(57)【要約】【課題】プッシュプルドライバとしても、ローサイドドライバとしても使用でき、これら異なるドライバが混在しているシステムに好適な負荷駆動装置を提供する。【解決手段】ハイサイドドライバ１６とローサイドドライバ１９双方が動作するプッシュプルドライバモードと、ローサイドドライバ１９のみが動作するローサイドドライバモードとを、動作モード選択信号ｃの“０”、“１で切換設定する。【選択図】  図２
2004278472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源と負荷との間に設定されたハイサイドドライバと、負荷から前記電源に流入する電流を阻止する電流逆流防止素子と、負荷とグランド間に設定されたローサイドドライバと、を有する負荷駆動装置であって、
前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ双方が動作するプッシュプルドライバモードと、前記ローサイドドライバのみが動作するローサイドドライバモードとを切換設定する手段を有することを特徴とする負荷駆動装置。
【請求項２】
前記プッシュプルドライバモードと前記ローサイドドライバモードとを切換設定するために、前記ハイサイドドライバの動作を許可／禁止する手段を有す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】
前記ハイサイドドライバの動作を許可／禁止する手段は、外部より動作モード選択信号を入力する論理回路により構成されていることを特徴とする請求項２に記載の負荷駆動装置。
【請求項４】
前記ハイサイドドライバの上流に接続された電源電圧は、バッテリ電圧より低電圧である請求項１〜３の何れか一項に記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
前記ハイサイドドライバに流れる電流量を検出する手段と、
前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ間のノードに所定電圧を供給するバイアス手段と、
前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ間のノード電圧を検出する手段と、
前記ローサイドドライバに流れる電流量を検出する手段と、を有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】
前記プッシュプルドライバモード時には、前記バイアス手段を前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ間の前記ノードから切り離し、
ハイサイドドライバ・オン時に、前記ハイサイドドライバに流れる電流量により前記ノードと負荷との間の断線を検出する手段と、
ハイサイドドライバ・オン時、前記ノード電圧により前記ノードのグランドショートを検出する手段と、
ローサイドドライバ・オン時、前記ローサイドドライバに流れる電流量により前記ノードのバッテリショートを検出する手段と、を有することを特徴とする請求項５に記載の負荷駆動装置。
【請求項７】
前記ローサイドドライバモード時には、前記バイアス手段を前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ間のノードに接続し、
ローサイドドライバ・オフ時、前記ノード電圧により前記ノードのグランドショートおよび前記ノードと負荷との間の断線を検出する手段と、
ローサイドドライバ・オン時、前記ローサイドドライバに流れる電流量により前記ノードのバッテリショートを検出する手段と、を有することを特徴とする請求項５に記載の負荷駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷駆動装置に係り、特に、内燃機関の負荷駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に用いられる負荷駆動装置、例えば、点火コイルに対する通電を制御する負荷駆動装置として、パワートランジスタを用いて無接点式に行うものがある（例えば、特許文献１）。
