JP5267425B2 - Load drive device having fail-safe function - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、2つの第1負荷および第2負荷を一組として作動させ、少なくとも第2負荷の動作を維持するフェールセーフ機能を有する負荷駆動装置に関する。 The present invention relates to a load driving device having a fail-safe function that operates two first loads and a second load as a set and maintains at least the operation of the second load.
従来より、車両に搭載されたヘッドランプ等の2つの負荷を一組として動作させる駆動装置が、例えば特許文献1〜3で提案されている。以下、図6を参照して、2つの負荷を一組として駆動するものとして、車両のヘッドランプを点灯または消灯するための灯火装置について説明する。 Conventionally, for example, Patent Documents 1 to 3 have proposed drive devices that operate two loads such as a headlamp mounted on a vehicle as a set. Hereinafter, with reference to FIG. 6, a lighting device for turning on or off a headlamp of a vehicle will be described on the assumption that two loads are driven as a set.
図6に示されるように、従来の灯火装置70は、助手席側のヘッドランプ71を点灯させるための第1灯火回路72と、運転席側のヘッドランプ73を点灯させるための第2灯火回路74とを備えて構成されている。
As shown in FIG. 6, the
第1灯火回路72および第2灯火回路74の各構成は共通している。具体的には、第1灯火回路72および第2灯火回路74それぞれは、電源部75、入力部76、制御回路77、駆動用MOSFET78、および異常検出回路79を備えて構成されている。
Each structure of the
電源部75は、電源ライン80を介して灯火装置70に供給される電源から一定電圧を生成するように構成された回路部である。電源部75で生成された一定電圧は、制御回路77を動作させるために用いられる。
The
入力部76は、灯火装置70の第1入力端子81および第2入力端子82に入力されるスイッチ83の信号に基づいて指令信号を生成し、この指令信号を制御回路77にそれぞれ出力する回路部である。スイッチ83の信号とは、ヘッドランプ71、73を点灯または消灯させるための信号である。
The
制御回路77は、入力部76から入力される指令信号に従って、駆動バッファ84を介して駆動用MOSFET78に駆動信号を出力することにより駆動用MOSFET78を駆動する回路である。制御回路77は、例えばICにより構成される。したがって、灯火装置70には2つのICが搭載されることになる。
The
駆動用MOSFET78は、第1電源端子85と第1出力端子86との間、および第2電源端子87と第2出力端子88との間にそれぞれ接続されたスイッチ手段として機能する半導体素子である。駆動用MOSFET78として、nチャネル型のMOSFETが採用された場合、ドレインが第1電源端子85(第2電源端子87)に接続され、ソースが第1出力端子86(第2出力端子88)に接続される。また、駆動用MOSFET78のゲートは制御回路77に接続される。したがって、駆動用MOSFET78は、駆動バッファ84を介してゲートに入力される駆動信号に従ってオンすることにより、ヘッドランプ71、73を動作させる。
The
異常検出回路79は、入力部76から入力される指令信号と、制御回路77が駆動用MOSFET78に出力する駆動信号とが一致しているか否かを判定することにより、制御回路77や駆動用MOSFET78等の異常を検出する回路である。
The
以上のように、灯火装置70は、負荷であるヘッドランプ71、73それぞれについて同じ構成の第1灯火回路72および第2灯火回路74が設けられた二重系の回路構成になっている。すなわち、二重系の回路構成になっていることで、第1灯火回路72および第2灯火回路74のうちの一方が他方に対するフェールセーフ回路として機能する。
As described above, the
このため、第1灯火回路72および第2灯火回路74のうちのいずれか一方における制御回路77や駆動用MOSFET78が故障してヘッドランプ71、73のうちの一方が点灯しない状態になったとしても、ヘッドランプ71、73のうちの他方が点灯することにより、両方のヘッドランプ71、73が点灯しないという状況を回避できるようになっている。
For this reason, even if the
しかしながら、上記従来の技術ように、2つの負荷を一組として駆動するために、灯火装置70に同じ構成の第1灯火回路72および第2灯火回路74を備えているため、負荷ごとに制御回路77が必要となる。このため、灯火装置70が非常に高価になってしまうという問題がある。
However, in order to drive two loads as a set as in the prior art described above, the
本発明は上記点に鑑み、2つの負荷を一組として動作させる場合に一方の負荷を駆動できなくなったとしても少なくとも他方の負荷を駆動できるようにするフェールセーフ機能を有する安価な負荷駆動装置を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention provides an inexpensive load driving device having a fail-safe function that enables at least one load to be driven even when one load cannot be driven when operating two loads as a set. The purpose is to provide.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明では、指令に基づいて、第1負荷(1)に接続される第1スイッチング素子(26)と、第2負荷(2)に接続される第2スイッチング素子(27)と、に対してそれぞれ駆動信号を入力して駆動することにより、第1負荷(1)および第2負荷(2)を一組として動作させる制御回路(23)と、指令、第1スイッチング素子(26)および第2スイッチング素子(27)に対する駆動信号、および駆動信号に対する第1スイッチング素子(26)および第2スイッチング素子(27)の応答に基づいて、少なくとも制御回路(23)および第2スイッチング素子(27)のうちいずれか一方の異常の有無を判定し、異常がある場合に異常信号を出力する異常検出回路(40)と、第2負荷(2)に接続される第3スイッチング素子(34)を有し、指令および異常信号の両方を入力した場合、第3スイッチング素子(34)を駆動することにより第2負荷(2)を動作させる予備回路(30)と、を備えていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the first aspect of the present invention, the first switching element (26) connected to the first load (1) and the second load (2) are connected based on the command. A control circuit (23) for operating the first load (1) and the second load (2) as a set by inputting a drive signal to the second switching element (27) and driving the second switching element (27); Based on the command, the drive signal for the first switching element (26) and the second switching element (27), and the response of the first switching element (26) and the second switching element (27) to the drive signal, at least the control circuit ( 23) and an abnormality detection circuit (40) for determining whether or not there is an abnormality in one of the second switching elements (27) and outputting an abnormality signal when there is an abnormality, and a second load 2) having a third switching element (34) connected to 2), and when both a command and an abnormal signal are input, a spare for operating the second load (2) by driving the third switching element (34) And a circuit (30).
