JP2008296863A - 車載用のヒューズ断線検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ヒューズの配置側から警報の出力側にかけて配線される電線の本数を低減する。
【解決手段】電気回路に介設されたヒューズの断線検出装置であって、各ヒューズ毎にヒューズ溶断部と並列に接続される溶断検出回路を設け、該溶断検出回路に抵抗とヒューズ溶断時に発光する発光ダイオードとを直列に接続して介設し、かつ、複数の前記発光ダイオードを１つのフォトダイオードの光受信範囲内にまとめて配置すると共に、前記フォトダイオードに警告出力手段を接続し、該警告出力手段は前記フォトダイオードが前記発光ダイオードの光を受信して電流が流れると警告を出力するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載用のヒューズ断線検出装置に関し、詳しくは、自動車の電気接続箱に搭載された複数のヒューズの溶断を、溶断したヒューズを特定して検出可能とするものである。

従来、自動車に搭載されたバッテリと各種負荷とを接続する電気回路には、電気回路に過電流が流れた場合に溶断することによって前記負荷および電気回路を保護するヒューズが介設されている。
前記ヒューズが溶断した場合には、溶断したヒューズを交換する必要がある。しかし、不具合が生じた負荷から溶断したヒューズを特定したり、実際に目視により溶断部が溶断しているヒューズを特定する作業は非常に煩雑であり、溶断したヒューズを容易に特定できるようにすることが望まれている。

そこで、本出願人は、特開平１０−９４１５６号公報（特許文献１）において、図４に示すヒューズの断線検知装置を提供している。該ヒューズの断線検知装置は、バッテリ１と負荷とを接続する電気回路２に介設した各ヒューズ３に、発光ダイオード４と電気抵抗器５を直列に接続して設けた検知部６をそれぞれ並列に接続している。
前記ヒューズの断線検知装置によれば、電気回路２に過電流が流れてヒューズ３が断線すると、溶断したヒューズ３に並列接続した検知部６に電流が流れて発光ダイオード４が発光し、溶断したヒューズ３を容易に特定することができる。

しかしながら、特許文献１で提供しているヒューズの断線検知装置において、図５に示すように、発光ダイオード４をインストルメントパネル７に設置して、ヒューズ３の溶断を乗員が乗車時に知ることができるようにすると、各発光ダイオード４に接続された電線をヒューズ３の配置位置側から警報の出力位置であるインストルメントパネル７までそれぞれ引き回さなければならず、電線量が多くなる点で改善の余地がある。
例えば、ヒューズ３がエンジンルーム内のバッテリ近傍に配置されたヒューズボックスに収容されるものであり、１０個のヒューズ３にそれぞれ検知部６を設けた場合、１０組の電線をそれぞれヒューズボックスからインストルメントパネルまで引き回さなければならず、電線量が非常に多くなる。

特開平１０−９４１５６号公報

本発明は前記問題に鑑みてなされたものであり、複数のヒューズの溶断を検出し、かつ、溶断したヒューズを特定して検出できるようにし、かつ、溶断を知らせる警報出力部への配線本数を低減することを課題としている。

前記課題を解決するため、本発明は、複数のヒューズの断線検出装置であって、
各ヒューズ毎にヒューズ溶断部と並列に接続される溶断検出回路を設け、該溶断検出回路に抵抗とヒューズ溶断時に発光する発光ダイオードとを直列に接続して介設し、かつ、
複数の前記発光ダイオードを１つのフォトダイオードまたはフォトトランジスタの光受信範囲内にまとめて配置すると共に、前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタに警告出力手段を接続し、該警告出力手段は前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタが前記発光ダイオードの光を受信して電流が流れると警告を出力するものであることを特徴とする車載用のヒューズ断線検出装置を提供している。

