JPH0367743A - 車両用負荷制御装置の保護回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、パワートランジスタを介して車両用負荷に通
電するようにした車両用負荷制御装置の保護回路に関す
る。

（従来の技術） 例えば自動車において、モータ、ランプ、ヒータなどの
負荷に対する通断電を制御する負荷制御装置は、従来よ
り、そのスイッチング要素として手動スイッチ及びリレ
ースイッチを利用することが行われている。しかしなが
ら、このような機械的接点によるスイッチング要素を利
用した場合には、その接触及び寿命に関する信頼性が比
較的低いという問題点があり、またリレースイッチの比
較的大きな動作音が耳障りになったり、或は手動スイッ
チの操作感の調節可能範囲が狭い範囲に限定されるなど
の問題点もある。

そこで、近年の自動車用負荷制御装置においては、上記
のような機械的接点によるスイッチング要素をパワート
ランジスタに置き換えるというソリッドステート化が試
みられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、トランジスタは、過電流により破壊され
易いという一般的性質があるのに対して、自動車にあっ
ては、デッドショートによる短絡電流が流れることがあ
ると共に、特にモータのような負荷においてはそのロッ
クに伴う過負荷電流が流れることが往々にしであるとい
う特有の事情があり、また、負荷に対する通電開始時に
突入電流が流れるという一般的事情もある。

このため、自動車用負荷制御装置を単純にソリッドステ
ート化するには無理があり、負荷通断電用のパワートラ
ンジスタを過負荷電流から保護するための保護回路を設
ける必要がある。斯かる保護回路を設ける場合、従来で
は、負荷の通電路にサンプリング抵抗を介在させ、この
抵抗の両端電圧により示される負荷電流に基づいてパワ
ートランジスタの保護動作を行うことが考えられている
。

しかしながら、このような構成では、電源電圧にある程
度の幅がある関係上、デッドショートに伴う負荷電流の
増大状態つまりパワートラ、ンジスタを確実にオフする
必要がある状態と、突入電流などに伴う負荷電流の増大
状態つまりパワートランジスタをオフするとかえって不
都合が生ずる状態との区別が困難になることがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、負荷の通断電に無接点スイッチング素子であるパ
ワートランジスタを利用することによって、接触及び寿
命に対する信頼性向上を実現できると共に、そのパワー
トランジスタの過電流保護動作を常に適切に行うことが
できるなどの効果を奏する車両用負荷制御装置の保護回
路を提供するにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記目的を達成するために、車両用負荷を通断
電するためのパワートランジスタの保護を行うにあたっ
て、そのパワートランジスタに流れる負荷電流を検出す
る電流検出手段、並びにこの電流検出手段による検出負
荷電流が所定値以上ある状態が所定の遅延時間継続した
ときにパワートランジスタをオフさせる第１の保護手段
を設けた上で、パワートランジスタのコレクタ及びエミ
ッタ間の電圧若しくはコレクタ及びベース間の電圧を検
出しその検出電圧が所定値以上となったときにパワート
ランジスタをオフさせる第２の保護手段を設ける構成と
したものである。

この場合、電源電圧が所定の限度レベル以上となったと
きにパワートランジスタをオフさせる過電圧保護手段を
設ける構成としても良い。

また、パワートランジスタの温度を検出する温度センサ
を設けた上で、この温度センサによる検出温度が所定値
以上になったときにパワートランジスタをオフさせる過
熱保護手段を設ける構成としても良いものである。

（作用） パワートランジスタのオンに応じて負荷に通電された状
態で、パワートランジスタに極端に大きな負荷電流が流
れた場合には、これに応じてパワートランジスタのコレ
クタ及びエミッタ間の電圧若しくはコレクタ及びベース
間の電圧が大幅に増加するようになるため、その電圧を
検出した第２の保護手段がパワートランジスタを直ちに
オフさせるようになり、これによりデッドショート時な
どにおけるパワートランジスタの過負荷保護が確実に行
われる。一方、パワートランジスタにそのコレクタ及び
エミッタ間の電圧若しくはコレクタ及びベース間の電圧
を大幅に増加させることがないレベルの過負荷電流が流
れた状態では、その負荷電流が電流検出手段により検出
されるようになり、斯様な検出負荷電流が所定値以上あ
る状態が所定の遅延時間以上継続されたときには、第１
の保護手段がパワートランジスタをオフさせるようにな
る。つまり、第１の保護手段は、所定値以上の負荷電流
が流れた場合に、直ちにパワートランジスタをオフさせ
ることはなく、その状態が所定の遅延時間継続したとき
に初めてパワートランジスタをオフさせるものであり、
従って負荷に対する突入電流或いはロック電流などによ
りパワートランジスタが不必要にオフされてしまうこと
がないものである。