この種の負荷駆動装置としては、負荷とグランドとの間に設けられたパワートランジスタを駆動するローサイドドライバによるものや、電源と負荷との間に設けられたパワートランジスタを駆動するハイサイドドライバと、負荷とグランドとの間に設けられたパワートランジスタを駆動するローサイドドライバの双方を反転同期動作させるプッシュプルドライバによるもの等が個々に存在する。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１３２６０２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の負荷駆動装置は、例えば、点火装置のパワートランジスタを駆動するプッシュプルドライバとしての機能でしか適用できず、負荷下流とグランド側の電源供給制御を行うローサイドドライバとしての機能を有していない。このために、従来の負荷駆動装置は汎用性に欠けるものであった。
【０００５】
車載システム等では、システムの最適性から、プッシュプルドライバとローサイドドライバとが混在しているのが一般的であり、回路の集約化のために、複数のプッシュプルドライバとローサイドドライバの双方を内蔵しているＩＣを採用している。
【０００６】
このために、例えば、６気筒エンジン用の負荷駆動装置では、点火装置のパワートランジスタを駆動する６個のプッシュプルドライバがあり、これを４気筒エンジンに適用した場合には、２つのプッシュプルドライバに空きが発生し、無駄が生じることになる。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑みてされたものであり、その目的とするところは、プッシュプルドライバとしても、ローサイドドライバとしても使用でき、これら異なるドライバが混在しているシステムに好適な負荷駆動装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成すべく、本発明に係わる負荷駆動装置は、電源と負荷との間に設定されたハイサイドドライバと、負荷から前記電源に流入する電流を阻止する電流逆流防止素子と、負荷とグランド間に設定されたローサイドドライバとを有する負荷駆動装置において、前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ双方が動作するプッシュプルドライバモードと、前記ローサイドドライバのみが動作するローサイドドライバモードとを切換設定する手段を有する。
この発明による負荷駆動装置によれば、切換設定によって負荷駆動装置をプッシュプルドライバのものと、ローサイドドライバのものとに使い分けることができる。
【０００９】
また、本発明に係わる負荷駆動装置は、前記プッシュプルドライバモードと前記ローサイドドライバモードとを切換設定するために、前記ハイサイドドライバの動作を許可／禁止する手段を有し、前記ハイサイドドライバの動作を許可／禁止する手段は、外部より動作モード選択信号を入力する論理回路により構成されている。
【００１０】
この発明による負荷駆動装置によれば、ハイサイドドライバの動作を論理回路等によって許可／禁止する切換設定により、プッシュプルドライバモードとローサイドドライバとが切換設定され、この切換設定は、論理回路に外部より入力する動作モード選択信号の“０”、“１”で簡便に行うことができる。
また、本発明に係わる負荷駆動装置は、前記ハイサイドドライバの上流に接続された電源電圧が、バッテリ電圧より低電圧である。これにより、ハイサイドドライバの電力損失を小さくでき、ハイサイドドライバの素子を小さくできる。
【００１１】
また、本発明に係わる負荷駆動装置は、前記ハイサイドドライバに流れる電流量を検出する手段と、前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ間のノードに所定電圧を供給するバイアス手段と、前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ間のノード電圧を検出する手段と、前記ローサイドドライバに流れる電流量を検出する手段とを有する。
【００１２】
この発明による負荷駆動装置によれば、バイアス手段によってハイサイドドライバとローサイドドライバ間のノードに所定電圧が供給され、自己診断のために、ハイサイドドライバに流れる電流量の検出、ハイサイドドライバとローサイドドライバ間のノード電圧の検出、ローサイドドライバに流れる電流量の検出が行われる。
