JP2003037929A - ヒューズトリガ回路、および、ヒューズを含む電気油圧システムの保護方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低電位側の出力駆動部またはヒューズが仕様
を外れる場合に、負荷回路を介して電力を遮断する。 【解決手段】 ヒューズトリガ回路は、中央電源と、中
央電源の一方の側に結合されたヒューズと、ヒューズの
低電位側に結合され、ヒューズの最大動作電流を選択的
に超えてヒューズを開く電流を駆動できる遮断トランジ
スタ回路と、ヒューズの両端に結合され、ヒューズの状
態を検出して、少なくとも所定のパラメータを超えた場
合には、遮断トランジスタをイネーブルする監視回路と
を備える。また、電力が供給される負荷を有する回路を
備えた電気油圧システムを、出力駆動部が故障した際に
保護する方法も提供される。この方法は、負荷および電
源の間に、ヒューズを提供し、ヒューズ容量を超えた電
流をイネーブルする。あるパラメータが所定の仕様を超
えた場合に、ヒューズを開き、それにより、負荷への電
流を遮断する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低コストの高電位
側の電源遮断回路に関し、より具体的には、集中化した
高電位側の電源を動作停止できる回路に関する。本発明
は、例えば、圧力レギュレータ、ソレノイドバルブ等
の、高電位側に電力供給された電気的負荷とともに利用
できる。産業上での利用は、システム要求の電源停止の
場合に応答する、乗物の電気油圧式の変速機モジュール
における利用を含む。

【０００２】

【従来の技術】ある電気システムまたは電気機械システ
ムでは、出力負荷駆動部の故障による不都合な衝撃から
システム全体を保護してほしいと要望される例が多い。
出力負荷駆動部の故障または機能不全は、特に、出力負
荷駆動部を制御できないことを意味する。システムに対
する制限された制御を回復する唯一の方法は、中央負荷
電源を停止することである。これにより、システム全体
を、予め定められた安全モードに移行できる。出力負荷
駆動部の機能不全により、後続の負荷、例えば、液圧サ
ブコンポーネント、または他の装置の損傷とともに、シ
ステム全体に打撃を与える結果をもたらすことがある。
そのような駆動部の機能不全は、他の補助装置（例え
ば、クラッチ）に重大な損傷を与え、または、その装置
の人間の操縦者には危険である。

【０００３】本発明は、高電位側の電源停止回路に関
し、より具体的には、高電位側に電力供給される電気的
負荷とともに利用される、中央の高電位側の電源を動作
停止できる回路に関する。特に有用な例は、例えば、シ
ステムが電源停止を要求された場合の、乗物の電気油圧
式の変速機モジュールの一部としての圧力レギュレー
タ、ソレノイドバルブ等である。そのような電気油圧式
の変速機モジュールは、自動車、トラック、バス、オー
トバイ、船、飛行機、宇宙船、および他のエンジン駆動
される乗物において、日々利用される。

【０００４】図１は、中央電源電圧を活性化／非活性化
する、従来の解決例を示す概略図である。電源電圧１０
２は、接地と、スイッチ１０８の高電位側との間に接続
される。スイッチ１０８の低電位側は、負荷１１８、１
２２、１２６に接続されている。第１の負荷１１８は、
スイッチ１０８の低電位側に直列に接続されている。ト
ランジスタ１１６は、負荷１１８、および、次の回路、
または、示されているように接地電位に接続される。第
２の負荷１２２は、スイッチ１０８と直列に接続され、
イネーブルトランジスタ１２０は、負荷１２２を接地電
位に結合する。同様に、負荷１２６は、スイッチ１０８
の低電位側に直列に接続され、トランジスタ１２４によ
り接地電位への接続を可能にする。負荷回路１１８，１
２２，１２６の高電位側は、互いに接続され、スイッチ
１０８の動作によって、電力を受け取ったり、受け取ら
なかったりする。トランジスタ１１６、１２０、１２４
へのイネーブル入力１４０、１４２、１４４は、この回
路が使用される環境、および、負うべき必要なタスクに
よる、典型的な入力を含む。

