(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源部から負荷部へと至る供給経路に直列に接続された第１のスイッチ部を備え、該第１のスイッチ部に前記供給経路を導通させることにより、その負荷部を駆動する負荷駆動装置であって、
前記供給経路に直列に，かつ，前記第１のスイッチ部と並列に接続された第２のスイッチ部を備え、該第２のスイッチ部を前記第１のスイッチ部と共に前記供給経路を導通させることによって、その負荷部を駆動するように構成されており、
前記第２のスイッチ部には、少なくとも前記供給経路に短絡が発生した場合に該供給経路に流れる電流を、該第２のスイッチ部が導通させた導通経路に正常に流すことのできるデバイスが用いられており、
前記第１，第２のスイッチ部は、
それぞれが、当該スイッチ部の外部からの指令を受ける受付端子と、前記供給経路における電源部側に接続される入力端子と、前記供給経路における負荷部側に接続される出力端子と、を有するスイッチング素子であって、
前記供給経路における電源部側が前記入力端子に接続され、前記供給経路における負荷部側が前記出力端子に接続され、前記入力端子と前記受付端子とが第１抵抗素子（第１のスイッチ部においてはＲ１１，第２のスイッチ部においてはＲ２１）を介して接続され、前記受付端子に第２抵抗素子（第１のスイッチ部においてはＲ１２、第２のスイッチ部においてはＲ２２）の一端が接続され、
該第２抵抗素子の他端それぞれの信号レベルが初期値であるＨレベルからＬレベルとなることにより、前記第１，第２抵抗素子により分圧された電源（分圧電源）が前記入力端子と前記受付端子との間に印加され、こうして印加された分圧電源に応じた信号を外部からの指令として前記受付端子から受けて前記入力端子と前記出力端子との間を導通するように構成されており、
さらに、
前記第１，第２のスイッチ部それぞれにおける各抵抗素子の抵抗値，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量は、前記第１のスイッチ部における前記第２抵抗素子の抵抗値ｒ１２，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量ｃ１，で規定された時定数Ｔ１１（＝ｒ１２・ｃ１）が、前記第２のスイッチ部における前記第２抵抗素子の抵抗値ｒ２２，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量ｃ２，で規定される時定数Ｔ２１（＝ｒ２２・ｃ２）よりも大きくなる（Ｔ２１＜Ｔ１１）ように求められた値に定められている
ことを特徴とする負荷駆動装置。
【請求項２】
電源部から負荷部へと至る供給経路に直列に接続された第１のスイッチ部を備え、該第１のスイッチ部に前記供給経路を導通させることにより、その負荷部を駆動する負荷駆動装置であって、
前記供給経路に直列に，かつ，前記第１のスイッチ部と並列に接続された第２のスイッチ部を備え、該第２のスイッチ部を前記第１のスイッチ部と共に前記供給経路を導通させることによって、その負荷部を駆動するように構成されており、
前記第２のスイッチ部には、少なくとも前記供給経路に短絡が発生した場合に該供給経路に流れる電流を、該第２のスイッチ部が導通させた導通経路に正常に流すことのできるデバイスが用いられており、
前記第１，第２のスイッチ部は、
それぞれが、当該スイッチ部の外部からの指令を受ける受付端子と、前記供給経路における電源部側に接続される入力端子と、前記供給経路における負荷部側に接続される出力端子と、を有するスイッチング素子であって、
前記供給経路における電源部側が前記入力端子に接続され、前記供給経路における負荷部側が前記出力端子に接続され、前記入力端子と前記受付端子とが第１抵抗素子（第１のスイッチ部においてはＲ１１，第２のスイッチ部においてはＲ２１）を介して接続され、前記受付端子に第２抵抗素子（第１のスイッチ部においてはＲ１２、第２のスイッチ部においてはＲ２２）の一端が接続され、
該第２抵抗素子の他端それぞれの信号レベルが初期値であるＨレベルからＬレベルとなることにより、前記第１，第２抵抗素子により分圧された電源（分圧電源）が前記入力端子と前記受付端子との間に印加され、こうして印加された分圧電源に応じた信号を外部からの指令として前記受付端子から受けて前記入力端子と前記出力端子との間を導通するように構成されており、
さらに、
前記第１，第２のスイッチ部それぞれにおける各抵抗素子の抵抗値，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量は、前記第２のスイッチ部における前記第１抵抗素子の抵抗値ｒ２１，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量ｃ２，で規定される時定数Ｔ２２（＝ｒ２１・ｃ２）が、前記第１のスイッチ部における前記第１抵抗素子の抵抗値ｒ１１，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量ｃ１，で規定される時定数Ｔ１２（＝ｒ１１・ｃ１）よりも大きくなる（Ｔ２２＞Ｔ１２）ように求められた値に定められている
ことを特徴とする負荷駆動装置。
【請求項３】
前記供給経路が、電源部から複数の負荷部それぞれへと到達させるべく複数の経路に分岐している場合において、
前記第１，第２のスイッチ部それぞれは、前記供給経路のうち、電源部から複数の負荷部それぞれへと分岐する前の経路部分において接続されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の負荷駆動装置。
【請求項４】
前記第２のスイッチ部において、