前記構成からなる車載用のヒューズ断線検出装置では、電気回路に過電流が流れてヒューズが溶断すると、ヒューズに並列接続した溶断検出回路に電流が流れて発光ダイオードが発光し、この発光ダイオードの光を受光してフォトダイオードで電流が生じると、該フォトダイオードに接続された警告出力手段で警告が出力される。
前記従来例（特許文献１）では、ヒューズに並列接続した発光ダイオードを警告出力手段としており、該警告出力手段を各ヒューズ毎に設けているため、各ヒューズ毎にヒューズの配置側から警告の出力側まで電線を配線しなければならず、電線量が多くなる。
これに対して、本発明では、ヒューズに並列接続した発光ダイオードを警告出力手段として用いるのではなく、ヒューズの溶断が生じたことを警告出力手段へ伝達するための伝達媒体の１つとして用い、これら発光ダイオードの発光を受光する１つのフォトダイオードを介して警告出力手段へヒューズが溶断したことを伝達している。よって、各ヒューズ毎に設けた発光ダイオードを従来例のように警告出力位置に配置するのではなく、ヒューズの近傍に配置することができ、各ヒューズ毎にヒューズの配置側から警告の出力側まで電線をそれぞれ配線する必要がなく電線量を低減することができる。
なお、前記のように、フォトダイオードに代えて、フォトトランジスタを用いてもよい。

前記溶断検出回路に介設する前記抵抗の抵抗値をヒューズ毎に異ならせ、または発光ダイオードの輝度をヒューズ毎に異ならせ、または各発光ダイオードと前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタとの距離をヒューズ毎に異ならせて、各ヒューズ毎に前記フォトダイオードの電流値を相違させる設定とし、
前記警告出力手段は、前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタに流れる電流値毎に対応するヒューズを特定した参照テーブルを備え、該警告出力手段は溶断したヒューズを特定して警告を出力している。

前記構成によれば、溶断したヒューズによってフォトダイオードで発生する電流値を相違させ、電流値の相違に応じて警告の出力態様を異ならせ（例えば、ランプを用いて警告を発する場合は、ランプの強弱や色の相違等）、それにより、溶断したヒューズを特定できる。
また、溶断したヒューズが特定できるため、乗員はヒューズの交換が緊急を要するものであるか否かも判断することができ、緊急を要する警告である場合には即座にヒューズを交換する一方、緊急を要しない警告である場合には適時のメンテナンス時にヒューズの交換に対して適切な処置をとることができる。

電気接続箱内に、前記溶断検出回路を備えたヒューズを複数収容していると共に、前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタ、及び前記警告出力手段を有する電子制御ユニットを収容し、
前記警告出力手段はインストルメントパネルに設置する表示手段と接続し、ヒューズ溶断時に前記表示手段で警告を表示し又は警報を発生させている。

前記構成によれば、表示手段をインストルメントパネルに設置しているため、自動車の乗員が自動車に乗りながらにして前記表示手段によりヒューズの溶断を早期に知ることができる。
また、ヒューズを収容した電気接続箱からヒューズの溶断を表示するインストルメントパネルまでは、電気接続箱内に収容した警告出力手段とインストルメントパネルに設置した表示手段を接続する電線を配線すればよいため、各ヒューズ毎に警告の出力位置まで電線を配線する必要がなく電線量を低減することができる。

前記のように、本発明は、電気接続箱に並設した複数のヒューズの断線検出装置として好適に用いられる。
なお、回路中に介設されて過電流時に回路を遮断するサーキットブレーカやＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）等の回路保護部材が複数個がまとめて配置されている場合には、本発明の断線検出装置を適用することも可能である。

前述したように、本発明によれば、電気回路に過電流が流れてヒューズが溶断すると、ヒューズに並列接続した溶断検出回路に電流が流れて発光ダイオードが発光し、この発光ダイオードの光によってフォトダイオードまたはフォトトランジスタで電流が生じると、該フォトダイオードまたはフォトトランジスタに接続された警告出力手段で警告が出力される。即ち、ヒューズに並列接続した溶断検出回路の発光ダイオードを警告出力手段として用いていないため、各ヒューズ毎に警告出力位置まで回路を設ける必要がなくなり、１つのフォトダイオードまたはフォトトランジスから警告の出力位置まで１つの回路を設けるだけでよく電線量を低減することができる。

本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１に、本発明の第１実施形態を示す。
本実施形態の車載用のヒューズ断線検出装置１０は、エンジンルームに搭載されたバッテリ１１を各負荷（図示せず）に接続する複数の電気回路１２に夫々介設したヒューズ１３の断線を検出し、自動車の乗員に警告して知らせるものである。

