JPS592524A - 回路保護方式 - 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】 この発明は、複数個の負荷に接続された回路をひとつあ
るいは数個のサーキットブレーカで保護し、サーキット
ブレーカが遮断された場合、これ以後、サーキットブレ
ーカが遮断される直前にオンされた負荷を駆動する事を
禁止するようにした回路保護方式にかかる。

自動車内の各電装品間の配線（ワイヤハーネス）の保護
には、フユーズやサーキットブレーカが用いられている
。

電装品或はワイヤハーネスに、短絡事故が発生した場合
、フユーズが溶断し、或はサーキットブレーカが動作し
て°、電気回路を遮断する。給電が停止されるので、電
装品、ワイヤハーネスに、過大な電流が流れることがな
く、火災事故に至る事もない。

カーエレクトロニクスの進展に伴い、電装品の数は増加
してきた。当然、フユーズ、サーキットブレーカの数も
増大してくる。

フユーズ、サーキットブレーカは、交換あるいはリセッ
トする作業を必要とする。このため、フユーズ、サーキ
ットブレーカの自動車内での設置場所は、自ずと定まっ
てしまう。

このような理由で、ワイヤハーネスは肥大化、複雑化の
傾向を強めつつある。

自動車の従来の配線方式を第４図に示す。

バッテリー３０からフユージブルリンク３１を経て、フ
ユーズＦｌ、Ｆ２．Ｆ３．・・・・・・・・又はサーキ
ットブレーカＣＢＩ・・・・・・などの保護機構を介し
、各系統別の負荷Ｌｌ、　Ｌ２　、　Ｌ３・・・・・・
・・へ電力が供給される。

負荷のオン、オフは操作スイッチＳ１．　Ｓｓ　。

Ｓｓ、・・・・・・・・によって行う。

各負荷ごとに、独立の配線を必要とし、各負荷ごとに、
フユーズ、サーキットブレーカを設置していた。

負荷は自動車内の様々な部位に分散しているが、フユー
ズ、サーキットブレーカのような保護機構は、取替作業
、リセット作業に便利な位置に集中して設けなければな
らない。

操作スイッチＳ１．・・・・・・・・についても同様の
事が言える。操作スイッチは運転席の前に集中して配置
される事が多い。

分散された負荷と、保護機構、操作スイッチとを結ぶた
めに、各負荷ごとのワイヤハーネスが必要であった。

ワイヤハーネスの数が増大すると、配線コストが上昇す
るだけでなく、自動車の重量が増大し好ましくない。ま
た、ワイヤハーネスを設けるためのスペースも限りがあ
る。

このような難点を解決する有力な配線方式として、多重
伝送ハーネスシステムが提案されている。

多重伝送ハーネスシステムは、制御信号と電力線とを分
離し、負荷の開閉を指示する制御信号は末端のターミナ
ルまで多重信号で情報を伝達する。

電力線は各系統別に１本ずつの配線でよい。多重信号は
、末端で並列信号に変換され、その系統に含まれる複数
個のオン、オフを指示する。

多重伝送ハーネスシステムは、ワイヤハーネスの数を大
幅に削減する事ができるはずである。

しかし、保護機構を設ける、という点で難点があった。

多重伝送ハーネスシステムにしたところで、フユーズ、
サーキットブレーカは、負荷ごとに設けなければならな
い。末端のターミナルで電力線が各負荷に分かれるので
あるから、保護機構は各ターミナルに設けなければなら
ないことになる。

フユーズ、サーキットブレーカを分散配置すると、取替
え、リセット作業などが著しく困難になり、保守が容易
でない。

このような理由で、多重伝送ハーネスシステムは、未だ
実用的でなかった。

本発明は、このような難点を解決する事を目的とする。

本発明の回路保護方式は、部位別に複数個の負荷をまと
めて、１個あるいは数個の自動復帰可能なサーキットブ
レーカによってこれを保護する。

さらに、サーキットブレーカが遮断された場合、直前に
駆動された負荷を記憶し、以後この負荷を駆動しないよ
うにする。

自動復帰可能というのは、サーキットブレーカ断の状態
が生じた場合、自動的にサーキットブレーカが元の状態
に戻ることができる、という事である。リセット動作が
自動的に行われるから、運転者がリセット操作をする必
要がない。

