JPS61208524A

JPS61208524A - 電子機器の安全装置

Info

Publication number: JPS61208524A
Application number: JP60049863A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Murakami; 裕一村上; Tomohiro Yamamoto; 知弘山本
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd; Shinsangyo Kaihatsu KK
Current assignee: Shinsangyo Kaihatsu KK; Aisin Corp
Priority date: 1985-03-13
Filing date: 1985-03-13
Publication date: 1986-09-16
Also published as: US4673832A

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】［発明の目的コ［産業上の利用分野］本発明は１例えば車輌に搭載される電子機器の、高レベ
ルの電界環境における誤動作を防止するための安全装置
に関する。

′　［従来の技術］電子産業の発達により、最近では、膨大な数の電子装置
があらゆる場所で使用されている。この種の電子装置に
中には、例えば通信機器など大きな電気エネルギーを送
信すべき信号として空間に放出する装置や、大電力をス
イッチングして比較的大きなノイズを電気エネルギーと
して空間に放出する装置も多数台まれている。このため
、空間中には、レベルの大きな電気エネルギーが電磁波
として存在している。

ところが、最近では微小信号を扱う電子装置も多く存在
し、この種の装置においては、空間中の電気エネルギー
、即ちノイズの影響を受は易い。つまり、空間中の電気
エネルギーによって、電子装置内の導体、特に電気配線
パターンに電気信号（ノイズ）が誘起し、このノイズレ
ベルが装置の扱う信号レベルと同等以上になると、誤動
作が生ずる。

例えば家庭用の機器であれば、その位置は固定されるこ
とが多いので、それがもし電磁波の影響により誤動作す
るのであれば、電磁波を放射する無線送信機等をその機
器から大きく離れた位置に配置する、というように機器
毎に対策を施すことができる。しかし、例えば自動車の
ように移動する物体上に搭載される電子機器においては
、自動車の位置によって、非常に大きなレベルの電界が
印加される可能性があるし、またその自動車に無線機を
搭載している場合には、それを妨害を受ける機器から大
きく離すことができない。

自動車エレクトロニクス研究委員会によれば、自動車上
の電子機器は６０Ｖ／ｍ程度の電界を受ける可能性のあ
る環境にあることが確認されている。

自動車上の電子機器は、特にそれが自動車の運動に関す
る制御機能を果たすものであれば、それが誤動作しない
ようにすることは、安全上、非常に重要である。このた
め、自動車に搭載される電子機器は、前述の程度の電界
を印加した環境で試験し、誤動作しないことを確認する
必要がある。

高レベルの電界環境における誤動作を防止するた＝４− め、従来より、次のような対策が施されている。

（ａ）電磁波が装置内に入らないように、装置の電子回
路部分全体を金属で囲み、静電シールドする。

（ｂ）電子回路内の特に影響を受は易い部分全てに、不
要な高周波信号成分のみを通過させるコンデンサを装着
する。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、（ａ）においては電子回路と他の装置と
を接続する入出カラインの接続部分を完全にシールドす
るのが不可能であり、（ｂ）においては高周波信号を扱
う部分にはコンデンサを装着できない。また（ａ）、（
ｂ）ともに部品数が多くなるし、装置の設計および製造
が難しく、コスト高になる。

本発明は、高レベルの電界環境における電子機器の誤動
作を防止する装置を低コストで提供することを目的とす
る。

［ｉ＠明の構成］ｃ問題点を解決するための手段］上記目的を達成するため、本発明においては、電界の影
響を受ける電子機器と同一のプリント基板上に配置した
電界検出手段、該電界検出手段の出力する信号レベルを
所定の参照レベルと比較してその結果を出力する信号レ
ベル判定手段、及び該信号レベル判定手段の出力が異常
であると、電子機器を異常処理状態に設定する異常処理
設定手段、を設ける。

［作泪］自動車上の電子機器が、それが誤動作するような高レベ
ルの電界環境におかれることは一時的シこしか生じない
。従って、そのような異常状態では、電子機器の作動を
固定あるいは停止させてもよい。

つまり、電子機器の動作を安全な方向に強制的に設定す
れば、一時的な誤動作による事故等を防止できる。

電界検出手段、即ちアンテナを誤動作を防止すべき電子
機器と同一のプリント基板上に設けることにより、該電
子機器が実際に受ける電界環境と同等の電界を検出でき
る。従って、電界検出手段の出力する信号のレベルを、
予め定めた参照レベルと比較し、その比較結果が異常な
高電界であることを示すものであったら、電子機器を異
常処理状態、例えばリセット状態に設定することで、そ
の電子機器の誤動作を防止できる。

