(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷接続端子（５０）に接続された負荷（６０、６００）と、
一方が前記負荷接続端子に接続され、オン状態またはオフ状態を切り替えることにより、前記負荷への電源（＋Ｂ）の供給および遮断を切り替える第一スイッチング素子（３１、３１０）と、
前記第一スイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替える制御部（２０）と、
前記負荷接続端子の電圧と、予め定められた基準電圧との比較に基づく信号を出力する検出部（３２）と、
前記負荷接続端子と接地との間に接続されたコンデンサ（４２、４２０）と、
前記検出部からの信号を取得する取得部（２２）と、
前記制御部が前記第一スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り替えた後、前記取得部が、予め定められたレベルの異常検出信号を、予め定められた第一判定時間を超えて継続して取得したときに、前記負荷の状態が異常であると判定する判定部（２０）と、
前記負荷接続端子に第二スイッチング素子（４１、４１０）を介して接続された電流供給部（４０、４００）と、を備え、
前記判定部が、前記負荷の状態が異常であると判定したとき、前記制御部は前記第二スイッチング素子をオン状態とし、
前記判定部は、前記第二スイッチング素子がオン状態のときに、前記取得部が取得する信号の状態に基づいて、前記負荷の異常がショートか断線のいずれであるかを判定し、
前記負荷（６０）は、前記負荷接続端子と接地（ＧＮＤ）との間に接続され、
前記第一スイッチング素子（３１）は、前記電源と前記負荷接続端子との間に接続され、
前記第二スイッチング素子（４１）および前記電流供給部（４０）は、前記負荷接続端子と前記接地との間に接続されることを特徴とする異常検出装置。
【請求項２】
負荷接続端子（５０）に接続された負荷（６０、６００）と、
一方が前記負荷接続端子に接続され、オン状態またはオフ状態を切り替えることにより、前記負荷への電源（＋Ｂ）の供給および遮断を切り替える第一スイッチング素子（３１、３１０）と、
前記第一スイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替える制御部（２０）と、
前記負荷接続端子の電圧と、予め定められた基準電圧との比較に基づく信号を出力する検出部（３２）と、
前記負荷接続端子と接地との間に接続されたコンデンサ（４２、４２０）と、
前記検出部からの信号を取得する取得部（２２）と、
前記制御部が前記第一スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り替えた後、前記取得部が、予め定められたレベルの異常検出信号を、予め定められた第一判定時間を超えて継続して取得したときに、前記負荷の状態が異常であると判定する判定部（２０）と、
前記負荷接続端子に第二スイッチング素子（４１、４１０）を介して接続された電流供給部（４０、４００）と、を備え、
前記判定部が、前記負荷の状態が異常であると判定したとき、前記制御部は前記第二スイッチング素子をオン状態とし、
前記判定部は、前記第二スイッチング素子がオン状態のときに、前記取得部が取得する信号の状態に基づいて、前記負荷の異常がショートか断線のいずれであるかを判定し、
前記負荷（６００）は、前記電源と前記負荷接続端子との間に接続され、
前記第一スイッチング素子（３１０）は、前記負荷接続端子と接地（ＧＮＤ）との間に接続され、
前記第二スイッチング素子（４１０）および前記電流供給部（４００）は、前記電源と前記負荷接続端子との間に接続されることを特徴とする異常検出装置。
【請求項３】
負荷接続端子（５０）と接地（ＧＮＤ）との間に接続された負荷（６０）と、
電源（＋Ｂ）と前記負荷接続端子との間に接続され、オン状態またはオフ状態を切り替えることにより、前記負荷への前記電源の供給および遮断を切り替える第一スイッチング素子（３１）と、
前記第一スイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替える制御部（２０）と、
前記負荷接続端子の電圧と、予め定められた基準電圧との比較に基づく信号を出力する検出部（３２）と、
前記検出部からの信号を取得する取得部（２２）と、
