(57)【要約】【課題】ＥＭＩノイズ発生を抑制し、消費電力を削減したスイッチ監視装置を提供する。【解決手段】入力ラインＶＮ１に例えば電流を供給する定電流源ＣＣ１と、入力ラインＶＮ１を例えば接地電圧ＧＮＤに接続するスイッチＳＷ１と、入力ラインＶＮ１の電圧を参照電圧ＶＲＥＦ１と比較するコンパレータＣＯＭＰ１と、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１を受けるロジックＬＯＧＩＣと、基準電流ＩＢａｓｅを生成する基準電流源ＢＣ１と、ロジックＬＯＧＩＣからの電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿ＮとコンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１によって基準電流ＩＢａｓｅを基準として調整したバイアス電流ＩＢｉａｓ１を生成するバイアス電流回路ＢＣＣ２とを有し、定電流源ＣＣ１はバイアス電流ＩＢｉａｓ１を基準として調整した電流を生成する。【選択図】図１
2019040858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力ラインに電流を供給するまたは前記入力ラインから電流を抜き出す定電流源と、
前記入力ラインを電源電圧または接地電圧に接続するスイッチと、
前記入力ラインの電圧を参照電圧と比較するコンパレータと、
前記コンパレータの出力電圧を受けるロジックと、
基準電流を生成する基準電流源と、
前記ロジックからの電流制御信号と前記コンパレータの前記出力電圧によって前記基準電流を基準として調整したバイアス電流を生成するバイアス電流回路とを有し、
前記定電流源は前記バイアス電流を基準として調整した電流を生成することを特徴とするスイッチ監視装置。
【請求項２】
前記スイッチが閉状態において前記定電流源は前記ロジックによって設定された前記バイアス電流回路の状態に応じた第１電流を生み出し、前記スイッチが開状態において前記定電流源は前記出力電圧によって設定された前記バイアス電流回路の状態に応じた第２電流を生み出すことを特徴とする請求項１に記載のスイッチ監視装置。
【請求項３】
前記バイアス電流回路は、トランジスタによるカレントミラー回路で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ監視装置。
【請求項４】
前記トランジスタはＭＯＳトランジスタであることを特徴とする請求項３に記載のスイッチ監視装置。
【請求項５】
前記トランジスタはバイポーラトランジスタであることを特徴とする請求項３に記載のスイッチ監視装置。
【請求項６】
制御される前記スイッチがＭ（Ｍは２以上の整数）個ある場合、前記入力ライン、前記コンパレータ、前記出力電圧、前記電流制御信号、前記バイアス電流回路及び前記定電流源はそれぞれＭ個用意されるが、前記基準電流を生成する前記基準電流源は１つであることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ監視装置。
【請求項７】
前記基準電流源は、集積回路の中央部に配置されることを特徴とする請求項１に記載のスイッチ監視装置。
【請求項８】
前記バイアス電流回路は、前記基準電流源の近傍に配置されることを特徴とする請求項７に記載のスイッチ監視装置。
【請求項９】
前記定電流源は、前記バイアス電流回路よりも外側に分散して配置されることを特徴とする請求項８に記載のスイッチ監視装置。
【請求項１０】
前記スイッチの開閉状態をシリアル通信でマイコンに伝達する通信手段を備える請求項１〜９のいずれか一項に記載のスイッチ監視装置を含むスイッチシステム。
【請求項１１】
内部電流生成手段と内部スイッチとが直列に接続される第１の直列接続体と、外部電流生成手段と外部スイッチとが直列に接続される第２の直列接続体を有し、前記第１の直列接続体は半導体集積回路の内部に配置され、前記第２の直列接続体は前記半導体集積回路の外部に配置され、前記半導体集積回路には複数の外部端子が配設され、前記第１の直列接続体と前記第２の直列接続体は前記外部端子の１つを介して接続ラインに接続され、前記内部スイッチを制御する開閉制御信号を前記半導体集積回路の前記外部端子の１つに取り出し、前記開閉制御信号を前記外部スイッチの開閉制御に用いて前記内部スイッチと前記外部スイッチを連動して開閉制御して、前記半導体集積回路の外部に接続され前記第２の直列接続体と電源端子または接地電位との間に直列に接続される開閉スイッチに前記内部電流生成手段および前記外部電流生成手段で生成した電流の少なくとも一方を供給して前記接続ラインに生じる電位または電流を検出して前記開閉スイッチの開閉状態を検出するスイッチ状態検出回路。
【請求項１２】
前記第１の直列接続体と前記第２の直列接続体は、前記接続ラインと前記電源端子との間、または前記接続ラインと前記接地電位との間に並列に接続される請求項１１に記載のスイッチ状態検出回路。
【請求項１３】
前記外部電流生成手段は抵抗を含み、前記外部スイッチはトランジスタで構成される請求項１１に記載のスイッチ状態検出回路。
【請求項１４】
前記内部スイッチと前記外部スイッチが共に閉状態であるとき前記開閉スイッチに前記内部電流生成手段および前記外部電流生成手段から前記接続ラインに電流が供給される請求項１１に記載のスイッチ状態検出回路。
【請求項１５】
前記外部電流生成手段から前記接続ラインに電流が供給された後に前記内部電流生成手段から前記接続ラインに電流が供給される請求項１１に記載のスイッチ状態検出回路。
【請求項１６】
前記開閉スイッチに少なくとも前記内部電流生成手段から電流が供給されたときに前記接続ラインの電位が参照電位と比較され、前記開閉スイッチの開閉状態が検出される請求項１１に記載のスイッチ状態検出回路。
【請求項１７】
前記外部電流生成手段で生成される電流は、前記内部電流生成手段で生成される電流に比べて大きい請求項１１に記載のスイッチ状態検出回路。
【請求項１８】
前記内部スイッチおよび前記外部スイッチはいずれもが同導電型のトランジスタを含む請求項１１に記載のスイッチ状態検出回路。
【請求項１９】
前記開閉スイッチはメカニカルスイッチである請求項１１に記載のスイッチ状態検出回路。
【請求項２０】
前記開閉スイッチの開閉状態の結果をシリアル通信でマイコンに伝達する通信手段を備える請求項１１〜１９のいずれか一項に記載のスイッチ状態検出回路を含む車載用スイッチシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に用いられるスイッチ監視装置に関する。
【０００２】
また、本発明は、スイッチの開閉状態やコネクタの接触状態などを検出するスイッチ状態検出回路および車載用スイッチシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００３】
＜第１の背景技術＞
従来、車両には、セキュリティシステムの制御、ドアロックの制御、パワーウィンドウの制御などのためにＢＣＭ［Body Control Module］が用いられている。ＢＣＭにもよく知られたＥＣＵ［Electronic Control Unit］が用いられている。ＥＣＵは、ＥＣＵの内部のＣＰＵ［Central Processing Unit］、ＭＰＵ［Micro Processing Unit］等の処理装置により、車両に設けられた複数のスイッチの状態を検出して、ユーザの操作に応じた処理を行う機能を有している。ＥＣＵは、車両のエンジンの動作に関わらず車両に設けられたスイッチの状態を検出する必要がある。そのため、ＥＣＵによるバッテリの消費電力を抑制することが望まれる。