前記第１抵抗素子には、前記第２抵抗素子よりも十分に大きな抵抗値（ｒ２２＜＜ｒ２１）を有するデバイスが用いられている
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の負荷駆動装置。
【請求項５】
前記第１のスイッチ部において、
前記第１抵抗素子には、前記第２抵抗素子よりも十分に大きな抵抗値（ｒ１２＜＜ｒ１１）を有するデバイスが用いられている
ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の負荷駆動装置。
【請求項６】
前記供給経路中に設けられたヒューズが、該供給経路に発生した短絡により流れる電流で溶断するように構成されている場合において、
前記第２のスイッチ部には、少なくとも前記供給経路に短絡が発生した場合に前記ヒューズを溶断させる電流を、該第２のスイッチ部が導通させた導通経路に正常に流すことのできるデバイスが用いられている
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか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、電源部から負荷部へと至る供給経路に直列に接続されたスイッチ部を備え、このスイッチ部に供給経路を導通させることにより、その負荷部を駆動する負荷駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述したような負荷駆動装置においては、供給経路が電源部やグランドへと短絡（ある程度の抵抗値を持っての短絡，いわゆるハーフショートを含む；以下同様）したことを検出した際に、直ちに負荷部への電源供給を停止または制限することにより、負荷駆動装置そのものや負荷部を保護するように構成されていることが一般的である（特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２００７−１８１３４９号
【特許文献２】特開平０９−４６２００号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上述したように、負荷部への電源供給を停止または制限する構成では、一時的な短絡やノイズによっても直ちに電源供給が停止または制限され、負荷部の動作が停止されてしまう恐れがある。特に水没を検知して安全性や信頼性を求められる負荷部を駆動する装置においては水によるグランドへのハーフショートによっても直ちに電源供給が停止または制限され、負荷部の動作が停止されてしまう恐れがある。
【０００４】
また、上記のような負荷駆動装置は、例えば、車両におけるエンジン，ブレーキ，ヘッドランプ，パワーウィンドウなどのようにその動作に安全性や信頼性を求められる負荷部を駆動する装置として採用する際に懸念される点がある。
【０００５】
それは、短絡やノイズによる誤検知で直ちに負荷部の動作が停止するということは、それにより車両におけるエンジン，ブレーキ，ヘッドランプ，パワーウィンドウの動作も直ちに行われなくなることを意味しており、その結果、車両の搭乗者が危険に曝される可能性があるからである。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的は、一時的な短絡により負荷部の動作が停止されないようにすると共に、安全性や信頼性を求められる負荷部を駆動する装置として採用するのに適した負荷駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するためには、電源部から負荷部へと至る供給経路に直列に接続された第１のスイッチ部を備え、該第１のスイッチ部に前記供給経路を導通させることにより、その負荷部を駆動する負荷駆動装置を、以下に示す第１の構成のようにするとよい。
【０００７】
この構成においては、前記供給経路に直列に，かつ，前記第１のスイッチ部と並列に接続された第２のスイッチ部を備え、該第２のスイッチ部を前記第１のスイッチ部と共に前記供給経路を導通させることによって、その負荷部を駆動するように構成されており、前記第２のスイッチ部には、少なくとも前記供給経路に短絡が発生した場合に該供給経路に流れる電流を、該第２のスイッチ部が導通させた導通経路に正常に流すことのできるデバイスが用いられている。
【０００８】
このように構成された負荷駆動装置であれば、第１，第２のスイッチ部により供給経路を導通させている状況下で供給経路に一時的な短絡が発生したとしても、そのときに供給経路を流れる電流を第２のスイッチ部による導通経路に正常に（つまり損傷することなく）流すことができるため、その間も負荷部の動作を継続することができる。
【０００９】
また、仮に継続的な短絡が発生したとしても、そのときに供給経路を流れる電流を継続して第２のスイッチ部による導通経路に流すことができるため、供給経路に実装された他の保護装置（ヒューズや開閉器）により供給経路が開放されるまでの間は、少なくとも負荷部の動作を継続することができる。
【００１０】
これにより、例えば、車両におけるエンジン，ブレーキ，ヘッドランプ，パワーウィンドウなどのようにその動作に安全性や信頼性を求められる負荷部を駆動する装置として採用するのに適している。それは、短絡が発生したとしても、一定の期間は車両におけるエンジン，ブレーキ，ヘッドランプ，パワーウィンドウなどを継続的に動作させることができるため、その車両の搭乗者が危険に曝される可能性を低くすることができるからである。
【００１１】
また、上記構成であれば、供給経路を２つのスイッチ部それぞれにより導通することができるため、一方のスイッチ部が故障したとしても、他方のスイッチ部により供給経路の導通を継続することができる。
