JP2015089100A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷を駆動する駆動用スイッチング素子と同程度の定格の素子を用いることなく、負荷への通電を停止させることができる負荷駆動装置を提供すること。【解決手段】インジェクタ２００を駆動するインジェクタ駆動装置１００である。インジェクタ駆動装置１００は、インジェクタ２００への通電を制御することで、インジェクタ２００を駆動する駆動用ＭＯＳ２０と、インジェクタ２００の通電経路上に設けられており、インジェクタ２００に対する駆動用電流では溶断せず、駆動用電流よりも大電流である遮断用電流で溶断してインジェクタ２００への通電を遮断する遮断部７０と、インジェクタ２００と並列に接続されており、遮断部７０に対して遮断用電流を流す短絡用ＭＯＳ６０と、短絡用ＭＯＳ６０を保護するための逆流防止ダイオード８０と、を備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、負荷を駆動する負荷駆動装置に関する。特に、負荷としてのインジェクタの駆動に好適な負荷駆動装置に関する。

従来、負荷駆動装置の一例として、特許文献１に第３従来例として記載された回路がある。この第３従来例の回路は、マイコンと、負荷とグランドとの間に設けられており、マイコンからの駆動信号により負荷への電源印加をスイッチング制御するｎＭＯＳと、負荷への通電経路中に設けられたリレーと、を備えて構成されている。そして、この回路では、異常が検出された場合、リレーをオフして負荷への通電を停止する。

特開平２−２２２０４０号公報

しかしながら、上記回路では、異常時に負荷への電源供給を遮断するためのリレーが、負荷への通電経路上に設けられている。よって、このリレーには、通常動作時に負荷を駆動するｎＭＯＳと同じ電流が流れることになる。このため、上記回路は、ｎＭＯＳと同程度の定格を持つリレーが必要となる問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、負荷を駆動する駆動用スイッチング素子と同程度の定格の素子を用いることなく、負荷への通電を停止させることができる負荷駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、
少なくとも一つの負荷（２００，２１０，２２０）を駆動する負荷駆動装置であって、
負荷への通電を制御することで、負荷を駆動する駆動用スイッチング素子（２０，２１，２２）と、
負荷への通電経路上に設けられており、負荷に対する駆動用電流では溶断せず、駆動用電流よりも大電流である遮断用電流で溶断して負荷への通電を遮断する遮断部（７０，７１）と、
負荷と並列に接続されており、遮断部に対して遮断用電流を流す短絡用スイッチング素子（６０，６１）と、
短絡用スイッチング素子を保護するための保護素子（８０，８１，８２）と、を備えていることを特徴とする。

このように、本発明は、遮断部に対して遮断用電流を流す短絡用スイッチング素子を備えているため、遮断部に対して遮断用電流を流すことで、遮断部を溶断させて負荷への通電を遮断することができる。また、この短絡用スイッチング素子は、負荷と並列に接続されている。よって、本発明は、短絡用スイッチング素子に駆動用電流が流れないようにすることができる。従って、本発明は、短絡用スイッチング素子として、駆動用スイッチング素子と同程度の定格の素子を用いる必要がない。また、本発明は、保護素子を備えているため、駆動用スイッチング素子がオフした際に、電流が短絡用スイッチング素子を通して逆流することを防ぐことができる。

また、本発明のさらなる特徴は、通電経路の異常状態を検知すると共に、検知結果に基づいて短絡用スイッチング素子を制御する制御部（５０）を備え、制御部は、異常状態であると検知した場合、遮断用電流を流すように短絡用スイッチング素子を制御する点にある。

このようにすることで、本発明は、通電経路に異常が生じている場合に、負荷への通電を遮断することできる。

なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

第１実施形態におけるインジェクタ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態におけるインジェクタ駆動装置の処理動作を示すフローチャートである。 第１実施形態におけるインジェクタ駆動装置の正常時の処理動作を示すフローチャートである。 第１実施形態におけるインジェクタ駆動装置の異常発生時の処理動作を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるインジェクタ駆動装置の概略構成を示すブロック図である。 第２実施形態におけるインジェクタ駆動装置の通常時の処理動作を示すフローチャートである。 第２実施形態におけるインジェクタ駆動装置の異常発生時の処理動作を示すフローチャートである。

