JPH07141583A - 断線検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 センサ部と制御部を結ぶ信号ラインにノイズ
等の異常電圧が発生しても装置が破壊されず、また、コ
ストの低減を図れる断線検出装置を提供する。 【構成】 車両の運転状態を検出するセンサ部10からコ
ントロール回路20への信号ラインＬの断線検出装置を、
センサ部10の出力端子とグランド間に抵抗R1を挿入し、
コントロール回路20の入力端子と内部電源Vcc との間に
抵抗R2, R3を直列に接続し、信号ラインＬの正常時にコ
ントロール回路20内の所定部位に抵抗R1〜R3の抵抗値に
応じた H" と L" の電圧を生じさせると共に、この部位
をコンパレータ21, 22を介して内部処理回路23に接続
し、コンパレータ21には H" と L" の間の電圧値を閾値
に設定し、コンパレータ22には H" とVcc の間の電圧を
閾値に設定して、コンパレータ22から内部処理回路23に
信号が入力された時に信号ラインＬの異常と判定するよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は断線検出装置に関し、特
に、パルス信号発生源、例えば、車両の速度に応じたパ
ルス信号を発生する速度センサからこのパルス信号を処
理するコントロール部への信号ラインが断線した時に、
パルス信号が０を表す状態と信号ラインの断線との判別
を行うことができる断線検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車のエンジンが電子制御され
るものでは、エンジンの運転状態を検出するセンサから
の電気信号をエンジンの制御装置に入力する必要があ
る。このようなエンジンにおいては、センサから制御装
置までの間にワイヤハーネスが用いられており、電気信
号の入出力が行われている。

【０００３】ところで、このようなワイヤハーネスを利
用して電気信号の送受信を行う制御装置においては、入
力される電気信号が０の場合、それがセンサの出力によ
るものか信号ラインの断線によるものかを正しく判断し
ないと、エンジンが誤った方向に制御されることにな
る。従って、電子制御エンジンでは、その制御装置への
信号ラインに断線が発生した場合を判断することは非常
に重要なことであり、従来からこの信号ラインの断線検
出装置が提案されている。

【０００４】図４は信号ラインが断線した時に断線検出
を行う従来の断線検出装置の構成を示すものであり、実
開平５−２５９４４号公報に開示されたものである。

【０００５】図４に示す断線検出装置はセンサ部１とコ
ントロール部２とから構成されており、センサ部１とコ
ントロール部２とは信号ラインＬで結ばれている。セン
サ部１にはセンサＳとトランジスタＴｒ１、およびツェ
ナーダイオードＺＤ１とがあり、コントロール部２には
信号増幅回路３と、断線検出回路４とが並列に設けられ
ている。信号増幅回路３は、基準電圧Ｖcc、抵抗Ｒ１〜
Ｒ３、ツェナーダイオードＺＤ２、および増幅素子ＯＰ
１を備えており、断線検出回路４は、抵抗Ｒ４、ツェナ
ーダイオードＺＤ３、および増幅素子ＯＰ２を備えてい
る。

【０００６】以上のように構成された断線検出装置で
は、センサＳからトランジスタＴｒ１にベース電圧が印
加された時にトランジスタＴｒ１がオンしてセンサ部１
の出力端子から低レベルの信号電圧が出力され、ベース
電圧が印加されない時にはセンサ部１の出力端子から高
レベルの信号電圧が出力される。従って、信号ラインＬ
が正常時には、コントロール部２の入力端子 1の電圧が
ハイレベル“Ｈ”（ツェナーダイオードＺＤ１によるツ
ェナー電圧、例えば５Ｖ）、または、ローレベル“Ｌ”
となる。一方、信号ラインＬが断線した場合には、ツェ
ナーダイオードＺＤ１が切り離されるので入力端子 1の
電圧が内部基準電圧Ｖccになり、断線検出回路４にある
増幅素子ＯＰ２の入力ポート電圧がハイレベル“Ｈ”
（＝Ｖcc−ＺＤ３）となる。従来の断線検出装置では、
この断線検出回路４にある増幅素子ＯＰ２の入力ポート
電圧がハイレベル“Ｈ”になることを利用して断線を判
定している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実開平
５−２５９４４号公報に開示された断線検出装置では、
センサ部１とコントロール部２との間にある接続ワイヤ
ハーネスにツェナーダイオードＺＤ１のツェナー電圧以
上のノイズ等の異常電圧が発生すると、ツェナーダイオ
ードＺＤ１に大電流が流れるため、小さな異常電圧でツ
ェナーダイオードＺＤ１が破壊されてしまう恐れがあ
る。また、この断線検出回路は、増幅回路と並列に設け
られているため、断線検出回路の信号入力端子に接続さ
れる構成となって構成部品の点数が増加して装置が複雑
化すると共にコストが上昇する恐れがあった。

