(57)【要約】【課題】  バルブがＧＮＤにショートされたときに、バルブが破損してしまうことを防止できる電源回路を提供する。【解決手段】  バルブ５とＮＰＮトランジスタ６との間に、ＧＮＤショート検出回路９を備える。そして、ＧＮＤショート検出回路９に備えられるＰＮＰトランジスタ１０が流す電流がＣＰＵ７にフィードバックされるようにする。ＣＰＵ７では、ＮＰＮトランジスタ６への入力電圧と同様に変動するか否かにより、ＧＮＤショートが発生したか否かを検出する。そして、ＧＮＤショートが検出された場合に、ＣＰＵ７にて、リレー１をオンさせるための出力電圧の出力を止めることで、バルブ５に定格電圧を超える高電圧が駆動電圧として印加されることを防止することが可能となる。これにより、ＧＮＤショートによってバルブ５が破損してしまうことを防ぐことが可能となる。【選択図】        図１
2006006049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブ（５）の定格電圧を超える電源電圧（＋Ｂ）がリレー（１）を介して前記バルブ（５）に印加されるように接続されてなる前記バルブ（５）を駆動するための電源回路であって、
第１制御電圧によって駆動されることで、前記リレー（１）のオンオフを制御するスイッチング素子（４）と、
第２制御電圧によって駆動されることで、前記バルブ（５）における下流側電位を調整するための電圧調整用トランジスタ（６）と、
前記第１制御電圧および前記第２制御電圧を出力する制御手段（７）と、
前記バルブ（５）の下流側電位を検出し、それに応じた出力を前記制御手段（７）に伝えるＧＮＤショート検出手段（９）とを備え、
前記制御手段（７）は、自分自身が出力した前記第２制御電圧の波形と前記ＧＮＤショート検出手段（９）の出力とを比べ、前記ＧＮＤショート検出手段（９）の出力が前記第２制御電圧の波形と同様であった場合には、ＧＮＤショートが発生していない正常な状態と判定して前記第１制御電圧の出力を継続し、前記ＧＮＤショート検出手段（９）の出力が前記第２制御電圧の波形と同様ではなく一定であった場合には、前記ＧＮＤショートが発生した異常な状態と判定して前記第１制御電圧の出力を停止するようになっていることを特徴とする電源回路。
【請求項２】
前記ＧＮＤショート検出手段（９）には、ＰＮＰトランジスタ（１０）が含まれ、該ＰＮＰトランジスタ（１０）のベースに前記バルブの下流側電位が入力されていると共に、エミッタに定電圧源（Ｖｃｃ）が接続され、コレクタに流れる電流が前記ＧＮＤショート検出手段（９）の出力として前期制御手段（７）に入力されるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の電源回路。
【請求項３】
前記電圧調整用トランジスタ（６）は、ＮＰＮトランジスタであり、該ＮＰＮトランジスタのコレクタが前記バルブ（５）に接続され、これら前記バルブと前記ＮＰＮトランジスタのコレクタとの間の電圧が前記ＧＮＤショート検出手段（９）へ入力されるようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載の電源回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バルブを定格電圧を超える高電圧で駆動するような場合において、バルブの駆動用の出力端子がグランド（ＧＮＤ）にショートしてしまっても、バルブが破損してしまうことを防止できる電源回路に関するもので、例えば、１２Ｖ車専用バルブを２４Ｖ車にて使用するような場合におけるバルブ破損の防止のために適用すると好適である。
【背景技術】
【０００２】
通常、バルブには定格電圧が設定されているため、その定格電圧でバルブが駆動される。例えば、１２Ｖ車専用バルブは、定格電圧となる１２Ｖで駆動される。これに対し、１２Ｖ車専用バルブを２４Ｖ車にて使用するような場合がある。このように２４Ｖ車にてバルブを駆動する際の電源回路は、例えば図２のような回路構成になると考えられる。
【０００３】
