負(fù)載驅(qū)動電路的制作方法
【專利摘要】在組裝到車載電子控制裝置中并且內(nèi)置有診斷負(fù)載的異常的診斷電路的負(fù)載驅(qū)動電路中，不對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響地檢測診斷電路的故障。在診斷電路發(fā)生故障的情況下，診斷電路自身沒有控制車輛的功能，所以考慮對車輛動作不造成影響，且乘上車輛的乘客沒注意到該故障的情況。另外，在診斷電路發(fā)生故障的情況下，只要沒有檢測在診斷電路中發(fā)生故障這一情況的功能，則車輛控制系統(tǒng)也無法檢測該故障的發(fā)生。即，在診斷電路發(fā)生故障的情況下，有可能是乘客無法認(rèn)識到、車輛控制系統(tǒng)也無法檢測到的故障。在不需要診斷電路診斷負(fù)載的異常的狀態(tài)時，對診斷電路注入模擬異常信號，確認(rèn)診斷電路能否將所注入的模擬異常信號檢測為故障，從而判定診斷電路是否發(fā)生故障。
【專利說明】
負(fù)載驅(qū)動電路
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及組裝到車載電子控制裝置中的、內(nèi)置有診斷電路的負(fù)載驅(qū)動電路。
【背景技術(shù)】
[0002]為了進(jìn)行車輛控制，有時通過PWM、頻率驅(qū)動來對驅(qū)動元件的導(dǎo)通與非導(dǎo)通進(jìn)行切換，并驅(qū)動螺線管、繼電器、加熱器、馬達(dá)等負(fù)載。在這樣的負(fù)載驅(qū)動電路中，以往以來，有具備診斷所驅(qū)動的負(fù)載的狀態(tài)的診斷電路的負(fù)載驅(qū)動電路，通過測定負(fù)載驅(qū)動電路內(nèi)的規(guī)定的物理量來診斷負(fù)載的狀態(tài)。有時這樣的診斷電路在車輛動作中始終持續(xù)診斷在所驅(qū)動的負(fù)載的狀態(tài)是否發(fā)生異常。
[0003]另一方面，在這樣的診斷電路發(fā)生故障的情況下，由于診斷電路自身沒有控制車輛的功能，所以也考慮對車輛動作不造成影響，且乘上車輛的乘客沒注意到該故障的情況。另外，在診斷電路發(fā)生故障的情況下，只要沒有對診斷電路發(fā)生了故障這一情況進(jìn)行檢測的功能，則有時車輛控制系統(tǒng)也無法檢測到該故障的發(fā)生。即，在診斷電路發(fā)生故障的情況下，有可能是乘客無法認(rèn)識到、車輛控制系統(tǒng)也無法檢測到的潛在故障。
[0004]在診斷電路發(fā)生故障的狀態(tài)時，如果在所驅(qū)動的負(fù)載中發(fā)生異常，則診斷電路無法檢測負(fù)載的異常，進(jìn)而也無法根據(jù)負(fù)載的異常而啟動用于維護(hù)負(fù)載驅(qū)動電路的保護(hù)功能。即，如果發(fā)生在診斷電路發(fā)生故障的狀態(tài)下在負(fù)載中發(fā)生異常這樣的雙重故障，則也無法啟動保護(hù)功能，所以在最壞的情況下，有可能導(dǎo)致負(fù)載驅(qū)動電路的損毀。
[0005]在專利文獻(xiàn)I中，在開啟車輛的點火開關(guān)之后的系統(tǒng)初始化處理中，或者在關(guān)閉車輛的點火開關(guān)之后的系統(tǒng)停止處理中，當(dāng)被從控制驅(qū)動電路的控制電路輸入驅(qū)動停止信號時，至少使驅(qū)動電路停止，從而保持在電子控制裝置中組裝了負(fù)載驅(qū)動電路的狀態(tài)地確認(rèn)診斷負(fù)載的狀態(tài)的診斷電路的正常動作。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007]專利文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)I:日本特開2009-77542號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0010]但是，在上述方法中，為了在開啟或者關(guān)閉點火開關(guān)時確認(rèn)診斷電路有沒有故障，在車輛行駛中發(fā)生了故障的情況下，直至發(fā)現(xiàn)該故障為止需要時間，如果在該期間驅(qū)動的負(fù)載的狀態(tài)發(fā)生異常，則有可能由于雙重故障而導(dǎo)致負(fù)載驅(qū)動電路損毀，無法進(jìn)行負(fù)載控制。
[0011]因此，在診斷電路發(fā)生了故障的情況下，即使對車輛控制未造成影響，也期望迅速地檢測該故障并通過故障警告燈等警告乘客。
[0012]本發(fā)明的目的在于，在車輛動作中不對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響地注入模擬異常信號來確認(rèn)負(fù)載驅(qū)動電路中的診斷電路是否發(fā)生異常。
[0013]解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0014]作為其一個例子，例如，在控制負(fù)載的期間中并且在診斷電路未進(jìn)行負(fù)載的異常的診斷時，通過對診斷電路注入模擬異常信號來診斷在診斷電路中是否發(fā)生異常，從而能夠達(dá)到上述目的。
[0015]發(fā)明效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠不對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響地，通過針對每個負(fù)載驅(qū)動周期注入模擬異常信號來判定負(fù)載驅(qū)動電路中的診斷電路是否發(fā)生故障。
【附圖說明】
[0017]圖1是示出用于根據(jù)驅(qū)動元件的狀態(tài)來確認(rèn)在診斷電路中是否發(fā)生故障的次序的流程圖。
[0018]圖2是作為診斷電路而具有電池短路檢測電路的低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路
1
[0019]圖3是用于說明圖2的動作的時序圖1。
[0020]圖4是用于說明圖2的動作的時序圖2。
[0021]圖5是作為診斷電路而具有接地短路檢測電路和負(fù)載開路檢測電路的低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路。
[0022]圖6是作為診斷電路而具有接地短路檢測電路、負(fù)載開路檢測電路和電池短路檢測電路的高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路。
[0023]圖7是作為診斷電路而具有接地短路檢測電路和電池短路檢測電路的半橋結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路。
[0024]圖8是作為診斷電路而具有電池短路檢測電路的低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路
2。圖9是用于說明圖8的動作的時序圖。
[0025]符號說明
[0026]10:控制電路
[0027]Ila?Il1:比較電路
[0028]12a?12e:前置驅(qū)動器
[0029]13a:電池短路閾值電壓生成電路(低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0030]13b:接地短路閾值電壓生成電路(低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0031]13c:負(fù)載開路閾值電壓生成電路(低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0032 ]13d:電池短路閾值電壓生成電路(高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0033]13e:負(fù)載開路閾值電壓生成電路(高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0034]13f:接地短路閾值電壓生成電路(高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0035]13g:接地短路閾值電壓生成電路(半橋結(jié)構(gòu))
[0036]13h:電池短路閾值電壓生成電路(半橋結(jié)構(gòu))
[0037]14a?14d:差動放大電路
[0038]15a?15η:信號切換電路
[0039]17a:電池短路模擬異常信號生成電路(低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0040]17b:接地短路模擬異常信號生成(低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0041]17c:負(fù)載開路模擬異常信號生成(低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0042]17d:電池短路模擬異常信號生成(高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0043]17e:負(fù)載開路模擬異常信號生成(高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0044]17f:接地短路模擬異常信號生成電路(高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu))
