JP2008052564A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】温度検出専用の部品を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して、低コストにて負荷駆動回路の温度を精度よく検出し、ひいては、負荷駆動回路の駆動時間を最大限確保する。
【解決手段】マイクロプロセッサ７１は、電圧検出部７１ｄ、温度導出部７１ｅ、駆動時間決定部７１ｆおよびソレノイド駆動制御部７１ｇを備えている。温度導出部７１ｅは、第１および第２スイッチング素子８１，８２がオフ状態であるときに定電流回路７６によって第２寄生ダイオード８２ｂの順方向に一定の電流を印加し電圧検出部７１ｄによって検出された順方向電圧に基づいてソレノイド駆動回路７３の温度を導出する。駆動時間決定部７１ｆは、温度導出部７１ｅによって導出されたソレノイド駆動回路７３の駆動開始時の温度と第１スイッチング素子８１の保証温度とに基づいて該第１スイッチング素子８１の駆動可能な時間を決定する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、負荷駆動装置に関する。

この種の負荷駆動装置としては、負荷用直流電源と該負荷用直流電源から駆動電流が供給される負荷との間に直列に接続されるとともに出力端側から入力端側へ流れる電流のみを許容する第１寄生ダイオードを備えた第１スイッチング素子を備えた負荷駆動回路を有するものが知られている。

そして、負荷用直流電源が逆接された場合に負荷や第１スイッチング素子に電流が流れることを防止するために負荷用直流電源と第１スイッチング素子との間に直列にかつ該第１スイッチング素子と逆向きに接続されるとともに出力端側から入力端側へ流れる電流のみを許容する第２寄生ダイオードを備えた第２スイッチング素子（特許文献１参照）をさらに備えたものが知られている。

かかる負荷駆動装置においては、負荷用直流電源を負荷に逆接した場合に負荷への電流印加を遮断することができるとともに、負荷を正常に接続した場合にダイオードを経ないで負荷に電圧を要求するので負荷への供給電圧の低下を防止することができる。
独国特許出願公開第３９２４４９９Ａ１号明細書

ところで、上述した負荷駆動装置においては、負荷の駆動時間の長時間化の要請がある。この場合、負荷への通電時間を長くすると、負荷への通電をオン・オフ制御する第１スイッチング素子の温度が通電による自己発熱によって上昇する。第１スイッチング素子の保証温度は予め規定されており、第１スイッチング素子の温度が上昇して保証温度の上限温度を超える前に第１スイッチング素子への通電を停止しなければならない。また、駆動可能な時間は、保証温度の上限温度、負荷の駆動を開始した時点の温度（駆動開始温度）、および負荷の駆動条件（制御パターン；例えばPWM制御する場合のデューティ比）に応じて決定される。保証温度の上限温度および駆動条件（制御パターン）は予め把握できるので、駆動開始温度を正確に精度よく把握することができれば正確な駆動可能時間を決定できる。例えば、駆動開始温度を把握できない場合、環境温度の最高温度で設定したとすると、実際の温度が上述した設定値より低いときには、制御時間は必要以上に短くなってしまう。また、温度検出専用の部品（温度検出手段）を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して駆動開始温度を検出することが望ましい。

本発明は、上述した各問題を解消するためになされたもので、温度検出専用の部品（温度検出手段）を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して、低コストにて負荷駆動回路の温度を精度よく検出することができ、ひいては、負荷駆動回路の駆動時間を最大限確保す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。

上記の課題を解決するため、請求項１に係る発明の構成上の特徴は、負荷用直流電源と該負荷用直流電源から駆動電流が供給される負荷との間に直列に接続されるとともに出力端側（例えばＭＯＳＦＥＴのソース）から入力端側（例えばＭＯＳＦＥＴのドレイン）へ流れる電流のみを許容する第１寄生ダイオードを備えた第１スイッチング素子と、負荷用直流電源が逆接された場合に負荷や第１スイッチング素子に電流が流れることを防止するために負荷用直流電源と第１スイッチング素子との間に直列にかつ該第１スイッチング素子と逆向きに接続されるとともに出力端側（例えばＭＯＳＦＥＴのソース）から入力端側（例えばＭＯＳＦＥＴのドレイン）へ流れる電流のみを許容する第２寄生ダイオードを備えた第２スイッチング素子と、を備えた負荷駆動回路と、第２寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加する定電流回路と、第２寄生ダイオードの順方向電圧を検出する電圧検出手段と、第１および第２スイッチング素子がオフ状態であるときに定電流回路によって第２寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加し電圧検出手段によって検出された順方向電圧に基づいて負荷駆動回路の温度を導出する温度導出手段と、温度導出手段によって導出された負荷駆動回路の駆動開始時の温度と第１および第２スイッチング素子の保証温度とに基づいて該第１および第２スイッチング素子の駆動可能な時間を決定する駆動時間決定手段と、第１および第２スイッチング素子をオン・オフ制御して負荷の駆動を制御するとともに、第１および第２スイッチング素子の制御時間が駆動時間決定手段によって決定された駆動可能な時間を超えないように制御する負荷駆動制御手段と、を備えたことである。

