(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源から給電される車載電気負荷群の一部又は全部に対して直列接続された負荷開閉素子と、この負荷開閉素子に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号を供給する開閉指令発生ユニットと、手動の電源スイッチが閉路されたことに応動して、前記直流電源から給電されて所定の安定化電圧を生成して、前記開閉指令発生ユニットに給電する電源ユニットとを備え、前記電源スイッチは逆接保護素子を介して前記車載電気負荷群の一部又は全部である車載電気負荷に給電するように構成された車載電子制御装置であって、
前記開閉指令発生ユニットは、一旦前記電源スイッチが閉路されて前記電源ユニットから給電されると、自己保持指令信号を発生して前記電源スイッチが開路されても前記電源ユニットによる給電動作が維持されるとともに、前記逆接保護素子は寄生ダイオードを包含した電界効果形トランジスタであり、前記逆接保護素子は前記直流電源が正しい極性で接続されているときに、前記寄生ダイオードの通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタによってゲート電圧が印加されているとともに、前記直流電源の接続極性が誤っているとき、及び前記電源ユニットが給電停止しているときには前記逆接保護素子は導通しないように構成されており、前記開閉指令発生ユニットには、前記電源スイッチの出力電圧である前記逆接保護素子の入力側電圧を監視して、前記入力側電圧が所定値未満であれば前記電源スイッチは開路されていると判定するための監視信号が入力されており、前記開閉指令発生ユニットは、前記入力側電圧が所定値以上の電圧であっても、前記逆接保護素子を開路した状態で前記入力側電圧を監視することによって、前記電源スイッチの開閉状態を確認し、前記電源スイッチの開路状態を検出したときには、所定の遅延時間をおいて前記自己保持指令信号を解除して、前記電源ユニットによる給電を停止し、前記電源ユニットによる給電が停止すると、前記駆動トランジスタは開路状態となり、前記逆接保護素子の出力配線と前記直流電源の正極配線間が混触する天絡異常が発生していても、前記逆接保護素子は開路状態となって、前記電源スイッチが開路している状態では前記電源ユニットは再起動されないことを特徴とする車載電子制御装置。
【請求項２】
前記開閉指令発生ユニットは、前記電源スイッチが閉路されているかどうかを常時又は高頻度の第一周期で監視するとともに、低頻度の第二周期で定期的に前記逆接保護素子を開路して、前記電源スイッチが開路されているかどうかを判定し、前記電源スイッチが閉路されていたときには直ちに前記逆接保護素子を閉路駆動することを特徴とする請求項１に記載の車載電子制御装置。
【請求項３】
前記開閉指令発生ユニットには、前記逆接保護素子の出力電圧を監視するための論理信号である給電監視信号が入力されており、前記開閉指令発生ユニットは、前記逆接保護素子に対する開路指令を発生したときに、前記逆接保護素子の入力側電圧を監視するための論理信号である電圧監視信号と前記給電監視信号の論理状態を対比して、前記逆接保護素子の入力側電圧が検出されていないのに出力側電圧が検出されていると、前記天絡異常が発生していると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車載電子制御装置。
【請求項４】
前記逆接保護素子の出力電流に比例した電圧、又は前記逆接保護素子の入力側電圧と出力側電圧との差分値に比例した差分監視電圧を測定するか、又は前記入力側電圧に比例した電源監視電圧と前記出力側電圧に比例した給電監視電圧とが対比されて、前記逆接保護素子は前記寄生ダイオードの導通方向に対して所定の閾値電流以上の給電電流が流れていることによって閉路駆動が行われ、少なくとも前記入力側電圧が前記出力側電圧以下であるときには閉路指令が解除されることを特徴とする請求項１に記載の車載電子制御装置。
【請求項５】
前記逆接保護素子の両端電圧、又は前記逆接保護素子と直列接続された電流検出抵抗の両端電圧、又は前記逆接保護素子と前記電流検出抵抗の直列回路に対する両端電圧に比例
した差分監視電圧に応動して、前記逆接保護素子の入力側電圧が出力側電圧を超過していることにともなう通常給電方向電圧を検出する差動増幅器を備え、前記逆接保護素子は前記差動増幅器の出力信号電圧が前記閾値電流に対応した所定値以上となっていることによって閉路駆動されることを特徴とする請求項４に記載の車載電子制御装置。
【請求項６】
前記差動増幅器の入力端子は一対のクリップダイオードによって相互に接続され、前記差動増幅器の各入力端子は入力抵抗を介して前記差分監視電圧を測定するための被測定電圧の両端に接続されているとともに、前記差動増幅器の正入力側の前記入力抵抗には漏洩電流遮断素子が直列接続されていて、前記漏洩電流遮断素子は前記駆動トランジスタが閉路駆動されたことによって閉路されるものであって、前記逆接保護素子が開路されているときに遮断されることを特徴とする請求項５に記載の車載電子制御装置。
【請求項７】
前記負荷開閉素子は前記車載電気負荷の上流位置にあって、前記逆接保護素子の下流位置に接続された電界効果形トランジスタであり、前記開閉指令発生ユニットには、前記負荷開閉素子の出力電圧を監視するための負荷監視信号が入力されており、前記開閉指令発生ユニットは、前記負荷開閉素子に対する開閉指令信号を開路指令にした都度に前記負荷監視信号を監視して、前記負荷開閉素子の出力電圧が発生しているときには、前記負荷開閉素子の出力配線と前記直流電源の正極配線とが混触する間接天絡異常が発生していると判定し、前記開閉指令発生ユニットは、更に、前記間接天絡異常の発生を検出したときに、前記逆接保護素子に対する開路指令を発生し、前記電源スイッチが開路されているかどうかを判定し、前記電源スイッチが閉路されているときには直ちに前記逆接保護素子を閉路駆動することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の車載電子制御装置。
【請求項８】
前記負荷開閉素子は前記車載電気負荷の上流位置にあって、前記逆接保護素子の下流位置に接続された電界効果形トランジスタであり、前記負荷開閉素子に対して閉路駆動指令が解除される都度に前記負荷開閉素子の出力電圧を監視して、前記負荷開閉素子の出力配線と前記直流電源の正極配線とが混触する間接天絡異常の有無を判定する天絡判定回路を備え、前記開閉指令発生ユニットは、前記天絡判定回路が前記間接天絡異常を検出したときに前記逆接保護素子に対する開路指令を発生し、前記電源スイッチが開路されているかどうかを判定し、前記電源スイッチが閉路されているときには直ちに前記逆接保護素子を閉路駆動することを特徴とする請求項１又は請求項４に記載の車載電子制御装置。
【請求項９】
直流電源から給電される車載電気負荷群の一部又は全部に対して直列接続された負荷開閉素子と、この負荷開閉素子に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号を供給する開閉指令発生ユニットと、手動の電源スイッチが閉路されたことに応動して、前記直流電源から給電されて所定の安定化電圧を生成して、前記開閉指令発生ユニットに給電する電源ユニットとを備え、前記電源スイッチは逆接保護素子を介して前記車載電気負荷群の一部又は全部である車載電気負荷に給電するように構成された車載電子制御装置に対する給電制御方法であって、
前記逆接保護素子は寄生ダイオードを包含した電界効果形トランジスタであり、前記逆接保護素子は前記直流電源が正しい極性で接続されているときに、前記寄生ダイオードの通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタによってゲート電圧が印加されているとともに、前記直流電源の接続極性が誤っているとき、及び前記電源ユニットが給電停止しているときには前記逆接保護素子は導通しないように構成されており、前記開閉指令発生ユニットは、ＲＡＭメモリと、不揮発プログラムメモリと、この不揮発プログラムメモリの一部領域であるか、又は分割接続された不揮発データメモリと、多チャンネルＡ／Ｄ変換器と協働するマイクロプロセッサを包含し、前記マイクロプロセッサは、一旦前記電源スイッチが閉路されて前記電源ユニットから給電されると、自己保持指令信号を発生して前記電源スイッチが開路されても前記電源ユニットによる給電動作を維持するとともに、前記電源スイッチが依然として閉路されているかどうかを定期的に監視し、少
なくとも前記逆接保護素子を開路した状態で前記逆接保護素子の入力側電圧が発生していなければ前記電源スイッチは開路されていると判定して、所定の遅延待機期間をおいて前記自己保持指令信号を解除して前記電源ユニットの給電動作を停止し、前記遅延待機期間において、前記逆接保護素子の入力側電圧は発生していないのに出力側電圧が発生している場合は、前記逆接保護素子の出力配線と前記直流電源の正極配線間が混触する天絡異常が発生していると判定して、少なくとも異常発生履歴情報を前記不揮発データメモリに書込み保存することを特徴とする車載電子制御装置の給電制御方法。
【請求項１０】
前記マイクロプロセッサは、前記電源スイッチが遮断された直後に前記天絡異常を検出した場合には、少なくとも前記遅延待機期間の時間延長を行って、所定時間の異常報知を行なったうえで前記自己保持指令信号を解除するか、又は少なくとも前記電源スイッチが再閉路されたときに前記不揮発データメモリの天絡異常発生履歴情報を読み出して、前回の電源スイッチ遮断時に天絡異常が発生していた場合には、異常発生に伴う異常報知を行うことを特徴とする請求項９に記載の車載電子制御装置の給電制御方法。
【請求項１１】
前記マイクロプロセッサは、前記逆接保護素子を閉路駆動した状態で、第一周期Ｔ１以下の高頻度で前記逆接保護素子の入力側電圧を監視して、前記入力側電圧が発生していなければ前記電源スイッチが開路されていると判定し、前記逆接保護素子の入力側電圧が発生していても、前記第一周期Ｔ１よりも低周期である第二周期Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以下の低頻度によって定期的に前記逆接保護素子を開路した状態で前記逆接保護素子の入力側電圧を監視して、前記入力側電圧が発生していなければ前記電源スイッチが開路されていると判定し、前記第二周期Ｔ２の期間内において前記逆接保護素子が開路されている時間帯は前記第一周期Ｔ１内の一部の時間帯Ｔ０であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の車載電子制御装置の給電制御方法。
【請求項１２】
前記逆接保護素子は、閉路駆動した状態で常時又は定期的に入力側電圧が監視され、前記入力側電圧が発生していなければ前記電源スイッチが開路されていると判定されるとともに、前記入力側電圧が発生していても前記逆接保護素子の入力側と出力側の信号電圧を常時又は定期的に相対比較して、入力側電圧が出力側電圧よりも高くないときには前記逆接保護素子を開路してみて、前記入力側電圧が発生しておれば前記電源スイッチは閉路されていると判定し、前記入力側電圧が発生していなくて出力側電圧も発生していなければ前記電源スイッチは開路されていると判定し、前記入力側電圧が発生していなくて出力側電圧が発生しておれば前記電源スイッチは開路されているが天絡異常が発生していると判定することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の車載電子制御装置の給電制御方法。
【請求項１３】
前記逆接保護素子の下流位置には、それぞれに負荷開閉素子が直列接続された複数の車載電気負荷が並列接続されており、前記複数の車載電気負荷の中の特定の電気負荷の上流位置には電界効果形トランジスタである前記負荷開閉素子が直列接続されており、前記負荷開閉素子の開路時出力電圧は、前記負荷開閉素子に対する開閉指令信号を開路指令にした都度に監視され、前記開路時出力電圧が発生しているときには、前記負荷開閉素子の出力配線と前記直流電源の正極配線とが混触する間接天絡異常が発生していると判定し、前記間接天絡異常の発生が検出されると、前記開閉指令信号が再度開路指令を発生するまでは前記負荷開閉素子を強制閉路することを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の車載電子制御装置の給電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばイグニッションスイッチである手動の電源スイッチが閉路したことによって動作を開始する車載電子制御装置、特には電源スイッチが車載電気負荷の一部に対する給電回路を構成している給電制御回路における給電制御方法の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
直流電源から給電される電気負荷に対して逆接保護ダイオードを直列接続し、電源極性を誤って接続したときに負荷電流が流れないようにする手法は広く実用されており、逆接保護素子として電界効果形トランジスタを使用することによって、正常運転時における逆接保護素子による電圧降下及び温度上昇の抑制を図ることが広く行われている。
なお、ここでいう電界効果形トランジスタはＰチャネル形又はＮチャネル形のものを包含しており、いずれの場合であっても電源極性が正常であるときには、内部寄生ダイオードの通電方向と同じ方向に通電するように閉路駆動されるようになっている。
例えば、下記の特許文献１「電子機器の保護装置」の図１によれば、直流電源で作動する電子機器の保護装置１において、電源の逆接保護用にＰチャネルＦＥＴ３を設け、そのドレインを正極側の電源供給端子２に接続するとともに、そのソースを電子機器４の電源入力端子に接続し、ＰチャネルＦＥＴ３のゲートを接地ラインに接続している。
電源の逆接続時においてＰチャネルＦＥＴ３をオフ状態とし、また、電子機器４の回路４ａと電源との間でグランドを共通化することにより、電源を逆極性で接続した場合に回路を保護するとともに、ノイズに強い構成を実現するようになっている。
なお、保護装置１において、図示しない直流電源からの電源供給を受ける端子２、２′については、端子２が正極側の電源供給端子であり、端子２′がアース（あるいはグランド「ＧＮＤ」）端子である。例えば、車両用機器では、図示しないイグニッションスイッチの投入によりバッテリからの電圧が供給される。
【０００３】
また、下記の特許文献２「電源逆接続保護回路」の図４によれば、バッテリ３の電力で動作するＥＣＵ４５では、バッテリ３のプラス端子に接続される電源端子５と電源供給対象の制御回路１３とを結ぶ電源配線１５上に、Ｎチャネル型のＦＥＴ２１が、それの寄生ダイオードＤ１のアノードが電源端子５側となるように設けられ、更にＦＥＴ２１の下流側に、Ｎチャネル型のＦＥＴ２２が、それの寄生ダイオードＤ２のカソードがＦＥＴ２１側となるように設けられている。そして、バッテリ３の正常接続時にてイグニッションキースイッチ９がオンされると、ＦＥＴ２１のドレイン側から動作電力が供給されるチャージポンプ回路４３、４７によりＦＥＴ２１、２２がオンされ、制御回路１３にバッテリ３の電力が供給される。また、バッテリ３の逆接続時にはＦＥＴ２１、２２がオフして、寄生ダイオードＤ１により逆電流が阻止される。
【０００４】
なお、制御回路１３は、ＦＥＴ２２がオンしてバッテリ３からの電力を受けると、動作を開始し、制御回路１３は動作を開始すると、駆動信号Ｓｄを出力して、イグニッションキースイッチ９がオフされてもＦＥＴ２１、２２がオンしたままになるようになっている。また、図示は省略されているが、制御回路１３はイグニッションキースイッチ９のオン／オフ状態を検出するために信号入力端子１１の電圧をモニタするようになっている。そして、制御回路１３は、信号入力端子１１の電圧に基づいてイグニッションキースイッチ９がオフされたことを検知し、更にその後、データ退避等の動作停止前処理が終了して、動作を停止しても良い条件が成立すると、上記駆動信号Ｓｄの出力を停止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３７９３３号公報（図1、要約、段落００１１）
【特許文献２】特開２００７−８２３７４号公報（図４、要約、図１、段落００５６、００５７）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１によれば、逆接保護素子としてＰチャネル電界効果トランジスタが使用されていて、電源が正常極性で接続されると、図示しないバッテリからイグニッションスイッチと寄生ダイオード３ａとツェナーダイオード７、抵抗５を介して逆接保護素子３にゲート電圧が印加され、その結果逆接保護素子３のドレイン端子からソース端子に導通して寄生ダイオード３ａをバイパスする給電経路を構成するようになっている。
逆接保護素子３である電界効果形トランジスタのドレイン／ソース端子間の内部抵抗は非常に小さいので、逆接保護素子３を直列接続したことに伴う電圧降下や逆接保護素子３の温度上昇も、一般のダイオードを使用した場合に比べて大幅に抑制することができる。一方、電源の接続極性を誤った場合には、逆接保護素子３であるＰチャネル電界効果トランジスタにゲート電圧が印加されないので、逆接保護素子３は開路状態となって電源短絡を防止することができるようになっている。なお、図示しないイグニッションスイッチはその他の図示しない電気負荷にも給電するようになっているのが一般的である。
【０００７】
ここで、正常極性による運転中に逆接保護素子３の出力配線がバッテリ電源の正極配線と混触する天絡異常が発生した場合を想定すると、イグニッションスイッチが開路されても逆接保護素子３から給電されていた電気負荷へ直接給電されるとともに、天絡異常によるバッテリ電源（以下、天絡電源と称する）から逆接保護素子３を逆流して他の電気負荷への給電が持続するのを阻止できない重大問題がある。
また、逆接保護素子３から給電される電子機器４が図示しないイグニッションスイッチの開閉状態に応動して動作するものである場合には、イグニッションスイッチが開路されているにも関わらず天絡電源から電子機器４に持続給電されて運転停止することができなくなる問題点があった。
これらの問題点は逆接保護素子３を使用していない場合であっても同様であり、イグニッションスイッチの出力側で天絡異常が発生すると、イグニッションスイッチに代わる給電回路が構成されて、イグニッションスイッチは開路していない状態と等しくなる。
【０００８】
特許文献２によれば、逆接保護素子２１として図１、図２ではＰチャネル電界効果トランジスタが使用され、図３〜図６ではＮチャネル電界効果トランジスタが使用されていて、逆接保護素子２１にはイグニッションキースイッチ９の開閉状態に応動して開閉制御される電源開閉素子２２が直列接続されている。
また、イグニッションキースイッチ９の開閉信号は制御回路１３にも入力されていて、イグニッションキースイッチ９が一旦閉路すると電源開閉素子２２が自己保持動作を行い、イグニッションキースイッチ９が開路すると所定の退避時間をおいて電源開閉素子２２が開路するようになっている。