[0045]17e:接地短路模擬異常信號生成電路(半橋結(jié)構(gòu))
[0046]17g:電池短路模擬異常信號生成電路(半橋結(jié)構(gòu))
[0047]18a?18e:電流檢測電阻
[0048]19a ?19e:驅(qū)動元件 MOSFET
[0049]20a、20b:恒流源
[0050]21:驅(qū)動控制電路
[0051 ]22:診斷用驅(qū)動控制電路
[0052]23:增益可變更的差動放大電路
[0053]100:負(fù)載驅(qū)動電路
[0054]101:負(fù)載
[0055]102:電容器
[0056]103、104:電源
[0057]NlOa:驅(qū)動元件M0SFET19a的漏極信號(低端結(jié)構(gòu))
[0058]NlOb:驅(qū)動元件M0SFET19b的源極信號(高端結(jié)構(gòu))
[0059]NI Ia:電流檢測電阻18a的上游側(cè)信號
[0060]NIIb:電流檢測電阻18a的下游側(cè)信號
[0061]N12a:電池短路模擬異常信號生成電路17a的上游側(cè)輸出信號
[0062]NI 2b:電池短路模擬異常信號生成電路17a的下游側(cè)輸出信號
[0063]N13a:信號切換電路15a的輸出信號
[0064]N13b:信號切換電路15b的輸出信號
[0065]N14:信號切換電路15a和15b的切換信號
[0066]NI 5:驅(qū)動元件MOSFET19a的柵極輸入信號
[0067]N16:差動放大電路14a的輸出信號
[0068]NI7:電池短路閾值電壓生成電路13a的輸出信號
[0069]N18:比較電路I Ia的輸出信號
[0070]NlOl:驅(qū)動控制電路21的輸出信號
[0071]N102:診斷用驅(qū)動控制電路22的輸出信號
[0072]N103:信號切換電路15g的輸出信號
[0073 ]NI 04:增益可變更的差動放大電路23的輸出信號
[0074]N105:電池短路閾值電壓生成電路13i的輸出信號
[0075]N106:比較電路I Ia的輸出信號
[0076]P10:不應(yīng)該進(jìn)行過流檢測的電平的模擬異常信號
[0077]Pl 1:應(yīng)該進(jìn)行過流檢測的電平的模擬異常信號。
【具體實施方式】
[0078]實施例1
[0079]以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實施例。
[0080]圖1是示出用于根據(jù)驅(qū)動元件的狀態(tài)來確認(rèn)在診斷電路中是否發(fā)生故障的次序的流程圖。
[0081]首先，在圖1所示的步驟SlO中，根據(jù)驅(qū)動元件的狀態(tài)，判定是否為需要診斷電路對負(fù)載的異常進(jìn)行診斷的狀態(tài)。
[0082]在驅(qū)動元件處于需要通過診斷電路診斷負(fù)載的異常的狀態(tài)的情況下(S10判定:“是”)，診斷電路診斷在負(fù)載中是否發(fā)生異常。在診斷電路未檢測到在負(fù)載中發(fā)生異常的情況下(步驟S21:“否”)，負(fù)載的狀態(tài)判定為正常，回到SlO判定。在診斷電路檢測到在負(fù)載中發(fā)生異常的情況下(步驟S21:“是”)，根據(jù)需要，啟動保護(hù)負(fù)載驅(qū)動電路以免受所發(fā)生的異常影響等動作，進(jìn)而將異常的發(fā)生通知給微型計算機等主控制裝置。主控制裝置根據(jù)發(fā)生異常的部位、所發(fā)生的異常的種類等，使車輛轉(zhuǎn)移到規(guī)定的動作。
[0083]在驅(qū)動元件處于不需要通過診斷電路診斷負(fù)載的異常的狀態(tài)的情況下(S10判定:“否”)，診斷電路不需要診斷在負(fù)載中是否發(fā)生異常。因此，在診斷電路不需要進(jìn)行診斷的期間中，將與在負(fù)載的異常狀態(tài)時產(chǎn)生的物理量相當(dāng)?shù)哪M異常信號注入到診斷電路中，確認(rèn)診斷電路能否將其檢測為負(fù)載的異常，從而確認(rèn)在診斷電路中是否有故障。在將模擬異常信號注入到診斷電路中的結(jié)果是診斷電路輸出表示檢測到負(fù)載的異常的信號的情況下(步驟S31:“是”)，判定為在診斷電路中未發(fā)生故障，回到SlO判定。另一方面，在將模擬異常信號注入到診斷電路中的結(jié)果是診斷電路未輸出表示檢測到故障的信號的情況下(步驟S31: “否”)，判定為在診斷電路中發(fā)生故障，對微型計算機等主控制裝置通知在診斷電路中發(fā)生故障這一情況。主控制裝置根據(jù)發(fā)生故障的診斷電路的部位等，將故障警告燈點亮并通知駕駛員等，使車輛轉(zhuǎn)移到規(guī)定的動作。
[0084]以下，參照圖2，說明具體例。
[0085]圖2示出作為診斷電路而具有基于過流檢測的電池短路檢測功能的低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路。
[0086]低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路100是設(shè)置于電源103和負(fù)載101的下游的電路，其包括:
[0087]驅(qū)動元件M0SFET19a和用于驅(qū)動它的前置驅(qū)動器12a;
[0088]電流檢測電阻18a，其用于診斷在驅(qū)動元件M0SFET19a中流過的電流；
[0089]差動放大電路14a，其將電流檢測電阻18a的兩端電壓放大；
[0090]電池短路閾值電壓生成電路13a，其確定是否產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流的閾值；[0091 ]比較電路11 a，其對差動放大電路14a的輸出電壓與電池短路閾值電壓生成電路13a的值進(jìn)行比較并判定是否產(chǎn)生過流；
[0092]電池短路模擬異常信號生成電路17a，其生成與產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流時在電流檢測電阻18a的兩端產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷海?br>[0093]信號切換電路15a和15b，其將輸入給差動放大電路14a的信號切換為電流檢測電阻18a的兩端電壓或者電池短路模擬異常信號生成電路17a;以及
[0094]控制電路1，其控制它們的動作。
[0095]此外，雖然未圖示，但根據(jù)所驅(qū)動的負(fù)載的特性，也可以在負(fù)載驅(qū)動電路中包括驅(qū)動元件保護(hù)用的鉗位二極管、使電流回流的回流二極管。
[0096]圖2中的診斷電池短路的診斷電路包括電流檢測電阻18a、差動放大電路14 a、電池短路閾值電壓生成電路13a、比較電路I la。
[0097]在診斷電路中，當(dāng)在驅(qū)動元件M0SFET19a是導(dǎo)通狀態(tài)時由于負(fù)載101的異常而發(fā)生電池短路的情況下，大電流流過電流檢測電阻18a，電流檢測電阻18a的兩端電壓差變大，將兩端電壓之差放大的差動放大電路14a的輸出電壓上升，在該電壓超過由電池短路閾值電壓生成電路13a生成的電壓時，判定為產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流并通知給控制電路10。收到發(fā)生電池短路的通知的控制電路10開始進(jìn)行將用于使驅(qū)動元件M0SFET19a非導(dǎo)通并使電流停止的信號發(fā)送到前置驅(qū)動器12a等保護(hù)動作。
[0098]另一方面，在驅(qū)動元件M0SFET19a是非導(dǎo)通狀態(tài)時，在由于負(fù)載101的異常而發(fā)生電池短路的情況下也不會流過電流，所以診斷電路不需要診斷由電池短路導(dǎo)致的過流。
[0099]S卩，在為了進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動控制而按導(dǎo)通狀態(tài)與非導(dǎo)通狀態(tài)對驅(qū)動元件進(jìn)行開關(guān)的情況下，在驅(qū)動元件處于不需要通過診斷電路進(jìn)行診斷的狀態(tài)時，如果進(jìn)行診斷電路的故障有無的確認(rèn)，則不會對用于車輛控制的負(fù)載驅(qū)動造成影響，并防止在診斷電路中發(fā)生的故障成為潛在故障。
[0100]以下，參照圖3，說明用于確認(rèn)在診斷電池短路的診斷電路中是否發(fā)生故障的動作次序。
