(57)【要約】【課題】バッテリ電力に依存しない誘導性負荷の端子間ショート故障を検出する技術を提供する。【解決手段】制御装置は、誘導性負荷のローサイド側に接続される電流検出用のオペアンプの出力値に基づいて、誘導性負荷を制御するための駆動信号を生成する生成手段と、誘導性負荷のハイサイド側とローサイド側の端子間ショートを、オペアンプのスルーレートの限界値での動作により検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。【選択図】図７
2018139257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導性負荷のローサイド側に接続される電流検出用のオペアンプの出力値に基づいて、前記誘導性負荷を制御するための駆動信号を生成する生成手段と、
前記誘導性負荷のハイサイド側とローサイド側の端子間ショートを、前記オペアンプのスルーレートの限界値での動作により検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記オペアンプのスルーレートの限界値で上昇変化する応答動作により検出する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記オペアンプのスルーレートの限界値で下降変化する応答動作により検出する、請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記オペアンプ内の差動増幅器内の差動対電流の不均衡によりスルーレートの限界値での動作を特定する、請求項１から３の何れか一項に記載の制御装置。
【請求項５】
誘導性負荷のローサイド側に接続される電流検出用のオペアンプの出力値に基づいて、前記誘導性負荷を制御するための駆動信号を生成する生成手段と、
前記駆動信号の生成の際に印加されるバッテリ電圧が閾値を超えたときに、前記誘導性負荷のハイサイド側へ出力される前記駆動信号を遮断する遮断手段と、
前記オペアンプの出力値が無い場合に、前記誘導性負荷のハイサイド側とローサイド側の第１の端子間ショートを検出し、前記オペアンプのスルーレートの限界値での動作により第２の端子間ショートを検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項６】
誘導性負荷を制御する制御装置の制御方法において、
前記誘導性負荷のローサイド側に接続される電流検出用のオペアンプの出力値に基づいて、前記誘導性負荷を制御するための駆動信号を生成すると共に、
前記誘導性負荷のハイサイド側とローサイド側の端子間ショートを、前記オペアンプのスルーレートの限界値での動作により検出する
ことを特徴とする制御方法。
【請求項７】
誘導性負荷と、前記誘導性負荷を制御する制御装置を備える制御システムにおいて、
前記制御装置は、
前記誘導性負荷のローサイド側に接続される電流検出用のオペアンプの出力値に基づいて、前記誘導性負荷を制御するための駆動信号を生成する生成手段と、
前記誘導性負荷のハイサイド側とローサイド側の端子間ショートを、前記オペアンプのスルーレートの限界値での動作により検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置、制御方法及び制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両等に搭載されるトランスミッションやエンジン等においては、変速用あるいは燃料噴射用のアクチュエータとして、リニアソレノイドやインジェクタといった誘導性負荷が用いられる場合がある。上記誘導性負荷は、例えば、車両等に搭載されるエンジン・トランスミッション制御ＥＣＵ（Electronic Control Unit）からの電流制御を受けて
、該車両の状態に応じた所望のアクチュエータ量となるように駆動制御される。
【０００３】
エンジン・トランスミッション制御ＥＣＵ（以下、「制御ＥＣＵ」とも称す）は、例えば、上記誘導性負荷に流れる電流を検出するために、上記誘導性負荷の下流側（誘導性負荷の負極端子側）に設けられた電流検出機構を備える。制御ＥＣＵは、電流検出機構を介して検出された電流を監視しながら、パワーＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）等の
トランジスタで構成されたスイッチング素子を用いて、車両に搭載されたバッテリから供給された電力をＰＷＭ（Pulse Width Modulation）等の制御方式で時分割し、上記誘導性負荷に印加する電流を生成する。制御ＥＣＵは、上記誘導性負荷に流れる電流を監視しながらスイッチング動作のオン・オフ（導通・開放）期間の比率（デューティ比）を制御することで、アクチュエータの駆動量を制御することができる。
【０００４】
なお、本明細書で説明する技術に関連する技術が記載されている先行技術文献としては、以下の特許文献が存在している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−０８０７６５号公報
【特許文献２】特開平０７−０３９０６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記誘導性負荷は故障時における車両への影響が大きいため、例えば、制御ＥＣＵには、上記誘導性負荷の故障を検出する故障検出機構が実装される。故障検出機構においては、例えば、上記誘導性負荷の電流が印加される端子（正極端子を「ＳＯＬ＋」、負極端子を「ＳＯＬ−」とも称す）の天絡（電源側への短絡）・地絡（接地側への短絡）、ワイヤーハーネスの被覆の劣化や破損等による配線路のオープン、ショート等の故障が検出可能になる。
【０００７】
しかし、上記誘導性負荷において想定される端子間ショート（「ＳＯＬ＋」−「ＳＯＬ−」間のショート）故障については、以下のように、故障検出が困難な場合があった。
【０００８】
例えば、誘導性負荷に端子間ショートが生じた場合、該誘導性負荷のＬ（インダクタンス）成分、Ｒ（抵抗）成分がなくなるため、電流を生成するスイッチング素子にはスイッチングオン動作時に過電流が流れることになる。過電流保護機能を有するスイッチング素子では、過電流検知が動作し出力電流が遮断されることになる。制御ＥＣＵにおいては、電流検出機構を介して誘導性負荷に印加される電流の遮断状態を検知することで、端子間ショート故障が検出可能になる。
【０００９】