【００１３】
また、本発明に係わる負荷駆動装置は、プッシュプルドライバモード時には、前記バイアス手段を前記ハイサイドドライバと前記ローサイドドライバ間のノードから切り離し、ハイサイドドライバ・オン時に、前記ハイサイドドライバに流れる電流量により前記ノードと負荷と間の断線を検出する手段と、ハイサイドドライバ・オン時、前記ノード電圧により前記ノードのグランドショートを検出する手段と、ローサイドドライバ・オン時、前記ローサイドドライバに流れる電流量により前記ノードのバッテリショートを検出する手段とを有する。
この発明による負荷駆動装置によれば、プッシュプルドライバモード時に、自己診断のために、ノードと負荷と間の断線検出、ノードのグランドショート検出、ノードのバッテリショート検出が行われる。
【００１４】
また、本発明に係わる負荷駆動装置は、ローサイドドライバモード時には、前記バイアス手段を前記ハイサイドドライバとローサイドドライバ間のノードに接続し、ローサイドドライバ・オフ時、前記ノード電圧により前記ノードのグランドショートおよび前記ノードと負荷間の断線を検出する手段と、ローサイドドライバ・オン時、ローサイドドライバに流れる電流量により前記ノードのバッテリショートを検出する手段とを有する。
この発明による負荷駆動装置によれば、ローサイドドライバモード時に、自己診断のために、ノードのグランドショートおよびノードと負荷間の断線の検出、ノードのバッテリショートの検出が行われる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる負荷駆動装置の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態の負荷駆動装置の一例を示した制御ブロック図である。
マイクロコンピュータ１は、図示していない各センサからの入力信号に基づき、例えばエンジンを最適に制御する制御演算を行い、その演算結果に基づき負荷駆動装置１０を介してエンジンの各デバイス（負荷）１００を駆動制御し、エンジンを最適制御する。
【００１６】
マイクロコンピュータ１は、負荷駆動装置１０に制御信号ａを出力する。負荷駆動装置１０は、この制御信号ａに基づき、負荷１００を駆動する。
つぎに、負荷駆動装置１０の内部構成について記述する。負荷駆動装置１０は、入力回路２と、ロジック部３と、出力回路４と、ＳＰＩ（Ｓｅｒｉａｌ  Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）部５と、コマンド解析部６と、自己診断部７とを有する。
【００１７】
入力回路２は、マイクロコンピュータ１からの制御信号ａの信号レベルを検出し、それより負荷駆動／停止を判断し、判断結果（負荷駆動／停止指令信号ｂ）を後段回路であるロジック部３へ伝達する。
ＳＰＩ部５は、マイクロコンピュータ１と双方向に通信を行う。ＳＰＩ部は、少なくとも下記の通信を行う。
【００１８】
（１）マイクロコンピュータ１により決定される負荷駆動装置１０の動作モードを受信する。
（２）自己診断部７による負荷駆動装置１０の診断結果をマイクロコンピュータ１へ送信する。
【００１９】
コマンド解析部６は、マイクロコンピュータ１よりＳＰＩ部５に送信されたコマンドを解析する。コマンド解析部６が行うコマンド解析には、負荷駆動装置１０の動作モード指令の解析があり、コマンド解析部６は、このコマンド解析結果に基づいて動作モード切換信号ｃをロジック部３へ出力する。
【００２０】
ロジック部３は、入力回路２からの負荷駆動／停止指令信号ｂに基づいて出力回路４を動作する制御信号ｆを出力する。また、ロジック部３は、コマンド解析部６よりの動作モード選択信号ｃおよび自己診断部７が出力する診断結果信号ｄを入力し、出力回路４を制御する。
出力回路４は、ロジック部３からの制御信号ｆにより制御され、電力線９を介して負荷１００を駆動する。
自己診断部７は、出力回路４の負荷結線状態を診断する。自己診断部７は、診断結果信号ｄ、ｅをロジック部３、ＳＰＩ部５に出力する。ロジック部３では、診断結果に基づき異常処理が行われる。
【００２１】
