JP2006279866A - Load drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力が与えられると作動する負荷を駆動するとともに、異常状態を判断可能な負荷駆動装置に関する。 The present invention relates to a load driving device that drives a load that operates when electric power is applied and can determine an abnormal state.
従来から、各種電子制御ユニット(ECU)などによる負荷の駆動では、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(以下、「MOSトランジスタ」と略称する)などの半導体スイッチング素子を論理的に制御して、負荷に電力を供給したり供給を停止させたりしている。このような駆動では、負荷や半導体スイッチング素子を異常状態から保護する必要がある。異常状態のうち、負荷に短絡などが生じると過大な電流が流れやすくなる。半導体スイッチング素子と、その駆動回路と、過大電流からの保護回路などを一体化したIPD(Inteligent Power Device )なども製品化され、広く使用されている。IPDは、代表的な半導体スイッチング素子であるMOSトランジスタに保護機能と異常通知の機能を追加したものであり、単独の半導体スイッチング素子よりも使いやすくなっている。 Conventionally, when a load is driven by various electronic control units (ECUs) or the like, a semiconductor switching element such as a metal oxide semiconductor field effect transistor (hereinafter abbreviated as “MOS transistor”) is logically controlled to load the load. Electric power is supplied or stopped. In such driving, it is necessary to protect the load and the semiconductor switching element from an abnormal state. In the abnormal state, if a short circuit occurs in the load, an excessive current tends to flow. An IPD (Inteligent Power Device) integrated with a semiconductor switching element, its drive circuit, a protection circuit against excessive current, etc. has been commercialized and widely used. The IPD is obtained by adding a protection function and an abnormality notification function to a MOS transistor, which is a typical semiconductor switching element, and is easier to use than a single semiconductor switching element.
負荷に断線などが生じると、オープン異常となる。オープン異常では、負荷には電流が流れないので、半導体スイッチング素子を保護する必要性は少ない。しかしながら、負荷を作動させることができなくなるので、負荷を制御するシステム全体としては、異常として検出し、適切な処理を行う必要がある。負荷の断線などの異常状態を検出可能な負荷駆動回路も知られている(たとえば、特許文献1参照)。 If the load breaks, an open error will occur. In an open abnormality, no current flows through the load, so there is little need to protect the semiconductor switching element. However, since the load cannot be operated, the entire system that controls the load needs to detect it as an abnormality and perform appropriate processing. There is also known a load driving circuit capable of detecting an abnormal state such as disconnection of a load (see, for example, Patent Document 1).
図14は、特許文献1での負荷の異常検出と同様な考え方を適用する負荷駆動装置の概略的な構成を示す。負荷1は、半導体スイッチング素子であるMOSトランジスタ2を介して供給される電力で駆動される。MOSトランジスタ2のソース・ドレイン間には、並列にオープン検知抵抗3が接続されている。MOSトランジスタ2のスイッチング状態は、マイクロコンピュータ(以下、「マイコン」と略称する)4がドライバ5を介して制御する。負荷1には並列に、いわゆるフリーホイール作用を行うダイオード6が接続される。負荷1に印加される電圧は、抵抗7,8,9による分圧回路を介して、マイコン4の診断(DIAG)端子に入力される。
FIG. 14 shows a schematic configuration of a load driving device to which the same concept as the load abnormality detection in
図15は、図14のマイコン4が行う診断動作を示す。時刻t1でドライバ5にLoレベルからHiレベルに遷移する制御信号を与えて、Pチャネル型のMOSトランジスタ2のゲートにインバータとしてのドライバ5から低いレベルの制御電圧を出力させると、MOSトランジスタ2は導通状態となり、負荷1に電流が流れて、DIAG端子への入力もLoレベルからHiレベルに遷移する。時刻t2で、ドライバ5に与える制御信号をHiレベルからLoレベルに遷移させると、DIAG端子への入力もHiレベルからLoレベルに遷移し、正常領域の動作であることが判る。
FIG. 15 shows a diagnostic operation performed by the microcomputer 4 of FIG. When a control signal for making a transition from the Lo level to the Hi level is given to the
たとえば、時刻t3〜t4の期間に、負荷1にオープン異常が発生すると、ドライバ5にはLoレベルの制御信号を与えているにもかかわらず、たとえば時刻t3で、DIAG端子への入力がLoレベルからHiレベルに遷移する。MOSトランジスタ2は非導通状態であっても、負荷1にはオープン検知抵抗3を介して電流が流れ、DIAG端子への入力がHiレベルになるからである。オープン検知抵抗3を接続しない場合は、このようなDIAG端子への入力は得られない。ただし、たとえば、時刻t5〜t6の期間に、MOSトランジスタ2がオンになるMOS常時オン故障が生じると、時刻t5でDIAG端子への入力がLoレベルからHiレベルに遷移し、負荷1のオープン異常と同様に変化してしまう。
For example, if an open abnormality occurs in the
図14に示すような負荷1のオープン異常検出では、図15に示すように、MOS常時オン故障と区別をすることができない。負荷1のオープン異常は、負荷1自体の断線や、負荷1への配線系統の断線などが原因で生じる。MOS常時オン故障は、MOSトランジスタ2自体のオン故障や、マイコン4やドライバ5の端子の異常などが原因で生じる。ただし、MOSトランジスタ2は、厳重に管理されている半導体製造プロセスで製造されており、通常の使用条件で素子自体が常時オンになる可能性は非常に小さい。また、マイコン4やドライバ5の端子の異常などの発生確率も、負荷1の断線などの発生確率から比較すれば、一般には小さくなる。
In the open abnormality detection of the
負荷1は、過酷な環境で使用される可能性があり、他の構成要素に比較すれば、寿命も短い可能性があるので、オープン異常が最も起りやすい。負荷1がオープンすると、負荷1が担当する機能が停止する。負荷1が正常で、MOSトランジスタ2が常時オンになると、負荷1の駆動が連続して行われ、負荷1が担当する機能を停止させることができなくなる。一般に、負荷1が担当する機能が停止する場合と機能を停止させることができなくなる場合とのうちの一方が他方に比較して影響が大きい。マイコン4は、いずれの異常かを区別することができないので、たとえば駆動用電力を遮断するような、より影響が大きい異常でも重大な結果とならないようなフェールセーフ処理を行う。しかしながら、影響が小さい異常に対しては、過剰な処理となってしまう。
Since the
本発明の目的は、負荷のオープン異常を駆動の異常と区別するなどの細分化した異常の判断で、適切な処理の選択などが可能な負荷駆動装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a load driving device capable of selecting an appropriate process or the like by determining a subordinate abnormality such as distinguishing a load open abnormality from a driving abnormality.
本発明は、接続端子を介して負荷に接続され、前記負荷を駆動させる負荷駆動素子と、
前記負荷の異常時に前記接続端子に接続されていると、前記接続端子から所定の電位を出力させる異常検知素子とを含み、
前記接続端子から前記所定の電位が出力されるか否かにより前記負荷の異常か否かが検出されてなる負荷駆動装置において、
前記負荷駆動素子の非駆動時に、前記接続端子に前記異常検知素子を接続し、前記接続端子から前記所定の電位が出力される場合に、前記異常検知素子の前記接続端子への接続を遮断するスイッチング手段が備えられ、
前記スイッチング手段により前記異常検知素子の接続が遮断されるときの前記接続端子の電位が前記所定電位であるか否かによって、前記負荷の異常が判断されてなることを特徴とする負荷駆動装置である。
The present invention is a load driving element that is connected to a load via a connection terminal and drives the load;
When connected to the connection terminal at the time of abnormality of the load, including an abnormality detection element that outputs a predetermined potential from the connection terminal,
In the load driving device in which whether or not the load is abnormal is detected by whether or not the predetermined potential is output from the connection terminal.
When the load drive element is not driven, the abnormality detection element is connected to the connection terminal, and when the predetermined potential is output from the connection terminal, the connection of the abnormality detection element to the connection terminal is cut off. Switching means are provided,
In the load driving device, the load abnormality is determined depending on whether or not the potential of the connection terminal when the connection of the abnormality detection element is cut off by the switching means is the predetermined potential. is there.
本発明に従えば、負荷駆動装置は、負荷駆動素子と異常検知素子とを含み、スイッチング手段が備えられる。負荷駆動素子は、接続端子を介して負荷に接続され、負荷を駆動させる。異常検知素子は、接続端子に接続されると、負荷の異常時に接続端子から所定の電位を出力させる。スイッチング手段は、負荷駆動素子の非駆動時に、接続端子に異常検知素子を接続し、接続端子から所定の電位が出力される場合に、異常検知素子の前記接続端子への接続を遮断する。負荷駆動装置では、スイッチング手段により異常検知素子の接続が遮断されるときの接続端子の電位が所定電位であるか否かによって、負荷の異常が判断されるので、負荷のオープンなどの異常を駆動の異常などの他の異常と区別する細分化した異常の判断で、適切な処理の選択などが可能となる。 According to the present invention, the load driving device includes a load driving element and an abnormality detection element, and is provided with switching means. The load driving element is connected to the load via the connection terminal and drives the load. When connected to the connection terminal, the abnormality detection element outputs a predetermined potential from the connection terminal when the load is abnormal. The switching means connects the abnormality detection element to the connection terminal when the load drive element is not driven, and interrupts the connection of the abnormality detection element to the connection terminal when a predetermined potential is output from the connection terminal. In the load driving device, since the load abnormality is determined by whether or not the potential of the connection terminal when the connection of the abnormality detecting element is interrupted by the switching means is a predetermined potential, the abnormality such as opening of the load is driven. It is possible to select an appropriate process or the like by determining a subdivided abnormality to be distinguished from other abnormality such as an abnormality.
