JPS60203551A - 火災予防装置 - 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】 （ト）技術分野 この発明は、自動車の火災予防装置に関する。

自動車用電線束（ワイヤハーネス　Ｗ／Ｈ）は、車載電
子機器の増加にともない、肥大化が顕著となってきてい
る。

自動車の火災原因のひとつにワイヤハーネスに於ける短
絡という事がある。ワイヤハーネスの一部が自動車の部
品取付時に噛込まれて被覆が破れたシ、あるいはワイヤ
ハーネスと車の部品との繰返し接触（干渉）によって、
ワイヤハ−ネスの絶縁物が剥離したシする。

破れた被覆から電線導体が露出し、ボデーに接触すると
、異常な短絡電流が流れる。とれによって、電線、或は
接触部が発熱し、火災に至る。このような危険性は、ワ
イヤハーネスが肥大化するに従い、ますます高まってゆ
く。

このように、ワイヤハーネスの短絡電流による火災は、
走行中のみでなく停電中にも発生しておシ、特に停電中
の自動車の火災は、車が全焼する可能性が大きいだけで
なく、家屋へ延焼する危険性もｌ、物的損失大である。

（イ）従来技術 ワイヤハーネスを含め、自動車の電気系統に起因するこ
のような火災事故を防ぐため、従来は、次のような保護
機構が設けられている。たとえば、ワイヤハーネスにチ
ューブを被せて保護することがある。さらに、バッテリ
ーのすぐあとの電気系統にフユージプルリンクを設けて
、ワイヤハーネスを保護する。また、電気系統ごとにフ
ユーズを配置し、ワイヤハーネス、電装品を保護するこ
ともある。

しかし、これらの保護機構も完全とはいえず、火災に至
る場合もある。

Ｃう　目　的 本発明は、ワイヤハーネスの噛込み、干渉等による異常
電流によって生じる火災を、バッテリーの直後に設けた
電流値センサと、電装品の作動状況によって異常電流を
検知し、電気回路を遮断することによって未然に防ぐ装
置を提供することを目的とする。

に）構　成 第１図によって本発明の詳細な説明する。

バッテリー１の直後の、基幹をなす電線２に、これに流
れる電流値を測定する電流センサ３と、電線に流れる電
流を遮断できる遮断′！ａ４とを設ける。

電Ｍ２にはフユージプｐリンク５．５、・・・・が保護
用に設けられ、さらに系統別に分かれてからは、フユー
ズ６．６、・・・・・が設けられている。ワイヤハーネ
スの端には、多くの電装品７が、これを駆動するための
スイッチと直列に設けられる。

スイッチと電装品のいずれが接地されるかによって、本
発明の回路の一部の構成が異なる。

ここでは、ストップランプ２６と、ヌトップランプスイ
ッチ３６、テールランプ２２とチールランプスイッチ３
２を図示しておシ、他は図示を省略している。

電装品作動検出回路１０は、電装品に流れる電流の総和
をめる回路である。

電装品作動検出回路１０には、パーキングランプ２１、
テールランプ２２、ターンランプ２３、ヘッドライトＬ
ｏ２４、ヘッドライトＨｉ２５、ストップランプ２６、
ドアスイッチ２７などからの信号が入力され、それぞれ
の電装品を流れる電流工を４１１Ｊ定し、総和Σ工をめ
る。

第２図は電装品作動検出回路の例を示す回路図である。

パーキングランプ２１、テールランプ２２、・・・のよ
うに、負荷の一端が接地され、スイッチ３１．３２の他
端が電源価につながるような電装品をＡ群とする。Ａ群
の負荷抵抗をＬｌ　ｓ　Ｌｌ　、・・・・、Ｌｍとする
。

ルームランプ２Ｂ、ドアスイッチ２７、・・・のように
、負荷の一端は電源にっながシ、スイッチの一端が接地
されている電装品をＢ群という。

Ａ群の電装品については、負荷とスイッチの結合点に、
比例抵抗Ｒ１、Ｒ２、・・・、Ｒｍと、コンデンサ１４
、・・・の並列体をつなぎ、並列体の他端は、ダイオー
ド１５．１５、・・・を介して、ひとつの集合点１６に
集結接続する。集合点１６は抵抗Ｒａを介して接地され
る。集合点１６の電圧をｅ、とする。

