特開 2017-189008 異常保護回路

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-189008(P2017-189008A)

(43)【公開日】2017年10月12日

(54)【発明の名称】異常保護回路

(51)【国際特許分類】

   H02P 7/06 20060101AFI20170919BHJP

【ＦＩ】

   H02P7/06 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2016-75814(P2016-75814)

(22)【出願日】2016年4月5日

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】特許業務法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】奥野 洋平

【テーマコード（参考）】

5H571

【Ｆターム（参考）】

5H571AA03

5H571BB07

5H571CC04

5H571DD01

5H571HA01

5H571HA09

5H571HB01

5H571HC02

5H571HD02

5H571JJ03

5H571JJ13

5H571JJ14

5H571LL22

5H571LL35

5H571MM02

5H571MM03

5H571MM06

5H571MM08

(57)【要約】

【課題】オシレータが故障した場合でも異常保護機能の動作を可能とする。
【解決手段】クロック信号のカウントに基づき、異常検出状態が所定の期間継続したことを検出すると、その旨を示す第１出力信号を出力する第１出力信号生成部と、異常が検出されると、前記クロック信号を用いずに、その旨を示す第２出力信号を出力する第２出力信号生成部と、クロック停止検出信号に応じて前記第１出力信号と前記第２出力信号のいずれかを選択する選択部と、を備え、前記クロック停止検出信号がクロックが正常に生成されている旨を示す場合、前記第２出力信号生成部は無効となり、前記選択部は前記第１出力信号を選択し、前記クロック停止検出信号がクロックが停止している旨を示す場合、前記第２出力信号生成部は有効となり、前記選択部は前記第２出力信号を選択し、前記選択部により選択された出力信号に基づいて異常保護信号を出力する構成の異常保護回路としている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

クロック信号のカウントに基づき、異常検出状態が所定の期間継続したことを検出すると、その旨を示す第１出力信号を出力する第１出力信号生成部と、
異常が検出されると、前記クロック信号を用いずに、その旨を示す第２出力信号を出力する第２出力信号生成部と、
クロック停止検出信号に応じて前記第１出力信号と前記第２出力信号のいずれかを選択する選択部と、を備え、
前記クロック停止検出信号がクロックが正常に生成されている旨を示す場合、前記第２出力信号生成部は無効となり、前記選択部は前記第１出力信号を選択し、
前記クロック停止検出信号がクロックが停止している旨を示す場合、前記第２出力信号生成部は有効となり、前記選択部は前記第２出力信号を選択し、
前記選択部により選択された出力信号に基づいて異常保護信号を出力する、ことを特徴とする異常保護回路。

【請求項2】

前記第２出力信号生成部は、所定論理レベルの信号が入力されるＤ入力端子と、異常検出信号が入力されるクロック端子と、前記第２出力信号を出力する出力端子と、を有するＤフリップフロップを含むことを特徴とする請求項１に記載の異常保護回路

【請求項3】

前記Ｄフリップフロップのリセット端子に出力が入力されるＡＮＤ回路を更に備え、
前記ＡＮＤ回路の一方の入力端には前記クロック停止検出信号が入力されることを特徴とする請求項２に記載の異常保護回路。

【請求項4】

前記ＡＮＤ回路の他方の入力端には、リセット信号に基づく信号が入力されることを特徴とする請求項３に記載の異常保護回路。

【請求項5】

前記第１出力信号生成部は、
異常検出信号と前記クロック信号が入力されるカウンタと、
前記カウンタの出力に基づく信号が入力されるＤ入力端子と、前記クロック信号が入力されるクロック端子と、前記第１出力信号を出力する出力端子と、を有するＤフリップフロップと、を含むことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の異常保護回路。

【請求項6】

前記Ｄフリップフロップのリセット端子には、前記第２出力信号生成部に含まれるＤフリップフロップをリセットさせるリセット信号に基づく信号が入力されることを特徴とする請求項５に記載の異常保護回路。

【請求項7】

多チャンネルの出力を有する駆動装置であって、
オシレータと、
前記オシレータを監視してクロック停止検出信号を出力するクロック停止検出部と、
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の異常保護回路と、を備えることを特徴とする駆動装置。

【請求項8】

前記異常保護回路は、ＡＮＤ回路を更に備え、
前記ＡＮＤ回路の一方の入力端には、前記選択部により選択された出力信号が入力され、
前記ＡＮＤ回路の他方の入力端には、チャンネルのオンオフを制御する制御信号が入力され、
前記ＡＮＤ回路から前記異常保護信号が出力される、ことを特徴とする請求項７に記載の駆動装置。

【請求項9】

ＰＯＲ（パワーオンリセット）回路を備え、外部のマイコンとの通信を行う請求項７または請求項８に記載の駆動装置であって、
前記異常保護回路において、前記第２出力信号生成部は、所定論理レベルの信号が入力されるＤ入力端子と、異常検出信号が入力されるクロック端子と、前記第２出力信号を出力する出力端子と、を有するＤフリップフロップを含み、
前記異常保護回路は、第１ＡＮＤ回路と第２ＡＮＤ回路を更に備え、
前記第１ＡＮＤ回路には、一方の入力端に前記ＰＯＲ回路の出力するリセット信号が入力され、他方の入力端に前記マイコンからのリセット信号が入力され、
前記第２ＡＮＤ回路には、一方の入力端に前記クロック停止検出信号が入力され、他方の入力端に前記第１ＡＮＤ回路の出力が入力され、
前記Ｄフリップフロップのリセット端子には、前記第２ＡＮＤ回路の出力が入力される、ことを特徴とする駆動装置。