また本発明は、前記接続端子に出力される電位に基づいて、前記負荷の異常の判断を行う異常判断手段をさらに含むとを特徴とする。 In addition, the present invention is characterized by further including an abnormality determining means for determining an abnormality of the load based on the potential output to the connection terminal.
本発明に従えば、接続端子に出力される電位に基づいて、負荷の異常の判断を行う異常判断手段をさらに含むので、異常モード判断の細分化で、負荷のオープンなどの異常を他の異常と区別して判断することができる。異常判断手段の判断結果に基づいて、異常に対する処理を選択するようにすれば、異常に対応した適切な処理の選択が可能となる。 According to the present invention, it further includes an abnormality determination means for determining an abnormality of the load based on the potential output to the connection terminal. It can be distinguished and judged. If processing for an abnormality is selected based on the determination result of the abnormality determination means, it is possible to select an appropriate process corresponding to the abnormality.
また本発明で、前記異常判断手段は、前記スイッチング手段が前記異常検知素子の前記接続端子への接続を遮断することと、再接続することとを複数回繰返してから、前記異常の判断を行うことを特徴とする。 In the present invention, the abnormality determination unit may determine the abnormality after the switching unit repeatedly disconnects and reconnects the connection of the abnormality detection element to the connection terminal a plurality of times. It is characterized by that.
本発明に従えば、異常判断手段は、スイッチング手段が異常検知素子の接続端子への接続を遮断することと、再接続することとを複数回繰返してから異常の判断を行うので、判断の精度を高め、確実な判断を行うことができる。 According to the present invention, the abnormality determination means determines the abnormality after the switching means repeatedly disconnects the connection to the connection terminal of the abnormality detection element and reconnects a plurality of times. And can make a reliable decision.
また本発明は、前記異常判断手段が前記異常の判断を行った後で、
前記スイッチング手段によって前記異常検知素子を前記接続端子に接続することを特徴とする。
In the present invention, after the abnormality determination means determines the abnormality,
The abnormality detecting element is connected to the connection terminal by the switching means.
本発明に従えば、異常判断手段は、異常の判断を行った後で、スイッチング手段によって異常検知素子を接続端子に接続するので、異常と判断されなかった後でも、異常の判断を継続して行うことができる。 According to the present invention, the abnormality determining means connects the abnormality detecting element to the connection terminal by the switching means after making the abnormality determination, so the abnormality determination is continued even after the abnormality is not determined. It can be carried out.
また本発明は、複数の負荷の各負荷に対して、前記負荷駆動素子、前記接続端子、前記異常検知素子および前記スイッチング手段がそれぞれ設けられ、
複数の負荷に対して駆動用の電力を供給するか否かの制御を共通に行うことが可能な共通スイッチング手段が設けられ、
各異常判断手段は、前記スイッチング手段により前記異常検知素子の接続が遮断されるときの前記接続端子の電位が前記所定電位であるか否かに応じて、前記負荷駆動素子の異常または前記負荷の異常とそれぞれ判断し、
いずれかの異常判断手段によって前記負荷駆動素子の異常と判断されるときは共通スイッチング手段が電力の供給を停止し、前記負荷の異常と判断されるときは共通スイッチング手段が電力の供給を継続するように制御されることを特徴とする。
Further, the present invention is provided with the load driving element, the connection terminal, the abnormality detection element and the switching means for each of a plurality of loads,
Common switching means capable of commonly performing control as to whether or not to supply driving power to a plurality of loads is provided,
Each abnormality determining means determines whether the load driving element is abnormal or the load is in accordance with whether or not the potential of the connection terminal when the connection of the abnormality detecting element is interrupted by the switching means is the predetermined potential. Judge each as abnormal,
The common switching means stops supplying power when any abnormality determination means determines that the load driving element is abnormal, and the common switching means continues supplying power when it is determined that the load is abnormal. It is controlled as follows.
本発明に従えば、複数の負荷の各負荷に対して、負荷駆動素子、接続端子、異常検知素子およびスイッチング手段がそれぞれ設けられるので、各負荷を各駆動素子で独立に駆動、各スイッチング手段の制御で異常の判断を独立に行うことができる。複数の負荷に対して電力を供給するか否かの制御を共通に行うことが可能な共通スイッチング手段が設けられるので、重大な異常との判断時には、共通スイッチング手段を制御して、複数の負荷に対する電力の供給を同時に停止させることができる。各負荷のみに関する異常との判断時には、異常判断の対象となる負荷のみへの駆動の停止をその負荷を駆動する負荷駆動素子の制御で行わせることができるので、共通スイッチング手段は電力の供給を続け、他の負荷については駆動を続けることができる。 According to the present invention, a load drive element, a connection terminal, an abnormality detection element, and a switching means are provided for each load of the plurality of loads, so that each load is driven independently by each drive element. An abnormality can be independently determined by the control. Since a common switching means capable of commonly controlling whether or not to supply power to a plurality of loads is provided, when determining a serious abnormality, the common switching means is controlled to control the plurality of loads. The power supply to can be stopped at the same time. When it is determined that there is an abnormality related only to each load, driving to only the load that is the target of the abnormality determination can be stopped by controlling the load driving element that drives that load, so the common switching means supplies power. Subsequently, driving can be continued for other loads.
また本発明で、前記複数の負荷の各負荷に対して設けられるスイッチング手段は、前記異常検知素子を各接続端子へ接続するか否かを、個別に制御可能であることを特徴とする。 In the present invention, the switching means provided for each of the plurality of loads can individually control whether or not the abnormality detection element is connected to each connection terminal.
本発明に従えば、複数の負荷の各負荷に対して設けられるスイッチング手段は、異常検知素子を各接続端子へ接続するか否かを、個別に制御可能であるので、各負荷に対して異常の判断を、それぞれ適切なタイミングで行うことができる。 According to the present invention, the switching means provided for each load of the plurality of loads can individually control whether or not the abnormality detection element is connected to each connection terminal. These determinations can be made at appropriate timings.
また本発明で、前記複数の負荷の各負荷に対して設けられるスイッチング手段は、前記各異常検知素子を前記各接続端子に接続するか否かを、全体として同時に制御可能であることを特徴とする。 In the present invention, the switching means provided for each load of the plurality of loads is capable of simultaneously controlling as a whole whether or not each of the abnormality detection elements is connected to each of the connection terminals. To do.
本発明に従えば、複数の負荷の各負荷に対して設けられるスイッチング手段は、異常検知素子の接続端子へ接続するか否かを、全体として同時に制御可能であるので、小規模な回路構成で、異常の判断を適切に行うことができる。 According to the present invention, the switching means provided for each load of the plurality of loads can simultaneously control whether or not to connect to the connection terminal of the abnormality detection element as a whole. Therefore, it is possible to appropriately determine the abnormality.
また本発明で、前記負荷駆動素子は、
半導体スイッチング素子と、
半導体スイッチング素子の駆動回路とを含み、
前記異常判断手段は、駆動回路に、半導体スイッチング素子を制御する制御信号を、予め設定されるプログラムに従って発生させて与えるマイクロコンピュータを含み、
マイクロコンピュータは、前記負荷に印加される電圧と、駆動回路に与える制御信号とに基づいて、前記負荷の異常か負荷駆動素子の異常かを判断することを特徴とする。
In the present invention, the load driving element is
A semiconductor switching element;
Including a driving circuit for a semiconductor switching element,
The abnormality determination means includes a microcomputer that gives the drive circuit a control signal for controlling the semiconductor switching element according to a preset program,
The microcomputer determines whether the load is abnormal or the load drive element is abnormal based on a voltage applied to the load and a control signal applied to the drive circuit.
本発明に従えば、負荷駆動素子は、半導体スイッチング素子と、半導体スイッチング素子の駆動回路とを含むので、負荷に供給する電力を、半導体スイッチング素子の駆動レベルに達しないような論理信号に基づいても、容易に制御することができる。異常判断手段は、駆動回路に、半導体スイッチング素子を制御する制御信号を、予め設定されるプログラムに従って発生させて与えるマイクロコンピュータを含むので、負荷をプログラムに従って駆動することができる。マイクロコンピュータは、負荷に印加される電圧と、駆動回路に与える制御信号とに基づいて、負荷の異常か負荷駆動素子の異常かを判断するので、異常を適切に判断することができる。 According to the present invention, since the load driving element includes a semiconductor switching element and a driving circuit for the semiconductor switching element, the power supplied to the load is based on a logic signal that does not reach the driving level of the semiconductor switching element. Can also be controlled easily. The abnormality determination means includes a microcomputer that generates and supplies a control signal for controlling the semiconductor switching element to the drive circuit according to a preset program, so that the load can be driven according to the program. Since the microcomputer determines whether the load is abnormal or the load drive element is abnormal based on the voltage applied to the load and the control signal applied to the drive circuit, the microcomputer can appropriately determine the abnormality.
