JP4069647B2

JP4069647B2 - 車両用電装負荷制御装置

Info

Publication number: JP4069647B2
Application number: JP2002066582A
Authority: JP
Inventors: 歩久保田; 浩徳齋藤
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2022-03-12
Also published as: JP2003260977A; US20030174448A1; EP1345475B1; EP1345475A2; EP1345475A3; US6958897B2; DE60310285D1; DE60310285T2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の電装負荷を駆動制御する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
メイン（以下、ハイビームという）ランプとディマー（以下、ロービームという）ランプを備えたヘッドランプにおいて、ハイビーム用ＦＥＴによりハイビームランプを点灯駆動するとともに、ロービーム用ＦＥＴによりロービームランプを点灯駆動する車両用電装負荷制御装置が知られている（例えば特開２００１−１８７５４５号公報参照）。なお、ランプ駆動回路にはＦＥＴの代わりにリレーを用いた制御装置もある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の車両用電装負荷制御装置では、ロービームとハイビームのいずれか一方のランプ駆動回路、すなわちＦＥＴやリレーがオン故障（導通したままになる故障）や溶着故障（接点が溶けてくっついたままになる故障）を起こすと一方のランプが点灯したままになる。このとき、他方のランプを点灯することができ、そうするとロービームとハイビームの両方のランプが同時に点灯することになり、ランプが過熱状態になってランプの寿命を縮めてしまう。
【０００４】
本発明の目的は、交互に作動させるべき複数の電装負荷が同時に作動するのを防止することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１の発明は、車両に装備される電装負荷であって、交互に作動させるべき複数の電装負荷の作動を切り換える操作部材と、前記各電装負荷ごとに設けられ、電源の電圧を前記各電装負荷に印加して作動させる複数の駆動手段と、前記各電装負荷の不作動状態を検出する検出手段と、前記操作部材による作動切り換え指令と前記検出手段による不作動状態の検出結果に基づいて、前記複数の駆動手段を制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記操作部材により作動中の前記電装負荷から別の前記電装負荷へ作動が切り換えられたときに、前記駆動手段を制御していったん前記複数の電装負荷のすべてを不作動状態にし、前記検出手段により前記複数の電装負荷のすべての不作動状態が検出されない場合には、前記電装負荷の作動を切り換えない。
（２）請求項２の車両用電装負荷制御装置は、前記検出手段によって、前記各電装負荷に印加される電圧を前記各電装負荷ごとに検出し、電圧が印加されていない電装負荷を不作動状態の電装負荷としたものである。
（３）請求項３の車両用電装負荷制御装置は、前記検出手段によって、前記各電装負荷に印加される電圧の論理和を検出し、前記論理和が０のときに前記複数の電装負荷のすべてが不作動状態にあるとしたものである。
（４）請求項４の車両用電装負荷制御装置は、前記複数の駆動手段を制御して前記複数の電装負荷のすべてを不作動状態にしたときに、前記検出手段により前記複数の電装負荷のすべての不作動状態が検出されない場合には、前記駆動手段の故障と判断して警告を行う警告手段を備える。
【０００６】
【発明の効果】
（１）請求項１の発明によれば、駆動手段の故障などによって、交互に作動させるべき複数の電装負荷が同時に作動するのを防止することができる。