【０００８】そこで、本発明は、センサ部のようなパル
ス信号発生源とコントロール部とを結ぶ信号ラインのワ
イヤハーネスにノイズ等の異常電圧が発生しても装置が
破壊されることがなく、また、部品点数の少ない簡素な
構成で装置コストを低減することができる断線検出装置
を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の断線検出装置は、パルス信号発生源から、パルス信
号を処理するコントロール回路への信号ラインの断線を
検出する装置であって、前記パルス信号発生源の出力端
子とグランド間に第１の抵抗器を挿入し、前記コントロ
ール回路の入力端子と内部電源との間に第２、第３の抵
抗器を直列に接続して、前記信号ラインの正常時に前記
パルス信号発生源からのパルス信号によってこの第２、
第３の抵抗器の接続点に前記第１から第３の抵抗器の抵
抗値に応じたハイレベルとローレベルの電圧が現れるよ
うにすると共に、この接続点を第１、第２のコンパレー
タを介して内部処理回路に接続し、前記第１のコンパレ
ータの基準電圧端子には前記ハイレベルと前記ローレベ
ルの間にある電圧値を設定し、前記第２のコンパレータ
の基準電圧端子には前記ハイレベルと前記内部電源電圧
の間にある電圧値を設定して、前記第２のコンパレータ
から前記内部処理回路に信号が入力された時に前記信号
ラインの異常と判定することを特徴としている。

【００１０】前記パルス信号発生源がセンサとその駆動
回路とから構成される場合は、このセンサの駆動回路
は、内部電源を備えた電流供給型であっても良い。

【００１１】

【作用】本発明の断線検出装置によれば、信号ラインが
正常時には、コントロール回路の内部電源の電圧がパル
ス信号発生源側の抵抗とコントロール回路側の抵抗によ
って分圧されるので、コントロール回路内の断線判定部
位には、抵抗器の抵抗値に応じたハイレベルとローレベ
ルの電圧が現れる。一方、信号ラインの断線時には、コ
ントロール回路内の断線判定部位には内部電源の電圧が
現れる。本発明ではコントロール回路内の断線判定部位
に、前述のハイレベルとローレベルの電圧の間のしきい
値を持つ第１のコンパレータと、前述のハイレベルと内
部電源電圧との間のしきい値を持つ第２のコンパレータ
とが接続されており、信号ラインの正常時には第１のコ
ンパレータからハイレベルとローレベルの信号が出力さ
れ、第２のコンパレータからは信号が出力されない。と
ころが、信号ラインの断線時には、第１のコンパレータ
と第２のコンパレータの２つから同時に信号が出力され
るので、この両出力で信号ラインの断線が判定される。

【００１２】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１３】図１(a) は本発明の一実施例の断線検出装
置の構成を示す回路図である。この実施例に示す断線検
出装置１００は、パルス信号発生源であるセンサ部１０
とコントロール部２０とから構成されており、センサ部
１０とコントロール部２０とは信号ラインＬで結ばれて
いる。

【００１４】センサ部１０にあるセンサＳは、例えば、
車両の速度を検出する速度センサであり、車両の速度を
検出して速度信号パルスを発生するものである。このセ
ンサＳは、例えばＮＰＮトランジスタＱ１によるエミッ
タ出力方式の駆動回路によって駆動されており、トラン
ジスタＱ１のベースにセンサＳが接続され、コレクタに
内部電源電圧Ｖcc１が接続され、エミッタが出力端子１
１に接続されている。また、この実施例では、トランジ
スタＱ１のエミッタ（出力端子）とグランド間に所定の
抵抗値を備えた抵抗Ｒ１が設けられている。

【００１５】一方、コントロール部２０には、その内部
電源電圧Ｖcc２（センサ部１０の内部電源電圧Ｖcc１よ
りも大きな電圧に設定する）との間に、所定の抵抗値を
備えた２つの抵抗Ｒ２，Ｒ３が直列に接続されている。
そして、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の接続点Ａが２つのコンパ
レータ２１，２２の比較入力端子に接続されており、コ
ンパレータ２１，２２の出力端子が内部回路２３に接続
されている。

