JP4111862B2 - 負荷駆動装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は負荷駆動装置、特に、負荷の駆動状態を検出する検出手段と、その検出結果に応じてその負荷電流を所定値に保持する駆動制御手段と、を備える負荷駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明を適用可能な上記負荷の一例としては、車載用負荷、例えばインジェクタをなすソレノイド負荷がある。
【０００３】
かかるソレノイド負荷は、通常、定電流駆動することが多く、そのために電流検出手段と、その検出結果に応じて上記負荷に対してＰＷＭ制御を行う駆動制御手段とを備える負荷駆動装置が一般に採用されている。
【０００４】
なお本発明に関連する公知技術としては、下記の特許文献１（モータの過電流制御方法）および特許文献２（ハイサイド方式のモータ電流検出回路）がある。しかしいずれの公知技術も、後述する説明から明らかになるとおり、「電流検出手段の処理可能入力範囲」にまで着目して、フェールセーフ機能を発揮させるようにした本発明に係る負荷駆動装置を示唆するものではない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−６５５７０号公報
【特許文献２】
特開平１０−７５５９８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
後に図を参照しながら詳しく説明するとおり、上記負荷駆動装置における上記検出手段（電流検出手段）は、例えば差動増幅器（オペアンプ）を始めとするいずれかの回路で構成されているが、一般に、該検出手段は固有の「処理可能入力範囲」を有している。
【０００７】
ここでもし、上記処理可能入力範囲を外れるような入力がその検出手段に与えられたとすると、この検出手段の出力が“Ｈ”または“Ｌ”レベルのいずれに倒れるか不定となってしまうことが知られている。そして、このように出力が不定になれば、上記負荷を正常に駆動できなくなることは明らかである。
【０００８】
通常は、検出手段の処理可能入力範囲を外れるといった入力状態が生ずることは考慮しない場合が多いが、例えば前述した車載用負荷（インジェクタ）のように過酷な使用環境下に置かれる負荷にとっては、上述した「処理可能入力範囲を外れる」といった入力状態が起こり得ることを想定しておく必要がある。
【０００９】
具体例を挙げれば、負荷グランド（ＧＮＤ）の大きな電位変動が上記の状態をもたらす。そしてその大きな電位変動の要因は、負荷ＧＮＤに加えられるサージである。このサージの発生要因は種々あるが、代表的には、負荷ＧＮＤに断続的に流れる大きな負荷電流である。
【００１０】
したがって本発明は、上記検出手段に、上記の処理可能入力範囲を外れるような入力が与えられたとしても、自動的にフェールセーフ機能が働くようにした負荷駆動装置を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明に係る負荷駆動装置の基本構成を示す図である。
【００１２】
本発明に係る負荷駆動装置１は、本図に示すとおり、負荷Ｌを駆動するための装置であって、駆動制御手段２と、電流検出手段３と、入力監視手段４とを有して構成される。
【００１３】
ここに、上記電流検出手段３は、負荷Ｌに通電される電流を検出する。
【００１４】
また上記駆動制御手段２は、上記の電流を所定値（一定値）に保持するように、電流検出手段３による検出結果に応じて、負荷Ｌの駆動をＰＷＭ制御する。
【００１５】
上記入力監視手段４は特に注目すべき手段であって、電流検出手段３への入力が、この電流検出手段にとって「処理可能な入力範囲」にあるか否かを監視するものである。
【００１６】
そしてこの入力監視手段４による監視によって、上記の入力範囲を外れたと判定されたときは、駆動制御手段２を介し、負荷Ｌをフェールセーフ側に駆動することを特徴とするものである。
【００１７】
負荷Ｌをフェールセーフ側に駆動する態様は、その負荷の役割に応じてそれぞれ異なる。例えばこの負荷Ｌが車載用インジェクタを構成するソレノイド負荷であったとすると、通常は、該ソレノイド負荷Ｌに対し定電流駆動がなされているが、上記入力監視手段４によって、上記の入力範囲を外れたと判定されたときは、電流検出手段３の出力は“Ｈ”になるか“Ｌ”になるか全く不定であるから、そのときには、上記ソレノイド負荷Ｌに対して強制通電するように駆動する。これがフェールセーフ側である。なぜなら、この例でのインジェクタ用のソレノイドにとって、負荷電流カットオフ側にもっていくことは、エンジン停止を招き、許されないからである。結局、最悪、誤って負荷電流をカットオフしてしまう、すなわち「誤オフ」してしまう、という事態は回避するようにする。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る各種実施例を説明するが、その前に、従来の問題点について図を参照しながら詳しく説明しておく。
