JP2012153197A - Ground fault countermeasure device of onboard electrical equipment system - Google Patents
Ground fault countermeasure device of onboard electrical equipment system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012153197A JP2012153197A JP2011012197A JP2011012197A JP2012153197A JP 2012153197 A JP2012153197 A JP 2012153197A JP 2011012197 A JP2011012197 A JP 2011012197A JP 2011012197 A JP2011012197 A JP 2011012197A JP 2012153197 A JP2012153197 A JP 2012153197A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- supply voltage
- output
- ground fault
- cable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
Abstract
Description
本発明は、自動車等の車両に搭載される電装システムの地絡対策装置に関する。 The present invention relates to a ground fault countermeasure device for an electrical system mounted on a vehicle such as an automobile.
自動車等の車両には、エアコン装置等の車載機器の運転制御を行なうために、CPU等の演算処理回路を含む制御装置(電子制御回路ユニット)と、この制御装置にケーブルを介して接続されるセンサとを含む電装システムが搭載される。 A vehicle such as an automobile is connected to a control device (electronic control circuit unit) including an arithmetic processing circuit such as a CPU via a cable in order to control the operation of an in-vehicle device such as an air conditioner. An electrical system including a sensor is mounted.
この種の電装システムでは、センサの動作用の電源電圧を、制御装置側に備えた電源電圧出力回路から電源用ケーブルを介してセンサに供給しつつ、センサが出力する検出信号を制御装置に信号用ケーブルを介して入力し、この検出信号をA/D変換したものを制御装置のCPU等の演算処理回路で逐次サンプリングするようにしたものが一般に知られている(例えば、特許文献1を参照)。 In this type of electrical system, the power supply voltage for operating the sensor is supplied from the power supply voltage output circuit provided on the control device side to the sensor via the power cable, and the detection signal output from the sensor is sent to the control device. It is generally known that a signal input through a cable is A / D-converted and sequentially sampled by an arithmetic processing circuit such as a CPU of a control device (see, for example, Patent Document 1). ).
上記の如き電装システムでは、制御装置及び電源電圧出力回路とセンサとを接続するケーブル(電源用ケーブル及び信号用ケーブル)は、多くの場合、車両の接地部とされる車体に沿わせるようにして配線されるため、ケーブルのかみこみによる被覆部の損傷等に起因して、ケーブルの導体線が車体に対して電気的に導通してしまうこと、すなわち、地絡が発生する場合がある。 In the electrical system as described above, the cables (power supply cables and signal cables) connecting the control device, the power supply voltage output circuit, and the sensor are often along the vehicle body which is the grounding portion of the vehicle. Since the wiring is performed, the conductor wire of the cable may be electrically connected to the vehicle body, that is, a ground fault may occur due to damage to the covering portion caused by the cable biting.
そして、特に、センサに電源電圧を供給するための電源用ケーブル(非接地側の電源用ケーブル)の地絡が発生した場合には、前記電源電圧出力回路の出力側が短絡されることとなるために、該電源電圧出力回路の出力部に過大な電流が流れることとなる。このため、CPU等の演算処理回路の電源電圧の低下や、電源電圧出力回路の出力部の過熱・損傷が発生するのをできるだけ防止することが要求される。また、上記地絡は、車両の振動等によって解消される場合もあり、その場合には、該地絡の解消後に、センサへの電源電圧の供給を正常に行い得るようにすることが要求される。 In particular, when a ground fault occurs in the power supply cable (non-grounded power supply cable) for supplying the power supply voltage to the sensor, the output side of the power supply voltage output circuit is short-circuited. In addition, an excessive current flows through the output portion of the power supply voltage output circuit. For this reason, it is required to prevent as much as possible a decrease in the power supply voltage of an arithmetic processing circuit such as a CPU and the occurrence of overheating and damage to the output section of the power supply voltage output circuit. In addition, the ground fault may be resolved due to vehicle vibration or the like. In such a case, it is required that the power supply voltage can be normally supplied to the sensor after the ground fault is resolved. The
このため、前記電源電圧出力回路を備える従来の電装システムでは、入力インピーダンスが高く、且つ、大電流を出力し得るように構成された電源電圧出力回路からセンサ側に電源電圧を供給することが一般的に行なわれている。 For this reason, in a conventional electrical system equipped with the power supply voltage output circuit, a power supply voltage is generally supplied to the sensor side from a power supply voltage output circuit configured to have a high input impedance and be capable of outputting a large current. Has been done.
しかるに、従来の電装システムでは、前記電源用ケーブルの地絡が発生している間、制御装置側の電源電圧出力回路の出力部に過大な電流が流れ続けることとなるので、該電源電圧出力回路で無駄に消費される電力が過大なものとなるという不都合があった。また、地絡の発生の継続時間が長くなると、電源電圧出力回路が発熱によって過熱状態になる恐れがあることから、耐熱性又は放熱性を高めるために該電源電圧出力回路を構成するICやディスクリート回路が大型化したり、高価なものとなるという不都合があった。 However, in the conventional electrical system, an excessive current continues to flow to the output portion of the power supply voltage output circuit on the control device side while the ground fault occurs in the power supply cable. Inconveniently, the power consumed in vain becomes excessive. In addition, if the duration of occurrence of a ground fault becomes long, the power supply voltage output circuit may become overheated due to heat generation. Therefore, in order to improve heat resistance or heat dissipation, an IC or discrete circuit that constitutes the power supply voltage output circuit may be used. There is a disadvantage that the circuit becomes large or expensive.
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、電源電圧出力回路からセンサに電源電圧を供給する電源用ケーブルの地絡が発生しても、電源電圧出力回路の電力消費を抑制することができ、ひいては、電源電圧出力回路を安価で小型な構成とすることができる車載電装システムの地絡対策装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a background, and suppresses power consumption of the power supply voltage output circuit even when a ground fault occurs in the power supply cable that supplies the power supply voltage to the sensor from the power supply voltage output circuit. In addition, an object of the present invention is to provide a ground fault countermeasure device for an in-vehicle electrical system in which a power supply voltage output circuit can be made inexpensive and compact.
本発明の車載電装システムの地絡対策装置は、かかる目的を達成するために、車両に搭載される複数のセンサに電源用ケーブルを介して接続される電源電圧出力端子を有し、前記複数のセンサの動作用の電源電圧を、前記電源電圧出力端子から前記電源用ケーブルを介して前記複数のセンサに出力する電源電圧出力回路と、前記複数のセンサに信号用ケーブルを介して接続され、該複数のセンサから出力される検出信号が前記信号用ケーブルを介して入力される制御装置とを備えた車載電装システムの地絡対策装置であって、前記制御装置は、前記複数のセンサから入力される検出信号の組が、前記電源用ケーブルの地絡が発生した状態での当該検出信号の組に合致するか否かを判断する地絡発生監視手段と、該地絡発生監視手段の判断結果が肯定的となった場合に、前記電源電圧出力回路からの前記電源電圧の出力の停止とその停止に続く前記電源電圧の出力の再開とを周期的に繰り返させるように該電源電圧出力回路を制御する地絡発生時制御処理を実行する電源出力制御手段とを備え、該電源出力制御手段は、前記電源電圧出力回路からの前記電源電圧の出力の再開状態での前記地絡発生監視手段の判断結果が否定的になった場合に、前記地絡発生時制御処理を中止して、前記電源電圧の出力を継続させるように前記電源電圧出力回路を制御することを特徴とする(第1発明)。 In order to achieve the above object, a ground fault countermeasure device for an in-vehicle electrical system according to the present invention has a power supply voltage output terminal connected to a plurality of sensors mounted on a vehicle via a power cable. A power supply voltage output circuit for outputting a power supply voltage for operation of the sensor from the power supply voltage output terminal to the plurality of sensors via the power supply cable, and connected to the plurality of sensors via a signal cable; A ground fault countermeasure device for an in-vehicle electrical system including a control device for receiving detection signals output from a plurality of sensors via the signal cable, wherein the control device is input from the plurality of sensors. A ground fault occurrence monitoring means for judging whether or not a set of detection signals to be matched with the set of detection signals in a state where a ground fault has occurred in the power cable, and a judgment result of the ground fault occurrence monitoring means When the result is affirmative, the power supply voltage output circuit is controlled to periodically repeat the stop of the output of the power supply voltage from the power supply voltage output circuit and the restart of the output of the power supply voltage following the stop. Power supply output control means for executing control processing at the time of occurrence of a ground fault, wherein the power supply output control means determines the ground fault occurrence monitoring means in the resumed output state of the power supply voltage from the power supply voltage output circuit. When the result becomes negative, the control process is controlled so as to stop the control process at the time of occurrence of the ground fault and to continue the output of the power supply voltage (first invention). .