以下において、図面を参照しながら、発明を実施するための複数の形態を説明する。各形態において、構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を参照し適用することができる。

（第１実施形態）
第１実施形態のインジェクタ駆動装置１００に関して説明する。つまり、第１実施形態では、本発明の負荷駆動装置を、負荷としてのインジェクタ２００を駆動するインジェクタ駆動装置１００に適用している。しかしながら、本発明はこれに限定されない。本発明は、少なくとも一つの負荷を駆動するものであれば、目的を達成することができる。

まず、図１を用いて、インジェクタ駆動装置１００の構成に関して説明する。インジェクタ駆動装置１００は、インジェクタ２００と電気的に接続されており、インジェクタ２００への通電を制御して、インジェクタ２００を駆動するものである。なお、インジェクタ２００は、周知技術であるため説明を省略する。

インジェクタ駆動装置１００は、駆動用ＭＯＳ２０と、短絡用ＭＯＳ６０と、遮断部７０とを備えて構成されている。更に、インジェクタ駆動装置１００は、マイコン１０と、電源３０と、還流ダイオード４０と、異常検出ロジック部５０と、逆流防止ダイオード８０などを備えて構成されていてもよい。駆動用ＭＯＳ２０と、短絡用ＭＯＳ６０と、遮断部７０とは、電源３０とグランドとの間に設けられている。また、逆流防止ダイオード８０は、特許請求の範囲における保護素子に相当する。

マイコン１０は、演算装置、記憶装置、入出力部などを備えたコンピュータである。このマイコン１０は、入出力部を介して取得したセンサ信号などに応じた駆動信号を出力することで駆動用ＭＯＳ２０を制御するものである。詳述すると、マイコン１０は、駆動用ＭＯＳ２０のゲートに電気的に接続されており、駆動信号として、駆動用ＭＯＳ２０に対してオンを指示するオン信号、及び駆動用ＭＯＳ２０に対してオフを指示するオフ信号を出力する。

駆動用ＭＯＳ２０は、特許請求の範囲における駆動用スイッチング素子に相当するものであり、インジェクタ２００への通電を制御することで、インジェクタ２００を駆動する。駆動用ＭＯＳ２０は、ゲートがマイコン１０と電気的に接続されており、ドレインが遮断部７０の一方の端子と電気的に接続されており、ソースがグランドと電気的に接続されている。また、駆動用ＭＯＳ２０のドレインは、遮断部７０を介して、インジェクタ２００及び逆流防止ダイオード８０のカソードと電気的に接続されている。また、駆動用ＭＯＳ２０は、インジェクタ２００と短絡用ＭＯＳ６０及び逆流防止ダイオード８０との並列回路に対して直列に接続されている。駆動用ＭＯＳ２０は、マイコン１０からのオン信号でオンすると共にオフ信号でオフし、インジェクタ２００への通電を制御する。

電源３０は、インジェクタ２００に電源供給するものであり、インジェクタ２００の他方の端子と電気的に接続されている。また、電源３０は、短絡用ＭＯＳ６０のドレインにも電気的に接続されている。なお、インジェクタ２００の他方の端子とは、インジェクタ２００における遮断部７０が電気的に接続されている端子と異なる端子である。

還流ダイオード４０は、駆動用ＭＯＳ２０のオフ時にインジェクタ２００に流れる電流を還流させるためのダイオードである。詳述すると、還流ダイオード４０のカソードは、電源３０とインジェクタ２００とを電気的に接続している経路に電気的に接続されている。還流ダイオード４０のアノードは、遮断部７０と駆動用ＭＯＳ２０のドレインとを電気的に接続している経路に電気的に接続されている。この還流ダイオード４０によって、駆動用ＭＯＳ２０のオフ時の電流経路は、図１における一点鎖線ｉ１で示すようになる。一方、異常状態でない場合であり、且つ駆動用ＭＯＳ２０のオン時の電流経路は、図１における二点鎖線ｉ２で示すようになる。なお、インジェクタ２００に流れる電流は、負荷電流とも称することができる。