また、過電圧保護手段を設けた場合には、電源電圧が限
度レベル以上となったときにパワートランジスタがオフ
されるから、パワートランジスタがサージ電圧などによ
り破壊される事態が防止されるものである。

さらに、過熱保護手段などが設けられた場合には、温度
センサが検出したパワートランジスタの温度が所定値以
上となったときにパワートランジスタがオフされるから
、パワートランジスタが熱暴走などにより破壊される事
態が防止されるものである。

（実施例） 以下、本発明を自動車のワイパ制御装置に適用した第１
及び第２の実施例につき図面を参照して説明するに、ま
ず第１図に示す第１の実施例について述べる。

第１図において、１は端子Ｔ１〜Ｔ６を有したワイパス
イッチで、これは図示しない操作レバーの操作に応じて
、停止モード位置ＯＦＦ、　　ミストモード位置ＭＩＳ
Ｔ、間欠モード位置ＩＮＴ、連続モード位置であるロー
モード位置ＬＯ及びハイモード位置Ｈ１へ夫々切換可能
に構成されており、これら各位置ＯＦＦ、ＭＩＳＴ、Ｉ
ＮＴ、ＬＯ。

ＨＩへ切換えられた状態では、端子Ｔ１〜Ｔ６間を図示
の如く選択的に接続するようになっている。

尚、ワイパスイッチ１にあっては、停止モード位置ＯＦ
Ｆ、間欠モード位置ＩＮＴ、ローモード位置ＬＯ及びハ
イモード位置Ｈ１に切換えられたときには、その切換状
態がラッチされるが、ミスト位置ＭＩＳＴへはオフ位置
ＯＦＦにある状態で操作レバーに操作力が加えられた期
間のみ切換えられるようになっており、その操作力が解
除されたときにはオフ位置ＯＦＦへ自動的に復帰するよ
うに構成されている。

２はウオッシャスイッチで、これは、常時においてオフ
位置にあるが、図示しない操作ノブが操作された期間の
みオン位置へ切換えられるようになっている。３は車載
バッテリで、これの両端には電源ライン３ａ、、３ｂが
接続されており、負極側の電源ライン３ｂはグランド端
子に接続されている。また、電源ライン３ａは、ワイパ
スイッチ１の端子Ｔ１に接続されていると共に、図示極
性のダイオード４を介して補助電源ライン３ｃに接続さ
れている。

５は図示しないフロントガラス用ワイパを払拭動作させ
るための車両用負荷たるワイパモータで、これはコモン
端子Ｃ２高速回転端子Ｈ及び低速回転端子りを有し、高
速回転端子Ｈを介して通電されたときに比較的高速で回
転すると共に、低速回転端子りを介して通電されたとき
に比較的低速で回転する。このとき、ワイパモータ５に
あっては、そのコモン端子Ｃが電源ライン３ｂに接続さ
れていると共に、高速回転端子Ｈ及び低速回転端子りが
ワイパスイッチ１の端子Ｔ２及びＴ３に夫々接続されて
いる。

６はワイパに設けられた周知構成の定位置停止スイッチ
で、これはワイパが所定の待機位置にあるときに接点（
ｃ−ｂ）間をオンした検知状態に切換えられると共に、
ワイパが上記待機位置から移動されたときに接点（ｃ−
ａ）間をオンした状態に切換えられる。このとき、定位
置停止スイッチ６にあっては、その後点ａが電源ライン
３ａに接続され、接点すが電源ライン３ｂに接続され、
さらに接点Ｃが信号ライン７に接続されている。

８は自動車において周知構成のウオッシャポンプを駆動
してフロントガラスにウィンドウオツシャ液を噴射する
ためのポンプモータで、これは電源ライン３ａとウオッ
シャ制御回路９の出力端子Ａ１との間に接続されている
。上記ウオッシャ制御回路９は、前記ウオッシャスイッ
チ２がオンされたａ間中に出力端子Ａ！をグランド端子
に接続した状態を保持するようになっており、従ってウ
オッシャスイッチ２がオンされたときには、ポンプモー
タ８に対して電源ライン３ａ及び出力端子ＡＩを介して
通電されるようになる。また、ウオッシャ制御回路９は
、ウオッシャスイッチ２がオンされた場合、そのオン時
点から若干の遅延時間が経過したときに出力端子Ａ２か
ら立上り状パルス信号Ｐａを出力すると同時に、出力端
子Ａ３からハイレベル信号より成るホールド信号Ｓａの
出力を開始するようになっており、このようなホールド
信号Ｓａの出力状態は、前記ウオッシャスイッチ２がオ
フされた後にも所定時間だけ保持するようになっている
。

