(57)【要約】【課題】故障診断と負荷の動作状態の確認とを、１つの信号線によって行なえる負荷制御装置を提供する。【解決手段】燃料ポンプ制御装置１において、地絡検出回路４３並びに天絡検出回路４４は、モータ３とＦＥＴ７との共通接続点（ドレイン）が地絡状態，天絡状態となったことを検出すると地絡検出信号，天絡検出信号を出力し、動作状態モニタ回路４５は、モータ３の正常動作信号を出力する。また、信号合成回路３７は、地絡検出信号，天絡検出信号，及び正常動作信号を合成して共通の信号出力端子より出力する。【選択図】図１
2008312430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源とグランドとの間に、負荷と共に直列に接続されるスイッチング素子に対し、外部より与えられる駆動指令信号に応じたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を出力して駆動制御する負荷制御装置において、
狙い電圧に対し負荷の両端電圧の異常な上昇を検出すると、出力電圧異常上昇検出信号を出力する出力電圧異常上昇検出手段と、
狙い電圧に対し負荷の両端電圧の異常な低下を検出すると、出力電圧異常低下検出信号を出力する出力電圧異常低下検出手段と、
前記負荷が正常に動作している期間に、正常動作信号を出力する動作状態モニタ手段と、
前記出力電圧異常上昇検出信号，前記出力電圧異常低下検出信号，及び前記正常動作信号を合成して、共通の信号出力端子より出力する信号合成手段とを備えることを特徴とする負荷制御装置。
【請求項２】
前記信号合成手段は、前記出力電圧異常上昇検出手段並びに前記出力電圧異常低下検出手段が、前記出力電圧異常上昇検出信号並びに前記出力電圧異常低下検出信号を出力していない期間は、前記正常動作信号を出力するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の負荷制御装置。
【請求項３】
前記出力電圧異常上昇検出手段は、前記負荷の端子電圧と前記駆動指令信号との差が閾値を超えた場合に出力電圧異常上昇状態となったことを検出し、
前記出力電圧異常低下検出手段は、前記駆動指令信号と前記負荷の端子電圧との差が閾値を超えた場合に出力電圧異常低下状態となったことを検出することを特徴とする請求項１又は２記載の負荷制御装置。
【請求項４】
前記動作状態モニタ手段は、前記正常動作信号を、前記負荷の端子電圧を反映させた形態で出力することを特徴とする請求項３記載の負荷制御装置。
【請求項５】
前記出力電圧異常上昇検出手段並びに前記出力電圧異常低下検出手段が参照する前記負荷の端子電圧は、前記負荷に通電される電圧を平滑化したレベル信号であり、
前記動作状態モニタ手段は、前記レベル信号に応じたデューティ信号を生成し、前記正常動作信号として出力することを特徴とする請求項４記載の負荷制御装置。
【請求項６】
前記出力電圧異常上昇検出信号，前記出力電圧異常低下検出信号が、ハイ，ロウの互いに異なるレベルを示す信号として出力される場合に、
前記動作状態モニタ手段は、一定のデューティ比を有するパルス信号を生成し、前記正常動作信号として出力することを特徴とする請求項３記載の負荷制御装置。
【請求項７】
前記出力電圧異常上昇検出信号，前記出力電圧異常低下検出信号が、ハイ，ロウの互いに異なるレベルを示す信号として出力される場合に、
前記駆動指令信号と前記負荷の端子電圧とに基づいて、前記ＰＷＭ信号を生成出力する制御手段と、
前記ＰＷＭ信号の指令レベルと、前記ＰＷＭ信号のデューティを１００％に設定する場合の指令レベルとを比較して、前者が後者よりも大になったことを検出すると、前記出力電圧異常上昇検出手段並びに前記出力電圧異常低下検出手段が参照する駆動指令信号を、前記電源の端子電圧に基づく基準電圧に置換する参照電圧置換手段とを備えたことを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載の負荷制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷に直列接続されるスイッチング素子に対し、外部より与えられる駆動指令信号に応じたＰＷＭ信号を出力する負荷制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両に搭載される燃料ポンプ（負荷）制御装置が外部に対して出力するようにしているダイアグ信号（診断信号）の形態は、例えば、正常に動作している状態でハイレベル，異常が発生した場合にロウレベルを示すように出力するものであった。