(57)【要約】【課題】通電経路の断線故障とスイッチ回路の不完全短絡故障とを区別可能な判定信号を出力する。【解決手段】信号電圧出力回路８は、トランジスタ７がオンしているときの負荷電流よりも小さい電流出力能力を有し、交流電圧が重畳された信号電圧Ｖｓを出力端子５に出力する。電圧モニタ回路１１は、出力端子５に対しコンデンサ１６により交流結合されるとともに基準電圧Ｖｒにバイアスされた検出ノード１５の電圧Ｖｅと、基準電圧Ｖｒに対し交流電圧の振幅よりも小さい電圧だけ離間するように設定されたしきい値電圧Ｖ１とを比較し、指令信号Ｖｄがオフ指令の状態において、通電経路６の断線故障とトランジスタ７の不完全短絡故障とを区別する判定信号Ｐ１を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源線（４）と出力端子（５）との間の通電経路（６）に存する負荷（３）を駆動する負荷駆動装置において、
前記出力端子とグランドとの間に設けられて指令信号によりオンオフ動作するスイッチ回路（７）と、
前記スイッチ回路がオンしているときに前記負荷に流れる電流よりも小さい電流出力能力を有し、交流電圧が重畳された信号電圧を前記出力端子に出力する信号電圧出力回路（８）と、
前記出力端子に対し交流結合されるとともに基準電圧にバイアスされた検出ノード（１５）の電圧と、前記基準電圧に対し前記交流電圧の振幅よりも小さい電圧だけ離間するように設定された第１しきい値電圧とを比較することにより、前記指令信号がオフ指令の状態で前記通電経路の断線故障と前記スイッチ回路の不完全短絡故障とを区別する第１判定信号を出力する電圧モニタ回路（１１）とを備えていることを特徴とする負荷駆動装置。
【請求項２】
電源線（４）と出力端子（５）との間の通電経路（６）に存する負荷（３）を駆動する負荷駆動装置において、
前記出力端子とグランドとの間に設けられて指令信号によりオンオフ動作するスイッチ回路（７）と、
前記スイッチ回路がオンしているときに前記負荷に流れる電流よりも小さい電流出力能力を有し、交流電圧が重畳された信号電圧を前記出力端子に出力する信号電圧出力回路（８）と、
前記出力端子の電圧と、前記信号電圧の最大値と最小値の間に挟まれた電圧レベルを持つように設定された第１しきい値電圧とを比較することにより、前記指令信号がオフ指令の状態で前記通電経路の断線故障と前記スイッチ回路の不完全短絡故障とを区別する第１判定信号を出力する電圧モニタ回路（２２）とを備えていることを特徴とする負荷駆動装置。
【請求項３】
前記第１しきい値電圧は、前記スイッチ回路が不完全短絡故障し且つ前記指令信号がオフ指令の状態で、前記出力端子の電圧が取り得ない電圧レベルに設定されていることを特徴とする請求項２記載の負荷駆動装置。
【請求項４】
前記電圧モニタ回路は、前記出力端子の電圧と、前記電源線の電圧よりも低く且つ前記信号電圧の最大値よりも高く設定された第２しきい値電圧とを比較することにより、前記指令信号がオフ指令の状態で前記負荷および前記スイッチ回路が正常状態であることを示す第２判定信号を出力することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
前記電圧モニタ回路は、前記出力端子の電圧と、グランドの電圧よりも高く且つ前記信号電圧の最小値よりも低く設定された第３しきい値電圧とを比較することにより、前記指令信号がオフ指令の状態で前記スイッチ回路の完全短絡故障または前記出力端子のグランド短絡故障であることを示す第３判定信号を出力することを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の負荷駆動装置。
【請求項６】
前記指令信号がオフ指令の状態で、前記第１判定信号に所定回以上のエッジを検出したときに前記通電経路の断線故障と判定する判定回路（２）を備えていることを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の負荷駆動装置。