【請求項10】

請求項７〜請求項９のいずれか１項に記載の駆動装置を備えることを特徴とする車載用電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、異常保護回路に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、様々な装置に異常保護回路が備えられており、例えば特許文献１にはモータ駆動装置（モータドライバ）に設けられた過電流保護回路について開示されている。

【0003】

上記特許文献１の過電流保護回路は、ＯＣＰミュートカウンタと組合せロジック部を含んでいる。ＯＣＰミュートカウンタは、過電流検出信号が異常時の論理レベルとされたときに、内部クロック信号のパルスカウントを開始する。そして、ＯＣＰミュートカウンタは、カウント値が所定の閾値に達しているか否かを示すカウンタ信号を出力する。カウント値が所定の閾値に達していることを示すカウンタ信号が出力されると、組合せロジック部から異常を示す過電流保護信号が出力される。なお、ＯＣＰミュートカウンタは、過電流検出信号が正常時の論理レベルとされたときに、カウント値がリセットされる。

【0004】

これにより、内部クロック信号の周期にカウント値の閾値を乗算した値のミュート期間（マスク期間）以上に過電流検出信号が異常時の論理レベルを維持した場合、異常を示す過電流保護信号が出力される。一方、過電流検出信号がミュート期間が経過する前に正常時の論理レベルに戻った場合、異常を示す過電流保護信号は出力されない。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２−２２２８６９号公報（第２０頁、第２２図等）

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１では、内部クロック信号の生成源であるオシレータが故障して内部クロック信号の生成が停止した場合、ＯＣＰミュートカウンタは内部クロック信号をカウントすることができず、過電流検出信号が異常時の論理レベルになった場合に、異常を示す過電流保護信号を生成することができない。従って、過電流保護機能が動作しない不具合が生じる。

【0007】

例えば過電流保護回路が車載用である場合、自動車の電気／電子に関する機能安全についての国際規格であるＩＳＯ２６２６２なども策定されている状況では、より安全性を重視するため、上記のような過電流保護機能が動作しない不具合を回避することが重要となる。

【0008】

上記状況に鑑み、本発明は、オシレータが故障した場合でも異常保護機能の動作を可能とする異常保護回路を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

上記目的を達成するために本発明の一態様に係る異常保護回路は、
クロック信号のカウントに基づき、異常検出状態が所定の期間継続したことを検出すると、その旨を示す第１出力信号を出力する第１出力信号生成部と、
異常が検出されると、前記クロック信号を用いずに、その旨を示す第２出力信号を出力する第２出力信号生成部と、
クロック停止検出信号に応じて前記第１出力信号と前記第２出力信号のいずれかを選択する選択部と、を備え、
前記クロック停止検出信号がクロックが正常に生成されている旨を示す場合、前記第２出力信号生成部は無効となり、前記選択部は前記第１出力信号を選択し、
前記クロック停止検出信号がクロックが停止している旨を示す場合、前記第２出力信号生成部は有効となり、前記選択部は前記第２出力信号を選択し、
前記選択部により選択された出力信号に基づいて異常保護信号を出力する構成としている（第１の構成）。

【0010】

また、上記第１の構成において、前記第２出力信号生成部は、所定論理レベルの信号が入力されるＤ入力端子と、異常検出信号が入力されるクロック端子と、前記第２出力信号を出力する出力端子と、を有するＤフリップフロップを含むこととしてもよい（第２の構成）。

【0011】

また、上記第２の構成において、前記Ｄフリップフロップのリセット端子に出力が入力されるＡＮＤ回路を更に備え、前記ＡＮＤ回路の一方の入力端には前記クロック停止検出信号が入力されることとしてもよい（第３の構成）。

【0012】

また、上記第３の構成において、前記ＡＮＤ回路の他方の入力端には、リセット信号に基づく信号が入力されることとしてもよい（第４の構成）。

【0013】

また、上記第１〜第４のいずれかの構成において、前記第１出力信号生成部は、異常検出信号と前記クロック信号が入力されるカウンタと、前記カウンタの出力に基づく信号が入力されるＤ入力端子と、前記クロック信号が入力されるクロック端子と、前記第１出力信号を出力する出力端子と、を有するＤフリップフロップと、を含むこととしてもよい（第５の構成）。

【0014】

また、上記第５の構成において、前記Ｄフリップフロップのリセット端子には、前記第２出力信号生成部に含まれるＤフリップフロップをリセットさせるリセット信号に基づく信号が入力されることとしてもよい（第６の構成）。

【0015】

また、本発明の別態様に係る駆動装置は、多チャンネルの出力を有する駆動装置であって、オシレータと、前記オシレータを監視してクロック停止検出信号を出力するクロック停止検出部と、上記いずれかの構成とした異常保護回路と、を備えることとしている（第７の構成）。