請求項２に係る発明の構成上の特徴は、請求項１において、電圧検出手段としてＡ／Ｄ機能を有する既設のＩＣを使用し、定電流回路の電源としてＩＣに電源電圧を供給するＩＣ用電源を使用することである。

請求項３に係る発明の構成上の特徴は、請求項１または請求項２において、駆動時間決定手段は、温度導出手段によって導出された負荷駆動回路の駆動開始時の温度、第１スイッチング素子の保証温度、および負荷の駆動条件に基づいて該第１スイッチング素子の駆動可能な時間を決定することである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、温度導出手段が、第１および第２スイッチング素子がオフ状態であるときに定電流回路によって第２寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加し電圧検出手段によって検出された順方向電圧に基づいて負荷駆動回路の温度を導出するので、温度検出専用の部品（温度検出センサ）を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して、低コストにて駆動開始温度を正確に把握することができる。駆動時間決定手段が、温度導出手段によって導出された負荷駆動回路の駆動開始時の温度と第１および第２スイッチング素子の保証温度とに基づいて該第１および第２スイッチング素子の駆動可能な時間を決定し、負荷駆動制御手段が、第１および第２スイッチング素子の制御時間が駆動時間決定手段によって決定された駆動可能な時間を超えないように制御するので、負荷駆動回路の保証温度の上限温度および駆動開始温度に応じて駆動時間を正確に決定することができ、負荷駆動回路の駆動時間を最大限確保することができる。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、請求項１において、電圧検出手段としてＡ／Ｄ機能を有する既設のＩＣを使用し、定電流回路の電源としてＩＣに電源電圧を供給するＩＣ用電源を使用するので、安定した電圧であり既設の電源を利用することにより、より精度よく温度を検出することができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、請求項１または請求項２において、駆動時間決定手段は、温度導出手段によって導出された負荷駆動回路の駆動開始時の温度、第１スイッチング素子の保証温度、および負荷の駆動条件に基づいて該第１スイッチング素子の駆動可能な時間を決定するので、駆動時間をより正確に決定することができる。

以下、本発明による負荷駆動装置を適用した車両用制動装置の一実施形態について図面を参照して説明する。この車両用制動装置Ａは、図１に示すように、ブレーキペダル１１の踏込状態に応じた液圧を生成するマスタシリンダ１０と、このマスタシリンダ１０とは別に設けられて車両の左右前後輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの回転をそれぞれ規制する各ホイールシリンダＷＣfl，ＷＣfr，ＷＣrl，ＷＣrrに液圧を供給する液圧供給源２０とを具備している。

この液圧供給源２０の正常時においては、ブレーキペダル踏力に対応した液圧が液圧供給源２０から車両の左右前後輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの各ホイールシリンダＷＣfl〜ＷＣrrに供給され、液圧供給源２０の異常時においては、液圧供給源２０からの液圧が供給されないでブレーキペダル踏力に対応した液圧がマスタシリンダ１０から車両の左右前輪ＦＬ，ＦＲの各ホイールシリンダＷＣfl，ＷＣfrに供給されるように構成されている。

そして、このように構成された車両用制動装置Ａにおいては、液圧供給源２０の正常時においてブレーキペダル１１の操作状態に応じた大きさのストロークをブレーキペダル１１に発生させるためのストロークシミュレータ３０が設置されている。

車両用制動装置Ａは、ブレーキペダル１１の踏込操作に応じて第１及び第２出力ポート１０ａ，１０ｂからほとんど同一の油圧（液圧）のブレーキ油（液体）を圧送するマスタシリンダ１０を備えている。マスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａは、電磁弁４１が非通電状態（図示状態）にあるとき電磁弁４１を介して左前輪ＦＬ用のホイールシリンダＷＣflに連通している。マスタシリンダ１０の第２出力ポート１０ｂは、電磁弁４２が非通電状態（図示状態）にあるとき電磁弁４２を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダＷＣfrに連通している。

電磁弁４１，４２は、通電により開閉を切り換え制御されて、ホイールシリンダＷＣfl，ＷＣfrに対してマスタシリンダ１０をそれぞれ連通および遮断するものである。すなわちこれら電磁弁４１，４２は、液圧供給源２０の正常時において通電されて閉じられマスタシリンダ１０と両ホイールシリンダＷＣfl，ＷＣfrとの間を遮断し、異常時において非通電されて開かれマスタシリンダ１０と両ホイールシリンダＷＣfl，ＷＣfrとを連通するマスタシリンダカット弁として機能する。なお、車両用制動装置Ａは、ブレーキペダル１１に連結されてブレーキペダル１１の移動量（ストローク量すなわちペダルストローク）を検出するペダルストロークセンサ１１ａを備えている。

マスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａには、ストロークシミュレータ３０が連通可能に接続されており、マスタシリンダ１０とストロークシミュレータ３０の間には、電磁弁４３および逆止弁４４が並列に設けられている。ストロークシミュレータ３０は、例えば特開２００２−２９３２２９号公報に示されているような周知のメカ式のストロークシミュレータであり、マスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａから供給された油圧（液圧）を吸収するものである。