【００１２】
この構成においては、前記供給経路が、電源部から複数の負荷部それぞれへと到達させるべく複数の経路に分岐している場合、その分岐した以降の経路それぞれに本負荷駆動装置を設けることとすればよいし、その分岐する前の経路に本負荷駆動装置を１つのみ設けることとしてもよい。
【００１３】
この後者の場合には、上記構成を以下に示す第２の構成のようにすればよい。この構成において、前記第１，第２のスイッチ部それぞれは、前記供給経路のうち、電源部から複数の負荷部それぞれへと分岐する前の経路部分において接続されている。
【００１４】
この構成であれば、１つの負荷駆動装置で統合的に複数の負荷部を動作させることができるようになり、複数の負荷部それぞれに対する負荷駆動装置を設ける必要がなくなる。この効果は、製造コストや装置の単純化といった観点から負荷部の数が多くなるほど顕著となる。
【００１５】
また、上述した各構成において、第１，第２スイッチ部による供給経路の導通を実現するための具体的な構成としては、下記に示す第３の構成のようにすることが考えられる。
【００１６】
この構成において、前記第１，第２のスイッチ部は、それぞれが、当該スイッチ部の外部からの指令を受ける受付端子と、前記供給経路における電源部側に接続される入力端子と、前記供給経路における負荷部側に接続される出力端子と、を有するスイッチング素子であって、前記供給経路における電源部側が前記入力端子に接続され、前記供給経路における負荷部側が前記出力端子に接続され、前記入力端子と前記受付端子とが第１抵抗素子（第１のスイッチ部においてはＲ１１，第２のスイッチ部においてはＲ２１）を介して接続され、前記受付端子に第２抵抗素子（第１のスイッチ部においてはＲ１２、第２のスイッチ部においてはＲ２２）の一端が接続される。そして、該第２抵抗素子の他端それぞれの信号レベルが初期値であるＨレベルからＬレベルとなることにより、前記第１，第２抵抗素子により分圧された電源（分圧電源）が前記入力端子と前記受付端子との間に印加され、こうして印加された分圧電源に応じた信号を外部からの指令として前記受付端子から受けて前記入力端子と前記出力端子との間を導通するように構成されている。
【００１７】
この構成であれば、各スイッチ部における第２抵抗素子それぞれにつき、その他端の信号レベルを初期値としてＨレベルにしておき、その信号レベルを負荷部の駆動期間中にＬレベルへと変化させることによって、各スイッチ部による供給経路の導通を実現することができる。
【００１８】
この構成において、第１，第２のスイッチ部たるスイッチング素子としては、例えば、次のようなものが考えられる。
（１）受付端子としてのベース端子，入力端子としてのエミッタ端子，および，出力端子としてのコレクタ端子を有するバイポーラトランジスタ
（２）受付端子としてのゲート端子，および，入力端子または出力端子としてのソース端子またはドレイン端子を有する電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ；Field Effect Transistor ）
（３）受付端子としてのゲート端子，入力端子としてのエミッタ端子，出力端子としてのコレクタ端子を有するＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor ）
具体的な適用としては、例えば、第１スイッチング部にバイポーラトランジスタを採用し、第２スイッチング部にＦＥＴやＩＧＢＴを採用することが考えられる。
【００１９】
また、上述したスイッチ部の入力端子と受付端子との間の静電容量とは、その端子間に形成される寄生容量として観念される静電容量、その間に接続されたコンデンサで規定される静電容量、または、これらの合計の静電容量などのことである。
【００２０】
ところで、この第３の構成において、第１のスイッチ部が短絡時の大きな電流（以降「短絡電流」という）を流すことのできないデバイスであることを前提に考えると、第１，第２のスイッチ部により供給経路を導通させている状況下で供給経路に短絡が発生したとしても、それぞれの能力から第２のスイッチ部における導通経路に大部分の短絡電流が流れることとなる。そのため、このような状況下であれば、短絡電流による第１のスイッチ部への影響は小さい。
【００２１】
しかし、第１，第２のスイッチ部に供給経路を導通させるのに先立って既に供給経路に短絡が発生している状況では、第２のスイッチ部よりも先に第１のスイッチ部が供給経路を導通させてしまうと、ここに短絡による大きな電流が流れてしまい、この第１のスイッチが損傷する恐れがある。
【００２２】
そのため、第２のスイッチ部による導通は、第１のスイッチ部による導通よりも先に実施されることが望ましい。このためには、上記構成を以下に示すようにした第４の構成のようにすることが考えられる。
【００２３】
この構成において、前記第１，第２のスイッチ部それぞれにおける各抵抗素子の抵抗値，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量は、前記第１のスイッチ部における前記第２抵抗素子の抵抗値ｒ１２，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量ｃ１，で規定された時定数Ｔ１１（＝ｒ１２・ｃ１）が、前記第２のスイッチ部における前記第２抵抗素子の抵抗値ｒ２２，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量ｃ２，で規定される時定数Ｔ２１（＝ｒ２２・ｃ２）よりも大きくなる（Ｔ２１＜Ｔ１１）ように求められた値に定められている。
【００２４】
