JPH01248069A - 出力電流検出回路のフェールセーフ回路 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は出力電流検出回路のフェールセーフ回路に関す
るもので、特に、負荷に出力した電流値を帰還してその
制御量を調整する帰還制御に使用される出力電流検出回
路の短絡検出を行なう出力電流検出回路のフェールセー
フ回路に関するものである。

［従来の技術］ 従来の油圧モータファンコントロール装置は、第３図の
概略構成図のように全体が構成されている。即ち、油圧
モータファンコントローラユニットにはエアコンスイッ
チ信号及び水温センサ信号が入力され、その出力側のソ
レノイドしにはりニアソレノイド駆動信号が出力されて
いる。

この油圧モータファンコントロール装置の水温とソレノ
イド電流及びファン回転数との関係は、第４図の水温−
ソレノイド電流・ファン回転数特性図のようになる。即
ち、水温が高くなると、略８０℃から１００’Ｃでソレ
ノイド電流は、水温に反比例して減少し、１００’Ｃ以
上でゼロ、８０’Ｃ以下で最大値となる。また、ファン
回転数はソレノイド電流が少なくなると速く、ソレノイ
ド電流が大きくなると遅くなる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のような従来の油圧モータファンコントロ
ール装置は、負荷のソレノイド電流はソレノイドＬに直
列に接続した電流検出抵抗Ｒで検出されるが、ソレノイ
ドＬと電流検出抵抗Ｒとの間がアース電位に落ちると、
ソレノイド電流の帰還量がなくなり、水温の低下信号を
出力し、油圧モータファンコントローラユニットはソレ
ノイド電流を最大とする。ソレノイド電流が最大となる
とファン回転数は遅くなり、このような事態にはオーバ
ーヒートする可能性があり、フェールセーフ上問題があ
った。

そこで、本発明は上記問題点を解消すべくなされたもの
で、出力電流検出回路が短絡された場合にフェールセー
フ対応ができる出力電流検出回路のフェールセーフ回路
の提供を課題とするものでおる。

［課題を解決するための手段］ 本発明にかかる出力電流検出回路の７工−ルセーフ回路
は、制御量の入力信号から帰還量を減算する制御電圧発
生回路の出力及び三角波またはのこぎり波信号を入力し
てパルス幅変調し、その出力によって負荷を駆動し、そ
の負荷に直列接続された電流検出抵抗による電圧降下で
、前記負荷の電流値を検出すると共に、前記負荷電流検
出値に無関係にオフセット電圧を印加するものでおる。

［作用］ 本発明においては、変調回路でオペアンプから出力され
た制ｗＪ量に応じてパルス幅変調信号を出力し、出力駆
動回路によって前記変調回路の出力に応じて負荷を駆動
する。前記負荷の駆動電流は出力電流検出回路で、前記
負荷に直列接続された電流検出抵抗による電圧降下によ
って前記負荷の電流値を検出する。また、前記負荷電流
検出値に無関係に所定のオフセット電圧を加えて前記オ
ペアンプの前記制御量に負帰還させる。

このとき、オペアンプに入力される制５０１がゼロに近
い値となると、負荷電流検出値に無関係に所定のオフセ
ット電圧を加えているから、このオフセット電圧による
帰還量以下となったとき、前記オペアンプ出力の制御量
が゛Ｈ″となり、負荷電流を遮断する。

［実施例］ ここで、本発明の実施例について説明する。

第１図は本発明の一実施例の出力電流検出回路のフェー
ルセーフ回路の全体構成図である。

図において、オペアンプＡ１は制＠量Ｉを子端子に、帰
還量Ｆを一端子に各々入力する制御電圧発生回路１を構
成する。コンパレータＡ２は前記制御電圧発生回路１の
オペアンプＡ１の出力を一端子に入力し、三角波信号発
生回路５の出力を子端子に入力し、両者を比較してオペ
アンプＡ１の出力に応じたパルス幅信号を出力するもの
で、これらは変調回路２を構成する。前記変調回路２の
出力は抵抗Ｒ３を介してトランジスタＱ１のベースに入
力し、コンパレータＡ２の出力がＨ＋＋のとき、抵抗Ｒ
４及び抵抗Ｒ５によりベース電圧が上昇し、前記トラン
ジスタＱ１をオフとし、また、コンパレータＡ２の出力
が“Ｌ　ＩＴのとき、ベース電圧が低下して前記トラン
ジスタＱ１をオンとする。トランジスタＱ１のオンは抵
抗Ｒ５及び抵抗Ｒ９に電圧降下を生じさせてトランジス
タＱ２をオンとし、トランジスタＱ１のオフはトランジ
スタＱ２のベース電圧を上昇させてトランジスタＱ２を
オフとする。なお、ツェナーダイオードＺＤはトランジ
スタＱ１のベース電圧の異常上昇を防止するものである
。また、ダイオードＤはフライホイール用でおる。これ
ら、スイッチング動作するトランジスタＱ１及びトラン
ジスタＱ２及び抵抗Ｒ３から抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ９等は
負荷のソレノイドＬを駆動する出力駆動回路３を構成す
る。