【請求項７】
前記指令信号がオフ指令の状態で、前記第１判定信号の周波数と前記信号電圧の周波数が一致したときに前記通電経路の断線故障と判定する判定回路（２）を備えていることを特徴とする請求項１から５の何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、電源線と出力端子との間の通電経路に存する負荷を駆動する負荷駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通電経路に設けられている負荷は、コネクタなどを介して負荷駆動装置の出力端子に接続されている。負荷駆動装置の外部で発生する故障には、コネクタの外れや通電経路の断線などの負荷断線故障、負荷の出力端子側配線のグランドへの完全短絡故障、負荷の出力端子側配線の電源への完全短絡故障などがある。また、負荷駆動装置の内部で発生する故障には、出力端子とグランドとの間に設けられたスイッチ回路例えばトランジスタのオープン故障、トランジスタの完全短絡故障、トランジスタの不完全短絡故障などがある。
【０００３】
これらの故障の検出方法は種々提案されている。例えば特許文献１には、負荷の断線故障とトランジスタの短絡故障とを区別して判定可能な負荷駆動装置が記載されている。この負荷駆動装置は、トランジスタと並列に接離可能なオープン検知抵抗を備えており、トランジスタをオフ駆動した状態で、オープン検知抵抗を接続したときと切り離したときの出力端子の電圧の違いに着目して両故障を区別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２７９８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トランジスタの故障モードには、上述したように完全短絡故障と不完全短絡故障がある。前者はドレイン・ソース間がほぼ０Ωのインピーダンスになる故障であり、後者はドレイン・ソース間が０Ωより高く且つ負荷と同程度以下（例えば５Ω以下）のインピーダンスになる故障である。特許文献１記載の負荷駆動装置は、負荷の断線故障とトランジスタの完全短絡故障とを区別することはできるが、負荷の断線故障とトランジスタの不完全短絡故障を正しく区別をすることはできない。負荷の断線故障とトランジスタの不完全短絡故障とでは、負荷の通電状態すなわち負荷の動作状態（例えば弁の開閉状態）が異なるため、適切な保護動作を行うには両故障を正しく区別することが必要である。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、通電経路の断線故障とスイッチ回路の不完全短絡故障とを区別可能な判定信号を出力す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】
【０００７】
請求項１に記載した負荷駆動装置は、出力端子とグランドとの間に指令信号によりオンオフ動作するスイッチ回路を備え、電源線と出力端子との間の通電経路に存する負荷を駆動する。さらに、負荷駆動装置は、故障を検出するために信号電圧出力回路と電圧モニタ回路を備えている。
【０００８】
信号電圧出力回路は、スイッチ回路がオンしているときに負荷に流れる電流よりも小さい電流出力能力を有し、交流電圧が重畳された信号電圧を出力端子に出力する。電圧モニタ回路は、出力端子に対し交流結合されるとともに基準電圧にバイアスされた検出ノードの電圧と、基準電圧に対し交流電圧の振幅よりも小さい電圧だけ離間するように設定された第１しきい値電圧とを比較する。その結果、電圧モニタ回路は、指令信号がオフ指令の状態において、通電経路の断線故障とスイッチ回路の不完全短絡故障とを区別可能な第１判定信号を出力する。
【０００９】