ところで、電子機器に影響を及ぼす電界は、特定の周波
数に限らない。従って、その電界を検出する装置は、ど
の周波数に対しても同一の感度で検出できることが望ま
しい。もし感度が大きく異なると、異常を判定する電界
のレベルに差が生じ、特定の周波数以外の電界に対して
は、安全装置が作動しなくなったり、あるいは電子機器
に問題の生じない小さな電界にも反応してしまう恐れが
ある。

しかし、通常のアンテナは、共撮状態で使用するため、
特定の狭い周波数範囲でしか、信号を検出できない。そ
こで、本発明の好ましい実施例においては、検出すべき
周波数範囲の最も高い周波数の波長に比べ、十分に短い
（実際には各導体長がλ／８以下）アンテナを用いる。

この種のアンチすは、後述するように、広い周波数範囲
にわたり、均一な感度特性が得られる。この場合、アン
テナの感度は非常に低いが、本発明の用途では高レベル
の電界のみ検出できればよいので、感度が小さくても問
題は生じない。

［実施例］以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図に、検出回路２００の電気回路の構成を示す。第
１図を参照すると、この検出回路２００には、平衡／不
平衡変換器１０．整合器２０．検波回路３０．平滑回路
（コンデンサＣ１）２判定回路４０．モノマルチ（単安
定マルチバイブレーク回路）５０．ドライバ６０．ブザ
ーＢＺ及び発光ダイオードＬＥＤが備わっている。

平衡／不平衡変換器１０の入力端子には、２つの導体Ｐ
ＴＩ及びＦＴ２がアンテナとして接続されている。

第２図に、車載装置１００の電子制御回路の外観概略を
示す。第２図を参照すると、第１図の検出回路２００及
びアンテナは、車載装置１００と同一のプリント基板１
５０上に配置されている。

また、アンテナを構成する２つの導体ＰＴＩ及びＦＴ２
は、プリント基板１５０上に、そのプリントパターンの
一部として形成されている。導体ＰＴ１及びＦＴ２は、
共に長さがｌ（この実施例では５ｃｍ）であり、それら
の一端は互いに近接配置し、他端は互いに逆方向に伸ば
しである。近接配置した部分と検出回路２００とが、給
電用の小さな導体パターンにより電気的に接続されてい
る。

つまり、２つの導体ＰＴＩ、ＰＴ２は、中央給電型のダ
イポールアンテナを構成している。

第１図に戻って説明する。アンテナ（ＰＴＩ。

ＰＴ２）は平衡型なので、変換！ｇ１０を用いることで
不平衡の出力を得ている。整合器２０は、アンテナと検
波回路３０とのインピーダンス整合を行なう。検波回路
３０は、２つのダイオードＤＩ。

Ｄ２でなっており、アンテナから得られる商周波信号を
余波整流波形に変換する。但し、その出力に接続された
コンデンサＣＩにより平滑されるため、判定回路４０の
入力端子には、検出した電界の振幅に応じた直流レベル
が印加される。

判定回路４０はトランジスタＱｌ、抵抗器Ｒ１゜Ｒ２及
びＲ３でなっている。抵抗器Ｒ２は、半固定抵抗器であ
り、その抵抗値を調整できる。トランジスタＱ１は通常
はオフであり、その出力、つまりコレクタ端子には高レ
ベルＨが現われるが。

判定回路４０の入力端子、つまり抵抗器Ｒ１の一端に所
定以上の直流レベルが印加されると、トランジスタＱ１
はオンし、その出力端子に低レベルＬが現われる。判定
回路４０の出力端子は、エラー信号ラインＥｒｒｌとモ
ノマルチ５０の入力端子番；接続されている。

モノマルチ５０の出力端子には、非常に短い時間だけ高
レベルの電界が検出された場合でも、所定時間Ｔの間は
低レベルＬが継続して出力される。

モノマルチ５０の出力端子は、エラー信号ラインＥｒｒ
２及びドライバ６０に接続されている。ドライバ６０は
、その入力端子が低レベルＬになると、発光ダイオード
ＬＥＤを点灯し、ブザーＢＺをオンする。

車載装置１００の電子制御回路の構成を第３図に示す。

第３図を参照すると、この電子制御回路には、マイクロ
コンピュータＣＰＵが備わっており、そのリセット端子
Ｒｅ５ｅｔにはリセット回路Ｒ８Ｔが接続されている。

このリセット回路Ｒ８Ｔに、第１図に示したエラー信号
ラインＥｒｒｌ及びＥ　ｒｒ２が論理和の形で接続され
ている。つまり、いずれか一方のエラー信号ラインに低
レベルＬが現われると、マイクロコンピュータＣＰＵに
リセット信号が印加される。マイクロコンピュータＣＰ
Ｕは、リセット信号が印加されると、その動作を初期状
態に戻し、出力ポートを初期レベルに設定する。この例
では、マイクロコンピュータＣＰＵの出力ポートが初期
レベルに設定された状態で、ドライバＤＲＶの出力に接
続される各種出力装置が、安全な作動方向（例えば車速
制御装置では車速をゆっくり下げる方向）に状態設定さ
れるように構成しである。

