(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定の物理量を検出する検出装置と、検出装置からの出力を処理する処理装置とから成り、検出装置は、前記物理量を電気信号に変換する検出部と、検出部から出力される電気信号に応じた電流を処理装置に出力する出力部とを備え、処理装置は、出力部から出力される電流をプルダウン抵抗を介して電圧に変換して処理部に入力する入力部と、入力部からの電圧を処理する処理部とを備え、検出装置及び処理装置は、処理装置から検出装置に電源を供給する電源線及び回路のグラウンドと接続される接地線、並びに接地線と対となって電気信号を伝送する信号線によって接続される検出システムであって、検出装置は、接地線の断線を検出する断線検出部と、接地線の断線を検出すると出力部に接続される電源線を遮断する遮断部とを備えたことを特徴とする検出システム。
【請求項２】
前記遮断部は、電源線を開閉するスイッチ要素から成り、前記断線検出部は、第一及び第二のスイッチング素子と第一、第二、第三の抵抗とから成り、第一の抵抗と第一のスイッチング素子との直列回路と第二及び第三の抵抗の直列回路とを並列に接続したものを遮断部のスイッチ要素の電源側端子及び接地線との間に接続し、第二及び第三の抵抗の接続点と信号線との間に第二のスイッチング素子を設けたことを特徴とする請求項１記載の検出システム。
【請求項３】
前記検出装置は、出力部に接続される接地線に直列にダイオードを挿入したことを特徴とする請求項２記載の検出システム。
【請求項４】
前記遮断部は、電源線を開閉するスイッチ要素から成り、前記断線検出部は、コンパレータと第一乃至第五の抵抗とから成り、電源線とコンパレータの出力端子が第一の抵抗を介して接続され、電源線と接地線との間には第二及び第三の抵抗の直列回路が挿入され、電源線と信号線との間には第四及び第五の抵抗の直列回路が挿入され、第二及び第三の抵抗の接続点とコンパレータの非反転入力端子とが接続され、第四及び第五の抵抗の接続点とコンパレータの反転入力端子とが接続されたことを特徴とする請求項１記載の検出システム。
【請求項５】
前記断線検出部は、コンパレータと第一乃至第三の抵抗と第一乃至第四のダイオードとから成り、電源線とコンパレータの出力端子が第一の抵抗を介して接続され、電源線と接地線との間には第二の抵抗、第一及び第二のダイオードの直列回路が挿入され、電源線と信号線との間には第三の抵抗、第三及び第四のダイオードの直列回路が挿入され、第二の抵抗と第一のダイオードとの接続点とコンパレータの非反転入力端子とが接続され、第三の抵抗と第三のダイオードとの接続点とコンパレータの反転入力端子とが接続されたことを特徴とする請求項４記載の検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特定の物理量を検出する検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、駐車時などの低速運転時や通常走行などの運転状況に適した障害物検知を行う車載用の障害物検出システムがあり、例えば特許文献１に記載されているようなものがある。このような検出システムの従来例を下記に挙げる。この従来例は、図８に示すように、特定の物理量を検出する検出装置１と、検出装置１からの出力を処理する処理装置２とから成り、検出装置１は、前記物理量を電気信号に変換する検出部１０と、検出部１０から出力される電気信号に応じた電流を処理装置２に出力する出力部１１とを備え、処理装置２は、出力部１１から出力される電流を負荷抵抗（プルダウン抵抗）ＲＬを介して電圧に変換して処理部２１に入力する入力部２０と、入力部２０からの電圧を処理する処理部２１とを備え、検出装置１及び処理装置２は、処理装置２から検出装置１に電源を供給する電源線３及び回路のグラウンドと接続される接地線４、並びに電気信号を伝送する信号線５によって接続される検出システムである。
【０００３】
検出装置１で検出される特定の物理量とは、例えば車の自動変速機において、シフトレバーに設けられた可動接点とハウジングに設けられた固定接点との相対位置等である。
【０００４】
検出装置１の検出部１０及び出力部１１は、処理装置２に設けられて入力部２０及び処理部２１に電源を供給する電源部８から電源線３と接地線４を介して電源が供給されている。尚、接地線４は、検出装置１の回路のグラウンドと処理装置２の回路のグラウンドとを接続している。信号線５は、検出装置１の出力部１１の出力端子と処理装置２の入力部２０の入力端子とを接続している。
【０００５】
出力部１１には、順方向及び逆方向の過電圧が出力部１１に印加されないように保護ダイオードＤ１、Ｄ２を並列に接続している。尚、信号線５は処理装置２において入力部２０のプルダウン抵抗ＲＬを介して接地線４と接続することでプルダウンされている。
