JP2010110092A - 駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パワー素子の過電流の有無の判定のための閾値電圧を負荷駆動用電圧に基づいて設定するようにした場合であれ、過電流保護機能の信頼性を的確に確保、維持することのできる駆動装置を提供する。
【解決手段】この駆動装置は、パワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓと閾値電圧とを比較して該比較結果に基づく信号を出力するための比較器６１を備え、比較器６１の出力信号に基づいてパワー素子１３の過電流の有無を検出する過電流保護機能を有する。ここでは、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧を閾値電圧よりも小さい電圧にシフト調整するとともに、このシフト調整の比率と同等の比率にてパワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓをシフト調整して比較器６１の検出電圧端子６１ｂに入力する。そして、比較器６１による基準電圧端子６１ａ及び検出電圧端子６１ｂのそれぞれの入力電圧の比較を通じてパワー素子１３の過電流の有無を検出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータなどの負荷の駆動を制御するための駆動装置に関する。

従来、例えば車載用のモータをはじめとする電磁アクチュエータ等を駆動制御する電子制御装置には、それら駆動制御対象への電力供給ラインにパワーＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ電界効果型トランジスタ）等からなるパワー素子が設けられており、こうしたパワー素子のオン／オフ制御を通じて同駆動制御対象の駆動が制御される。また通常は、こうしたパワー素子が多種の電子部品とともに基板上に搭載されて集積回路化されたドライバＩＣなどの駆動装置として構成されることが多い。そして従来、このような駆動装置としては、例えば特許文献１に記載の駆動装置がある。図３に、こうした特許文献１に記載の駆動装置も含め、従来一般に採用されている駆動装置についてその駆動回路の概要を示す。

同図３に示されるように、この駆動装置では、上記電動アクチュエータの駆動にかかる各種制御を統括的に司るマイクロコンピュータ２０から駆動指令Ｓｄが伝達されると、この駆動指令Ｓｄが制御回路１２に入力されるとともに、制御回路１２は、入力された駆動指令Ｓｄに基づいてパワー素子１３のオン／オフの切り替えを行う。そして、この駆動装置では、パワー素子１３がオンになると、電源端子の一つとなる負荷駆動用電源端子１４ａに印加されている電圧、すなわち車載バッテリＢＴの電源電圧ＶＢを負荷駆動用電圧Ｖｐとしてモータ３０にそのまま印加してその給電を行う。ちなみに、この駆動装置には、車載バッテリＢＴの電源電圧ＶＢを平滑回路４０を通じて平滑化した電圧（制御用電圧Ｖｂ）が印加される制御用電源端子１４ｂも設けられており、この制御用電源端子１４ｂに接続される定電圧回路１１を介して上記制御回路１２の駆動電源が確保されている。なお、平滑回路４０は、ダイオード４１、抵抗４２、及びコンデンサー４３を有して構成されている。また、符号５０は車両のアクセサリスイッチを示している。

駆動装置としてのこうした構成によれば、パワー素子１３による大電流のスイッチングが可能となるため、駆動装置としての設計上の自由度が向上するようになる。また、パワー素子１３が電圧駆動型素子であるため、例えば上記制御回路１２内に設けられたゲート駆動回路の設計が比較的容易となる。さらに、車載バッテリＢＴのような不安定な電源を制御回路１２の駆動電源として用いるようにした場合であれ、平滑回路４０及び定電圧回路１１を介して平滑化及び定電圧化された安定した電圧を制御回路１２に印加することができるようになる。このため、制御回路１２の安定した動作を確保することができるようになり、ひいてはモータ３０の駆動制御をより正確に行うことができるようになる。
特開２００３−３１６４５５号公報

このように、駆動装置のスイッチング素子として上記パワー素子１３を採用するようにすることで、大電流のスイッチングが可能となったり、あるいはゲート駆動回路の設計が比較的容易になるなどの利点を得ることができるようにはなる。ただし、パワー素子１３は、一般に、過電流に弱いため、先の図３に二点鎖線で併せ示すように、例えばモータ３０の給電経路と接地経路との間の短絡が生じて同パワー素子１３に規定値以上の電流が流れるなどの異常事態が生じると、同素子１３が破損するおそれがある。このため、こうしたパワー素子１３の破損を未然に防止すべく、パワー素子１３に過電流が流れることを防止する保護機能を備えた装置が提案されている。図４は、こうした過電流保護機能を有する駆動装置の一例についてその概要を示したものである。

