(57)【要約】【課題】断線検出および短絡検出を精度良く行うことができる負荷駆動装置を提供する。【解決手段】負荷駆動装置１は、負荷２を接続するための端子Ｐ１と、直流電源から負荷２へと至る給電経路に直列に介在するように設けられたスイッチング素子３と、端子Ｐ１の電圧Ｖａに基づいて負荷２側の断線を検出する断線検出部８と、電圧Ｖａに基づいて負荷２側の短絡を検出する天絡検出部６および地絡検出部７と、端子Ｐ１に断線を検出するための電圧ＶOLを印加することができる電圧印加部９と、を備える。電圧印加部９は、スイッチング素子３がオフされるドライバオフ期間に電圧Ｖａがドライバオフ期間における正常値である電圧ＶＢに到達しない状態がフィルタ２５による遅延時間ｔswだけ継続すると電圧ＶOLの印加を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を接続するための接続端子（Ｐ１）と、
直流電源から前記負荷へと至る給電経路に直列に介在するように設けられたスイッチング素子（３）と、
前記接続端子の電圧に基づいて前記負荷側の断線を検出する断線検出部（８、４４）と、
前記接続端子の電圧に基づいて前記負荷側の短絡を検出する短絡検出部（６、７、４２、４３）と、
前記接続端子に前記断線を検出するための断線検出電圧を印加することができる電圧印加部（９、３２、５２）と、
を備え、
前記電圧印加部は、
前記スイッチング素子がオフされるドライバオフ期間に前記接続端子の電圧が前記ドライバオフ期間における正常値に到達しない状態が所定の判定時間だけ継続すると前記断線検出電圧の印加を行う負荷駆動装置。
【請求項２】
前記電圧印加部は、
前記断線検出電圧を出力する電圧出力部（２１）と、
前記電圧出力部の出力端子と前記接続端子との間を開閉する開閉部（２２）と、
前記開閉部の動作を制御する開閉制御部（２３）と、
を備える請求項１に記載の負荷駆動装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子は、前記負荷の下流側に設けられ、
前記電圧印加部は、前記ドライバオフ期間に前記接続端子の電圧が第１閾値電圧以下である状態が前記判定時間だけ継続すると前記断線検出電圧の印加を行う請求項１または２に記載の負荷駆動装置。
【請求項４】
前記スイッチング素子は、前記負荷の上流側に設けられ、
前記電圧印加部は、前記ドライバオフ期間に前記接続端子の電圧が第２閾値電圧以上である状態が前記判定時間だけ継続すると前記断線検出電圧の印加を行う請求項１または２に記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
前記短絡検出部（７）は、前記接続端子の電圧が地絡判定電圧未満となる場合に前記負荷側の短絡であることを検出するようになっており、
前記第１閾値電圧は、前記地絡判定電圧と同一の電圧となっている請求項３に記載の負荷駆動装置。
【請求項６】
前記短絡検出部（４２）は、前記接続端子の電圧が天絡判定電圧を超える場合に前記負荷側の短絡であることを検出するようになっており、
前記第２閾値電圧は、前記天絡判定電圧と同一の電圧となっている請求項４に記載の負荷駆動装置。
【請求項７】
前記判定時間は、前記短絡検出部が短絡を検出するのに要する時間よりも短い時間である請求項１から６のいずれか一項に記載の負荷駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷を駆動する負荷駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の負荷駆動装置として、例えば特許文献１に開示されているような構成、つまり直流電源から負荷へと至る給電経路に通電制御を行うためのスイッチング素子が設けられた構成がある。一般に、このような負荷駆動装置は、負荷を接続するための接続端子がオープン状態となる断線および接続端子が電源またはグランドにショートする短絡を検出する故障検出機能を備えている。
【０００３】
例えばスイッチング素子が負荷の下流側に設けられるローサイド駆動構成の上記負荷駆動装置では、接続端子がグランドにショートした状態になる短絡と断線とを切り分けて検出する必要がある。そこで、この場合、負荷駆動装置では、断線検出用の電源が設けられており、その電源の出力電圧が接続端子に付与される構成となっている。このような構成によれば、断線が生じると、スイッチング素子がオフ状態の期間に接続端子の電圧が断線検出用の電圧となるため、短絡と区別して断線を検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０５０９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した従来構成において、断線検出用の電源の電流供給能力は、比較的低く抑えられている。なぜなら、この電流供給能力が高い場合、接続端子に負荷が正常に接続されている正常時であっても、スイッチング素子がオフされる期間に接続端子の電圧が断線検出用の電圧となる。そのため、本来は負荷に電流が流れないはずのスイッチング素子がオフされる期間に、直流電源の電圧と断線検出用の電圧との差電圧が負荷に印加され、負荷に電流が流れてしまう。そこで、従来構成では、このような意図しない電流が負荷に流れる問題が生じることがない程度に、断線検出用の電源の電流供給能力が低く抑えられている。
【０００６】
また、上記した従来構成では、接続端子に接続される負荷駆動装置の内部回路を静電気から保護すること、つまり静電気保護などの目的から、接続端子とグランドとの間にコンデンサが接続されることがある。このような構成では、断線が発生した際、前述したように断線検出用の電源の電流供給能力が低く抑えられていることから、接続端子の電圧の持ち上がりが遅くなる、つまり接続端子の電圧の上昇が緩やかなものとなる。
【０００７】
そのため、上記構成では、特に駆動周期が短い負荷の場合には、スイッチング素子がオフ状態となる期間が短くなることから、断線および短絡を切り分けて検出することができなくなる。つまり、このような従来構成では、断線検出および短絡検出を精度良く行うことができない場合があった。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、断線検出および短絡検出を精度良く行うことができる負荷駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に記載の負荷駆動装置は、負荷を接続するための接続端子（Ｐ１）と、直流電源から負荷へと至る給電経路に直列に介在するように設けられたスイッチング素子（３）と、接続端子の電圧に基づいて負荷側の断線を検出する断線検出部（８、４４）と、接続端子の電圧に基づいて負荷側の短絡を検出する短絡検出部（６、７、４２、４３）と、接続端子に断線を検出するための断線検出電圧を印加することができる電圧印加部（９、３２、５２）と、を備える。電圧印加部は、スイッチング素子がオフされるドライバオフ期間に接続端子の電圧がドライバオフ期間における正常値に到達しない状態が所定の判定時間だけ継続すると断線検出電圧の印加を行う。
【００１０】