【0016】

また、上記第７の構成において、前記異常保護回路は、ＡＮＤ回路を更に備え、前記ＡＮＤ回路の一方の入力端には、前記選択部により選択された出力信号が入力され、前記ＡＮＤ回路の他方の入力端には、チャンネルのオンオフを制御する制御信号が入力され、前記ＡＮＤ回路から前記異常保護信号が出力されることとしてもよい（第８の構成）。

【0017】

また、ＰＯＲ（パワーオンリセット）回路を備え、外部のマイコンとの通信を行う上記第７または第８のいずれかの構成とした駆動装置であって、
前記異常保護回路において、前記第２出力信号生成部は、所定論理レベルの信号が入力されるＤ入力端子と、異常検出信号が入力されるクロック端子と、前記第２出力信号を出力する出力端子と、を有するＤフリップフロップを含み、
前記異常保護回路は、第１ＡＮＤ回路と第２ＡＮＤ回路を更に備え、
前記第１ＡＮＤ回路には、一方の入力端に前記ＰＯＲ回路の出力するリセット信号が入力され、他方の入力端に前記マイコンからのリセット信号が入力され、
前記第２ＡＮＤ回路には、一方の入力端に前記クロック停止検出信号が入力され、他方の入力端に前記第１ＡＮＤ回路の出力が入力され、
前記Ｄフリップフロップのリセット端子には、前記第２ＡＮＤ回路の出力が入力されることとしてもよい（第９の構成）。

【0018】

また、本発明の別態様に係る車載用電子機器は、上記いずれかの構成とした駆動装置を備えることとしている。

【発明の効果】

【0019】

本発明によると、オシレータが故障した場合でも異常保護機能の動作を可能とする。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の一実施形態に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。

【図2】本発明の一実施形態に係る過電流保護回路の構成を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る過電流保護回路における動作（オシレータ故障の場合）に関するタイミングチャートである。

【図4】電子機器を備える車両の一例を示す外観図である。

【図5】比較例に係るモータ駆動装置の構成を示す図である。

【図6】比較例に係る過電流保護回路の構成を示す図である。

【図7】過電流検出期間が比較的長い場合の過電流保護回路の動作を示すタイミングチャートである。

【図8】過電流検出期間が比較的短い場合の過電流保護回路の動作を示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下に本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。なお、ここでは、異常保護回路の一例として過電流保護回路を挙げ、その適用対象としてはモータ駆動装置を一例に挙げて説明する。

【0022】

＜モータ駆動装置の構成＞
まず、本発明の実施形態について説明する前に、本発明の実施形態に対する比較例について説明する。図５は、本発明の実施形態に対する比較例に係るモータ駆動装置２００の構成を示す図である。図５に示すモータ駆動装置２００は、多チャンネル出力を有するモータドライバＩＣとして構成される。

【0023】

図５に示すモータ駆動装置２００は、各モータ駆動部１〜８と、ロジック制御部９と、ＰＯＲ[power on reset]回路１０と、オシレータ１１と、インタフェース１２と、ＵＶＬＯ［under voltage lock out］回路１３と、過電圧保護回路１４と、ＴＳＤ[thermal shutdown]回路１５と、を備えており、これらの各構成要素を１チップに集積化したＩＣ（半導体装置）である。

【0024】

また、モータ駆動装置２００は、外部との接続を確立するための入力端子Ｔ１〜Ｔ２、および出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８を備えている。入力端子Ｔ１には、モータ駆動部１〜８用の電源電圧ＶＳが外部より印加される。入力端子Ｔ２には、ロジック制御部９用の電源電圧ＶＣＣが外部より印加される。

【0025】

モータ駆動部１、２は、モータＭ１の駆動に対応し、同様に、モータ駆動部３、４は、モータＭ２の駆動に対応し、モータ駆動部５、６は、モータＭ３の駆動に対応し、モータ駆動部７、８は、モータＭ４の駆動に対応している。モータＭ１〜Ｍ４は、ＤＣブラシ付きモータである。即ち、モータ駆動装置２００は、４チャンネルの出力を有する。

【0026】

各モータ駆動部１〜８は、それぞれ同様の構成をしており、上側スイッチング素子Ｑ１、下側スイッチング素子Ｑ２、上側スイッチング素子Ｑ３、下側スイッチング素子Ｑ４、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、プリドライバＰＲ、コンパレータＣＰ１、およびコンパレータＣＰ２を含んで構成される。

【0027】

ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ（ＭＯＳ電界効果トランジスタ）で構成される上側スイッチング素子Ｑ１のソースは、抵抗Ｒ１を介して電源電圧ＶＳの印加端に接続される。上側スイッチング素子Ｑ１のドレインは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴで構成される下側スイッチング素子Ｑ２のドレインに接続される。下側スイッチング素子Ｑ２のソースは、抵抗Ｒ２を介して接地端に接続される。即ち、上側スイッチング素子Ｑ１と下側スイッチング素子Ｑ２は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間において直列に接続され、ブリッジを構成する。

【0028】

上側スイッチング素子Ｑ３のソースは、電源電圧ＶＳの印加端に接続される。上側スイッチング素子Ｑ３のドレインは、下側スイッチング素子Ｑ４のドレインに接続される。下側スイッチング素子Ｑ４のソースは、接地端に接続される。即ち、上側スイッチング素子Ｑ３と下側スイッチング素子Ｑ４は、直列に接続されてブリッジを構成する。