【０００６】
以下、動作説明をする。まず検出部１０で特定の物理量を電気信号に変換し、変換された電気信号を出力部１１で増幅して電流信号（アナログ信号）を出力し、信号線５と接地線４を介して処理装置２の入力部２０に送る。アナログ信号は入力部２０のプルダウン抵抗ＲＬに流れ込み、その電圧降下分がバッファ２０ａを介して処理部２１に入力される。処理部２１は、入力される電圧値が所定の範囲内にある場合は通常の処理を行い、所定の範囲外にある場合には異常があると判定して適切な処理を行う。
【０００７】
例えば、電源部８から５Ｖの電圧が検出装置１及び処理装置２に供給されているとすると、検出装置１は正常な動作時には負荷抵抗ＲＬにおいて０．５〜４．5Ｖとなるアナログ信号を処理装置２に出力する。検出装置１に何らかの異常がある場合には、自動的に又は自己診断機能が働いて負荷抵抗ＲＬにおいて０〜０．５Ｖ、又は４．５〜５Ｖとなるアナログ信号を処理装置２に出力する。処理部２１は、入力される電圧値が０．５〜４．５Ｖの場合は通常の処理を行い、０〜０．５Ｖ、又は４．５〜５Ｖの場合は異常があると判定して適切な処理を行う。
【特許文献１】特開平１１−３０１３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記従来例では、接地線４が断線した場合に、検出装置１において回路のグラウンドの電位が信号線５の電位よりも高くなり、電源線３と回路のグラウンドとの間を流れる電流が出力部１１に並列に接続された保護ダイオードＤ２を通して処理装置２の入力部２０のプルダウン抵抗ＲＬに流れ込んで電圧降下を生じるため、接地線４が断線しているにも関わらず入力部２０のバッファ２０ａに所定の範囲内の電圧値が入力され、処理部２１は異常があると判定することができないという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みて為されたもので、接地線が断線した場合にプルダウン抵抗に異常電圧が発生するのを抑えることのできる検出システム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】
【００１０】
請求項１の発明は、上記目的を達成するために、特定の物理量を検出する検出装置と、検出装置からの出力を処理する処理装置とから成り、検出装置は、前記物理量を電気信号に変換する検出部と、検出部から出力される電気信号に応じた電流を処理装置に出力する出力部とを備え、処理装置は、出力部から出力される電流をプルダウン抵抗を介して電圧に変換して処理部に入力する入力部と、入力部からの電圧を処理する処理部とを備え、検出装置及び処理装置は、処理装置から検出装置に電源を供給する電源線及び回路のグラウンドと接続される接地線、並びに接地線と対となって電気信号を伝送する信号線によって接続される検出システムであって、検出装置は、接地線の断線を検出する断線検出部と、接地線の断線を検出すると出力部に接続される電源線を遮断する遮断部とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、遮断部は、電源線を開閉するスイッチ要素から成り、断線検出部は、第一及び第二のスイッチング素子と第一、第二、第三の抵抗とから成り、第一の抵抗と第一のスイッチング素子との直列回路と第二及び第三の抵抗の直列回路とを並列に接続したものを遮断部のスイッチ要素の電源側端子及び接地線との間に接続し、第二及び第三の抵抗の接続点と信号線との間に第二のスイッチング素子を設けたことを特徴とする。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、検出装置は、出力部に接続される接地線に直列にダイオードを挿入したことを特徴とする。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１の発明において、遮断部は、電源線を開閉するスイッチ要素から成り、断線検出部は、コンパレータと第一乃至第五の抵抗とから成り、電源線とコンパレータの出力端子が第一の抵抗を介して接続され、電源線と接地線との間には第二及び第三の抵抗の直列回路が挿入され、電源線と信号線との間には第四及び第五の抵抗の直列回路が挿入され、第二及び第三の抵抗の接続点とコンパレータの非反転入力端子とが接続され、第四及び第五の抵抗の接続点とコンパレータの反転入力端子とが接続されたことを特徴とする。