通電経路の断線故障が発生すると、出力端子には信号電圧がそのまま現れる。このとき、検出ノードの電圧は、信号電圧の直流レベルが基準電圧に一致するように信号電圧がシフトされた電圧になる。第１しきい値電圧は、基準電圧に対し信号電圧に重畳する交流電圧の振幅よりも小さい電圧だけ離間するように設定されているので、検出ノードの電圧は、信号電圧（重畳する交流電圧）が交番するごとに第１しきい値電圧と交差する。その結果、第１判定信号は、比較結果が信号電圧の交流電圧と同じ周期で反転する交番信号となる。
【００１０】
一方、スイッチ回路の不完全短絡故障が発生すると、信号電圧出力回路の電流出力能力が小さいため、出力端子の電圧は、電源電圧を負荷のインピーダンスとスイッチ回路のインピーダンスで分圧した電圧になり、信号電圧に重畳する交流電圧は現れない。このとき、検出ノードの電圧は基準電圧に等しくなり、第１判定信号は一定の比較結果となる。従って、指令信号がオフ指令の状態において、第１判定信号は、負荷を含む通電経路の断線故障とスイッチ回路の不完全短絡故障とを区別可能な信号となる。
【００１１】
さらに、本手段によれば第１しきい値電圧を既知である基準電圧から離間した適切なレベルに容易に設定できる。実際の出力端子の電圧ひいては検出ノードの電圧にはノイズが重畳する虞がある。第１しきい値電圧を基準電圧から離間させることで、出力端子の電圧の直流レベルにかかわらずノイズの影響を受けない正確な第１判定信号が得られる。
【００１２】
請求項２記載の負荷駆動装置は、出力端子とグランドとの間に指令信号によりオンオフ動作するスイッチ回路を備え、電源線と出力端子との間の通電経路に存する負荷を駆動する。さらに、負荷駆動装置は、故障を検出するために信号電圧出力回路と電圧モニタ回路を備えている。
【００１３】
信号電圧出力回路は、スイッチ回路がオンしているときに負荷に流れる電流よりも小さい電流出力能力を有し、交流電圧が重畳された信号電圧を出力端子に出力する。電圧モニタ回路は、出力端子の電圧と、信号電圧の最大値と最小値の間に挟まれた電圧レベルを持つように設定された第１しきい値電圧とを比較することにより、指令信号がオフ指令の状態において、通電経路の断線故障とスイッチ回路の不完全短絡故障とを区別可能な第１判定信号を出力する。
【００１４】
通電経路の断線故障が発生すると、出力端子には信号電圧がそのまま現れる。第１しきい値電圧は、信号電圧の最大値と最小値の間に挟まれた電圧レベルを持つので、出力端子の電圧（信号電圧）が交番するごとに第１しきい値電圧と交差する。その結果、第１判定信号は、比較結果が信号電圧の交流電圧と同じ周期で反転する交番信号となる。
【００１５】
一方、スイッチ回路の不完全短絡故障が発生すると、出力端子の電圧は請求項１と同様にインピーダンスの分圧により定まる電圧となり、第１判定信号は一定の比較結果となる。従って、指令信号がオフ指令の状態において、第１判定信号は、負荷を含む通電経路の断線故障とスイッチ回路の不完全短絡故障とを区別可能な信号となる。
【００１６】
請求項３記載の手段によれば、第１しきい値電圧は、スイッチ回路が不完全短絡故障し且つ指令信号がオフ指令の状態で、出力端子の電圧が取り得ない電圧レベルに設定されている。これにより、第１しきい値電圧と、スイッチ回路が不完全短絡故障したときの出力端子の電圧とが相違するので、出力端子の電圧に重畳するノイズの影響を受けない正確な第１判定信号が得られる。
【００１７】
請求項４記載の手段によれば、電圧モニタ回路は、出力端子の電圧と、電源線の電圧よりも低く且つ信号電圧の最大値よりも高く設定された第２しきい値電圧とを比較することにより、指令信号がオフ指令の状態で負荷およびスイッチ回路が正常状態であることを示す第２判定信号を出力する。正常状態では、オフ指令により出力端子の電圧が電源線の電圧に等しくなるので、第２判定信号は、出力端子の電圧が第２しきい値電圧よりも高い比較結果を示す。
【００１８】