ここで、電源開閉素子２２の出力側配線に天絡異常が発生すると、イグニッションキースイッチ９が開路しても制御回路１３への給電は持続するが、制御回路１３はイグニッションキースイッチ９が開路したことを検出して電源開閉素子２２を開路して、他の電気負荷への逆流給電が発生するのを防止することができるようになっている。しかし、イグニッションキースイッチ９の代替として電源開閉素子２２を追加する必要があって、寸法・価格において大型・高価な電子制御装置となる欠点がある。
【０００９】
この発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の第一の目的は、電源スイッチと直列接続された逆接保護素子を備えた車載電子制御装置において、逆接保護素子の出力配線が電源線と混触する天絡異常が発生した場合であっても、電源スイッチの開路状態を検出し、給電制御動作を停止して直流電源の無為な放電を抑制し、車両放置状態におけるバッテリの過放電を抑制する車載電子制御装置を提供することである。
この発明の第二の目的は、電源スイッチと直列接続された逆接保護素子を備えた車載電子制御装置において、逆接保護素子の出力配線が電源線と混触する天絡異常が発生した場合にこれを検出記憶して、保守点検を容易化することができる車載電子制御装置の給電制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明による車載電子制御装置は、直流電源から給電される車載電気負荷に対して直列接続された負荷開閉素子と、この負荷開閉素子に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号を供給する開閉指令発生ユニットと、手動の電源スイッチが閉路されたことに応動して、直流電源から給電されて所定の安定化電圧を生成して、開閉指令発生ユニットに給電する電源ユニットとを備え、電源スイッチは逆接保護素子を介して車載電気負荷に給電するように構成された車載電子制御装置であって、開閉指令発生ユニットは、一旦電源スイッチが閉路されて電源ユニットから給電されると、自己保持指令信号を発生して電源スイッチが開路されても電源ユニットによる給電動作が維持されるとともに、逆接保護素子は寄生ダイオードを包含した電界効果形トランジスタであり、逆接保護素子は直流電源が正しい極性で接続されているときに、寄生ダイオードの通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタによってゲート電圧が印加されているとともに、直流電源の接続極性が誤っているとき、及び電源ユニットが給電停止しているときには逆接保護素子は導通しないように構成されている。
【００１１】
また、開閉指令発生ユニットには、電源スイッチの出力電圧である逆接保護素子の入力側電圧を監視して、逆接保護素子の入力側電圧が所定値未満であれば電源スイッチは開路されていると判定するための監視信号が入力されており、開閉指令発生ユニットは、入力側電圧が所定値以上の電圧であっても、逆接保護素子を開路した状態で入力側電圧を監視することによって、電源スイッチの開閉状態を確認し、電源スイッチの開路状態を検出したときには、所定の遅延時間をおいて自己保持指令信号を解除して、電源ユニットによる給電を停止し、電源ユニットによる給電が停止すると、駆動トランジスタは開路状態となり、逆接保護素子の出力配線と直流電源の正極配線間が混触する天絡異常が発生していても、逆接保護素子は開路状態となって、電源スイッチが開路している状態では電源ユニットは再起動されないようになっている。
【００１２】
この発明による車載電子制御装置の給電制御方法は、直流電源から給電される車載電気負荷に対して直列接続された負荷開閉素子と、この負荷開閉素子に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号を供給する開閉指令発生ユニットと、手動の電源スイッチが閉路されたことに応動して、直流電源から給電されて所定の安定化電圧を生成して、開閉指令発生ユニットに給電する電源ユニットとを備え、電源スイッチは逆接保護素子を介して車載電気負荷に給電するように構成された車載電子制御装置に対する給電制御方法であって、逆接保護素子は寄生ダイオードを包含した電界効果形トランジスタであり、逆接保護素子は直流電源が正しい極性で接続されているときに、寄生ダイオードの通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタによってゲート電圧が印加されているとともに、直流電源の接続極性が誤っているとき、及び電源ユニットが給電停止しているときには逆接保護素子は導通しないように構成されている。
【００１３】
また、開閉指令発生ユニットは、ＲＡＭメモリと、不揮発プログラムメモリと、この不揮発プログラムメモリの一部領域であるか、又は分割接続された不揮発データメモリと、多チャンネルＡ／Ｄ変換器と協働するマイクロプロセッサを包含し、マイクロプロセッサは、一旦電源スイッチが閉路されて電源ユニットから給電されると、自己保持指令信号を発生して電源スイッチが開路されても電源ユニットによる給電動作を維持するとともに、電源スイッチが依然として閉路されているかどうかを定期的に監視し、少なくとも逆接保護素子を開路した状態で逆接保護素子の入力側電圧が発生していなければ電源スイッチは開路されていると判定して、所定の遅延待機期間をおいて自己保持指令信号を解除して電源ユニットの給電動作を停止し、遅延待機期間において、逆接保護素子の入力側電圧は発生していないのに出力側電圧が発生している場合は、逆接保護素子の出力配線と直流電源の正極配線間が混触する天絡異常が発生していると判定して、少なくとも異常発生履歴情報を不揮発データメモリに書込み保存するようになっている。
【発明の効果】
【００１４】
この発明による車載電子制御装置は、直流電源から電源スイッチを介して給電される電気負荷に対して直列接続された逆接保護素子を備え、逆接保護素子を開閉制御する開閉指令発生ユニットは、電源スイッチが一旦閉路されたことによって自己保持給電される電源ユニットから給電され、電源スイッチが開路されると所定の遅延時間をおいて給電停止するものであって、開閉指令発生ユニットは逆接保護素子の入力側電圧が発生していても、逆接保護素子を一旦遮断してみることによって電源スイッチの遮断が確認されると自己保持指令信号を解除するとともに、逆接保護素子を開路状態に維持するようになっている。
従って、逆接保護素子の出力配線が電源線と混触する天絡異常が発生した場合であっても、逆接保護素子の出力側から入力側への流入が阻止されて、電源スイッチの開路状態を検出し、給電制御動作を停止するとともに、電源スイッチを再閉路しないかぎり天絡側の電源によって再起動されないので、直流電源の無為な放電を抑制し、車両放置状態におけるバッテリの過放電を抑制することができる効果がある。
【００１５】
また、電源スイッチが他の併用制御機器へも給電するように構成されている場合には、天絡電源から併用制御機器への回込給電を防止することができ、逆接保護素子は直流電源の逆極性接続に対する電源短絡の発生を防止するとともに、天絡異常に対する回込給電を防止する複数機能を発揮する効果がある。
なお、逆接保護素子がゲート駆動用の昇圧回路を必要としないＰチャネル形の電界効果形トランジスタである場合に、逆接保護素子の出力側で天絡異常が発生すると、逆接保護素子は内部寄生ダイオードの導通方向とは逆方向となる順方向に導通することになるので、電源スイッチの開路状態が検出できなくなる問題が発生するが、開閉指令発生ユニットは逆接保護素子に対する開路指令を発生することによってこの問題が解消されるようになっている。これは、逆接保護素子がゲート駆動用の昇圧回路を備えたＮチャネル形の電界効果形トランジスタである場合でも同様である。
【００１６】
この発明による車載電子制御装置の給電制御方法は、直流電源から電源スイッチを介して給電される電気負荷に対して直列接続された逆接保護素子を備え、逆接保護素子を開閉制御する開閉指令発生ユニットは、電源スイッチが一旦閉路されたことによって自己保持給電される電源ユニットから給電され、電源スイッチが開路されると所定の遅延待機期間をおいて給電停止するものにおいて、逆接保護素子の入力側に電圧が発生していても、逆接保護素子を開路してみて電源スイッチの遮断が確認されると自己保持指令信号は解除するとともに、逆接保護素子を開路状態に維持するようになっており、逆接保護素子を開路して逆接保護素子の入力側電圧は発生していないのに出力側電圧が発生している場合は、天絡異常判定を行って異常履歴保存を行うようになっている。
従って、逆接保護素子の出力配線が電源線と混触する天絡異常が発生した場合であっても、逆接保護素子の出力側から入力側への流入が阻止されて、電源スイッチの開路状態を検出し、給電制御動作を停止するとともに、電源スイッチを再閉路しないかぎり天絡側の電源によって再起動されないので、直流電源の無為な放電を抑制し、車両放置状態における安全性を向上することができる効果がある。
また、電源スイッチが遮断されてから自己保持給電を停止するまでの短時間の遅延待機期間において検出された天絡異常発生情報は、自己保持給電を停止する前に不揮発データメモリに書込み保存されるので、保存データを読み出すことによって保守点検作業を的確に行うことができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】この発明の実施形態１による車載電子制御装置の全体回路図である。
【図２】図１における全体回路図の動作説明用のフローチャートを示す図である。
【図３】この発明の実施形態２による車載電子制御装置の全体回路図である。
【図４】図３における全体回路図の動作説明用のフローチャートを示す図である。
【図５】この発明の実施形態３による車載電子制御装置の全体回路図である。
【図６】図５における全体回路図の動作説明用のフローチャートを示す図である。
【図７】図４、図６の中の部分動作説明用のフローチャートを示す図である。
【図８】この発明の実施形態４による車載電子制御装置の全体回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の形態１．
以下、この発明の実施形態１による車載電子制御装置の全体回路図である図１に基づいて、その構成を詳細に説明する。
図１において、車載電子制御装置１００Ａは、車載バッテリである直流電源１０１の正極端子に直接接続されて主電源電圧Ｖｂｂが印加される主電源端子と、直流電源１０１の負極端子が接続された車体であるグランド回路ＧＮＤに接続されるグランド端子と、例えばイグニッションスイッチである手動の電源スイッチ１０２を介して直流電源１０１の正極端子に接続されて入力側電圧ＶIＧが印加される電源端子と、車載電気負荷群の１つである車載電気負荷１０３が接続される負荷接続端子を備えている。
なお、車載電子制御装置１００Ａが例えばエンジン制御装置である場合には、車載電子制御装置１００Ａによって制御される車載電気負荷群として、燃料噴射用電磁弁、スロットル弁開度制御用モータ、点火コイル（ガソリンエンジンの場合）などがあり、これらの多数の車載電気負荷群の一部は図示しない負荷電源用電磁リレーの出力接点を介して直流電源１０１から分割給電され、分割給電された車載電気負荷は車載電子制御装置１００Ａ内に設けられた図示しない制御用開閉素子によって通電制御されるようになっている。また、電源スイッチ１０２は例えば変速機制御装置である併用制御機器１９０にも給電するようになっている。
【００１９】
車載電子制御装置１００Ａの内部に設けられた電源ユニット１１０Ａは直流電源１０１から主電源電圧Ｖｂｂが印加されており、電源起動信号ＤＲ０が与えられることによって所定の安定化電圧である例えばＤＣ５Ｖの制御電圧Ｖｃｃを発生して、開閉指令発生ユニット１２０Ａに給電するようになっている。なお、電源ユニット１１０Ａは例えば接合形トランジスタを用いた定電圧制御回路によって構成されていて、直流電源１０１の接続極性を誤って点線で示した逆極性に接続された場合には、接合形トランジスタは不導通となって制御電圧Ｖｃｃは発生しなくなるようにベース回路が構成されている。
電源ユニット１１０Ａに対して電源起動信号ＤＲ０を供給する起動トランジスタ１１１は、電源スイッチ１０２が閉路されているときに第一駆動抵抗１１２と第一ダイオード１１３との直列回路によってベース電流が供給されて導通するＮＰＮ形のトランジスタとなっている。起動トランジスタ１１１は開閉指令発生ユニット１２０Ａが発生する自己保持指令信号ＤＲ１の論理レベルが「Ｈ」になると、第二駆動抵抗１１４と第二ダイオード１１５との直列回路によってベース電流が供給され、開閉指令発生ユニット１２０Ａが動作を開始すると、電源スイッチ１０２が開路されても電源起動信号ＤＲ０は有効持続するようになっている。
【００２０】
電源スイッチ１０２が開路され、自己保持指令信号ＤＲ１が論理レベル「Ｌ」であるときには、起動トランジスタ１１１はベース端子とエミッタ端子間に接続された開路安定抵抗１１６によって確実に開路されるようになっている。反転論理素子であるモニタ素子１１７は、電源スイッチ１０２が閉路されると論理レベル「Ｌ」となる電圧監視信号ＩＧＬを発生して開閉指令発生ユニット１２０Ａに入力するようになっている。
開閉指令発生ユニット１２０Ａは、ＲＡＭメモリ１２１と、不揮発プログラムメモリ１２２Ａと、この不揮発プログラムメモリ１２２Ａの一部領域であるか、又は分割接続された図示しない不揮発データメモリと、多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３と協働するマイクロプロセッサを包含している。
ＲＡＭメモリ１２１は主電源電圧Ｖｂｂから給電されて、例えばＤＣ２．８Ｖの安定化電圧Ｖｕｐを発生する補助電源１２４から給電され、電源スイッチ１０２が開路されて電源ユニット１１０Ａが出力停止した状態であっても記憶内容を保持することができるようになっている。
【００２１】
しかし、車載バッテリである直流電源１０１の異常電圧低下、又はバッテリ交換のために電源端子が開放されたときに、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれていた学習記憶情報や異常発生履歴情報、或いは各種センサ類の特性経時変化情報などの重要データが消失するのを防止するために、電源スイッチ１０２を開路した直後の所定時間において不揮発データメモリへ転送退避してから自己保持指令信号ＤＲ１が解除され、マイクロプロセッサは自己保持指令信号ＤＲ１を解除してから自己停止するようになっている。
なお、マイクロプロセッサが発生するウォッチドッグパルスの信号周期は、図示しないウォッチドッグタイマによって監視されており、マイクロプロセッサが正常動作しているときにはウォッチドッグタイマによって自己保持指令信号ＤＲ１を発生し、電源スイッチ１０２が開路されたことを電圧監視信号ＩＧＬによって認知したマイクロプロセッサは不揮発データメモリへの転送退避を行なってから自己停止することによって自己保持指令信号ＤＲ１が解除されるようにしてもよい。
【００２２】
負荷開閉素子１３０は車載電気負荷１０３の下流側に直列接続された例えばＮチャネル形の電界効果形トランジスタであって、開閉指令発生ユニット１２０Ａが発生する開閉指令信号ＤＲ２による信号電圧は駆動抵抗１３３を介してゲート端子Ｇとソース端子Ｓ間に供給され、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｈ」になると負荷開閉素子１３０のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間が順方向に導通するようになっている。
また、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｌ」になると負荷開閉素子１３０のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間の導通が遮断され、車載電気負荷１０３に流れていた励磁電流は車載電気負荷１０３に並列接続されている転流ダイオード１３７に転流するようになっている。なお、負荷開閉素子１３０はＮＰＮ形の接合形トランジスタであってもよいが、電界効果形トランジスタを用いると閉路時の素子間電圧降下が非常に小さくなって、電力損失が抑制される利点がある。
但し、電界効果形トランジスタを用いた場合には、ドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間に寄生ダイオード１３９が図示方向に生成されているので、寄生ダイオード１３９の導通方向に対しては開閉素子としての遮断機能を持たないことに注意する必要がある。
【００２３】
車載電気負荷１０３の上流側には、Ｐチャネル形の電界効果形トランジスタである逆接保護素子１４０が直列接続されており、逆接保護素子１４０はドレイン端子Ｄが電源側となりソース端子Ｓが負荷側となるように、通常の開閉素子とは逆方向に導通するよう構成されている。
逆接保護素子１４０のゲート端子Ｇとグランド回路ＧＮＤとの間には駆動トランジスタ１４１と駆動抵抗１４３との直列回路が接続され、ＮＰＮ形のトランジスタである駆動トランジスタ１４１は、開閉指令発生ユニット１２０Ａが発生する通電指令信号ＤＲ３が論理レベル「Ｈ」となったときにベース抵抗１４２を介して通電駆動され、通電指令信号ＤＲ３が論理レベル「Ｌ」となるか、開閉指令発生ユニット１２０Ａへの給電停止によって開閉指令発生ユニット１２０Ａが作動停止しているときには、駆動トランジスタ１４１のベース端子とエミッタ端子間に接続された開路安定抵抗１４６によって駆動トランジスタ１４１は通電停止するようになっている。
【００２４】
逆接保護素子１４０のソース端子Ｓとゲート端子Ｇとの間にはゲート抵抗１４４と定電圧ダイオード１４５とが並列接続されていて、定電圧ダイオード１４５は逆接保護素子１４０のソース端子Ｓとゲート端子Ｇ間に印加されるゲート電圧が所定の制限電圧を超過しないように過電圧保護を行うものとなっている。
反転論理素子であるモニタ素子１４８は、電源スイッチ１０２が閉路されると逆接保護素子１４０内の寄生ダイオード１４９を介して入力側電圧ＶIＧが論理信号として入力され、その結果論理レベル「Ｌ」となる給電監視信号Ｖｄ１を発生して開閉指令発生ユニット１２０Ａに入力するようになっている。
【００２５】
Ｐチャネル形の電界効果形トランジスタである逆接保護素子１４０は、ゲート端子Ｇの電位がソース端子Ｓの電位よりも低くなる極性の所定のゲート電圧が印加されたときに、ドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間が導通するものであり、その導通方向はドレイン端子Ｄとソース端子Ｓのうちで電位が高いほうから低い方向に電流が流れることになる。
ゲート電圧が所定値以下になるとドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間の導通は遮断されるが、ドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間には寄生ダイオード１４９が並列接続状態となっているので、ドレイン端子Ｄからソース端子Ｓの方向への電流は遮断できないことになる。