【0029】

各モータ駆動部１〜８において、上側スイッチング素子Ｑ１と下側スイッチング素子Ｑ２との接続点と、上側スイッチング素子Ｑ３と下側スイッチング素子Ｑ４との接続点は、各出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８に共通接続される。出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２は、それぞれモータＭ１の正極、負極に接続される。同様に、出力端子ＯＵＴ３、ＯＵＴ４は、それぞれモータＭ２の正極、負極に接続され、出力端子ＯＵＴ５、ＯＵＴ６は、それぞれモータＭ３の正極、負極に接続され、出力端子ＯＵＴ７、ＯＵＴ８は、それぞれモータＭ４の正極、負極に接続される。

【0030】

上側スイッチング素子Ｑ１のゲートと上側スイッチング素子Ｑ３のゲートは、プリドライバＰＤの一方の出力端に接続され、下側スイッチング素子Ｑ４のゲートと下側スイッチング素子Ｑ２のゲートは、プリドライバＰＤの他方の出力端に接続される。プリドライバＰＤは、ロジック制御部９からの指令に基づき各出力端から駆動信号を出力することにより、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４を駆動する。これにより、各モータ駆動部１〜８は、各モータＭ１〜Ｍ４のＰＷＭ[pulse width modulation]駆動や、正逆転駆動を行うことができる。

【0031】

抵抗Ｒ１と上側スイッチング素子Ｑ１との接続点は、コンパレータＣＰ１の非反転端（＋）に接続される。コンパレータＣＰ１の反転端（−）には、所定の参照電圧が印加される。コンパレータＣＰ１は、抵抗Ｒ１により電流・電圧変換された電流検出電圧と参照電圧との比較を行い、比較結果として過電流検出信号ＤＥＴ１をロジック制御部９に出力する。

【0032】

下側スイッチング素子Ｑ２と抵抗Ｒ２との接続点は、コンパレータＣＰ２の非反転端（＋）に接続される。コンパレータＣＰ２の反転端（−）には、所定の参照電圧が印加される。コンパレータＣＰ２は、抵抗Ｒ２により電流・電圧変換された電流検出電圧と参照電圧との比較を行い、比較結果として過電流検出信号ＤＥＴ２をロジック制御部９に出力する。

【0033】

このような過電流検出部としてのコンパレータＣＰ１とコンパレータＣＰ２により、出力端子ＯＵＴ１またはＯＵＴ２の地絡および天絡、または出力端子ＯＵＴ１とＯＵＴ２間の短絡による生じる過電流を検出することができる。出力端子ＯＵＴ３〜ＯＵＴ８についても同様である。

【0034】

過電流検出信号ＤＥＴ１およびＤＥＴ２は、ロジック制御部９に含まれる不図示の過電流保護回路に出力される。過電流保護回路の詳細については後述する。

【0035】

ＰＯＲ回路１０は、電源電圧ＶＣＣが立ち上がるとリセット時の論理レベル（例えばＬｏｗレベル）とされたリセット信号ＰＲＳＴをロジック制御部９に出力し、ＵＶＬＯ[Under Voltage Lockout]が解除されてから一定期間が経過した後に、リセット解除時の論理レベル（例えばＨｉｇｈレベル）とされたリセット信号ＰＲＳＴをロジック制御部９に出力する。ＰＯＲ回路１０は、電源電圧ＶＣＣが所定閾値以下まで低下すると、リセット時の論理レベルとしたリセット信号ＰＲＳＴをロジック制御部９に出力する。

【0036】

オシレータ１１は、内部クロック信号ＣＫを生成し、ロジック制御部９に出力する。多チャンネル出力（４チャンネル出力）についてオシレータ１１は一つと共通化しており、チャンネル間のタイミングのバラツキを抑制している。

【0037】

ＵＶＬＯ回路１３は、電源電圧ＶＳを監視して不足電圧保護信号を生成し、これをロジック制御部９に出力する。電源電圧ＶＳが保護設定値（例えば５Ｖ）以下まで低下すると、不足電圧保護信号が異常時の論理レベル（例えばＨｉｇｈレベル）となり、これを受けたロジック制御部９はプリドライバＰＤを介して各出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８をオープンとする。一方、電源電圧ＶＣＣが保護解除値（例えば６Ｖ）以上まで上昇すると、不足電圧保護信号が正常時の論理レベル（例えばＬｏｗレベル）となり、これを受けたロジック制御部９は通常動作に移行する。

【0038】

過電圧保護回路１４は、電源電圧ＶＳを監視して過電圧保護信号を生成し、これをロジック制御部９に出力する。例えば、電源電圧ＶＳが３２Ｖまで上昇すると、過電圧保護信号は異常時の論理レベル（例えばＨｉｇｈレベル）となり、これを受けたロジック制御部９はプリドライバＰＤを介して各出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８をオープンとする。