請求項５記載の手段によれば、電圧モニタ回路は、出力端子の電圧と、グランドの電圧よりも高く且つ信号電圧の最小値よりも低く設定された第３しきい値電圧とを比較することにより、指令信号がオフ指令の状態でスイッチ回路の完全短絡故障または出力端子のグランド短絡故障であることを示す第３判定信号を出力する。これらの故障では、常に出力端子の電圧がグランドの電圧に等しくなるので、第３判定信号は、出力端子の電圧が第３しきい値電圧よりも低い比較結果を示す。
【００１９】
請求項６記載の手段によれば、指令信号がオフ指令の状態で、第１判定信号に所定回以上のエッジを検出したときに通電経路の断線故障と判定する判定回路を備えている。例えば信号電圧の周波数などに応じて所定回数（ただし１以上）を調整すれば、ノイズなどの外乱による誤判定を一層確実に防止できる。
【００２０】
請求項７記載の手段によれば、指令信号がオフ指令の状態で、第１判定信号の周波数と信号電圧の周波数が一致したときに通電経路の断線故障と判定する判定回路を備えている。これにより、ノイズなどの外乱による誤判定を一層確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施形態を示す負荷駆動装置の構成図
【図２】オフ指令時の出力端子電圧を示す図
【図３】指令信号Ｖｄ、信号電圧Ｖｓおよび出力端子電圧Ｖｏの波形図
【図４】信号電圧Ｖｓ、出力端子電圧Ｖｏおよび検出電圧Ｖｅの波形図
【図５】第２の実施形態を示す図１相当図
【図６】信号電圧Ｖｓと出力端子電圧Ｖｏの波形図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
各実施形態において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
（第１の実施形態）
第１の実施形態について図１から図４を参照しながら説明する。図１に示す負荷駆動装置１は、例えばエンジンＥＣＵが備えるインジェクタ駆動装置であって、マイクロコンピュータ２（以下、マイコン２と称す）が出力する指令信号Ｖｄによりインジェクタの電磁ソレノイド（以下、負荷３と称す）の通断電を行う。負荷３は、図示しないバッテリに接続された電源線４と負荷駆動装置１の出力端子５との間の通電経路６に設けられている。負荷３と出力端子５とはコネクタにより接続されている。
【００２３】
負荷駆動装置１において、出力端子５とグランドとの間には、Ｎチャネル型のＭＯＳトランジスタ７が接続されている。トランジスタ７はスイッチ回路に相当し、指令信号Ｖｄがオン指令になるとオンし、指令信号Ｖｄがオフ指令になるとオフする。図示しないが、トランジスタ７をオフ駆動したときに負荷電流を還流させる還流回路が設けられている。
【００２４】
信号電圧出力回路８は、直流電圧に交流電圧（方形波電圧）が重畳した信号電圧Ｖｓを生成する信号源９と、ボルテージフォロアの形態に接続されたオペアンプ１０とから構成されており、出力端子５に対し信号電圧Ｖｓを出力する。オペアンプ１０は、トランジスタ７がオンしているときに負荷３に流れる電流よりも十分に小さい電流出力能力を有している（一例として１０μＡ程度）。信号電圧Ｖｓは、マイコン２のＡ／Ｄ入力端子にも与えられている。
【００２５】
電圧モニタ回路１１は、３つのコンパレータ１２、１３、１４を備え、負荷３およびトランジスタ７の故障判定を行うために必要な３つの判定信号Ｐ１〜Ｐ３を生成してマイコン２に出力する。コンパレータ１２は、検出ノード１５の電圧Ｖｅと第１しきい値電圧Ｖ１とを比較して第１判定信号Ｐ１を出力する。検出ノード１５は、出力端子５に対しコンデンサ１６を介して交流結合されており、制御用の電源電圧Ｖccを抵抗１７、１８で分圧して作られた基準電圧Ｖｒにバイアスされている。
【００２６】
コンパレータ１３は、出力端子５の電圧Ｖｏ（以下、出力端子電圧Ｖｏと称す）と第２しきい値電圧Ｖ２とを比較して第２判定信号Ｐ２を出力する。コンパレータ１４は、出力端子電圧Ｖｏと第３しきい値電圧Ｖ３とを比較して第３判定信号Ｐ３を出力する。これら判定信号Ｐ１〜Ｐ３は、Ｌレベル（０Ｖ）とＨレベル（Ｖcc）の何れかのレベルを有している。