さらに本発明は、
負荷を駆動させるための負荷駆動素子と、
負荷駆動素子を制御する制御信号を、予め設定されるプログラムに従って発生するマイクロコンピュータと、
負荷駆動素子の両端に接続可能で、接続状態では負荷の異常時に、負荷駆動素子と負荷との接続端子から所定の電位を出力させる抵抗と、
前記抵抗を前記負荷駆動素子の両端に接続するか否かを、前記マイクロコンピュータによって制御されるスイッチング手段とを含み、
前記マイクロコンピュータは、前記負荷駆動素子の非駆動時に、前記抵抗が前記負荷駆動素子の両端に接続されており、前記接続端子から前記所定の電位が出力される場合に、前記スイッチング手段を制御して前記抵抗の接続を遮断するときの前記接続端子の電位が前記所定電位であるか否かによって、前記負荷駆動素子の異常か前記負荷の異常かを判断することを特徴とする負荷駆動装置である。
Furthermore, the present invention provides
A load driving element for driving a load;
A microcomputer for generating a control signal for controlling the load driving element according to a preset program;
A resistor that can be connected to both ends of the load drive element and outputs a predetermined potential from the connection terminal between the load drive element and the load when the load is abnormal in the connected state;
Switching means controlled by the microcomputer whether or not to connect the resistor to both ends of the load driving element,
The microcomputer controls the switching means when the resistance is connected to both ends of the load driving element and the predetermined potential is output from the connection terminal when the load driving element is not driven. And determining whether the load drive element is abnormal or the load is abnormal depending on whether the potential of the connection terminal when the connection of the resistor is cut off is the predetermined potential. is there.
本発明に従えば、負荷駆動装置は、負荷駆動素子と、マイクロコンピュータと、抵抗と、スイッチング手段とを含む。負荷駆動素子は、マイクロコンピュータが予め設定されるプログラムに従って発生する制御信号で、制御されながら負荷を駆動する。スイッチング手段は、抵抗を、負荷駆動素子の両端に接続するか否かを、マイクロコンピュータによって制御される。マイクロコンピュータは、負荷駆動素子が負荷を駆動しない期間に、スイッチング手段によって抵抗を負荷駆動素子の両端に接続し、負荷のオープン異常などを検知可能にすることができる。マイクロコンピュータは、抵抗を負荷駆動素子の両端に接続して、接続端子から所定の電位が出力されるとき、スイッチング手段を制御して、抵抗を負荷駆動素子の両端に接続しないようにしても、接続端子から所定の電位が出力されるか否かで、負荷駆動素子の異常か負荷の異常かを判断するので、異常の判断を細分化して、適切な処理を選択可能となる。 According to the present invention, the load driving device includes a load driving element, a microcomputer, a resistor, and switching means. The load driving element is a control signal generated by the microcomputer according to a program set in advance, and drives the load while being controlled. The switching means is controlled by a microcomputer whether or not the resistor is connected to both ends of the load driving element. The microcomputer can detect a load open abnormality or the like by connecting a resistance to both ends of the load drive element by the switching means during a period when the load drive element does not drive the load. The microcomputer connects the resistor to both ends of the load driving element, and when a predetermined potential is output from the connection terminal, controls the switching means so that the resistor is not connected to both ends of the load driving element. Since it is determined whether the load drive element is abnormal or the load is abnormal depending on whether a predetermined potential is output from the connection terminal, it is possible to subdivide the determination of abnormality and select an appropriate process.
また本発明は、前記接続端子から出力される電位が前記所定の電位か否かを判断した結果を論理レベルで出力する電位検出手段をさらに含み、
前記マイクロコンピュータは、電位検出手段から出力される論理レベルに基づいて前記判断を行うことを特徴とする。
The present invention further includes a potential detection means for outputting a result of determining whether or not the potential output from the connection terminal is the predetermined potential at a logic level,
The microcomputer performs the determination based on a logic level output from the potential detection means.
本発明に従えば、電位検出手段で所定の電位か否かを判断した結果を論理レベルでマイクロコンピュータに入力するので、マイクロコンピュータでの処理を簡略化することができる。 According to the present invention, since the result of determining whether or not the potential is detected by the potential detecting means is input to the microcomputer at a logical level, the processing in the microcomputer can be simplified.
また本発明で、前記マイクロコンピュータは、前記負荷への駆動の要求時に、前記スイッチング手段を制御して前記異常の判断を行うことを特徴とする。 According to the present invention, the microcomputer controls the switching means to determine the abnormality when a request for driving the load is made.
本発明に従えば、負荷への駆動の要求時に、スイッチング手段を制御しての異常の判断を行うので、負荷の異常と負荷駆動素子の異常などとが生じていないことを確認して負荷を駆動することができる。 According to the present invention, when the drive to the load is requested, an abnormality is determined by controlling the switching means. Therefore, it is confirmed that there is no abnormality in the load and abnormality in the load driving element. Can be driven.
また本発明で、前記マイクロコンピュータは、前記プログラムの通常動作時に、前記スイッチング手段を制御して、前記異常の判断を行うことを特徴とする。 In the present invention, the microcomputer controls the switching means during the normal operation of the program to determine the abnormality.
本発明に従えば、マイクロコンピュータは、プログラムの通常動作時に、スイッチング手段を制御しての異常の判断を行うので、異常の判断を通常動作の一つとしてプログラムを設定することができ、割込み動作などでの異常の判断を行わずに、ソフトウエアを単純化することができる。 According to the present invention, since the microcomputer determines the abnormality by controlling the switching means during the normal operation of the program, the program can be set with the abnormality determination as one of the normal operations, and the interrupt operation It is possible to simplify the software without making any abnormality determinations.
また本発明で、前記マイクロコンピュータは、前記負荷駆動素子を制御して前記負荷を駆動するタイミングとは独立したタイミングで、前記スイッチング手段を制御して前記異常の判断を行うことを特徴とする。 In the present invention, the microcomputer may control the switching means to determine the abnormality at a timing independent of a timing at which the load driving element is controlled to drive the load.
本発明に従えば、マイクロコンピュータは、負荷駆動素子を制御しての負荷の駆動タイミングとは独立したタイミングで、スイッチング手段を制御しての異常の判断を行うので、たとえば電源投入時や一定周期毎などのソフトウエア負荷が小さい時に、異常の判断を行うようにすることができる。 According to the present invention, the microcomputer determines the abnormality by controlling the switching means at a timing independent of the load driving timing by controlling the load driving element. When the software load is small, it is possible to make an abnormality determination.
また本発明では、前記マイクロコンピュータに代えて、前記マイクロコンピュータと等価な機能を有するハードロジックを備えることを特徴とする。 In the present invention, a hard logic having a function equivalent to the microcomputer is provided instead of the microcomputer.
本発明に従えば、異常判断手段を、たとえば制御検出回路と電位判定回路と副制御回路と、異常判断回路とを含むようなハードウエアのロジック回路などで実現することができる。制御検出回路は、負荷駆動素子に与えられる制御信号を検出する。電位判定回路は、接続端子から出力される電位を検出し、所定の電位が検出されるか否かの判定を行う。副制御回路は、スイッチング手段の制御を行う。異常判断回路は、制御検出回路によって検出される制御信号に応答して、負荷駆動素子から負荷を駆動しない制御信号が与えられている期間に、副制御回路によってスイッチング手段で異常検知素子を接続端子に接続させ、電位判定回路によって所定電位が検出されると判定されれば、副制御回路によってスイッチング手段で異常検知素子の接続端子への接続を停止させ、異常電位が検出されると判定されるか否かで、負荷駆動素子の異常か負荷の異常かを、それぞれ判断する。これらの回路は、一般的なデジタル回路で実現することができる。 According to the present invention, the abnormality determination means can be realized by, for example, a hardware logic circuit including a control detection circuit, a potential determination circuit, a sub-control circuit, and an abnormality determination circuit. The control detection circuit detects a control signal given to the load driving element. The potential determination circuit detects a potential output from the connection terminal and determines whether or not a predetermined potential is detected. The sub control circuit controls the switching means. In response to the control signal detected by the control detection circuit, the abnormality determination circuit connects the abnormality detection element with the switching means by the sub-control circuit during the period when the control signal that does not drive the load is given from the load drive element. If the potential determination circuit determines that the predetermined potential is detected, the sub-control circuit determines that the switching means stops the connection to the connection terminal of the abnormality detection element and detects the abnormal potential. Whether or not the load drive element is abnormal or the load is abnormal. These circuits can be realized by a general digital circuit.
また本発明で、前記負荷駆動素子は、ハイサイド側に接続されることを特徴とする。
本発明に従えば、ハイサイド側から負荷に供給する電力を負荷駆動素子で制御することができる。
In the present invention, the load driving element is connected to a high side.
According to the present invention, the power supplied to the load from the high side can be controlled by the load driving element.
また本発明で、前記負荷駆動素子は、Nチャネル型MOSトランジスタであることを特徴とする。 In the present invention, the load driving element is an N-channel MOS transistor.
本発明に従えば、Nチャネル型のMOSトランジスタをハイサイド側に使用して、オン抵抗を小さくして低損失で大電力の制御を行わせることができる。 According to the present invention, an N-channel type MOS transistor can be used on the high side to reduce the on-resistance and to control large power with low loss.
また本発明で、前記負荷駆動素子は、ローサイド側に接続されることを特徴とする。
本発明に従えば、ローサイド側から負荷に供給する電力を負荷駆動素子で制御することができる。
In the present invention, the load driving element is connected to the low side.
According to the present invention, the power supplied to the load from the low side can be controlled by the load driving element.
また本発明で、前記負荷の異常は負荷の断線による負荷オープンであり、
前記負荷駆動素子の異常は、負荷を駆動しないように制御されている間にも駆動する常時オン故障であることを特徴とする。
In the present invention, the load abnormality is a load open due to disconnection of the load,
The abnormality of the load driving element is a normally-on failure that drives even while the load is controlled not to be driven.
