JP3742548B2 - ヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ電源電圧に変動がある場合のヘッドランプ点灯時における負荷ラインのショートを検出する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ヘッドランプ点灯中に負荷ラインがショートすると、大電流がアースに流れ、バッテリ電圧が急激に低下し、バッテリからの電源供給を受けて駆動する各種制御機器が正常に作動しないことがある。このためヘッドランプ点灯中に負荷ラインがショートした場合、負荷ラインのショート検出をいち早く検出し、直ちにヘッドランプの接続されている負荷ラインをオフ（開放）することが大切である。このヘッドランプ点灯中の負荷ラインのショートに対する方法としては、負荷ラインのバッテリ電源とヘッドランプとの間にヘッドランプへの電源の供給をＯＮ・ＯＦＦする駆動素子を挿入接続し、駆動素子とヘッドランプの接続点の電圧を検出し、この電圧が所定の電圧よりも低くなったときに負荷ショートが発生した（過電流が流れた）と判定し、駆動素子をＯＦＦしてヘッドランプへの電源供給を停止し回路を保護する方法がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このヘッドランプのバッテリ電源側の電圧をモニタし、この電圧が所定の電圧よりも低くなったか否かで負荷ショートの検出を行う方法にあっては、バッテリ電源電圧が低下した場合、駆動素子をＯＮ・ＯＦＦ制御する駆動回路の駆動能力が低下し、駆動素子を駆動（ランプ駆動）することができず、負荷ショートを生じていないにも拘わらず、ＣＰＵがショート判定を行ってしまうという誤検出をする場合がある。
【０００４】
本発明の目的は、バッテリ電源電圧が低下しても、負荷ショートの誤検出を生じることなく駆動素子のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことのできるヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置は、バッテリからヘッドランプに電源を供給する負荷ラインの該ヘッドランプとバッテリ電源との間に挿入接続され該ヘッドランプをＯＮ・ＯＦＦするＮチャネルのＦＥＴと、Ｈｉの出力によって前記ＮチャネルのＦＥＴのゲートを開きＬｏｗの出力によって前記ＮチャネルのＦＥＴのゲートを閉じる制御を行う駆動回路と、前記駆動回路を制御するＣＰＵとからなり、前記ＣＰＵによって前記ＮチャネルのＦＥＴと前記ヘッドランプとの接続点の電圧が、予め設定した電圧より高いとき正常と判定して駆動回路を駆動するＨｉの出力をし続け、予め設定した電圧より低い値まで低下したことを検出し、異常（負荷ショート）と判定し、駆動回路にＬｏｗを出力し、駆動回路からＬｏｗ信号を前記ＮチャネルのＦＥＴに出力し、該ＮチャネルのＦＥＴをＯＦＦするようにした駆動素子出力回路部と，
前記ＮチャネルのＦＥＴのドレン端子にツェナダイオードＺＤのカソードを接続し、該ツェナダイオードＺＤのアノードに第１の抵抗を介してＮＰＮトランジスタＴｒのベースを接続し、該ＮＰＮトランジスタＴｒのエミッタを接地し、コレクタに第２の抵抗を介して、所定電圧が印加し、該ＮＰＮトランジスタＴｒのベース・エミッタ間を第３の抵抗を介して接続して構成する出力回路制御部と，
を備え、
前記バッテリ電源電圧がツェナダイオードＺＤのツェナ電圧ＶＺにＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧を加えた電圧値で決定される予め設定した設定バッテリ電圧値よりも高い場合には前記駆動素子出力回路部のショート検出制御を行う駆動信号を出力し、
前記バッテリ電源電圧がツェナダイオードＺＤとＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧とによって決まる駆動電圧より小さい値に低下した場合は、ＮＰＮトランジスタＴｒがＯＦＦ状態となり、ＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタからＣＰＵに出力される出力信号がＨｉとなり、ＣＰＵは、ショート検出制御を行わないように構成したものである。
このように構成することにより、請求項１に記載のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置によると、バッテリ電源電圧が低下しても、負荷ショートの誤検出を生じることなく駆動素子のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことができる。