従って、上記のダイアグ信号を受信する、例えばエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）などでは、燃料ポンプ制御装置に異常が発生したことは認識できるが、その結果、どのような動作状態となっているかまでは認識することはできなかった。
また、燃料ポンプ制御装置に関するものではないが、同様に車両に搭載されるモータを駆動制御する装置について、故障診断を行う技術が特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開平１１−２６３２４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、燃料ポンプ制御装置を車両内部において燃料ポンプモジュールのフランジ上に搭載した場合、故障診断を行うため外部より装置に直接プローブを接触させることは、車体にサービスホールなどを設けない限り困難な状態にある。従って、上述のように、ダイアグ信号をエンジンＥＣＵなどに出力することで監視させるようになっている。
また、従来は、ダイアグ信号を監視すること以外に、ポンプモータの動作状態を確認する手段がなかった。しかしながら、監視対象が増えるのに応じて、それらを出力するための信号線数が増加すると、別の問題が派生することになる。
【０００４】
そして、特許文献１では、パワーステアリング用のモータを、Ｈブリッジインバータ回路により駆動する装置について、モータの両端電圧を、各端子電圧をＡ／Ｄ変換した差分より求めて駆動指令値と比較することで、動作状態を多様に検出するようにしている。
しかしながら、特許文献１の技術では、各端子電圧をＡ／Ｄ変換して読み込み、それらの差分を演算するマイクロコンピュータが必要であり、動作状態の判別を簡単に行うことができない。そして、上記のような事情は、燃料ポンプ用のモータに限ることなく、その他の様々な負荷についても、配置に制約がある場合は発生することが想定される問題である。
【０００５】
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、故障診断と、負荷の動作状態の確認とを、１つの信号線によって行なえる負荷制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の負荷制御装置によれば、出力電圧異常上昇検出手段並びに出力電圧異常低下検出手段は、負荷の両端電圧が出力電圧異常上昇状態，出力電圧異常低下状態となったことを検出すると出力電圧異常上昇検出信号，出力電圧異常低下検出信号をそれぞれ出力し、動作状態モニタ手段は、負荷の正常動作信号を出力する。そして、信号合成手段は、出力電圧異常上昇検出信号，出力電圧異常低下検出信号，及び正常動作信号を合成して共通の信号出力端子より出力する。従って、前記信号出力端子の状態を監視すれば、出力電圧異常上昇状態並びに出力電圧異常低下状態の検出と、負荷が正常に動作していることの確認とを行なうことができる。
【０００７】
請求項２記載の負荷制御装置によれば、信号合成手段は、出力電圧異常上昇検出手段並びに出力電圧異常低下検出手段が出力電圧異常上昇検出信号並びに出力電圧異常低下検出信号を出力していない期間は、正常動作信号を出力するので、共通接続点の出力電圧異常上昇，出力電圧異常低下が発生していなければ、負荷が正常に動作していることを確認できる。
【０００８】