図１に示すように、ヒューズ断線検出装置１０は、バッテリ１１から供給された電流を複数の負荷に分配するヒューズボックス２０に複数のヒューズ１３を収容しており、各ヒューズ１３に抵抗１４と発光ダイオード１５を直列に設けた溶断検出回路１６を並列接続している。ヒューズボックス２０内には、発光ダイオード１５の光を受けるフォトトランジスタ１７と、該フォトトランジスタ１７に接続した警報出力手段３１を備えた電子制御ユニット５０を収容している。該警報出力手段３１は配線１８を介してインストルメントパネルに設けた表示手段３３と接続し、該表示手段３３に警告ランプ３２を設けている。

前記ヒューズボックス２０内に並設した複数のヒューズ１３のうち、ヒューズ１３Ａはイグニッションスイッチがオフ状態のときに暗電流が通電される電気回路１２Ａに介設され、ヒューズ１３Ｂはイグニッションスイッチがアクセサリー状態の時に電流が通電される電気回路１２Ｂに介設され、ヒューズ１３Ｃはイグニッションスイッチがオン状態の時に電流が通電される電気回路１２Ｃに介設されるものである。

前記各ヒューズ１３には、抵抗１４と発光ダイオード１５とを直列に接続した溶断検出回路１６がそれぞれ並列に接続されている。
溶断検出回路１６に抵抗１４を設けているため、ヒューズ１３が溶断していない通常時には、バッテリ１１から供給された電流はヒューズ１３を通って負荷へ供給され、溶断検出回路１６には電流が流れず発光ダイオード１５は発光しない。
一方、ヒューズ１３が溶断した場合にはバッテリ１１から供給された電流がヒューズ１３に並列接続した溶断検出回路１６に流れて発光ダイオード１５が発光する。

本実施形態では、各ヒューズ１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに並列接続した抵抗１４Ａ、１４Ｂ、１４Ｃの抵抗値をそれぞれ相違させている。このように、抵抗１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値を相違させているため、各抵抗１４Ａ〜１４Ｃにそれぞれ直列接続した発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃへ供給される電流の大きさが異なり、発光ダイオードの輝度が相違する。
なお、本実施形態ではヒューズ１３と溶断検出回路１６を３組設けているが、ヒューズの個数は限定されない。

また、ヒューズボックス２０に収容する前記電子制御ユニット５０には、前記複数の発光ダイオード１５の光を受けて電流を発生する１つのフォトトランジスタ１７を収容している。該複数の発光ダイオード１５は１つのフォトトランジスタ１７により受光できる光受信範囲内にまとめて配置しており、フォトトランジスタ１７と前記３つの発光ダイオード１５Ａ、１５Ｂ、１５Ｃ間の距離を略均一としている。
なお、本実施形態では、フォトダイオードとトランジスタからなるフォトトランジスタを用いているが、フォトダイオードで発生した電流をトランジスタで増幅する必要がない場合には、フォトダイオードを単体で用いてもよい。

前記のように、抵抗１４Ａ〜１４Ｃの抵抗値を相違させることにより発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃの輝度を相違させると共に、フォトトランジスタ１７と各発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃまでの距離を略均一としているため、発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃの輝度によってフォトトランジスタ１７が受ける光の量が異なり、フォトトランジスタ１７で発生する電流の大きさも異なる。即ち、溶断するヒューズ１３Ａ〜１３Ｃによってフォトトランジスタ１７で発生する電流値が異なる。

前記フォトトランジスタ１７は警告出力手段３１と回路接続している。該警告出力手段は、フォトトランジスタ１７で発生する電流値毎に対応するヒューズを特定した参照テーブルを記憶したメモリ３１ａを備え、フォトトランジスタ１７で発生した電流値により、前記参照テーブルを参照して、受けた電流の電流値から溶断したヒューズを特定できるようにしている。

前記電子制御ユニット５０の警告出力手段３１は、前記のようにインストルメントパネル３０に設けた表示手段３３と接続し、該表示手段３３の警告ランプ３２Ａ〜３２Ｃを配線１８から送信される溶断発生信号により、溶断したヒューズ１３Ａ〜１３Ｃに対応する警告ランプ３２Ａ〜３２Ｃを点灯させている。