かかる第1発明によれば、前記電源電圧出力回路から前記複数のセンサに電源電圧が出力されている状態で、前記制御装置の地絡発生監視手段によって、前記複数のセンサから入力される検出信号の組が、前記電源用ケーブルの地絡が発生した状態での当該検出信号の組に合致するか否かが判断される。 According to the first aspect of the invention, the detection signals input from the plurality of sensors by the ground fault occurrence monitoring means of the control device in a state where the power supply voltage is output from the power supply voltage output circuit to the plurality of sensors. It is determined whether or not this set matches the set of detection signals in a state where a ground fault has occurred in the power cable.
ここで、前記電源用ケーブルの地絡が発生すると、前記複数のセンサに付与される電源電圧がいずれもゼロレベル(接地電位に一致もしくはほぼ一致するレベル)になることから、該複数のセンサの検出信号の組は、前記電源用ケーブルの地絡が発生した状態に対応するもの、すなわち、該複数のセンサの電源電圧をいずれもゼロレベルにした状態での検出信号の組となる。 Here, when a ground fault occurs in the power supply cable, the power supply voltages applied to the plurality of sensors all become zero level (a level that matches or substantially matches the ground potential). A set of detection signals corresponds to a state in which a ground fault has occurred in the power supply cable, that is, a set of detection signals in a state in which the power supply voltages of the plurality of sensors are all at zero level.
従って、前記複数のセンサから入力される検出信号の組が、前記電源用ケーブルの地絡が発生した状態での当該検出信号の組に合致するか否かを判断することによって、結果的に該電源用ケーブルの地絡の発生の有無を判断することができる。なお、検出信号の組が、前記電源用ケーブルの地絡が発生した状態での当該検出信号の組に合致するということは、正確に一致することだけを意味するものではなく、所定の許容範囲内でほぼ一致する場合も含まれる。 Therefore, by determining whether a set of detection signals input from the plurality of sensors matches the set of detection signals in a state where a ground fault has occurred in the power supply cable, as a result, Whether or not a ground fault has occurred in the power cable can be determined. Note that the fact that the set of detection signals matches the set of detection signals in a state where the ground fault of the power cable has occurred does not mean that the set of detection signals exactly matches, but a predetermined allowable range. It also includes the case where they almost match.
そして、前記制御装置の電源出力制御手段は、前記地絡発生監視手段の判断結果が肯定的となった場合、すなわち、前記電源用ケーブルの地絡が発生したものと判断される場合には、前記地絡発生時制御処理を実行する。これにより、前記電源電圧出力回路が、前記電源電圧の出力の停止とその停止に続く前記電源電圧の出力の再開とを周期的に繰り返すように制御される。 And, when the judgment result of the ground fault occurrence monitoring means becomes affirmative, that is, when it is judged that the ground fault of the power cable has occurred, The ground fault occurrence control process is executed. Accordingly, the power supply voltage output circuit is controlled to periodically repeat the stop of the output of the power supply voltage and the restart of the output of the power supply voltage following the stop.
このため、該電源電圧出力回路が、前記複数のセンサへの電源電圧の出力を再開しようとする動作(以降、電源電圧出力再開動作ということがある)は、間欠的に行なわれることとなり、該電源電圧出力再開動作が行なわれている期間だけ、前記電源用ケーブルの地絡に起因する電流(短絡電流)が該電源電圧出力回路から出力されることとなる。 For this reason, the operation in which the power supply voltage output circuit tries to resume the output of the power supply voltage to the plurality of sensors (hereinafter sometimes referred to as a power supply voltage output resuming operation) is performed intermittently. Only during the period when the power supply voltage output restart operation is performed, a current (short circuit current) resulting from the ground fault of the power supply cable is output from the power supply voltage output circuit.
従って、電源用ケーブルの地絡の発生状態において、それに起因する該電源電圧出力回路からの電流の出力は、間欠的な期間に制限されることとなる。これにより、電源用ケーブルの地絡の発生状態における電源電圧出力回路の電力消費が抑制されることとなる。 Therefore, in the occurrence state of the ground fault of the power cable, the current output from the power voltage output circuit due to the ground fault is limited to an intermittent period. As a result, power consumption of the power supply voltage output circuit in a state where a ground fault occurs in the power cable is suppressed.
また、電源電圧出力回路が電源電圧出力再開動作を行なっている期間においては、前記電源用ケーブルの地絡が解消すれば、前記複数のセンサに本来の電源電圧が付与されることとなるので、制御装置に入力される複数のセンサの検出信号の組は、前記電源用ケーブルの地絡が発生した状態に対応するものとは異なる正常な検出信号の組となり、制御装置の地絡発生監視手段の判断結果は否定的となる。 In addition, during the period when the power supply voltage output circuit performs the power supply voltage output restart operation, if the ground fault of the power supply cable is resolved, the original power supply voltage is applied to the plurality of sensors. A set of detection signals of a plurality of sensors input to the control device is a set of normal detection signals different from the one corresponding to the state where the ground fault of the power cable has occurred, and the ground fault occurrence monitoring means of the control device The judgment result of is negative.
そこで、第1発明では、電源出力制御手段は、前記電源電圧出力回路からの前記電源電圧の出力の再開状態(電源電圧出力回路の前記電源電圧出力再開動作が行なわれている状態)での前記地絡発生監視手段の判断結果が否定的になった場合に、前記地絡発生時制御処理を中止して、前記電源電圧の出力を継続させるように前記電源電圧出力回路を制御する。 Therefore, in the first invention, the power supply output control means is configured to restart the output of the power supply voltage from the power supply voltage output circuit (a state where the power supply voltage output restart operation of the power supply voltage output circuit is performed). When the determination result of the ground fault occurrence monitoring means becomes negative, the control process at the time of occurrence of the ground fault is stopped and the power supply voltage output circuit is controlled so as to continue the output of the power supply voltage.
これにより、電源用ケーブルの地絡の発生後、該地絡が解消した場合には、電源電圧出力回路から前記複数のセンサへの電源電圧の出力を正常に再開することができることとなる。 Thus, when the ground fault is resolved after the occurrence of the ground fault of the power supply cable, the output of the power source voltage from the power source voltage output circuit to the plurality of sensors can be resumed normally.
以上のように、第1発明によれば、電源用ケーブルの地絡が発生した場合に、前記電源電圧出力回路の電源電圧出力再開動作が間欠的に行なわれるように該電源電圧出力回路が制御されるので、該地絡に起因する電源電圧出力回路の無駄な電力消費を抑制することができる。また、このように電源電圧出力回路の無駄な電力消費を抑制できることから、電源用ケーブルの地絡の発生状態の継続時間が長引いても、該電源電圧出力回路が過熱状態になることを防止できる。このため、該電源電圧出力回路として、安価で小型な構成の回路を採用することができる。 As described above, according to the first aspect of the present invention, the power supply voltage output circuit is controlled so that the power supply voltage output restart operation of the power supply voltage output circuit is intermittently performed when a ground fault occurs in the power supply cable. Therefore, useless power consumption of the power supply voltage output circuit due to the ground fault can be suppressed. In addition, since unnecessary power consumption of the power supply voltage output circuit can be suppressed in this way, the power supply voltage output circuit can be prevented from being overheated even if the duration of the ground fault occurrence state of the power supply cable is prolonged. . For this reason, an inexpensive and small-sized circuit can be adopted as the power supply voltage output circuit.
また、電源用ケーブルの地絡が発生した場合に、前記電源電圧出力回路の電源電圧出力再開動作を間欠的に行なうことで、前記電源電圧出力回路の電源電圧出力再開動作が行なわれている期間での前記地絡発生監視手段の判断結果によって、電源用ケーブルの地絡が解消したか否かを認識できるので、該地絡が解消すれば、電源電圧出力回路から前記複数のセンサへの電源電圧の継続的な出力を正常に再開することができる。 Further, when a power supply cable ground fault occurs, a period during which the power supply voltage output restart operation of the power supply voltage output circuit is performed by intermittently performing the power supply voltage output restart operation of the power supply voltage output circuit From the judgment result of the ground fault occurrence monitoring means, it is possible to recognize whether or not the ground fault of the power cable has been eliminated. If the ground fault is eliminated, the power supply from the power voltage output circuit to the plurality of sensors can be recognized. The continuous output of voltage can be resumed normally.