【０００５】スイッチ１０８（リレー端子とも呼ばれ
る）の高電位側（電源電圧）に接続されているのは、リ
レースイッチ１０８を動作させるリレーコイル８０であ
る。リレーコイル８０の低電位側は、トランジスタ１１
４に接続されている。イネーブル動作では、電流は、リ
レーコイル８０を通り、そしてトランジスタ１１４を通
って流れる。リレーコイル８０を通って流れる電流は、
スイッチ１０８（または本明細書ではリレースイッチ１
０８）を閉じるように動作する。端子１０８が閉じる
と、電力が、負荷回路１１８，１２２，１２６に供給さ
れる。所定の順で、動作停止信号がトランジスタ１１４
の入力１４８に印加される場合には、トランジスタ１１
４の動作が止められ、それにより、リレーコイル８０に
流れる電流を遮る。この電流が遮られると、スイッチ端
子１０８が開き、負荷１１８，１２２，１２６にかかる
電力を遮る。トランジスタ１１４の入力１４８へ印加さ
れる動作停止または動作開始信号は、診断・制御モジュ
ール１６０（例えば、マイクロコントローラ、または他
の電子機器）が生成した、予め定められた手法または規
範に基づいている。例えば、トランジスタ１１６が故障
した場合には（この場合には診断フィードバック信号１
５０により判定され、負荷１１８を動作停止できな
い）、診断・制御モジュール１６０は、トランジスタ１
１４の入力１４８に動作停止信号を送信する。その後ト
ランジスタ１１４は、リレーコイル８０を通る電流を遮
る。これは、リレー端子１０８を遮る（開く）ことであ
り、その結果、トランジスタ１１６では制御できなかっ
た負荷１１８を含む、すべての負荷に対する電力供給が
遮られる。関連するフィードバック信号１５２を伴うト
ランジスタ１２４に関し、また、フィードバック信号１
５４を伴うトランジスタ１２０に関して、同様の例を用
いることができる。出力駆動フィードバック線に加え、
システムは、負荷への実際の電源電圧を与えるためのフ
ィードバック１５６と、リレー端子の高電位側にかかる
実際の電圧１０２を測定するフィードバック１６２を有
する。フィードバック線１５８により、リレー端子１０
８の状態と、リレーコイル８０の駆動状態との間の、妥
当な検査が可能になる。リレーコイル８０が動作中の場
合には、リレーコイル８０の低電位側のフィードバック
信号１５８は、リレー端子１０８の高電位側フィードバ
ック信号１６２、および、リレー端子１０８の低電位側
のフィードバック信号１５６と、つじつまがあわなけれ
ばならない。その逆も同様である。

【０００６】図２は、図１の先行技術と類似の、第２の
先行技術による電源機能不全の負荷保護の方策を示す。
図２には、図１のリレーコイル８０およびリレー端子１
０８に代えて、高電位側の半導体スイッチ制御回路８６
が存在する（電界効果型トランジスタまたはＦＥＴとも
称される）。図１に示すように、端子１０８に代えて、
ＦＥＴ８６のドレインソース経路は、電源電圧に直列に
利用される。シャットダウンの場合について、高電位側
スイッチ制御回路８６は、制御線１４８上のディスエー
ブル信号を受け取る。このディスエーブル信号１４８を
受けて、負荷１１８，１２２，１２６への電力の流れが
遮断される。分離駆動回路（図１に示すコイル８０）お
よびスイッチ回路（図１に示す端子１０８）が存在しな
いので、図１のフィードバック線１５８は必要とされな
い。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】先行技術として示した
図１および２の回路は、重大な欠点を有する。具体的に
は、自動車または他の乗物の制御システムでは、このよ
うな従来の技術の解決策は、より高価な半導体の高電位
側スイッチまたはリレーに基づいている。これらは、自
動コントローラに適用できる混成または表面実装技術に
は適切ではない。高電位側のスイッチは、チャージポン
プ回路を必要とする。チャージポンプ回路は、費用に対
する効率が良好ではなく、混成またはプリント回路基板
上にスペースを必要とする。歴史的には、欠陥のある低
電位側の駆動部を動作停止させる必要性から、自動コン
トローラにおける冗長な動作開始／停止経路（図１のリ
レーによる解決、または、図２の高電位側の駆動部回路
による解決）が必要とされていた。そのような動作停止
の目的は、取りつけられた外部回路への損害を回避する
こと、すなわち修理を自動コントローラの交換に限るよ
うに努めることであった。

【０００８】しかし、そのアプローチはもはや妥当でな
い。それは、前出の外部回路を有する自動コントローラ
は、やがて修理不可能なユニットに集積されるからであ
る。回路を集積する結果、動作停止機能は、交換される
全集積回路／コントローラを取り扱う１度の機能不全を
減少できる。このような条件下では、下流の装置（例え
ば、液圧サブコンポーネント）の損傷は、もはや重大で
はない。この動作停止策の目的は、出力駆動部の場合に
は、別の補助装置（例えば、クラッチ）への悪い事情、
または、この装置の人間のオペレータへの損害を避ける
ことである。

【０００９】したがって、従来の技術には、改良された
電源シャットダウン回路が必要とされる。これは、表面
実装に適しており、また、特に、電気油圧（electro-hy
draulic）乗物システムの集積されたコントローラ／回
路ユニットについて、コストに対する効率がよい。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、表面実装可能
で、集積されたコントローラ／回路ユニットについて、
コストに対する効率がよい解決法である高電位側の電源
遮断回路に関する。原理的な実施の形態は、中央の高電
位側の電源と下流の負荷回路の間に結合されたヒューズ
を含む。診断のための監視回路が、ヒューズの低電位側
に付加される。さらに、下流負荷回路（例えば、低電位
側の出力駆動部を有する負荷）は、診断・制御モジュー
ルと連結した、診断・制御リンクを有する。診断・制御
回路は、下流の負荷回路フィードバックを監視して、動
作がパラメータ仕様内であるか（適切であるか）を判断
し、低電位側の出力駆動部の動作を制御する。診断・制
御回路はまた、遮断回路を制御し、ヒューズをトリガす
ることにより、中央電源を動作停止する。下流負荷回路
フィードバックの動作が適切でない（仕様の条件を外れ
る）場合には、遮断トランジスタが診断・制御モジュー
ルからイネーブル信号を受け取ると、本発明の回路によ
って、ヒューズを流れる電流は、ヒューズの動作レベル
を超えるようにできる。回路はまた、ヒューズの低電位
側に結合され、ヒューズを介して動作電流を受け取る１
以上の負荷回路を含む。

