(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する過熱検知手段を含み、
低インピーダンス手段は、過熱検知手段の検知結果に応答し、該過熱状態が検知されるとき、能動化される期間に、入力信号ラインから接点に流れる腐食防止電流を低減させることを特徴とする接点腐食防止装置。
【請求項２】
接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを、
複数の接点の各接点毎に備える接点腐食防止装置において、
いずれかの入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する過熱検知手段と、
過熱検知手段の検知結果に応答し、過熱検知手段によって過熱状態が検知されるときに、腐食防止電流を流している低インピーダンス手段が該腐食防止電流を流す動作を禁止するように制御する動作禁止手段とを、
含むことを特徴とする接点腐食防止装置。
【請求項３】
接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する過熱検知手段を含み、
該比較手段での比較は、該入力信号ラインの電位が該所定電位よりも予め定める高低の一方側である判定側にあるときに腐食と判定し、該入力信号ラインの電位が該所定電位よりも該高低の他方側である非判定側にあるときに腐食でないと判定するように行われ、
かつ該比較手段は、該過熱検知手段の検知結果に応答し、該過熱状態が検知されるとき、該所定電位を該過熱状態が検知されないときよりも該一方側である判定側に変更することを特徴とする接点腐食防止装置。
【請求項４】
接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
入力信号ラインに腐食防止電流を供給し、供給する腐食防止電流を、温度上昇時に制限するような温度特性を有する電流供給手段を含むことを特徴とする接点腐食防止装置。
【請求項５】
接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
入力信号ラインに腐食防止電流を流す供給経路に直列に挿入され、温度上昇時に抵抗値が上昇するような正温度特性を有する抵抗素子を含むことを特徴とする接点腐食防止装置。
【請求項６】
接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
該比較手段での比較は、該入力信号ラインの電位が該所定電位よりも、該接点の接触状態で該接点間の接触抵抗の増に対応する変化方向側である判定側にあるときに腐食と判定し、該入力信号ラインの電位が該所定電位よりも該判定側の反対側にあるときに腐食でないと判定するように行われ、
該入力ラインの電位から該接点が接続状態と判定されるときに、該比較手段の所定電位よりも該判定側に設定される基準電位を、該入力信号ラインの電位がさらに該判定側に越えるか否かで、該入力信号ラインの電位が異常か否かを判定する異常判定手段と、
異常判定手段の判定結果に応答し、入力信号ラインの電位が異常と判定される期間が予め定める時間継続すると、予め定める保護処理を行う異常保護手段とを、
含むことを特徴とする接点腐食防止装置。
【請求項７】
前記比較手段の所定電位は、入力信号ラインの電位を論理判定するスレッショルドレベルに対して異なる電位で、かつ接点の接触抵抗の減に対応する電位の変化方向側に設定されており、
前記異常判定手段は、比較手段の判定結果と、前記入力信号ラインが入力側に接続される論理回路による論理判定結果とに基づいて、前記異常か否かの判定を行うことを特徴とする請求項６記載の接点腐食防止装置。
【請求項８】
前記入力信号ラインの電位をアナログ／デジタル変換して監視するアナログ／デジタル変換手段を含み、
前記比較手段または前記異常判定手段のうちの少なくとも一方は、アナログ／デジタル変換手段が監視する電位のデジタル変換値に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする請求項６または７のいずれかに記載の接点腐食防止装置。
【請求項９】
前記異常保護手段は、前記入力信号ラインのインピーダンスを、前記接点が腐食と判定されるときに前記低インピーダンス手段が能動化される状態でのインピーダンスよりも、さらに低くするインピーダンス低下手段を備えることを特徴とする請求項６〜８のいずれか１つに記載の接点腐食防止装置。
【請求項１０】
前記異常保護手段は、前記保護処理として、外部に接点の異常信号を出力することを特徴とする請求項６〜９のいずれか１つに記載の接点腐食防止装置。
【請求項１１】
接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを、
複数の接点の各接点毎に備える接点腐食防止装置において、
該複数のうちの２以上の入力信号ラインで腐食防止電流が流れる期間のうちの少なくとも一部が重複すると、異常と判定する異常判定手段を、
含むことを特徴とする接点腐食防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチやコネクタなどの接点に生じる酸化被膜を、大電流を流して破壊し、腐食を防止する接点腐食防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、各種電子制御のための入力は、スイッチやコネクタなどの接点に接続されることが多い。たとえば、自動車で各種制御を行うためには、多くの電子制御ユニット（ＥＣＵ）に制御用の入力信号を与える必要がある。入力信号は、機械的に開閉するスイッチの接点から、さらにコネクタの接点を介して電子制御ユニットの入力端子に与えられる。
【０００３】
スイッチやコネクタなどの接点は、導電性の良好な金属材料で形成され、電気的な接続時の接触抵抗が小さいようにされている。このような接点は、非接続時に接触部分の表面が酸化されて接触抵抗が増加するおそれがある。また、接触部分の周辺で露出している部分の表面が酸化されて、形成される酸化物が接触部分に巻込まれ、接触抵抗を増加させるおそれもある。接点が酸化によって接触抵抗が増加しても、接触状態と非接触状態とが適宜繰返され、接触状態で比較的大電流が流れれば、電流による発熱等で酸化物を除去し、接触抵抗の増加を防ぐことができる。
【０００４】
ただし、接点に腐食防止が可能な大電流を常に流すようにすることは、電子機器への入力に関しては一般に必要ではなく、大電流の断続では、ノイズによる誤動作等の原因にもなりうる。また接点に大電流を流すと、接点の電気的寿命が極度に低下したり、接点が溶着したりするおそれもある。これらの問題点を解決するために、接点の接触抵抗を検出して、接触抵抗が予め定める基準値以上になると接点間に大電流を流す接点の電流制御装置が開示されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
大電流用スイッチを電子化ユニットなどの低電流化されたシステムに使用するときに、スイッチの接点がオンの期間にパルス状に大電流を流すスイッチの腐食防止回路も開示されている（たとえば、特許文献２参照）。パルス状の腐食防止電流を、コンデンサへの充放電を利用して周期的に流す接点信号判別装置も開示されている（たとえば、特許文献３参照。）。本件出願人も、スイッチの接点が開状態から閉状態に遷移する時点から少なくとも一定の保持時間は腐食防止用の大電流を流し、スイッチの接点が開状態のときには、接点に接続される入力信号ラインのインピーダンスを低くするスイッチの接点腐食防止装置を開示している（たとえば、特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−２９７８１８号公報
【特許文献２】特開平６−９６６３７号公報
【特許文献３】特開平７−１４４６３号公報
【特許文献４】特開２００２−３４３１７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献２〜４に開示されている先行技術では、スイッチの接点の接触抵抗の検知は行わず、接点の閉状態でパルス状に腐食防止電流を流すようにしている。このためにスイッチの開閉の頻度が高いときには、接点の接触抵抗が増加していなくても、パルス状の腐食防止電流が流れる頻度も高くなって、消費電力が増加したり、ノイズ発生の原因になるおそれがある。また、腐食防止電流は比較的大電流であるので、大規模集積化されている半導体集積回路（ＬＳＩ）などから供給する場合、頻度が高くなると発熱を招く。
【０００８】