[0101]控制電路10將控制負(fù)載驅(qū)動的信號發(fā)送到前置驅(qū)動器12a，驅(qū)動元件M0SFET19a被輸入圖3的(a)所示的驅(qū)動元件MOSFET19a的柵極輸入信號NI 5。
[0102]在柵極輸入信號N15是High的期間中，驅(qū)動元件M0SFET19a為導(dǎo)通狀態(tài)，圖3的(b)所示的電流流過電流檢測電阻18a。此時，在電流檢測電阻18a上產(chǎn)生壓降，電流檢測電阻18a的上游側(cè)信號Nlla與下游側(cè)信號Nllb的電壓差為圖3的(c)所示。控制電路10在柵極輸入信號N15是High的期間中，控制信號切換電路15a和15b，并控制成，將電流檢測電阻18a的上游側(cè)信號Nlla輸出到信號切換電路15a的輸出信號N13a、將電流檢測電阻18a的下游側(cè)信號Nllb輸出到信號切換電路15b的輸出信號N13b。
[0103]另一方面，在柵極輸入信號N15是Low的期間中，驅(qū)動元件M0SFET19a為非導(dǎo)通狀態(tài)。此時，電池短路模擬異常信號生成電路17a生成與產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流的情況下在電流檢測電阻18a的上游側(cè)信號Nlla與下游側(cè)信號Nllb產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾娖降碾妷盒盘枺謩e通過電池短路模擬異常信號生成電路17a的上游側(cè)輸出信號N12a和下游側(cè)輸出信號N12b而輸出到信號切換電路15a和15b。圖3的(d)示出電池短路模擬異常信號生成電路17a生成的上游側(cè)輸出信號N12a與下游側(cè)輸出信號N12b的電壓差的波形。控制電路10在柵極輸入信號N15是Low的期間中，控制信號切換電路15a和15b，并控制成，將電池短路模擬異常信號生成電路17a的上游側(cè)輸出信號N12a輸出到信號切換電路15a的輸出信號N13a、將電池短路模擬異常信號生成電路17a的下游側(cè)輸出信號NI 2b輸出到信號切換電路15b的輸出信號NI 3b。
[0104]作為該控制的結(jié)果，圖3的(e)示出對差動放大電路14a輸入的信號的電壓差。差動放大電路14a將所輸入的波形放大并輸出到輸出信號NI 6。圖3的(f)示出差動放大電路14a的輸出信號N16的電壓波形。
[0105]將差動放大電路14a的輸出信號N16輸入到比較電路11a，并與確定電池短路判定的閾值電平的電池短路閾值電壓生成電路13a生成的電壓進(jìn)行比較。圖3的(h)示出電池短路閾值電壓生成電路13a生成并輸出的信號N17。比較電路Ila在差動放大電路14a的輸出電壓超過電池短路閾值電壓生成電路13a生成的電壓時，判定為產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流，針對控制電路1，在輸出信號NI 8中輸出Hi gh。
[0106]電池短路模擬異常信號生成電路17a生成與產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流時在電流檢測電阻18a的兩端產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷?，所以如果在差動放大電?4a、比較電路11a、電池短路閾值電壓生成電路13a、信號切換電路15a和15b、電池短路模擬異常信號生成電路17a中未發(fā)生故障，則如圖3的(g)所示，比較電路Ila對控制電路10輸出High。另一方面，在比較電路I Ia未對控制電路10輸出High的情況下，判斷為在差動放大電路14a、比較電路I Ia、電池短路閾值電壓生成電路13a、信號切換電路15a和15b、電池短路模擬異常信號生成電路17a中的至少一個電路中發(fā)生了故障。
[0107]以上，在驅(qū)動元件M0SFET19a處于非導(dǎo)通狀態(tài)時，將與產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流時在電流檢測電阻18a的兩端產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷鹤⑷氲皆\斷電路中，確認(rèn)診斷電路是否檢測異常，從而能夠判定在診斷電路中是否發(fā)生異常。
[0108]此外，在圖3的(d)中，在柵極輸入信號N15是Low的期間中，注入I個模擬異常信號，但也可以注入I個以上的模擬異常信號，在診斷電路檢測到I個以上的異常時，判定為診斷電路正常。
[0109]另外，如圖4的(d)所示，電池短路模擬異常信號生成電路17a注入不應(yīng)該進(jìn)行電池短路檢測的電平的模擬異常信號PlO和應(yīng)該進(jìn)行電池短路檢測的電平的模擬異常信號Pll這至少2種模擬異常信號，確認(rèn)在注入模擬異常信號PlO時比較電路Ila不進(jìn)行異常檢測、在注入模擬異常信號PU時比較電路Ila進(jìn)行異常檢測，從而能夠判定為用于電池短路判定的閾值存在于模擬異常信號PlO的電壓電平與模擬異常信號Pll的電壓電平之間。
[0110]進(jìn)而，如圖4所示，也可以在周期Tl和周期T2這連續(xù)的2個周期注入模擬異常信號，在診斷電路在連續(xù)的2個周期內(nèi)檢測到由模擬異常信號導(dǎo)致的故障的情況下，判定為診斷電路正常。用于注入模擬異常信號并使診斷電路檢測故障的連續(xù)的周期也可以是2個以上。[0?11 ]當(dāng)在驅(qū)動元件M0SFET19a是非導(dǎo)通狀態(tài)時檢測到表示產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流的信號的情況下，由于是基于模擬異常信號注入的異常檢測，所以異常檢測被控制電路10等屏蔽，以避免對負(fù)載驅(qū)動電路的動作造成影響的方式進(jìn)行控制。
[0112]實施例2
[0113]圖5與實施例2相關(guān)，示出作為診斷電路而具有接地短路檢測功能和負(fù)載開路檢測功能的低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路。
[0114]根據(jù)圖5所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的接地短路檢測單元，在驅(qū)動元件M0SFET19a是非導(dǎo)通狀態(tài)時，在因負(fù)載101的異常而發(fā)生接地短路的情況下，由于驅(qū)動元件M0SFET19a的漏極信號NlOa處于地電位附近，所以比較電路Ilb對驅(qū)動元件M0SFET19a的漏極信號NlOa的電位與接地短路閾值電壓生成電路13b生成的電壓進(jìn)行比較，在漏極信號NlOa的電位低于接地短路閾值電壓生成電路13b生成的電壓的情況下判定為負(fù)載是接地短路狀態(tài)。
[0115]另一方面，根據(jù)圖5所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的負(fù)載開路檢測單元，在驅(qū)動元件M0SFET19a是非導(dǎo)通狀態(tài)時，為了使漏極信號NlOa的電位轉(zhuǎn)移到規(guī)定的電位，恒流源20a和20b使電容器1 2的電荷進(jìn)行充放電，比較電路11 c對漏極信號NI Oa的電位與負(fù)載開路閾值電壓生成電路13c生成的電壓進(jìn)行比較，在漏極信號NlOa的電位超過負(fù)載開路閾值電壓生成電路13c生成的電壓的情況下判定為負(fù)載是開路狀態(tài)。
[0116]此外，雖然未圖示，但根據(jù)所驅(qū)動的負(fù)載的特性，也可以在負(fù)載驅(qū)動電路中包括驅(qū)動元件保護(hù)用的鉗位二極管、使電流回流的回流二極管。
[0117]無論發(fā)生接地短路和負(fù)載開路中的哪一種異常狀態(tài)，在驅(qū)動元件M0SFET19a是導(dǎo)通狀態(tài)時，漏極信號NlOa的電位都處于地電位附近，所以無法進(jìn)行異常狀態(tài)的檢測。即在驅(qū)動元件M0SFET19a是導(dǎo)通狀態(tài)時，由于負(fù)載101的異常，不需要進(jìn)行負(fù)載開路或者接地短路的診斷，所以通過在該期間中將模擬異常信號注入到診斷接地短路和負(fù)載開路的診斷電路中，從而能夠不對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響地判定在診斷電路中是否發(fā)生故障。
[0118]具體地說，在驅(qū)動元件MOSFET19a非導(dǎo)通的期間中，控制電路1控制信號切換電路15c和15d，將漏極信號NlOa連接到比較電路Ilb和11c。在該期間中，通過比較電路Ilb和Ilc將漏極信號NlOa的電位與確定用于各自的異常檢測的閾值電壓的接地短路閾值電壓生成電路13b的生成電壓和負(fù)載開路閾值電壓生成電路13c的生成電壓進(jìn)行比較，從而進(jìn)行接地短路異常和負(fù)載開路異常的診斷。