上記構成では、接続端子に負荷が正常に接続されている正常時のドライバオフ期間、接続端子の電圧は、ドライバオフ期間における正常値に向けて変化し、正常値に到達する。また、上記構成では、断線または短絡が生じているときのドライバオフ期間、接続端子の電圧は、ドライバオフ期間における正常値に向けて変化せず、正常値に到達しない。なお、正常値は、負荷の下流側にスイッチング素子が設けられるローサイド駆動構成であれば直流電源の電圧値となり、負荷の上流側にスイッチング素子が設けられるハイサイド駆動構成であればグランドの電圧値となる。
【００１１】
このようなことから、電圧印加部は、断線または短絡が生じているときのドライバオフ期間に断線検出電圧の印加を行うものの、正常時のドライバオフ期間には断線検出電圧の印加を行うことはない。そのため、上記構成では、正常時のドライバオフ期間には、電圧印加部の電流供給能力に関係なく、負荷に意図しない電流が流れるおそれがない。したがって、上記構成によれば、従来構成に比べ、電圧印加部の電流供給能力を大きくすることができ、その結果、静電気保護のためのコンデンサが接続端子に接続される場合でも、断線および短絡を切り分けて検出することができる。このように、上記構成によれば、断線検出および短絡検出を精度良く行うことができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る負荷駆動装置の構成を模式的に示す図
【図２】第１実施形態に係る正常時における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図３】第１実施形態に係る断線時における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図４】第１実施形態に係るＧＮＤショート時における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図５】第１実施形態に係る正常から断線へと遷移した場合における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図６】第１比較例に係る負荷駆動装置の構成を模式的に示す図
【図７】第１比較例に係る断線時における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図８】第２実施形態に係る負荷駆動装置の構成を模式的に示す図
【図９】第３実施形態に係る負荷駆動装置の構成を模式的に示す図
【図１０】第３実施形態に係る正常時における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図１１】第３実施形態に係る断線時における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図１２】第３実施形態に係るＶＢショート時における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図１３】第３実施形態に係る正常から断線へと遷移した場合における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図１４】第２比較例に係る負荷駆動装置の構成を模式的に示す図
【図１５】第２比較例に係る断線時における各信号、各電圧および各部の動作状態を模式的に示すタイミングチャート
【図１６】第４実施形態に係る負荷駆動装置の構成を模式的に示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の複数の実施形態について図面を参照して説明する。なお、各実施形態において実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
以下、第１実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
【００１４】
図１に示す負荷駆動装置１は、車両に搭載される複数の電子制御装置、つまり複数のＥＣＵのうちの１つである。負荷駆動装置１は、図示しない制御部から与えられる駆動信号に従い、車両に搭載される負荷２に対する通断電、つまり負荷２の駆動を制御する。また、負荷駆動装置１は、負荷２を接続するための接続端子である端子Ｐ１の電圧Ｖａに基づいて、負荷２側の短絡および負荷２側の断線の検出を行う故障検出機能を有する。
【００１５】
負荷２は、図示しない車載バッテリから出力されるバッテリ電圧ＶＢが供給される電源線Ｌｂと端子Ｐ１との間に接続されている。この場合、車載バッテリが直流電源に相当する。負荷２は、種々のものが適用可能で、抵抗負荷、容量性負荷、誘導性負荷などいずれのものでもよい。なお、以下では、バッテリ電圧ＶＢのことを電圧ＶＢと省略する。
【００１６】
負荷駆動装置１は、スイッチング素子３、ゲートドライバ４、コンデンサ５、天絡検出部６、地絡検出部７、断線検出部８、電圧印加部９および異常判定部１０を備えている。スイッチング素子３は、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴであり、そのドレインは端子Ｐ１に接続されている。
【００１７】
スイッチング素子３のソースは、端子Ｐ２を介して回路の基準電位が与えられるグランドに接続されている。なお、この場合、基準電位は、例えば０Ｖとなっている。つまり、スイッチング素子３は、直流電源から負荷２へと至る給電経路に直列に介在するように設けられている。また、この場合、スイッチング素子３は、負荷２の下流側に設けられている。したがって、負荷駆動装置１は、負荷２の下流側に設けられたスイッチング素子３により負荷２を駆動するローサイド駆動の構成となっている。なお、以下では、グランドの電位をＧＮＤとも称する。
【００１８】
ゲートドライバ４は、駆動信号を入力し、それに応じたゲート駆動信号Ｓｇをスイッチング素子３のゲートなどへ出力する。スイッチング素子３は、ゲート駆動信号Ｓｇにより駆動される。具体的には、スイッチング素子３は、ゲート駆動信号Ｓｇがハイレベル（例えば５Ｖ）のときにオン駆動され、ゲート駆動信号Ｓｇがローレベル（例えば０Ｖ）のときにオフ駆動される。
【００１９】
コンデンサ５は、端子Ｐ１と端子Ｐ２との間に接続されている。このようなコンデンサ５が設けられることにより、端子Ｐ１に接続される負荷駆動装置１の内部回路を静電気から保護することができる。なお、上記内部回路とは、スイッチング素子３、天絡検出部６、地絡検出部７、断線検出部８、電圧印加部９などのことである。
【００２０】
天絡検出部６は、端子Ｐ１の電圧Ｖａに基づいて負荷２側の短絡を検出するもので、短絡検出部に相当する。天絡検出部６は、スイッチング素子３がオンされるドライバオン期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａが電圧ＶＢに近い電圧となっているか否かに基づいて、端子Ｐ１が電源にショートする短絡、つまり天絡を検出する。
【００２１】
具体的には、天絡検出部６は、ドライバオン期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCBを超える場合に天絡を検出する。なお、電圧Ｖth＿SCBは、天絡判定電圧に相当するもので、ＧＮＤより高く且つ電圧ＶＢより低い任意の電圧に設定される。また、以下では、このような天絡のことをＶＢショートとも称する。
【００２２】
天絡検出部６は、コンパレータ１１、ＡＮＤ回路１２およびフィルタ１３を備えている。コンパレータ１１の非反転入力端子には、電圧Ｖａが与えられている。コンパレータ１１の反転入力端子には、電圧Ｖth＿SCBが与えられている。コンパレータ１１の出力信号は、ＡＮＤ回路１２の一方の入力端子に与えられている。