【００２７】
マイコン２は、負荷３を駆動するための指令信号Ｖｄを出力するとともに、判定信号Ｐ１〜Ｐ３に基づいて負荷３およびトランジスタ７についての故障判定を行う。マイコン２は、本発明で言う判定回路に相当する。
【００２８】
次に、図２から図４も参照しながら本実施形態の作用を説明する。負荷駆動装置１の外部で発生する故障には以下のようなものがある。
（ａ）コネクタの外れ、負荷３を含む通電経路６の断線などの負荷断線故障
（ｂ）負荷３の出力端子側配線のグランドへの完全短絡故障（グランド短絡故障）
（ｃ）負荷３の出力端子側配線の電源線４への完全短絡故障（電源短絡故障）
【００２９】
負荷駆動装置１の内部で発生する故障には以下のようなものがある。既述したように、（ｅ）の故障ではドレイン・ソース間がほぼ０Ωのインピーダンスになり、（ｆ）の故障ではドレイン・ソース間が負荷３と同程度以下のインピーダンスになる。（ｅ）の故障は、上記（ｂ）の故障と電気的に同じ状態である。
【００３０】
（ｄ）トランジスタ７のオープン故障
（ｅ）トランジスタ７の完全短絡故障
（ｆ）トランジスタ７の不完全短絡故障
【００３１】
これらの故障のうち（ｃ）と（ｄ）については、指令信号Ｖｄがオン指令のときに出力端子電圧Ｖｏが電源電圧ＶＢに等しいこと（判定信号Ｐ２がＬレベル）により故障と判定できる。（ａ）、（ｂ）、（ｅ）および（ｆ）については、指令信号Ｖｄがオフ指令のときに故障判定する。このうち（ｂ）と（ｅ）については、指令信号Ｖｄがオフ指令のときに出力端子電圧Ｖｏがグランド電圧に等しいこと（判定信号Ｐ３がＨレベル）により故障と判定できる。
【００３２】
図２は、出力端子５に対し一定の信号電圧を出力する従来の故障判定に係る出力端子電圧Ｖｏを示している。本図には、指令信号Ｖｄがオフ指令のときに故障を判定する上記（ａ）、（ｂ）、（ｅ）および（ｆ）について示している。
【００３３】
（ａ）負荷断線故障の場合、出力端子電圧Ｖｏは上記一定の信号電圧に等しくなる。一方、（ｆ）トランジスタ７の不完全短絡故障の場合、出力端子電圧Ｖｏは、電源電圧ＶＢ、負荷３のインピーダンスＲおよびトランジスタ７のインピーダンスｒを用いて（１）式に示す値となる。
Ｖｏ＝ｒ／（Ｒ＋ｒ）×ＶＢ  …（１）
【００３４】
これら２つの故障時の出力端子電圧Ｖｏは、正常時の電圧範囲よりも低く、トランジスタ７の完全短絡故障時または負荷３のグランド短絡故障時の電圧範囲よりも高い。このため、出力端子電圧Ｖｏがこれらの電圧範囲に挟まれた中間の電圧範囲にあることにより、負荷断線故障またはトランジスタ７の不完全短絡故障であることを判定できる。しかし、故障したトランジスタ７のインピーダンスｒは一定ではなく、電源電圧ＶＢも変動するため、（１）式で示した出力端子電圧Ｖｏと信号電圧との大小関係が定まらない。そのため、これら２つの故障を区別することができない。
【００３５】
そこで、本実施形態の信号電圧出力回路８は、直流電圧に交流電圧が重畳した信号電圧Ｖｓを生成して出力端子５に印加する。図３は、指令信号をオン指令とオフ指令に交互に切り替えたときの、正常時、負荷断線故障時およびトランジスタ７（素子）の不完全短絡故障時の出力端子電圧Ｖｏを示している。
【００３６】
負荷断線故障が生じると、オフ指令時の出力端子電圧Ｖｏは信号電圧Ｖｓに等しくなり交流電圧成分（方形波電圧）が現れる。一方、トランジスタ７の不完全短絡故障が生じると、オフ指令時に負荷３に流れる電流ＩＬは（２）式のようになる。
ＩＬ＝ＶＢ／（Ｒ＋ｒ）  …（２）
【００３７】
信号電圧出力回路８の出力電流能力をＩｓとすれば、トランジスタ７には電流Ｉｓも流れ込むので出力端子電圧Ｖｏは（３）式のようになる。
Ｖｏ＝（ＩＬ＋Ｉｓ）×ｒ  …（３）
【００３８】
ＩｓはＩＬに比べて十分に小さいので、（３）式は（４）式に近似できる。
Ｖｏ≒ｒ・ＩＬ  …（４）
【００３９】