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項４の発明において、断線検出部は、コンパレータと第一乃至第三の抵抗と第一乃至第四のダイオードとから成り、電源線とコンパレータの出力端子が第一の抵抗を介して接続され、電源線と接地線との間には第二の抵抗、第一及び第二のダイオードの直列回路が挿入され、電源線と信号線との間には第三の抵抗、第三及び第四のダイオードの直列回路が挿入され、第二の抵抗と第一のダイオードとの接続点とコンパレータの非反転入力端子とが接続され、第三の抵抗と第三のダイオードとの接続点とコンパレータの反転入力端子とが接続されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、特定の物理量を検出する検出装置と、検出装置からの出力を処理する処理装置とから成り、検出装置は、前記物理量を電気信号に変換する検出部と、検出部から出力される電気信号に応じた電流を処理装置に出力する出力部とを備え、処理装置は、出力部から出力される電流をプルダウン抵抗を介して電圧に変換して処理部に入力する入力部と、入力部からの電圧を処理する処理部とを備え、検出装置及び処理装置は、処理装置から検出装置に電源を供給する電源線及び回路のグラウンドと接続される接地線、並びに接地線と対となって電気信号を伝送する信号線によって接続される検出システムであって、検出装置は、接地線の断線を検出する断線検出部と、接地線の断線を検出すると出力部に接続される電源線を遮断する遮断部とを備えたので、接地線が断線した場合に出力部に接続される電源線を遮断することで検出装置への電源の供給を止めることができ、したがって電流が処理装置のプルダウン抵抗に流れ込んで電圧降下が生じるのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の第一の実施形態について図面を用いて説明する。但し、基本的な構成は従来例と共通であるので、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。また、処理装置２は従来例と同一であり本発明の要旨ではないので、ここでは検出装置１のみを図示する。本実施形態は、図１に示すように、検出装置１において、接地線４の断線を検出する断線検出部６と、接地線４の断線を検出すると出力部１１に接続される電源線３を遮断する遮断部７とを備える。遮断部７は、電源線３を開閉するスイッチ要素Ｑ０から成り、断線検出部６は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２と抵抗Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３とから成り、抵抗Ｒ１とスイッチング素子Ｑ１との直列回路と抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列回路とを並列に接続したものを遮断部７のスイッチ要素Ｑ０の電源側端子及び接地線４との間に接続し、抵抗Ｒ２、Ｒ３の接続点と信号線５との間にスイッチング素子Ｑ２を設けている。
【００１７】
遮断部７のスイッチ要素Ｑ０及び断線検出部６のスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、例えばＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタ等から構成される。本実施形態では全てＭＯＳＦＥＴから構成されており、スイッチ要素Ｑ０はＰ型ＭＯＳＦＥＴ、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２はＮ型ＭＯＳＦＥＴから成る。
【００１８】
以下、本実施形態の動作説明をする。接地線４が断線していない状態では、信号線５の電位が回路のグラウンドの電位よりも高いため、スイッチング素子Ｑ２のゲート・ソース間に逆電圧が印加されるのでスイッチング素子Ｑ２はオフの状態を維持する。この場合、スイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間には順方向の電圧（正電圧）が印加されるのでスイッチング素子Ｑ１はオンの状態を維持し、これに伴ってスイッチ要素Ｑ０のゲート・ソース間に逆方向の電圧（逆電圧）が印加されるのでスイッチ要素Ｑ０はオンの状態を維持する。したがって、検出システムは正常な動作を行う。接地線４が断線すると、断線によって回路のグラウンドの電位が信号線５の電位よりも高くなるためにスイッチング素子Ｑ２のゲート・ソース間に正電圧が印加されてスイッチング素子Ｑ２がオンとなり、スイッチング素子Ｑ１のゲート電位が信号線５の電位と等しくなり、ソース電位が回路のグラウンドの電位と等しくなる。したがってスイッチング素子Ｑ１のゲート・ソース間に逆電圧が印加されてオフとなり、これに伴ってスイッチ要素Ｑ０のゲート・ソース間の電圧がほぼ０となり、スイッチ要素Ｑ０がオフとなって電源線３が遮断される。電源線３が遮断されることで、入力部２０のプルダウン抵抗ＲＬに電流が流れ込まないために、電圧降下が発生せず、したがって処理装置２は異常があると判定することができる。