同図４に示されるように、この駆動装置は、上記パワー素子１３のモータ３０に接続される端子（ソース端子）側の電圧Ｖｓを取り込んで上記パワー素子１３の印加電圧を監視する電圧検出回路６０を有している。ここで、この電圧検出回路６０では、パワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓが、比較器（コンパレータ）６１の非反転入力端子（検出電圧端子）６１ｂに入力されて、同比較器６１の反転入力端子（基準電圧端子）６１ａに入力される閾値電圧Ｖｒとの比較を通じて２値化されるとともに、この２値化された信号が上記制御回路１２に出力される。ちなみに、閾値電圧Ｖｒは、例えば上記制御用電圧Ｖｂの分圧抵抗Ｒ１及びＲ２の分圧値（例えばＶｂ／２）に設定されている。そして、制御回路１２は、比較器６１の出力信号が論理ハイレベルから論理ローレベルに切り替わった旨を検出すると、上記パワー素子１３をオフしてモータ３０への給電を強制的に遮断する。駆動装置としてのこうした構成によれば、例えば上記モータ３０の給電経路と接地経路との間の短絡が生じたとすると、パワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓが大幅に低下するため、電圧Ｖｓが閾値電圧Ｖｒよりも小さくなった時点で比較器６１の出力信号が論理ハイレベルから論理ローレベルに切り替わる。そして、このように比較器６１の出力信号が論理ハイレベルから論理ローレベルに切り替わると、パワー素子１３がオフされて同素子１３に過電流が流れることを防止することができるため、パワー素子１３の破損を未然に防止することができるようになる。

一方、こうした駆動装置にあっては通常、上記負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂが共に上記車載バッテリＢＴの電源電圧ＶＢに達している定常状態にあることを条件として、上記比較器６１の閾値電圧Ｖｒの大きさが設定されている。このため、駆動装置が、例えば車両のエンジン始動時などの車載バッテリＢＴの電源電圧ＶＢの変動が大きい過渡状態にあるとき、すなわち上記負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂの変動が大きいときにあっては以下のような問題が無視できないものとなる。

まず、例えばいま、図５に示すように、時刻ｔ１で車両のユーザが上記アクセサリスイッチ５０をオン操作したとすると、上記負荷駆動用電圧Ｖｐは車載バッテリＢＴの電源電圧ＶＢまで即座に上昇する。一方、上記制御用電圧Ｖｂは、上記平滑回路４０の作用により時刻ｔ１から徐々に上昇し、時刻ｔ２の時点で上記車載バッテリＢＴの電源電圧ＶＢとなり、上記負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂの双方が電源電圧ＶＢに達する。その後、時刻ｔ３の時点でユーザが車両のエンジンスタートスイッチをオン操作したとすると、例えば車両のスタータモータなどの車載機器の駆動のために大量の電力が消費されて、車載バッテリＢＴの電源電圧ＶＢが一時的に大きく低下するため、これに伴って上記負荷駆動用電圧Ｖｐも一時的に大きく低下する。すなわち、こうした負荷駆動用電圧Ｖｐの低下に追従して、上記比較器６１の検出電圧端子６１ｂに入力される電圧も大きく低下する。一方、上記制御用電圧Ｖｂは上記平滑回路４０の作用により時刻ｔ３から徐々に低下していくため、この制御用電圧Ｖｂの変化に追従して上記比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧も徐々に低下する。したがって、この駆動装置にあっては、時刻ｔ３から所定時間が経過するまでの期間に、上記比較器６１の検出電圧端子６１ｂに入力される電圧がその基準電圧端子６１ａに入力される電圧よりも小さくなるといった状況が生じ得るため、仮にこのような状況が生じた場合には、上記比較器６１の出力信号が論理ローレベルとなってしまう。すなわちこの場合には、パワー素子１３に過電流が流れていない状況でないにも関わらず、上記過電流保護機能が働いてモータ３０への給電が遮断されてしまうといった問題が生じるおそれがある。

そこで、こうした問題を解決すべく、例えば、図６に示すように、比較器６１の基準電圧端子６１ａに、制御用電圧Ｖｂの分圧値「Ｖｂ／２」に代えて、負荷駆動用電圧Ｖｐの分圧値「Ｖｐ／２」を入力するといった構成を本願特許出願人は発案している。すなわち、駆動装置としてこうした構成を採用することで、上記車載バッテリＢＴの電源電圧ＶＢが一時的に大きく低下した際には、この変化に追従して上記比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧も大きく低下するようになる。このため、上述した比較器６１の検出電圧端子６１ｂに入力される電圧がその基準電圧端子６１ａに入力される電圧よりも小さくなるといった状況が生じ難くなり、ひいては上記過電流保護機能の誤動作を抑制することができるようになる。