一方、Ｎチャネル形の電界効果形トランジスタである負荷開閉素子１３０は、ゲート端子Ｇの電位がソース端子Ｓの電位よりも高くなる極性の所定のゲート電圧が印加されたときに、ドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間が導通するものであり、その導通方向はドレイン端子Ｄとソース端子Ｓのうちで電位が高いほうから低い方向に電流が流れることになる。ゲート電圧が所定値以下になるとドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間の導通は遮断されるが、ドレイン端子Ｄとソース端子Ｓ間には寄生ダイオード１３９が並列接続状態となっているのでソース端子Ｓからドレイン端子Ｄの方向への電流は遮断できないことになる。
【００２６】
次に、図１のとおり構成されたこの発明の実施形態１による車載電子制御装置について、図２で示す動作説明用のフローチャートに基づいてその作用・動作を詳細に説明する。
まず、図１において、電源スイッチ１０２が閉路されると入力側電圧ＶIＧが印加されて、第一駆動抵抗１１２と第一ダイオード１１３を介して起動トランジスタ１１１のベース電流が供給され、起動トランジスタ１１１が電源起動信号ＤＲ０を発生することによって電源ユニット１１０Ａが動作を開始し、主電源電圧Ｖｂｂから制御電圧Ｖｃｃを生成して開閉指令発生ユニット１２０Ａに給電する。
その結果、開閉指令発生ユニット１２０Ａ内のマイクロプロセッサが動作を開始し、モニタ素子１１７の出力信号である電圧監視信号ＩＧＬによって電源スイッチ１０２が閉路されていることを認知して、図２で後述する制御動作を開始する。制御動作の開始に伴って自己保持指令信号ＤＲ１を発生して、第二駆動抵抗１１４と第二ダイオード１１５を介して起動トランジスタ１１１の動作状態を維持するとともに、通電指令信号ＤＲ３を発生して駆動トランジスタ１４１を閉路駆動する。
【００２７】
電源スイッチ１０２と駆動トランジスタ１４１が閉路すると、逆接保護素子１４０の寄生ダイオード１４９を介してゲート抵抗１４４と駆動抵抗１４３の直列回路に対して入力側電圧ＶIＧが供給され、ゲート抵抗１４４の両端電圧であるゲート電圧によって逆接保護素子１４０は入力側のドレイン端子Ｄから出力側のソース端子Ｓの方向に通電開始し、車載電気負荷１０３に対して給電可能な状態となる。ここで、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルを「Ｈ」又は「Ｌ」とすることによって、負荷開閉素子１３０が導通又は不導通となり車載電気負荷１０３に対する給電状態が制御されるようになっている。
なお、車載電気負荷１０３が複数である場合には、開閉指令発生ユニット１２０Ａは各車載電気負荷に対して直列接続された負荷開閉素子に対してそれぞれ開閉指令信号を供給するようになっている。開閉指令発生ユニット１２０Ａの運転中においては、複数の車載電気負荷が駆動制御されるとともに、運転状態の学習記憶情報や、図示しない入力センサの検出特性に関する経時変化情報或いは異常発生履歴情報が随時にＲＡＭメモリ１２１に書き込まれている。
【００２８】
ここで、電源スイッチ１０２が開路されると、開閉指令発生ユニット１２０Ａは電圧監視信号ＩＧＬによってこれを認知して、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれていた重要情報を図示しない不揮発データメモリ、又はプログラムメモリ１２２Ａの特定領域に転送書込みしてから自己保持指令信号ＤＲ１を解除する。その結果、起動トランジスタ１１１が開路して電源ユニット１１０Ａが不作動となり、開閉指令発生ユニット１２０Ａへの給電が停止される。
一方、直流電源１０１の電源極性を誤って、図１の点線で示したように接続してから電源スイッチ１０２が閉路された場合には、電源ユニット１１０Ａ自体は内部の回路構成によって保護されていて制御電圧Ｖｃｃを発生することはない。また、逆接保護素子１４０のゲート端子Ｇにはソース端子Ｓよりも低いゲート電圧が印加されることはなく、したがって不導通の状態となっているので、負荷開閉素子１３０内の寄生ダイオード１３９と転流ダイオード１３７との直列回路による電源短絡電流が流れるのを阻止するようになっている。
【００２９】
次に、直流電源１０１の接続極性が正常であって、電源スイッチ１０２が閉路されて開閉指令発生ユニット１２０Ａが正常運転しているときに、逆接保護素子１４０の出力配線である車載電気負荷１０３の正側配線が、直流電源１０１の正極配線と混触する天絡異常が発生すると、その後に電源スイッチ１０２を開路しても逆接保護素子１４０は閉路状態を維持し、天絡電源が逆接保護素子１４０のソース端子Ｓからドレイン端子Ｄの方向に逆流して併用制御機器１９０に回込給電するとともに、モニタ素子１１７は電源スイッチ１０２が開路されたことを認知することができなくなって、開閉指令発生ユニット１２０Ａは運転状態を持続することになる。
この問題を回避するために、実施形態１における開閉指令発生ユニット１２０Ａは定期的に通電指令信号ＤＲ３を一瞬だけ停止して逆接保護素子１４０を開路してみて、逆接保護素子１４０が開路しているときの電圧監視信号ＩＧＬを監視することによって、電源スイッチ１０２が開路されているかどうかを認知し、電源スイッチ１０２が開路されておれば所定の退避時間（遅延時間）をおいて自己保持指令信号ＤＲ１を停止するようになっている。
【００３０】
また、逆接保護素子１４０を開路して、電圧監視信号ＩＧＬによって電源スイッチ１０２が開路されたことを認知したときに、モニタ素子１４８による給電監視信号Ｖｄ１が逆接保護素子１４０の出力側電圧を検出した場合には天絡異常が発生していると判定し、異常発生履歴情報を図示しない不揮発データメモリ又はプログラムメモリ１２２Ａの一部領域に転送保存してから自己保持指令信号ＤＲ１を停止するようになっている。
なお、電源スイッチ１０２が開路している状態で逆接保護素子１４０の出力配線に天絡異常が発生しても、駆動トランジスタ１４１が不導通状態となっているので逆接保護素子１４０は開路状態となっており、天絡電源が逆接保護素子１４０の入力側に逆流することはない。
【００３１】
次に、図１のものの動作説明用のフローチャートである図２について説明する。
図２において、工程Ｓ２００ａは図１のとおり接続された開閉指令発生ユニット１２０Ａにおいて、電源スイッチ１０２を閉路投入するステップである。続く工程Ｓ２００ｂは電源スイッチ１０２が閉路されたことによって起動トランジスタ１１１が電源起動信号ＤＲ０を発生するステップである。続く工程Ｓ２００ｃは電源起動信号ＤＲ０が発生したことによって電源ユニット１１０Ａが制御電圧Ｖｃｃを発生して、開閉指令発生ユニット１２０Ａに給電するステップである。
続く工程Ｓ２０１は開閉指令発生ユニット１２０Ａに給電されたことによってマイクロプロセッサが起動され、プログラムメモリ１２２Ａに格納された制御プログラムの内容と図示しない入力信号の動作状態に応動して電気負荷群に直列接続された負荷開閉素子の開閉制御を開始するステップである。
【００３２】
続く工程Ｓ２０２ａでは、起動トランジスタ１１１に対する自己保持指令信号ＤＲ１を発生して、電源スイッチ１０２が開路されても起動トランジスタ１１１の導通状態を維持し、続く工程Ｓ２０２ｂでは、駆動トランジスタ１４１に対する通電指令信号ＤＲ３を発生して逆接保護素子１４０を閉路駆動し、続く工程Ｓ２０２ｃでは、不揮発データメモリの内容を読み出して、前回の運転停止時に天絡異常が発生していた場合に異常報知を行なうステップである。
続く工程Ｓ２０３ａは電圧監視信号ＩＧＬの論理状態を読み出してから工程Ｓ２０３ｂへ移行するステップである。工程Ｓ２０３ｂは電圧監視信号ＩＧＬの論理状態によって入力側電圧ＶIＧが発生しているかどうかを判定し、電圧監視信号ＩＧＬが論理レベル「Ｌ」であれば入力側電圧ありとして、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ２０４ａへ移行し、電圧監視信号ＩＧＬが論理レベル「Ｈ」であれば入力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程ブロックＳ２０８ｂへ移行する判定ステップとなっている。
【００３３】
工程Ｓ２０４ａは例えば第二周期である１００msecに一回程度で定期的にＹＥＳの判定を行って工程Ｓ２０４ｂへ移行するとともに、常時はＮＯの判定を行って工程ブロックＳ２０８ａへ移行する判定ステップであり、工程Ｓ２０４ａは例えば第一周期である１０msec以下の周期で繰返して実行されるようになっている。
工程Ｓ２０４bでは工程Ｓ２０２bで発生した通電指令信号ＤＲ３を停止して逆接保護素子１４０を開路し、続く工程Ｓ２０４ｃでは電圧監視信号ＩＧＬの論理状態を読み出してから工程Ｓ２０４ｄへ移行し、工程Ｓ２０４ｄでは給電監視信号Ｖｄ１の論理状態を読み出してから工程Ｓ２０５aへ移行し、工程Ｓ２０５aは工程Ｓ２０４ｃで読み出された電圧監視信号ＩＧＬの論理状態によって、入力側電圧ＶIＧが発生しているかどうかを判定し、電圧監視信号ＩＧＬが論理レベル「Ｌ」であれば入力側電圧ありとして、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ２０６へ移行し、電圧監視信号ＩＧＬが論理レベル「Ｈ」であれば入力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程Ｓ２０５ｂへ移行する判定ステップとなっている。
【００３４】
工程Ｓ２０５ｂは工程Ｓ２０４ｄで読み出された給電監視信号Ｖｄ１の論理状態によって逆接保護素子１４０の出力側電圧が発生しているかどうかを判定し、給電監視信号Ｖｄ１が論理レベル「Ｌ」であれば出力側電圧ありとして、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ２０７へ移行し、給電監視信号Ｖｄ１が論理レベル「Ｈ」であれば出力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程ブロックＳ２０８ｂへ移行する判定ステップとなっている。
なお、工程Ｓ２０５ａがＹＥＳの判定を行うのは電源スイッチ１０２の閉路状態が持続している場合であって、工程Ｓ２０４ｂにおいて停止された通電指令信号ＤＲ３は工程Ｓ２０６によって再度発生して逆接保護素子１４０を閉路駆動するようになっている。工程Ｓ２０４ｂから工程Ｓ２０６に至る期間は、循環動作する動作開始工程Ｓ２０１から動作終了行程Ｓ２０９の全体期間の中の一部の期間であって、逆接保護素子１４０が開路されている時間は極めて短い期間に制限されている。
また、工程Ｓ２０５ｂがＹＥＳの判定を行うのは逆接保護素子１４０の入力側電圧が無いのに出力側電圧が発生している状態であって、天絡異常が発生している場合となっている。従って、工程Ｓ２０７では天絡異常発生情報をＲＡＭメモリ１２１に書き込むとともに、所定時間の異常報知を行なってから工程ブロックＳ２０８ｂへ移行するようになっている。
【００３５】
工程ブロックＳ２０８ａは負荷開閉素子１３０に対する開閉指令信号ＤＲ２の発生又は停止を行う正常運転時の入出力制御ブロックとなっており、工程ブロックＳ２０８ａに続いて動作終了行程Ｓ２０９へ移行し、動作終了行程Ｓ２０９では他の制御プログラムを実行してから、遅くとも例えば１０msecのサイクルタイムをおいて動作開始工程Ｓ２０１へ復帰して、工程Ｓ２０１以降の工程を繰返して実行するようになっている。
工程Ｓ２０３ｂ又は工程Ｓ２０５ｂの判定がＮＯであって、電源スイッチ１０２が開路されていることが判定された状態で実行される工程ブロックＳ２０８ｂでは、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれた学習情報や異常発生情報を不揮発データメモリに転送保存してから自己保持指令信号ＤＲ１を解除する。続く工程Ｓ２００ｄでは電源起動信号ＤＲ０が停止して、電源ユニット１１０Ａの動作が停止するようになっている。
なお、工程Ｓ２０３ａから工程Ｓ２０６で構成された工程ブロックＳ２１０は電源スイッチ監視手段となるものであり、工程ブロックＳ２１０で示された内容はマイクロプロセッサに依存しないで、論理素子を用いたハードウエアによって構成することも可能である。
【００３６】
実施の形態１の要点と特徴
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施形態１による車載電子制御装置１００Ａは、直流電源１０１から給電される車載電気負荷群の一部又は全部に対して直列接続された負荷開閉素子１３０と、この負荷開閉素子に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号ＤＲ２を供給する開閉指令発生ユニット１２０Ａと、手動の電源スイッチ１０２が閉路されたことに応動して、直流電源１０１から給電されて所定の安定化電圧を生成して、開閉指令発生ユニット１２０Ａに給電する電源ユニット１１０Ａとを備え、電源スイッチ１０２は逆接保護素子１４０を介して車載電気負荷群の一部又は全部である車載電気負荷１０３に給電するように構成された車載電子制御装置１００Ａであって、開閉指令発生ユニット１２０Ａは、一旦電源スイッチ１０２が閉路されて電源ユニット１１０Ａから給電されると、自己保持指令信号ＤＲ１を発生して電源スイッチ１０２が開路されても電源ユニット１１０Ａによる給電動作が維持されるとともに、逆接保護素子１４０は寄生ダイオード１４９を包含した電界効果形トランジスタであり、逆接保護素子は直流電源１０１が正しい極性で接続されているときに、寄生ダイオード１４９の通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタ１４１によってゲート電圧が印加されているとともに、直流電源１０１の接続極性が誤っているとき、及び電源ユニット１１０Ａが給電停止しているときには逆接保護素子１４０は導通しないように構成されている。
【００３７】
開閉指令発生ユニット１２０Ａには、電源スイッチ１０２の出力電圧である逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧを監視して、逆接保護素子１４０の入力側電圧が所定値未満であれば電源スイッチ１０２は開路されていると判定するための監視信号ＩＧＬが入力されており、開閉指令発生ユニット１２０Ａは、また、入力側電圧ＶIＧが所定値以上の電圧であっても、逆接保護素子１４０を開路した状態で入力側電圧ＶIＧを監視することによって、電源スイッチ１０２の開閉状態を確認し、電源スイッチ１０２の開路状態を検出したときには、所定の遅延時間をおいて自己保持指令信号ＤＲ１を解除して、電源ユニット１１０Ａによる給電を停止し、電源ユニット１１０Ａによる給電が停止すると、駆動トランジスタ１４１は開路状態となり、逆接保護素子１４０の出力配線と直流電源１０１の正極配線間が混触する天絡異常が発生していても、逆接保護素子１４０は開路状態となって、電源スイッチ１０２が開路している状態では電源ユニット１１０Ａは再起動されないようになっている。
【００３８】
開閉指令発生ユニット１２０Ａは電源スイッチ１０２が閉路されているかどうかを常時又は高頻度の第一周期で監視するとともに、低頻度の第二周期で定期的に逆接保護素子１４０を開路して、電源スイッチ１０２が開路されているかどうかを判定し、電源スイッチ１０２が閉路されていたときには直ちに逆接保護素子１４０を閉路駆動するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項２に関連し、開閉指令発生ユニットは定期的に逆接保護素子を一瞬だけ開路して電源スイッチが開路しているかどうかを検出するようになっている。従って、逆接保護素子が開路しても電源スイッチが閉路されているときには寄生ダイオードによって電気負荷への給電は持続され、逆接保護素子は直ちに閉路するので寄生ダイオードの温度上昇が抑制される特徴がある。また、電源スイッチの開閉状態は常時又は高頻度に監視され、天絡異常が発生していなければ直ちに開路状態を検出することができ、天絡異常が発生しているときでも逆接保護素子を定期的に開路してみることにより、遅滞なく電源スイッチの開路状態を検出することができるものである。
【００３９】
開閉指令発生ユニット１２０Ａには、逆接保護素子１４０の出力電圧を監視するための論理信号である給電監視信号Ｖｄ１が入力されており、開閉指令発生ユニット１２０Ａはまた、逆接保護素子１４０に対する開路指令を発生したときに、入力側電圧ＶIＧを監視するための論理信号である電圧監視信号ＩＧＬと給電監視信号Ｖｄ１の論理状態を対比して、逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧが検出されていないのに出力側電圧が検出されていると、天絡異常が発生していると判定するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項３に関連し、開閉指令発生ユニットは定期的に逆接保護素子を開路して、逆接保護素子の入力側に電圧がなければ電源スイッチが開路されていると判定するとともに、このときに出力側に電圧があれば天絡異常が発生していると判定するようになっている。従って、電源スイッチが遮断されていて、開閉指令発生ユニットに遅延給電されている期間において、出力配線の天絡異常の有無を手軽に論理判定することができる特徴がある。
【００４０】
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施形態１による車載電子制御装置の給電制御方法は、直流電源１０１から給電される車載電気負荷群の一部又は全部に対して直列接続された負荷開閉素子１３０と、この負荷開閉素子に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号ＤＲ２を供給する開閉指令発生ユニット１２０Ａと、手動の電源スイッチ１０２が閉路されたことに応動して、直流電源１０１から給電されて所定の安定化電圧を生成して、開閉指令発生ユニット１２０Ａに給電する電源ユニット１１０Ａとを備え、電源スイッチ１０２は逆接保護素子１４０を介して車載電気負荷群の一部又は全部である車載電気負荷１０３に給電するように構成された車載電子制御装置１００Ａに対する給電制御方法であって、逆接保護素子１４０は寄生ダイオード１４９を包含した電界効果形トランジスタであり、逆接保護素子は直流電源１０１が正しい極性で接続されているときに、寄生ダイオード１４９の通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタ１４１によってゲート電圧が印加されているとともに、直流電源１０１の接続極性が誤っているとき、及び電源ユニット１１０Ａが給電停止しているときには逆接保護素子１４０は導通しないように構成されている。
【００４１】