[0119]另一方面，在驅(qū)動元件M0SFET19a導(dǎo)通的期間中，控制電路10控制信號切換電路15c和15d，將生成與發(fā)生接地短路時在漏極信號NlOa中產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷旱慕拥囟搪纺M異常信號生成電路17b的生成電壓連接到比較電路11b，將生成與發(fā)生負(fù)載開路時在漏極信號NlOa中產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷旱呢?fù)載開路模擬異常信號生成電路17c的生成電壓連接到比較電路11c。
[0120]比較電路11b對接地短路模擬異常信號生成電路17b的生成電壓與接地短路閾值電壓生成電路13b的生成電壓進(jìn)行比較，在接地短路模擬異常信號生成電路17b的生成電壓低于接地短路閾值電壓生成電路13b的生成電壓的情況下，將異常檢測通知給控制電路10。由于接地短路模擬異常信號生成電路17b的生成電壓生成與發(fā)生接地短路時在漏極信號NlOa中產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷海栽诒容^電路Ilb檢測到異常的情況下，能夠判定為診斷電路正常。另一方面，在比較電路Ilb未檢測到異常的情況下，判定為在診斷電路中發(fā)生故障。
[0121 ]同樣地，比較電路I Ic對負(fù)載開路模擬異常信號生成電路17c的生成電壓與負(fù)載開路閾值電壓生成電路13c的生成電壓進(jìn)行比較，在負(fù)載開路模擬異常信號生成電路17c的生成電壓高于負(fù)載開路閾值電壓生成電路13c的生成電壓的情況下，將異常檢測通知給控制電路10。由于負(fù)載開路模擬異常信號生成電路17c的生成電壓生成與發(fā)生負(fù)載開路時在漏極信號NlOa中產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷?，所以在比較電路11 c檢測到異常的情況下，能夠判定為診斷電路正常。另一方面，在比較電路Ilc未檢測到異常的情況下，判定為在診斷電路中發(fā)生故障。
[0122]此外，關(guān)于模擬異常信號向診斷電路的注入，也可以在驅(qū)動元件M0SFET19a控制信號的I個周期內(nèi)的導(dǎo)通期間中，注入I個以上的模擬異常信號，在診斷電路檢測到I個以上的異常時，判定為診斷電路正常。
[0123]另外，與實施例1的圖4的(d)同樣地，接地短路模擬異常信號生成電路17b和負(fù)載開路模擬異常信號生成電路17c生成不應(yīng)該進(jìn)行異常檢測的電平的模擬異常信號和應(yīng)該進(jìn)行異常檢測的電平的模擬異常信號這至少2種模擬異常信號，從而能夠判定為用于異常檢測的閾值存在于2種模擬異常信號電平之間。
[0124]進(jìn)而，也可以與實施例1的圖4同樣地，在連續(xù)的I個以上的周期注入模擬異常信號，在診斷電路在連續(xù)的I個以上的周期檢測到由模擬異常信號導(dǎo)致的故障的情況下，判定為診斷電路正常。
[0125]當(dāng)在驅(qū)動元件M0SFET19a是導(dǎo)通狀態(tài)時檢測到表示異常的信號的情況下，由于是基于模擬異常信號注入的異常檢測，所以異常檢測被控制電路10等屏蔽，以避免對負(fù)載驅(qū)動電路的動作造成影響的方式進(jìn)行控制。
[0126]實施例3
[0127]圖6與實施例3相關(guān)，示出作為診斷電路而具有電池短路檢測功能、負(fù)載開路檢測功能和接地短路檢測功能的高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路。
[0128]根據(jù)圖6所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的電池短路檢測單元，在驅(qū)動元件M0SFET19b是非導(dǎo)通狀態(tài)時因負(fù)載101的異常而發(fā)生電池短路的情況下，由于驅(qū)動元件M0SFET19b的源極信號NlOb處于電池電位附近，所以比較電路Ild對源極信號NlOb的電位與電池短路閾值電壓生成電路13d輸出的電壓進(jìn)行比較，在源極信號NI Ob的電位超過電池短路閾值電壓生成電路13d輸出的電壓的情況下判定為負(fù)載是電池短路狀態(tài)。
[0129]另外，根據(jù)圖6所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的負(fù)載開路檢測單元，在驅(qū)動元件M0SFET19b是非導(dǎo)通狀態(tài)時，為了使源極信號NlOb的電位轉(zhuǎn)移到規(guī)定的電位，恒流源20a和20b使電容器1 2的電荷進(jìn)行充放電，比較電路11 e對源極信號NI Ob的電位與負(fù)載開路閾值電壓生成電路13c生成的電壓進(jìn)行比較，在源極信號NlOb的電位超過負(fù)載開路閾值電壓生成電路13c輸出的電壓的情況下判定為負(fù)載是開路狀態(tài)。
[0130]進(jìn)而，根據(jù)圖6所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的基于過流檢測的接地短路檢測單元，在驅(qū)動元件M0SFET19b是導(dǎo)通狀態(tài)時因負(fù)載101的異常而發(fā)生接地短路的情況下，在電流檢測電阻18b中流過大電流，電流檢測電阻18b的兩端電壓差變大，將兩端電壓之差放大的差動放大電路14b的輸出電壓上升，比較電路I If對差動放大電路14b的輸出電壓與接地短路閾值電壓生成電路13f生成的電壓進(jìn)行比較，在差動放大電路14b的輸出電壓超過接地短路閾值電壓生成電路13f生成的電壓的情況下判定為是接地短路狀態(tài)。
[0131]此外，雖然未圖示，但根據(jù)所驅(qū)動的負(fù)載的特性，也可以在負(fù)載驅(qū)動電路中包括驅(qū)動元件保護(hù)用的鉗位二極管、使電流回流的回流二極管。
[0132]即使發(fā)生電池短路或者負(fù)載開路的異常狀態(tài)，在驅(qū)動元件M0SFET19b是導(dǎo)通狀態(tài)時，源極信號NlOb的電位也處于地電位附近，所以無法利用源極信號NlOb的電位來進(jìn)行異常狀態(tài)的檢測。即在驅(qū)動元件M0SFET19b是導(dǎo)通狀態(tài)時，由于負(fù)載101的異常，不需要電池短路和負(fù)載開路的診斷，所以通過在該期間中將模擬異常信號注入到診斷電池短路和負(fù)載開路的診斷電路中，從而能夠不對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響地判定在診斷電路中是否發(fā)生故障。
[0133]具體地說，關(guān)于電池短路和負(fù)載開路，在驅(qū)動元件M0SFET19b非導(dǎo)通的期間中，控制電路1控制信號切換電路15e和15f，將源極信號NI Ob連接到比較電路11 d和11 e。在該期間中，通過比較電路Ild與lie，將源極信號NlOb的電位與確定用于各自的異常檢測的閾值電壓的電池短路閾值電壓生成電路13d的生成電壓和負(fù)載開路閾值電壓生成電路13e的生成電壓進(jìn)行比較，從而進(jìn)行電池短路異常和負(fù)載開路異常的診斷。
[0134]另一方面，在關(guān)于電池短路與負(fù)載開路的驅(qū)動元件M0SFET19b導(dǎo)通的期間中，控制電路10控制信號切換電路15e和15f，將生成與發(fā)生電池短路時在源極信號NlOb中產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷旱碾姵囟搪纺M異常信號生成電路17d的生成電壓連接到比較電路lld，將生成與發(fā)生負(fù)載開路時在源極信號NlOb中產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷旱呢?fù)載開路模擬異常信號生成電路17e的生成電壓連接到比較電路lie。
[0135]比較電路IId對電池短路模擬異常信號生成電路17d的生成電壓與電池短路閾值電壓生成電路13d的生成電壓進(jìn)行比較，在電池短路模擬異常信號生成電路17d的生成電壓高于電池短路閾值電壓生成電路13d的生成電壓的情況下將電池短路檢測通知給控制電路
10。電池短路模擬異常信號生成電路17d的生成電壓生成與發(fā)生電池短路時在源極信號NlOb中產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷?，所以在比較電路Ild檢測到異常的情況下，能夠判定為診斷電路正常。另一方面，在比較電路Ild未檢測到異常的情況下，判定為在診斷電路中發(fā)生故障。
[0136]同樣地，比較電路IIe對負(fù)載開路模擬異常信號生成電路17e的生成電壓與負(fù)載開路閾值電壓生成電路13e的生成電壓進(jìn)行比較，在負(fù)載開路模擬異常信號生成電路17e的生成電壓高于負(fù)載開路閾值電壓生成電路13e的生成電壓的情況下，將異常檢測通知給控制電路10。負(fù)載開路模擬異常信號生成電路17e的生成電壓生成與發(fā)生負(fù)載開路時在源極信號NlOb中產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷海栽诒容^電路lie檢測到異常的情況下，能夠判定為診斷電路正常。另一方面，在比較電路lie未檢測到異常的情況下，判定為在診斷電路中發(fā)生故障。