【００１９】
図３０は本発明の前提となる従来の負荷駆動装置の具体例を示す図であり、
図３１は図３０における問題点を説明するための波形図である。
【００２０】
まず図３０を参照する。なお全図を通じて同様の構成要素には同一の参照番号または記号を付して示す。
【００２１】
本図の負荷Ｌは、前述したインジェクタをなすソレノイド負荷であるものとして説明する。
【００２２】
当該車両のＥＣＵから、当該気筒に対して駆動要求ＲＤが出力されたとすると、このＲＤを受けてまずＭＯＳトランジスタ７がオンとなる。これで負荷Ｌは駆動状態となるが、さらに、この駆動状態のもとで既述の定電流駆動を行う。
【００２３】
この定電流駆動のために、上記のＭＯＳトランジスタ７に加えて、ＭＯＳトランジスタ６が導入され、このＭＯＳトランジスタ６とこれを制御する駆動用ロジック５およびドライバＤＲとにより、前述の駆動制御手段２が構成される。
【００２４】
この駆動制御手段２は、上記の定電流駆動のために、上記電流検出手段３と連係する。すなわちこの電流検出手段３が検出する負荷電流ＩＬの大小に応じて、駆動用ロジック５およびドライバＤＲを介し、これを一定値とするようにＰＷＭ制御を行う。
【００２５】
ここで電流検出手段３に着目すると、該手段３を、シャント抵抗８と差動増幅器９とで構成した例が示されている。上記の負荷電流ＩＬが変動すると、この電流変動はシャント抵抗８の両端電圧の変動に変換されて、差動増幅器９に入力される。
【００２６】
ところで既に述べたように、電流検出手段３には、「処理可能な入力範囲」があり、例えば低側０．５Ｖ以上で高側３．５Ｖ以下、といったような所定の電圧範囲でのみ正常動作が保証されている。
【００２７】
一般にはそのような所定の電圧範囲内で動作させるようにしているが、例えば今例に挙げているソレノイド負荷（Ｌ）においては、その所定の電圧範囲を維持できない状態が発生し得る。これは負荷ＧＮＤの電位変動に起因するところが大である。
【００２８】
上記ＭＯＳトランジスタ６は上記定電流制御のために負荷電流ＩＬを断続的にオン／オフする。この場合、オン／オフすべき電流は数Ａにも及び、負荷ＧＮＤの電位が変動してしまう。このため、その電位変動に伴って、上記所定の電圧範囲から外れてしまう、という事態が発生し得る。
【００２９】
このことを、図３１の波形図も参照して説明する。駆動制御手段２およびトランジスタ７が既述の駆動要求ＲＤをＥＣＵから受けると、負荷電流ＩＬはまず図示のとおりリニアに立ち上がり、定電流保持レベルＬ１に達すると、その後は、そのレベルＬ１を保つようにＰＷＭ制御が行われる。この場合、上記レベルＬ１の他にＬ０も規定されている。このＬ０は、負荷オン保持レベルであり、ＩＬがこれより下まわることは許されない。負荷オンが保持できないと、既述のごとく、エンジン停止を招くことがあるからである。しかし実際には、ＩＬがＬ０を下まわることも起こり得る。
【００３０】
そこで図３１の下側を参照すると、ここには負荷ＧＮＤの電位変動の一例が示されている。既述したサージに起因して、円Ａに示す大きな電位変動が生じたとすると、これに伴い、負荷電流ＩＬは円Ｂに示す状態に置かれる。この円Ｂの状態は、上記円Ａの状態に起因して、電流検出手段３が上記処理可能入力範囲から外れてしまった状態を表す。
【００３１】
かかる円Ｂの状態にあっては、電流検出手段３の出力は既述のように不定となり、ＩＬは矢印Ｃの方へ増大してしまうか、矢印Ｄの方へ下降してしまう。
【００３２】
この場合、矢印Ｃの増大は、ソレノイド負荷の寿命に悪影響を及ぼすものの、エンジンの作動を止めるようなことにはならない。しかし矢印Ｄの下降は、明らかに負荷オン保持レベルＬ０を下まわることになり、エンジンの作動停止といった重大な結果をもたらす。
【００３３】
結局、上記円Ａの状態によりひき起こされて上記円Ｂの状態に入ったことを検出したときは、フェールセーフ機能を即座に働かせるようにする。そのための基本構成を示したのが上記図１である。以下、各種実施例について説明する。
【００３４】
【実施例】
図２は本発明に係る実施例１を示す図である。
【００３５】
本実施例１は、図１の基本構成図に丁度対応するものであり、図１の入力監視手段４は、図２において、処理可能入力範囲監視回路４０として実現される、該回路４０により、電流検出手段３の誤動作を防止でき、既述の「誤オフ」を生じさせない。
【００３６】
図３は本発明に係る実施例２を示す図である。
【００３７】
本実施例２は、図１の入力監視手段４を、電圧監視回路４１により構成する。この電圧監視回路４１は、入力監視手段４により監視すべき所定の負荷側電圧と、予め定めた基準電圧との差電圧を監視することを特徴とするものである。ここにいう負荷側電圧とは、負荷ＧＮＤそのものの電位でもよいし、負荷電源Ｖ_B の電位であってもよい。
【００３８】
図４は実施例２の一具体例を示す図である。
【００３９】
この具体例によると、上記の電圧監視回路４１は、電圧コンパレータ４２により構成する。この電圧コンパレータ４２は、一方の入力に基準電圧Ｖ_r を受信し、他方の入力には比較すべき所定の電圧、本図の例では、負荷ＧＮＤの電圧を受信する。なおこの電圧コンパレータ４２の構成については、ヒステリシス特性の有無などの限定条件は一切不要である。