異常検出ロジック部５０は、特許請求の範囲における制御部に相当するものである。異常検出ロジック部５０は、駆動用ＭＯＳ２０のドレインとインジェクタ２００とを電気的に接続している経路、及びマイコン１０と駆動用ＭＯＳ２０のゲートとを電気的に接続している経路に電気的に接続されている。

異常検出ロジック部５０は、駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧と、駆動用ＭＯＳ２０に対する駆動信号とから異常を検知するものである。例えば、異常検出ロジック部５０は、駆動用ＭＯＳ２０の通電電流を監視すると共に、駆動用ＭＯＳ２０に対する駆動信号がオフ信号であるか否かを監視する。言い換えると、異常検出ロジック部５０は、駆動用ＭＯＳ２０の通電電流を監視すると共に、駆動用ＭＯＳ２０に対するオフ指示であるか否かを監視する。そして、異常検出ロジック部５０は、駆動信号がオフ信号であり、且つ、駆動用ＭＯＳ２０に電流が流れていると判定した場合に異常状態であると検知する。なお、異常検出ロジック部５０は、駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧と図示しない記憶装置に記憶された閾値とを比較する。そして、異常検出ロジック部５０は、駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧が閾値に達していないと判定した場合に、駆動用ＭＯＳ２０に電流が流れていると判定する。この閾値は、グランドショートを判定するための値である。

更に、異常検出ロジック部５０は、後ほど説明する短絡用ＭＯＳ６０のゲートと電気的に接続されている。そして、異常検出ロジック部５０は、上述の検知結果に基づいて短絡用ＭＯＳ６０を制御する。詳述すると、異常検出ロジック部５０は、検知結果に基づいて駆動信号を出力することで短絡用ＭＯＳ６０を制御するものである。つまり、異常検出ロジック部５０は、検知結果に基づいて、短絡用ＭＯＳ６０に対してオンを指示する駆動信号であるオン信号、及び短絡用ＭＯＳ６０に対してオフを指示する駆動信号であるオフ信号を出力する。異常検出ロジック部５０は、異常状態であると検知した場合、短絡用ＭＯＳ６０に対してオン信号を出力する。

なお、異常検出ロジック部５０は、これに限定されない。異常検出ロジック部５０は、インジェクタ２００の通電経路及び駆動用ＭＯＳ２０の少なくとも一方の異常状態を検知すると共に、検知結果に基づいて短絡用ＭＯＳ６０を制御するものであればよい。そして、異常検出ロジック部５０は、異常状態であると検知した場合、短絡用ＭＯＳ６０に対してオン信号を出力するものであればよい。

短絡用ＭＯＳ６０は、特許請求の範囲における短絡用スイッチング素子に相当するものである。短絡用ＭＯＳ６０は、インジェクタ２００と並列に接続されている。よって、インジェクタ２００は、短絡用ＭＯＳ６０がオンすることで両端が短絡される。つまり、短絡用ＭＯＳ６０は、インジェクタ２００の両端を短絡させるためのスイッチング素子である。

また、短絡用ＭＯＳ６０は、遮断部７０に対して遮断用電流を流すためのスイッチング素子でもある。この短絡用ＭＯＳ６０は、電源３０と駆動用ＭＯＳ２０との間に設けられている。そして、短絡用ＭＯＳ６０は、ドレインが電源３０及びインジェクタ２００のプラス端子と電気的に接続されており、ソースが逆流防止ダイオード８０のアノード及びインジェクタ２００のマイナス端子と電気的に接続されている。

なお、遮断用電流とは、インジェクタ２００に対する駆動用電流よりも大電流である。また、駆動用電流とは、インジェクタ２００を駆動するための電流であり、遮断部７０を溶断できるほどの電流ではない。一方、遮断用電流は、遮断部７０を溶断できる程度の電流である。