これによると、異常検出回路(40)から出力される異常信号に基づいて予備回路(30)が第2負荷(2)を動作させるので、第1負荷(1)および第2負荷(2)それぞれに対応した制御回路(23)を設けなくて済む。したがって、負荷駆動装置を安価な構成にすることができる。 According to this, since the backup circuit (30) operates the second load (2) based on the abnormality signal output from the abnormality detection circuit (40), the first load (1) and the second load (2) respectively. It is not necessary to provide a control circuit (23) corresponding to the above. Therefore, the load driving device can be made inexpensive.
請求項2に記載の発明では、異常検出回路(40)は、第1スイッチング素子(26)に流れる電流に基づいて第1スイッチング素子(26)の応答の有無を検出し、その検出結果を出力する第1異常検出ブロック(41)と、第2スイッチング素子(27)に流れる電流に基づいて第2スイッチング素子(27)の応答の有無を検出し、その検出結果を出力する第2異常検出ブロック(42)と、第2負荷(2)に電流を流すと共に当該電流に対して第2負荷(2)が動作するか否かを判定し、その判定結果を出力する第3異常検出ブロック(43)と、少なくとも、指令を入力し、第1異常検出ブロック(41)および第2異常検出ブロック(42)から第1スイッチング素子(26)および第2スイッチング素子(27)の応答がないという検出結果を入力し、さらに、第3異常検出ブロック(43)から第2負荷(2)の応答があったという検出結果を入力した場合、予備回路(30)に対して異常信号を出力する判定回路(44)と、を備えていることを特徴とする。
In the invention according to
これにより、第2負荷(2)が動作可能な状態で第1スイッチング素子(26)および第2スイッチング素子(27)の応答がない場合には、第1負荷(1)および第2負荷(2)を動作させることができないが、予備回路(30)により第2負荷(2)を動作させることができる。したがって、第1負荷(1)および第2負荷(2)を一組として動作させる際に、第1負荷(1)および第2負荷(2)の両方が動作しなくなるということを回避することができる。 Thereby, when there is no response of the first switching element (26) and the second switching element (27) in a state where the second load (2) is operable, the first load (1) and the second load (2) ) Cannot be operated, but the second load (2) can be operated by the spare circuit (30). Therefore, when the first load (1) and the second load (2) are operated as a set, it is possible to avoid that both the first load (1) and the second load (2) are not operated. it can.
請求項3に記載の発明のように、第1スイッチング素子(26)の応答は、第1スイッチング素子(26)と第1負荷(1)との間の電圧であり、第2スイッチング素子(27)の応答は、第2スイッチング素子(27)と第2負荷(2)との間の電圧であるとすることができる。 As in the third aspect of the invention, the response of the first switching element (26) is a voltage between the first switching element (26) and the first load (1), and the second switching element (27). ) Can be the voltage between the second switching element (27) and the second load (2).
請求項4に記載の発明のように、第1負荷(1)として車両に備えられた助手席側のヘッドランプを用いることができ、第2負荷(2)として車両に備えられた運転席側のヘッドランプを用いることができる。
As in the invention according to
このように、第1負荷(1)および第2負荷(2)がヘッドランプであるとすると、制御回路(23)が第1負荷(1)および第2負荷(2)を動作させることができない状況でも、両方のヘッドランプのうちの少なくとも運転席側のヘッドランプを点灯させることができる。したがって、各ヘッドランプの両方が点灯しなくなるという事態を回避することができ、ドライバの安全を確保することができる。 As described above, if the first load (1) and the second load (2) are headlamps, the control circuit (23) cannot operate the first load (1) and the second load (2). Even in the situation, at least one of the headlamps on the driver's seat side can be turned on. Therefore, it is possible to avoid a situation in which both of the headlamps are not lit, and the safety of the driver can be ensured.
なお、この欄および特許請求の範囲で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis of each means described in this column and the claim shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later.