図２に示されるように、電源電圧＋Ｂ（２４Ｖ）にリレー１０１のコイル１０２およびスイッチ１０３が並列的に接続されている。コイル１０２側には、ＮＰＮトランジスタ１０４のコレクタ端子が接続され、スイッチ１０３側には、バルブ１０５が一端子が接続されたのち、さらにバルブ１０５の他端子においてＮＰＮトランジスタ１０６のコレクタ端子が接続された構成とされている。そして、両ＮＰＮトランジスタ１０４、１０６のエミッタ端子がＧＮＤ接続され、各ＮＰＮトランジスタ１０４、１０６のベース端子にＣＰＵ１０７からの出力電圧が印加される構成とされている。これらのうち、ＣＰＵ１０７および両ＮＰＮトランジスタ１０４、１０６はＥＣＵ１０８内に備えられたもので、ＥＣＵ１０８の外部接続用の端子を通じてリレー１０１およびバルブ１０５が接続された構成とされる。
【０００４】
このような構成の電源回路では、ＣＰＵ１０７からの出力電圧によってＮＰＮトランジスタ１０４をオンさせ、コイル１０２への通電を行う。これにより、スイッチ１０３の接点が移動してリレー１０１がオンされ、電源電圧＋Ｂがバルブ１０５に印加される。その後、ＣＰＵ１０７からＮＰＮトランジスタ１０６にパルス状の出力電圧を加えることで、ＮＰＮトランジスタ１０６がフルオンしない程度、つまり、５０％オン程度にオンさせることで、バルブ１０５が１２Ｖ程度の電圧で駆動される。
【０００５】
しかしながら、上記電源回路において、図２に示されるように、バルブ１０５とＮＰＮトランジスタ１０６との間がＧＮＤショートしてしまった場合、バルブ１０５に定格となる１２Ｖを超えた過大な電圧（２４Ｖ）が印加されることになり、バルブ１０５が破損するという問題がある。
【０００６】
このようなショートに対する保護を行ったものとして、シャント抵抗を用いることで過電流を検出し、ＣＰＵによる出力をＯＦＦするというものがある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−２５０９８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようにシャント抵抗を用いた回路は、主にＣＰＵが備えられるＥＣＵ内部のトランジスタを保護することを目的としており、図２に示されるような外部回路に配線された負荷がＧＮＤにショートされてしまうような場合を想定しているものではない。つまり、シャント抵抗を用いた回路は、シャント抵抗に流れる過電流がＥＣＵ内に流れること、もしくは、過電流が流れたときにおけるシャント抵抗での降下電圧がＥＣＵ内にフィードバックされることを前提としており、図２に示されるようなショート形態に対しては適用することができない。
【０００８】
本発明は上記点に鑑みて、バルブがＧＮＤにショートされたときに、バルブが破損してしまうことを防止できる電源回路を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、バルブ（５）の定格電圧を超える電源電圧（＋Ｂ）がリレー（１）を介してバルブ（５）に印加されるように接続されてなるバルブ（５）を駆動するための電源回路であって、第１制御電圧によって駆動されることで、リレー（１）のオンオフを制御するスイッチング素子（４）と、第２制御電圧によって駆動されることで、バルブ（５）における下流側電位を調整するための電圧調整用トランジスタ（６）と、第１制御電圧および第２制御電圧を出力する制御手段（７）と、バルブ（５）の下流側電位を検出し、それに応じた出力を制御手段（７）に伝えるＧＮＤショート検出手段（９）とを備え、制御手段（７）は、自分自身が出力した第２制御電圧の波形とＧＮＤショート検出手段（９）の出力とを比べ、ＧＮＤショート検出手段（９）の出力が第２制御電圧の波形と同様であった場合には、ＧＮＤショートが発生していない正常な状態と判定して第１制御電圧の出力を継続し、ＧＮＤショート検出手段（９）の出力が第２制御電圧の波形と同様ではなく一定であった場合には、ＧＮＤショートが発生した異常な状態と判定して第１制御電圧の出力を停止するようになっていることを特徴としている。
【００１０】
このように、ＧＮＤショート検出手段（９）によってバルブ（５）の下流側電圧に応じた出力を発生させ、このＧＮＤショート検出手段（９）の出力が制御手段（７）に入力されるようにしている。