本発明に従えば、負荷の断線による負荷オープンの異常と、負荷駆動素子の常時オン故障とを区別して、異常の判断を行うので、判断結果に応じて適切な処理が可能となる。 According to the present invention, the abnormality determination is performed by distinguishing between the load open abnormality due to the load disconnection and the always-on failure of the load driving element, so that appropriate processing can be performed according to the determination result.
また本発明で、前記異常検知素子は、前記負荷を駆動する電力を制限して前記負荷オープン時に前記接続端子から前記所定の電位を出力させる抵抗であることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the abnormality detection element is a resistor that limits power to drive the load and outputs the predetermined potential from the connection terminal when the load is open.
本発明に従えば、スイッチング手段は、負荷に供給する電力を制限する抵抗を、負荷駆動素子の両端に接続するか否かを制御するので、負荷駆動素子が負荷を駆動していない時に、スイッチング素子で抵抗を負荷駆動素子の両端に並列に接続して、負荷オープンの異常か否かを判断することができる。 According to the present invention, the switching means controls whether or not a resistor for limiting the power supplied to the load is connected to both ends of the load driving element, so that the switching is performed when the load driving element is not driving the load. It is possible to determine whether or not the load is open abnormally by connecting a resistance to both ends of the load driving element in parallel.
また本発明で、前記異常検知素子は、前記負荷オープン時に前記接続端子に前記所定の電位を出力するための電流を発生する電流源であり、
前記スイッチング手段は、電流源からの電流を接続端子に供給するか否かを制御可能であることを特徴とする。
In the present invention, the abnormality detection element is a current source that generates a current for outputting the predetermined potential to the connection terminal when the load is open.
The switching means is capable of controlling whether or not a current from a current source is supplied to the connection terminal.
本発明に従えば、異常検知素子は、負荷オープン時に接続端子で所定の電位を出力するための電流を発生する電流源であり、スイッチング手段は、電流源からの電流を接続端子に供給するか否かを制御可能であるので、負荷駆動素子が負荷を駆動していない時に、スイッチング手段で電流源からの電流を負荷に供給して、負荷オープンの異常か否かを判断することができる。 According to the present invention, the abnormality detection element is a current source that generates a current for outputting a predetermined potential at the connection terminal when the load is open, and the switching means supplies the current from the current source to the connection terminal. Therefore, when the load driving element is not driving the load, the current from the current source can be supplied to the load by the switching means to determine whether or not the load is open.
本発明によれば、負荷駆動素子の非駆動時に、接続端子に異常検知素子を接続し、接続端子から所定の電位が出力される場合に、異常検知素子の前記接続端子への接続を遮断しても、接続端子の電位が所定電位であるか否かによって、負荷の異常を細分化して判断可能にすることができる。 According to the present invention, when the load drive element is not driven, the abnormality detection element is connected to the connection terminal, and when a predetermined potential is output from the connection terminal, the connection of the abnormality detection element to the connection terminal is interrupted. However, depending on whether or not the potential of the connection terminal is a predetermined potential, it is possible to subdivide and determine the abnormality of the load.
また本発明によれば、異常判断手段は、細分化された負荷の異常についての判断を行い、適切な処理の選択などが可能となる。 In addition, according to the present invention, the abnormality determination means can determine whether the load is subdivided and can select an appropriate process.
また本発明によれば、スイッチング手段が異常検知素子の接続端子への接続を遮断することと、再接続することとを複数回繰返してから異常の判断を行うので、判断の精度を高め、確実な判断を行うことができる。 According to the present invention, since the switching means repeats the disconnection of the connection to the connection terminal of the abnormality detection element and the reconnection several times before performing the determination of the abnormality, the accuracy of the determination is increased and the reliability is ensured. Can make decisions.
また本発明によれば、異常の判断を行った後で、スイッチング手段が異常検知素子を接続端子に接続するので、異常と判断されなかった後でも、異常の判断を継続して行うことができる。 Further, according to the present invention, after the abnormality is determined, the switching means connects the abnormality detection element to the connection terminal. Therefore, even after the abnormality is not determined, the abnormality can be continuously determined. .
また本発明によれば、複数の負荷の各負荷の駆動を各負荷駆動素子で独立に制御し、各スイッチング手段の制御で異常の判断を独立に行うことができる。負荷駆動素子が異常との判断時には、共通スイッチング手段を制御して、複数の負荷に対する電力の供給を同時に停止させて、制御不能で負荷の駆動を続けるような事態を避け、フェールセーフを図ることができる。負荷駆動素子の異常ではないとの判断時には、共通スイッチング手段からの電力供給を停止させないので、異常判断の対象とならなかった負荷への駆動を続けて、過剰なフェールセーフ処理を避けることができる。 Further, according to the present invention, driving of each load of a plurality of loads can be controlled independently by each load driving element, and abnormality can be determined independently by controlling each switching means. When it is determined that the load drive element is abnormal, control the common switching means to simultaneously stop power supply to multiple loads, avoiding situations where the load cannot be controlled and driving the load, and fail safe. Can do. When it is determined that there is no abnormality in the load drive element, the power supply from the common switching means is not stopped, so that the drive to the load that is not the target of the abnormality determination can be continued to avoid excessive fail-safe processing. .
また本発明によれば、各負荷に対して異常の判断を、それぞれ適切なタイミングで行うことができる。 Further, according to the present invention, it is possible to determine abnormality for each load at an appropriate timing.
また本発明によれば、複数の負荷の各負荷の接続端子への異常検知素子の接続に対して非駆動電力の各負荷への供給を、全体として同時に制御可能であるので、小規模な回路構成で、異常の判断を適切に行うことができる。 Further, according to the present invention, the supply of non-driving power to each load can be simultaneously controlled as a whole with respect to the connection of the abnormality detection element to the connection terminal of each load of a plurality of loads. With the configuration, it is possible to appropriately determine the abnormality.
また本発明によれば、マイクロコンピュータが予め設定されるプログラムに従って発生させて与える制御信号を駆動回路を介して半導体スイッチング素子に与えて負荷を駆動しながら、負荷の非駆動時にスイッチング手段を制御して異常検知素子を接続端子に接続するか否か制御を行い、負荷の異常か否かの判断を細分化して適切に行うことができる。 According to the present invention, the control signal generated and given by the microcomputer according to a preset program is supplied to the semiconductor switching element via the drive circuit to drive the load, and the switching means is controlled when the load is not driven. Thus, it is possible to control whether or not the abnormality detection element is connected to the connection terminal, and to appropriately determine the determination as to whether or not the load is abnormal.
さらに本発明によれば、マイクロコンピュータは、予め設定されるプログラムに従って発生する制御信号で制御負荷駆動素子を制御して負荷を駆動しながら、負荷駆動素子が負荷を駆動しない期間に、スイッチング手段によって抵抗を負荷駆動素子の両端に接続するか否かの制御を行い、異常の判断を細分化して、適切な処理を選択可能とすることができる。 Furthermore, according to the present invention, the microcomputer controls the control load driving element with a control signal generated according to a preset program to drive the load, while the load driving element does not drive the load. It is possible to control whether or not the resistor is connected to both ends of the load driving element, to subdivide the determination of abnormality, and to select an appropriate process.
また本発明によれば、電位検出手段で所定の電位か否かを判断した結果を論理レベルでマイクロコンピュータに入力するので、マイクロコンピュータでの処理を簡略化することができる。 Further, according to the present invention, the result of determining whether or not the potential is detected by the potential detecting means is input to the microcomputer at a logical level, so that the processing in the microcomputer can be simplified.
また本発明によれば、負荷への駆動の要求時に、スイッチング手段を制御しての異常の判断を行うので、負荷の異常と負荷駆動素子の異常などとが生じていないことを確認して負荷を駆動することができる。 Further, according to the present invention, when a request for driving the load is made, an abnormality is determined by controlling the switching means. Therefore, it is confirmed that there is no abnormality in the load and abnormality in the load driving element. Can be driven.
また本発明によれば、マイクロコンピュータは、プログラムの通常動作時に、スイッチング手段を制御しての異常の判断を行うので、割込み動作などでの異常の判断を行わずに、ソフトウエアを単純化することができる。 Further, according to the present invention, since the microcomputer determines the abnormality by controlling the switching means during the normal operation of the program, the software is simplified without performing the abnormality determination in the interrupt operation or the like. be able to.
また本発明によれば、マイクロコンピュータは、スイッチング手段を制御しての異常の判断を、負荷駆動素子による負荷の駆動タイミングとは独立したタイミングで行うので、たとえば電源投入時や一定周期毎などのソフトウエア負荷が小さい時に、異常の判断を行うようにすることができる。 Further, according to the present invention, the microcomputer determines the abnormality by controlling the switching means at a timing independent of the load driving timing by the load driving element. When the software load is small, an abnormality can be determined.
また本発明によれば、異常判断手段を、マイクロコンピュータのプログラム動作で実現される機能を置換えるようなハードウエアの一般的なロジック回路などで実現することができる。 Further, according to the present invention, the abnormality determination means can be realized by a general logic circuit of hardware that replaces a function realized by a program operation of the microcomputer.
また本発明によれば、ハイサイド側から負荷に供給する電力を負荷駆動素子で制御することができる。 Further, according to the present invention, the power supplied to the load from the high side can be controlled by the load driving element.
