JPH05333063A - 車両用過電流検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 正転・逆転を繰り返すモータ等電気アクチュ
エータの過電流、及びワイヤハーネス上での短絡事故等
により生じる過電流を確実に検出し得る車両用過電流検
出装置を提供する。 【構成】 モータＭの正極側電源線に過電流が流れる
と、正極側シャント抵抗ＳＲ１の電圧に応じて正極側過
電流検出回路５がその過電流を検出する。モータＭの負
極側電源線に過電流が流れた場合、負極側シャント抵抗
ＳＲ２の電圧に応じて負極側過電流検出回路６がその過
電流を検出する。それらの過電流検出信号はＣＰＵ２０
に送られる。ＣＰＵ２０は、過電流の検出データを入力
すると、そのデータを時間的に平均化処理し、その平均
化されたデータに応じて過電流発生の有無を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、ステアリング
コラム部のチルト機構駆動用モータ、テレスコピック機
構駆動用モータ等、自動車に搭載された電気アクチュエ
ータの過電流を検出する車両用過電流検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車においては、車両各部に設
けられた調整機構の自動化が促進され、例えば、シート
位置調整機構、ステアリングコラム部のチルト角調整機
構、テレスコピック調整機構、ミラー調整機構等が車両
に設けられ、それらの調整機構を自動調整するために、
モータ等の電気アクチュエータが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらの調整機構用の
駆動モータは、正転・逆転を繰り返すように駆動され、
また、その駆動電流が複雑に入り組んだワイヤハーネス
を介して供給されるため、従来の一般的な過電流検出回
路では、モータロック時等に発生する過電流、或はワイ
ヤハーネス上の短絡事故等により生じる過電流のみを、
確実に検出することができない問題があった。

【０００４】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、正転・逆転を繰り返すモータ等電気アクチュエータ
の過電流、及びワイヤハーネス上での短絡事故等により
生じる過電流を確実に検出し得る車両用過電流検出装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の車両用過電流検出装置は、図１に示すよう
に、電気アクチェエータの電源供給線における正極側に
直列接続される正極側シャント抵抗と、電源供給線の負
極側に直列接続される負極側シャント抵抗と、正極側シ
ャント抵抗に流れる過電流を検出する正極側過電流検出
回路と、負極側シャント抵抗に流れる過電流を検出する
負極側過電流検出回路と、正極側過電流検出回路と負極
側過電流検出回路から出力される検出信号を入力しその
検出信号データを時間的に平均化処理して過電流の発生
を判定する過電流判定手段と、を備えたことを要旨とす
る。

【０００６】

【作用・効果】このように構成された過電流検出装置で
は、電気アクチュエータの正極側電源線に過電流が流れ
ると、正極側シャント抵抗の電圧に応じて正極側過電流
検出回路がその過電流を検出し、検出信号を過電流判定
手段に送る。一方、電気アクチュエータの負極側電源線
に過電流が流れた場合、負極側シャント抵抗の電圧に応
じて負極側過電流検出回路がその過電流を検出し、検出
信号を過電流判定手段に送る。過電流判定手段は、過電
流の検出信号データを入力すると、そのデータを時間的
に平均化処理し、その平均化されたデータに応じて過電
流発生の有無が判定される。

【０００７】このように、電気アクチュエータの電源供
給線に正極側シャント抵抗、負極側シャント抵抗が接続
され、各々のシャント抵抗から正極側過電流検出回路と
負極側過電流検出回路により過電流を検出するため、極
性を切換えて正転・逆転を繰り返すモータ等の電気アク
チュエータであっても、過電流を確実に検出することが
でき、また、電気アクチュエータの電源線における正極
側、負極側どちらで短絡事故が発生した場合でも、その
過電流を確実に検出することができる。さらに、過電流
の検出データを時間的に平均化処理して過電流の発生を
判定するため、モータ起動時等に発生する一時的な大電
流を、過電流として誤検出することは防止される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【０００９】図２は、例えばステアリングコラム部のチ
ルト調整機構に使用される直流モータＭを駆動する回
路、及び、そのモータＭの電源供給線の過電流を検出・
判定する回路を示している。これらの検出回路は、例え
ば自動車のインストルメントパネルに設けられるメータ
コントローラ内に設置される。

【００１０】モータＭの電源供給線に、リレー接点ＲＬ
１ａ、ＲＬ２ａによるスイッチング回路４が接続され、
その正極側に正極側シャント抵抗ＳＲ１が、その負極側
には負極側シャント抵抗ＳＲ２が各々直列に接続され
る。

