JPH05135684A - 電装品の過電流保護装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】バッテリ３１からの電力は、イグニッションス
イッチ３２を通り、ライン６０から入力端子６１を経
て、アンチロック制御を担当する制御ユニット２６に供
給されている。この制御ユニット２６の内部の電源ライ
ンには、ヒューズ６２が介挿されている。このヒューズ
６２は、制御ユニット２６の内部の部品のショートモー
ドの故障が発生したときに流れる電流により溶断する。 【効果】制御ユニット２６の内部の部品にショートモー
ドの故障が生じたときには、ヒューズ６２が溶断するか
ら、他の部品に過電流が印加されることを防ぐことがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車輪がロック状態とな
ることを防止するいわゆるアンチロック・ブレーキ・シ
ステムに用いられる制御ユニットなどで好適に用いられ
る電装品の過電流保護装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】濡れた路面や雪道で急ブレーキをかける
と、車輪の回転が停止してロック状態に至る。このよう
に車輪がロック状態となると、制動距離が増大するばか
りでなく、タイヤの横方向へのグリップ力（以下「コー
ナリングフォース」という。）が失われて操舵不能に陥
り、極めて危険な状態となる。さらに、コーナリングフ
ォースが失われることで、車両が不安定になり、車両が
尻振りを起こして、スピンしそうになる場合もある。

【０００３】そこで、従来から、ブレーキペダルを強く
踏み込んで急制動操作を行った場合でも、車輪がロック
状態となることを防ぐために、いわゆるアンチロック・
ブレーキ・システム（以下「ＡＢＳ」という。）が車両
に搭載されて用いられている。ＡＢＳでは、実際の車両
の速さである車体速度と、車輪の回転に対応した車両の
速さである車輪速度とを検出し、下記第(1) 式で定義さ
れるスリップ率が、所定の制御目標値に近づくように各
車輪のブレーキ圧力を制御するようにしている。

【０００４】

【数１】

【０００５】すなわち、タイヤと路面との間の摩擦係数
が最大となるのは、スリップ率が１００％のとき（車輪
速度が０の完全ロック状態）ではなく、スリップ率が２
０％のあたりであることが知られている。一方、コーナ
リングフォースは、スリップ率の増大に伴って減少し、
１００％では０になる。そこで、ＡＢＳでは、急制動操
作時には、タイヤと路面との間の摩擦係数が最大となる
ように、スリップ率を２０％あたりにすることを目標
に、ブレーキ圧力が制御される。

【０００６】このようなアンチロック制御により、運転
者の運転技術によらずに、制動距離を最短にするととも
に車両の安定性および操舵性を確保した理想的なブレー
キングが実現される。ブレーキ圧力の制御は、ブレーキ
ペダルに接続したマスタシリンダからの液圧を液圧ユニ
ットで制御するようにして行われる。液圧ユニットに
は、前後の各車輪に対応したソレノイドバルブが設けら
れており、このソレノイドバルブが制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）により駆動されて、各車輪のブレーキに伝達される
液圧が制御される。

【０００７】図３は、ソレノイドバルブの制御に関連す
る制御ユニット（ＥＣＵ）の内部構成を示すブロック図
である。バッテリ１からの電圧Ｖ_IG（たとえば１４Ｖ）
は、制御ユニット２内の定電圧発生回路３に与えられ
る。この定電圧発生回路３は、制御ユニット２内のマイ
クロコンピュータ４などの動作電圧となる電源電圧Ｖcc
（たとえば５Ｖ）を作成するものである。この定電圧発
生回路３が出力する電圧Ｖccは、電圧監視回路５で監視
されている。

【０００８】マイクロコンピュータ４は、所定のプログ
ラムに従って負荷駆動回路６を制御し、上記の液圧ユニ
ット内のソレノイドバルブ７を駆動する。このソレノイ
ドバルブ７には、バッテリ電圧Ｖ_IGがフェイルセーフリ
レー８を介して与えられている。このフェイルセーフリ
レー８は、マイクロコンピュータ４により制御される負
荷電源スイッチ駆動回路９により駆動される。すなわ
ち、アンチロック制御を行うときにはリレー８は閉成さ
れてソレノイドバルブ７にバッテリ１からの電力が供給
され、またＥＣＵの自己診断により通常ブレーキに戻す
フェイルセーフが働いているときにはリレー８は開成さ
れ、負荷駆動回路６の動作によらずにソレノイドバルブ
７は駆動されない。

