JP2016101068A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品コストの上昇や製品サイズの大型化を抑制しつつ、短絡故障の検出を可能とした負荷駆動装置を提供すること。
【解決手段】負荷駆動装置１０が停止しているときに、暗電流が流れることを防止する暗電流防止用トランジタとしてのＭＯＳＦＥＴ１４、及び、負荷駆動装置１０が車載バッテリ１１に対して逆極性にて接続された場合に、負荷駆動装置１０に電流が流れること禁止する保護用トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ２０のオン抵抗を利用して、負荷であるモータ３０の電源側に流れる電流、及びグランド側に流れる電流を検出する。このため、製品コストの上昇や製品サイズの大型化を抑制しつつ、短絡故障の検出が可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷へ通電する電流を制御して、負荷を駆動する負荷駆動装置に関する。

例えば、特許文献１には、短絡故障を確実に検出できるようにした負荷駆動装置が開示されている。この負荷駆動装置は、負荷としてのソレノイドをＰＷＭ駆動するものであり、ＰＷＭ駆動のオフ期間にソレノイド電流が還流される還流経路内であって、ソレノイドとグランドとの間にシャント抵抗を設けている。さらに、電源と還流回路との間の給電線にも、シャント抵抗を設けている。

そして、給電線に設けたシャント抵抗によって検出される総電流と、還流経路に設けたシャント抵抗によって検出される負荷電流とが等しいか否かに基づいて短絡故障を検出する。具体的には、総電流と負荷電流とが等しい場合、短絡故障がなく、正常であると判定する。一方、例えば、負荷電流が総電流よりも大きくなる場合には、電源への短絡故障（天絡故障）が発生したと判定し、負荷電流が総電流よりも小さくなる場合には、グランドへの短絡故障（地絡故障）が発生したと判定する。

特開２０１３−４４６６８号公報

しかしながら、特許文献１のように、負荷の電源側（ハイサイド側）とグランド側（ローサイド側）にそれぞれシャント抵抗を設けた場合、部品点数の増加による製品コストの上昇や、製品サイズの大型化を招いてしまうという問題がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、製品コストの上昇や製品サイズの大型化を抑制しつつ、短絡故障の検出を可能とした負荷駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１発明による負荷駆動装置は、
高電位電源線（１２）と低電位電源線（１３）との間に配置され、負荷（３０）へ通電する電流を制御して、当該負荷を駆動する駆動手段（２６）と、
高電位電源線から負荷へ流れる第１電流を検出するハイサイド電流検出手段（１４〜１７）と、
負荷から低電位電源線へ流れる第２電流を検出するローサイド電流検出手段（２０〜２４）と、
第１電流と、第２電流とに基づき、短絡故障の発生を判定する判定手段（２５）と、を備え、
ハイサイド電流検出手段は、負荷駆動装置が停止しているときに、暗電流が流れることを防止するために、高電位電源線に挿入された暗電流防止用トランジスタのオン抵抗を利用して、前記第１電流を検出するものであり、及び／又は、
ローサイド電流検出手段は、低電位電源線に挿入され、負荷駆動装置が電源に対して逆極性にて接続された場合に、負荷駆動装置に電流が流れること禁止する保護用トランジスタのオン抵抗を利用して、第２電流を検出するものであることを特徴とする。

また、第２発明による負荷駆動装置は、
高電位電源線（１２）と低電位電源線（１３）との間に配置され、負荷（３０）へ通電する電流を制御して、当該負荷を駆動する駆動手段（２６）と、
高電位電源線から負荷へ流れる第１電流を検出するハイサイド電流検出手段（１４〜１７）と、
負荷から低電位電源線へ流れる第２電流を検出するローサイド電流検出手段（２０〜２４）と、
第１電流と、第２電流とに基づき、短絡故障の発生を判定する判定手段（２５）と、を備え、
ハイサイド電流検出手段は、高電位電源線に挿入され、負荷駆動装置が電源に対して逆極性にて接続された場合に、負荷駆動装置に電流が流れること禁止する保護用トランジスタのオン抵抗を利用して、第１電流を検出するものであり、及び／又は、
ローサイド電流検出手段は、負荷駆動装置が停止しているときに、暗電流が流れることを防止するために、低電位電源線に挿入された暗電流防止用トランジスタのオン抵抗を利用して、第２電流を検出するものであることを特徴とする。