次に、前記車載用のヒューズ断線検出装置１０の動作について説明する。
電気回路１２Ａ〜１２Ｃには、イグニッションスイッチの操作状態（オフ状態、アクセサリー状態、オン状態）に応じてバッテリ１１から電流が供給され、ヒューズ１３Ａ〜１３Ｃに溶断が生じていない場合には、ヒューズ１３Ａ〜１３Ｃを通って電流が各負荷へ供給される。このとき、ヒューズ１３に並列に接続して設けた溶断検出回路１６に抵抗１４を設けているため、溶断検出回路１６には電流が流れず、発光ダイオード１５は発光しない。よって、フォトトランジスタ１７には電流が発生せず、ランプ３２も点灯しない。このように警告を知らせるためのランプ３２が点灯していないことにより、自動車の乗員はヒューズ１３に溶断が生じていないことを知ることができる。

一方、ヒューズ１３が溶断した場合にはバッテリ１１から供給された電流がヒューズ１３に並列接続した溶断検出回路１６を流れて発光ダイオード１５が発光する。
該溶断検出回路１６の抵抗１４は各ヒューズ毎に相違させていることにより、発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃの輝度が相違し、溶断するヒューズ１３Ａ〜１３Ｃに応じて、フォトトランジスタ１７に発生する電流値が相違し、フォトトランジスタ１７から警告出力手段３１に供給される電流値が溶断するヒューズ１３に応じて相違する。警告出力手段３１は電流値に応じて参照テーブルを参照して、溶断したヒューズ１３を特定する。
該警告出力手段３１は溶断ヒューズを特定した溶断信号が配線１８を通して表示装置３３に送信し、表示装置３３で対応したランプ３２が点灯する。即ち、ヒューズ１３Ａが溶断した場合にはランプ３２Ａ、ヒューズ１３Ｂが溶断した場合にはランプ３２Ｂ、ヒューズ１３Ｃが溶断した場合にはランプ３２Ｃを点灯させる。これにより、自動車の乗員はヒューズに溶断が生じたことを知ることができると共に、いずれのヒューズが溶断したかを知ることもできる。

前記構成によれば、ヒューズ１３Ａ〜１３Ｃに並列接続した発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃ自体をそれぞれ警告出力手段として用いるのではなく、ヒューズの溶断が生じたことを警告出力手段３１へ伝達するための伝達媒体として用い、これら発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃからの光を１つのフォトトランジスタ１７で受光し、警告出力手段３１で溶断したヒューズを特定して、溶断ヒューズに対応したランプ３２を点灯させている。
このように、ヒューズボックス内に搭載した電子制御ユニット５０の警告出力手段３１で複数のヒューズの溶断を検出し、かつ、溶断したヒューズを特定した後に、インストルメントパネルに設置した表示装置へ伝達しているため、警告出力手段３１は１個でよく、該警告出力手段３１と表示装置３３との間の配線１８の配線量を従来と比べて大幅に低減することができる。

なお、前記実施形態では抵抗１４の抵抗値を相違させて接続した発光ダイオードの輝度を相違させているが、抵抗の抵抗値を相違させるのではなく、各発光ダイオード自体の輝度を相違させて、ヒューズ毎に発光ダイオードの輝度が異なるようにしてもよい。
また、前記警告出力手段３１において、溶断したヒューズを特定したのち、該溶断ヒューズの交換の緊急度も判別できるようにし、緊急度に応じた溶断信号を出力させる一方、表示装置に取り付ける複数のランプの色を赤、黄色、青色で点灯するようにし、緊急度の高い順で、赤色→黄色→青色のランプを点灯させるようにしてもよい。
さらに、表示手段はランプのように目視によるものに限らず、音声で警報を発するものとしてもよい。

図２に、本発明の第２実施形態を示す。
第２実施形態では、溶断検出回路１６の抵抗１４Ａ〜１４Ｃの抵抗を同一とし、発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃの輝度を均一とする一方、フォトトランジスタ１７から発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃの距離をそれぞれ相違させている。
よって、発光ダイオード１５Ａ〜１５Ｃの輝度は均一であるが、フォトトランジスタ１７が受ける光量が異なり、フォトトランジスタ１７で発生する電流の電流値も相違する。これにより、第１実施形態と同様、フォトトランジスタ１７で発生する電流の電流値の相違から警告出力手段３１に設けた参照テーブルから溶断ヒューズを特定し、溶断ヒューズに対応したランプ３２Ａ〜３２Ｃを点灯させている。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