図２は、図１の負荷駆動装置１０の内部回路構成を示すもので、ロジック部３および出力回路４の詳細が記載されている。
ロジック部３は、３入力のＯＲゲート１１と、インバータ１２と、２入力のＡＮＤゲート１３とを含む。
【００２２】
出力回路４は、主要素子として、電源（ＶＣＣ）と負荷１００との間に接続されたＭＯＳＦＥＴによるハイサイドドライバ１６と、負荷から電源（ＶＣＣ）に流入する電流を阻止する電流逆流防止素子（ダイオード）１８と、負荷１００とグランド（ＧＲＮ）との間に接続されたＭＯＳＦＥＴによるローサイドドライバ１９とを含む。
【００２３】
ロジック部３は、ＯＲゲート１１に動作モード選択信号ｃを入力し、動作モード選択信号ｃに従って出力回路４の動作モードを切換える。本実施形態では、動作モードを以下とする。
（１）動作モード選択信号ｃ＝“１”の場合、ローサイドドライバモード
（２）動作モード選択信号ｃ＝“０”の場合、プッシュプルドライバモード
【００２４】
動作モード選択信号ｃ＝“１”の場合には、ハイサイドドライバ１６をオフ固定とする。即ち、動作モード選択信号ｃによりＯＲゲート１１の出力は常時ハイレベルとなり、プリドライバ１４は入力信号に基づきゲート制御信号をハイ出力とする。これにより、ハイサイドドライバ１６であるＰチャンネルＭＯＳＦＥＴはオフ固定となる。
【００２５】
負荷駆動／停止指令信号ｂは、ロジック部３のＯＲゲート１１と、ＡＮＤゲート１３に入力される。
ＯＲゲート１１は、動作モード選択信号ｃ＝“０”、診断結果信号ｄ＝“０”である場合に限り、負荷駆動／停止指令信号ｂに従った出力を行い、プリドライバ１４を駆動する。これにより、ハイサイドドライバ１６であるＰチャンネルＭＯＳＦＥＴが負荷駆動／停止指令信号ｂに従ってオン、オフする。
【００２６】
ＡＮＤゲート１３は、負荷駆動／停止指令信号ｂとインバータ１２の出力信号との論理積により、プリドライバ１５を駆動する。プリドライバ１５はＡＮＤゲート１３の論理積に基づきゲート制御信号を出力（バッファ出力）する。これにより、診断結果信号ｄ＝“０”で、インバータ出力信号＝“１”であると、ローサイドドライバ１９であるＮチャンネルＭＯＳＦＥＴは負荷駆動／停止指令信号ｂに従ってオン、オフする。
【００２７】
まず、（１）動作モード選択信号ｃ＝“１”であるローサイドドライバモードについて説明する。
正常時は、診断結果信号ｄ＝“０”であるので、インバータ１２の出力は反転して“１”である。したがって、正常時には、ＡＮＤゲート１３の出力信号は負荷駆動／停止指令信号ｂに追従し、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“１”の時には、ＡＮＤゲート出力信号＝“１”、バッファ出力信号ｑ＝“１”で、ローサイドドライバ１９はオン、逆に、ＡＮＤゲート出力信号＝“０”、バッファ出力信号ｑ＝“０”で、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時には、ローサイドドライバ１９はオフとなる。
【００２８】
ここで、ローサイドドライバ１９の周辺素子について説明する。出力回路４は、周辺素子として電圧クランプ回路２０を有する。電圧クランプ回路２０は、ローサイドドライバモードで動作させたとき、図５に示されているように、バッテリ（Ｖｂａｔ）とローサイドドライバ１９との間のインダクタを駆動する。即ち、負荷１００をオフしたときにローサイドドライバ１９に逆起電力が印加される。
【００２９】
このために、逆起電力によるプラスサージが印加された場合、ＭＯＳＦＥＴの耐圧を超えて過電圧破壊しないように電圧クランプ回路２０を設定している。クランプ電圧を超えた電圧が印加されたとき、電力線９のサージエネルギが、クランプ回路２０を介して結線点２５に印加され、ゲート電圧を増加させる。このゲート電圧変化によりローサイドドライバ１９をオンさせ、電力線９に印加されたサージエネルギをローサイドドライバ１９を介してグランド方向に逃がすことが行われる。電流制限素子２１は電圧クランプ回路２０が動作したとき、サージエネルギがプリドライバ１５へ流入することを制限する。
【００３０】
