JPS62131400A - 接点信号伝送方式 - 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】 ｍ　技術分野 この発明は、自動車の電装品、ワイヤハーネスなどから
なるシステムの状態を接点信号によって制御装置に伝送
する接点信号伝送方式の改良に関する。

自動車には数多くの電装品があり、これらとバッテリー
、スイッチをつなぐ数多くのワイヤノ・−ネスがある。

電装品のひとつ、或は複数個の組からなる電装品の群を
システムと呼ぶ。

システムの状態を制御するものを制御装置という。これ
はＣＰＵを用いる事が多い。

システムは常に正常であることが望ましい。し７かし、
なんらかの原因で異常になる事もある。

システムの異常は、制御装置に知らせなければならない
。

システムと制御装置は離れているから、ワイＡ・ハーネ
スによって、状態信号を、システムから制御装置へ送る
必要がある。

２状態しかないのであるから、信号は簡単なものでよい
はずである。ワイヤハ−ネスのシステム側に、状態を表
わすスイッチを設け、システムが正常であればスイッチ
オン、異常であればスイッチオフとすればよい。

もちろん逆でもよい。

スイッチの他端は、グランド又は電源につなぐ。

多くの場合、クランドに接続することになる。

状態伝送用のハーネスが電源側につながっていると、シ
ョートなどによって、火災などが起る惧れもあるからで
ある。

ワイヤハーネスが完全であれば、このような接点信号の
伝送によって、システムの状態を、制御装置へ正しく伝
送できる。しかし、ワイヤハーネス自体に故障が起るこ
ともある。これとシステムの状態の正常とが混同されて
はならない。

ハーネスは長いから、断線、ショートなどの異常が起る
こともある。ショートといってもグランドショートとバ
ッテリーショートがある。

システム状態は正常か異常かいずれがである。

したがって状態変数は２値である。

ハーネスの故障は、断線又は短絡であるから、やはり２
値である。

伝送された信号が２値しかとらないとすれば、システム
の正常と、ハーネスの故障のいずれかが重なってしまう
。このときシステムが正常なのか、ハーネスが異常なの
か分らない。

システム状態を伝送するハーネスのシステム側に設けら
れたスイッチとして、グランドと接続するスイッチを設
ける場合と、電源側に接続するスイッチを設ける場合と
がある。

グランドとハーネスを接続するスイッチを設けて、これ
を閉じた状態が正常である、とする場合、グランドショ
ートと同じ電圧になるから、グランドショートを正常と
判定してしまう。

スイッチオフが異常である事を示すとすれば、ハーネス
の断線を異常と判定することになる。これは差支えない
。

反対に、スイッチを閉じた状態が異常、開いた状態が正
常である事を表現するとする。

こめ場合、グランドショートを異常と判定することにな
る。これはかまわない。

ところが、断線の場合、スイッチオフと同じ電圧になる
から、断線の時、システムを正常だと判定してしまう。

制御装置の判定回路に与えられる電圧が２値しかないの
で、ノ・−ネスの異常がある時、システムの異常を見落
す可能性がある。

ワイヤハーネスとバッテリー電源とをつなぐスイッチを
設けたとする。

スイッチオフを異常、スイッチオンを正常とするソステ
ノ、だとする。断線、グランドショートともに異常と判
定できる。しかし、電源ショートを正常と判断してしま
う欠点がある。

スイッチオンを異常、スイッチオフを正常とするシステ
ムであるとする。電源ショートを異常と判定できる。し
かし、断線とグランドショートを正常と判定してしまう
。

自動車のワイヤハーネスに於ては、電源ショートよりも
、グランドショートや断線という異常状態の発生する確
率が高い。しかし、このシステムでは、グランドショー
トの時電源とグランドが直接に接続されるから、大電流
が流れ、ヒユーズが遮断されるか、又はハーネスが焼損
する。

このため、このシステム構成となる可能性は低いＯ イ）従来技術さその問題点 従来のシステム状態伝送判定回路のひとつを第４図によ
って説明する。

制御装置の一部に判定回路が設けられる。ハーネスＨは
、対象となるシステムの正常、異常の信号を伝送するハ
ーネスである。他端はシステムにつながっており、シス
テムの状態によって開閉するスイッチＳＷがハーネス他
端に接続されている。