【０００９】負荷電源スイッチ駆動回路９はまた、上述
の電圧監視回路５からの制御信号も与えられている。こ
の電圧監視回路５は、定電圧発生回路３の出力電圧Ｖcc
が所定値以上（たとえば７Ｖ以上）となったときには、
フェイルセーフリレー８を開成させるための制御信号を
負荷電源スイッチ駆動回路９に与える。すなわち、電源
電圧Ｖccが異常に高くなると、マイクロコンピュータ４
が暴走状態となる可能性がある。このような暴走状態の
マイクロコンピュータ４がソレノイドバルブ７の制御を
行うと、たとえばマスタシリンダからの液圧が過度に減
少させられたりするおそれがあり、必要なブレーキ圧力
が得られないなどの事態を招き、人命に係わることにも
なりかねない。そこで、定電圧発生回路３の出力電圧Ｖ
ccが異常な値をとるときには、フェイルセーフリレー８
を開成させてソレノイドバルブ７への電力の供給を強制
的に遮断し、マイクロコンピュータ４の動作状態に依ら
ずにアンチロック制御を中止させることとしているので
ある。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な構成では、たとえば定電圧発生回路３内の電源ライン
に介挿されたトランジスタの短絡などのショートモード
の故障が生じ、このためバッテリ１からの大電流がライ
ン１０に導出された場合には、制御ユニット２内の構成
部品の保護が不十分になる。すなわち、このような場合
には、電圧監視回路５の働きによりソレノイドバルブ７
への電力の供給は停止されてアンチロック制御は中止さ
れるのであるが、マイクロコンピュータ４やその他の回
路部分には過電流が流れる状態となる。このため、制御
ユニット２内の集積回路のラッチアップ現象が生じた
り、タンタル電界コンデンサのショートモードの故障な
どの二次的な故障が発生し、回路部品が発熱して焼損す
るおそれがある。

【００１１】そこで、本発明の目的は、上述の技術的課
題を解決し、簡単な構成で電装品を過電流から保護する
ことができる電装品の過電流保護装置を提供することで
ある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの請求項１記載の電装品の過電流保護装置は、電装品
の内部の電源ラインに、電装品の内部の部品のショート
モードの故障に伴う電流により溶断するヒューズを介挿
したことを特徴とするものである。上記ヒューズは、抵
抗器で構成したり，プリント配線基板上の導体パターン
で構成したりすることができる。

【００１３】請求項４記載の電装品の過電流保護装置
は、上記ヒューズが溶断したときに、これに応答して当
該電装品を含むシステムをフェールセーフ状態にする手
段をさらに含むことを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記の構成によれば、電装品の内部の部品にシ
ョートモードの故障が生じたときには、電源ラインに介
挿されたヒューズが溶断して、電流の供給が遮断される
から、過電流のために、電装品の内部の部品に二次的な
故障が生じることを防ぐことができる。

【００１５】また、ヒューズが溶断したときに、これに
応答して当該電装品を含むシステムをフェールセーフ状
態とすることとすれば、不所望な動作を確実に防止する
ことができる。

【００１６】

【実施例】以下では、本発明の実施例を、添付図面を参
照して詳細に説明する。図２は本発明の一実施例の電装
品の過電流保護装置が適用されるアンチロック・ブレー
キ・システム（以下「ＡＢＳ」という。）の概要を示す
概念図である。ＡＢＳは、各車輪に設けた車輪速センサ
２１の出力に基づき、各車輪のブレーキ２２のブレーキ
圧力を電子的に制御することによって、急制動操作時に
おける車輪のロック状態を回避し、最適なスリップ率を
実現する装置である。すなわち、ブレーキペダル２３を
強く踏み込むと、マスタシリンダ２４からの液圧は、液
圧ユニット２５で制御されて各車輪のブレーキ２２に伝
達される。この液圧ユニット２５内には、各車輪ごとの
液圧を個別に制御するためのチャンネルが４個設けられ
ており、各チャンネルに対応して液圧を制御するソレノ
イドバルブが少なくとも１個ずつ設けられている。この
ソレノイドバルブの駆動制御が、車輪速センサ２１の出
力をモニタしている制御ユニット（ＥＣＵ）２６により
行われることになる。２７は、ソレノイドバルブへの印
加電圧の低下などのために、アンチロック制御を行うこ
とができなくなったときに、このことを運転者に通知す
るためのウォーニングランプである。