ＦＥＴ素子２２および電流検出素子２３は、ローサイドドライバ１９に流れる電流を検出する。ローサイドドライバ１９に流れる電流を分流した電流をＦＥＴ素子２２に流し、電流検出素子２３で電流を電圧に変換し、信号線２６によって後段の自己診断部７へ出力する。
【００３１】
また、出力回路４は電圧バイアス回路２４を有する。電圧バイアス回路２４は、動作モード選択信号ｃの状態に応じて選択的に動作し、ハイサイドドライバ１６とローサイドドライバ１９間のノードに所定電圧を供給する。これにより、ローサイドドライバ１９がオフ時の負荷駆動の出力電位レベルが所定電圧に保持される。そして、信号線２７によって電力線９の電位レベル（ノード電圧）をモニタし、後段の自己診断部７へ出力する。
【００３２】
次に、（２）動作モード選択信号ｃ＝“０”であるプッシュプルドライバモードについて説明する。
動作モード選択信号ｃ＝“０”である場合には、ハイサイドドライバ１６およびローサイドドライバ１９の両方が制御可能となる。
動作モード選択信号ｃ＝“０”で、診断結果信号ｄ＝“０”であると、ＯＲゲート１１の出力信号は負荷駆動／停止指令信号ｂによりコントロールされる。
【００３３】
負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時には、ＯＲゲート出力信号＝“０”、バッファ出力信号ｐ＝“０”より、ハイサイドドライバ１６はオンする。また、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時には、ＡＮＤゲート出力信号＝“０”、バッファ出力信号ｑ＝“０”により、ローサイドドライバ１９がオフする。
【００３４】
これとは逆に、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“１”の時には、ＯＲゲート出力信号＝“１”、バッファ出力信号ｐ＝“１”より、ハイサイドドライバ１６はオフする。また、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“１”の時には、ＡＮＤゲート出力信号＝“１”、バッファ出力信号ｑ＝“１”により、ローサイドドライバ１９がオンする。
【００３５】
前述のように、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“１”の時には、ハイサイドドライバ１６・オフ、ローサイドドライバ１９・オンとなり、逆に、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時には、ハイサイドドライバ１６・オン、ローサイドドライバ１９・オフとなり、出力回路４はプッシュプル動作をする。
【００３６】
ここで、ハイサイドドライバ１６の周辺素子について説明する。電流制限・電流検出素子１７が電源側に接続されている。電流制限・電流検出素子１７は、ハイサイドドライバ１６から流し出す電流値を制限し、定電流ドライバとして機能する。また、ハイサイドドライバ１６に流れる電流を電流制限・電流検出素子１７で検出し、電流量を電圧に変換し、電流制限・電流検出素子１７の電位差を信号線２８、２９により自己診断部７に出力する。
【００３７】
ハイサイドドライバ１６の電源は、バッテリ電圧Ｖｂａｔより低い電圧であるＶＣＣである。そのため、電力線９がバッテリショートした際に電流がハイサイドドライバ１６の寄生素子を介して電源ＶＣＣへ流入しないように、また、動作モード選択信号ｃ＝“１”の時、即ちローサイドドライバモード時には、バッテリに接続された負荷からハイサイドドライバ１６への電流流入を防止し、ローサイドドライバ１９の動作に干渉することを防止する。
また、電圧バイアス回路２４は、動作モード選択信号ｃ＝“０”の時には、動作を停止し、電力線９とはハイインピーダンスとなる。
【００３８】
図３は、図１の負荷駆動装置１０の内部回路構成を示しており、自己診断部７の内部の構成を詳細に記載している。自己診断部７は、第１〜第３の診断モジュール３１、３２、３３と、デコーダ３９を含む。
第１の診断モジュール３１は、動作モード選択信号ｃ＝“０”の時に、第３の診断モジュール３３は、動作モード選択信号ｃ＝”１”の時に、第２の診断モジュール３２は動作モード選択信号ｃ＝“０”、“１”の何れかの時に動作する診断モジュールである。
【００３９】