しかしながら、バッテリ電力が低下した状態では、端子間ショート時にスイッチング素子に流れ込む過電流の大きさが、スイッチング素子の過電流検知を動作させるに至らない場合がある。例えば、バッテリ電圧が１０Ｖに低下した状態で端子間ショート時のインピーダンス（例えば、ワイヤーハーネス抵抗）が１Ωの場合では、バッテリ−接地（ＧＮＤ）間に流れ込むショート電流は１０Ａになる。過電流検知レベルが１０Ａを超える閾値（例えば、１５Ａ等）である場合には、端子間ショート時にスイッチング素子に流れ込む過電流は検知されず、過電流保護機能は機能しないことになる。本発明の目的は、バッテリ電力に依存しない誘導性負荷の端子間ショート故障を検出する技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
開示の技術の一側面は、制御装置によって例示される。すなわち、制御装置は、誘導性負荷のローサイド側に接続される電流検出用のオペアンプの出力値に基づいて、誘導性負荷を制御するための駆動信号を生成する生成手段と、誘導性負荷のハイサイド側とローサイド側の端子間ショートを、オペアンプのスルーレートの限界値での動作により検出する検出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
開示の技術の一側面によれば、バッテリ電力に依存しない誘導性負荷の端子間ショート故障を検出する技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】誘導性負荷としてリニアソレノイドのアクチュエータ量を駆動制御する制御システム構成の一例を示す図である。
【図２】端子間ショート故障の検出を説明するためのタイミングチャートである。
【図３】バッテリ電力が低下した状態での、端子間ショート故障の検出を説明するためのタイミングチャートである。
【図４】本実施形態に係る制御システムの構成の一例を示す図である。
【図５】本実施形態の端子間ショート故障の検出を説明するためのタイミングチャートである。
【図６】本実施形態のスルーレート限界値で動作する動作状態を検出する機能を有するオペアンプの内部構成の一例である。
【図７】本実施形態のオペアンプの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、一実施形態に係る制御装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本制御装置は実施形態の構成には限定されない。
【００１４】
＜実施の形態＞
〔１．誘導性負荷の端子間ショート〕
先ず、図１から図３の図面を参照し、誘導性負荷の端子間ショートについて説明する。図１は、誘導性負荷としてリニアソレノイドのアクチュエータ量を駆動制御する制御システム構成の一例を示す図である。図１の制御システム１００は、例えば、車両に搭載されるトランスミッションの変速用アクチュエータを制御する制御システムとして提供される。以下、図１に示すリニアソレノイドの制御形態を説明例とする。
【００１５】
制御システム１００は、トランスミッション側に設けられたリニアソレノイドＵ１０１、および、リニアソレノイドＵ１０１のアクチュエータ量を駆動制御する制御機構を含む。制御システム１００の制御機構は、エンジン・トランスミッション制御ＥＣＵの一部を構成する。トランスミッション側に設けられたリニアソレノイドＵ１０１と制御機構とは
、ワイヤーハーネス等を介して接続される。ワイヤーハーネスには、リニアソレノイドＵ１０１の正極端子（ＳＯＬ＋）に接続する電源線および負極端子（ＳＯＬ−）に接続する接地線（ＧＮＤ線）が含まれる。制御システム１００の制御機構は、電源線および接地線を介してリニアソレノイドＵ１０１に電力を供給すると共に、リニアソレノイドＵ１０１に流れる電流を検出してアクチュエータ駆動のフィードバック制御を行う。
【００１６】
制御システム１００は、電流供給回路Ｕ１０２、マイコンＵ１０３、フリップフロップＵ１０４、オペアンプ（ＯＰ１０１、ＯＰ１０２、ＯＰ１０３）、還流ダイオード（Free
Wheel Diode）Ｚ１０１、電流検出抵抗Ｒ１０１を構成に含む。上記構成は、リニアソレノイドＵ１０１の制御機構を構成する。
【００１７】
電流供給回路Ｕ１０２は、過電流保護機能を備えたスイッチング素子ＳＷ１０１を有するＩＰＤ（Intelligent Power Device）である。スイッチング素子ＳＷ１０１は、例えば、パワーＭＯＳＦＥＴ（Power MOS Field Effect Transistor）で構成される。スイッチ
ング素子ＳＷ１０１のゲートにはフリップフロップＵ１０４の正転出力端子Ｑが接続し、同素子ＳＷ１０１のドレインには、車両に搭載されるバッテリから供給された電力（＋Ｂ）が接続する。スイッチング素子ＳＷ１０１のソースは、リニアソレノイドＵ１０１の正極端子（ＳＯＬ＋）と接続する電源線の制御機構側に接続する。なお、スイッチング素子ＳＷ１０１のソースと電源線の制御機構側との間には、アノードを接地した還流ダイオードＺ１０１のカソードが接続する。
【００１８】
電流供給回路Ｕ１０２は、フリップフロップＵ１０４の正転出力端子Ｑから出力された駆動信号の２値（論理値Ｈ、論理値Ｌ）の論理ステータスに従ってチョッパリング動作を行い、駆動信号のオン期間に応じて時分割されたバッテリ電力を電源線に出力する。なお、以下の説明において、リニアソレノイドＵ１０１の正極端子（ＳＯＬ＋）と接続する制御機構側を「上流側」、「ハイサイド」とも称する。同様にして、リニアソレノイドＵ１０１の負極端子（ＳＯＬ−）と接続する制御機構側を「下流側」、「ローサイド」とも称する。
【００１９】
オペアンプＯＰ１０３は、電流検出用の差動増幅アンプである。オペアンプＯＰ１０３は、下流側（ローサイド）設けられた電流検出抵抗Ｒ１０１を介し、リニアソレノイドＵ１０１に流れる電流を検出する。オペアンプＯＰ１０３、電流検出抵抗Ｒ１０１は、リニアソレノイドＵ１０１の負極端子（ＳＯＬ−）の下流側に設けられた電流検出機構を構成する。
【００２０】
電流検出抵抗Ｒ１０１は、一端を接地し、他端をリニアソレノイドＵ１０１の負極端子（ＳＯＬ−）と接続する接地線の制御機構側に接続する。接地された電流検出抵抗Ｒ１０１の一端は、オペアンプＯＰ１０３の非反転入力端子に接続し、電流検出抵抗Ｒ１０１の他端は、オペアンプＯＰ１０３の反転入力端子に接続する。オペアンプＯＰ１０３は、非反転入力端子および反転入力端子間の電位差に応じた電圧値をＡＭＰ出力として出力端子に出力する。オペアンプＯＰ１０３のＡＭＰ出力は、コンパレータとして機能するオペアンプＯＰ１０１の非反転入力端子およびオペアンプＯＰ１０２の反転入力端子に入力される。また、オペアンプＯＰ１０３のＡＭＰ出力は、出力端子に接続するマイコンＵ１０３に入力される。