この構成では、第２抵抗素子の抵抗値および入力端子と受付端子との間の静電容量で規定される時定数が、第２のスイッチ部よりも第１のスイッチ部において大きくなっている。そのため、第１，第２のスイッチ部における第２抵抗素子の他端それぞれの信号レベルを同じタイミングでＨレベルからＬレベルにしたとしても、この第２抵抗素子における一端側の信号レベルまでがＬレベルになるまでの時間は、第１のスイッチ部の方が長くなる。
【００２５】
これにより、入力端子と受付端子との間に適正な分圧電源が印加されるまでの時間も第１のスイッチ部の方が長くなる結果、第１のスイッチ部が供給経路を導通するタイミングは、第２のスイッチ部におけるタイミングよりも遅くなる。
【００２６】
こうして、第２のスイッチ部による供給経路の導通を、第１のスイッチ部による導通よりも先に実施することができるため、第１，第２のスイッチ部により供給経路を導通させるのに先立って既に供給経路に短絡が発生している状況下においても、この第１のスイッチが損傷してしまうことを防止することができる。
【００２７】
また、上述した第３，第４の構成において、第１，第２のスイッチ部それぞれによる供給経路の導通を終了するにあたっては、第２抵抗素子における他端側の信号レベルをＬレベルからＨレベルへと戻すことになる。
【００２８】
このとき、第１のスイッチ部よりも先に第２のスイッチ部が供給経路の導通を終了してしまうと、供給経路に発生していた短絡が継続していた場合に、上記と同様、この第１のスイッチ部が損傷する恐れがある。
【００２９】
そのため、第１のスイッチによる導通の終了は、第２のスイッチ部によるものよりも先に実施されることが望ましい。
このためには、上記第３，第４の構成を以下に示すようにした第５の構成とすることが考えられる。
【００３０】
この構成において、前記第１，第２のスイッチ部それぞれにおける各抵抗素子の抵抗値，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量は、前記第２のスイッチ部における前記第１抵抗素子の抵抗値ｒ２１，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量ｃ２，で規定される時定数Ｔ２２（＝ｒ２１・ｃ２）が、前記第１のスイッチ部における前記第１抵抗素子の抵抗値ｒ１１，および，前記入力端子と前記受付端子との間の静電容量ｃ１，で規定される時定数Ｔ１２（＝ｒ１１・ｃ１）よりも大きくなる（Ｔ２２＞Ｔ１２）ように求められた値に定められている。
【００３１】
この構成では、第１抵抗素子の抵抗値および入力端子と受付端子との間の静電容量で規定される時定数が、第１のスイッチ部よりも第２のスイッチ部において大きくなっている。そのため、第１，第２のスイッチ部における第２抵抗素子の他端それぞれの信号レベルを同じタイミングでＬレベルからＨレベルに戻したとしても、この第２抵抗素子における一端側の信号レベルまでがＨレベルに戻るまでの時間は、第２のスイッチ部の方が長くなる。
【００３２】
これにより、入力端子と受付端子との間に分圧電源が適正に印加されない状態となるまでの時間も第２のスイッチ部の方が長くなる結果、第１のスイッチ部が供給経路の導通を終了するタイミングは、第２のスイッチ部におけるタイミングよりも早くなる。
【００３３】
こうして、第１のスイッチ部による供給経路の導通の終了を、第２のスイッチ部による導通よりも先に実施することができるため、第１，第２のスイッチ部による供給経路の導通を終了させる際に短絡が継続している状況下においても、この第１のスイッチが損傷してしまうことを防止することができる。
【００３４】
また、上述したように、第２のスイッチ部をスイッチング素子からなるものとした場合には、第１，第２抵抗素子に分圧された分圧電源が受付端子−入力端子間に印加され、この分圧電源に応じた信号を受付端子により受けて、この供給経路の導通が実現される。
【００３５】
このとき、第２のスイッチ部に供給経路を導通させるには、ある程度のレベルを有する分圧電源が必要になるため、できうる限り分圧電源を高くすることが望ましい。
このためには、上記各構成を以下に示すようにした第６の構成のようにすることが考えられる。
【００３６】
この構成では、前記第２のスイッチ部における前記第１抵抗素子には、前記第２抵抗素子よりも十分に大きな抵抗値（ｒ２２＜＜ｒ２１）を有するデバイスが用いられている。
この構成であれば、第２のスイッチ部における第１，第２抵抗素子のうち、受付端子−入力端子間に印加される分圧電源を決する第１抵抗素子が、第２抵抗素子よりも十分に大きな抵抗値を有しているため、電源に占める分圧電源のレベルをできうる限り高くすることができる。これにより、第１抵抗素子が十分に大きな抵抗値を有していない場合と比べて、電源のレベルが低い一定の範囲においても、供給経路の導通を実現することができるようになる。
【００３７】
また、上述したように、第１のスイッチ部をスイッチング素子からなるものとした場合には、第１，第２抵抗素子に分圧された分圧電源が受付端子−入力端子間に印加され、この分圧電源に応じた信号を受付端子により受けて、この供給経路の導通が実現される。
【００３８】
このとき、第１のスイッチ部に供給経路を導通させるには、ある程度の分圧電源が必要になるため、できうる限り分圧電源を高くすることが望ましい。
このためには、上記各構成を以下に示すようにした第７の構成のようにすることが考えられる。
【００３９】
この構成では、前記第１のスイッチ部における前記第１抵抗素子には、前記第２抵抗素子よりも十分に大きな抵抗値（ｒ１２＜＜ｒ１１）を有するデバイスが用いられている。