つまり、トランジスタ７の不完全短絡故障が生じると、オフ指令時の出力端子電圧Ｖｏに交流電圧成分（方形波電圧）は現れず、（１）式で示した電圧になる。この負荷断線故障とトランジスタ７の不完全短絡故障の場合における出力端子電圧Ｖｏの波形の違いにより、以下のようにしてオフ指令時に両者を区別することができる。
【００４０】
検出ノード１５の電圧Ｖｅは、出力端子電圧Ｖｏの直流レベルが基準電圧Ｖｒに一致するように当該出力端子電圧Ｖｏがシフトされた電圧になる。従って、負荷断線故障時の電圧Ｖｅは、図４の前半に示すように基準電圧Ｖｒを直流レベルとして変化する方形波電圧になる。しきい値電圧Ｖ１は、基準電圧Ｖｒに対し信号電圧Ｖｓの交流電圧（方形波電圧）の振幅よりも小さい電圧だけ離間するように設定されている。その結果、コンパレータ１２が出力する判定信号Ｐ１は、信号電圧Ｖｓの交流電圧と同じ周期で反転する交番信号になる。
【００４１】
一方、トランジスタ７の不完全短絡故障時の電圧Ｖｅは、図４の後半に示すように基準電圧Ｖｒに等しくなる。そのため、判定信号Ｐ１はＨレベル一定（Ｖ１＞Ｖｒのとき）またはＬレベル一定（Ｖ１＜Ｖｒ）の信号となる。図４にはＶ１＞Ｖｒの例を示したが、Ｖ１＜Ｖｒとしてもよい。
【００４２】
マイコン２は、指令信号Ｖｄをオフ指令としている期間、判定信号Ｐ１に生じるエッジの数をカウントし、そのカウント値が所定回以上となった場合に負荷断線故障と判定する。カウント値が所定回未満の場合には、判定信号Ｐ２、Ｐ３も併せて、トランジスタ７の不完全短絡故障の有無を判定する。所定回数（ただし１以上）は、信号電圧Ｖｓの交流電圧の周波数などに応じて設定されている。これにより、ノイズなどの外乱による誤判定を確実に防止できる。
【００４３】
別の手段として、マイコン２は、指令信号Ｖｄをオフ指令としている期間、判定信号Ｐ１の周波数を測定し、その測定周波数と信号電圧Ｖｓの周波数とが一致した場合に負荷断線故障と判定する。不一致の場合には、判定信号Ｐ２、Ｐ３も併せて、トランジスタ７の不完全短絡故障の有無を判定する。この判定方法によっても、ノイズなどの外乱による誤判定を確実に防止できる。
【００４４】
しきい値電圧Ｖ２は、電源電圧ＶＢよりも低く且つ信号電圧Ｖｓの最大値Ｖsmaxよりも高く設定されている。マイコン２は、オン指令時に判定信号Ｐ２がＬレベルであることに基づいて、（ｃ）負荷３の電源短絡故障または（ｄ）トランジスタ７のオープン故障であることを判定できる。これらの故障を除けば、負荷３およびトランジスタ７の正常状態では、オフ指令により出力端子電圧Ｖｏは電源電圧ＶＢに等しくなる。従って、マイコン２は、オフ指令時に判定信号Ｐ２がＬレベルであることに基づいて正常状態と判定する。
【００４５】
しきい値電圧Ｖ３は、グランドの電圧よりも高く且つ信号電圧Ｖｓの最小値Ｖsminよりも低く設定されている。マイコン２は、指令信号Ｖｄをオフ指令としている期間、判定信号Ｐ３がＨレベルであることに基づいて、（ｂ）負荷３のグランド短絡故障または（ｅ）トランジスタ７の完全短絡故障であると判定できる。
【００４６】
以上説明した本実施形態によれば、上述した（ａ）から（ｆ）の故障をすべて検出できる。とりわけ、信号電圧Ｖｓに交流電圧を重畳し、しきい値電圧Ｖ１を基準電圧Ｖｒに対し交流電圧の振幅よりも小さい所定電圧だけ離間するように設定したので、判定信号Ｐ１は、オフ指令時において（ａ）負荷断線故障と（ｆ）トランジスタ７の不完全短絡故障とを区別できる。判定信号Ｐ１は、検出ノード１５に生じる信号電圧Ｖｓの交流電圧の有無に基づく信号となるので、信号電圧Ｖｓの直流電圧レベルにかかわらず両故障を正しく区別できる。これら２つの故障は負荷３への通電状態すなわち燃料噴射の有無が異なるため、マイコン２は判定信号Ｐ１を用いて適切な保護動作を実行できる。
【００４７】