【００２１】
マイコンＵ１０３は、制御機構を制御するプロセッサである。マイコンＵ１０３は、Ａ／Ｄ変換回路Ｕ１０３ａ、コントローラＵ１０３ｂ、Ｄ／Ａ変換回路Ｕ１０３ｃを含む。マイコンＵ１０３は、オペアンプＯＰ１０３のＡＭＰ出力に基づいて、リニアソレノイドＵ１０１に印加する電流のフィードバック制御を行う。フィードバック制御を行うマイコンＵ１０３においては、オペアンプＯＰ１０３のＡＭＰ出力に基づいて、チョッパリング
動作のオン期間（論理値Ｈのステータス期間）を制御する制御値が決定される。
【００２２】
マイコンＵ１０３のＡ／Ｄ変換回路Ｕ１０３ａは、入力されたＡＭＰ出力をＡ／Ｄ変換し、変換後のデジタルデータをコントローラＵ１０３ｂに引き渡す。コントローラ１０３ｂは、デジタルデータに応じて、チョッパリング動作のオン期間を制御する制御値をＤ／Ａ変換回路Ｕ１０３ｃに引き渡す。Ｄ／Ａ変換回路Ｕ１０３ｃは、引き渡された制御値をＤ／Ａ変換し、チョッパリング動作のオン期間を制御する制御信号（ＶＴＨ、ＶＴＬ）を生成する。Ｄ／Ａ変換回路Ｕ１０３ｃで生成された制御信号ＶＴＨは、コンパレータとして機能するオペアンプＯＰ１０１の反転入力端子に入力される。また、制御信号ＶＴＨは、コンパレータとして機能するオペアンプＯＰ１０２の非反転入力端子に入力される。
【００２３】
また、マイコンＵ１０３は、オペアンプＯＰ１０３のＡＭＰ出力に基づいて、リニアソレノイドＵ１０１の正極端子（ＳＯＬ＋）と負極端子（ＳＯＬ−）間に生じた端子間ショート故障を検知する。端子間ショート故障の検知については、図２、図３を用いて後述する。
【００２４】
オペアンプ（ＯＰ１０１、ＯＰ１０２）およびフリップフロップＵ１０４は、マイコンＵ１０３から出力された制御信号（ＶＴＨ、ＶＴＬ）およびオペアンプＯＰ１０３のＡＭＰ出力に基づいて、チョッパリング動作のオン期間を制御する駆動信号を生成する。オペアンプＯＰ１０１の出力端子はフリップフロップＵ１０４のリセット端子Ｒに接続し、オペアンプＯＰ１０２の出力端子はフリップフロップＵ１０４のセット端子Ｓに接続する。
【００２５】
オペアンプＯＰ１０１は、非反転入力端子に入力されたＡＭＰ出力の電圧値と反転入力端子に入力された制御信号ＶＴＨの電圧値とを比較し、比較結果を出力端子に出力する。例えば、反転入力端子に入力された制御信号ＶＴＨが非反転入力端子に入力されたＡＭＰ出力より高い場合には、論理値Ｌ（例えば、０Ｖ）のステータス信号が出力端子に出力される。一方、反転入力端子に入力された制御信号ＶＴＨが非反転入力端子に入力されたＡＭＰ出力より低い場合には、論理値Ｈ（例えば、３．３Ｖ）のステータス信号が出力端子に出力される。
【００２６】
同様にして、オペアンプＯＰ１０２は、非反転入力端子に入力された制御信号ＶＴＬの電圧値と反転入力端子に入力されたＡＭＰ出力の電圧値とを比較し、比較結果を出力端子に出力する。オペアンプＯＰ１０２においては、制御信号ＶＴＬがＡＭＰ出力より高い場合には、論理値Ｈのステータス信号が出力端子に出力される。また、制御信号ＶＴＬがＡＭＰ出力より低い場合には、論理値Ｌのステータス信号が出力端子に出力される。
【００２７】
フリップフロップＵ１０４では、リセット端子Ｒおよびセット端子Ｓに入力されたステータス信号の論理値に基づいて駆動信号のオン期間（論理値Ｈ）とオフ期間（論理値Ｌ）の比率（デューティ比）が決定される。フリップフロップＵ１０４は、リセット端子Ｒおよびセット端子Ｓに入力されたステータス信号の論理値に基づいて生成された駆動信号を正転出力端子Ｑに出力する。
【００２８】
電流供給回路Ｕ１０２のスイッチング素子ＳＷ１０１は、ゲートに入力された駆動信号の論理値Ｈのステータス期間（オン期間）に従って、ドレイン−ソース間を導通させる。スイッチング素子ＳＷ１０１のドレイン−ソース間の導通により、ドレインに供給されたバッテリ電力（＋Ｂ）が、ＩＰＤ出力としてソースに接続するリニアソレノイドＵ１０１の正極端子（ＳＯＬ＋）に印加される。また、スイッチング素子ＳＷ１０１は、ゲートに入力された駆動信号の論理値Ｌのステータス期間（オフ期間）に従って、ドレイン−ソース間を解放する。スイッチング素子ＳＷ１０１のドレイン−ソース間の開放により、リニアソレノイドＵ１０１の正極端子（ＳＯＬ＋）に印加されたバッテリ電力（＋Ｂ）は遮断
される。
【００２９】
リニアソレノイドＵ１０１には、ワイヤーハーネスの電源線および接地線を介し、スイッチング素子ＳＷ１０１のチョッパリング動作に伴って印加・遮断されたバッテリ電力が供給される。チョッパリングされた電力が供給されたリニアソレノイドＵ１０１の端子間（ＳＯＬ＋／ＳＯＬ−間）には、リニアソレノイドＵ１０１の誘導性負荷を構成するＬ（インダクタンス）成分、Ｒ（抵抗）成分に応じた制御電流（ＳＯＬ電流）が印加される。
【００３０】
次に、図２を参照し、バッテリ電力がスイッチング素子ＳＷ１０１の備える過電流保護機能を動作させるために十分な電力を供給する状態にある場合での、端子間ショート故障の検出を説明する。なお、以下の説明においては、ステータス信号の論理値Ｈを論理値Ｈｉとも表し、論理値Ｌを論理値Ｌｏとも表す。
【００３１】
図２は、端子間ショート故障の検出を説明するためのタイミングチャートである。図２のタイミングチャートにおいて、縦軸は信号レベルを表し、横軸は経過時間を表す。また、「駆動信号」はフリップフロップＵ１０４の正転出力端子Ｑの出力信号、「ＩＰＤ出力」は電流供給回路Ｕ１０２の出力信号、「ＳＯＬ電流」はリニアソレノイドＵ１０１の端子間（ＳＯＬ＋／ＳＯＬ−間）に流れる電流のレベル変化を表す。「ＡＭＰ出力」は、リニアソレノイドＵ１０１の下流側に設けられた電流検出機構を構成するオペアンプＯＰ１０３の出力信号のレベル変化を表す。
【００３２】
図２において、破線で示される縦線は、リニアソレノイドＵ１０１の正極端子（ＳＯＬ＋）と負極端子（ＳＯＬ−）との間に端子間ショート故障が発生したタイミングを表す。図２の端子間ショート故障は、チョッパリングされたバッテリ電力の供給中に発生する。
【００３３】