このハーネスは制御装置と１点に於てつながっており、
状態変数を制御装置に伝える。

判定回路は制御装置の一部をなし、ユ点の入力電圧（状
態変数）の高さを判定するものである。

ｂ点が判定回路の出力である。

３点の電圧がＯＶであれば、トランジスタＱ３に電流が
流れるから、Ｑ３がオンになる。Ｒ１３に電流が流れ、
出力す点が、はぼＶｃｃになる。

１点の電圧が、バッテリー電圧Ｂに上ると、ダイオード
Ｄ４が逆バイアスされるから、Ｑ３がオフになる。ｂ点
の電圧はＯｖになる。

第５図は入力電圧３と、出力電圧すの伝達特性を示すク
ラ７である。

ハーネスＨは充分に長い。制御ユニットから離れた部位
にグランドとハーネス端とを接続できるスイッチＳＷが
ある。

スイッチＳＷはオンが正常で、オフが危険状態を表わす
ものとする。

スイッチがオンなら３点の電圧がＯｖであるから、出力
すはほぼＶｃｃに近い。

スイッチがオフの時、Ｒｌｏによって、ダイオードＤ４
が逆バイアスされるので、Ｑ３はオフとなる。出力電圧
すはＱＶとなる。これが異常状態であるとしている。ワ
イヤハーネスが断線した場合、スイッチＳＷの開閉に拘
わらずａ点の電圧が高くなり、ｂ点の電圧はＱＶである
。このため断線のような異常の発生を検出することがで
きる。

しかし、ハーネスがグランドとショートした場合、ａ点
の°電圧がＯｖになるから、トランジスタＱ３はオンと
なる。ｂ点の電圧が上る。これはスイッチＳＷをオンと
した場合と同じ結果である。

このため、このような回路ではグランドショー：・と、
スイッチオンとの区別がつかない。

（つ）　　　目　　　　　　　的 自動車の電装品のシステムの異常、正常を接点のオン・
オフ信号として伝送するワイヤハーネスを用いた接点信
号伝送方式に於て、ハーネスの断線、短絡などの異常が
あっても、システムが正常であるという信号が伝わらな
いようにした接点信号伝送方式を与える事が本発明の目
的である。

ハーネスの故障は、断線と短絡とがある。システム状態
を表わすスイッチのオン・オフによってシステム状態変
数を伝送するのであるから、判定回路では、正常状態が
断線、短絡のいずれかに重なる。

しかし、断線と短絡とを区別する必要がないとすれば、
判定回路からの出力信号に於て、断線と短絡とをスイッ
チの異常となる側に重ねることにより、故障の判定を行
うことができる。

匡）構　成 第１図によって、本発明の実施例に係る回路を説明する
。

監視ユニットの中には、ＰｎＰトランジスタＱ１、抵抗
Ｒ４、Ｒｓが直列につながれ、バッチＩＪ−Ｂ１クラン
ドに接続されている。

Ｑｌのエミッタはバッテリーに接続され、エミッタとベ
ースは、抵抗Ｒ３によって接続されている。Ｑｌのコレ
クタ叫こは、抵抗Ｒ４がつないである。Ｒ４の他端９が
この判定回路の出力電圧（ｂで表わす）を与える。

９点とアースの間には、ゼナーダイオードＺＤと、Ｒ５
とが並列接続されている。

ＱｒのベースＳと、監視ユニットの入力点この間には、
抵抗Ｒ２が接続しである。入力点１とアースの間はコン
デンサＣでつながれている。

また、ダイオードＤ１のアノードが９点に、カソードが
ａ点に接続されている。

入力点３は長いハーネスＨの終端が接続されている。ハ
ーネスＨの他端にはスイッチＳＷがある。

これはグランドとハーネスの他端とをつなぐことのでき
るスイッチである。

ただし、単純にグランドとハーネス端をつなぐのではな
く、中間に抵抗Ｒ１を入れている。これが特徴ある点で
ある。

スイッチオンが正常、スイッチオフが異常であるような
接点信号を与えている。

ｆａｔ　　スイッチオフの動作について説明する（断線
も同じ）。

入力点ａは、バッテリーＢの電圧が、Ｒ３。

Ｒ２を介して加わる。このため、ａ点の電圧はほぼＢと
なる。ａ点の電圧を単に１と書き、バッテリー電圧を単
にＢと書く。つまり１＝Ｂとなる。

断線の場合も同じである。

この時、トランジスタＱｌはオフである。

従って、抵抗Ｒ４、Ｒｓに電流は流れない。

ダイオードＤ１は逆バイアスされているから、電流は流
れない。

９点の電圧すは０■である。ｂ＝Ｑと簡単に書くことが
できる。

（ｂｌ　　ハーネスがグランドと短絡した場合の動作に
ついて説明する。スイッチＳＷはオンであっても、オフ
であってもかまわない。３点の電圧はＯｖになる。ａ　
＝　Ｑと書ける。

Ｑ＝がオンになる。１点の電圧が、はぼＢに等しくなる
。

ところが９点はタイオードＤｌによって、３点に接続さ
れるから、ダイオードの順方向電圧降下分だけａ点より
高いだけである。つまり、はとんどＱＶである。ｂ言０
と書くことができる。

ｆｃ）　　スイッチＳＷが閉じた場合の動作について説
明する。

抵抗艮２、ＳＷ、抵抗Ｒ１を通じ、Ｑｌにベース電流が
流れ、Ｑｌは飽和する。【点の電圧がほぼＢに等しくな
る。

１点の電圧は、Ｂを抵抗Ｒ２、Ｒ１で分圧した値にほぼ
等しい。この値よりゼナーダイオードのゼナー電圧Ｖｚ
を低くしておく。ダイオードＤ１は逆バイアスされるか
ら、９からａへは電流が流れない。