第１の診断モジュール３１について説明する。第１の診断モジュール３１は、ハイサイドドライバ１６がオン状態時に診断するオープンロード検出回路を含む。該オープンロード検出回路は、動作モード選択信号ｃ＝“０”の時、即ち、プッシュプルドライバモード時に動作する。
【００４０】
第１の診断モジュール３１の差動器３４は、電流制限電流検出素子１７の両端の電位差を検出する。この電位差Ｖａは、ハイサイドドライバ１６を流れる電流量を示し、比較器３５によって所定電圧値Ｖｒｅｆ１と比較される。電位差Ｖａ＜所定電圧値Ｖｒｅｆ１の時には、電流検出素子１７に流れる電流が所定電流未満であることを示す。即ち、負荷１００への供給電流が不足している状態であるオープンロードを検出する。比較器３５の出力信号、すなわち、検出信号ｆはノイズによる誤診断を防止するために設定したフィルタ３６を介してＡＮＤゲート３７に入力される。
【００４１】
ＡＮＤゲート３７は、負荷駆動／停止指令信号ｂをインバータ３８で反転した信号が入力されている。これにより、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時に検出信号ｆがイネーブルとなる。よって、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時、即ち、ハイサイドドライバ１６がオン状態時に検出されることを意味する。ＡＮＤゲート３７の出力信号ｇはデコーダ３９に入力される。
第１の診断モジュール３１は、ハイサイドドライバ１６がオン状態時に診断するグランドショート検出回路を含む。該グランドショート検出回路は、動作モード選択信号ｃ＝“０”の時、即ち、プッシュプルドライバモード時に動作する。
【００４２】
第１の診断モジュール３１の比較器４０は、電力線２７の電圧（ノード電圧）Ｖｂと所定電圧値Ｖｒｅｆ２とを比較する。ハイサイドドライバ１６がオンしているときは、電流検出素子１７→ハイサイドドライバ１６→電流逆流防止素子１８を介してＶＣＣ電源から電力線９に電流が供給されている。よって、正常時は、電力線２７の電圧Ｖｂ、即ち信号線９の電圧は、所定電圧値Ｖｒｅｆ２より大きくなる。
【００４３】
しかし、電力線９がグランドショートすると、電力線２７の電圧Ｖｂは、グランド電位、即ち、所定電圧値Ｖｒｅｆ２より小さくなる。比較器４０では、電圧Ｖｂ＜所定電圧値Ｖｒｅｆ２を検出する。比較器４０の出力信号である検出信号ｈはノイズによる誤診断を防止するために設定したフィルタ４２を介してＡＮＤゲート４３に入力される。
【００４４】
ＡＮＤゲート４３は、ＡＮＤゲート３７と同じ機能であり、負荷駆動／停止指令信号ｂをインバータ３８で反転した信号を入力している。即ち、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時に検出信号ｈがイネーブルとなる。よって、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時、即ち、ハイサイドドライバ１６がオン状態時に検出されることを意味する。ＡＮＤゲート４３の出力信号ｉはデコーダ３９に入力される。
【００４５】
第２の診断モジュール３２は、ローサイドドライバ１９がオン状態時に診断する過電流検出回路を含む。本過電流検出回路は、動作モード選択信号ｃ＝“０”、“１”の双方、即ち、プッシュプルドライバモードとローサイドドライバモードの両モード時に動作する。
【００４６】
ローサイドドライバ１９がオンの時、即ち、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“１”の時に、ローサイドドライバ１９に流れる電流を分流した電流が、ＦＥＴ素子２２および電流検出素子２３に流れる。電流検出素子２３では電流値を電圧Ｖｃに変換し、これを信号線２６によって比較器４４に入力する。比較器４４は、ローサイドドライバ１９を流れる電流値を示す電圧Ｖｃと所定電圧値Ｖｒｅｆ３とを比較し、電圧Ｖｃ＞所定電圧値Ｖｒｅｆ３であれば、過電流状態を検出する。比較記４４の出力信号である検出信号ｊは、ノイズによる誤診断を防止するために設定したフィルタ４５を介してＡＮＤゲート４６に入力される。
【００４７】