特許文献１に開示されている先行技術のように、接点の接触抵抗を検出して、接触抵抗が高い期間に腐食防止電流を流すようにすれば、腐食防止が不要な場合には腐食防止電流を流さないようにすることができる。またこの先行技術では、スイッチの接点の接触抵抗の増加を検出する回路構成がスイッチがオフの状態にも同様に検出して、低インピーダンスにすることができる。しかしながら、接触抵抗の増加を検出して腐食防止電流を流しても、接触抵抗が減少しないような場合は、腐食防止電流が続けて流れることになる。接点の電流制御装置をＬＳＩ化しているような場合、腐食防止電流を供給し続けるため、ＬＳＩの損失が増加し、ＬＳＩの熱破壊に繋がる可能性がある。たとえば接点が摩耗して接触面積が減少しているような場合は、腐食防止電流を流しても接触抵抗が減少しない異常な事態が生じうると考えられる。
【０００９】
さらに、接点の腐食による接触不良の状態を接触抵抗の増加に対応する電位変化で検知する場合、腐食による接触抵抗の増加とは異なる異常な原因で電位変化が生じても腐食と検知され、腐食防止電流が流れる。電位変化が接点の腐食によるものでなければ、腐食防止電流が流れても電位は戻らず、腐食と検知される状態が継続して、腐食防止電流も続けて流れてしまい、損失の増加や熱破壊の問題が生じうる。異常な原因としては、接点または入力信号ラインが電源電位と接地電位との中間の電位のラインなどに短絡していることや、接点が接続されている接地電位が実際の接地電位から浮いていることなどが考えられる。
【００１０】
本発明の目的は、接点の腐食の検知時にのみ腐食防止電流を流し、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には保護動作を行うことができる接点腐食防止装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する過熱検知手段を含み、
低インピーダンス手段は、過熱検知手段の検知結果に応答し、該過熱状態が検知されるとき、能動化される期間に、入力信号ラインから接点に流れる腐食防止電流を低減させることを特徴とする接点腐食防止装置である。
【００１２】
本発明に従えば、接点腐食防止装置は、低インピーダンス手段と高インピーダンス手段と比較手段とを備え、過熱検知手段を含む。低インピーダンス手段は、能動化によって、接点に接続される入力信号ラインを、接点に腐食防止電流を流すことが可能な状態とする。高インピーダンス手段は、入力信号ラインのインピーダンスを、低インピーダンス手段が能動化されない期間に、その能動化時よりも高いインピーダンスに保つ。比較手段は、入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことが可能な状態にしうる。過熱検知手段は、入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する。低インピーダンス手段は、過熱検知手段の検知結果に応答し、過熱状態が検知されるとき、能動化される期間に、入力信号ラインから接点に流れる腐食防止電流を低減させるので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、腐食防止電流による発熱を低減するための保護動作を行うことができる。
【００１３】
さらに本発明は、接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを、
複数の接点の各接点毎に備える接点腐食防止装置において、
いずれかの入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する過熱検知手段と、
過熱検知手段の検知結果に応答し、過熱検知手段によって過熱状態が検知されるときに、腐食防止電流を流している低インピーダンス手段が該腐食防止電流を流す動作を禁止するように制御する動作禁止手段とを、
含むことを特徴とする接点腐食防止装置である。
【００１４】
本発明に従えば、接点腐食防止装置は、低インピーダンス手段と高インピーダンス手段と比較手段とを、複数の接点の各接点毎に備え、過熱検知手段と動作禁止手段とを含む。低インピーダンス手段は、能動化によって、接点に接続される入力信号ラインを、接点に腐食防止電流を流すことが可能な状態とする。高インピーダンス手段は、入力信号ラインのインピーダンスを、低インピーダンス手段が能動化されない期間に、その能動化時よりも高いインピーダンスに保つ。比較手段は、入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことが可能な状態にしうる。過熱検知手段は、入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する。動作禁止手段は、過熱検知手段の検知結果に応答し、過熱状態が検知されるとき、腐食防止電流を流している低インピーダンス手段がその腐食防止電流を流す動作を禁止するように制御するので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、その腐食防止電流が流れないようにして、発熱を低減するための保護動作を行い、かつ他の接点については腐食防止機能が無効になるのを防ぐことができる。
【００１５】
さらに本発明は、接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する過熱検知手段を含み、
該比較手段での比較は、該入力信号ラインの電位が該所定電位よりも予め定める高低の一方側である判定側にあるときに腐食と判定し、該入力信号ラインの電位が該所定電位よりも該高低の他方側である非判定側にあるときに腐食でないと判定するように行われ、
かつ該比較手段は、該過熱検知手段の検知結果に応答し、該過熱状態が検知されるとき、該所定電位を該過熱状態が検知されないときよりも該一方側である判定側に変更することを特徴とする接点腐食防止装置である。
【００１６】
本発明に従えば、接点腐食防止装置は、低インピーダンス手段と高インピーダンス手段と比較手段とを備え、過熱検知手段を含む。低インピーダンス手段は、能動化によって、接点に接続される入力信号ラインを、接点に腐食防止電流を流すことが可能な状態とする。高インピーダンス手段は、入力信号ラインのインピーダンスを、低インピーダンス手段が能動化されない期間に、その能動化時よりも高いインピーダンスに保つ。比較手段は、入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定する。比較手段での比較では、入力信号ラインの電位が所定電位よりも予め定める高低の一方向である判定側にあるときに腐食と判定し、該高低の他方側である非判定側にあるときに腐食でないと判定する。腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことが可能な状態にしうる。過熱検知手段は、入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する。比較手段は、過熱検知手段の検知結果に応答し、過熱状態が検知されるとき、所定電位を、高低の一方側である判定側に変更するので、その所定電位では腐食防止電流の通電頻度が高くなるような場合に、通電頻度を下げて発熱を低減することができる。他の中間電位への短絡などで、入力信号ラインの電位が異常になっている場合にも、所定電位を判定側に変更して、腐食防止機能が動作しにくくし、腐食防止電流による発熱を低減するための保護動作を行うことができる。
【００１７】
さらに本発明は、接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
入力信号ラインに腐食防止電流を供給し、供給する腐食防止電流を、温度上昇時に制限するような温度特性を有する電流供給手段を含むことを特徴とする接点腐食防止装置である。
【００１８】
本発明に従えば、接点腐食防止装置は、低インピーダンス手段と高インピーダンス手段と比較手段とを備え、電流供給手段を含む。低インピーダンス手段は、能動化によって、接点に接続される入力信号ラインを、接点に腐食防止電流を流すことが可能な状態とする。高インピーダンス手段は、入力信号ラインのインピーダンスを、低インピーダンス手段が能動化されない期間に、その能動化時よりも高いインピーダンスに保つ。比較手段は、入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことが可能な状態にしうる。電流供給手段は、入力信号ラインに腐食防止電流を供給し、供給する腐食防止電流を、温度上昇時に制限するような温度特性を有するので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、腐食防止電流による発熱で、自己の温度特性によって電流を低減するように、保護動作を行うことができる。