[0137]關(guān)于接地短路，即使發(fā)生接地短路的異常狀態(tài)，在驅(qū)動元件M0SFET19b是非導(dǎo)通狀態(tài)時也不流過電流，所以無法利用電流檢測電阻18b來檢測接地短路異常。即在驅(qū)動元件M0SFET19b是非導(dǎo)通狀態(tài)時，由于負(fù)載101的異常，無需進(jìn)行接地短路的診斷，所以通過將模擬異常信號注入到診斷接地短路的診斷電路中，從而能夠不對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響地判定在診斷電路中是否發(fā)生故障。
[0138]具體地說，在驅(qū)動元件M0SFET19b導(dǎo)通的期間中，控制電路10控制信號切換電路15g和15h，將電流檢測電阻18b的上游側(cè)信號和下游側(cè)信號連接到差動放大電路14b。由于接地短路，在電流檢測電阻18b中流過大電流，電流檢測電阻18b的兩端電壓差變大，將兩端電壓之差放大的差動放大電路14b的輸出電壓上升，在該電壓超過由接地短路閾值電壓生成電路13f生成的電壓時，判定為產(chǎn)生由接地短路導(dǎo)致的過流并通知給控制電路10。收到發(fā)生接地短路的通知的控制電路10將用于使驅(qū)動元件M0SFET19b非導(dǎo)通并使電流停止的信號發(fā)送到前置驅(qū)動器12b。
[0139]另一方面，在驅(qū)動元件MOSFET19b非導(dǎo)通的期間中，控制電路1控制信號切換電路15g和15h，將生成與產(chǎn)生由接地短路導(dǎo)致的過流的情況下在電流檢測電阻18b的上游側(cè)和下游側(cè)產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷旱慕拥囟搪纺M異常信號生成電路17f的生成電壓連接到差動放大電路14b。
[0140]比較電路Ilf對由差動放大電路14b放大了的接地短路模擬異常信號生成電路17f的生成電壓與接地短路閾值電壓生成電路13f的生成電壓進(jìn)行比較，在由差動放大電路14b放大了的接地短路模擬異常信號生成電路17f的生成電壓高于接地短路閾值電壓生成電路13f的生成電壓的情況下，將異常檢測通知給控制電路10。接地短路模擬異常信號生成電路17f的生成電壓生成與發(fā)生接地短路時在電流檢測電阻18b的上游側(cè)和下游側(cè)產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷?，所以在比較電路Ilf檢測到異常的情況下，能夠判定為診斷電路正常。另一方面，在比較電路Ilf未檢測到異常的情況下，判定為在診斷電路中發(fā)生故障。
[0141]此外，關(guān)于模擬異常信號向診斷電路的注入，也可以在驅(qū)動元件M0SFET19b控制信號的I個周期內(nèi)的導(dǎo)通期間中，注入I個以上的模擬異常信號，在診斷電路檢測到I個以上的異常時，判定為診斷電路正常。
[0142]此外，與實施例1的圖4的(d)同樣地，電池短路模擬異常信號生成電路17d、負(fù)載開路模擬異常信號生成電路17e、接地短路模擬異常信號生成電路17f注入不應(yīng)該進(jìn)行異常檢測的電平的模擬異常信號和應(yīng)該進(jìn)行異常檢測的電平的模擬異常信號這至少2種模擬異常信號，從而能夠判定為用于異常檢測的閾值存在于2種模擬異常信號電平之間。
[0143]進(jìn)而，也可以與實施例1的圖4同樣地，在連續(xù)的I個以上的周期注入模擬異常信號，在診斷電路在連續(xù)的I個以上的周期檢測到由模擬異常信號導(dǎo)致的故障的情況下，判定為診斷電路正常。
[0144]在由于注入模擬異常信號而檢測到異常的情況下，異常檢測被控制電路10等屏蔽，并以避免對負(fù)載驅(qū)動電路的動作造成影響的方式進(jìn)行控制。
[0145]實施例4
[0146]圖7與實施例4相關(guān)，示出作為診斷電路而具有基于過流檢測的電池短路檢測功能和接地短路檢測功能的、由高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19C和低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d構(gòu)成的半橋結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路。
[0147]圖7所示的負(fù)載驅(qū)動電路的負(fù)載驅(qū)動元件進(jìn)行以下動作:將高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19C設(shè)為導(dǎo)通并且將低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d設(shè)為非導(dǎo)通并使電流從電源103流到負(fù)載101，以及將高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19C設(shè)為非導(dǎo)通并且將低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d設(shè)為導(dǎo)通并進(jìn)行使基于在負(fù)載101中蓄積的能量的回流電流流動的動作。即高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19c和低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d不同時變成導(dǎo)通狀態(tài)地驅(qū)動負(fù)載101。
[0148]根據(jù)圖7所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的接地短路檢測單元，在高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19C是導(dǎo)通狀態(tài)并且低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d是非導(dǎo)通狀態(tài)時，在由于負(fù)載101的異常而發(fā)生接地短路的情況下，在電流檢測電阻18c中流過大電流，電流檢測電阻18c的兩端電壓差變大，將兩端電壓之差放大的差動放大電路14c的輸出電壓上升，比較電路Ilg對差動放大電路14c的輸出電壓與接地短路閾值電壓生成電路13g生成的電壓進(jìn)行比較，在差動放大電路14 c的輸出電壓超過接地短路閾值電壓生成電路13 g生成的電壓的情況下判定為是由接地短路導(dǎo)致的過流狀態(tài)。
[0149]另外，根據(jù)圖7所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的電池短路檢測單元，在高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19C是非導(dǎo)通狀態(tài)并且低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d是導(dǎo)通狀態(tài)時，在由于負(fù)載101的異常而發(fā)生電池短路的情況下，在電流檢測電阻ISd中流過大電流，電流檢測電阻ISd的兩端電壓差變大，將兩端電壓之差放大的差動放大電路14d的輸出電壓上升，比較電路Ilh對差動放大電路14d的輸出電壓與電池短路閾值電壓生成電路13h生成的電壓進(jìn)行比較，在差動放大電路14d的輸出電壓超過電池短路閾值電壓生成電路13h生成的電壓的情況下判定為是由電池短路導(dǎo)致的過流狀態(tài)。
[0150]進(jìn)而，雖然未圖示，但根據(jù)圖7所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的負(fù)載開路檢測單元，在驅(qū)動元件M0SFET19d是非導(dǎo)通狀態(tài)并且驅(qū)動元件M0SFET19c是導(dǎo)通狀態(tài)時，在電流檢測電阻18c中流過的電流低于規(guī)定的電流值的情況下也能夠判定為是負(fù)載開路狀態(tài)。
[0151]在由于負(fù)載的異常而發(fā)生接地短路的情況下，在高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19C是非導(dǎo)通狀態(tài)時，在電流檢測電阻18c中不流過電流，所以無法進(jìn)行由過流導(dǎo)致的接地短路的檢測。即在高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19C是非導(dǎo)通狀態(tài)時，不需要進(jìn)行由負(fù)載101的異常導(dǎo)致的接地短路的診斷，所以通過在該期間中將模擬異常信號注入到診斷接地短路的診斷電路中，從而能夠不對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響地判定在診斷電路中是否發(fā)生故障。