次に、アンテナ（ＰＴＩ、ＰＴ２）の電界検出原理を説
明する。

一般に、線状アンテナの任意位置Ｚにおける電流をＩ　
（ｚ）、給電電流をＩ（ｏ）とすれば、そのアンテナの
実効長Ｌｅは次の通りである。

ｔ、ｅ　＝（１／Ｉ（ｏ））・ｊ；；Ｉ（ｚ）ｄｚ　　
［ｍ］”・（１）一方、バレン（Ｈａｌｌ＆ｎ）の方法
によれば、アンテナのパラメータΩが十分に大きいと仮
定すれば（Ω＝　２４ｎ２１／ａ　：但し２１及びａは
それぞれアンテナの線の全長及び半径）、線状アンテナ
上の電流分布は、バレン形積分方程式の解による第１次
近似として、正弦波分布と考えてよいから、アンテナの
中央で給電するものとして、アンテナの中央を座標２＝
０とすれば次式が得られる。

Ｉ（ｚ）＝Ｉｍ−３ｉｎβＣ１−ｌ　ｚ　ｌ　）＝・・
・（２）但しβ＝２π／λ、λ：波長、Ｉｒｎ：電波長
波Ｉｒｎ：電流式を第（１）式に代入すれば次式が得ら
れる。

Ｌ　ｅ　＝　Ｃ２／ＣＸｍ・Ｓｉｎβｌ））・ｆ：ｌｌ
ｌｌ−３ｉｎβ（／　−ｚ）ｄｚ＝　（２／Ｓｉｎ　Ｂ
　／　）　・（（１／β）・ＣＯ８βＣ１ｚ））。

＝（２／β）−（（１−ＣｏｓβＪ）／（Ｓｉｎβ１）
）＝（λ／π）・ｊａｎ（／・π／２）　・・・・・・
・・（３）ここで、ｌ〈λ／８の場合を考えると、上記
第（３）式は次のようになる。

Ｌ　ｅ４　（λ／ｙｔ）・ＣＩ・π／２）／（１−１−
π／２λ）キｌ　　　　　　　　　　　　・・・・・・
・（４）つまり、第（４）式より、ｌ〈λ／８の条件に
おいては、この種のアンテナの実効長は、アンテナの半
分の長さｌに等しい。

従って、長さが各５ｃｍの２本の導体をアンテナとして
用いると、λ＞４０ｃｍつまり７５０ＭＨｚ以下の周波
数の電波に対しては、実効長が５ｃｍのアンテナとみな
して使用しうる。その場合、電界強度がＥ［Ｖ／ｍ］な
ら、そのアンテナに誘起される電圧Ｖは次のようになる
。

Ｖ＝Ｅ−Ｉｌ　　［Ｖコ　　　　　　　　・・・・・（
５）仮に電界強度Ｅが５０Ｖ／ｍであると、電圧Ｖは２
．５ｖになる。この実施例ではアンテナに２．５ｖの電
圧が得られた時に、トランジスタＱｌのオン／オフ状態
が変化するように抵抗器Ｒ２の抵抗値を調整するように
している。つまり、この実施例では、５０　Ｖ／ｍ以上
の電界強度になると、エラー信号（Ｅ　ｒｒｌ、　Ｅ　
ｒｒ２）を発生し、車載装置１００にリセット信号を発
して誤動作を防止する。

なお、上記実施例では平ｔｒ／不平衡変換器１０及び整
合器２０を用いたが、本発明では強電界の検出のみ行な
うので、これらを省略してもよい。

第４ａ図、第４ｂ図及び第４Ｃ図に、アンテナの変形例
を示す。第４ａ図を参照すると、この例では一方の導体
パターンＰＴ２を直角に折曲げてプリント基板１５０の
周囲に沿わせている。この例では、アンテナをプリント
基板のかどの部分に配置できる。第４ｂ図を参照すると
、この例では２つの導体パターンＰＴＩ、ＰＴ２を曲線
状に形成しである。この例のようにすると、電子制御装
置の部品と部品との間の空間にアンテナを配置できる。

第４Ｃ図を参照すると、この例では１つの導体パターン
ＰＴＩでループアンテナを構成している。

第５ａ図及び第５ｂ図に、もう１つの実施例を示す。各
回を参照すると、この例では４つのダイポールアンテナ
Ａｌ、Ａ２．Ａ３及びＡ４をプリント基板１５０の各辺
端部に配置してあり、これらを整合器３００を介して検
出回路２００に並列に接続している。