図３に本発明の第３実施形態を示す。
第３実施形態では、複数のヒューズのうち、いずれかが溶断すると、１つのランプ３２を点灯させるようにし、溶断ヒューズの特定はしていない。
第１、第２実施形態との相違点は、警告出力手段に溶断ヒューズを特定する参照テーブルを備えず、複数のヒューズ１３のいずれかが溶断した場合、該溶断ヒューズに接続した発光ダイオード１５の光をフォトダイオード４０が受光し、該フォトダイオード４０に発生する電流を警告出力手段３１に供給し、警告出力手段３１から配線１８を介して表示装置３３のランプ３２を点灯させている。
第３実施形態の場合、溶断ヒューズの特定を行わないが、複数のヒューズのうち、いずれか１つのヒューズでも溶断すると、ヒューズが溶断していることを乗員に知らせることができる。
なお、他の構成及び作用効果は第１実施形態と同様のため、同一の符号を付して説明を省略する。

なお、前記実施形態ではいずれもヒューズを収容した電気接続箱内に１つのフォトトランジスタまたはフォトダイオードと、該フォトトランジスまたはフォトダイオードと接続した警告出力手段を備えた電気制御ユニットを収容しているが、フォトトランジスまたはフォトダイオードはヒューズを収容して電気接続箱の内部に収容すると共に、該１つのフォトトランジスまたはフォトダイオードと配線を介した警告出力手段を備えた電子制御ユニットを表示装置側に配置してもよい。

本発明の第１実施形態の車載用のヒューズ断線検出装置を示す回路図である。 第２実施形態の車載用のヒューズ断線検出装置を示す回路図である。 第３実施形態の車載用のヒューズ断線検出装置を示す回路図である。 従来例を示す図面である。 従来の問題点を示す図面である。

符号の説明

１０ 車載用のヒューズ断線検出装置
１１ バッテリ
１３ ヒューズ
１４ 抵抗
１５ 発光ダイオード
１６ 溶断検出回路
１７ フォトトランジスタ
２０ ヒューズボックス（電気接続箱）
３０ インストルメントパネル
３１ 警告出力手段
３２ ランプ（表示手段）
４０ フォトダイオード
５０ 電子制御ユニット

Claims (3)

1. 複数のヒューズの断線検出装置であって、
   各ヒューズ毎にヒューズ溶断部と並列に接続される溶断検出回路を設け、該溶断検出回路に抵抗とヒューズ溶断時に発光する発光ダイオードとを直列に接続して介設し、かつ、
   複数の前記発光ダイオードを１つのフォトダイオードまたはフォトトランジスタの光受信範囲内にまとめて配置すると共に、前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタに警告出力手段を接続し、該警告出力手段は前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタが前記発光ダイオードの光を受信して電流が流れると警告を出力するものであることを特徴とする車載用のヒューズ断線検出装置。
2. 前記溶断検出回路に介設する前記抵抗の抵抗値をヒューズ毎に異ならせ、または発光ダイオードの輝度をヒューズ毎に異ならせ、または各発光ダイオードと前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタとの距離をヒューズ毎に異ならせて、各ヒューズ毎に前記フォトダイオードの電流値を相違させる設定とし、
   前記警告出力手段は、前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタに流れる電流値毎に対応するヒューズを特定した参照テーブルを備え、該警告出力手段は溶断したヒューズを特定して警告を出力するものである請求項１に記載の車載用のヒューズ断線検出装置。
3. 電気接続箱内に、前記溶断検出回路を備えたヒューズを複数収容していると共に、前記フォトダイオードまたはフォトトランジスタ、及び前記警告出力手段を有する電子制御ユニットを収容し、
   前記警告出力手段はインストルメントパネルに設置する表示手段と接続し、ヒューズ溶断時に前記表示手段で警告を表示し又は警報を発生させている請求項１または請求項２に記載の車載用のヒューズ断線検出装置。

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