電磁弁４３は、非通電状態（図示状態）にあるときマスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａとストロークシミュレータ３０の入力ポート３０ａとを遮断し、通電状態にあるときに両ポート１０ａ，３０ａを連通するものである。そして、この電磁弁４３は、液圧供給源２０の正常時において通電されて開かれマスタシリンダ１０とストロークシミュレータ３０を連通し、異常時において非通電されて閉じられマスタシリンダ１０とストロークシミュレータ３０との間を遮断するストロークシミュレータカット弁として機能する。逆止弁４４は、マスタシリンダ１０の第１出力ポート１０ａとストロークシミュレータ３０の入力ポート３０ａとの間に電磁弁４３に並列に設けられてストロークシミュレータ３０からマスタシリンダ１０への流れのみを許容するものである。

液圧供給源２０は、電動モータ２１、ポンプ２２およびアキュムレータ２３から構成されている。ポンプ２２は、電動モータ２１によって駆動されて、リザーバタンク１２の入力ポート１２ａに連通する吸入ポート２２ａから吸い込んだリザーバタンク１２のブレーキ油を吐出ポート２２ｂから圧送する。アキュムレータ２３は、ポンプ２２の吐出ポート２２ｂに連通しており、ポンプ２２から供給される高圧のブレーキ油を常に一定の油圧に保って貯蔵し必要に応じて各ホイールシリンダＷＣfl〜ＷＣrrに供給するようになっている。ポンプ２２の吸入および吐出ポート２２ａ，２２ｂの間にはリリーフ弁２４が介装されており、このリリーフ弁２４はポンプ２２から吐出されるブレーキ油の圧力が所定値未満である場合には閉じられ、所定値以上となった場合には開かれるものである。これにより、液圧供給源２０は、各ホイールシリンダＷＣfl〜ＷＣrrに所定の高圧ブレーキ液を供給する。

液圧供給源２０は、電磁弁４５が通電状態にあるとき電磁弁４５を介して左前輪ＦＬ用のホイールシリンダＷＣflに連通している。電磁弁４５は、入出力ポート間の差圧を制御可能なリニアソレノイド弁すなわち電磁力に比例した差圧を発生させる電磁弁である。電磁弁４５は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにホイールシリンダＷＣflに対して液圧供給源２０を連通するものであり、非通電状態（図示状態）にあるときホイールシリンダＷＣflに対して液圧供給源２０を遮断する。

また、ホイールシリンダＷＣflは、電磁弁４６が通電状態にあるとき電磁弁４６を介してリザーバタンク１２に連通している。電磁弁４６は、上記の電磁弁４５と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁４６は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣflを連通するものであり、非通電状態（図示状態）にあるときリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣflを遮断する。

さらに液圧供給源２０は、電磁弁４７が通電状態にあるとき電磁弁４７を介して右前輪ＦＲ用のホイールシリンダＷＣfrに連通している。電磁弁４７も、電磁弁４５と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁４７は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにホイールシリンダＷＣfｒに対して液圧供給源２０を連通するものであり、非通電状態（図示状態）にあるときホイールシリンダＷＣfrに対して液圧供給源２０を遮断する。

また、ホイールシリンダＷＣfrは、電磁弁４８が通電状態にあるとき電磁弁４８を介してリザーバタンク１２に連通している。電磁弁４８も、電磁弁４６と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁４８は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣfrを連通するものであり、非通電状態（図示状態）にあるときリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣfrを遮断する。

さらに液圧供給源２０は、電磁弁５１が通電状態にあるとき電磁弁５１を介して左後輪ＲＬ用のホイールシリンダＷＣrlに連通している。電磁弁５１も、電磁弁４５と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁５１は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにホイールシリンダＷＣrlに対して液圧供給源２０を連通するものであり、非通電状態（図示状態）にあるときホイールシリンダＷＣrlに対して液圧供給源２０を遮断する。

また、ホイールシリンダＷＣrlは、電磁弁５２が非通電状態（図示状態）にあるとき電磁弁５２を介してリザーバタンク１２に連通している。電磁弁５２も、電磁弁４６と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁５２は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、通電状態にあるときリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣrlを遮断する。

さらに液圧供給源２０は、電磁弁５３が通電状態にあるとき電磁弁５３を介して右後輪ＲＲ用のホイールシリンダＷＣrrに連通している。電磁弁５３も、電磁弁４５と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁５３は、通電状態にあるとき通電量に対応した差圧となるようにホイールシリンダＷＣrrに対して液圧供給源２０を連通するものであり、非通電状態（図示状態）にあるときホイールシリンダＷＣrrに対して液圧供給源２０を遮断する。

また、ホイールシリンダＷＣrrは、電磁弁５４が非通電状態（図示状態）にあるとき電磁弁５４を介してリザーバタンク１２に連通している。電磁弁５４も電磁弁４６と同様にリニアソレノイド弁である。電磁弁５４は、通電により開閉を切り換え制御されるものであり、通電状態にあるときリザーバタンク１２に対してホイールシリンダＷＣrrを遮断する。