端子間ショート故障が発生する以前においては、図２のタイミングチャートに示すように、駆動信号の論理ステータス（Ｈｉ／Ｌｏ）の変化に同期して、チョッパリングされた矩形パルス状のバッテリ電力がＩＰＤ出力として出力される。すなわち、ＩＰＤ出力は、駆動信号のＬｏステータスからＨｉステータスへの立ち上がりに同期して０Ｖからバッテリ電圧値（＋Ｂ）に変化する。バッテリ電圧値（＋Ｂ）は、駆動信号の論理ステータスＨｉが継続する期間に応じて出力される。ＩＰＤ出力は、駆動信号のＨｉステータスからＬｏステータスへの立ち下がりに同期してバッテリ電圧値（＋Ｂ）から０Ｖに変化する。０Ｖの状態は、駆動信号の論理ステータスＬｏが継続する期間に応じて維持される。
【００３４】
リニアソレノイドＵ１０１の端子間に流れるＳＯＬ電流は、ＩＰＤ出力の立ち上がり、立ち下がりに同期して変化する。リニアソレノイドＵ１０１のＬ成分により、ＳＯＬ電流は、ＩＰＤ出力の立ち上がりに同期して斜線状に上昇変化し、ＩＰＤ出力の立ち下がりに同期して斜線状に下降変化する。ＳＯＬ電流は、リニアソレノイドＵ１０１の誘導性負荷を構成するＬ成分、Ｒ成分で定められる変化幅で上昇変化、下降変化を繰り返す。
【００３５】
リニアソレノイドＵ１０１の下流側に設けられた電流検出機構のＡＭＰ出力は、ＳＯＬ電流に同期して斜線状の上昇変化、下降変化を繰り返す。なお、電流検出機構のＡＭＰ出力は、マイコンＵ１０３によるフィードバック制御を受けるため、制御目標値（ＶＴＨ／ＶＴＬ）の範囲内で変化する。
【００３６】
図２の縦破線で示されるタイミングで端子間ショート故障が発生した場合、スイッチング素子ＳＷ１０１のソースに接続するリニアソレノイドＵ１０１の誘導性負荷を構成するＬ成分、Ｒ成分が消失する。そして、スイッチング素子ＳＷ１０１のソースは、ショートされたリニアソレノイドＵ１０１の負極端子（ＳＯＬ−）を介して接地されることになる。このため、スイッチング素子ＳＷ１０１のドレインに接続するバッテリからは、導通さ
れたドレイン−ソース間の経路を通じて、ワイヤーハーネスの抵抗に応じた過電流が流れ込むことになる。
【００３７】
スイッチング素子ＳＷ１０１のドレイン−ソース間に流れ込む過電流は、端子間ショート故障が発生した瞬間に急峻に上昇する。そして、図２の破線の丸囲みＰ１に示すように、スイッチング素子ＳＷ１０１のドレイン−ソース間に流れ込む過電流は、電流供給回路Ｕ１０２の備える過電流保護機能を動作させるための過電流検知の閾値（ＩＰＤ過電流検知レベル）に到達する。スイッチング素子ＳＷ１０１においては、過電流保護機能が動作し、ドレイン−ソース間に流れ込む過電流が遮断される。
【００３８】
電流供給回路Ｕ１０２においては、過電流保護機能の動作に伴い、ＩＰＤ出力が停止状態（０Ｖ）になり、リニアソレノイドＵ１０１の正極端子（ＳＯＬ＋）と負極端子（ＳＯＬ−）間に流れ込む電流値は０Ａになる。リニアソレノイドＵ１０１の下流側に設けられた電流検出機構では、電流検出用の差動増幅アンプであるオペアンプＯＰ１０３のＡＭＰ出力は０Ｖに固着される。
【００３９】
マイコンＵ１０３においては、オペアンプＯＰ１０３のＡＭＰ出力が０Ｖに固着していることを検出することで、リニアソレノイドＵ１０１の端子間ショート故障が検知される。端子間ショート故障を検知したマイコンＵ１０３では、例えば、駆動信号の論理ステータスを所定値（例えば、論理値Ｈｉ）に固定するように制御する。
【００４０】
次に、図３を参照し、バッテリ電力が低下し、スイッチング素子ＳＷ１０１の備える過電流保護機能を動作させるまでに至らない状態である場合での、端子間ショート故障の検出を説明する。図３は、バッテリ電力が低下した状態での、端子間ショート故障の検出を説明するためのタイミングチャートである。図３のタイミングチャートにおいて、縦軸は信号レベルを表し、横軸は経過時間を表す。なお、図３の「駆動信号」、「ＩＰＤ出力」、「ＳＯＬ電流」、「ＡＭＰ出力」、縦破線で示す端子間ショート故障の発生タイミングは、図２と同様である。また、端子間ショート故障が発生する以前の各動作についても図２と同様であるため、説明を省略する。
【００４１】
図３において、縦破線で示されるタイミングで端子間ショート故障が発生した場合、図２と同様に、スイッチング素子ＳＷ１０１のソースに接続するリニアソレノイドＵ１０１の誘導性負荷を構成するＬ成分、Ｒ成分が消失する。そして、スイッチング素子ＳＷ１０１のソースは、ショートされたリニアソレノイドＵ１０１の負極端子（ＳＯＬ−）を介して接地される。スイッチング素子ＳＷ１０１のドレインに接続するバッテリからは、導通されたドレイン−ソース間の経路を通じて、ワイヤーハーネスの抵抗に応じた矩形パルス状の過電流が流れ込む。
【００４２】
スイッチング素子ＳＷ１０１のドレイン−ソース間に流れ込む過電流は、端子間ショート故障が発生した瞬間に急峻に上昇する。しかし、バッテリ電力が低下状態にあるため、図３の破線の丸囲みＰ２に示すように、スイッチング素子ＳＷ１０１のドレイン−ソース間に流れ込む過電流は、電流供給回路Ｕ１０２の備える過電流保護機能を動作させるための過電流検知の閾値（ＩＰＤ過電流検知レベル）に到達しない。スイッチング素子ＳＷ１０１では、過電流保護機能が動作せず、ドレイン−ソース間に流れ込む過電流は遮断されない。
【００４３】
過電流保護機能が動作しないスイッチング素子ＳＷ１０１においては、駆動信号の論理ステータス（Ｈｉ／Ｌｏ）の変化に同期して、低下したバッテリ電力に応じた過電流がＩＰＤ出力として継続して出力される。端子間ショート故障によってリニアソレノイドＵ１０１の誘導性負荷を構成するＬ成分、Ｒ成分は存在しないため、スイッチング素子ＳＷ１
０１においては、例えば、ドレイン−ソース間が導通した瞬間（ゲートオン）に過電流が出力され、ドレイン−ソース間が開放された瞬間（ゲートオフ）に過電流が遮断されることになる。
【００４４】
リニアソレノイドＵ１０１の下流側に設けられた電流検出機構においては、ドレイン−ソース間が導通した瞬間に流れ込む過電流が検出される。同様にして、電流検出機構においては、ドレイン−ソース間が開放された瞬間に遮断される過電流が検出される。電流検出機構を介して検出された過電流の急峻なレベル変化は、オペアンプＯＰ１０３の応答特性であるスルーレートの限界を超えることになる。
【００４５】
スルーレートの限界を超えてレベル変化する急峻な立ち上がり、立ち下りを有する過電流が検出された場合には、オペアンプＯＰ１０３は、過電流の急峻な立ち上がり、立ち下りに応答特性が追従できない。このため、オペアンプＯＰ１０３は、スルーレート限界値で上昇変化、下降変化を繰り返す成り行き動作を継続することになる。