【００１１】換言すれば、中央電源の電力の供給を停止
するよう動作する、低コストの高電位側の電源遮断回路
を提供する。例えば、低電位側の駆動回路の故障といっ
た、修理できない電気油圧式の変速機モジュールの一部
としての圧力レギュレータ、ソレノイドバルブ等への中
央電源の電力供給を停止するよう動作する。電源電圧
は、ヒューズの高電位側に接続される。負荷回路は、ヒ
ューズの動作状況に応じて、電力を受け取るか、または
受け取らない。ヒューズの両端には、診断・制御モジュ
ールの一部として、ヒューズトリガ状況検出回路が結合
されている。診断・制御モジュールは、遮断低電位側出
力駆動回路の入力に接続されている。取り付けられた低
電位側の負荷は、個々の検出回路を有する。検出回路
は、診断・制御モジュールおよびそのイネーブル入力と
結合されている。フィードバック線から集められた情報
に基づいて、低電位側駆動回路は、低電位側ヒューズを
トリガする（開ける）。低電位側駆動回路は、ヒューズ
の最大動作電流を超える電流を駆動できる。ヒューズが
開くと、負荷回路への電流は遮断され、それにより、負
荷回路により駆動される負荷を、恒久的な損傷から保護
できる。

【００１２】本明細書では、さらなる実施の形態もま
た、開示される。実施の形態は、低電位側の出力駆動部
またはヒューズが適切でない（仕様を外れる）場合に、
負荷回路を介して電力を遮断する、ヒューズ診断システ
ムおよび方法を含む。

【００１３】本発明によるヒューズトリガ回路は、ａ）
中央電源と、ｂ）前記中央電源の一方の側に結合された
ヒューズと、ｃ）前記ヒューズの低電位側に結合され、
電流を駆動できる遮断トランジスタ回路であって、前記
電流は、前記ヒューズの最大動作電流を選択的に超え
て、前記ヒューズを開く、遮断トランジスタ回路と、
ｄ）前記ヒューズの両端に結合され、前記ヒューズの状
態を検出して、少なくとも１つの所定のパラメータが発
生した場合には、前記遮断トランジスタをイネーブルす
る監視回路とを備えている。これにより上記課題が解決
される。

【００１４】前記ヒューズの前記低電位側に結合され
た、１以上の低電位側の負荷回路をさらに備えていても
よい。

【００１５】前記監視回路の制御の下で、前記低電位側
の負荷回路と、接地との間に、低電位側出力駆動回路を
さらに備えていてもよい。

【００１６】前記監視回路は、動作パラメータの所定の
規範に基づいて、システムの決定を制御する診断・制御
モジュールを含んでもよい。

【００１７】前記ヒューズの高電位側から前記診断・制
御モジュールまでの第１のフィードバック線と、前記ヒ
ューズの前記低電位側から前記診断・制御モジュールま
での第２のフィードバック線とをさらに有し、前記第１
のフィードバック線および前記第２のフィードバック線
により、前記診断・制御モジュールが、前記ヒューズの
動作状態を監視してもよい。

【００１８】前記診断・制御モジュールへいたる、前記
負荷回路の各々の低電位側からの追加のフィードバック
線を有し、前記診断・制御モジュールは、出力線上に、
前記負荷回路に対して信号を与え、各負荷回路において
個々に電流を制御してもよい。

【００１９】前記診断・制御モジュールから前記遮断ト
ランジスタ回路までの出力線を有し、前記診断・制御モ
ジュールは、前記負荷回路の各々の前記第１のフィード
バック線および前記第２のフィードバック線の少なくと
も１つにより検出された指示信号を受け取ると、前記遮
断トランジスタ回路にイネーブル信号を与え、前記遮断
トランジスタ回路がイネーブルされると、前記遮断トラ
ンジスタ回路および前記ヒューズに電流を流し、該電流
は、前記ヒューズの前記動作電流よりも大きくてもよ
い。

【００２０】前記ヒューズの前記低電位側に結合された
１以上の負荷回路をさらに有し、前記負荷回路は、前記
ヒューズを介して動作電流を受け取ってもよい。

【００２１】前記負荷回路を通る前記電流は、前記ヒュ
ーズが開くと止まってもよい。

【００２２】前記イネーブル信号は、システムの状態に
より駆動される前記診断・制御モジュールにおける、動
作パラメータの所定の規範に応答して生成されてもよ
い。

【００２３】前記制御モジュールは、前記遮断トランジ
スタに、前記ヒューズをトリガしない少なくとも１つの
短期間パルスを与え、パルスが存在する間、前記第１の
フィードバック線を監視して、前記ヒューズトリガ回路
が動作可能かを決定してもよい。

