JP6400610B2 - 負荷駆動回路 - Google Patents
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Description
ローサイドドライバ構成の負荷駆動回路100は、
電源103と負荷101の下流に設けられた回路であって、
駆動素子MOSFET19aとそれを駆動するためのプリドライバ12a、
駆動素子MOSFET19aに流れる電流を診断するための電流検出抵抗18a、
電流検出抵抗18aの両端電圧を増幅する差動増幅回路14a、
バッテリショートによる過電流発生か否かのしきい値を決めるバッテリショートしきい値電圧生成回路13a、
差動増幅回路14aの出力電圧とバッテリショートしきい値電圧生成回路13aとの値を比較し過電流発生か否かを判定する比較回路11a、
バッテリショートによる過電流発生時に電流検出抵抗18aの両端に発生する電圧に相当する電圧を生成するバッテリショート擬似異常信号生成回路17a、
差動増幅回路14aに入力する信号を電流検出抵抗18aの両端電圧かバッテリショート擬似異常信号生成回路17aかを切替える信号切替回路15aと15b、
これらの動作を制御する制御回路10から成る。
電源103と負荷101の下流に設けられた回路であって、
駆動素子MOSFET19eとそれを駆動するためのプリドライバ12a、
駆動素子MOSFET19eに流れる電流をモニタするための電流検出抵抗18e、
電流検出抵抗18eで電圧に変換した信号を増幅するために所定のゲインとその所定のゲインよりも高いゲインの少なくとも2種類のゲインを持ち、それら2種類のゲインが変更可能な差動増幅回路23、
バッテリショートによる過電流発生か否かのしきい値を決めるバッテリショートしきい値電圧生成回路13i、
ゲイン変更可能な差動増幅回路23の出力電圧とバッテリショートしきい値電圧生成回路13iとの値を比較し過電流発生か否かを判定する比較回路11i、
負荷駆動制御のために駆動素子MOSFET19eを制御する駆動制御回路21、
駆動制御回路21とは別に設けられ、バッテリショート検出回路に異常が発生しているか否かを確認するために駆動素子MOSFET19eを制御する診断用駆動制御回路22、プリドライバ12aに接続する信号を駆動制御回路21と診断用駆動制御回路22とを切替える信号切替回路15n、
これらの動作を制御する制御回路10から成る。
11a〜11i : 比較回路
12a〜12e : プリドライバ
13a : バッテリショートしきい値電圧生成回路(ローサイドドライバ構成)
13b : グランドショートしきい値電圧生成回路(ローサイドドライバ構成)
13c : 負荷オープンしきい値電圧生成回路(ローサイドドライバ構成)
13d : バッテリショートしきい値電圧生成回路(ハイサイドドライバ構成)
13e : 負荷オープンしきい値電圧生成回路(ハイサイドドライバ構成)
13f : グランドショートしきい値電圧生成回路(ハイサイドドライバ構成)
13g : グランドショートしきい値電圧生成回路(ハーフブリッジ構成)
13h : バッテリショートしきい値電圧生成回路(ハーフブリッジ構成)
14a〜14d : 差動増幅回路
15a〜15n : 信号切替回路
17a : バッテリショート擬似異常信号生成回路(ローサイドドライバ構成)
17b : グランドショート擬似異常信号生成(ローサイドドライバ構成)
17c : 負荷オープン擬似異常信号生成(ローサイドドライバ構成)
17d : バッテリショート擬似異常信号生成(ハイサイドドライバ構成)
17e : 負荷オープン擬似異常信号生成(ハイサイドドライバ構成)
17f : グランドショート擬似異常信号生成回路(ハイサイドドライバ構成)
17e : グランドショート擬似異常信号生成回路(ハーフブリッジ構成)
17g : バッテリショート擬似異常信号生成回路(ハーフブリッジ構成)
18a〜18e : 電流検出抵抗
19a〜19e : 駆動素子MOSFET
20a、20b : 定電流源
21 : 駆動制御回路
22 : 診断用駆動制御回路
23 : ゲイン変更可能な差動増幅回路
100 : 負荷駆動回路
101 : 負荷
102 : コンデンサ
103、104 : 電源
N10a : 駆動素子MOSFET19aのドレイン信号(ローサイド構成)
N10b : 駆動素子MOSFET19bのソース信号(ハイサイド構成)
N11a : 電流検出抵抗18aの上流側信号
N11b : 電流検出抵抗18aの下流側信号
N12a : バッテリショート擬似異常信号生成回路17aの上流側出力信号
N12b : バッテリショート擬似異常信号生成回路17aの下流側出力信号
N13a : 信号切替回路15aの出力信号
N13b : 信号切替回路15bの出力信号
N14 : 信号切替回路15aと15bの切替信号
N15 : 駆動素子MOSFET19aのゲート入力信号
N16 : 差動増幅回路14aの出力信号
N17 : バッテリショートしきい値電圧生成回路13aの出力信号
N18 : 比較回路11aの出力信号
N101 : 駆動制御回路21の出力信号
N102 : 診断用駆動制御回路22の出力信号
N103 : 信号切替回路15gの出力信号
N104 : ゲイン変更可能な差動増幅回路23の出力信号
N105 : バッテリショートしきい値電圧生成回路13iの出力信号
N106 : 比較回路11aの出力信号
P10 : 過電流検出すべきでは無いレベルの擬似異常信号
P11 : 過電流検出すべきレベルの擬似異常信号
Claims (13)
- 車載負荷を駆動する負荷駆動素子と、
前記車載負荷の異常を診断するために、検出対象となる物理量を測定し、測定した物理量を検出信号として出力する検出手段と、
前記検出手段が出力した信号に基づいて、前記車載負荷に異常が発生しているか否かを診断する診断回路と、
前記車載負荷に異常が発生した際に生じる物理量に相当する擬似異常信号を生成する擬似異常信号生成回路と、
前記診断回路に入力する信号を、前記検出手段が出力する検出信号または前記擬似異常信号生成回路に切替える信号切替回路と、を備え、
車両作動時に、前記診断回路に異常が発生しているか否かを診断し、
前記信号切替回路が前記擬似異常信号を出力信号として出力している間に、