リセット操作が不要になる事の利益は大きい。

サーキットブレーカの配置が自由になるからである。任
意の場所に設ける事ができる。

１個のサーキットブレーカで、複数個の負荷（電装品）
を保護するから、サーキットブレーカの数を著しく削減
する事ができる。

サーキットブレーカ断が発生した時、直前に駆動された
負荷を以後、駆動しないようにす不のは、次の理由によ
る。

１個のサーキットブレーカを流れる電流によって、複数
の負荷が正常に駆動されているとする。

サーキットブレーカは遮断されない。さらに、ある負荷
がオンされたとし、この直後サーキットブレーカ断の状
態になったとする。サーキットブレーカ断の原因となっ
たのは、最後にオンされた負荷及びこれにつながるワイ
ヤハーネスである確率が高い。そこで、疑わしい負荷に
は以後通電しないようにしてから、サーキットブレーカ
が自動復帰するように工夫する。

以下、実施例を示す図面によって、説明する。

第１図は、本発明の実施例を示す回路保護方式の全体回
路図である。

従来、回路保護の分類は、ワイパ系統、テール系統等と
系統別になっていた。

本発明では、系統別ではなく、エンジンルーム内、車室
内、トランクルーム内というように部位別の分類を採用
する。

第１図に於て、バッテリー１は、フユージブルリンク２
を経て、部位別の負荷へ分けられて給電するようになっ
ている。

第１図は、簡単のため、ひとつの部位についてのみの保
護回路を示］２ている。

自動車の部位を１．２．・・・・・・　ｊ　、・・・・
・・ｍとし、ｊ番目の部位について負荷が１．２．・・
・・・・ｌｉ　ｌ・・・・・・ｎｊあるとする。

これらの部位ｊ、負荷ｉの全てに同様の回路図を書くの
を省略し、ある部位ｊについて、負荷ｉが１．２．３の
場合を示す。

部位ｊの中の負荷全てに対し、ひとつの自動復帰型サー
キットブレーカ３を保護機構として用いる。

負荷Ｌｌ　、　Ｌ２　、　Ｌｓ　とサーキットブレーカ
３とは直列につなぎ、電力線を介してバッテリー１に接
続する。

部位ｊには、制御回路４と、各負荷Ｌ１．　Ｌ２　。

Ｌｓ　に直列につながれ、制御回路４によって開閉する
スイッチ素子Ｒ１，Ｒ２、Ｒａが設けられる。

スイッチ素子Ｒｔ・・・・・・・・は、パワーリレー、
パワートランジスタ等である。

自動復帰型サーキットブレーカ３、制御回路４、スイッ
チ素子Ｒｒ、・・・・・・・は、特定の負荷Ｌｔ　、　
Ｌ２　。

Ｌｓ　の含まれる部位ｊに、局在して設けられる。

これに対し、負荷を駆動するよう、運転者が操作する為
の操作スイッチＳ１．　Ｓ２　、　Ｓ３は、運転席に設
けられる。部位ｊの負荷だけでなく、すべての部位１、
・・・・・・９ｍの全ての負荷の内、必要なものが運転
席前に集中的に設けられる。

警告ランプ５は、サーキットブレーカ断が発生した後、
記憶リセット用スイッチ６が押されるまで点灯する。

警告ランプ５は過大電流が流れた事を示し、負荷を点検
、補修する必要のある事を運転者に警告する。

警告ランプの警告の詳細さの程度は、３段階ありうる。

（１）　　いずれかの負荷又は配線が短絡しているとい
う事を示す。どの負荷であるかを特定しない。ランプは
１個でよい。

（２）　　どの部位ｊの負荷又は配線が短絡しているか
は分るが、この部位ｊの内のどの負荷であるかは特定し
ない。ランプは部位の数ｍだけ必要である。警告をラン
プにしないで、文字で出すことにすれば良い。記号、数
字などで代替することもできる。

（３）　　部位ｊの負荷ｉが短絡している、という事を
詳細に明示する。この場合もランプで示すと、全負荷数
必要であるが、文字、図形、記号を表示する事とすれば
、ひとつの表示盤で足りる。

自動復帰型サーキットブレーカ３は、過大電流が流れる
と瞬時に遮断され、遮断された後、リセット操作を要せ
ず、自身の作用で、自動的に復帰するものである。電気
的に、或は機械的に構成できる。