１０はワイパモータ５に通電するためのｐｎｐ形の第１
のパワートランジスタ、１１はワイパモータ５に発電制
動をかけるためのｎｐｎ形の第２のパワートランジスタ
で、これら各トランジスタ１０．１１のコレクタは、ワ
イパスイッチ１の端子Ｔ４に共通に接続されている。ま
た、第１のパワートランジスタ１０のエミッタは、電流
検出手段たるサンプリング抵抗１２を介して補助電源ラ
イン３Ｃに接続され、第２のパワートランジスタ１１の
エミッタは電源ライン３ｂに接続されている。尚、第２
のパワートランジスタ１１には、そのコレクタ・エミッ
タ間に図示極性のフライホイールダイオード１３が接続
され、ベース・エミッタ間には抵抗１４が接続されてい
る。

１５は第１のパワートランジスタ１０をオンさせるため
の駆動回路で、これは次のような構成となっている。

即ち、駆動回路１５は、入力段に設けられた２個のＯＲ
回路１６．１７、Ｒ−Ｓフリップフロップ１８、ＡＮＤ
回路１９、ｎｐｎ形トランジスタ２０．２個の抵抗２１
．２２を組合わせて構成されている。具体的には、３人
力形のＯＲ回路１６は、各入力端子が前記信号ライン７
、ウオッシャ制御回路９の出力端子Ａ３及び後述するイ
ンターバル制御回路２３の出力端子Ｂ１に接続されてお
り、その出力はＡＮＤ回路１９に与えられる。ＯＲ回路
１７は、その入力端子がウオッシャ制御回路９の出力端
子Ａ２及びインターバル制御回路２３の出力端子Ｂ２に
接続されており、その出力はＲ−Ｓフリップフロップ１
８のリセット入力端子Ｒに与えられる。このときＲ−Ｓ
フリップフロップ１８の出力端子０は、ＡＮＤ回路１つ
の入力端子に接続されており、このＡＮＤ回路１９の出
力端子は抵抗２１を介してトランジスタ２０のベースに
接続されている。そして、トランジスタ２０は、そのコ
レクタが抵抗２２を介して第１のパワートランジスタ１
０のベースに接続されていると共にエミッタが電源ライ
ン３ｂに接続されている。

２４は第２のパワートランジスタ１１をオンさせるため
の制動制御回路で、これは次のように構成されている。

即ち、２５は単安定マルチバイブレータで、これは信号
ライン７にローレベル信号が出力されたときにインバー
タ２６を介してトリガされるようになっている。このと
き、単安定マルチバイブレータ２５の時定数は、第１の
パワートランジスタ１１のオンに応じたワイパモータ５
の発電制動に要する時間より若干長い値に設定されてい
る。２７は単安定マルチバイブレータ２５の出力を一方
の入力端子に受けるＡＮＤ回路で、これの他方の入力端
子には、駆動回路１５内のＡＮＤ回路１９の出力がイン
バータ２８を介して与えられるようになっている。そし
て、斯かるＡＮＤ回路２７の出力端子は、第２のパワー
トランジスタ１１のベースに抵抗２９を介して接続され
ている。

前記インターバル制御回路２３は次のような構成となっ
ている。即ち、インターバル制御回路２３は、前記出力
端子Ｂ１．Ｂ２の他に電源端子ＣＩ＋ｃ２及び入力端子
ＤＩ−Ｄ４を有し、上記電源端子ＣＩ＋Ｃ２に通電され
た状態で動作される。

このとき、電源端子ｃｌ、ｃ２は、ワイパスイッチ１の
端子Ｔ５．Ｔ６間に接続されており、従ってインターバ
ル制御回路２３は、ワイパスイッチ１が間欠モード位置
ＩＮＴへ切換えられた状態で動作されることになる。入
力端子り、、Ｄ２間にはインターバル時間調節用のボリ
ューム２３ａが接続されており、また、入力端子Ｄ３に
は車速セアサ３０から自動車の速度を示す車速信号Ｓｖ
が与えられると共に、入力端子Ｂ４には信号ライン７か
らの信号が与えられるようになっている。

そして、インターバル制御回路２３にあっては、その動
作開始と同時に出力端子Ｂ２から立上り状パルス信号ｐ
ｂを出力すると共に、出力端子Ｂ１からハイレベル信号
より成る駆動信号ｓｂを間欠的に出力する構成となって
いる。このとき、インターバル制御回路２３は、上記駆
動信号ｓｂの出力周期を、ボリューム２３ａの抵抗値及
び車速信号Ｓｖに基づいて変化させる構成となっており
、特に車速信号Ｓｖにより示される自動車の速度が高く
なる程出力周期を早めるようになっている。

尚、インターバル制御回路２３は、各周期毎の駆動信号
ｓｂの出力タイミングを、入力端ｆＤ、に対する人力信
号が立ち下がった時点、つまりワイパが待機位置へ復帰
して定位置停止スイッチ６の接点（ｃ−ｂ）間がオンさ
れた時点からの経過時間により決定するようになってい
る。