【０００７】
上記の目的を達成するために、請求項２に記載のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置は、駆動素子出力回路部に取り込むＮチャネルのＦＥＴとヘッドランプとの接続点の電圧を、ローパスフィルターを通して取り込むようにしたものである。
このように構成することにより、請求項２に記載のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置によると外乱による誤動作を起こすのを防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明に記載のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。
図１には、本発明に係るヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置の一実施の形態が示されている。
【０００９】
図において、一端が接地され、他端にバッテリ電源ＶＢが接続されて構成されているヘッドランプ１と負荷ラインのバッテリ電源ＶＢとの間には、ヘッドランプ１への電源の供給をＯＮ・ＯＦＦする駆動素子（例えば、ＮチャネルのＦＥＴ）２が直列に挿入接続されている（ドレン端子にバッテリ電源ＶＢを、ソース端子にヘッドランプ１を接続）。この駆動素子２には、この駆動素子２をＯＮ・ＯＦＦ駆動する駆動回路３が接続されている。すなわち、この駆動回路３は、駆動素子２をＯＮ・ＯＦＦするもので、駆動回路３からＨｉの出力があると駆動素子２のゲートが開き駆動素子２がＯＮし、バッテリ電源ＶＢからヘッドランプ１に電源を供給する。そして、この駆動素子２は、駆動回路３からＨｉの出力が継続している限りＯＮ状態を継続するというものである。
【００１０】
この駆動回路３の出力がＨｉの状態から、Ｌｏｗに変化すると、駆動素子２のゲート電圧がＬｏｗになり、ゲートが閉じ駆動素子２はＯＦＦ状態となり、バッテリ電源ＶＢからヘッドランプ１への電源の供給が停止する。そして、この駆動素子２は、駆動回路３からＬｏｗの出力が継続している限りＯＦＦ状態を継続するというものである。この駆動回路３の出力がＬｏｗの状態から、Ｈｉに変化すると、再び駆動素子２のゲートが開き駆動素子２がＯＮし、バッテリ電源ＶＢからヘッドランプ１に電源を供給するという動作を繰り返す。
【００１１】
この駆動回路３には、ＣＰＵ４が接続されており、駆動回路３による駆動素子２のＯＮ・ＯＦＦ制御は、ＣＰＵ４からの制御信号によって行われる。すなわち、ＣＰＵ４からの駆動回路３を駆動するＨｉの出力があると駆動回路３は駆動し、駆動回路３からは駆動素子２にＨｉの出力信号を出力する。また、ＣＰＵ４からの駆動回路３にＬｏｗの出力があると駆動回路３は駆動停止し、駆動回路３からは駆動素子２にＬｏｗの出力信号が出力される
また、駆動素子２とヘッドランプ１の接続点であるａ点には、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１によって構成されるローパスフィルター５を介してＣＰＵ４が接続されている。このａ点の電圧がＣＰＵ４に入力され、このａ点の対ＧＮＤ間電圧がモニターされ、このａ点の電圧が予め設定した電圧（例えば、２．５Ｖ）より低いときに負荷ショートが発生したと判定し、負荷ショートの検出が行われている。
【００１２】
負荷駆動信号（駆動回路３から駆動素子２に出力される信号）がＯＮする（Ｈｉになる）と、駆動素子２がＯＮしヘッドランプ１が点灯する。このようにしてヘッドランプ１が点灯した場合、正常時のａ点の電圧は、負荷駆動信号に即応して、直ぐにほぼ電源電圧（例えば、１２Ｖ）まで上昇する。したがって、ａ点の電圧は、ほぼ電源電圧（例えば、１２Ｖ）で、予め設定した電圧（例えば、２．５Ｖ）より高く、ＣＰＵ４は、正常（負荷ショートがない）と判定し、駆動回路３を駆動するＨｉの出力をし続け、駆動素子２をＯＮ状態に維持し、ヘッドランプ１の点灯を継続する。
【００１３】