開閉指令発生ユニット１２０Ａは、ＲＡＭメモリ１２１と、不揮発プログラムメモリ１２２Ａと、不揮発プログラムメモリ１２２Ａの一部領域であるか、又は分割接続された不揮発データメモリと、多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３と協働するマイクロプロセッサを包含し、マイクロプロセッサは、一旦電源スイッチ１０２が閉路されて電源ユニット１１０Ａから給電されると、自己保持指令信号ＤＲ１を発生して電源スイッチ１０２が開路されても電源ユニット１１０Ａによる給電動作を維持するとともに、電源スイッチ１０２が依然として閉路されているかどうかを定期的に監視し、少なくとも逆接保護素子１４０を開路した状態で逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧが発生していなければ電源スイッチ１０２は開路されていると判定して、所定の遅延待機期間をおいて自己保持指令信号ＤＲ１を解除して電源ユニット１１０Ａの給電動作を停止し、遅延待機期間において、逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧは発生していないのに出力側電圧が発生している場合は、逆接保護素子１４０の出力配線と直流電源１０１の正極配線間が混触する天絡異常が発生していると判定して、少なくとも異常発生履歴情報を不揮発データメモリに書込み保存するようになっている。
【００４２】
マイクロプロセッサは電源スイッチ１０２が遮断された直後に天絡異常を検出した場合には、少なくとも遅延待機期間の時間延長を行って、所定時間の異常報知を行なったうえで自己保持指令信号ＤＲ１を解除するか、又は少なくとも電源スイッチ１０２が再閉路されたときに不揮発データメモリの天絡異常発生履歴情報を読み出して、前回の電源スイッチ１０２遮断時に天絡異常が発生していた場合には、異常発生に伴う異常報知を行うようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項１０に関連し、電源スイッチを遮断した後に天絡異常が検出された場合、自己保持給電期間を延長して異常報知を行なうか、又は次回の電源スイッチ投入時に異常報知を行なうようになっている。従って、電源スイッチが投入されているときには天絡異常の発生が検出し難い問題があるが、電源スイッチを遮断したときに天絡異常を検出しているので、簡単かつ正確に天絡異常検出を行うことができるとともに、確実に異常報知を行なって保守点検を促すことができる特徴がある。
なお、電源スイッチの閉路中に逆接保護素子の両端電圧を監視して天絡異常の有無を判定する場合には、抵抗値を有する不完全な天絡異常が発生したときには、必ずしも逆接保護素子の出力側電圧が入力側電圧以上にはならないので検出困難であるとともに、負荷開閉素子の出力電圧の論理レベルを監視して間接天絡異常の有無を判定する場合には、負荷開閉素子が閉路駆動されているときには天絡異常が検出されない問題があり、逆接保護素子の出力配線の天絡異常を確実に検出できるのは電源スイッチが開路された直後であって、自己保持指令信号によって遅延給電されている期間が最適の期間となるものである。
【００４３】
マイクロプロセッサは逆接保護素子１４０を閉路駆動した状態で、第一周期Ｔ１以下の高頻度で逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧを監視して、入力側電圧が発生していなければ電源スイッチ１０２が開路されていると判定し、逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧが発生していても、第一周期Ｔ１よりも低周期である第二周期Ｔ２（Ｔ２＞Ｔ１）以下の低頻度によって定期的に逆接保護素子１４０を開路した状態で逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧを監視して、入力側電圧ＶIＧが発生していなければ電源スイッチ１０２が開路されていると判定し、第二周期Ｔ２の期間内において逆接保護素子１４０が開路されている時間帯は第一周期Ｔ１内の一部の時間帯Ｔ０となっている。
以上のとおり、この発明の請求項１１に関連し、マイクロプロセッサは逆接保護素子を閉路した状態では高頻度で逆接保護素子の入力側電圧を監視して電源スイッチの開閉状態を判定し、逆接保護素子を開路した状態では低頻度で逆接保護素子の入力側電圧を監視して電源スイッチの開閉状態を判定するようになっている。
【００４４】
従って、逆接保護素子の出力配線に天絡異常が発生していない通常状態では、高頻度で電源スイッチの開閉状態が判定され、電源スイッチが開路されていると速やかに退避運転モードに移行して、ＲＡＭメモリに格納された異常発生情報や学習記憶情報などの重要情報を不揮発データメモリに転送保存してから自己保持指令信号を解除することができるとともに、天絡異常が発生しているときは低頻度で電源スイッチの開閉状態が判定され、電源スイッチが開路されていると遅くとも第二周期Ｔ２による時間遅れをおいて電源スイッチの開路状態が検出されることになる。
しかし、第一周期Ｔ１はマイクロプロセッサの演算周期に相当する超高頻度であるのに対し、人為的に操作される電源スイッチの開路検出遅れ時間の許容時間は比較的長い時間となるとともに、逆接保護素子が開路しても電源スイッチが閉路されているときには寄生ダイオードによって電気負荷への給電は持続されて実害がなく、逆接保護素子はデューティ比Ｔ０／Ｔ２の比率で直ちに閉路するので、寄生ダイオードの温度上昇が抑制される特徴がある。
【００４５】
実施の形態２．
次に、この発明の実施形態２による車載電子制御装置の全体回路図である図３に基づいて、その構成を詳細に説明する。
なお、図１のものとの主な相違点として、図３の場合には電源ユニット１１０Ｂが電源リレーの励磁コイル１０４ｂの付勢によって閉じる出力接点１０４ａを介して給電されていること、負荷開閉素子１５０がＰチャネル形の電界効果形トランジスタであること、及び逆接保護素子１４０の入力側電圧と出力側電圧とがアナログ信号電圧として開閉指令発生ユニット１２０Ｂに入力され、両電圧を比較することによって天絡異常の発生を検出するようになっていること、及び負荷開閉素子１５０が開路しているときには、負荷開閉素子側でも天絡異常が検出できるようになっていることであり、他の構成は図１とほぼ同じであり、各図において同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００４６】
図３において、車載電子制御装置１００Ｂは車載バッテリである直流電源１０１の正極端子に対して電源リレーの出力接点１０４ａを介して接続されて主電源電圧Ｖｂｂが印加される主電源端子と、直流電源１０１の負極端子が接続された車体であるグランド回路ＧＮＤに接続されるグランド端子と、例えばイグニッションスイッチである手動の電源スイッチ１０２を介して直流電源１０１の正極端子に接続されて入力側電圧ＶIＧが印加される電源端子と、車載電気負荷群の１つである車載電気負荷１０３が接続される負荷接続端子を備えている。
なお、車載電子制御装置１００Ｂが例えばエンジン制御装置である場合には、車載電子制御装置１００Ｂによって制御される車載電気負荷群として、燃料噴射用電磁弁、スロットル弁開度制御用モータ、点火コイル（ガソリンエンジンの場合）などがあり、これらの多数の車載電気負荷群の一部は図示しない負荷電源用電磁リレーの出力接点を介して直流電源１０１から分割給電され、分割給電された車載電気負荷は車載電子制御装置１００Ｂ内に設けられた図示しない制御用開閉素子によって通電制御されるようになっている。
また、電源スイッチ１０２は例えば変速機制御装置である併用制御機器１９０にも給電するようになっている。
【００４７】
車載電子制御装置１００Ｂの内部に設けられた電源ユニット１１０Ｂは直流電源１０１から電源リレーの出力接点１０４ａを介して主電源電圧Ｖｂｂが印加されており、電源リレーの励磁コイル１０４ｂが付勢され出力接点１０４ａが閉路すると、所定の安定化電圧である例えばＤＣ５Ｖの制御電圧Ｖｃｃを発生して、開閉指令発生ユニット１２０Ｂに給電するようになっている。
なお、電源ユニット１１０Ｂは例えば接合形トランジスタを用いた定電圧制御回路によって構成されていて、直流電源１０１の接続極性を誤って点線で示した逆極性に接続された場合には、接合形トランジスタは不導通となって制御電圧Ｖｃｃは発生しなくなるようにベース回路が構成されている。
電源リレーの励磁コイル１０４ｂを付勢する起動トランジスタ１１１は、電源スイッチ１０２が閉路されているときに第一駆動抵抗１１２と第一ダイオード１１３との直列回路によってベース電流が供給されて導通するＮＰＮ形のトランジスタとなっている。起動トランジスタ１１１は開閉指令発生ユニット１２０Ｂが発生する自己保持指令信号ＤＲ１の論理レベルが「Ｈ」になると、第二駆動抵抗１１４と第二ダイオード１１５との直列回路によってベース電流が供給され、開閉指令発生ユニット１２０Ｂが動作を開始すると電源スイッチ１０２が開路されても電源リレーの励磁コイル１０４ｂは付勢状態を持続するようになっている。
【００４８】
電源スイッチ１０２が開路され、自己保持指令信号ＤＲ１が論理レベル「Ｌ」であるときには、起動トランジスタ１１１はベース端子とエミッタ端子間に接続された開路安定抵抗１１６によって確実に開路されるようになっている。
電源スイッチ１０２が閉路されたときに入力側電圧ＶIＧが印加される分圧抵抗１１９ａ、１１９ｂの下流側抵抗１１９ｂの両端電圧は、電源監視電圧Ｖａ1として開閉指令発生ユニット１２０Ｂ内の多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３に入力されている。
逆接保護素子１４０の出力側電圧が印加される分圧抵抗１１９ｃ、１１９ｄの下流側抵抗１１９ｄの両端電圧は、給電監視電圧Ｖａ２として開閉指令発生ユニット１２０Ｂ内の多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３に入力されている。
開閉指令発生ユニット１２０Ｂは、ＲＡＭメモリ１２１と、不揮発プログラムメモリ１２２Ｂと、不揮発プログラムメモリ１２２Ｂの一部領域であるか、又は分割接続された図示しない不揮発データメモリと、多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３と協働するマイクロプロセッサを包含している。ＲＡＭメモリ１２１は直流電源１０１から直接給電されて、例えばＤＣ２．８Ｖの安定化電圧Ｖｕｐを発生する補助電源１２４から給電され、電源スイッチ１０２が開路されて電源ユニット１１０Ｂが出力停止した状態であっても記憶内容を保持することができるようになっている。
【００４９】
しかし、車載バッテリである直流電源１０１の異常電圧低下、又はバッテリ交換のために電源端子が開放されたときに、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれていた学習記憶情報や異常発生履歴情報、或いは各種センサ類の特性経時変化情報などの重要データが消失するのを防止するために、電源スイッチ１０２を開路した直後の所定時間において不揮発データメモリへ転送退避してから自己保持指令信号ＤＲ１が解除され、マイクロプロセッサは自己保持指令信号ＤＲ１を解除してから自己停止するようになっている。
なお、マイクロプロセッサが発生するウォッチドッグパルスの信号周期は、図示しないウォッチドッグタイマによって監視されており、マイクロプロセッサが正常動作しているときにはウォッチドッグタイマによって自己保持指令信号ＤＲ１を発生し、電源スイッチ１０２が開路されたことを電源監視電圧Ｖａ１が所定値以下となったことによって認知したマイクロプロセッサは不揮発データメモリへの転送退避を行なってから自己停止することによって自己保持指令信号ＤＲ１が解除されるようにしてもよい。
【００５０】
車載電気負荷１０３の上流側には、図１の場合と同様にＰチャネル形の電界効果形トランジスタである逆接保護素子１４０が直列接続されており、逆接保護素子１４０はドレイン端子Ｄが電源側となりソース端子Ｓが負荷側となるように、通常の開閉素子とは逆方向に導通するよう構成されている。
逆接保護素子１４０のゲート端子Ｇとグランド回路ＧＮＤとの間には駆動トランジスタ１４１と駆動抵抗１４３との直列回路が接続され、ＮＰＮ形のトランジスタである駆動トランジスタ１４１は、開閉指令発生ユニット１２０Ｂが発生する通電指令信号ＤＲ３が論理レベル「Ｈ」となったときにベース抵抗１４２を介して通電駆動され、通電指令信号ＤＲ３が論理レベル「Ｌ」となるか、開閉指令発生ユニット１２０Ｂへの給電停止によって開閉指令発生ユニット１２０Ｂが作動停止しているときには、駆動トランジスタ１４１のベース端子とエミッタ端子間に接続された開路安定抵抗１４６によって駆動トランジスタ１４１は通電停止するようになっている。
【００５１】
負荷開閉素子１５０は逆接保護素子１４０と車載電気負荷１０３の間に直列接続されたＰチャネル形の電界効果形トランジスタであって、開閉指令発生ユニット１２０Ｂが発生する開閉指令信号ＤＲ２による信号電圧はベース抵抗１５２を介して制御トランジスタ１５１を駆動し、制御トランジスタ１５１は駆動抵抗１５３を介して負荷開閉素子１５０のゲート端子Ｇに接続され、ゲート端子Ｇとソース端子Ｓ間にはゲート抵抗１５４と定電圧ダイオード１５５が並列接続されている。
従って、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｈ」になると制御トランジスタ１５１が導通して、負荷開閉素子１５０のソース端子Ｓとドレイン端子Ｄ間が順方向に導通するようになっている。ＮＰＮ形トランジスタである制御トランジスタ１５１のベース端子とエミッタ端子間には開路安定抵抗１５６が接続されており、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｌ」になると、制御トランジスタ１５１が開路して負荷開閉素子１５０のソース端子Ｓとドレイン端子Ｄ間の導通が遮断され、車載電気負荷１０３に流れていた励磁電流は車載電気負荷１０３に並列接続されている転流ダイオード１５７に転流するようになっている。
【００５２】
なお、負荷開閉素子１５０はＰＮＰ形の接合形トランジスタであってもよいが、電界効果形トランジスタを用いると閉路時の素子間電圧降下が非常に小さくなって、電力損失が抑制される利点がある。
但し、電界効果形トランジスタを用いた場合には、ソース端子Ｓとドレイン端子Ｄとの間に寄生ダイオード１５９が図示方向に生成されているので、寄生ダイオード１５９の導通方向に対しては開閉素子としての遮断機能を持たないことに注意する必要がある。反転論理素子である負荷電圧モニタ素子１５８ａは、負荷開閉素子１５０が閉路したときに論理レベル「Ｌ」となる負荷監視信号Ｖｄ２を発生して開閉指令発生ユニット１２０Ｂに入力するようになっている。
【００５３】
従って、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｈ」となり、負荷開閉素子１５０が閉路すると負荷監視信号Ｖｄ２の論理レベルは「Ｌ」となるのが正常であるとともに、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｌ」となり、負荷開閉素子１５０が開路すると負荷監視信号Ｖｄ２の論理レベルは「Ｈ」となるのが正常であって、このとき若しも負荷監視信号Ｖｄ２の論理レベルが「Ｌ」となっておれば車載電気負荷１０３の正側配線が直流電源１０１の正極配線と混触する天絡異常が発生していることになる。
このように、負荷開閉素子１５０の出力側で検出される天絡異常は、負荷開閉素子１５０が閉路駆動されているときには検出できないものであり、以下間接天絡異常と呼ぶことにする。
【００５４】
次に、図３のとおり構成されたこの発明の実施形態２による車載電子制御装置について、図４で示す動作説明用のフローチャートに基づいてその作用・動作を詳細に説明する。
まず、図３において、電源スイッチ１０２が閉路されると入力側電圧ＶIＧが印加されて、第一駆動抵抗１１２と第一ダイオード１１３を介して起動トランジスタ１１１のベース電流が供給され、電源リレーの励磁コイル１０４ｂが付勢されて出力接点１０４ａが閉路し、その結果電源ユニット１１０Ｂが動作を開始し、主電源電圧Ｖｂｂから制御電圧Ｖｃｃを生成して開閉指令発生ユニット１２０Ｂに給電する。
これにより、開閉指令発生ユニット１２０Ｂ内のマイクロプロセッサが動作を開始し、電源監視電圧Ｖａ１の電圧レベルによって電源スイッチ１０２が閉路されていることを認知して、図４で後述する制御動作を開始する。制御動作の開始に伴って自己保持指令信号ＤＲ１を発生して、第二駆動抵抗１１４と第二ダイオード１１５を介して起動トランジスタ１１１の動作状態を維持するとともに、通電指令信号ＤＲ３を発生して駆動トランジスタ１４１を閉路駆動する。
【００５５】
電源スイッチ１０２と駆動トランジスタ１４１が閉路すると、逆接保護素子１４０の寄生ダイオード１４９を介してゲート抵抗１４４と駆動抵抗１４３の直列回路に対して入力側電圧ＶIＧが供給され、ゲート抵抗１４４の両端電圧であるゲート電圧によって逆接保護素子１４０は入力側のドレイン端子Ｄから出力側のソース端子Ｓの方向に通電開始し、車載電気負荷１０３に対して給電可能な状態となる。
ここで、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルを「Ｈ」又は「Ｌ」とすることによって、負荷開閉素子１５０が導通又は不導通となり車載電気負荷１０３に対する給電状態が制御されるようになっている。
なお、車載電気負荷１０３が複数である場合には、開閉指令発生ユニット１２０Ｂは各
車載電気負荷に対して直列接続された負荷開閉素子に対してそれぞれ開閉指令信号を供給するようになっている。開閉指令発生ユニット１２０Ｂの運転中においては、複数の車載電気負荷が駆動制御されるとともに、運転状態の学習記憶情報や、図示しない入力センサの検出特性に関する経時変化情報或いは異常発生履歴情報が随時にＲＡＭメモリ１２１に書き込まれている。
【００５６】
ここで、電源スイッチ１０２が開路されると、開閉指令発生ユニット１２０Ｂは電源監視電圧Ｖａ１の電圧レベルによってこれを認知して、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれていた重要情報を図示しない不揮発データメモリ、又はプログラムメモリ１２２Ｂの特定領域に転送書込みしてから自己保持指令信号ＤＲ１を解除する。
その結果、起動トランジスタ１１１が開路して電源リレーの励磁コイル１０４ｂが消勢され、電源ユニット１１０Ｂが不作動となって、開閉指令発生ユニット１２０Ｂへの給電が停止される。
一方、直流電源１０１の電源極性を誤って、図３の点線で示したように接続してから電源スイッチ１０２が閉路された場合には、電源ユニット１１０Ｂ自体は内部の回路構成によって保護されていて制御電圧Ｖｃｃを発生することはない。また、逆接保護素子１４０のゲート端子Ｇにはソース端子Ｓよりも低いゲート電圧が印加されることはなく、したがって不導通の状態となっているので、負荷開閉素子１５０内の寄生ダイオード１５９と転流ダイオード１５７との直列回路による電源短絡電流が流れるのを阻止するようになっている。
【００５７】
次に、直流電源１０１の接続極性が正常であって、電源スイッチ１０２が閉路されて開閉指令発生ユニット１２０Ｂが正常運転しているときに、逆接保護素子１４０の出力配線である車載電気負荷１０３の正側配線が、直流電源１０１の正極配線と混触する天絡異常が発生すると、負荷開閉素子１５０の開閉状態とは無関係に負荷開閉素子１５０内の寄生ダイオード１５９を介して天絡電源の回込が発生し、その後に電源スイッチ１０２を開路しても逆接保護素子１４０は閉路状態を維持し、天絡電源が逆接保護素子１４０のソース端子Ｓからドレイン端子Ｄの方向に逆流して併用制御機器１９０に回込給電するとともに、電源監視電圧Ｖａ１によって電源スイッチ１０２が開路されたことを認知することができなくなって、開閉指令発生ユニット１２０Ｂは運転状態を持続することになる。