比例抵抗と、対応する負荷抵抗の比は一定である。比例
定数をｈとする。

である。ｈは１よシ大きい定数である。

ダイオード１５が、電装品側にアノード、抵抗Ｒａの側
にカソードがくるように結合しであるから、これは、各
回路の和をとるということである。・スイッチ３１．３
２、・・・が開いている場合、対応する電装品の電流は
０である。対応する比例抵抗Ｒ１、・・・にも電流は流
れない。スイッチが閉じると、その電装品に電流Ｉが流
れる。共通の抵抗Ｒａが、Ｒ１、Ｒ２、・・・よシもず
っと小さいとすると、集合点１６の電圧ｅ５は、はぼ となる。ΣＩａは負荷電流の和である。

Ｂ群の電装品の負荷抵抗をＭｌ・・・・Ｍｎとする。

負荷とスイッチの接続点と、比例抵抗Ｓ１・・・Ｓｎと
コンデンサ１７、・・・の並列体をつなぐ。この並列体
にはダイオード１８を直列に接続し、集合点２０でひと
つにまとめる。集合点ゝ２０は抵抗Ｒｂによって電源電
圧に接続する。ダイオードは、抵抗Ｒｈの方がアノード
、並列体の方がカソードとなるよう接続する。

負荷抵抗と比例抵抗は比例し、比例定数をｋとする。

であシ、ｋは１よシ大きい定数である。個々の抵抗Ｓ１
１・・・の方が、共通抵抗Ｒｂよシずっと大きいとする
と、集合４点２０の電圧ｅ６は、電源電圧をｖＣＣとし
て、 である。ΣＩｂはＢ群の負荷電流の和である。

比例抵抗Ｒ１、・・・、Ｓｌ・・・に対し、並列に入れ
たコンデンサ１４、・・・、１７、・・・は、負荷がラ
ンプ負荷の場合、点灯直後に、大きい突入電流が流れる
ので、この突入電流の影響を除くためのものである。

第８図にパーキングランプ、ドアスイッチの場合を例に
挙げて説明する。（ａ）はパーキングランプスイッチの
オン、オフを示す波形図。５０でオン。

５丁でオフにしている。オンの直後に大電流がランプに
流れ、その後定常電流になる。抵抗Ｒ１だけでは、ｅ５
の電圧は（ａ）のような波形にしかならない。

コンデンサ１４を入れると、（ｂ）のよりなｅ５の電圧
波形にできる。５２でのエツジは、実際にランプに流れ
る突入電流の大きさに比例するようにしている。

ドアスイッチ（（Ｃ）に示す）の開閉によシ、ランプが
つくが、これも突入電流の効果を相殺するためコンデン
サを入れて、（ｄ）に示すｅ６のような波形にしている
。

このようにしないと、ランプ負荷のスイッチオンの瞬間
の電線電流Ｉｔと、負荷電流の和ΣＩとに突入電流分だ
けの食い違いが生じ、誤動作してしまう惧れがあるから
である。

Ａ、Ｂ群の負荷電流に比例する電圧ｅ５　、ｅ６は加算
器１３によって加算される。

（４）式のＨは、ホーン２９による電圧変動分である。

ホーン２９については負荷電流を測定する、と−うよう
ｈ稟をＩ−ｅいへ ホーン２９は比例抵抗をつけず、ダイオード１９を介し
て、直接集合点２０に接続する。

ホナンが鳴っている時、大さい電流が断続的に流れる。

従って、この電流と、ワイヤハーネスのショートによる
電流とを見分けることは容易でない。そこでホーンが鳴
っている間は本発明の火災予防装置の作動を禁止するこ
とにした。このため、ホーンが鳴る時、ｅ６を大きく引
下げて、後段に於いて、遮断器４が機能するのを禁止す
る。

加算器１３は、負荷電流を加算するという意味で、実際
にはｅ５　、’６０減算をとる事になる。共通抵抗と、
比例定数の比を、Ａ、Ｂ群について共通の値ｑにしてお
くと、 加算器１３の出力ｅ２は、 ｅ２＝　ｅ、　＋、　１！１６＋　Ｍａｃ　（６）とな
るように定数を決定しておくと、 θ２＝ＣＬΣＩ　＋　Ｈ（７） となる。Σ■はａ、　ｂ群の全電装品の負荷電流の和で
ある。つ！シ、加算器１３の出力ｅ２は負荷電流に比例
した電圧（ホーンが鳴っていない時）を生ずるので、負
荷電流信号ということができる。