いま、負荷駆動信号（駆動回路３から駆動素子２に出力される信号）がＯＮし、駆動素子２がＯＮしヘッドランプ１が点灯し、ａ点の電圧も電源電圧（例えば、１２Ｖ）まで上昇し、このＯＮ状態が続いた後、負荷ショートが生じると、ａ点の電圧は、直ちに予め設定した電圧（例えば、２．５Ｖ）より低い値まで低下する（負荷ショート状態でのヘッドランプ１の駆動、あるいはヘッドランプ１の駆動中の負荷ショート発生では、ａ点の電圧は、ほとんど上昇しない）。このａ点の電圧が予め設定した電圧（例えば、２．５Ｖ）より低い値まで低下した直後は、負荷駆動信号はＯＮ状態になっている。ＣＰＵ４は、ａ点の電圧が予め設定した電圧より低くなったことを検出し、異常（負荷ショート）と判定し、駆動回路３にＬｏｗを出力し、駆動回路３からＬｏｗ信号を駆動素子２に出力し、駆動素子２をＯＦＦする。これによって負荷ラインには、電源が供給されず、過大電流から回路（素子）を保護している。
なお、抵抗Ｒ４とコンデンサＣ１とによって構成されるローパスフィルター５は、外乱によりＣＰＵ４が誤動作するのを防止するためのものである。
【００１４】
この駆動素子２と、駆動回路３と、ＣＰＵ４と、ローパスフィルター５とによって、駆動素子出力回路部６が構成されている。
【００１５】
一方、駆動素子２のドレン端子には、ツェナダイオードＺＤのカソードが接続されており、このツェナダイオードＺＤのアノードには、抵抗Ｒ１を介してＮＰＮトランジスタＴｒのベースが接続されている。このＮＰＮトランジスタＴｒのエミッタは接地されており、コレクタには、抵抗Ｒ３を介して、所定電圧Ｖ０が印加されている。また、このＮＰＮトランジスタＴｒのベース・エミッタ間は、抵抗Ｒ２を介して接続されている。
このツェナダイオードＺＤ、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、ＮＰＮトランジスタＴｒによって、出力回路制御部７が構成されている。
【００１６】
次に、この出力回路制御部７の動作について説明する。
まず、バッテリ電源電圧ＶＢ（１２Ｖ）が、ツェナダイオードＺＤのツェナ電圧とＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧とによって決まる駆動電圧より大きい場合は、ＮＰＮトランジスタＴｒのベースに電流が流れ、ＮＰＮトランジスタＴｒがＯＮし、ＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタからＣＰＵ４に出力される出力信号は、Ｌｏｗとなる。このＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタから出力される出力信号がＬｏｗの時は、ＣＰＵ４は、通常にショート検出制御を行う。すなわち、ＣＰＵ４は、ａ点の電圧を検出し、ａ点の電圧が予め設定した電圧（例えば、２．５Ｖ）より低い値まで低下すると、異常（負荷ショート）と判定し、駆動回路３にＬｏｗの信号を出力し、駆動回路３からＬｏｗ信号を駆動素子２に出力し、駆動素子２をＯＦＦする。
【００１７】
また、バッテリ電源電圧ＶＢ（１２Ｖ）が、ツェナダイオードＺＤとＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧とによって決まる駆動電圧より小さい値に低下した場合は、ＮＰＮトランジスタＴｒのベースに電流が流れないためＮＰＮトランジスタＴｒはＯＦＦ状態であり、ＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタからＣＰＵ４に出力される出力信号は、Ｈｉ信号となる。このＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタから出力される出力信号がＨｉの時は、ＣＰＵ４は、バッテリ電源電圧ＶＢが低下しているので、ショート検出制御を行わない。このようにバッテリ電源電圧ＶＢ（１２Ｖ）の低下によってＮＰＮトランジスタＴｒはＯＮせず、ＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタからＣＰＵ４にＨｉ信号が出力され、このＨｉ信号によって駆動素子出力回路部６のＣＰＵ４のショート検出制御機能を停止する。すなわち、ＣＰＵ４は、ａ点の電圧を検出し、この検出したａ点の電圧が予め設定した電圧（例えば、２．５Ｖ）以下に低下すると、異常（負荷ショート）と判定し、駆動回路３にＬｏｗの信号を出力し、駆動回路３からＬｏｗ信号を駆動素子２に出力し、駆動素子２をＯＦＦするといったようなショート検出制御を行わない。このように、ＣＰＵ４にＨｉ信号が出力され、出力回路制御部７のＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタに接続される端子からＨｉの出力信号が出力されると、バッテリ電源電圧ＶＢの低下と判断してショート検出を無視することになる。