この問題を回避するために、実施形態２における開閉指令発生ユニット１２０Ｂは電源監視電圧Ｖａ１と給電監視電圧Ｖａ２との差分電圧を監視し、差分電圧が所定値以下になると天絡異常が発生していると推定して、逆接保護素子１４０を開路してみるようになっている。
【００５８】
その結果、電源監視電圧Ｖａ１が発生していないのに給電監視電圧Ｖａ２が発生しておれば天絡異常が発生していることを特定し、異常発生履歴情報を図示しない不揮発データメモリ又はプログラムメモリ１２２Ｂの一部領域に転送保存してから自己保持指令信号ＤＲ１を停止するようになっている。
逆接保護素子１４０を開路してみても電源監視電圧Ｖａ１が所定値以上の値であれば電源スイッチ１０２は依然として閉路されていることになり、このとき給電監視電圧Ｖａ２も発生しているようであれば、これは逆接保護素子１４０内の寄生ダイオード１４９を介して給電されているものと判断されるので、たとえ天絡異常が発生していてもこれを検知することはできない状態となっている。
なお、電源スイッチ１０２が開路している状態で逆接保護素子１４０の出力配線に天絡異常が発生しても、駆動トランジスタ１４１が不導通状態となっているので逆接保護素子１４０は開路状態となっており、天絡電源が逆接保護素子１４０の入力側に逆流することはない。
【００５９】
次に、図３のものの動作説明用のフローチャートである図４について説明する。
図４において、工程Ｓ４００ａは図３のとおり接続された開閉指令発生ユニット１２０Ｂにおいて、電源スイッチ１０２を閉路投入するステップである。続く工程Ｓ４００ｂは電源スイッチ１０２が閉路されたことによって電源リレーが付勢されて出力接点１０４ａが閉路するステップである。続く工程Ｓ４００ｃは電源ユニット１１０Ｂに主電源電圧Ｖｂｂが印加されて制御電圧Ｖｃｃを発生し、開閉指令発生ユニット１２０Ｂに給電するステップである。
続く工程Ｓ４０１は開閉指令発生ユニット１２０Ｂに給電されたことによってマイクロプロセッサが起動され、プログラムメモリ１２２Ｂに格納された制御プログラムの内容と図示しない入力信号の動作状態に応動して電気負荷群に直列接続された負荷開閉素子の開閉制御を開始するステップである。
続く工程Ｓ４０２ａでは、起動トランジスタ１１１に対する自己保持指令信号ＤＲ１を発生して、電源スイッチ１０２が開路されても起動トランジスタ１１１の導通状態を維持し、続く工程Ｓ４０２ｂでは、駆動トランジスタ１４１に対する通電指令信号ＤＲ３を発生して逆接保護素子１４０を閉路駆動し、続く工程Ｓ４０２ｃでは、不揮発データメモリの内容を読み出して、前回の運転停止時に天絡異常が発生していた場合に異常報知を行なうステップである。
【００６０】
続く工程ブロックＳ４０２ｄは図７で後述する間接天絡異常に関する処理ステップである。なお、工程ブロックＳ４０２ｄの中では開閉指令発生ユニット１２０Ｂは負荷開閉素子１５０を開路する都度にその出力電圧を監視して間接天絡異常の有無を判定し、間接天絡異常が検出されたときに逆接保護素子１４０を開路してみて、電源スイッチ１０２が開路されているかどうかを判定するようになっているとともに、間接天絡異常が検出されたときには、次回の開路指令が発生するまでは負荷開閉素子を強制閉路するようになっている。
続く工程Ｓ４０３ａは電源監視電圧Ｖａ１の値を読み出してから工程Ｓ４０３ｂへ移行するステップである。工程Ｓ４０３ｂは電源監視電圧Ｖａ１の電圧レベルによって入力側電圧ＶIＧが発生しているかどうかを判定し、電源監視電圧Ｖａ１が所定値以上であれば入力側電圧ありとして、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ４０３ｃへ移行し、電源監視電圧Ｖａ１が所定値未満であれば入力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程ブロックＳ４０８ｂへ移行する判定ステップとなっている。工程Ｓ４０３ｃは給電監視電圧Ｖａ２の値を読み出してから工程Ｓ４０４ａへ移行するステップである。
【００６１】
工程Ｓ４０４ａは電源監視電圧Ｖａ１と給電監視電圧Ｖａ２とを対比して、Ｖａ１≧Ｖａ２であればＹＥＳの判定を行って工程ブロックＳ４０８ａへ移行するとともに、Ｖａ１＜Ｖａ２であればＮＯの判定を行って工程Ｓ４０４ｂへ移行する判定ステップである。
工程Ｓ４０４ｂでは工程Ｓ４０２ｂで発生した通電指令信号ＤＲ３を停止して逆接保護素子１４０を開路し、続く工程Ｓ４０４ｃでは再び電源監視電圧Ｖａ１の値を読み出してから工程Ｓ４０４ｄへ移行し、工程Ｓ４０４ｄでは給電監視電圧Ｖａ２の値を読み出してから工程Ｓ４０５ａへ移行し、工程Ｓ４０５ａは工程Ｓ４０４ｃで読み出された電源監視電圧Ｖａ１の電圧レベルによって、入力側電圧ＶIＧが発生しているかどうかを判定し、電源監視電圧Ｖａ１の値が所定値以上であれば、入力側電圧ありとしてＹＥＳの判定を行って工程Ｓ４０６へ移行し、電源監視電圧Ｖａ１の値が所定値未満であれば入力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程Ｓ４０５ｂへ移行する判定ステップとなっている。
【００６２】
工程Ｓ４０５ｂは工程Ｓ４０４ｄで読み出された給電監視電圧Ｖａ２の電圧レベルによって逆接保護素子１４０の出力側電圧が発生しているかどうかを判定し、給電監視電圧Ｖａ２の値が所定値以上であれば出力側電圧ありとして、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ４０７ｂへ移行し、給電監視電圧Ｖａ２の値が所定値未満であれば出力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程ブロックＳ４０８ｂへ移行する判定ステップとなっている。
なお、工程Ｓ４０５ａがＹＥＳの判定を行うのは電源スイッチ１０２の閉路状態が持続している場合であって、工程Ｓ４０４ｂにおいて停止された通電指令信号ＤＲ３は工程Ｓ４０６によって再度発生して逆接保護素子１４０を閉路駆動するようになっている。工程Ｓ４０４ｂから工程Ｓ４０６に至る期間は、循環動作する動作開始工程Ｓ４０１から動作終了行程Ｓ４０９の全体期間の中の一部の期間であって、逆接保護素子１４０が開路されている時間は極めて短い期間に制限されている。
また、工程Ｓ４０５ｂがＹＥＳの判定を行うのは逆接保護素子１４０の入力側電圧が無いのに出力側電圧が発生している状態であって、天絡異常が発生している場合となっている。従って、工程Ｓ４０７ｂでは天絡異常発生情報をＲＡＭメモリ１２１に書き込むとともに、所定時間の異常報知を行なってから工程ブロックＳ４０８ｂへ移行するようになっている。
【００６３】
工程ブロックＳ４０８ａは負荷開閉素子１５０に対する開閉指令信号ＤＲ２の発生又は停止を行う正常運転時の入出力制御ブロックとなっており、工程ブロックＳ４０８ａに続いて動作終了行程Ｓ４０９へ移行し、動作終了行程Ｓ４０９では他の制御プログラムを実行してから、遅くとも例えば１０msecのサイクルタイムをおいて動作開始工程Ｓ４０１へ復帰して、工程Ｓ４０１以降の工程を繰返して実行するようになっている。
工程Ｓ４０３ｂ又は工程Ｓ４０５ｂの判定がＮＯであって、電源スイッチ１０２が開路されていることが判定された状態で実行される工程ブロックＳ４０８ｂでは、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれた学習情報や異常発生情報を不揮発データメモリに転送保存してから自己保持指令信号ＤＲ１を解除する。
続く工程Ｓ４００ｄでは電源リレーが消勢されて出力接点１０４ａが開路し、電源ユニット１１０Ｂの動作が停止するようになっている。なお、工程Ｓ４０３ａから工程Ｓ４０６で構成された工程ブロックＳ４１０は電源スイッチ監視手段となるものであり、工程ブロックＳ４１０で示された内容はマイクロプロセッサに依存しないで、論理素子を用いたハードウエアによって構成することも可能である。
【００６４】
実施の形態２の要点と特徴
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施形態２による車載電子制御装置１００Ｂは、直流電源１０１から給電される車載電気負荷群の一部又は全部に対して直列接続された負荷開閉素子１５０と、この負荷開閉素子１５０に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号ＤＲ２を供給する開閉指令発生ユニット１２０Ｂと、手動の電源スイッチ１０２が閉路されたことに応動して、直流電源１０１から給電されて所定の安定化電圧を生成して、開閉指令発生ユニット１２０Ｂに給電する電源ユニット１１０Ｂとを備え、電源スイッチ１０２は逆接保護素子１４０を介して車載電気負荷群の一部又は全部である車載電気負荷１０３に給電するように構成された車載電子制御装置１００Ｂであって、開閉指令発生ユニット１２０Ｂは、一旦電源スイッチ１０２が閉路されて電源ユニット１１０Ｂから給電されると、自己保持指令信号ＤＲ１を発生して電源スイッチ１０２が開路されても電源ユニット１１０Ｂによる給電動作が維持されるとともに、逆接保護素子１４０は寄生ダイオード１４９を包含した電界効果形トランジスタであり、逆接保護素子１４０は直流電源１０１が正しい極性で接続されているときに、寄生ダイオード１４９の通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタ１４１によってゲート電圧が印加されているとともに、直流電源１０１の接続極性が誤っているとき、及び電源ユニット１１０Ｂが給電停止しているときには逆接保護素子１４０は導通しないように構成されている。
【００６５】
開閉指令発生ユニット１２０Ｂには、電源スイッチ１０２の出力電圧である逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧを監視して、入力側電圧ＶIＧが所定値未満であれば電源スイッチ１０２は開路されていると判定するための電源監視電圧Ｖａ１が入力されており、開閉指令発生ユニット１２０Ｂは、また、入力側電圧ＶIＧが所定値以上の電圧であっても、逆接保護素子１４０を開路した状態で入力側電圧ＶIＧを監視することによって、電源スイッチ１０２の開閉状態を確認し、電源スイッチ１０２の開路状態を検出したときには、所定の遅延時間をおいて自己保持指令信号ＤＲ１を解除して、電源ユニット１１０Ｂによる給電を停止し、電源ユニット１１０Ｂによる給電が停止すると、駆動トランジスタ１４１は開路状態となり、逆接保護素子１４０の出力配線と直流電源１０１の正極配線間が混触する天絡異常が発生していても、逆接保護素子１４０は開路状態となって、電源スイッチ１０２が開路している状態では電源ユニット１１０Ｂは再起動されないようになっている。
【００６６】
逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧに比例した電源監視電圧Ｖａ１と出力側電圧に比例した給電監視電圧Ｖａ２とが対比されて、逆接保護素子１４０は寄生ダイオード１４９の導通方向に対して所定の閾値電流以上の給電電流が流れていることによって閉路駆動が行われ、少なくとも入力側電圧ＶIＧが出力側電圧以下であるときには閉路指令が解除されるようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項４に関連し、逆接保護素子の入力側と出力側の信号電圧を相対比較して、入力側電圧が出力側電圧よりも高くないときには逆接保護素子を開路してみて、入力側電圧が発生しておれば電源スイッチは閉路されていると判定し、入力側電圧が発生していなくて出力側電圧も発生していなければ電源スイッチは開路されていると判定し、入力側電圧が発生していなくて出力側電圧が発生しておれば、電源スイッチは開路されているが天絡異常が発生していると判定するようになっている。
従って、逆接保護素子を定期的に開閉してみる必要がなく、天絡異常が発生するまでは逆接保護素子は常時閉路しておいても電源スイッチの開閉状態を検出することができるので、正常運転時において逆接保護素子の開閉に伴う電力損失が発生せず、逆接保護素子の温度上昇を抑制することができる特徴がある。
なお、抵抗成分を有する不完全な天絡異常が発生した場合には、電源スイッチが閉路されていると必ずしも逆接保護素子の出力側電圧が入力側電圧以上になることはないが、不完全とはいえ天絡異常が発生している状態で電源スイッチが開路すると、必ず逆接保護素子の出力側電圧が入力側電圧以上となるので、この時点で逆接保護素子を開路してみることによって確実に天絡異常が検出され、電源スイッチが開路されたことを直ちに検出することができるものである。
【００６７】
負荷開閉素子１５０は車載電気負荷１０３の上流位置にあって、逆接保護素子１４０の下流位置に接続された電界効果形トランジスタであり、開閉指令発生ユニット１２０Ｂには、負荷開閉素子１５０の出力電圧を監視するための負荷監視信号Ｖｄ２が入力されており、開閉指令発生ユニット１２０Ｂは、また、負荷開閉素子１５０に対する開閉指令信号ＤＲ２を開路指令にした都度に負荷監視信号Ｖｄ２を監視して、負荷開閉素子１５０の出力電圧が発生しているときには、負荷開閉素子１５０の出力配線と直流電源１０１の正極配線とが混触する間接天絡異常が発生していると判定し、開閉指令発生ユニット１２０Ｂは、更に、間接天絡異常の発生を検出したときに、逆接保護素子１４０に対する開路指令を発生し、電源スイッチ１０２が開路されているかどうかを判定し、電源スイッチ１０２が閉路されているときには直ちに逆接保護素子１４０を閉路駆動するようになっている。
【００６８】
以上のとおり、この発明の請求項７に関連し、開閉指令発生ユニットは負荷開閉素子を開路する都度にその出力電圧を監視して間接天絡異常の有無を判定し、間接天絡異常が検出されたときに逆接保護素子を開路してみて、電源スイッチが開路されているかどうかを判定するようになっている。
従って、逆接保護素子の出力配線が直接外部に引き出されていないものにおいて、間接天絡異常が発生するまでは逆接保護素子は常時閉路しておいても電源スイッチの開閉状態を検出することができるので、正常運転時において逆接保護素子の開閉に伴う電力損失が発生せず、逆接保護素子の温度上昇を抑制することができる特徴がある。特に、負荷開閉素子の開閉頻度が多いものにおいては、間接天絡異常の発生は速やかに検出することができる特徴がある。
【００６９】
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施形態２による車載電子制御装置の給電制御方法は、直流電源１０１から給電される車載電気負荷群の一部又は全部に対して直列接続された負荷開閉素子１５０と、この負荷開閉素子１５０に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号ＤＲ２を供給する開閉指令発生ユニット１２０Ｂと、手動の電源スイッチ１０２が閉路されたことに応動して、直流電源１０１から給電されて所定の安定化電圧を生成して、開閉指令発生ユニット１２０Ｂに給電する電源ユニット１１０Ｂとを備え、電源スイッチ１０２は逆接保護素子１４０を介して車載電気負荷群の一部又は全部である車載電気負荷１０３に給電するように構成された車載電子制御装置１００Ｂに対する給電制御方法であって、逆接保護素子１４０は寄生ダイオード１４９を包含した電界効果形トランジスタであり、逆接保護素子１４０は直流電源１０１が正しい極性で接続されているときに、寄生ダイオード１４９の通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタ１４１によってゲート電圧が印加されているとともに、直流電源１０１の接続極性が誤っているとき、及び電源ユニット１１０Ｂが給電停止しているときには逆接保護素子１４０は導通しないように構成されている。
【００７０】
開閉指令発生ユニット１２０Ｂは、ＲＡＭメモリ１２１と、不揮発プログラムメモリ１２２Ｂと、不揮発プログラムメモリ１２２Ｂの一部領域であるか、又は分割接続された不揮発データメモリと、多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３と協働するマイクロプロセッサを包含し、マイクロプロセッサは、一旦電源スイッチ１０２が閉路されて電源ユニット１１０Ｂから給電されると、自己保持指令信号ＤＲ１を発生して電源スイッチ１０２が開路されても電源ユニット１１０Ｂによる給電動作を維持するとともに、電源スイッチ１０２が依然として閉路されているかどうかを定期的に監視し、少なくとも逆接保護素子１４０を開路した状態で逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧが発生していなければ電源スイッチ１０２は開路されていると判定して、所定の遅延待機期間をおいて自己保持指令信号ＤＲ１を解除して電源ユニット１１０Ｂの給電動作を停止し、遅延待機期間において、逆接保護素子１４０の入力側電圧ＶIＧは発生していないのに出力側電圧が発生している場合は、逆接保護素子１４０の出力配線と直流電源１０１の正極配線間が混触する天絡異常が発生していると判定して、少なくとも異常発生履歴情報を不揮発データメモリに書込み保存するようになっている。
【００７１】
開閉指令発生ユニット１２０Ｂのマイクロプロセッサは、電源スイッチ１０２が遮断された直後に天絡異常を検出した場合には、少なくとも遅延待機期間の時間延長を行って、所定時間の異常報知を行なったうえで自己保持指令信号ＤＲ１を解除するか、又は少なくとも電源スイッチ１０２が再閉路されたときに不揮発データメモリの天絡異常発生履歴情報を読み出して、前回の電源スイッチ１０２遮断時に天絡異常が発生していた場合には、異常発生に伴う異常報知を行うようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項１０に関連し、実施形態１の場合と同様に電源スイッチを遮断した後に天絡異常が検出された場合、自己保持給電期間を延長して異常報知を行なうか、又は次回の電源スイッチ投入時に異常報知を行なうようになっている。従って、電源スイッチが投入されているときには天絡異常の発生が検出し難い問題があるが、電源スイッチを遮断したときに天絡異常を検出しているので、簡単かつ正確に天絡異常検出を行うことができるとともに、確実に異常報知を行なって保守点検を促すことができる特徴がある。
【００７２】
逆接保護素子１４０は閉路駆動した状態で常時又は定期的に入力側電圧ＶIＧが監視され、入力側電圧ＶIＧが発生していなければ電源スイッチ１０２が開路されていると判定されるとともに、入力側電圧ＶIＧが発生していても逆接保護素子１４０の入力側と出力側の信号電圧を常時又は定期的に相対比較して、入力側電圧ＶIＧが出力側電圧よりも高くないときには逆接保護素子１４０を開路してみて、入力側電圧ＶIＧが発生しておれば電源スイッチ１０２は閉路されていると判定し、入力側電圧ＶIＧが発生していなくて出力側電圧も発生していなければ電源スイッチ１０２は開路されていると判定し、入力側電圧ＶIＧが発生していなくて出力側電圧が発生しておれば電源スイッチ１０２は開路されているが天絡異常が発生していると判定するようになっている。
【００７３】