【００４０】
ここで上記基準電圧Ｖ_r についてさらに補足すると、その基準となる電位は、図示する制御ＧＮＤである。この制御ＧＮＤは負荷ＧＮＤと完全には同じでない。
【００４１】
図４に一点鎖線で示す領域は、通常、ＩＣで一体に構成される部分であり、負荷側とは区別される。この負荷側のグランドが負荷ＧＮＤであり、ＩＣ側のグランドが制御ＧＮＤである。既述のとおり、負荷ＧＮＤには数Ａの大電流が断続的に流れ、電位変動を起こすので、ＩＣ側の制御ＧＮＤとは分けるのが普通である。
【００４２】
ただし、両ＧＮＤは最終的には同じＧＮＤ（バッテリーの一端子）に合流するものであって、その合流点までの、Ｌ成分を含むハーネスの存在により、最終的なＧＮＤには上記電位変動は現れない。
【００４３】
かくして実施例２においても、上記回路４１（電圧コンパレータ４２）により、電流検出手段３の誤動作を防止でき、既述の「誤オフ」を生じさせない。
【００４４】
図５は本発明に係る実施例３を示す図である。
【００４５】
本実施例３は、図１の入力監視手段４を、電位差検出回路４３から構成する。この電位差検出回路４３は、負荷ＧＮＤの電位と、電源側の所定の電位との電位差を検出することを特徴とするものである。ここにいう電源側の所定の電位とは、図５に示すように、バッテリー電圧Ｖ_B でもよいし、ＩＣ（図４参照）の電源、すなわち差動増幅器９の電源でもよいし、あるいはこれらの電源とＧＮＤとの間を抵抗分圧して得た基準電位でもよい。
【００４６】
かくして実施例３においても、上記回路４３により、電流検出手段３の誤動作を防止でき、既述の「誤オフ」を生じさせない。
【００４７】
図６は本発明に係る実施例４を示す図である。
【００４８】
本実施例４は、図１の入力監視手段４を、クランプ回路４４から構成する。このクランプ回路４４は、電流検出手段３への入力が、この電流検出手段３にとって処理可能な入力範囲を外れたとき、入力範囲外になったことを示す異常検知信号ＤＥＴを生成して駆動制御手段２に通知することを特徴とするものである。
【００４９】
すなわち、クランプ回路４４が動作し始めたことをもって、上記の入力範囲外になったことを検知し、既述のフェールセーフ側に負荷を駆動する。
【００５０】
図７は図６におけるクランプ回路４４の具体例を示す図である。
【００５１】
差動増幅器９の反転入力側と非反転入力側のそれぞれにミラー回路（Ｍ）とＮＰＮトランジスタ（ＴＲ）の対が設けられる。Ｍ１−ＴＲ１とＭ２−ＴＲ２である。トランジスタＴＲ１およびＴＲ２の各ベースに与える基準電圧を適当に選択することにより、反転入力側が所定の入力範囲を超えたならば、ミラー回路Ｍ１が働き、異常検知信号ＤＥＴ１が流れる。同様に、非反転入力側が所定の入力範囲を超えたならば、ミラー回路Ｍ２が働き、異常検知信号ＤＥＴ２が流れる。
【００５２】
図６の異常検知信号ＤＥＴは、上記ＤＥＴ１とＤＥＴ２の論理和信号である。
図８は本発明に係る実施例５を示す図である。
【００５３】
本実施例５は、図１の入力監視手段４を、クランプ回路４５から構成する。このクランプ回路４５は、電流検出手段３への入力が、この電流検出手段３にとって処理可能な入力範囲を外れるとき、前述したフェールセーフ側になるようにこの電流検出手段３への入力を強制的にクランプ（固定）することを特徴とするものである。
【００５４】
図９は図８におけるクランプ回路４５の具体例を示す図である。
【００５５】
例えば、差動増幅器９の反転入力側の限界値が−０．２Ｖであり、非反転入力側の限界値が−０．５Ｖであるものと仮定する。
【００５６】
そうすると、反転入力側ではその限界値−０．２Ｖに達すると、トランジスタＴＲ１はオンし、基準電圧ＶＲ１からそのベース−エミッタ電圧（０．７Ｖ）分降下した電圧で、反転入力側はその限界値はクランプされる。したがってこの場合は、ＶＲ１を０．５（＝０．７−０．２）Ｖに設定すればよい。
【００５７】
一方、非反転入力側ではその限界値−０．５Ｖに達すると、トランジスタＴＲ２はオンし、基準電圧ＶＲ２からそのベース−エミッタ電圧（０．７Ｖ）分降下した電圧で、非反転入力側はその限界値はクランプされる。したがってこの場合は、ＶＲ２を０．２（＝０．７−０．５）Ｖに設定すればよい。そうすれば、上記反転入力側も非反転入力側も所定の入力電圧範囲から外れることはない。
【００５８】
かくして実施例４においても実施例５においても、クランプ回路（４４，４５）により、電流検出手段３の誤動作を防止でき、既述の「誤オフ」を生じさせることはない。
【００５９】
図１０は本発明に係る実施例６を示す図である。
【００６０】
本実施例６は、図１の入力監視手段４を図１の電流検出手段３と一体に構成し、この電流検出手段３への入力が、この電流検出手段３にとって処理可能な入力範囲を外れるとき、この電流検出手段より前述したフェールセーフ側になるような出力信号ＯＵＴを生成することを特徴とするものである。