【００１７】図１はソレノイドバルブの駆動に関連する
電気的構成を示すブロック図である。バッテリ３１から
の電力は、イグニッションスイッチ３２を介して制御ユ
ニット２６に供給されているとともに、液圧ユニット２
５内のソレノイドバルブ３３への給電を制御するフェイ
ルセーフリレー３４のリレーコイル３４ｂに与えられて
いる。リレー３４は、ライン３５からライン３６を介し
て与えられるバッテリ３１からの電力をスイッチングす
る。また、イグニッションスイッチ３２を介した電力
は、上記のウォーニングランプ２７に与えられている。

【００１８】さらに、バッテリ３１からの電力は、ライ
ン３５からリレー３９の接点３９ａを通って、液圧ユニ
ット２５内のモータ４０に供給されている。このモータ
４０は、液圧の制御のために液圧ユニット２５内で生じ
た余剰液をマスタシリンダ２４に還元するポンプ（図示
せず。）を駆動するものである。なお、リレー３９のリ
レーコイル３９ｂには、リレー３４の接点３４ａを介し
たバッテリ３１からの電力が供給されている。

【００１９】４１は、ブレーキペダルの操作により導通
するスイッチ４２を介する電力が与えられて点灯するス
トップランプである。ブレーキペダル２３の操作状態
は、ライン４３を介して制御ユニット２６において監視
されている。ウォーニングランプ２７は、制御ユニット
２６がライン４４を接地させることで点灯する。また、
リレー３４の接点３４ａが接地側に接続されたときに
は、ライン４５からダイオード４６を介して電流が流
れ、このときにもウォーニングランプが点灯することに
なる。制御ユニット２６は、イグニッションスイッチ３
２が導通状態となった直後の期間には、リレーコイル３
４ｂを消磁して、接点３４ａを接地側に接続させ、ウォ
ーニングランプ２７を点灯させる。その後、リレーコイ
ル３４ｂを励磁する。これにより、ソレノイドバルブ３
３およびリレーコイル３９ｂへの電力の供給が可能な状
態となる。そして、図外の発電機による発電が開始され
たときに、このことを表す信号ＡＬＴ−Ｌが与えられる
と、ウォーニングランプ２７が消灯される。

【００２０】制御ユニット２６は、内部にマイクロコン
ピュータ５１を有し、ソレノイドバルブ３３を駆動する
ための負荷駆動回路５２と、フェイルセーフリレー３４
のリレーコイル３４ｂを励磁／消磁するための負荷電源
スイッチ駆動回路５３とを備えている。マイクロコンピ
ュータ５１への動作電圧Ｖccは、定電圧発生回路５４で
作成される。この定電圧発生回路５４の出力電圧は、電
圧監視回路５５で監視されており、この電圧監視回路５
５は、定電圧発生回路５４の出力電圧が異常上昇したと
きに、フェイルセーフリレー３４を開成させるための制
御信号を負荷電源スイッチ回路５３に与える。

【００２１】定電圧発生回路５４には、イグニッション
スイッチ３２を介し、さらにライン６０を介したバッテ
リ電圧Ｖ_IGが、電源端子６１から与えられている。そし
て、制御ユニット２６において、電源端子６１と、定電
圧発生回路５４との間の電源ラインには、ヒューズ６２
が設けられている。このヒューズ６２は、大電流が流れ
たときに、電源端子６１と定電圧発生回路５４との間を
遮断するものである。

【００２２】ヒューズ６２は、たとえば、ヒューズ抵抗
器や、制御ユニット２６内のプリント配線基板上に細く
形成した導体パターンにより構成することができる。ヒ
ューズ抵抗器とは、大電流が流れたときに溶断する抵抗
器であり、このような抵抗器をたとえば定電圧発生回路
５４内の電源ラインに介挿される抵抗器として使用する
ことにより、制御ユニット２６内の部品に過電流が流れ
ることを防止できる。また、プリント配線基板上に細く
形成した導体パターンでは、大電流が流れたことにより
発熱して溶断させることができ、ライン６０からの電流
を遮断できる。この場合、ヒューズ部分の導体パターン
にはレジストを塗布しないことが、ヒューズ機能を向上
させるうえで好ましい。