この構成であれば、第１のスイッチ部における第１，第２抵抗素子のうち、受付端子−入力端子間に印加される分圧電源を決する第１抵抗素子が、第２抵抗素子よりも十分に大きな抵抗値を有しているため、電源に占める分圧電源のレベルをできうる限り高くすることができる。これにより、第１抵抗素子が十分に大きな抵抗値を有していない場合と比べて、電源のレベルが低い一定の範囲においても、供給経路の導通を実現することができるようになる。
【００４０】
また、前記供給経路中に設けられたヒューズが、該供給経路に発生した短絡により流れる電流で溶断するように構成されている場合においては、上記各構成を以下に示すようにした第８の構成のようにするとよい。
【００４１】
この構成において、前記第２のスイッチ部には、少なくとも前記供給経路に短絡が発生した場合に前記ヒューズを溶断させる電流を、該第２のスイッチ部が導通させた導通経路に正常に流すことのできるデバイスが用いられている。
【００４２】
この構成であれば、供給経路に継続的な短絡が発生したとしても、そのときに供給経路を流れる電流を、ヒューズの溶断まで継続して第２のスイッチ部による導通経路に流すことができるため、その溶断により供給経路が開放されるまでの間は、少なくとも負荷部の動作を継続することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
１．全体構成
負荷駆動装置１は、図１に示すように、電源部（本実施形態ではバッテリ）１００からの電源供給を受けて複数の負荷部２００をそれぞれ駆動するように構成されたものであって、電子制御装置の一部として実装された装置である。
【００４４】
本実施形態において、負荷部２００とは、車両におけるエンジン，ブレーキ，ヘッドランプ，パワーウィンドウなど、および、これらへの電源供給を行うためのリレーのことであるが、図においては、このリレーのみを負荷部２００として示すものとする。
【００４５】
この負荷駆動装置１には、電源部１００に接続される電源端子１０，負荷部２００に接続される負荷端子２０，電源端子１０から負荷端子２０へと至る電源の供給経路（以降、単に「供給経路」という）に直列に接続された第１のスイッチ部３０などが備えられており、この第１のスイッチ部３０に供給経路を導通させることで負荷端子２０を介して接続された負荷部２００を駆動するように構成されている。
【００４６】
なお、電源部１００から電源端子１０へと至る経路中には、供給経路に短絡が発生した場合にこの供給経路に流れる大きな電流（以降「短絡電流」という）を検出してこの経路を開放する保護装置（例えば、ヒューズや開閉器など）３００が設けられている。
【００４７】
上述したうち、第１のスイッチ部３０は、外部からの指令を受ける受付端子としてのベース端子と、供給経路における電源端子１０側に接続される入力端子としてのエミッタ端子と、供給経路における負荷端子２０側に接続される出力端子としてのコレクタ端子と、を有し、電源部１００からの電源により動作するスイッチング素子（いわゆるバイポーラトランジスタ）である。
【００４８】
また、この第１のスイッチ部３０においては、入力端子と電源端子１０（供給経路における電源部側）とが接続され、出力端子と負荷端子２０（供給経路における負荷部側）とが接続され、入力端子と受付端子とが第１抵抗素子Ｒ１１を介して接続され、受付端子に第２抵抗素子Ｒ１２の一端が接続されている。また、入力端子と受付端子とを接続する第１抵抗素子Ｒ１１には、コンデンサＣが並列に接続されている。なお、第２抵抗素子Ｒ１２の他端は、図示されない制御回路に接続されている。
【００４９】
そして、この第２抵抗素子Ｒ１２の他端の信号レベルがＬレベルとなると、第１抵抗素子Ｒ１１，第２抵抗素子Ｒ１２により分圧された電源（分圧電源）が入力端子と受付端子との間に印加され、こうして印加された分圧電源に応じた信号を外部からの指令として受付端子から受けて入力端子と出力端子との間が導通される。
【００５０】
また、負荷駆動装置１には、供給経路と直列に，かつ，第１のスイッチ部３０と並列に接続された第２のスイッチ部４０が備えられ、この第２のスイッチ部４０を第１のスイッチ部３０と共に供給経路を導通させることによって、負荷端子２０を介して接続された負荷部２００が駆動される。
【００５１】
この第２のスイッチ部４０は、外部からの指令を受ける受付端子してのゲート端子と、供給経路における電源端子１０側に接続される入力端子としてのソース端子と、供給経路における負荷端子２０側に接続される出力端子としてのドレイン端子と、を有し、電源部１００からの電源により動作するスイッチング素子（いわゆる電界効果型トランジスタ，ＦＥＴ；Field Effect Transistor ）である。
【００５２】
また、この第２のスイッチ部４０においては、入力端子と電源端子１０とが接続され、出力端子と負荷端子２０とが接続され、入力端子と受付端子とが第１抵抗素子Ｒ２１を介して接続され、受付端子に第２抵抗素子Ｒ２２の一端が接続されている。また、入力端子と受付端子とを接続する第１抵抗素子Ｒ２１には、この端子間の電圧を一定にすべくツェナーダイオードＺＤが並列に接続されている。なお、第２抵抗素子Ｒ２２の他端は、第１のスイッチ部３０と同様、図示されない制御回路に接続されている。
【００５３】
そして、この第２抵抗素子Ｒ２２の他端の信号レベルがＬレベルとなると、第１抵抗素子Ｒ２１，第２抵抗素子Ｒ２２により分圧された電源（分圧電源）が入力端子と受付端子との間に印加され、こうして印加された分圧電源に応じた信号を外部からの指令として受付端子から受けて入力端子と出力端子との間が導通される。
【００５４】