【００４６】
フィードバック制御を行うマイコンＵ１０３は、スルーレート限界値で上昇変化、下降変化を繰り返す成り行き動作に応じて出力されるＡＭＰ出力をフィードバック量として制御目標値（ＶＴＨ／ＶＴＬ）を定める。このため、端子間ショート故障が発生した以降においても、制御目標値（ＶＴＨ／ＶＴＬ）に基づく駆動信号が電流供給回路Ｕ１０２に出力される。図３のＡＭＰ出力に示すように、スルーレート限界値で成り行き動作するオペアンプＯＰ１０３からは、制御目標値（ＶＴＨ／ＶＴＬ）の範囲内で斜線状に上昇変化、下降変化を繰り返す三角波状（あるいは、台形波状の）のＡＭＰ出力が出力されることになる。
【００４７】
〔２．本実施形態の端子間ショートの検出〕
本実施形態に係る制御システムにおいては、電流検出用の差動増幅アンプは、スルーレート限界値で動作する動作状態を検出する。そして、電流検出用の差動増幅アンプは、検出された動作状態をスルーレート限界検知信号として、チョッパリング動作のオン期間を制御するマイコンに出力する。本実施形態に係る制御システムにおいては、マイコンは、例えば、電流検出用の差動増幅アンプから出力されたスルーレート限界検知信号の示す論理ステータス値（例えば、論理値Ｌ）に基づいて、誘導性負荷の端子間に発生したショート故障を検知することが可能になる。
【００４８】
（システム構成）
図４は、本実施形態に係る制御システムの構成の一例を示す図である。図４に例示の制御システム１は、誘導性負荷としてリニアソレノイドのアクチュエータ量を駆動制御する一例である。本実施形態の制御システム１は、図１の制御システム１００と同様に、車両に搭載されるトランスミッションの変速用アクチュエータを制御する制御システムとして提供される。
【００４９】
図５に例示の制御システム１は、トランスミッション側に設けられたリニアソレノイドＵ１、および、リニアソレノイドＵ１のアクチュエータ量を駆動制御する制御機構を含む。制御システム１の制御機構は、エンジン・トランスミッション制御ＥＣＵの一部を構成する。トランスミッション側に設けられたリニアソレノイドＵ１と制御機構とは、ワイヤーハーネス等を介して接続される。ワイヤーハーネスには、リニアソレノイドＵ１の正極端子（ＳＯＬ＋）に接続する電源線および負極端子（ＳＯＬ−）に接続する接地線（ＧＮＤ線）が含まれる。制御システム１の制御機構は、電源線および接地線を介してリニアソレノイドＵ１に電力を供給すると共に、リニアソレノイドＵ１に流れる電流を検出してアクチュエータ駆動のフィードバック制御を行う。
【００５０】
制御システム１は、電流供給回路Ｕ２、マイコンＵ３、フリップフロップＵ４、オペアンプ（ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ３）、還流ダイオードＺ１、電流検出抵抗Ｒ１を構成に含む。上記構成は、リニアソレノイドＵ１の制御機構を構成する。電流供給回路Ｕ２は、過電流保護機能を備えたスイッチング素子ＳＷ１を有するＩＰＤである。
なお、制御システム１の電流供給回路Ｕ２、フリップフロップＵ４、オペアンプＯＰ１、ＯＰ２、還流ダイオードＺ１、電流検出抵抗Ｒ１は、それぞれ、制御システム１００の電流供給回路Ｕ１０２、フリップフロップＵ１０４、オペアンプＯＰ１０１、ＯＰ１０２、還流ダイオードＺ１０１、電流検出抵抗Ｒ１０１に相当するため、説明を省略する。
【００５１】
本実施形態の制御システム１においても、オペアンプＯＰ３、電流検出抵抗Ｒ１は、リニアソレノイドＵ１の負極端子（ＳＯＬ−）の、下流側（ローサイド）の電流検出機構を構成する。オペアンプＯＰ３は、電流検出用の差動増幅アンプであり、電流検出抵抗Ｒ１を介し、リニアソレノイドＵ１に流れる電流を検出する。
【００５２】
但し、本実施形態の制御システム１では、オペアンプＯＰ３は、スルーレート限界値で動作する動作状態を検出する機能を有する点で、図１のオペアンプＯＰ１０３と相違する。本実施形態のオペアンプＯＰ３は、図３を用いて説明したように、ＡＭＰ出力が応答特性のスルーレート限界値で上昇変化、下降変化する場合には、該上昇変化、下降変化を検出する。そして、オペアンプＯＰ３は、検出されたスルーレート限界値の上昇変化、下降変化に基づいて検知信号（スルーレート限界検知信号）を生成する。オペアンプＯＰ３は、例えば、スルーレート限界値で上昇変化、下降変化する場合には論理値Ｌのステータス信号になるスルーレート限界検知信号を生成する。生成されたスルーレート限界検知信号は、マイコンＵ３に出力される。
【００５３】
マイコンＵ３は、制御システム１の制御機構を制御するプロセッサである。マイコンＵ３は、Ａ／Ｄ変換回路Ｕ３ａ、コントローラＵ３ｂ、Ｄ／Ａ変換回路Ｕ３ｃを含む。なお、Ａ／Ｄ変換回路Ｕ３ａ、コントローラＵ３ｂ、Ｄ／Ａ変換回路Ｕ３ｃは、それぞれ、マイコンＵ１０３のＡ／Ｄ変換回路Ｕ１０３ａ、コントローラＵ１０３ｂ、Ｄ／Ａ変換回路Ｕ１０３ｃに相当するため、説明を省略する。マイコンＵ３では、マイコンＵ１０３と同様に、オペアンプＯＰ３のＡＭＰ出力に基づいて、リニアソレノイドＵ１に印加する電流のフィードバック制御が行われる。マイコンＵ３のフィードバック制御においては、オペアンプＯＰ３のＡＭＰ出力に基づいて、チョッパリング動作のオン期間を制御する制御値が決定される。
【００５４】
マイコンＵ３は、オペアンプＯＰ３から出力されたスルーレート限界検知信号を入力するためのＩ／ＯポートＵ３ｄを備える。そして、マイコンＵ３は、Ｉ／ＯポートＵ３ｄを介して入力されたスルーレート限界検知信号の論理ステータスに基づいて、リニアソレノイドＵ１の正極端子（ＳＯＬ＋）と負極端子（ＳＯＬ−）間に生じた端子間ショート故障を検知する。端子間ショート故障を検知したマイコンＵ３は、例えば、駆動信号の論理ステータスを所定値（例えば、論理値Ｌｏ）に固定し、スイッチング素子ＳＷ１を介してバッテリ−接地間に流れ込む過電流を遮断するように制御する。
【００５５】
（端子間ショート故障の検出）
図５は、本実施形態の端子間ショート故障の検出を説明するためのタイミングチャートである。図５の端子間ショート故障の形態は、図３と同様に、バッテリ電力が低下した形態である。バッテリ電力が低下した状態では、スイッチング素子ＳＷ１の備える過電流保護機能を動作させるために十分な電力が供給困難になる。なお、図５のタイミングチャートの縦軸、横軸、「駆動信号」、「ＩＰＤ出力」、「ＳＯＬ電流」、「ＡＭＰ出力」、縦破線で示す端子間ショート故障の発生タイミング、端子間ショート故障が発生する以前の各動作は、図３と同様であるため説明を省略する。