請求項３記載の負荷制御装置によれば、出力電圧異常上昇検出手段は、負荷の端子電圧と駆動指令信号との差が閾値を超えると出力電圧異常上昇状態を検出し、出力電圧異常低下検出手段は、駆動指令信号と負荷の端子電圧との差が閾値を超えると出力電圧異常低下状態を検出する。即ち、出力電圧異常上昇が発生すると、負荷の端子電圧は、駆動指令信号に応じて出力されるべきレベルよりも上昇し、出力電圧異常低下が発生すると、逆に、負荷の端子電圧は上記レベルよりも低下する。従って、出力電圧異常上昇，出力電圧異常低下の検出を簡単に行なうことができる。
【０００９】
請求項４記載の負荷制御装置によれば、動作状態モニタ手段は、正常動作信号を、負荷の端子電圧を反映させた形態で出力するので、負荷が正常に動作している期間は、正常動作信号を参照することで負荷の端子電圧をモニタすることができる。
【００１０】
請求項５記載の負荷制御装置によれば、出力電圧異常上昇検出手段並びに出力電圧異常低下検出手段が参照する負荷の端子電圧を、負荷に通電される電圧を平滑化したレベル信号として、動作状態モニタ手段は、前記レベル信号に基づいてデューティ信号を生成し、正常動作信号として出力する。即ち、実際に負荷に印加される電圧は、ＰＷＭ信号によりチョッピングされた波形となっているので、その電圧を平滑化してレベル信号を生成することで比較が容易となる。そして、正常動作信号を、上記レベル信号より生成したデューティ信号とすれば、信号出力端子に上記デューティ信号が出力されている期間は、負荷が正常に動作していると判断することができる。また、そのデューティの大小によって、負荷に対して駆動指令に応じた電圧が実際に印加されているか否かを確認することができる。
【００１１】
請求項６記載の負荷制御装置によれば、出力電圧異常上昇検出信号，出力電圧異常低下検出信号が、ハイ，ロウの互いに異なるレベルを示す信号として出力される場合に、動作状態モニタ手段は、一定のデューティ比を有するパルス信号を生成して正常動作信号として出力する。したがって、出力電圧異常上昇検出信号，出力電圧異常低下検出信号，正常動作信号を、３つの出力形態によって簡単に区別することができる。
【００１２】
請求項７記載の負荷制御装置によれば、出力電圧異常上昇検出信号，出力電圧異常低下検出信号を、ハイ，ロウの互いに異なるレベルを示す信号として出力する場合に、参照電圧置換手段は、制御手段が出力するＰＷＭ信号の指令レベルと、そのＰＷＭ信号のデューティを１００％に設定する場合の指令レベルとを比較して、前者が後者よりも大になったことを検出すると、出力電圧異常上昇検出手段並びに出力電圧異常低下検出手段が参照する駆動指令信号を、電源の端子電圧に基づく基準電圧に置換する。
【００１３】
即ち、制御手段は、駆動指令信号と負荷の端子電圧とに基づいて当該負荷に印加するＰＷＭ信号を生成出力するので、駆動指令がＰＷＭデューティ１００％を示した場合や、バッテリ電圧が低下して、駆動指令に応じた電圧よりも低くなった場合には、出力電圧はバッテリ電圧に依存する。すると駆動指令に対し、実際の出力電圧が低くなる状況が発生し出力電圧異常が低下したと判定され、誤検出が生じるおそれがある。
【００１４】
そこで、上記の場合に対応して、参照電圧置換手段は、制御手段が出力するＰＷＭ信号の指令レベルが、デューティ１００％の指令レベルよりも大になると、地絡，出力電圧異常低下検出手段が参照する駆動指令信号を電源の端子電圧に基づく基準電圧に置換するので、出力電圧異常上昇検出，出力電圧異常低下検出を適切に行なうことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（第１実施例）
以下、本発明の第１実施例について図１ないし図３を参照して説明する。図１は、燃料ポンプ制御装置を中心とする構成を示すものである。燃料ポンプ制御装置（負荷制御装置）１は、エンジンＥＣＵ２より信号線ＬINを介して与えられる駆動指令に応じて、燃料ポンプ用のＤＣモータ（燃料ポンプ，負荷）３にＰＷＭ信号を出力して駆動制御する。エンジンＥＣＵ２は、上記駆動指令を例えば比較的低速のＰＷＭ信号として出力し（入力Ｄｕｔｙ）、燃料ポンプ制御装置１の入力信号処理回路４は、上記ＰＷＭ信号を積分してレベル信号Ｖ１に変換すると、制御回路５に出力する。
【００１６】