【００６１】
図１１は図１０における電流検出手段３の具体的構成例を示す図である。
【００６２】
本図の左側部分は、電流検出手段３の入力部分側であり、点線の円９′は、差動増幅器（差動アンプ）の差動対トランジスタである。
【００６３】
差動アンプの入力電圧が、処理可能入力範囲から外れたとすると、差動対トランジスタ９′は動作不能となる。そうすると、入力監視手段４を構成するトランジスタＮ１もオンできなくなって、前述の出力信号ＯＵＴとして“Ｌ”を出し続けることになる。これは負荷Ｌにとってフェールセーフ側への制御論理となる。
【００６４】
かくして実施例６においても、例えば図１１の構成とすることによって、電流検出手段３の誤動作を防止でき、既述の「誤オフ」を生じさせない。
【００６５】
図１２は本発明に係る実施例７を示す図である。
【００６６】
実施例７以降は、単に既述の「誤オフ」を防止することに止まらず、さらなる付加機能も兼備するようにした実施態様である。
【００６７】
本実施例７における駆動制御手段２は、負荷Ｌに対して大電流を流す「突入状態」とするか、小電流を流す「保持状態」とするか、を指定する外部指令（ＥＣＤ）を受信し、この外部指令（ＥＣＤ）が「保持状態」を指定するときのみ、電流検出手段３および入力監視手段４からの各内部指令（ＩＣＤ１，ＩＣＤ２）を有効にすることを特徴とするものである。
【００６８】
負荷Ｌを駆動する場合、図３１には表していないが、通常、２段階駆動が行われている。第１段階は例えば４Ａ程度の大電流を流し、続く第２段階は例えば１Ａ程度の小電流を流す。前者が「突入状態」であり、後者が「保持状態」である。
【００６９】
このような２段階駆動によって効率のよい負荷制御が行えるが、このような負荷制御のもとで、本実施例７では、上記「保持状態」のときに限って、既述した実施例１〜実施例６でのフェールセーフ制御、すなわち強制通電を行うようにする。
【００７０】
図１２を再び参照すると、第１の駆動要求をなす第１の外部指令（パルスＥＣＤ１）の他に第２の駆動要求をなす第２の外部指令（パルスＥＣＤ２）が例えばＥＣＵから与えられる。この場合、ＥＣＤ１とＥＣＤ２との論理積がとれる期間が上記の「突入状態」であり、ＥＣＤ２が“Ｌ”に立ち下がったところで上記の「保持状態」に入る。
【００７１】
「保持状態」では前述の例によると１Ａ程度と小電流であり、図３１の定電流保持レベルＬ１に相当する。したがって、負荷オン保持レベルＬ０を下まわって「誤オフ」に至る可能性はかなり大である。そこで、この「保持状態」に限って前述の内部指令ＩＣＤ１およびＩＣＤ２をアクティブにする。以上のことを図に表すと、以下のようになる。
【００７２】
図１３は実施例７の動作を表すフローチャートである。
【００７３】
例えばＥＣＵから、駆動要求が駆動制御手段２に与えられたとすると、
ステップＳ１１：その要求に係るモードが「突入状態」か「保持状態」か判定し、
ステップＳ１２：「突入状態」と判定されたら、既述の強制通電機能（フェールセーフ機能）は停止させる。
【００７４】
ステップＳ１３：逆に「保持状態」と判定されたならば、入力監視手段４による本来の入力監視を行い、
ステップＳ１４：所定の入力範囲を外れたならば、上記の強制通電を実施し、ステップＳ１５：所定の入力範囲内にあるならば、電流検出手段３の検出結果に基づく、通常のＰＷＭ制御を行う。
【００７５】
図１４は本発明に係る実施例８を示す図である。
【００７６】
本実施例８における駆動制御手段２は、外部信号ＥＸを受信したときのみ、電流検出手段３および入力監視手段４からの各内部指令ＩＣＤ１およびＩＣＤ２を有効にすることを特徴とするものである。
【００７７】
ここにいう外部信号とは、前述した駆動要求も含めたさらに広い概念であり、ＥＣＵからの出力のみならず、マニュアルで外部から与えられるような指示信号も含むものである。
【００７８】
例えば、本発明に係る負荷駆動装置を内含するシステムについて見てみると、このシステムにはユーザから求められた固有の「仕様」というものがある。このようなシステム仕様の内容によっては、本発明に係る強制通電機能（フェールセーフ機能）を停止させた方がよい場合がある。あるいは、外部信号ＥＸで指定したときだけ、その強制通電機能（フェールセーフ機能）を働かせた方がよい場合がある。このような状況に対応するのが本実施例８であり、その動作を図に表すと以下のようになる。
【００７９】
図１５は実施例８の動作例を表すフローチャートである。
【００８０】
駆動要求が駆動制御手段２に与えられたとすると、
ステップＳ２１：その要求に外部信号が含まれているか否か判定し、
ステップＳ２２：含まれていなければ、強制通電機能を停止させ、
ステップＳ２３：含まれていれば、強制通電機能をアクティブにして、
ステップＳ２４およびＳ２５において、図１３のステップＳ１４およびＳ１５と同様の動作を行う。
【００８１】
図１６は本発明に係る実施例９を示す図である。
【００８２】