また本発明によれば、Nチャネル型のMOSトランジスタをハイサイド側に使用して、オン抵抗を小さくして低損失で大電力の制御を行わせることができる。 Further, according to the present invention, an N-channel MOS transistor can be used on the high side to reduce the on-resistance and to control large power with low loss.
また本発明によれば、ローサイド側から負荷に供給する電力を負荷駆動素子で制御することができる。 Further, according to the present invention, the power supplied to the load from the low side can be controlled by the load driving element.
また本発明によれば、負荷の断線による負荷オープンの異常と、負荷駆動素子の常時オン故障とを区別して、異常の判断を行うので、判断結果に応じて適切な処理が可能となる。 Further, according to the present invention, the abnormality determination is performed by distinguishing between the load open abnormality due to the load disconnection and the always-on failure of the load driving element, so that appropriate processing can be performed according to the determination result.
また本発明によれば、負荷駆動素子が負荷を駆動していない時に、スイッチング素子で抵抗を負荷駆動素子の両端に並列に接続して、負荷オープンの異常か否かを判断することができる。 Further, according to the present invention, when the load driving element is not driving a load, it is possible to determine whether or not the load is open by connecting a resistance in parallel to both ends of the load driving element with the switching element.
また本発明によれば、負荷駆動素子が負荷を駆動していない時に、スイッチング手段で電流源からの電流を負荷に供給して、負荷オープンの異常か否かを判断することができる。 Further, according to the present invention, when the load driving element is not driving the load, the current from the current source can be supplied to the load by the switching means to determine whether or not the load is open.
以下、図1〜図13で、本発明の実施の形態について説明する。各形態で、先行して説明している部分に対応する部分には同一の参照符を付して示し、重複する説明を省略する。また、各形態は重複が不可能な要素を除いて、相互に組み合わせることもできる。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In each embodiment, parts corresponding to the parts described in advance are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Moreover, each form can also be mutually combined except the element which cannot overlap.
図1は、本発明の実施の一形態である負荷駆動装置10の概略的な電気的構成を示す。負荷11としては、たとえばモータやソレノイドなどの電磁的なアクチュエータ、照明機器、電気ヒータなど、種々のものが駆動可能である。負荷11は、ハイサイド側に直列に接続されるMOSトランジスタ12を介して供給される電力で駆動される。半導体スイッチング素子であるPチャネル型のMOSトランジスタ12のソース・ドレイン間には、並列にオープン検知抵抗13が接続されている。MOSトランジスタ12のスイッチング状態は、マイコン14がドライバ15を介して制御する。マイコン負荷11には並列に、いわゆるフリーホイール作用を行うダイオード16が接続される。負荷11が電磁的なアクチュエータなどで、リアクタンス成分を含む場合、電流の遮断時などに、通電時とは逆方向の起電圧が発生し、ダイオード16と負荷11とで形成する閉回路に電流が流れる。負荷11に印加される電圧は、抵抗17,18,19による分圧回路などで形成する電圧検出手段を介して、マイコン14の診断(DIAG)端子に入力される。
FIG. 1 shows a schematic electrical configuration of a
オープン検知抵抗13には、直列にスイッチ20が接続される。スイッチ20は、マイコン14からの制御信号opcutがHiレベルでオン、Loレベルでオフになる半導体スイッチである。Pチャネル型のMOSトランジスタ12は、マイコン14からの制御信号であるMOS駆動要求INがHiレベルになると、ドライバ15のインバータ作用で低電位側の駆動電圧がゲートに与えられてオンになる。MOS駆動要求INがLoレベルになると、ドライバ15のインバータ作用で高電位側の駆動電圧がゲートに与えられてオフになる。負荷11の電気抵抗は数mΩ〜数100Ω程度、MOSトランジスタ12のオン抵抗は数mΩ程度、オープン検知抵抗13の抵抗値は数kΩ程度、抵抗17,18,19の抵抗値は数10kΩ程度である。MOSトランジスタ12のオフ抵抗や負荷11のオープン不良時の抵抗値は、数100kΩ以上である。
A
負荷駆動装置10では、負荷11を接続するために接続端子21を設けている。オープン検知抵抗13は、スイッチ20によって、接続端子21に接続するか否かを制御されることになる。スイッチ20は、トランジスタなどの半導体スイッチング素子で実現可能である。オープン検知抵抗13の抵抗値は、MOSトランジスタ12のオン抵抗に比較して充分に高いので、流れる電流は少なくなり、小容量の半導体スイッチング素子でも容易に制御可能である。スイッチ20には、マイコン14からオープン検知抵抗切り離し信号opcutが与えられる。
In the
MOSトランジスタ12がオフの状態で、スイッチ20がオンとなっていれば、負荷11にはオープン検知抵抗13を介して電流が供給される。負荷11の電気抵抗は、オープン検知抵抗13の抵抗値に比較して充分に小さいので、負荷11には印加電圧VBに比較して充分に小さい電圧しか発生せず、接続端子21の電位も接地電位に近くなる。負荷11のオープン異常時には、負荷11の電気抵抗がオープン検知抵抗13よりも大きくなり、負荷11には印加電圧VBに近い電圧が発生し、接続端子21の電位も高くなる。この電位は、負荷11が正常で、MOSトランジスタ12がオンの状態でも、接続端子21の電位は高くなる。接続端子21の電位は、抵抗17,18によって分圧し、抵抗19を介してマイコン14のDIAG端子に入力される。DIAG端子は論理レベルの入力端子であり、入力電圧レベルを、閾値を基準に、HiレベルかLoレベルかに弁別して入力する。したがって、負荷11が正常で、MOSトランジスタ12がオンの状態の駆動時、常時オンの異常時、およびMOSトランジスタ12がオフの状態の非駆動時でスイッチ20がオンとなるオープン検知抵抗13の接続端子21への接続時は、いずれもDIAG端子にHiレベルの電圧が入力される接続端子21の電位が所定電位となる。
If the
マイコン14がアナログ/デジタル変換器、または複数の比較器を内蔵していれば、DIAG端子への入力電圧レベルを、内部で複数の閾値に分けて、正常または異常の判断を行うこともできる。また、アナログ/デジタル変換器や比較器は、マイコン14の外部に設け、DIAG端子には、デジタル信号を入力するようにしてもよい。比較器などの電位検出手段で所定電位か否かを論理判断した結果がマイコン14に入力されるので、マイコン14での処理を簡略化することができる。
If the
図2は、図1のマイコン14が行う診断動作を示す。時刻t11でドライバ15にLoレベルからHiレベルに遷移する制御信号であるMOS駆動要求INを与えて、Pチャネル型のMOSトランジスタ12のゲートにインバータとしてのドライバ15から低いレベルの制御電圧を出力させると、MOSトランジスタ12はオンとなって導通状態となり、負荷11に電流が流れて、DIAG端子への入力もLoレベルからHiレベルに遷移する。時刻t12で、ドライバ15に与える制御信号であるMOS駆動要求を、HiレベルからLoレベルに遷移させると、DIAG端子への入力もHiレベルからLoレベルに遷移し、正常領域の動作であることが判る。なお、オープン検知抵抗切り離し信号opcutは、Hiレベルとして、スイッチ20をオンにしておく。MOSトランジスタ12がオフでも、負荷11にはオープン検知抵抗13を介して電流が流れるけれども、この電流値は小さく、負荷11は実質的に動作はしない。また、負荷11に発生して、DIAG端子への入力としてマイコン14に検出される電圧も低い。図14に示す従来技術でも同様に、MOSトランジスタ2がオフでも、負荷1にはオープン検知抵抗3を介して電流が流れる。
FIG. 2 shows a diagnostic operation performed by the
たとえば、時刻t13以降の期間に、負荷11にオープン異常が発生すると、ドライバ15にはLoレベルの制御信号を与えているにもかかわらず、たとえば時刻t13で、DIAG端子への入力がLoレベルからHiレベルに遷移する。MOSトランジスタ12は非導通状態であっても、負荷11にはオープン検知抵抗13を介して電流が流れ、DIAG端子への入力がHiレベルになるからである。ただし、前述のように、DIAG端子への入力は、負荷11がオープン異常でなくても、MOSトランジスタ12が常時オンの異常になれば、同様にHiレベルとなる。
For example, if an open abnormality occurs in the
次にたとえば、時刻t14で、オープン検知抵抗切り離し信号opcutをHiレベルからLoレベルに遷移させると、スイッチ20がオフになって、オープン検知抵抗13が切り離される。MOS常時オンの異常であれば、実線で示すように、DIAG端子への入力はHiレベルから変化しない。負荷オープンの異常であれば、破線で示すように、DIAG端子への入力はLoレベルに変化する。したがって、時刻t13での異常発生の検知を、時刻t14のオープン検知抵抗13の切り離しで、故障モードの細分化が可能となる。
Next, for example, at time t14, when the open detection resistor separation signal opcut is changed from the Hi level to the Lo level, the
すなわち、MOSトランジスタ12およびドライバ15は、負荷11が作動する範囲の駆動電力を、負荷11に供給するか否かの制御が可能な負荷駆動素子として機能する。負荷駆動素子は、半導体スイッチング素子としてMOSトランジスタ12ばかりではなく、バイポーラトランジスタ、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)、GTO(
Gate Turn-Off thyristor )などを使用することができる。電磁リレーなどを使用することもできる。
In other words, the
Gate Turn-Off thyristor) can be used. An electromagnetic relay or the like can also be used.