【００２４】本発明による別のヒューズトリガ回路は、
ａ）中央電源と、ｂ）前記中央電源の一方の側に結合さ
れたヒューズと、ｃ）前記ヒューズの最大動作電流を選
択的に超える電流を駆動できる遮断回路と、ｄ）前記ヒ
ューズの低電位側に結合された、少なくとも１つの低電
位側の負荷回路と、ｅ）前記負荷回路の状態を監視し
て、少なくとも１つの所定のパラメータが発生した場合
には、前記遮断回路をイネーブルする監視回路とを備え
ている。これにより上記課題が解決される。

【００２５】前記低電位側の負荷回路は、前記ヒューズ
を介して動作電流を受け取ってもよい。

【００２６】前記イネーブル信号は、前記負荷回路にお
ける外部または内部のシステムの条件により駆動される
前記監視回路において、動作パラメータの所定の規範に
応答して生成されてもよい。

【００２７】前記監視回路から前記遮断回路までの出力
線をさらに有し、前記監視回路は、前記所定の規範に応
答して前記遮断回路に前記イネーブル信号を与え、前記
遮断回路のイネーブルにより、前記遮断回路および前記
ヒューズに電流が流れ、前記電流は、前記ヒューズの前
記動作電流よりも大きくてもよい。

【００２８】前記負荷回路を通る前記電流は、前記ヒュ
ーズが開くと止まってもよい。

【００２９】前記所定の規範に応答した、前記遮断回路
への前記イネーブル信号の持続時間が、非常に短い場合
には、前記監視回路が、前記遮断回路の始動をトリガす
ることなく、システムの能力を診断可能にし、前記ヒュ
ーズおよび前記遮断回路への過度の電流を生じさせても
よい。

【００３０】前記監視回路は、前記所定の規範に基づい
て、システムの決定を制御する診断・制御モジュールを
含んでもよい。

【００３１】前記１以上の負荷回路から、前記診断・制
御モジュールへのフィードバック線を含み、前記負荷に
おける前記個々の電流を監視し、前記診断・制御モジュ
ールは、出力線上に信号を与えて、前記負荷回路の各々
において、個々に該電流を制御してもよい。

【００３２】前記ヒューズ、前記遮断回路、前記少なく
とも１つの負荷回路、および、前記診断・制御モジュー
ルは、単一の担持体上に含まれていてもよい。

【００３３】低電位側の出力駆動回路を前記低電位側の
負荷回路の各々において有し、前記低電位側の出力駆動
回路から前記診断・制御モジュールへのフィードバック
線であって、前記低電位側の出力駆動回路の各々を監視
するフィードバック線を有しており、前記診断モジュー
ルは、出力線上に信号を与えて、各低電位側の出力駆動
回路において、それぞれ電流を制御してもよい。

【００３４】本発明による電気油圧システムの保護方法
は、電源により電力が供給される少なくとも１つの負荷
を有する回路を備えた電気油圧システムを、出力駆動部
が故障した際に保護する方法である。この方法は、ａ）
前記負荷および前記電源の間に、ヒューズを提供するス
テップと、ｂ）少なくとも１つの電流をイネーブルする
ステップであって、該電流は、前記ヒューズ容量を超え
ており、少なくとも１つのパラメータが所定の仕様を超
えた場合に、前記ヒューズを開き、それにより、前記負
荷への電流を遮断するステップとを有する。これにより
上記課題が解決される。

【００３５】前記ヒューズを通る電流を監視して、パラ
メータの条件から外れたかを検出してもよい。

【００３６】前記ヒューズは、前記負荷の高電位側に接
続され、前記イネーブル電流は、前記ヒューズの低電位
側に直列に接続された遮断トランジスタを通って与えら
れてもよい。

【００３７】ａ）非常に短い持続時間の第２の電流パル
スをイネーブルするステップと、ｂ）前記ヒューズの前
記低電位側を監視して、前記パルスに対応する信号を検
出し、前記ヒューズを開くようトリガすることなく、前
記システムの動作能力を診断するステップとをさらに含
んでもよい。

【００３８】

【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照して、本
発明の実施の形態を説明する。図面を参照することによ
り、より完全に理解できる。図面を通して、参照符号
は、本発明の同一または同等の部分を示す。

【００３９】以下の詳細な説明では、例を用いて本発明
を示している。しかし、これは本発明の原理を限定する
ものではない。本明細書により、当業者は、本発明にか
かるものを生産し、使用できることが明らかである。本
明細書は、本発明の複数の実施例、適応、変更、代替、
および使用法を説明し、本発明を実施する最良の形態と
考えられるものを含む。

【００４０】この点で、本発明は複数の図面に、十分詳
細に示されているが、本発明の多くの部品、相互関係、
サブコンビネーションは、単独では、１図面に完全には
示されていない。明確および簡潔のため、複数の図面で
は、その図面が、開示される本発明の特定の特徴、局面
または原理の説明について必須ではない部品を、概略的
に示すこととし、または省略している。よって、ある特
徴の最良の実施例は、ある図面に示されており、別の特
徴の最良の実施例は、別の図面に表されている。