ただし、このように閾値電圧Ｖｒを負荷駆動用電圧Ｖｐに基づき設定するといった構成を採用するようにした場合には、新たに次のような問題が無視できないものとなる。
まず、図６に示されるように、こうした駆動装置を含め、従来一般の駆動装置にあっては、上記比較器６１の電源電圧として上記制御用電圧Ｖｂが用いられる。ところで、比較器は、通常、その電源電圧として制御用電圧Ｖｂが印加されているとき、この制御用電圧Ｖｂに基づいて定められる上限電圧Ｖｍａｘ（例えば「Ｖｂ−１［Ｖ］」）以上の電圧が基準電圧端子６１ａ、あるいは検出電圧端子６１ｂに入力されると、比較器の出力信号が、例えば論理ハイレベルに飽和するなど、その出力信号に異常が生じる。このため、仮に基準電圧端子６１ａに入力される電圧が上限電圧Ｖｍａｘ以上になったとすると、検出電圧端子６１ｂに入力される電圧が上限電圧Ｖｍａｘよりも小さい状況であっても、比較器６１の出力信号が論理ハイレベルを示してしまう。すなわち、比較器６１として本来論理ローレベルの出力信号を示すべき状況であるにもかかわらず論理ハイレベルの出力信号を示すなどの異常が生じて、上記パワー素子１３の過電流を検出することができないおそれがある。なお、この比較器６１では、仮に基準電圧端子６１ａに入力される電圧が上限電圧Ｖｍａｘよりも小さく、且つ、検出電圧端子６１ｂに入力される電圧が上限電圧Ｖｍａｘ以上である場合にも、同様に、その出力信号が論理ハイレベルを示す。ただしこの場合には、比較器６１として本来論理ハイレベルの出力信号を示すべき状況で論理ハイレベルの信号を示すこととなるため、実用上は問題となることは少ない。このように、この駆動装置では、特に、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧が上限電圧Ｖｍａｘよりも小さくなる範囲で使用することが、上記過電流保護機能の正常な動作を確保する上で望ましい。

一方、同図６に示される駆動装置では、上述のように、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧が負荷駆動用電圧Ｖｐの分圧抵抗Ｒ１及びＲ２の分圧値に設定されているため、比較器６１の正常な動作を確保するためには、負荷駆動用電圧Ｖｐの値を、上限電圧Ｖｍａｘに基づいて定まる所定の範囲に設定する必要がある。図７に、比較器６１の上限電圧Ｖｍａｘが「Ｖｂ−１［Ｖ］」に、また、その基準電圧端子６１ａに入力される電圧が「Ｖｐ／２［Ｖ］」に設定されているとしたときの比較器６１が正常に動作する範囲の一例を示す。なお、図７では、横軸は負荷駆動用電圧Ｖｐを、また、縦軸は制御用電圧Ｖｂをそれぞれ示している。すなわち、同図７に示されるように、この比較器６１では、「Ｖｂ≧（Ｖｐ／２＋１）」の条件を満たす範囲では比較器６１の正常な動作を確保することができるが、それ以外の範囲（図中で線ハッチングで示す範囲）では比較器６１の出力信号に異常が生じるため、上記過電流保護機能の誤動作を招くおそれがある。

ところで、こうした駆動装置にあっては、通常、その動作を保証するために、負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂのそれぞれの規格範囲が、例えば図７で二点鎖線で囲まれる範囲、すなわち「６［Ｖ］≦Ｖｐ≦１６［Ｖ］、６［Ｖ］≦Ｖｂ≦１６［Ｖ］」の範囲で設定される。ところが、同図に示されるように、この駆動装置では、負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂが点ハッチングで示す範囲で変動した際、すなわち負荷駆動用電圧Ｖｐが制御用電圧Ｖｂよりも大幅に大きくなった際に比較器６１の出力信号に異常が生じて、上記過電流保護機能の誤動作を招くおそれがあった。なお、負荷駆動用電圧Ｖｐが制御用電圧Ｖｂよりも大幅に大きくなる状況としては、例えば先の図５に併せ示されるように、車両のユーザがアクセサリスイッチ５０をオン操作した直後の時刻ｔ１から所定時間が経過するまでの期間などが想定される。

