JP3759442B2 - 負荷制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷制御装置に関し、特に、車両における異常発生によるフェール・セーフ機能の起動に基づき、負荷のオン・オフを制御する負荷制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両のヘッドランプ等の負荷を制御する通信機能を持ったＥＣＵ（電子制御ユニット）では、内蔵するＣＰＵ（中央演算処理ユニット）が通信異常を検知した場合、ＣＰＵは、フェール・セーフ機能として、負荷出力を強制的にオンまたはオフさせている。この場合、ユーザーの意思とは無関係に、負荷がオンまたはオフしてしまう。
【０００３】
図３は、従来の負荷制御装置の一例を示す構成図である。図３において、制御側ＥＣＵ１は、内蔵ＣＰＵ２の入力ポートＰ１に接続されたヘッドランプスイッチ３のオン操作により、制御信号を出力ポートＰ３から出力し、通信線８を介して、駆動側ＥＣＵ４の内蔵ＣＰＵ５の入力ポートＰ５に供給する。
【０００４】
ＣＰＵ５の出力ポートＰ６は、例えば図４に示すように、相補接続されたＭＯＳＦＥＴ９及び１０のソース及びドレインの接続点として、常時出力ポートに設定されている。この出力ポートＰ６は、バッテリ電源＋Ｂに接続された負荷としてのヘッドランプ７を駆動する負荷駆動用ＭＯＳＦＥＴ６のゲート電極に接続されている。
【０００５】
通常動作時、ＣＰＵ５の入力ポートＰ５は、ＣＰＵ２の出力ポートＰ３に表れる所定の電位が通信線８を介して入力されている。この時、ＣＰＵ５の出力ポートＰ６はローレベルとなっており、ＭＯＳＦＥＴ６はオフ状態を維持し、ヘッドランプ７は消灯している。
【０００６】
ヘッドランプスイッチ３がオン操作されると、ＣＰＵ２の出力ポートＰ３が、所定の電位と異なる電位の制御信号を出力し、この制御信号がＣＰＵ５の入力ポートＰ５に入力される。それに応じて、ＣＰＵ５の出力ポートＰ６は、ローレベルからハイレベルに変化し、ＭＯＳＦＥＴ６がオン状態になり、ヘッドランプ７にバッテリ電源＋Ｂより電流が流れ、ヘッドランプ７が点灯する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、通信線８が断線すると、ＣＰＵ５の入力ポートＰ５は、ＣＰＵ２の出力ポートＰ３に表れる所定の電位が通信線８を介して入力されなくなるので、ＣＰＵ５は、入力ポートＰ５における通信異常と判断する。
【０００８】
そこで、ヘッドランプスイッチ３のオン操作に基づくヘッドランプ７の点灯中に、このような通信異常を検知した場合、ＣＰＵ５は、フェールセーフ機能が起動し、出力ポートＰ６を強制的にローレベルにしてしまう。それにより、ＭＯＳＦＥＴ７がオンからオフになり、ヘッドランプ７が消灯してしまうので、非常に危険な状態に陥る。
【０００９】
よって本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、通信異常時にユーザーの意思通りに負荷を制御でき、ユーザーへの影響を軽減できる負荷制御装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の発明は、フェール・セーフ機能を有する制御手段であって、入力ポートと、入力ポートまたは出力ポートに切り替え設定可能なＩ／Ｏポートとを備え、通常動作時、通信線を介して負荷の制御信号を上記入力ポートで受け取り、出力ポートとして設定された上記Ｉ／Ｏポートよりローレベルからハイレベルに変化する負荷駆動信号を出力すると共に、通信異常時、上記フェール・セーフ機能の起動により、上記Ｉ／Ｏポートを入力ポートに切り替えてハイインピーダンス状態に設定する制御手段と、上記Ｉ／Ｏポートに接続され、通常動作時、上記制御手段からの負荷駆動信号により制御されて負荷を駆動する駆動素子と、通信異常時、上記駆動素子の制御をバックアップするバックアップ手段とを含み、上記バックアップ手段は、電源と上記駆動素子の制御電極間に直列接続された抵抗およびバックアップスイッチであることを特徴とする負荷制御装置に存する。
【００１１】