ＡＮＤゲート４６は、負荷駆動／停止指令信号ｂと論理積をとり、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“１”の時に検出信号ｊがイネーブルとなる。ＡＮＤゲート４６の出力信号（診断結果信号）ｄはデコーダ３９に入力される。
過電流状態が継続すると、ローサイドドライバ１９が熱破壊するために、過電流検出した場合には、ローサイドドライバ１９を遮断する必要がある。そのために、診断結果信号ｄをロジック部３に入力し、ロジック部３ではローサイドドライバ１９をオフする。
【００４８】
第３の診断モジュール３３は、ローサイドドライバ１９がオフ状態時に診断するオープンロードおよびグランドショート検出回路を有する。本回路は、動作モード選択信号ｃ＝“０”の時、即ち、ローサイドドライバモード時に動作する。ローサイドドライバ１９がオフの時、即ち、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時に、電力線９の電圧（ノード電圧）Ｖｄが信号線２７によって比較器４７、４８に入力される。比較器４７は、電圧Ｖｄと所定電圧値（Ｖｒｅｆ４＋Ｖｒｅｆ５）と比較し、比較器４８は、電圧Ｖｄと所定電圧値Ｖｒｅｆ５と比較する。この２つの比較器４７、４８により電圧ウィンドウが生成される。
【００４９】
比較器４７では、
電圧Ｖｄ≧所定電圧値（Ｖｒｅｆ４＋Ｖｒｅｆ５）の時、検出信号ｋ＝“１”
電圧Ｖｄ＜所定電圧値（Ｖｒｅｆ４＋Ｖｒｅｆ５）の時、検出信号ｋ＝“０”
比較器４８では、
電圧Ｖｄ≧所定電圧値Ｖｒｅｆ５の時、検出信号ｎ＝“１”
電圧Ｖｄ＜所定電圧値Ｖｒｅｆ５の時、検出信号ｎ＝“０”
を出力する。これら検出信号ｋ、ｎはノイズ除去のためにフィルタ４９に入力される。
【００５０】
ローサイドドライバ１９がオフの時には、電力線９は電圧バイアス回路２４により所定電圧に保持される。バイアス電圧は、所定電圧値Ｖｒｅｆ５＜バイアス電圧＜所定電圧値（Ｖｒｅｆ４＋Ｖｒｅｆ５）に設定される。正常時は、負荷がバッテリに接続されているために、電圧Ｖｄ≧所定電圧値（Ｖｒｅｆ４＋Ｖｒｅｆ５）となり、較器４７、４８の出力（ｋ，ｎ）＝（１，１）となる。
【００５１】
しかし、電力線９がグランドショート時には、電圧Ｖｄ＜所定電圧値Ｖｒｅｆ５となり、比較器４７、４８の出力（ｋ，ｎ）＝（０，０）となる。また、電力線９がオープンロード時は、バイアス電圧により、所定電圧値Ｖｒｅｆ５＜電圧Ｖｄ＜所定電圧値（Ｖｒｅｆ４＋Ｖｒｅｆ５）より、比較器４７、４８の出力（ｋ，ｎ）＝（０，１）となる。よって、電圧ウィンドウの比較器４７、４８により、オープンロードとグランドショートが検出される。
【００５２】
ＡＮＤゲート５０は、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時に検出結果（ｋ，ｎ）をイネーブルとするロジックである。ＡＮＤゲート５０の出力信号ｍはデコーダ３９に入力される。
デコーダ３９は、動作モード選択信号ｃにより診断結果をドライバモードにより選択し、ＳＰＩ部５に出力する。
【００５３】
図４は、図２の各部の信号波形を示している。区間Ａは、動作モード選択信号ｃ＝“０”、過電流検出信号ｄ＝“０”の時の波形である。動作モード選択信号ｃ＝“０”により、出力回路４はプッシュプルモードで動作する。
負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“１”の時には、ハイサイドドライバ１６のプリドライバ信号（バッファ出力信号）ｐは“１”となり、ハイサイドドライバ１６はオフ、また、ローサイドドライバ１９のプリドライバ信号（バッファ出力信号）ｑは“１”となり、ローサイドドライバ１９はオンする。
【００５４】
逆に、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時には、ハイサイドドライバ１６のプリドライバ信号ｐは“０”となり、ハイサイドドライバ１６はオン、また、ローサイドドライバ１９のプリドライバ信号ｑは“０“となり、ローサイドドライバ１９はオフする。以上のように、プッシュプルモードでは、負荷駆動／停止指令信号ｂに従い、ハイサイドドライバ１６およびローサイドドライバ１９が動作する。
区間Ｂは、動作モード選択信号ｃ＝“１”、過電流検出信号ｄ＝“０”の時の波形である。動作モード選択信号ｃ＝“１”により、出力回路４はローサイドドライバモードで動作する。