【００１９】
尚、接地線４の断線時にスイッチ要素Ｑ０がオフの状態になると、電源線３とスイッチ要素Ｑ０のソースとの電位差が大きくなる。するとスイッチ要素Ｑ０のソース電位が信号線５の電位に近くなり、これに伴って回路のグラウンドの電位も信号線５の電位に近づく。その結果、スイッチング素子Ｑ２のオン状態の維持が不十分となり、したがってスイッチング素子Ｑ１及びスイッチ要素Ｑ０のオフ状態の維持も不十分となり、プルダウン抵抗ＲＬに遮断しきれない電流が流れ込むことで電圧降下が生じてしまう恐れがある。そこで信号線５の電位を十分に小さくするためにスイッチ要素Ｑ０、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２のパラメータ、及び抵抗Ｒ１〜Ｒ３の抵抗値を適切に選ぶことが望ましい。
【００２０】
ところで、上記の構成では、回路のグラウンドと信号線５との電位差が出力部１１の保護ダイオードＤ２の電圧降下分に等しいために電位差が小さく、接地線４が断線した場合においてスイッチング素子Ｑ２のオン状態を維持させにくい。そこで、図２に示すように、出力部１１と接地線４との間にダイオードＤ３を直列に挿入することで、回路のグラウンドと信号線５との電位差を大きくすることができ、したがって接地線４が断線した場合にスイッチング素子Ｑ２を安定してオン状態にすることができ望ましい。
【００２１】
更に、ダイオードＤ３をショットキーバリアダイオードにすることで、ダイオードＤ３での電圧降下分を小さくすることができ、したがって検出システムが正常に動作している場合に出力部１１が出力し得る電圧を低くまで取ることができ望ましい。
【００２２】
（実施形態２）
以下、本発明の第二の実施形態について図面を用いて説明する。但し、基本的な構成は従来例と共通であるので、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。また、実施形態１と同様に検出装置１のみを図示する。本実施形態は、図３に示すように、実施形態１の断線検出部６の回路構成を変更したもので、コンパレータ６ａと抵抗Ｒ１〜Ｒ５とから成り、電源線３とコンパレータ６ａの出力端子が抵抗Ｒ１を介して接続され、電源線３と接地線４との間には抵抗Ｒ２、Ｒ３の直列回路が挿入され、電源線３と信号線５との間には抵抗Ｒ４、Ｒ５の直列回路が挿入され、抵抗Ｒ２、Ｒ３の接続点とコンパレータ６ａの非反転入力端子とが接続され、抵抗Ｒ４、Ｒ５の接続点とコンパレータ６ａの反転入力端子とが接続されている。
【００２３】
以下、本実施形態の動作説明をする。コンパレータ６ａの非反転入力端子には、電源線３及び回路のグラウンド間の電圧の抵抗分圧が入力され、反転入力端子には、電源線３及び信号線５間の電圧の抵抗分圧が入力される。接地線４が断線していない状態では、信号線５の電位が回路のグラウンドの電位よりも大きいために、非反転入力よりも反転入力の方が大きく、この時のコンパレータ６ａの出力は、遮断部７のスイッチ要素Ｑ０のゲートに入力されてスイッチ要素Ｑ０をオンの状態に維持する。接地線４が断線すると、回路のグラウンドの電位が信号線５の電位よりも高くなるので、非反転入力が反転入力よりも大きくなり、コンパレータ６ａの出力が反転する。これに伴って、遮断部７のスイッチ要素Ｑ０がオフとなるので、電源線３が遮断される。電源線３が遮断されることで、入力部２０のプルダウン抵抗ＲＬに電流が流れ込まないために、電圧降下が発生せず、したがって処理装置２は異常があると判定することができる。
【００２４】
コンパレータ６ａの出力はデジタルであるので、実施形態１で述べたように遮断時にスイッチ要素Ｑ０及びスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２が不安定な状態になることなく、確実に遮断することができる。また、上記構成にすることで、断線検出部６を検出部１０及び出力部１１と同じＩＣ内に組み入れることができ、更には遮断部７も同一ＩＣ内に組み入れることが可能である。尚、接地線４の断線時にコンパレータ６ａの入力電圧が電源線３の電位と回路のグラウンドの電位の間になるように抵抗Ｒ１〜Ｒ５の比を選ぶことが望ましい。
【００２５】
ところで、図４に示すように、上記抵抗Ｒ３の代わりにダイオードＤ３、Ｄ４の直列回路を挿入し、抵抗Ｒ５の代わりにダイオードＤ５，Ｄ６の直列回路を挿入することが考えられる。この場合、抵抗を少なくした回路構成にできるので、断線検出部６をＩＣ内に組み入れることが容易となる。この場合にも、接地線４の断線時にコンパレータ６ａの入力電圧が電源線３の電位と回路のグラウンドの電位の間になるように抵抗Ｒ１、Ｒ３、Ｒ４及びダイオードＤ３〜Ｄ６を選ぶのが望ましい。
【００２６】