請求項１記載の発明においては、負荷制御装置は、フェール・セーフ機能を有する制御手段であって、入力ポートと、入力ポートまたは出力ポートに切り替え設定可能なＩ／Ｏポートとを備え、通常動作時、通信線を介して負荷の制御信号を入力ポートで受け取り、出力ポートとして設定されたＩ／Ｏポートよりローレベルからハイレベルに変化する負荷駆動信号を出力すると共に、通信異常時、フェール・セーフ機能の起動により、Ｉ／Ｏポートを入力ポートに切り替えてハイインピーダンス状態に設定する制御手段と、Ｉ／Ｏポートに接続され、通常動作時、制御手段からの負荷駆動信号により制御されて負荷を駆動する駆動素子と、通信異常時、駆動素子の制御をバックアップするバックアップ手段とを含み、バックアップ手段は、電源と駆動素子の制御電極間に直列接続された抵抗およびバックアップスイッチである。
【００１２】
それにより、通信異常が発生した場合でも、ユーザーは、自分の意思に反することなく、思い通りに負荷を制御できるようになり、ユーザへの影響を大幅に軽減できる。すなわち、通信異常時に、ユーザーが望ましいように手動で負荷をオンまたはオフさせることができる。
【００１３】
上記課題を解決するためになされた請求項２記載の発明は、負荷の制御を指示するスイッチと、上記スイッチからの指示に基づいて制御信号を出力する第１の制御手段と、フェール・セーフ機能を有する第２の制御手段であって、入力ポートと、入力ポートまたは出力ポートに切り替え設定可能なＩ／Ｏポートとを備え、通常動作時、上記第１の制御手段からの制御信号を通信線を介して上記入力ポートで受け取り、出力ポートとして設定された上記Ｉ／Ｏポートよりローレベルからハイレベルに変化する負荷駆動信号を出力すると共に、通信異常時、上記フェール・セーフ機能の起動により、上記Ｉ／Ｏポートを入力ポートに切り替えてハイインピーダンス状態に設定する上記第２の制御手段と、上記Ｉ／Ｏポートに接続され、通常動作時、上記第２の制御手段からの負荷駆動信号により制御されて負荷を駆動する駆動素子と、通信異常時、上記駆動素子の制御をバックアップするバックアップ手段とを含み、上記バックアップ手段は、電源と上記駆動素子の制御電極間に接続されたバックアップスイッチであることを特徴とする負荷制御装置に存する。
【００１４】
請求項２記載の発明においては、負荷制御装置は、負荷の制御を指示するスイッチと、スイッチからの指示に基づいて制御信号を出力する第１の制御手段と、フェール・セーフ機能を有する第２の制御手段であって、入力ポートと、入力ポートまたは出力ポートに切り替え設定可能なＩ／Ｏポートとを備え、通常動作時、第１の制御手段からの制御信号を通信線を介して上記入力ポートで受け取り、出力ポートとして設定されたＩ／Ｏポートよりローレベルからハイレベルに変化する負荷駆動信号を出力すると共に、通信異常時、フェール・セーフ機能の起動により、Ｉ／Ｏポートを入力ポートに切り替えてハイインピーダンス状態に設定する第２の制御手段と、Ｉ／Ｏポートに接続され、通常動作時、第２の制御手段からの負荷駆動信号により制御されて負荷を駆動する駆動素子と、通信異常時、駆動素子の制御をバックアップするバックアップ手段とを含み、バックアップ手段は、電源と駆動素子の制御電極間に接続されたバックアップスイッチである。
【００１５】
それにより、通信異常が発生した場合でも、ユーザーは、自分の意思に反することなく、思い通りに負荷を制御できるようになり、ユーザへの影響を大幅に軽減できる。すなわち、通信異常時に、ユーザーが望ましいように手動で負荷をオンまたはオフさせることができる。
【００１８】
上記課題を解決するためになされた請求項３記載の発明は、前記バックアップスイッチは、他の機能用のスイッチと兼用されていることを特徴とする請求項１または２記載の負荷制御装置に存する。
【００１９】
請求項３記載の発明においては、バックアップスイッチは、他の機能用のスイッチと兼用されている。それにより、大きなコストアップをすることなく実施できる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明による負荷制御装置の実施の形態を示す構成図である。なお、図３に示す従来例と同一の構成要素は、同一符号を付して説明する。
【００２１】
図１において、制御側ＥＣＵ１は、電源ポートＰ１、入力ポートＰ２及び出力ポートＰ３を有する第１の制御手段としてのＣＰＵ２を内蔵している。電源ポートＰ１は、バッテリ電源＋Ｂに接続され、常時給電されている。入力ポートＰ２は、負荷（この例では、ヘッドランプ７）の制御を指示するスイッチとしてのヘッドランプスイッチ２に接続され、出力ポートＰ３は、通信線８を介して駆動側ＥＣＵ４の内蔵ＣＰＵ５の入力ポートＰ４に接続されている。