前記制御部が前記第一スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り替えた後、前記取得部が、予め定められたレベルの異常検出信号を、予め定められた第一判定時間を超えて継続して取得したときに、前記負荷の状態が異常であると判定する判定部（２０）と、
前記負荷接続端子に第二スイッチング素子（４１）を介して接続された電流供給部（４０）と、を備え、
前記第二スイッチング素子および前記電流供給部は、前記負荷接続端子と前記接地との間に接続され、
前記判定部が、前記負荷の状態が異常であると判定したとき、前記制御部は前記第二スイッチング素子をオン状態とし、
前記判定部は、前記第二スイッチング素子がオン状態のときに、前記取得部が取得する信号の状態に基づいて、前記負荷の異常の内容を判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項４】
電源（＋Ｂ）と負荷接続端子（５０）との間に接続された負荷（６００）と、
前記負荷接続端子と接地（ＧＮＤ）との間に接続され、オン状態またはオフ状態を切り替えることにより、前記負荷への前記電源の供給および遮断を切り替える第一スイッチング素子（３１０）と、
前記第一スイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替える制御部（２０）と、
前記負荷接続端子の電圧と、予め定められた基準電圧との比較に基づく信号を出力する検出部（３２）と、
前記検出部からの信号を取得する取得部（２２）と、
前記制御部が前記第一スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り替えた後、前記取得部が、予め定められたレベルの異常検出信号を、予め定められた第一判定時間を超えて継続して取得したときに、前記負荷の状態が異常であると判定する判定部（２０）と、
前記負荷接続端子に第二スイッチング素子（４１０）を介して接続された電流供給部（４００）と、を備え、
前記第二スイッチング素子および前記電流供給部は、前記電源と前記負荷接続端子との間に接続され、
前記判定部が、前記負荷の状態が異常であると判定したとき、前記制御部は前記第二スイッチング素子をオン状態とし、
前記判定部は、前記第二スイッチング素子がオン状態のときに、前記取得部が取得する信号の状態に基づいて、前記負荷の異常の内容を判定することを特徴とする異常検出装置。
【請求項５】
前記第二スイッチング素子をオン状態としてから、前記取得部で前記異常検出信号を継続して取得した時間が、予め定められた第二判定時間を超えたとき、前記負荷が天絡していると判定する請求項１または請求項３に記載の異常検出装置。
【請求項６】
前記第二スイッチング素子をオン状態としてから、前記取得部で前記異常検出信号を継続して取得した時間が、予め定められた第二判定時間を超えたとき、前記負荷が地絡していると判定する請求項２または請求項４に記載の異常検出装置。
【請求項７】
前記制御部が前記第二スイッチング素子をオン状態としてから、前記取得部で前記異常検出信号を継続して取得した時間が、前記第二判定時間を下回るときに、前記負荷が断線していると判定する請求項５または請求項６に記載の異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負荷の異常を検出する異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の灯火装置その光源（負荷）として、発光ダイオード（ＬＥＤ）が普及している。また、ＬＥＤの断線等の故障を検出するものとして、ＬＥＤを点灯させない程度のパルス幅のパルス信号をＬＥＤに供給して、ＬＥＤの断線の有無を検出するＬＥＤ断線検出装置が考案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、ＬＥＤ点灯部を点灯する前にＬＥＤ点灯部の異常判定を行うＬＥＤ点灯部の異常検出装置が考案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
また、プルアップ回路を設けて、駆動用スイッチング素子のオフ時に、プルアップ回路のプルアップ用スイッチング素子をオンさせることで、断線を検出できる。また、駆動用スイッチング素子のオフ時に、プルアップ回路のプルアップ用スイッチング素子をオフさせることで、天絡を検出できるＬＥＤ異常検出装置が考案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１０５５９０号公報