【０００４】
特許文献１の図１、図２を参照するとスイッチ検出回路１は、Ｎ個の接続端子（１１−１〜１１−Ｎ）、Ｎ個の切替スイッチ（１２−１〜１２−Ｎ）、接続ライン１３、検出回路１４、電力調節回路１５、制御回路１６、記憶回路１７、および、通信回路１８を備える。開閉スイッチ（２−１〜２−Ｎ）の開閉状態の検出は、まず電力調節回路１５による定電流Ｉａを接続ライン１３に供給する。その後、接続ラインにつながる開閉スイッチの開閉状態を検出回路１４で検出する。
【０００５】
図４に本発明者が事前に検討したスイッチ監視装置４００の回路図を示す。
【０００６】
スイッチ監視装置４００は、スイッチＳＷ１、定電流源ＣＣ１、コンパレータＣＯＭＰ１、参照電圧ＶＲＥＦ１、ロジックＬＯＧＩＣ、基準電流源ＢＣ１、バイアス電流回路ＢＣＣ１、及び、マイコンＭＣＵを備える。定電流源ＣＣ１、コンパレータＣＯＭＰ１、参照電圧ＶＲＥＦ１、ロジックＬＯＧＩＣ、基準電流源ＢＣ１及びバイアス電流回路ＢＣＣ１は、一つの集積回路ＬＳＩに集積されている。
【０００７】
スイッチＳＷ１の一端は接地電圧ＧＮＤに接続されており、その他端は定電流源ＣＣ１の一端及びコンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端子（＋）に接続されている。定電流源ＣＣ１の他端は電源電圧ＶＣＣに接続されている。参照電圧ＶＲＥＦ１の一端は接地電圧ＧＮＤに接続されており、その他端はコンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端子（―）に接続されている。コンパレータＣＯＭＰ１の出力はロジックＬＯＧＩＣに接続されている。ロジックＬＯＧＩＣはコンパレータＣＯＭＰ１の出力を受けて、その結果をシリアル通信（ＳＰＩ［Serial Peripheral Interface］通信など）を用いてマイコンＭＣＵに転送する。マイコンＭＣＵは、ロジックＬＯＧＩＣからの通信を受けて、図示しないドライバなどに命令を下す。基準電流源ＢＣ１はバイアス電流回路ＢＣＣ１に接続されており、バイアス電流回路ＢＣＣ１は定電流源ＣＣ１に接続されている。また、ロジックＬＯＧＩＣから電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎがバイアス電流回路ＢＣＣ１に接続されている。
【０００８】
本構成例のスイッチ監視装置４００の動作について簡単に説明する。スイッチ監視装置４００はスイッチＳＷ１の開閉を検出する。スイッチＳＷ１は、例えばドアミラーの格納状態を変更するユーザーインターフェイスである。例えばスイッチＳＷ１が開の時はドアミラーが開いており、スイッチＳＷ１が閉の時はドアミラーが閉じていることを示す。
【０００９】
定電流源ＣＣ１により入力ラインＶＮ１に電流が供給される。スイッチＳＷ１が開の場合は、入力ラインＶＮ１がほぼ電源電圧ＶＣＣになる。逆に、スイッチＳＷ１が閉の場合は、入力ラインＶＮ１がほぼ接地電圧ＧＮＤになる。この電圧変化をコンパレータＣＯＭＰ１にて検出する。従って、参照電圧ＶＲＥＦ１は、電源電圧ＶＣＣより低く接地電圧ＧＮＤより高い電圧に設定される。例えば３Ｖである。
【００１０】
コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１は、スイッチＳＷ１が開の場合はハイレベルとなり、スイッチＳＷ１が閉の場合はロウレベルとなる。この出力電圧ＶＯ１をロジックＬＯＧＩＣが受け取り、ＳＰＩ通信でマイコンＭＣＵに状態を伝える。
【００１１】
基準電流源ＢＣ１は、基準電流ＩＢａｓｅを生成する。バイアス電流回路ＢＣＣ１は、ロジックＬＯＧＩＣからの電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎを受けて基準電流ＩＢａｓｅを所望のバイアス電流ＩＢｉａｓ１に増幅して出力する。バイアス電流ＩＢｉａｓ１は、電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎに応じた電流量となる。定電流源ＣＣ１は、バイアス電流ＩＢｉａｓ１を増幅して出力する。なお、バイアス電流回路ＢＣＣ１及び定電流源ＣＣ１はよく知られたカレントミラー回路で構成されている。
【００１２】
定電流源ＣＣ１はスイッチＳＷ１に必要な電流を供給する。供給される電流量はスイッチＳＷ１の種類により変更される。スイッチの種類により供給する電流量を変更する必要があるため、バイアス電流回路ＢＣＣ１で調整する。
【００１３】
図５に本発明者が事前に検討したバイアス電流回路ＢＣＣ１の回路例を示す。
【００１４】
バイアス電流回路ＢＣＣ１は、例えばＮ通りのバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力することができる。その為にロジックＬＯＧＩＣからの電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎが接続されている。
【００１５】
まず電流制御信号ＩＳ１＿１を使用する系について説明する。
【００１６】
基準電流ＩＢａｓｅがＭＯＳトランジスタＭ１のドレインに接続されており、そのソースは接地電圧ＧＮＤに接続されている。またＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ３のゲートはＭＯＳトランジスタＭ１のドレインに共通接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ３のソースはＭＯＳトランジスタＭ１のソースと同様に接地電圧ＧＮＤに接続されている。すなわちＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ３によってよく知られたカレントミラー回路を形成している。ただしＭＯＳトランジスタＭ３は、ＭＯＳトランジスタＭ１の９９倍あるものとする。すなわちＭＯＳトランジスタＭ３によって生成される電流は、基準電流ＩＢａｓｅの９９倍の大きさとなる。
【００１７】
ＭＯＳトランジスタＭ３のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ４のソースに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ４のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ２のドレインと共通接続されバイアス電流ＩＢｉａｓ１を形成する。
【００１８】
電流制御信号ＩＳ１＿１は、ＭＯＳトランジスタＭ４のゲートに接続されている。
【００１９】
バイアス電流回路ＢＣＣ１は、電流制御信号ＩＳ１＿１がハイレベルの時にＭＯＳトランジスタＭ４がオンすることで基準電流ＩＢａｓｅの１００倍のバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力する。
【００２０】
続いて電流制御信号ＩＳ１＿Ｎの系について説明する。例えば電流制御信号ＩＳ１＿Ｎの系においては基準電流ＩＢａｓｅの５０倍のバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力するものとする。ＭＯＳトランジスタＭ１を基準としたカレントミラー回路にＭＯＳトランジスタＭ５を追加しサイズを４９倍とする。ＭＯＳトランジスタＭ５のソースは接地電圧ＧＮＤに接続される。ＭＯＳトランジスタＭ５のドレインにＭＯＳトランジスタＭ６のソースを接続し、ＭＯＳトランジスタＭ６のゲートに電流制御信号ＩＳ１＿Ｎを接続する。そしてＭＯＳトランジスタＭ６のドレインをＭＯＳトランジスタＭ２のドレインにＭＯＳトランジスタＭ４のドレインと共通に接続する。