第３図はバイメタル式の自動復帰型サーキットブレーカ
を示す。

異種の２金属を組合せたバ。イメタル１１と固定片１２
に接点１３　、１４を形成し、接点１３　、１４に於て
接触させておく。

過大電流が流れると、バイメタル１１が瞬時に発熱し、
バイメタル１１の温度が上る。温度が一定以上になると
、バイメタル１１は彎曲し、接点１３　、１４の間が離
隔する。サーキットブレーカ断の状態である。

接点断となって、電流が切れると、バイメタル１１が発
熱しなくなる。次第に冷却され、温度が下る。バイメタ
ル１１は元の状態に復帰し、接点１３゜１４はメーク状
態になる。

過大電流が流れてサーキットブレーカが遮断されるまで
の遮断時間Ｔｂと、遮断された後、自己復帰するまでの
復帰時間Ｔｍとは、一般にＴｂ　（Ｔｍの関係にある。

遮断時間Ｔｂは小さい方が良い。復帰時間Ｔｍは、制御
回路４に於て、以下に述べる動作を行うのに要する時間
り、上なければならない。

第３図に示すサーキットブレーカは、温度変化によって
、接点がブレークし、或はメークするものであった。温
度を媒介とするので、自然にヒステリシスが得られ、長
い復帰時間Ｔｍを実現できる。

この他にも、スプリングやコイルを組合せて、機械的に
メーク、ブレークのヒステリシスを実現し、自動復帰型
サーキットブレーカを構成できる。

さらに、半導体素子のみで、自動復帰型サーキットブレ
ーカを作る事もできる。過大電流が流れた時に、回路を
瞬時に遮断するトランジスタ使用回路は数多く知られて
いる。これとタイマー回路を組合せれば良い。

第２図によって制御回路４の内容を説明する。

制御回路４は、サーキットブレーカ断記憶回路７、駆動
禁止選択回路８、ゲートＧ１．　Ｇ２　、　Ｇ３・・・
・・等よりなる。

サーキットブレーカ断記憶回路７は、サーキットブレー
カが遮断されたことを記憶する。出力Ｑが例えばＩＩ　
Ｉ（ＩＩに変化する。サーキットブレーカは自動復帰す
るが出力はそのままである。リセット動作は、記憶リセ
ット用スイッチ６を押す事によってなされる。フリップ
フロップ素子によって構成する事ができる。

駆動禁止選択回路８は、第１図の操作スイッチＳｌ　、
　５２　、　Ｓ３．・・・・・・・・につながれており
、操作スイッチの開閉状態を監視し、直前にオンされた
操作スイッチがどれであるかを記憶する。

操作スイッチに対応した数の記憶回路があり、操作スイ
ッチＳｋが投入されると、投入信号の前縁で、記憶回路
Ｍｋをセットし、他の記憶回路をリセットする。

サーキットブレーカ断信号が入ると、記憶回路中のオン
状態のものＭｋと、サーキットブレーカ断信号Ｑ−”Ｈ
”の論理積をとる。以後Ｍｋは固定される。記憶回路の
更新は行われない。

駆動禁止選択回路８は、直前にオンされた操作スイッチ
Ｓｋを記憶するのであるが、場合により、それより１段
階前の操作スイッチ：Ｓｋ−，１のオンを記憶する必要
のある場合もある。スイッチ５ｋ−１が閉じ、Ｓｋが閉
じ、Ｓｋが開いた後、サーキットブレーカ断の信号が入
る可能性がある場合である。この場合、直前にオンされ
たスイッチ５ｋ−ｓを指定する必要があるからである。