このように、パワー素子１３の過電流の有無の判定のための閾値電圧Ｖｒを負荷駆動用電圧Ｖｐに基づき設定するといった構成からなる駆動装置にあっては、負荷駆動用電圧Ｖｐが制御用電圧Ｖｂよりも大幅に大きくなった際に上記過電流保護機能が誤動作するおそれがあるといった新たな課題が生じる点で、なお改良の余地を残すものとなっている。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、パワー素子の過電流の有無の判定のための閾値電圧を負荷駆動用電圧に基づいて設定するようにした場合であれ、過電流保護機能の信頼性を的確に確保、維持することのできる駆動装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、駆動対象となる負荷の給電経路中に設けられて負荷駆動用電源から負荷への給電及びその遮断を行うためのパワー素子と、前記負荷駆動用電源とは別に設けられた制御用電源からの給電により駆動するとともに前記パワー素子の前記負荷に接続される端子側の電圧を前記負荷駆動用電源の電圧に基づき設定される閾値電圧と比較してその比較結果に基づく信号を出力するための比較器とを備え、該比較器の出力信号を通じて前記パワー素子を流れる電流をモニタしてその過電流の有無を検出する過電流保護機能を有する駆動装置において、前記比較器の基準電圧側の入力端子に入力される電圧を前記閾値電圧よりも小さい電圧にシフト調整するための基準電圧調整手段と、該基準電圧調整手段によるシフト調整の比率と同等の比率にて前記パワー素子の前記負荷に接続される端子側の電圧をシフト調整して前記比較器の検出電圧側の入力端子に入力するための検出電圧調整手段とを備え、前記パワー素子の前記負荷に接続される端子側の電圧と前記閾値電圧との比較を、前記比較器による前記検出電圧側の入力端子に入力される電圧と前記基準電圧側の入力端子に入力される電圧との比較を通じて行うようにしたことを要旨としている。

同構成によれば、基準電圧調整手段を通じて比較器の基準電圧側の入力端子に入力される電圧を小さく抑えることができるため、例えば車両のユーザがアクセサリスイッチをオン操作した直後など、負荷駆動用電源の電圧が制御用電源の電圧よりも大幅に大きくなる状況であっても、比較器の出力信号の異常を抑制することができるようになる。さらに、比較器の検出端子側の入力端子には、検出電圧調整手段を通じて、上記基準電圧調整手段によるシフト調整と同等の比率にてパワー素子の負荷に接続される端子側の電圧をシフト調整した電圧が入力されるため、パワー素子の負荷に接続される端子側の電圧が閾値電圧よりも小さくなれば、比較器の検出電圧側の入力端子の電圧がその基準電圧側の入力端子の電圧よりも小さくなって比較器の出力信号に変化が生じる。したがって、パワー素子の負荷に接続される端子側の電圧が基準電圧よりも小さくなった時点でパワー素子の過電流を検出することができるため、従来と同等の過電流検出能力を維持することもできる。したがって、パワー素子の過電流の有無の判定のための閾値電圧を負荷駆動用電源の電圧に基づいて設定するようにした場合であれ、当該駆動装置の過電流保護機能の信頼性を的確に確保、維持することができるようになる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動装置において、前記制御用電源及び前記負荷駆動用電源のそれぞれの電圧には、当該駆動装置毎に定められる規格範囲が設けられ、前記基準電圧調整手段は、前記制御用電源の電圧がその規格範囲の最小値に、また、前記負荷駆動用電源の電圧がその規格範囲の最大値に設定されているときに前記比較器の正常な動作を確保することができる態様にて前記比較器の基準電圧側の入力端子に入力される電圧をシフト調整するものであることを要旨としている。

上述のように、パワー素子の過電流の有無の判定のための閾値電圧を負荷駆動用電源の電圧に基づいて設定するようにした駆動装置にあっては、特に、負荷駆動用電源の電圧が制御用電源の電圧よりも大幅に大きくなるような状況下で比較器の出力信号に異常が生じるおそれがある。したがって、制御用電源及び負荷駆動用電源のそれぞれの電圧に規格範囲が設けられている駆動装置にあっては、制御用電源の電圧がその規格範囲の最小値に近づくほど、また、負荷駆動用電源の電圧がその規格範囲の最大値に近づくほど、比較器の出力信号に異常が生じ易い。この点、上記構成によるように、基準電圧調整手段による比較器の基準電圧側の入力端子に入力される電圧のシフト調整を通じて、制御用電源の電圧がその規格範囲の最小値に、また、負荷駆動用電源の電圧がその規格範囲の最大値に設定されているときに比較器の正常な動作を確保するようにすれば、制御用電源及び負荷駆動用電源のそれぞれの電圧が規格範囲で変動する状況下では、比較器の正常な動作を確保することができるようになる。このため、より駆動装置の使用環境に適したかたちで過電流保護機能の信頼性の確保、維持を図ることができるようになる。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の駆動装置において、前記閾値電圧が、前記パワー素子に並列接続された分圧抵抗の分圧値として設定されるとともに、前記基準電圧調整手段が、前記分圧抵抗に直列接続された抵抗を有して構成されてなることを要旨としている。