【特許文献２】特開２０１５−０４４４２３号公報
【特許文献３】特開２０１４−２１６７６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のように、ＬＥＤが消灯状態で断線検出をする場合、ＩＰＤ（Intelligent  Power  Device）では外付けのプルアップ抵抗が必要となる。これを付けた場合に、ＬＥＤが断線していない状態で判定動作を行うと、ＬＥＤが点灯(照度は暗い)する。これは、ユーザが意図しない動作であり、ユーザは違和感を覚えることもあり得る。また、プルアップ抵抗を付けない場合、天絡か断線かの判断ができない。さらに、ＬＥＤを点灯させない程度のパルス幅で制御しているが、例えば２００Ｈｚの周波数、パルス幅２５０μｓ（Ｄｕｔｙ比５％）で作動させても、ＬＥＤが点灯したことは明らかに分かり、コンデンサへの充電時間やＣＰＵの処理周期等を考えると、この検出方法は現実的でないといえる。
【０００７】
特許文献２では、異常検出電流によりＬＥＤ点灯部が点灯したとしても、第一検出時間が経過すれば、その後すぐに点灯指示に基づいて点灯するため、ユーザの意図しないタイミングで点灯することにはならず、ユーザが違和感を覚えることはない。しかし、近年、負荷によっては、法規に基づき、故障状態の切り分けが要求され、接地と短絡する地絡、電源と短絡する天絡、断線の３つの状態を切り分ける必要がある。特許文献２では、状態切り分けについての開示はない。また、ＬＥＤの異常を検出する際に電流を消費する。
【０００８】
特許文献３では、本来の照明などのためにＬＥＤを点灯させるときに、断線および天絡の有無の判定を行うので、断線がない場合にプルアップ回路によってＬＥＤが点灯したとしても、ユーザが違和感を覚えることはない。しかし、駆動用スイッチング素子の他に、プルアップ回路や照度調整用のプルアップスイッチング素子を備える構成のときには有効であるが、これらの回路・素子を備えない装置に適用するのは難しい。また、ＬＥＤの異常を検出する際に電流を消費する。
【０００９】
上記課題を背景として、本発明は、ＬＥＤ等の負荷の故障状態の切り分けを簡単に実施でき、さらに、この切り分けをユーザに気づかれることなく実施できる異常検出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】
【００１０】
上記課題を解決するための異常検出装置は、負荷接続端子（５０）に接続された負荷（６０、６００）と、一方が負荷接続端子に接続され、オン状態またはオフ状態を切り替えることにより、負荷への電源（＋Ｂ）の供給および遮断を切り替える第一スイッチング素子（３１、３１０）と、第一スイッチング素子のオン状態またはオフ状態を切り替える制御部（２０）と、負荷接続端子の電圧と、予め定められた基準電圧との比較に基づく信号を出力する検出部（３２）と、検出部からの信号を取得する取得部（２２）と、制御部が第一スイッチング素子をオン状態からオフ状態に切り替えた後、取得部が、予め定められたレベルの信号である異常検出信号を、予め定められた第一判定時間を超えて継続して取得したときに、負荷の状態が異常であると判定する判定部（２０）と、負荷接続端子に第二スイッチング素子（４１、４１０）を介して接続された電流供給部（４０、４００）と、を備え、判定部が、負荷の状態が異常であると判定したとき、制御部は第二スイッチング素子をオン状態とし、判定部は、第二スイッチング素子がオン状態のときに、取得部が取得する信号の状態に基づいて、負荷の異常の内容を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成によって、負荷への電源の遮断後に負荷の異常を判定するので、負荷が動作（ＬＥＤならば点灯）することはなく、ユーザに気づかれることはない。また、ＬＥＤの異常を検出する際に電流を消費しない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】異常検出装置の構成を示す図（実施例１）。
【図２】異常時の検出部からの出力信号を示す図（実施例１）。
【図３】異常判定処理を説明するフロー図（実施例１）。
【図４】異常判定を説明するタイミングチャート（実施例１）。
【図５】異常検出装置の構成を示す図（実施例２）。