このように、第１発明及び第２発明では、ハイサイド電流検出手段とローサイド電流検出手段の少なくとも一方について、専用のシャント抵抗を設けるのではなく、別の目的で使用されるトランジスタのオン抵抗を利用して、電流検出を行う。より具体的には、ハイサイド電流検出手段とローサイド電流検出手段の少なくとも一方は、負荷駆動装置が停止しているときに、暗電流が流れることを防止する暗電流防止用トランジタ、もしくは、負荷駆動装置が電源に対して逆極性にて接続された場合に、負荷駆動装置に電流が流れること禁止する保護用トランジスタのオン抵抗を利用して、電流検出を行う。このため、製品コストの上昇や製品サイズの大型化を抑制しつつ、短絡故障の検出が可能となる。

上記括弧内の参照番号は、本発明の理解を容易にすべく、後述する実施形態における具体的な構成との対応関係の一例を示すものにすぎず、なんら本発明の範囲を制限することを意図したものではない。

また、上述した特徴以外の、特許請求の範囲の各請求項に記載した技術的特徴に関しては、後述する実施形態の説明及び添付図面から明らかになる。

実施形態による負荷駆動装置の構成を示した構成図である。 マイコン２５により実施される、短絡故障の判定処理、及び短絡故障の発生時の保護動作を示したフローチャートである。 負荷駆動装置におけるデッドショート故障を説明するための説明図である。 負荷駆動装置における天絡故障を説明するための説明図である。 負荷駆動装置における地絡故障を説明するための説明図である。 デッドショート故障が生じた場合に、両端電位差Ｖａ、Ｖｂが閾値Ｖｔｈを超える大きさまで変化したときの様子の一例を示すタイムチャートである。 変形例について説明するための説明図である。 その他の変形例について説明するための説明図である。

以下、本発明の実施形態による負荷駆動装置に関して、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態による負荷駆動装置１０の構成を示した構成図である。なお、本実施形態による負荷駆動装置１０は、例えば車両に搭載され、車載バッテリ１１を電源として、モータ３０等の負荷を駆動するために好適なものである。ただし、本発明による負荷駆動装置１０の用途は車載用に限られる訳ではなく、また、負荷の種類もモータ３０に限られる訳ではない。

図１において、モータ３０は、３相のブラシレスモータであり、例えば埋め込み磁石同期モータ（ＩＰＭＳＭ）を用いることができる。このモータ３０は、例えば、車両において、燃料ポンプを駆動するためのポンプモータとして用いられたり、エアコンのブロアファンを駆動するためのファンモータとして用いられたりする。

モータ３０は、負荷駆動装置１０の駆動回路２７を介して、車載バッテリ１１に接続されている。駆動回路２７はインバータからなり、公知のように、モータ３０の各相のステータコイル（Ｕ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイル）に対応して、それぞれ車載バッテリ１１の高電位電源（＋Ｂ）と低電位電源（ＧＮＤ）との間で直列接続された３対のスイッチング素子を有している。そして、それぞれ対となるスイッチング素子の接続点が、モータ３０の各相のステータコイルに接続されている。

このような構成において、制御回路２６から与えられる切替信号により、駆動回路２７の３対のスイッチング素子の内、所定の組み合わせの高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子とが同時にオンされるとともに、そのオンされる高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子の組み合わせが切り替えられる。これにより、順番に、車載バッテリ１１からモータ３０の各相のコイルに駆動電流が通電され、モータ３０のロータを回転させるための回転磁界が発生される。

なお、図示していないが、本実施形態の負荷駆動装置１０は、モータ３０の各相のコイルにおいて、駆動電流が流れていない空きコイルに誘起される誘起電圧を検出するための電圧検出部を備えている。この電圧検出部は、各相のコイルの誘起電圧を検出して、制御回路２６に出力する。制御回路２６は、入力された各相のコイルの誘起電圧に基づき、モータ３０のロータの回転位置や回転速度を検出する。ただし、ホールＩＣセンサ、レゾルバ、エンコーダなどを用いて、ロータの回転位置などを検出しても良い。