さらに、本実施形態によれば、しきい値電圧Ｖ１を既知である基準電圧Ｖｒから離間した適切なレベルに容易に設定できる。実際の出力端子電圧Ｖｏひいては検出ノード１５の電圧Ｖｅにはノイズが重畳する虞がある。しきい値電圧Ｖ１を基準電圧Ｖｒから離間して設定することで、出力端子電圧Ｖｏの直流レベルにかかわらずノイズの影響を受けない正確な判定信号Ｐ１が得られる。
【００４８】
（第２の実施形態）
第２の実施形態について図５および図６を参照しながら説明する。負荷駆動装置２１の電圧モニタ回路２２は、図１に示した電圧モニタ回路１１から交流結合に用いるコンデンサ１６と抵抗１７、１８を除いた構成を備えている。しきい値電圧Ｖ１は、図６に示すように、信号電圧Ｖｓの最大値Ｖsmaxと最小値Ｖsminの間に挟まれた電圧レベルを持つように設定されている。しきい値電圧Ｖ２、Ｖ３は第１の実施形態と同様である。
【００４９】
本実施形態の電圧モニタ回路２２は、出力端子電圧Ｖｏをしきい値電圧Ｖ１と比較して判定信号Ｐ１を得ている。負荷断線故障時の出力端子電圧Ｖｏは、図６の前半に示すように信号電圧Ｖｓに等しくなる。この場合のコンパレータ１２が出力する判定信号Ｐ１は、信号電圧Ｖｓの交流電圧と同じ周期で反転する交番信号となる。一方、トランジスタ７の不完全短絡故障時の出力端子電圧Ｖｏは、図６の後半に示すように（１）式で示す電圧となる。この場合の判定信号Ｐ１は、Ｈレベル一定またはＬレベル一定の信号となる。マイコン２は、第１の実施形態と同様にして判定信号Ｐ１〜Ｐ３に基づいて故障判定を行う。
【００５０】
本実施形態によっても上述した（ａ）から（ｆ）の故障をすべて検出でき、オフ指令時の判定信号Ｐ１を用いれば、（ａ）負荷断線故障と（ｆ）トランジスタ７の不完全短絡故障とを区別できる。マイコン２は、判定信号Ｐ１を用いて適切な保護動作を実行できる。信号電圧Ｖｓの最大値Ｖsmaxと最小値Ｖsminの間に挟まれた電圧範囲において、出力端子電圧Ｖｏが取り得ない電圧範囲が存在する場合には、しきい値電圧Ｖ１をその範囲内に設定することが好ましい。これにより、しきい値電圧Ｖ１と、トランジスタ７が不完全短絡故障したときのオフ指令時の出力端子電圧Ｖｏとが相違するので、出力端子電圧Ｖｏに重畳するノイズの影響を受けない正確な判定信号Ｐ１が得られる。
【００５１】
（その他の実施形態）
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形、拡張を行うことができる。
【００５２】
負荷３は、電磁ソレノイドに限られず、その他の誘導性負荷、抵抗性負荷などであってもよい。
スイッチ回路は、ＭＯＳトランジスタ７に限られず、バイポーラトランジスタ、ＩＧＢＴなどのスイッチング素子やリレー接点などであってもよい。
【００５３】
信号電圧Ｖｓに重畳する交流電圧は、方形波の他に正弦波、三角波、鋸波またはこれらを重ね合わせた波形などであってもよい。
マイコン２は、判定信号Ｐ１と信号電圧Ｖｓのエッジタイミングが一致した場合に負荷断線故障と判定してもよい。
【００５４】
トランジスタ７を備えた負荷駆動装置とは別体として、信号電圧出力回路８と電圧モニタ回路１１または２２とを備えた監視装置を設けてもよい。この監視装置には、マイコン２に代わり故障判定をする判定回路を備えてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
図面中、１、２１は負荷駆動装置、２はマイクロコンピュータ（判定回路）、３は負荷、４は電源線、５は出力端子、６は通電経路、７はＭＯＳトランジスタ（スイッチ回路）、８は信号電圧出力回路、１１、２２は電圧モニタ回路、１５は検出ノードである。
【図１】
2015144352.tif 000003
【図２】
2015144352.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015144352.tif 000007
【図６】
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