【００１９】
さらに本発明は、接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
入力信号ラインに腐食防止電流を流す供給経路に直列に挿入され、温度上昇時に抵抗値が上昇するような正温度特性を有する抵抗素子を含むことを特徴とする接点腐食防止装置である。
【００２０】
本発明に従えば、接点腐食防止装置は、低インピーダンス手段と高インピーダンス手段と比較手段とを備え、抵抗素子を含む。低インピーダンス手段は、能動化によって、接点に接続される入力信号ラインを、接点に腐食防止電流を流すことが可能な状態とする。高インピーダンス手段は、入力信号ラインのインピーダンスを、低インピーダンス手段が能動化されない期間に、その能動化時よりも高いインピーダンスに保つ。比較手段は、入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことが可能な状態にしうる。抵抗素子は、入力信号ラインに腐食防止電流を流す供給経路に直列に挿入され、温度上昇時に抵抗値が上昇するような正温度特性を有するので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、抵抗素子の抵抗値が正の温度特性に基づいて増加し、腐食防止電流を制限して発熱を低減するように、保護動作を行わせることができる。
【００２１】
さらに本発明は、接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを備える接点腐食防止装置において、
該比較手段での比較は、該入力信号ラインの電位が該所定電位よりも、該接点の接触状態で該接点間の接触抵抗の増に対応する変化方向側である判定側にあるときに腐食と判定し、該入力信号ラインの電位が該所定電位よりも該判定側の反対側にあるときに腐食でないと判定するように行われ、
該入力ラインの電位から該接点が接続状態と判定されるときに、該比較手段の所定電位よりも該判定側に設定される基準電位を、該入力信号ラインの電位がさらに該判定側に越えるか否かで、該入力信号ラインの電位が異常か否かを判定する異常判定手段と、
異常判定手段の判定結果に応答し、入力信号ラインの電位が異常と判定される期間が予め定める時間継続すると、予め定める保護処理を行う異常保護手段とを、
含むことを特徴とする接点腐食防止装置である。
【００２２】
本発明に従えば、接点腐食防止装置は、低インピーダンス手段と高インピーダンス手段と比較手段とを備え、異常判定手段と異常保護手段とを含む。低インピーダンス手段は、能動化によって、接点に接続される入力信号ラインを、接点に腐食防止電流を流すことが可能な状態とする。高インピーダンス手段は、入力信号ラインのインピーダンスを、低インピーダンス手段が能動化されない期間に、その能動化時よりも高いインピーダンスに保つ。比較手段は、入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことが可能な状態にしうる。異常判定手段は、入力信号ラインの電位から接点が接続状態と判定されるときに、入力信号ラインの電位が比較手段の所定電位よりも判定側に設定される基準電位を、接点の接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に越えるか否かで、異常か否かを判定する。異常保護手段は、異常判定手段の判定結果に応答し、入力信号ラインの電位が異常と判定される期間が予め定める時間継続すると、予め定める保護処理を行う。正常な接点に腐食防止電流が流れれば接触抵抗が減少するので、電位が比較手段の所定電位を接点の接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に、接点の非接触時の電位を除いて越え続けるはずはなく、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、予め定める保護処理を行うことができる。
【００２３】
また本発明で、前記比較手段の所定電位は、入力信号ラインの電位を論理判定するスレッショルドレベルに対して異なる電位レベルで、かつ接点の接触抵抗の減に対応する電位の変化方向側に設定されており、
前記異常判定手段は、比較手段の判定結果と、前記入力信号ラインが入力側に接続される論理回路による論理判定結果とに基づいて、前記異常か否かの判定を行うことを特徴とする。
【００２４】
本発明に従えば、比較手段の所定電位は、入力信号ラインの電位を論理判定するスレッショルドレベルに対して異なる電位レベルで、かつ接点の接触抵抗の減に対応する電位の変化方向側に設定される。スレッショルドレベルは、接点の接触抵抗が充分に小さければ、接点が電源電位側または接地電位側に接続される場合の入力信号ラインの電位に対して充分なマージンが得られるように設定されている。このため、比較手段の所定電位が接触抵抗の増を検知するように設定されるとしても、スレッショルドレベルに対しては、接点の接触抵抗の減に対応する電位の変化方向側に設定することができる。入力信号ラインの電位が所定電位を接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に越えても、スレッショルドレベルに達するまでは、論理判定結果は接点の接触状態を表す。接点の非接触状態は、接触抵抗が非常に大きくなる状態と等価であり、入力信号ラインの電位は所定電位およびスレッショルドレベルを接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に越えることになる。したがって、論理判定結果が接点の接触状態である側の論理となるときに、比較手段の判定結果が接点の腐食と判定することになれば、接点の腐食を判定して腐食防止電流を流しても、接触抵抗が減少しない状態であり、腐食防止機能が無効になっている異常動作時と判定することができる。
【００２５】
また本発明で、前記入力信号ラインの電位をアナログ／デジタル変換して監視するアナログ／デジタル変換手段を含み、
前記比較手段または前記異常判定手段のうちの少なくとも一方は、アナログ／デジタル変換手段が監視する電位のデジタル変換値に基づいて、前記判定を行うことを特徴とする。
【００２６】
本発明に従えば、アナログ／デジタル変換手段によって、入力信号ラインの電位をアナログ／デジタル変換して監視し、監視する電位のデジタル変換値に基づいて、腐食の判定または異常動作時の判定のうちの少なくとも一方を行うので、デジタル／アナログ変換手段を有効に利用して判定を行うことができる。
【００２７】
また本発明で、前記異常保護手段は、前記入力信号ラインのインピーダンスを、前記接点が腐食と判定されるときに前記低インピーダンス手段が能動化される状態でのインピーダンスよりも、さらに低くするインピーダンス低下手段を備えることを特徴とする。
【００２８】
本発明に従えば、異常保護手段は、異常動作時の保護処理として、入力信号ラインのインピーダンスを、接点が腐食と判定されるときに低インピーダンス手段が能動化される状態でのインピーダンスよりも低くするので、接点が接触して流れる腐食防止電流を増加させることができる。予め設定されている腐食防止電流を流しても接触抵抗が減少しないで、回復が困難になるような異常時は、腐食防止電流を増やすことができる。
【００２９】
また本発明で、前記異常保護手段は、前記保護処理として、外部に接点の異常信号を出力することを特徴とする。
【００３０】
本発明に従えば、異常保護手段は、保護処理として外部に接点の異常信号を出力するので、外部に接点の腐食防止機能に異常が生じていることを知らせることができ、接点を信号入力に使用する制御システムなどに備えられている自己診断機能などで、有効に利用することができる。
【００３１】
さらに本発明は、接点に接続され、その電位によって、接点の接続状態を判定するための入力信号ラインと、
入力信号ラインに接続され、能動化によって入力信号ラインに接点の腐食防止電流を流すことが可能な状態となる低インピーダンス手段と、
入力信号ラインに接続される高インピーダンス手段と、
入力信号ラインの電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較し、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化する比較手段とを、