前記診断回路に故障が発生しているか否かを判定する、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 車載負荷を駆動する負荷駆動素子と、
前記車載負荷の異常を診断するために、検出対象となる物理量を測定し、測定した物理量を検出信号として出力する検出手段と、
前記検出手段が出力した信号に基づいて、前記車載負荷に異常が発生しているか否かを診断する診断回路と、
前記負荷駆動素子を制御する駆動制御回路と、
前記駆動制御回路とは別に設けられ、前記負荷駆動素子を制御する診断用駆動制御回路と、
前記負荷駆動素子を制御する回路を、前記駆動制御回路または前記診断用駆動制御回路に切替える信号切替回路と、
電流検出抵抗と、
切替え可能なゲインを備えた増幅回路と、を備え、
車両作動時に、前記診断回路に異常が発生しているか否かを診断し、
前記駆動制御回路が前記負荷駆動素子を素子オフ制御して非導通状態に制御している期間中、前記負荷駆動素子を制御する回路が前記信号切替回路により前記診断用駆動制御回路に切替わり、かつ、前記増幅回路のゲインを切替え、
前記診断用駆動制御回路は、
前記車載負荷に流れる電流が前記車載負荷の駆動電流量以下かつ所望の電流量になるように前記負荷駆動素子を制御し、
前記駆動電流量以下かつ所望の電流量を前記増幅回路によって増幅させて前記診断回路に注入し、
前記診断回路に故障が発生しているか否かを判定する、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項1に記載された負荷駆動回路において、
前記負荷駆動素子が導通状態のとき、前記診断回路は前記車載負荷の状態を診断し、前記車載負荷に異常の発生を検出した場合には負荷駆動回路は所定の動作に移行し、
前記負荷駆動素子が制御回路により素子オフ制御されて非導通状態のとき、前記診断回路は前記擬似異常信号生成回路が出力する前記擬似異常信号を注入され、前記診断回路に故障が発生しているか否かを判定され、
前記擬似異常信号の注入により、前記診断回路が前記車載負荷の異常を検出した場合には前記診断回路は正常と判定し、前記診断回路が前記車載負荷の異常を検出しなかった場合には前記診断回路に故障が発生していると判定し、
負荷駆動回路は所定の動作に移行する、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項1に記載された負荷駆動回路において、
前記負荷駆動回路の用途は、
前記負荷駆動素子をスイッチングし、入力された電圧を昇圧または降圧して所定の電圧を出力するスイッチングレギュレータである、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項1に記載された負荷駆動回路において、
前記診断回路に故障が発生していることの判定は、
前記負荷駆動素子が制御回路により素子オフ制御されて非導通状態のとき、
前記診断回路へ連続した所定回数の前記擬似異常信号を注入し、
前記診断回路が前記連続した所定回数の故障を検出した場合に前記診断回路は正常と判定し、
前記診断回路が前記連続した所定回数の故障を検出できなかった場合に前記診断回路に故障が発生していると判定する、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項5に記載された負荷駆動回路において、
前記擬似異常信号を連続する一つ以上の周期で前記診断回路に注入し、
前記診断回路が前記連続する一つ以上の周期で注入した前記擬似異常信号を検出した場合に前記診断回路は正常と判定する、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項6に記載された負荷駆動回路において、
前記車載負荷に異常が発生した際に生じる物理量が所定のしきい値を逸脱した場合に、前記車載負荷に異常が発生したことを判定する前記診断回路に、
前記しきい値を逸脱していない前記擬似異常信号と、
前記しきい値を逸脱している前記擬似異常信号の、
少なくとも2種類の前記擬似異常信号を注入することで、
前記所定のしきい値が所定の範囲から逸脱しているか否かを判定する、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項7に記載された負荷駆動回路において、
前記車載負荷の異常を診断する前記診断回路は、
バッテリショートを診断する回路、
グランドショートを診断する回路、
過電流を診断する回路、および
負荷オープンを診断する回路、のうち、
少なくとも一つを有する、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項8に記載された負荷駆動回路において、
負荷駆動回路の構成は、
ローサイドドライバ構成、
ハイサイドドライバ構成、
プッシュプル構成、
ハーフブリッジ構成、および
フルブリッジ構成、のうち、
いずれか一つの構成を有する、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項9に記載された負荷駆動回路において、
前記負荷駆動素子、
前記信号切替回路、
前記検出手段、
前記診断回路、
前記車載負荷に異常が発生した際に生じる物理量と、前記車載負荷に異常発生と判定するためのしきい値とを比較する比較回路、および
前記擬似異常信号生成回路、のうち、
少なくとも一部を半導体集積回路に内蔵した、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項10に記載された負荷駆動回路において、
前記負荷駆動素子は、
FET、
バイポーラトランジスタ、
IGBT、のいずれか、または組み合わせで構成されている、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項11に記載された負荷駆動回路において、
前記車載負荷に流れる負荷電流を検出する前記検出手段は、
抵抗、
センスMOS、のいずれか、または組み合わせである、
ことを特徴とする負荷駆動回路。 - 請求項2に記載された負荷駆動回路において、
前記駆動制御回路、
前記診断用駆動制御回路、および
前記増幅回路、のうち、
少なくとも一部を半導体集積回路に内蔵した、
ことを特徴とする負荷駆動回路。
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