同構成によるように、閾値電圧が、パワー素子に並列接続された分圧抵抗の分圧値として設定されている駆動装置にあっては、分圧抵抗に抵抗を直列接続するだけで上記基準電圧調整手段を実現することができることから、上記請求項１又は２にかかる発明の実現も容易となる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置において、前記検出電圧調整手段が、前記パワー素子の前記負荷に接続される端子側の電圧を分圧するための分圧抵抗を有して構成されてなることを要旨としている。

同構成によれば、パワー素子に分圧抵抗を直列に接続するだけで上記検出電圧調整手段を設けることができることから、上記請求項１〜３の発明の実現も容易となる。

本発明にかかる駆動装置によれば、パワー素子の過電流の有無を検出するための閾値電圧を負荷駆動用電圧に基づいて設定するようにした場合であれ、過電流保護機能の信頼性を的確に確保、維持することができるようになる。

以下、本発明にかかる駆動装置を、車載用のモータの駆動を制御するための駆動装置に具体化した一実施形態について図１及び２を参照して説明する。
図１は、本実施形態にかかる駆動装置についてその駆動回路の概要を示したものであり、はじめに、同図１を参照して、この駆動装置の回路構成を具体的に説明する。なお、この図１に示す駆動装置も、モータの駆動制御を実現するための構成は、先の図６に例示した駆動装置と基本的には同様である。すなわち、この図１に示す駆動装置も、制御回路１２を通じてパワー素子１３のオン／オフを行うことでモータ３０への給電、及び給電の遮断を行う。また、この駆動装置も、電圧検出回路６０を通じてパワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓを監視しつつ、このソース端子側の電圧Ｖｓが閾値電圧Ｖｒよりも小さくなったときに、パワー素子１３を流れる電流が過電流である旨を検出する。ちなみに、この閾値電圧Ｖｒも、上記負荷駆動用電圧Ｖｐの分圧抵抗Ｒ１及びＲ２の分圧値（例えば「Ｖｐ／２」）に設定されている。そして、このようにパワー素子１３を流れる電流が過電流である旨を検出したとき、パワー素子１３をオフしてモータへの給電を強制的に遮断することによってパワー素子１３に過電流が流れることを防止する。なお、図１において、先の図６に示した要素と同一の機能を有する要素には各々同一の符号を付して示しており、それらの要素についての重複する説明は割愛する。

同図１に示されるように、この駆動装置には、上記分圧抵抗Ｒ１及びＲ２に直列接続される抵抗Ｒ１０が配設されており、この抵抗Ｒ１０によって、上記比較器６１の反転入力端子（基準電圧端子）６１ａに、上記負荷駆動用電圧Ｖｐの分圧抵抗Ｒ１及びＲ２による分圧値「Ｖｐ／２」よりも小さい電圧（例えば「Ｖｐ／４」）が入力されている。すなわち、この駆動装置では、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧を閾値電圧Ｖｒよりも小さい電圧にシフト調整するようにしている。一方、この駆動装置には、上記パワー素子のソース端子側の電圧Ｖｓを分圧して上記比較器６１の非反転入力端子（検出電圧端子）６１ｂに入力するための分圧抵抗Ｒ２１及びＲ２２も配設されている。ちなみに、比較器６１の検出電圧端子６１ｂには、パワー素子のソース端子側の電圧Ｖｓを、上記比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧のシフト調整の比率と同等の比率にてシフト調整した電圧、すなわち「Ｖｓ／２」の電圧が入力されている。