【００２３】
ＡＮＤ回路１２の他方の入力端子には、ゲート駆動信号Ｓｇが与えられている。ＡＮＤ回路１２の出力信号は、フィルタ１３を介して異常判定部１０に与えられている。フィルタ１３は、誤検出防止などを目的として、ＡＮＤ回路１２の出力信号を所定の遅延時間ｔscbだけ遅延させるものであり、低域通過フィルタなどから構成されている。
【００２４】
地絡検出部７は、端子Ｐ１の電圧Ｖａに基づいて負荷２側の短絡を検出するもので、短絡検出部に相当する。地絡検出部７は、スイッチング素子３がオフされるドライバオフ期間に電圧ＶａがＧＮＤに近い電圧となっているか否かに基づいて、端子Ｐ１がグランドにショートする短絡、つまり地絡を検出するようになっている。
【００２５】
具体的には、地絡検出部７は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCG未満となる場合に地絡を検出する。なお、電圧Ｖth＿SCGは、地絡判定電圧に相当するもので、ＧＮＤより高く且つ電圧ＶＢより低い任意の電圧に設定される。また、以下では、このような地絡のことをＧＮＤショートとも称する。
【００２６】
地絡検出部７は、コンパレータ１４、ＡＮＤ回路１５およびフィルタ１６を備えている。コンパレータ１４の反転入力端子には、電圧Ｖａが与えられている。コンパレータ１４の非反転入力端子には、電圧Ｖth＿SCGが与えられている。コンパレータ１４の出力信号は、ＡＮＤ回路１５の非反転入力端子に与えられている。
【００２７】
ＡＮＤ回路１５の反転入力端子には、ゲート駆動信号Ｓｇが与えられている。ＡＮＤ回路１５の出力信号は、フィルタ１６を介して異常判定部１０に与えられている。フィルタ１６は、誤検出防止などを目的として、ＡＮＤ回路１５の出力信号を所定の遅延時間ｔscgだけ遅延させるものであり、低域通過フィルタなどから構成されている。
【００２８】
断線検出部８は、端子Ｐ１の電圧Ｖａに基づいて負荷２側の断線を検出する。断線検出部８は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCGを超えるとともに電圧Ｖth＿OLより低い場合に、端子Ｐ１がオープン状態となる断線を検出する。なお、電圧Ｖth＿OLは、電圧Ｖth＿SCGおよび後述する電圧ＶOLより高く且つ電圧ＶＢより低い任意の電圧に設定される。
【００２９】
断線検出部８は、コンパレータ１７、ＡＮＤ回路１８、１９およびフィルタ２０を備えている。コンパレータ１７の反転入力端子には、電圧Ｖａが与えられている。コンパレータ１７の非反転入力端子には、電圧Ｖth＿OLが与えられている。コンパレータ１７の出力信号は、ＡＮＤ回路１８の非反転入力端子に与えられている。
【００３０】
ＡＮＤ回路１８の反転入力端子には、地絡検出部７のコンパレータ１４の出力信号が与えられている。ＡＮＤ回路１８の出力信号は、ＡＮＤ回路１９の非反転入力端子に与えられている。ＡＮＤ回路１９の反転入力端子には、ゲート駆動信号Ｓｇが与えられている。ＡＮＤ回路１９の出力信号は、フィルタ２０を介して異常判定部１０に与えられている。フィルタ２０は、誤検出防止などを目的として、ＡＮＤ回路１９の出力信号を所定の遅延時間ｔolだけ遅延させるものであり、低域通過フィルタなどから構成されている。
【００３１】
電圧印加部９は、端子Ｐ１に電圧ＶOLを印加することができる構成となっている。なお、電圧ＶOLは、断線を検出するための断線検出電圧に相当するもので、電圧Ｖth＿SCGより高く且つ電圧Ｖth＿OLより低い任意の電圧に設定される。すなわち、本実施形態では、電圧Ｖth＿SCG、電圧Ｖth＿OLおよび電圧ＶOLは、下記（１）式の関係を満たすような電圧値に設定されている。
ＧＮＤ＜Ｖth＿SCG＜ＶOL＜Ｖth＿OL＜ＶＢ      …（１）
【００３２】
電圧印加部９は、ＯＰアンプ２１、スイッチ２２および開閉制御部２３を備えている。ＯＰアンプ２１は、断線検出電圧を出力する電圧出力部に相当する。ＯＰアンプ２１は、その反転入力端子と出力端子が接続されており、ボルテージフォロアとして機能する。ＯＰアンプ２１の非反転入力端子には、電圧ＶOLが与えられている。ＯＰアンプ２１の出力電圧は、スイッチ２２を介して端子Ｐ１に与えられる。
【００３３】
スイッチ２２は、ＯＰアンプ２１の出力端子と端子Ｐ１との間を開閉するもので、開閉部に相当する。スイッチ２２は、開閉制御部２３から与えられる切替信号Ｓａに基づいてオンまたはオフされる。具体的には、スイッチ２２は、切替信号Ｓａがハイレベルであるときオンされるとともに、切替信号Ｓａがローレベルであるときにオフされる。
【００３４】
開閉制御部２３は、スイッチ２２の動作を制御するものであり、ＡＮＤ回路２４およびフィルタ２５を備えている。ＡＮＤ回路２４の反転入力端子には、ゲート駆動信号Ｓｇが与えられている。ＡＮＤ回路２４の非反転入力端子には、断線検出部８のコンパレータ１７の出力信号が与えられている。
【００３５】
ＡＮＤ回路２４の出力信号は、フィルタ２５に入力されている。フィルタ２５は、誤検出防止などを目的として、ＡＮＤ回路２４の出力信号を所定の遅延時間ｔswだけ遅延させるものであり、低域通過フィルタなどから構成されている。フィルタ２５の出力信号は、スイッチ２２のオンオフを制御する切替信号Ｓａとして、スイッチ２２に与えられる。
【００３６】
上記構成によれば、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以下である状態がフィルタ２５による遅延時間ｔswだけ継続すると、切替信号Ｓａがハイレベルとなってスイッチ２２がオンされる。つまり、電圧印加部９は、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以下である状態が遅延時間ｔswだけ継続すると、電圧ＶOLの印加を行う。
【００３７】
言い換えると、電圧印加部９は、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａがドライバオフ期間における正常値に向けて変化せずに正常値に到達しない状態が遅延時間ｔswだけ継続すると、電圧ＶOLの印加を行うこととなる。本実施形態のようにローサイド駆動構成の負荷駆動装置１では、上記正常値は電圧ＶＢの電圧値となる。また、この場合、電圧Ｖth＿OLが第１閾値電圧に相当し、遅延時間ｔswが判定時間に相当する。なお、遅延時間tswは、図４に示すように、地絡検出部７のフィルタ１６による遅延時間ｔscg、つまり地絡検出部７がＧＮＤショートを検出するのに要する時間よりも短い時間となっている。
【００３８】
電圧印加部９の電流供給能力は、電圧ＶOLの印加を開始した時点から電圧Ｖａが電圧ＶOLに達する時点までの所要時間が、非常に短い所定時間となるよう、比較的高い供給能力とされている。これにより、電圧印加部９による電圧ＶOLの印加が開始されると、コンデンサ５の静電容量の大きさに関わらず、電圧Ｖａが直ちに電圧ＶOLに達する。
【００３９】
異常判定部１０には、天絡検出部６のフィルタ１３の出力信号Ｓｂ、地絡検出部７のフィルタ１６の出力信号Ｓｃおよび断線検出部８のフィルタ２０の出力信号Ｓｄが与えられている。異常判定部１０は、出力信号Ｓｂのレベルに基づいてＶＢショートの有無を判定する。具体的には、異常判定部１０は、出力信号ＳｂがローレベルであるときにＶＢショートが生じていないと判定するとともに、出力信号ＳｂがハイレベルであるときにＶＢショートが生じていると判定する。