また、車両用制動装置Ａは油圧計６１〜６７を備えている。油圧計６１，６２は、マスタシリンダ１０の第１および第２出力ポート１０ａ，１０ｂから供給されるブレーキ油の油圧をそれぞれ検出するものである。油圧計６３は、液圧供給源２０から供給されるブレーキ油の油圧を検出するものである。そして、油圧計６４〜６７は、各ホイールシリンダＷＣfl〜ＷＣrrに給排されるブレーキ油の油圧をそれぞれ検出するものである。

さらに、車両用制動装置Ａは車輪速度センサＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrを備えている。車輪速度センサＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrは、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに付設されており、車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲの車輪速度を検出して制御装置７０に送信している。

さらに、車両用制動装置Ａは、車両のダウンヒルアシスト制御をオン・オフするためのスイッチであるダウンヒルアシスト制御ＳＷ８０を備えている。ダウンヒルアシスト制御ＳＷ８０のオン・オフ信号は制御装置７０に送信されるようになっている。ダウンヒルアシスト制御は、ダウンヒルアシスト制御ＳＷ８０がオン状態にある時、ブレーキ制御を実施して降坂時の車速を一定速度（例えば５ｋｍ／ｈ）にコントロールする制御である。

そして、車両用制動装置Ａは、上述したペダルストロークセンサ１１ａ、電動モータ２１、各電磁弁４１，４２，４３，４５〜４８，５１〜５４、油圧計６１〜６７、および車輪速度センサＳfl，Ｓfr，Ｓrl，Ｓrrに接続された制御装置（例えばブレーキ用制御装置）７０を備えている。制御装置７０には、車両の操舵角を検出するステアリングセンサ、アクセルペダルに組み付けられて車両のアクセル開度を検出するアクセルセンサ、および車両の実際のヨーレートＹを検出するヨーレートセンサも接続されている（いずれも図示省略）。制御装置７０は、これら各センサからの検出信号に基づき、電動モータ２１、車両用制動装置Ａの各電磁弁４１，４２，４３，４５〜４８，５１〜５４を制御しホイールシリンダＷＣfl〜ＷＣrrに付与する油圧すなわち各車輪ＦＬ，ＦＲ，ＲＬ，ＲＲに付与する制動力を制御する。

負荷駆動装置である制御装置７０は、図２に示すように、マイクロプロセッサ７１、ソレノイド駆動部７２、ソレノイド駆動回路（負荷駆動回路）７３、第１および第２電圧検出回路７４，７５、定電流回路７６を備えている。なお、図２においては、ソレノイドＬＤは、上述した電磁弁４１〜４３，４５〜４８，５１〜５４のうちの何れか一つのソレノイドのみを示すとともに、そのソレノイドＬＤを駆動させるソレノイド駆動回路７３のみを示しており、他のソレノイドおよびそれらのソレノイド駆動回路は省略している。

マイクロプロセッサ７１は、電圧検出部７１ｄ、温度導出部７１ｅ、駆動時間決定部７１ｆおよびソレノイド駆動制御部（負荷駆動制御部）７１ｇを備えている。電圧検出部７１ｄは、第２寄生ダイオードの順方向電圧を検出する。

温度導出部７１ｅは、第２スイッチング素子８２がオフ状態であるときに定電流回路７６によって第２寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加し、電圧検出部７１ｄによって検出された順方向電圧に基づいてソレノイド駆動回路７３の温度を導出する。

駆動時間決定部７１ｆは、温度導出部７１ｅによって導出されたソレノイド駆動回路７３の駆動開始時の温度と第１スイッチング素子８１の保証温度とに基づいて該第１スイッチング素子８１の駆動可能な時間を決定する。

ソレノイド駆動制御部７１ｇは、第１および第２スイッチング素子８１，８２をオン・オフ制御してソレノイドＬＤの駆動を制御するとともに、第１スイッチング素子８１の制御時間が駆動時間決定部７１ｆによって決定された駆動可能な時間を超えないように制御する。

ソレノイド駆動部７２は、マイクロプロセッサ７１からの制御指令信号（駆動要求）を入力しその制御指令信号に応じて制御対象のソレノイドＬＤに供給する駆動電流（駆動電圧）をオン・オフ制御するものである。ソレノイド駆動部７２は、マイクロプロセッサ７１からの駆動要求に応じたオン・オフ信号（所定のデューティ比のＰＷＭ信号でもよい。）を第１〜第３スイッチング素子８１〜８３に送信してソレノイドＬＤの通電・非通電を制御する。

ソレノイド駆動回路７３は、上述した第１〜第３スイッチング素子８１〜８３、ソレノイドＬＤ、および負荷用直流電源であるバッテリＢＡＴから構成されている。

第１スイッチング素子８１は、負荷用直流電源であるバッテリ（ＢＡＴ）と該バッテリ（ＢＡＴ）から駆動電流が供給されるソレノイドＬＤとの間に直列に接続されている。第１スイッチング素子８１は、出力端側から入力端側へ流れる電流のみを許容する第１寄生ダイオード８１ｂを備えたものであり、例えばＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ型電界効果トランジスタ）にて構成されている。第１スイッチング素子８１は、第１スイッチング部８１ａと第１寄生ダイオード８１ｂからなる。第１スイッチング部８１ａのドレイン（入力端）は、ソレノイドＬＤの一方の端子に接続されている。第１スイッチング部８１ａのソース（出力端）は、第２スイッチング素子８２のソースに接続されている。第１スイッチング部８１ａのゲート（信号入力端）はソレノイド駆動部７２の出力ポート７２ａに接続されている。第１寄生ダイオード８１ｂのカソードおよびアノードがそれぞれ第１スイッチング部８１ａのドレインおよびソースに接続されている。