複数の接点の各接点毎に備える接点腐食防止装置において、
該複数のうちの２以上の入力信号ラインで、腐食防止電流が流れる期間のうちの少なくとも一部が重複すると異常と判定する異常判定手段を、
含むことを特徴とする接点腐食防止装置である。
【００３２】
本発明に従えば、接点腐食防止装置は、低インピーダンス手段と高インピーダンス手段と比較手段とを、複数の接点の各接点毎に備え、異常判定手段を含む。低インピーダンス手段は、能動化によって、接点に接続される入力信号ラインを、接点に腐食防止電流を流すことが可能な状態とする。高インピーダンス手段は、入力信号ラインのインピーダンスを、低インピーダンス手段が能動化されない期間に、その能動化時よりも高いインピーダンスに保つ。比較手段は、入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことが可能な状態にしうる。本来、腐食防止電流の通電頻度は低いので、複数の接点のうちの２以上の接点に、頻繁に腐食防止電流が重複して流れることはないはずである。接点異常時は２以上の接点に対する腐食防止動作がそれぞれ独立して行われ、時間的に重複する可能性がある。異常判定手段は、各入力信号ラインに流れる腐食防止電流を監視し、２以上の入力信号ラインで、腐食防止電流が流れる期間のうちの少なくとも一部が重複すると異常と判定するので、接点の異常判定を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００３３】
本発明によれば、接点が接続される入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことができる。入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっていれば、腐食防止電流を低減させるので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、腐食防止電流による発熱を低減するための保護動作を行うことができる。
【００３４】
さらに本発明によれば、接点が接続される入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことができる。入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっていることが検知されるとき、腐食防止電流を流している低インピーダンス手段がその腐食防止電流を流す動作を禁止するように制御する。腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、その腐食防止電流が流れないようにして、発熱を低減するための保護動作を行い、かつ他の接点については腐食防止機能が無効になるのを防ぐことができる。
【００３５】
さらに本発明によれば、接点が接続される入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことができる。入力信号ラインに腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっていれば、所定電位を、腐食の判定側に変更するので、その所定電位では腐食防止電流の通電頻度が高くなるような場合に、所定電位を非判定側に変更して、通電頻度を下げて発熱を低減することができる。他の中間電位への短絡などで、入力信号ラインの電位が異常になっている場合にも、所定電位を判定側に変更して、腐食防止機能が動作しにくくし、腐食防止電流による発熱を低減するための保護動作を行うことができる。
【００３６】
さらに本発明によれば、接点が接続される入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことができる。入力信号ラインに腐食防止電流を供給する電流供給手段は、温度上昇時に電流を制限するような温度特性を有するので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、自己の温度特性によって電流を低減するように、保護動作を行うことができる。
【００３７】
さらに本発明によれば、接点が接続される入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことができる。入力信号ラインに腐食防止電流を流す供給経路に直列に挿入される抵抗素子は、温度上昇時に抵抗値が上昇するような正温度特性を有するので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、腐食防止電流を制限して発熱を低減するように、保護動作を行わせることができる。
【００３８】
さらに本発明によれば、接点が接続される入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段を能動化するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことができる。入力信号ラインの電位が、比較手段の所定電位を、接点の接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に設定される基準電位を越えるか否かに応じて、異常か否かを判定し、入力信号ラインの電位が異常と判定される期間が予め定める時間継続すると、予め定める保護処理を行う。腐食防止電流が流れれば接触抵抗が減少して電位が比較手段の所定電位を接点の接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に、接点の非接触時の電位を除いて越え続けるはずがなく、そのような異常動作時には、予め定める保護処理を行うことができる。
【００３９】
また本発明によれば、入力信号ラインの電位を論理判定するスレッショルドレベルに対して異なる電位で、かつ接点の接触抵抗の減に対応する電位の変化方向側に設定されるように腐食と判定するための所定電位を設定し、接点の腐食を検知して腐食防止電流を流しても、接触抵抗が減少しないような異常動作時を、容易に判定することができる。
【００４０】
また本発明によれば、デジタル／アナログ変換手段を有効に利用して腐食の判定または異常動作時の判定のうちの少なくとも一方を行うことができる。
【００４１】
また本発明によれば、異常動作時の保護処理として、接点が接触して流れる腐食防止電流を増加させることができる。腐食防止電流を流しても接触抵抗が減少しないで、回復が困難になるような異常時は、インピーダンスが低くなって腐食防止電流を増やすことができる。
【００４２】
また本発明によれば、腐食防止機能の異常時には、保護処理として外部に接点の異常信号を出力するので、接点を信号入力に使用する制御システムなどに備えられている自己診断機能などで、有効に利用することができる。
【００４３】
さらに本発明によれば、接点が接続される入力信号ラインの電位を、接点の腐食となりうる所定電位と比較して、接点が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段によって入力信号ラインが低インピーダンスになるように制御するので、接点の腐食の判定時にのみ腐食防止電流を流すことができる。本来、腐食防止電流の通電頻度は低いので、頻繁に複数の接点で腐食防止電流が重複して流れることはないはずであるけれども、接点異常時は複数の接点に対する腐食防止動作がそれぞれ独立して行われ、時間的に重複する可能性がある。複数の入力信号ラインで、腐食防止電流が流れる期間のうちの少なくとも一部が重複すると異常と判定するので、接点の異常判定を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、本発明の実施の各形態について、図を参照して説明する。実施の各形態で、先行して説明している部分に対応する機能を有する部分には同一の参照符を付し、重複する説明を省略する。ただし、同一の参照符を付している部分は全く同一の構成を有しているとは限らず、種々の変形形態を含むことはもちろんである。また実施の各形態は、特徴部分を他の実施の形態と組合わせることもできる。
【００４５】
図１は、本発明の実施の第１形態である接点腐食防止装置１の概略的な電気的構成を示す。接点腐食防止装置１は、スイッチ２の接点３の腐食防止の機能を有する。接点３は、入力信号ライン４を介して後段の電子制御装置５の入力側に接続される。接点３は、コネクタなどの接点であってもよい。接点腐食防止装置１は、ＬＳＩの一部として実現される。電源６は、ＬＳＩの外部から供給される電力から論理回路動作用の電源電圧を生成して、ＬＳＩの内部に供給する。論理回路動作用の電源電圧は、たとえば５Ｖや３．３Ｖである。この電源電圧は、ローサイド側を接地してハイサイド側に出力される。なお、スイッチ２やコネクタの形式や構造に従って、接点３の数や構造も異なる。いずれにしても、接点３の接触抵抗は、相互に接触して電気的接続がなされる表面部分間の電気抵抗である。