さて、３１は第１の保護手段で、これは比較回路３２及
び遅延回路３３により構成されている。

上記比較回路３２は、その周辺回路について図示してい
ないが、サンプリング抵抗１２の両端電圧（つまり第１
のパワートランジスタ１０を通じて流れる負荷電流）が
所定値の設定限度値Ｎ１以上となったときに、出力をハ
イレベル信号に反転させるようになっている。遅延回路
３３は、比較回路３２の出力を受けるようになっており
、ハイレベル信号が出力された状態が所定時間以上継続
したときに初めてそのハイレベル信号を通過させる構成
となっている。そして、斯かる遅延回路３３の出力は、
ＯＲ回路３４を通じて前記Ｒ−Ｓフリップフロップ１８
のセット入力端子Ｓに与えられる。

３５は第２の保護手段で、これは比較回路３６及びＡＮ
Ｄ回路３７により構成されている。上記比較回路３６は
、その周辺回路について図示していないが、第１のパワ
ートランジスタ１０のコレクタ及びエミッタ間の電圧が
所定の設定限度値Ｎ２以上となったときに、出力をハイ
レベル信号に反転させるようになっている。ＡＮＤ回路
３７は、比較回路３６の出力並びに前記駆動回路１５内
のＯＲ回路１６の出力を受けるようになっており、その
出力は、ＯＲ回路３４を通じて前記Ｒ−Ｓフリップフロ
ップ１８のセット入力端子Ｓに与えられる。尚、上記限
度値Ｎ２は、前記第１の保護手段３１の比較回路３２に
設定された限度値Ｎ１より数倍程度大きくなっている。

３８は過電圧保護手段で、これは定電圧ダイオード３つ
、抵抗４０．４１及びｎｐｎ形トランジスタ４２により
構成されている。具体的には、定電圧ダイオード３９は
、そのカソードが補助電源ライン３ｃに接続されている
と共に、アノードが抵抗４０．４１を直列に介して電源
ライン３ｂに接続されている。また、上記抵抗４０．４
１の共通接続点はトランジスタ４２・のベースに接続さ
れており、このトランジスタ４２は、コレクタが駆動回
路１５内のトランジスタ２０のベースに接続されている
と共に、エミッタが電源ライン７に接続されている。

４３は過熱保護手段で、これは第１のパワートランジス
タ１０の温度を検出するように設けられた温度センサた
るサーミスタ４４及び比較回路４５により構成されてい
る。上記サーミスタ４４は、その周辺回路について図示
していないが、その検出温度に応じた電圧信号を発生す
るようになっている。また、比較回路４５も、その周辺
回路について図示していないが、サーミスタ４４による
検出温度が所定の設定温度以上となったときに、出力を
ハイレベル信号に反転させるようになっている。そして
、斯かる比較回路４５の出力は、ＯＲ回路３４を通じて
Ｒ−Ｓフリップフロップ１８のセット入力端子Ｓに与え
られる。

次に、上記構成の作用について説明する。

自動車のイグニッションスイッチがオンされた初期状態
では、電源ライン３ａ、３ｂ間にバッテリ３から給電さ
れるようになり、これに応じて補助電源ライン３ｃにも
ダイオード４を介して給電されるようになる。このとき
、補助電源ライン３Ｃに対する印加電圧が正常範囲にあ
る状態では、過電圧保護手段３８内の定電圧ダイオード
３９がブレークダウンすることはなく、トランジスタ４
２はオフされている。また、ワイパが所定の待機位置に
ある通常の状態では、定位置停止スイッチ６が接点（ｃ
−ｂ）間をオンした状態にある。このような状態からワ
イパスイッチ１或はウオッシャスイッチ２が操作される
のに応じて、以下に述べるような動作が行われる。

（Ｉ）ワイパスイッチ１が間欠モード位置ＩＮＴへ切換
えられたとき・・・・・・ このときには、ワイパスイッチ１の端子Ｔ３゜Ｔ４間及
びＴ５，７６間が接続された状態となる。

このため、インターバル制御回路２３にあっては、端子
Ｔ５，７６間を介して通電されて動作開始されるように
なり、その動作開始と同時に出力端子Ｂ２から立上り状
パルス信号ｐｂを出力すると共に、出力端子Ｂ１から駆
動信号Ｓｂ（ハイレベル信号）を間欠的に出力するよう
になる。すると、パルス信号ｐｂをリセット入力端子Ｒ
に受けたＲ−Ｓフリップフロップ１８がリセットされて
（尚、このフリップフロップ１８は初期化時にもリセッ
トされるようになっている）、そのリセット出力端子０
からハイレベル信号を出力するようになるため、そのハ
イレベル信号を受けたＡＮＤ回路１９がＯＲ回路１６を
通じて与えられる駆動信号Ｓｂの通過を許容するように
なる。この結果、駆動回路１５内のトランジスタ２０が
上記駆動信号Ｓｂによって間欠的にオンされるようにな
り、これに応じて第１のパワートランジスタ１０も間欠
的にオンされる。