【００５６】
図５において、縦破線で示されるタイミングで端子間ショート故障が発生した場合、図３と同様に、スイッチング素子ＳＷ１のソースに接続するリニアソレノイドＵ１の誘導性負荷を構成するＬ成分、Ｒ成分が消失する。スイッチング素子ＳＷ１のソースは、ショートされたリニアソレノイドＵ１の負極端子（ＳＯＬ−）を介して接地し、同素子ＳＷ１のドレインに接続するバッテリからは、導通されたドレイン−ソース間の経路を通じて、ワイヤーハーネスの抵抗に応じた過電流が流れ込む。
【００５７】
スイッチング素子ＳＷ１のドレイン−ソース間に流れ込む過電流は、端子間ショート故障が発生した瞬間に急峻に上昇する。しかし、バッテリ電力が低下状態にあるため、図５の破線の丸囲みＰ３に示すように、スイッチング素子ＳＷ１のドレイン−ソース間に流れ込む過電流は、電流供給回路Ｕ２の備える過電流保護機能を動作させるための過電流検知の閾値（ＩＰＤ過電流検知レベル）に到達しない。このため、スイッチング素子ＳＷ１では、過電流保護機能が動作せずに、ドレイン−ソース間に流れ込む過電流が遮断されない。
【００５８】
過電流保護機能が動作しないスイッチング素子ＳＷ１においては、駆動信号の論理ステータス（Ｈｉ／Ｌｏ）の変化に同期して、低下したバッテリ電力に応じた矩形パルス状に変化する過電流がＩＰＤ出力として継続して出力される。端子間ショート故障によってリニアソレノイドＵ１の誘導性負荷を構成するＬ成分、Ｒ成分は存在しないため、スイッチング素子ＳＷ１においては、例えば、ドレイン−ソース間が導通した瞬間（ゲートオン）に過電流が出力され、ドレイン−ソース間が開放された瞬間（ゲートオフ）に過電流が遮断されることになる。
【００５９】
リニアソレノイドＵ１の下流側に設けられた電流検出機構では、ドレイン−ソース間が導通（ゲートオン）した瞬間に流れ込む、あるいは、ドレイン−ソース間が開放された瞬間（ゲートオフ）に遮断される過電流が検出される。過電流の急峻な立ち上がり、立ち下りに伴うレベル変化は、オペアンプＯＰ３の応答特性であるスルーレートの限界を超えることになる。オペアンプＯＰ３においては、応答特性が追従できない場合には、スルーレート限界値で上昇変化、下降変化するＡＭＰ出力が出力される。
【００６０】
本実施形態のオペアンプＯＰ３は、応答特性のスルーレート限界値で上昇変化、下降変化するＡＭＰ出力のレベル変化を検出し、該レベル変化に基づいてスルーレート限界検知信号を生成する。スルーレート限界検知信号は、例えば、論理値Ｈ／Ｌの２値のステータス信号として出力される。
【００６１】
図５の「スルーレート限界検知信号」に示すように、オペアンプＯＰ３は、例えば、応答特性のスルーレート限界値で上昇変化、下降変化するレベル変化が検出されない場合には、論理値Ｈ（Ｈｉ）ステータスのスルーレート限界検知信号を出力する。一方、オペアンプＯＰ３は、例えば、応答特性のスルーレート限界値で上昇変化、下降変化するレベル変化が検出された場合には、論理値Ｌ（Ｌｏ）ステータスのスルーレート限界検知信号を出力する。
【００６２】
オペアンプＯＰ３は、例えば、端子間ショート故障の発生直後に検出される、過電流の急峻な立ち下がりに伴うＡＭＰ出力の、スルーレート限界値で下降変化するレベル変化を検出し、論理値Ｌのスルーレート限界検知信号を出力する。スルーレート限界検知信号のステータスは、端子間ショート故障の発生以前の論理値Ｈから論理値Ｌに変化する。そして、例えば、ＡＭＰ出力がスルーレート限界値で制御目標値（ＶＴＨ／ＶＴＬ）の範囲内で斜線状に上昇変化、下降変化を繰り返す三角波状になる場合には、論理値Ｌステータスのスルーレート限界検知信号が継続して出力されることになる。
【００６３】
マイコンＵ３は、Ｉ／ＯポートＵ３ｄに入力されたスルーレート限界検知信号のステータス変化（論理値Ｈ→論理値Ｌ）を認識し、リニアソレノイドＵ１の正極端子（ＳＯＬ＋）と負極端子（ＳＯＬ−）間に生じた端子間ショート故障を検知することが可能になる。
【００６４】
〔３．回路例〕
次に、図６、図７を参照し、スルーレート限界値で動作する動作状態を検出する機能を有するオペアンプＯＰ３を説明する。図６は、スルーレート限界値で動作する動作状態を検出する機能を有するオペアンプＯＰ３の内部構成の一例である。
【００６５】
図６において、オペアンプＯＰ３は、電流検出用の差動増幅アンプとして機能するトランジスタ（ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３）と、電流ミラー回路を構成するトランジスタ（ＴＲ４、ＴＲ５、ＴＲ６、ＴＲ７）と、ＮＯＴ回路（トランジスタＴＲ８、抵抗Ｒ２）と、ＮＯＲ回路（トランジスタＴＲ９、ＴＲ１０、抵抗Ｒ３）とを含む。ｒｅｆ１、ｒｅｆ２、ｒｅｆ３は、オペアンプＯＰ３の動作電源（Ｖｃｃ）から生成される定電流電源である。ｒｅｆ１は、電流検出用の差動増幅アンプとして機能するトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のコレクタに接続する。ｒｅｆ２は、電流ミラー回路を構成するＴＲ６のコレクタに接続する。ｒｅｆ３は、電流ミラー回路を構成するＴＲ７のコレクタに接続する。
【００６６】
電流検出用の差動増幅アンプとして機能するトランジスタＴＲ１とＴＲ２とは、トランジスタＴＲ１のベースに入力される反転入力端子（ＩＮＭ）とトランジスタＴＲ２のベースに入力される非反転入力端子（ＩＮＰ）との間の電位差を検出する差動対を構成する。トランジスタＴＲ３は、差動対で検出された電位差に応じてエミッタ−コレクタ間に流れる電流を増幅し、アンプ（ＡＭＰ）出力を出力する。
【００６７】
オペアンプＯＰ３は、スルーレートの範囲内で動作する場合には、実線矢印Ｉａ１で示すように、各トランジスタのコレクタ−エミッタを介して動作電源（Ｖｃｃ）から接地（ＧＮＤ）に向けて電流が流れ込む。定電流電源ｒｅｆ１が電流値「Ｉ」の場合、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２のそれぞれのコレクタ−エミッタ間には、（０・５＊Ｉ）となる電流値が印加される。なお、オペアンプＯＰ３がスルーレートの範囲内で動作する場合を「通常制御時」とも称す。
【００６８】