前記出力駆動回路３のトランジスタＱ２のスイッチング
動作は、負荷のソレノイドし及び電流検出抵抗Ｒにソレ
ノイド電流を通電する。

電流検出抵抗Ｒに通電されたソレノイド電流は電流検出
抵抗Ｒの端子電圧として検出され、抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒ
７を介してオペアンプＡ４に入力される。また、抵抗Ｒ
８と抵抗Ｒ７との間には、抵抗Ｒ６を介して定電圧が印
加されている。即ち、オペアンプＡ４の入力として、抵
抗Ｒ７を介して、抵抗Ｒ６で電圧降下したオフセット電
圧が入力されている。なお、前記オペアンプＡ４のゲイ
ンは抵抗ＲＩＯ１抵抗Ｒ１１及び抵抗Ｒ１２で決定され
る。

前記オペアンプＡ４の出力は抵抗Ｒ１を介して前記制御
電圧発生回路１のオペアンプＡ１の一端子に入力してい
る。即ち、前記オペアンプＡ４の出力は前記制御電圧発
生回路１に負帰還をかけている。前記負荷のソレノイド
Ｌに直列接続された電流検出抵抗Ｒによる電圧降下で、
前記ソレノイドＬの電流値を検出する回路と、前記負荷
電流検出値に無関係に抵抗Ｒ６でオフセット電圧を印加
する回路は出力電流検出回路４を構成する。

また、オペアンプＡ３並びに抵抗Ｒ１３から抵抗Ｒ１７
及びコンデンサＣ６は、公知の三角波信号発生回路５を
構成し、抵抗Ｒ２を介して変調回路２のコンパレータＡ
２の子端子に入力する。

本実施例においては、オペアンプＡ４に入力しているオ
フセット電圧は、抵抗Ｒ６によって、ソレノイドしに通
電するソレノイド電流を遮断状態とするオペアンプＡ１
に入力する制御量に一致するように設定されている。

なあ、コンデンサＣ１からコンデンサＣ５は雑音除去用
、補償用である。

このように構成された本実施例の出力電流検出回路のフ
ェールセーフ回路は、次のように動作する。

まず、制御電圧発生回路１の制御量ＩがオペアンプＡ４
に入力しているオフセット電圧による帰還量Ｆｏより大
きいとき、前記オペアンプＡ１の出力は変調回路２を構
成するコンパレータＡ２で三角波信号発生回路５の出力
と比較され、前記制御電圧発生回路１のオペアンプＡ１
の出力に応じてパルス幅変調されたデユーティ比出力を
得る。

前記制御電圧発生回路１の出力に応じて変調回路２でパ
ルス幅変調されたデユーティ比出力は、出力駆動回路３
を介して負荷のソレノイドＬのソレノイド電流の電流制
御として出力される。

前記ソレノイドＬのソレノイド電流は、出力電流検出回
路４を構成するソレノイドＬに直列接続された電流検出
抵抗Ｒによる電圧降下として検出され、更に、抵抗Ｒ６
及び抵抗Ｒ８及び電流検出抵抗Ｒを介して流れるオフセ
ット電圧が加わって、オペアンプへ４の入力となり、オ
ペアンプＡ４の出力は所定のゲインで増幅され、それが
抵抗Ｒ１を介して制御電圧発生回路１のオペアンプＡ１
に入力される帰還ｆｆ１Ｆとなる。

このように、通常の、制御電圧発生回路１に入力される
制御ｆｆ１Ｉに対しては、変調回路２で所定のデユーテ
ィ比出力に変換され、ソレノイドＬに通電される。

しかし、ソレノイドＬの一端子がアース側に落ちると、
即ち、電流検出抵抗Ｒが短絡されると、ソレノイド電流
が検出できなくなり、抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ８及び電流検
出抵抗Ｒを介して流れるオフセット電圧のみが、オペア
ンプＡ４の入力となり、前記オペアンプＡ４の出力は所
定のゲインで増幅され、それが抵抗Ｒ１を介して制御電
圧発生回路１のオペアンプＡ１に入力される帰還ｍＦ。

となる。この帰還量ＦＯは第２図に示すオフセット電圧
による入力となる。そこで、制御ｆｆ１Ｉが前記オフセ
ット電圧による帰還量Ｆｏより小さいとき、前記オペア
ンプＡ１の出力がゼロとなり、その出力は変調回路２を
構成するコンパレータＡ２で三角波信号発生回路５の出
力と比較される。このとき、三角波信号発生回路５の出
力の最小電圧をゼロ電圧より大きく設定しておけば、制
御量Ｉがオフセット電圧による帰還ＩＦＯ以下のときに
は、前記制御電圧発生回路１のオペアンプＡ１の出力に
無関係に“Ｈ１１となる。前記変調回路２の出力の“Ｈ
＋１は、出力駆動回路３を構成するトランジスタＱ１及
びトランジスタＱ２をオフとし、負荷のソレノイドＬの
ソレノイド電流を遮断状態とする。