【００１１】
このため、制御手段（７）は、自分自身が出力した第２制御電圧の波形とＧＮＤショート検出手段（９）の出力とを比べ、ＧＮＤショート検出手段（９）の出力が第２制御電圧の波形と同様であった場合には、ＧＮＤショートが発生していない正常な状態と判定することができ、同様ではなく一定であった場合には、ＧＮＤショートが発生した異常な状態と判定することができる。
【００１２】
したがって、正常な状態である場合には、制御手段（７）からの第１制御電圧の出力を継続させ、ＧＮＤショートが発生した異常な状態である場合には、制御手段（７）からの第１制御電圧の出力を止めることで、バルブ（５）に定格電圧を超える過大な電圧が駆動電圧として印加されることを防止することができ、バルブ（５）が破損してしまうことを防ぐことができる。
【００１３】
例えば、請求項２に示されるように、ＧＮＤショート検出手段（９）には、ＰＮＰトランジスタ（１０）が含まれ、該ＰＮＰトランジスタ（１０）のベースにバルブの下流側電位が入力されていると共に、エミッタに定電圧源（Ｖｃｃ）が接続され、コレクタに流れる電流がＧＮＤショート検出手段（９）の出力として前期制御手段（７）に入力される。
【００１４】
また、請求項３に示されるように、電圧調整用トランジスタ（６）としてＮＰＮトランジスタを用い、ＮＰＮトランジスタのコレクタがバルブ（５）に接続され、これらバルブとＮＰＮトランジスタのコレクタとの間の電圧がＧＮＤショート検出手段（９）へ入力されるような構成とすることができる。
【００１５】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（第１実施形態）
本発明の一実施形態を適用した電源回路の回路構成を図１に示す。
【００１７】
この図に示されるように、電源電圧＋Ｂ（２４Ｖ）にリレー１のコイル２およびスイッチ３が並列的に接続されている。コイル２側には、ＮＰＮトランジスタ４のコレクタ端子が接続され、スイッチ３側には、バルブ５が一端子が接続されたのち、さらにバルブ５の他端子においてバルブ５の下流側電位を調整するためのＮＰＮトランジスタ６のコレクタ端子が接続された構成とされている。そして、両ＮＰＮトランジスタ４、６のエミッタ端子がＧＮＤ接続され、各ＮＰＮトランジスタ４、６のベース端子にＣＰＵ７からの出力電圧が印加される構成とされている。
【００１８】
これらのうち、ＣＰＵ７および両ＮＰＮトランジスタ４、６はＥＣＵ８内に備えられたもので、ＥＣＵ８の外部接続用の端子を通じてリレー１およびバルブ５が接続された構成とされる。
【００１９】
さらに、本実施形態の電源回路には、バルブ５とＮＰＮトランジスタ６との間において、バルブ５の下流側電位を検出するＧＮＤショート検出手段としてのＧＮＤショート検出回路９が備えられている。このＧＮＤショート検出回路９は、ＥＣＵ８内に備えられたもので、ＰＮＰトランジスタ１０と第１、第２の抵抗１１、１２およびダイオード１３を備えた構成となっている。
【００２０】
ＰＮＰトランジスタ１０は、エミッタが定電圧源Ｖｃｃに接続され、コレクタがＣＰＵ７に接続された構成とされている。第１の抵抗１１は、ＰＮＰトランジスタ１０のベースの電圧レベル固定用のもので、ＰＮＰトランジスタ１０のエミッタ−ベース間に接続されている。第２の抵抗１２は、ベース抵抗であり、ＰＮＰトランジスタ１０のベースに接続されている。ダイオード１３、逆流防止用のもので、バルブ５とＮＰＮトランジスタ６とを接続する配線と第２の抵抗１２との間に接続されている。
【００２１】
続いて、上記のように構成された電源回路の作動について説明する。
【００２２】
図１に示す構成の電源回路では、ＣＰＵ７からの出力電圧をＮＰＮトランジスタ４のベースへの入力電圧（第１制御電圧）としてＮＰＮトランジスタ４をオンさせ、コイル２への通電を行う。これにより、スイッチ３の接点が移動してリレー１がオンされ、電源電圧＋Ｂがバルブ５に印加される。その後、ＣＰＵ７からＮＰＮトランジスタ６にパルス状の出力電圧（第２制御電圧）を加えることで、ＮＰＮトランジスタ６がフルオンしない程度、つまり、５０％オン程度にオンさせることで、バルブ５が１２Ｖ程度の電圧で駆動される。
