JP4590387B2 - グロープラグ駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、主としてディーゼルエンジンの始動補助に用いられるグロープラグの駆動装置に係り、特に、動作の信頼性向上等を図ったものに関する。

従来、この種の駆動装置としては、例えば、車両用のバッテリと、グロープラグとの間に、電力用ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、「パワーＭＯＳＦＥＴ」と称する）を直列に設け、電力用電界効果トランジスタのゲート電圧の制御により、電力用電界効果トランジスタの導通・非導通を制御し、グロープラグへの通電を制御可能に構成したものが一般的である（例えば、特許文献１等参照）。

特開平６−１２９３３７号公報（第２−３頁、図１−図２）

しかしながら、上述の従来回路においては、バッテリが逆接続された際に、パワーＭＯＳＦＥＴの構造に起因して、パワーＭＯＳＦＥＴが導通したままとなり、その動作状態を制御できなくなるため、グロープラグが特に低電圧仕様の場合には、ブロープラグの異常発熱を招き、最悪時にはグロープラグの破壊に至ることも有り得るとうい問題がある。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、バッテリが逆接続された場合に、従来のようなグロープラグへの不要な通電を回避し、グロープラグの破壊を防止することができ、信頼性の高い動作を確保できるグロープラグ駆動装置を提供するものである。

上記本発明の目的を達成するため、本発明に係るグロープラグ駆動装置は、
グロープラグの数に応じて設けられ、グロープラグとバッテリとの間に直列接続された電界効果トランジスタを導通状態として、前記グロープラグへの通電がなされるよう構成されてなるグロープラグ駆動装置であって、
前記バッテリとグランドとの間に、第１の半導体整流素子が設けられてなる一方、
前記グロープラグへの通電を指示する外部から入力される制御信号に応じて、前記電界効果トランジスタを導通せしめる制御信号を生成するよう構成されてなるグロープラグ制御部が設けられ、
当該グロープラグ制御部への電源電圧が外部から印加されるグロープラグ制御部用電源印加端子と前記第１の半導体整流素子のカソードとの間に第２の半導体整流素子が設けられ、当該第２の半導体整流素子は、そのアノードが前記グロープラグ制御部用電源印加端子に、カソードが前記第１の半導体整流素子のカソードに、それぞれ接続されてなるものである。

本発明によれば、バッテリの逆接続時におけるグロープラグへの通電を防止し、特に、低電圧用のグロープラグの過電流による破壊を確実に回避することができ、より信頼性の高い動作を確保できるという効果を奏するものである。

以下、本発明の実施の形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
なお、以下に説明する部材、配置等は本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨の範囲内で種々改変することができるものである。
最初に、本発明の実施の形態におけるグロープラグ駆動装置の構成例について、図１を参照しつつ説明する。
本発明の実施の形態におけるグロープラグ駆動装置Ｓは、グロープラグ制御部（図１においては「ＧＣＵ」と表記）５１と、グロープラグ５２−１〜５２−ｎの数ｎに対応して設けられた電力用ＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下、「パワーＭＯＳＦＥＴ」と称する）１−１〜１−ｎと、ツェナーダイオード２（第１の半導体整流素子）とを主たる構成要素として構成されたものとなっている。

グロープラグ制御部５１は、車両全体の動作を制御する主電子制御ユニット（図１においては「Ｍ−ＥＣＵ」と表記）１０１から入力されるグロープラグ５２−１〜５２−ｎへの通電を指示する制御信号に応じて、パワーＭＯＳＦＥＴ１−１〜１−ｎのゲート制御電圧を出力するよう構成されてなるものである。
このグロープラグ制御部５１には、車両用バッテリ（図示せず）の出力電圧を所定の電圧変換回路によって降圧した電圧が、ＧＣＵ用電源電圧として外部からグロープラグ制御部用電源端子５を介して印加されるようになっている。

パワーＭＯＳＦＥＴ１−１〜１−ｎは、いずれもそのドレイン（又はソース）が相互に接続されてバッテリ電源接続端子３に接続される一方、ソース（又はドレイン）は、それぞれ対応するグロープラグ５２−１〜５２−ｎの所定の電圧印加用端子（図示せず）に接続されるようになっている。なお、通常、グロープラグ５２−１〜５２−ｎは、電圧が印加される所定の電圧印加用端子と反対側の端子は、グランド（車体アース）されるようになっている。

ツェナーダイオード２は、そのアノードがグランドに接続される一方、カソードが、パワーＭＯＳＦＥＴ１−１〜１−ｎの相互に接続されたドレインに接続され、パワーＭＯＳＦＥＴ１−１〜１−ｎに対して並列接続されたものとなっている。かかるツェナーダイオード２は、バッテリ電源接続端子３に車両用バッテリ（図示せず）からの正電圧が印加された場合に、所定のツェナー電圧を生じることとなる。したがって、所定のツェナー電圧としては、２７Ｖ程度に設定されており、バッテリの接続が正常時に、バッテリとの接続ライン上に発生するサージ電圧を吸収するために好適である。