以下、本発明の一実施形態について図に基づいて説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るフェールセーフ機能を有する負荷駆動装置を含んだ駆動システムの全体構成図である。この負荷駆動装置10は例えば車両に搭載される装置であり、2つの負荷を一組として駆動する場合に適用されるものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a drive system including a load drive device having a fail-safe function according to an embodiment of the present invention. The
負荷として、例えば車両に搭載されるヘッドランプ、ワイパー、テールランプ等が採用される。これらは2つの負荷が一組として用いられる負荷である。本実施形態では、負荷として、助手席側のヘッドランプ1と運転席側のヘッドランプ2とを一組として駆動する場合について説明する。
As the load, for example, a head lamp, a wiper, a tail lamp or the like mounted on the vehicle is employed. These are loads in which two loads are used as a set. In the present embodiment, a case will be described in which the passenger-side headlamp 1 and the driver-
図1に示されるように、負荷駆動装置10は、第1入力端子11、第2入力端子12、第1電源端子13、第2電源端子14、第1出力端子15、第2出力端子16、および第3出力端子17を備えている。
As shown in FIG. 1, the
第1入力端子11および第2入力端子12は、ヘッドランプ1、2を点灯または消灯するための車内のスイッチ3(IN)にそれぞれ接続されている。スイッチ3は、ユーザの操作によりオンまたはオフに相当する信号を第1入力端子11および第2入力端子12に出力する。本実施形態では、スイッチ3のオンを示す信号がハイレベルの信号とされ、オフを示す信号がローレベルの信号とされる。
The
また、以下では、「ハイレベルの信号」をHi信号といい、「ローレベルの信号」をLo信号という。 In the following, a “high level signal” is referred to as a Hi signal, and a “low level signal” is referred to as a Lo signal.
第1電源端子13および第2電源端子14は、電源ライン4から負荷駆動装置10に電源を入力するための端子である。第1出力端子15は助手席側のヘッドランプ1に接続され、第2出力端子16は運転席側のヘッドランプ2に接続されている。第3出力端子17は、負荷駆動装置10の外部に信号を出力するための端子である。
The first
そして、負荷駆動装置10は、スイッチ3の操作に従ってヘッドランプ1、2を点灯または消灯すべく、基本駆動回路20と予備回路30とを備えて構成されている。
The
基本駆動回路20は、2つのヘッドランプ1、2を駆動するように構成された回路である。基本駆動回路20は、電源部21、入力部22、制御回路23、第1駆動バッファ24、第2駆動バッファ25、第1MOSFET26、第2MOSFET27、および異常検出回路40を備えている。
The
電源部21は、電源ライン4から負荷駆動装置10に供給される電源から一定電圧を生成するように構成された回路部である。電源部21で生成された一定電圧は、制御回路23を動作させるためや、基本駆動回路20および予備回路30の各構成要素を動作させるために用いられる。
The
入力部22は、第1入力端子11を介してスイッチ3から入力される信号に基づいてヘッドランプ1、2を点灯または消灯させる指令信号を生成し、この指令信号を制御回路23および異常検出回路40にそれぞれ出力する回路部である。例えば、ヘッドランプ1、2を点灯する場合、指令信号はHi信号であり、ヘッドランプ1、2を消灯する場合、指令信号はLo信号である。
The
制御回路23は、入力部22から入力される指令信号に従って、2つのヘッドランプ1、2の点灯または消灯を制御する回路である。このため、制御回路23は、Hi信号の指令信号を入力すると第1MOSFET26および第2MOSFET27をそれぞれ駆動する駆動信号を生成し、当該駆動信号を各駆動バッファ24、25を介して第1MOSFET26および第2MOSFET27にそれぞれ出力する。
The
駆動信号は例えばPWM信号であり、同じPWM信号が各MOSFET26、27にそれぞれ出力される。このため、ヘッドランプ1、2は同時に同じ動作をすることになる。また、制御回路23は、例えばICにより構成される。
The drive signal is, for example, a PWM signal, and the same PWM signal is output to the
各駆動バッファ24、25は、インピーダンス変換を行う素子である。第1駆動バッファ24は制御回路23と第1MOSFET26のゲートとの間に接続されている。また、第2駆動バッファ25は、制御回路23と第2MOSFET27のゲートとの間に接続されている。
Each of the drive buffers 24 and 25 is an element that performs impedance conversion. The
第1MOSFET26は助手席側のヘッドランプ1に電源を供給するためのスイッチ手段であり、第2MOSFET27は運転席側のヘッドランプ2に電源を供給するためのスイッチ手段である。これら第1MOSFET26および第2MOSFET27として、例えばnチャネル型が採用される。したがって、第1MOSFET26のドレインが第1電源端子13に接続され、ソースが第1出力端子15に接続され、ゲートは第1駆動バッファ24に接続されている。また、第2MOSFET27のドレインが第2電源端子14に接続され、ソースが第2出力端子16に接続され、ゲートは第2駆動バッファ25に接続されている。
The
異常検出回路40は、制御回路23、各MOSFET26、27、および各ヘッドランプ1、2に故障が生じているか等の異常を検出する回路である。すなわち、異常検出回路40は、入力部22からヘッドランプ1、2を点灯させる指令信号を入力した場合、各ヘッドランプ1、2が点灯しているか否かの判定を行う。また、異常検出回路40は、ヘッドランプ1、2のランプ切れが起こっているか否かの判定を行う。
The
以下、異常検出回路40の具体的な構成について、図2を参照して説明する。図2は、異常検出回路40の構成と異常検出回路40の周辺回路とを示した図である。図2に示されるように、異常検出回路40は、第1〜第3異常検出ブロック41〜43と、判定回路44と、を備えて構成されている。
Hereinafter, a specific configuration of the
第1異常検出ブロック41は、「点灯」の指令信号に従って、助手席側のヘッドランプ1が点灯しているか否かを判定するためのブロックであり、閾値生成部41aと第1コンパレータ41bとを備えている。