上記第1発明において、前記電源電圧出力回路は、高い放熱性や耐熱性が要求されないことから、汎用的なICやディスクリート素子等を使用して、種々様々の回路構成で実現できる。 In the first invention, since the power supply voltage output circuit does not require high heat dissipation and heat resistance, it can be realized with various circuit configurations using a general-purpose IC, a discrete element, or the like.
具体的には、前記電源電圧出力回路としては、例えば、負入力端子を出力端子に接続してなるオペアンプを有し、該オペアンプの正入力端子に前記電源電圧と同じ電圧レベルの電圧を付与することにより、前記電源電圧を該オペアンプの出力端子から前記電源用ケーブルを介して出力するように構成された回路を採用することができる。そして、この場合、前記電源出力制御手段が実行する前記地絡発生時制御処理は、前記電源電圧の出力を停止させるときに、前記オペアンプの正入力端子に付与する電圧をゼロレベルの電圧に制御し、前記電源電圧の出力を再開させるときに、前記オペアンプの正入力端子に付与する電圧を前記電源電圧と同じ電圧レベルの電圧に制御する処理である(第2発明)。 Specifically, the power supply voltage output circuit includes, for example, an operational amplifier having a negative input terminal connected to the output terminal, and a voltage having the same voltage level as the power supply voltage is applied to the positive input terminal of the operational amplifier. Thus, it is possible to employ a circuit configured to output the power supply voltage from the output terminal of the operational amplifier via the power supply cable. In this case, the ground fault occurrence control process executed by the power supply output control means controls the voltage applied to the positive input terminal of the operational amplifier to a zero level voltage when stopping the output of the power supply voltage. Then, when restarting the output of the power supply voltage, the voltage applied to the positive input terminal of the operational amplifier is controlled to a voltage having the same voltage level as the power supply voltage (second invention).
なお、この第2発明において、前記電源電圧と同じ電圧レベルの電圧というのは、前記電源電圧に正確に一致する電圧だけを意味するものではなく、所定の許容範囲内で前記電源電圧にほぼ一致するような電圧であってもよい。また、第2発明においては、オペアンプの出力端子が前記電源電圧出力端子に相当するものとなる。 In the second aspect of the invention, the voltage having the same voltage level as the power supply voltage does not mean only a voltage that exactly matches the power supply voltage, but substantially matches the power supply voltage within a predetermined allowable range. Such a voltage may be used. In the second invention, the output terminal of the operational amplifier corresponds to the power supply voltage output terminal.
あるいは、前記電源電圧出力回路としては、例えば、ON状態又はOFF状態に選択的に制御可能なスイッチングトランジスタを有し、該スイッチングトランジスタをON状態に制御する制御信号を該スイッチングトランジスタのベースに付与することにより、前記電源電圧を該スイッチングトランジスタのコレクタから前記電源用ケーブルを介して出力するように構成された回路を採用することができる。そして、この場合、前記電源出力制御手段が実行する前記地絡発生時制御処理は、前記電源電圧の出力を停止させるときに、前記スイッチングトランジスタをOFF状態に制御する制御信号を該スイッチングトランジスタのベースに付与し、前記電源電圧の出力を再開させるときに、前記スイッチングトランジスタをON状態に制御する制御信号を該スイッチングトランジスタのベースに付与する処理である(第3発明)。 Alternatively, the power supply voltage output circuit includes, for example, a switching transistor that can be selectively controlled to an ON state or an OFF state, and a control signal for controlling the switching transistor to an ON state is applied to the base of the switching transistor. Accordingly, it is possible to employ a circuit configured to output the power supply voltage from the collector of the switching transistor via the power supply cable. In this case, the ground fault occurrence control process executed by the power supply output control means outputs a control signal for controlling the switching transistor to an OFF state when the output of the power supply voltage is stopped. And applying a control signal for controlling the switching transistor to the ON state when the output of the power supply voltage is resumed (third invention).
なお、この第3発明においては、スイッチングトランジスタのコレクタが前記電源電圧出力端子に相当するものとなる。 In the third invention, the collector of the switching transistor corresponds to the power supply voltage output terminal.
上記第2発明又は第3発明によれば、前記オペアンプ又はスイッチングタトランジスタを使用した簡易な回路で前記電源電圧出力回路を構成できる。そして、この場合、電源用ケーブルの地絡の発生状態におけるオペアンプ又はスイッチングトランジスタの電力消費が過大にならないことから、該オペアンプ又はスイッチングトランジスタとして、出力電流の許容上限や耐熱性がさほど要求されないものを使用することができる。従って、安価で小型なオペアンプ又はスイッチングトランジスタを使用することができる。 According to the second or third invention, the power supply voltage output circuit can be configured with a simple circuit using the operational amplifier or the switching transistor. In this case, since the power consumption of the operational amplifier or the switching transistor does not become excessive when the ground fault of the power supply cable is generated, the operational amplifier or the switching transistor is not required to have a high allowable upper limit or heat resistance. Can be used. Therefore, an inexpensive and small operational amplifier or switching transistor can be used.
また、第2発明では、オペアンプの正入力端子に付与する電圧を、ゼロレベル(接地電位レベル)の電圧と、前記電源電圧と同じ電圧レベルの電圧とに交互に周期的に切替える制御を行うだけで、前記電源電圧出力回路の電源電圧出力再開動作を間欠的に行なうようにすることができる。 In the second aspect of the invention, the voltage applied to the positive input terminal of the operational amplifier is simply controlled to be periodically switched between a zero level (ground potential level) voltage and a voltage having the same voltage level as the power supply voltage. Thus, the power supply voltage output restarting operation of the power supply voltage output circuit can be intermittently performed.
また、第3発明では、スイッチングトランジスタのベースに付与する制御信号を、該スイッチングトランジスタをOFF状態に制御する制御信号と、ON状態に制御する制御信号とに交互に周期的に切替える制御を行なうだけで、前記電源電圧出力回路の電源電圧出力再開動作を間欠的に行なうようにすることができる。 In the third aspect of the invention, the control signal to be applied to the base of the switching transistor is simply controlled to be switched periodically and alternately between the control signal for controlling the switching transistor to the OFF state and the control signal for controlling the ON state. Thus, the power supply voltage output restarting operation of the power supply voltage output circuit can be intermittently performed.
このため、第2発明又は第3発明によれば、オペアンプ又はスイッチングトランジスタの動作制御のための回路構成を含めて、電源電圧出力回路の低コスト化及び小型化を効果的に実現できる。 Therefore, according to the second or third invention, it is possible to effectively realize a reduction in cost and size of the power supply voltage output circuit including the circuit configuration for controlling the operation of the operational amplifier or the switching transistor.