第６図に、本発明のもう１つの実施例を示す。

この例では、車載装置の本体１００と各信号処理ユニッ
ト１１０，１２０及び１３０が、別のプリント基板上の
、離れた位置に配置されている。そして、各信号処理ユ
ニット１１０，１２０，１３０及び本体１００に、それ
ぞれ検出回路２００が備わっている。各信号処理ユニッ
ト１１０，１２０及び１３０の検出回路２００の出力端
子は、それぞれマイクロコンピュータＣＰＵの入力ボー
トＰｉ、Ｐ２及びＰ３に接続されている。この例では、
マイクロコンピュータＣＰＵは、各信号処理ユニットか
らの信号を参照する場合、それと同時に入力ボートＰＩ
、Ｐ’２又はＰ３の状態を参照する。もし異常が検出さ
れている場合には、その異常信号に対応する信号処理ユ
ニットからの信号を無効とみなし、安全な方向に装置の
制御状態を移行する。

−ｌｆ＋　− ［効果コ以上のとおり本発明によれば、難しい静電シールドや、
コンデンサ挿入による制御回路内のインピーダンス調整
を行なうことなく、装置の誤動作を完全に防止できる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の一実施例における検出回路の構成を示
すブロック図である。第２図は車載装置の電子制御回路の外観の概略を示す斜
視図である。第３図は、車載装置の電子制御回路の構成を示すブロッ
ク図である。第４ａ図、第４ｂ図及び第４Ｃ図は、それぞれアンテナ
の変形例を示す平面図である。第５ａ図は他の一実施例のアンテナの配置を示す平面図
、第５ｂ図は第５ａ図の実施例の回路構成を示すブロッ
ク図である。第６図は、もう１つの実施例を示すブロック図である。１０＝平衡／不平衡変換器 −１６＝２０．３００：整合器３０：検波回路４０：判定回路（信号レベル判定手段）５０：モノマル
チ６０：ドライバ１００：車載装置１１０．１２０，１３０　：信号処理ユニット１５０ニ
ブリント基板２００：検出回路ＬＥＤ：発光ダイオードＢＺ：ブザーＰＴＩ、ＰＴ２：導体（電界検出手段）Ａｌ、Ａ２．Ａ
３．Ａ４　：アンテナｃｐｕ　：マイクロコンピュータ（異常処理設定手段）
Ｒ８Ｔ：リセット回路

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも１つの電子装置を搭載したプリント基
板；前記プリント基板上に形成された少なくとも１つの電気導体パターンを含み、印加される交流電界
に応じた交流電気信号を出力する、電界検出手段；交流信号を直流信号に変換する少なくとも１つの整流手段を含み、前記電界検出手段が出力する電
気信号のレベルを検出し、そのレベルを少なくとも１つ
の参照レベルと比較してその結果を出力する信号レベル
判定手段；および前記信号レベル判定手段の出力が高レベルの電界検出に対応する状態であると、前記電子装置を含
む電子機器を、所定の異常処理状態に設定する、異常処
理設定手段；を備える電子機器の安全装置。
（２）前記電界検出手段は、交流電界の検出すべき周波
数範囲の中で最も高い周波数の波長の１／８以下の長さ
の２つの電気導体でなる少なくとも１つのアンテナを含
む、前記特許請求の範囲第（１）項記載の電子機器の安
全装置。
（３）前記電界検出手段は、一端が互いに近接配置され
他端が互いに実質上逆方向に向けて配置された２つの線
状電気導体パターンを少なくとも１組備える、前記特許
請求の範囲第（２）項記載の電子機器の安全装置。
（４）前記電界検出手段、信号レベル判定手段、及び異
常処理設定手段は、同一のプリント基板上に配置された
、前記特許請求の範囲第（１）項記載の電子機器の安全
装置。
（５）前記異常処理手段は、少なくとも１つの異常報知
手段を備え、信号レベル判定手段の出力が高レベルの電
界検出に対応する状態であると、該異常報知手段を付勢
する、前記特許請求の範囲第（１）項記載の電子機器の
安全装置。
（６）信号レベル判定手段は、前記電界検出手段の出力
に接続された整流手段、該整流手段の出力に接続された
平滑手段、及び該平滑手段の出力レベルと所定の直流参
照レベルとを比較するアナログ比較器、を備える、前記
特許請求の範囲第（１）項記載の電子機器の安全装置。
（７）異常処理設定手段は、信号レベル判定手段の出力
が高レベルの電界検出に対応する状態であることを検出
すると、所定時間、異常処理状態の設定を保持する保持
手段を備える、前記特許請求の範囲第（１）項記載の電
子機器の安全装置。
（８）異常処理設定手段の出力は、電子機器を初期状態
に設定するリセット端子に接続された、前記特許請求の
範囲第（１）項、第（２）項、第（３）項、第（４）項
、第（５）項、第（６）項又は第（７）項記載の電子機
器の安全装置。