【００４０】
異常判定部１０は、出力信号Ｓｃのレベルに基づいてＧＮＤショートの有無を判定する。具体的には、異常判定部１０は、出力信号ＳｃがローレベルであるときにＧＮＤショートが生じていないと判定するとともに、出力信号ＳｃがハイレベルであるときにＧＮＤショートが生じていると判定する。異常判定部１０は、出力信号Ｓｄのレベルに基づいて断線の有無を判定する。具体的には、異常判定部１０は、出力信号Ｓｄがローレベルであるときに断線が生じていないと判定するとともに、出力信号Ｓｄがハイレベルであるときに地絡が生じていると判定する。
【００４１】
次に、上記構成の作用について説明する。
［１］正常時の動作
端子Ｐ１に負荷２が正常に接続されている正常時における負荷駆動装置１の動作について、図２を参照して説明する。時刻ｔ１以前の期間および時刻ｔ４以降の期間は、ゲート駆動信号Ｓｇがハイレベルであるドライバオン期間である。このような正常時のドライバオン期間には、端子Ｐ１の電圧ＶａはＧＮＤに固定される。そのため、正常時、天絡検出部６の出力信号Ｓｂがローレベルに維持されることになり、異常判定部１０によりＶＢショートが生じていない、つまり正常であると判定される。
【００４２】
時刻ｔ１から時刻ｔ４の期間は、ゲート駆動信号Ｓｇがローレベルであるドライバオフ期間である。正常時、ドライバオン期間からドライバオフ期間へと遷移すると、電圧Ｖａは、速やかに電圧ＶＢに向けて上昇し、時刻ｔ１から遅延時間ｔswが経過した時刻ｔ３より前の時刻ｔ２で電圧ＶＢに到達し、その後はドライバオフ期間が終了する時刻ｔ４まで電圧ＶＢに固定される。
【００４３】
なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、遅延時間ｔscgなどに比べて十分に短い時間となる。そのため、正常時、地絡検出部７の出力信号Ｓｃおよび断線検出部８の出力信号Ｓｄがローレベルに維持されることになり、異常判定部１０によりＧＮＤショートおよび断線が生じていない、つまり正常であると判定される。
【００４４】
また、正常時のドライバオフ期間には、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以下である状態が遅延時間ｔswだけ継続する期間は存在しない。したがって、正常時のドライバオフ期間、電圧印加部９のスイッチ２２はオフされたままであり、電圧ＶOLの印加は行われない。なお、図２などでは、スイッチ２２の状態として、オンされた状態を「ＯＮ」と表わし、オフされた状態を「ＯＦＦ」と表わしている。
【００４５】
［２］断線時の動作
断線が生じている断線時における負荷駆動装置１の動作について、図３を参照して説明する。時刻ｔ１以前の期間は、ドライバオン期間である。このドライバオン期間では、正常時のドライバオン期間と同様、電圧ＶａはＧＮＤに固定されるため、異常判定部１０により正常であると判定されている。
【００４６】
しかし、断線時、ドライバオン期間からドライバオフ期間へと遷移しても、電圧Ｖａは、電圧ＶＢに向けて上昇することなく、ＧＮＤに維持される。このように電圧ＶａがＧＮＤに維持された状態が遅延時間ｔswだけ継続した時点、つまり時刻ｔ１から遅延時間ｔswが経過した時点である時刻ｔ２において、スイッチ２２がオフからオンに転じ、電圧印加部９による電圧ＶOLの印加が開始される。
【００４７】
すると、電圧Ｖａは、速やかに上昇して直ちに電圧ＶOLに到達し、その後はドライバオフ期間が終了する時刻ｔ５まで電圧ＶOLに固定される。なお、時刻ｔ１から電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCGに達する時刻ｔ３までの時間は、遅延時間ｔscgに比べて十分に短い時間となる。そのため、断線時、地絡検出部７の出力信号Ｓｃがローレベルに維持される。ただし、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCGに達した時刻ｔ３から遅延時間ｔolだけ経過した時刻ｔ４において、断線検出部８の出力信号Ｓｄがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、断線が検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｄの変化に基づいて、断線という異常が発生したと判定する。
【００４８】
［３］ＧＮＤショート時の動作
ＧＮＤショートが生じているＧＮＤショート時における負荷駆動装置１の動作について、図４を参照して説明する。時刻ｔ１以前の期間は、ドライバオン期間である。このドライバオン期間では、正常時のドライバオン期間と同様、電圧ＶａはＧＮＤに固定されるため、異常判定部１０により正常であると判定されている。
【００４９】
しかし、ＧＮＤショート時、ドライバオン期間からドライバオフ期間へと遷移しても、電圧Ｖａは、電圧ＶＢに向けて上昇することなく、ＧＮＤに維持される。このように電圧ＶａがＧＮＤに維持された状態が遅延時間ｔswだけ継続した時点、つまり時刻ｔ１から遅延時間ｔswが経過した時点である時刻ｔ２において、スイッチ２２がオフからオンに転じ、電圧印加部９による電圧ＶOLの印加が開始される。
【００５０】
しかし、この場合、端子Ｐ１がグランドにショートしていることから、電圧Ｖａは、電圧ＶOLに向けて上昇することなく、ＧＮＤに維持される。そのため、ＧＮＤショート時、断線検出部８の出力信号Ｓｄがローレベルに維持される。ただし、この場合、時刻ｔ１から遅延時間ｔscgだけ経過した時刻ｔ３において、地絡検出部７の出力信号Ｓｃがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、ＧＮＤショートが検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｃの変化に基づいて、ＧＮＤショートという異常が発生したと判定する。
【００５１】
［４］ＶＢショート時の動作
ＶＢショートが生じているＶＢショート時における負荷駆動装置１の動作は、次のようなものとなる。すなわち、ＶＢショート時、ドライバオフ期間からドライバオン期間に遷移しても、電圧Ｖａは、ＧＮＤに向けて低下することなく、電圧ＶＢに維持される。そのため、ＶＢショート時、ドライバオン期間の開始時点から遅延時間ｔscbだけ経過した時点において、天絡検出部６の出力信号Ｓｂがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、ＶＢショートが検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｂの変化に基づいて、ＶＢショートという異常が発生したと判定する。
【００５２】
［５］正常から断線へと遷移した場合の動作
正常から断線へと遷移した場合、より具体的にはドライバオフ期間の途中で断線が発生した場合における負荷駆動装置１の動作について、図５を参照して説明する。この場合、時刻ｔ３までの動作は、正常時の動作と同様である。ここで、時刻ｔ４において断線が発生すると、電圧Ｖａが電圧ＶＢからＧＮＤに向けて低下する。
【００５３】