第２スイッチング素子８２は、バッテリＢＡＴが逆接された場合にソレノイドＬＤや第１スイッチング素子８１をバッテリＢＡＴの電圧印加から保護するためにバッテリＢＡＴと第１スイッチング素子８１との間に直列にかつ該第１スイッチング素子８１と逆向きに接続されている。この第２スイッチング素子８２は、第１スイッチング素子８１と同様に構成されるものであり、第２スイッチング部８２ａと第２寄生ダイオード８２ｂからなる。第２スイッチング部８２ａのドレイン（入力端）はバッテリＢＡＴの負極に接続され、第２スイッチング部８２ａのソース（出力端）は第１スイッチング部８１ａのソースに接続され、第２スイッチング部８２ａのゲート（信号入力端）はソレノイド駆動部７２の出力ポート７２ｂに接続されている。第２寄生ダイオード８２ｂのカソードおよびアノードがそれぞれ第２スイッチング部８２ａのドレインおよびソースに接続されている。

第３スイッチング素子８３は、フェールセーフ用のスイッチング素子であり、バッテリＢＡＴとソレノイドＬＤの間に直列に接続されている。この第３スイッチング素子８３は、第１スイッチング素子８１と同様に構成されるものであり、第３スイッチング部８３ａと第３寄生ダイオード８３ｂからなる。第３スイッチング部８３ａのドレイン（入力端）は、バッテリＢＡＴの正極に接続されている。第３スイッチング部８３ａのソース（出力端）はソレノイドＬＤの他方の端子に接続されている。第３スイッチング部８３ａのゲート（信号入力端）はソレノイド駆動部７２の出力ポート７２ｃに接続されている。第３寄生ダイオード８３ｂのカソードおよびアノードがそれぞれ第３スイッチング部８３ａのドレインおよびソースに接続されている。

上述した第１および第２スイッチング素子８１，８２の間には、第２寄生ダイオード８２ｂの順方向に一定の電流を印加する定電流回路７６が接続されている。定電流回路７６は、電源７６ａと抵抗７６ｂから構成されている。電源７６ａはマイクロプロセッサ７１の電源電圧（例えば５Ｖ）を供給する電源７１ａと共通の電源である。電源７１ａはマイクロプロセッサ７１へ電源電圧を供給するため一般的に変動の少ない安定した電源電圧である。抵抗７６ｂは第２寄生ダイオード８２ｂに微小な電流を供給する機能を有している。抵抗７６ｂは通電による第２寄生ダイオード８２ｂの発熱がほとんどないように数ｋΩに設定されるのが好ましく、これにより数ｍＡの一定した微小電流を第２寄生ダイオード８２ｂに印加することができる。

また、マイクロプロセッサ７１は、Ａ／Ｄ変換機能を有する入力ポート７１ｂを有しており、その入力ポート７１ｂは第１電圧検出回路７４を介して第１および第２スイッチング素子８１，８２の間に接続されている。これにより、マイクロプロセッサ７１は、第１および第２スイッチング素子８１，８２の間の電圧を第１電圧検出回路７４を介して検出している。したがって、第２スイッチング素子が正常であるか異常であるかを検出することができるとともに、第２寄生ダイオード８２ｂの順方向電圧を検出することができる。すなわち、マイクロプロセッサ７１は第２寄生ダイオード８２ｂの順方向電圧を検出する電圧検出手段として機能する。

第１電圧検出回路７４は、第１および第２スイッチング素子８１，８２の間の電圧を検出するための回路である。この第１電圧検出回路７４は、第１スイッチング部８１ａのソースとマイクロプロセッサ７１の入力ポート７１ｂとの間に直列に接続された抵抗７４ａから構成されている。

また、マイクロプロセッサ７１は、Ａ／Ｄ変換機能を有する入力ポート７１ｃを有しており、その入力ポート７１ｃは第２電圧検出回路７５を介して第３スイッチング素子８３とソレノイドＬＤとの間に接続されている。これにより、マイクロプロセッサ７１は、第３スイッチング素子８３とソレノイドＬＤとの間の電圧を第２電圧検出回路７５を介して検出している。したがって、第３スイッチング素子が正常であるか異常であるかを検出することができる。

第２電圧検出回路７５は、第３スイッチング素子８３とソレノイドＬＤとの間の電圧を検出するための回路である。この第２電圧検出回路７５は、第３スイッチング部８３ａのソースとマイクロプロセッサ７１の入力ポート７１ｃとの間に直列に接続された抵抗７５ａと、入力ポート７１ｃ（抵抗７５ａ）とアースＧＮＤとの間に直列に接続された抵抗７５ｂと、から構成されている。