短絡用ＭＯＳ６０は、異常検出ロジック部５０が異常状態であると検知していない場合はオフとなっており、異常検出ロジック部５０が異常状態であると検知した場合に異常検出ロジック部５０によってオンされる。

上述のように、インジェクタ２００は、短絡用ＭＯＳ６０がオンすることで、インジェクタ２００自身の両端が短絡する。これにより、電流は、電源３０から、短絡用ＭＯＳ６０、逆流防止ダイオード８０、及び遮断部７０を通って駆動用ＭＯＳ２０へと流れることになる。つまり、短絡用ＭＯＳ６０がオンした場合の通電経路は、電源３０から、短絡用ＭＯＳ６０、逆流防止ダイオード８０、及び遮断部７０を通って駆動用ＭＯＳ２０へと電流が流れる経路となる。また、この通電経路の抵抗成分は、インジェクタ２００の抵抗成分よりも小さい。このため、遮断部７０には、短絡用ＭＯＳ６０がオンすることで遮断用電流が流れることになる。

遮断部７０は、インジェクタ２００への通電経路上に設けられている。本実施形態では、インジェクタ２００と駆動用ＭＯＳ２０との間に遮断部７０が設けられている例を採用している。この遮断部７０は、異常状態の場合は遮断用電流が流れ、異常状態でない場合は駆動用電流がながれる。また、遮断部７０は、駆動用電流では溶断せず、遮断用電流で溶断してインジェクタ２００への通電を遮断するものである。つまり、遮断部７０は、所謂ヒューズである。

このように、異常検出ロジック部５０、短絡用ＭＯＳ６０、遮断部７０は、異常状態である場合に、インジェクタ２００への通電を停止させるフェールセーフ機能を実現するために設けられている。よって、インジェクタ駆動装置１００は、フェールセーフ機能を備えている、といえる。

逆流防止ダイオード８０は、短絡用ＭＯＳ６０と駆動用ＭＯＳ２０との間に設けられており、駆動用ＭＯＳ２０がオフした際に、電流が短絡用ＭＯＳ６０を通して逆流することを防ぐためのダイオードである。詳述すると、逆流防止ダイオード８０は、アノードが短絡用ＭＯＳ６０のソースに接続されており、カソードが遮断部７０の他方の端子に接続されている。なお、遮断部７０の他方の端子とは、遮断部７０における駆動用ＭＯＳ２０のドレインが接続されている端子と異なる端子である。

次に、図２〜図４を用いて、インジェクタ駆動装置１００の処理動作に関して説明する。異常検出ロジック部５０は、インジェクタ駆動装置１００に対して電源供給された初期状態では、図３のタイミングｔ１からｔ２や、図４のタイミングｔ５からｔ６に示すように、駆動信号としてオフ信号を出力する。このため、短絡用ＭＯＳ６０はオフ状態となる。なお、図３のタイミングｔ１からｔ４に示すように、短絡用ＭＯＳ６０は、駆動用ＭＯＳ２０がオン故障していない場合、オフ信号が出力されオフ状態を継続することになる。

また、インジェクタ２００への通電時、マイコン１０は、図３のタイミングｔ２や、図４のタイミングｔ６に示すように、駆動用ＭＯＳ２０に対する駆動信号としてオン信号を出力する。駆動用ＭＯＳ２０は、このオン信号に応じてオンする。このときの駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧は、図３のタイミングｔ２からｔ３や、図４のタイミングｔ６からｔ８に示すように、グランドレベルに低下する。また、このとき、遮断部７０には、駆動用電流が流れることになる。

一方、インジェクタ２００への通電を停止させる場合、マイコン１０は、図３のタイミングｔ３に示すように、駆動用ＭＯＳ２０に対する駆動信号としてオフ信号を出力する。駆動用ＭＯＳ２０は、図３のタイミングｔ３に示すように、このオフ信号に応じてオフする。このときの駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧は、図３のタイミングｔ３からｔ４に示すように、電源レベルに持ち上がる。このように、駆動用ＭＯＳ２０は、マイコン１０からの駆動信号に応じて、駆動信号に従ってオン又はオフする。