Ｖｚはバッテリー電源Ｂより低く、さらに、内部回路（
ＴＴＬレベル）の電源電圧ＶＣＣ（＝５Ｖ）より低く設
定しておく。Ｖｚ≦ＶＣＣである。

すると、９点の電圧すはＶｚに等しい。　ｂ＝Ｖｚであ
る。

以上の動作を、第２図の伝達特性図に表わす。

横軸は入力電圧１である。縦軸は判定出力電圧すである
。

入力電圧ａが低い時（ＥＦ間）、これはハーネスの短絡
に対応するが、判定出力はほぼＱＶである。

入力電圧１が中間（ＧＨ間）である時、これはスイッチ
オンに対応するが、判定出力はほぼＶｚである。

入力電圧３が高い時（ＩＪ間）、これは断線に対応する
が、判定出力はほぼ０■である。スイッチオフの時も同
じことになる。スイッチオフは異常だというように決め
ているからこれは差支えない。

オ）他の実施例 第３図は他の実施例を示している。

ｐｎｐ　トランジスタＱｌのエミッタが電源Ｂにつなが
っている。エミッタ・ベースＳ間が抵抗Ｒ３てつながれ
ている。入力点３と、抵抗Ｒ１、スイッチＳＷとよりな
るスイッチが長いワイヤハーネスＨによって接続されて
いる。

このような構成は第１図のものと同じである。

スイッチＳＷに直列に抵抗Ｒ１を入れたところが特徴あ
る点なので、ここが共通である。

ｑｌのベースＳは、抵抗Ｒ２、ダイオードＤ２を介し入
力点３に接続されている。バッチＩＪ　　１３と入力点
ａは、プルアップ用抵抗Ｒ９でつながれる。

入力点１にノイズなどが入らないよう、安定化のためコ
ンデンサＣがグランドとの間に接続されている。

Ｑｌのコレクタ【とアースの間は抵抗Ｒ４、Ｒｓによっ
て接続される。Ｒ４とＲ８の接続点Ｕが判定出力を与え
る。ここから抵抗Ｒ７を介して判定電圧すを得る。

Ｕ点と入力点３とはダイオードＤ３によって接続される
。

ｆａ）　　ハーネス断線又はスイッチオフ（短絡でない
）場合。

ａ点の電圧がＲ９によってＢに引上げられている。Ｄ２
　、　Ｄ３は逆バイアスされ電流が流れない。Ｑｌはオ
フである。Ｕ点の電圧はＯＶで、１）＝Ｑと書ける。

ｆｂ）　　短絡の場合。

３点の電圧がほぼ０■になる。Ｄ３から電流が流れるか
らＵ点の電圧はほぼ０■である（ダイオードの電圧降下
０．６　Ｖを除けば）。

ｆｃｌ　　スイッチオンの場合。

Ｑｌにベース電流が流れる。Ｑｌがオンになる。３点の
電圧は、ＢをＲ２、Ｒｔで分圧したものにほぼ等しく、
これより、ＢをＲ４、Ｒ８で分圧したものが低くなるよ
う抵抗を選んである。ダイオードＤ３は逆バイアスされ
る。

Ｑｌのコレクタ【はほぼＢに等しく、ｕ点は、これをＲ
４、Ｒｓで分圧した電圧になる。

この電圧はＶｃｃより低いが、Ｖｃｃに近い値にしてお
く。

結局、第３図の例も、第２図のような伝達特性を与える
事が分る。

力）効　果 （１）入力点の電圧が３つの異なる値をとるようになっ
ている。ワイヤハーネスの断線、短絡のいずれもが、異
常状態として判定される。

（２）　　スイッチオンを正常、スイッチオフを異常と
しているから、スイッチオフと断線、短絡とをひとまと
めにして、異常と判定でき、正常、異常の状態の伝送に
誤まりの余地がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図。 第２図は本発明に於ける入力電圧３と判定出力電圧すの
間の伝達特性グラフ。 第３図は本発明の他の実施例を示す回路図。 第４図は従来例を示す回路図。 第５図は従来例に於ける入力電圧ａと判定出力電圧すの
間の伝達特性グラフ。 Ｒ１〜Ｒ１３曲・・抵　　抗

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. システムの正常、異常の状態を表わすため、ワイヤハー
   ネスの一端に設けたスイッチＳＷをオン・オフに切換え
   て、それぞれ正常、異常状態制御装置へ伝送することと
   した接点信号伝送方式に於て、スイッチとアースの間に
   抵抗を入れ、ワイヤハーネスの終端に於ける制御装置の
   入力電圧が、ハーネスの断線、スイッチＳＷオン、ハー
   ネスのグランド短絡によつて異なる３値を取るようにし
   、判定回路の出力ｂは、断線、短絡、スイッチオフに対
   して同一の出力を与えるようにした事を特徴とする接点
   信号伝送方式。