電流センサ３は、電流２に流れる全電流工ｔ　の大きさ
に比例した電線電流信号ｅ１を生ずるものである。たと
えばホール素子などを使って構成できる。また可動コイ
ルとポテンシオメータによって構成することもできる。

この出力を電線電流信号ｅ１という。

ｅｌ’＝　ｑＩｔ　（８） である。ｌｔは電線に流れる全電流であるから、ワイヤ
ハーネスによる短絡などがなければΣ工に等しいはずで
ある。この時（しかもホーンが鳴っていないとき）に９
１＝（５２となるように、（８）式の比例定数が、（７
）式の定数ｑに等しくなるようにする。

比較回路８は、電流センサ３の電線電流信号ｅｌと、負
荷電流信号ｅ２とを比較し、適当なオフセットΔを予め
与えておき、禁止入力が０である時、（１）　ｅ５ｘ　
＜　ｅｔ＋Δ　であれば、出力は　ｅ３＝０ とし、 （２）　６１　＞　６２＋Δ　であれば、出力は　ｅ３
＝１ とするようにする。ただし禁止入力が１であれば、ｅｌ
、ｅ２にかかわらず　ｅ３＝０　である。

正常作動時には　ｅ１＝　ｅ２であるはずであるが、比
例定数ｑが（７）、（８）式においてずれたシ、電流セ
ンサの温度係数、抵抗の温度係数によって、正常時でも
　ｅ、　＝　ｅ、にならない惧れもあシ、このため、誤
動作するのを防ぐ目的で、オフセットΔを入れておく。

ｅ３は、結局、負荷以外にどこかで電流が漏れておシ、
それが一定値以上である時に出力１を与える。ただし、
これは停車中である時のみに、そうなるのである。走行
中に、全電流が突然遮断されてしまうと極めて危険であ
る。

このため、イグニッションキーがＩＧ位置又は、アクセ
サリ−ＡｃＣ位置にある時は、比較回路８の出力に１を
出す事が禁止されている。オアゲート１１は、ＩＧ又は
ＡＧＯにイグニッションスイッチが切シ換えられている
時に禁止人力１を比較回路８に与える。

第２図の例では、ホーン２９を集合点２０につなぎ、ホ
ーン作動中はｅ２を大きくして、ｅ２＜ｅ。

となることを防ぎ、これによって比較回路８の出力を０
に保つようにしている。

しかし、これに限ることなく、ホーン２９のスイッチと
の接続点から、抵抗を介して、３人力オアゲートにＩＧ
、ＡＣＣとともにホーン信号を入力するようにしてもよ
い。こうすれば、自動車が停車中でしかもホーンが鳴っ
ていない時にのみ、比較回路８が機能するようにできる
。

モノステーゾルマルチバイブレータ９は、比較１’ＦＴ
＋　Ｑ）ｌ　Ｏ＾切ご凪Ｗ躍居貝＾　ユψ１１ｒ）とハ
ｊ−篩　ｈ５のパルスを生ずる。これは回路が異常にな
った時のみに生ずるパ）Ｖヌで、これによシ遮断器４を
作　□動させる。そこで、マルチバイブレータ９の出力
を異常パルスｅ４という。

遮断器４は短いパルヌによって、電流を遮断してしまう
。これによシ、本発明の比較回路８、マルチバイブレー
タ９も動作を停止するから、遮断器４の入力は０になる
。しかし遮断器はいったん断になると、入力が０になっ
ても、断の状態を維持する。

この例ではモノステーゾルマルチバイブレータによって
遮断器を動作させているが、これに限らない。超過電流
信号θ３が１である時間が短いため、遮断器４が作動し
ない場合に、これが必要なのである。ＲＳフリップフロ
ップであってもよいし、単なる増幅器、論理和回路であ
ってもよい。