一方、オペアンプＯＰ３は、スルーレートの限界値を超えて動作する場合には、差動対となるトランジスタＴＲ１、ＴＲ２の何れか一方側に電流値Ｉの電流が流れ込み、他方側の電流値は「０Ａ」になる。なお、オペアンプＯＰ３がスルーレートの限界値を超えて動作する場合を「スルーレート限界時」とも称す。
【００６９】
例えば、オペアンプＯＰ３の入力間（ＩＭＰ−ＩＮＭ）の電位差が、スルーレートの限界値を超えて急上昇する場合には、反転入力端子（ＩＮＭ）に接続するトランジスタＴＲ１側の電流値は「Ｉ」になり、非反転入力端子（ＩＮＰ）に接続するトランジスタＴＲ２側の電流値は「０Ａ」になる。
【００７０】
同様にして、例えば、オペアンプＯＰ３の入力間（ＩＭＰ−ＩＮＭ）の電位差が、スルーレートの限界値を超えて急下降する場合には、反転入力端子（ＩＮＭ）に接続するトランジスタＴＲ１側の電流値は「０Ａ」になり、非反転入力端子（ＩＮＰ）に接続するトランジスタＴＲ２側の電流値は「Ｉ」になる。
【００７１】
つまり、オペアンプＯＰ３においては、差動対のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２の何れか一方側に流れる電流値（Ｉａ１）の、通常制御時からスルーレート限界時への変化を検出する回路を備えることで、スルーレート限界値で動作する動作状態の検出が可能になる。
図６に示すオペアンプＯＰ３においては、差動対のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２の何れか一方側に流れる電流値（Ｉａ１）の、「０．５＊Ｉ」から「Ｉ」または「０Ａ」への変化を検出することで、スルーレート限界時の動作状態を検出する。
【００７２】
図６に示すオペアンプＯＰ３においては、電流ミラー回路を構成するトランジスタ（ＴＲ４、ＴＲ５、ＴＲ６、ＴＲ７）を介し、反転入力端子（ＩＮＭ）に接続するトランジスタＴＲ１側に流れる電流値（Ｉａ１）が検出される。そして、オペアンプＯＰ３は、破線の矩形枠で囲まれた回路構成を介し、電流検出用の差動対（トランジスタＴＲ１、ＴＲ２）の動作状態がスルーレート限界時の場合には、上記電流ミラー回路を介して検出された電流値（Ｉａ１）に基づいて、スルーレート限界検知信号を生成する。
【００７３】
図６において、電流ミラー回路を構成するトランジスタＴＲ６、ＴＲ７のコレクタ−エミッタ間を介して流れる電流値をそれぞれ、Ｉａ２、Ｉａ３とする。各トランジスタのコレクタに接続する定電流電源ｒｅｆ２、ｒｅｆ３の電流値が、ｒｅｆ１と同値（すなわち、Ｉ）の場合には、トランジスタＴＲ１の反転入力端子（ＩＮＭ）に接続する側に流れる電流値（Ｉａ１）が、それぞれのコレクタ−エミッタ間に出力されることになる。
【００７４】
本実施形態のオペアンプＯＰ３においては、スルーレート限界時の動作状態を検出するため、トランジスタＴＲ６、ＴＲ７のコレクタに接続する定電流電源ｒｅｆ２、ｒｅｆ３の電流値を所定値に制限する。ここで、「所定値」とは、差動対のトランジスタＴＲ１、ＴＲ２の何れか一方側に流れる電流値（Ｉａ１）の、「０．５＊Ｉ」から「Ｉ」または「０Ａ」への変化を検出するための電流値である。所定値として、定電流電源ｒｅｆ２の電流値を「０．８＊Ｉ」、定電流電源ｒｅｆ３の電流値を「０．２＊Ｉ」に設定することが例示される。
【００７５】
トランジスタＴＲ６、ＴＲ７のコレクタに接続する定電流電源ｒｅｆ２、ｒｅｆ３の電流値が所定値に制限されたときには、図６のＡ点、Ｂ点に示す電位（接地に対する電位）は、制限された電流値と、電流ミラー回路で検出されたトランジスタＴＲ１側に流れる電流値（Ｉａ１）との比較により決定される。なお、Ａ点は、ＮＯＴ回路を構成するトランジスタＴＲ８のベースに接続し、Ｂ点は、ＮＯＲ回路を構成するトランジスタＴＲ１０のベースに接続する。
【００７６】
（通常制御時）
通常制御時には、トランジスタＴＲ１側に流れる電流値（Ｉａ１）は「０．５＊Ｉ」になるため、「０．８＊Ｉ」の定電流電源に接続するトランジスタＴＲ６のコレクタ側（Ａ点）の電位は「Ｈｉ」になる。同様にして、「０．２＊Ｉ」の定電流電源に接続するトランジスタＴＲ７のコレクタ側の電位（Ｂ点）は「Ｌｏ」になる。
【００７７】
Ａ点の電位が「Ｈｉ」のときには、ＮＯＴ回路を構成するトランジスタＴＲ８のベース−エミッタ間に電位差が生じ、コレクタ−エミッタ間に抵抗Ｒ２を介して電流が流れるため、図６のＣ点に示す電位は「Ｌｏ」になる。Ｃ点は、ＮＯＲ回路を構成するトランジスタＴＲ９のベースに接続する。
【００７８】
ＮＯＲ回路を構成するトランジスタＴＲ９、ＴＲ１０では、それぞれのベースに接続するＣ点およびＢ点の電位が「Ｌｏ」になるため、各トランジスタのコレクタ−エミッタ間には電流は流れない。このため、スルーレート限界検知信号を出力するＤ点においては、動作電源（Ｖｃｃ）と抵抗Ｒ３に基づく論理値Ｈｉのステータス信号が出力される。
【００７９】
（スルーレート限界時）
スルーレート限界時において、オペアンプＯＰ３の入力間（ＩＭＰ−ＩＮＭ）の電位差
が、スルーレートの限界値を超えて急上昇する場合には、反転入力端子（ＩＮＭ）に接続するトランジスタＴＲ１側の電流値（Ｉａ１）は「０．５＊Ｉ」から「Ｉ」に変化する。電流ミラー回路において、「０．８＊Ｉ」の定電流電源に接続するトランジスタＴＲ６のコレクタ側（Ａ点）の電位は「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変化し、「０．２＊Ｉ」の定電流電源に接続するトランジスタＴＲ７のコレクタ側の電位（Ｂ点）では「Ｌｏ」が維持される。
【００８０】
ＮＯＴ回路を構成するトランジスタＴＲ８においては、ベースに接続するＡ点の電位の変化（Ｈｉ→Ｌｏ）に応じてＣ点の電位が変化（Ｌｏ→Ｈｉ）する。ＮＯＲ回路を構成するトランジスタＴＲ９では、ベースに接続するＣ点の電位が変化（Ｌｏ→Ｈｉ）し、ベース−エミッタ間に電位差が生ずる。トランジスタＴＲ９では、ベースに接続するＣ点の電位変化（Ｌｏ→Ｈｉ）に応じて、コレクタ−エミッタ間に抵抗Ｒ３を介して電流が流れるため、スルーレート限界検知信号を出力するＤ点の論理値は「Ｌｏ」に変化する。スルーレート限界検知信号の論理ステータスは、論理値「Ｈｉ」から論理値「Ｌｏ」に変化する。
【００８１】
同様にして、オペアンプＯＰ３の入力間（ＩＭＰ−ＩＮＭ）の電位差が、スルーレートの限界値を超えて急下降する場合には、反転入力端子（ＩＮＭ）に接続するトランジスタＴＲ１側の電流値（Ｉａ１）は「０．５＊Ｉ」から「０Ａ」に変化する。電流ミラー回路では、「０．２＊Ｉ」の定電流電源に接続するトランジスタＴＲ７のコレクタ側の電位（Ｂ点）が「Ｌｏ」から「Ｈｉ」に変化し、「０．８＊Ｉ」の定電流電源に接続するトランジスタＴＲ６のコレクタ側（Ａ点）では「Ｈｉ」が維持される。