また、上述した第２のスイッチ部４０には、短絡電流をこの第２のスイッチ部４０が導通させた導通経路に正常に流すことのできるデバイスが用いられている。一方、第１のスイッチ部３０には、短絡電流を考慮していない，つまり短絡電流を正常に導通経路に流せないが、低電圧（例えば、３．５Ｖ以下）においても定常に負荷を駆動できるデバイスが用いられている。
【００５５】
また、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０それぞれは、電子制御装置内部において複数の負荷部２００それぞれへと到達させるべく複数の経路に分岐している供給経路のうち、そうして分岐する前の経路部分に接続されている。なお、このように供給経路において分岐している複数の経路には、それぞれに逆流防止のダイオードＤｎ（ｎは１以上の数字）が直列に接続されている。
【００５６】
上述したような負荷駆動装置１において、第１のスイッチ部３０に関するもの以外の素子（第２のスイッチ部４０，第１抵抗素子Ｒ２１，第２抵抗素子Ｒ２２，ツェナーダイオードＺＤ，ダイオードＤｎ）および内部配線それぞれには、短絡発生時に供給経路に保護装置３００が作動しない程度の電流しか流れなかった場合を想定し、少なくとも、そのような電流を正常に流すことのできる程度の特性を有するものが採用されている。
【００５７】
そして、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０に接続された各抵抗値および静電容量は、次に示す（１）〜（４）の条件を充足するようにその値が定められている。
（１）第１のスイッチ部３０における第２抵抗素子Ｒ１２の抵抗値ｒ１２およびコンデンサＣの静電容量ｃ１で規定される時定数Ｔ１１（＝ｒ１２・ｃ１）が、第２のスイッチ部４０における第２抵抗素子Ｒ２２の抵抗値ｒ２２，および，受付端子と入力端子との間の寄生容量として観念される静電容量（ゲート容量）ｃ２で規定される時定数Ｔ２１（＝ｒ２２・ｃ２）よりも大きい（Ｔ２１＜Ｔ１１）。
（２）第２のスイッチ部４０における第１抵抗素子Ｒ２１の抵抗値ｒ２１，および，受付端子と入力端子との間の寄生容量として観念される静電容量ｃ２で規定される時定数Ｔ２２（＝ｒ２１・ｃ２）が、第１のスイッチ部３０における第１抵抗素子Ｒ１１の抵抗値ｒ１１，および，コンデンサＣの静電容量ｃ１で規定される時定数Ｔ１２（＝ｒ１１・ｃ１）よりも大きい（Ｔ２２＞Ｔ１２）。
（３）第２のスイッチ部４０における第１抵抗素子Ｒ２１は、第２抵抗素子Ｒ２２よりも十分に大きな抵抗値を有している（ｒ２２＜＜ｒ２１）。
（４）第１のスイッチ部３０における第１抵抗素子Ｒ１１は、第２抵抗素子Ｒ１２よりも十分に大きな抵抗値を有している（ｒ１２＜＜ｒ１１）。
【００５８】
これら条件に基づいて、本実施形態では、電源部１００から供給される電源のレベルＶｃｃが１２Ｖである場合の各値として、次のような値が定められている。
・第１のスイッチ部３０における第１抵抗素子Ｒ１１の抵抗値ｒ１１  ：  ４．７ｋΩ
・第１のスイッチ部３０における第２抵抗素子Ｒ１２の抵抗値ｒ１２  ：  ３７５Ω
・第１のスイッチ部３０におけるコンデンサＣの静電容量ｃ１  ：  ０．０４７μＦ
・第２のスイッチ部４０における第１抵抗素子Ｒ２１の抵抗値ｒ２１  ：  ３００ｋΩ
・第２のスイッチ部４０における第２抵抗素子Ｒ２２の抵抗値ｒ２２  ：  １ｋΩ
・第２のスイッチ部４０におけるゲート容量ｃ２  ：  ２０００ｐＦ
２．負荷駆動装置１の動作
続いて、電子制御装置が起動した以降における負荷駆動装置１の動作を図２，図３に基づいて説明する。なお、電子制御装置は、電源スイッチ４００がオン側に切り替えられることにより起動する。
【００５９】
まず、電子制御装置は、その起動直後、制御回路からＨレベル（ここでは、電源部１００からの電源と同じ信号レベル）の信号を負荷駆動装置１側へ出力するようになる（図２「起動」参照）。
【００６０】
この時点では、電源端子１０および制御回路からの出力それぞれがＨレベルとなっており、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０いずれにおいても、第１，第２抵抗素子からなる経路に適正な電流が流れることはなく、入力端子と受付端子との間に適正な分圧電源が印加されることもないため、供給経路の導通が行われることはない。
【００６１】
その後、電子制御装置は、所定の初期化処理が行われてから、制御回路からＬレベル（ここでは、グランドレベル）の信号を負荷駆動部１側へ出力するようになる（同図「駆動」参照）。
【００６２】
ここで、第１のスイッチ部３０における第２抵抗素子Ｒ１２の抵抗値ｒ１２およびコンデンサＣの静電容量ｃ１で規定される時定数Ｔ１１（＝ｒ１２・ｃ１）は、第２のスイッチ部４０における時定数Ｔ２１（＝ｒ２２・ｃ２）よりも大きい（Ｔ２１＜Ｔ１１）。
【００６３】
そのため、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０側へは、このＬレベルの信号が同じタイミングで第２抵抗素子Ｒ１２，Ｒ２２のへと入力されても、この第２抵抗素子における第１抵抗素子側の信号レベルまでがＬレベルになるまでの時間は、第１のスイッチ部３０の方が長くなる。
【００６４】
これにより、入力端子と受付端子との間に適正な分圧電源が印加されるまでの時間も第２のスイッチ部の方が長くなる結果、第１のスイッチ部が供給経路を導通するタイミングｔ１は、第２のスイッチ部におけるタイミングｔ２よりも遅くなる（同図ｔ１，ｔ２参照；ｔ２＜ｔ１）。
【００６５】
こうして、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０により供給経路が導通され、これ以降、電源部１００からの供給される電源を受けた負荷部２００の動作が開始される。
【００６６】