実施形態１、２の他に、接地線４が断線した場合に、信号線５を遮断することで処理装置２に異常を判定させる検出システムが考えられる。以下、この検出システムについて図面を用いて説明する。但し、基本的な構成は従来例と共通であるので、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。また、実施形態１、２と同様に検出装置１のみを図示する。該検出システムは、図５に示すように、検出装置１において、断線検出部６及び遮断部７の代わりにスイッチング素子Ｑを信号線５に直列に挿入している。スイッチング素子Ｑは、例えばＰ型ＭＯＳＦＥＴやＰＮＰトランジスタを用いることができるが、オン抵抗が小さければＭＯＳＦＥＴの方が信号に与える影響が小さくて済むので、該検出システムではＰ型ＭＯＳＦＥＴを用いており、ソースが出力部１１の出力端子に接続され、ゲートが回路のグラウンドに接続され、ドレインが処理装置２へと続く信号線５に接続されている。
【００２７】
以下、該検出システムの動作説明をする。接地線４が断線していない状態では、スイッチング素子Ｑのゲート電位がソース電位よりも低いためにゲート・ソース間に逆電圧が印加され、したがってスイッチング素子Ｑがオンの状態を維持するので検出システムは正常な動作を行う。接地線４が断線すると、回路のグラウンドの電位が出力部１１の出力端における電位よりも大きくなるため、スイッチング素子Ｑのゲート・ソース間に正電圧が印加され、したがってスイッチング素子Ｑがオフとなって信号線５が遮断され、処理装置２は異常があると判定することができる。
【００２８】
また、信号線５と電源線３とを略短絡することで処理装置２に異常を判定させる検出システムが考えられる。以下、この検出システムについて図面を用いて説明する。但し、基本的な構成は従来例と共通であるので、共通する部分には同一の符号を付して説明は省略する。また、実施形態１、２と同様に検出装置１のみを図示する。該検出システムは、図６に示すように、検出装置１において、断線検出部６及び遮断部７の代わりにサイリスタＴと抵抗Ｒを用いている。サイリスタＴは、アノードが電源線３に接続され、カソードが信号線５に接続され、ゲートが抵抗Ｒを介して回路のグラウンドと接続されている。
【００２９】
以下、該検出システムの動作説明をする。接地線４が断線していない状態では、信号線５の電位が回路のグラウンドの電位よりも大きいので、サイリスタＴのゲートに電流が流れず、したがってサイリスタＴは動作せずに検出システムは正常な動作を行う。接地線４が断線すると、回路のグラウンドの電位が信号線５の電位よりも大きくなるため、サイリスタＴのゲートに電流が流れてサイリスタＴがオンとなる。サイリスタＴがオンとなることで電源線３と信号線５が略短絡され、信号線５を通して処理装置２の入力部２０のバッファ２０ａに通常の動作範囲を超える電圧が印加されるので、処理装置２は異常があると判定することができる。
【００３０】
ところで、図７に示すように、出力部１１と接地線４との間にダイオードＤ３を直列に挿入することが考えられる。ダイオードＤ３を挿入することで、接地線４が断線した場合に、回路のグラウンドと信号線５との電位差を出力部１１の保護ダイオードＤ２の電圧降下に制限されることなく大きくすることができるので、したがってサイリスタＴのゲート駆動を確実にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の第一の実施形態の検出システムを示す回路図である。
【図２】同上の出力部に接続される接地線に直列にダイオードを挿入した場合の回路図である。
【図３】本発明の第二の実施形態の検出システムを示す回路図である。
【図４】同上の抵抗の一部をダイオードに置き換えた場合の回路図である。
【図５】接地線の断線時に信号線を遮断する検出システムを示す回路図である。
【図６】接地線の断線時に信号線と電源線とを略短絡する検出システムを示す回路図である。
【図７】同上の出力部に接続される接地線に直列にダイオードを挿入した場合の回路図である。
【図８】従来の検出システムを示す回路図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  検出装置
１０  検出部
１１  出力部
２  処理装置
２０  入力部
２１  処理部
３  電源線
４  接地線
５  信号線
６  断線検出部
７  遮断部
【図１】
0004645430.tif 000002
【図２】
0004645430.tif 000003
【図３】
0004645430.tif 000004
【図４】
0004645430.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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