【００２１】
上記接続をＮ個作成することで、Ｎパターンのバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力することができるようになる。
【００２２】
＜第２の背景技術＞
スイッチ状態検出回路およびスイッチシステムとしては、例えば特許文献１が知られている。このスイッチ状態検出回路およびスイッチシステムは、例えば車載用装置の１つとして利用され、マイコン等の制御装置と共に用いられる。各スイッチ状態の検出結果を制御装置へ通知することにより、制御装置は各スイッチの状態に応じた制御を行うことが可能となる。
【００２３】
特許文献１の図１、図２を参照すると、スイッチ検出回路１はＮ個の接続端子（１１−１〜１１−Ｎ）、Ｎ個の切替スイッチ（１２−１〜１２−Ｎ）、接続ライン１３、検出回路１４、電力調節回路１５、制御回路１６、記憶回路１７、および、通信回路１８を備える。開閉スイッチ（２−１〜２−Ｎ）の開閉状態は、電流調節回路１５による定電流Ｉａを接続ラインに１３に供給することによって検出回路１４で検出する。
【００２４】
特許文献２は、スイッチやコネクタなどの接点の腐食で生じる酸化被膜を、電流を流して破壊する機能を備える接点腐食防止回路に関するものである。特許文献２に記載された接点腐食防止回路は、外部の接点と接続される入力端子と、入力端子に接続され、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１４０と、入力信号ライン１４０に接続され、能動化によって入力端子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１４１と、入力信号ライン１４０に接続される高インピーダンス手段１４２と、入力信号ライン１４０の電位と接点の腐食となりうる所定電位とを比較する比較手段１４３とを含み、比較手段１４３の出力によって低インピーダンス手段１４１が能動化される。
【００２５】
特許文献２の図１、図４を参照すると、入力端子１３のローサイド側（接地電位側）には図１（ｂ）に示されるローサイドスイッチ１２０が、ハイサイド側（電源側）にはハイサイドスイッチ１３０が接続される例が示されている。ここで、ローサイドスイッチ１２０側、ハイサイドスイッチ１３０側に電流を供給するための低インピーダンス手段は、スイッチング素子１４７，１６７が相当するが、これらのスイッチング素子を含む接点腐食防止回路１０２ＣｘはＬＳＩ（半導体集積回路）に内蔵されている。
【００２６】
特許文献３は、特許文献２と同様にスイッチの腐食防止回路を開示する。特に、車両などに搭載される大電流用スイッチを電子化ユニットの低電流化システムの信号入力スイッチに転用可能にするものに係る。
【００２７】
特許文献３の図１を参照すると、電子化ユニット４には信号発生回路４ａが内蔵され、スイッチングトランジスタＴｒのベースは信号発生回路４ａの出力端子に接続される。腐食防止の対象となり比較的大電流が流れる大電流用スイッチ１の一端が抵抗Ｒ２の一端に接続され、抵抗Ｒ２の他端は電子化ユニット４の入力端子に接続される。スイッチ１からの信号は、電子化ユニット４内で処理されてランプ３等が点灯制御される。特許文献３では、スイッチ１がオンとなる時点で抵抗Ｒ１を介して約１ｍＡの電流がスイッチ１に流れ込み、信号発生回路４ａからのパルスに同期してスイッチングトランジスタＴｒ、抵抗Ｒ３、およびダイオードＤを介してスイッチ１に約２００ｍＡの電流が流れ込み、スイッチ１の接点に形成された接触抵抗を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２８】
【特許文献１】特許６１５４１７６号公報
【特許文献２】特許３６２５４７４号公報
【特許文献３】特許２８７９８０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
＜第１の課題＞
本発明者が事前検討したスイッチ監視装置４００においては、バイアス電流回路ＢＣＣ１で消費される電流はロジックＬＯＧＩＣからの電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎで決定している。そのためスイッチの開閉状態に関係なくバイアス電流回路ＢＣＣ１には常に電流が流れているため消費電力が大きくなってしまう。
【００３０】
また特許文献１に記載のスイッチ状態検出回路は、複数のスイッチの状態検出を時分割で動作させているため、消費電力は小さくなっている。しかしながら、その動作周期に依存したＥＭＩノイズが発生する恐れがある。
【００３１】
本発明は、上記問題点を克服する為になされたものであり、その目的は、スイッチ監視装置において、ＥＭＩノイズ発生を抑制し、かつ消費電力を削減することである。
【００３２】
＜第２の課題＞
特許文献１のスイッチ状態検出回路は、複数の開閉スイッチの状態を検出するものであること、さらに開閉スイッチが接続される接続ラインをプルアップする定電流の供給（ソース）を行う定電流回路、もしくはプルダウンさせる定電流の引抜き（シンク）を行う定電流回路が用意されていること、さらに検出状態は検出回路を介してマイコン等の制御装置へ通知されること、さらに開閉スイッチは例えば車両の前側ドア、後側ドア、サンルーフ等であることを開示し、後述する本発明の要旨と重なる領域が多いことは認められる。しかし、特許文献１に開示される開閉スイッチはＬＳＩの外部端子に接続されるものではあるが、その開閉状態の検出に用いる電流はＬＳＩに内蔵される定電流源と内部スイッチによって制御されるものである。したがって、ＬＳＩに内蔵された定電流源の大きさでは駆動できない比較的大電流が流れるスイッチには対応できないという不具合が生じる。特に特許文献２、３で開示されるようにスイッチの接点の腐食を防止、または取り除くために大電流を開閉スイッチに供給する場合が起こりうるが、特許文献１ではこうした場合の対応に困難が伴う。
【００３３】
また、特許文献２についても特許文献１と同様のことが言える。すなわち、腐食防止回路に内蔵される低インピーダンス手段、およびこの低インピーダンス手段を制御するスイッチ（ゲート回路）はＬＳＩに内蔵されるものであり、ＬＳＩの外部に定電流およびその定電流をオン／オフするスイッチを設けるという構成までは配慮されていない。
【００３４】
また特許文献３は、ＬＳＩ（電子化ユニット）に内蔵された信号発生回路から出力される出力パルスによって大電流用スイッチに比較的大きな大電流（例えば２００ｍＡ）の供給を行うというものであり、特許文献１、２には示唆されない技術思想が開示されていると思われる。しかし、特許文献３は大電流用スイッチの開閉状態を検出するときに用いる内部電流生成手段をＬＳＩ内に設けることまでは示唆していない。また、大電流用スイッチは接地電位側に接続される構成に限定され、電源端子（バッテリー）側に接続される構成までは開示も示唆もしていない。
【００３５】
本発明は、上記各特許文献に存在する不具合を解消するためになされたものであり、ＬＳＩの外部に予期せぬ新たな開閉スイッチおよびその開閉スイッチの開閉を制御する外部スイッチを増設する場合に容易に対応できるスイッチ状態検出回路およびそれを用いた車載用スイッチスシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