そして、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OLに達した時刻ｔ５から遅延時間ｔswが経過した時点、言い換えると、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以下である状態が遅延時間ｔswだけ継続した時点である時刻ｔ６において、スイッチ２２がオフからオンに転じ、電圧印加部９による電圧ＶOLの印加が開始される。すると、電圧Ｖａは、速やかに上昇して直ちに電圧ＶOLに到達し、その後はドライバオフ期間が終了する時刻ｔ９まで電圧ＶOLに固定される。
【００５４】
そのため、地絡検出部７の出力信号Ｓｃがローレベルに維持されるとともに、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCGに達した時刻ｔ７から遅延時間ｔolだけ経過した時刻ｔ８において、断線検出部８の出力信号Ｓｄがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、断線が検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｄの変化に基づいて、断線という異常が発生したと判定する。
【００５５】
以上説明した本実施形態の負荷駆動装置１は、ローサイド駆動の構成であり、断線検出および短絡検出の精度を高めるための工夫が施されている。以下、このような工夫が施された本実施形態により得られる効果について、同工夫が施されていない従来の構成（以下、第１比較例と呼ぶ）と対比して説明する。図６に示すように、第１比較例の負荷駆動装置１０１は、負荷駆動装置１に対し、電圧印加部９に代えて電圧印加部１０２を備えている点が異なる。
【００５６】
電圧印加部１０２は、電圧印加部９に対し、スイッチ２２に代えて抵抗１０３を備えている点、開閉制御部２３が削除されている点が異なる。この場合、電圧印加部１０２は、常時、端子Ｐ１に対して電圧ＶOLを印加する構成となっている。また、この場合、ＯＰアンプ２１の出力端子と端子Ｐ１との間に、抵抗１０３が直列に介在している。
【００５７】
これにより、電圧印加部１０２の電流供給能力は、電圧印加部９の電流供給能力よりも低くなっている。具体的には、電圧印加部１０２の電流供給能力は、正常時のドライバオフ期間に負荷２の端子間電圧がほぼ０Ｖとなる程度に、つまり正常時のドライバオフ期間に意図しない電流が負荷２に流れない程度に、低く抑えられている。
【００５８】
このような第１比較例の負荷駆動装置１０１では、断線およびＧＮＤショートを切り分けて検出することができないおそれがある。以下、このような第１比較例における問題について、図７を参照して説明する。図７において、時刻ｔ１以前の期間はドライバオン期間であり、時刻ｔ１から時刻ｔ３の期間はドライバオフ期間である。
【００５９】
この場合、電圧印加部１０２による端子Ｐ１への電圧ＶOLの印加が常時行われているため、ドライバオフ期間の開始時点である時刻ｔ１から電圧Ｖａが電圧ＶOLに向けて上昇し始める。しかし、この場合、前述した理由から電圧印加部１０２の電流供給能力が低く抑えられているとともに、端子Ｐ１に静電気保護用のコンデンサ５が接続されていることから、電圧Ｖａの変化、つまり電圧Ｖａの持ち上がりは非常に緩やかなものとなる。
【００６０】
そのため、時刻ｔ１から遅延時間ｔscgだけ経過した時刻ｔ２において、電圧Ｖａは未だ電圧Ｖth＿SCG未満の電圧となる。その結果、時刻ｔ２において、地絡検出部７の出力信号Ｓｃがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、ＧＮＤショートが検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｃの変化に基づいて、実際には断線が生じているにもかかわらず、ＧＮＤショートという異常が発生したと誤判定してしまう。このように、第１比較例の構成では、断線検出および短絡検出を精度良く行うことができない場合がある。
【００６１】
そこで、本実施形態の負荷駆動装置１が備える電圧印加部９は、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａがドライバオフ期間における正常値である電圧ＶＢに到達しない状態が遅延時間ｔswだけ継続すると電圧ＶOLの印加を行う構成となっている。そして、本実施形態の構成では、正常時のドライバオフ期間、端子Ｐ１の電圧Ｖａは、電圧ＶＢに向けて変化し、電圧ＶＢに到達する。
【００６２】
また、本実施形態の構成では、断線またはＧＮＤショートが生じているときのドライバオフ期間、端子Ｐ１の電圧Ｖａは、電圧ＶＢに向けて変化せず、電圧ＶＢに到達しない。このようなことから、電圧印加部９は、断線またはＧＮＤショートが生じているときのドライバオフ期間に電圧ＶOLの印加を行うものの、正常時のドライバオフ期間には電圧ＶOLの印加を行うことはない。
【００６３】
これにより、本実施形態の構成では、正常時のドライバオフ期間には、電圧印加部９の電流供給能力に関係なく、負荷２に意図しない電流が流れるおそれがない。つまり、本実施形態の構成によれば、正常時に電圧印加部９が負荷２の駆動に対して影響を及ぼすことがなくなる。そのため、本実施形態の構成によれば、第１比較例に比べ、電圧印加部９の電流供給能力を大きくすることができる。
【００６４】
その結果、本実施形態の構成のように静電気保護用のコンデンサ５が端子Ｐ１に接続される場合でも、断線およびＧＮＤショートを切り分けて検出することができる。したがって、本実施形態によれば、断線検出および短絡検出を精度良く行うことができるという優れた効果が得られる。また、本実施形態によれば、電圧印加部９の電流供給能力を大きくすることにより、断線時に電圧Ｖａが高速に立ち上がることになるため、その断線の検出を速やかに行うことができる。
【００６５】
電圧印加部９は、ＯＰアンプ２１と、ＯＰアンプ２１の出力端子と端子Ｐ１との間を開閉するスイッチ２２と、スイッチ２２の動作を制御するためのＡＮＤ回路２４およびフィルタ２５と、から構成される。このようにすれば、従来の構成である第１比較例の構成に対し、スイッチ２２などの若干の回路素子を追加するだけで、つまり回路規模の大幅な増加を招くことなく、前述したような効果を得ることができる。
【００６６】
電圧印加部９は、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以下である状態が遅延時間ｔswだけ継続すると電圧ＶOLの印加を行うようになっている。このようにすれば、電圧ＶOLの印加の実行および停止について、前述した通りの動作を確実に実現することができる。すなわち、上記構成によれば、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧ＶＢに到達しない状態が遅延時間ｔswだけ継続した場合、つまり断線またはＧＮＤショートが発生したと考えられる場合にだけ、端子Ｐ１に対して電圧ＶOLを印加することができる。
【００６７】
電圧印加部９は、断線検出部８のコンパレータ１７の出力信号に基づいて電圧Ｖａが電圧ＶＢに到達するか否か、つまり電圧Ｖａが第１閾値電圧以下であるか否かを判断する構成となっている。すなわち、電圧印加部９は、元々設けられている断線検出部８の構成の一部を共用化することにより、上記判断を行う構成となっている。したがって、本実施形態によれば、電圧印加部９において上記判断を行うための閾値電圧を生成するための電圧源、その閾値電圧と電圧Ｖａとを比較するコンパレータなどを設ける必要がなくなる分だけ、回路規模を小さく抑えることができる。