次に、上記のように構成した車両用制動装置Ａの作動の一例を説明する。まず、ブレーキ液圧制御について説明する。制御装置７０は、所定時間毎に車輪速度センサＳｆｌ〜Ｓｆｒからの検出信号に基づいて車輪速度Ｖｗを演算し、その車輪速度Ｖｗから車輪加速度ＤＶｗを演算し、４輪の車輪速度Ｖｗに基づいて車体速度Ｖｓを演算し、ストップスイッチ１４がオンされブレーキ制動が行われていることを検知すると、車輪速度Ｖｗと車体速度Ｖｓとの差が所定値以上とならないように、各車輪に最適な制動力を付与するＡＢＳ制御を実施する。

具体的には、制御装置７０は、車輪ＦＬに対して割り当てられている一対の増圧リニア弁４５，減圧リニア弁４６により最適な液圧に制御すべく、増圧リニア弁４５および減圧リニア弁４６を液圧に応じて励磁・非励磁させている。他の車輪も同様に制御される。また、ＡＢＳ制御中は、ソレノイドＬＤが通電されて、ポンプ２３，３３が作動するように制御される。

また、制御装置７０は、ダウンヒルアシスト制御を実施できる。ダウンヒルアシスト制御とは、オフロード場での運転者操作では下ることが困難な場面や、雪道の下り坂において、作動することで所定速度が維持され、運転者はハンドル操舵に集中できる快適利便の機能である。

ダウンヒルアシスト制御ＳＷ８０がオンされ、ブレーキペダル１１、アクセルペダル（図示省略）の操作無しにて作動し、運転者が加速・減速したいと判断して、ブレーキペダル１１、アクセルペダル（図示省略）を操作すると、ダウンヒルアシスト制御ＳＷ８０がオフでなくても、中断される。又、所定速度を維持するように車輪速度と車体速度との差から各輪のホイールシリンダを加減圧する。

すなわち、ダウンヒルアシスト制御においては、制御装置７０は、ダウンヒルアシスト制御ＳＷ８０がオンされていることを検知すると、運転者のブレーキペダル１１の操作なしの時において、所定時間毎に車輪速度センサＳｆｌ〜Ｓｆｒによって検出される車輪速度Ｖｗを取込み、４輪の車輪速度Ｖｗに基づいて車体速度Ｖｓを推定し、車体速度Ｖｓが所定速度以上とならないように、各駆動輪に最適な制動力を付与している。すなわち、上述したＡＢＳ制御と同様に、制御装置７０は、車輪に対して割り当てられている一対の増圧リニア弁、減圧リニア弁により最適な液圧に制御して各車輪に最適な制動力を付与している。

何れの制御においても、制御中にあっては電磁弁４１，４２が励磁されてカット弁として機能している。また、電磁弁４３が励磁されてマスタシリンダ１０とストロークシミュレータ３０を連通させる弁として機能している。すなわち、全ての電磁弁のなかで電磁弁４１，４２，４３が制御中において最も通電時間が長い電磁弁である。

電磁弁４１，４２およびこれら電磁弁４１，４２に対するソレノイド駆動回路の作動について詳述する。電磁弁４１を例に挙げて説明する。制御装置７０が第１〜第３スイッチング素子８１〜８３をすべてオンした場合、バッテリＢＡＴの電圧がソレノイドＬＤに印加され、電磁弁４１が励磁されて閉状態となる。また、制御装置７０が第１〜第３スイッチング素子８１〜８３をすべてオフした場合、バッテリＢＡＴの電圧がソレノイドＬＤに印加されず、電磁弁４１が非励磁されて開状態となる。

また、バッテリＢＡＴが逆接された場合、第２スイッチング素子８２がオフされる。このとき、第２寄生ダイオード８２ｂが電流を遮断する。

次に、ソレノイド駆動回路７３の温度を導出し、その導出結果に基づいて電磁弁４１を制御する場合について説明する。まず、制御装置７０の温度導出部７１ｅは、第１および第２スイッチング素子８２がオフ状態であるときに定電流回路７６によって第２寄生ダイオード８２ｂの順方向に一定の電流を印加する。このとき、電圧検出部７１ｄは、第２寄生ダイオード８２ｂの順方向電圧を検出する。制御装置７０の温度導出部７１ｅは、電圧検出部７１ｄによって検出された順方向電圧および予めマイクロプロセッサ７１に記憶された順方向電圧の温度特性マップ（図３参照）に基づいてソレノイド駆動回路７３の温度を導出する。例えば順方向電圧がＶｆ１であれば、ソレノイド駆動回路７３の温度はＴｈ１となる。この温度導出は、ソレノイドＬＤの制御開始前に実施することが好ましい。ソレノイドＬＤの制御開始前であれば、ソレノイド駆動回路７３の温度は、ソレノイド駆動回路７３の環境温度とほぼ同一であるので、ソレノイド駆動回路７３の温度を導出することは、その環境温度を導出することである。

第１〜第３寄生ダイオード８１ｂ〜８３ｂは、一般に図４に示すような特性を示す。雰囲気温度が低いほど順方向電圧は大きくなっている。雰囲気温度がそれぞれ１００℃、２５℃、−４０℃であるとき、順方向電圧はそれぞれＶａ、Ｖｂ、Ｖｃである。したがって、図３に示す順方向電圧の温度特性マップは、一定電流Ｉｒが流れている場合、雰囲気温度が低いほど順方向電圧が大きくなるようになっている。すなわち、例えば約−２ｍＶ／℃の傾きを有する。なお、横軸および縦軸はそれぞれ温度および電圧である。