【００４１】本明細書で引用されるすべての刊行物、特
許、および出願は、本明細書では参考のために取り込ま
れ、個々の刊行物、特許、および出願が、参考のために
取りこまれ、明示的に説明されているとする。

【００４２】本発明は、低電位側（low-side）の負荷駆
動部が故障した場合に、電気油圧式の変速機モジュール
に一般的に用いられる、圧力レギュレータ、ソレノイド
バルブ等のための電源のような、電気的負荷のための中
央の高電位側（high-side）の電源を動作停止させる、
高電位側の電源遮断回路に関する。上述の電気油圧式の
変速機モジュールは、乗用車、トラック、バスおよび他
のエンジン駆動の乗り物において、日々用いられてい
る。

【００４３】図３は、本発明の好ましい実施の形態の原
理を示す概略図である。電源電圧３０２は、接地とヒュ
ーズ３１２との間に接続され、ヒューズの後の、残りの
回路を保護する。第１の負荷３１８は、ヒューズ３１２
の低電位側に直列に接続されている。ＮＰＮトランジス
タ３１６により示される低電位側の出力駆動部は、負荷
３１８に接続され、次の回路に、または、図示されるよ
うに、接地電位に接続される。第２の負荷３２２は、同
様にヒューズ３１２に直列に接続され、ＮＰＮトランジ
スタ３２０により示されるイネーブル低電位側の出力駆
動部は、負荷３２２を接地電位に接続する。同様に、第
３の負荷３２６は、ヒューズ３１２の低電位側に直列に
接続され、トランジスタ３２４により示される低電位側
の出力駆動部により接地電位にイネーブルされる。負荷
回路３１８、３２２、３２６は、並列に接続され、ヒュ
ーズ３１２の状態によって、電力を受け取るか、または
受け取らない。低電位側の出力駆動部３１６、３２０、
３２４へのイネーブル入力３４０、３４２、３４４は、
制御・診断モジュール３６０により生成され、これら
は、典型的には、利用される乗り物の変速機、および、
行われる必要な操作に依存する。例えば、オン／オフバ
ルブを有する油圧チャネルの間を切り替えるギアチェン
ジ、および、圧力レギュレータを有するクラッチの開閉
である。３つの負荷３１８、３２２、３２６が図示され
ているが、負荷の数は変わってもよい。それは、示され
ている回路は説明のためのみの例示だからである。

【００４４】ヒューズの低電位側には、フィードバック
線３５６が接続されている。このフィードバック線は、
診断・制御モジュール３６０に接続されている。さら
に、診断・制御モジュールは、ＮＰＮトランジスタ３１
４として示されている遮断低電位側出力駆動部の入力に
接続されている。動作を開始すると、遮断トランジスタ
３１４はイネーブルされ、電源電圧３０２を接地電位に
する短絡回路として機能する。短絡は、ヒューズ３１２
には過負荷であり、それにより、ヒューズ３１２が開
く。点線３０１は、単一の回路基板または複合回路基板
のような、典型的には担持体上に表面実装可能な回路部
分を囲んでいる。

【００４５】動作においては、電源電圧３０２は、ヒュ
ーズ３１２を介して、負荷回路３１８、３２２、３２６
に恒久的に接続されている。電力が恒久的に負荷回路３
１８、３２２、３２６に印加されると、イネーブル信号
がそれぞれトランジスタ３１６、３２０、３２４の入力
３４０、３４２、３４４に印加された場合、各負荷を流
れる電流、そして結果的には各負荷の動作開始は、選択
的に制御される。入力３４２へのイネーブル信号によ
り、電流は、負荷３２２を通過し、トランジスタ３２０
を経て、接地にいたる。同様に、トランジスタ３２４へ
のイネーブル入力３４４により、負荷３２６を通して電
流を流し、また、トランジスタ３１６へのイネーブル入
力３４４により、負荷３１８を通して電流を流すことが
できる。トランジスタ３１６、３２０、３２４は、診断
・制御モジュール３６０からの所定の方法に基づいて、
イネーブルされる。乗物の自動変速機の場合には、これ
らの負荷は、ソレノイドバルブ、圧力レギュレータ等で
あってよく、油圧回路を制御し、その結果、ギアシフト
操作を制御する。これらの負荷は、電気油圧式モジュー
ル内に存在し、典型的には出力駆動部および制御機器か
ら取り外しできない。よって、低電位側の出力駆動部
（例えば、３１６、３２０、３２４）の故障による、こ
れらの負荷の恒久的な損傷は、もはや気にする必要はな
い。出力駆動部が故障したこのような場合には、負荷の
動作を停止する発明にかかる方法は、遮断トランジスタ
３１４をイネーブルすることにより、中央電源を恒久的
に遮断するだけである。遮断トランジスタ３１４は、電
源電圧３０２を接地電位にする短絡回路として機能す
る。これはヒューズ３１２を過負荷にし、それにより、
ヒューズ３１２を開き、下流の負荷の動作を停止する。