車両のバッテリ６の正側端子とグランドとの間には、モータ３とＮチャネルＭＯＳＦＥＴ７（スイッチング素子）との直列回路が接続されており、モータ３の両端子間には、ダイオード８が逆方向に接続されている。制御回路５は、モータ３の（−）端子，即ち、ＦＥＴ７のドレイン電位をモニタして、駆動指令信号Ｖ１に応じたＰＷＭ信号を生成すると、そのＰＷＭ信号をＦＥＴ７のゲート信号として出力するように構成されている。
【００１７】
ＮＰＮトランジスタ９のコレクタは、駆動指令信号Ｖ１の出力線に接続されており、エミッタは、抵抗素子１０，１１を介してオペアンプ１２，１３の反転入力端子，非反転入力端子に夫々接続されている。そして、オペアンプ１２の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗素子１４が接続されており、オペアンプ１３の非反転入力端子とグランドとの間には、抵抗素子１５が接続されている。
【００１８】
また、バッテリ６の正側端子は、抵抗素子１６を介してオペアンプ１７の非反転入力端子に接続されており、その非反転入力端子とグランドとの間には、抵抗素子１８が接続されている。一方、モータ３の（−）端子は、抵抗素子１９を介してオペアンプ１７の反転入力端子に接続されており、オペアンプ１７の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗素子２０及びコンデンサ２１の並列回路が接続されている。即ち、オペアンプ１７を中心とする回路は、モータ３の（＋），（−）端子間電圧を増幅・平滑して出力するもので、その出力信号Ｖ２は、抵抗素子２２，２３を介してオペアンプ１２，１３の非反転入力端子，反転入力端子に夫々与えられている。
【００１９】
オペアンプ１２の非反転入力端子とグランドとの間には、抵抗素子２４が接続されており、オペアンプ１３の反転入力端子と出力端子との間には、抵抗素子２５が接続されている。即ち、オペアンプ１２は、モータ３の印加電圧信号Ｖ２と、トランジスタ９を介して与えられる駆動指令信号Ｖ１との差動増幅を行なうもので、オペアンプ１３は、逆に駆動指令信号Ｖ１と印加電圧信号Ｖ２との差動増幅を行なうものである。そして、オペアンプ１２，１３の出力端子は、コンパレータ２６，２７の非反転入力端子に夫々接続されている。
【００２０】
トランジスタ９のエミッタとグランドとの間には、抵抗素子２８，２９の直列回路が接続されており、それらの共通接続点は、コンパレータ２６，２７の反転入力端子に接続されている。即ち、コンパレータ２６，２７は、オペアンプ１２，１３の差動増幅出力信号と、駆動指令信号Ｖ１を基準とする分圧電位もしくは異常検出に最適な一定電圧（低電圧の分圧）とを比較し、その比較結果を、監視タイマ３０，３１を介してＯＲゲート３２の入力端子，ＮＯＴゲート３３の入力端子に夫々出力する。
【００２１】
また、印加電圧信号Ｖ２は、コンパレータ３４の非反転入力端子にも与えられており、コンパレータ３４の反転入力端子には、三角波発生器３５によって生成出力される三角波信号が与えられている。即ち、コンパレータ３４は、印加電圧信号Ｖ２と三角波信号とを比較することで前者のレベルに応じたデューティを示す信号（ＰＷＭ信号）を生成し、そのデューティ信号を、ＯＲゲート３２のもう一方の入力端子に出力するようになっている。
【００２２】
そして、ＯＲゲート３２，ＮＯＴゲート３３の出力端子は、ＡＮＤゲート３６の入力端子に夫々接続されており、ＡＮＤゲート３６の出力端子は、信号線ＬOUTを介してエンジンＥＣＵ２の入力端子に接続されている。尚、ＯＲゲート３２，ＮＯＴゲート３３及びＡＮＤゲート３６は、信号合成回路（信号合成手段）３７を構成している。
【００２３】
また、制御回路５は、コンパレータ３８の非反転入力端子に対して、フィードバック制御により決定したデューティ指令，即ち、ＦＥＴ７のゲートに出力するＰＷＭ信号のデューティ指令を信号Ｖ５として出力する。そして、コンパレータ３８の反転入力端子には、上記デューティ指令の１００％に対応するレベル信号Ｖ４が与えられており、コンパレータ３８の出力端子は、ＮＯＴゲート３９を介してトランジスタ９のベースに接続されていると共に、もう１つのＮＰＮトランジスタ４０のベースに接続されている。