しかしながら、インジェクタ駆動装置１００は、図４のタイミングｔ７に示すように、駆動用ＭＯＳ２０にオン故障が発生することもありうる。駆動用ＭＯＳ２０は、駆動用ＭＯＳ２０がオン故障した場合、図４のタイミングｔ８以降に示すように、自身に対してオフ信号を出力されているにもかかわらずオン状態となる。

そこで、インジェクタ駆動装置１００は、自身に対する電源供給が開始されると図２のフローチャートで示す処理を開始する。そして、インジェクタ駆動装置１００は、自身に対する電源供給が停止されるまで、所定時間毎に図２のフローチャートで示す処理を実行する。この図２のフローチャートは、駆動用ＭＯＳ２０がオン故障によってグランドショートが生じているか否かを判定するための処理を示すものである。言い換えると、図２のフローチャートは、インジェクタ２００への通電経路の異常状態が生じているか否かを判定するための処理を示すものである。

ステップＳ１０では、駆動信号がオフ信号であるか否かを判定する。このとき、異常検出ロジック部５０は、駆動用ＭＯＳ２０に対する駆動信号を監視して、駆動信号がオフ信号であるか否かを判定する。そして、異常検出ロジック部５０は、オフ信号であると判定した場合、駆動用ＭＯＳ２０がオン故障しているか否かを判定するためにステップＳ２０へ進む。一方、異常検出ロジック部５０は、オン信号であると判定した場合、駆動用ＭＯＳ２０がオン故障しているか否かの判定は行わない。よって、異常検出ロジック部５０は、オン信号であると判定した場合は、図２のフローチャートを終了する。

ステップＳ２０では、異常検出ロジック部５０は、出力電圧＜閾値であるか否かを判定する。そして、異常検出ロジック部５０は、出力電圧＜閾値であると判定した場合は、駆動用ＭＯＳ２０に電流が流れているとみなしてステップＳ３０へ進む。一方、異常検出ロジック部５０は、出力電圧＜閾値でないと判定した場合は、駆動用ＭＯＳ２０に電流が流れていないとみなして、図２のフローチャートを終了する。

ステップＳ３０では、グランドショートと判定する。駆動用ＭＯＳ２０は、オン故障していなかった場合、駆動用ＭＯＳ２０に対してオフ信号が出力されると、駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧が電源レベルに持ち上がる。このため、異常検出ロジック部５０は、ステップＳ２０において、出力電圧＜閾値でないと判定することになる。つまり、異常検出ロジック部５０は、ステップＳ２０において、出力電圧＜閾値でないと判定することで、駆動用ＭＯＳ２０がオン故障していないと判定することができる。

しかしながら、駆動用ＭＯＳ２０は、オン故障していた場合、図４のタイミングｔ８以降に示すように、駆動用ＭＯＳ２０に対してオフ信号が出力されていても、駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧がグランドレベルとなる。つまり、駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧は、閾値よりも小さい値となる。このとき、駆動用ＭＯＳ２０は、通電が継続する。このため、異常検出ロジック部５０は、ステップＳ２０において、出力電圧＜閾値であると判定することになる。よって、異常検出ロジック部５０は、駆動用ＭＯＳ２０に対してオフ信号が出力されており、且つ、駆動用ＭＯＳ２０の出力電圧が閾値に達していなかった場合、グランドショートであると判定することができる。言い換えると、異常検出ロジック部５０は、インジェクタ２００への通電経路に異常が生じていると判定することができる。

ステップＳ４０では、短絡用ＭＯＳ６０をオンさせる。異常検出ロジック部５０は、ステップＳ３０でグランドショートと判定した場合、図４のタイミングｔ８からｔ９に示すように、短絡用ＭＯＳ６０に対してオン信号を出力する。このようにして、異常検出ロジック部５０は、短絡用ＭＯＳ６０をオンさせる。

短絡用ＭＯＳ６０は、図４のタイミングｔ８からｔ９に示すように、異常検出ロジック部５０からのオン信号に応じてオンする。これによって、インジェクタ２００の両端が短絡される。そして、遮断部７０は、図４のタイミングｔ８からｔ９に示すように、遮断用電流が流れて溶断する。このようにして、インジェクタ駆動装置１００は、インジェクタ２００への通電を停止させる。