（２）請求項２の発明によれば、電装負荷の不作動状態を安価に且つ確実に検出することができる。
（３）請求項３の発明によれば、電装負荷の不作動状態を検出する検出手段とその検出結果に基づいて電装負荷の作動を制御する制御手段の構成を簡素化することができる。
（４）請求項４の発明によれば、駆動手段に故障が発生したことを乗員に報知することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
車両用電装負荷としてヘッドランプを点消灯する制御装置の一実施の形態を説明する。図１は一実施の形態の構成を示す。車両正面から見て左側のヘッドランプ１と右側のヘッドランプ２はそれぞれ、同一バルブ内にハイビーム用フィラメント１ａ、２ａとロービーム用フィラメント１ｂ、２ｂとを備えている。
【０００８】
ハイビーム用リレー３はバッテリー４の電源をフューズ５ａ、５ｂを介してハイビーム用フィラメント１ａ、２ａへ印加し、左右ヘッドランプ１、２のハイビームを点灯する。また、ロービーム用リレー６はバッテリー４の電源をフューズ７ａ、７ｂを介してロービーム用フィラメント１ｂ、２ｂへ印加し、左右ヘッドランプ１、２のロービームを点灯する。
【０００９】
ライトスイッチ８は、ハイビームの点灯（８ａ）と、ロービームの点灯（８ｂ）と、消灯（８ｃ）とを切り換えるスイッチである。ライトスイッチ８がハイビーム点灯位置８ａへ設定されると、バッテリー４の電源がＣＲ入力回路９（Ｒ１、Ｒ２、Ｃ１）を介してハイビーム設定検出回路１０へ印加され、ハイビーム設定検出回路１０はハイレベル信号「１」をマイクロコンピューター１１の入力端子ＩＨへ出力する。一方、ライトスイッチ８がロービーム点灯位置８ｂへ設定されると、バッテリー４の電源がＣＲ入力回路１２（Ｒ３、Ｒ４、Ｃ２）を介してロービーム設定検出回路１３へ印加され、ロービーム設定検出回路１３はハイレベル信号「１」をマイクロコンピューター１１の入力端子ＩＬへ出力する。
【００１０】
マイクロコンピューター１１はＲＯＭ、ＲＡＭなどの周辺部品を備え、後述する制御プログラムを実行して左右ヘッドランプ１、２のロービームとハイビームの点消灯を制御する。
【００１１】
ハイビーム用リレー駆動回路１４（Ｒ５、Ｒ６、Ｔr１）は、ハイビーム用リレー３のコイル３ａを駆動する。マイクロコンピューター１１の出力端子ＯＨからハイレベル信号が出力されると、ハイビーム用リレー駆動回路１４のトランジスターＴr１が導通し、バッテリー４の電源をリレーコイル３ａへ通電してハイビーム用リレー３をオンする。一方、ロービーム用リレー駆動回路１５（Ｒ７、Ｒ８、Ｔr２）は、ロービーム用リレー６のコイル６ａを駆動する。マイクロコンピューター１１の出力端子ＯＬからハイレベル信号が出力されると、ロービーム用リレー駆動回路１５のトランジスターＴr２が導通し、バッテリー４の電源をリレーコイル６ａへ通電してロービーム用リレー６をオンする。
【００１２】
ハイビーム用リレー３がオンして左右ヘッドランプ１、２のハイビームが点灯しているときは、バッテリー４の電圧がリレー３とＣＲ入力回路１６（Ｒ１１、Ｒ１２、Ｃ４）を介してハイビーム用モニター回路１７へ印加され、ハイビーム用モニター回路１７はハイレベル信号「１」をマイクロコンピューター１１のモニター端子ＭＨへ出力する。一方、ロービーム用リレー６がオンして左右ヘッドランプ１、２のロービームが点灯しているときは、バッテリー４の電圧がリレー６とＣＲ入力回路１８（Ｒ９、Ｒ１０、Ｃ３）を介してロービーム用モニター回路１９へ印加され、ロービーム用モニター回路１９はハイレベル信号「１」をマイクロコンピューター１１のモニター端子ＭＬへ出力する。
【００１３】
出力回路２０はディスプレイ２１とスピーカー２２を駆動し、ハイビーム用リレー３またはロービーム用リレー６の接点に溶着故障が発生したとき、あるいはハイビームリレー駆動回路１４のトランジスターＴr１またはロービームリレー駆動回路１５のトランジスターＴr２にオン故障が発生したときに、文字情報と音声により警告を行う。
【００１４】