【0039】

ＴＳＤ回路１５は、モータ駆動装置２００のチップ温度を監視して過熱保護信号を生成し、これをロジック制御部９に出力する。モータ駆動装置２００のチップ温度が保護設定値（例えば１７５℃）以上まで上昇すると、過熱保護信号が異常時の論理レベル（例えばＨｉｇｈレベル）となり、これを受けたロジック制御部９はプリドライバＰＤを介して各出力端子ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８をオープンとする。一方、モータ駆動装置２００のチップ温度が保護解除値（例えば１５０℃）以下まで低下すると、過熱保護信号が正常時の論理レベル（例えばＬｏｗレベル）となり、これを受けたロジック制御部９は通常動作に移行する。

【0040】

インタフェース１２は、モータ駆動装置２００の外部に配されるマイコン２５から受信する各種信号をロジック制御部９へ伝送する。

【0041】

＜過電流保護回路について＞
次に、過電流保護回路について説明する。図６は、ロジック制御部９に含まれる過電流保護回路１６０の構成を示す図である。なお、過電流保護回路１６０は、各モータ駆動部１〜８のそれぞれについて、コンパレータＣＰ１とＣＰ２の各々に対応して設けられる。即ち、過電流保護回路１６０は、合計として１６個設けられる。

【0042】

過電流保護回路１６０は、カウンタ１６０１と、インバータ１６０２と、Ｄフリップフロップ１６０３と、ＡＮＤ回路１６０４と、ＡＮＤ回路１６０５と、を有している。

【0043】

カウンタ１６０１には、過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２が入力されると共に、クロック信号ｃｌｋが入力される。クロック信号ｃｌｋは、オシレータ１１から出力される内部クロック信号ＣＫをロジック制御部９に含まれる不図示の分周器によって分周することにより生成される。カウンタ１６０１は、クロック信号ｃｌｋをカウントしてカウント結果信号ＣＮＴを出力する。

【0044】

インバータ１６０２は、入力されるカウント結果信号ＣＮＴを反転して反転信号ＩＮＶを生成する。Ｄフリップフロップ１６０３のＤ入力端子には反転信号ＩＮＶが入力される。Ｄフリップフロップ１６０３のクロック端子には、クロック信号ｃｌｋが入力される。

【0045】

ＡＮＤ回路１６０４には、ＰＯＲ回路１０から出力されるリセット信号ＰＲＳＴが一方の入力端に入力されると共に、マイコン２５からインタフェース１２を介してリセット信号ＸＲＳＴが他方の入力端に入力される。ＡＮＤ回路１６０４の出力は、Ｄフリップフロップ１６０３のリセット端子（Ｒバー端子）に入力される。

【0046】

ＡＮＤ回路１６０５には、Ｄフリップフロップ１６０４のＱ出力端子から出力されるＱ出力信号Ｑｏｕｔが一方の入力端に入力されると共に、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣＲＳが他方の入力端に入力される。ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣＲＳは、モータ駆動装置２００のチャンネルごとのオンオフを示す信号であり、マイコン２５から送信されてインタフェース１２を介してレジスタ（図５で不図示）に格納される信号である。

【0047】

リセット信号ＰＲＳＴおよびリセット信号ＸＲＳＴ共にリセット解除時の論理レベル（Ｈｉｇｈレベル）である場合、ＡＮＤ回路１６０４からの出力がＨｉｇｈレベルとなり、Ｄフリップフロップ１６０３は、Ｄ入力端子およびクロック端子への入力に応じてＱ出力端子から出力する通常動作を行う。一方、リセット信号ＰＲＳＴとリセット信号ＸＲＳＴの少なくとも一方がリセット時の論理レベル（Ｌｏｗレベル）となると、ＡＮＤ回路１６０４からの出力がＬｏｗレベルとなり、Ｄフリップフロップ１６０３はリセットされる。

【0048】

また、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣＲＳがＯＮ時の論理レベル（Ｈｉｇｈレベル）である場合、ＡＮＤ回路１６０５は有効となり、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣＲＳがＯＦＦ時の論理レベル（Ｌｏｗレベル）である場合、ＡＮＤ回路１６０５は無効となる。

【0049】

ここで、リセット信号ＰＲＳＴとリセット信号ＸＲＳＴ共にリセット解除時の論理レベル（Ｈｉｇｈレベル）であり、且つＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣＲＳがＯＮ時の論理レベル（Ｈｉｇｈレベル）である通常動作時の動作について、図７および図８に示すタイミングチャートを用いて説明する。

【0050】

図７は、過電流が比較的長い期間検出された場合の各種信号波形例を示すタイミングチャートである。図７のタイミングｔ１において、抵抗Ｒ１または抵抗Ｒ２に流れる電流に過電流が発生し、過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルに立ち上がったとする。

【0051】

すると、これをトリガとして、カウンタ１６０１は、クロック信号ｃｌｋのカウントを開始する。カウンタ１６０１は、過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＨｉｇｈレベルである間はカウントを継続し、カウント値が所定の閾値に達したか否かに応じた論理レベルのカウント結果信号ＣＮＴを出力する。カウント値が閾値に達していない場合はＬｏｗレベル、閾値に達した場合はＨｉｇｈレベルのカウント結果信号ＣＮＴとなる。

【0052】

図７では、上記閾値を一例として１０としており、カウント値が１０に達したタイミングｔ２以降まで過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２はＨｉｇｈレベルを維持しているので、カウント結果信号ＣＮＴはタイミングｔ２においてＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへ切替わる。