このように、インジェクタ駆動装置１００は、遮断部７０に対して遮断用電流を流す短絡用ＭＯＳ６０を備えている。このため、インジェクタ駆動装置１００は、遮断部７０に対して遮断用電流を流すことで、遮断部７０を溶断させてインジェクタ２００への通電を遮断することができる。また、この短絡用ＭＯＳ６０は、インジェクタ２００と並列に接続されている。よって、インジェクタ駆動装置１００は、短絡用ＭＯＳ６０に駆動用電流が流れないようにすることができる。従って、インジェクタ駆動装置１００は、短絡用ＭＯＳ６０として、駆動用ＭＯＳ２０と同程度の定格の素子を用いる必要がない。

また、インジェクタ駆動装置１００は、グランドショートと判定した場合に、短絡用ＭＯＳ６０をオンさせるものである。よって、インジェクタ駆動装置１００は、グランドショートと判定した場合にのみ、インジェクタ２００への通電を遮断することができる。

また、インジェクタ駆動装置１００は、異常状態が生じている時のみ短絡用ＭＯＳ６０をオンさせる、と言い換えることができる。よって、インジェクタ駆動装置１００は、インジェクタ２００を駆動させているときに、短絡用ＭＯＳ６０が発する熱を考慮する必要がない。このため、短絡用ＭＯＳ６０として、駆動用ＭＯＳ２０よりも安価な素子を使用することができる。従って、インジェクタ駆動装置１００は、短絡用ＭＯＳ６０として、駆動用ＭＯＳ２０と同程度の定格の素子を使用する場合より、コストダウンが期待できる。

なお、インジェクタ駆動装置１００は、複数の負荷系統を制御することもできる。この各負荷系統は、一つのインジェクタ２００を含むものである。このような場合、インジェクタ駆動装置１００は、複数のインジェクタ２００を駆動することになるため、各インジェクタの夫々に対して駆動用ＭＯＳ２０が設けられる。つまり、インジェクタ駆動装置１００は、複数の駆動用ＭＯＳ２０が設けられる。また、インジェクタ駆動装置１００は、複数の駆動用ＭＯＳ２０のうち、一部の駆動用ＭＯＳ２０のみにオン故障が生じることも考えられる。

この場合、インジェクタ駆動装置１００は、オン故障が生じている駆動用ＭＯＳ２０で駆動されるインジェクタ２００への通電を停止させつつ、オン故障が生じていない駆動用ＭＯＳ２０で駆動されるインジェクタ２００を用いた退避走行を行うことも可能である。つまり、インジェクタ駆動装置１００は、駆動用ＭＯＳ２０がオン故障して正常に動作できない負荷系統を停止させ、正常に動作可能な負荷系統を用いた退避走行を行うことができる、と言い換えることができる。つまり、インジェクタ駆動装置１００は、正常状態の駆動用ＭＯＳ２０で駆動されるインジェクタ２００を用いた退避走行を行うことを目的として、オン故障が生じている駆動用ＭＯＳ２０で駆動されるインジェクタ２００への通電を停止させる、と言える。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上述した実施形態に何ら制限されることはなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変形が可能である。

（第２実施形態）
次に、図５〜図７を用いて、第２実施形態のインジェクタ駆動装置１１０に関して説明する。インジェクタ駆動装置１１０は、負荷として複数のインジェクタを駆動するものである。詳述すると、インジェクタ駆動装置１１０は、第一インジェクタ２１０と，第二インジェクタ２２０を駆動するものである。

インジェクタ駆動装置１１０は、第一駆動用ＭＯＳ２１と、第二駆動用ＭＯＳ２２と、短絡用ＭＯＳ６１と、遮断部７１とを備えて構成されている。更に、インジェクタ駆動装置１１０は、マイコン１１と、電源３１と、第一還流ダイオード４１と、第二還流ダイオード４２と、異常検出ロジック部５１と、第一逆流防止ダイオード８１と、第二逆流防止ダイオード８２などを備えて構成されていてもよい。なお、これらの構成要素は、上述の実施形態における構成要素と同様である点が多いため、同様である点に関する説明は省略する。また、第一逆流防止ダイオード８１及び第二逆流防止ダイオード８２は、特許請求の範囲における保護素子に相当する。

