JP2002308006A - 車両用電源装置及びこれを用いた車両用灯具の照射方向制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車高検出手段への電源出力端に電流制限回路
を設けることで、電源回路の破壊を防止する。 【解決手段】 車両用電源装置１５において、車高変化
を検出する車高検出手段に対して電源供給を行うととも
に、車高検出手段への電源出力端に電流制限回路２９を
設ける。これにより、地絡発生時に車高検出手段の電流
を制限するとともに、電源電圧の低下に起因するＥＣＵ
内の演算回路への影響を排除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両の前輪又は後
輪の車軸部についての車高変化を検出する車高検出手段
に対する電源回路の地絡対策に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両の停車時や走行中において、車両進
行方向における姿勢変化によって車両に付設された灯具
の照射光の向きが一定しなくなるのを防止するために、
車両姿勢の変化に対して、当該変化を打ち消すように灯
具の照射方向を常時補正する装置（所謂オートレベリン
グ装置）が知られている。

【０００３】例えば、前輪又は後輪の車軸部に対して付
設された車高センサの信号に基づいて、車両姿勢（ピッ
チ角等）の変化を求め、これに応じて灯具の照射方向を
制御するようにした装置が提案されている。

【０００４】車高センサへの電源供給については、当該
センサとして、例えば、ポテンシオメータを用いる場合
に、ＥＣＵ（電子制御ユニット）内の電源回路から出力
される所定電圧が供給される。つまり、ポテンシオメー
タの一端に５Ｖの電圧を印加し、その他端をグランドラ
インに接続するとともに、検出端子から取り出した電圧
を車高検出情報としてＥＣＵ内の演算回路に入力して車
両姿勢を検出する構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、車高セ
ンサが接続される電源ラインに関して何らかの理由によ
り地絡あるいは過電流状態が発生した場合に、ＥＣＵ内
の電源回路の出力が過負荷状態となって電源回路の破壊
を引き起こす虞が生じるという問題がある。

【０００６】そこで、電源回路について、過熱保護回路
を内蔵したＩＣ（三端子レギュレータ等）を使用するこ
とが考えられるが、これではＥＣＵが高価になる等の不
都合が残る。

【０００７】本発明は、車高検出手段への電源出力端に
電流制限回路を設けることで、電源回路の破壊を防止す
ることを課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は上記した課題を
解決するために、車高変化を検出する車高検出手段に対
して電源供給を行う車両用電源装置において、車高検出
手段への電源出力端に電流制限回路を設けたものであ
る。

【０００９】従って、本発明によれば、地絡発生時等に
おいて電流制限回路により車高検出手段の電流が制限さ
れるので、電源回路に対する保護を確実に行えるととも
に、過熱保護回路を内蔵したＩＣを使用する必要がな
い。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る車両用電源装置は、
車高変化を検出する車高検出手段に対して電源供給を行
うものであり、例えば、車高検出手段による検出信号に
応じて、サスペンションの硬さ等の調整を行う装置（所
謂アクティブサスペンション）や、灯具の照射方向を制
御する装置（所謂レベリング装置）等への適用が可能で
ある。

【００１１】図１は本発明に係る車両用電源装置を用い
た照射方向制御装置１の基本構成を示すものであり、下
記に示す構成要素を具備する（括弧内の数字は符号を示
す。）。

【００１２】・車高検出手段（２） ・駆動手段（３） ・制御手段（４） ・車両用灯具（５）。

【００１３】車高変化を検出するための車高検出手段
（所謂車高センサ）２には、例えば、抵抗変化を利用す
るポテンシオメータや、ホール素子を使って磁気的な検
知を行うセンサ等が挙げられる。尚、図には、車両の前
輪と後輪の車軸に対してそれぞれ車高センサが付設され
た例を示しているが、これに限らず、前輪又は後輪の一
方について車高検出を行う形態でも構わない。車高検出
手段２は、車軸部と車体との間隔から車高変位を検出す
るものであり、その検出信号は車両の停止姿勢や走行姿
勢を求めるための基礎情報とされる。

【００１４】駆動手段３は、制御手段４からの信号を受
けて、灯具５の照射光軸の方向を変化させるために設け
られており、モータやソレノイド等の動力源を含むアク
チュエータ等を用いた既知の駆動機構により構成されて
いる。

【００１５】制御手段４は、車高検出手段２から得られ
る信号に基いて車両姿勢を検出し、当該車両姿勢の変化
に応じて灯具５の照射方向制御に係る補正信号を駆動手
段３に送出するものであり、周知のようにＥＣＵ内のマ
イクロコンピュータを用いた演算処理によって実現され
る。尚、制御手段４は電源回路を内蔵しており、後述す
るように当該電源回路から、電流制限回路を介して車高
検出手段に電源供給が行われる。