【図６】異常時の検出部からの出力信号を示す図（実施例２）。
【図７】異常判定処理を説明するフロー図（実施例２）。
【図８】異常判定を説明するタイミングチャート（実施例２）。
【発明を実施するための形態】
【実施例１】
【００１３】
図１〜図４を用いて、第１実施例を説明する。図１のように、異常検出装置１は、ＥＣＵ１０と、ＥＣＵ１０の負荷接続端子５０と接地（ＧＮＤ）との間に接続された負荷６０を含む。
【００１４】
ＥＣＵ１０は、周知のＭＰＵ２０（本発明の制御部、判定部）、ＭＰＵ２０と負荷接続端子５０との間に接続された、ＩＰＤ３０、負荷接続端子５０と接地（ＧＮＤ）との間に接続されたスイッチ４１（本発明の第二スイッチング素子）および定電流回路４０（本発明の電流供給部）、負荷接続端子５０とＧＮＤとの間に接続されたサージ吸収用のコンデンサ４２、他の装置との通信を行うためのインターフェース回路であるＩ／Ｆ４３を備える。
【００１５】
ＭＰＵ２０は、周知の演算部、および、Ａ／Ｄコンバータや信号入出力回路等の周辺回路、メモリ等を含む。そして、演算部がメモリに記憶された制御プログラムを実行することで、ＥＣＵ１０の各種機能を実現する。
【００１６】
ＩＰＤ３０は、例えば周知のＦＥＴであるトランジスタ３１（本発明の第一スイッチング素子）、検出部３２を備える。トランジスタ３１は、電源（＋Ｂ）と負荷接続端子５０との間に接続される。そして、ＭＰＵ２０のポート２１から出力される制御指令に基づいてオン／オフの状態を切り替え、負荷６０の駆動制御を行う（ＰＷＭ制御でもよい）。検出部３２は、周知の比較器３３を含む。比較器３３には、電源電圧を抵抗３４および３５により分圧して生成された基準電圧であるＶｔｈ、および、負荷接続端子５０の電圧であるＶｌｏａｄが入力される。比較器３３は、ＶｔｈとＶｌｏａｄとの比較結果であるＶｃを、ＭＰＵ２０のポート２２（本発明の取得部）に出力する。なお、ＩＰＤ３０は、集積回路としてもよいし、ディスクリート構成としてもよい。
【００１７】
トランジスタ３１は、負荷６０に電流を供給する電源側でオン／オフの動作を行う。つまり、図１の構成は、「負荷（６０）は、負荷接続端子と接地（ＧＮＤ）との間に接続され、第一スイッチング素子（３１）は、電源と負荷接続端子との間に接続され、第二スイッチング素子（４１）および電流供給部（４０）は、負荷接続端子と接地との間に接続される」ものである、本構成によって、図１のように、ＩＰＤ３０をハイサイド型ドライバとして用いた装置で、負荷の異常の切り分けを行うことができる。
【００１８】
スイッチ４１は、トランジスタ、リレーのいずれを用いてもよい。スイッチ４１は、ＭＰＵ２０のポート２３から出力される制御指令に基づいてオン／オフの状態を切り替える。定電流回路４０は、周知の定電流ダイオード、トランジスタあるいはオペアンプを用いた回路のいずれを用いてもよい。コンデンサ４２から定電流回路４０に向かって電流が流れるように定電流回路４０の定数を定める。
【００１９】
負荷６０は、周知のＬＥＤ（発光ダイオード）６１、ＬＥＤ６１に流れる電流を制限ための抵抗６２を含む。負荷６０は、ＬＥＤに限定されるものではなく、モータ、ソレノイド、スイッチ回路でもよい。
【００２０】
図２に、負荷６０が異常時の、検出部３２（比較器３３）からの出力信号（Ｖｃ）の状態を示す。なお、トランジスタ３１がオフ状態であることを前提条件とする。また、Ｖｌｏａｄ＞Ｖｔｈのとき、ＶｃがＨレベルとなる。
【００２１】
・スイッチ４１がオフ状態のとき（Ｓｔｅｐ１）、負荷６０が天絡（電源とショート）している場合は、Ｖｌｏａｄは電源（＋Ｂ）の電圧と同じになる。よって、ＶｃはＨレベルとなる。負荷６０が断線している場合は、負荷接続端子５０が浮いた状態となるが、Ｖｌｏａｄはコンデンサ４２の両端の電圧すなわち、電源（＋Ｂ）の電圧と同じになる。よって、ＶｃはＨレベルとなる。
【００２２】
・スイッチ４１がオン状態のとき（Ｓｔｅｐ２）、負荷６０が天絡している場合は、ＶｃはＨレベルを維持する。負荷６０が断線している場合は、コンデンサ４２に蓄積された電荷が放電されて、Ｖｌｏａｄ＝０Ｖとなる。よって、ＶｃはＬレベルに変化する。これにより、天絡か断線かを判定できる。
【００２３】
なお、ＶｃがＨレベルとなる状態が、本発明の異常検出信号に相当する。また、上述の状態の詳細については、後で述べる。また、ＶｃのＨレベルは、例えば、比較器３３に印加される電源電圧と同レベルである。ＶｃのＬレベルは、例えば、０Ｖである。