【００４６】
スイッチ２は電源６のローサイド側に接続され、スイッチ２がオンになると、接点３は接地電位に接続される。入力信号ライン４には、低インピーダンス手段７および抵抗８が電源６のハイサイド側に接続される。低インピーダンス手段７は、コンパレータ９が入力信号ライン４の電位を基準電位源１０によって与えられ、接点３の腐食となりうる所定電位と比較して、電位が所定電位よりも高いと判定するときに能動化される。コンパレータ９は、反転入力端子が入力信号ライン４に接続され、非反転入力端子が基準電位源１０によって与えられる所定電位に接続される。入力信号ライン４の電位が所定電位よりも接地電位側に低い場合、コンパレータ９からはハイレベルの論理出力が導出され、ＰチャネルＭＯＳトランジスタであるスイッチング素子１２，１３は両方ともオフ状態となって能動化されない。入力信号ライン４の電位が所定電位よりも電源６のハイサイド側に高い場合、コンパレータ９からはローレベルの論理出力が導出され、ＰチャネルＭＯＳトランジスタであるスイッチング素子１２，１３はオン状態となって能動化される。スイッチ２がオフであれば、入力信号ライン４の電位は所定電位よりも高くなり、低インピーダンス手段７のスイッチング素子１２，１３のうちの一方はオン状態となる。低インピーダンス手段７がオン動作となるので、入力信号ライン４のインピーダンスは、オフ動作時よりも低くなるけれども、スイッチ２はオフであるので、接点３には電流が流れず、消費電力が増加することはない。
【００４７】
低インピーダンス手段７は、スイッチング素子１２，１３の一方のオン動作時に抵抗８よりも低いインピーダンスで、入力信号ライン４と電源６のハイサイド側とを接続する。このときスイッチ２がオンであれば、接点３には酸化物を除去可能な腐食防止電流が流れる。低インピーダンス手段７の不動作時には、低インピーダンス手段７のインピーダンスは抵抗８の抵抗値よりも高くなり、入力信号ライン４と電源６のハイサイド側との間のインピーダンスも高くなり、スイッチ２がオンになっても、接点３に流れる電流は小さく、酸化物の除去の機能はなくなるけれども、消費電力は低減される。
【００４８】
電源６には、内部または近傍に過熱検知手段１１が設けられ、腐食防止電流が連続または高頻度で流れるような場合の温度上昇による過熱状態を検知する。接点腐食防止装置１が半導体チップ上の集積回路として形成されるときは、その半導体チップの過熱状態を検知すればよい。
【００４９】
低インピーダンス手段７は、ＰチャネルＭＯＳトランジスタなどのスイッチング素子１２，１３、抵抗１４および切換スイッチ１５を含む。スイッチング素子１２，１３は、ＭＯＳトランジスタとしてのドレイン・ソース間が入力信号ライン４と電源６のハイサイド側との間にそれぞれ接続され、コンパレータ９の論理出力がローレベルになるとオン状態、ハイレベルになるとオフ状態となる。コンパレータ９の論理出力とＭＯＳトランジスタとしてのゲートであるスイッチング素子１２，１３の制御入力端子との間には、切換スイッチ１５が設けられ、過熱検知手段１１からの出力に応じて切換えられる。過熱検知手段１１が過熱状態を検知していないときは、コンパレータ９の論理出力はスイッチング素子１２の制御入力端子に与えられ、入力信号ライン４の電圧が基準電位源１０の所定電位よりも高くなるとスイッチング素子１２がオンに制御され、入力信号ライン４のインピーダンスを低くすることができる。過熱検知手段１１が過熱状態を検知すると、切換スイッチ１５は、コンパレータ９の論理出力をスイッチング素子１３の制御入力端子に与えるように切換える。スイッチング素子１３側には、抵抗１４が直列に接続され、オンとなるときのインピーダンスがスイッチング素子１２がオンとなるときのインピーダンスよりも高くなる。これによって、接点３に流す腐食防止電流を減少させることができる。ただし、減少しても接点の酸化物除去には充分な程度の電流値の範囲に留めるものとする。
【００５０】
すなわち、接点腐食防止装置１は、接点３に接続される入力信号ライン４のインピーダンスを、接点３に腐食防止電流を流すことが可能な低インピーダンスに制御しうる低インピーダンス手段７と、入力信号ライン４のインピーダンスを、低インピーダンス手段７を能動化しない期間に、高いインピーダンスに保つ高インピーダンス手段としての抵抗８と、入力信号ライン４の電位を、接点３の腐食となりうる電位に対応して基準電位源１０に予め設定される所定電位と比較して、接点３が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段７を能動化して入力信号ライン４が低インピーダンスになるように制御する比較手段であるコンパレータ９とを備える。コンパレータ９は、入力信号ライン４の電位を、たとえば接点３の腐食による接触抵抗の増に対応して基準電位源１０によって予め設定される所定電位と比較して、接点３が腐食か否かを判定し、腐食と判定するときに低インピーダンス手段７を能動化して入力信号ライン４が低インピーダンスになるように制御するので、接点３の腐食の検知時にのみ腐食防止電流を流すことができる。なお、基準電位源１０は、たとえば電源６のハイサイド側の電源電位とローサイド側の接地電位とを抵抗１６，１７で分圧するような構成で簡単に実現することができる。
【００５１】
接点腐食防止装置１は、入力信号ライン４に腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する過熱検知手段１１を含む。低インピーダンス手段７は、過熱検知手段１１の検知結果に応答し、過熱状態が検知されるとき、能動化されて入力信号ライン４が低インピーダンスとなるように制御される期間に流れる腐食防止電流を低減させる。過熱検知手段１１が過熱状態を検知すると、切換スイッチ１５がスイッチング素子１３側に切換えられ、腐食防止電流は抵抗１４によって制限されるからである。なお、切換スイッチ１５は、論理回路などによって実現され、電子的に切換えを行う。低インピーダンス手段７での腐食防止電流の制限は、スイッチング素子１３として、スイッチング素子１２よりも導通抵抗が高いものを選択することでも可能である。過熱検知手段１１によって過熱状態が検知されるとき、入力信号ライン４が低インピーダンスとなるように制御される期間に流れる腐食防止電流を低減させるので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、腐食防止電流による発熱を低減するための保護動作を行うことができる。
【００５２】
図２は、本発明の実施の第２形態である接点腐食防止装置２１の概略的な電気的構成を示す。接点腐食防止装置２１では、基準電位源１０と電源６のハイサイド側との間に、抵抗２２およびスイッチング素子２３を挿入する。抵抗２２は、基準電位源１０のハイサイド側の抵抗１６と直列に接続される。スイッチング素子２３は、たとえばＰチャネルＭＯＳトランジスタで実現され、そのソースおよびドレインが抵抗２２の両端にそれぞれ接続される。すなわち、スイッチング素子２３は、抵抗２２と並列に接続される。スイッチング素子２３としてのＰチャネルＭＯＳトランジスタのゲートは、過熱検知手段１１の検知出力によって駆動され、過熱状態が検知されないときにスイッチング素子２３はオフになる。スイッチング素子２３がオフになると、基準電位源１０の所定電位は、電源６の電源電位を、抵抗２３，１３の合成抵抗値と抵抗１４の抵抗値とで分圧した電位となる。過熱状態が検知されると、スイッチング素子２３はオンになり、所定電位は、電源６の電源電位を、抵抗１３の抵抗値と抵抗１４の抵抗値とで分圧した電位となる。したがって、過熱状態が検知されると、所定電位は電源６のハイレベル側に上昇する。上昇前の所定電位と上昇後の所定電位との中間の電位は、上昇前には腐食と判定され、上昇後には腐食と判定されなくなるので、所定電位の上昇は、非判定側への変化を意味することになる。なお、低インピーダンス手段としては、スイッチング素子１２のみを使用するけれども、前述のように、実施の形態の組合わせとして、実施の第１形態と同様な低インピーダンス手段７を用いることもできる。
【００５３】