具体的には、駆動信号ｓｂにより第１のパワートランジ
スタ１０がオンされたときには、補助電源ライン３ｃか
らサンプリング抵抗１２．第１のパワートランジスタ１
０．ワイパスイッチ１の端子Ｔ４及びＴ３．ワイパモー
タ５の低速回転端子り及びコモン端子Ｃ間を介して電源
ライン３ｂに至る通電路が形成されるため、ワイパモー
タ５が比較的低速で回転されるようになる。これにより
、ワイパによるフロントガラスの払拭動作が開始され、
これに応じて定位置停止スイッチ６が接点（Ｃ−ａ）間
をオンした状態に切換わる。すると、信号ライン７にハ
イレベル信号が出力されるようになり、これがＯＲ回路
１６を介してＡＮＤ回路１つに与えられるようになる。

従って、ＡＮＤ回路１９は、前記駆動信号ｓｂの消失後
においてもハイレベル信号を継続的に出力するようにな
るため、トランジスタ２０．パワートランジスタ１０が
オンされたままとなり、ワイパモータ５への通電が継続
される。このような通電継続によりワイパが待機位置ま
で復帰し、以て定位置停止スイッチ６が接点（ｃ−ｂ）
間オン状態に戻ると、信号ライン７の出力がローレベル
信号に反転するためＡＮＤ回路１つの出力もローレベル
信号に反転するようになり、この結果トランジスタ２０
．第１のパワートランジスタ１０が順次オフされ、ワイ
パモータ５が断電される。

上記のように第１のパワートランジスタ１０がオフした
場合、制動制御回路２４にあっては、次のように動作す
る。即ち、信号ライン７の出力がローレベル信号に反転
するのに応じて、インバータ２６を介してトリガされた
単安定マルチバイブレーク２５が一定時間だけハイレベ
ル信号を出力し、そのハイレベル信号をＡＮＤ回路２７
の一方の入力端子に与える。このＡＮＤ回路２７の他方
の入力端子には、駆動回路１５内のＡＮＤ回路１つの出
力（この場合ローレベル信号）がインバータ２８により
反転されて与えられている。従って、ＡＮＤ回路２７は
ハイレベル信号を出力するようになり、これに応じて第
２のパワートランジスタ１１をオンさせる。すると、ワ
イパモータ５の低速回転端子り及びコモン端子Ｃ間が、
ワイパスイッチ１の端子Ｔ３及びＴ４．第２のパワート
ランジスタ１１を介して短絡されるようになり、これに
よりワイパモータ５に発電制動がかけられてワイパが待
機位置に確実に停止されるようになる。

また、このときには、第１のパワートランジスタ１０の
オフに伴うサージ電圧が上記第２のパワートランジスタ
１１のオンにより吸収されるようなるから、その第１の
パワートランジスタ１ｏの電圧破壊が防止されるように
なる。

定位置停止スイッチ６が接点（ｃ−ｂ）間オン状態に復
帰した場合、インターバル制御回路２３にあっては、そ
の入力端子Ｄムに対する人力信号が立ち下がるため、そ
の立ち下がり時点からの所定時間が経過したときに次の
駆動信号ｓｂを出力するようになり、従って、これ以降
は、駆動信号ｓｂが間欠的に出力されることにより、前
述したようなワイパモータ５の通断電に応じたワイパの
払拭動作及び待機位置への停止動作が繰返し行われるも
のであり、以てワイパの間欠払拭動作が行われる。尚、
この場合の間欠払拭動作の周期は、ボリューム２３ａに
より駆動信号ｓｂの出力周期を変えることより調節可能
であり、また、車速センサ３０からの車速信号Ｓｖによ
り示される自動車の速度が早い状態時程早くなる。また
、制動制御回路２４にあっては、ＡＮＤ回路１９からハ
イレベル信号が出力された状態、つまり第１のパワート
ランジスタ１０がオンされた状態において、上記ハイレ
ベル信号をインバータ２８を介して受けたＡＮＤ回路２
７がローレベル信号を出力して第２のパワートランジス
タ１１をオフ状態に保持するようになり、これにより第
１のパワートランジスタ１０のオン状態において第２の
パワートランジスタ１１の不用意なオンによる電源短絡
事故の発生を未然に防止するようになる。