【００６８】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態について図８を参照して説明する。
第２実施形態の負荷駆動装置３１は、第１実施形態の負荷駆動装置１に対し、電圧印加部９に代えて電圧印加部３２を備えている点などが異なる。電圧印加部３２は、電圧印加部９と同様の構成を備えている。ただし、この場合、ＡＮＤ回路２４の非反転入力端子には、地絡検出部７のコンパレータ１４の出力信号が与えられている。
【００６９】
上記構成によれば、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCG以下である状態が遅延時間ｔswだけ継続するとスイッチ２２がオンされる。つまり、電圧印加部３２は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCG以下である状態が遅延時間ｔswだけ継続すると、電圧ＶOLの印加を行う。すなわち、本実施形態では、第１閾値電圧は、地絡判定電圧である電圧Ｖth＿SCGと同一の電圧となる。
【００７０】
このような本実施形態によっても、電圧ＶOLの印加の実行および停止について、第１実施形態と同様の動作を確実に実現することができるため、第１実施形態と同様の効果が得られる。また、この場合、電圧印加部３２は、元々設けられている地絡検出部７の構成の一部を共用化することにより、上記判断を行う構成となっている。したがって、本実施形態によっても、第１実施形態と同様、回路規模を小さく抑えることができるという効果が得られる。
【００７１】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態について図９〜図１５を参照して説明する。
第３実施形態の負荷駆動装置４１は、負荷駆動装置１に対し、負荷２の駆動構成が変更されている点、天絡検出部６、地絡検出部７および断線検出部８に代えて天絡検出部４２、地絡検出部４３および断線検出部４４を備えている点などが異なる。
【００７２】
この場合、負荷２は、端子Ｐ１と端子Ｐ２との間に接続されている。また、スイッチング素子３のドレインは、端子Ｐ３を介して電源線Ｌｂに接続され、そのソースは、端子Ｐ１に接続されている。つまり、この場合、スイッチング素子３は、負荷２の上流側に設けられている。したがって、負荷駆動装置４１は、負荷２の上流側に設けられたスイッチング素子３により負荷２を駆動するハイサイド駆動の構成となっている。
【００７３】
天絡検出部４２は、天絡検出部６に対し、ＡＮＤ回路１２に代えてＡＮＤ回路４５を備えている点などが異なる。ＡＮＤ回路４５の非反転入力端子には、コンパレータ１１の出力信号が与えられ、その反転入力端子には、ゲート駆動信号Ｓｇが与えられている。このような構成の天絡検出部４２は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧ＶＢに近い電圧となっているか否かに基づいて、ＶＢショートを検出する。具体的には、天絡検出部４２は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCBを超える場合にＶＢショートを検出する。
【００７４】
地絡検出部４３は、地絡検出部７に対し、ＡＮＤ回路１５に代えてＡＮＤ回路４６を備えている点などが異なる。ＡＮＤ回路４６の一方の入力端子には、コンパレータ１４の出力信号が与えられ、その他方の入力端子には、ゲート駆動信号Ｓｇが与えられている。このような構成の地絡検出部４３は、ドライバオン期間に電圧ＶａがＧＮＤに近い電圧となっているか否かに基づいて、ＧＮＤショートを検出する。具体的には、地絡検出部４３は、ドライバオン期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCG未満となる場合にＧＮＤショートを検出する。
【００７５】
断線検出部４４は、断線検出部８と同様の構成を備えている。ただし、この場合、コンパレータ１７の反転入力端子には、電圧Ｖth＿OLが与えられ、その非反転入力端子には、電圧Ｖａが与えられている。また、この場合、ＡＮＤ回路１８の反転入力端子には、天絡検出部４２のコンパレータ１１の出力信号が与えられている。このような構成の断線検出部４４は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCBを下回るとともに電圧Ｖth＿OLより高い場合に断線を検出する。
【００７６】
本実施形態では、電圧Ｖth＿SCB、電圧Ｖth＿OLおよび電圧ＶOLは、下記（２）式の関係を満たすような電圧値に設定されている。
ＧＮＤ＜Ｖth＿OL＜ＶOL＜Ｖth＿SCB＜ＶＢ      …（２）
【００７７】
上記構成によれば、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以上である状態が遅延時間ｔswだけ継続すると、切替信号Ｓａがハイレベルとなってスイッチ２２がオンされる。つまり、電圧印加部９は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以上である状態が遅延時間ｔswだけ継続すると、電圧ＶOLの印加を行う。
【００７８】
言い換えると、電圧印加部９は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａがドライバオフ期間における正常値に向けて変化せずに正常値に到達しない状態が遅延時間ｔswだけ継続すると、電圧ＶOLの印加を行うこととなる。本実施形態のようにハイサイド駆動構成の負荷駆動装置４１では、上記正常値はＧＮＤの電圧値となる。また、この場合、電圧Ｖth＿OLが第２閾値電圧に相当する。なお、遅延時間tswは、図１２に示すように、天絡検出部６のフィルタ１３による遅延時間ｔscb、つまり天絡検出部６がＶＢショートを検出するのに要する時間よりも短い時間となっている。
【００７９】
次に、上記構成の作用について説明する。
［１］正常時の動作
端子Ｐ１に負荷２が正常に接続されている正常時における負荷駆動装置４１の動作について、図１０を参照して説明する。時刻ｔ１以前の期間および時刻ｔ４以降の期間は、ゲート駆動信号Ｓｇがハイレベルであるドライバオン期間である。このような正常時のドライバオン期間には、端子Ｐ１の電圧Ｖａは電圧ＶＢに固定される。そのため、正常時、地絡検出部４３の出力信号Ｓｃがローレベルに維持されることになり、異常判定部１０によりＧＮＤショートが生じていない、つまり正常であると判定される。
【００８０】
時刻ｔ１から時刻ｔ４の期間は、ゲート駆動信号Ｓｇがローレベルであるドライバオフ期間である。正常時、ドライバオン期間からドライバオフ期間へと遷移すると、電圧Ｖａは、速やかにＧＮＤに向けて低下し、時刻ｔ１から遅延時間ｔswが経過した時刻ｔ３より前の時刻ｔ２でＧＮＤに到達し、その後はドライバオフ期間が終了する時刻ｔ４までＧＮＤに固定される。
【００８１】