＜第１の課題を解決するための手段＞
本発明のスイッチ監視装置の一態様は、入力ラインに電流を供給するまたは前記入力ラインから電流を抜き出す定電流源と、前記入力ラインを電源電圧または接地電圧に接続するスイッチと、前記入力ラインの電圧を参照電圧と比較するコンパレータと、前記コンパレータの出力電圧を受けるロジックと、基準電流を生成する基準電流源と、前記ロジックからの電流制御信号と前記コンパレータの前記出力電圧によって前記基準電流を基準として調整したバイアス電流を生成するバイアス電流回路とを有し、前記定電流源は前記バイアス電流を基準として調整した電流を生成する。
【００３７】
本発明のスイッチ監視装置の別の一態様は、前記スイッチが閉状態において前記定電流源は前記ロジックによって設定された前記バイアス電流回路の状態に応じた第１電流を生み出し、前記スイッチが開状態において前記定電流源は前記出力電圧によって設定された前記バイアス電流回路の状態に応じた第２電流を生み出す。
【００３８】
本発明のスイッチ監視装置の別の一態様は、前記バイアス電流回路は、トランジスタによるカレントミラー回路で構成されている。
【００３９】
本発明のスイッチ監視装置の別の一態様は、前記トランジスタはＭＯＳトランジスタである。
【００４０】
本発明のスイッチ監視装置の別の一態様は、前記トランジスタはバイポーラトランジスタである。
【００４１】
本発明のスイッチ監視装置の別の一態様は、制御される前記スイッチがＭ（Ｍは２以上の整数）個ある場合、前記入力ライン、前記コンパレータ、前記出力電圧、前記電流制御信号、前記バイアス電流回路及び前記定電流源はそれぞれＭ個用意されるが、前記基準電流を生成する前記基準電流源は１つである。
【００４２】
本発明のスイッチ監視装置の別の一態様は、前記基準電流源は、集積回路の中央部に配置される。
【００４３】
本発明のスイッチ監視装置の別の一態様は、前記バイアス電流回路は、前記基準電流源の近傍に配置される。
【００４４】
本発明のスイッチ監視装置の別の一態様は、前記定電流源は、前記バイアス電流回路よりも外側に分散して配置される。
【００４５】
また本発明の別の発明であるスイッチシステムは、前記スイッチの開閉状態をシリアル通信でマイコンに伝達する通信手段をさらに備える上記スイッチ監視装置のいずれか１つの様態のものを含む。
【００４６】
＜第２の課題を解決するための手段＞
本発明に係るスイッチ状態検出回路は、内部電流生成手段と内部スイッチとが直列に接続される第１の直列接続体と、外部電流生成手段と外部スイッチとが直列に接続される第２の直列接続体を有し、第１の直列接続体は半導体集積回路の内部に配置され、第２の直列接続体は半導体集積回路の外部に配置され、半導体集積回路には複数の外部端子が配設され、第１の直列接続体と第２の直列接続体は外部端子の１つを介して接続ラインに接続され、内部スイッチを制御する開閉制御信号を半導体集積回路の外部端子の１つに取り出し、開閉制御信号を外部スイッチの開閉制御に用いて内部スイッチと外部スイッチを連動して開閉制御して、半導体集積回路の外部に接続され第２の直列接続体と電源端子または接地電位との間に直列に接続される開閉スイッチに内部電流生成手段および外部電流生成手段で生成した電流の少なくとも一方を供給して接続ラインに生じる電位または電流を検出して開閉スイッチの開閉状態を検出する。こうした態様によれば開閉スイッチと外部スイッチとの直列接続体の増設に容易に対応することができる。
【００４７】
本発明に係るスイッチ状態検出回路は、具体的には第１の直列接続体と第２の直列接続体は、接続ラインと電源端子との間、または接続ラインと接地電位との間に並列に接続される。これによって、内部電流生成手段および外部電流生成手段の少なくとも一方で生成した電流を開閉スイッチに供給できるので仮にいずれか一方の直列接続体に不具合が発生しても他方の直列接続体を用いて開閉スイッチの開閉状態の検出を行うことができる。
【００４８】
本発明に係るスイッチ状態検出回路は、具体的には外部電流生成手段は抵抗を含み、外部スイッチはトランジスタで構成される。こうした回路構成によって、スイッチ状態検出回路の回路構成の簡易化が図れる。
【００４９】
本発明に係るスイッチ状態検出回路は、具体的には内部スイッチと外部スイッチが共に閉状態であるとき開閉スイッチに内部電流生成手段および外部電流生成手段から開閉スイッチに電流が供給されるように内部スイッチおよび外部スイッチが制御される。これによって、外部電流生成手段で生成する電流の大きさの低減化が図れるとともに内部スイッチと外部スイッチのいずれか一方、または内部電流生成手段および外部電流生成手段のいずれか一方に不具合が生じた場合であってもスイッチ状態の検出が可能となる。
【００５０】
本発明に係るスイッチ状態検出回路は、具体的には外部電流生成手段から開閉スイッチに電流が供給された後に内部電流生成手段から開閉スイッチに電流が供給されるように内部スイッチおよび外部スイッチが制御される。これによって、スイッチ状態検出時には比較的電流の少ない内部電流手段で生成される電流を用いるので省電力化が図れる。
【００５１】
本発明に係るスイッチ状態検出回路は、具体的には開閉スイッチに少なくとも内部電流生成回路手段から電流が供給されたときに接続ラインの電位が参照電位と比較され、開閉スイッチの開閉状態が検出される。これによってスイッチ状態の検出状態を適正に検出することができる。
【００５２】
本発明に係るスイッチ状態検出回路は、具体的には外部電流生成手段で生成される電流は、内部電流生成手段で生成される電流の大きさに比べて大きい。これによって開閉スイッチの大電流化に即応することができる。また、外部電流生成手段で生成した大電流を開閉スイッチに流すことで開閉スイッチの接点の腐食を防止することができる。
【００５３】
本発明に係るスイッチ状態検出回路は、具体的には内部スイッチおよび外部スイッチはいずれもが同じ導電型のトランジスタで構成される。これによって内部スイッチと外部スイッチの回路構成の簡素化と内部スイッチで制御される開閉スイッチと外部スイッチで制御される開閉スイッチの連動化が容易に図れる。
【００５４】
また、本発明に係るスイッチ状態検出回路に用いる開閉スイッチはメカニカルスイッチである。これによって、車載用に採用される比較的接点が腐食、酸化しやすいメカニカルスイッチの開閉状態を適正に検出することができる。
【００５５】
本発明に係るメカニカルスイッチは、具体的にはロッカスイッチ、プッシュスイッチ、キーロックスイッチ、ロータリスイッチ、スライドスイッチ、タクティルスイッチ、およびトグルスイッチの少なくとも１つである。これによって、車載用として多用されるスイッチ状態検出回路として用いることができる。
【００５６】
本発明に係る車載用スイッチシステムは、具体的には開閉スイッチの開閉状態の結果をシリアル通信でマイコンに伝達する通信手段を備える。これによって車に搭載される各種通信プロトコルに対応することができる。
【００５７】
本発明に係る車載用スイッチシステムにおいて、開閉スイッチとは、具体的には車のボディ系に使用されるメカニカルスイッチである。車載用のスイッチ状態検出回路として用いることができる。
【００５８】
本発明に係る車載用スイッチシステムにおいて、ボディ系とは、具体的には、車のドア（開閉）系、ドアミラー系、ドアロック系、パワーウインドウ系、ワイパー制御系、およびシート調整系の少なくとも１つである。これによって比較的多用される車のボディ系の各種開閉スイッチの状態検出に好適となる。
【発明の効果】
【００５９】
＜第１の効果＞