The first abnormality detection block 41 is a block for determining whether or not the passenger-side headlamp 1 is lit in accordance with a “lighting” command signal. The first abnormality detection block 41 includes a
閾値生成部41aによりヘッドランプ1が点灯していることを判定するための閾値が生成される。また、第1コンパレータ41bの非反転入力端子は第1MOSFET26のソースに接続され、反転入力端子は閾値生成部41aに接続されている。これにより、第1コンパレータ41bは、閾値と第1MOSFET26のソース電圧とを比較し、当該ソース電圧が閾値よりも大きい場合にHi信号を出力し、当該ソース電圧が閾値よりも小さい場合にLo信号を出力する。
A threshold for determining that the headlamp 1 is turned on is generated by the
このように、第1異常検出ブロック41は、第1MOSFET26がオンしたことにより当該第1MOSFET26に流れる電流に基づいて、第1MOSFET26の応答として第1MOSFET26とヘッドランプ1との間のソース電圧をモニタしている。そして、第1異常検出ブロック41は、第1MOSFET26の応答の有無(すなわち、第1MOSFET26のソース電圧が閾値を超えるか否か)を検出し、その検出結果を出力する。
As described above, the first abnormality detection block 41 monitors the source voltage between the
第2異常検出ブロック42は、「点灯」の指令信号に従って、運転席側のヘッドランプ2が点灯しているか否かを判定するためのブロックであり、閾値生成部42aと第2コンパレータ42bとを備えている。
The second
閾値生成部42aによりヘッドランプ2が点灯していることを判定するための閾値が生成される。この閾値生成部42aで生成された閾値は、閾値生成部41aで生成される閾値と同じ値である。また、第2コンパレータ42bの非反転入力端子は第2MOSFET27のソースに接続され、反転入力端子は閾値生成部42aに接続されている。これにより、第2コンパレータ42bは、閾値と第2MOSFET27のソース電圧とを比較し、当該ソース電圧が閾値よりも大きい場合にHi信号を出力し、当該ソース電圧が閾値よりも小さい場合にLo信号を出力する。
A threshold value for determining that the
このように、第2異常検出ブロック42は、第2MOSFET27がオンしたことにより当該第2MOSFET27に流れる電流に基づいて、第2MOSFET27の応答として第2MOSFET27とヘッドランプ2との間のソース電圧をモニタしている。そして、第2異常検出ブロック42は、第2MOSFET27の応答の有無(すなわち、第2MOSFET27のソース電圧が閾値を超えるか否か)を検出し、その検出結果を出力する。
As described above, the second
第3異常検出ブロック43は、運転席側のヘッドランプ2がランプ切れを起こしているか否かを判定するためのブロックである。すなわち、第3異常検出ブロック43は、運転席側のヘッドランプ2に電流を流すと共に当該電流に対して運転席側のヘッドランプ2が動作するか否かを判定し、その判定結果を出力する。このような第3異常検出ブロック43は、ダイオード43a、定電流回路43b、閾値生成部43c、および第3コンパレータ43dを備えている。
The third abnormality detection block 43 is a block for determining whether or not the
ダイオード43aは判定回路44から定電流回路43bに電流を流す素子である。また、定電流回路43bは、ダイオード43aから入力した電流を微弱な電流に変換して運転席側のヘッドランプ2に流すための回路である。このため、定電流回路43bはヘッドランプ1のハイサイド側(つまり、第2MOSFET27のソース)に接続されている。
The
そして、閾値生成部43cによりヘッドランプ2のランプ切れを判定するための閾値が生成される。また、第3コンパレータ43dの非反転入力端子は、定電流回路43bがヘッドランプ2に接続された接続点とヘッドランプ2との間に接続されている。これによると、定電流回路43bから流れ出る微弱な電流により決まるヘッドランプ1のハイサイド側の電圧が第3コンパレータ43dの非反転入力端子に印加される。また、第3コンパレータ43dの反転入力端子は閾値生成部43cに接続されている。
Then, a threshold for determining whether the
第3コンパレータ43dは、定電流回路43bから微弱な電流が流されたときのヘッドランプ2のハイサイド側の電圧と閾値生成部43cの閾値とを比較する。そして、ヘッドランプ2のランプ切れが起こっていない場合、定電流回路43bから流れ出る微弱な電流はヘッドランプ2に流れる。このため、ヘッドランプ2のハイサイド側の電圧は閾値生成部43cの閾値を超えない。一方、ヘッドランプ2のランプ切れが起こっている場合、定電流回路43bから流れ出る微弱な電流はヘッドランプ2に流れずに第3コンパレータ43dの非反転入力端子に流れるため、ヘッドランプ2のハイサイド側の電圧は閾値生成部43cの閾値を超える。すなわち、第3コンパレータ43dは、ヘッドランプ2のランプ切れが起こっている場合にHi信号を出力し、ランプ切れが起こっていない場合にLo信号を出力する。
The
このように、第3異常検出ブロック43は、運転席側のヘッドランプ2の応答をモニタし、運転席側のヘッドランプ2の応答があった場合にはランプ切れは起こっていないのでLo信号を出力し、応答がない場合にはランプ切れが起こっているのでHi信号を出力する。
In this way, the third abnormality detection block 43 monitors the response of the
判定回路44は、入力部22から入力される指令信号、制御回路23から入力される2つの駆動信号、各MOSFET26、27のソース電圧、および第3コンパレータ43dの出力に基づいて、制御回路23、各MOSFET26、27、そして運転席側のヘッドランプ2の異常を判定する回路である。判定回路44の判定ロジックを図3に示す。
The
図3に示されるように、判定回路44は、指令信号、駆動信号、ソース電圧、および第3コンパレータ43dの出力の組み合わせにより、異常を判定する。このため、判定回路44は、OR回路45、46、NAND回路47、NOT回路48、およびAND回路49を備えている。
As illustrated in FIG. 3, the
OR回路45には制御回路23の出力すなわち制御回路23から各MOSFET26、27に出力される駆動信号がそれぞれ入力される。2つの駆動信号のうちの両方がLo信号の場合、OR回路45からLo信号が出力される。