そして、制御回路２６は、検出したロータの回転位置に応じた通電相（ステータコイル）に駆動電流を通電し、かつ回転位置の変化に応じて通電相を切り替えるように、切替信号を生成して、駆動回路２７の３対のスイッチング素子に出力する。この切替信号は、ＰＷＭ信号であり、そのデューティ比により、各相のコイルに通電される駆動電流の大きさを制御することが可能であり、それにより、モータ３０の回転速度を調節することができる。

図１に示すように、負荷駆動装置１０は、車載バッテリ１１の高電位電源（＋Ｂ）を駆動回路２７に供給する高電位電源線１２に挿入されたトランジスタであるｐチャネルＭＯＳＦＥＴ１４を有している。このＭＯＳＦＥＴ１４のゲートは、トランジスタ１９を介して、グランド電位となる低電位電源線１３に接続されている。そして、トランジスタ１９のベースは、制御回路２６に接続されており、制御回路２６からオン信号が出力されたとき、トランジスタ１９はオンされる。

負荷駆動装置１０が動作を開始すべき条件が成立すると、制御回路２６はオン信号を出力して、トランジスタ１９をオンする。すると、ＭＯＳＦＥＴ１４のゲートが低電位電源線１３のグランド電位に接地されるので、ＭＯＳＦＥＴ１４が導通状態となり、負荷駆動装置１０が動作可能となる。一方、負荷駆動装置１０が動作を終了すべき条件が成立すると、制御回路２６はオン信号の出力を終了する。これにより、トランジスタ１９がオフすると、ＭＯＳＦＥＴ１４が遮断状態となる。このため、負荷駆動装置１０の動作停止時に、負荷駆動装置１０内に暗電流が流れることを防止することができる。このように、ＭＯＳＦＥＴ１４は、負荷駆動装置１０が停止しているときに、当該負荷駆動装置１０に暗電流が流れることを防止するための暗電流防止用トランジスタとして機能する。

また、負荷駆動装置１０は、駆動回路２７を車載バッテリ１１の低電位電源（ＧＮＤ）に接続する低電位電源線１３に挿入されたトランジスタであるｎチャネルＭＯＳＦＥＴ２０を有している。ＭＯＳＦＥＴ２０のゲートは、車載バッテリ１１とＭＯＳＦＥＴ１４との間の高電位電源線１２に接続されている。

ＭＯＳＦＥＴ２０は、負荷駆動装置１０を車載バッテリ１１に接続するときに、誤って電源の極性を逆に接続してしまった場合に、負荷駆動装置１０に逆向きの電流が流れることを防止する保護用トランジスタとして機能する。すなわち、負荷駆動装置１０が正しく車載バッテリ１１に接続されると、ＭＯＳＦＥＴ２０のゲートには高電圧が印加されるので、ＭＯＳＦＥＴ２０はオンする。しかし、電源の極性を逆に接続した場合には、ＭＯＳＦＥＴ２０のゲートの電位は低いままとなるので、ＭＯＳＦＥＴ２０はオフしたままとなる。このため、負荷駆動装置１０を逆の極性にて車載バッテリ１１に接続してしまったときには、負荷駆動装置１０内に逆向きの電流が流れることはなく、負荷駆動装置１０内の各種の回路を保護することができる。

ここで、負荷駆動装置１０においては、例えば、図３に示すように、駆動回路２７の高電位側と低電位側とが短絡するデッドショート故障が発生したり、図４に示すように、高電位電源線１２が、他の高電位に短絡する天絡故障が発生したり、あるいは、図５に示すように、モータ３０のステータコイルがグランドに短絡する地絡故障が発生したりする可能性がある。

このような短絡故障が発生すると、負荷であるモータ３０を適切に駆動できなくなる等、種々の弊害が発生する虞がある。例えば、デッドショート故障が発生すると、モータ３０に駆動電流を通電することができず、モータ３０の駆動が不能になるとともに、負荷駆動装置１０内に過大な電流が流れる虞が生じる。また、天絡故障が発生すると、例えば、負荷駆動装置１０の動作停止時においても、負荷駆動装置１０内の一部に電流が流れて、消費電力の増大を招く可能性がある。また、地絡故障が発生すると、車載バッテリ１１の電極の逆接時に、保護用トランジスタを設けていても、負荷駆動装置１０内を逆向きの電流が流れてしまう可能性がある。