この発明によれば、スイッチ監視装置のＥＭＩノイズ発生を抑制し、かつ消費電力を削減することができる。
【００６０】
＜第２の効果＞
以上のように、本発明によれば、スイッチ状態検出回路に予期せぬ新たな開閉スイッチが増設されるとしても、その開閉スイッチの開閉制御はＬＳＩの内部に設けた内部電流生成手段の開閉制御に連動させて行うことができる。特に開閉スイッチの種類や電流容量に応じて発生する大電流用の開閉スイッチの併設が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係るスイッチ監視装置１００の構成の一例を示す図
【図２】本発明に係るバイアス電流回路ＢＣＣ２の構成の一例を示す図
【図３】本発明に係る基準電流源ＢＣ１，バイアス電流回路ＢＣＣ２，定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３，パッドＰＡＤ１〜ＰＡＤ３３のレイアウトイメージを示す図
【図４】本発明者が事前に検討したスイッチ監視装置４００の構成を示す図
【図５】本発明者が事前に検討したバイアス電流回路ＢＣＣ１の構成を示す図
【図６】本発明に係るスイッチ状態検出回路および車載用スイッチシステム構成図
【図７】図６のスイッチ状態検出回路の説明を補足するために用意した構成図
【図８】図６、図７の内部電流生成手段と開閉スイッチおよびコンパレータの接続を示す構成図
【図９】図６、図７の内部電流生成手段と開閉スイッチおよびコンパレータの接続を示す別の構成図
【発明を実施するための形態】
【００６２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００６３】
図１は、本発明に係るスイッチ監視装置１００の構成の一例を示す。図４のスイッチ監視装置４００におけるバイアス電流回路ＢＣＣ１をバイアス電流回路ＢＣＣ２に置き換えて、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１によってバイアス電流回路ＢＣＣ２を制御したものが本発明に係るスイッチ監視装置１００となる。
【００６４】
大方の基本動作は図４と類似するが図１について説明する。
【００６５】
スイッチ監視装置１００はスイッチＳＷ１の開閉を検出する。スイッチＳＷ１は、例えばドアミラーの格納状態を変更するユーザーインターフェイスである。例えばスイッチＳＷ１が開の時はドアミラーが開いており、スイッチＳＷ１が閉の時はドアミラーが閉じていることを示す。
【００６６】
定電流源ＣＣ１により入力ラインＶＮ１に電流が供給される。スイッチＳＷ１が開の場合は、入力ラインＶＮ１がほぼ電源電圧ＶＣＣになる。逆に、スイッチＳＷ１が閉の場合は、入力ラインＶＮ１がほぼ接地電圧ＧＮＤになる。この電圧変化をコンパレータＣＯＭＰ１にて検出する。従って、参照電圧ＶＲＥＦ１は、電源電圧ＶＣＣより低く接地電圧ＧＮＤより高い電圧に設定される。例えば３Ｖである。
【００６７】
コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１は、スイッチＳＷ１が開の場合はハイレベルとなり、スイッチＳＷ１が閉の場合はロウレベルとなる。この出力電圧ＶＯ１をロジックＬＯＧＩＣが受け取り、シリアル通信でマイコンＭＣＵに状態を伝える。また出力電圧ＶＯ１がバイアス電流回路ＢＣＣ２にも接続されている。これによりバイアス電流回路ＢＣＣ２がスイッチＳＷ１の開閉状態を知ることができ、スイッチＳＷ１の開閉状態に応じた電流制御をすることが可能となっている。
【００６８】
基準電流源ＢＣ１は基準電流ＩＢａｓｅを生成する。バイアス電流回路ＢＣＣ２は、ロジックＬＯＧＩＣから電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎを受けて基準電流ＩＢａｓｅを所望のバイアス電流ＩＢｉａｓ１に増幅して出力する。バイアス電流ＩＢｉａｓ１は、電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎに応じた電流量となる。定電流源ＣＣ１は、バイアス電流ＩＢｉａｓ１を増幅して出力する。本例においては簡単のため定電流源ＣＣ１における増幅度は固定として説明するが、定電流源ＣＣ１でも増幅度を変更したい場合はロジックＬＯＧＩＣから別途電流制御信号を接続すればよい。なお、バイアス電流回路ＢＣＣ２及び定電流源ＣＣ１はよく知られたカレントミラー回路で構成されている。
【００６９】
定電流源ＣＣ１はスイッチＳＷ１に必要な電流を供給する。供給される電流量はスイッチＳＷ１の種類により変更される。スイッチの種類により供給する電流量を変更する必要があるため、バイアス電流回路ＢＣＣ２で調整する。
【００７０】
スイッチＳＷ１が閉の場合は、定電流源ＣＣ１はスイッチＳＷ１の種類に応じた電流量を供給する必要がある。しかしスイッチＳＷ１が開の場合は、スイッチＳＷ１の種類に関係なくコンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１が安定するだけの電流量が供給されていればよい。その電流量は、例えば１００μＡである。
【００７１】
図２は、本発明に係るバイアス電流回路ＢＣＣ２の構成の一例を示す。図５のバイアス電流回路ＢＣＣ１にＭＯＳトランジスタＭ７とインバータＩＮＶ１が追加されている。
【００７２】
バイアス電流回路ＢＣＣ２は、例えばＮ通りのバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力することができる。その為にロジックＬＯＧＩＣからの電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎが接続されている。
【００７３】
まず電流制御信号ＩＳ１＿１を使用する系について説明する。
【００７４】
基準電流ＩＢａｓｅがＭＯＳトランジスタＭ１のドレインに接続されており、そのソースは接地電圧ＧＮＤに接続されている。またＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ３のゲートはＭＯＳトランジスタＭ１のドレインに共通接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ２，Ｍ３のソースはＭＯＳトランジスタＭ１のソースと同様に接地電圧ＧＮＤに接続されている。すなわちＭＯＳトランジスタＭ１〜Ｍ３によってよく知られたカレントミラー回路を形成している。ただしＭＯＳトランジスタＭ３は、ＭＯＳトランジスタＭ１の例えば９９倍あるものとする。すなわちＭＯＳトランジスタＭ３によって生成される電流は、基準電流ＩＢａｓｅの例えば９９倍の大きさとなる。
【００７５】
ＭＯＳトランジスタＭ３のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ４のソースに接続されている。ＭＯＳトランジスタＭ４のゲートには電流制御信号ＩＳ１＿１が接続されている。
【００７６】
バイアス電流ＩＢｉａｓ１とＭＯＳトランジスタＭ４のドレインとの間にＭＯＳトランジスタＭ７が挿入されている。ＭＯＳトランジスタＭ７のゲートにはインバータＩＮＶ１の出力が接続されており、インバータＩＮＶ１の入力にはコンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１が接続されている。
【００７７】
ＭＯＳトランジスタＭ７のドレインは、ＭＯＳトランジスタＭ２のドレインと共通接続されバイアス電流ＩＢｉａｓ１を形成する。
【００７８】