これ以降、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０により供給経路を導通させている状況下で供給経路に短絡が発生したとすると、この短絡時の短絡電流は、それぞれの能力差から大部分が第２のスイッチ部４０における導通経路にのみ流れることとなる。
【００６７】
ここでの短絡が一時的なものである場合には、その短絡が発生している間、第２のスイッチ部４０に短絡電流が流れるため、負荷部２００への電源供給が中断されることはなく、その短絡が発生する前後において電源供給が継続される。
【００６８】
一方、ここでの短絡が継続的なものであったとしても、少なくとも保護装置３００により供給経路が開放されるまでの間は、第２のスイッチ部４０に短絡電流が流れるため、一定期間だけ負荷部２００への電源供給が継続される。
【００６９】
また、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０それぞれによる供給経路の導通を終了するにあたって、電子制御装置は、制御回路から出力される信号，つまり第２抵抗素子Ｒ１２，Ｒ２２における他端側の信号レベルをＬレベルからＨレベルへと戻すことになる（図３「終了」参照）。
【００７０】
ここで、第２のスイッチ部３０における第１抵抗素子Ｒ２１の抵抗値ｒ２１および入力端子と受付端子との間の静電容量ｃ２で規定される時定数Ｔ２２（＝ｒ２１・ｃ２）は、第１のスイッチ部３０における時定数Ｔ１２（＝ｒ１１・ｃ１）よりも大きい（Ｔ２２＞Ｔ１２）。
【００７１】
そのため、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０における第２抵抗素子Ｒ１２，Ｒ２２の他端それぞれの信号レベルを同じタイミングでＬレベルからＨレベルに戻したとしても、この第２抵抗素子Ｒ１２，Ｒ２２における一端側の信号レベルまでがＨレベルに戻るまでの時間は、第２のスイッチ部４０の方が長くなる。
【００７２】
これにより、入力端子と受付端子との間に分圧電源が適正に印加されない状態となるまでの時間も第２のスイッチ部４０の方が長くなる結果、第１のスイッチ部３０が供給経路の導通を終了するタイミングｔ３は、第２のスイッチ部４０におけるタイミングｔ４よりも早くなる（同図ｔ３，ｔ４参照；ｔ３＜ｔ４）。
３．作用，効果
このように構成された負荷駆動装置１であれば、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０により供給経路を導通させている状況下で供給経路に一時的な短絡が発生したとしても、そのときに供給経路を流れる電流を第２のスイッチ部４０による導通経路に正常に（つまり損傷することなく）流すことができるため、その間も負荷部２００の動作を継続することができる。
【００７３】
また、仮に継続的な短絡が発生したとしても、そのときに供給経路を流れる電流を継続して第２のスイッチ部４０による導通経路に流すことができるため、供給経路に実装された保護装置３００により供給経路が開放されるまでの間は、少なくとも負荷部の動作を継続することができる。
【００７４】
これにより、例えば、車両におけるエンジン，ブレーキ，ヘッドランプ，パワーウィンドウなどのようにその動作に安全性や信頼性を求められる負荷部２００を駆動する装置として採用するのに適している。
【００７５】
それは、短絡が発生したとしても、一定の期間は車両におけるエンジン，ブレーキ，ヘッドランプ，パワーウィンドウなどを継続的に動作させることができるため、その車両の搭乗者が危険に曝される可能性を低くすることができるからである。
【００７６】
また、上記実施形態においては、供給経路を２つのスイッチ部それぞれにより導通することができるため、一方のスイッチ部が故障したとしても、他方のスイッチ部により供給経路の導通を継続することができる。
【００７７】
また、上記実施形態においては、本負荷駆動装置１における第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０が、複数の経路に分岐している供給経路のうち、そうして分岐する前の経路部分において接続されている。そのため、１つの負荷駆動装置１で統合的に複数の負荷部を動作させることができるようになり、複数の負荷部２００それぞれに対する負荷駆動装置１を設ける必要がなくなる。この効果は、製造コストや装置の単純化といった観点から負荷部の数が多くなるほど顕著となる。
【００７８】
また、上記実施形態では、各スイッチ部における第２抵抗素子Ｒ１２，Ｒ２２それぞれにつき、その他端の信号レベルを初期値としてＨレベルにしておき、その信号レベルを負荷部２００の駆動期間中にＬレベルへと変化させることによって、各スイッチ部による供給経路の導通を実現することができる。
【００７９】
また、上記実施形態では、第２抵抗素子の抵抗値および入力端子と受付端子との間の静電容量で規定される時定数が、第２のスイッチ部４０よりも第１のスイッチ部３０において大きくなっている。そのため、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０における第２抵抗素子の他端それぞれの信号レベルを同じタイミングでＨレベルからＬレベルにしたとしても、この第２抵抗素子における一端側の信号レベルまでがＬレベルになるまでの時間は、第１のスイッチ部３０の方が長くなる。
【００８０】
これにより、入力端子と受付端子との間に適正な分圧電源が印加されるまでの時間も第１のスイッチ部３０の方が長くなる結果、第１のスイッチ部３０が供給経路を導通するタイミングは、第２のスイッチ部４０におけるタイミングよりも遅くなる。
【００８１】