また、これらの構成要素のうちマイコン１１と、電源３１と、異常検出ロジック部５１と、短絡用ＭＯＳ６１と、遮断部７１は、第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０に共通に設けられている。

一方、残りの構成要素は、第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０の夫々に対して設けられている。つまり、第一駆動用ＭＯＳ２１と、第一還流ダイオード４１と、第一逆流防止ダイオード８１は、第一インジェクタ２１０に対して設けられている。また、第二駆動用ＭＯＳ２２と、第二還流ダイオード４２と、第二逆流防止ダイオード８２は、第二インジェクタ２２０の夫々に対して設けられている。このように、第一逆流防止ダイオード８１と第二逆流防止ダイオード８２は、複数のインジェクタ２１０，２２０と同数設けられている。なお、第一逆流防止ダイオード８１と第二逆流防止ダイオード８２は、逆流防止ダイオード８０と同様の効果を奏するために設けられている。

短絡用ＭＯＳ６１は、第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０に対して一つ設けられている。また、短絡用ＭＯＳ６１は、第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０の両方と並列になるように設けられている。短絡用ＭＯＳ６１のソースは、第一逆流防止ダイオード８１を介して第一駆動用ＭＯＳ２１のドレインと電気的に接続されており、且つ、第二逆流防止ダイオード８２を介して第二駆動用ＭＯＳ２２のドレインと電気的に接続されている。また、短絡用ＭＯＳ６１のドレインは、遮断部７１を介して電源３１と電気的に接続されている。

遮断部７１は、第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０に対して一つ設けられている。遮断部７１は、一方の端子が電源３１と電気的に接続されており、他方の端子が第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０のプラス端子と電気的に接続されている。

なお、インジェクタ駆動装置１１０は、第一駆動用ＭＯＳ２１と、第二駆動用ＭＯＳ２２とにオン故障が生じていない場合、図６のタイムチャートに示すように動作する。一方、インジェクタ駆動装置１１０は、第二駆動用ＭＯＳ２２にはオン故障が生じていないが、第一駆動用ＭＯＳ２１にオン故障が生じている場合、図７のタイムチャートに示すように動作する。つまり、インジェクタ駆動装置１１０は、図７のタイミングｔ１０で、第一駆動用ＭＯＳ２１にオン故障が生じている。

この場合、第二駆動用ＭＯＳ２２は、マイコン１１から第二駆動信号としてオフ信号が出力されると、このオフ信号に応じてオフすることができる。しかしながら、第一駆動用ＭＯＳ２１は、マイコン１１からの第一駆動信号としてオフ信号が出力されても、オフすることなくオンで継続することになる。

そこで、異常検出ロジック部５１は、図７のタイミングｔ１１でグランドショートと判定する。そして、異常検出ロジック部５１は、図７のタイミングｔ１１以降に示すように、短絡用ＭＯＳ６１に対してオン信号を出力する。このようにして、異常検出ロジック部５１は、短絡用ＭＯＳ６１をオンさせる。

短絡用ＭＯＳ６１は、図４のタイミングｔ１１以降に示すように、異常検出ロジック部５１からのオン信号に応じてオンする。これによって、第一インジェクタ２１０の両端、及び第二インジェクタ２２０の両端が短絡される。そして、遮断部７１は、図７のタイミングｔ１１からｔ１２に示すように、遮断用電流が流れて溶断する。このようにして、インジェクタ駆動装置１１０は、第一インジェクタ２１０だけでなく、第二インジェクタ２２０への通電を停止させる。