論理積回路を使い、４人力として、それぞれ超過電流信
号ｅ３、ＩＧ、ＡＣＣ，ホーンを入力すれば、前例と同
じ結果が得られる。

要するに凍断器作動機構は、（ｅｌ−８２）が−定値よ
シ大きく、ＩＧ＝０、ＡＣＣ＝Ｑ、ホーン電流＝０の時
にのみ遮断器４を動作させるものであればよい。

（４）作　用 ワイヤハーネスによる短絡電流の存在しない時、つまシ
、正常状態の時、常に　ｅ、　＝　ｅ２　である。

従って、ｅ３＝０で、モノステーブルマルチバイブレー
タ９はトリガーされない。

ワイヤハーネスから短絡電流が流れる時ｅ１＞ｅ２とな
る。ＩＧ＝ｌ又はＡＣＣ＝１の時は、動作が禁止される
。ＩＧ＝ＱでＡＣＣ＝０のとき、つまシ停車している時
に、ｅｌ＞ｅ２となシ、オフセットΔをこえる差が存在
する場合は、ｅ３＝１　となシ、モノステーブルマルチ
バイブレータ９がトリガーされ、異常パルスｅ４が生ず
る。遮断器４が働キ、全ワイヤハーネスへの給電が停止
する。

ψ）効　果 ワイヤハーネスの噛込みによる被覆剥離、繰返し接触に
よる剥離などによシ、電気導体が露出し、ボデーと接触
して短絡電流が流れても、これによって、直ちにワイヤ
ハーネスとバッテリーを分離するので、以後短絡電流は
流れない。

また、同時に警報を鳴らすようにすることもできる。

遮断器４が断となるとともに警報が鳴るようにしておく
こともできる。この場合、警報の電線は別にして、遮断
器４よシバッテリー側につないでおかなくてはならない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の火災予防装置の回路構成図。 第２図は電装品作動検出回路の回路側図。 第８図はパーキングランプスイッチ、ドアスイッチの動
作状態と’５　ｓ　ｅ６　、ｅ２の波形を例示する電圧
波形図。（ａ）はパーキングランプスイッチ動作、（ｂ
）はｅｌｌの電圧、（Ｃ）はドアスイッチ動作、（Φは
ｅ６の電圧、（ｅ）はｅ２の電圧を示す。 １・・・・−バッテリー ２・・・・・電　線 ３・・・・・電流センサ ４・・・・・遮断器 ５・・・・・フユージブルリンク ６・・・・・フユーズ ７・・・・・電　装　品 ８・・・・・比較回路 ９・・・・・モノステーブルマルチバイブレータ１０・
・・・電装品作動検出回路 Ｌ１〜Ｌｍ・・Ａ群電装品負荷抵抗 Ｒ１〜Ｒｍ・・Ａ群の比例抵抗 Ｍｌ〜Ｍｎ・・Ｂ群電装品負荷抵抗 ８１〜Ｓｎ・・Ｂ群の比例抵抗 １３・・・・加算器 １４・１７・・コンデンサ １５．１８・・ダイオード １６．２０・・集合点 ２９・・・・ホ　−　ン 発明者　−色　功　雄 特許出願人　住友電気工業株式会社

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）自動車の電気永続に於て、バッテリー１直後の電
   線電流を検出する電流センサ３と、バッテリー１直後の
   電線中に設けた遮断器４と、電装品に流れている電流の
   総和を検出する電装品作動検出回路１０と、電線電流と
   電装品に流れる電流の総和とを比較し電線電流が電装品
   電流よシ一定値以上大きい時に遮断器４・を作動させる
   遮断器作動機構と、より構成される事を特徴とする火災
   予防装置。
2. （２）イグニッションキーがＩＧ又はＡＣＣ状態の時は
   遮断器４の動作を禁するようにした特許請求の範囲第（
   １）項記載の火災予防装置。
3. （３）電装品作動検出回路１０が、負荷抵抗に比例する
   比例抵抗と、これよυ値の小さい共通抵抗とを組合わせ
   、負荷電流罠比例する電圧を出力することとした特許請
   求の範囲第（１）項記載の火災予防装置。
4. （４）電装品作動検出回路１０に於て、比例抵抗にコン
   デンサを並例に接続してランプ負荷に伴う突入電流に対
   応した信号を作るようにした特許請求の範囲第（１）項
   記載の火災予防装置。
5. （５）ホーン２９作動中は遮断器４の動作を禁止するこ
   とにした特許請求の範囲第（１）項記載の火災予防装置
   。
6. （６）異常電流を検出した時、警報を発するようにした
   特許請求の範囲第（１）項記載の火災予防装置。