【００２４】
図３に、ＭＰＵ２０が予め定められタイミングで実行する、異常判定処理を示す。まず、トランジスタ３１をオン状態からオフ状態にするための出力停止指示を行ったか否かを判定する。出力停止指示を行ったとき（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、タイマをスタートさせる（Ｓ１２）。次に、ポート２２の状態を監視し、比較器３３が出力するＶｃの値を取得する（Ｓ１３）。取得したＶｃは、Ａ／Ｄ変換して以降の処理に用いる。
【００２５】
次に、比較器３３の出力が異常か否かを判定する。すなわち、トランジスタ３１をオフ状態にしたにもかかわらず、図２のＳｔｅｐ１のように、ＶｃがＨレベルのとき、異常と判定する。ＶｃがＬレベルのとき（Ｓ１４：Ｎｏ）、比較器３３の出力は正常であるとして、本処理を終了する。
【００２６】
一方、ＶｃがＨレベルのとき（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、タイマの値を参照し、予め定められた時間であるＴ１（本発明の第一判定時間）を超えたか否かを判定する。Ｔ１を超えないとき（Ｓ１５：Ｎｏ）、Ｓ１３へ戻る。一方、Ｔ１を超えたとき（Ｓ１５：Ｙｅｓ）、負荷６０に異常が発生したと判定する（Ｓ１６）。
【００２７】
Ｔ１は、負荷６０が正常に動作しているときに、トランジスタ３１をオフ状態にした場合、ＶｃがＨレベルからＬレベルに変化するのに要する時間よりも大きな値を設定する。
【００２８】
次に、スイッチ４１をオン状態とするよう、ポート２３から制御指令を出力する。これにより、定電流回路４０が負荷接続端子５０に接続され、電流出力を開始する（Ｓ１７）。これにより、コンデンサ４２〜スイッチ４１〜定電流回路４０〜ＧＮＤのような電流経路ができる。次に、タイマを再スタートさせる（Ｓ１８）。
【００２９】
次に、比較器３３が出力するＶｃの値を取得する（Ｓ１９）。これを、タイマの値が予め定められた時間であるＴ２（本発明の第二判定時間）を超えるまで実施する。つまり、Ｔ２の間、Ｖｃの値をサンプリングする。
【００３０】
上述の構成が、「負荷接続端子に第二スイッチング素子（４１）を介して接続された電流供給部（４０）を備え、判定部が、負荷の状態が異常であると判定したとき、制御部は第二スイッチング素子をオン状態とし、判定部は、第二スイッチング素子がオン状態のときに、取得部が取得する信号の状態に基づいて、負荷の異常の内容を判定する」ものである、本構成によって、高価なデバイスや回路を使用せず、一般的な回路の組み合わせで実現できる。また、何らかの異常を検出した後での動作であり、ユーザに違和感を生じさせない。
【００３１】
タイマの値がＴ２を超えたとき（Ｓ２０：Ｙｅｓ）、以下のうちの少なくとも一方を用いて、Ｖｃの値が変化したか否かを判定する。
・Ｖｃの値が、ＨレベルからＬレベルに変化したとき、Ｖｃの値が変化したと判定。
・Ｖｃの値が、予め定められた値を下回ったとき、Ｖｃの値が変化したと判定。
・Ｖｃの値の変化量が、予め定められた値を上回ったとき、Ｖｃの値が変化したと判定。
【００３２】
Ｔ２は、上述の、Ｖｃの値が変化したか否かを判定できるように設定する。例えば、コンデンサ４２に蓄積された電荷を全て放電するために要する時間よりも長くする。
【００３３】
Ｖｃの値（出力値）が変化したと判定したとき（Ｓ２１：Ｙｅｓ）、負荷６０が断線状態であると判定する（Ｓ２２）。次に、断線判定時の処理を実行する（Ｓ２３）。例えば、負荷６０が断線状態である旨を含む情報を、Ｉ／Ｆ４３を介して、ＥＣＵ１０に接続されている他の装置に出力する。また、ＬＥＤ、ＬＣＤ等の報知部（図示せず）を設け、断線状態である旨を報知してもよい。この後、Ｓ２４に進む。
【００３４】
上述の構成が、「制御部が第二スイッチング素子をオン状態としてから、取得部で異常検出信号を継続して取得した時間が、第二判定時間を下回るときに、負荷が断線していると判定する」ものである、本構成によって、ハイサイド型のドライバ回路を含む装置で、負荷が断線したか否かを判定できる。
【００３５】
一方、Ｖｃの値が変化していないと判定したとき（Ｓ２１：Ｎｏ）、負荷６０が電源（＋Ｂ）と接触している天絡状態であると判定する（Ｓ２５）。次に、天絡判定時の処理を実行する（Ｓ２６）。処理内容は、負荷６０が天絡状態である旨を出力あるいは報知する。この後、Ｓ２４に進む。