[0152]具體地說，在驅(qū)動元件M0SFET19C導(dǎo)通的期間中，控制電路10控制信號切換電路15i和15j，將電流檢測電阻18c的上游側(cè)信號和下游側(cè)信號連接到差動放大電路14c。由于接地短路，在電流檢測電阻18c中流過大電流，電流檢測電阻18c的兩端電壓差變大，將兩端電壓之差放大的差動放大電路14c的輸出電壓上升，當(dāng)該電壓超過由接地短路閾值電壓生成電路13g生成的電壓時，判定為產(chǎn)生由接地短路導(dǎo)致的過流并通知給控制電路10。收到發(fā)生接地短路的通知的控制電路10將用于使高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19b非導(dǎo)通并使電流停止的信號發(fā)送到前置驅(qū)動器12c。
[0153]另一方面，在高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19c非導(dǎo)通的期間中，控制電路10控制信號切換電路15 i和15 j，將生成與由接地短路導(dǎo)致產(chǎn)生過流的情況下在電流檢測電阻I Sc的上游側(cè)和下游側(cè)產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷旱慕拥囟搪纺M異常信號生成電路17e的生成電壓連接到差動放大電路14c。
[0154]比較電路Ilg對由差動放大電路14c放大了的接地短路模擬異常信號生成電路17e的生成電壓與接地短路閾值電壓生成電路13g的生成電壓進(jìn)行比較，在由差動放大電路14c放大了的接地短路模擬異常信號生成電路17e的生成電壓高于接地短路閾值電壓生成電路13g的生成電壓的情況下，將異常檢測通知給控制電路10。接地短路模擬異常信號生成電路17e的生成電壓生成與發(fā)生接地短路時在電流檢測電阻18c的上游側(cè)和下游側(cè)產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷?，所以在比較電路Ilg檢測到異常的情況下，能夠判定為診斷電路正常。另一方面，在比較電路Ilg未檢測到異常的情況下，判定為在診斷電路中發(fā)生故障。
[0155]同樣地，在由于負(fù)載的異常而發(fā)生電池短路的情況下，在低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d是非導(dǎo)通狀態(tài)時，在電流檢測電阻18d中不流過電流，所以無法進(jìn)行由過流導(dǎo)致的電池短路的檢測。即在低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d是非導(dǎo)通狀態(tài)時，不需要進(jìn)行由負(fù)載101的異常導(dǎo)致的電池短路的診斷，所以通過在該期間中將模擬異常信號注入到診斷電池短路的診斷電路中，從而能夠不對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響地判定在診斷電路中是否發(fā)生故障。
[0156]此處，如果在低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d是導(dǎo)通狀態(tài)時發(fā)生電池短路，則電流從低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d的漏極側(cè)流到源極側(cè)。另一方面，在流過基于在負(fù)載101中蓄積的能量的回流電流的情況下，回流電流從源極側(cè)流到漏極側(cè)。也有可能由于負(fù)載101的電阻分量或者電感分量的漂移的影響等導(dǎo)致回流電流增加，產(chǎn)生由回流電流導(dǎo)致的過流。即，電流從兩個方向流過電流檢測電阻18d，所以具備電流檢測電阻18d的過流診斷電路構(gòu)成為能夠檢測任一電流的過流。
[0157]具體地說，在驅(qū)動元件MOSFET19d導(dǎo)通的期間中，控制電路1控制信號切換電路15k和15m，將電流檢測電阻18d的上游側(cè)信號(此處，驅(qū)動元件M0SFET19d漏極側(cè))和下游側(cè)信號(此處，驅(qū)動元件MOSFET 19d源極側(cè))連接到差動放大電路14d。由于電池短路，在電流檢測電阻18d中流過大電流，電流檢測電阻18d的兩端電壓差變大，將兩端電壓之差放大的差動放大電路14d的輸出電壓上升，在該電壓超過由電池短路閾值電壓生成電路13h生成的電壓時，判定為產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流，并通知給控制電路10。收到發(fā)生接地短路的通知的控制電路10將用于使低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d非導(dǎo)通并使電流停止的信號發(fā)送到前置驅(qū)動器12d。
[0158]另一方面，在驅(qū)動元件MOSFET19d非導(dǎo)通的期間中，控制電路1控制信號切換電路15k和15m，將生成與產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流的情況下在電流檢測電阻18d的上游側(cè)和下游側(cè)產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷旱碾姵囟搪纺M異常信號生成電路17f的生成電壓連接到差動放大電路14d。
[0159]比較電路Ilh對由差動放大電路14d放大了的電池短路模擬異常信號生成電路17f的生成電壓與電池短路閾值電壓生成電路13h的生成電壓進(jìn)行比較，在由差動放大電路14d放大了的電池短路模擬異常信號生成電路17f的生成電壓高于電池短路閾值電壓生成電路13h的生成電壓的情況下，將異常檢測通知給控制電路10。電池短路模擬異常信號生成電路17f的生成電壓生成與發(fā)生電池短路時在電流檢測電阻18d的上游側(cè)和下游側(cè)產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)碾妷?，所以在比較電路Ilh檢測到異常的情況下，能夠判定為診斷電路正常。另一方面，在比較電路Ilh未檢測到異常的情況下，判定為在診斷電路中發(fā)生故障。
[0160]為了判定電流檢測電阻18d的在兩個方向上流過的過流異常，電池短路模擬異常信號生成電路17f生成至少2種(從驅(qū)動元件M0SFET19d的漏極流到源極的過流和從源極流到漏極的過流)模擬異常信號，差動放大電路14d如果需要則具備偏置電路等，比較電路Ilh如果需要則做成具備2個不同的閾值電壓生成電路的2個比較電路的結(jié)構(gòu)。
[0161]此處，如上所述，雖然未圖示，但根據(jù)圖7所示的負(fù)載驅(qū)動電路中的負(fù)載開路檢測單元，也能夠在高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19c是導(dǎo)通狀態(tài)并且低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d是非導(dǎo)通狀態(tài)時，在電流檢測電阻18c中流過的電流低于規(guī)定的電流值的情況下判定為是負(fù)載開路狀態(tài)。即，在高端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19c是非導(dǎo)通狀態(tài)并且低端側(cè)驅(qū)動元件M0SFET19d是導(dǎo)通狀態(tài)時，將與發(fā)生負(fù)載開路時在電流檢測電阻18d上產(chǎn)生的電壓相當(dāng)?shù)哪M異常電壓注入到負(fù)載開路檢測單元，從而判定在診斷負(fù)載開路的診斷電路中是否發(fā)生故障。
[0162]此外，關(guān)于模擬異常信號向診斷電路的注入，也可以在驅(qū)動元件M0SFET19C和d的控制信號的I個周期內(nèi)的導(dǎo)通期間中，注入I個以上的模擬異常信號，在診斷電路檢測到I個以上的異常時，判定為診斷電路正常。
[0163]另外，與實施例1的圖4的(d)同樣地，電池短路模擬異常信號生成電路17f、接地短路模擬異常信號生成電路17e通過注入不應(yīng)該進(jìn)行異常檢測的電平的模擬異常信號和應(yīng)該進(jìn)行異常檢測的電平的模擬異常信號這至少2種模擬異常信號，從而能夠判定為用于異常檢測的閾值存在于2種模擬異常信號電平之間。
[0164]進(jìn)而，也可以與實施例1的圖4同樣地，在連續(xù)的I個以上的周期注入模擬異常信號，在診斷電路在連續(xù)的I個以上的周期檢測到由模擬異常信號導(dǎo)致的故障的情況下，判定為診斷電路正常。