バッテリ６の正側端子とグランドとの間には、抵抗素子４１，４２の直列回路が接続されており、両者の共通接続点は、トランジスタ４０のコレクタに接続されている。そして、トランジスタ４０のエミッタは、トランジスタ９のエミッタに接続されている。
【００２４】
以上の構成において、オペアンプ１２（ＯＰ２）を中心とする差動増幅器及びコンパレータ２６は地絡検出回路（出力電圧異常上昇検出手段）４３を構成し、オペアンプ１３（ＯＰ３）を中心とする差動増幅器及びコンパレータ２７は天絡検出回路（出力電圧異常低下検出手段）４４を構成している。また、コンパレータ３４及び三角波発生回路３５は動作状態モニタ回路（動作状態モニタ手段）４５を構成し、制御回路５，トランジスタ９及び４０，コンパレータ３８，ＮＯＴゲート３９，抵抗素子４１及び４２は参照電圧置換回路（参照電圧置換手段）４６を構成している。
【００２５】
図２は、エンジンＥＣＵ２より燃料ポンプ制御装置１（ＦＰＣ）に与えられる駆動指令のデューティ比（Ｖ１）に応じたモータ３（ＦＰ：燃料ポンプ）の印加電圧（Ｖ２）の変化と、地絡検出回路４３，天絡検出回路４４における検出閾値とを示すものである。コンパレータ２６の出力レベルがハイになる条件は、
Ｖ２−Ｖ１＞Ｖ３  →  Ｖ２＞Ｖ１＋Ｖ３  …（１）
であり、コンパレータ２７の出力レベルがハイになる条件は、
Ｖ１−Ｖ２＞Ｖ３  →  Ｖ２＜Ｖ１−Ｖ３  …（２）
となっている。すなわち、モータ３の印加電圧Ｖ２が駆動指令電圧Ｖ１よりもＶ３（∝α）だけ高い状態となった場合に、地絡検出回路４３は地絡状態を検出し、印加電圧Ｖ２が駆動指令電圧Ｖ１よりもＶ３だけ低い状態となった場合に、天絡検出回路４３は天絡状態を検出する。
【００２６】
次に、本実施例の作用について図３も参照して説明する。図３は、駆動指令電圧Ｖ１が（ａ）のように変化した場合の各部の信号変化を示すタイミングチャートである。モータ３の動作状態が正常であり、駆動指令のデューティが７０％→５０％→７０％と変化すると、それに伴い各部の電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３も変化する（（ｂ），（ｃ），（ｄ）参照）。実際のモータ３の端子電圧は（ｊ）となる。また、コンパレータ３８の出力信号はロウレベルであるから、トランジスタ９がオン，トランジスタ４０がオフすることで、電圧Ｖ３は電圧Ｖ１に基づいて設定される。この時、
Ｖ１−Ｖ３≦Ｖ２≦Ｖ１＋Ｖ３  …（３）
の関係にあるので、コンパレータ２６，２７の出力信号は何れもロウレベルとなり、ＡＮＤゲート３６は、コンパレータ３４の出力信号をそのまま出力する（（ｋ）参照）。すなわち、モータ３の印加電圧に相当する電圧Ｖ２に応じたデューティの信号を、正常動作信号として出力する。
【００２７】
そして、図３中（Ａ）に示すように、モータ３の（−）端子が地絡することで、モータ３の印加電圧が駆動指令電圧に応じたレベルよりも上昇し（（ｊ），（ｃ）参照）、（１）式の条件が成立すると、コンパレータ２６（ＣＰ１）の出力信号がハイレベルとなる（（ｇ）参照）。したがって、ＡＮＤゲート３７の出力信号は、ハイレベルを維持し続けることになる（（ｋ）参照）。
尚、この時図３（ｋ）に示すように、監視タイマ３０により付与される遅延時間Ｔｄだけ、ＡＮＤゲート３７が出力するダイアグ信号の状態変化は遅れる。ここで遅延時間Ｔｄを与えることにより、正常動作信号が出力されている状態から、地絡検出信号への切り替えが確実に行われるようにする。
【００２８】
また、図３中（Ｂ）に示すように、モータ３の（−）端子が天絡することで、モータ３の印加電圧が駆動指令電圧に応じたレベルよりも低下し（（ｊ），（ｃ）参照）、（２）式の条件が成立すると、コンパレータ２７（ＣＰ２）の出力信号がハイレベルとなる（（ｈ）参照）。したがって、ＡＮＤゲート３７の出力信号は、ロウレベルを維持し続けることになる（（ｋ）参照）。尚、この場合も図３（ｋ）に示すように、監視タイマ３１により付与される遅延時間Ｔｄだけ、ＡＮＤゲート３７が出力するダイアグ信号の状態が天絡検出信号に変化するタイミングは遅れる。