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を以下に図1及び図2を参照して説明する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1を参照して、本実施形態の車載電装システム1は、車載エアコン等の車載機器の制御を行うために自動車等の車両に搭載された電装システムであり、車載機器の制御処理を実行するCPU等の演算処理回路により構成された制御装置3と、その制御処理に利用する物理量を検出するための複数のセンサ5a,5b,5cと、これらのセンサ5a,5b,5cの動作用の電源電圧を出力する電源電圧出力回路7とを備えている。
With reference to FIG. 1, an in-vehicle electrical system 1 according to the present embodiment is an electrical system that is mounted on a vehicle such as an automobile in order to control an in-vehicle device such as an in-vehicle air conditioner, and executes control processing for the in-vehicle device. A
制御装置3と電源電圧出力回路7とは近接して配置され、図示しない回路基板上に実装されている。また、センサ5a,5b,5cは、制御装置3及び電源電圧出力回路7から離れた箇所に配置されている。
The
各センサ5a,5b,5cは、本実施形態の例では抵抗式センサであり、より具体的には、例えばポテンショメータである。但し、各センサ5a,5b,5cの種類は、ポテンショメータに限られるものではなく、抵抗式温度センサ等の他の種類のセンサであってもよい。また、センサ5a,5b,5cは、その全てが同じ種類のセンサである必要はなく、2種類以上のセンサが含まれていてもよい。また、センサ5a,5b,5cの個数は、図示例では3個であるが、その個数は他の個数であってもよい。
Each
以降の説明では、これらのセンサ5a,5b,5cを区物する必要がないときは、これらを総称的にセンサ5という。
In the following description, when it is not necessary to separate these
電源電圧出力回路7は、本実施形態では、オペアンプ9を有し、このオペアンプ9からセンサ5の動作用の電源電圧Vs(以下、センサ電源電圧Vsという)を出力するように構成されている。
In this embodiment, the power supply voltage output circuit 7 includes an
具体的には、電源電圧出力回路7のオペアンプ9は、その出力端子9outが負入力端子9in-に帰還抵抗11を介して接続され、出力端子9outの電圧が帰還抵抗11を介して負入力端子9in-に付与されるようになっている。なお、本実施形態では、オペアンプ9の出力端子9outが、電源電圧出力回路7の電源電圧出力端子に相当する。
Specifically, the
そして、オペアンプ9の正入力端子9in+は、抵抗13を介して基準電源電位部15に接続され、該基準電源電位部15の電圧V2が抵抗13を介して正入力端子9in+に付与されるようになっている。
The positive input terminal 9in + of the
ここで、基準電源電位部15は、制御装置3の電源電圧等として利用される基準電源電圧V2を出力する部分である。この基準電源電圧V2の電圧レベル(電圧値)は、各センサ5の動作用の電源電圧Vsと同じであり、例えば5[V]である。なお、基準電源電位部15の基準電源電圧V2は、車載バッテリ(図示省略)の出力電圧(例えば12[V])から定電圧レギュレータ等を介して生成される。
Here, the reference power supply
さらに、オペアンプ9の正入力端子9in+は、上記の如く基準電源電位部15に接続されることに加えて、スイッチングトランジスタ17のコレクタ及びエミッタを介して接地電位部19に接続されている。該接地電位部19は、車体に接地された部分(車体と同電位の部分)である。
Further, the positive input terminal 9in + of the
なお、スイッチングトランジスタ17は、本実施形態の例では、そのベースにハイレベルの制御信号を付与することにより、ON状態(コレクタ・エミッタ間が電気的に導通する状態)となり、ベースにローレベルの制御信号を付与することにより、OFF状態(コレクタ・エミッタ間が電気的に遮断される状態)となる。この場合、ハイレベルの制御信号は、前記基準電源電圧V2と同一もしくはほぼ同一のレベルの電圧信号を意味し、ローレベルの制御信号は、接地電位部19の電位、すなわち、接地電位(0[V])と同一もしくはほぼ同一のレベルの電圧信号を意味する。
In the example of the present embodiment, the switching
また、オペアンプ9の出力端子9outは、この出力端子9outから出力されるセンサ電源電圧Vsを平滑化するためのコンデンサ21を介して接地電位部19に接続されている。
The output terminal 9out of the
なお、オペアンプ9には、車載バッテリ(図示省略)から、オペアンプ9の動作用の電源電圧V1が付与されるようになっている。該電源電圧V1の電圧レベルは、本実施形態の例では、車載バッテリの出力電圧(例えば例えば12[V])とほぼ同じ電圧レベルである。
The
以上のように構成された電源電圧出力回路7では、スイッチングトランジスタ17のOFF状態では、オペンプ9の正入力端子9in+に基準電源電圧V2が付与されるため、該オペアンプ9の出力端子9outから基準電源電圧V2とほぼ同じ電圧レベルの電圧がセンサ電源電圧Vsとして出力されることとなる。また、スイッチングトランジスタ17のON状態では、オペアンプ9の正入力端子9in+がスイッチングトランジスタ17を介して接地されて、該正入力端子9in+にゼロレベル(≒0[V])の電圧が付与されることとなるため、該オペアンプ9の出力端子9outから出力されるセンサ電源電圧Vsが、ゼロレベルの電圧に制御されることとなる。
In the power supply voltage output circuit 7 configured as described above, since the reference power supply voltage V2 is applied to the positive input terminal 9in + of the op-
本実施形態では、上記の如く構成された電源電圧出力回路7のオペアンプ9の出力端子9outに、前記センサ5a,5b,5cが電源用ケーブル23を介して接続される。
In the present embodiment, the
より詳しくは、電源電圧出力回路7が実装された回路基板(図示省略)には、オペアンプ9の出力端子9outに導通された非接地側接続端子25aと、接地電位部19に導通された接地側接続端子25bとを有する接続部25が設けられており、この接続部25に電源用ケーブル23の一端側がコネクタ27を介して接続される。そして、電源用ケーブル23の他端側がセンサ5a,5b,5cに接続される。この場合、電源用ケーブル23は、非接地側接続端子25aと接地側接続端子25bとの間に並列にセンサ5a,5b,5cが接続されるように構成されている。
More specifically, on a circuit board (not shown) on which the power supply voltage output circuit 7 is mounted, a non-ground
このようにセンサ5a,5b,5cを電源用ケーブル23を介して前記接続部25に接続することで、該接続部25の非接地側接続端子25aと接地側接続端子25bとの間に発生する電圧、すなわち、オペアンプ9の出力端子9outから出力されるセンサ電源電圧Vsが電源用ケーブル23を介して各センサ5に並列に供給されることとなる。
By connecting the
制御装置3は、センサ5a,5b,5cから出力される検出信号をサンプリングするために、これらのセンサ5a,5b,5cに信号用ケーブル29を介して接続される。より詳しくは、制御装置3を実装した回路基板(図示省略)には、制御装置3の信号入力ポートに各々導通された接続端子31a,31b,31cを有する接続部31が設けられており、この接続部31に信号用ケーブル29の一端側がコネクタ33を介して接続される。そして、信号用ケーブル29の他端側がセンサ5a,5b,5cに接続される。
The
この場合、信号用ケーブル29は、センサ5a,5b,5cの信号出力部をそれぞれ接続部31a,31b,31cに導通させるように構成されている。これにより、各センサ5の検出信号(以下、単にセンサ検出信号ということがある)が、信号用ケーブル29を介して制御装置3に入力されるようになっている。
In this case, the
そして、制御装置3には、図示しないA/D変換器が内蔵されており、制御装置3に入力されるセンサ検出信号(アナログ信号)は、図2に示す所定のサンプリング周期でA/D変換器によりデジタルデータに変換された上で、該制御装置3に取り込まれるようになっている。該サンプリング周期は、例えば10[ms]である。
The
なお、前記電源用ケーブル23と信号用ケーブル29とを一束に構成し、電源用ケーブル23側のコネクタ27と信号用ケーブル29側のコネクタ33とを一体に構成してもよい。
The
制御装置3は、さらに、前記スイッチングトランジスタ17のベースに接続されたポートを備えており、該ポートから、スイッチングトランジスタ17の制御信号(ローレベル又はハイレベルの制御信号)を出力することが可能となっている。
The
上記の如く各センサ5とスイッチングトランジスタ17が接続された制御装置3は、該制御装置3のROMに実装されたプログラム等により実現される機能として、地絡発生監視手段35と電源出力制御手段37とを備えている。
The
地絡発生監視手段35は、センサ5a,5b,5cの全てのセンサ検出信号に基づいて、電源用ケーブル23の地絡の発生の有無を判断する機能部である。また、電源出力制御手段37は、地絡発生監視手段35の判断結果に応じて、オペアンプ9から出力されるセンサ電源電圧Vsの電圧レベルを、前記基準電源電圧V2とほぼ同じレベルと、ゼロレベルとに選択的に切替える制御処理を、スイッチングトランジスタ17を介して実行する機能部である。
The ground fault occurrence monitoring means 35 is a functional unit that determines whether or not a ground fault has occurred in the
次に、上記地絡発生監視手段35及び電源出力制御手段37のより具体的な処理の説明を中心に、以上説明した車載電装システム1の作動を説明する。 Next, the operation of the on-vehicle electrical system 1 described above will be described focusing on the description of more specific processing of the ground fault occurrence monitoring means 35 and the power output control means 37.