【００３６】
上述の構成が、「第二スイッチング素子をオン状態としてから、取得部で異常検出信号を継続して取得した時間が、予め定められた第二判定時間を超えたとき、負荷が天絡していると判定する」ものである、本構成によって、ハイサイド型のドライバ回路を含む装置で、負荷が天絡したか否かを判定できる。
【００３７】
Ｓ２４では、スイッチ４１をオフ状態とするよう、ポート２３から制御指令を出力する。これにより、定電流回路４０が負荷接続端子５０から切り離され、電流出力を停止する。
【００３８】
図４に、ポート２１からのＭＰＵ２０の制御指令に基づいて、トランジスタ３１をオン状態（ＯＮ）からオフ状態（ＯＦＦ）にしたときの、Ｖｌｏａｄ、Ｖｃ、定電流回路４０の状態を、負荷６０の状態（正常時、断線時、天絡時）のそれぞれについて表したタイミングチャートを示す。
【００３９】
正常時では、トランジスタ３１をオン状態からオフ状態にすると、少なくとも上述のＴ１に相当する時間が経過するまでに、Ｖｌｏａｄが電源（＋Ｂ）の電圧（ＢＡＴＴ）から０Ｖに変化するので、ＶｃもＨレベルからＬレベルに変化する。
【００４０】
断線時では、トランジスタ３１をオン状態からオフ状態にすると、Ｔ１が経過しても、Ｖｌｏａｄが電源レベルのままであるため、ＶｃもＨレベルの状態を保つ（図２の、断線のＳｔｅｐ１の状態）。ここで、定電流回路４０の出力を開始すると、コンデンサ４２に蓄積された電荷が放電し、Ｖｌｏａｄが減少して最終的には０Ｖになる。よって、ＶｃもＬレベルに変化する（図２の、断線のＳｔｅｐ２の状態）。これにより、定電流回路４０の出力を開始してからＴ２に相当する時間が経過したとき、ＶｃがＬレベルであれば、断線と判定できる。
【００４１】
天絡時では、トランジスタ３１をオン状態からオフ状態してからＴ１が経過するまでは、断線時と同じ状態である（図２の、天絡のＳｔｅｐ１の状態）。しかし、定電流回路４０の出力を開始してからＴ２が経過しても、ＶｌｏａｄはＢＡＴＴを維持する。よって、ＶｃもＨレベルの状態を維持する（図２の、天絡のＳｔｅｐ２の状態）。これにより、定電流回路４０の出力を開始してからＴ２に相当する時間が経過したとき、ＶｃがＨレベルであれば、天絡と判定できる。
【実施例２】
【００４２】
図５〜図８を用いて、第２実施例を説明する。なお、図１と同様の機能を行う部品については、同一の符号を付与してあるが、定格・定数は、本実施例に適したものとすればよい。
【００４３】
図５のように、異常検出装置１は、ＥＣＵ１０と、ＥＣＵ１０の負荷接続端子５０と電源（＋Ｂ）との間に接続された負荷６００を含む。
【００４４】
ＥＣＵ１０は、周知のＭＰＵ２０（本発明の制御部、判定部）、ＭＰＵ２０と負荷接続端子５０との間に接続された、ＩＰＤ３００、電源（＋Ｂ）と負荷接続端子５０との間に接続されたスイッチ４１０（本発明の第二スイッチング素子）および定電流回路４００（本発明の電流供給部）、負荷接続端子５０と接地（ＧＮＤ）との間に接続されたサージ吸収用のコンデンサ４２０、他の装置との通信を行うためのインターフェース回路であるＩ／Ｆ４３を備える。
【００４５】
ＭＰＵ２０およびＩ／Ｆ４３の構成は、図１と同様である。
【００４６】
ＩＰＤ３００は、トランジスタ３１０（本発明の第一スイッチング素子）、検出部３２を備える。トランジスタ３１０は、負荷接続端子５０とＧＮＤとの間に接続される。そして、ＭＰＵ２０のポート２１から出力される制御指令に基づいてオン／オフの状態を切り替え、負荷６００の駆動制御を行う（ＰＷＭ制御でもよい）。検出部３２は、周知の比較器３３を含む。比較器３３には、電源電圧を抵抗３４および３５により分圧して生成された基準電圧であるＶｔｈ、および、負荷接続端子５０の電圧であるＶｌｏａｄが入力される。比較器３３は、ＶｔｈとＶｌｏａｄとの比較結果であるＶｃを、ＭＰＵ２０のポート２２（本発明の取得部）に出力する。
【００４７】
トランジスタ３１０は、負荷６００のＧＮＤ側でオン／オフの動作を行う。つまり、図５の構成は、「負荷（６００）は、電源と負荷接続端子との間に接続され、第一スイッチング素子（３１０）は、負荷接続端子と接地（ＧＮＤ）との間に接続され、第二スイッチング素子（４１０）および電流供給部（４００）は、電源と負荷接続端子との間に接続される」ものである、本構成によって、図５のように、ＩＰＤ３００をローサイドドライバとして用いた装置で、負荷の異常の切り分けを行うことができる。