ゲートＧｌ　、　Ｇ２・・・・・は、操作スイッチＳｔ
　、　Ｓ２　。

・・・・・・に対応して設けられる。

この例では、ゲートは、駆動禁止選択回路の禁止信号Ｘ
と、操作スイッチの投入操作信号Ｓとの否定の論理積の
否定をとっている。

ゲートの出力Ｇは Ｇ、＝Ｘ−５ ＝Ｘ＋Ｓ としている。

平常運転時は、全ての操作スイッチに対し禁止信号Ｘｉ
は０である。

操作スイッチＳｉを投入すると、Ｓｉが０になり、対応
するゲート出力Ｇｉが０になるから、スイッチ素子Ｒｉ
　　（例えばパワーリレー）が導通する。

つづいて、対応する負荷Ｌｉが駆動される。

操作スイッチＳｉが０である状態は、駆動禁止選択回路
８によって記憶される。

サーキットブレーカが遮断された事を検出するには、第
３図のサーキットブレーカ端子間の電気抵抗を測定する
回路を設けておく事によりなされる。

より単純には、サーキットブレーカの負荷側の端子の電
圧変化を検出することによってなされる。

電圧は、電源電圧からＯ電圧にまで、サーキットブレー
カ断の瞬間に降下するからである。

サーキットブレーカ断記憶回路が、サーキットブレーカ
断信号ｑ−”＝　ｉ−１１１を発すると、駆動禁止選択
回路８は、直前に駆動された負荷Ｓｋに対応する禁止信
号Ｘｋ　＝　ｌを発する。これはリセットされるまで記
憶される。ゲートＧｋ　＝　ｌ　となる。

スイッチ素子Ｒｋは、操作スイッチＳｋを投入しても導
通しない。負荷Ｌｋは駆動禁止される。

ドライバ９は、警告ランプ５をドライブするものである
。サーキットブレーカ断の事態が発生すると、運転席の
警告ランプを点灯する。詳細さの程度については既に述
ヘタ。

サーキットブレーカ断記憶回路７から、警告ランプの信
号をとり出すと、前述のｒ　（１）　！・）ずれかの部
位ｊのいずれかの負荷ｉが短絡状態であるが、特定はで
きない。」、或は「（２）どの部位ｊの短絡であるか特
定できる。」のいずれかの情報を得ることができる。

駆動禁止選択回路８から警告ランプの信号をとり出せば
、どの部位ｊのどの負荷ｉが短絡してし）るのかを知る
ことができる。

効果を述べる。

（１）　　自動復帰型サーキットブレーカを用いるから
、サーキットブレーカの取付位置に対する制限がなくな
る。任意の場所にサーキットブレーカを設けることがで
きる。

従って、多重伝送ハーネスシステムを実現させる上での
障害をとりのぞくことができる。

（２）各部位ごとに、１個のサーキットブレーカを設け
るので、サーキットブレーカの数を削減する事ができる
。複数個の負荷に対して、共通のサーキットブレーカで
あるにも拘す、ひとつひとつの負荷に対するサーキット
ブレーカと等価であるように機能する。

（３）　　ワイヤハーネスが単純化され、配線長も短く
なる。車体の重量を軽くする事ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回路保護方式の全体−回路図。 第２図は制御回路のみの回路図。 第３図はバイメタル式自動復帰型サーキットブレーカの
略図。 第４図は従来例にかかる回路保護方式の回路図。 １・・・・・バッテリー ２・・・フユージブルリンク ３・・・・・・自動復帰型サーキットブレーカ４・・・
・制御回路 ５・・・・・・警告ランプ ６　・・・・記憶リセット用スイッチ ７・・・・サーキットブレーカ断記憶回路８　・・駆動
禁止選択回路 Ｓｌ、５２．Ｓ３・・・・・操作スイッチＬ１　、Ｌ２
　、Ｌ３・・・　負　　　荷Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３・・・・
・スイッチ素子Ｇ１．Ｇ２　、Ｇ３・・・・・ゲ　−　
ト発　　明　　者　　　　　　　　　−色　　功　　雄
特許出願人　　住友電気工業株式会社

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）部位別に分けられた各部位の複数個の負荷に対し
   てひとつあるいは数個設けられる自動復帰型サーキット
   ブレーカと、該サーキットブレーカが遮断された事を記
   憶するサーキットブレーカ断記憶回路と、各負荷に対応
   する操作スイッチの内、最後に投入された操作スイッチ
   を記憶し、サーキットブレーカ断が発生すると、その直
   前に投入された操作スイッチに対応する負荷の駆動を、
   以後、禁止する駆動禁止選択回路とより成る事を特徴と
   する回路保護方式。
2. （２）　　サーキットブレーカ断記憶回路の出力を警告
   ランプに表示した特許請求の範囲第（１）項記載の回路
   保護方式。
3. （３）　　サーキットブレーカ断記憶回路をリセットす
   る記憶リセット用スイッチを設けた特許請求の範囲第（
   ′ｉ）項記載の回路保護方式。