オープン検知抵抗13は、負荷11が作動しない範囲の非駆動電力を、負荷11に供給し、負荷11にオープン異常が生じていれば、接続端子21から出力される電位でマイコン14のDIAG端子への入力がHiレベルとなるような異常検知素子として機能する。オープン検知抵抗13から負荷11への非駆動電力の供給は、スイッチング手段であるスイッチ20によって制御される。スイッチ20は、各種トランジスタなどの半導体素子を使用することができる。スイッチ20がオン状態でも比較的小電流が流れるだけであるので、小形の素子を使用することができる。
The
マイコン14は、負荷駆動素子のMOSトランジスタ12が負荷11に駆動電力を供給しないように制御されている期間に、スイッチング手段であるスイッチ20の制御でオープン検知抵抗13から負荷11に非駆動電力を供給させ、負荷11に印加される電圧に基づいて接続端子21に出力される電位を検出し、負荷11が正常時よりも高インピーダンス側となる異常時に対応する所定電位が検出されるとき、スイッチ20から負荷11への非駆動電力の供給を停止させれば所定電位が検出されなくなるか否かで、負荷11の異常か負荷駆動素子の異常かを、それぞれ判断する異常判断手段として機能する。
The
なお、負荷駆動素子が負荷11に駆動電力を供給している時に、スイッチ20をオンにして負荷11に非駆動電力を供給しても、動作に影響は生じない。図14では、常時、オープン検知抵抗3から負荷1に非駆動電力が供給されている。したがって、異常判断手段としてのマイコン14は、図2の時刻t14で異常の判断を行った後で、スイッチ20をオンにしてオープン検知抵抗13から負荷11に非駆動電力を供給させることができ、異常の判断を継続して行うことができる。
Note that even when the load driving element supplies driving power to the
このように負荷駆動装置10は、負荷駆動素子と、異常検知素子とを含む。負荷駆動素子は、負荷11が作動する範囲の駆動電力を、負荷11に供給するか否かの制御が可能であり、供給するように制御されれば、接続端子21を介して、負荷11を駆動することができる。異常検知素子としてのオープン検知抵抗13は、スイッチング手段としてのスイッチ20のオンかオフかで、負荷11が作動しない範囲の非駆動電力を、負荷11に供給するか否かの制御が可能であるので、負荷駆動素子が負荷11に駆動電力を供給しない時に、負荷11に非駆動電力を供給して、オープン異常の検知を行うことができる。
As described above, the
さらに負荷駆動装置10には、異常判断手段としてのマイコン14を含めることもできる。異常判断手段は、負荷駆動素子が負荷11に駆動電力を供給しないように制御されている期間に、スイッチ20をオンにして、オープン検知抵抗13から負荷11に非駆動電力を供給させ、負荷11から接続端子に出力される電位を検出し、負荷11が正常時よりも高インピーダンス側となる異常時に対応する所定電位が検出されるとき、スイッチ20をオフにしてオープン検知抵抗13から負荷11への非駆動電力の供給を停止させれば異常電圧が検出されなくなるか否かで、負荷11の異常か負荷駆動素子の異常かを、それぞれ判断するので、故障モードを細分化し、負荷のオープン異常を駆動の異常と区別して判断することができる。異常判断手段の判断結果に基づいて、異常に対する処理を選択するようにすれば、異常に対応した適切な処理の選択が可能となる。
Further, the
また、マイコン14で、半導体スイッチング素子であるMOSトランジスタ12を制御する制御信号を予め設定されるプログラムに従って発生することによって、負荷11の駆動をプログラムに従って行うことができる。オープン検知抵抗13は、半導体スイッチング素子と並列に接続され、負荷11が作動しない範囲の非駆動電力を、負荷11に供給するか否かを、マイコン14によって制御可能であるので、半導体スイッチング素子が負荷を駆動しない期間に、負荷に非駆動電力を供給し、負荷のオープン異常などを検知可能にすることができる。マイコン14は、スイッチ20を、オープン検知抵抗13から負荷11に非駆動電力が供給されるように制御し、接続端子21から、負荷11が正常時よりも高インピーダンス側となる異常時に対応する所定電位が出力されるとき、スイッチ20の制御でオープン検知抵抗13から負荷11への非駆動電力の供給を停止させれば所定電位が出力されなくなるか否かで、負荷11の異常か負荷駆動素子の異常かを、それぞれ判断する異常判断手段としても機能するので、異常の判断結果に応じて、適切な処理を選択可能となる。
In addition, the
図3は、本発明の実施の他の形態である負荷駆動装置30の概略的な電気的構成を示す。負荷駆動装置30では、図1の負荷駆動装置10がオープン検知抵抗13を介して負荷11に電圧VBの電源からからの非駆動電力を供給しているのに対し、電流源31からほぼ一定の定電流を流して負荷11に非駆動電力を供給する。本形態の負荷駆動装置30は、図1の負荷駆動装置10と同様に、スイッチ20で電流源31からの電流をカットすることによって、故障モードの細分化が可能となる。
FIG. 3 shows a schematic electrical configuration of a
図4は、図5に示す負荷駆動装置40の基礎となる従来の電気的構成を示す。この構成では、負荷11にMOSトランジスタ12およびオープン検知抵抗13を介して電力を供給するチャネルをマイコン24で制御して、異常の判断を行うばかりではなく、他の負荷41にMOSトランジスタ42およびオープン検知抵抗43を介して電力を供給するチャネルも、同様に制御および異常判断の対象とする。図5の負荷駆動装置40ではマイコン44を使用するけれども、図4のマイコン24は、複数の負荷11,41のいずれかで異常判断を行うと、ドライバ45を介して上流リレーであるMOSトランジスタ46がオフになるように制御する。すなわち、図4は複数の負荷11,41が共通のスイッチにより電流供給されるシステムであり、接続される1本の負荷が異常となっただけで、フェールセーフのため、上流のリレーがオフにされる。上流リレーであるMOSトランジスタ46をオフにすると、全ての負荷11,41の作動が停止されてしまう。
FIG. 4 shows a conventional electrical configuration that is the basis of the
図5は、本発明の実施のさらに他の形態である負荷駆動装置40の概略的な電気的構成を示す。複数の負荷11,41に対応して設けられ、それぞれ非駆動電力を供給するオープン検知抵抗13,43には共通にスイッチ20が接続され、マイコン44からのオープン検知抵抗切り離し信号opcutに応じてオン/オフの制御が行われる点が、図4と相違する。
FIG. 5 shows a schematic electrical configuration of a
図4では、いずれかの負荷11,41が1つでも異常と判断されると、上流リレーとしてのMOSトランジスタ46がオフに制御され、全部の負荷11,41に対する駆動が停止されてしまう。本来、負荷11,41のオープン故障では、上流のリレーをオフにする必要はないが、MOSトランジスタ12,42の常時オン故障であれば、上流のリレーをオフにする必要がある。一般には、MOSトランジスタ12,42の常時オン故障が発生する確率は、負荷11,41のオープン故障が発生する確率よりも小さい。従来技術では、負荷のオープン故障とMOSの常時オン故障との故障モードの違いを区別することができないので、MOSの常時オン故障が生じていても対応可能な過剰な対策を採る必要がある。過剰なフェールセーフは、正常な負荷も、異常負荷の影響で動作することができなくなる友連れ異常の結果となる。友連れ異常を防止するには、各負荷に専用のリレーを用意する案が考えられるけれども、コスト面や部品点数面で非常に不利となる。負荷駆動装置40では、異常時の故障モードの区別が可能であるため、負荷11,41のオープン異常のみを、上流リレーをオフにする条件から外すことが可能となる。実際の故障事例としては、負荷のオープン異常の発生頻度の方が高いため、友連れ異常の発生確率を大幅に低下させることができる。
In FIG. 4, if any one of the
なお、複数の負荷11,41に対して電力を供給するか否かの制御を共通に行うことが可能な共通スイッチング手段としてのMOSトランジスタ46が設けられるので、重大な異常との判断時には、共通スイッチング手段を制御して、複数の負荷11,41に対する電力の供給を同時に停止させることができる。各負荷11,41のみに関する異常との判断時には、その負荷11,41に対応する負荷駆動素子を制御して、異常判断の対象となる負荷11,41のみへの駆動電力の供給停止を行わせることができる。
In addition, since the
図6は、本発明の実施のさらに他の形態である負荷駆動装置50の概略的な電気的構成を示す。負荷駆動装置50では、図5の負荷駆動装置40のように、各負荷11,41を駆動するチャネルのオープン検知抵抗13,43に対して共通にスイッチ20を設けて同時に切り離すのではなく、マイコン54が各チャネル毎のオープン検知抵抗13,43に対応して個別に設けられるスイッチ20,56を、それぞれ切り離すことができる。
FIG. 6 shows a schematic electrical configuration of a
すなわち、負荷駆動装置50では、複数の負荷11,41の各負荷11,41に対して、負荷駆動素子、異常検知素子およびスイッチング手段がそれぞれ設けられるので、各負荷に供給する駆動電力を各負荷駆動素子で独立に制御し、各スイッチング手段の制御で異常の判断を独立に行うことができる。図示は省略しているけれども、電圧VBの電源側に、図5と同様な上流リレーを共通スイッチング手段として設けることもできる。
That is, in the
複数の負荷11,41の各負荷11,41に対して設けられるスイッチング手段は、非駆動電力の各負荷11,41への供給を、個別に制御可能であるので、各負荷11,41に対して異常の判断を、それぞれ適切なタイミングで行うことができる。
Since the switching means provided for each
図7は、本発明の実施のさらに他の形態である負荷駆動装置60の概略的な電気的構成を示す。負荷駆動装置60では、図6の負荷駆動装置50のようにオープン検知抵抗13,43を個別に独立して切り離し可能にするのではなく、図5の負荷駆動装置40のように共通のスイッチで同時に切り離し可能にしている。少ない素子数で、マイコン64による故障モードの細分化が可能となる。複数の負荷11,41の各負荷11,41に対して設けられるオープン検知抵抗13,43と、全負荷11,41共通のスイッチ20とを含む異常検知素子は、非駆動電力の各負荷11,41への供給を、全体として同時に制御可能であるので、小規模な回路構成で、異常の判断を適切に行うことができる。
FIG. 7 shows a schematic electrical configuration of a
図8は、本発明の実施のさらに他の形態である負荷駆動装置70の概略的な電気的構成を示す。負荷駆動装置70では、たとえば図1の負荷駆動装置10と同様に、負荷11をハイサイド側のMOSトランジスタ72を介して駆動する。ただし、MOSトランジスタ72は、Nチャネル型である点で、Pチャネル型である図1のMOSトランジスタ12と異なっている。現状では、一般に、Nチャネル型のMOSトランジスタの方がPチャネル型のMOSトランジスタよりもオン抵抗が小さいものが製造可能であり、大電流システムに適している。ただし、Nチャネル型のMOSトランジスタ72をオンにするには、ゲートにソースよりも高い電圧を印加する必要がある。MOSトランジスタ72がオンになると、ソースの電圧は負荷11を駆動する電圧VBとほぼ同等まで上昇するので、電圧VBよりも高電圧VB’を用意し、マイコン74がドライバ75を介して制御する必要がある。
FIG. 8 shows a schematic electrical configuration of a
図9は、本発明の実施のさらに他の形態である負荷駆動装置80の概略的な電気的構成を示す。負荷駆動装置80では、電圧VBの電源のローサイド側にMOSトランジスタ82を設ける。MOSトランジスタ82は、Nチャネル型を使用することができる。マイコン84は、ドライバ85を介してMOSトランジスタ82を駆動する。ドライバ85は、マイコン84からのMOS駆動要求INの論理レベルを、MOSトランジスタ82のゲート駆動用の電圧レベルに変換する。