図２はヘッドランプの点消灯制御プログラムを示すフローチャート、図３はロービームとハイビームの点消灯状態の遷移図である。また、次表はロービームとハイビームの点消灯状態の遷移条件を示す。これらの図および表により、一実施の形態のヘッドランプ点消灯動作を説明する。
【表１】

【００１５】
マイクロコンピューター１１は、所定時間（例えば約１０msec）ごとに図２に示すヘッドランプ点消灯制御プログラムを実行する。ステップ１において、入力端子ＩＨ、ＩＬの信号レベルを読み取り、ライトスイッチ８の設定状態を確認する。続くステップ２で、モニター端子ＭＨ、ＭＬの信号レベルを読み取り、ロービームとハイビームの点消灯状態を確認する。ステップ３において、ライトスイッチ８の設定状態およびロービームとハイビームの点消灯状態に基づいて、表１に示す条件１〜４のいずれかが成立しているかどうかを確認する。条件１〜４のいずれかが成立している場合はステップ４へ進み、図３に示す遷移条件にしたがって遷移させ、ロービームとハイビームの点消灯を制御する。
【００１６】
さらに具体的な動作を説明すると、ライトスイッチ８が消灯位置８ｃに設定されているときは、ハイビーム設定検出回路１０とロービーム設定検出回路１３の出力レベル、すなわちマイクロコンピューター１１の入力端子ＩＨとＩＬはともに「０」であり、図３に示す「状態１」のように、ロービームとハイビームがともに消灯している。
【００１７】
次に、ライトスイッチ８が消灯位置８ｃからロービーム点灯位置８ｂへ切り換えられると、ロービーム設定検出回路１３の出力レベル、すなわちマイクロコンピューター１１の入力端子ＩＬが「１」となる。このとき、マイクロコンピューター１１の入力端子ＩＨは「０」のままである。マイクロコンピューター１１は、ステップ１においてこのライトスイッチ８の設定状態をロービームの点灯要求が発生した状態と認識する。次に、ステップ２でロービームとハイビームの点消灯状態を確認する。このときはともに消灯状態にある。
【００１８】
ロービームの点灯要求があり、且つハイビームの消灯が確認された場合は、ステップ３で表１に示す条件１が成立し、ステップ４へ進む。ステップ４では、条件１にしたがって状態１から状態２へ遷移し、ハイビームを消灯したままロービームを点灯する。
【００１９】
また、遷移状態２すなわちロービームの点灯中にライトスイッチ８がロービーム点灯位置８ｂからハイビーム点灯位置８ａへ切り換えられると、ロービーム設定検出回路１３の出力すなわち入力端子ＩＬが「０」、ハイビーム設定検出回路１０の出力すなわち入力端子ＩＨが「１」となる。マイクロコンピューター１１は、ステップ１でこのライトスイッチ８の設定状態をロービームの消灯要求とハイビームの点灯要求が発生した状態と認識する。次に、ステップ２でロービームとハイビームの点消灯状態を確認する。このときはロービームが点灯している。
【００２０】
ロービームの点灯中、すなわち遷移状態２においてハイビームの点灯要求がある場合は、ステップ３で表１に示す条件２が成立し、ステップ４へ進む。ステップ４では、条件２にしたがって状態２から状態１へ遷移し、ロービームとハイビームをともに消灯する。
【００２１】
この状態では、ライトスイッチ８の設定が切り換えられない限りハイビームの点灯要求が発生し続けているため、所定時間後にふたたび図２に示す点消灯制御プログラムを実行し、ステップ１でハイビームの点灯要求を確認する。さらに続くステップ２でロービームとハイビームの点消灯状態を確認する。このときはロービームとハイビームがともに消灯されている。
【００２２】
遷移状態１においてハイビームの点灯要求があり、且つロービームの消灯が確認された場合は、ステップ３で表１に示す遷移条件３が成立し、ステップ４へ進む。ステップ４では、条件３にしたがって状態１から状態３へ遷移し、ロービームを消灯したままハイビームを点灯する。
【００２３】