本実施例９では、駆動制御手段２に連係するタイマー手段５１をさらに備える。このタイマー手段５１は、前述したフェールセーフ側への駆動のための負荷Ｌに対する強制通電モードの継続時間を計時すると共に、その継続時間が予め設定された時間を超えたとき、その強制通電モードを解除することを特徴とするものである。
【００８３】
強制通電モードに入るべきことが入力監視手段４から指示されると、駆動用ロジック５を該モードに設定するが、これと同時にタイマー手段５１をセットする。そして該モードの継続時間が予め設定された時間を超えるときには、そのモードを解除する。強制通電が不必要に長く続くと、負荷ＬやドライバＤＲを焼損してしまうおそれがあるからである。以上の動作を図に表すと、以下のようになる。
【００８４】
図１７は実施例９を説明するためのタイムチャートであり、
図１８は実施例９の動作を表すフローチャートである。
【００８５】
まず図１７を参照すると、入力監視手段４から、同図（ｂ）のように、強制通電機能要求パルスが出力されたとする。
【００８６】
そうすると上記タイマー手段５１は同時に上記の強制通電の継続時間を計時し始める。そして所定の時間Ｔが経過した時点で、該強制通電を停止する。
【００８７】
次に図１８を参照すると、
まず駆動要求がＥＣＵから出力されると、
ステップＳ３１：本発明に基づく入力監視を開始し、既述の処理可能な入力範囲内か否か判断する。
【００８８】
ステップＳ３２：入力範囲内（正常）と判断されたならば、従来どおり、電流検出手段３によるＰＷＭ制御を行う。
【００８９】
ステップＳ３３：逆に、入力範囲を外れたと判断されたならば、タイマー手段３３が起動し、
ステップＳ３４：そのカウント値が設定時間（前述の所定の時間Ｔ）を超えたか否か判定し、
ステップＳ３５：超えていなければそのカウントを続行し、
ステップＳ３６：超えたならば強制通電を停止し、
ステップＳ３７：それと同時にタイマー手段５１のカウントをクリアする。
【００９０】
上記の実施例９は変形が可能である。この変形実施例９において、前述のタイマー手段は、強制通電モードから通常通電モードに切り替わっても、その通常通電モードの継続時間が予め設定された時間を超えないときは、その強制通電モードを解除しないことを特徴とするものである。これを図で示すと次のとおりである。
【００９１】
図１９は変形実施例９を説明するためのタイムチャートである。
【００９２】
この図１９と前記図１７とを比較すると、変形実施例９の動作がよく分かる。すなわち、強制通電モードから通常通電モードに切り替わっても（図１９（ｂ）のＰ参照）、その通常通電モードの継続時間がｔを超えないときは、同図（ａ）の解除は行わないようにする。
【００９３】
わずかな時間（ｔ）通常通電モードになっても、過熱した負荷ＬあるいはドライバＤＲが急に平常温度に復帰することはないからである。
【００９４】
本変形実施例９と上記実施例９とで入力監視手段４の構成を変更するには及ばない。これを図で説明する。
【００９５】
図２０は入力監視手段４の出力部分における波形図である。
【００９６】
強制通電モードに入ったあと（ａ）、一旦その強制通電モードが解除されたとする（ｂ）。このときの立下りパルスを入力としてこれに一定時間の遅延を加えた立下りパルスを生成しておく（ｃ）。そして、入力監視手段４からの最終的な出力としては、上記（ｂ）のパルスと（ｃ）のパルスの論理和（ＯＲ）をとったパルスとする（ｄ）。
【００９７】
このような処理を施せば、変形実施例９と実施例９とで共通の入力監視手段４が使える。
【００９８】
図２１は本発明に係る実施例１０を示す図である。
【００９９】
本実施例１０では、駆動制御手段２に連係するスイッチング監視手段５２をさらに備える。このスイッチング監視手段５２は、負荷Ｌに対するスイッチング駆動の周期および頻度を監視して、予め設定された周期および頻度を超えたとき、前述したフェールセーフ側への駆動のための負荷Ｌに対する強制通電モードを解除することを特徴とするものである。
【０１００】
強制通電モードのもとでは、負荷Ｌに対するスイッチング駆動の周期および頻度が増大し、特にＭＯＳトランジスタ６での損失が増加して、熱破壊に至るおそれがある。
【０１０１】
そこで、かかる熱破壊に至る可能性があることを上記スイッチング監視手段５２で事前に検知し、強制通電を解除するようにする。
【０１０２】
図２２は本発明に係る実施例１１を示す図である。
【０１０３】
本実施例１１は、電流検出手段３が差動増幅器９からなるとき、その反転入力（−）および非反転入力（＋）のいずれか一方のみが前述の入力範囲を外れたものと入力監視手段４により判定されたとき、前述したフェールセーフ側への駆動のための負荷Ｌに対する強制通電モードを実行し、その反転入力および非反転入力の双方が該入力範囲を外れたものと判定されたときは、負荷Ｌに対する駆動能力をカットすることを特徴とするものである。かかる制御を、図を参照して、以下に説明する。
【０１０４】
図２３は実施例１１の動作を表すフローチャートである。
【０１０５】
例えばＥＣＵから駆動用ロジック５に駆動要求が与えられたとすると、
ステップＳ４１：差動増幅器９への入力電圧が所定の範囲に入っているか否か判定し、