【００１６】コンパレータ２１は、センサ部１０から入
力される速度信号パルスの波形整形を行うものであり、
その基準電圧入力端子には、基準電圧Ｒer１が入力され
ている。また、コンパレータ２２は、信号ラインＬの断
線を検出するものであり、その基準電圧入力端子には、
基準電圧Ｒef２が入力されている。

【００１７】以上のように構成された断線検出装置１０
０においては、信号ラインＬが正常の時に、センサＳの
出力によってトランジスタＱ１がオン、オフすると、ト
ランジスタＱ１のオフ時にはコントロール部２０内の接
続点Ａに現れる電圧値Ｖoffは、コントロール部２０内
の内部電源電圧がＶcc２であるので、以下のようにな
る。

【００１８】

【数１】 Ｖoff ＝（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｖcc２／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３） また、トランジスタＱ１のオン時にはコントロール部２
０内の接続点Ａに現れる電圧値Ｖonは、センサ部１０内
の内部電源電圧がＶcc１（＜Ｖcc２）であるので、以下
のようになる。

【００１９】

【数２】 Ｖon ＝Ｖcc１＋Ｒ２（Ｖcc２−Ｖcc１) ／（Ｒ２＋Ｒ３) ＝（Ｒ２Ｖcc２＋Ｒ３Ｖcc１）／（Ｒ２＋Ｒ３) 図１(b) にセンサＳの出力が周期的である場合のコント
ロール部２０内の接続点Ａに現れる電圧値の波形を示
す。接続点Ａに現れる波形はハイレベル“Ｈ”とローレ
ベル“Ｌ”が繰り返されるパルス状の波形となる。

【００２０】そこで、本発明では、センサ部１０から入
力される速度信号パルスの波形整形を行うコンパレータ
２１の基準電圧入力端子に設定する基準電圧Ｒer１は、
図１(b) に示すように、トランジスタＱ１のオフ時にコ
ントロール部２０内の接続点Ａに現れる電圧値Ｖoff よ
り大きく、オン時にコントロール部２０内の接続点Ａに
現れる電圧値Ｖonよりは小さい、Ｖoff ＜Ｒef１＜Ｖon
となっている。また、信号ラインＬの断線を検出するコ
ンパレータ２２の基準電圧入力端子に設定する基準電圧
Ｒef２は、図１(b) に示すように、トランジスタＱ１の
オン時にコントロール部２０内の接続点Ａに現れる電圧
値Ｖonよりは大きく、コントロール部２０の内部電源電
圧Ｖcc２よりは小さい、Ｖon＜Ｒef２＜Ｖcc２になって
いる。

【００２１】以上のように構成された実施例の断線検出
装置１００によれば、信号ラインＬが正常の時には、コ
ントロール回路２０の接続点Ａには、センサＳの検出に
応じたトランジスタＱ１のオン、オフによって、図１
(b) に示すようなパルス波形が現れる。このときは、速
度信号パルスの波形整形を行うコンパレータ２１の基準
電圧入力端子に設定された基準電圧Ｒer１により、コン
パレータ２１からはこのパルス波形が基準電圧Ｒer１よ
り高い時に出力が出て内部回路２３に入力され、パルス
波形が基準電圧Ｒer１より低い時には信号が内部回路２
３に入力されない。一方、信号ラインＬの断線を検出す
るコンパレータ２２の基準電圧入力端子に設定された基
準電圧Ｒef２は、パルス波形の最大電圧値よりも高いの
で、コンパレータ２２から内部回路２３には信号が出力
されない。

【００２２】ところが、信号ラインＬに断線が発生した
時には、コントロール部２０の入力端子１９が浮いた状
態となるので、コントロール部２０内の接続端子Ａには
内部電源電圧Ｖcc２が直接印加される。この内部電源電
圧Ｖcc２はコンパレータ２１の基準電圧Ｒer１より高い
コンパレータ２２の基準電圧Ｒef２よりも高いので、こ
のときはコンパレータ２１，２２から同時に継続的に信
号が内部回路２３に入力される。従って、内部回路２３
はコンパレータ２２から信号が入力されたことを以て信
号ラインＬに断線が発生したことを検出することができ
る。