FIG. 9 shows a schematic electrical configuration of a
図10は、以上で説明している各形態のマイコン14,44,54,64,74,84が行う異常検出処理の概略的な手順の一例を示す。ステップa0から異常検出処理を開始する。処理の開始のタイミングは、負荷駆動素子としてのMOSトランジスタ12,42,72,82をオンにする制御信号INであるMOS駆動要求を、図2の時刻t11のように、LoレベルからHiレベルに立ち上げる直前である。ステップa1で、マイコン14,44,54,64,74,84がプログラムに従ってMOS駆動要求を立ち上げる必要が生じると、ステップa2でDIAG端子への入力から異常が検出されているダイアグ異常検出であるか否かを判断する。ダイアグ異常検出でないと判断するときは、ステップa3に移行し、MOS駆動要求に従って、制御信号INを立ち上げ、MOSトランジスタ12,42,72,82をオンに制御する。ステップa2でダイアグ異常検出と判断するときは、図2の時刻t13〜t14と同様な状態であり、ステップa4に移行し、オープン検知抵抗切り離し信号opcutを、図2の時刻t14のように、Loレベルに遷移させて、スイッチング手段であるスイッチ20,56がオフになるように制御する。
FIG. 10 shows an example of a schematic procedure of abnormality detection processing performed by the
ステップa5では、再び、DIAG端子への入力から異常が検出されているダイアグ異常検出であるか否かを判断する。ダイアグ異常検出でないと判断するときは、図2では破線の状態に相当し、ステップa6に移行して、負荷オープン検出と判断する。次にステップa7で、負荷オープンに対応して設定される負荷異常動作を行う。ステップa5でダイアグ異常検出と判断するときは、ステップa8に移行して、MOS常時オン検出と判断する。次にステップa9で、MOS常時オンに対応して予め設定されているMOS異常動作を行う。ステップa3、ステップa7またはステップa9が終了すると、ステップa10で異常検出処理の手順も終了する。 In step a5, it is determined again whether or not the diagnosis abnormality is detected from the input to the DIAG terminal. When it is determined that the diagnosis abnormality is not detected, it corresponds to a broken line state in FIG. 2, and the process proceeds to step a6 to determine that the load is detected. Next, in step a7, an abnormal load operation set corresponding to the load open is performed. When it is determined in step a5 that a diagnosis abnormality has been detected, the process proceeds to step a8, where it is determined that MOS always-on detection. Next, in step a9, a MOS abnormal operation set in advance corresponding to MOS always on is performed. When step a3, step a7 or step a9 is completed, the procedure of the abnormality detection process is also terminated in step a10.
以上で説明している異常検出処理は、マイコン14,44,54,64,74,84の通常時のプログラム動作で、MOS駆動要求を実行する前処理として、実際に駆動を行う直前に行うように設定することができる。また、駆動の終了後に行わせることもできる。さらに、異常検出処理をサブルーチンや割込み処理として、通常のプログラム動作のステップから呼出して実行させることもできる。負荷11,41への駆動電力の要求時に、スイッチング手段を制御しての異常の判断を行うので、負荷11,41の異常と負荷駆動素子の異常とが生じていないことを確認して負荷11,41を駆動することができる。特に、マイコン14,44,54,64,74,84がプログラムの通常動作時に、スイッチング手段としてのスイッチ20,56を制御しての異常の判断を行うようにすれば、異常の判断を通常動作の一つとしてプログラムを設定することができ、割込み動作などでの異常の判断を行わずに、ソフトウエアを単純化することができる。
The abnormality detection process described above is performed immediately before the actual drive as a pre-process for executing the MOS drive request in the normal program operation of the
図11は、各形態のマイコン14,44,54,64,74,84が行う異常検出処理の概略的な手順の他の例を示す。ステップb0から開始される異常検出処理は、たとえばタイマ割込や、電源投入時の初期化処理の一環など、負荷11,41の駆動とは独立したタイミングで行うことができる。電源投入時や一定周期毎などでは、ソフトウエア負荷が小さいので、異常の判断を容易に行うことができる。
FIG. 11 shows another example of a schematic procedure of abnormality detection processing performed by the
まず、ステップb1では、スイッチ20,56をオフに制御する。ステップb2では、ダイアグ異常検出か否かを判断する。ダイアグ異常検出ではないと判断するときは、ステップb3でMOS常時オン検出と判断し、ステップb4でMOS異常動作を行う。このMOS異常動作は、図10のステップa9と同等に行うことができる。ステップb2でダイアグ異常検出ではないと判断するときは、ステップb5でスイッチ20,56をオンに制御する。次にステップb6で、ダイアグ異常検出であるか否かを判断する。ダイアグ異常検出でないと判断するときは、ステップb1に戻る。ステップb6でダイアグ異常検出と判断するときは、ステップb7で負荷オープン検出と判断し、ステップb8で負荷オープン動作を行う。この負荷オープン動作は、図10のステップa7の負荷異常動作と実質的に同様に行うことができる。ステップb4またはステップb8が終了すると、ステップb9で異常検出処理の手順も終了する。
First, in step b1, the
図12は、図10のステップa2からステップa5までや、図11のステップb1からステップb6までで行う異常判定処理の部分について、他の例を示す。ステップc0から手順を開始し、ステップc1では、スイッチング手段がオン状態でのダイアグ異常検出、オープン検知抵抗切り離しでスイッチング手段をオフ状態にしてのダイアグ異常検出を行い、異常検出でなければ、ステップc2で正常判定を行う。ステップc1でダイアグ異常検出と判断するときは、ステップc3でダイアグ異常検出の回数が所定回数に達しているか否かを判断する。所定回数に達していないと判断するときは、オープン検知抵抗切り離し信号opcutをHiレベルに戻して、スイッチ20,56をオンにして、ダイアグ異常検出が可能な状態としてステップc1に戻る。ステップc3で所定回数に達していると判断するときは、ステップc4で異常判定を行う。回数は、連続して計数し、所定回数に達する前に、ステップc2の正常判定になればリセットするようにしたり、リセットしないで、積算回数で判断するようにしたりすることができる。積算回数で判断する場合、所定期間でリセットすれば、所定期間内に所定回数に達すれば、異常判定を行うようにすることができる。
FIG. 12 shows another example of the part of the abnormality determination process performed from step a2 to step a5 in FIG. 10 and from step b1 to step b6 in FIG. The procedure is started from step c0. In step c1, a diagnosis abnormality is detected when the switching means is on, and a diagnosis abnormality is detected when the switching means is off by disconnecting the open detection resistor. If no abnormality is detected, step c2 Make a normal judgment with. When it is determined in step c1 that a diagnosis abnormality has been detected, it is determined in step c3 whether the number of diagnosis abnormality detections has reached a predetermined number. When it is determined that the predetermined number of times has not been reached, the open detection resistor separation signal opcut is returned to the Hi level, the
すなわち、異常判断手段であるマイコン14,44,54,64,74,84は、スイッチング手段から負荷11,41に非駆動電力を供給すことと、供給を停止することとを複数回繰返してから異常の判断を行うので、判断の精度を高め、確実な判断を行うことができる。
That is, the
図13は、本発明の実施のさらに他の形態である負荷駆動装置90の概略的な電気的構成を示す。負荷駆動装置90の異常判断手段は、制御検出回路91と、電圧判定回路92と、副制御回路93と、異常判断回路94とを含む。制御検出回路91は、負荷駆動素子であるMOSトランジスタ12に与えられる制御信号を検出する。電圧判定回路92は、負荷11に印加されている接続端子21の電圧を検出し、負荷11が正常時よりも高インピーダンス側となる異常時に対応する異常電圧が検出されるか否かの判定を行う。副制御回路93は、スイッチング手段に含まれるスイッチ20の制御を行う。異常判断回路94は、制御検出回路91によって検出される制御信号に応答して、負荷駆動素子に負荷11を駆動しない制御信号が与えられている期間に、副制御回路93によってスイッチング手段のスイッチ20をオンにしてオープン検知抵抗13から負荷11に非駆動電力を供給させ、電圧判定回路92によって異常電圧が検出されると判定されれば、副制御回路93によってスイッチ20を制御してオープン検知抵抗13から負荷11への非駆動電力の供給を停止させ、異常電圧が検出されると判定されるか否かで、負荷の異常か負荷駆動素子の異常かを、それぞれ判断する。これらの回路は、ゲート回路やシフトレジスタを含む順序回路など一般的なハードウエアロジックで実現される。PLD(Programmable Logic
Device )やFPGA(Field Programmable Logic Device )などのプログラム可能なロジック半導体集積回路でも実現することができる。
FIG. 13 shows a schematic electrical configuration of a
It can also be realized by a programmable logic semiconductor integrated circuit such as Device) or FPGA (Field Programmable Logic Device).