このように、インジェクタ駆動装置１１０は、各インジェクタ２１０，２２０への通電を停止させるために必要となる構成要素を共通化している。例えば、短絡用ＭＯＳ６１と遮断部７１は、各インジェクタ２１０，２２０に対して共通に設けられている。よって、インジェクタ駆動装置１１０は、第一駆動用ＭＯＳ２１と第二駆動用ＭＯＳ２２のいずれか一方のみがオン故障した場合に、第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０の両方への通電を停止させることができる。

また、インジェクタ駆動装置１１０は、第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０の夫々に対応して、短絡用ＭＯＳ６１や遮断部７１を設けるよりも、部品点数を減らすことができる。これによって、インジェクタ駆動装置１１０は、コストダウンが期待できる。

なお、インジェクタ駆動装置１１０は、複数の負荷系統を制御し、上述のように退避走行することもできる。また、各負荷系統は、例えば第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０など、複数のインジェクタを含むこともできる。

このような場合、インジェクタ駆動装置１１０は、各負荷系統に対して第一駆動用ＭＯＳ２１と第二駆動用ＭＯＳ２２が設けられることになる。また、インジェクタ駆動装置１１０は、ある負荷系統に対して設けられた第一駆動用ＭＯＳ２１と第二駆動用ＭＯＳ２２の一方のみがオン故障することも考えられる。しかしながら、インジェクタ駆動装置１１０は、第一駆動用ＭＯＳ２１と第二駆動用ＭＯＳ２２のいずれか一方のみがオン故障した場合に、第一インジェクタ２１０と第二インジェクタ２２０の両方への通電を停止させることができる。よって、インジェクタ駆動装置１１０は、退避走行に悪影響を及ぼすことはない。

１０，１１ マイコン、２０ 駆動用ＭＯＳ、２１ 第一駆動用ＭＯＳ、２２ 第二駆動用ＭＯＳ、３０，３１ 電源、４０ 還流ダイオード、４１ 第一還流ダイオード、４２ 第二還流ダイオード、５０，５１ 異常検出ロジック部、６０，６１ 短絡用ＭＯＳ、７０，７１ 遮断部、８０ 逆流防止ダイオード、８１ 第一逆流防止ダイオード、８２ 第二逆流防止ダイオード、１００，１１０ インジェクタ駆動装置、２００ インジェクタ、２１０ 第一インジェクタ、２２０ 第二インジェクタ

Claims (4)

1. 少なくとも一つの負荷（２００，２１０，２２０）を駆動する負荷駆動装置であって、
   前記負荷への通電を制御することで、前記負荷を駆動する駆動用スイッチング素子（２０，２１，２２）と、
   前記負荷の通電経路上に設けられており、前記負荷に対する駆動用電流では溶断せず、前記駆動用電流よりも大電流である遮断用電流で溶断して前記負荷への通電を遮断する遮断部（７０，７１）と、
   前記負荷と並列に接続されており、前記遮断部に対して遮断用電流を流す短絡用スイッチング素子（６０，６１）と、
   前記短絡用スイッチング素子を保護するための保護素子（８０，８１，８２）と、
   を備えていることを特徴とする負荷駆動装置。
2. 前記通電経路の異常状態を検知すると共に、検知結果に基づいて前記短絡用スイッチング素子を制御する制御部（５０）を備え、
   前記制御部は、異常状態であると検知した場合、前記遮断用電流を流すように前記短絡用スイッチング素子を制御することを特徴とする請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記負荷として複数のインジェクタ（２１０，２２０）を駆動する負荷駆動装置であって、
   前記遮断部（７１）は、複数の前記インジェクタに対して一つ設けられており、
   前記短絡用スイッチング素子（６１）は、複数の前記インジェクタに対して一つ設けられており、
   前記保護素子（８１，８２）は、複数の前記インジェクタと同数設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の負荷駆動装置。
4. 前記制御部は、前記駆動用スイッチング素子の通電電流を監視すると共に、前記駆動用スイッチング素子に対する駆動信号がオフ指示であるか否かを監視するものであり、前記駆動信号がオフ指示であり、且つ、前記駆動用スイッチング素子に電流が流れていると判定した場合に異常状態であると検知することを特徴とする請求項２又は３に記載の負荷駆動装置。

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