そして、本実施形態にかかる駆動装置では、例えばモータ３０の給電経路と接地経路との間の短絡が生じてパワー素子のソース端子側の電圧Ｖｓが上記閾値電圧Ｖｒよりも小さく、すなわち「Ｖｐ／２」よりも小さくなったとすると、比較器６１の検出電圧端子６１ｂに入力される電圧が「Ｖｐ／４」よりも小さくなる。そして、この駆動装置では、比較器６１の検出電圧端子６１ｂに入力される電圧が「Ｖｐ／４」よりも小さくなった時点で、比較器６１の出力信号が論理ハイレベルから論理ローレベルに切り替わる。すなわち、この駆動装置でも、パワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓが上記閾値電圧Ｖｒよりも小さくなった時点でパワー素子１３の過電流を検出することができるため、先の図６に例示した駆動装置と同等の過電流検出能力を維持することができる。

また、この駆動装置では、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧を「Ｖｐ／２」から「Ｖｐ／４」に変更することで、負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂのそれぞれの大きさに基づいて定まる比較器６１の正常な動作を確保することができる電圧範囲を変化させるようにしている。

図２は、先の図７に対応する図として、比較器６１の基準電圧端子６１ａ及び検出電圧端子６１ｂに入力される電圧の上限電圧Ｖｍａｘが「Ｖｂ−１［Ｖ］」に、また、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧が「Ｖｐ／４」に設定されているとしたときの比較器６１が正常に動作する範囲を示したものである。なお、この図２でも、横軸は負荷駆動用電圧Ｖｐを、また、縦軸は制御用電圧Ｖｂをそれぞれ示している。また、線ハッチングで示す範囲は、比較器６１の出力に異常が生じる範囲を示すとともに、２点鎖線で囲まれる範囲は、負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂのそれぞれの規格範囲を示している。

同図２に示されるように、本実施形態にかかる駆動装置では、「Ｖｂ≧（Ｖｐ／４＋１）」の条件を満たす範囲で比較器６１の正常な動作を確保することができるようになるため、この比較器６１が正常に動作する範囲に上記負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂのそれぞれの規格範囲が含まれるようになる。したがって、例えば車両のユーザがアクセサリスイッチをオン操作した直後など、負荷駆動用電圧Ｖｐが制御用電圧Ｖｂよりも大幅に大きくなる状況であっても、それぞれが規格範囲内で変動する状況下であれば、比較器６１の正常な動作を確保することができる。このため、駆動装置の使用環境に適したかたちで過電流保護機能の信頼性の確保、維持を図ることができるようになる。

以上説明したように、本実施形態にかかる駆動装置によれば、以下のような効果が得られるようになる。
（１）比較器６１の基準電圧端子６１ａに、閾値電圧Ｖｒ（＝Ｖｐ／２）の半分の電圧、すなわち「Ｖｐ／４」の電圧を入力するようにした。また、比較器６１の検出電圧端子６１ｂに、上記比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧のシフト調整の比率と同等の比率にてパワー素子のソース端子側の電圧Ｖｓをシフト調整した電圧、すなわち「Ｖｓ／２」の電圧を入力するようにした。そして、パワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓと閾値電圧Ｖｒとの比較を、比較器６１による検出電圧端子６１ｂに入力される電圧と基準電圧端子６１ａに入力される電圧との比較を通じて行うようにした。これにより、負荷駆動用電圧Ｖｐが制御用電圧Ｖｂよりも大幅に大きくなる状況であっても、それぞれが規格範囲内で変動する状況下では、比較器６１の出力の異常を抑制してその正常な動作を確保することができるようになるため、より駆動装置の使用環境に適したかたちで過電流保護機能の信頼性の確保、維持を図ることができるようになる。

（２）比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧を閾値電圧Ｖｒよりも小さい電圧にシフト調整するための基準電圧調整手段を、分圧抵抗Ｒ１及びＲ２に直列接続される抵抗Ｒ１０により構成するようにした。これにより、駆動装置に基準電圧調整手段を容易に設けることができるようになるため、本発明にかかる駆動装置の実現も容易となる。

（３）比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧のシフト調整の比率と同等の比率にてパワー素子１３のソース端子側の電圧をシフト調整して比較器の検出電圧端子６１ｂに入力するための検出電圧調整手段を、パワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓを分圧する分圧抵抗Ｒ２１及びＲ２２により構成するようにした。これにより、駆動装置に検出電圧調整手段を容易に設けることができるようになるため、本発明にかかる駆動装置の実現も容易となる。