【００２３】たとえば、定電圧発生回路５４の内部の電
源ラインに介挿したトランジスタにショートモードの故
障が発生した場合のように、電源端子６１を通ってバッ
テリ３１からの大電流が制御ユニット２６内に流れ込
み、さらに定電圧発生回路５４からライン６５に大電流
が導出される場合には、ヒューズ６２が溶断して、速や
かに電流が遮断される。これにより、制御ユニット内の
集積回路でラッチアップが生じたり、コンデンサが発熱
・焼損したりすることを防ぐことができる。

【００２４】このようにして、本実施例の構成では、シ
ョートモードの故障が生じたときでも、制御ユニット２
６内の部品を過電流から有効に保護することができ、二
次的故障を防止できる。また、ヒューズ６２の溶断によ
り、マイクロコンピュータ５１などへの電力の供給が停
止されるので、制御ユニット２６の誤動作を確実に防止
することができる。しかも、この場合には、負荷駆動回
路５２はソレノイドバルブ３３を駆動せず、またフェイ
ルセーフリレー３４のリレーコイル３４ｂは消磁されて
接点３４ａが接地側に接続されるから、ソレノイドバル
ブ３３への電力の供給も遮断されるので、ソレノイドバ
ルブ３３の駆動による液圧の制御が禁止される。このよ
うにして、ショートモードの故障のためにヒューズ６２
が溶断したときには、制御ユニット２６はいわばフェー
ルセーフモードになるから、ソレノイドバルブ３３の誤
動作が確実に防がれ、ブレーキ操作にも拘わらず制動動
作が行われないなどという事態を確実に防止できる。こ
のようにして、安全性が確保されることになる。

【００２５】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではない。たとえば、上記の実施例では、ＡＢＳに
用いられる制御ユニットに適用される場合を例に採った
が、本発明の電装品の過電流保護装置は、内部に過電流
により発熱などの不具合が生じるおそれがある部品が含
まれている電装品に対して広く適用することができるも
のである。その他、本発明の要旨を変更しない範囲で種
々の設計変更を施すことが可能である。

【００２６】

【発明の効果】以上のように本発明の電装品の過電流保
護装置によれば、電装品の内部の部品にショートモード
の故障が生じたときには、電源ラインに介挿されたヒュ
ーズが溶断して、電流の供給が遮断されるから、電装品
の内部の部品の二次的な故障を、極めて簡単な構成で有
効に防止することができる。

【００２７】また、ヒューズが溶断したときに、これに
応答して当該電装品を含むシステムをフェールセーフ状
態とすることとすれば、不所望な動作を確実に防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の電装品の過電流保護装置を
適用したアンチロック・ブレーキ・システムの電気的構
成を示すブロック図である。

【図２】アンチロック・ブレーキ・システムの概要を示
す概念図である。

【図３】従来技術の電気的構成を示すブロック図であ
る。

【符号の説明】

２６ 制御ユニット ３１ バッテリ ３３ ソレノイド ５１ マイクロコンピュータ ５２ 負荷駆動回路 ５３ 負荷電源スイッチ回路 ５４ 定電圧発生回路 ５５ 電圧監視回路 ６２ ヒューズ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電装品の内部の電源ラインに、電装品の内
   部の部品のショートモードの故障に伴う電流により溶断
   するヒューズを介挿したことを特徴とする電装品の過電
   流保護装置。
2. 【請求項２】上記ヒューズが抵抗器で構成されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の電装品の過電流保護装
   置。
3. 【請求項３】上記ヒューズがプリント配線基板上の導体
   パターンで構成されていることを特徴とする請求項１記
   載の電装品の過電流保護装置。
4. 【請求項４】上記ヒューズが溶断したときに、これに応
   答して当該電装品を含むシステムをフェールセーフ状態
   にする手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載
   の電装品の過電流保護装置。