従来は、このような短絡故障を検出するために、負荷の電源側とグランド側にそれぞれシャント抵抗を設けていた。そして、電源側に流れる電流と、グランド側に流れる電流との大小関係により、天絡故障と地絡故障とのいずれの短絡故障が発生したかを判定していた。しかしながら、このように、負荷の電源側とグランド側にそれぞれシャント抵抗を設けた場合、部品点数の増加による製品コストの上昇や、製品サイズの大型化を招いてしまうという問題がある。

そこで、本実施形態による負荷駆動装置１０では、負荷の電源側及びグランド側に流れる電流を検出するために、専用のシャント抵抗を設けるのではなく、上述した暗電流防止用トランジタ及び保護用トランジスタのオン抵抗を利用して、電流検出を行うこととした。ＭＯＳＦＥＴなどのトランジスタは、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓが低いとき、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓの変化に応じてドレイン電流Ｉｄが変化する領域を持つ（ＭＯＳＦＥＴの場合、線形領域と呼ばれる）。換言すれば、暗電流防止用トランジタ及び保護用トランジスタの両端（ドレイン端子とソース端子の両端）には、通電されている電流（ドレイン電流）に応じた電位差が生じている。この特性により、暗電流防止用トランジスタとしてＭＯＳＦＥＴ１４や、保護用トランジスタとしてのＭＯＳＦＥＴ２０を電流センサとして利用することが可能である。

そのため、本実施形態では、制御回路２６内に、ＭＯＳＦＥＴ１４及びＭＯＳＦＥＴ２０を電流センサとして利用するための構成を備えている。具体的には、制御回路２６内には、ＭＯＳＦＥＴ１４の両端電位差を増幅するための増幅回路が設けられている。この増幅回路は、抵抗１５〜１７と演算増幅器１８とからなる。ＭＯＳＦＥＴ１４の一方の端子（ドレイン端子）は、抵抗１５を介して、演算増幅器１８の非反転入力端子に接続され、ＭＯＳＦＥＴ１４の他方の端子（ソース端子は）は、抵抗１６を介して、演算増幅器１８の反転入力端子に接続されている。また、演算増幅器１８の出力端子と反転入力端子との接続線に抵抗１７が挿入されている。この抵抗１７によって負帰還がかけられおり、演算増幅器１８における入力電位差の差動増幅の安定化が図られている。そして、演算増幅器１８は、ＭＯＳＦＥＴ１４の両端の電位差を増幅して、マイコン２５に出力する。

同様に、制御回路２６内には、ＭＯＳＦＥＴ２０の両端電位差を増幅するための増幅回路も設けられている。この増幅回路は、抵抗２１〜２３と演算増幅器２４とからなる。ＭＯＳＦＥＴ２０の一方の端子（ドレイン端子）は、抵抗２１を介して、演算増幅器２４の非反転入力端子に接続され、ＭＯＳＦＥＴ２０の他方の端子（ソース端子は）は、抵抗２２を介して、演算増幅器２４の反転入力端子に接続されている。また、演算増幅器２４の出力端子と反転入力端子との接続線に抵抗２３が挿入されている。そして、演算増幅器２４は、ＭＯＳＦＥＴ２０の両端の電位差を増幅して、マイコン２５に出力する。

マイコン２５は、上述した駆動回路２７に切替信号を出力したり、トランジスタ１９にオン信号を出力したりすることに加え、演算増幅器１８、２４から入力される、ＭＯＳＦＥＴ１４の両端電位差及びＭＯＳＦＥＴ２０の両端電位差に基づいて、短絡故障の発生の有無を判定し、短絡故障が発生していると判定した場合には、所定の保護動作を実施するものである。