【００１１】正極側過電流検出回路５はオペアンプＯＰ
１を用いた比較器により構成され、負極側過電流検出回
路６はオペアンプＯＰ２を用いた比較器から構成され
る。即ち、正極側シャント抵抗ＳＲ１に対し、抵抗Ｒ
１、Ｒ２がアース間に直列に接続され、シャント抵抗Ｓ
Ｒ１による電圧降下が抵抗Ｒ１、Ｒ２を介し抵抗Ｒ７を
通してオペアンプＯＰ１の非反転入力側に入力される。
また、オペアンプＯＰ１の反転入力には電源電圧を抵抗
Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５で分圧した電圧が抵抗Ｒ６を介して印
加されるように接続される。

【００１２】また、負極側シャント抵抗ＳＲ２に対し、
抵抗Ｒ１１、Ｒ１２が電源Ｂとの間に接続され、シャン
ト抵抗ＯＰ２による電圧降下が抵抗Ｒ１２を介し抵抗Ｒ
１６と通してオペアンプＯＰ２の反転入力側に入力され
るように接続される。オペアンプＯＰ２の非反転入力に
は電源電圧を抵抗Ｒ１３、Ｒ１４、Ｒ１５により分圧し
た電圧が抵抗Ｒ１７を介して印加される。

【００１３】オープンコレクタより構成されるオペアン
プＯＰ１、ＯＰ２の出力側は、抵抗Ｒ８、Ｒ１８を介し
て１本に接続され、ワイヤードオアを構成する。その出
力回路にはプルアップ抵抗Ｒ９が接続され、過電流の検
出信号は、低レベル信号として、抵抗Ｒ１０とＡ／Ｄコ
ンバータ１０を経てＣＰＵ（ワンチップＣＰＵ）２０に
送られるように接続される。

【００１４】さらに、ＣＰＵ２０の出力ポートＰ１、Ｐ
２にはモータＭを正転、逆転、或は停止させるリレー回
路７が接続される。リレー回路７は、上記モータＭの電
源線路に接続したスイッチング回路４の正転側のリレー
接点ＲＬ１ａを有するリレーＲＬ１、及び反転側のリレ
ー接点ＲＬ２ａを有するリレーＲＬ２がトランジスタＴ
Ｒ１、ＴＲ２により動作するように構成される。また、
ＣＰＵ２０の入出力回路には、外部のコントローラ等か
らモータの起動信号等の各種指令信号ｆが入力される。

【００１５】次に、上記車両用過電流検出装置の動作を
図３のフローチャートにより説明する。

【００１６】ＣＰＵ２０は、電源の投入に伴ない、ステ
ップ１０１で、各種レジスタ、ポート等の初期化を行
い、 ステップ１０２で、検出信号を取り込むタイミン
グ用のタイマーを起動する。次に、ステップ１０３で、
外部から指令信号ｆが入力されたか否かを判定し、指令
信号ｆが入力された場合、次にステップ２００以降を実
行し、その信号に応じてモータＭを動作させる。

【００１７】即ち、ステップ２００で、過電流検出を示
すフラグＦが０（リセット）か否かを判定し、フラグＦ
が０の場合、次に、ステップ２０１で、入力した指令信
号ｆがモータ停止用か否かを判定する。指令信号ｆがモ
ータ停止信号の場合、次に、ステップ２０２、２０３に
進み、ＣＰＵ２０の出力ポートＰ１、Ｐ２をＬ（低レベ
ル）とする。したがって、リレー回路７のリレーＲＬ
１、ＲＬ２はオフ状態となり、モータＭのスイッチング
回路４はオフとなり、モータＭは停止し或は停止状態を
維持する。

【００１８】一方、指令信号ｆがモータ停止信号ではな
く、モータ正転指令信号である場合、ステップ２０１か
らステップ２０４を経てステップ２０５、２０６に進
み、ＣＰＵ２０の出力ポートＰ１をＨ（高レベル）に、
出力ポートＰ２をＬ（低レベル）にする。これにより、
リレー回路７のリレーＲＬ１がオン状態となり、そのリ
レー接点ＲＬ１ａがオンし、モータＭに正方向の電流が
流れ、モータＭは正転駆動される。

【００１９】一方、指令信号ｆが、モータ逆転指令信号
の場合、ステップ２０１、２０４、２０７を経てステッ
プ２０８、２０９に進み、ＣＰＵ２０の出力ポートＰ１
をＬ（低レベル）に、出力ポートＰ２をＨ（高レベル）
にする。これにより、リレー回路７のリレーＲＬ２がオ
ン状態となり、そのリレー接点ＲＬ２ａがオンし、モー
タＭに逆方向の電流が流れ、モータＭは逆転駆動され
る。