ステップＳ４２：入っていると判定されれば、従来どおりの電流検出手段３の検出結果によるＰＷＭ制御を行う。
【０１０６】
ステップＳ４３：一方、その所定の範囲から外れたと判定されれば、今度は、反転入力（−）および非反転入力（＋）の双方が外れているか、いずれか一方が外れているか、を判断する。
【０１０７】
ステップＳ４４：もし上記の一方がその範囲から外れているならば、強制通電モードを実行し、
ステップＳ４５：もし上記の双方がその範囲から外れているならば、ドライバＤＲの駆動能力をカットしてしまう。このように双方がその範囲から外れているときは、相当大きな電流が負荷Ｌに流れているものと想定されるからである。
【０１０８】
図２４は本発明に係る実施例１２を示す図である。
【０１０９】
本実施例１２においては、前述したフェールセーフ側への駆動のための負荷Ｌに対する強制通電機能に加えて、他の種類の機能も合わせて実施可能なとき、駆動制御手段２は、これらの機能に優先順位をつけて実施することを特徴とするものである。
【０１１０】
図２５は実施例１２の動作を表すフローチャートである。
【０１１１】
例えばＥＣＵから駆動用ロジック５に対し、優先順位選択信号と共に駆動要求が与えられたものとすると、
ステップＳ５１：強制通電機能を優先すべきものと、上記選択信号により判断したならば、
ステップＳ５２：入力電圧が所定の範囲内にあるか否か、入力監視手段４により判定し、
ステップＳ５３：その範囲から外れていると判定されたときは、強制通電を実行する。
【０１１２】
ステップＳ５４：一方その範囲内にあると判定されたときは、上記の選択信号に基づいて、今度はＤＩＡＧ機能を実行する。
【０１１３】
ステップＳ５５：そのＤＩＡＧ機能の実行により当該装置が正常でないと判断されたときは、そのＤＩＡＧ機能のもとに診断を続行する。
【０１１４】
ステップＳ５６：そのＤＩＡＧ機能により当該装置が正常であると判断されれば、従来どおりの電流検出手段３の検出結果によるＰＷＭ制御を実行する。
【０１１５】
次に再びステップＳ５１に戻って、ここで上記の選択信号により、ＤＩＡＧ機能の方が優先すると判断したならば、
ステップＳ６１：そのＤＩＡＧ機能により当該装置が正常であるか否か判定し、
ステップＳ６２：正常でないと判定されたならば、そのＤＩＡＧ機能のもとに診断を続行する。
【０１１６】
ステップＳ６３：逆に正常であると判定されたならば、入力電圧が所定の範囲内にあるか否か入力監視手段４により判定し、
ステップＳ６４：その範囲から外れていると判定されたならば、強制通電モードに入り、
ステップＳ６５：その範囲内にあると判定されたならば、従来どおりの電流検出手段３の検出結果によるＰＷＭ制御を実行する。
【０１１７】
上記優先順位について補足すると、負荷を誤オフしてしまうようなシステム的な欠陥度がかなり低いと認められる場合には、強制通電機能の優先順位をＤＩＡＧ機能の優先順位よりも下げるようにすればよい。
【０１１８】
図２６は本発明に係る実施例１３を示す図である。
【０１１９】
本実施例１３では、駆動制御手段２に連係する個別処理設定手段５３を設け、電流検出手段３が差動増幅器９からなるとき、その反転入力（−）および非反転入力（＋）のうちのいずれがあるいは双方が、前述した入力範囲を外れているか入力監視手段（４−１，４−２）により判定されたとき、その入力範囲の外れの態様が、いずれの態様に属するかに応じて、個別処理設定手段５３により設定された個別の処理を負荷Ｌに対して行うことを特徴とするものである。
【０１２０】
要するに、差動増幅器９への入力電圧が上述の所定の範囲から外れるときの外れ方の態様に応じて、ドライバＤＲから負荷側への処理の仕方に変化を持たせるものである。
【０１２１】
図２７は実施例１３の動作を表すフローチャートである。
【０１２２】
例えばＥＣＵから駆動用ロジック５に駆動要求が与えられると、
ステップＳ７１：第１の電圧監視手段４−１により、非反転入力（＋）側電圧が所定の範囲内か否か判定し、
ステップＳ７２：その所定の範囲内ならば、次に第２の電圧監視手段４−２により反転入力（−）側の電圧が所定の範囲内か否か判定し、
ステップＳ７３：その範囲から外れていると判定されたときは、ドライバＤＲの駆動を止めてしまう。
【０１２３】
ステップＳ７４：一方その範囲内であると判定されたときは、従来どおりのＰＷＭ制御を実行する。
【０１２４】
上記ステップＳ７１において、非反転入力（＋）側電圧が所定の範囲から外れていると判定したときは、
ステップＳ７５：第２の電圧監視手段４−２により、反転入力（−）側の電圧が所定の範囲内か否か判定し、
ステップＳ７６：その範囲から外れていると判定されたときは、ドライバＤＲの駆動を止めてしまう。
【０１２５】
ステップＳ７７：一方その範囲内であると判定されたときは、前述した強制通電モードに入る。
【０１２６】
図２８は本発明に係る実施例１４を示す図である。
【０１２７】