【００８２】
ＮＯＲ回路を構成するトランジスタＴＲ１０では、ベースに接続するＢ点の電位が変化（Ｌｏ→Ｈｉ）し、ベース−エミッタ間に電位差が生ずる。トランジスタＴＲ１０では、ベースに接続するＢ点の電位変化（Ｌｏ→Ｈｉ）に応じて、コレクタ−エミッタ間に抵抗Ｒ３を介して電流が流れるため、スルーレート限界検知信号を出力するＤ点の論理値は「Ｌｏ」に変化する。スルーレート限界検知信号の論理ステータスは、論理値「Ｈｉ」から論理値「Ｌｏ」に変化する。
【００８３】
次に、図７を参照し、オペアンプＯＰ３の動作を説明する。図７は、オペアンプＯＰ３の動作を説明するためのタイミングチャートである。図７において、縦軸は信号レベルを表し、横軸は経過時間を表す。「入力（ＩＮＰ−ＩＮＭ）」は、端子間ショート故障発生時に検出されるオペアンプＯＰ３の応答特性のスルーレート限界値を超える（ＩＭＰ−ＩＮＭ）の電位差を表す。「アンプ出力」は応答特性のスルーレート限界値で動作するオペアンプＯＰ３からマイコンＵ３に出力されるＡＭＰ出力の信号波形を表す。「Ａ点」、「Ｂ点」、「Ｃ点」のそれぞれは、図６に示す内部構成における対応点の電位変化を表す。「スルーレート限界検知信号」は、端子間ショート故障発生時にオペアンプＯＰ３からマイコンＵ３に出力されるスルーレート限界検知信号のステータス変化を表す。
【００８４】
オペアンプＯＰ３では、応答特性のスルーレート限界値を超える上昇変化、下降変化が生じた場合には、該上昇変化、下降変化に追従できないため、スルーレート限界値で定められる変化量で応答するアンプ出力が出力される。図７の「入力（ＩＮＰ−ＩＮＭ）」および「アンプ出力」に示すように、スルーレート限界値を超えて矩形状に変化する立ち上がり、立ち下りに対して、オペアンプＯＰ３からは、スルーレート限界値で応答する斜線状のる立ち上がり変化、立ち下がり変化が出力される。
【００８５】
図６のＡ点においては、電流ミラー回路を介して検出された電流値Ｉａ１の「０．５＊Ｉ」から「Ｉ」への電流変化に応じて、電位が「Ｈｉ」から「Ｌｏ」に変化する。Ａ点における電位「Ｌｏ」の期間は、オペアンプＯＰ３の応答特性が差動対に入力された電位差
の変化に追従するまで継続される。図６のＣ点においては、Ａ点における電位の論理値を反転させた電位変化（「Ｌｏ」から「Ｈｉ」）が出力される。
【００８６】
図６のＢ点においては、電流ミラー回路を介して検出された電流値Ｉａ１の「０．５＊Ｉ」から「０Ａ」への電流変化に応じて、電位が「Ｌｏ」から「Ｈｉ」に変化する。Ｂ点における電位「Ｈｉ」の期間は、オペアンプＯＰ３の応答特性が差動対に入力された電位差の変化に追従するまで継続される。
【００８７】
図６のＮＯＲ回路を構成するトランジスタＴＲ９、ＴＲ１０では、Ｃ点における電位変化（「Ｌｏ」から「Ｈｉ」）、および、Ｂ点における電位変化（「Ｌｏ」から「Ｈｉ」）に基づいて、スルーレート限界検知信号が生成される。図７に示すように、生成されたスルーレート限界検知信号は、Ｃ点、Ｂ点における電位変化（「Ｌｏ」から「Ｈｉ」）に応じて論理ステータスが論理値Ｈから論理値Ｌに変化する信号になる。
【００８８】
図６に示すオペアンプＯＰ３においては、スルーレート限界値で動作する動作状態が継続する期間（アンプ出力の立ち上がり、立ち下がり期間）に、論理ステータスが論理値Ｈから論理値Ｌに変化するスルーレート限界検知信号が出力される。
【００８９】
以上、説明したように、本実施形態の制御システム１の備えるオペアンプＯＰ３においては、スルーレート限界値で動作する立ち上がり、立ち下がりを検出することができる。このため、本実施形態の制御システム１では、バッテリ電力が低下し、過電流保護機能が動作しない場合であっても、制御対象となる誘導性負荷の端子間に発生した端子間ショート故障が検知可能になる。
【００９０】
また、本実施形態の制御システム１においては、制御対象となる誘導性負荷の下流側（ローサイド）に設けられた電流検知用の差動増幅アンプ（オペアンプＯＰ３）が、スルーレート限界で動作していることで端子間ショート故障が検知される。このため、例えば、制御対象となる誘導性負荷の上流側（ハイサイド）に設けられた電流供給回路、あるいは、バッテリ電力をチョッパリングするためのスイッチング素子が過電流保護機能（過電流検知機構）を持たなくとも、端子間ショート故障を検知することが可能になる。
【００９１】
また、本実施形態の制御システム１においては、制御対象となる誘導性負荷の下流側（ローサイド）に設けられた、該誘導性負荷に流れる電流を監視する電流検出機構を活用して端子間ショート故障を検知することが可能になる。この結果、本実施形態の制御システム１によれば、バッテリ電力に依存しない誘導性負荷の端子間ショート故障の検出技術が提供される。
【符号の説明】
【００９２】
１、１００  制御システム
ＯＰ１、ＯＰ２、ＯＰ１０１、ＯＰ１０２  オペアンプ（コンパレータ）
ＯＰ３  オペアンプ（電流検出用差動増幅アンプ）
ＯＰ１０３  オペアンプ（電流検出用差動増幅アンプ）
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ１０１  抵抗
ｒｅｆ１、ｒｅｆ２、ｒｅｆ３  定電流電源
ＳＷ１、ＳＷ１０１  スイッチング素子
ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＲ３  トランジスタ（電流検出用差動増幅アンプ）
ＴＲ４、ＴＲ５、ＴＲ６、ＴＲ７  トランジスタ（電流ミラー回路）
ＴＲ８、ＴＲ９、ＴＲ１０  トランジスタ（論理演算回路）
Ｕ１、Ｕ１０１  リニアソレノイド（誘導性負荷）
Ｕ２、Ｕ１０２  電流供給回路
Ｕ３、Ｕ１０３  マイコン
Ｕ３ａ、Ｕ１０３ａ  Ａ／Ｄ変換回路
Ｕ３ｂ、Ｕ１０３ｂ  コントローラ
Ｕ３ｃ、Ｕ１０３ｃ  Ｄ／Ａ変換回路
Ｕ１０３ｄ  Ｉ／Ｏ端子
Ｕ４、Ｕ１０４  フリップフロップ
Ｚ１、Ｚ１０１  還流ダイオード
【図１】
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【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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