【００２３】なお、以上のように構成された実施例の断
線検出装置１００では、センサ部１０の出力端子１１と
グランド間に抵抗Ｒ１が設けられていることにより、ワ
イヤハーネス等からなる信号ラインＬにノイズ等の異常
電圧が発生しても、抵抗Ｒ１に流れる電流を小さく抑え
ることが可能であり、従って、比較的大きな異常電圧が
信号ラインＬに重畳されても、断線検出装置１００を構
成する素子の破壊が発生しない。また、コントロール部
２０では抵抗Ｒ２，Ｒ３の接続点Ａの信号が断線検出用
のコンパレータ２２に入力されるようになっているた
め、少ない部品点数で断線検出装置１００を構成するこ
とができ、簡易な装置がコストを抑えて実現できる。

【００２４】図２は、図１(a) に示した実施例の断線検
出装置１００の変形実施例を示す断線検出装置１０１の
回路図である。図１(a) の実施例の断線検出装置１００
では、センサ部１０にＮＰＮ型のトランジスタＱ１が使
用されたエミッタ出力方式が採用されていたが、この実
施例ではＰＮＰ型のトランジスタＱ２が使用されたオー
プンコレクタ出力方式のセンサ部１０′となっている点
のみが異なる。そして、センサＳによるトランジスタＱ
２のオン、オフに基づくコントロール部２０の動作は図
１(a) ，(b) において説明したものと全く同じであるの
で、図１(a) の構成と同じ部材には同じ符号を付してそ
の説明を省略する。

【００２５】図３(a) は本発明の別の実施例の断線検出
装置２００の回路構成を示す回路図である。この実施例
が図１(a) に示された実施例と異なる点は、センサ部１
０″の構成のみであり、コントロール部２０の構成は全
く同じである。従って、コントロール部２０の構成はこ
こでは説明を省略する。

【００２６】この実施例のセンサ部１０″では、センサ
Ｓは、例えばＮＰＮトランジスタＱ３によるオープンコ
レクタ出力方式の駆動回路によって駆動されており、内
部には電源が設けられていない。そして、トランジスタ
Ｑ３のベースにはセンサＳが接続され、コレクタが出力
端子１２に接続され、エミッタがグランドに接続されて
いる。また、この実施例では、トランジスタＱ３のコレ
クタ（出力端子）とグランド間に所定の抵抗値を備えた
抵抗Ｒ１が設けられている。

【００２７】コントロール部２０の構成は前述のように
図１(a) と同じであるが、コントロール部２０の入力端
子１９に接続するセンサ部１０″の構成が図１(a) の構
成と異なるために、信号ラインＬが正常の時に、センサ
Ｓの出力によってトランジスタＱ３がオン、オフした時
のコントロール部２０内の接続点Ａに現れる電圧値が図
１(a) で説明した実施例とは異なることになる。

【００２８】すなわち、図１(a) の実施例では、トラン
ジスタＱ１のオフ時に接続点Ａに現れる電圧値Ｖoff よ
りも、トランジスタＱ１のオン時に接続点Ａに現れる電
圧値Ｖonの方が大きかったが、この実施例では、トラン
ジスタＱ３のオフ時に接続点Ａに現れる電圧値Ｖoff の
方が、トランジスタＱ３のオン時に接続点Ａに現れる電
圧値Ｖonよりも大きくなる。電圧値Ｖoff,Ｖonは、この
実施例では以下のようになる。

【００２９】

【数３】 Ｖoff ＝（Ｒ１＋Ｒ２）×Ｖcc２／（Ｒ１＋Ｒ２＋Ｒ３） Ｖon ＝Ｒ２×Ｖcc２／（Ｒ２＋Ｒ３) 図３(b) にセンサＳの出力が周期的である場合のコント
ロール部２０内の接続点Ａに現れる電圧値の波形を電圧
値Ｖoff,Ｖonと共に示す。

【００３０】以上より、この実施例では、センサ部１
０″から入力される速度信号パルスの波形整形を行うコ
ンパレータ２１の基準電圧入力端子に設定する基準電圧
Ｒer１は、図３(b) に示すように、トランジスタＱ３の
オン時にコントロール部２０内の接続点Ａに現れる電圧
値Ｖonより大きく、オフ時にコントロール部２０内の接
続点Ａに現れる電圧値Ｖoff よりは小さいＶon＜Ｒef１
＜Ｖoff となっている。また、信号ラインＬの断線を検
出するコンパレータ２２の基準電圧入力端子に設定する
基準電圧Ｒef２は、図１(b) に示すように、トランジス
タＱ３のオフ時にコントロール部２０内の接続点Ａに現
れる電圧値Ｖoff よりは大きく、コントロール部２０の
内部電源電圧Ｖcc２よりは小さいＶoff ＜Ｒef２＜Ｖcc
２になっている。