本実施例１４は、電流検出手段３および入力監視手段４からの各内部指令（ＩＣＤ）のいずれかの値が異常値を示すとき、駆動制御手段２は、前述したフェールセーフ側への駆動のための負荷Ｌに対する強制通電モードを解除し、さらに一定時間を超えるときは該負荷に対する駆動を停止すると共に、外部から検知可能なアラーム信号ＡＬＭを生成することを特徴とするものである。
【０１２８】
これにより、ＩＣ回路内に異常、例えば入力監視手段４が論理“Ｈ”を出し続けるといった異常が発生したような場合に、ドライバＤＲの駆動を停止し、負荷Ｌを焼損から保護できる。以上の動作例を図を参照して次に説明する。
【０１２９】
図２９は実施例１４の動作を表すフローチャートである。
【０１３０】
前述した駆動要求が与えられると、
ステップＳ８１：入力監視手段４および／または電流検出手段３からの各内部指令が正常か否か判断する。
【０１３１】
ステップＳ８２：正常と判断されたならば、従来どおりのＰＷＭ制御を電流検出手段３の出力に基づいて行う。
【０１３２】
ステップＳ８３：正常でないと判断されたならば、例えば入力監視手段４からの出力が“Ｈ”固定のままであったとしたら、タイマー（図示せず）をスタートさせる。
【０１３３】
ステップＳ８４：そのタイマーのカウント値が、予め設定した時間を超えるか否か判定し、
ステップＳ８５：その設定時間を超えないうちは、強制通電モードを実行しながら、
ステップＳ８６：上記タイマーのカウンタアップを継続する。
【０１３４】
ステップＳ８７：そのタイマーのカウント値が、予め設定した時間を超えたものと判定されたならば、ドライバＤＲによる駆動（強制通電）を停止させ、
ステップＳ８８：その停止と共に、異常の発生を外部に知らせるためのアラーム信号ＡＬＭを出力する。
【０１３５】
ステップＳ８９：このアラーム信号ＡＬＭを出力することによって、上記の診断ルーチンは終了する。したがって上記タイマーをクリアし、カウント値を零に戻す。
【０１３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の実施例１〜実施例６によれば、電流検出手段３の誤動作を検知することによって、負荷Ｌを誤ってオフにしてしまうことを防止できる。
【０１３７】
また実施例７〜実施例１４によれば、上記の「誤オフ」防止機能に加えて、さらに各種の付加価値をもたせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る負荷駆動装置の基本構成を示す図である。
【図２】本発明に係る実施例１を示す図である。
【図３】本発明に係る実施例２を示す図である。
【図４】実施例２の一具体例を示す図である。
【図５】本発明に係る実施例３を示す図である。
【図６】本発明に係る実施例４を示す図である。
【図７】図６におけるクランプ回路４４の具体例を示す図である。
【図８】本発明に係る実施例５を示す図である。
【図９】図８におけるクランプ回路４５の具体例を示す図である。
【図１０】本発明に係る実施例６を示す図である。
【図１１】図１０における電流検出手段３の具体的構成例を示す図である。
【図１２】本発明に係る実施例７を示す図である。
【図１３】実施例７の動作を表すフローチャートである。
【図１４】本発明に係る実施例８を示す図である。
【図１５】実施例８の動作例を表すフローチャートである。
【図１６】本発明に係る実施例９を示す図である。
【図１７】実施例９を説明するためのタイムチャートである。
【図１８】実施例９の動作を表すフローチャートである。
【図１９】変形実施例９を説明するためのタイムチャートである。
【図２０】入力監視手段４の出力部分における波形図である。
【図２１】本発明に係る実施例１０を示す図である。
【図２２】本発明に係る実施例１１を示す図である。
【図２３】実施例１１の動作を表すフローチャートである。
【図２４】本発明に係る実施例１２を示す図である。
【図２５】実施例１２の動作を表すフローチャートである。
【図２６】本発明に係る実施例１３を示す図である。
【図２７】実施例１３の動作を表すフローチャートである。
【図２８】本発明に係る実施例１４を示す図である。
【図２９】実施例１４の動作を表すフローチャートである。
【図３０】本発明の前提となる従来の負荷駆動装置の具体例を示す図である。
【図３１】図３０における問題点を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１…負荷駆動装置
２…駆動制御手段
３…電流検出手段
４…入力監視手段
５…駆動用ロジック
６…ＭＯＳトランジスタ
８…シャント抵抗
９…差動増幅器
４０…処理可能入力範囲監視回路
４１…電圧監視回路
４２…電圧コンパレータ
４３…電位差検出回路
４４，４５…クランプ回路
５１…タイマー手段
５２…スイッチング監視手段
５３…個別処理手段
Ｌ…負荷
ＩＬ…負荷電流
ＲＤ…駆動要求
ＤＲ…ドライバ

Claims (11)

1. 負荷に通電される電流を検出する電流検出手段と、
   前記電流を所定値に保持するように、該電流検出手段による検出結果に応じて、前記負荷の駆動を制御する駆動制御手段と、