駆動時間決定部７１ｆは、温度導出部７１ｅによって導出されたソレノイド駆動回路７３の駆動開始時の温度（駆動開始温度）、第１スイッチング素子８１の保証温度すなわち駆動終了温度、およびソレノイドＬＤの駆動条件に基づいて該第１スイッチング素子８１（第２スイッチング素子８２）の駆動可能な時間を決定する。

例えば、駆動開始温度が５０℃であり、第１スイッチング素子８１の保証温度が１５０℃であり、駆動条件が常時通電である場合、予め記憶している駆動条件と温度上昇率の関係を示すマップに基づいて駆動条件から温度上昇率を導出し、その導出結果と駆動開始温度と駆動終了温度とから駆動可能な時間を決定する。この場合の駆動可能な時間をＴ１として図５に示す。駆動可能な時間は、駆動開始から駆動終了までの時間であり、ソレノイド駆動回路７３の温度が駆動開始温度から駆動終了温度に達するのにかかる時間である。なお、駆動条件は、制御パターンやデューティ比などである。

なお、第１および第２スイッチング素子８１，８２の保証温度や発熱温度が異なる場合、早く保証温度に到達するまでの時間が短いほうの駆動可能な時間を採用すればよい。

そして、ソレノイド駆動制御部７１ｇは、第１および第２スイッチング素子８１，８２をオン・オフ制御してソレノイドＬＤの駆動を制御するとともに、第１スイッチング素子８１の制御時間が駆動時間決定部７１ｆによって決定された駆動可能な時間を超えないように制御する。また、第３スイッチング素子８３はフェール時にオフする。

上述した説明から明らかなように、本実施形態によれば、温度導出手段（温度導出部７１ｅ）が、第１および第２スイッチング素子８１，８２がオフ状態であるときに定電流回路７６によって第２寄生ダイオード８２ｂの順方向に一定の電流を印加し電圧検出手段（電圧検出部７１ｄ）によって検出された順方向電圧に基づいて負荷駆動回路７３の温度を導出するので、温度検出専用の部品（温度検出センサ）を別個に設けることなく、できるだけ既設の構成を利用して、低コストにて駆動開始温度を正確に把握することができる。駆動時間決定手段（駆動時間決定部７１ｆ）が、温度導出手段（温度導出部７１ｅ）によって導出された負荷駆動回路７３の駆動開始時の温度と第１および第２スイッチング素子８１，８２の保証温度とに基づいて該第１および第２スイッチング素子８１，８２の駆動可能な時間を決定し、負荷駆動制御手段（ソレノイド駆動制御部７１ｇ）が、第１および第２スイッチング素子８１，８２の制御時間が駆動時間決定手段（駆動時間決定部７１ｆ）によって決定された駆動可能な時間を超えないように制御するので、負荷駆動回路７３の保証温度の上限温度および駆動開始温度に応じて駆動可能な時間を正確に決定することができ、負荷駆動回路７３の駆動時間を最大限確保することができる。

また、温度検出をしないと、温度的な安全マージンを見越して駆動開始温度を予め１００℃に設定する場合もある（図５参照）。この場合の駆動時間はＴ２となる。この場合、実際の温度が駆動開始温度より低い場合には、温度的には余裕があるのに、駆動を止めてしまうといった状況になってしまう。例えば駆動開始温度が５０℃である場合、その駆動時間はＴ２より長いＴ１である。本実施形態によれば、駆動開始温度を正確に測定することにより、適切な駆動時間にてソレノイド駆動回路７３を制御することができる。

また、電圧検出手段（電圧検出部７１ｄ）としてＡ／Ｄ機能を有する既設のＩＣ（マイクロプロセッサ７１）を使用し、定電流回路７６の電源７６ａとしてＩＣに電源電圧を供給するＩＣ用電源７１ａを使用するので、安定した電圧であり既設の電源を利用することにより、より精度よく駆動開始温度を検出することができる。

また、駆動時間決定手段（駆動時間決定部７１ｆ）は、温度導出手段（温度導出部７１ｅ）によって導出された負荷駆動回路７３の駆動開始時の温度、第１スイッチング素子８１の保証温度、および負荷の駆動条件に基づいて該第１スイッチング素子８１の駆動可能な時間を決定するので、駆動時間を最大限確保することができる。

なお、上述した実施形態においては、第２スイッチング素子８２を負荷用直流電源（バッテリＢＡＴ）の負極と第１スイッチング素子８１との間に直列に接続するようにしたが、負荷用直流電源（バッテリＢＡＴ）の正極と第１スイッチング素子８１との間に直列に接続するようにしてもよい。これによれば、第２スイッチング素子８２は、負荷用直流電源（バッテリＢＡＴ）の正極と第１スイッチング素子８１との間に直列に接続され、定電流回路の電源として負荷用直流電源（バッテリＢＡＴ）を使用したり、電流を決めるのに第２電圧検出回路７５を使用したりすることができる。したがって、温度導出手段（温度導出部７１ｅ）が、第２スイッチング素子８２がオフ状態であるときに負荷用直流電源（バッテリＢＡＴ）の電圧を第２寄生ダイオード８２ｂの順方向に印加し電圧検出手段（電圧検出部７１ｄ）によって検出された順方向電圧に基づいて負荷駆動回路７３の温度を導出することができる。