電源用ケーブル23の地絡等が発生していない通常の作動時において、制御装置3の電源出力制御手段37は、スイッチングトランジスタ17のベースにローレベルの制御信号を出力し、該スイッチングトランジスタをOFF状態に制御する。
During a normal operation in which a ground fault or the like of the
この状態は、図2では、時刻t1以前の状態である。この状態では、電源電圧出力回路7のオペアンプ9の正入力端子9in+に基準電源電圧V2が付与されるため、オペアンプ9の出力端子9outから出力されるセンサ電源電圧Vsは、基準電源電圧V2とほぼ同一レベルの電圧となる。このセンサ電源電圧Vs(≒V2)が、電源用ケーブル2を介して各センサ5に供給される。
This state is a state before time t1 in FIG. In this state, since the reference power supply voltage V2 is applied to the positive input terminal 9in + of the
そして、このように各センサ5に正常なセンサ電源電圧Vs(≒V2)が供給された状態で、各センサ5が出力するセンサ検出信号が信号用ケーブル29を介して制御装置3に入力される。この時、制御装置3は、入力される各センサ5のセンサ検出信号を、所定のサンプリング周期でA/D変換してサンプリングし、各センサ検出信号の値(電圧レベル)を認識する。
The sensor detection signal output from each sensor 5 is input to the
このようにサンプリングされた各センサ検出信号の値は、地絡発生監視手段35によって監視される。そして、地絡発生監視手段35は、入力された全てのセンサ5a,5b,5cのセンサ検出信号のサンプリング値の組に基づいて、電源ケーブル23の地絡の発生の有無を逐次判断する。
The value of each sensor detection signal sampled in this way is monitored by the ground fault occurrence monitoring means 35. Then, the ground fault
ここで、地絡発生監視手段35が発生の有無を判断する地絡は、より詳しくは、電源ケーブル23のうちの非接地側のケーブル、すなわち、オペアンプ9の出力端子9outに導通されたケーブル(前記接続部25の非接地側接続端子25aに接続されたケーブル)の途中部分が車体(詳しくは前記接地電位部19とほぼ同電位となる車体部分)に導通する現象である。以降、電源ケーブル23の地絡は、特に断らない限り、上記現象での地絡を意味する。
Here, the ground fault for determining whether or not the ground fault occurrence monitoring means 35 has occurred is more specifically the ungrounded cable of the
このような電源ケーブル23の地絡が発生した場合には、オペアンプ9の出力端子9outが実質的に接地電位部19に短絡されることとなるため、オペアンプ9の出力端子9outから大電流が流れると共に、オペアンプ9の出力端子9outから出力されるセンサ電源電圧Vsは、ゼロレベルの電圧となる(図2の時刻t1の直後のVsを参照)。そして、本実施形態では、このようにセンサ電源電圧Vsがゼロレベルの電圧になると、全てのセンサ5a,5b,5cにおいて、センサ検出信号の電圧レベルがゼロレベルとなる。本実施形態では、電源ケーブル23の地絡が発生した状態では、上記のように全てのセンサ5a,5b,5cにおいて、センサ検出信号の電圧レベルがゼロレベルとなる。
When such a ground fault occurs in the
なお、信号用ケーブル29の地絡が発生することもあるが、この場合、信号用ケーブル29の全てのケーブル(各センサ5に対応するケーブル)の地絡が発生する可能性は極めて低い。そして、信号用ケーブル29のいずれかのケーブルの地絡が発生した場合には、その地絡が発生したケーブルに対応するセンサ5のセンサ検出信号だけがゼロレベルの信号となる。
In addition, although the ground fault of the
そこで、本実施形態における地絡発生監視手段35は、全てのセンサ5a,5b,5cのセンサ検出信号のサンプリング値がゼロレベルであるか否かを逐次判断し、その判断結果が肯定的である場合に、電源用ケーブル23の地絡が発生したものと判断する。そして、いずれかのセンサ5のセンサ検出信号のサンプリング値がゼロレベルでない場合には、地絡発生監視手段35は、電源用ケーブル23の地絡が発生していないものとし判断する。
Therefore, the ground fault occurrence monitoring means 35 in this embodiment sequentially determines whether or not the sampling values of the sensor detection signals of all the
このような地絡発生監視手段35の処理によって、例えば図2に示す如く時刻t1において電源用ケーブル23の地絡が発生した場合には、時刻t2でのセンサ検出信号のサンプリング値の組に基づいて、電源用ケーブル23の地絡の発生が検知されることとなる。
For example, when a ground fault occurs in the
地絡発生監視手段35による地絡の発生の有無の判断結果は、前記電源出力制御手段37に与えられる。そして、地絡発生監視手段35によって、電源用ケーブル23の地絡の発生が検知された場合には、電源出力制御手段37は、電源電圧出力回路7のオペアンプ9からの通常のセンサ電源電圧Vs(詳しくは、電圧レベルが基準電源電圧V2とほぼ同じになるセンサ電源電圧Vs)の出力の停止と、その停止に続く通常のセンサ電源電圧Vs(≒V2)の出力の再開とを周期的に繰り返させるように電源電圧出力回路7を制御する地絡発生時制御処理を実行する。
The judgment result of the occurrence of ground fault by the ground fault occurrence monitoring means 35 is given to the power output control means 37. When the occurrence of a ground fault in the
この地絡発生時制御処理は、次のように行なわれる。すなわち、電源出力制御手段37は、地絡発生監視手段35によって、電源用ケーブル23の地絡の発生が検知されると、スイッチングトランジスタ17のベースに付与する制御信号をローレベルからハイレベルに切り替え、そのハイレベルの制御信号をスイッチングトランジスタ17のベースに付与することを、あらかじめ定められた所定時間Toff(以降、出力停止動作時間Toffという)の期間において継続する。
This ground fault occurrence control process is performed as follows. That is, the power output control means 37 switches the control signal applied to the base of the switching
そして、上記出力停止動作時間Toffの期間が終了すると、次に、電源出力制御手段37は、スイッチングトランジスタ17のベースに付与する制御信号をローレベルに切り替え、そのローレベルの制御信号をスイッチングトランジスタ17のベースに付与することを、あらかじめ定められた所定時間Ton(以降、出力再開動作時間Tonという)の期間において継続する。
When the period of the output stop operation time Toff ends, the power output control means 37 next switches the control signal applied to the base of the switching
以降、出力停止動作時間Toffの期間と出力再開動作時間Tonの期間とが交互に繰り返される。 Thereafter, the period of the output stop operation time Toff and the period of the output restart operation time Ton are alternately repeated.
本実施形態における地絡発生時制御処理は、上記のようにハイベレルの制御信号をスイッチングトランジスタ17のベースに付与する出力停止動作時間Toffの期間の制御処理と、ローレベルの制御信号をスイッチングトランジスタ17のベースに付与する出力再開動作時間Tonの期間の制御処理とを交互に周期的に繰り返す制御処理である、。
The control process at the time of occurrence of the ground fault in the present embodiment includes the control process during the output stop operation time Toff in which the control signal of the high level is applied to the base of the switching
この場合、出力停止動作時間Toffの期間では、スイッチングトランジスタ17がON状態に制御されるため、オペアンプ9の正入力端子9in+の電圧レベルはゼロレベルとなる(図2の時刻t2からt3の期間と、時刻t4からt5の期間を参照)。このため、出力停止動作時間Toffの期間では、電源電圧出力回路7は、オペアンプ9の出力端子9outから出力されるセンサ電源電圧Vsがゼロレベル(≒0[V])の電圧になるように制御されることとなる。従って、この出力停止動作時間Toffの期間では、電源用ケーブル23の地絡が発生していても、オペアンプ9の出力側に実質的に電流が流れないようにオペアンプ9が動作することとなる。
In this case, since the switching
一方、出力再開動作時間Tonの期間では、スイッチングトランジスタ17がOFF状態に制御されるため、オペアンプ9の正入力端子9in+の前記基準電源電圧V2をほぼ同じ電圧レベルの電圧が付与される(図2の時刻t3からt4の期間を参照)。このため、出力再開動作時間Tonの期間では、電源電圧出力回路7は、オペアンプ9の出力端子9outから出力されるセンサ電源電圧Vsが本来のセンサ5の動作用の電圧レベル(≒V2)の電圧になるように制御されることとなる。従って、この出力再開動作時間Tonの期間では、電源用ケーブル23の地絡が発生していると、その地絡に起因して、オペアンプ9の出力端子9outから大電流が流れることとなる。但し、このようにオペアンプ9の出力端子9outから大電流が流れる状態は、出力再開動作時間Tonの期間に制限されることとなる。
On the other hand, in the period of the output resumption operation time Ton, the switching
電源ケーブル23の地絡が発生した場合には、上記の如く電源出力制御手段37が地絡発生時制御処理を実行することによって、オペアンプ9の出力端子9outから本来のセンサ5の動作用の電圧レベル(≒V2)のセンサ電源電圧Vsを出力しようとする電源電圧出力回路7の動作は、出力再開動作時間Tonの期間だけ間欠的に行なわれることとなる。
When a ground fault occurs in the
この場合、前記出力停止動作時間Toffと、出力再開動作時間Tonとは、電源ケーブル23の地絡が発生した状態で、上記の如く電源電圧出力回路7の動作を制御しても、出力再開動作時間Tonでのオペアンプ9の電力消費に起因する該オペアンプ9の発熱・昇温が過大なものとならず、該オペアンプ9が過熱状態とならないような時間に実験的に設定されている。
In this case, the output stop operation time Toff and the output restart operation time Ton are the output restart operation even if the operation of the power supply voltage output circuit 7 is controlled as described above in the state where the ground fault of the