また、状態３すなわちハイビームの点灯中にライトスイッチ８がハイビーム設定位置８ａからロービーム設定位置８ｂに切り換えられると、ハイビーム設定検出回路１０の出力すなわち入力端子ＩＨが「０」、ロービーム設定検出回路１３の出力すなわち入力端子ＩＬが「１」となる。マイクロコンピューター１１は、ステップ１でこのライトスイッチ８の設定状態をハイビームの消灯要求とロービームの点灯要求が発生した状態と認識する。次に、ステップ２でロービームとハイビームの点消灯状態を確認する。このときはハイビームが点灯している。
【００２４】
遷移状態３すなわちハイビームの点灯中にロービームの点灯要求がある場合は、ステップ３で表１に示す条件４が成立し、ステップ４へ進む。ステップ４では、条件４にしたがって状態３から状態１へ遷移し、ロービームとハイビームをともに消灯する。
【００２５】
この状態では、ライトスイッチ８の設定が切り換えられない限りロービームの点灯要求が発生し続けているため、所定時間後にふたたび図２に示す点消灯制御プログラムを実行し、ステップ１でロービームの点灯要求を確認する。さらに続くステップ２でロービームとハイビームの点消灯状態を確認する。このときはロービームとハイビームがともに消灯されている。
【００２６】
遷移状態１においてロービームの点灯要求があり、且つハイビームの消灯が確認された場合は、ステップ３で表１に示す遷移条件１が成立し、ステップ４へ進む。ステップ４では、条件１にしたがって状態１から状態２へ遷移し、ハイビームを消灯したままロービームを点灯する。
【００２７】
最後に、遷移状態２すなわちロービームの点灯中にライトスイッチ８がロービーム設定位置８ｂから消灯位置８ｃへ切り換えられると、ハイビーム設定検出回路１０の出力すなわち入力端子ＩＨが「０」のまま、ロービーム設定検出回路１３の出力すなわち入力端子ＩＬが「０」になる。マイクロコンピューター１１は、ステップ１でこのライトスイッチ８の設定状態をロービームの消灯要求が発生した状態と認識する。
【００２８】
遷移状態１においてロービームの消灯要求がある場合は、ステップ３で表１に示す遷移条件２が成立し、ステップ４へ進む。ステップ４では、条件２にしたがって状態２から状態１へ遷移し、ロービームを消灯する。
【００２９】
ここで、例えば、ロービームの点灯中にロービーム用リレー６の接点に溶着故障が発生、またはロービームリレー駆動回路１５のトランジスターＴr２にオン故障が発生した場合について考える。この状態でライトスイッチ８がロービーム設定位置８ｂからハイビーム設定位置８ａへ切り換えられると、マイクロコンピューター１１は、入力端子ＩＨ、ＩＬの信号レベルの変化からハイビームの点灯要求が発生したと認識する。そして、表１に示す遷移条件２が成立するため、状態２から状態１へ遷移してロービームとハイビームをともに消灯する。
【００３０】
この状態では、ライトスイッチ８の設定状態が変化していない限りハイビームの点灯要求が発生し続けている。しかし、このときロービーム用リレー６の接点溶着、またはロービームリレー駆動回路１５のトランジスターＴr２のオン故障が発生してロービームが点灯したままになっており、モニター端子ＭＬがハイレベルのままである。そのため、ロービームの消灯が確認できず、表１に示す遷移条件３が成立せず、状態３へ遷移せずに状態１に留まる。
【００３１】
したがって、ロービーム用リレー６の接点に溶着故障、またはロービームリレー駆動回路１５のトランジスターＴr２にオン故障が発生してロービームが消灯できなくなった状態において、ハイビームの点灯を防止することができ、ロービームとハイビームが同時に点灯して両方のランプを過熱させ、ランプの寿命を縮めてしまうようなことが避けられる。
【００３２】
なお、遷移状態１においてモニター端子ＭＬが「１」の場合は、ロービーム用リレー６の接点に溶着故障が発生したか、あるいはロービームリレー駆動回路１５のトランジスターＴr２にオン故障が発生したと判断し、出力回路２０を介してディスプレイ２１に表示するとともに、スピーカー２２により警告する。
【００３３】