【００２２】
駆動側ＥＣＵ４は、電源ポートＰ４と、入力ポートＰ５と、入力ポートまたは出力ポートに切り替え設定可能なＩ／ＯポートＰ７とを有する第２の制御手段としてのＣＰＵ５を内蔵している。電源ポートＰ４は、バッテリ電源＋Ｂに接続され、常時給電されている。Ｉ／ＯポートＰ７は、駆動素子としてのＭＯＳＦＥＴ６の制御電極、すなわちゲート電極に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ６のソース電極は接地され、ドレイン電極は、ヘッドランプ７を介してバッテリ電源＋Ｂに接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ６のゲート電極は、抵抗１２及びバックアップ手段としてのバックアップスイッチ１１を介してバッテリ電源＋Ｂに接続されている。
【００２３】
通常動作時、ＣＰＵ５の入力ポートＰ５は、ＣＰＵ２の出力ポートＰ３に表れる所定の電位が通信線８を介して入力されている。この時、ＣＰＵ５のＩ／ＯポートＰ７は、初期設定により出力ポートに設定され、ローレベルとなっており、また、バックアップスイッチ１１はオフになっている。したがって、ＭＯＳＦＥＴ６は、ゲート電極がローレベルとなりオフ状態を維持し、ヘッドランプ７は消灯している。
【００２４】
ヘッドランプスイッチ３がオン操作されると、ＣＰＵ２の出力ポートＰ３が、所定の電位と異なる電位の制御信号を出力し、この制御信号がＣＰＵ５の入力ポートＰ５に入力される。それに応じて、ＣＰＵ５の出力ポートとして機能するＩ／ＯポートＰ７は、ローレベルからハイレベルに変化する。ＭＯＳＦＥＴ６は、ゲート電極がローレベルからハイレベルになることによりオン状態になり、ヘッドランプ７にバッテリ電源＋Ｂより電流が流れ、ヘッドランプ７が点灯する。
【００２５】
一方、通信線８が断線すると、ＣＰＵ５の入力ポートＰ５は、ＣＰＵ２の出力ポートＰ３に表れる所定の電位が通信線８を介して入力されなくなるので、ＣＰＵ５は、入力ポートＰ５における通信異常と判断する。
【００２６】
そこで、ヘッドランプスイッチ３のオン操作に基づくヘッドランプ７の点灯中に、ＣＰＵ５がこのような通信異常を検知した場合、ＥＣＵ４は、フェールセーフ機能を起動し、通常動作時に出力ポートに設定されているＣＰＵ５のＩ／ＯポートＰ７を強制的に入力ポートに設定変更する。入力ポートに設定されたＩ／ＯポートＰ７は、ＣＰＵ５の外部から見ると、図２に示すようにハイインピーダンス１３の状態になっている。
【００２７】
ＣＰＵ５のＩ／ＯポートＰ７が強制的に入力ポートに設定変更されると、ＭＯＳＦＥＴ６のゲート電極はローレベルになり、ＭＯＳＦＥＴ７がオンからオフになり、ヘッドランプ７が消灯する。
【００２８】
このように、フェール・セーフ機能の起動に基づいてヘッドランプ７が消灯した場合、バックアップスイッチ１１をオンにする。バックアップスイッチ１１がオンになると、ＭＯＳＦＥＴ６のゲート電極は、抵抗１２及びバックアップスイッチ１１を介してバッテリ電源＋Ｂの電圧が印加されてハイレベルとなり、ＭＯＳＦＥＴ６は、オフから再びオンになり、ヘッドランプ７にバッテリ電源＋Ｂより電流が流れ、ヘッドランプ７が点灯する。
【００２９】
以上のように、ＣＰＵ５の入力ポートのハイインピーダンス特性を利用して、バックアップスイッチ１１により負荷を意図的にオンすることができる。したがって、通信異常が発生した場合でも、ユーザーは、自分の意思に反することなく、思い通りに負荷を制御できるようになり、ユーザへの影響を大幅に軽減できる。また、入力ポートまたは出力ポートに切り替え設定可能なＩ／Ｏポートの入力ポート設定時のハイインピーダンスを利用しているので、大きなコストアップをすることなく実施できる。
【００３０】
以上の通り、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限らず、種々の変形、応用が可能である。
【００３１】
たとえば、上述の実施の形態では、負荷としてヘッドランプについて説明したが、これに限らず、他の負荷でも良い。
【００３２】
また、駆動素子としてＭＯＳＦＥＴを使用しているが、トランジスタ等の他の素子を使用することもできる。