【００３１】以上のように構成された実施例の断線検出
装置２００においても、信号ラインＬが正常の時には、
コントロール回路２０の接続点Ａには、センサＳの検出
に応じたトランジスタＱ３のオン、オフによって、図３
(b) に示すようなパルス波形が現れる。このときは、速
度信号パルスの波形整形を行うコンパレータ２１の基準
電圧入力端子に設定された基準電圧Ｒer１により、コン
パレータ２１からはこのパルス波形が基準電圧Ｒer１よ
り高い時に出力が出て内部回路２３に入力され、パルス
波形が基準電圧Ｒer１より低い時には信号が内部回路２
３に入力されない。一方、信号ラインＬの断線を検出す
るコンパレータ２２の基準電圧入力端子に設定された基
準電圧Ｒef２は、パルス波形の最大電圧値よりも高いの
で、コンパレータ２２から内部回路２３には信号が出力
されない。

【００３２】ところが、信号ラインＬに断線が発生した
時には、コントロール部２０の入力端子１９が浮いた状
態となるので、コントロール部２０内の接続端子Ａには
内部電源電圧Ｖcc２が直接印加される。この内部電源電
圧Ｖcc２はコンパレータ２１の基準電圧Ｒer１より高い
コンパレータ２２の基準電圧Ｒef２よりも高いので、こ
のときはコンパレータ２１，２２から同時に継続的に信
号が内部回路２３に入力される。従って、内部回路２３
はコンパレータ２２から信号が入力されたことを以て信
号ラインＬに断線が発生したことを検出することができ
る。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の断線検出
装置によれば、センサ部のようなパルス信号発生源とコ
ントロール部とを結ぶ信号ラインのワイヤハーネスにノ
イズ等の異常電圧が発生しても装置が破壊されることが
なく、また、部品点数の少ない簡素な構成で装置コスト
を低減することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) は本発明の断線検出装置の一実施例の回路
構成を示す回路図であり、(b)は(a) の回路中のＡ点の
電圧波形と各コンパレータのしきい値を説明する波形図
である。

【図２】図１(a) の断線検出装置の変形実施例を示す回
路図である。

【図３】(a) は本発明の断線検出装置の別の実施例の回
路構成を示す回路図であり、(b) は(a) の回路中のＡ点
の電圧波形と各コンパレータのしきい値を説明する波形
図である。

【図４】従来の断線検出装置の構成を示す回路図であ
る。

【符号の説明】

１０，１０′，１０″ センサ部（パルス信号発生源） １１，１２ 出力端子 １９ 入力端子 ２０ コントロール部 ２１ 波形整形用のコンパレータ ２２ 断線検出用ののコンパレータ ２３ 内部回路 １００ 本発明の一実施例の断線検出装置 １０１ 本発明の一実施例の断線検出装置の変形例の断
線検出装置 ２００ 本発明の他の実施例の断線検出装置 Ｌ 信号ライン Ｒ１〜Ｒ３ 抵抗 Ｑ１〜Ｑ３ トランジスタ Ｖcc1 第１の内部電源 Ｖcc2 第２の内部電源

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パルス信号発生源から、パルス信号を処
   理するコントロール回路への信号ラインの断線を検出す
   る装置であって、 前記パルス信号発生源の出力端子とグランド間に第１の
   抵抗器を挿入し、 前記コントロール回路の入力端子と内部電源との間に第
   ２、第３の抵抗器を直列に接続して、前記信号ラインの
   正常時に前記パルス信号発生源からのパルス信号によっ
   てこの第２、第３の抵抗器の接続点に前記第１から第３
   の抵抗器の抵抗値に応じたハイレベルとローレベルの電
   圧が現れるようにすると共に、この接続点を第１、第２
   のコンパレータを介して内部処理回路に接続し、 前記第１のコンパレータの基準電圧端子には前記ハイレ
   ベルと前記ローレベルの間にある電圧値を設定し、 前記第２のコンパレータの基準電圧端子には前記ハイレ
   ベルと前記内部電源電圧の間にある電圧値を設定して、 前記第２のコンパレータから前記内部処理回路に信号が
   入力された時に前記信号ラインの異常と判定することを
   特徴とする断線検出装置。
2. 【請求項２】 前記パルス信号発生源がセンサとその駆
   動回路とから構成され、このセンサの駆動回路が、内部
   電源を備えた電流供給型であることを特徴とする請求項
   １に記載の断線検出装置。