また、上述した実施形態においては、本発明をソレノイド駆動回路に適用したが、モータ駆動回路に適用するようにしてもよい。

本発明による負荷駆動装置を適用した車両用制動装置の一実施形態の概要を示す図である。 図１に示す制御装置を示す概要ブロック図である。 寄生ダイオードの順方向電圧の温度特性マップである。 寄生ダイオードの温度毎の電圧−電流特性マップである。 ソレノイド駆動回路の駆動中の温度変化を示す図である。

符号の説明

１０…マスタシリンダ、１０ａ…第１出力ポート、１０ｂ…第２出力ポート、１１…ブレーキペダル、１１ａ…ペダルストロークセンサ、１２…リザーバタンク、１２ａ…入力ポート、２０…液圧供給源、２１…電動モータ、２２…ポンプ、２２ａ…吸入ポート、２２ｂ…吐出ポート、２３…アキュムレータ、２４…リリーフ弁、３０…ストロークシミュレータ、３０ａ…入力ポート、４１〜４３…ソレノイド電磁弁，４５〜４８，５１〜５４…電磁弁（リニアソレノイド電磁弁）、４４…逆止弁、６１〜６７…油圧計、７０…制御装置（負荷駆動装置）、７１…マイクロプロセッサ、７１ａ…ＩＣ用電源、７１ｄ…電圧検出部（電圧検出手段）、７１ｅ…温度導出部（温度導出手段）、７１ｆ…駆動時間決定部（駆動時間決定手段）、７１ｇ…ソレノイド駆動制御部（負荷駆動制御手段）、７２…ソレノイド駆動部、７３…ソレノイド駆動回路（負荷駆動回路）、７４…第１電圧検出回路、７５…第２電圧検出回路、７６…定電流回路、７６ａ…電源、８０…ダウンヒルアシスト制御ＳＷ、８１〜８３…第１〜第３スイッチング素子、８１ａ〜８３ａ…第１〜第３スイッチング部、８１ｂ〜８３ｂ…第１〜第３寄生ダイオード、Ａ…車両用制動装置、ＷＣfl〜ＷＣrr…ホイールシリンダ、ＢＡＴ…バッテリ（負荷用直流電源）、ＬＤ…ソレノイド（負荷）。

Claims (3)

1. 負荷用直流電源（ＢＡＴ）と該負荷用直流電源（ＢＡＴ）から駆動電流が供給される負荷（ＬＤ）との間に直列に接続されるとともに出力端側から入力端側へ流れる電流のみを許容する第１寄生ダイオード（８１ｂ）を備えた第１スイッチング素子（８１）と、前記負荷用直流電源が逆接された場合に前記負荷や前記第１スイッチング素子に電流が流れることを防止するために前記負荷用直流電源と前記第１スイッチング素子との間に直列にかつ該第１スイッチング素子と逆向きに接続されるとともに出力端側から入力端側へ流れる電流のみを許容する第２寄生ダイオード（８２ｂ）を備えた第２スイッチング素子（８２）と、を備えた負荷駆動回路（７３）と、
   前記第２寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加する定電流回路（７６）と、
   前記第２寄生ダイオードの順方向電圧を検出する電圧検出手段（７１ｄ）と、
   前記第１および第２スイッチング素子がオフ状態であるときに前記定電流回路によって前記第２寄生ダイオードの順方向に一定の電流を印加し前記電圧検出手段によって検出された順方向電圧に基づいて前記負荷駆動回路の温度を導出する温度導出手段（７１ｅ）と、
   前記温度導出手段によって導出された前記負荷駆動回路の駆動開始時の温度と前記第１および第２スイッチング素子の保証温度とに基づいて該第１および第２スイッチング素子の駆動可能な時間を決定する駆動時間決定手段（７１ｆ）と、
   前記第１および第２スイッチング素子をオン・オフ制御して前記負荷の駆動を制御するとともに、前記第１および第２スイッチング素子の制御時間が前記駆動時間決定手段によって決定された駆動可能な時間を超えないように制御する負荷駆動制御手段（７１ｇ）と、を備えたことを特徴とする負荷駆動装置。
2. 請求項１において、前記電圧検出手段としてＡ／Ｄ機能を有する既設のＩＣ（７１）を使用し、
   前記定電流回路の電源（７６ａ）として前記ＩＣに電源電圧を供給するＩＣ用電源（７１ａ）を使用することを特徴とする負荷駆動装置。
3. 請求項１または請求項２において、前記駆動時間決定手段は、前記温度導出手段によって導出された前記負荷駆動回路の駆動開始時の温度、前記第１スイッチング素子の保証温度、および前記負荷の駆動条件に基づいて該第１スイッチング素子の駆動可能な時間を決定することを特徴とする負荷駆動装置。

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