[0165]在通過模擬異常信號注入而檢測到異常的情況下，異常檢測被控制電路10等屏蔽，以避免對負(fù)載驅(qū)動電路的動作造成影響的方式進(jìn)行控制。
[0166]實施例5
[0167]圖8與實施例5相關(guān)，示出作為診斷電路而具有基于過流檢測的電池短路檢測功能的低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)的負(fù)載驅(qū)動電路。
[0168]圖8所示的負(fù)載驅(qū)動電路100是設(shè)置于電源103與負(fù)載101的下游的電路，包括:
[0169]驅(qū)動元件M0SFET19e和用于驅(qū)動它的前置驅(qū)動器12a;
[0170]電流檢測電阻ISe，其用于監(jiān)視在驅(qū)動元件M0SFET19e中流過的電流；
[0171]差動放大電路23，其為了放大通過電流檢測電阻ISe變換成電壓的信號，具有規(guī)定的增益和比該規(guī)定的增益高的增益這至少2種增益，并且能夠變更這2種增益；
[0172]電池短路閾值電壓生成電路13i，其確定是否產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流的閾值；
[0173]比較電路11i，其對增益可變更的差動放大電路23的輸出電壓與電池短路閾值電壓生成電路13i的值進(jìn)行比較并判定是否產(chǎn)生過流；
[0174]驅(qū)動控制電路21，其為了進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動控制而控制驅(qū)動元件M0SFET19e;
[0175]診斷用驅(qū)動控制電路22，其與驅(qū)動控制電路21分開地設(shè)置，為了確認(rèn)在電池短路檢測電路中是否發(fā)生異常而控制驅(qū)動元件M0SFET19e;
[0176]信號切換電路15η，其將連接到前置驅(qū)動器12a的信號切換成驅(qū)動控制電路21和診斷用驅(qū)動控制電路22;以及
[0177]控制電路10，其控制它們的動作。
[0178]此外，雖然未圖示，但根據(jù)所驅(qū)動的負(fù)載的特性，也可以在負(fù)載驅(qū)動電路中包括驅(qū)動元件保護(hù)用的鉗位二極管、使電流回流的回流二極管。
[0179 ]圖8中的診斷電池短路的診斷電路包括電流檢測電阻I Se、增益可變更的差動放大電路23、電池短路閾值電壓生成電路131、比較電路11 i。
[0180]在診斷電池短路的診斷電路中，在驅(qū)動元件M0SFET19e是導(dǎo)通狀態(tài)時由于負(fù)載101的異常而發(fā)生電池短路的情況下，大電流流過電流檢測電阻18e，電流檢測電阻ISe的兩端電壓差變大，將兩端電壓之差放大的差動放大電路23的輸出電壓上升，在該電壓超過由電池短路閾值電壓生成電路13i確定的電壓時，判定為產(chǎn)生由電池短路導(dǎo)致的過流，并通知給控制電路10。收到發(fā)生電池短路的通知的控制電路10將用于使驅(qū)動元件M0SFET19e非導(dǎo)通并使電流停止的信號發(fā)送到前置驅(qū)動器12e。
[0181]另一方面，在驅(qū)動元件M0SFET19e是非導(dǎo)通狀態(tài)時，即使在由于負(fù)載101的異常而發(fā)生電池短路的情況下，也不流過電流，所以，診斷電路不需要進(jìn)行電池短路的診斷。
[0182]S卩，在為了進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動控制而按導(dǎo)通狀態(tài)與非導(dǎo)通狀態(tài)對驅(qū)動元件進(jìn)行開關(guān)的情況下，在驅(qū)動元件處于不需要通過診斷電路進(jìn)行診斷的狀態(tài)時，如果進(jìn)行診斷電路的故障有無的確認(rèn)，則不會對用于車輛控制的負(fù)載驅(qū)動造成影響地防止在診斷電路中發(fā)生的故障成為潛在故障。
[0183]以下，參照圖9，說明實施例5的動作。
[0184]圖9的(a)示出為了進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動而用于控制驅(qū)動元件M0SFET19e的驅(qū)動控制電路21的輸出信號NlOl。
[0185]圖9的(b)示出診斷用驅(qū)動控制電路22的輸出信號N102。診斷用驅(qū)動控制電路22在驅(qū)動控制電路21進(jìn)行Low輸出且驅(qū)動元件M0SFET19e是非導(dǎo)通狀態(tài)時，生成具有滿足后面所示的條件的頻率和占空比的特性的信號，并輸出輸出信號N102。
[0186]控制電路10為了進(jìn)行負(fù)載驅(qū)動控制，確認(rèn)是應(yīng)該使驅(qū)動元件M0SFET19e導(dǎo)通的狀態(tài)還是應(yīng)該設(shè)為非導(dǎo)通的狀態(tài)，根據(jù)該狀態(tài)來對信號切換電路15η進(jìn)行切換。信號切換電路15η在驅(qū)動元件M0SFET19e是應(yīng)該導(dǎo)通的狀態(tài)時，將驅(qū)動控制電路21的輸出輸出到前置驅(qū)動器12e，在驅(qū)動元件M0SFET19e是應(yīng)該為非導(dǎo)通的狀態(tài)時，將診斷用驅(qū)動控制電路22的輸出輸出到前置驅(qū)動器12e。
[0187]連接到前置驅(qū)動器12e的信號切換電路15η的輸出信號N103通過信號切換電路15η的控制而變成圖9的(c)那樣，驅(qū)動元件M0SFET19e按圖9的(c)的波形的時機而被驅(qū)動。
[0188]此處，差動放大電路23的增益如圖9的(d)所示，在應(yīng)該使驅(qū)動元件M0SFET19e導(dǎo)通的狀態(tài)時，設(shè)定為負(fù)載驅(qū)動控制所需的規(guī)定的增益，在應(yīng)該使驅(qū)動元件M0SFET19e非導(dǎo)通的狀態(tài)時，設(shè)定為比上述規(guī)定的增益高的增益。此外，在從規(guī)定的增益變更成更高的增益時，為了防止因在負(fù)載中蓄積的能量的放電電流等而發(fā)生過流的錯誤檢測，對切換時機設(shè)置延遲時間。
[0189 ]接下來，圖9的(e)示出流過電流檢測電阻I Se的電流。在驅(qū)動控制電路21輸出Hi gh且驅(qū)動元件M0SFET19e導(dǎo)通時，需要流過足以驅(qū)動負(fù)載的電流，所以在其所需的期間內(nèi)輸出High。另一方面，在驅(qū)動控制電路21輸出Low的期間中，在診斷用驅(qū)動控制電路22控制驅(qū)動元件M0SFET19e時，以變成不驅(qū)動負(fù)載的電流量以下的方式設(shè)定頻率和占空比。
[0190]診斷用驅(qū)動控制電路22控制驅(qū)動元件M0SFET19e的期間在負(fù)載控制上處于必須將驅(qū)動元件M0SFET19e設(shè)為非導(dǎo)通的期間中，但在該期間中通過頻率和占空比的調(diào)整而使不驅(qū)動負(fù)載的電流量以下的電流流過，將該電流作為模擬異常信號而注入到通過過流檢測來診斷電池短路的診斷電路中，從而確認(rèn)在診斷電路中是否發(fā)生故障。診斷用驅(qū)動控制電路22為了避免在該期間中流過的負(fù)過流對負(fù)載驅(qū)動控制造成影響，以變成不驅(qū)動負(fù)載的電流量以下并且是期望的電流量的方式，對輸出信號的頻率和占空比進(jìn)行調(diào)整。
[0191]比增益可變更的差動放大電路23所具有的規(guī)定的增益高的增益設(shè)定為使基于診斷用驅(qū)動控制電路22的控制的負(fù)載電流能夠用作模擬異常信號那樣的值。即，通過電流檢測電阻ISe將基于診斷用驅(qū)動控制電路22的控制的負(fù)載電流變換為電壓，差動放大電路23將該電壓放大的結(jié)果是，以使差動放大電路23的輸出成為超過電池短路閾值電壓生成電路13i的生成電壓的電壓的方式設(shè)定該增益。
[0192]作為差動放大電路23的增益切換的結(jié)果，圖9的(f)示出差動放大電路23的輸出波形。圖9的(h)示出電池短路閾值電壓生成電路13 i的生成電壓。比差動放大電路23的規(guī)定的增益高的增益設(shè)定為，在流過不驅(qū)動負(fù)載的電流量以下的電流時，差動放大電路23的輸出電壓超過電池短路閾值電壓生成電路13i的生成電壓，所以，比較電路lie檢測過流的產(chǎn)生，并通知給控制電路10。圖9的(g)示出比較電路Ile的輸出波形。另一方面，在比較電路Ile未檢測到故障的情況下，判定為在包括電流檢測電阻18e、增益可變更的差動放大電路23、電池短路閾值電壓生成電路131、比較電路Ili的診斷電路的至少I個部位發(fā)生故障。
[0193]根據(jù)以上所述，在驅(qū)動元件M0SFET19e的非導(dǎo)通期間中，通過診斷用的驅(qū)動信號控制M0SFET19e，將此時流過的負(fù)過流作為模擬異常信號而注入到電池短路診斷電路中，從而能夠進(jìn)行連電流檢測電阻都包括的診斷。