電源出力制御手段37が上記の如く地絡発生時制御処理の実行している状態においては、地絡発生監視手段35は、前記出力再開動作時間Tonの期間において、各センサ5のセンサ検出信号のサンプリング値を監視する。そして、地絡発生監視手段35は、前記した如く、入力された全てのセンサ5a,5b,5cのセンサ検出信号のサンプリング値の組に基づいて、電源ケーブル23の地絡の発生の有無を逐次判断する。
In the state where the power output control means 37 is executing the control process at the time of occurrence of the ground fault as described above, the ground fault occurrence monitoring means 35 is configured to output the sensor detection signal of each sensor 5 during the output restart operation time Ton. Monitor the sampling value. Then, as described above, the ground fault
ここで、電源ケーブル23の地絡は、車両の振動等によって解消する場合がある。そして、このように電源ケーブル23の地絡が解消した場合には、その地絡の解消後に、オペアンプ9の正入力端子9in+に基準電源電圧V2を付与した状態(スイッチングトランジスタ17のOFF状態)で得られるセンサ5a,5b,5cのセンサ検出信号のサンプリング値の組は、ゼロレベルでないサンプリング値を含む組となる。
Here, the ground fault of the
従って、電源用ケーブル23の地絡が解消した場合には、その後に、前記出力再開動作時間Tonの期間で得られるセンサ5a,5b,5cのセンサ検出信号のサンプリング値の組(ゼロレベルでないサンプリング値を有する組)に基づいて、地絡発生監視手段35は、電源用ケーブル23の地絡が発生していないこと、すなわち、該地絡が解消したことを検知する。
Therefore, when the ground fault of the
例えば図2に示すように、時刻t6で電源用ケーブル23の地絡が解消した場合には、時刻t7において、該地絡の解消が地絡発生監視手段35によって検知される。なお、図2に示す例では、時刻t5から始まる出力再開動作時間Tonの期間の途中で地絡が解消した場合を例示しているが、出力停止動作時間Toffの期間の途中で電源用ケーブル23の地絡が解消した場合には、その後の最初の出力再開動作時間Tonの期間で該地絡の解消が検知されることとなる。
For example, as shown in FIG. 2, when the ground fault of the
そして、このように地絡発生監視手段35によって電源用ケーブル23の地絡の解消が検知された場合には、それに応じて前記電源出力制御手段37は、前記地絡発生時制御処理を中止し、該地絡の発生前と同様に、オペアンプ9の出力端子9outから本来のセンサ5の動作用の電圧レベル(≒V2)のセンサ電源電圧Vsを出力させるように、電源電圧出力回路7を制御する。
When the ground fault occurrence monitoring means 35 detects the ground fault of the
具体的には、地絡発生監視手段35によって電源用ケーブル23の地絡の解消が検知されると、電源出力制御手段37は、スイッチングトランジスタ17のベースにローレベルの制御信号を継続的に付与するようにして、スイッチングトランジスタ17を継続的にOFF状態に制御する。これにより、図2の時刻t7以後の状態として示す如く、オペアンプ9の正入力端子9in+に基準電源電圧V2が継続的に付与されるようになって、オペアンプ9の出力端子9outから本来のセンサ5の動作用の電圧レベル(≒V2)のセンサ電源電圧Vsが継続的に電源用ケーブル23を介して各センサ5に供給されることとなる。
Specifically, when the ground fault
以上が、本実施形態における車載電装システム1の作動の詳細である。 The above is the details of the operation of the in-vehicle electrical system 1 in the present embodiment.
かかる本実施形態によれば、電源用ケーブル23の地絡が発生した場合には、電源出力制御手段37の地絡発生時制御処理によって、オペアンプ9の出力端子9outから本来のセンサ5の動作用の電圧レベル(≒V2)のセンサ電源電圧Vsを出力しようとする電源電圧出力回路7の動作は、出力再開動作時間Tonの期間だけ間欠的に行なわれる。そして、該出力再開動作時間Tonの期間以外の期間、すなわち、前記出力停止動作時間Toffの期間では、電源電圧出力回路7の当該動作は停止され、該電源電圧出力回路7は、オペアンプ9の出力端子9outから出力されるセンサ電源電圧Vsがゼロレベルになるように制御される。
According to the present embodiment, when a ground fault occurs in the
このため、電源用ケーブル23の地絡の発生状態において、オペアンプ9の出力端子9outから該地絡に起因する大電流が流れるのは、出力再開動作時間Tonの期間に制限される。その結果、電源用ケーブル23の地絡の発生状態におけるオペアンプ9の電力消費が抑制され、該オペアンプ9が過熱状態になるのが防止される。ひいては、電源電圧出力回路7の出力電流の許容上限や耐熱性、放熱性に関する要求が軽減され小型で安価なオペアンプ9を使用することができる。従って、電源電圧出力回路7を実装する回路基板を含めて、該電源電圧出力回路7を安価で小型な構成にすることができる。
For this reason, in the occurrence state of the ground fault of the
また、電源用ケーブル23の地絡の発生状態での前記地絡発生時制御処理は、スイッチングトランジスタ17のベースに付与する制御信号のレベルの切り替えを行なうだけで実行できるので、地絡発生時制御処理を簡易な構成で実現できる。
Further, the control process at the time of occurrence of the ground fault in the state of occurrence of the ground fault of the
また、電源用ケーブル23の地絡が解消した場合には、そのことを、前記地絡発生時制御処理における出力再開動作時間Tonの期間において地絡発生監視手段35によって検知できる。このため、その検知に応じて、オペアンプ9の出力端子9outから本来のセンサ5の動作用の電圧レベル(≒V2)のセンサ電源電圧Vsを出力しようとする電源電圧出力回路7の動作を継続的に再開するようにすることができる。
Further, when the ground fault of the
なお、本実施形態では、オペアンプ9の正入力端子9in+に付与する電圧をスイッチングトランジスタ17を介して切り替えるようにしたが、スイッチングトランジスタ17を省略し、制御装置3から、オペアンプ9の正入力端子9in+にハイレベル又はローレベルの電圧を直接的に付与するようにしてよい。この場合、制御装置3からローレベルの電圧を出力すると、オペアンプ9の正入力端子9in+にゼロレベルの電圧が付与されることとなる。また、制御装置3からハイレベルの電圧を出力すると、オペアンプ9の正入力端子9in+に基準電源電圧Vsとほぼ同一の電圧レベルの電圧が付与されることとなる。
In the present embodiment, the voltage applied to the positive input terminal 9in + of the
[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を図3を参照して説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図3を参照して、本実施形態の車載電装システム41は、第1実施形態における電源電圧出力回路7の代わりに、これと異なる構成の電源電圧出力回路43を備えるものであり、この電源電圧出力回路43以外の構成は、第1実施形態と同じである。このため、図3では車載電装システム41の要部構成だけを記載し、センサ5a,5b,5c等の図示を省略している。また、以降の本実形態の説明では、第1実施形態と同一の構成又は同一の機能部については、第1実施形態と同一の参照符号を用いて詳細な説明を省略する。
With reference to FIG. 3, the in-vehicle
本実施形態における電源電圧出力回路43は、第1実施形態におけるオペアンプ9の代わりに、スイッチングトランジスタ45を有し、このスイッチングトランジスタ45のコレクタからセンサ電源電圧Vsを出力するように構成されている。
The power supply
具体的には、スイッチングトランジスタ45は、本実施形態の例では、pnp型のスイッチングトランジスタであり、そのエミッタとベースとが抵抗47を介して接続されている。そして、エミッタにセンサ5の動作用の電源電圧(本実施形態の例では5[V])とほぼ同じ電圧レベルの駆動電圧V3が付与されるようになっている。この場合、駆動電圧V3は、制御装置3の電源電圧等として利用される基準電源電圧V2(前記基準電源電位部15の出力電圧)とは別のレギュレータ回路等によって、車載バッテリの出力電圧から生成される電圧である。
Specifically, the switching
従って、本実施形態の例では、スイッチングトランジスタ45は、そのベースにローレベル(≒0[V])の制御信号を付与することによりON状態(エミッタ・コレクタ間の導通状態)となって、該スイッチングトランジスタ45のコレクタに駆動電圧V3とほぼ同じ電圧レベルの電圧がセンサ電源電圧Vsとして出力されるようになっている。また、スイッチングトランジスタ45のベースにハイレベル(≒V3)の制御信号を付与することにより、該スイッチングトランジスタ45がOFF状態(エミッタ・コレクタ間の遮断状態)となって、該スイッチングトランジスタ45のコレクタに電圧が出力されないようになっている。
Accordingly, in the example of this embodiment, the switching
そして、スイッチングトランジスタ45のコレクタは、センサ電源電圧Vsを前記電源用ケーブル23を介して各センサ5に供給すべく、前記接続部25の非接地側接続端子25aに導通されている。なお、スイッチングトランジスタ45のコレクタと接地電位部19との間に、第1実施形態で採用した前記コンデンサ21(図1参照)を介装するようにしてもよい。
The collector of the switching
なお、本実施形態では、スイッチングトランジスタ45のコレクタが、電源電圧出力回路43の電源電圧出力端子に相当する。
In the present embodiment, the collector of the switching
スイッチングトランジスタ45のベースは、抵抗49を介して接地電位部19に接続されると共に、制御用のスイッチングトランジスタ51のエミッタ及びコレクタを介して基準電源電位部15に接続されている。
The base of the switching
このスイッチングトランジスタ51は、本実施形態の例では、そのベースにローレベル(≒0[V])の制御信号を付与することにより、ON状態となり、そのベースにハイレベル(≒V2)の制御信号を付与することにより、OFF状態となる。
In the example of this embodiment, the switching
そして、このスイッチングトランジスタ51のベースが制御装置3に接続され、該制御装置3の電源出力制御手段37の制御処理によって、スイッチングトランジスタ51のベースにローレベル又はハイレベルの制御信号が付与されるようになっている。これにより、スイッチングトランジスタ51のON・OFF状態が切り替え制御されるようになっている。
The base of the switching
本実施形態は、以上説明した以外の構成は、第1実施形態と同じである。 This embodiment is the same as the first embodiment except for the configuration described above.