したがって、ソレノイドＬに供給するソレノイド電流を
遮断することによって、電流検出抵抗Ｒが短絡された異
常状態に対応でき、例えば、本実施例の出力電流検出回
路のフェールセーフ回路を油圧モータファンコントロー
ル装置として用いた場合には、ソレノイドＬのアース側
端子がアースと短絡した場合でも、ファン回転数を高く
することができるので、オーバーヒート等が生じない。

このように、上記実施例の出力電流検出回路のフェール
セーフ回路は、制御ｆｆ１Ｉを一方の入力とし、帰還量
Ｆを他の入力として減算するオペアンプＡ１からなる制
御電圧発生回路１と、前記制御電圧発生回路１の出力及
び三角波信号発生回路５の三角波信号を入力し、パルス
幅変調信号を出力する変調回路２と、前記変調回路２の
出力によって負荷のソレノイドＬを駆動する出力駆動回
路３と、前記ソレノイドＬに直列接続された電流検出抵
抗Ｒによる電圧降下で、前記ソレノイドＬの電流値を検
出すると共に、前記抵抗Ｒ６によって負荷電流検出値に
無関係にオフセット電圧を印加する出力電流検出回路４
で構成されるものである。

したがって、制御量■を一方の入力とし、帰還ｆ４Ｆを
他の入力として減算するオペアンプＡ１からなる制御電
圧発生回路１は、出力電流検出回路４のオフセット電圧
で決定される帰還量ＦＯを、電流検出抵抗Ｒが短絡され
たときにフェールセーフを維持する条件に設定しておけ
ば、帰還ＩＦＯを下回る制御ｆｉｌを入力としたとき、
前記制御電圧発生回路１のオペアンプへ１の出力がゼロ
となり、出力駆動回路３の出力を遮断できる。

ところで、上記実施例の制御電圧発生回路１のの出力及
び三角波信号発生回路５の出力を入力してパルス幅変調
信号を出力する変調回路は、本発明を実施する場合には
、前記三角波信号発生回路５をのこぎり波信号発生回路
とすることができる。

また、上記実施例の変調回路２の出力によってソレノイ
ドＬを駆動する出力駆動回路３は、本発明を実施する場
合には、上記ソレノイド負荷に限定されるものではなく
、例えば、各種アクチュエータ等の一般の負荷に使用で
きるものである。

［発明の効果］ 以上のように、本発明の出力電流検出回路のフェールセ
ーフ回路は、制御量を一方の入力とし、帰還量を他の入
力として減算するオペアンプからなる制御電圧発生回路
と、その出力及び三角波またはのこぎり波信号を入力し
、パルス幅変調信号を出力する変調回路と、その変調回
路の出力によって負荷を駆動する出力駆動回路とを具備
し、前記負荷に直列接続された電流検出抵抗による電圧
降下で、前記負荷の電流値を検出すると共に、前記負荷
電流検出値に無関係にオフセット電圧を印加するもので
あるから、オフセット電圧の設定により、負荷に直列接
続された電流検出抵抗が短絡された場合に、フェールセ
ーフ対応することができ、回路装置の安全性を高めるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の出力電流検出回路のフェー
ルセーフ回路の全体構成図、第２図は第１図で示した実
施例のソレノイドのアース側端子がアース側に短絡した
場合の各構成の出力を示す説明図、第３図は従来の油圧
モータファンコントロール装置の概略構成図、第４図は
従来の油圧モータファンコントロール装置の水温−ソレ
ノイド電流・ファン回転数特性図である。 図において、 １：制御電圧発生回路、 ２：変調回路、 ３：出力駆動回路、 ４：出力電流検出回路、 ５：三角波信号発生回路、 Ａ’１．Ａ４：オペアンプ、 Ａ２．Ａ３：コンパレータ、 Ｌ：ソレノイド、 Ｒ：出力電流検出抵抗、 Ｒ１−Ｒ１７：抵抗、 ０１〜Ｃ６：コンデンサ、 である。 なあ、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。 特許出願人　アイシン精機株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　制御量を一方の入力とし、帰還量を他の入力として減
   算するオペアンプからなる制御電圧発生回路と、 該制御電圧発生回路の出力及び三角波またはのこぎり波
   信号を入力し、パルス幅変調信号を出力する変調回路と
   、 該変調回路の出力によって負荷を駆動する出力駆動回路
   と、 前記負荷に直列接続された電流検出抵抗による電圧降下
   で、前記負荷の電流値を検出すると共に、前記負荷電流
   検出値に無関係にオフセット電圧を印加する出力電流検
   出回路と、 を具備することを特徴とする出力電流検出回路のフェー
   ルセーフ回路。