そして、ワイパの払拭動作が行われている期間、つまり
定位置停止スイッチ６が接点（ｃ−ａ）間をオンしてい
る期間にワイパスイッチ１が停止モード位置ＯＦＦへ切
換えられたときには、インターバル制御回路２３が動作
停止されるが、上記接点（Ｃ−ａ）間のオンに応じて信
号ライン７へ出力されるハイレベル信号により第１のパ
ワートランジスタ１０が前述同様にオン状態に保持され
、以てワイパモータ５への通電が継続される。この後、
定位置停止スイッチ６が接点（ｃ−ｂ）間オン状態に復
帰したときには、第２のパワートランジスタ１１が前述
同様にオンされるようになる。

この場合、ワイパスイッチ１は、オフモード位置ＯＦＦ
に切換えられたときにも、その端子Ｔ３゜Ｔ４間が接続
された状態となるから、上記第２のパワートランジスタ
１１のオンに応じてワイパモータ５に発電制動がかけら
れ、以てワイパが待機位置に確実に停止される。尚、ワ
イパが待機位置にある期間、つまり定位置停止スイッチ
６が接点（ｃ−ｂ）間をオンしている期間にワイパスイ
ッチ１が停止モード位置ＯＦＦへ切換えられたときには
、そのままインターバル制御回路２３が動作停止されて
初期状態に戻る。

（ＩＩ）ワイパスイッチ１がローモード位置ＬＯへ切換
えられたとき・・・・・・ このときには、ワイパスイッチ１の端子Ｔｌ。

Ｔ３間が接続された状態となるため、電源ライン３ａか
ら上記端子Ｔ１及びＴ３．ワイパモータ５の低速回転端
子り及びコモン端子Ｃ間を介して電源ライン３ｂに至る
通電路が形成されるようになり、これによりワイパモー
タ５が比較的低速で回転されてワイパの低速払拭動作が
行われる。この後、ワイパが払拭動作を行っているとき
にワイパスイッチ１が停止モード位置ＯＦＦへ戻された
場合には、定位置停止スイッチ６の接点（ｃ−ａ）間が
オンされていることに伴い第１のパワートランジスタ１
０が前述同様にオン状態に保持され、以てワイパモータ
５への通電が継続される。そして、定位置停止スイッチ
６が接点（ｃ−ｂ）間オン状態に復帰したときには、前
述同様に第２のパワートランジスタ１１のオンに応じて
ワイパモータ５に発電制動がかけらり、以てワイパが待
機位置に確実に停止される。

（ＩＩＩ）ワイパスイッチ１がハイモード位ｉＨＩへ切
換えられたとき・・・・・・ このときには、ワイパスイッチ１の端子ＴＩＴ２間が接
続された状態となるため、電源ライン３ａから上記端子
Ｔ１及びＴ２．　ワイパモータ５の高速回転端子Ｈ及び
コモン端子Ｃ間を介して電源ライン３ｂに至る通電路が
形成されるようになり、これによりワイパモータ５が比
較的高速で回転されてワイパの高速払拭動作が行われる
。この後、ワイパスイッチ１が停止モード位置ＯＦＦへ
戻された場合には、前記（ＩＩ）の場合と同様にワイパ
が待機位置へ移動するまでの間だけワイパモ−夕５への
通電が継続された後に、ワイパモータ５に発電制動がか
けられてワイパが待機位置に確実に停止される。

（ＩＶ）ワイパスイッチ１がミストモード位置ＭＩＳＴ
へ切換えられたとき・・・・・・このようなミストモー
ド位置ＭＩＳＴへの切換操作は、短時間だけ行われるも
のであり、このときには、ワイパスイッチ１の端子Ｔｌ
、Ｔ３間が短時間だけ接続されることになる。、このた
め、ワイパモータ５に対する通断電が前記（ＩＩ）の場
合と同様に行われるものであり、これによりラインくの
低速払拭動作が１回（ミストモード位置ＭＩＳＴへの切
換操作が継続された場合には２回以上となることもある
）行われる共に、その低速払拭動作が終了したときにワ
イパが待機位置へ確実に停止される。

（Ｖ）ウオッシャスイッチ２がオン操作されたとき・・
・・・・ この場合には、ウオッシャ制御回路９が、ウオッシャス
イッチ２のオン期間中出力端子Ａ１をグランド端子に接
続した状態を保持するため、ポンプモータ８に対して電
源ライン３ａから通電されるようになり、これにより図
示しないウオ・ソシャボンプが駆動されてフロントガラ
スにウィンドウオツシャ液が噴射されるようになる。ま
た、ウオッシャ制御回路９は、ウオッシャスイッチ２の
オン時点から若干の遅延時間が経過したときに出力端子
Ａ２から立上り状パルス信号Ｐａを出力すると同時に、
出力端子Ａ３からホールド信号Ｓａ（ハイレベル信号）
の出力を開始するようになる。