【００１６】駆動手段４を介して照射方向が制御される
灯具５には、例えば、自動車用灯具の場合、ヘッドラン
プ、フォッグランプ、コーナリングランプ等が挙げられ
る。

【００１７】図２は、車高検出手段としてポテンシオメ
ータを用いた場合の構成例６を示したものであり、オー
トレベリング用ＥＣＵ７を中心とする回路ブロック図で
ある。

【００１８】ＥＣＵ７内には、演算回路８、駆動回路９
が設けられるとともに、演算回路８や車高センサに対し
て所定の電源電圧（５Ｖ）を供給する電源回路１０が設
けられている。尚、電源回路１０には、バッテリー１１
からの電源電圧が供給されるようになっている。

【００１９】そして、車高センサを構成するポテンシオ
メータ１２は、ＥＣＵ７の外部に配置されていて、電源
回路１０からの電源ライン１０ａに接続された電源端子
１３から電圧供給を受ける。つまり、ポテンシオメータ
１２の給電端子の一端が電源端子１３に接続され、その
他端がグランド（ＧＮＤ）ラインに接続されている。

【００２０】マイクロコンピュータを用いて構成される
演算回路８には、ポテンシオメータ１２の検出端子から
の信号が入力され、当該信号に基づいて車両姿勢を演算
で求めて制御信号を駆動回路９に送出する。

【００２１】駆動回路９は、演算回路８からの制御信号
を受けて、灯具の照射方向を変化させるためのアクチュ
エータ１４に駆動信号を送出してその駆動量を制御す
る。

【００２２】前記したように、電源回路１０において、
過熱保護回路を内蔵したＩＣを使用したのでは、ＥＣＵ
のコストが嵩むので、通常はウォッチドッグタイマ（マ
イクロコンピュータの暴走を検知してリセットする回
路）に対してパワートランジスタを外付けにして所定電
圧（５Ｖ）の電源回路を構成する方法が採られている。
尚、この場合には電源ラインの地絡時にパワートランジ
スタが破壊するのを防止するために出力電流制限回路が
付加される。

【００２３】ところで、車高センサへの電源ライン１０
ａはＥＣＵ９の外部に引き出されているため、地絡の可
能性が他の回路部よりも高い。従って、万が一、地絡事
故が発生してもＥＣＵ（内の演算回路）により、当該電
源ラインの地絡を判断して車両の運転者に対して警告を
発する必要がある。

【００２４】ＥＣＵ７内の電源回路１０が過熱保護機能
を有する場合、電源ライン１０ａの地絡時に電流制限を
実現する方法としては、例えば、電源端子１３に電流制
限用抵抗を接続して車高センサに給電する形態が挙げら
れる。即ち、電源ライン１０ａ上に抵抗を挿入して当該
抵抗と車高センサとを直列に接続することで、地絡電流
を制限することができる。但し、この方法では、オート
レベリングの動作時における電流制限抵抗の影響をなく
すために、当該抵抗の抵抗値を充分に小さくする必要が
ある。例えば、ポテンシオメータ１２の抵抗値に対して
百分の一程度の抵抗を用いるとすると、ポテンシオメー
タの抵抗値を５ｋΩとするとき、これに対して、５０Ω
程度の抵抗値をもった電流制限抵抗を使えば良い。

【００２５】しかしながら、ＥＣＵ内の電源回路の出力
に関して制限電流により回路保護を図る場合には、例え
ば、制限電流値が１００〜１５０ｍＡ程度とされるの
で、車高センサへの電源ラインに５０Ω程度の抵抗を挿
入して地絡電流を制限する場合に、５Ｖの電源電圧が低
下し、演算回路８がリセット状態になってしまうと、地
絡の判断を行えなくなるという不都合が起きる。あるい
は、車高センサへの電源ラインに地絡が起きた場合に、
電源端子１３からの電源電圧５Ｖに対して約１００ｍＡ
（＝５Ｖ／５０Ω）の電流が消費されることになるが、
上記のリセット状態が起きないようにするためには電流
制限値を大きな値に設定しなければならず、パワートラ
ンジスタの大型化や、これに伴うコスト上昇を余儀なく
される。

【００２６】そこで、このような不都合が起きないよう
にするには、車高センサへの電源出力端に電流制限回路
を設けるとともに、当該回路を定電流源の構成にすれば
良い。