かかる本実施形態における電源電圧出力回路43においては、制御装置3の電源出力制御手段37によって、スイッチングトランジスタ51をOFF状態に制御する(該スイッチングトランジスタ51のベースにハイレベルの制御信号を付与する)ことによって、スイッチングトランジスタ45のベースに該スイッチングトランジスタ45をON状態に制御するローレベルの制御信号が付与される。これにより、ON状態となったスイッチングトランジスタ45のコレクタから駆動電圧V3とほぼ同じ電圧レベルの電圧がセンサ電源電圧Vsとして出力されることとなる。
In the power supply
また、制御装置3の電源出力制御手段37によって、スイッチングトランジスタ51をON状態に制御する(該スイッチングトランジスタ51のベースにローレベルの制御信号を付与する)ことによって、スイッチングトランジスタ45のベースに該スイッチングトランジスタ45をOFF状態に制御するハイレベルの制御信号が付与される。これにより、スイッチングトランジスタ45のコレクタからのセンサ電源電圧Vsの出力が停止されることとなる。
Further, the power supply output control means 37 of the
そして、本実施形態では、電源用ケーブル23の地絡が発生していない通常時は、制御装置3の電源出力制御手段37は、スイッチングトランジスタ45をスイッチングトランジスタ51を介してON状態に制御する。このとき、スイッチングトランジスタ45のコレクタから、電圧レベルが前記駆動電圧V3とほぼ同じとなる本来のセンサ電源電圧Vs(≒V3)が前記電源用ケーブル23を介して各センサ5に供給されることとなる。
In the present embodiment, the power supply output control means 37 of the
また、電源用ケーブル23の地絡が発生した場合には、制御装置3の電源出力制御手段37の地絡発生時制御処理が第1実施形態と同様に実行され、前記出力停止動作時間Toffの期間と出力再開動作時間Tonの期間とが交互に周期的に繰り返される。この場合、出力停止動作時間Toffの期間でスイッチングトランジスタ45がOFF状態に制御され、該スイッチングトランジスタ45のコレクタからのセンサ電源電圧Vsの出力が停止される。
Further, when a ground fault occurs in the
また、前記出力再開動作時間Tonの期間で、スイッチングトランジスタ45のコレクタからのセンサ電源電圧Vsの出力を行なわせるべく、スイッチングトランジスタ45がON状態に制御される。なお、この場合、電源用ケーブル23の地絡が継続している状態では、スイッチングトランジスタ45のコレクタから実際に出力される電源電源Vsは、センサ5の動作用の本来の電圧(≒V3)にはならず、ゼロレベルの電圧となる。
Further, the switching
そして、地絡発生時制御処理の実行中に、電源用ケーブル23の地絡が解消した場合には、制御装置3の電源出力制御手段37は、地絡発生時制御処理を中止し、スイッチングトランジスタ45を継続的にON状態に制御する。これにより、スイッチングトランジスタ45のコレクタから、本来のセンサ電源電圧Vs(≒V3)が前記電源用ケーブル23を介して各センサ5に継続的に供給されるようになる。
When the ground fault of the
かかる本実施形態においても、前記第1実施形態と同様の効果を奏することができる。すなわち、電源用ケーブル23の地絡の発生状態において、スイッチングトランジスタ45のコレクタから該地絡に起因する大電流が流れるのは、出力再開動作時間Tonの期間に制限されため、電源用ケーブル23の地絡の発生状態におけるスイッチングトランジスタ45の電力消費が抑制され、該スイッチングトランジスタ45が過熱状態になるのが防止される。ひいては、電源電圧出力回路43の出力電流の許容上限や耐熱性、放熱性に関する要求が軽減され、小型で安価なスイッチングトランジスタ45を使用することができる。従って、電源電圧出力回路43を実装する回路基板を含めて、該電源電圧出力回路43を安価で小型な構成にすることができる。
In this embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, in the occurrence state of the ground fault of the
また、電源用ケーブル23の地絡の発生状態での前記地絡発生時制御処理は、スイッチングトランジスタ51のベースに付与する制御信号のレベルの切り替えを行なうだけで実行できるので、地絡発生時制御処理を簡易な構成で実現できる。
In addition, since the ground fault occurrence control process in the ground fault occurrence state of the
また、電源用ケーブル23の地絡が解消した場合には、その検知に応じて、スイッチングトランジスタ45のコレクタから本来のセンサ5の動作用の電圧レベル(≒V3)のセンサ電源電圧Vsを出力することを継続的に再開することができる。
When the ground fault of the
なお、以上説明した各実施形態では、オペアンプ9やスイッチングトランジスタ45を使用した電源電圧出力回路7,43を例示したが、本発明における電源電圧出力回路は、他の構成を採用してもよい。例えば、電源電圧出力回路として、トラッキングレギュレータICを使用するようにしてもよい。
In each of the embodiments described above, the power supply
1,41…車載電装システム、3…制御装置、5a,5b,5c…センサ、7,43…電源電圧出力回路、9…オペアンプ、9out…出力端子(電源電圧出力端子)、23…電源用ケーブル、29…信号用ケーブル、35…地絡発生監視手段、37…電源出力制御手段、45…スイッチングトランジスタ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記制御装置は、前記複数のセンサから入力される検出信号の組が、前記電源用ケーブルの地絡が発生した状態での当該検出信号の組に合致するか否かを判断する地絡発生監視手段と、該地絡発生監視手段の判断結果が肯定的となった場合に、前記電源電圧出力回路からの前記電源電圧の出力の停止とその停止に続く前記電源電圧の出力の再開とを周期的に繰り返させるように該電源電圧出力回路を制御する地絡発生時制御処理を実行する電源出力制御手段とを備え、
該電源出力制御手段は、前記電源電圧出力回路からの前記電源電圧の出力の再開状態での前記地絡発生監視手段の判断結果が否定的になった場合に、前記地絡発生時制御処理を中止して、前記電源電圧の出力を継続させるように前記電源電圧出力回路を制御することを特徴とする車載電装システムの地絡対策装置。 A power supply voltage output terminal connected to a plurality of sensors mounted on the vehicle via a power supply cable, and a power supply voltage for operating the plurality of sensors is transmitted from the power supply voltage output terminal to the power supply cable A power supply voltage output circuit that outputs to the plurality of sensors, and a control that is connected to the plurality of sensors via a signal cable, and a detection signal output from the plurality of sensors is input via the signal cable. A ground fault countermeasure device for an in-vehicle electrical system equipped with a device,
The control device determines whether a set of detection signals input from the plurality of sensors matches the set of detection signals in a state where a ground fault has occurred in the power supply cable. And a stop of the output of the power supply voltage from the power supply voltage output circuit and a restart of the output of the power supply voltage following the stop when the determination result of the ground fault occurrence monitoring means becomes affirmative Power supply output control means for performing control processing at the time of occurrence of a ground fault for controlling the power supply voltage output circuit so as to be repeated automatically,
The power supply output control means performs the ground fault occurrence control process when the determination result of the ground fault occurrence monitoring means in the restart state of the output of the power supply voltage from the power supply voltage output circuit becomes negative. A ground fault countermeasure device for an in-vehicle electrical system, wherein the power supply voltage output circuit is controlled to stop and continue output of the power supply voltage.