The OR
OR回路46には各MOSFET26、27のソース電圧がそれぞれ入力される。2つのソース電圧のうちの両方がLo信号すなわち各MOSFET26、27の両方がオフしている場合、OR回路46からLo信号が出力される。
The source voltage of each
NAND回路47には、各OR回路45、46の出力がそれぞれ入力される。そして、各OR回路45、46の出力がそれぞれLo信号である場合、つまり各駆動信号がLo信号であり、各MOSFET26、27がオフしている場合、NAND回路47からHi信号が出力される。
The outputs of the
NOT回路48には、ランプ切れ判定結果すなわち第3コンパレータ43dの出力が入力される。そして、第3コンパレータ43dの出力がHi信号の場合つまりランプ切れである場合、NOT回路48からLo信号が出力される。一方、第3コンパレータ43dの出力がLo信号の場合つまりランプ切れではない場合、NOT回路48からHi信号が出力される。
The
AND回路49には、入力部22から指令信号が入力され、NAND回路47の出力が入力され、NOT回路48の出力が入力される。そして、これら指令信号、NAND回路47の出力、およびNOT回路48の出力がすべてHi信号である場合、AND回路49はHi信号を出力する。このHi信号が異常を示す異常信号となる。
The AND
この異常信号は異常検出回路40から予備回路30に出力される一方、ダイアグ信号として第3出力端子17を介して負荷駆動装置10の外部に出力される。これにより、異常信号はダイアグ信号として車両に搭載されたECU等に記憶等される。
The abnormality signal is output from the
一方、2つの駆動信号のうちの一方がHi信号であったり、2つのソース電圧のうちの一方がHi信号である場合はOR回路45、46の出力はHi信号となるので、NAND回路47の出力はLo信号となり、ひいてはAND回路49の出力はLo信号となる。また、第3コンパレータ43dの出力がHi信号である場合、つまりヘッドランプ2がランプ切れしている場合、NOT回路48の出力はLo信号となり、ひいてはAND回路49の出力はLo信号となる。このLo信号は異常を示す信号ではない。
On the other hand, when one of the two drive signals is a Hi signal or one of the two source voltages is a Hi signal, the outputs of the
すなわち、制御回路23から正常な駆動信号が出力されていたり、各MOSFET26、27の少なくとも一方がオンしてソース電圧が高くなっていたり、ランプ切れが起こっている場合は、異常信号は出力されない。
That is, when a normal drive signal is output from the
図1に示される予備回路30は、制御回路23の故障や第2MOSFET27がオンできないような故障が生じた場合、2つのヘッドランプ1、2のうちの少なくとも運転席側のヘッドランプ2を点灯させるフェールセーフ用の回路である。
The
このような予備回路30は、第3駆動バッファ31と、第4駆動バッファ32と、AND回路33と、第3MOSFET34と、を備えて構成されている。
Such a
第3駆動バッファ31および第4駆動バッファ32は、インピーダンス変換を行うものである。このうち、第3駆動バッファ31は、基本駆動回路20の異常検出回路40と予備回路30のAND回路33の入力端子との間に接続されている。また、第4駆動バッファ32は、AND回路33の出力端子と第3MOSFET34のゲートとの間に接続されている。
The
AND回路33は、異常検出回路40から第3駆動バッファ31を介してハイレベルの異常信号を入力し、かつ、第2入力端子12を介してスイッチ3がオンされたことを示すHi信号を入力した場合、Hi信号を出力する論理回路である。
The AND
第3MOSFET34は、第4駆動バッファ32を介してゲートに入力されるHi信号に基づいてオン/オフすることにより、運転席側のヘッドランプ2を点灯させるための予備駆動用のスイッチ手段である。第3MOSFET34として、例えばpチャネル型が採用される。そして、第3MOSFET34のドレインが第2電源端子14に接続され、ソースが第2出力端子16に接続され、ゲートは第4駆動バッファ32に接続されている。
The
したがって、第3MOSFET34のゲートに第4駆動バッファ32を介してHi信号が入力されると、第3MOSFET34がオンする。すなわち、予備回路30がフェールセーフ回路として機能し、運転席側のヘッドランプ2の点灯を維持する。以上が、本実施形態に係る負荷駆動装置10および駆動システムの全体構成である。
Therefore, when the Hi signal is input to the gate of the
次に、負荷駆動装置10の作動について、図4および図5を参照して説明する。図4は、負荷駆動装置10の動作の流れを示した図である。
Next, the operation of the
図4に示されるように、ステップ50では、ユーザの操作によりスイッチ3がオンされる。これに伴い、入力部22にてHi信号が生成され、制御回路23および異常検出回路40にそれぞれ入力される。これにより、制御回路23は駆動信号を各MOSFET26、27に出力することにより各MOSFET26、27を駆動し、各ヘッドランプ1、2を動作させる。また、スイッチ3のオンを示すHi信号が予備回路30のAND回路33に入力される。
As shown in FIG. 4, in
続いて、ステップ51では、ヘッドランプ1、2が全て点灯していないかが問題となる。具体的には、第1異常検出ブロック41の第1コンパレータ41bで第1MOSFET26のソース電圧と閾値とが比較される。同様に、第2異常検出ブロック42の第2コンパレータ42bで第2MOSFET27のソース電圧と閾値とが比較される。
Subsequently, in
そして、ステップ51で「No」の場合、すなわち各コンパレータ41b、42bの出力のうちいずれか一方がHi信号を出力する場合はHi信号を出力したコンパレータに対応したMOSFETがオンした状態になっており、当該MOSFETに対応したヘッドランプが点灯する。したがって、ユーザの操作に対して少なくとも一方のヘッドランプ1、2が点灯するため、ヘッドランプ1、2の点灯については問題ない。
If “No” in
一方、ステップ51で「Yes」の場合、すなわち各コンパレータ41b、42bの出力が両方ともLo信号を出力する場合はステップ52に進む。
On the other hand, if “Yes” in
次に、ステップ52では、駆動信号が出力されているか否かが問題となる。通常、制御回路23から異常検出回路40に駆動信号が出力される。この場合、すなわちステップ52で「Yes」の場合、ステップ53に進む。
Next, in
これに対し、制御回路23に異常が生じて駆動信号が制御回路23から異常検出回路40に出力されない場合が想定される。この場合、すなわちステップ52で「No」の場合、ステップ54に進む。
On the other hand, it is assumed that an abnormality occurs in the