【００２７】図３は、そのような電源装置について回路
例１５を示したものである。

【００２８】本例では、ウォッチドッグタイマ及び電源
用のＩＣ１６（例えば、ＴＡ８００７Ｆ）を用いてお
り、当該ＩＣについて各端子のもつ意味は以下の通りで
ある。

【００２９】・「ＢＩＡＳ」＝電源端子（バッテリー１
１からの電圧「＋Ｂ」が供給される。） ・「ＯＵＴ」 ＝電源用パワートランジスタ１７のベー
ス電流の吸込端子 ・「ＣＯＭＰ」＝電源の位相補償用端子 ・「Ｖｃｃ」 ＝５Ｖ電源端子 ・「Ｔｃ」 ＝ウォッチドッグタイマの時定数設定端
子 ・「ＣＫ」 ＝マイクロコンピュータ１８からのクロ
ック信号入力端子（ウォッチドッグタイマへの入力） ・「ＲＳＴ」 ＝マイクロコンピュータ１８へのリセッ
ト信号出力端子（パワーオンリセット時及び暴走時にリ
セットパルスを発生する。） 尚、「ＲＳＴ」については、当該表記の上にオーバーラ
インを付して示し、また、「ＧＮＤ」はグランドを示
す。

【００３０】ＰＮＰのパワートランジスタ１７のエミッ
タには、抵抗１９を介してバッテリー電圧「＋Ｂ」が供
給され、コレクタが５Ｖの電源ライン１０ａに接続され
ている。そして、当該トランジスタ１７のベースが抵抗
２０を介して上記の「ＯＵＴ」端子に接続されている。

【００３１】パワートランジスタ１７の前段には、ＰＮ
Ｐトランジスタ２１が設けられており、トランジスタ１
７に対する電流制限回路を構成している。即ち、トラン
ジスタ２１のエミッタにバッテリー電圧「＋Ｂ」が供給
され、当該トランジスタ２１のベースがトランジスタ１
７のエミッタに接続されるとともに、該トランジスタ２
１のコレクタがトランジスタ１７のベースに接続されて
いる。

【００３２】２２は上記「ＢＩＡＳ」端子に接続された
コンデンサである。

【００３３】トランジスタ１７のコレクタは、上記ＩＣ
１６の「Ｖｃｃ」端子に接続されるとともに、コンデン
サ２３を介して上記ＩＣ１６の「ＣＯＭＰ」端子に接続
されている。

【００３４】５Ｖ電源ライン１０ａにそれぞれ接続され
た抵抗２４、２５のうち、抵抗２４は、当該抵抗に直列
接続されて接地されたコンデンサ２６とともにウォッチ
ドッグタイマの時定数を決めるためのもので、抵抗２４
とコンデンサ２６との接続点が、上記ＩＣ１６の「Ｔ
ｃ」端子に接続されている。また、抵抗２５は上記「Ｒ
ＳＴ」端子に接続されているが、これは当該端子がオー
プンコレクタ出力とされているために必要なプルアップ
抵抗である。

【００３５】コンデンサ２７は、その一端が電源ライン
１０ａに接続され、当該コンデンサの他端が接地されて
いる。また、演算回路８を構成するマイクロコンピュー
タ１８から上記「ＣＫ」端子への信号ライン上にはコン
デンサ２８が挿入されている。

【００３６】車高センサへの電源ライン１０ａに関する
電流制限回路２９として、本例では、カレントミラー回
路３０による定電流源の構成で実現している。即ち、一
対のＰＮＰトランジスタ３１、３２は、それらのエミッ
タがいずれも電源ライン１０ａに接続されていて、各ト
ランジスタのベース同士が接続されるとともに、当該ベ
ースがトランジスタ３１のコレクタに接続されて、該コ
レクタが抵抗３３を介して接地されている。そして、ト
ランジスタ３２のコレクタ出力が図示しない車高センサ
への電源出力として当該センサに供給される。

【００３７】地絡等が発生することなく、車高センサが
正常に働いている場合には、カレントミラー回路３０を
構成するトランジスタ３１、３２が飽和してほぼオン状
態になっているので、ほぼ５Ｖの電源電圧が車高センサ
に印加される。

【００３８】カレントミラー回路３０における制限電流
値を、例えば、約５ｍＡとするとき、車高センサの電源
ライン１０ａに地絡が起きたとすると、トランジスタ３
１、３２が約５ｍＡの定電流源となるため、このときの
地絡電流が当該電流値に制限されることになる。よっ
て、トランジスタでは、５（Ｖ）×５（ｍＡ）＝２５
（ｍＷ）の電力が消費されるに止まる。従って、地絡時
にＥＣＵ内の電源電圧が低下した場合に、これをウォッ
チドッグタイマが監視して上記「ＲＳＴ」端子からマイ
クロコンピュータ１８にリセットがかけられてしまうと
いった不都合を防止することができる。また、過剰な地
絡電流を流してＥＣＵ内の電源電圧を低下させてマイク
ロコンピュータをスタンバイ（待機）状態にすることな
く、地絡対策を講じることができる。

【００３９】尚、電流制限回路については、図３の構成
に限らず、例えば、図４に示す回路例３４のように、ト
ランジスタ３１、３２のエミッタに抵抗３５、３６をそ
れぞれ接続して、これらの抵抗を電源ライン１０ａに接
続しても良い。この回路は、各トランジスタのバランス
がとりにくい場合に各エミッタに帰還抵抗３５、３６を
それぞれ介挿したものである。