【００１８】
なお、出力回路制御部７における予め設定した設定バッテリ電圧値は、ＮＰＮトランジスタＴｒを駆動するための駆動電圧で、ツェナダイオードＺＤのツェナ電圧ＶＺと、ＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧とによって決定される。すなわち、設定バッテリ電圧値は、ツェナダイオードＺＤのツェナ電圧ＶＺにＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧を加えた電圧値で決まる。そして、このツェナダイオードＺＤのツェナ電圧ＶＺにＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧を加えた設定バッテリ電圧値は、駆動回路３が駆動素子２を駆動できる（ヘッドランプ１を点灯できる）バッテリ電源電圧の範囲ではＮＰＮトランジスタＴｒがＯＮ、駆動素子（ＦＥＴ）２を駆動できなくなる（ヘッドランプ１を点灯できなくなる）バッテリ電源電圧の範囲ではＮＰＮトランジスタＴｒがＯＦＦとなるように設定する。
【００１９】
図２に、図１に図示の負荷ラインのショート検出装置の動作フローチャートが示されている。
【００２０】
まず、ステップ１０１において、ヘッドランプ１のスイッチがＯＮすると、ステップ１０２において、ＣＰＵ４から駆動回路３にＯＮ信号（Ｈｉ信号）が出力される。このステップ１０２において駆動回路３にＯＮ信号が出力されると、ステップ１０３において、駆動回路３がＯＮし、駆動回路３から駆動素子２にＯＮ信号（Ｈｉ信号）が出力される。このステップ１０３において駆動素子２にＯＮ信号が出力されると、このステップ１０３における駆動回路３からのＯＮ信号によって駆動素子２がＯＮし、ステップ１０４において、バッテリ電源ＶＢが、駆動素子２を通ってヘッドランプ１に供給され、ヘッドランプ１が点灯する。
【００２１】
このステップ１０４においてヘッドランプ１が点灯すると、ステップ１０５において、バッテリ電源電圧ＶＢが、予め設定した設定バッテリ電圧より高いか否かを判定する。このステップ１０５においてバッテリ電源電圧ＶＢが予め設定した設定バッテリ電圧より高くない、すなわち、バッテリ電源電圧ＶＢが予め設定した設定バッテリ電圧より低いと判定すると、ステップ１０６において、ＮＰＮトランジスタＴｒのベースに電流が流れずＮＰＮトランジスタＴｒがＯＦＦしているので、ＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタからＣＰＵ４にバッテリ電源電圧ＶＢが設定バッテリ電圧より低いことを示すＣＰＵ４にＨｉ信号を出力し、ＣＰＵ４が通常の負荷ショートの検出機能を駆動するのを停止させる。
【００２２】
また、ステップ１０５においてバッテリ電源電圧ＶＢが、予め設定した設定バッテリ電圧より高いと判定すると、ステップ１０７において、ＣＰＵ４は、ａ点の電圧が所定電圧（予め設定した電圧）より高いか否かを判定する。このステップ１０７においてａ点の電圧が所定電圧より高いと判定すると、ステップ１０８において、ＣＰＵ４は、駆動回路３にＯＮ信号を継続して出力する。このＣＰＵ４からのＯＮ信号によって駆動回路３はＯＮ状態を継続し、駆動回路３は駆動素子２にＯＮ信号を継続して出力し、駆動素子２のＯＮ状態を継続する。この駆動素子２のＯＮ状態の継続によって、ヘッドランプ１へはバッテリ電源ＶＢが、駆動素子２を通って供給される。
【００２３】
また、このステップ１０７においてａ点の電圧が所定電圧より高くない、すなわち、ａ点の電圧が所定電圧より低いと判定すると、ステップ１０７において、ａ点の電圧が所定電圧より低いと検出する回数（連続した回数）が所定回（ここでは５回）に達したか否かを判定する。このａ点の電圧が所定電圧より低いと検出する回数（連続した回数）を計数するのは、誤検出を防止するためである。このステップ１０９において低い電圧の検出回数が５回に達したと判定すると、ステップ１１０において、ＣＰＵ４は、負荷ラインのショートを検出し、駆動回路３にＯＦＦ信号（Ｌｏｗ信号）を出力し、低い電圧の検出が継続する場合は、駆動回路３にＯＦＦ信号の出力を継続して行う。このステップ１１０において駆動回路３にＯＦＦ信号（Ｌｏｗ信号）を出力すると、ステップ１１１において、駆動素子２がＯＦＦするため、ヘッドランプ１には、バッテリ電源ＶＢからの電源供給が停止される。