接点腐食防止装置２１は、入力信号ライン４に腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する過熱検知手段１１を含み、比較手段であるコンパレータ９の基準電位源１０は、過熱検知手段１１の検知結果に応答し、過熱状態が検知されるとき、所定電位を、腐食の非判定側に変更している。これによって、上昇前の所定電位では腐食防止電流の通電頻度が高くなるような場合に、所定電位を非判定側に変更して、通電頻度を下げて発熱を低減することができる。接点３や入力信号ライン４が他の中間電位へ短絡しているためなどで、入力信号ライン４の電位が異常になっている場合にも、所定電位を非判定側に変更して、腐食防止機能が動作しにくくし、腐食防止電流による発熱を低減するための保護動作を行うことができる。
【００５４】
図３は、本発明の実施の第３形態である接点腐食防止装置３１の概略的な電気的構成を示す。接点腐食防止装置３１では、図１や図２に示す過熱検知手段１１と同様に電源６の過熱状態を検知する過熱検知手段３２を設け、電源６から低インピーダンス手段としてのスイッチング素子１２へ電流を供給する経路の途中に設ける電流制限手段３３を制御する。電流制限手段３３は、ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタなどで実現され、過熱状態が検知されないときは低インピーダンスとなって電流供給に対する制限を少なくし、過熱状態が検知されるときは高インピーダンス状態となって電流供給を制限するように制御される。
【００５５】
すなわち、接点腐食防止装置３１では、入力信号ライン４に腐食防止電流を供給し、供給する腐食防止電流を、温度上昇時に制限するような温度特性を有する電流供給手段を、電流制限手段３３を設けることによって実現している。電源６として、温度上昇時の電流制限の機能を備えるようにしてもよい。このような電流供給手段は、入力信号ライン４に腐食防止電流を供給し、供給する腐食防止電流を、温度上昇時に制限するような温度特性を有するので、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、腐食防止電流による発熱で、自己の温度特性によって電流を低減するように、保護動作を行うことができる。
【００５６】
図４は、本発明の実施の第４形態である接点腐食防止装置４１の概略的な電気的構成を示す。接点腐食防止装置４１では、低インピーダンス手段としてのスイッチング素子１２と直列に、正温度特性抵抗素子４２を挿入する。正温度特性抵抗素子４２は、スイッチング素子１２としてのＰチャネルＭＯＳトランジスタのドレイン側に挿入しているけれども、ソース側に挿入したり、図３の電流制限手段３３の位置に挿入することもできる。
【００５７】
正温度特性抵抗素子４１は、温度上昇とともに抵抗値も大きくなる正の温度特性を有する。一般に、金属などの導電体は、温度上昇とともに抵抗値も大きくなる。たとえば、断面積を小さくして熱容量を小さくすれば、腐食防止電流が連続して流れると、電流値の２乗と抵抗値との積として算出される電力が熱に変化するので、発熱による温度上昇で抵抗値も大きくなり、さらに発熱するようになって抵抗値も大きくなる。正温度特性抵抗素子４２の抵抗値が大きくなると腐食防止電流が制限される。すなわち、正温度特性抵抗素子４２は、入力信号ライン４に腐食防止電流を流す供給経路に直列に挿入され、温度上昇時に抵抗値が上昇するような正温度特性を有する抵抗素子である。このような正温度特性抵抗素子４２は、正温度特性サーミスタなどによっても実現され、金属などの抵抗体を使用する場合よりも温度係数を大きくして、電流制限の効果を高めることができる。正温度特性抵抗素子４２をＬＳＩ内部に形成することが困難であれば、入力信号ライン４をＬＳＩの外部に接続するための端子と接点３との間に挿入することもできる。
【００５８】
図５は、本発明の実施の第５形態である接点腐食防止装置５１の概略的な電気的構成を示す。接点腐食防止装置５１では、ＯＲ回路５２を設けて、コンパレータ９の論理出力と入力信号ライン４の電位との論理和を出力する。コンパレータ９の出力は、入力信号ライン４の電位が基準電位源１０の所定電位よりも低いときにハイレベル（Ｈｉ）となり、電位が所定電位よりも高くなるときにローレベル（Ｌｏ）となる。所定電位を、ＯＲ回路５２などの論理判定のためのスレッショルドレベルよりは低くしておくと、入力信号ライン４の電位が所定電位を超えてもスレッショルドレベルよりは低い状態が生じうる。この状態でＯＲ回路５２の出力はローレベルとなり、ローレベルの期間が所定時間継続すると異常保護手段５３は外部端子５４に異常信号を導出するなどの保護動作を行う。
【００５９】
図６は、入力信号ライン４の電位変化の例を（ａ）で示し、対応するコンパレータ９、論理判定結果、およびＯＲ回路５２の論理出力の変化を、（ｂ）、（ｃ）および（ｃ）でそれぞれ示す。（ａ）に示すように、入力信号ライン４の電位は、時刻ｔ０でスイッチ２がオフからオンに遷移する間ではハイレベルであり、時刻ｔ０で所定電位よりも低下する。時刻ｔ０では、（ｂ）に示すコンパレータ９の論理出力がローレベルからハイレベルに遷移し、（ｃ）に示す論理判定結果はハイレベルからローレベルに変化する。したがって、（ｄ）に示すＯＲ回路５２の論理出力はハイレベルのままで変化しない。
【００６０】
接点３での接触抵抗が増加すると、入力信号ライン４の電位も上昇し、時刻ｔ１で検知ラインを超える。（ａ）に示すように、時刻ｔ１で入力信号ライン４の電位が所定電位を越えると、（ｂ）に示すコンパレータ９の論理出力はハイレベルからローレベルに遷移し、（ｃ）に示す論理判定結果はローレベルのままで変化しない。したがって、（ｄ）に示すように、ＯＲ回路５２の論理出力はハイレベルからローレベルに遷移する。時刻ｔ１以降、コンパレータ９の出力でスイッチング素子１２はオン状態になり、接点３には腐食防止電流が流れる。通常、接点腐食で接触抵抗が増加しても、腐食防止電流が流れれば、（ａ）に二点鎖線で示すように、時刻ｔ２までには接触抵抗が減少し、入力信号ライン４の電圧も所定電位より低下することが期待される。異常保護手段５３は、ＯＲ回路５２の出力がローレベルの期間が、時刻ｔ１と時刻ｔ２との差よりも長く設定される時間ｔｗが経過する時刻ｔ３を越えても、ＯＲ回路５２の出力がローレベルであれば、接点３に異常が生じていると判定する。
【００６１】
すなわち、比較手段であるコンパレータ９の所定電位である基準電位源１０の電位は、入力信号ライン４の電位を論理判定するスレッショルドレベルに対して異なる電位で、かつ接点３の接触抵抗の減に対応する電位の変化方向側に設定されている。異常判定手段であるＯＲ回路５２は、コンパレータ９の判定結果と、入力信号ライン４が入力側に接続される論理回路による論理判定結果としての自己の入力論理レベルに基づいて、異常か否かの判定を行い、たとえば、異常時にはローレベルを出力し、異常がなければハイレベルを出力する。スレッショルドレベルは、接点３の接触抵抗が充分に小さければ、接点３が電源電位側または接地電位側に接続される場合の入力信号ライン４の電位に対して充分なマージンが得られるように設定されている。このため、コンパレータ９の所定電位が接触抵抗の増を検知するように設定されるとしても、スレッショルドレベルに対しては、接点３の接触抵抗の減に対応する電位の変化方向側に設定することができる。入力信号ライン４の電位が所定電位を接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に越えても、スレッショルドレベルに達するまでは、論理判定結果は接点３の接触状態を表す。接点３の非接触状態は、接触抵抗が非常に大きくなる状態と等価であり、入力信号ライン４の電位は所定電位およびスレッショルドレベルを接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に越えることになる。したがって、論理判定結果が接点３の接触状態である側の論理となるときに、コンパレータ９の判定結果が接点３の腐食と判定することになれば、接点３の腐食を判定して腐食防止電流を流しても、接触抵抗が減少しない状態であり、腐食防止機能が無効になっている異常動作時と判定することができる。
【００６２】
異常保護手段５３は、異常判定手段の判定結果に応答し、入力信号ライン４の電位が異常と判定される期間が予め定める時間継続すると、予め定める保護処理を行うので、腐食防止電流が流れれば接触抵抗が減少するはずであって、接点の非接触時の電位を除いて、入力信号ライン４の電位がコンパレータ９の所定電位を接点の接触抵抗の増に対応する電位の変化方向側に越え続けるはずがなく、そのような異常動作時には、予め定める保護処理を行うことができる。