また、例えば、ハイビームの点灯中にハイビーム用リレー３の接点に溶着故障が発生、またはハイビームリレー駆動回路１４のトランジスターＴr１にオン故障が発生した場合について考える。この状態でライトスイッチ８がハイビーム設定位置８ａからロービーム設定位置８ｂへ切り換えられると、マイクロコンピューター１１は、入力端子ＩＨ、ＩＬの信号レベルの変化からロービームの点灯要求が発生したと認識する。そして、表１に示す遷移条件４が成立するため、状態３から状態１へ遷移してロービームとハイビームをともに消灯する。
【００３４】
この状態では、ライトスイッチ８の設定状態が変化していない限りロービームの点灯要求が発生し続けている。しかし、このときハイビーム用リレー３の接点溶着、またはハイビームリレー駆動回路１４のトランジスターＴr１のオン故障が発生してハイビームが点灯したままになっており、モニター端子ＭＨがハイレベルのままである。そのため、ハイビームの消灯が確認できず、表１に示す遷移条件１は成立せず、状態２へ遷移せずに状態１に留まる。
【００３５】
したがって、ハイビーム用リレー３の接点に溶着故障が発生、またはハイビームリレー駆動回路１４のトランジスターＴr１にオン故障が発生してハイビームが消灯できなくなった状態において、ロービームの点灯を防止することができ、ロービームとハイビームが同時に点灯して両方のランプを過熱させ、ランプの寿命を縮めてしまうようなことが避けられる。
【００３６】
なお、遷移状態１においてモニター端子ＭＨが「１」の場合は、ハイビーム用リレー３の接点に溶着故障が発生したか、またはハイビームリレー駆動回路１４のトランジスターＴr１にオン故障が発生したと判断し、出力回路２０を介してディスプレイ２１に表示するとともに、スピーカー２２により警告する。
【００３７】
以上説明したように、状態２から状態３へ遷移する場合、逆に状態３から状態２へ遷移する場合には、必ずいったん状態１を経由し、ロービームとハイビームがともに消灯されていることを確認してから遷移するようにしたので、万一ロービーム用リレー６とハイビーム用リレー３の接点に溶着事故が発生、あるいはロービームリレー駆動回路１５のトランジスターＴr２とハイビームリレー駆動回路１４のトランジスターＴr１にオン故障が発生しても、ロービームとハイビームが同時に点灯することが避けられる。
【００３８】
なお、実際の点消灯制御に際しては、状態間の遷移を１０msec程度のごく短時間で行うため、ロービームとハイビームの切り換え時に一端両方のランプを消灯しても乗員には気付かれず、違和感を与えるようなことはない。
【００３９】
《発明の一実施の形態の変形例》
図４は一実施の形態の変形例を示す。なお、図１に示す機器と同様な機器に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。この変形例では、図１に示すロービーム用のＣＲ入力回路１６とモニター回路１７、およびハイビーム用のＣＲ入力回路１８とモニター回路１９に代えて、ＯＲ回路３０、ＣＲ入力回路（Ｒ１３、Ｒ１４、Ｃ５）３１およびモニター回路３２を用いる。
【００４０】
ロービームとハイビームの両方またはいずれか一方が点灯しているときは、ＯＲ回路３０の出力電圧がバッテリー４の端子電圧と等しくなる。このとき、モニター回路３２はマイクロコンピューター１１のモニター端子Ｍへハイレベル「１」の信号を出力する。逆に、ロービームとハイビームがともに消灯しているときは、ＯＲ回路３０の出力電圧は０Ｖになる。そして、このときモニター回路３２はモニター端子Ｍへローレベル「０」を出力する。
【００４１】
遷移状態１において、モニター端子Ｍがローレベル「０」であれば、ロービームとハイビームがともに消灯状態にあると認識できる。したがって、この変形例では、上述した一実施の形態のモニター回路よりも回路が簡素化され、マイクロコンピューター１１の入力端子を節約することができる。
【００４２】
なお、上述した一実施の形態では車両用電装負荷としてヘッドランプを例に上げて説明したが、車両用電装負荷はヘッドランプに限定されず、例えば左右のターンシグナルランプなどのような交互に作動させるべき複数の電装負荷であればどのような電装負荷に対しても本願発明を適用することができる。
【００４３】