【００４０】また、図５に示す回路例３７では、ＰＮＰ
トランジスタ３８のエミッタに抵抗３９を接続してこれ
を電源ライン１０ａに接続し、２つの直列ダイオード４
０、４１をトランジスタ３８のベースと電源ライン１０
ａとの間に挿入している。即ち、ダイオード４０のアノ
ードが電源ライン１０ａに接続され、当該ダイオードの
カソードが順方向のダイオード４１を介してトランジス
タ３８のベースに接続されるとともに、抵抗４２を介し
て接地されている。そして、トランジスタ３８のコレク
タから車高センサに電源電圧が供給される。

【００４１】いずれにしても、トランジスタを用いて、
所定の制限電流値（数ｍＡ乃至１０ｍＡ程度）の定電流
源を構成した回路が使用され、電源ライン１０ａから定
電流源を介して車高センサに電源供給がなされる。つま
り、地絡等がなく車高センサへの電源供給が正常に行わ
れている場合には、トランジスタが飽和してほぼオン状
態に近い状態となって車高センサには所定電圧（５Ｖ）
が印加される。また、車高センサについて地絡が起きた
時には、定電流源の効果により電流制限がなされる。こ
のときの電流制限値を最低限小さな値に設定すること
で、電源用パワートランジスタ１７としてその容量が必
要最低限のものを使用できるので、コスト低減を図るこ
とができる。

【００４２】尚、この他には、例えば、図６に示す回路
例４３のように、トランジスタ４４、４５を用いて電流
リミッタを構成することもできる。つまり、電源ライン
１０ａ上には、ベース接地のＰＮＰトランジスタ４４が
設けられていて、そのベースが抵抗４６を介して接地さ
れている。そして、当該トランジスタ４４のエミッタに
は抵抗４７を介して５Ｖの電圧（Ｖｃｃ）が供給され、
当該トランジスタ４４のコレクタから車高センサに電源
電圧が供給される。

【００４３】ＰＮＰトランジスタ４５については、その
ベースがトランジスタ４４のエミッタに接続され、トラ
ンジスタ４５のエミッタには５Ｖの電圧（Ｖｃｃ）が供
給されるようになっている。そして、トランジスタ４５
のコレクタがトランジスタ４４のベースに接続されてい
る。

【００４４】

【発明の効果】以上に記載したところから明らかなよう
に、請求項１に係る発明によれば、地絡発生時において
電流制限回路により車高検出手段の電流が制限されるの
で、電源回路に対する保護を確実に行うことができる。
しかも、そのために、過熱保護回路を内蔵したＩＣ（三
端子レギュレータ等）を使用する必要がない。

【００４５】請求項２に係る発明によれば、車高センサ
への電源ラインについて地絡が起きた場合でも、定電流
源による電流制限の作用が働くため、電源電圧の低下に
よる演算回路への影響を排除することで、充分な地絡対
策を講じることができる。

【００４６】請求項３に係る発明によれば、車両用灯具
の照射方向制御装置への適用において、充分な地絡対策
を講じることで、車両走行の安全性を保証することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る照射方向制御装置の基本構成を示
す図である。

【図２】オートレベリングについて制御構成例の概要を
示す図である。

【図３】電源回路の構成例を示す図である。

【図４】電流制限回路の別例を示す回路図である。

【図５】ダイオードとトランジスタを使った電流制限回
路の構成例を示す回路図である。

【図６】２つのトランジスタを使った電流制限回路の構
成例を示す回路図である。

【符号の説明】

１…照射方向制御装置、２…車高検出手段、３…駆動手
段、４…制御手段、５…車両用灯具、１０…電源回路、
１５…電源装置、２９、３４、３７、４３…電流制限回
路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車高変化を検出する車高検出手段に対し
   て電源供給を行う車両用電源装置において、 上記車高検出手段への電源出力端に電流制限回路を設け
   たことを特徴とする車両用電源装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の車両用電源装置におい
   て、 電流制限回路が定電流源の構成とされていることを特徴
   とする車両用電源装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２に記載の車両用電
   源装置を用いた車両用灯具の照射方向制御装置であっ
   て、 車両用灯具の照射光軸の方向を変化させるための駆動手
   段と、 車高変化を検出するための車高検出手段と、 上記車高検出手段によって得られる信号に基いて車両姿
   勢を検出し、当該車両姿勢に応じて車両用灯具の照射方
   向制御に係る補正信号を上記駆動手段に送出する制御手
   段とを備えており、 上記制御手段内の電源回路から、電流制限回路を介して
   車高検出手段に電源供給が行われることを特徴とする車
   両用灯具の照射方向制御装置。