続いて、ステップ53、54では、ヘッドランプ1、2が切れていないかがそれぞれ問題となる。ステップ53、54においてヘッドランプ1、2が切れている場合、すなわちステップ53、54で「No」の場合、ランプ切れが起こっていることになる。
Subsequently, in
一方、ステップ53においてヘッドランプ1、2が切れていない場合、すなわちステップ53で「Yes」の場合、ヘッドランプ1、2が点灯しておらず(ステップ50)、制御回路23から駆動信号が出力されており(ステップ51)、ランプ切れが起こっていない(ステップ52)ので、予備回路30を駆動する。これにより、運転席側のヘッドランプ2を点灯させる。
On the other hand, if the
また、ステップ54においてヘッドランプ1、2が切れていない場合、すなわちステップ54で「Yes」の場合、ヘッドランプ1、2が点灯しておらず(ステップ50)、制御回路23から駆動信号が出力されておらず(ステップ51)、ランプ切れが起こっていない(ステップ52)ので、予備回路30を駆動する。これにより、運転席側のヘッドランプ2を点灯させる。
If the
このように、負荷駆動装置10は、おおまかに、「問題なし」とされるか、「ランプ切れ」と判定されるか、「予備回路駆動」と判定されて運転席側のヘッドランプ2を点灯するのかの3つの状態に大別される。
In this way, the
上記では、図4に基づいて負荷駆動装置10の動作の流れについて説明したが、具体的にどのような条件で予備回路30が駆動されるか等について、図5を参照して説明する。図5(a)は、負荷駆動装置10の動作の流れに従ったタイミングチャートである。また、図5(b)は予備回路30を駆動する条件を表にまとめた図であり、図5(a)に示される各区間60〜64に対応している。
In the above description, the flow of the operation of the
まず、図5(a)に示される区間60では、スイッチ3がオン、制御回路23の出力(駆動信号)がHi信号、各MOSFET26、27のソース電圧のうち少なくとも一方がHi信号、ランプ切れは起こっていないためランプ切れ判定(第3コンパレータ43dの出力)がLo信号となる。
First, in the
この場合、図3に示されるように、駆動信号がHi信号であり、MOSFET26、27のソース電圧のうち少なくとも一方がHi信号であるので、NAND回路47の出力はLo信号となる。その結果、AND回路49の出力(予備回路出力)はLo信号となる。したがって、図5(b)に示されるように、判定回路44では「問題なし」と判定され、予備回路30は駆動されない。
In this case, as shown in FIG. 3, since the drive signal is a Hi signal and at least one of the source voltages of the
また、図5(a)に示される区間61では、スイッチ3はオンになっているが、制御回路23の出力(駆動信号)はLo信号となるため、MOSFET26、27のソース電圧はLo信号になっており、各ヘッドランプ1、2は点灯していない。また、ランプ切れは起こっていないためランプ切れ判定はLo信号となる。
In the
このような条件の場合、図3に示されるように、各OR回路45、46の出力がそれぞれLo信号となるので、NAND回路47の出力はHi信号となる。スイッチ3はオンされているので入力部22の出力はHi信号であり、ランプ切れは起こっていないので、NOT回路48の出力はHi信号となる。その結果、AND回路49の出力(予備回路出力)はHi信号(つまり異常信号)となる。したがって、図5(b)に示されるように、判定回路44では「制御回路異常」と判定され、予備回路30が駆動される。これにより、制御回路23に異常が生じていても、予備回路30が動作するので、ユーザの「点灯」の要求に対して運転席側のヘッドランプ2については点灯させることができる。
In such a condition, as shown in FIG. 3, since the outputs of the
そして、図5(a)に示される区間62では、スイッチ3がオンになっており、制御回路23の出力(駆動信号)がHi信号となっているが、各MOSFET26、27のソース電圧の両方がLo信号になっている。また、ランプ切れは起こっていないためランプ切れ判定はLo信号となる。
In the
このような条件の場合、図3に示されるように、OR回路46の出力はLo信号となるので、NAND回路47の出力はHi信号となる。また、入力部22の出力はHi信号であり、ランプ切れは起こっていないのでNOT回路48の出力もHi信号となる。その結果、区間61と同様に、AND回路49の出力はHi信号となる。したがって、図5(b)に示されるように、判定回路44では「MOSオフ故障」と判定され、予備回路30が駆動される。これにより、各MOSFET26、27に異常が生じていても、予備回路30が動作するので、運転席側のヘッドランプ2については点灯させることができる。
In such a condition, as shown in FIG. 3, since the output of the
上記の区間61、62では、異常検出回路40から予備回路30に異常信号が入力されることで予備回路30が駆動されるが、当該異常信号は負荷駆動装置10の第3出力端子17から外部に出力されて外部でも利用される。
In the
図5(a)に示される区間63は、スイッチ3がオフの状態で各MOSFET26、27のうち少なくとも一方が導通状態になっている場合である。この区間63では、スイッチ3がオフになっているので、制御回路23の出力(駆動信号)がLo信号となっているが、各MOSFET26、27のソース電圧のうち少なくとも一方がHi信号になっている。すなわち、各MOSFET26、27のうち少なくとも一方は駆動信号が入力されずに導通状態になっている。また、ランプ切れは起こっていないためランプ切れ判定はLo信号となる。
A
これによると、図3に示されるように、入力部22の出力はLo信号となるので、AND回路49の出力はLo信号となる。したがって、図5(b)に示されるように、判定回路44では「MOSオン故障」と判定される。この「MOSオン故障」は、ユーザがヘッドランプ1、2の点灯を要求していないのにも関わらず、各MOSFET26、27の故障によりヘッドランプ1、2が点灯している状態である。このような状態は、ユーザの指令通りではないが、ヘッドランプ1、2が点灯しているため、ユーザの安全を確保できる。したがって、予備回路30は駆動されない。
According to this, as shown in FIG. 3, since the output of the
そして、図5(a)に示される区間64では、スイッチ3がオンになっており、制御回路23の出力(駆動信号)がHi信号となっているが、各MOSFET26、27のソース電圧の両方がLo信号になっている。一方、ランプ切れが起こっているためランプ切れ判定はHi信号となる。
In the