【００２９】
また、駆動指令電圧よりもバッテリ電圧が低い場合や、駆動指令信号のデューティが１００％であった場合は、出力電圧はバッテリ電圧に依存する。すると駆動指令に対し、実際の出力電圧が低くなる状況が発生し、出力電圧異常が低下したと判定され誤検出となってしまう。
【００３０】
そこで、図３中（Ｃ），（ｊ）に示すように、バッテリ６の電圧が低下したような場合は、制御回路５が出力するフィードバック後の出力デューティ指令電圧Ｖ５が上昇する結果、Ｖ５＞Ｖ４となり、コンパレータ３８（ＣＰ３）の出力信号レベルがロウからハイに切替わる（（ｉ）参照）。すると、トランジスタ９がオフ，トランジスタ４０がオンとなって、基準電圧Ｖ３は、駆動指令電圧Ｖ１に替わってバッテリ６の電圧に基づいて設定されることになり、基準電圧Ｖ３が低下するので、天絡検出回路４４のコンパレータ２７の出力信号はハイレベルとならず、正常動作信号として１００％未満のデューティ信号を出力することになる。
【００３１】
以上のように本実施例によれば、燃料ポンプ制御装置１において、地絡検出回路４３並びに天絡検出回路４４は、モータ３とＦＥＴ７との共通接続点（ドレイン）が地絡（出力電圧異常上昇）状態，天絡（出力電圧異常低下）状態となったことを検出すると地絡検出信号，天絡検出信号を出力し、動作状態モニタ回路４５は、モータ３の正常動作信号を出力する。そして、信号合成回路３７は、地絡検出信号，天絡検出信号，及び正常動作信号を合成して共通の信号出力端子より出力するので、エンジンＥＣＵ２は、上記信号出力端子の状態を監視すれば、地絡状態並びに天絡状態の検出と、燃料ポンプ用のモータ３が正常に動作していることの確認とを行なうことができる。
【００３２】
この場合、信号合成回路３７は、地絡検出回路４３並びに天絡検出回路４４が、地絡検出信号並びに天絡検出信号を出力していない期間に正常動作信号を出力するので、地絡，天絡が発生していなければ、モータ３が正常に動作していることを確認できる。
また、地絡検出回路４３は、モータ３の端子電圧に相当する電圧Ｖ２と駆動指令信号Ｖ１との差が閾値電圧Ｖ３を超えると地絡状態を検出し、天絡検出回路４４は、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２との差が閾値電圧Ｖ３を超えると天絡状態を検出するので地絡，天絡の検出を簡単に行なうことができる。
【００３３】
そして、動作状態モニタ回路４５は、正常動作信号を、モータ３の端子電圧を反映させた形態で出力するので、モータ３が正常に動作している期間は、正常動作信号を参照すればモータ３の端子電圧をモニタできる。具体的には、電圧Ｖ２を、モータ３に通電されるＰＷＭ電圧を平滑化したレベル信号として、動作状態モニタ回路４５は、電圧Ｖ２に基づいてデューティ信号を生成し、正常動作信号として出力する。従って、検出回路４３，４４における電圧比較が容易となる。そして、動作状態モニタ回路４５によってデューティ信号が出力されている期間はモータ３が正常に動作していると判断でき、また、そのデューティの大小によって、モータ３に対し、駆動指令に応じた電圧が実際に印加されているか否かを確認することができる。
【００３４】
加えて、地絡検出信号，天絡検出信号を、ハイ，ロウの互いに異なるレベルを示す信号として出力する場合に、参照電圧置換回路４６は、制御回路５が出力するＰＷＭ信号の指令レベルＶ５と、そのＰＷＭ信号のデューティを１００％に設定する場合の指令レベルＶ４とを比較して、前者が後者よりも大になったことを検出すると、検出回路４３，４４が参照する駆動指令信号を、バッテリ６の端子電圧に基づく基準電圧に置換するので、この場合も地絡検出，天絡検出を適切に行なうことができる。
【００３５】
（第２実施例）
図４は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。第２実施例の燃料ポンプ制御装置５１は、第１実施例の制御装置１における動作状態モニタ回路４５を、デューティ信号出力回路（動作状態モニタ手段）５２に置き換えたものである。このデューティ信号出力回路５２は、固定された一定デューティ（例えば、５０％）の信号を常時出力するように構成されている。