【0053】

これにより、インバータＩＮＶ１６０２から出力される反転信号ＩＮＶは、タイミングｔ２より若干遅れてＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切替わる。タイミングｔ２においてクロックｃｌｋが立ち上がるが、その時点で反転信号ＩＮＶはＨｉｇｈレベルであるため、Ｄフリップフロップ１６０３から出力されるＱ出力信号ＱｏｕｔはＨｉｇｈレベルが維持される。そして、タイミングｔ３でクロック信号がＣＬＫが立ち上がった時点で反転信号ＩＮＶはＬｏｗレベルとなっているので、Ｑ出力信号ＱｏｕｔはＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切替わる。これにより、ＡＮＤ回路１６０５から出力される過電流保護信号Ｓｏｃｐは、ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切替わる。

【0054】

過電流保護信号ＳｏｃｐがＬｏｗレベルへ切替わったことにより、ロジック制御部９は、例えば出力端子ＯＵＴ１およびＯＵＴ２をプリドライバＰＤを介してオープンとする。これにより、過電流によってモータ駆動装置２００が焼損することを抑止できる。

【0055】

一方、図８は、瞬間的など比較的短い期間だけ過電流が検出された場合のタイミングチャートを示す。図８のタイミングｔ１１において過電流が検出されて過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへ切替わると、カウンタ１６０１はクロック信号ｃｌｋのカウントを開始する。

【0056】

図８の場合、過電流検出期間が短く、クロック信号ｃｌｋのカウント値が閾値（ここでは１０）に達しないタイミングｔ１２において過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＬｏｗレベルへ立ち下がる。過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＬｏｗレベルへ立ち下がると、カウンタ１６０１はカウントを停止してカウント値をリセットし、カウント結果信号ＣＮＴはＬｏｗレベルとする。

【0057】

これにより、カウント結果信号ＣＮＴはＬｏｗレベルが維持され、反転信号ＩＮＶ、Ｑ出力信号Ｑｏｕｔ、ひいては過電流保護信号ＳｏｃｐはＨｉｇｈレベルが維持される。この場合、ロジック制御部９は、過電流保護を行わない。

【0058】

従って、クロック信号ｃｌｋの周期とカウント値の閾値から決まるマスク期間に比して過電流検出期間（過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＨｉｇｈレベルとなる期間）が短い場合、過電流保護信号Ｓｏｃｐはマスクされる。例えば、クロック信号ｃｌｋの周期が１μｓで、カウント値の閾値が１０である場合、マスク期間は約１０μｓとなる。

【0059】

これにより、例えば電源電圧ＶＳの起動時に上側スイッチング素子Ｑ１の寄生容量および下側スイッチング素子Ｑ２の寄生容量に流れ込むラッシュ電流により、短い期間の過電流が生じた場合でも、過電流保護が行われることを回避することができる。

【0060】

しかしながら、このような比較例に係る過電流保護回路１６０の構成であると、オシレータ１１が故障した場合に、内部クロック信号ＣＫひいてはクロック信号ｃｌｋの生成が停止するので、カウンタ１６０１はクロック信号ｃｌｋをカウントすることができない。従って、過電流が検出されて過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＨｉｇｈレベルに立ち上がっても、カウント結果信号ＣＮＴはＬｏｗレベルが維持され、過電流保護が行われない。即ち、オシレータ１１の故障によって、過電流保護機能が動作しない不具合が生じる。

【0061】

＜本発明の実施形態に係るモータ駆動装置および過電流保護回路＞
そこで、本発明の実施形態としては、モータ駆動装置および過電流保護回路を下記で説明する構成としている。

【0062】

図１は、本発明の実施形態に係るモータ駆動装置２０の構成を示す図である。モータ駆動装置２０の上記比較例に係るモータ駆動装置２００（図５）との構成上の相違点は、ウォッチドッグタイマ１７を更に備えていることである。また、それに併せ、図１のロジック制御部９１に含まれる不図示の過電流保護回路（後述する図２の過電流保護回路１６）の構成も比較例に係る過電流保護回路１６０（図６）と異ならせている。

【0063】

ウォッチドッグタイマ１７（クロック停止検出部）は、オシレータ１１の生成する内部クロック信号ＣＫを監視し、正常に内部クロック信号ＣＫが生成されている場合はその旨に対応する論理レベル（Ｌｏｗレベル）の内部クロック停止検出信号ＣＫＤＴを出力する。一方、ウォッチドッグタイマ１７は、内部クロック信号ＣＫの生成が停止し、タイムアップとなるとその旨に対応する論理レベル（Ｈｉｇｈレベル）の内部クロック停止検出信号ＣＫＤＴを出力する。内部クロック停止検出信号ＣＫＤＴは、ロジック制御部９１に含まれる過電流保護回路へ入力される。

【0064】

図２は、ロジック制御部９１に含まれる過電流保護回路１６の構成を示す図である。過電流保護回路１６は、カウンタ１６１と、インバータ１６２と、Ｄフリップフロップ１６３と、ＡＮＤ回路１６４〜１６６と、Ｄフリップフロップ１６７と、セレクタ１６８と、を有している。なお、カウンタ１６１と、インバータ１６２と、Ｄフリップフロップ１６３から第１出力信号生成部が構成され、Ｄフリップフロップ１６７から第２出力信号生成部が構成される。