【００４６】フィードバック線３５６により、フィード
バック線３６２からのヒューズの高電位側の電圧レベル
に対する、ヒューズの低電位側の電圧レベルを監視でき
る。同時に、これらの信号によりヒューズの状態を診断
でき、コントローラ３６０とともに、ヒューズ診断シス
テムを有する。遮断トランジスタ３１４がイネーブルさ
れなければ、フィードバック線３６２からのヒューズ３
１２の高電位側の電圧レベルと比較した、ヒューズ３１
２の（フィードバック線３５６上の）低電位側電圧レベ
ルは、ほぼ等しい。ヒューズの低電位側のフィードバッ
ク線３５６が、より低い電圧を検出した場合には、ヒュ
ーズが断絶されたか、または、別の故障条件が存在して
いる。遮断トランジスタ３１４がイネーブルされると、
フィードバック線３６２からのヒューズ３１２の高電位
側の電圧レベルと比較した、ヒューズ３１２の（フィー
ドバック線３５６上の）低電位側の電圧レベルは、非常
に小さくなり、例えば、最良の場合には、０Ｖになる。
ヒューズの低電位側のフィードバック線３５６が、ほぼ
同じ電圧を検出すると、ヒューズの低電位側が、ヒュー
ズの高電位側に短絡され、または、別の故障条件が存在
している。すなわち、ヒューズ３１２にわたって（ヒュ
ーズ３１２の両端に）結合された監視回路は、ヒューズ
の状態を検出し、コントローラ３６０は、制御入力３４
８を介して遮断トランジスタ３１４をイネーブルし、少
なくとも１つのパラメータが仕様を超えた場合には、低
電位側の出力駆動部３１６、３２０、３２４をディスエ
ーブルする。

【００４７】制御・診断モジュール３６０はまた、フィ
ードバック線３５６、および、低電位側のフィードバッ
ク線３５０、３５２、３５４を介して、負荷３１８、３
２２、３２６にかかる電圧の状態を監視する。制御・診
断モジュール３６０からの入力線３４０、３４２、３４
４は、低電位側の出力駆動トランジスタ３１６、３２
０、３２４の動作をイネーブルする。負荷３１８、３２
２、３２６、または、トランジスタ３１６、３２０、３
２４のいずれかが、仕様外の動作を行った場合には、診
断・制御モジュール３６０により、電流は間接的に検出
され、監視される。モジュール３６０は、フィードバッ
ク線３５０、３５６を介して負荷３１８を通る電流、フ
ィードバック線３５２、３５６を介して負荷３２２を通
る電流、および、フィードバック線３５４、３５６を介
して負荷３２６を通る電流を監視する。よって、ヒュー
ズ３１２にかかる電圧を監視するのに加えて、負荷３１
８、３２２、３２６を通る電流は、同様に、そして、そ
れに代えて、制御・診断モジュール３６０へのフィード
バック線３５０、３５２、３５４、３５６を介して、間
接的に監視できる。仮に、負荷３１８、３２２、３２６
を通る電流、または、トランジスタ３１６、３２０、３
２４の動作が、仕様を超えると、制御・診断モジュール
３６０は、線３４８上に出力信号を生成し、遮断トラン
ジスタ３１４をイネーブルする。ヒューズ３１２の状態
を監視するために、これまで概要を説明した手順と同様
にして、遮断トランジスタ３１４のイネーブルすること
により、（遮断回路内の抵抗の減少のため）ヒューズ３
１２を通る電流を増加できる。これにより、ヒューズ３
１２の動作電流が超過した場合に、ヒューズを動作させ
るトリガ（きっかけ）となる。ヒューズが「とぶ」、す
なわち、開くと、負荷回路への電流は、即座におよび永
久に遮断される。また、診断・制御モジュール３６０
は、１以上のトランジスタ３１６、３２０または３２４
へのイネーブル信号を取り消すことにより、特定の負荷
回路をディスエーブルできる。任意の負荷回路をディス
エーブルすることにより、他の負荷回路を動作させ続け
ることができる。

【００４８】診断機能として、本発明の回路により、非
常に短い期間で、出力遮断トランジスタ３１４を駆動で
きる。この短時間駆動パルスは、負荷の現在の状況を実
質的に変更するものではないが、フィードバック線３５
６上で検出できる。この機能により、システムの現在の
能力を診断でき、緊急な状況において、中央電源の動作
を停止できる。診断パルスが、フィードバック線３５６
上で検出できる場合には、遮断回路は、まだ機能してい
る。診断駆動パルスの長さは、ヒューズのトリガ電流を
超えないようにタイミングを合わせなければならない。
さらに、当業者であれば、本発明によるテストパルス法
を組み合わせた診断の応用を、容易に利用できることが
理解される。

【００４９】本発明による、改良された発明の遮断回路
は、電力が供給される回路の広い範囲に、広く応用でき
ることが明らかである。特定の適切な分野は、乗物の回
路への応用である。例えば、電気油圧モジュール内に集
積される電子回路である。

【００５０】加えて、遮断回路は、エビオニクス（avio
nics）、特に飛行機、および宇宙船において応用でき
る。飛行機、および宇宙船では、典型的には、負荷は不
安定であり、スイッチの故障は、それら負荷へは重大な
不都合をもたらす。