続いて電流制御信号ＩＳ１＿Ｎの系について説明する。例えば電流制御信号ＩＳ１＿Ｎの系においては基準電流ＩＢａｓｅの例えば５０倍のバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力するものとする。ＭＯＳトランジスタＭ１を基準としたカレントミラー回路にＭＯＳトランジスタＭ５を追加しサイズを例えば４９倍とする。ＭＯＳトランジスタＭ５のソースは接地電圧ＧＮＤに接続される。ＭＯＳトランジスタＭ５のドレインにＭＯＳトランジスタＭ６のソースを接続し、ＭＯＳトランジスタＭ６のゲートに電流制御信号ＩＳ１＿Ｎを接続する。そしてＭＯＳトランジスタＭ６のドレインをＭＯＳトランジスタＭ４のドレインと共通に接続する。
【００７９】
上記接続をＮ個作成することで、Ｎパターンのバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力することができるようになる。
【００８０】
すなわちバイアス電流回路ＢＣＣ２は、電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎと出力電圧ＶＯ１によって制御されることとなる。
【００８１】
バイアス電流回路ＢＣＣ２は、出力電圧ＶＯ１がロウレベルかつ電流制御信号ＩＳ１＿１がハイレベルの時に基準電流ＩＢａｓｅの例えば１００倍のバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力する。出力電圧ＶＯ１がロウレベルかつ電流制御信号ＩＳ１＿Ｎがハイレベルの時に基準電流ＩＢａｓｅの例えば５０倍のバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力する。すなわちスイッチＳＷ１が閉の場合は、電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎの設定に応じたバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力する。
【００８２】
一方、出力電圧ＶＯ１がハイレベルの場合は、電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎの設定に関係なく、基準電流ＩＢａｓｅの例えば１倍のバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力する。すなわちスイッチＳＷ１が開の場合は、基準電流ＩＢａｓｅと同じ電流量をバイアス電流ＩＢｉａｓ１として出力する。
【００８３】
ここで理解を簡単にするため、電流制御信号ＩＳ１＿１がハイレベルの時、すなわち基準電流ＩＢａｓｅの例えば１００倍のバイアス電流ＩＢｉａｓ１を出力する状態を例示して説明を付け加える。
【００８４】
図１に戻り説明を続ける。前述の通り図４のスイッチ監視装置４００との違いは、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１によってバイアス電流回路ＢＣＣ２を制御している点である。すなわちスイッチＳＷ１の開閉状態の情報がバイアス電流回路ＢＣＣ２に与えられている。
【００８５】
まずスイッチＳＷ１が閉の場合を考える。入力ラインＶＮ１はほぼ接地電圧ＧＮＤになる。その結果、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１はロウレベルとなる。従って、図２のＭＯＳトランジスタＭ７はオンすることとなり、図５との動作上の違いはない。バイアス電流回路ＢＣＣ２での消費電流は基準電流ＩＢａｓｅの１００倍となる。
【００８６】
次にスイッチＳＷ１が開の場合を考える。入力ラインＶＮ１はほぼ電源電圧ＶＣＣになる。その結果、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１はハイレベルとなる。従って、図２のＭＯＳトランジスタＭ７はオフすることとなり、電流制御信号ＩＳ１＿１で制御される経路すなわちＭＯＳトランジスタＭ３で生成されたカレントミラー電流の経路が遮断される。その結果、バイアス電流回路ＢＣＣ２での消費電流は基準電流ＩＢａｓｅの１倍となる。従って、スイッチＳＷ１が開の場合のバイアス電流回路ＢＣＣ２での消費電流はスイッチＳＷ１が閉の場合と比較して１／１００となる。
【００８７】
図１には簡単のためスイッチはスイッチＳＷ１の１系統しか図示していないが、実際のスイッチ監視装置１００は多数のスイッチを監視してもよい。例えば３３個である。その場合には、スイッチＳＷ１、入力ラインＶＮ１、コンパレータＣＯＭＰ１、出力電圧ＶＯ１、電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎ、バイアス電流ＩＢｉａｓ１及び定電流源ＣＣ１をそれぞれ３３個ずつ用意することとなる。
【００８８】
定電流源ＣＣ１に相当する電流源を例えば３３個用意した場合には、定電流源の符号は例えば定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３で表示される。定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３それぞれに基準電流源ＢＣ１〜ＢＣ３３を用意すると、これらの間の電流値のばらつきが増大し、このばらつきが定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３の電流値のばらつきとなって表れるので好ましくない。その為、バイアス電流回路ＢＣＣ２内部のカレントミラー経路を増やすことで対応する。すなわち図２におけるＭＯＳトランジスタＭ２〜Ｍ７とインバータＩＮＶ１の組み合わせをトータルで３３セットに増やせばよい。
【００８９】
仮にスイッチＳＷ１に相当するスイッチを３３個用意し、それぞれスイッチＳＷ１〜ＳＷ３３の３３経路を構成したとする。スイッチＳＷ１〜ＳＷ３３が全て開の場合のバイアス電流回路ＢＣＣ２の消費電流Ｉｂｃｃ２は、以下となる。
【００９０】
Ｉｂｃｃ２＝３３×ＩＢａｓｅ
【００９１】
図４のスイッチ監視装置４００のバイアス電流回路ＢＣＣ１の構成で３３経路ある場合のバイアス電流回路ＢＣＣ１の消費電流Ｉｂｃｃ１は、以下となる。
【００９２】
Ｉｂｃｃ１＝３３×（ＩＢａｓｅ×１００）
【００９３】
従って、図１のスイッチ監視装置１００のバイアス電流回路ＢＣＣ２の消費電流Ｉｂｃｃ２は、図４のスイッチ監視装置４００のバイアス電流回路ＢＣＣ１の消費電流Ｉｂｃｃ１と比べると、以下の式より１／１００となっていることがわかる。
【００９４】
Ｉｂｃｃ２／Ｉｂｃｃ１＝１／１００
【００９５】
また、特許文献１のスイッチ検出回路と比べてみる。特許文献１は、３３経路のスイッチを１つの定電流源・バイアス電流回路で時分割検出させていると仮定する。この場合のバイアス電流回路の消費電流Ｉ１は、以下となる。
【００９６】
Ｉ１＝（ＩＢａｓｅ×１００）
【００９７】
従って、図１のスイッチ監視装置１００のバイアス電流回路ＢＣＣ２の消費電流Ｉｂｃｃ２は、特許文献１のスイッチ検出回路のバイアス電流回路の消費電流Ｉ１と比べると、以下の式より３３／１００となっていることがわかる。
【００９８】
Ｉｂｃｃ２／Ｉ１＝３３／１００
【００９９】
仮に１００経路のスイッチを制御する場合を考えると、図１のスイッチ監視装置１００のバイアス電流回路ＢＣＣ２の消費電流Ｉｂｃｃ２と特許文献１のスイッチ検出回路のバイアス電流回路の消費電流Ｉ１は等しくなる。しかし、特許文献１のスイッチ検出回路で１００経路のスイッチを時分割検出させた場合は、その応答性が問題となる可能性があるのに対し、図１のスイッチ監視装置１００では１００経路のスイッチを独立して検出する為、応答性にはなんら影響を与えない。ここでいう応答性とはスイッチが開→閉もしくは閉→開と状態を変化させた時のドアミラー等の反応速度のことをいう。