【００３６】
即ち、第１実施例では、正常動作信号としてモータ３の印加電圧に応じたデューティを示す信号を出力したが、第２実施例では、地絡，天絡が発生していなければ、モータ３の印加電圧とは無関係な５０％デューティの信号が出力される。従って、エンジンＥＣＵ２は、上記デューティ信号が観測されていれば、モータ３は正常に動作していることを確認できる。
以上のように第２実施例によれば、デューティ信号出力回路５２は、一定のデューティ比を有するパルス信号を生成して正常動作信号として出力するので、地絡検出信号，天絡検出信号，正常動作信号を、３つの出力形態によって簡単に区別することができる。
【００３７】
（第３実施例）
図５は本発明の第３実施例を示すものであり、第２実施例と異なる部分について説明する。第３実施例の燃料ポンプ制御装置（負荷制御装置）６１は、第２実施例の構成より、参照電圧置換回路４６を参照電圧置換回路（参照電圧置換手段）６２に置き換えると共に、地絡検出回路４３及び天絡検出回路４４を、地絡検出回路（出力電圧異常上昇検出手段）６３及び天絡検出回路（出力電圧異常低下検出手段）６４に置き換えている。
【００３８】
参照電圧置換回路６２は、ＮＯＴゲート６５，Ｄフリップフロップ６６及び６７，切り替えスイッチ６８で構成されている。Ｄフリップフロップ６６及び６７はシリアルに接続されており、初段のＤフリップフロップ６６のデータ入力端子Ｄは電源レベルＶｃにプルアップされており、負論理入力のクロック端子ＣＫには、共通のクロック信号ＣＫが与えられている。そして、後段のＤフリップフロップ６７のデータ出力端子Ｑは、切り替えスイッチ６８に切り替え制御信号を与える。
【００３９】
ＮＯＴゲート６５の入力端子には、制御回路５より出力されるＦＥＴ７のゲート信号が与えられており、出力端子は、Ｄフリップフロップ６６及び６７のリセット端子Ｒに接続されている。切り替えスイッチ６８の固定接点ａにはレベル信号Ｖ１が与えられ、固定接点ｂは、抵抗素子４１，４２の共通接続点に接続されている。そして、切り替えスイッチ６８の可動接点ｃ（Ｖ６）は、コンパレータ２６の反転入力端子及びコンパレータ２７の非反転入力端子に接続されている。
【００４０】
地絡検出回路６３及び天絡検出回路６４では、第１，第２実施例でオペアンプ１７の出力端子とコンパレータ２６及び２７との間に存在した差動増幅器が削除されている。それらに替えて、オペアンプ１７の出力端子とグランドとの間には、複数の抵抗素子７１〜７５からなる直列回路が接続されており、抵抗素子７１及び７２の共通接続点（Ｖ８）はコンパレータ２７の反転入力端子に接続され、抵抗素子７２及び７３の共通接続点（Ｖ７）はコンパレータ２６の非反転入力端子に接続されている。
【００４１】
また、抵抗素子７４及び７５の直列回路にはＮＰＮトランジスタ７６が並列に接続され、抵抗素子７５にはＮＰＮトランジスタ７７が並列に接続されている。そして、トランジスタ７６，７７のベースは、それぞれコンパレータ２７，２６の出力端子に接続されている。すなわち、地絡検出回路６３及び天絡検出回路６４は、抵抗素子７１〜７５の直列回路並びにトランジスタ７６，７７部分を共有して構成されている。
【００４２】
そして、地絡検出回路６３については、コンパレータ２６の非反転入力端子に与えられる電圧Ｖ７が、
Ｖ６／Ｖ７＝（Ｖ２＋α）／Ｖ２
の関係を満たすように、また、天絡検出回路６４については、コンパレータ２７の反転入力端子に与えられる電圧Ｖ８が、
Ｖ６／Ｖ８＝（Ｖ２−α）／Ｖ２
の関係を満たすように、オペアンプ１７を中心に構成される差動増幅器の増幅率と、抵抗素子７１〜７５の抵抗値が設定されている。
【００４３】
トランジスタ７６，７７は、コンパレータ２６，２７の出力特性にヒステリシスを与えるもので、コンパレータ２６，２７の出力信号がハイレベルになるとオンして抵抗素子７５，又は抵抗素子７４及び７５を短絡することで閾値電圧を低下させる。
【００４４】