【００５１】当業者は、本発明の回路が、簡単な方法で
市販され、非常に費用効果が高いという利点を有するこ
とが容易に理解できるであろう。

【００５２】本発明の実施の形態および応用を、図示
し、説明したが、この開示により利益がある当業者であ
れば、本明細書における発明の概念から逸脱することな
く、上述よりもより多くの変更が可能である。よって、
本発明は、添付のクレームに意図するもの除いて、制限
されることはない。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば、監視回路は、ヒューズ
の状態を検出して、所定の場合に、遮断トランジスタを
イネーブルする。遮断トランジスタは、ヒューズの最大
動作電流を超える電流を駆動して、低電位側ヒューズを
トリガする（開ける）ので、負荷回路への電流は遮断さ
れ、それにより、負荷回路により駆動される負荷を、恒
久的な損傷から保護できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 電源側遮断回路の解決手段による、典型的な
従来の技術による概略図である。

【図２】 電源側遮断回路の解決手段による、典型的な
従来の技術による概略図である。

【図３】 本発明による、高電位側電源遮断回路の現時
点で好ましい実施例の例示的な外略図である。

【符号の説明】

３１２ ヒューズ ３０２ 電源 ３１８、３２２、３２６ 負荷 ３１６、３２０、３２４ トランジスタ ３６０ 診断・制御モジュール ３５０、３５２、３５４、３５６、３６２ フィードバ
ック線 ３４０、３４２、３４４ イネーブル入力

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 カルステン・エー・ティーレ アメリカ合衆国48324ミシガン州ウエス ト・ブルームフィールド、ウィロー・オー ク・ドライブ7345番 Ｆターム(参考） 5G004 AA04 AB03 BA01 BA03 DC03 DC14 EA01 EA04