【0065】

過電流保護回路１６のうち、カウンタ１６１、インバータ１６２、Ｄフリップフロップ１６３、ＡＮＤ回路１６４、およびＡＮＤ回路１６５については、上記の比較例に係る過電流保護回路１６０の構成と同様である。

【0066】

過電流保護回路１６０との構成の相違点について説明すると、ＡＮＤ回路１６６には、一方の入力端に内部クロック停止検出信号ＣＫＤＴが入力され、他方の入力端にＡＮＤ回路１６４の出力が入力される。ＡＮＤ回路１６６の出力は、Ｄフリップフロップ１６７のリセット端子（Ｒバー端子）に入力される。

【0067】

Ｄフリップフロップ１６７のＤ入力端子にはＬｏｗレベルである信号Ｓｌｏｗが入力され、クロック端子には過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２が入力される。セレクタ１６８には、Ｄフリップフロップ１６３の出力であるＱ出力信号Ｑｏｕｔ（第１出力信号）と、Ｄフリップフロップ１６７の出力であるＱ出力信号Ｑｏｕｔ２（第２出力信号）が入力される。セレクタ１６８は、内部クロック停止検出信号ＣＫＤＴの論理レベルに応じて、Ｑ出力信号ＱｏｕｔとＱ出力信号Ｑｏｕｔ２のうちいずれかを選択して選択出力信号Ｓｌｏｕｔとして出力する。ＡＮＤ回路１６５には、一方の入力端に選択出力信号Ｓｌｏｕｔが入力され、他方の入力端にＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣＲＳが入力される。ＡＮＤ回路１６５から過電流保護信号Ｓｏｃｐが出力される。

【0068】

リセット信号ＰＲＳＴとリセット信号ＸＲＳＴの少なくともいずれかがリセット時の論理レベル（Ｌｏｗレベル）となると、ＡＮＤ回路１６４の出力はＬｏｗレベルとなるので、Ｄフリップフロップ１６３はリセットされる。このとき、ＡＮＤ回路１６６の出力はＬｏｗレベルとなるので、Ｄフリップフロップ１６７もリセットされる。

【0069】

リセット信号ＰＲＳＴとリセット信号ＸＲＳＴが共にリセット解除時の論理レベル（Ｈｉｇｈレベル）である場合、ＡＮＤ回路１６４の出力がＨｉｇｈレベルとなり、Ｄフリップフロップ１６３は通常動作が可能となる（なお、以下、ＯＮ／ＯＦＦ制御信号ＣＲＳはＯＮ時のＨｉｇｈレベルであるとする）。このとき、オシレータ１１が正常に動作して内部クロック信号ＣＫが正常に生成されていれば、内部クロック停止検出信号ＣＫＤＴはＬｏｗレベルとなり、ＡＮＤ回路１６６の出力はＬｏｗレベルとなるので、Ｄフリップフロップ１６７はリセットされる。また、セレクタ１６８は、Ｄフリップフロップ１６３のＱ出力端子Ｑｏｕｔを選択して選択出力信号Ｓｌｏｕｔとして出力する。

【0070】

この状態では、先述した図７に示すタイミングチャートのように、マスク期間以上に過電流が検出された場合（過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＨｉｇｈレベル）、カウンタ１６１の出力であるカウント結果信号ＣＮＴがＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへ切替わり、結果的にＤフロップ１６３のＱ出力信号ＱｏｕｔがＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切替わる。このとき、セレクタ１６８から出力される選択出力信号ＳｌｏｕｔもＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切替わるので、ＡＮＤ回路１６５から出力される過電流保護信号ＳｏｃｐはＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切替わる。これにより、ロジック制御部９１は、過電流保護を行うことができる。

【0071】

一方、先述した図８に示すタイミングチャートのように、マスク期間に比して短い過電流が検出された場合、カウント結果信号ＣＮＴはＬｏｗレベルを維持され、Ｑ出力信号ＱｏｕｔがＨｉｇｈレベルを維持するので、選択出力信号ＳｌｏｕｔもＨｉｇｈレベルを維持する。これにより、過電流保護信号ＳｏｃｐはＨｉｇｈレベルを維持し、過電流保護は行われない。

【0072】

また、オシレータ１１が故障して内部クロック信号ＣＫの生成が停止し、ウォッチドッグタイマ１７がこれを検出してＨｉｇｈレベルとした内部クロック停止検出信号ＣＫＤＴを出力するとする。このとき、リセット信号ＰＲＳＴとリセット信号ＸＲＳＴが共にリセット解除時の論理レベル（Ｈｉｇｈレベル）である場合、ＡＮＤ回路１６４の出力がＨｉｇｈレベルとなり、ＡＮＤ回路１６６の出力がＨｉｇｈレベルとなり、Ｄフリップフロップ１６７は通常動作が可能となる。また、セレクタ１６８は、Ｄフリップフロップ１６７の出力であるＱ出力信号Ｑｏｕｔ２を選択して選択出力信号Ｓｌｏｕｔとして出力する。