【００３３】
また、バックアップスイッチ１１により負荷を意図的にオンできるように構成しているが、これに代えて、負荷を意図的にオフできるように構成することもできる。
【００３４】
また、バックアップスイッチ１１を、通信異常時の負荷オン・オフ制御のためのバックアップ専用として設けているが、これに代えて、他の機能用の既存のスイッチ（例えば、イグニッションスイッチ等）をバックアップスイッチ１１として兼用するように構成しても良い。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、通信異常が発生した場合でも、ユーザーは、自分の意思に反することなく、思い通りに負荷を制御できるようになり、ユーザへの影響を大幅に軽減できる。すなわち、通信異常時に、ユーザーが望ましいように手動で負荷をオンまたはオフさせることができる。
【００３６】
請求項２記載の発明によれば、通信異常が発生した場合でも、ユーザーは、自分の意思に反することなく、思い通りに負荷を制御できるようになり、ユーザへの影響を大幅に軽減できる。すなわち、通信異常時に、ユーザーが望ましいように手動で負荷をオンまたはオフさせることができる。
【００３８】
請求項３記載の発明によれば、大きなコストアップをすることなく実施できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による負荷制御装置の実施の形態を示す構成図である。
【図２】図１における通信異常時の等価回路を示す構成図である。
【図３】従来の負荷制御回路の一例を示す構成図である。
【図４】図３における負荷制御回路の一部を詳細に示す構成図である。
【符号の説明】
１ ＥＣＵ
２ ＣＰＵ（第１の制御手段）
３ ヘッドランプスイッチ（スイッチ）
４ ＥＣＵ
５ ＣＰＵ（制御手段；第２の制御手段）
６ ＭＯＦＥＴ（駆動素子）
７ ヘッドランプ（負荷）
８ 通信線
１１ バックアップスイッチ（バックアップ手段）

Claims (3)

1. フェール・セーフ機能を有する制御手段であって、入力ポートと、入力ポートまたは出力ポートに切り替え設定可能なＩ／Ｏポートとを備え、通常動作時、通信線を介して負荷の制御信号を上記入力ポートで受け取り、出力ポートとして設定された上記Ｉ／Ｏポートよりローレベルからハイレベルに変化する負荷駆動信号を出力すると共に、通信異常時、上記フェール・セーフ機能の起動により、上記Ｉ／Ｏポートを入力ポートに切り替えてハイインピーダンス状態に設定する制御手段と、
   上記Ｉ／Ｏポートに接続され、通常動作時、上記制御手段からの負荷駆動信号により制御されて負荷を駆動する駆動素子と、
   通信異常時、上記駆動素子の制御をバックアップするバックアップ手段とを含み、
   上記バックアップ手段は、電源と上記駆動素子の制御電極間に直列接続された抵抗およびバックアップスイッチである
   ことを特徴とする負荷制御装置。
2. 負荷の制御を指示するスイッチと、
   上記スイッチからの指示に基づいて制御信号を出力する第１の制御手段と、
   フェール・セーフ機能を有する第２の制御手段であって、入力ポートと、入力ポートまたは出力ポートに切り替え設定可能なＩ／Ｏポートとを備え、通常動作時、上記第１の制御手段からの制御信号を通信線を介して上記入力ポートで受け取り、出力ポートとして設定された上記Ｉ／Ｏポートよりローレベルからハイレベルに変化する負荷駆動信号を出力すると共に、通信異常時、上記フェール・セーフ機能の起動により、上記Ｉ／Ｏポートを入力ポートに切り替えてハイインピーダンス状態に設定する上記第２の制御手段と、
   上記Ｉ／Ｏポートに接続され、通常動作時、上記第２の制御手段からの負荷駆動信号により制御されて負荷を駆動する駆動素子と、
   通信異常時、上記駆動素子の制御をバックアップするバックアップ手段とを含み、
   上記バックアップ手段は、電源と上記駆動素子の制御電極間に直列接続された抵抗およびバックアップスイッチである
   ことを特徴とする負荷制御装置。
3. 前記バックアップスイッチは、他の機能用のスイッチと兼用されていることを特徴とする請求項１または２記載の負荷制御装置。

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