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ａ）中央電源と、 ｂ）前記中央電源の一方の側に結合されたヒューズと、 ｃ）前記ヒューズの低電位側に結合され、電流を駆動で
   きる遮断トランジスタ回路であって、前記電流は、前記
   ヒューズの最大動作電流を選択的に超えて、前記ヒュー
   ズを開く、遮断トランジスタ回路と、 ｄ）前記ヒューズの両端に結合され、前記ヒューズの状
   態を検出して、少なくとも１つの所定のパラメータが発
   生した場合には、前記遮断トランジスタをイネーブルす
   る監視回路とを備えたヒューズトリガ回路。
2. 【請求項２】 前記ヒューズの前記低電位側に結合され
   た、１以上の低電位側の負荷回路をさらに備えた、請求
   項１に記載のヒューズトリガ回路。
3. 【請求項３】 前記監視回路の制御の下で、前記低電位
   側の負荷回路と、接地との間に、低電位側出力駆動回路
   をさらに備えた、請求項２に記載のヒューズトリガ回
   路。
4. 【請求項４】 前記監視回路は、動作パラメータの所定
   の規範に基づいて、システムの決定を制御する診断・制
   御モジュールを含む、請求項３に記載のヒューズトリガ
   回路。
5. 【請求項５】 前記ヒューズの高電位側から前記診断・
   制御モジュールまでの第１のフィードバック線と、前記
   ヒューズの前記低電位側から前記診断・制御モジュール
   までの第２のフィードバック線とをさらに有し、前記第
   １のフィードバック線および前記第２のフィードバック
   線により、前記診断・制御モジュールが、前記ヒューズ
   の動作状態を監視する、請求項４に記載のヒューズトリ
   ガ回路。
6. 【請求項６】 前記診断・制御モジュールへいたる、前
   記負荷回路の各々の低電位側からの追加のフィードバッ
   ク線を有し、前記診断・制御モジュールは、出力線上
   に、前記負荷回路に対して信号を与え、各負荷回路にお
   いて個々に電流を制御する、請求項５に記載のヒューズ
   トリガ回路。
7. 【請求項７】 前記診断・制御モジュールから前記遮断
   トランジスタ回路までの出力線を有し、前記診断・制御
   モジュールは、前記負荷回路の各々の前記第１のフィー
   ドバック線および前記第２のフィードバック線の少なく
   とも１つにより検出された指示信号を受け取ると、前記
   遮断トランジスタ回路にイネーブル信号を与え、前記遮
   断トランジスタ回路がイネーブルされると、前記遮断ト
   ランジスタ回路および前記ヒューズに電流を流し、該電
   流は、前記ヒューズの前記動作電流よりも大きい、請求
   項６に記載のヒューズトリガ回路。
8. 【請求項８】 前記ヒューズの前記低電位側に結合され
   た１以上の負荷回路をさらに有し、前記負荷回路は、前
   記ヒューズを介して動作電流を受け取る、請求項４に記
   載のヒューズトリガ回路。
9. 【請求項９】 前記負荷回路を通る前記電流は、前記ヒ
   ューズが開くと止まる、請求項８に記載のヒューズトリ
   ガ回路。
10. 【請求項１０】 前記イネーブル信号は、システムの状
    態により駆動される前記診断・制御モジュールにおけ
    る、動作パラメータの所定の規範に応答して生成され
    る、請求項７に記載のヒューズトリガ回路。
11. 【請求項１１】 前記制御モジュールは、前記遮断トラ
    ンジスタに、前記ヒューズをトリガしない少なくとも１
    つの短期間パルスを与え、パルスが存在する間、前記第
    １のフィードバック線を監視して、前記ヒューズトリガ
    回路が動作可能かを決定する、請求項７に記載のヒュー
    ズトリガ回路。
12. 【請求項１２】 ａ）中央電源と、 ｂ）前記中央電源の一方の側に結合されたヒューズと、 ｃ）前記ヒューズの最大動作電流を選択的に超える電流
    を駆動できる遮断回路と、 ｄ）前記ヒューズの低電位側に結合された、少なくとも
    １つの低電位側の負荷回路と、 ｅ）前記負荷回路の状態を監視して、少なくとも１つの
    所定のパラメータが発生した場合には、前記遮断回路を
    イネーブルする監視回路とを備えたヒューズトリガ回
    路。
13. 【請求項１３】 前記低電位側の負荷回路は、前記ヒュ
    ーズを介して動作電流を受け取る、請求項１２に記載の
    ヒューズトリガ回路。
14. 【請求項１４】 前記イネーブル信号は、前記負荷回路
    における外部または内部のシステムの条件により駆動さ
    れる前記監視回路において、動作パラメータの所定の規
    範に応答して生成される、請求項１３に記載のヒューズ
    トリガ回路。
15. 【請求項１５】 前記監視回路から前記遮断回路までの
    出力線をさらに有し、前記監視回路は、前記所定の規範
    に応答して前記遮断回路に前記イネーブル信号を与え、
    前記遮断回路のイネーブルにより、前記遮断回路および
    前記ヒューズに電流が流れ、前記電流は、前記ヒューズ
    の前記動作電流よりも大きい、請求項１４に記載のヒュ
    ーズトリガ回路。
16. 【請求項１６】 前記負荷回路を通る前記電流は、前記
    ヒューズが開くと止まる、請求項１５に記載のヒューズ
    トリガ回路。
17. 【請求項１７】 前記所定の規範に応答した、前記遮断
    回路への前記イネーブル信号の持続時間が、非常に短い
    場合には、前記監視回路が、前記遮断回路の始動をトリ
    ガすることなく、システムの能力を診断可能にし、前記
    ヒューズおよび前記遮断回路への過度の電流を生じさせ
    る、請求項１６に記載のヒューズトリガ回路。
18. 【請求項１８】 前記監視回路は、前記所定の規範に基
    づいて、システムの決定を制御する診断・制御モジュー
    ルを含む、請求項１５に記載のヒューズトリガ回路。
19. 【請求項１９】 前記１以上の負荷回路から、前記診断
    ・制御モジュールへのフィードバック線を含み、前記負
    荷における前記個々の電流を監視し、前記診断・制御モ
    ジュールは、出力線上に信号を与えて、前記負荷回路の
    各々において、個々に該電流を制御する、請求項１８に
    記載のヒューズトリガ回路。
20. 【請求項２０】 前記ヒューズ、前記遮断回路、前記少
    なくとも１つの負荷回路、および、前記診断・制御モジ
    ュールは、単一の担持体上に含まれている、請求項１９
    に記載のヒューズトリガ回路。
21. 【請求項２１】 低電位側の出力駆動回路を前記低電位
    側の負荷回路の各々において有し、前記低電位側の出力
    駆動回路から前記診断・制御モジュールへのフィードバ
    ック線であって、前記低電位側の出力駆動回路の各々を
    監視するフィードバック線を有しており、前記診断モジ
    ュールは、出力線上に信号を与えて、各低電位側の出力
    駆動回路において、それぞれ電流を制御する、請求項１
    ８に記載のヒューズトリガ回路。
22. 【請求項２２】 電源により電力が供給される少なくと
    も１つの負荷を有する回路を備えた電気油圧システム
    を、出力駆動部が故障した際に保護する方法であって、 ａ）前記負荷および前記電源の間に、ヒューズを提供す
    るステップと、 ｂ）少なくとも１つの電流をイネーブルするステップで
    あって、該電流は、前記ヒューズ容量を超えており、少
    なくとも１つのパラメータが所定の仕様を超えた場合
    に、前記ヒューズを開き、それにより、前記負荷への電
    流を遮断するステップとを有する電気油圧システムの保
    護方法。
23. 【請求項２３】 前記ヒューズを通る電流を監視して、
    パラメータの条件から外れたかを検出する、請求項２２
    に記載の電気油圧システムの保護方法。
24. 【請求項２４】 前記ヒューズは、前記負荷の高電位側
    に接続され、前記イネーブル電流は、前記ヒューズの低
    電位側に直列に接続された遮断トランジスタを通って与
    えられる、請求項２２に記載の電気油圧システムの保護
    方法。
25. 【請求項２５】 ａ）非常に短い持続時間の第２の電流
    パルスをイネーブルするステップと、 ｂ）前記ヒューズの前記低電位側を監視して、前記パル
    スに対応する信号を検出し、前記ヒューズを開くようト
    リガすることなく、前記システムの動作能力を診断する
    ステップとをさらに含む、請求項２２に記載の電気油圧
    システムの保護方法。