【００５５】
即ち、動作モード選択信号ｃ＝“１”により、ハイサイドドライバ１６のプリドライバ信号ｐは“１”となり、ハイサイドドライバ１６はオフ固定となる。負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“１”の時には、ローサイドドライバ１９のプリドライバ信号ｑは“１”となり、ローサイドドライバ１９はオン、逆に、負荷駆動／停止指令信号ｂ＝“０”の時には、ローサイドドライバ１９のプリドライバ信号ｑは“０”となり、ローサイドドライバ１９はオフする。以上のように、ローサイドドライバモードでは、負荷駆動／停止指令信号ｂに従いローサイドドライバ１９のみ動作する。
【００５６】
区間Ｃは、過電流検出信号ｄ＝“１”の時の波形である。即ち、過電流検出信号ｄ＝“１”となったとき、ハイサイドドライバ１６のプリドライバ信号ｐは“１”となり、ハイサイドドライバ１６はオフ、またローサイドドライバ１９のプリドライバ信号ｑは“０”となり、ローサイドドライバ１９はオフする。本動作により、過電流が検出された場合には、ローサイドドライバ１９と同時にハイサイドドライバ１６がオフし、出力回路を保護する。
【００５７】
図５は、本実施形態をローサイドドライバとして適用した場合のアプリケーション例である。負荷１００として、バッテリＶｂａｔと電力線９の間にソレノイドを適用している。本実施形態では、負荷駆動装置１０をローサイドドライバモードで動作させるために、マイクロコンピュータ１からＳＰＩ通信により負荷駆動装置１０の動作モードをローサイドドライバにする。負荷駆動は、制御信号ａにより行われる。
【００５８】
図６は、本実施形態をプッシュプルドライバとして適用した場合のアプリケーション例である。本実施形態のアプリケーションは、駆動負荷として、エンジンのシリンダ内に吸入された混合気を点火する点火装置とする。点火装置は、点火コイル７１、点火プラグ７２、点火ドライバ７３から構成され、負荷駆動装置１０は、点火コイル７１に通電する場合にはハイ信号を、点火コイル７１の電流を遮断する際にはロー信号を出力する。
【００５９】
なお、本実施形態では、負荷駆動装置１０をプッシュプルドライバモードで動作させるために、マイクロコンピュータ１からＳＰＩ通信により負荷駆動装置１０の動作モードをプッシュプルドライバにする。負荷駆動は制御信号により行われる。
以上、本発明の一実施形態について記述したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の精神を逸脱しない範囲で設計において種種の変更ができるものである。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明から理解できるように、本発明に係わる負荷駆動装置は、負荷駆動装置の出力回路をプッシュプルドライバとローサイドドライバとして切換えて使用でき、これらドライバが混在しているシステムに無駄なく適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の負荷駆動装置の一実施形態を示す制御ブロック図。
【図２】図１の負荷駆動装置の内部回路構成を示す図。
【図３】図１の負荷駆動装置の診断部の内部回路構成を示す図。
【図４】図１の負荷駆動装置の各部の信号波形を示す図。
【図５】本発明の負荷駆動装置が適用されるアプリケーションの一例を示した図。
【図６】本発明の負荷駆動装置が適用されるアプリケーションの他の一例を示した図。
【符号の説明】
１  マイクロコンピュータ
２  入力回路
３  ロジック部
４  出力回路
５  ＳＰＩ部
６  コマンド解析部
７  自己診断部
１０  負荷駆動装置
１６  ハイサイドドライバ
１７  電流制限・電流検出素子
１８  電流逆流防止素子
１９  ローサイドドライバ
２２  ＦＥＴ素子
２３  電流検出素子
１００  負荷
【図１】
2004278472.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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