(57)【要約】【課題】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。【解決手段】負荷駆動装置１０に２つのヘッドランプ１、２を動作させる基本駆動回路２０と、フェールセーフ回路として機能する予備回路３０を設ける。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となった場合、異常検出回路４０から予備回路３０に異常信号を出力する。そして、予備回路３０は異常信号を入力したことに基づいて、第３ＭＯＳＦＥＴ３４を駆動することにより、運転席側のヘッドランプ２を点灯させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力される指令に従って、車両に搭載される第１負荷（１）および第２負荷（２）を一組として動作させるに際し、少なくとも前記第２負荷（２）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であって、
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。
【請求項２】
前記異常検出回路（４０）は、
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。
【請求項３】
前記第１スイッチング素子（２６）の応答は、前記第１スイッチング素子（２６）と前記第１負荷（１）との間の電圧であり、
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。
【請求項４】
前記第１負荷（１）は前記車両に備えられた助手席側のヘッドランプであり、前記第２負荷（２）は前記車両に備えられた運転席側のヘッドランプであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つ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、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】特開昭５５−１４０６２１号公報
【特許文献２】特開昭５９−１４０１４０号公報
【特許文献３】特開２０００−１４８５１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】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。
【図２】異常検出回路の構成と異常検出回路の周辺回路とを示した図である。
【図３】判定回路の判定ロジックを示した図である。
【図４】負荷駆動装置の動作の流れを示した図である。
【図５】（ａ）は負荷駆動装置の動作の流れに従ったタイミングチャートであり、（ｂ）は予備回路を駆動する条件を表にまとめた図である。
【図６】従来の灯火装置を含んだ灯火システム図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
（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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【符号の説明】
【００９８】
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
【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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