【００４８】
スイッチ４１０、定電流回路４００の構成は、図１のスイッチ４１、定電流回路４０と同様である。定電流回路４００からコンデンサ４２０に向かって電流が流れるように定電流回路４００の定数を定める。
【００４９】
負荷６００は、周知のＬＥＤ（発光ダイオード）６１０、ＬＥＤ６１０に流れる電流を制限ための抵抗６２０を含む。負荷６００は、ＬＥＤに限定されるものではなく、モータ、ソレノイド、スイッチ回路でもよい。
【００５０】
図６に、負荷６００が異常時の、検出部３２（比較器３３）からの出力信号（Ｖｃ）の状態を示す。なお、トランジスタ３１０がオフ状態であることを前提条件とする。また、Ｖｌｏａｄ＜Ｖｔｈのとき、ＶｃはＨレベルとなる。
【００５１】
・スイッチ４１０がオフ状態のとき（Ｓｔｅｐ１）、負荷６００が地絡（ＧＮＤとショート）した場合は、ＶｌｏａｄはＧＮＤ（０Ｖ）と同じになる。よって、ＶｃはＨレベルとなる。負荷６００が断線した場合は、Ｖｌｏａｄはコンデンサ４２０の両端の電圧と同じになる。コンデンサ４２０には電荷が蓄積されていないので、Ｖｌｏａｄ＝０Ｖとなる。よって、ＶｃはＨレベルとなる。
【００５２】
・スイッチ４１０がオン状態のとき（Ｓｔｅｐ２）、負荷６００が地絡している場合は、ＶｃはＨレベルを維持する。負荷６００が断線している場合は、コンデンサ４２０に電荷が蓄積されて、Ｖｌｏａｄは電源（＋Ｂ）の電圧と同じになる。よって、ＶｃはＬレベルに変化する。これにより、地絡か断線かを判定できる。
【００５３】
なお、ＶｃがＨレベルとなる状態が、本発明の異常検出信号に相当する。また、上述の状態の詳細については、後で述べる。また、ＶｃのＨレベルは、例えば、比較器３３に印加される電源電圧と同レベルである。ＶｃのＬレベルは、例えば、０Ｖである。
【００５４】
図７に、ＭＰＵ２０が予め定められタイミングで実行する、異常判定処理を示す。Ｓ３１〜Ｓ３３の処理は、図３のＳ１１〜Ｓ１３と同様である。
【００５５】
Ｓ３４では、比較器３３の出力が異常か否かを判定する。すなわち、トランジスタ３１０をオフ状態にしたにもかかわらず、図６のＳｔｅｐ１のように、ＶｃがＨレベルのとき、異常と判定する。ＶｃがＬレベルのとき（Ｓ３４：Ｎｏ）、比較器３３の出力は正常であるとして、本処理を終了する。
【００５６】
一方、ＶｃがＨレベルのとき（Ｓ３４：Ｙｅｓ）、タイマの値を参照し、予め定められた時間であるＴ１０（本発明の第一判定時間）を超えたか否かを判定する。Ｔ１０を超えないとき（Ｓ３５：Ｎｏ）、Ｓ３３へ戻る。一方、Ｔ１０を超えたとき（Ｓ３５：Ｙｅｓ）、負荷６００に異常が発生したと判定する（Ｓ３６）。
【００５７】
Ｔ１０は、負荷６００が正常に動作しているときに、トランジスタ３１０をオフ状態にした場合、ＶｃがＨレベルからＬレベルに変化するのに要する時間よりも大きな値を設定する。
【００５８】
次に、スイッチ４１０をオン状態とするよう、ポート２３から制御指令を出力する。これにより、定電流回路４００が負荷接続端子５０に接続され、電流出力を開始する（Ｓ３７）。これにより、電源（＋Ｂ）〜定電流回路４００〜スイッチ４１０〜コンデンサ４２０〜ＧＮＤのような電流経路ができる。次に、タイマを再スタートさせる（Ｓ３８）。
【００５９】
次に、比較器３３が出力するＶｃの値を取得する（Ｓ３９）。これを、タイマの値が予め定められた時間であるＴ２０（本発明の第二判定時間）を超えるまで実施する。つまり、Ｔ２０の間、Ｖｃの値をサンプリングする。
【００６０】
タイマの値がＴ２０を超えたとき（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、Ｖｃの値が変化したか否かを判定する。判定方法は、図３の（Ｓ２０：Ｙｅｓ）のときと同様である。
【００６１】
上述の構成が、「負荷接続端子に第二スイッチング素子（４１０）を介して接続された電流供給部（４００）を備え、判定部が、負荷の状態が異常であると判定したとき、制御部は第二スイッチング素子をオン状態とし、判定部は、第二スイッチング素子がオン状態のときに、取得部が取得する信号の状態に基づいて、負荷の異常の内容を判定する」ものである、本構成によって、高価なデバイスや回路を使用せず、一般的な回路の組み合わせで実現できる。また、何らかの異常を検出した後での動作であり、ユーザに違和感を生じさせない。
【００６２】