   前記電流検出手段への入力が、該電流検出手段にとって処理可能な入力範囲にあるか否かを監視する入力監視手段と、を有し、
   該入力監視手段により、前記入力範囲を外れたと判定されたとき、前記駆動制御手段を介し、前記負荷をフェールセーフ側に駆動することを特徴とする負荷駆動装置。
2. 前記入力監視手段はクランプ回路からなり、該クランプ回路は、前記電流検出手段への入力が、該電流検出手段にとって処理可能な入力範囲を外れたとき、入力範囲外になったことを示す異常検知信号を生成して前記駆動制御手段に通知することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記入力監視手段はクランプ回路からなり、該クランプ回路は、前記電流検出手段への入力が、該電流検出手段にとって処理可能な入力範囲を外れるとき、前記フェールセーフ側になるように該電流検出手段への入力を強制的にクランプすることを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
4. 前記駆動制御手段に連係するタイマー手段をさらに備え、該タイマー手段は、前記フェールセーフ側への駆動のための前記負荷に対する強制通電モードの継続時間を計時すると共に、その継続時間が予め設定された時間を超えたとき、その強制通電モードを解除することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
5. 前記タイマー手段は、前記強制通電モードから通常通電モードに切り替わっても、その通常通電モードの継続時間が予め設定された時間を超えないときは、その強制通電モードを解除しないことを特徴とする請求項４に記載の負荷駆動装置。
6. 前記駆動制御手段に連係するスイッチング監視手段をさらに備え、該スイッチング監視手段は、前記負荷に対するスイッチング駆動の周期および頻度を監視して、予め設定された周期および頻度を超えたとき、前記フェールセーフ側への駆動のための前記負荷に対する強制通電モードを解除することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
7. 前記電流検出手段が差動増幅器からなるとき、その反転入力および非反転入力のいずれか一方のみが前記入力範囲を外れたものと前記入力監視手段により判定されたとき、前記フェールセーフ側への駆動のための前記負荷に対する強制通電モードを実行し、その反転入力および非反転入力の双方が前記入力範囲を外れたものと判定されたときは、該負荷に対する駆動能力をカットすることを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
8. 前記駆動制御手段に連係する個別処理設定手段を設け、前記電流検出手段が差動増幅器からなるとき、その反転入力および非反転入力のうちのいずれかあるいは双方が、前記入力範囲を外れているか前記入力監視手段により判定されたとき、その入力範囲の外れの態様が、いずれの態様に属するかに応じて、前記個別処理設定手段により設定された個別の処理を前記負荷に対して行うことを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
9. 前記電流検出手段および前記入力監視手段からの各内部指令のいずれかの値が異常値を示すとき、前記駆動制御手段は、前記フェールセーフ側への駆動のための前記負荷に対する強制通電モードを解除し、さらに一定時間を超えるときは該負荷に対する駆動を停止すると共に、外部から検知可能なアラーム信号を生成することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
10. 負荷に通電される電流を検出する電流検出手段を設け、
    該電流検出手段による検出結果に応じて、前記負荷に対し定電流駆動を制御する負荷駆動装置において、
    前記電流検出手段の入力にクランプ回路を設け、
    該クランプ回路は、前記電流検出手段への入力が、該電流検出手段にとって処理可能な 入力範囲を外れるとき、前記負荷がフェールセーフ側に駆動するように該電流検出手段への入力をクランプすることを特徴とする負荷駆動装置。
11. 車両の気筒に対し駆動要求を出力して、インジェクタをなすソレノイド負荷に対し定電流駆動を行う負荷制御装置の動作を制御する電子制御装置において、前記負荷制御装置は、
    負荷に通電される電流を検出する電流検出手段と、
    前記電流を所定値に保持するように、該電流検出手段による検出結果に応じて、前記ソレノイド負荷の駆動を制御する駆動制御手段と、
    前記電流検出手段への入力が、該電流検出手段にとって処理可能な入力範囲にあるか否かを監視する入力監視手段と、を有し、
    該入力監視手段により、前記入力範囲を外れたと判定されたとき、前駆駆動制御手段を介し、前記ソレノイド負荷をフェールセーフ側に駆動することを特徴とする電子制御装置。

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