このような条件の場合、図3に示されるように、ランプ切れが起こっているのでNOT回路48の出力はLo信号となる。したがって、図5(b)に示されるように、判定回路44では「ランプ切れ」と判定される。この「ランプ切れ」の状態では、予備回路30が駆動されたとしてもヘッドランプ1、2そのものが正常に動作しないため、予備回路30は駆動されない。この場合は、ユーザがスイッチ3をオンしてもヘッドランプ1、2が点灯しないので、ユーザがランプ切れであることを判断することができる。
Under such a condition, as shown in FIG. 3, since the lamp has run out, the output of the
以上説明したように、本実施形態では、負荷駆動装置10にフェールセーフ回路として機能する予備回路30を設けている。そして、基本駆動回路20に備えられた制御回路23やMOSFET26、27に異常が生じて各ヘッドランプ1、2の両方の点灯が不可能な場合、予備回路30を駆動させることにより、運転席側のヘッドランプ2を点灯させることが特徴となっている。
As described above, in the present embodiment, the
すなわち、負荷駆動装置10は基本駆動回路20と予備回路30とを備えた構成になっているが、基本駆動回路20の異常に応じて予備回路30が基本駆動回路20と同じような動作を行うという点で二重系の構成になっていると言える。
That is, the
これによると、基本駆動回路20の異常検出回路40の出力に応じて少なくとも運転席側のヘッドランプ2を予備回路30により動作させることができる。したがって、ヘッドランプ1、2毎に制御回路23を設けなくて済み、負荷駆動装置10を安価で構成することができる。
According to this, at least the
特に、本実施形態のように、ユーザの安全を確保しなければならないような状況で2つのヘッドランプ1、2を一組で動作させる負荷駆動装置10において、各ヘッドランプ1、2に対してそれぞれ独立した回路を設けずに、各ヘッドランプ1、2の一方に異常が生じたとしても他方の動作を確保できる。このように、負荷がユーザの安全を確保するためのものであっても、負荷の動作を確実にするために各負荷に対して同じ半導体回路を設ける必要がなく、安価な構成で負荷駆動装置10を提供することができる。
In particular, in the
なお、本実施形態の記載と特許請求の範囲の記載との対応関係については、第1MOSFET26が特許請求の範囲の「第1スイッチング素子」に対応し、第2MOSFET27が特許請求の範囲の「第2スイッチング素子」に対応する。また、第3MOSFET34が特許請求の範囲の「第3スイッチング素子」に対応する。さらに、助手席側のヘッドランプ1が特許請求の範囲の「第1負荷」に対応し、運転席側のヘッドランプ2が特許請求の範囲の「第2負荷」に対応する。
As for the correspondence between the description of the present embodiment and the description of the claims, the
(他の実施形態)
上記一実施形態では、各MOSFET26、27、34のゲートに駆動バッファ24、25、31、32がそれぞれ接続されているが、駆動バッファ24、25、31、32は設けられていなくても良い。この場合、第1MOSFET26および第2MOSFET27の各ゲートは制御回路23に直接接続され、第3MOSFET34のゲートはAND回路33の出力端子に直接接続される。
(Other embodiments)
In the above embodiment, the drive buffers 24, 25, 31, and 32 are connected to the gates of the
上記一実施形態では、負荷としてヘッドランプ1、2を採用しているため、各ヘッドランプ1、2の両方が動作しない場合に、少なくとも運転席側のヘッドランプ2を動作させてユーザの安全を確保できるようにしていた。しかしながら、これは予備回路30の動作の一例である。したがって、予備回路30にどちらのヘッドランプ1、2を動作させるかについては上記一実施形態と異なっていても良い。例えば、予備回路30に2つの予備駆動用のMOSFETを備えることにより、予備回路30で2つのヘッドランプ1、2のうちの両方を動作させるようにしても良い。
In the above-described embodiment, since the
上記一実施形態では、各ヘッドランプ1、2に電源を供給するスイッチ手段として各MOSFET26、27を採用したが、負荷に応じてパワーMOSFET、IGBT、バイポーラトランジスタ、メカリレー等のスイッチング素子を採用しても良い。
In the above-described embodiment, the
1 助手席側のヘッドランプ
2 運転席側のヘッドランプ
23 制御回路
26 第1MOSFET
27 第2MOSFET
30 予備回路
34 第3MOSFET
40 異常検出回路
41 第1異常検出ブロック
42 第2異常検出ブロック
43 第3異常検出ブロック
44 判定回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Headlamp on the
27 Second MOSFET
30
40 abnormality detection circuit 41 first
Claims (4)
前記指令に基づいて、前記第1負荷(1)に接続される第1スイッチング素子(26)と、前記第2負荷(2)に接続される第2スイッチング素子(27)と、に対してそれぞれ駆動信号を入力して駆動することにより、前記第1負荷(1)および前記第2負荷(2)を一組として動作させる制御回路(23)と、
前記指令、前記第1スイッチング素子(26)および前記第2スイッチング素子(27)に対する駆動信号、および前記駆動信号に対する前記第1スイッチング素子(26)および前記第2スイッチング素子(27)の応答に基づいて、少なくとも前記制御回路(23)および前記第2スイッチング素子(27)のうちいずれか一方の異常の有無を判定し、異常がある場合に異常信号を出力する異常検出回路(40)と、
前記第2負荷(2)に接続される第3スイッチング素子(34)を有し、前記指令および前記異常信号の両方を入力した場合、前記第3スイッチング素子(34)を駆動することにより前記第2負荷(2)を動作させる予備回路(30)と、を備えていることを特徴とするフェールセーフ機能を有する負荷駆動装置。 A fail-safe function that maintains at least the operation of the second load (2) when operating the first load (1) and the second load (2) mounted on the vehicle as a set in accordance with a command input from the outside. A load driving device comprising:
Based on the command, the first switching element (26) connected to the first load (1) and the second switching element (27) connected to the second load (2), respectively. A control circuit (23) for operating the first load (1) and the second load (2) as a set by driving by inputting a drive signal;
Based on the command, the drive signal for the first switching element (26) and the second switching element (27), and the response of the first switching element (26) and the second switching element (27) to the drive signal. An abnormality detection circuit (40) for determining whether or not there is an abnormality in at least one of the control circuit (23) and the second switching element (27) and outputting an abnormal signal when there is an abnormality;
The third switching element (34) connected to the second load (2) has a third switching element (34), and when both the command and the abnormal signal are input, the third switching element (34) is driven to drive the first switching element (34). And a spare circuit (30) for operating two loads (2), and a load driving device having a fail-safe function.
前記第1スイッチング素子(26)に流れる電流に基づいて前記第1スイッチング素子(26)の応答の有無を検出し、その検出結果を出力する第1異常検出ブロック(41)と、
前記第2スイッチング素子(27)に流れる電流に基づいて前記第2スイッチング素子(27)の応答の有無を検出し、その検出結果を出力する第2異常検出ブロック(42)と、
前記第2負荷(2)に電流を流すと共に当該電流に対して前記第2負荷(2)が動作するか否かを判定し、その判定結果を出力する第3異常検出ブロック(43)と、
少なくとも、前記指令を入力し、前記第1異常検出ブロック(41)および前記第2異常検出ブロック(42)から前記第1スイッチング素子(26)および前記第2スイッチング素子(27)の応答がないという検出結果を入力し、さらに、前記第3異常検出ブロック(43)から前記第2負荷(2)の応答があったという検出結果を入力した場合、前記予備回路(30)に対して前記異常信号を出力する判定回路(44)と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の負荷駆動装置。 The abnormality detection circuit (40)
A first abnormality detection block (41) for detecting the presence or absence of a response of the first switching element (26) based on a current flowing through the first switching element (26) and outputting the detection result;
A second abnormality detection block (42) for detecting the presence or absence of a response of the second switching element (27) based on the current flowing through the second switching element (27) and outputting the detection result;
A third abnormality detection block (43) for supplying a current to the second load (2), determining whether the second load (2) operates with respect to the current, and outputting the determination result;
At least the command is input, and the first switching element (26) and the second switching element (27) do not respond from the first abnormality detection block (41) and the second abnormality detection block (42). When a detection result is input and a detection result indicating that a response of the second load (2) is received from the third abnormality detection block (43), the abnormality signal is supplied to the standby circuit (30). The load drive device according to claim 1, further comprising: a determination circuit that outputs a signal.
前記第2スイッチング素子(27)の応答は、前記第2スイッチング素子(27)と前記第2負荷(2)との間の電圧であることを特徴とする請求項1または2に記載の負荷駆動装置。 The response of the first switching element (26) is the voltage between the first switching element (26) and the first load (1);
The load drive according to claim 1 or 2, wherein the response of the second switching element (27) is a voltage between the second switching element (27) and the second load (2). apparatus.
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