以下、図２のフローチャートを参照して、マイコン２５により実施される、短絡故障の判定処理、及び短絡故障の発生時の保護動作について説明する。

まず、ステップＳ１００において、ＭＯＳＦＥＴ１４の両端電位差Ｖａ及びＭＯＳＦＥＴ２０の両端電位差Ｖｂを取り込む。続くステップＳ１１０では、取り込んだ両端電位差Ｖａ、Ｖｂの大きさが等しいか否かを判定する。上述したように、それぞれのＭＯＳＦＥＴ１４、２０には、通電される電流の大きさに応じた両端電位差Ｖａ、Ｖｂが生じる。従って、両端電位差Ｖａ、Ｖｂが等しい場合には、ＭＯＳＦＥＴ１４、２０には、同じ大きさの電流が流れているとみなすことができる。この場合、上述した天絡故障や地絡故障は発生していないと考えられるので、ステップＳ１２０の処理に進む。一方、両端電位差Ｖａ、Ｖｂの大きさが異なっている場合には、ＭＯＳＦＥＴ１４とＭＯＳＦＥＴ２０とに流れる電流の大きさが異なっていることを意味し、何らかの短絡故障が生じていると考えられるので、ステップＳ１４０の処理に進む。

ステップＳ１２０では、両端電位差Ｖａ、Ｖｂが、０より大きく、かつ所定の閾値Ｖｔｈよりも小さいか否かを判定する。この閾値Ｖｔｈは、図３に示すデッドショート故障の発生を判定するためのものであり、電流の通電経路が、負荷であるモータ３０を介して流れる場合と、モータ３０を介さずに流れる場合とを識別できるように設定される。つまり、デッドショート故障が発生すると、電流はモータ３０を介さずに負荷駆動装置１０内を流れるので、負荷によるインピーダンスが無くなる分だけ、負荷駆動装置１０内を流れる電流が増加する。この電流の増加を検出できるように、閾値Ｖｔｈが定められる。ステップＳ１２０での判定処理において、両端電位差Ｖａ、Ｖｂが０より大きく、かつ閾値Ｖｔｈよりも小さいと判定された場合には、短絡故障は発生していないとみなせるので、ステップＳ１３０の処理に進む。一方、両端電位差Ｖａ、Ｖｂが閾値以上と判定された場合には、デッドショート故障が発生しているとみなして、ステップＳ１４０の処理に進む。

ステップＳ１３０では、短絡故障は発生していないので、通常通り、負荷であるモータ３０の駆動を実行する。その後、ステップＳ１００の処理に戻る。一方、いずれかの短絡故障が発生しているとみなされる場合に実行されるステップＳ１４０においては、再度、両端電位差Ｖａ、Ｖｂの取り込みを行う。ステップＳ１４０において、再度、両端電位差Ｖａ、Ｖｂの取り込みを行う理由について、図６を参照して説明する。

図６は、デッドショート故障が生じた場合に、両端電位差Ｖａ、Ｖｂが閾値Ｖｔｈを超える大きさまで変化したときの様子の一例を示している。図６に示すように、両端電位差はＶａ、Ｖｂは同じタイミングで閾値Ｖｔｈを超えるとは限らず、閾値Ｖｔｈを超えるタイミングがずれる場合がある。そのため、ステップＳ１４０において、再度、両端電位差Ｖａ、Ｖｂの取り込みを行い、閾値Ｖｔｈを超えるタイミングがずれた場合であっても、両端電位差Ｖａ、Ｖｂの状態変化を正しく検出できるようにしている。なお、両端電位差Ｖａ，Ｖｂの再取り込みは、所定の待機時間の後に行うようにしても良い。

続くステップＳ１５０では、再取り込みした両端電位差Ｖａ、Ｖｂに基づいて、両端電位差Ｖａ、Ｖｂの状態を判定する。具体的には、両端電位差Ｖａ、Ｖｂが等しく、かつ閾値Ｖｔｈ以上であるか、両端電位差Ｖａが両端電位差Ｖｂよりも大きいか、それとも、両端電位差Ｖａが両端電位差Ｖｂよりも小さいかを判定する。両端電位差Ｖａ、Ｖｂが等しく、かつ閾値Ｖｔｈ以上であると判定した場合には、ステップＳ１６０に進んで、短絡故障の状態はデッドショートであると判定する。また、両端電位差Ｖａが両端電位差Ｖｂよりも大きいと判定した場合には、ステップＳ１７０に進んで、短絡故障の状態は地絡状態であると判定する。さらに、両端電位差Ｖａが両端電位差Ｖｂよりも小さいと判定した場合には、ステップＳ１８０に進んで、短絡故障の状態は天絡状態であると判定する。