以上のとおり、この発明の請求項１２に関連し、マイクロプロセッサは逆接保護素子を閉路駆動した状態で逆接保護素子の入力側電圧を監視して、入力側電圧が発生していなければ電源スイッチが開路されていると判定するとともに、逆接保護素子の入力側電圧が出力側電圧より高くない場合には逆接保護素子を開路してみて、電源スイッチの開閉状態と天絡異常の有無を特定するようになっている。
従って、逆接保護素子を定期的に開閉してみる必要がなく、天絡異常が発生するまでは逆接保護素子は常時閉路しておいても電源スイッチの開閉状態を検出することができるので、正常運転時において逆接保護素子の開閉に伴う電力損失が発生せず、逆接保護素子の温度上昇を抑制することができる特徴がある。また、不完全天絡異常の場合であっても、電源スイッチが開路されているときには逆接保護素子の入力側電圧は出力側電圧よりも低くなるので、電源スイッチが開路されたことは直ちに検出することができる特徴がある。
【００７４】
逆接保護素子１４０の下流位置には、それぞれに負荷開閉素子が直列接続された複数の車載電気負荷が並列接続されており、複数の電気負荷の中の特定の電気負荷１０３の上流位置には電界効果形トランジスタである負荷開閉素子１５０が直列接続されており、負荷開閉素子１５０の開路時出力電圧は、負荷開閉素子１５０に対する開閉指令信号ＤＲ２を開路指令にした都度に監視され、開路時出力電圧が発生しているときには、負荷開閉素子１５０の出力配線と直流電源１０１の正極配線とが混触する間接天絡異常が発生していると判定し、間接天絡異常の発生が検出されると、負荷開閉指令信号ＤＲ２が再度開路指令を発生するまでは負荷開閉素子１５０を強制閉路するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項１３に関連し、負荷開閉素子を開路する都度に負荷開閉素子の出力配線の間接天絡異常の有無を判定し、間接天絡異常が検出されたときには、次回の開路指令が発生するまでは負荷開閉素子を強制閉路するようになっている。従って、間接天絡異常が発生した負荷開閉素子の内部寄生ダイオードを介して他の電気負荷に給電されることを回避して、強制閉路された負荷開閉素子のドレイン端子からソース端子へ逆導通することによって負荷開閉素子の温度上昇を大幅に低減することができる特徴がある。
【００７５】
実施の形態３．
次に、この発明の実施形態３による車載電子制御装置の全体回路図である図５に基づいて、図３のものとの相違点を中心にしてその構成を詳細に説明する。
なお、図３のものとの主な相違点として、図５の場合には電源ユニット１１０Ｃが図１と同様に直流電源１０１から直接給電されていることと、逆接保護素子１４０は差動増幅器４００によって入出力側の差分電圧が測定されて天絡異常の発生が検出されていることと、入力側電圧ＶIＧは比較素子１１８ａによって監視され、出力側電圧はモニタ素子１４８によって監視されていることと、天絡判定回路１５８ｂによって間接天絡異常の発生を検出するようになっていることであり、他の構成は図１、図３とほぼ同じであり、各図において同一符号は同一又は相当部分を示している。
【００７６】
図５において、車載電子制御装置１００Ｃは車載バッテリである直流電源１０１の正極端子に直接接続されて主電源電圧Ｖｂｂが印加される主電源端子と、直流電源１０１の負極端子が接続された車体であるグランド回路ＧＮＤに接続されるグランド端子と、例えばイグニッションスイッチである手動の電源スイッチ１０２を介して直流電源１０１の正極端子に接続されて入力側電圧ＶIＧが印加される電源端子と、車載電気負荷群の１つである車載電気負荷１０３が接続される負荷接続端子を備えている。
なお、車載電子制御装置１００Ｃが例えばエンジン制御装置である場合には、車載電子制御装置１００Ｃによって制御される車載電気負荷群として、燃料噴射用電磁弁、スロットル弁開度制御用モータ、点火コイル（ガソリンエンジンの場合）などがあり、これらの多数の車載電気負荷群の一部は図示しない負荷電源用電磁リレーの出力接点を介して直流電源１０１から分割給電され、分割給電された車載電気負荷は車載電子制御装置１００Ｃ内に設けられた図示しない制御用開閉素子によって通電制御されるようになっている。
また、電源スイッチ１０２は例えば変速機制御装置である併用制御機器１９０にも給電するようになっている。
【００７７】
車載電子制御装置１００Ｃの内部に設けられた電源ユニット１１０Ｃは直流電源１０１から主電源電圧Ｖｂｂが印加されており、電源起動信号ＤＲ０が与えられることによって所定の安定化電圧である例えばＤＣ５Ｖの制御電圧Ｖｃｃを発生して、開閉指令発生ユニット１２０Ｃに給電するようになっている。
なお、電源ユニット１１０Ｃは例えば接合形トランジスタを用いた定電圧制御回路によって構成されていて、直流電源１０１の接続極性を誤って点線で示した逆極性に接続された場合には、接合形トランジスタは不導通となって制御電圧Ｖｃｃは発生しなくなるようにベース回路が構成されている。
電源ユニット１１０Ｃに対して電源起動信号ＤＲ０を供給する起動トランジスタ１１１は、電源スイッチ１０２が閉路されているときに第一駆動抵抗１１２と第一ダイオード１１３との直列回路によってベース電流が供給されて導通するＮＰＮ形のトランジスタとなっている。起動トランジスタ１１１は開閉指令発生ユニット１２０Ｃが発生する自己保持指令信号ＤＲ１の論理レベルが「Ｈ」になると、第二駆動抵抗１１４と第二ダイオード１１５との直列回路によってベース電流が供給され、開閉指令発生ユニット１２０Ｃが動作を開始すると電源スイッチ１０２が開路されても電源起動信号ＤＲ０は有効持続するようになっている。
【００７８】
電源スイッチ１０２が開路され、自己保持指令信号ＤＲ１が論理レベル「Ｌ」であるときには、起動トランジスタ１１１はベース端子とエミッタ端子間に接続された開路安定抵抗１１６によって確実に開路されるようになっている。比較素子１１８ａは入力側電圧ＶIＧと基準電圧源１１８ｂからの基準電圧Ｖｒｅｆとを比較して比較監視信号ＩＧCを発生して開閉指令発生ユニット１２０Ｃに入力するようになっている。
逆接保護素子１４０の出力側電圧を入力信号とする反転論理素子であるモニタ素子１４８は、給電監視信号Ｖｄ１を発生して開閉指令発生ユニット１２０Ｃに入力するようになっている。電源スイッチ１０２の下流位置に直列接続された逆接保護素子１４０は、図３の場合と同様にＰチャネル形の電界効果形トランジスタが使用されていて、入力側電圧ＶIＧが印加されるドレイン端子Ｄには電流検出抵抗１４７が直列接続されている。
但し、電流検出抵抗１４７はソース端子Ｓ側に直列接続してもよいし、後述する判定閾値電流の決め方によっては電流検出抵抗１４７は設けないで、逆接保護素子１４０のドレイン端子Ｄとソース端子Ｓとの間の導通時の内部抵抗に依存した制御を行なうこともできる。
【００７９】
逆接保護素子１４０と直列抵抗１４７との直列回路に対する両端電圧に応動する差動増幅器４００には、正負の入力端子間に接続された一対のクリップダイオード４０１と、正負の入力端子にそれぞれ直列接続された一対の入力抵抗４０２ａ、４０３ａと、正側の入力抵抗４０２ａに直列接続された漏洩電流遮断素子４０４とが接続されていて、漏洩電流遮断素子４０４は駆動抵抗４０５を介して逆接保護素子１４０を閉路駆動するための駆動トランジスタ１４１に接続されている。
また、差動増幅器４００の各入力端子には漏洩電流遮断素子４０４が開路したときの電位を確定するためのプルダウン抵抗４０２ｂ、４０３ｂが接続されている。従って、通電指令信号ＤＲ３によって駆動トランジスタ１４１が駆動されると逆接保護素子１４０が閉路駆動されるとともに、差動増幅器４００によって電流検出抵抗１４７を含む逆接保護素子１４０の入出力間の電圧に比例した電圧が差分監視電圧Ｖａ３として開閉指令発生ユニット１２０Ｃ内の多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３に入力されるようになっている。
【００８０】
車載電気負荷１０３の上流側に直列接続された負荷開閉素子１５０も、図３の場合と同様にＰチャネル形の電界効果形トランジスタが使用されていて、開閉指令発生ユニット１２０Ｃが発生する開閉指令信号ＤＲ２によって制御トランジスタ１５１を介して開閉制御されるようになっている。
制御トランジスタ１５１の出力電圧と負荷開閉素子１５０の出力電圧を一対の入力信号として動作する天絡判定回路１５８ｂは、制御トランジスタ１５１が不導通となって負荷開閉素子１５０が開路状態となっているときに、車載電気負荷１０３の正側配線が直流電源１０１の正極配線と混触する天絡異常状態であれば、一対の入力信号の論理レベルが共に「Ｈ」となることによって天絡異常の発生を検出し、天絡検出信号ＥＲＲを開閉指令発生ユニット１２０Ｃに入力するようになっている。
このように負荷開閉素子１５０の入出力関係によって検出される天絡異常２は、負荷開閉素子１５０が閉路されているときには検出することができず、天絡異常２が発生すると負荷開閉素子１５０の開閉状態とは無関係に逆接保護素子１４０の出力側配線に逆流するので、逆接保護素子１４０の出力配線で発生した天絡異常1と同じ弊害をもたらすことになる。
【００８１】
次に、図５のとおり構成されたこの発明の実施形態３による車載電子制御装置について、図６、図７で示す動作説明用のフローチャートに基づいてその作用・動作を詳細に説明する。
まず、図５において、電源スイッチ１０２が閉路されると入力側電圧ＶIＧが印加されて、第一駆動抵抗１１２と第一ダイオード１１３を介して起動トランジスタ１１１のベース電流が供給され、起動トランジスタ１１１が電源起動信号ＤＲ０を発生することによって電源ユニット１１０Ｃが動作を開始し、主電源電圧Ｖｂｂから制御電圧Ｖｃｃを生成して開閉指令発生ユニット１２０Ｃに給電する。
その結果、開閉指令発生ユニット１２０Ｃ内のマイクロプロセッサが動作を開始し、比較素子１１８ａの出力信号である比較監視信号ＩＧCによって電源スイッチ１０２が閉路されていることを認知して、図６、図７で後述する制御動作を開始する。
制御動作の開始に伴って自己保持指令信号ＤＲ１を発生して、第二駆動抵抗１１４と第二ダイオード１１５を介して起動トランジスタ１１１の動作状態を維持するとともに、通電指令信号ＤＲ３を発生して駆動トランジスタ１４１と漏洩電流遮断素子４０４を閉路駆動する。
【００８２】
電源スイッチ１０２と駆動トランジスタ１４１が閉路すると、逆接保護素子１４０の寄生ダイオード１４９を介してゲート抵抗１４４と駆動抵抗１４３の直列回路に対して入力側電圧ＶIＧが供給され、ゲート抵抗１４４の両端電圧であるゲート電圧によって逆接保護素子１４０は入力側のドレイン端子Ｄから出力側のソース端子Ｓの方向に通電開始し、車載電気負荷１０３に対して給電可能な状態となる。
ここで、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルを「Ｈ」又は「Ｌ」とすることによって、負荷開閉素子１５０が導通又は不導通となり、車載電気負荷１０３に対する給電状態が制御されるようになっている。なお、車載電気負荷１０３が複数である場合には、開閉指令発生ユニット１２０Ｃは各車載電気負荷に対して直列接続された負荷開閉素子に対してそれぞれ開閉指令信号を供給するようになっている。
開閉指令発生ユニット１２０Ｃの運転中においては、複数の車載電気負荷が駆動制御されるとともに、運転状態の学習記憶情報や、図示しない入力センサの検出特性に関する経時変化情報或いは異常発生履歴情報が随時にＲＡＭメモリ１２１に書き込まれている。
【００８３】
ここで、電源スイッチ１０２が開路されると、開閉指令発生ユニット１２０Ｃは比較監視信号ＩＧCの論理レベルによってこれを認知して、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれていた重要情報を図示しない不揮発データメモリ、又はプログラムメモリ１２２Ｃの特定領域に転送書込みしてから自己保持指令信号ＤＲ１を解除する。
その結果、起動トランジスタ１１１が開路して電源ユニット１１０Ｃが不作動となり、開閉指令発生ユニット１２０Ｃへの給電が停止される。
一方、直流電源１０１の電源極性を誤って、図５の点線で示したように接続してから電源スイッチ１０２が閉路された場合には、電源ユニット１１０Ｃ自体は内部の回路構成によって保護されていて制御電圧Ｖｃｃを発生することはない。また、逆接保護素子１４０のゲート端子Ｇにはソース端子Ｓよりも低いゲート電圧が印加されることはなく、したがって不導通の状態となっているので、負荷開閉素子１５０内の寄生ダイオード１５９と転流ダイオード１５７との直列回路による電源短絡電流が流れるのを阻止するようになっている。
【００８４】
次に、直流電源１０１の接続極性が正常であって、電源スイッチ１０２が閉路されて開閉指令発生ユニット１２０Ｃが正常運転しているときに、逆接保護素子１４０の出力配線又は負荷開閉素子１５０の出力配線である車載電気負荷１０３の正側配線が、直流電源１０１の正極配線と混触する天絡異常１又は天絡異常２が発生すると、天絡異常１の場合はもとより天絡異常２の場合であっても、負荷開閉素子１５０の開閉状態とは無関係に負荷開閉素子１５０内の寄生ダイオード１５９を介して天絡電源の回込が発生し、その後に電源スイッチ１０２を開路しても逆接保護素子１４０は閉路状態を維持し、天絡電源が逆接保護素子１４０のソース端子Ｓからドレイン端子Ｄの方向に逆流して併用制御機器１９０に回込給電するとともに、比較監視信号ＩＧCによって電源スイッチ１０２が開路されたことを認知することができなくなって、開閉指令発生ユニット１２０Ｃは運転状態を持続することになる。
この問題を回避するために、実施形態３における開閉指令発生ユニット１２０Ｃは差動増幅器４００の出力信号である差分監視電圧Ｖａ３の値を監視し、差分監視電圧Ｖａ３が所定値以下になると天絡異常が発生していると推定して、逆接保護素子１４０を開路してみるようになっている。
【００８５】
その結果、比較監視信号ＩＧCが論理レベル「Ｌ」であって、入力側電圧ＶIＧが所定値以下となっているのにモニタ素子１４８による給電電圧が発生しておれば天絡異常が発生していることを特定し、異常発生履歴情報を図示しない不揮発データメモリ又はプログラムメモリ１２２Ｃの一部領域に転送保存してから自己保持指令信号ＤＲ１を停止するようになっている。
逆接保護素子１４０を開路してみても比較監視信号ＩＧCが論理レベル「Ｈ」であれば電源スイッチ１０２は依然として閉路されていることになり、このとき逆接保護素子１４０の出力側に給電電圧も発生しているようであれば、これは逆接保護素子１４０内の寄生ダイオード１４９を介して給電されているものと判断されるので、たとえ天絡異常が発生していてもこれを検知することはできない状態となっている。
なお、電源スイッチ１０２が開路している状態で逆接保護素子１４０の出力配線や負荷開閉素子１５０の出力配線に天絡異常が発生しても、駆動トランジスタ１４１が不導通状態となっているので逆接保護素子１４０は開路状態となっており、天絡電源が逆接保護素子１４０の入力側に逆流することはない。
【００８６】
次に、図５のものの動作説明用のフローチャートである図６について説明する。
図６において、工程Ｓ６００ａは図５のとおり接続された開閉指令発生ユニット１２０Ｃにおいて、電源スイッチ１０２を閉路投入するステップである。続く工程Ｓ６００ｂは電源スイッチ１０２が閉路されたことによって起動トランジスタ１１１が電源起動信号ＤＲ０を発生するステップである。続く工程Ｓ６００ｃは電源ユニット１１０Ｃに主電源電圧Ｖｂｂが印加されて制御電圧Ｖｃｃを発生し、開閉指令発生ユニット１２０Ｃに給電するステップである。
続く工程Ｓ６０１は開閉指令発生ユニット１２０Ｃに給電されたことによってマイクロプロセッサが起動され、プログラムメモリ１２２Ｃに格納された制御プログラムの内容と図示しない入力信号の動作状態に応動して電気負荷群に直列接続された負荷開閉素子の開閉制御を開始するステップである。
続く工程Ｓ６０２ａでは、起動トランジスタ１１１に対する自己保持指令信号ＤＲ１を発生して、電源スイッチ１０２が開路されても起動トランジスタ１１１の導通状態を維持し、続く工程Ｓ６０２ｂでは、駆動トランジスタ１４１に対する通電指令信号ＤＲ３を発生して逆接保護素子１４０を閉路駆動し、続く工程Ｓ６０２ｃでは、不揮発データメモリの内容を読み出して、前回の運転停止時に天絡異常が発生していた場合に異常報知を行なうステップである。
【００８７】
続く工程ブロックＳ６０２ｄは図７で後述する間接天絡異常に関する処理ステップである。なお、工程ブロックＳ６０２ｄの中では開閉指令発生ユニット１２０Ｃは負荷開閉素子１５０を開路する都度にその出力電圧を監視して間接天絡異常の有無を判定し、間接天絡異常が検出されたときに逆接保護素子１４０を開路してみて、電源スイッチ１０２が開路されているかどうかを判定するようになっているとともに、間接天絡異常が検出されたときには、次回の開路指令が発生するまでは負荷開閉素子１５０を強制閉路するようになっている。
続く工程Ｓ６０３ａは比較監視信号ＩＧCの論理状態を読み出してから工程Ｓ６０３ｂへ移行するステップである。工程Ｓ６０３ｂは比較監視信号ＩＧCの論理レベルによって入力側電圧ＶIＧが発生しているかどうかを判定し、入力側電圧ＶIＧが所定値以上であれば入力側電圧ありとして、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ６０３ｃへ移行し、入力側電圧ＶIＧが所定値未満であれば入力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程ブロックＳ６０８ｂへ移行する判定ステップとなっている。
工程Ｓ６０３ｃは差分監視電圧Ｖａ３の値を読み出してから工程Ｓ６０４ａへ移行するステップである。但し、後述する図８に示す実施形態４の場合には差分監視電圧Ｖａ３の読出しではなく、後述の電流比較信号ＣＭＰを読み出すようになっている。
【００８８】
工程Ｓ６０４ａは差分監視電圧Ｖａ３と所定の閾値電圧とを対比して、少なくとも入力側電圧が出力側電圧以上であればＹＥＳの判定を行って工程ブロックＳ６０８ａへ移行するとともに、入力側電圧が出力側電圧未満であればＮＯの判定を行って工程Ｓ６０４ｂへ移行する判定ステップである。
工程Ｓ６０４ｂでは工程Ｓ６０２ｂで発生した通電指令信号ＤＲ３を停止して逆接保護素子１４０を開路し、続く工程Ｓ６０４ｃでは再び比較監視信号ＩＧＣの値を読み出してから工程Ｓ６０４ｄへ移行し、工程Ｓ６０４ｄでは給電監視信号Ｖｄ１の論理状態を読み出してから工程Ｓ６０５ａへ移行し、工程Ｓ６０５ａは工程Ｓ６０４ｃで読み出された比較監視信号ＩＧＣの論理レベルによって、入力側電圧ＶIＧが発生しているかどうかを判定し、入力側電圧ＶIＧの値が所定値以上であれば入力側電圧ありとして、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ６０６へ移行し、入力側電圧ＶIＧの値が所定値未満であれば入力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程Ｓ６０５ｂへ移行する判定ステップとなっている。
【００８９】