なお、上記実施形態は、これを適宜変更した以下の形態にて実施することもできる。
・上記実施形態では、比較器６１の基準電圧端子６１ａに、閾値電圧Ｖｒを半分にシフト調整した電圧、すなわち「Ｖｐ／４」の電圧を入力するようにしたが、これに代えて、上記抵抗Ｒ１０の抵抗値を適宜変更することで、例えば「Ｖｐ／３」の電圧や「Ｖｐ／５」の電圧などを入力するようにしてもよい。なお、このように比較器６１の基準電圧端子６１ａに、例えば「Ｖｐ／３」の電圧や「Ｖｐ／５」の電圧などを入力するようにした場合には、比較器６１の検出電圧端子６１ｂに入力される電圧も、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧のシフト調整の比率と同等の比率にてシフト調整することが望ましい。すなわち、上記分圧抵抗Ｒ２１及びＲ２２の抵抗値を適宜変更することで、比較器６１の検出電圧端子６１ｂに、「（２／３）Ｖｓ」の電圧や「（２／５）Ｖｓ」の電圧を入力するといった構成を採用することが望ましい。要は、比較器６１の基準電圧端子６１ａに、閾値電圧Ｖｒよりも小さい電圧を入力するとともに、比較器６１の検出電圧端子６１ｂに、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧のシフト調整の比率と同等の比率にてパワー素子１３のソース端子側の電圧Ｖｓをシフト調整した電圧を入力するものであればよい。

・上記実施形態では、本発明にかかる駆動装置を、閾値電圧Ｖｒが「Ｖｐ／２」の電圧に設定されている駆動装置に適用するようにしたが、これに代えて、例えば、閾値電圧Ｖｒが「Ｖｐ／３」の電圧や「Ｖｐ／４」の電圧に設定されている駆動装置に適用するようにしてもよい。要は、閾値電圧Ｖｒが負荷駆動用電圧Ｖｐに基づいて定められている駆動装置であれば、本発明にかかる駆動装置を適用することは可能である。

・上述のように、パワー素子１３の過電流の有無の判定のための閾値電圧を負荷駆動用電圧Ｖｐに基づいて設定するようにした駆動装置にあっては、特に、負荷駆動用電圧Ｖｐが制御用電圧Ｖｂよりも大幅に大きくなる状況下で比較器６１の出力信号に異常が生じるおそれがある。したがって、上記駆動装置にあっては、制御用電圧Ｖｂがその規格範囲の最小値「６［Ｖ］」に近づくほど、また、負荷駆動用電圧Ｖｐがその規格範囲の最大値「１６［Ｖ］」に近づくほど、比較器６１の出力信号に異常が生じ易い。このため、制御用電圧Ｖｂがその規格範囲の最小値「６［Ｖ］」に、また、負荷駆動用電圧Ｖｐがその規格範囲の最大値「１６［Ｖ］」に設定されているときに少なくとも比較器６１の正常な動作を確保することができるように、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧をシフト調整してもよい。具体的には、先の図２に併せ示すように、比較器６１の正常な動作を確保することのできる範囲と確保することができない範囲との境界を示す直線が、制御用電圧Ｖｂが「６［Ｖ］」であるときに負荷駆動用電圧Ｖｐが「１６［Ｖ］」となる点を通る直線ｍとなるように、比較器６１の基準電圧端子６１ａに入力される電圧をシフト調整してもよい。これにより、少なくとも制御用電圧Ｖｂ及び負荷駆動用電圧Ｖｐが上記規格範囲内で変動する状況下では、比較器６１の正常な動作を確保することができるようになる。

・上記実施形態では、負荷駆動用電圧Ｖｐ及び制御用電圧Ｖｂのそれぞれの規格範囲を「６［Ｖ］≦Ｖｐ≦１６［Ｖ］、６［Ｖ］≦Ｖｂ≦１６［Ｖ］」の範囲で設定するようにしたが、当該駆動装置の使用環境に応じて、これらの規格範囲を適宜変更するようにしてもよい。

・上記実施形態では、本発明にかかる駆動装置を、車載用のモータを駆動制御するための駆動装置に適用するようにしたが、これに代えて、例えば車両のライトのオン／オフ制御を行うための駆動装置に適用するようにしてもよい。また、例えば車両のサイドミラーの開閉駆動を行うためのモータを駆動対象とする駆動装置や、あるいは車両ドアのウィンドウの開閉駆動を行うためのモータを駆動対象とする駆動装置など、パワー素子がブリッジ接続された駆動装置にも、本発明にかかる駆動装置を適用することは可能である。要は、駆動対象となる負荷の給電経路中に設けられて負荷駆動用電源から負荷への給電及びその遮断を行うためのパワー素子を備える駆動装置であればよい。
（付記）
次に、上記実施形態及びその変形例から把握できる技術的思想について追記する。