前記電源電圧出力回路は、負入力端子を出力端子に接続してなるオペアンプを有し、該オペアンプの正入力端子に前記電源電圧と同じ電圧レベルの電圧を付与することにより、前記電源電圧を該オペアンプの出力端子から前記電源用ケーブルを介して出力するように構成された回路であり、
前記電源出力制御手段が実行する前記地絡発生時制御処理は、前記電源電圧の出力を停止させるときに、前記オペアンプの正入力端子に付与する電圧をゼロレベルの電圧に制御し、前記電源電圧の出力を再開させるときに、前記オペアンプの正入力端子に付与する電圧を前記電源電圧と同じレベルの電圧に制御する処理であることを特徴とする車載電装システムの地絡対策装置。 In the ground fault countermeasure apparatus of the vehicle-mounted electrical system of Claim 1,
The power supply voltage output circuit includes an operational amplifier having a negative input terminal connected to an output terminal, and the power supply voltage is applied to the positive input terminal of the operational amplifier by applying a voltage having the same voltage level as the power supply voltage. A circuit configured to output from the output terminal of the operational amplifier via the power cable;
The ground fault occurrence control process executed by the power supply output control means controls the voltage applied to the positive input terminal of the operational amplifier to a zero level voltage when stopping the output of the power supply voltage, and the power supply voltage A ground fault countermeasure device for an in-vehicle electrical system, which is a process of controlling a voltage applied to a positive input terminal of the operational amplifier to a voltage having the same level as the power supply voltage when the output of the operational amplifier is resumed.
前記電源電圧出力回路は、ON状態又はOFF状態に選択的に制御可能なスイッチングトランジスタを有し、該スイッチングトランジスタをON状態に制御する制御信号を該スイッチングトランジスタのベースに付与することにより、前記電源電圧を該スイッチングトランジスタのコレクタから前記電源用ケーブルを介して出力するように構成された回路であり、
前記電源出力制御手段が実行する前記地絡発生時制御処理は、前記電源電圧の出力を停止させるときに、前記スイッチングトランジスタをOFF状態に制御する制御信号を該スイッチングトランジスタのベースに付与し、前記電源電圧の出力を再開させるときに、前記スイッチングトランジスタをON状態に制御する制御信号を該スイッチングトランジスタのベースに付与する処理であることを特徴とする車載電装システムの地絡対策装置。 In the ground fault countermeasure apparatus of the vehicle-mounted electrical system of Claim 1,
The power supply voltage output circuit has a switching transistor that can be selectively controlled to an ON state or an OFF state, and applies a control signal for controlling the switching transistor to an ON state to the base of the switching transistor. A circuit configured to output a voltage from the collector of the switching transistor via the power cable;
The ground fault occurrence control process executed by the power supply output control means applies a control signal for controlling the switching transistor to an OFF state when stopping the output of the power supply voltage to the base of the switching transistor, and A ground fault countermeasure device for an in-vehicle electrical system, which is a process of giving a control signal for controlling the switching transistor to an ON state when the output of a power supply voltage is resumed.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011012197A JP2012153197A (en) | 2011-01-24 | 2011-01-24 | Ground fault countermeasure device of onboard electrical equipment system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011012197A JP2012153197A (en) | 2011-01-24 | 2011-01-24 | Ground fault countermeasure device of onboard electrical equipment system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012153197A true JP2012153197A (en) | 2012-08-16 |
Family
ID=46835403
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011012197A Pending JP2012153197A (en) | 2011-01-24 | 2011-01-24 | Ground fault countermeasure device of onboard electrical equipment system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012153197A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10168372B2 (en) | 2016-12-14 | 2019-01-01 | General Electric Company | System and method for leakage current and fault location detection in electric vehicle DC power circuits |
US10203363B2 (en) | 2016-12-14 | 2019-02-12 | General Electric Company | DC leakage current detector and method of operation thereof for leakage current detection in DC power circuits |
KR20190068899A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-19 | 현대오트론 주식회사 | Apparatus and method for controlling tracker power output |
Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6362655U (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-25 | ||
JPH04128313U (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-24 | 富士通テン株式会社 | Power supply for analog sensor |
JPH06232712A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Nippondenso Co Ltd | Protection device for load controller |
JPH09145728A (en) * | 1995-11-27 | 1997-06-06 | Unisia Jecs Corp | Power supply circuit for wheel speed sensor |
JPH11139224A (en) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | Control system for vehicle |
JP2000275263A (en) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Unisia Jecs Corp | Rotating speed detecting device |
JP2003261019A (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-16 | Sumitomo Denko Brake Systems Kk | On-vehicle electronic control circuit with adequate processing function of sensor self-diagnostic signal |
JP2007069741A (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Hitachi Ltd | Car-mounted electronic control device |
JP2008232978A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | Wiring abnormality detecting device |
-
2011
- 2011-01-24 JP JP2011012197A patent/JP2012153197A/en active Pending
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6362655U (en) * | 1986-10-15 | 1988-04-25 | ||
JPH04128313U (en) * | 1991-05-15 | 1992-11-24 | 富士通テン株式会社 | Power supply for analog sensor |
JPH06232712A (en) * | 1993-01-29 | 1994-08-19 | Nippondenso Co Ltd | Protection device for load controller |
JPH09145728A (en) * | 1995-11-27 | 1997-06-06 | Unisia Jecs Corp | Power supply circuit for wheel speed sensor |
JPH11139224A (en) * | 1997-11-07 | 1999-05-25 | Mitsubishi Electric Corp | Control system for vehicle |
JP2000275263A (en) * | 1999-03-26 | 2000-10-06 | Unisia Jecs Corp | Rotating speed detecting device |
JP2003261019A (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-16 | Sumitomo Denko Brake Systems Kk | On-vehicle electronic control circuit with adequate processing function of sensor self-diagnostic signal |
JP2007069741A (en) * | 2005-09-07 | 2007-03-22 | Hitachi Ltd | Car-mounted electronic control device |
JP2008232978A (en) * | 2007-03-23 | 2008-10-02 | Mitsubishi Electric Corp | Wiring abnormality detecting device |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10168372B2 (en) | 2016-12-14 | 2019-01-01 | General Electric Company | System and method for leakage current and fault location detection in electric vehicle DC power circuits |
US10203363B2 (en) | 2016-12-14 | 2019-02-12 | General Electric Company | DC leakage current detector and method of operation thereof for leakage current detection in DC power circuits |
KR20190068899A (en) * | 2017-12-11 | 2019-06-19 | 현대오트론 주식회사 | Apparatus and method for controlling tracker power output |
KR102074970B1 (en) | 2017-12-11 | 2020-02-07 | 현대오트론 주식회사 | Apparatus and method for controlling tracker power output |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009040314A (en) | Vehicle system | |
CN102035168B (en) | Overcurrent protection circuit and in-vehicle display device | |
JP5506641B2 (en) | Control device | |
KR20210008535A (en) | Steering, steering system, steering control method and non-transitory computer-readable storage medium | |
WO2018016225A1 (en) | Vehicle-mounted control device | |
JP2012153197A (en) | Ground fault countermeasure device of onboard electrical equipment system | |
US9404433B2 (en) | Control device equipped with multiple grounds | |
JP5932611B2 (en) | Control device including a circuit board having a plurality of ground patterns | |
KR101601323B1 (en) | Method for detecting switch input in the sleep mode | |
CN108352830A (en) | Has the electronic device that secondary failure prevents circuit | |
US8295021B2 (en) | Overcurrent protection apparatus for load circuit | |
JP2016003916A (en) | Current detection circuit | |
US7167040B2 (en) | Voltage booster device having voltage-suppressing circuit | |
US20190363713A1 (en) | Input device, control method of input device | |
JP6225486B2 (en) | Cell voltage measuring device | |
US20090153143A1 (en) | Sensor array for detecting the state of a battery | |
CN103201161A (en) | Control device for controlling an electric drive of an electric bicycle, and a method for supplying electric loads of an electric bicycle | |
US10320189B2 (en) | Input circuit for providing a supply voltage | |
JP2008026010A (en) | Electronic circuit and in-vehicle equipment equipped with the same | |
JP2008149952A (en) | Vehicle wiring system | |
US6690269B2 (en) | Control unit for internal combustion engine | |
JP7222288B2 (en) | Control device | |
KR101567318B1 (en) | Apparatus for detecting battery voltage of large vehicle | |
JP4615292B2 (en) | Method for reducing current consumption of in-vehicle electronic control unit, in-vehicle electronic control unit, and control system using the same | |
KR20100055049A (en) | Apparatus for removing dark current of battery equalizer system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20140114 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140911 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20150303 |