このため、パルス信号ＳａによりＲ−Ｓフリップフロッ
プ１８がリセットされると共に、ホールド信号ＳａがＡ
ＮＤ回路１つを通過してトランジスタ２０がオンされ、
これに伴い第１のパワートランジスタ１０がオンされる
。このとき、停止モード位置ＯＦＦにあるワイパスイッ
チ１は端子Ｔ３゜７４間を接続した状態にあるから、ワ
イパモータ５に上記第１のパワートランジスタ１０．端
子Ｔ３、Ｔ４などを介して通電されるようになり、これ
に応じてワイパの払拭動作がウオッシャポンプの駆動開
始に若干遅れて連動した状態で開始される。

この後、ウオッシャスイッチ２のオン操作が解除された
ときにはポンプモータ８が断電されてウィンドウオツシ
ャ液の噴射が停止されるが、ホールド信号Ｓａの出力状
態は所定時間だけ保持される。このため、第１のパワー
トランジスタ１０は、ウオッシャスイッチ２のオン操作
が解除された後においても所定時間だけオン状態に保持
され、これによりウィンドウオツシャ液の噴射停止後に
おいてもワイパが複数回だけ払拭動作を行うようになる
。尚、この場合においても、ワイパが待機位置に停止す
るときには前述同様に制動制御回路２４による制動が行
われることは勿論である。

以上のようにして、ワイパモータ５及びポンプモータ８
を選択的に駆動させ得るものであるが、以下においては
、第１のパワートランジスタ１０を破壊から保護する機
能について説明する。

即ち、ワイパモータ５の通電路が第１のパワートランジ
スタ１０により形成された状態において、そのワイパモ
ータ５の電源側端子（低速回転端子り或は高速回転端子
Ｈ）がアースに落ちるなどのデッドショートが発生した
場合において、その接触抵抗が比較的小さいときには、
極端に大きな負荷電流が流れる。このようなときには、
第１のパワートランジスタ１０のエミッタとコレクタと
の間の電圧が大幅に増加して第２の保護手段３５内の比
較回路３６に設定された限度値Ｎ２を越えるようになる
ため、その比較回路３６の出力が７＼イレベル信号に反
転するようになり、そのノ＼イレベル信号はＡＮＤ回路
３７に人力される。このとき、第１のパワートランジス
タ１０がオンされた状態ではＯＲ回路１６からハイレベ
ル信号が出力されていて、これがＡＮＤ回路３７の他方
の入力端子に与えられているから、そのＡＮＤ回路３７
はハイレベル信号を出力するようになる。すると、上記
ハイレベル信号をセット端子Ｓに受けたＲ−Ｓフリップ
フロップ１８がそのリセット出力端子０からローレベル
信号を出力した状態に反転するため、ＡＮＤ回路１９の
出力がローレベル信号に反転し、これに応じてトランジ
スタ２０．第１のパワートランジスタ１０が順次オフさ
れる。つまり、第１のパワートランジスタ１０に極端に
大きな負荷電流が流れたときには、第２の保護手段３５
が第１のパワートランジスタ１０を直ちに強制オフする
と共にそのオフ状態を保持するものであり、以て第１の
パワートランジスタ１０に大電流が流れたときの過負荷
保護が確実に行われる。

また、上記のようなデッドショート発生時においてその
接触抵抗が比較的大きい場合、或はワイパモータ５に突
入電流が流れ若しくはワイパモータ５がロックした場合
などには、第１のパワートランジスタ１０にサンプリン
グ抵抗１１などを介して比較的大きな負荷電流が継続的
に流れる。このようなときには、第１のパワートランジ
スタ１０のエミッタとコレクタとの間の電圧が大幅に増
加することはないが、サンプリング抵抗１２の両端電圧
が第１の保護手段３１内の比較回路３２に設定された限
度値Ｎｌを越えるようになるため、その比較回路３１の
出力がハイレベル信号に反転する。そして、このように
ハイレベル信号が出力された状態が所定時間以上継続し
たときには、遅延回路３３がそのハイレベル信号を通過
させるようになるため、これに応じてＲ−Ｓフリップフ
ロップ１８がセットされるようになり、従ってこの場合
にも、前述同様にトランジスタ２０．第１のパワートラ
ンジスタ１ｏの強制的にオフされるようになり、以て第
１のパワートランジスタ１ｏが継続的に流れる過電流に
より破壊される事態が防止されるようになる。つまり、
第１の保護手段３１は１．第１のパワートランジスタ１
ｏに比較的大きな負荷電流が流れた場合に、そのパワー
トランジスタ１０を直ちにオフさせることはなく、その
過負荷状態が遅延回路３３に設定された遅延時間経過し
たときに初めてオフさせるものであり、従ってパワート
ランジスタ１ｏが突入電流、ロック電流などにより不必
要にオフされてしまうことがなくなるものである。