なお、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの時間は、遅延時間ｔscbなどに比べて十分に短い時間となる。そのため、正常時、天絡検出部４２の出力信号Ｓｂおよび断線検出部４４の出力信号Ｓｄがローレベルに維持されることになり、異常判定部１０によりＶＢショートおよび断線が生じていない、つまり正常であると判定される。また、正常時のドライバオフ期間には、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以上である状態が遅延時間ｔswだけ継続する期間は存在しない。したがって、正常時のドライバオフ期間、電圧印加部９のスイッチ２２はオフされたままであり、電圧ＶOLの印加は行われない。
【００８２】
［２］断線時の動作
断線が生じている断線時における負荷駆動装置４１の動作について、図１１を参照して説明する。時刻ｔ１以前の期間は、ドライバオン期間である。このドライバオン期間では、正常時のドライバオン期間と同様、電圧Ｖａは電圧ＶＢに固定されるため、異常判定部１０により正常であると判定されている。
【００８３】
しかし、断線時、ドライバオン期間からドライバオフ期間へと遷移しても、電圧Ｖａは、ＧＮＤに向けて低下することなく、電圧ＶＢに維持される。このように電圧Ｖａが電圧ＶＢに維持された状態が遅延時間ｔswだけ継続した時点、つまり時刻ｔ１から遅延時間ｔswが経過した時点である時刻ｔ２において、スイッチ２２がオフからオンに転じ、電圧印加部９による電圧ＶOLの印加が開始される。
【００８４】
すると、電圧Ｖａは、速やかに低下して直ちに電圧ＶOLに到達し、その後はドライバオフ期間が終了する時刻ｔ５まで電圧ＶOLに固定される。なお、時刻ｔ１から電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCBに達する時刻ｔ３までの時間は、遅延時間ｔscbに比べて十分に短い時間となる。そのため、断線時、天絡検出部４２の出力信号Ｓｂがローレベルに維持される。ただし、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCBに達した時刻ｔ３から遅延時間ｔolだけ経過した時刻ｔ４において、断線検出部４４の出力信号Ｓｄがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、断線が検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｄの変化に基づいて、断線という異常が発生したと判定する。
【００８５】
［３］ＶＢショート時の動作
ＶＢショートが生じているＶＢショート時における負荷駆動装置４１の動作について、図１２を参照して説明する。時刻ｔ１以前の期間は、ドライバオン期間である。このドライバオン期間では、正常時のドライバオン期間と同様、電圧Ｖａは電圧ＶＢに固定されるため、異常判定部１０により正常であると判定されている。
【００８６】
しかし、ＶＢショート時、ドライバオン期間からドライバオフ期間へと遷移しても、電圧Ｖａは、ＧＮＤに向けて低下することなく、電圧ＶＢに維持される。このように電圧Ｖａが電圧ＶＢに維持された状態が遅延時間ｔswだけ継続した時点、つまり時刻ｔ１から遅延時間ｔswが経過した時点である時刻ｔ２において、スイッチ２２がオフからオンに転じ、電圧印加部９による電圧ＶOLの印加が開始される。
【００８７】
しかし、この場合、端子Ｐ１が電源線Ｌｂにショートしていることから、電圧Ｖａは、電圧ＶOLに向けて低下することなく、電圧ＶＢに維持される。そのため、ＶＢショート時、断線検出部４４の出力信号Ｓｄがローレベルに維持される。ただし、この場合、時刻ｔ１から遅延時間ｔscbだけ経過した時刻ｔ３において、天絡検出部４２の出力信号Ｓｂがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、ＶＢショートが検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｂの変化に基づいて、ＶＢショートという異常が発生したと判定する。
【００８８】
［４］ＧＮＤショート時の動作
ＧＮＤショートが生じているＧＮＤショート時における負荷駆動装置４１の動作は、次のようなものとなる。すなわち、ＧＮＤショート時、ドライバオフ期間からドライバオン期間に遷移しても、電圧Ｖａは、電圧ＶＢに向けて上昇することなく、ＧＮＤに維持される。そのため、ＧＮＤショート時、ドライバオン期間の開始時点から遅延時間ｔscgだけ経過した時点において、地絡検出部４３の出力信号Ｓｃがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、ＧＮＤショートが検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｃの変化に基づいて、ＧＮＤショートという異常が発生したと判定する。
【００８９】
［５］正常から断線へと遷移した場合の動作
正常から断線へと遷移した場合、より具体的にはドライバオフ期間の途中で断線が発生した場合における負荷駆動装置４１の動作について、図１３を参照して説明する。この場合、時刻ｔ３までの動作は、正常時の動作と同様である。ここで、時刻ｔ４において断線が発生すると、電圧ＶａがＧＮＤから電圧ＶＢに向けて上昇する。
【００９０】
そして、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OLに達した時刻ｔ５から遅延時間ｔswが経過した時点、言い換えると、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以上である状態が遅延時間ｔswだけ継続した時点である時刻ｔ６において、スイッチ２２がオフからオンに転じ、電圧印加部９による電圧ＶOLの印加が開始される。すると、電圧Ｖａは、速やかに低下して直ちに電圧ＶOLに到達し、その後はドライバオフ期間が終了する時刻ｔ９まで電圧ＶOLに固定される。
【００９１】
そのため、天絡検出部４２の出力信号Ｓｂがローレベルに維持されるとともに、電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCBに達した時刻ｔ７から遅延時間ｔolだけ経過した時刻ｔ８において、断線検出部４４の出力信号Ｓｄがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、断線が検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｄの変化に基づいて、断線という異常が発生したと判定する。
【００９２】
以上説明した本実施形態の負荷駆動装置４１は、ハイサイド駆動の構成であり、断線検出および短絡検出の精度を高めるための工夫が施されている。以下、このような工夫が施された本実施形態により得られる効果について、同工夫が施されていない従来の構成（以下、第２比較例と呼ぶ）と対比して説明する。図１４に示すように、第２比較例の負荷駆動装置２０１は、負荷駆動装置４１に対し、電圧印加部９に代えて、図６に示した第１比較例と同様の電圧印加部１０２を備えている点が異なる。
【００９３】
このような第２比較例の負荷駆動装置２０１では、断線およびＶＢショートを切り分けて検出することができないおそれがある。以下、このような第２比較例における問題について、図１５を参照して説明する。図１５において、時刻ｔ１以前の期間はドライバオン期間であり、時刻ｔ１から時刻ｔ３の期間はドライバオフ期間である。
【００９４】