【０１００】
また、特許文献１のスイッチ検出回路は複数のスイッチを時分割検出させるため、その動作周期に応じたＥＭＩノイズが発生してしまうが、図１のスイッチ監視装置１００の電流経路は常時オン状態であり、周期的なＥＭＩノイズが発生する恐れはない。
【０１０１】
従って、図１のスイッチ監視装置１００を使用することでＥＭＩノイズと消費電流を低く抑えたスイッチ監視装置を実現することができる。
【０１０２】
実際にスイッチ監視装置１００を集積回路ＬＳＩとしてレイアウトすることを考える。
【０１０３】
図３に本発明に係る基準電流源ＢＣ１、バイアス電流回路ＢＣＣ２、定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３、パッドＰＡＤ１〜ＰＡＤ３３のレイアウトイメージを示す。
【０１０４】
基準電流源ＢＣ１とバイアス電流回路ＢＣＣ２と定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３とパッドＰＡＤ１〜ＰＡＤ３３のレイアウト上の配置に関して述べる。基準電流源ＢＣ１は、定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３の基準となるためその電流精度をなるべくよくしたい。そのため集積回路ＬＳＩの中央部に配置することが望まれる。
【０１０５】
バイアス電流回路ＢＣＣ２は、基準電流源ＢＣ１の近辺に配置することが望まれる。基準電流ＩＢａｓｅは、電流の絶対値が小さいため集積回路ＬＳＩ内部を引き回すことによる電流リークや各種ノイズの影響を受けやすい。そのため基準電流ＩＢａｓｅの引き回し距離は短いことが望まれる。また、バイアス電流回路ＢＣＣ２内部には３３経路のカレントミラー回路が存在する。これらの経路はなるべく相対ばらつきを低く抑えることが望ましいため各々が近傍に配置されることが望まれる。
【０１０６】
定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３は、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３３に接続する為に集積回路ＬＳＩの外周部に配置されるパッドＰＡＤ１〜ＰＡＤ３３を通して集積回路ＬＳＩの外部へと接続される。その為、定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３はバイアス電流回路ＢＣＣ２よりも外側に配置されることになる。また定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３は比較的大きな電流を生成することから、集積回路ＬＳＩの発熱源ともなる。集積回路ＬＳＩの放熱の観点から考えると分散して配置されていることが望ましい。
【０１０７】
本発明では仮に定電流源ＣＣ１での増幅度を１００倍、バイアス電流回路ＢＣＣ２での増幅度を最大１００倍としトータルで最大１００００倍としている。仮に、定電流源ＣＣ１での増幅度を最大１００００倍で可変とし、バイアス電流回路ＢＣＣ２を省略した構成を考える。すなわち基準電流源ＢＣ１からの基準電流ＩＢａｓｅを直接定電流源ＣＣ１に接続する。この場合、ロジックＬＯＧＩＣからの電流制御信号ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎを定電流源ＣＣ１に接続することで、定電流源ＣＣ１の電流値を調整することができるようにする。
【０１０８】
この構成の場合の消費電流は、バイアス電流回路ＢＣＣ２がない分だけ図１のスイッチ監視装置１００よりも少なくなる。しかし、基準電流源ＢＣ１の基準電流ＩＢａｓｅが集積回路ＬＳＩ内部を引き回されることになり、電流リークや各種ノイズの影響を受けやすくなってしまう。これら電流リークや各種ノイズの影響はスイッチＳＷ１〜ＳＷ３３が開の場合は特に問題にならないが、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３３が閉の場合は定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３から供給される電流が安定しないという問題を引き起こす。基準電流ＩＢａｓｅは、その絶対値が小さいため電流リークによる影響を強く受け、定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３の電流値がばらつく原因となってしまう。また、集積回路ＬＳＩ内部を長距離引き回すことになるため各種ノイズの影響を受けやすくなり、定電流源ＣＣ１〜ＣＣ３３の電流値が安定しない原因となってしまう。
【０１０９】
しかし図１のスイッチ監視装置１００の構成では、バイアス電流ＩＢｉａｓ１はスイッチＳＷ１〜ＳＷ３３が開の場合はその絶対値は小さいが、スイッチＳＷ１〜ＳＷ３３が閉の場合はある程度の大きさを持っている。これにより電流リークや各種ノイズの影響を受けにくくなっている。従って、バイアス電流ＩＢｉａｓ１がある程度の大きさをもっている、本発明の構成がより望ましいといえる。
【０１１０】
本発明は、スイッチＳＷ１によって入力ラインＶＮ１が接地されるケースで説明を行ったが、スイッチＳＷ１によって高電圧（例えばＶＣＣ）に接続される場合も利用可能である。この場合は、入力ラインＶＮ１と接地電圧ＧＮＤの間に定電流源ＣＣ１を配置し、定電流源ＣＣ１から接地電圧ＧＮＤに対して電流を流すように変更すればよい。そしてバイアス電流回路ＢＣＣ２へ入力するコンパレータＣＯＭＰ１の出力電圧ＶＯ１の論理を適宜変更すればよい。
【０１１１】
また、本発明はＭＯＳトランジスタで構成されるカレントミラー回路にこだわらない。バイポーラトランジスタで構成されるカレントミラー回路でも同様のことが可能である。
【０１１２】
図６は、本発明に係るスイッチ状態検出回路および車載用スイッチシステムＣＳＳに係る。本発明に係るスイッチ状態検出回路および車載用スイッチシステムは、半導体集積回路ＬＳＩと、この半導体集積回路ＬＳＩの外部に配設された複数の外部端子Ｔ１〜Ｔ５および外部端子の１つとして配設した電流源イネーブル外部端子ＴＥを有する。さらにこれらの外部端子Ｔ１〜Ｔ５や電流源イネーブル外部端子ＴＥに接続され、半導体集積回路ＬＳＩの外部に用意される外部電流生成手段ＣＣ１、外部スイッチＳＷ１、開閉スイッチＢＳＷ１，ＢＳＷ２，ＢＳＷ３，ＢＳＷ４，およびＢＳＷ５等を含む。
【０１１３】
外部端子Ｔ１と電源端子ＶＣＣとの間には外部電流生成手段ＣＣ１と外部スイッチＳＷ１とが直列に接続され、外部端子Ｔ１と接地電位（記号▽）との間には開閉スイッチＢＳＷ１が接続される。したがって、電源端子ＶＣＣと接地電位との間には、外部電流生成手段ＣＣ１、外部スイッチＳＷ１、および開閉スイッチＢＳＷ１が直列に接続されている。接続ラインＮ１には、開閉スイッチＢＳＷ１の一端と外部端子Ｔ１が接続され、外部電流生成手段ＣＣ１および後述する内部電流生成手段ｉＣ１から所定の電流が供給される。内部電流生成手段ｉＣ１および外部電流生成手段ＣＣ１は具体的には、トランジスタを主体構成とするカレントミラーか、または抵抗を用いた回路で構成することができる。以降の説明に用いる電流生成手段もこうした回路構成からなる。こうした回路構成は、半導体集積回路ＬＳＩに１段だけではなく、例えば１２段配設されている。したがって外部端子Ｔ１に相当するものが１２個用意されていることになる。開閉スイッチＢＳＷ１は例えばドア（開閉）Ｐ１の開閉状態を示すスイッチである。ドア（開閉）Ｐ１が“開”の状態、すなわちドア（開閉）Ｐ１が開いた状態であるとき、開閉スイッチＢＳＷ１は“開”にあたる。ドア（開閉）Ｐ１が“閉”の状態、すなわちドア（開閉）Ｐ１が閉じた状態であるとき、開閉スイッチＢＳＷ１は“閉”にあたる。なお、以降の説明において、各種スイッチが“開”とは、開閉スイッチや他のスイッチに関わらず“オフ”状態であり、“閉”とは“オン”状態であることを表している。