なお、以上の各形態の説明では、電源の電圧VBが接地に対して正となる直流電源の場合を示しているけれども、負電圧の電源であってもよいことはもちろんである。電源の極性に応じて、回路構成も変更すればよい。さらに、電源に交流電源を使用してもよい。交流電源の場合、各負荷駆動素子を構成する半導体スイッチング手段の素子やドライバなどの回路構成を交流用に変更すればよい。 In the above description of each embodiment, a case of a DC power supply in which the voltage VB of the power supply is positive with respect to the ground is shown, but it goes without saying that the power supply may be a negative voltage. The circuit configuration may be changed according to the polarity of the power source. Further, an AC power source may be used as the power source. In the case of an AC power supply, the circuit configuration of the elements and drivers of the semiconductor switching means constituting each load driving element may be changed to AC.
10,30,40,50,60,70,80,90 負荷駆動装置
11,41 負荷
12,42,46,72,82 MOSトランジスタ
13,43 オープン検知抵抗
14,44,54,64,74,84,95 マイコン
17,18,19 抵抗
20,56 スイッチ
21 接続端子
31 電流源
91 制御検出回路
92 電圧判定回路
93 副制御回路
94 異常判断回路
10, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90
Claims (20)
前記負荷の異常時に前記接続端子に接続されていると、前記接続端子から所定の電位を出力させる異常検知素子とを含み、
前記接続端子から前記所定の電位が出力されるか否かにより前記負荷の異常か否かが検出されてなる負荷駆動装置において、
前記負荷駆動素子の非駆動時に、前記接続端子に前記異常検知素子を接続し、前記接続端子から前記所定の電位が出力される場合に、前記異常検知素子の前記接続端子への接続を遮断するスイッチング手段が備えられ、
前記スイッチング手段により前記異常検知素子の接続が遮断されるときの前記接続端子の電位が前記所定電位であるか否かによって、前記負荷の異常が判断されてなることを特徴とする負荷駆動装置。 A load driving element connected to a load via a connection terminal and driving the load;
When connected to the connection terminal at the time of abnormality of the load, including an abnormality detection element that outputs a predetermined potential from the connection terminal,
In the load driving device in which whether or not the load is abnormal is detected by whether or not the predetermined potential is output from the connection terminal.
When the load drive element is not driven, the abnormality detection element is connected to the connection terminal, and when the predetermined potential is output from the connection terminal, the connection of the abnormality detection element to the connection terminal is cut off. Switching means are provided,
The load driving device according to claim 1, wherein the abnormality of the load is determined depending on whether or not the potential of the connection terminal when the connection of the abnormality detection element is interrupted by the switching means is the predetermined potential.
前記スイッチング手段によって前記異常検知素子を前記接続端子に接続することを特徴とする請求項2または3記載の負荷駆動装置。 After the abnormality determination means determines the abnormality,
4. The load driving device according to claim 2, wherein the abnormality detecting element is connected to the connection terminal by the switching means.
複数の負荷に対して駆動用の電力を供給するか否かの制御を共通に行うことが可能な共通スイッチング手段が設けられ、
各異常判断手段は、前記スイッチング手段により前記異常検知素子の接続が遮断されるときの前記接続端子の電位が前記所定電位であるか否かに応じて、前記負荷駆動素子の異常または前記負荷の異常とそれぞれ判断し、
いずれかの異常判断手段によって前記負荷駆動素子の異常と判断されるときは共通スイッチング手段が電力の供給を停止し、前記負荷の異常と判断されるときは共通スイッチング手段が電力の供給を継続するように制御されることを特徴とする請求項2〜4のいずれか1つに記載の負荷駆動装置。 For each load of a plurality of loads, the load driving element, the connection terminal, the abnormality detection element and the switching means are provided,
Common switching means capable of commonly performing control as to whether or not to supply driving power to a plurality of loads is provided,
Each abnormality determining means determines whether the load driving element is abnormal or the load is in accordance with whether or not the potential of the connection terminal when the connection of the abnormality detecting element is interrupted by the switching means is the predetermined potential. Judge each as abnormal,
The common switching means stops supplying power when any abnormality determination means determines that the load driving element is abnormal, and the common switching means continues supplying power when it is determined that the load is abnormal. The load driving device according to claim 2, wherein the load driving device is controlled as follows.
半導体スイッチング素子と、
半導体スイッチング素子の駆動回路とを含み、
前記異常判断手段は、駆動回路に、半導体スイッチング素子を制御する制御信号を、予め設定されるプログラムに従って発生させて与えるマイクロコンピュータを含み、
マイクロコンピュータは、前記負荷に印加される電圧と、駆動回路に与える制御信号とに基づいて、前記負荷の異常か負荷駆動素子の異常かを判断することを特徴とする請求項2〜8のいずれか1つに記載の負荷駆動装置。 The load driving element is:
A semiconductor switching element;
Including a driving circuit for a semiconductor switching element,
The abnormality determination means includes a microcomputer that gives the drive circuit a control signal for controlling the semiconductor switching element according to a preset program,
9. The microcomputer according to claim 2, wherein the microcomputer determines whether the load is abnormal or the load drive element is abnormal based on a voltage applied to the load and a control signal applied to the drive circuit. The load drive apparatus as described in any one.
負荷駆動素子を制御する制御信号を、予め設定されるプログラムに従って発生するマイクロコンピュータと、
負荷駆動素子の両端に接続可能で、接続状態では負荷の異常時に、負荷駆動素子と負荷との接続端子から所定の電位を出力させる抵抗と、
前記抵抗を前記負荷駆動素子の両端に接続するか否かを、前記マイクロコンピュータによって制御されるスイッチング手段とを含み、
前記マイクロコンピュータは、前記負荷駆動素子の非駆動時に、前記抵抗が前記負荷駆動素子の両端に接続されており、前記接続端子から前記所定の電位が出力される場合に、前記スイッチング手段を制御して前記抵抗の接続を遮断するときの前記接続端子の電位が前記所定電位であるか否かによって、前記負荷駆動素子の異常か前記負荷の異常かを判断することを特徴とする負荷駆動装置。 A load driving element for driving a load;
A microcomputer for generating a control signal for controlling the load driving element according to a preset program;
A resistor that can be connected to both ends of the load drive element and outputs a predetermined potential from the connection terminal between the load drive element and the load when the load is abnormal in the connected state;
Switching means controlled by the microcomputer whether or not to connect the resistor to both ends of the load driving element,
The microcomputer controls the switching means when the resistance is connected to both ends of the load driving element and the predetermined potential is output from the connection terminal when the load driving element is not driven. And determining whether the load drive element is abnormal or the load is abnormal depending on whether or not the potential of the connection terminal when the connection of the resistor is cut off is the predetermined potential.
前記マイクロコンピュータは、電位検出手段から出力される論理レベルに基づいて前記判断を行うことを特徴とする請求項8または9記載の負荷駆動装置。 Further comprising a potential detecting means for outputting a result of determining whether or not the potential output from the connection terminal is the predetermined potential at a logic level;
10. The load driving device according to claim 8, wherein the microcomputer performs the determination based on a logic level output from a potential detecting unit.
前記負荷駆動素子の異常は、負荷を駆動しないように制御されている間にも駆動する常時オン故障であることを特徴とする請求項1〜17のいずれか1つに記載の負荷駆動装置。 The load abnormality is a load open due to load disconnection,
The load driving device according to any one of claims 1 to 17, wherein the abnormality of the load driving element is an always-on failure that is driven even while the load is controlled so as not to drive the load.
前記スイッチング手段は、電流源からの電流を接続端子に供給するか否かを制御可能であることを特徴とする請求項1〜19のいずれか1つに記載の負荷駆動装置。 The abnormality detection element is a current source that generates a current for outputting the predetermined potential to the connection terminal when the load is open.
The load driving device according to claim 1, wherein the switching unit is capable of controlling whether to supply current from a current source to the connection terminal.
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