このようにして短絡故障の状態を判別した後、ステップＳ１９０において、判別した状態をマイコン２５の内部メモリに記憶する。このように、短絡故障の状態を判別して記憶しておくことにより、後に、修理等を行う場合に、故障箇所の特定などを容易に行うことが可能になる。その後、ステップＳ２００において、負荷の駆動の停止を実行する。すなわち、マイコン２５は、駆動回路２７への切替信号の出力を停止する。

以上、説明したように、本実施形態では、暗電流防止用トランジタ及び保護用トランジスタのオン抵抗を利用して、負荷の電源側及びグランド側に流れる電流の検出を行うようにした。このため、製品コストの上昇や製品サイズの大型化を抑制しつつ、短絡故障を検出することができるという効果を奏することが可能となる。

ただし、上述した実施形態は、本発明の好ましい実施形態ではあるが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。

例えば、上述した実施形態では、負荷の電源側（ハイサイド側）に暗電流防止用トランジスタを接続し、負荷のグランド側（ローサイド側）に保護用トランジスタを接続する例について説明した。しかしながら、負荷の電源側に保護用トランジスタを接続し、負荷のグランド側に暗電流防止用トランジスタを接続しても良い。この場合、例えば、保護用トランジスタをｐチャンネルＭＯＳＦＥＴとしつつ、そのゲートを低電位電源線１３に接続すれば良い。また、暗電流防止用トランジスタをｎチャンネルＭＯＳＦＥＴとしつつ、そのゲートを、マイコン２５によって制御されるトランジスタを介して高電位電源線１２に接続すれば良い。

また、上述した実施形態では、負荷駆動装置１０が、暗電流防止用トランジスタと保護用トランジスタとを備える例について説明した。しかしながら、負荷駆動装置１０は、暗電流防止用トランジスタと保護用トランジスタの一方のみを備え、そのトランジスタが負荷の電源側（ハイサイド側）もしくはグランド側（ローサイド側）に接続されたものであっても良い。この場合には、トランジスタが設けられていない側にはシャント抵抗を設けて、電流検出を行う。この場合であっても、両側にシャント抵抗を設ける場合に比較して、構成を簡素化することが可能である。

さらに、上述した実施形態において、暗電流防止用トランジスタ及び保護用トランジスタの温度を検出する温度検出素子を設けて、両端電位差Ｖａ、Ｖｂの大きさを判定する閾値Ｖｔｈを、温度検出素子によって検出された温度に応じて可変しても良い。具体的には、図７に示すように、温度検出素子によって検出された温度が高くなるほど、閾値Ｖｔｈを大きくするようにしても良い。これは、暗電流防止用トランジスタ及び保護用トランジスタの温度が高くなるほど、それぞれのトランジスタのオン抵抗が大きくなるためである。

また、上述した実施形態において、暗電流防止用トランジスタ及び保護用トランジスタのゲートに印加する電圧の大きさに応じて、両端電位差Ｖａ、Ｖｂの大きさを判定する閾値Ｖｔｈを可変しても良い。例えば、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴを用いる場合には、図８に示すように、ゲート電圧が大きくなるにつれて、閾値Ｖｔｈを減少させても良い。これは、ゲート電圧が大きくなるほど、同じ電流値に対する両端電位差が小さくなるためである。

また、上述した実施形態のように、負荷駆動装置１０に、暗電流防止用トランジスタと保護用トランジスタとの両方を設ける場合、暗電流防止用トランジスタと保護用トランジスタとは、オン抵抗に関して同じ温度特性を有するとともに、互いに同じ温度となるように近接して配置されることが好ましい。このような構成を採用すると、暗電流防止用トランジスタと保護用トランジスタとに対してそれぞれ温度検出素子を設ける必要がなく、共通の温度検出素子を設けるだけで済むようになる。

１０ 負荷駆動装置
１１ 車載バッテリ
１２ 高電位電源線
１３ 低電位電源線
１４ ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ（暗電流防止用トランジスタ）
２０ ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ（保護用トランジスタ）
２５ マイコン
２６ 制御回路
２７ 駆動回路
３０ モータ（負荷）

Claims (7)