【００２０】このようにモータＭが駆動されると、次に
ステップ１０４に進み、タイマーのカウント時間に基づ
き、過電流検出信号のサンプリング時間（例えば０．５
秒毎）か否かを判定し、サンプリング時間の場合、次に
ステップ１０５で、フラグＦが０（リセット）か否かを
判定する。そして、フラグＦが０の場合、つまり過電流
未検出の場合、次にステップ１０６に進み、過電流検出
のサンプリング回数ｉに１を加算する。

【００２１】ところで、モータＭが起動され、正常に運
転される場合、或はモータＭの停止中、オペアンプＯＰ
１、ＯＰ２の反転入力側には、非反転入力側より低い電
圧が印加され、オペアンプＯＰ１、ＯＰ２の出力はＨ
（オフ）となって、高レベル信号がＡ／Ｄコンバータ１
０に入力されている。

【００２２】しかし、モータＭの電源線の正極側シャン
ト抵抗ＳＲ１に過電流が流れると、シャント抵抗ＳＲ１
の電圧降下により、オペアンプＯＰ１の非反転入力が反
転入力以下に低下し、比較器の出力はＨ（オフ）からＬ
（オン）に反転し、低レベル信号がＡ／Ｄコンバータに
送られる。また、モータＭの電源線の負極側シャント抵
抗ＳＲ２に過電流が流れると、同様に、オペアンプＯＰ
２の比較器の出力はＨ（オフ）からＬ（オン）に反転
し、低レベル信号がＡ／Ｄコンバータに送られる。

【００２３】ＣＰＵ２０は、上記（ステップ１０４）の
ようにサンプリング時間に達すると、ステップ１０７
で、Ａ／Ｄコンバータ１０からＡ／Ｄ変換された値を検
出データＸｉとして取り込む。そして、ステップ１０８
で、その検出データＸｉを累計値に加算して新たな累計
値Ｙｉとし、ステップ１０９で、サンプリング回数ｉが
２０に達したか否かを判定し、回数が２０未満の場合、
再びステップ１０３に戻り、上記のステップ１０３〜１
０９を繰り返し実行する。

【００２４】そして、サンプリング回数ｉが２０に達し
たとき、ステップ１０９からステップ１１０に進み、検
出データの累計値Ｙｉを２０で除算することにより、平
均値Ｍを算出する。そして、ステップ１１１で、その平
均値Ｍが予め設定した定数ａ（例えば２．５Ｖの電圧に
対応する）以下であるか否かを判定し、その平均値Ｍが
定数ａ以下であるとき、過電流が発生したものと判定す
る。

【００２５】このように、過電流の検出データを時間的
に平均化処理して過電流の発生を判定するため、モータ
起動時等に発生する一時的な大電流を、過電流として誤
検出することは防止される。

【００２６】そして、ステップ１１２で、ＣＰＵ２０の
出力ポートＰ１、Ｐ２を共にＬ（低レベル）として、リ
レー回路７のリレーＲＬ１、ＲＬ２をオフ状態とし、電
源線路のスイッチング回路４のリレー接点ＲＬ１ａ，Ｒ
Ｌ２ａをオフさせて、モータＭを停止させる。また、ス
テップ１１３で、フラグＦを１にセットし、過電流検出
状態として、外部からの起動指令信号によるモータ起動
を禁止する。したがって、一度過電流が検出・判定され
た場合、ＣＰＵ２０の電源を再投入するまでは、過電流
状態が解除されたとしても、モータの起動は禁止され、
モータの再起動による電気部品等の損傷は回避される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の構成図である。

【図２】本発明の一実施例を示す過電流検出装置の回路
図である。

【図３】同装置の過電流検出処理を示すフローチャート
である。

【符号の説明】

ＳＲ１−正極側シャント抵抗、ＳＲ２−負極側シャント
抵抗、Ｍ−モータ、５−正極側過電流検出回路、６−負
極側過電流検出回路、２０−ＣＰＵ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電気アクチェエータの電源供給線におけ
   る正極側に直列接続される正極側シャント抵抗と、 該電源供給線の負極側に直列接続される負極側シャント
   抵抗と、 該正極側シャント抵抗に流れる過電流を検出する正極側
   過電流検出回路と、 該負極側シャント抵抗に流れる過電流を検出する負極側
   過電流検出回路と、 該正極側過電流検出回路と該負極側過電流検出回路から
   出力される検出信号を入力し該検出信号データを時間的
   に平均化処理して過電流の発生を判定する過電流判定手
   段と、 を備えたことを特徴とする車両用過電流検出装置。