こうして、第２のスイッチ部４０による供給経路の導通を、第１のスイッチ部３０による導通よりも先に実施することができるため、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０により供給経路を導通させるのに先立って既に供給経路に短絡が発生している状況下においても、この第１のスイッチ部３０が損傷してしまうことを防止することができる。
【００８２】
また、上記実施形態では、第１抵抗素子の抵抗値および入力端子と受付端子との間の静電容量で規定される時定数が、第１のスイッチ部３０よりも第２のスイッチ部４０において大きくなっている。そのため、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０における第２抵抗素子の他端それぞれの信号レベルを同じタイミングでＬレベルからＨレベルに戻したとしても、この第２抵抗素子における一端側の信号レベルまでがＨレベルに戻るまでの時間は、第２のスイッチ部４０の方が長くなる。
【００８３】
これにより、入力端子と受付端子との間に分圧電源が適正に印加されない状態となるまでの時間も第２のスイッチ部４０の方が長くなる結果、第１のスイッチ部３０が供給経路の導通を終了するタイミングは、第２のスイッチ部４０におけるタイミングよりも早くなる。
【００８４】
こうして、第１のスイッチ部３０による供給経路の導通の終了を、第２のスイッチ部４０による導通よりも先に実施することができるため、第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０による供給経路の導通を終了させる際に短絡が継続している状況下においても、この第１のスイッチ部３０が損傷してしまうことを防止することができる。
【００８５】
また、上記実施形態では、第２のスイッチ部４０における第１抵抗素子Ｒ２１，第２抵抗素子Ｒ２２のうち、受付端子−入力端子間に印加される分圧電源を決する第１抵抗素子Ｒ２１が、第２抵抗素子Ｒ２２よりも十分に大きな抵抗値を有しているため、電源に占める分圧電源のレベルをできうる限り高くすることができる。これにより、第１抵抗素子Ｒ２１が十分に大きな抵抗値を有していない場合と比べて、電源のレベルが低い一定の範囲においても、供給経路の導通を実現することができるようになる。
【００８６】
また、上記実施形態では、第１のスイッチ部３０における第１抵抗素子Ｒ１１，第２抵抗素子Ｒ１２のうち、受付端子−入力端子間に印加される分圧電源を決する第１抵抗素子Ｒ１１が、第２抵抗素子Ｒ１２よりも十分に大きな抵抗値を有しているため、電源に占める分圧電源のレベルをできうる限り高くすることができる。これにより、第１抵抗素子Ｒ１１が十分に大きな抵抗値を有していない場合と比べて、電源のレベルが低い一定の範囲においても、供給経路の導通を実現することができるようになる。
【００８７】
また、上記実施形態では、第１のスイッチ部３０における第２抵抗素子Ｒ１２の抵抗値が、第１抵抗素子Ｒ１１と比べて十分に小さな値となっている。そのため、第１のスイッチ部３０が供給経路を導通している状態における第２抵抗素子Ｒ１２の発熱を十分に抑えることができる。
【００８８】
また、上記実施形態では、第２抵抗素子Ｒ１２の抵抗値ｒ１２に対し、第１抵抗素子Ｒ１１の抵抗値ｒ１１が十分に大きな値となっている。そのため、通常、下記の［式ａ］のように、第１抵抗素子Ｒ１１，第２抵抗素子Ｒ１２に基づいて決められるべき出力電流（第１のスイッチ部３０からの出力となる信号）Ｉｏｕｔを、下記の［式ｂ］のように、第１抵抗素子Ｒ１１の抵抗値ｒ１１を考慮せずに決めることができるようになる。
［式ａ］  Ｉｏｕｔ＝（（（（Ｖｃｃ・Ｖｂｅ）＾２）／Ｒ１２）−（Ｖｂｅ／Ｒ１１））・Ｈｆｅ
［式ｂ］  Ｉｏｕｔ＝（（（（Ｖｃｃ・Ｖｂｅ）＾２）／Ｒ１２））・Ｈｆｅ
※  Ｖｃｃ：電源部１００から供給される電源の電圧
Ｖｂｅ：第１のスイッチ部３０におけるベース端子−エミッタ端子間の電圧
Ｈｆｅ：第１のスイッチ部３０における直流電流増幅率
４．変形例
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【００８９】
例えば、上記実施形態においては、本負荷駆動装置１における第１のスイッチ部３０，第２のスイッチ部４０が、複数の経路に分岐している供給経路のうち、そうして分岐する前の経路部分において接続された構成を例示した。しかし、これらスイッチ部からなる負荷駆動装置１は、そうして分岐した以降の経路部分それぞれに対して設けることとしてもよい。
【００９０】
また、上記実施形態においては、第２のスイッチ部４０として電界効果型トランジスタが用いられているものを例示した。しかし、この第２のスイッチ部４０としては、短絡電流を流すことのできるデバイスであればよく、例えば、ＩＧＢＴなどを採用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】負荷駆動装置の全体構成を示す回路図
【図２】負荷駆動装置の動作を示すタイミングチャート（１／２）
【図３】負荷駆動装置の動作を示すタイミングチャート（２／２）
【符号の説明】
【００９２】
１…負荷駆動装置、１０…電源端子、２０…負荷端子、３０…第１のスイッチ部、４０…第２のスイッチ部、１００…電源部、２００…負荷部、３００…保護装置、４００…電源スイッチ、Ｃ…コンデンサ、Ｄｎ…ダイオード、Ｒ１１…第１抵抗素子、Ｒ１２…第２抵抗素子、Ｒ２１…第１抵抗素子、Ｒ２２…第２抵抗素子、ＺＤ…ツェナーダイオード。
【図１】
0005076949.tif 000002
【図２】
0005076949.tif 000003
【図３】
0005076949.tif 000004