工程Ｓ６０５ｂは工程Ｓ６０４ｄで読み出された給電監視信号Ｖｄ１の論理レベルによって逆接保護素子１４０出力側電圧が発生しているかどうかを判定し、論理レベルが「Ｌ」であれば出力側電圧ありとして、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ６０７ｂへ移行し、論理レベルが「Ｈ」であれば出力側電圧なしとして、ＮＯの判定を行って工程ブロックＳ６０８ｂへ移行する判定ステップとなっている。
なお、工程Ｓ６０５ａがＹＥＳの判定を行うのは電源スイッチ１０２の閉路状態が持続している場合であって、工程Ｓ６０４ｂにおいて停止された通電指令信号ＤＲ３は工程Ｓ６０６によって再度発生して逆接保護素子１４０を閉路駆動するようになっている。工程Ｓ６０４ｂから工程Ｓ６０６に至る期間は、循環動作する動作開始工程Ｓ６０１から動作終了行程Ｓ６０９の全体期間の中の一部の期間であって、逆接保護素子１４０が開路されている時間は極めて短い期間に制限されている。
また、工程Ｓ６０５ｂがＹＥＳの判定を行うのは逆接保護素子１４０の入力側電圧が無いのに出力側電圧が発生している状態であって、天絡異常が発生している場合となっている。従って、工程Ｓ６０７ｂでは天絡異常発生情報をＲＡＭメモリ１２１に書き込むとともに、所定時間の異常報知を行なってから工程Ｓブロック６０８ｂへ移行するようになっている。
【００９０】
工程ブロックＳ６０８ａは負荷開閉素子１５０に対する開閉指令信号ＤＲ２の発生又は停止を行う正常運転時の入出力制御ブロックとなっており、工程ブロックＳ６０８ａに続いて動作終了行程Ｓ６０９へ移行し、動作終了行程Ｓ６０９では他の制御プログラムを実行してから、遅くとも例えば１０msecのサイクルタイムをおいて動作開始工程Ｓ６０１へ復帰して、工程Ｓ６０１以降の工程を繰返して実行するようになっている。
工程Ｓ６０３ｂ又は工程Ｓ６０５ｂの判定がＮＯであって、電源スイッチ１０２が開路されていることが判定された状態で実行される工程ブロックＳ６０８ｂでは、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれた学習情報や異常発生情報を不揮発データメモリに転送保存してから自己保持指令信号ＤＲ１を解除する。続く工程Ｓ６００ｄでは電源起動信号ＤＲ０が停止して、電源ユニット１１０Ｃの動作が停止するようになっている。なお、工程Ｓ６０３ａから工程Ｓ６０６で構成された工程ブロックＳ６１０は電源スイッチ監視手段となるものであり、工程ブロックＳ６１０で示された内容はマイクロプロセッサに依存しないで、論理素子を用いたハードウエアによって構成することも可能である。
【００９１】
次に、図４、図６の中の工程ブロックＳ４０２ｄ、Ｓ６０２ｄで示された間接天絡異常処理に関する動作説明用のフローチャートである図７について説明する。
図７において、工程Ｓ７０１は前述の工程ブロックＳ４０２ｄ又はＳ６０２ｄの開始工程であるサブルーチンプログラムの開始ステップである。続く工程Ｓ７０２は負荷開閉素子１５０に対する開閉指令信号ＤＲ２の論理状態を判定し、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｌ」であって、負荷開閉素子１５０に対する開路指令が発生しているかどうかを判定し、開路指令であればＹＥＳの判定を行って工程Ｓ７０３へ移行し、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｈ」であって、負荷開閉素子１５０に対する閉路指令が発生しているときにはＮＯの判定を行ってサブルーチンプログラムの終了ステップである工程Ｓ７１０へ移行するようになっている。
工程Ｓ７０３は後述の工程Ｓ７０５ｂで発生していた負荷開閉素子１５０に対する強制閉路指令を解除するステップである。続く工程Ｓ７０４は図３で示す実施形態２において、負荷電圧モニタ素子１５８ａの論理状態を監視して、負荷監視信号Ｖｄ２の論理レベルが「Ｌ」であって負荷開閉素子１５０の出力電圧が発生しておれば、ＹＥＳの判定を行って工程Ｓ７０５ａへ移行し、負荷監視信号Ｖｄ２の論理レベルが「Ｈ」であって負荷開閉素子１５０の出力電圧が発生していなければ、ＮＯの判定を行って工程Ｓ７１０へ移行する判定ステップである。
【００９２】
工程Ｓ７０５ａでは工程Ｓ７０２の判定が負荷開閉素子１５０の開路指令であるのに、工程Ｓ７０４の判定が負荷開閉素子１５０の出力電圧ありの判定となっているので、負荷開閉素子１５０の出力配線で間接天絡異常が発生していると判定して、天絡検出信号ＥＲＲを生成して工程Ｓ７０５ｂへ移行するようになっている。
なお、図５で示した実施形態３の場合には、工程Ｓ７０４と工程Ｓ７０５ａによる工程ブロックＳ７１１が天絡判定回路１５８ｂによって実行され、間接天絡異常が発生すると天絡検出信号ＥＲＲを発生して開閉指令発生ユニット１２０Ｃへ入力するようになっており、開閉指令発生ユニット１２０Ｃ内のマイクロプロセッサは工程Ｓ７０３に続いて天絡検出信号ＥＲＲの動作状態を監視し、天絡検出信号ＥＲＲが発生しておれば工程Ｓ７０５ｂへ移行し、天絡検出信号ＥＲＲが発生していなければ工程Ｓ７１０へ移行するようになっている。
【００９３】
工程Ｓ７０５ｂでは負荷開閉素子１５０に対する開閉指令信号ＤＲ２を強制的に論理レベル「Ｈ」となる閉路指令にし、負荷開閉素子１５０の出力配線で発生した間接天絡電源が寄生ダイオード１５９を介して負荷開閉素子１５０の入力側に回りこんで、寄生ダイオード１５９が過熱焼損するのを防止するようになっている。
続く工程Ｓ７０５ｃは逆接保護素子１４０に対する通電指令ＤＲ３を一時的に停止し、以下の工程によって電源スイッチ１０２の開閉状態を検出するようになっている。続く工程Ｓ７０５ｄは図３の実施形態２の場合であれば電源監視電圧Ｖａ１を読出し、図５の実施形態３の場合であれば比較監視信号ＩＧＣを読み出すステップである。
続く工程Ｓ７０６は工程Ｓ７０５ｄによって読み出された電源監視電圧Ｖａ１の電圧レベル又は比較監視信号ＩＧＣの論理状態によって入力側電圧ＶIＧの有無を判定し、入力側電圧ＶIＧが所定値以上であれば電源スイッチ１０２は閉路されているというＹＥＳの判定を行って工程Ｓ７０７へ移行し、入力側電圧ＶIＧが所定値未満であれば電源スイッチ１０２は開路されているというＮＯの判定を行って工程Ｓ７０８へ移行する判定ステップとなっている。
【００９４】
工程Ｓ７０７では工程Ｓ７０５ｃで停止された通電指令信号ＤＲ３を発生して逆接保護素子１４０を閉路駆動してサブルーチンプログラムの終了ステップである工程Ｓ７１０へ移行するようになっている。工程Ｓ７０６の判定がＮＯであって、電源スイッチ１０２が開路されていることが判定された状態で実行される工程ブロックＳ７０８では、ＲＡＭメモリ１２１に書き込まれた学習情報や異常発生情報を不揮発データメモリに転送保存してから自己保持指令信号ＤＲ１を解除する。
続く工程Ｓ７０９では、図３の実施形態２の場合には電源リレーの励磁コイル１０４ｂを消勢して出力接点１０４ａを開路し、図５の実施形態３の場合には電源起動信号ＤＲ０が停止して、電源ユニット１１０Ｃの動作が停止するようになっている。
なお、工程Ｓ７０３から工程Ｓ７０５ｂに至る工程ブロックＳ７１１は負荷開閉素子１５０に対する強制閉路制御に関するものであり、この強制閉路制御はマイクロプロセッサに依存しないで論理回路によって構成することもできる。
【００９５】
実施の形態４．
次に、この発明の実施形態４による車載電子制御装置の全体回路図である図８について、図５のものとの相違点を中心にしてその構成を詳細に説明する。
図８は図５を僅かに変形した形態を示すもので、図５のものとの主な相違点は、逆接保護素子１６０及び負荷開閉素子１８０としてＮチャネル形の電界効果形トランジスタが使用されていることと、逆接保護素子１６０の両端電圧に応動する差動増幅器６００の出力回路に比較判定素子６０６が付加されていることであり、他の構成は図５とほぼ同じであり、各図において同一符号は同一又は相当部分を示している。
なお、Ｎチャネル形の電界効果形トランジスタを車載電気負荷の上流位置に接続するためには、ソース電位よりも高いゲート電位を得るために昇圧回路が必要となるので、ゲート電圧印加回路も異なったものとなっている。この昇圧回路及びゲート電圧印加回路の詳細は後述する。
【００９６】
図８において、車載電子制御装置１００Ｄは図５の場合と同様に車載バッテリである直流電源１０１の正極端子に直接接続されて主電源電圧Ｖｂｂが印加される主電源端子と、直流電源１０１の負極端子が接続された車体であるグランド回路ＧＮＤに接続されるグランド端子と、例えばイグニッションスイッチである手動の電源スイッチ１０２を介して直流電源１０１の正極端子に接続されて入力側電圧ＶIＧが印加される電源端子と、車載電気負荷群の１つである車載電気負荷１０３が接続される負荷接続端子を備えている。
車載電子制御装置１００Ｄの内部に設けられた電源ユニット１１０Ｄは直流電源１０１から主電源電圧Ｖｂｂが印加されており、電源起動信号ＤＲ０が与えられることによって所定の安定化電圧である例えばＤＣ５Ｖの制御電圧Ｖｃｃを発生して、開閉指令発生ユニット１２０Ｄに給電するようになっている。なお、図８では電源ユニット１１０Ｄの入力側は図示を省略している。
【００９７】
電源スイッチ１０２が閉路され入力側電圧ＶIＧが印加されると、電流検出抵抗１６７と逆接保護素子１６０のソース端子Ｓからドレイン端子Ｄを経て、更に負荷開閉素子１８０のドレイン端子Ｄからソース端子Ｓを経由して車載電気負荷１０３に給電される。逆接保護素子１６０の内部にはソース端子Ｓからドレイン端子Ｄの方向に導通する寄生ダイオード１６９が生成されているのに対し、負荷開閉素子１８０の内部にはソース端子Ｓからドレイン端子Ｄの方向に導通する寄生ダイオード１８９が生成されている。
逆接保護素子１６０を閉路駆動するための駆動トランジスタ１６１は互いに直列接続されたＮＰＮ形トランジスタである第一トランジスタ１６１ａと第二トランジスタ１６１ｂによって構成されており、第一トランジスタ１６１ａはベース抵抗１６２ａを介して開閉指令発生ユニット１２０Ｄが発生する通電指令信号ＤＲ３によって駆動されるようになっている。
逆接保護素子１６０のドレイン端子Ｄとゲート端子Ｇとの間には昇圧回路１７０ａと昇圧回路１７０ａによる昇圧電圧をゲート端子Ｇに印加するための給電トランジスタ１７１ａとコレクタ抵抗１７２ａとの直列回路が直列接続されており、駆動トランジスタ１６１が閉路すると駆動抵抗１６３を介して給電トランジスタ１７１ａが閉路駆動されて逆接保護素子１６０が導通状態になるよう構成されている。
【００９８】
なお、逆接保護素子１６０のゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間にはゲート抵抗１６４と定電圧ダイオード１６５が並列接続されている。また、第一トランジスタ１６１ａのベース端子とエミッタ端子間には開路安定抵抗１６６ａが接続され、第二トランジスタ１６１ｂのベース端子とグランド回路ＧＮＤ間には開路安定抵抗１６６ｂが接続され、ＰＮＰ形トランジスタである給電トランジスタ１７１ａのエミッタ端子とベース端子間には開路安定抵抗１７３ａが接続されている。
逆接保護素子１６０と直列抵抗１６７との直列回路に対する両端電圧に応動する差動増幅器６００には、正負の入力端子間に接続された一対のクリップダイオード６０１と、正負の入力端子にそれぞれ直列接続された一対の入力抵抗６０２ａ、６０３ａと、正側の入力抵抗６０２ａに直列接続された漏洩電流遮断素子６０４とが接続されていて、漏洩電流遮断素子６０４は駆動抵抗６０５を介して逆接保護素子１６０を閉路駆動するための駆動トランジスタ１６１に接続されている。
また、差動増幅器６００の各入力端子には漏洩電流遮断素子６０４が開路したときの電位を確定するためのプルダウン抵抗６０２ｂ、６０３ｂが接続されている。従って、通電指令信号ＤＲ３によって駆動トランジスタ１６１が駆動されると逆接保護素子１６０が閉路駆動されるとともに、差動増幅器６００によって電流検出抵抗１６７を含む逆接保護素子１６０の入出力間の電圧に比例した電圧が比較回路６０６の一方の入力端子に入力され、比較回路６０６の他方の入力端子に入力された基準電圧源６０７からの基準電圧Ｖｒｅｆとの比較判定結果である電流比較信号ＣMPが開閉指令発生ユニット１２０Ｄ内の多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３に入力されるようになっている。
【００９９】
また、比較回路６０６の出力はベース抵抗１６２ｂを介して第二トランジスタ１６１ｂのベース端子に接続されている。なお、比較回路６０６は直列抵抗１６７と逆接保護素子１６０との直列回路に発生する給電電流に比例した増幅電圧が、基準電圧源６０７によって設定された所定の閾値電圧以上となったときに、比較判定出力の論理レベルが「Ｈ」となって第二トランジスタ１６１ｂを閉路駆動するようになっている。
従って、逆接保護素子１６０のソース端子Ｓからドレイン端子Ｄの方向に流れる給電電流が、例えば１００ｍＡ未満になると第二トランジスタ１６１ｂは開路し、１００ｍＡ以上の給電電流であれば第二トランジスタ１６１ｂは閉路するようになっている。ここで通電指令信号ＤＲ３が発生していて逆接保護素子１６０が閉路駆動されているときに、逆接保護素子１６０に流れる電流が例えば５０ｍＡ程度の軽負荷状態である場合を想定すると、もしも逆接保護素子１６０が閉路したときには差動増幅器６００の出力電圧が小さすぎるので第二トランジスタ１６１ｂが開路して逆接保護素子１６０は開路し、５０ｍＡの給電電流は寄生ダイオード１６９を介して給電されることになる。そのため、差動増幅器６００の入力電圧が大きくなって再び第二トランジスタ１６１ｂが閉路駆動され、以下このような断続状態が持続することになる。
【０１００】
しかし、逆接保護素子１６０に流れる電流が小さく、その両端電圧も小さいので逆接保護素子１６０の発熱は小さく、過大な温度上昇が発生することはない。一方、逆接保護素子１６０に流れる給電電流が十分大きな値であれば、第二トランジスタ１６１ｂは常時閉路状態となって、逆接保護素子１６０が断続されることなく安定して閉路されることになる。逆に、天絡異常の発生によって逆接保護素子１６０のドレイン端子Ｄ側の電圧が、ソース端子Ｓ側の電圧以上になると、第二トランジスタ１６１ｂは常時開路の状態となって、逆接保護素子１６０は開路状態を維持することになる。
なお、比較素子１１８ａは入力側電圧ＶIＧと基準電圧源１１８ｂからの基準電圧とを比較して比較監視信号ＩＧＣを発生し、これを開閉指令発生ユニット１２０Ｃに入力するようになっている。従って、逆接保護素子１６０を開路した状態で比較監視信号ＩＧＣの論理レベルを監視することによって、電源スイッチ１０２が開路されているかどうかを判定することができるようになっている。
また、逆接保護素子１６０の出力側電圧を入力信号とする反転論理素子であるモニタ素子１６８は給電監視信号Ｖｄ１を発生して開閉指令発生ユニット１２０Ｄに入力するようになっている。従って、電源スイッチ１０２と逆接保護素子１６０を開路した状態で給電監視信号Ｖｄ１の論理レベルを監視することによって天絡異常が発生しているかどうか判定することができるようになっている。
【０１０１】
車載電気負荷１０３の上流側に直列接続された負荷開閉素子１８０は、開閉指令発生ユニット１２０Ｄが発生する開閉指令信号ＤＲ２によって、ベース抵抗１８２を介して導通駆動される制御トランジスタ１８１を介して開閉制御されるようになっている。負荷開閉素子１８０のドレイン端子Ｄとゲート端子Ｇとの間には昇圧回路１７０ｂと昇圧回路１７０ｂによる昇圧電圧をゲート端子Ｇに印加するための給電トランジスタ１７１ｂとコレクタ抵抗１７２ｂとの直列回路が直列接続されており、駆動トランジスタ１８１が閉路すると駆動抵抗１８３を介して給電トランジスタ１７１ｂが閉路駆動されて負荷開閉素子１８０が導通状態になるよう構成されている。なお、負荷開閉素子１８０のゲート端子Ｇとソース端子Ｓとの間にはゲート抵抗１８４と定電圧ダイオード１８５が並列接続されている。
【０１０２】
反転論理素子である負荷電圧モニタ素子１８８は、負荷開閉素子１８０が閉路したときに論理レベル「Ｌ」となる負荷監視信号Ｖｄ２を発生して開閉指令発生ユニット１２０Ｄに入力するようになっている。従って、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｈ」となり、負荷開閉素子１８０が閉路すると負荷監視信号Ｖｄ２の論理レベルは「Ｌ」となるのが正常であるとともに、開閉指令信号ＤＲ２の論理レベルが「Ｌ」となり、負荷開閉素子１８０が開路すると負荷監視信号Ｖｄ２の論理レベルは「Ｈ」となるのが正常であって、このとき若しも負荷監視信号Ｖｄ２の論理レベルが「Ｌ」となっておれば車載電気負荷１０３の正側配線が直流電源１０１の正極配線と混触する天絡異常が発生していることになる。
【０１０３】
図８のものの作用・動作については図６において説明したが、図６の工程Ｓ６０３ｃにおいて差分監視電圧Ｖａ３を読み出す替わりに、電流比較信号ＣMPを読み出すようになっている。また、負荷監視信号Ｖｄ２の扱いについては図７の工程Ｓ７０４と工程Ｓ７０５ａで説明したとおりである。
【０１０４】
実施形態３および実施形態４の要点と特徴
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施形態３と実施形態４による車載電子制御装置１００Ｃ・１００Ｄは、直流電源１０１から給電される車載電気負荷群の一部又は全部に対して直列接続された負荷開閉素子１５０・１８０と、負荷開閉素子に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号ＤＲ２を供給する開閉指令発生ユニット１２０Ｃ・１２０Ｄと、手動の電源スイッチ１０２が閉路されたことに応動して、直流電源１０１から給電されて所定の安定化電圧を生成して、開閉指令発生ユニット１２０Ｃ・１２０Ｄに給電する電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄとを備え、電源スイッチ１０２は逆接保護素子１４０・１６０を介して車載電気負荷群の一部又は全部である車載電気負荷１０３に給電するように構成された車載電子制御装置１００Ｃ・１００Ｄであって、開閉指令発生ユニット１２０Ｃ・１２０Ｄは、一旦電源スイッチ１０２が閉路されて電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄから給電されると、自己保持指令信号ＤＲ１を発生して電源スイッチ１０２が開路されても電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄによる給電動作が維持されるとともに、逆接保護素子１４０・１６０は寄生ダイオード１４９・１６９を包含した電界効果形トランジスタであり、逆接保護素子１４０・１６０は直流電源１０１が正しい極性で接続されているときに、寄生ダイオード１４９・１６９の通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタ１４１・１６１によってゲート電圧が印加されているとともに、直流電源１０１の接続極性が誤っているとき、及び電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄが給電停止しているときには逆接保護素子１４０・１６０は導通しないように構成されている。
【０１０５】