かかるグロープラグ駆動装置Ｓの外部においては、図示されない車両用バッテリの正極端子（図１においては「（＋）：Batt」と表記）と、バッテリ電源接続端子３との間には、過電流対策としてのヒューズ４が設けられている。

上述のようにツェナーダイオード２のツェナー電圧が設定されているので、上記構成において、車両用バッテリ（図示せず）が正常に接続された状態、すなわち、ヒューズ４を介してバッテリ電源接続端子３に車両用バッテリ（図示せず）の正極端子が接続された状態においては、車両用バッテリの正電圧がパワーＭＯＳＦＥＴ１−１〜１−ｎに印加されることとなる。
そして、パワーＭＯＳＦＥＴ１−１〜１−ｎは、主電子制御ユニット１０１からの制御信号に応じてたグロープラグ制御部５１からのゲート電圧が印加されることによって、導通状態とされ、グロープラグ５２−１〜５２−ｎへの通電が行われることとなる。

一方、車両用バッテリが誤接続された場合、すなわち、ヒューズ４を介してバッテリ電源接続端子３に車両用バッテリの負極端子が接続され、車両用バッテリの正極端子がグランドに接続された場合、ツェナーダイオード２は、順方向に電圧印加された状態となるため、そのアノード〜カソード側へ電流が流れ込むこととなる（図１において点線矢印参照）。この場合の電流は、ヒューズ４の規定電流を越える過電流となるため、電流が流れ始めるとヒューズ４は速やかに溶断されて開放状態となる。したがって、パワーＭＯＳＦＥＴ１−１〜１−ｎは、導通状態となることは無く、車両用バッテリの逆接続時におけるグロープラグ５２−１〜５２−ｎへの通電が確実に回避されることとなる。

次に、第２の構成例について、図２を参照しつつ説明する。なお、図１に示された構成例と同一の構成要素については、同一の符号を付して、その詳細な説明を省略し、以下、異なる点を中心に説明する。
この第２の構成例は、グロープラグ制御部用電源端子５とバッテリ電源接続端子３との間、換言すれば、グロープラグ制御部用電源端子５とツェナーダイオード２（第１の半導体整流素子）との間に、ダイオード６（第２の半導体整流素子）を設けた点が上述した第１の構成例と異なるものであり、他の構成部分は、基本的に第１の構成例と同一である。
すなわち、ダイオード６は、そのアノードがグロープラグ制御部用電源端子５に、カソードがバッテリ電源接続端子３に、すなわち、換言すれば、ツェナーダイオード２のカソードに、それぞれ接続されたものとなっている。

かかる構成においては、グロープラグ制御部用電源端子５を介して外部より印加されるグロープラグ制御部用電圧にサージが重畳して侵入した場合、サージは、ダイオード６及びツェナーダイオード２を介してグランドへバイパスされ、サージによるグロープラグ制御部５１の破壊等の悪影響が回避できるようになっている。
なお、車両用バッテリが逆接続された場合の作用、動作は、第１の構成例と同一であるので、ここでの再度の詳細な説明は省略することとする。

上述した本発明の実施の形態においては、第１の半導体整流素子としてツェナーダイオード２を用いたが、これに限定される必要はなく、通常のダイオードをツェナーダイオード２同様に設ける構成としても良い。この場合、サージ吸収機能は得られないが、バッテリの逆接続時における逆接電流パスとしての本発明における本来の機能は確保することができる。

本発明の実施の形態におけるグロープラグ駆動装置の第１の構成例を示す構成図である。 本発明の実施の形態におけるグロープラグ駆動装置の第２の構成例を示す構成図である。

符号の説明

１−１〜１−ｎ…電力用ＭＯＳ型電界効果トランジスタ
２…ツェナーダイオード
３…バッテリ電源接続端子
５…グロープラグ制御部用電源端子

Claims (1)

1. グロープラグの数に応じて設けられ、グロープラグとバッテリとの間に直列接続された電界効果トランジスタを導通状態として、前記グロープラグへの通電がなされるよう構成されてなるグロープラグ駆動装置であって、
   前記バッテリとグランドとの間に、第１の半導体整流素子が設けられてなる一方、
   前記グロープラグへの通電を指示する外部から入力される制御信号に応じて、前記電界効果トランジスタを導通せしめる制御信号を生成するよう構成されてなるグロープラグ制御部が設けられ、
   当該グロープラグ制御部への電源電圧が外部から印加されるグロープラグ制御部用電源印加端子と前記第１の半導体整流素子のカソードとの間に第２の半導体整流素子が設けられ、当該第２の半導体整流素子は、そのアノードが前記グロープラグ制御部用電源印加端子に、カソードが前記第１の半導体整流素子のカソードに、それぞれ接続されてなることを特徴とするグロープラグ駆動装置。

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