の負荷駆動装置１５において、マスク信号生成回路１６およびマスク信号生成回路１７の何れか一方を省略した構成としてもよい。また、マスク信号生成回路１６およびマスク信号生成回路１７の何れか一方だけが検出温度に応じてしきい値電圧Ｖｔｎまたは待機時間を変化させるように構成してもよい。

第８の実施形態の負荷駆動装置１８において、マスク信号生成回路２０およびマスク信号生成回路２１の何れか一方を省略した構成としてもよい。また、マスク信号生成回路２０およびマスク信号生成回路２１の何れか一方だけが電源電圧ＶＢに応じてしきい値電圧Ｖｔｎまたは待機時間を変化させるように構成してもよい。

第６の実施形態と第７の実施形態とを組み合わせた構成としてもよい。すなわち、マスク信号生成回路１６、１７は、温度検出回路１２による検出温度が所定のしきい値温度以上である時に限りマスク信号Ｍａｎ、Ｍｂｎを生成する。この場合も、何れか一方のマスク信号生成回路を省略した構成としてもよい。また、何れか一方だけが検出温度に応じてしきい値電圧Ｖｔｎまたは待機時間を変化させるように構成してもよい。さらに、何れか一方だけが検出温度としきい値温度との比較に基づいてマスク信号を生成し、他方は常にマスク信号を生成するように構成してもよい。

第６の実施形態と第８の実施形態とを組み合わせた構成としてもよい。すなわち、温度検出回路１２と電源電圧検出回路１９とを備え、マスク信号生成回路２０、２１は、温度検出回路１２による検出温度が所定のしきい値温度以上である時に限りマスク信号Ｍａｎ、Ｍｂｎを生成する。この場合も、何れか一方のマスク信号生成回路を省略した構成としてもよい。また、何れか一方だけが電源電圧ＶＢに応じてしきい値電圧Ｖｔｎまたは待機時間を変化させるように構成してもよい。さらに、何れか一方だけが検出温度としきい値温度との比較に基づいてマスク信号を生成し、他方は常にマスク信号を生成するように構成してもよい。

第７の実施形態と第８の実施形態とを組み合わせた構成としてもよい。すなわち、温度検出回路１２と電源電圧検出回路１９とを備え、検出温度が高くなるほどおよび電源電圧ＶＢが高くなるほどしきい値電圧Ｖｔｎを低く設定してマスク信号生成回路３と同様にマスク信号Ｍａｎを生成するマスク信号生成回路と、検出温度が高くなるほどおよび電源電圧ＶＢが高くなるほど待機時間を長く設定してマスク信号生成回路５と同様にマスク信号Ｍｂｎを生成するマスク信号生成回路とを備える。この場合も、何れか一方のマスク信号生成回路を省略した構成としてもよい。また、何れか一方だけが検出温度に応じてしきい値電圧Ｖｔｎまたは待機時間を変化させるように構成し、何れか一方だけが電源電圧ＶＢに応じてしきい値電圧Ｖｔｎまたは待機時間を変化させるように構成してもよい。

第６、第７、第８の実施形態およびこれらを組み合わせた上記変形構成に対し、それぞれマスク信号生成回路８またはマスク信号生成回路１０を組み合わせてもよい。
第６、第７の実施形態および上記組み合わせ構成において、温度検出回路１２はＩＣの周囲の温度（外部温度）を検出してもよい。

図面中、１、４、６、７、９、１１、１５、１８は負荷駆動装置（誘導性負荷駆動装置）、３、５、８、１０、１３、１４、１６、１７、２０、２１はマスク信号生成回路、１２は温度検出回路（温度検出手段）、１９は電源電圧検出回路、Ｎ１、Ｎ２、Ｎ３はマスク制御回路、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３は出力トランジスタ、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は出力端子、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は負荷（誘導性負荷）、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３は駆動指令信号、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３は駆動信号、Ｍａ１、Ｍａ２、Ｍａ３、Ｍｂ１、Ｍｂ２、Ｍｂ３はマスク信号である。

Claims (10)

1. 各出力端子に接続された誘導性負荷を駆動指令信号に基づいて駆動する複数チャンネルの出力トランジスタと、
   何れかのチャンネルの出力トランジスタがオフした時点から、当該オフしたチャンネルの出力端子の電圧が所定のしきい値電圧以下に低下した時点まで、他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止させるマスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
   各チャンネルの駆動指令信号に対し前記マスク信号によりオフ移行動作のマスク処理を行って出力トランジスタの駆動信号を生成するマスク制御回路とを備えていることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
2. 前記誘導性負荷の駆動に供する電源電圧を検出する電源電圧検出回路を備え、
   前記マスク信号生成回路は、前記検出電源電圧が高くなるほど前記所定のしきい値電圧を低く設定することを特徴とする請求項１記載の誘導性負荷駆動装置。
3. ＩＣとして構成されており、当該ＩＣの内部または周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記マスク信号生成回路は、前記検出温度が高くなるほど前記所定のしきい値電圧を低く設定することを特徴とする請求項１または２記載の誘導性負荷駆動装置。
4. 前記マスク信号生成回路は、何れかのチャンネルの出力トランジスタがオフした時点から所定の待機時間が経過した時点まで、他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止させるマスク信号を生成することを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の誘導性負荷駆動装置。
5. 前記誘導性負荷の駆動に供する電源電圧を検出する電源電圧検出回路を備え、
   前記マスク信号生成回路は、前記検出電源電圧が高くなるほど前記所定の待機時間を長く設定することを特徴とする請求項４記載の誘導性負荷駆動装置。
6. ＩＣとして構成されており、当該ＩＣの内部または周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記マスク信号生成回路は、前記検出温度が高くなるほど前記所定の待機時間を長く設定することを特徴とする請求項４または５記載の誘導性負荷駆動装置。
7. 各出力端子に接続された誘導性負荷を駆動指令信号に基づいて駆動する複数チャンネルの出力トランジスタと、
   何れかのチャンネルの出力トランジスタがオフした時点から所定の待機時間が経過した時点まで、他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止させるマスク信号を生成するマスク信号生成回路と、
   各チャンネルの駆動指令信号に対し前記マスク信号によりオフ移行動作のマスク処理を行って出力トランジスタの駆動信号を生成するマスク制御回路とを備えていることを特徴とする誘導性負荷駆動装置。
8. 前記マスク信号生成回路は、最先にオンしたチャンネルの出力トランジスタがオフするまでは、後にオンしたチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止するマスク信号を生成することを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の誘導性負荷駆動装置。
9. 各チャンネルに対し出力トランジスタにオフ移行動作をさせる優先順位が与えられており、
   前記マスク信号生成回路は、オンしているチャンネルのうちで最も優先順位が高いチャンネルの出力トランジスタがオフするまでは、他のチャンネルの出力トランジスタのオフ移行動作を禁止するマスク信号を生成することを特徴とする請求項１ないし７の何れかに記載の誘導性負荷駆動装置。
10. ＩＣとして構成されており、当該ＩＣの内部または周囲の温度を検出する温度検出手段を備え、
    前記マスク信号生成回路は、前記検出温度が所定のしきい値温度以上であることを条件として前記マスク信号を生成することを特徴とする請求項１ないし９の何れかに記載の誘導性負荷駆動装置。

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