【００２４】
また、このステップ１０９において低い電圧の検出回数が５回に達していないと判定すると、テップ１１２において、低い電圧の検出後、設定した時間（ここでは、２０ｍｓ）経ったか否かを判定する。この２０ｍｓは、誤検出をしない最適な時間である。このテップ１１２において設定した時間経過していないと判定すると、設定した時間が経過するまで待ち、このテップ１１２において設定した時間経過したと判定すると、ステップ１０７に戻り、ａ点の電圧が所定電圧より高いか（又は、低いか）の判定を行う。
【００２５】
したがって、本実施の形態によれば、簡単な構成でバッテリ電源電圧が低下したときの負荷ショートの誤検出を防止して駆動素子のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことができる。
【００２６】
【発明の効果】
本願は、以上に説明したように構成されているので、以下のような効果を奏する。
請求項１に記載のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置によれば、バッテリ電源電圧が低下しても、負荷ショートの誤検出を生じることなく駆動素子のＯＮ・ＯＦＦ制御を行うことができる。
請求項２に記載のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置によれば、外乱による誤動作を起こすのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置の回路構成図である。
【図２】図１に図示のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置の動作フローチャートである。
【符号の説明】
１……………ヘッドランプ
２……………駆動素子
３……………駆動回路
４……………ＣＰＵ
５……………ローパスフィルター
６……………駆動素子出力回路部
７……………出力回路制御部

Claims (2)

1. バッテリからヘッドランプに電源を供給する負荷ラインの該ヘッドランプとバッテリ電源との間に挿入接続され該ヘッドランプをＯＮ・ＯＦＦするＮチャネルのＦＥＴと、Ｈｉの出力によって前記ＮチャネルのＦＥＴのゲートを開きＬｏｗの出力によって前記ＮチャネルのＦＥＴのゲートを閉じる制御を行う駆動回路と、前記駆動回路を制御するＣＰＵとからなり、前記ＣＰＵによって前記ＮチャネルのＦＥＴと前記ヘッドランプとの接続点の電圧が、予め設定した電圧より高いとき正常と判定して駆動回路を駆動するＨｉの出力をし続け、予め設定した電圧より低い値まで低下したことを検出し、異常（負荷ショート）と判定し、駆動回路にＬｏｗを出力し、駆動回路からＬｏｗ信号を前記ＮチャネルのＦＥＴに出力し、該ＮチャネルのＦＥＴをＯＦＦするようにした駆動素子出力回路部と，
   前記ＮチャネルのＦＥＴのドレン端子にツェナダイオードＺＤのカソードを接続し、該ツェナダイオードＺＤのアノードに第１の抵抗を介してＮＰＮトランジスタＴｒのベースを接続し、該ＮＰＮトランジスタＴｒのエミッタを接地し、コレクタに第２の抵抗を介して、所定電圧が印加し、該ＮＰＮトランジスタＴｒのベース・エミッタ間を第３の抵抗を介して接続して構成する出力回路制御部と，
   を備え、
   前記バッテリ電源電圧がツェナダイオードＺＤのツェナ電圧ＶＺにＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧を加えた電圧値で決定される予め設定した設定バッテリ電圧値よりも高い場合には前記駆動素子出力回路部のショート検出制御を行う駆動信号を出力し、
   前記バッテリ電源電圧がツェナダイオードＺＤとＮＰＮトランジスタＴｒのベース駆動電圧とによって決まる駆動電圧より小さい値に低下した場合は、ＮＰＮトランジスタＴｒがＯＦＦ状態となり、ＮＰＮトランジスタＴｒのコレクタからＣＰＵに出力される出力信号がＨｉとなり、ＣＰＵは、ショート検出制御を行わないようにしたことを特徴とするヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置。
2. 前記駆動素子出力回路部に取り込む前記ＮチャネルのＦＥＴと前記ヘッドランプとの接続点の電圧は、ローパスフィルターを通して取り込むようにしたことを特徴とする請求項１に記載のヘッドランプ負荷ラインのショート検出装置。

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