【００２３】
このとき、バルブ５とＮＰＮトランジスタ６との間にＧＮＤショートが発生していない正常な状態のときであれば、ＣＰＵ７からＮＰＮトランジスタ６に印加されるパルス状の出力電圧に基づいてＮＰＮトランジスタ６のコレクタ電位がパルス状に変化する。このコレクタ電位がＰＮＰトランジスタ１０のベース電位、つまり入力となって、ＰＮＰトランジスタ１０が作動させられる。これにより、ＰＮＰトランジスタ１０にパルス状のベース電位が印加されることになり、コレクタを通じて流れる電流もＮＰＮトランジスタ６への入力電圧と同様にパルス状に変化することになる。
【００２４】
したがって、ＣＰＵ７にＰＮＰトランジスタ１０からＮＰＮトランジスタ６に出力したパルス状波形の電圧と同様に変化するパルス状波形の電流が入力される。このため、ＣＰＵ７は、自分自身がＮＰＮトランジスタ６に出力したパルス状の電圧のパルス数と同じパルス数を有する電流がＰＮＰトランジスタ１０から入力されているときには、ＧＮＤショートが発生しておらず、正常な状態であると判定することができる。
【００２５】
一方、バルブ５とＮＰＮトランジスタ６との間にＧＮＤショートが発生してた異常な状態のときであれば、ＣＰＵ７からＮＰＮトランジスタ６に印加されるパルス状の出力電圧に基づいてＮＰＮトランジスタ６がオンしても、ＮＰＮトランジスタ６のコレクタ電位がＧＮＤ電位となる。このコレクタ電位がＰＮＰトランジスタ１０のベース電位となることから、ＰＮＰトランジスタ１０が常にオンされた状態となり、ＰＮＰトランジスタ１０のコレクタを通じて流れる電流は定電流となる。
【００２６】
したがって、ＣＰＵ７にＰＮＰトランジスタ１０からＮＰＮトランジスタ６に出力したパルス状の電圧とは異なる定電流が入力される。このため、ＣＰＵ７は、自分自身がＮＰＮトランジスタ６に出力したパルス状の電圧のパルス数と同じパルス数を有する電流がＰＮＰトランジスタ１０から入力されていないとして、ＧＮＤショートが発生し、異常な状態であると判定することができる。
【００２７】
このようにＧＮＤショートが発生して異常な状態であると判定された場合、それが例えば一定期間継続したときに、ＣＰＵ７からＮＰＮトランジスタ４をオンさせるための出力電圧の出力をカットさせる。これにより、リレー１がオフされ、バルブ５への電圧印加が停止される。したがって、バルブ５が破損してしまうことを防ぐことができる。
【００２８】
以上説明したように、本実施形態の電源回路では、バルブ５とバルブ５を駆動するための電圧の大きさを調整するためのＮＰＮトランジスタ６との間に、ＧＮＤショート検出回路９を備えている。そして、ＧＮＤショート検出回路９に備えられるＰＮＰトランジスタ１０が流す電流がＣＰＵ７にフィードバックされるようにしている。
【００２９】
このため、ＣＰＵ７では、ＮＰＮトランジスタ６への入力電圧と同様に変動するか否かにより、ＧＮＤショートが発生したか否かを検出することが可能となる。そして、ＧＮＤショートが検出された場合に、ＣＰＵ７にて、リレー１をオンさせるための出力電圧の出力を止めることで、バルブ５に定格電圧を超える高電圧が駆動電圧として印加されることを防止することが可能となる。これにより、ＧＮＤショートによってバルブ５が破損してしまうことを防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態における電源回路の回路構成を示す図である。
【図２】１２Ｖ車専用バルブを２４Ｖ車に適用する場合の電源回路の回路構成例を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…リレー、２…コイル、３…スイッチ、４…ＮＰＮトランジスタ（スイッチング素子）、５…バルブ、６…ＮＰＮトランジスタ（電圧調整用トランジスタ）、７…ＣＰＵ（制御手段）、８…ＥＣＵ、９…ＧＮＤショート回路（ＧＮＤショート検出手段）、１０…ＰＮＰトランジスタ、１１、１２…第１、第２の抵抗、１３…ダイオード。
【図１】
2006006049.tif 000003
【図２】
2006006049.tif 000004