Ｔ２０は、上述の、Ｖｃの値が変化したか否かを判定できるように設定する。例えば、コンデンサ４２０に電荷を異常判定の閾値まで充電するために要する時間よりも長くする。
【００６３】
Ｖｃの値（出力値）が変化したと判定したとき（Ｓ４１：Ｙｅｓ）、負荷６００が断線状態であると判定する（Ｓ４２）。次に、図３のＳ２３と同様の、断線判定時の処理を実行する（Ｓ４３）。この後、Ｓ４４に進む。
【００６４】
上述の構成が、「制御部が第二スイッチング素子をオン状態としてから、取得部で異常検出信号を継続して取得した時間が、第二判定時間を下回るときに、負荷が断線していると判定する」ものである、本構成によって、ローサイド型のいずれのドライバ回路を含む装置で、負荷が断線したか否かを判定できる。
【００６５】
一方、Ｖｃの値が変化していないと判定したとき（Ｓ４１：Ｎｏ）、負荷６００が電源（＋Ｂ）と接触している地絡状態であると判定する（Ｓ４５）。次に、地絡判定時の処理を実行する（Ｓ４６）。処理内容は、断線判定時の処理と同様に、負荷６００が地絡状態である旨を出力あるいは報知する。この後、Ｓ４４に進む。
【００６６】
上述の構成が、「第二スイッチング素子をオン状態としてから、取得部で異常検出信号を継続して取得した時間が、予め定められた第二判定時間を超えたとき、負荷が地絡していると判定する」ものである、本構成によって、ローサイド型のドライバ回路を含む装置で、負荷が地絡したか否かを判定できる。
【００６７】
Ｓ４４では、スイッチ４１０をオフ状態とするよう、ポート２３から制御指令を出力する。これにより、定電流回路４００が負荷接続端子５０から切り離され、電流出力を停止する。
【００６８】
図８に、ポート２１からのＭＰＵ２０の制御指令に基づいて、トランジスタ３１０をオン状態からオフ状態にしたときの、Ｖｌｏａｄ、Ｖｃ、定電流回路４００の状態を、負荷６００の状態（正常時、断線時、地絡時）のそれぞれについて表したタイミングチャートを示す。
【００６９】
正常時では、トランジスタ３１０をオン状態からオフ状態にすると、少なくとも上述のＴ１０に相当する時間が経過するまでに、Ｖｌｏａｄが０Ｖから電源（＋Ｂ）の電圧（ＢＡＴＴ）に変化するので、ＶｃもＨレベルからＬレベルに変化する。
【００７０】
断線時では、トランジスタ３１０をオン状態からオフ状態にすると、Ｔ１０が経過しても、Ｖｌｏａｄが０Ｖのままであるため、ＶｃもＨレベルの状態を保つ（図６の、断線のＳｔｅｐ１の状態）。ここで、定電流回路４００の出力を開始すると、コンデンサ４２０に電荷が蓄積され、Ｖｌｏａｄが増加して最終的にはＢＡＴＴになる。よって、ＶｃはＬレベルに変化する（図６の、断線のＳｔｅｐ２の状態）。これにより、定電流回路４００の出力を開始してからＴ２０に相当する時間が経過したとき、ＶｃがＬレベルであれば、断線と判定できる。
【００７１】
地絡時では、トランジスタ３１０をオン状態からオフ状態してからＴ１０が経過するまでは、断線時と同じ状態である（図６の、地絡のＳｔｅｐ１の状態）。しかし、定電流回路４００の出力を開始してからＴ２０が経過しても、Ｖｌｏａｄは０Ｖを維持する。よって、ＶｃもＨレベルの状態を維持する（図６の、地絡のＳｔｅｐ２の状態）。これにより、定電流回路４００の出力を開始してからＴ２０に相当する時間が経過したとき、ＶｃがＨレベルであれば、地絡と判定できる。
【００７２】
以上、実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、上記形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲を逸脱しない限り、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１  異常検出装置
１０  ＥＣＵ
２０  ＭＰＵ（制御部、判定部）
２２  ポート（取得部）
３１、３１０  トランジスタ（第一スイッチング素子）
３２  検出部
４０、４００  定電流回路（電流供給部）
４１、４１０  スイッチ（第二スイッチング素子）
５０  負荷接続端子
６０、６００  負荷
＋Ｂ  電源
ＧＮＤ  接地
【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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【図８】
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