1. 高電位電源線（１２）と低電位電源線（１３）との間に配置され、負荷（３０）へ通電する電流を制御して、当該負荷を駆動する駆動手段（２６）と、
   前記高電位電源線から前記負荷へ流れる第１電流を検出するハイサイド電流検出手段（１４〜１８）と、
   前記負荷から前記低電位電源線へ流れる第２電流を検出するローサイド電流検出手段（２０〜２４）と、
   前記第１電流と、前記第２電流とに基づき、短絡故障の発生を判定する判定手段（２５）と、を備えた負荷駆動装置であって、
   前記ハイサイド電流検出手段は、前記負荷駆動装置が停止しているときに、暗電流が流れることを防止するために、前記高電位電源線に挿入された暗電流防止用トランジスタのオン抵抗を利用して、前記第１電流を検出するものであり、及び／又は、
   前記ローサイド電流検出手段は、前記低電位電源線に挿入され、前記負荷駆動装置が電源に対して逆極性にて接続された場合に、前記負荷駆動装置に電流が流れること禁止する保護用トランジスタのオン抵抗を利用して、前記第２電流を検出するものであることを特徴とする負荷駆動装置。
2. 高電位電源線（１２）と低電位電源線（１３）との間に配置され、負荷（３０）へ通電する電流を制御して、当該負荷を駆動する駆動手段（２６）と、
   前記高電位電源線から前記負荷へ流れる第１電流を検出するハイサイド電流検出手段（１４〜１８）と、
   前記負荷から前記低電位電源線へ流れる第２電流を検出するローサイド電流検出手段（２０〜２４）と、
   前記第１電流と、前記第２電流とに基づき、短絡故障の発生を判定する判定手段（２５）と、を備えた負荷駆動装置であって、
   前記ハイサイド電流検出手段は、前記高電位電源線に挿入され、前記負荷駆動装置が電源に対して逆極性にて接続された場合に、前記負荷駆動装置に電流が流れること禁止する保護用トランジスタのオン抵抗を利用して、前記第１電流を検出するものであり、及び／又は、
   前記ローサイド電流検出手段は、前記負荷駆動装置が停止しているときに、暗電流が流れることを防止するために、前記低電位電源線に挿入された暗電流防止用トランジスタのオン抵抗を利用して、前記第２電流を検出するものであることを特徴とする負荷駆動装置。
3. 前記暗電流防止用トランジスタ及び／又は前記保護用トランジスタの温度を検出する温度検出手段を備え、
   前記判定手段は、少なくとも、前記第１電流と前記第２電流とがともに、所定の判定しきい値よりも大きい場合、前記高電位電源線と前記低電位電源線とが、前記負荷を介することなく短絡したデッドショート故障が発生したと判定するものであり、前記判定しきい値は、前記温度検出手段によって検出された温度に応じて可変とされることを特徴とする請求項１又は２に記載の負荷駆動装置。
4. 前記判定手段は、少なくとも、前記第１電流と前記第２電流とがともに、所定の判定しきい値よりも大きい場合、前記高電位電源線と前記低電位電源線とが、前記負荷を介することなく短絡したデッドショート故障が発生したと判定するものであり、前記判定しきい値は、前記暗電流防止用トランジスタ及び／又は前記保護用トランジスタがオンされるときのゲード印加電圧の大きさに応じて可変とされることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。
5. 前記ハイサイド電流検出手段と前記ローサイド電流検出手段との一方は、前記暗電流防止用トランジスタのオン抵抗を利用するものであり、前記ハイサイド電流検出手段と前記ローサイド電流検出手段との他方は、前記保護用トランジスタのオン抵抗を利用するものであって、
   前記暗電流防止用トランジスタと前記保護用トランジスタとは、オン抵抗に関して同じ温度特性を有するとともに、互いに同じ温度となるように近接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の負荷駆動装置。
6. 前記温度検出手段は、前記暗電流防止用トランジスタと前記保護用トランジスタとに対して１つのみ設けられることを特徴とする請求項５に記載の負荷駆動装置。
7. 前記判定手段は、前記短絡故障として、前記デッドショート故障に加えて、前記第１電流が前記第２電流よりも大きい場合、地絡故障が発生したと判定し、前記第２電流が前記第１電流よりも大きい場合、天絡故障が発生したと判定するものであり、
   さらに、いずれの種類の短絡故障が発生したかを記憶する記憶手段を備えることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の負荷駆動装置。

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