[0194]此外，關(guān)于模擬異常信號向診斷電路的注入，也可以在驅(qū)動元件M0SFET19e的控制信號的I個周期內(nèi)的導(dǎo)通期間中，注入I個以上的模擬異常信號，在診斷電路檢測到I個以上的異常時，判定為診斷電路正常。
[0195]另外，與實施例1的圖4的(d)同樣地，診斷用驅(qū)動控制電路22注入不應(yīng)該進(jìn)行異常檢測的電平的電流和應(yīng)該進(jìn)行異常檢測的電平的電流這至少2種模擬異常信號，從而能夠判定為用于異常檢測的閾值存在于2種模擬異常信號電平之間。
[0196]進(jìn)而，也可以與實施例1的圖4同樣地，在連續(xù)的I個以上的周期注入模擬異常信號，在診斷電路在連續(xù)的I個以上的周期檢測到由模擬異常信號導(dǎo)致的故障的情況下，判定為診斷電路正常。
[0197]在通過模擬異常信號注入而檢測到異常的情況下，異常檢測被控制電路10等屏蔽，以避免對負(fù)載驅(qū)動電路的動作造成影響的方式進(jìn)行控制。
[0198]實施例6
[0199]雖然未圖示，但實施例1至5中記載的、在不需要診斷電路進(jìn)行診斷的狀態(tài)時對診斷電路注入模擬異常信號并確認(rèn)在診斷電路中是否發(fā)生故障的方法也能夠應(yīng)用于檢測開關(guān)穩(wěn)壓器的過流的功能。
[0200]開關(guān)穩(wěn)壓器的開關(guān)元件重復(fù)導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)，在導(dǎo)通狀態(tài)時進(jìn)行過流的診斷，而在非導(dǎo)通狀態(tài)時由于未流過電流，所以不需要診斷過流。在該狀態(tài)時將與過流時產(chǎn)生的信號相當(dāng)?shù)哪M異常信號注入到診斷過流的診斷電路中，從而能夠判定過流診斷功能是否發(fā)生故障。
【主權(quán)項】
1.一種負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于，具備: 負(fù)載驅(qū)動元件，其驅(qū)動負(fù)載； 檢測單元，其為了診斷所述負(fù)載的異常，測定作為檢測對象的物理量，并將測定出的物理量作為檢測信號而輸出；以及 診斷電路，其根據(jù)所述檢測單元輸出的信號，診斷在所述負(fù)載中是否發(fā)生異常， 在所述負(fù)載驅(qū)動元件是導(dǎo)通狀態(tài)和非導(dǎo)通狀態(tài)中的某一種狀態(tài)時，診斷在所述負(fù)載中是否發(fā)生異常。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于，具備: 模擬異常信號生成電路，其生成與所述負(fù)載中發(fā)生異常時產(chǎn)生的物理量相當(dāng)?shù)哪M異常信號；以及 信號切換電路，其將對所述診斷電路輸入的信號切換成所述檢測單元輸出的檢測信號或者所述模擬異常信號生成電路， 判定在所述診斷電路中是否發(fā)生故障。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于，具備: 驅(qū)動控制電路，其控制所述負(fù)載驅(qū)動元件； 診斷用驅(qū)動控制電路，其與所述驅(qū)動控制電路分開地設(shè)置，控制所述負(fù)載驅(qū)動元件；信號切換電路，其將控制所述負(fù)載驅(qū)動元件的電路切換成所述驅(qū)動控制電路或者所述診斷用驅(qū)動控制電路； 電流檢測電阻；以及 放大電路，其具備可切換的增益， 在所述驅(qū)動控制電路將所述負(fù)載驅(qū)動元件控制成非導(dǎo)通狀態(tài)的期間中，控制所述驅(qū)動元件的電路通過所述信號切換電路而切換成所述診斷用驅(qū)動控制電路，并且，對所述放大電路的增益進(jìn)行切換， 所述診斷用驅(qū)動控制電路以使在所述負(fù)載中流過的電流變成所述負(fù)載的驅(qū)動電流量以下并且期望的電流量的方式來控制所述負(fù)載驅(qū)動元件，通過所述放大電路將為所述驅(qū)動電流量以下并且為期望的電流量放大并注入到所述診斷電路中，判定在所述診斷電路中是否發(fā)生故障。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 在需要診斷所述負(fù)載的異常的狀態(tài)時，所述診斷電路診斷所述負(fù)載的狀態(tài)，在所述負(fù)載中檢測到異常的發(fā)生的情況下，負(fù)載驅(qū)動電路轉(zhuǎn)移到規(guī)定的動作， 在不需要診斷所述負(fù)載的異常的狀態(tài)時，將所述模擬異常信號生成電路輸出的所述模擬異常信號注入所述診斷電路，判定在所述診斷電路中是否發(fā)生故障， 在通過所述模擬異常信號的注入而導(dǎo)致所述診斷電路檢測到所述負(fù)載的異常的情況下，判定為所述診斷電路正常，在所述診斷電路未檢測到所述負(fù)載的異常的情況下，判定為在所述診斷電路中發(fā)生故障， 負(fù)載驅(qū)動電路轉(zhuǎn)移到規(guī)定的動作。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 所述負(fù)載驅(qū)動電路的用途可以是對所述負(fù)載驅(qū)動元件進(jìn)行開關(guān)來使所輸入的電壓進(jìn)行升壓或者降壓而輸出規(guī)定的電壓的開關(guān)穩(wěn)壓器。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 關(guān)于在所述診斷電路中發(fā)生故障的情況的判定可以是: 在不需要診斷所述負(fù)載的異常的狀態(tài)時，向所述診斷電路注入連續(xù)的規(guī)定次數(shù)的所述模擬異常信號，在所述診斷電路檢測到所述連續(xù)的規(guī)定次數(shù)的故障的情況下判定為所述診斷電路正常，在所述診斷電路無法檢測到所述連續(xù)的規(guī)定次數(shù)的故障的情況下判定為在所述診斷電路中發(fā)生故障。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 在連續(xù)的一個以上的周期將所述模擬異常信號注入到所述診斷電路中， 在所述診斷電路檢測到在所述連續(xù)的一個以上的周期注入了的所述模擬異常信號的情況下，判定為所述診斷電路正常。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 所述診斷電路是在所述負(fù)載中發(fā)生異常時產(chǎn)生的物理量脫離了規(guī)定的閾值的情況下判定為在所述負(fù)載中發(fā)生異常的電路，對所述診斷電路注入未脫離所述閾值的所述模擬異常信號和脫離了所述閾值的所述模擬異常信號這至少2種所述模擬異常信號，從而判定所述規(guī)定的閾值是否從規(guī)定的范圍脫離。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 診斷所述負(fù)載的異常的所述診斷電路具有診斷電池短路的電路、診斷接地短路的電路、診斷過流的電路和診斷負(fù)載開路的電路中的至少一個。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 負(fù)載驅(qū)動電路的結(jié)構(gòu)具有低端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)、高端驅(qū)動器結(jié)構(gòu)、推挽結(jié)構(gòu)、半橋結(jié)構(gòu)和全橋結(jié)構(gòu)中的某一個結(jié)構(gòu)。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 在半導(dǎo)體集成電路中內(nèi)置有以下部件中的至少一部分，即: 所述負(fù)載驅(qū)動元件； 所述驅(qū)動控制電路； 所述診斷用驅(qū)動控制電路； 所述切換單元； 所述檢測單元； 所述增益變更單元； 所述放大電路； 所述診斷電路； 比較電路，其對在所述負(fù)載中發(fā)生異常時產(chǎn)生的物理量與用于判定在所述負(fù)載中發(fā)生異常的閾值進(jìn)行比較；以及 所述模擬異常信號生成電路。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 所述負(fù)載驅(qū)動元件可以由FET、雙極型晶體管、IGBT中的某一方或者組合構(gòu)成。13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的負(fù)載驅(qū)動電路，其特征在于， 檢測在所述負(fù)載中流過的負(fù)載電流的所述檢測單元可以是電阻、傳感器MOS中的某一方或者組合。
【文檔編號】B60R16/02GK105939896SQ201480074420
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2014年12月10日
【發(fā)明人】關(guān)根大祐
【申請人】日立汽車系統(tǒng)株式會社