次に、参照電圧置換回路６２について説明する。切り替えスイッチ６８の可動接点ｃは、制御信号がロウレベルであれば固定接点ａ側を、制御信号がハイレベルであれば固定接点ｂ側を選択するように切替える。ＦＥＴ７のゲート信号のＰＷＭデューティが１００％（フルオン）未満の場合は、ゲート信号がロウレベルになる毎にＤフリップフロップ６６及び６７はリセットされるため、切り替えスイッチ６８の可動接点ｃは固定接点ａ（電圧Ｖ１）側を選択し続ける。
【００４５】
そして、ＰＷＭデューティが１００％になると、Ｄフリップフロップ６６及び６７はリセットされなくなり、切り替えスイッチ６８の可動接点ｃは固定接点ｂ（バッテリ６基準）側を選択するように切り替わる。したがって、Ｄフリップフロップ６６及び６７に与えるクロック信号ＣＫは、ＰＷＭ制御のスイッチング周期以下であれば良い。
すなわち、以上のように構成される第３実施例によれば、基本的に第１，第２実施例と同様の機能をなすが、地絡検出回路６３及び天絡検出回路６４については、一部を共有して構成できるため、回路規模をより小さくすることが可能となる。
【００４６】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、以下のような変形または拡張が可能である。
スイッチング素子はＦＥＴ７に限ることなく、ハイポーラトランジスタやＩＧＢＴであっても良い。
ロウサイド駆動方式に限ることなく、ハイサイド駆動方式に適用しても良い。
参照電圧置換手段は、必要に応じて設ければ良い。例えば、バッテリ電圧の安定が確保されている状態や、出力電圧の上限が１００％未満に規定されている場合などには不要である。
監視タイマ３０，３１も、必要に応じて設ければ良い。
正常動作信号の出力形態はデューティ信号に限ることなく、地絡検出信号，天絡検出信号と出力態様が異なるように出力すれば良い。
【００４７】
第１実施例の構成と、第３実施例の構成とを組み合わせても良い。
第３実施例において、抵抗素子７１〜７５を可変抵抗で構成し、検出閾値を変更できるようにしても良い。この場合、例えば出力電圧の変更時に検出しきい値を拡大し、出力電圧変化に対する検出回路の応答遅れによる御検出を防止することができる。
また、第３実施例において、コンパレータ２６，２７のしきい値にヒステリシス特性を与えるためのトランジスタ７６，７７は、必要に応じて設ければ良い。
負荷は燃料ポンプ用のモータ３に限ることなく、その他、ラジエータ電動ファンやブロアモータ等の直流モータ，ソレノイドアクチュエータやソレノイドバルブ，エアコンヒータやシートヒータ等のヒータ（抵抗）等であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１実施例であり、負荷制御装置を中心とする構成を示す図
【図２】エンジンＥＣＵより与えられる駆動指令のデューティ比（Ｖ１）に応じたモータ３の印加電圧（Ｖ２）の変化と、地絡，天絡の検出閾値とを示す図
【図３】駆動指令電圧Ｖ１が（ａ）のように変化した場合の各部の信号変化を示すタイミングチャート
【図４】本発明の第２実施例を示す図１相当図
【図５】本発明の第３実施例を示す図１相当図
【符号の説明】
【００４９】
図面中、１は負荷制御装置、３はＤＣモータ（燃料ポンプ，負荷）、６はバッテリ、７はＮチャンネルＭＯＳＦＥＴ（スイッチング素子）、３７は信号合成回路（信号合成手段）、４３は地絡検出回路（出力電圧異常上昇検出手段）、４４は天絡検出回路（出力電圧異常低下検出手段）、４５は動作状態モニタ回路（動作状態モニタ手段）、４６は参照電圧置換回路（参照電圧置換手段）、５１は負荷制御装置、５２は動作状態モニタ回路（動作状態モニタ手段）、６１は燃料ポンプ制御装置（負荷制御装置）、６２は参照電圧置換回路（参照電圧置換手段）、６３は地絡検出回路（出力電圧異常上昇検出手段）、６４は天絡検出回路（出力電圧異常低下検出手段）を示す。
【図１】
2008312430.tif 000003
【図２】
2008312430.tif 000004
【図３】
2008312430.tif 000005
【図４】
2008312430.tif 000006
【図５】
2008312430.tif 000007