（イ）請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動装置において、前記負荷が、車両のサイドミラーを開閉駆動させるためのモータであることを特徴とする駆動装置。具体的には、付記イに記載の発明によるように、負荷が、車両のサイドミラーを開閉駆動させるためのモータからなるといった構成を採用することができる。

（ロ）請求項１〜４のいずれか一項に記載の駆動装置において、前記負荷が、車両のライトであることを特徴とする駆動装置。具体的には、付記ロに記載の発明によるように、負荷として、車両のライトからなるといった構成を採用することができる。

本発明にかかる駆動装置の一実施形態についてその駆動回路の構成を示す回路図。 同実施形態の駆動装置についてその比較器の出力に異常が生じる範囲、並びに制御用電圧及び負荷駆動用電圧の規格範囲をそれぞれ示すグラフ。 従来の駆動装置の一例についてその駆動回路の構成を示す回路図。 従来の過電流保護機能を備えた駆動装置の一例についてその駆動回路の構成を示す回路図。 （ａ）〜（ｃ）は、車両のアクセサリスイッチのオン操作、及びイグニッションスイッチのオン操作が行われた時点からの車載バッテリの電圧、負荷駆動用電圧、制御用電圧の推移をそれぞれ示すタイムチャート。 従来の過電流保護機能を備えた駆動装置の他の例についてその駆動回路の構成を示す回路図。 同従来の過電流保護機能を備えた駆動装置の他の例についてその比較器の出力に異常が生じる範囲、並びに制御用電圧及び負荷駆動用電圧の規格範囲をそれぞれ示すグラフ。

符号の説明

１１…定電圧回路、１２…制御回路、１３…パワー素子、１４ａ…負荷駆動用電源端子、１４ｂ…制御用電源端子、２０…マイクロコンピュータ、３０…モータ、４０…平滑回路、４１…ダイオード、４２…抵抗、４３…コンデンサー、５０…アクセサリスイッチ、６０…電圧検出回路、６１…比較器、６１ａ…基準電圧端子（反転入力端子）、６１ｂ…検出電圧端子（非反転入力端子）。

Claims (4)

1. 駆動対象となる負荷の給電経路中に設けられて負荷駆動用電源から負荷への給電及びその遮断を行うためのパワー素子と、前記負荷駆動用電源とは別に設けられた制御用電源からの給電により駆動するとともに前記パワー素子の前記負荷に接続される端子側の電圧を前記負荷駆動用電源の電圧に基づき設定される閾値電圧と比較してその比較結果に基づく信号を出力するための比較器とを備え、該比較器の出力信号を通じて前記パワー素子を流れる電流をモニタしてその過電流の有無を検出する過電流保護機能を有する駆動装置において、
   前記比較器の基準電圧側の入力端子に入力される電圧を前記閾値電圧よりも小さい電圧にシフト調整するための基準電圧調整手段と、該基準電圧調整手段によるシフト調整の比率と同等の比率にて前記パワー素子の前記負荷に接続される端子側の電圧をシフト調整して前記比較器の検出電圧側の入力端子に入力するための検出電圧調整手段とを備え、前記パワー素子の前記負荷に接続される端子側の電圧と前記閾値電圧との比較を、前記比較器による前記検出電圧側の入力端子に入力される電圧と前記基準電圧側の入力端子に入力される電圧との比較を通じて行うようにした
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記制御用電源及び前記負荷駆動用電源のそれぞれの電圧には、当該駆動装置毎に定められる規格範囲が設けられ、前記基準電圧調整手段は、前記制御用電源の電圧がその規格範囲の最小値に、また、前記負荷駆動用電源の電圧がその規格範囲の最大値に設定されているときに前記比較器の正常な動作を確保することができる態様にて前記比較器の基準電圧側の入力端子に入力される電圧をシフト調整するものである
   請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記閾値電圧が、前記パワー素子に並列接続された分圧抵抗の分圧値として設定されるとともに、前記基準電圧調整手段が、前記分圧抵抗に直列接続された抵抗を有して構成されてなる
   請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 前記検出電圧調整手段が、前記パワー素子の前記負荷に接続される端子側の電圧を分圧するための分圧抵抗を有して構成されてなる
   請求項１〜３のいずれか一項に記載の駆動装置。

Images