【0073】

この状態で、図３に示すタイミングチャートのように、過電流が検出されて過電流検出信号ＤＥＴ１またはＤＥＴ２がＬｏｗレベルからＨｉｇｈレベルへタイミングｔ２１で立ち上がったとすると、そのタイミングでＤフリップフロップ１６７のＤ入力端子に印加されている論理レベル（Ｌｏｗレベル）がＱ出力端子から出力されるので、Ｑ出力信号Ｑｏｕｔ２はＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルへ切替わる。すると、セレクタ１６８から出力される選択出力信号ＳｌｏｕｔもＬｏｗレベルへ切替わるので、ＡＮＤ回路１６５から出力される過電流保護信号ＳｏｃｐもＬｏｗレベルへ切替わる。これにより、ロジック制御部９１は、過電流保護を行う。

【0074】

このように本実施形態によれば、オシレータ１１が故障して内部クロック信号ＣＫの生成が停止した場合でも、過電流保護機能を動作させることが可能となる。

【0075】

＜車両への適用＞
図４は、種々の電子機器を搭載した車両の一構成例を示す外観図である。本構成例の車両Ｘは、バッテリＸ１０から電源電圧ＶＳの供給を受けて動作する種々の電子機器Ｘ１１〜Ｘ１８を搭載している。なお、図４における電子機器Ｘ１１〜Ｘ１８の搭載位置については、図示の便宜上、実際とは異なる場合がある。

【0076】

電子機器Ｘ１１は、エンジンに関連する制御（インジェクション制御、電子スロットル制御、アイドリング制御、酸素センサヒータ制御、および、オートクルーズ制御など）を行うエンジンコントロールユニットである。

【0077】

電子機器Ｘ１２は、ＨＩＤ［high intensity discharged lamp］やＤＲＬ［daytime running lamp］などの点消灯制御を行うランプコントロールユニットである。

【0078】

電子機器Ｘ１３は、トランスミッションに関連する制御を行うトランスミッションコントロールユニットである。

【0079】

電子機器Ｘ１４は、車両Ｘの運動に関連する制御（ＡＢＳ［anti-lock brake system］制御、ＥＰＳ［electric power steering］制御、電子サスペンション制御など）を行うボディコントロールユニットである。

【0080】

電子機器Ｘ１５は、ドアロックや防犯アラームなどの駆動制御を行うセキュリティコントロールユニットである。

【0081】

電子機器Ｘ１６は、エアーコンディショナ、ワイパー、電動ドアミラー、パワーウィンドウ、ダンパー（ショックアブソーバー）、電動サンルーフ、および、電動シートなど、標準装備品やメーカーオプション品として、工場出荷段階で車両Ｘに組み込まれている電子機器である。

【0082】

電子機器Ｘ１７は、車載Ａ／Ｖ［audio/visual］機器、カーナビゲーションシステム、および、ＥＴＣ［electronic toll collection system］など、ユーザオプション品として任意で車両Ｘに装着される電子機器である。

【0083】

電子機器Ｘ１８は、車載ブロア、オイルポンプ、ウォーターポンプ、バッテリ冷却ファンなど、高耐圧系モータを備えた電子機器である。

【0084】

上記した電子機器Ｘ１１〜Ｘ１８のうち、ブラシ付きＤＣモータを備える電子機器については、適宜、先に説明したモータ駆動装置２０の構成を採用することができる。特にＩＳＯ２６２６２なども策定されている状況では、モータ駆動装置２０が備える過電流保護機能は安全性の面で重要となる。

【0085】

＜その他の変形例＞
なお、本明細書中に開示されている種々の技術的特徴は、上記実施形態のほか、その技術的創作の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。例えば、過電流保護回路の適用対象については、モータ駆動装置に限らず、例えばＬＥＤ駆動装置（車載用を含む）なども挙げることができる。

【0086】

また、本発明の異常保護回路は、過電流保護回路に限ることはなく、例えば過電圧保護回路、温度異常保護回路などにも適用可能である。

【0087】

このように、上記の実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきであり、本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。

【産業上の利用可能性】

【0088】

本発明は、例えば車載用のモータ駆動装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0089】

１〜８ モータ駆動部
９、９１ ロジック制御部
１０ ＰＯＲ回路
１１ オシレータ
１２ インタフェース
１３ ＵＶＬＯ回路
１４ 過電圧保護回路
１５ ＴＳＤ回路
１６ 過電流保護回路
１６１ カウンタ
１６２ インバータ
１６３ Ｄフリップフロップ
１６４〜１６６ ＡＮＤ回路
１６７ Ｄフリップフロップ
１６８ セレクタ
１７ ウォッチドッグタイマ
２０ モータ駆動装置
２５ マイコン
１６０ 過電流保護回路
１６０１ カウンタ
１６０２ インバータ
１６０３ Ｄフリップフロップ
１６０４ ＡＮＤ回路
１６０５ ＡＮＤ回路
２００ モータ駆動装置
Ｒ１、Ｒ２ 抵抗
Ｑ１、Ｑ３ 上側スイッチング素子
Ｑ２、Ｑ４ 下側スイッチング素子
ＰＤ プリドライバ
ＣＰ１、ＣＰ２ コンパレータ
Ｔ１、Ｔ２ 入力端子
ＯＵＴ１〜ＯＵＴ８ 出力端子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】