開閉指令発生ユニット１２０Ｃ・１２０Ｄには、電源スイッチ１０２の出力電圧である逆接保護素子１４０・１６０の入力側電圧ＶIＧを監視して、入力側電圧ＶIＧが所定値未満であれば電源スイッチ１０２は開路されていると判定するための監視信号ＩＧＣが入力されており、開閉指令発生ユニット１２０Ｃ・１２０Ｄは、また、入力側電圧ＶIＧが所定値以上の電圧であっても、逆接保護素子１４０・１６０を開路した状態で入力側電圧ＶIＧを監視することによって、電源スイッチ１０２の開閉状態を確認し、電源スイッチ１０２の開路状態を検出したときには、所定の遅延時間をおいて自己保持指令信号ＤＲ１を解除して、電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄによる給電を停止し、電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄによる給電が停止すると、駆動トランジスタ１４１・１６１は開路状態となり、逆接保護素子１４０・１６０の出力配線と直流電源１０１の正極配線間が混触する天絡異常が発生していても、逆接保護素子１４０・１６０は開路状態となって、電源スイッチ１０２が開路している状態では電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄは再起動されないようになっている。
【０１０６】
逆接保護素子１４０・１６０の出力電流に比例した電圧、又は入力側電圧ＶIＧと出力側電圧との差分値に比例した差分監視電圧Ｖａ３を測定し、逆接保護素子１４０・１６０は寄生ダイオード１４９・１６９の導通方向に対して所定の閾値電流以上の給電電流が流れていることによって閉路駆動が行われ、少なくとも入力側電圧ＶIＧが出力側電圧以下であるときには閉路指令が解除されるようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項４に関連し、逆接保護素子の入力側と出力側の信号電圧を相対比較して、入力側電圧が出力側電圧よりも高くないときには逆接保護素子を開路してみて、入力側電圧が発生しておれば電源スイッチは閉路されていると判定し、入力側電圧が発生していなくて出力側電圧も発生していなければ電源スイッチは開路されていると判定し、入力側電圧が発生していなくて出力側電圧が発生していおれば電源スイッチは開路されているが天絡異常が発生していると判定するようになっている。
従って、逆接保護素子を定期的に開閉してみる必要がなく、天絡異常が発生するまでは
逆接保護素子は常時閉路しておいても電源スイッチの開閉状態を検出することができるので、正常運転時において逆接保護素子の開閉に伴う電力損失が発生せず、逆接保護素子の温度上昇を抑制することができる特徴がある。
なお、抵抗成分を有する不完全な天絡異常が発生した場合には、電源スイッチが閉路されていると必ずしも逆接保護素子の出力側電圧が入力側電圧以上になることはないが、不完全とはいえ天絡異常が発生している状態で電源スイッチが開路すると、必ず逆接保護素子の出力側電圧が入力側電圧以上となるので、この時点で逆接保護素子を開路してみることによって確実に天絡異常が検出され、電源スイッチが開路されたことを直ちに検出することができるものである。
【０１０７】
逆接保護素子１４０・１６０の両端電圧、又は逆接保護素子１４０・１６０と直列接続された電流検出抵抗１４７・１６７の両端電圧、又は逆接保護素子１４０・１６０と電流検出抵抗１４７・１６７の直列回路に対する両端電圧に比例した差分監視電圧Ｖａ３に応動して、逆接保護素子１４０・１６０の入力側電圧ＶIＧが出力側電圧を超過していることにともなう通常給電方向電圧を検出する差動増幅器４００・６００を備え、逆接保護素子１４０・１６０は差動増幅器４００・６００の出力信号電圧が閾値電流に対応した所定値以上となっていることによって閉路駆動されるようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項５に関連し、逆接保護素子の入力側電圧と出力側電圧との差分電圧を直接測定して、入力側電圧が出力側電圧を超過しているときに、逆接保護素子を閉路駆動するようになっている。従って、出力配線の天絡異常の有無に関わらず、電源スイッチが開路されると逆接保護素子の入力側電圧が発生しなくなることによって、電源スイッチが開路されたことを検出することができる特徴がある。
【０１０８】
差動増幅器４００・６００の入力端子は一対のクリップダイオード４０１・６０１によって相互に接続され、各入力端子は入力抵抗４０２ａ、４０３ａ・６０２ａ、６０３ａを介して差分監視電圧Ｖａ３を測定するための被測定電圧の両端に接続されているとともに、正入力側の入力抵抗４０２ａ・６０２ａには漏洩電流遮断素子４０４・６０４が直列接続されていて、漏洩電流遮断素子４０４・６０４は駆動トランジスタ１４１・１６1が閉路駆動されたことによって閉路されるものであって、逆接保護素子１４０・１６０が開路されているときに遮断されるようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項６に関連し、差動増幅器の入力回路は入力抵抗とクリップダイオードによって過電圧印加されないように保護されているとともに、逆接保護素子が開路されているときには、漏洩電流遮断素子によって入力回路が遮断されるようになっている。従って、天絡異常が発生した状態で電源スイッチを開路放置した場合に、直流電源の放電が抑制される特徴がある。また、天絡異常が発生した状態で電源スイッチを開路放置した場合に、単に逆接保護素子を開路しただけでは差動増幅器の入力回路からの回込電圧によって電圧監視信号又は電源監視電圧が発生して、電源スイッチが開路されていることが検出できなくなる問題が解消されるものである。
【０１０９】
負荷開閉素子１８０は車載電気負荷１０３の上流位置にあって、逆接保護素子１６０の下流位置に接続された電界効果形トランジスタであり、開閉指令発生ユニット１２０Ｄには、負荷開閉素子１８０の出力電圧を監視するための負荷監視信号Ｖｄ２が入力されており、開閉指令発生ユニット１２０Ｄは、また、負荷開閉素子１８０に対する開閉指令信号ＤＲ２を開路指令にした都度に負荷監視信号Ｖｄ２を監視して、負荷開閉素子１８０の出力電圧が発生しているときには、負荷開閉素子１８０の出力配線と直流電源１０１の正極配線とが混触する間接天絡異常が発生していると判定し、開閉指令発生ユニット１２０Ｄは、更に、間接天絡異常の発生を検出したときに、逆接保護素子１６０に対する開路指令を発生し、電源スイッチ１０２が開路されているかどうかを判定し、電源スイッチ１０２が閉路されているときには直ちに逆接保護素子１６０を閉路駆動するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項７に関連し、開閉指令発生ユニットは負荷開閉素子を開路する都度にその出力電圧を監視して間接天絡異常の有無を判定し、間接天絡異常が検出されたときに逆接保護素子を開路してみて、電源スイッチが開路されているかどうかを判定するようになっている。従って、逆接保護素子の出力配線が直接外部に引き出されていないものにおいて、間接天絡異常が発生するまでは逆接保護素子は常時閉路しておいても電源スイッチの開閉状態を検出することができるので、正常運転時において逆接保護素子の開閉に伴う電力損失が発生せず、逆接保護素子の温度上昇を抑制することができる特徴がある。特に、負荷開閉素子の開閉頻度が多いものにおいては、間接天絡異常の発生は速やかに検出することができる特徴がある。
【０１１０】
負荷開閉素子１５０は車載電気負荷１０３の上流位置にあって、逆接保護素子１４０の下流位置に接続された電界効果形トランジスタであり、負荷開閉素子１５０に対して閉路駆動指令が解除される都度に負荷開閉素子１５０の出力電圧を監視して、負荷開閉素子１５０の出力配線と直流電源１０１の正極配線とが混触する間接天絡異常の有無を判定する天絡判定回路１５８ｂを備え、開閉指令発生ユニット１２０Ｃは、天絡判定回路１５８ｂが間接天絡異常を検出したときに逆接保護素子１４０に対する開路指令を発生し、電源スイッチ１０２が開路されているかどうかを判定し、電源スイッチ１０２が閉路されているときには直ちに逆接保護素子１４０を閉路駆動するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項８に関連し、負荷開閉素子を開路する都度に天絡判定回路によって負荷開閉素子の出力配線の天絡異常の有無を判定し、間接天絡異常が検出されたときに逆接保護素子を開路してみて、電源スイッチが開路されているかどうかを判定するようになっている。従って、逆接保護素子の出力配線が直接外部に引き出されていないものにおいて、間接天絡異常が発生するまでは逆接保護素子は常時閉路しておいても電源スイッチの開閉状態を検出することができるので、正常運転時において逆接保護素子の開閉に伴う電力損失が発生せず、逆接保護素子の温度上昇を抑制することができる特徴がある。特に、負荷開閉素子の開閉頻度が多いものにおいては、間接天絡異常の発生は速やかに検出することができる特徴がある。
【０１１１】
以上の説明で明らかなとおり、この発明の実施形態３と実施形態４による車載電子制御装置の給電制御方法は、直流電源１０１から給電される車載電気負荷群の一部又は全部に対して直列接続された負荷開閉素子１５０・１８０と、負荷開閉素子１５０・１８０に対して車両の運転状態に応じて開閉指令信号ＤＲ２を供給する開閉指令発生ユニット１２０Ｃ・１２０Ｄと、手動の電源スイッチ１０２が閉路されたことに応動して、直流電源１０１から給電されて所定の安定化電圧を生成して、開閉指令発生ユニット１２０Ｃ・１２０Ｄに給電する電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄとを備え、電源スイッチ１０２は逆接保護素子１４０・１６０を介して車載電気負荷群の一部又は全部である車載電気負荷１０３に給電するように構成された車載電子制御装置１００Ｃ・１００Ｄに対する給電制御方法であって、逆接保護素子１４０・１６０は寄生ダイオード１４９・１６９を包含した電界効果形トランジスタであり、逆接保護素子１４０・１６０は直流電源１０１が正しい極性で接続されているときに、寄生ダイオード１４９・１６９の通電方向と同方向に閉路駆動するように、駆動トランジスタ１４１・１６１によってゲート電圧が印加されているとともに、直流電源１０１の接続極性が誤っているとき、及び電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄが給電停止しているときには逆接保護素子１４０・１６０は導通しないように構成されている。
【０１１２】
開閉指令発生ユニット１２０Ｃ・１２０Ｄは、ＲＡＭメモリ１２１と、不揮発プログラムメモリ１２２Ｃ・１２２Ｄと、不揮発プログラムメモリ１２２Ｃ・１２２Ｄの一部領域であるか、又は分割接続された不揮発データメモリと、多チャンネルＡ／Ｄ変換器１２３と協働するマイクロプロセッサを包含し、このマイクロプロセッサは、一旦電源スイッチ１０２が閉路されて電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄから給電されると、自己保持指令信号ＤＲ１を発生して電源スイッチ１０２が開路されても電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄによる給電動作を維持するとともに、電源スイッチ１０２が依然として閉路されているかどうかを定期的に監視し、少なくとも逆接保護素子１４０・１６０を開路した状態で逆接保護素子１４０・１６０の入力側電圧ＶIＧが発生していなければ電源スイッチ１０２は開路されていると判定して、所定の遅延待機期間をおいて自己保持指令信号ＤＲ１を解除して電源ユニット１１０Ｃ・１１０Ｄの給電動作を停止し、遅延待機期間において、逆接保護素子１４０・１６０の入力側電圧ＶIＧは発生していないのに出力側電圧が発生している場合は、逆接保護素子１４０・１６０の出力配線と直流電源１０１の正極配線間が混触する天絡異常が発生していると判定して、少なくとも異常発生履歴情報を不揮発データメモリに書込み保存するようになっている。
【０１１３】
マイクロプロセッサは電源スイッチ１０２が遮断された直後に天絡異常を検出した場合には、少なくとも遅延待機期間の時間延長を行って、所定時間の異常報知を行なったうえで自己保持指令信号ＤＲ１を解除するか、又は少なくとも電源スイッチ１０２が再閉路されたときに不揮発データメモリの天絡異常発生履歴情報を読み出して、前回の電源スイッチ１０２遮断時に天絡異常が発生していた場合には、異常発生に伴う異常報知を行うようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項１０に関連し、電源スイッチを遮断した後に天絡異常が検出された場合、自己保持給電期間を延長して異常報知を行なうか、又は次回の電源スイッチ投入時に異常報知を行なうようになっている。従って、電源スイッチが投入されているときには天絡異常の発生が検出し難い問題があるが、電源スイッチを遮断したときに天絡異常を検出しているので、簡単かつ正確に天絡異常検出を行うことができるとともに、確実に異常報知を行なって保守点検を促すことができる特徴がある。
なお、電源スイッチの閉路中に逆接保護素子の両端電圧を監視して天絡異常の有無を判定する場合には、抵抗値を有する不完全な天絡異常が発生したときには、必ずしも逆接保護素子の出力側電圧が入力側電圧以上にはならないので検出困難であるとともに、負荷開閉素子の出力電圧の論理レベルを監視して間接天絡異常の有無を判定する場合には、負荷開閉素子が閉路駆動されているときには天絡異常が検出されない問題があり、逆接保護素子の出力配線の天絡異常を確実に検出できるのは電源スイッチが開路された直後であって、自己保持指令信号によって遅延給電されている期間が最適の期間となるものである。
【０１１４】
逆接保護素子１４０・１６０は閉路駆動した状態で常時又は定期的に入力側電圧ＶIＧが監視され、入力側電圧ＶIＧが発生していなければ電源スイッチ１０２が開路されていると判定されるとともに、入力側電圧ＶIＧが発生していても逆接保護素子１４０・１６０の入力側と出力側の信号電圧を常時又は定期的に相対比較して、入力側電圧ＶIＧが出力側電圧よりも高くないときには逆接保護素子１４０・１６０を開路してみて、入力側電圧ＶIＧが発生しておれば電源スイッチ１０２は閉路されていると判定し、入力側電圧ＶIＧが発生していなくて出力側電圧も発生していなければ電源スイッチ１０２は開路されていると判定し、入力側電圧ＶIＧが発生していなくて出力側電圧が発生しておれば電源スイッチ１０２は開路されているが天絡異常が発生していると判定するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項１２に関連し、マイクロプロセッサは逆接保護素子を閉路駆動した状態で逆接保護素子の入力側電圧を監視して、入力側電圧が発生していなければ電源スイッチが開路されていると判定するとともに、逆接保護素子の入力側電圧が出力側電圧より高くない場合には逆接保護素子を開路してみて、電源スイッチの開閉状態と天絡異常の有無を特定するようになっている。従って、逆接保護素子を定期的に開閉してみる必要がなく、天絡異常が発生するまでは逆接保護素子は常時閉路しておいても電源スイッチの開閉状態を検出することができるので、正常運転時において逆接保護素子の開閉に伴う電力損失が発生せず、逆接保護素子の温度上昇を抑制することができる特徴がある。また、不完全天絡異常の場合であっても、電源スイッチが開路されているときには逆接保護素子の入力側電圧は出力側電圧よりも低くなるので、電源スイッチが開路されたことは直ちに検出することができる特徴がある。
【０１１５】
逆接保護素子１４０・１６０の下流位置には、それぞれに負荷開閉素子が直列接続された複数の車載電気負荷が並列接続されており、複数の電気負荷の中の特定の電気負荷１０３の上流位置には電界効果形トランジスタである負荷開閉素子１５０・１８０が直列接続されており、負荷開閉素子１５０・１８０の開路時出力電圧は、負荷開閉素子１５０・１８０に対する開閉指令信号ＤＲ２を開路指令にした都度に監視され、開路時出力電圧が発生しているときには、負荷開閉素子１５０・１８０の出力配線と直流電源１０１の正極配線とが混触する間接天絡異常が発生していると判定し、間接天絡異常の発生が検出されると、負荷開閉指令信号ＤＲ２が再度開路指令を発生するまでは負荷開閉素子１５０・１８０を強制閉路するようになっている。
以上のとおり、この発明の請求項１３に関連し、負荷開閉素子を開路する都度に負荷開閉素子の出力配線の間接天絡の有無を判定し、間接天絡異常が検出されたときには、次回の開路指令が発生するまでは負荷開閉素子を強制閉路するようになっている。従って、間接天絡異常が発生した負荷開閉素子の内部寄生ダイオードを介して他の電気負荷に給電されることを回避して、強制閉路された負荷開閉素子のドレイン端子からソース端子へ逆導通することによって負荷開閉素子の温度上昇を大幅に低減することができる特徴がある。
【０１１６】
なおこの発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００Ａ〜１００Ｄ：車載電子制御装置、１０１：直流電源、１０２：電源スイッチ、１０３：車載電気負荷、１１０Ａ〜１１０Ｄ：電源ユニット、１２０Ａ〜１２０Ｄ：開閉指令発生ユニット（マイクロプロセッサ）、１２１：ＲＡＭメモリ、１２２Ａ〜１２２Ｄ：不揮発プログラムメモリ、１２３：多チャンネルＡ／Ｄ変換器、１３０、１５０、１８０：負荷開閉素子、１３７、１５７、１８７：転流ダイオード、１４８、１６８：モニタ素子、１４０、１６０：逆接保護素子、１４１、１６１：駆動トランジスタ、１４７、１６７：電流検出抵抗、１４９、１６９：寄生ダイオード、１５８ｂ：天絡判定回路、４００、６００：差動増幅器、４０１、６０１：クリップダイオード、４０２ａ、４０３ａ、６０２ａ、６０３ａ：入力抵抗、４０４、６０４：漏洩電流遮断素子、
ＤＲ１：自己保持指令信号、ＤＲ２：開閉指令信号、ＤＲ３：通電指令信号、  ＩＧＣ：比較監視信号（監視信号）、ＩＧＬ：電圧監視信号（監視信号）、
ＶＩＧ：入力側電圧、Ｖｂｂ：主電源電圧、Ｖｃｃ：制御電圧、Ｖａ１：電源監視電圧（監視信号）、Ｖａ２：給電監視電圧、Ｖａ３：差分監視電圧、Ｖｄ１：給電監視信号、Ｖｄ２：負荷監視信号。
【要約】
【課題】電源スイッチ回路の逆接保護と天絡異常に対する誤動作を防止した給電制御回路による車載電子制御装置を提供する。
【解決手段】直流電源１０１から給電され、電源スイッチ１０２が閉路したとき電源起動信号ＤＲ０によって起動されて開閉指令発生ユニット１２０Ａに給電開始し、開閉指令発生ユニットが発生する自己保持指令信号ＤＲ１によって持続給電を行う電源ユニット１１０Ａと、電源スイッチ１０２と直列接続され、電源極性が正常であるときに内部寄生ダイオード１４９の通電方向に導通駆動される電界効果トランジスタである逆接保護素子１４０を備え、逆接保護素子１４０に接続された車載電気負荷１０３の正線が直流電源１０１の正極配線と混触する天絡異常が発生していても、逆接保護素子１４０を開路した状態で電源スイッチ１０２が開路されたことを判定して自己保持指令信号ＤＲ１を解除する。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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