以上要するに、デッドショートに起因した大負荷電流が
流れた状態と、突入電流、ロック電流などにより一時的
或は継続的に小規模の過負荷負荷電流が流れた状態とを
、サンプリング抵抗１２の両端電圧とパワートランジス
タ１０のコレクタ及びエミッタ間の電圧に基づいて適確
に区別して判断できるものであり、これによりパワート
ランジスタ１０の過電流保護動作を常に適切に行い得る
ものである。

一方、ワイパモータ５の通電路が第１のパワートランジ
スタ１０により形成された状態において、補助電源ライ
ン３ｃに所定レベル以上の電圧が印加されたときには、
過電圧保護手段３８内において定電圧ダイオード３９が
ブレークダウンし、これに応じてトランジスタ４２がオ
ンされる。すると、駆動回路１５内のトランジスタ２０
がオフされて、第１のパワートランジスタ１０が強制的
にオフされるようになり、これにより過電圧に起因した
第１のパワートランジスタ１０の破壊が防止される。

さらに、第１のパワートランジスタ１０の温度が熱暴走
などにより異常に上昇したときには、過熱保護手段４３
において、サーミスタ４４による検出温度が設定温度以
上となって比較回路４５の出力がハイレベル信号に反転
する。すると、この場合にもＲ−Ｓフリップフロップ１
８がセットされるため、前述同様に、第１のパワートラ
ンジスタ１０の強制的なオフ状態が保持されるようにな
り、以て第１のパワートランジスタ１０の熱暴走に起因
した破壊が防止されるようになる。

尚、上記第１の実施例では、第２の保護手段３５により
第１のパワートランジスタ１０のコレクタとエミッタと
間の電圧を検出する構成としたが、本発明の第２の実施
例を示す第２図のように、第２の保護手段３５によって
第１のパワートランジスタ１０のコレクタとベースと間
の電圧を検出する構成としても同様の作用効果を奏する
ものである。

また、上記各実施例では、第１のパワートランジスタ１
０をｐｎｐ形のものとしたが、これをｎｐｎ形のものに
より構成しても良いことは勿論である。但し、この場合
には、第２のパヮートランジスタ１１をｐｎｐ形にする
と共に、駆動回路１５．制動制御回路２４の構成に変更
を加える必要がある。

［発明の効果］ 本発明によれば以上説明したように、負荷の通断電に無
接点スイッチング素子であるパワートランジスタを利用
することによって、接触及び寿命に対する信頼性向上を
実現できるものであり、特に、負荷電流の検出を行うた
めに、電流検出手段の他にパワートランジスタのコレク
タ及びエミッタ間の電圧若しくはコレクタ及びベース間
の電圧を利用する構成としたから、過負荷電流の規模を
適確に区別でき、以てパワートランジスタの過電流保護
動作を常に適切に行うことができるという優れた効果を
奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す回路構成図、第２
図は本発明の第２の実施例を示す部分回路構成図である
。 図中、１はワイパスイッチ、２はウオッシャスイッチ、
５はワイパモータ（車両用負荷）、６は定位置停止スイ
ッチ、７は信号ライン、８はポンプモータ、９はウオッ
シャ制御回路、１０は第１のパワートランジスタ、１２
はサンプリング抵抗（電流検出手段）、１５は駆動回路
、２３はインターバル制御回路、２４は制動制御回路、
３１は第１の保護手段、３３は遅延回路、３５は第２の
保護手段、３８過電圧保護手段、４３は過熱保護手段、
４４はサーミスタ（温度センサ）を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、車両用負荷に対する通断電をパワートランジスタに
   より行うようにした車両用負荷制御装置において、前記
   パワートランジスタに流れる負荷電流を検出する電流検
   出手段と、この電流検出手段による検出負荷電流が所定
   値以上ある状態が所定の遅延時間継続したときに前記パ
   ワートランジスタをオフさせる第１の保護手段と、前記
   パワートランジスタのコレクタ及びエミッタ間の電圧若
   しくはコレクタ及びベース間の電圧を検出するように設
   けられその検出電圧が所定値以上となったときにパワー
   トランジスタをオフさせる第２の保護手段とを備えたこ
   とを特徴とする車両用負荷制御装置の保護回路。 ２、電源電圧が所定の限度レベル以上となったときにパ
   ワートランジスタをオフさせる過電圧保護手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の車両用負荷制御装置の
   保護回路。 ３、パワートランジスタの温度を検出する温度センサと
   、この温度センサによる検出温度が所定値以上になった
   ときに前記パワートランジスタをオフさせる過熱保護手
   段とを備えたことを特徴とする請求項１または２記載の
   車両用負荷制御装置の保護回路。