この場合、電圧印加部１０２による端子Ｐ１への電圧ＶOLの印加が常時行われているため、ドライバオフ期間の開始時点である時刻ｔ１から電圧Ｖａが電圧ＶOLに向けて低下し始める。しかし、この場合、前述した理由から電圧印加部１０２の電流供給能力が低く抑えられているとともに、端子Ｐ１に静電気保護用のコンデンサ５が接続されていることから、電圧Ｖａの変化は非常に緩やかなものとなる。
【００９５】
そのため、時刻ｔ１から遅延時間ｔscbだけ経過した時刻ｔ２において、電圧Ｖａは未だ電圧Ｖth＿SCBを超える電圧となる。その結果、時刻ｔ２において、天絡検出部４２の出力信号Ｓｂがローレベルからハイレベルに転じ、これにより、ＶＢショートが検出される。異常判定部１０は、このような出力信号Ｓｂの変化に基づいて、実際には断線が生じているにもかかわらず、ＶＢショートという異常が発生したと誤判定してしまう。このように、第２比較例の構成では、断線検出および短絡検出を精度良く行うことができない場合がある。
【００９６】
そこで、本実施形態の負荷駆動装置４１が備える電圧印加部９は、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａがドライバオフ期間における正常値であるＧＮＤに到達しない状態が遅延時間ｔswだけ継続すると電圧ＶOLの印加を行う構成となっている。そして、本実施形態の構成では、正常時のドライバオフ期間、端子Ｐ１の電圧Ｖａは、ＧＮＤに向けて変化し、ＧＮＤに到達する。
【００９７】
また、本実施形態の構成では、断線またはＶＢショートが生じているときのドライバオフ期間、端子Ｐ１の電圧Ｖａは、ＧＮＤに向けて変化せず、ＧＮＤに到達しない。このようなことから、電圧印加部９は、断線またはＶＢショートが生じているときのドライバオフ期間に電圧ＶOLの印加を行うものの、正常時のドライバオフ期間には電圧ＶOLの印加を行うことはない。
【００９８】
これにより、本実施形態の構成では、正常時のドライバオフ期間には、電圧印加部９の電流供給能力に関係なく、負荷２に意図しない電流が流れるおそれがない。つまり、本実施形態の構成によれば、正常時に電圧印加部９が負荷２の駆動に対して影響を及ぼすことがなくなる。そのため、本実施形態の構成によれば、第２比較例に比べ、電圧印加部９の電流供給能力を大きくすることができる。
【００９９】
その結果、本実施形態の構成のように静電気保護用のコンデンサ５が端子Ｐ１に接続される場合でも、断線およびＧＮＤショートを切り分けて検出することができる。したがって、本実施形態によれば、断線検出および短絡検出を精度良く行うことができるという優れた効果が得られる。また、本実施形態によれば、電圧印加部９の電流供給能力を大きくすることにより、断線時に電圧Ｖａが高速に立ち上がることになるため、その断線の検出を速やかに行うことができる。
【０１００】
電圧印加部９は、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａが電圧Ｖth＿OL以上である状態が遅延時間ｔswだけ継続すると電圧ＶOLの印加を行うようになっている。このようにすれば、電圧ＶOLの印加の実行および停止について、前述した通りの動作を確実に実現することができる。すなわち、上記構成によれば、ドライバオフ期間に電圧ＶａがＧＮＤに向けて到達しない状態が遅延時間ｔswだけ継続した場合、つまり断線またはＶＢショートが発生したと考えられる場合にだけ、端子Ｐ１に対して電圧ＶOLを印加することができる。
【０１０１】
電圧印加部９は、断線検出部４４のコンパレータ１７の出力信号に基づいて電圧ＶａがＧＮＤに到達するか否か、つまり電圧Ｖａが第２閾値電圧以上であるか否かを判断する構成となっている。すなわち、電圧印加部９は、元々設けられている断線検出部４４の構成の一部を共用化することにより、上記判断を行う構成となっている。したがって、本実施形態によれば、電圧印加部９において上記判断を行うための閾値電圧を生成するための電圧源、その閾値電圧と電圧Ｖａとを比較するコンパレータなどを設ける必要がなくなる分だけ、回路規模を小さく抑えることができる。
【０１０２】
（第４実施形態）
以下、第４実施形態について図１６を参照して説明する。
第２実施形態の負荷駆動装置５１は、第１実施形態の負荷駆動装置１に対し、電圧印加部９に代えて電圧印加部５２を備えている点などが異なる。電圧印加部５２は、電圧印加部９と同様の構成を備えている。ただし、この場合、ＡＮＤ回路２４の非反転入力端子には、天絡検出部４２のコンパレータ１１の出力信号が与えられている。
【０１０３】
上記構成によれば、ドライバオフ期間に端子Ｐ１の電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCB以上である状態が遅延時間ｔswだけ継続するとスイッチ２２がオンされる。つまり、電圧印加部５２は、ドライバオフ期間に電圧Ｖａが電圧Ｖth＿SCB以上である状態が遅延時間ｔswだけ継続すると、電圧ＶOLの印加を行う。すなわち、本実施形態では、第２閾値電圧は、天絡判定電圧である電圧Ｖth＿SCBと同一の電圧となる。
【０１０４】
このような本実施形態によっても、電圧ＶOLの印加の実行および停止について、第３実施形態と同様の動作を確実に実現することができるため、第３実施形態と同様の効果が得られる。また、この場合、電圧印加部５２は、元々設けられている天絡検出部４２の構成の一部を共用化することにより、上記判断を行う構成となっている。したがって、本実施形態によっても、第３実施形態と同様、回路規模を小さく抑えることができるという効果が得られる。
【０１０５】
（その他の実施形態）
なお、本発明は上記し且つ図面に記載した各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で任意に変形、組み合わせ、あるいは拡張することができる。
上記各実施形態で示した数値などは例示であり、それに限定されるものではない。
【０１０６】
本発明は、車両に搭載される負荷２を駆動するものに限らず、スイッチング素子により負荷を駆動する負荷駆動装置全般に適用することができる。
スイッチング素子としては、Ｎチャネル型のＭＯＳＦＥＴに限らずともよく、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなど、様々な種類のスイッチング素子を用いることができる。
【０１０７】
電圧印加部９、３２、５２は、端子Ｐ１に断線を検出するための断線検出電圧を印加することができるものであればよく、その具体的な構成は適宜変更可能である。天絡検出部６、４２および地絡検出部７、４３は、端子Ｐ１の電圧に基づいて負荷２側の短絡を検出するものであればよく、その具体的な構成は適宜変更可能である。断線検出部８、４４は、端子Ｐ１の電圧に基づいて負荷２側の断線を検出するものであればよく、その具体的な構成は適宜変更可能である。
【０１０８】
本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。
【符号の説明】
【０１０９】
１、３１、４１、５１…負荷駆動装置、２…負荷、３…スイッチング素子、６、４２…天絡検出部、７、４３…地絡検出部、８、４４…断線検出部、９、３２、５２…電圧印加部、２１…電圧出力部、２２…スイッチ、２３…開閉制御部、Ｐ１…端子。
【図１】
2020005229.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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