【００６３】
図７は、本発明の実施の第６形態である接点腐食防止装置６１の概略的な電気的構成を示す。接点腐食防止装置６１では、入力信号ライン４の電位をアナログ／デジタル変換して監視するアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ）手段６２を含み、デジタル変換値に基づいて処理手段６３が腐食の判定と異常動作の判定とを行う。ただし、腐食の判定は、前述の実施の各形態のようにコンパレータ９を用いて行い、異常動作の判定を処理手段６３で行うようにすることもできる。また、腐食の判定を処理手段６３で行い、異常動作については図５と同様に判定し、処理手段６３では腐食の判定を行うようにすることもできる。
【００６４】
すなわち、比較手段または異常判定手段としての機能のうちの少なくとも一方は、アナログ／デジタル変換手段６２が監視する電圧のデジタル変換値に基づいて、腐食または異常の判定を行う。アナログ／デジタル変換手段６２によって、入力信号ライン４の電位をアナログ／デジタル変換して監視し、監視する電位のデジタル変換値に基づいて、腐食の判定または異常動作時の判定のうちの少なくとも一方を行うので、デジタル／アナログ変換手段６２を有効に利用して判定を行うことができる。
【００６５】
異常保護手段５３は、異常動作時の保護処理として、低インピーダンス手段であるスイッチング素子１２などによって低インピーダンスに制御される入力信号ライン４のインピーダンスを、さらに低くするようにすることもできる。腐食防止電流を流しても接点３の接触抵抗が減少しないような異常時に、入力信号ライン４のインピーダンスをさらに低くするので、接点３が接触して流れる腐食防止電流を増加させることができる。予め設定されている腐食防止電流を流しても接触抵抗が減少しないで、回復が困難になるような異常時は、入力信号ライン４のインピーダンスが低くなって腐食防止電流を増やすことができる。腐食防止電流が増えれば、酸化物等の除去能力が向上し、接触抵抗が減少すると期待される。
【００６６】
また、図５および図７で異常保護手段５３は、保護処理として、外部端子５４を介して接点腐食防止装置５１，６１の外部に接点の異常信号を出力する。保護処理として外部に接点の異常信号を出力するので、外部に接点の腐食防止機能に異常が生じていることを知らせることができ、接点３を信号入力に使用する制御システムなどに備えられている自己診断機能などで、有効に利用することができる。
【００６７】
図８は、本発明の実施の第７形態である接点腐食防止装置１０１の概略的な電気的構成を示す。接点腐食防止装置１０１は、複数の入力信号を選択する機能を有するＬＳＩとして形成されている。すなわち、複数のチャネルを有する入力回路ブロック１０２を有し、入力回路ブロック１０２からの複数チャネルの出力をマルチプレクサ１０３で選択して、コンパレータ１０４で論理判定し、判定結果を出力する。入力回路ブロック１０２は、回路構成が異なる入力回路ブロックＡ１０２Ａ、入力回路ブロックＢ１０２Ｂおよび入力回路ブロックＣ１０２Ｃを有する。マルチプレクサ１０３は、入力回路ブロックＡ１０２Ａのチャネルを選択するＭＰＸ１０３Ａ、入力回路ブロックＢ１０２Ｂのチャネルを選択するＭＰＸ１０３Ｂ、および入力回路ブロックＣ１０２Ｃのチャネルを選択するＭＰＸ１０３Ｃを有する。ＭＰＸ１０３Ａ，１０３Ｂ，１０３Ｃでそれぞれ選択された入力は、コンパレータ１０４内のコンパレータ１０４Ａ，１０４Ｂ，１０４Ｃでそれぞれ論理値として判定される。マルチプレクサ１０３でのチャネルの選択は、デコーダ１０５からの出力に応じて行われる。
【００６８】
入力回路ブロック１０２には、電源１０６から正の電源電圧ＶＢが供給される。コンパレータ１０４には、電源１０６から＋５Ｖである論理回路用の電源電圧ＶＯＭ５が供給される。電源１０６に近接して、過熱検知手段１０７および異常判定手段１０８が設けられる。過熱検知手段１０７の検知結果および異常判定手段１０８の判定結果は、処理手段１０９に与えられ、保護動作として、外部端子１１０への異常信号出力を含む動作が行われる。
【００６９】
入力回路ブロックＡ１０２Ａの複数の入力チャネルは、入力端子１１１，１１２，１１３，…にそれぞれ接続される。入力回路ブロックＢ１０２Ｂの複数の入力チャネルは、入力端子１２１，１２２，１２３，…にそれぞれ接続される。入力回路ブロックＣ１０２Ｃの複数の入力チャネルは、入力端子１３１，１３２，１３３，…にそれぞれ接続される。なお、入力端子１１１，１１２，１１３，…，１２１，１２２，１２３，…，１３１，１３２，１３３，…には、外部のスイッチやコネクタなどの接点が接続される。
【００７０】
図９は、入力回路ブロック１０２Ａの１つのチャネルの接点腐食防止装置１０２Ａｘの概略的な電気的構成を示す。入力信号ライン４は、コンパレータ１０４Ａに最終的には接続されるもので、その電位によりスイッチやコネクタ等のオン・オフ判定がなされる。入力信号ライン４が接続される入力端子１１ｘは、図１〜図５および図７と同様に、電源のローサイド側の接点に接続して使用することを想定している。高インピーダンス手段である抵抗８には、直列にダイオード８ｄが接続され、逆方向の電流を阻止する。比較手段であるコンパレータ９の出力は、ディレイ回路１４０およびゲート回路１４１を介して低インピーダンス手段であるスイッチング素子１２に与えられる。抵抗８のインピーダンスは、スイッチング素子１２のオン時のインピーダンスよりも高くしておく。スイッチング素子１２がＰチャネルＭＯＳトランジスタで実現されるとき、ドレインと入力信号ライン４との間にはダイオード１２ｄが接続され、逆方向の電流を阻止する。ＰチャネルＭＯＳトランジスタのバックゲートと電源電圧ＶＢとの間にもダイオード１２ｅが接続される。図８の処理手段１０９からの過熱検知信号は、ゲート回路１４１の１つの入力に与えられる。過熱検知信号は、過熱状態が検知されなければローレベルであり、過熱状態が検知されるとハイレベルとなり、スイッチング素子１２をオンにすることが禁止される。ゲート回路１４１は、ＯＲ回路と等価である。入力信号ライン４には、減衰回路１４２が挿入され、ＭＰＸ１０３Ａへの出力となる。なお、ディレイ回路１４０の機能については後述する。
【００７１】
図１０は、入力回路ブロック１０２Ｂの１つのチャネルの接点腐食防止装置１０２Ｂｘの概略的な電気的構成を示す。入力信号ライン４は、コンパレータ１０４Ｂに最終的には接続されるもので、その電位によりスイッチやコネクタ等のオン・オフ判定がなされる。入力信号ライン４が接続される入力端子１２ｘは、図１〜図５および図７とは異なり、電源のハイサイド側の接点に接続して使用することを想定している。低インピーダンス手段としてのスイッチング素子１４３は、ＮチャネルＭＯＳトランジスタで実現され、高インピーダンス手段である抵抗１４４とともに、入力信号ライン４と接地との間に接続される。スイッチング素子１４３であるＮチャネルＭＯＳトランジスタのドレインと入力信号ライン４との間には、直列にダイオード１４３ｄが接続され、逆方向の電流を阻止する。比較手段であるコンパレータ９の出力は、ディレイ回路１４０およびゲート回路１４５を介してスイッチング素子１４３に与えられる。図８の処理手段１０９からの過熱検知信号は、ゲート回路１４５の１つの入力に与えられる。過熱検知信号は、過熱状態が検知されなければローレベルであり、過熱状態が検知されるとハイレベルとなって、スイッチング素子１４３をオンにすることが禁止される。入力信号ライン４には、減衰回路１４２が挿入され、ＭＰＸ１０３Ｂへの出力となる。
【００７２】
図１１は、入力回路ブロック１０２Ｃの１つのチャネルの接点腐食防止装置１０２Ｃｘの概略的な電気的構成を示す。入力信号ライン４は、コンパレータ１０４Ｃに最終的には接続されるもので、その電位によりスイッチやコネクタ等のオン・オフ判定がなされる。入力信号ライン４が接続される入力端子１３ｘは、図１〜図５および図７とは異なり、電源のローサイド側のみではなくハイサイド側の接点に接続して使用することも想定している。コンパレータ９の論理出力は、スイッチング素子１２にはディレイ回路１４０からの出力が１つの入力として与えられるＮＡＮＤ回路１５１を介して与えられる。ＮＡＮＤ回路１５１の他の入力には、ＡＮＤ回路１５２からの出力が与えられる。コンパレータ９の論理出力は、スイッチング素子１４３にはディレイ回路１４０からの出力が１つの入力として与えられるＮＯＲ回路１５３を介して与えられる。ＮＯＲ回路１５３の他の入力には、ＯＲ回路１５４からの出力が与えられる。ＡＮＤ回路１５２には、ゲート回路１５５からの出力とＳＥＬ１の入力とが与えられる。ＯＲ回路１５４には、ゲート回路１５５の出力をインバータ１５６で論理反転した信号と、ＳＥＬ２の入力をインバータ１５７で論理反転した信号とが与えられる。ゲート回路１５５には、ＳＥＬ３の入力信号と、過熱検知信号とが与えられる。