特許請求の範囲の構成要素と一実施の形態の構成要素との対応関係は次の通りである。すなわち、ライトスイッチ８が操作部材を、ハイビーム用リレー３、ハイビーム用リレー駆動回路１４、ロービーム用リレー６およびロービーム用リレー駆動回路１５が駆動手段を、モニター回路１７、１９、３２およびＯＲ回路３０が検出手段を、マイクロコンピューター１１が制御手段を、ディスプレイ２１およびスピーカー２２が警告手段をそれぞれ構成する。なお、本発明の特徴的な機能を損なわない限り、各構成要素は上記構成に限定されるものではない。
【００４４】
なお、上述した一実施の形態では車両用電装負荷としてヘッドランプを例に上げて説明したが、車両用電装負荷はヘッドランプに限定されず、ヘッドランプ以外の例えば左右のターンシグナルランプなど、交互に作動させるべき複数の電装負荷であればどのような電装負荷に対しても本願発明を適用することができる。また、上述した一実施の形態では車両用電装負荷としてヘッドランプのロービームとハイビームを例に上げて説明したが、電装負荷の個数は上述した一実施の形態の個数に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態の構成を示す図である。
【図２】ヘッドランプの点消灯制御プログラムを示すフローチャートである。
【図３】ロービームとハイビームの点消灯状態の遷移図である。
【図４】一実施の形態の変形例の構成を示す図である。
【符号の説明】
１、２ヘッドランプ
１ａ、２ａハイビーム用フィラメント
１ｂ、２ｂロービーム用フィラメント
３ハイビーム用リレー
３ａハイビーム用リレーコイル
５ａ、５ｂハイビーム用フューズ
６ロービーム用リレー
６ａロービーム用リレーコイル
７ａ、７ｂロービーム用フューズ
８ライトスイッチ
８ａハイビーム設定位置
８ｂロービーム設定位置
８ｃ消灯位置
９ＣＲ入力回路
１０ハイビーム設定検出回路
１１マイクロコンピューター
１２ＣＲ入力回路
１３ロービーム設定検出回路
１４ハイビーム用リレー駆動回路
１５ロービーム用リレー駆動回路
１６ＣＲ入力回路
１７ハイビーム用モニター回路
１８ＣＲ回路
１９ロービーム用モニター回路
２０出力回路
２１ディスプレイ
２２スピーカー
３０ＯＲ回路
３１ＣＲ入力回路
３２モニター回路

Claims

車両に装備される電装負荷であって、交互に作動させるべき複数の電装負荷の作動を切り換える操作部材と、
前記各電装負荷ごとに設けられ、電源の電圧を前記各電装負荷に印加して作動させる複数の駆動手段と、
前記各電装負荷の不作動状態を検出する検出手段と、
前記操作部材による作動切り換え指令と前記検出手段による不作動状態の検出結果に基づいて、前記複数の駆動手段を制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記操作部材により作動中の前記電装負荷から別の前記電装負荷へ作動が切り換えられたときに、前記駆動手段を制御していったん前記複数の電装負荷のすべてを不作動状態にし、前記検出手段により前記複数の電装負荷のすべての不作動状態が検出されない場合には、前記電装負荷の作動を切り換えないことを特徴とする車両用電装負荷制御装置。
請求項１に記載の車両用電装負荷制御装置において、
前記検出手段は、前記各電装負荷に印加される電圧を前記各電装負荷ごとに検出し、電圧が印加されていない電装負荷を不作動状態の電装負荷とすることを特徴とする車両用電装負荷制御装置。
請求項１に記載の車両用電装負荷制御装置において、
前記検出手段は、前記各電装負荷に印加される電圧の論理和を検出し、前記論理和が０のときに前記複数の電装負荷のすべてが不作動状態にあるとすることを特徴とする車両用電装負荷制御装置。
請求項１〜３のいずれかの項に記載の車両用電装負荷制御装置において、
前記複数の駆動手段を制御して前記複数の電装負荷のすべてを不作動状態にしたときに、前記検出手段により前記複数の電装負荷のすべての不作動状態が検出されない場合には、前記駆動手段の故障と判断して警告を行う警告手段を備えることを特徴とする車両用電装負荷制御装置。