【００７３】
ＳＥＬ１の入力がハイレベルになると、スイッチ１５８がオンになって、抵抗８が入力信号ライン４と電源電圧ＶＢとの間に高インピーダンス手段として接続される。ＳＥＬ２の入力がハイレベルになると、スイッチ１５９がオンになって、抵抗１４４が入力信号ライン４と接地との間に高インピーダンス手段として接続される。ＳＥＬ２およびＳＥＬ１は、ハイレベルになると、基準電位源１６０のスイッチ１６１，１６２をそれぞれオンにする。これによって、抵抗１６，１６３，１６４で形成する分圧回路を切換えて、コンパレータ９の所定電位を変化させることができる。
【００７４】
図１２は、図１１の３つの選択信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３による入力回路ブロック１０２Ｃでの機能の選択状態を示す。ＳＥＬ１をハイレベルにすると、入力回路ブロック１０２Ａと同様に、ローサイド側にスイッチを接続することができる。ＳＥＬ２をハイレベルにすると、入力回路ブロック１０２Ｂと同様に、ハイサイド側にスイッチを接続することができる。ＳＥＬ３をハイレベルにすると、接点腐食防止機能を有りにすることができる。
【００７５】
図１３は、図９〜図１１に示すディレイ回路１４０の動作を示す。（ａ）はコンパレータ９への入力電圧の変化を示し、（ｂ）はコンパレータ９の論理出力を示し、（ｃ）はディレイ回路１４０の出力を示す。（ａ）に示すように、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までに、コンパレータ９の入力が所定電位を越えると、（ｂ）に示すようにコンパレータ９の出力はハイレベルになる。ディレイ回路１４０は、たとえば５μｓ程度の遅延時間ｔｄを有し、しかもこの遅延時間ｔｄの間継続して同一の論理となる場合に、遅延時間ｔｄ後にその論理を出力するように形成される。したがって、（ｃ）に示すように、時刻ｔ１０から遅延時間ｔｄ経過後に、ディレイ回路１４０の出力はハイレベルになり、破線で示すように、最小時間ｔｍｉｎとして、遅延時間ｔｄと同一の時間はハイレベルを続ける。時刻ｔ１０から時刻ｔ１１までの時間が遅延時間ｔｄよりも長ければ、時刻ｔ１１から遅延時間ｔｄ経過後の時刻にディレイ回路１４０の出力はローレベルに変化する。
【００７６】
以上のように、腐食防止装置１０１では、複数の接点の各接点毎に入力信号ライン４が接続されるチャネルが備えられる。過熱検知手段１０７は、いずれかのチャネルの入力信号ライン４に腐食防止電流が流れる期間に、予め定める過熱状態となっているか否かを検知する。腐食防止電流が流れないときには、発熱はほとんどないので、過熱状態にはならない。処理手段１０９は、過熱検知手段１０７の検知結果に応答し、過熱検知手段１０７によって過熱状態が検知されるときに、腐食防止電流を流しているチャネルの低インピーダンス手段であるスイッチング素子１２，１４３が該腐食防止電流を流す動作を禁止するように制御する動作禁止手段として機能する。制御手段１０９は、各チャネル毎に腐食防止電流が流れているか否かを検知する機能と、過熱検知信号を、腐食防止電流が流れているチャネルのみハイレベルにする機能とを備えている。腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には、その腐食防止電流が流れないようにして、発熱を低減するための保護動作を行い、かつ他の接点については腐食防止機能が無効になるのを防ぐことができる。
【００７７】
また、異常判定手段１０８は、各低インピーダンス手段のスイッチング素子１２，１３，１４３を能動化する制御信号や電源１０６から各入力信号ライン４に流れる腐食防止電流を監視し、複数の入力信号ライン４で、腐食防止電流が流れる期間のうちの少なくとも一部が重複すると異常と判定する。本来、腐食防止電流の通電頻度は低いので、頻繁に複数の接点で腐食防止電流が重複して流れることはないはずである。接点異常時は複数の接点に対する腐食防止動作がそれぞれ独立して行われ、時間的に重複する可能性がある。異常判定手段は、各低インピーダンス手段への能動化信号や各入力信号ラインに流れる腐食防止電流を監視し、複数の入力信号ラインで、腐食防止電流が流れる期間のうちの少なくとも一部が重複すると異常と判定するので、接点の異常判定を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の実施の第１形態である接点腐食防止装置１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の第２形態である接点腐食防止装置２１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の第３形態である接点腐食防止装置３１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の第４形態である接点腐食防止装置４１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の第５形態である接点腐食防止装置５１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図６】図５の入力信号ライン４の電位変化の例、対応するコンパレータ９、論理判定結果、およびＯＲ回路５２の論理出力の変化をそれぞれ示すタイムチャートである。
【図７】本発明の実施の第６形態である接点腐食防止装置６１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図８】本発明の実施の第７形態である接点腐食防止装置１０１の概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図９】図８の入力回路ブロック１０２Ａに含まれる腐食防止装置１０２Ａｘの概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】図８の入力回路ブロック１０２Ｂに含まれる腐食防止装置１０２Ｂｘの概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１１】図８の入力回路ブロック１０２Ｃに含まれる腐食防止装置１０２Ｃｘの概略的な電気的構成を示すブロック図である。
【図１２】図１１の腐食防止装置１０２Ｃｘの機能を示す図表である。
【図１３】図９〜図１１のディレイ回路１４０の動作を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７９】
１，２１，３１，４１，５１，６１，１０１，１０２Ａｘ，１０２Ｂｘ，１０２Ｃｘ  腐食防止装置
２，１５８，１５９，１６１，１６２  スイッチ
３  接点
４  入力信号ライン
６，１０６  電源
７  低インピーダンス手段
８，１４，１６，１７，２２，１４４，１６３，１６４  抵抗
９  コンパレータ
１０，１６０  基準電位源
１１，３２  過熱検知手段
１２，１３，２３，１４３  スイッチング素子
１５  切換スイッチ
３３  電流制限手段
４２  正温度特性抵抗素子
１４０  ディレイ回路
【要約】
【課題】  接点の腐食の検知時にのみ腐食防止電流を流し、腐食防止電流が流れ続けるような異常動作時には保護動作を行うことができる接点腐食防止装置を提供する。
【解決手段】  電源６には、内部または近傍に過熱検知手段１１が設けられ、腐食防止電流が連続または高頻度で流れるような場合の温度上昇による過熱状態を検知する。低インピーダンス手段７には、切換スイッチ１５が設けられ、過熱検知手段１１からの出力に応じて切換えられる。過熱検知手段１１が過熱状態を検知していないときは、コンパレータ９の論理出力はスイッチング素子１２の制御入力端子に与えられ、入力信号ライン４の電位が基準電位源１０の所定電位よりも高くなるとスイッチング素子１２がオンに制御され、入力信号ライン４のインピーダンスを低くすることができる。過熱検知手段１１が過熱状態を検知すると、切換スイッチ１５はスイッチング素子１３側に切換えられ、接点３に流す腐食防止電流を減少させることができる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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