【０１１４】
外部端子Ｔ２には、例えば車のドアミラーの制御を行うときに用いる開閉スイッチＢＳＷ２が接続されている。開閉スイッチＢＳＷ２は接地電位側に接続されている。また、図６における外部端子Ｔ２には、外部端子Ｔ１と電源端子ＶＣＣとの間に接続される外部電流生成手段ＣＣ１および外部スイッチＳＷ１に相当する回路手段が接続されていない状態を示している。複数の外部端子の中には、外部電流生成手段ＣＣ１や外部スイッチＳＷ１に相当する回路手段を備えていないものが複数用意されている。
【０１１５】
外部端子Ｔ３には、例えば車のドアロックの制御を行うときに用いる開閉スイッチＢＳＷ３が接続されている。開閉スイッチＢＳＷ３は接地電位側に接続されている。また、外部端子Ｔ２と同様、外部端子Ｔ１と電源端子ＶＣＣの間に接続される外部電流生成手段ＣＣ１及び外部スイッチＳＷ１に相当する回路手段が接続されていない状態を示している。
【０１１６】
外部端子Ｔ４には、例えばパワーウインドウの制御を行うときに用いる開閉スイッチＢＳＷ４が接続されている。ここで、パワーウインドウとは車両のウインドウを開閉する機構であり、この種の技術分野ではよく知られている。パワーウインドウの制御対象としては、座席ごとのウインドウであったり、または、全座席分のウインドウであったりする。開閉スイッチＢＳＷ４は接地電位側に接続されている。また、外部端子Ｔ２，Ｔ３と同様に、外部端子Ｔ１と電源端子ＶＣＣとの間に接続される外部電流生成手段ＣＣ１および外部スイッチＳＷ１に相当する回路手段が接続されていない状態を示している。
【０１１７】
外部端子Ｔ５には、外部端子Ｔ１〜Ｔ４には接続されない、ワイパー制御やミラー調節などをその他と称する各種の開閉スイッチＢＳＷ５が接続されている。開閉スイッチＢＳＷ５は接地電位側に接続されている。また、外部端子Ｔ２〜Ｔ４と同様に、外部端子Ｔ１と電源端子ＶＣＣとの間に接続される外部電流生成手段ＣＣ１および外部スイッチＳＷ１に相当する回路手段が接続されていない状態を示している。
【０１１８】
なお、開閉スイッチＢＳＷ１〜ＢＳＷ５は、ワイヤーのハーネスＨＡＲＮＮＥＳを介して半導体集積回路ＬＳＩおよび車載用スイッチシステムＣＳＳと結合されている。
【０１１９】
以上説明したように説明の便宜上および作図の都合上、外部電流生成手段ＣＣ１および外部スイッチＳＷ１に相当する回路手段は外部端子Ｔ１にのみ設けているがスイッチ状態検出回路の目的、用途に応じて種々の回路構成が考えられる。例えば、外部端子Ｔ２と電源端子ＶＣＣとの間に図示しない外部電流生成手段と外部スイッチとを直列に接続することもできる。
【０１２０】
外部端子の１つとして用意される電流源イネーブル端子ＴＥについては後述する。
【０１２１】
半導体集積回路ＬＳＩは、例えば、４８ピンのリードをもたないＱＦＮ［Quad-Flat-No-lead］パッケージに実装されている。図６には説明の便宜上および作図の都合上、外部端子Ｔ１〜Ｔ５および電流源イネーブル端子ＴＥのみを示したが、各種の開閉スイッチに接続できる外部端子が例えば３３ピン用意され、全体の４８ピンの７０％近くを占めている。この他に、ＭＣＵとＳＰＩ［Serial Peripheral Inteface］やＩＩＣ［Inter IC］などでシリアル通信を行うための外部端子Ｔ５０が用意されている。開閉スイッチＢＳＷ１〜ＢＳＷ５の開閉状態の検出は、半導体集積回路ＬＳＩからマイコンＭＣＵへのシリアル通信ＳＰＩの要求、及びそれに伴うマイコンＭＣＵから半導体集積回路ＬＳＩへのシリアル通信ＳＰＩによって、半導体集積回路ＬＳＩの内部に配置された図示しないレジスタの値に応じて行われる。その検出結果は外部端子Ｔ５０を介してシリアル通信ＳＰＩによりマイコンＭＣＵに伝達される。さらにマイコンＭＣＵの指示により、車内に設置したランプや音声等で通知される。
【０１２２】
本発明に係る車載用スイッチシステムＣＳＳは、車載ネットワークプロトコルＬＩＮ／ＣＡＮに適合させることが可能である 。ＬＩＮ［Local Interconnect Network］は、ＣＡＮ［Controller Area Network］のサブバスとして位置づけられ、ＣＡＮよりも安価に構成できるというメリットを備えている。いずれにしても本発明に係る車載用スイッチシステムＣＳＳは本発明に係るスイッチ状態検出回路を備え、本発明に係るスイッチ状態検出回路によって車載用スイッチシステム、延いては車のとりわけボディ系の電子制御ユニット（ＥＣＵ）の１つの構成要素を成している。
【０１２３】
電源部ＰＯＷＥＲは、半導体集積回路ＬＳＩおよび車載用スイッチシステムＣＳＳを駆動する電源電圧を生成し、たとえばＰＷＭ方式のスイッチングレギュレータで構成されている。ドライブＤＲＩＶＥはドア（開閉）Ｐ１〜その他Ｐ５を制御するモータを駆動する回路部である。
【０１２４】
半導体集積回路ＬＳＩには、内部電流生成手段ｉＣ１，ｉＣ４、内部スイッチＳ１，Ｓ４、コンパレータＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ４及び論理回路ＬＯＧＩＣ等が内蔵されている。これらの他に、図示しない内部電流生成手段とそれに直列に接続される内部スイッチ及びコンパレータ等が内蔵されているが、図面のスペース上これらについては割愛している。
【０１２５】
さて、前述の通り半導体集積回路ＬＳＩには電流源イネーブル端子ＴＥが用意されている。半導体集積回路ＬＳＩに外部端子を増設すると半導体集積回路ＬＳＩが実装されるパッケージが大きくなりコスト高に繋がるので、半導体集積回路ＬＳＩに外部端子を増設することは一般的には好まれていない。しかし、本発明においては外部端子の数が４８ピンと多数の中での１ピンであるから、さほどのコスト高には繋がらない。むしろ、多数の中の１ピンを有効活用することで、スイッチ状態検出回路内のスイッチ（Ｓ１、Ｓ４など）の状態を検出する新たなスイッチ状態検出回路（ＬＯＧＩＣ）を増設することが容易となり、さらに回路およびシステムの機能チェックに有用であることを見出した。
【０１２６】
電流源イネーブル端子ＴＥに取り出される電流源イネーブル信号ＣＳ１ｂｅは開閉制御信号の１つであり、論理回路ＬＯＧＩＣから内部スイッチＳ１，Ｓ４を制御する開閉制御信号ＣＳ１ａを元にして生成されている。これによって内部スイッチＳ１，Ｓ４と外部スイッチＳＷ１とを同じ導電型のトランジスタで構成することができる。例えば、これらのスイッチをＰＭＯＳトランジスタやＰＮＰバイポーラトランジスタで構成することができる。両者の極性が反転していることを望む場合は、電流源イネーブル端子ＴＥに取り出した開閉制御信号ＣＳ１ａを論理回路ＬＯＧＩＣで反転し、その反転した制御信号を外部スイッチＳＷ１の制御に利用することになる。または、電流源イネーブル端子ＴＥに取り出した開閉制御信号ＣＳ１ａをインバータで反転し、その反転した制御信号を外部スイッチＳＷ１の制御に利用することもできる。さらに加えて、論理回路ＬＯＧＩＣから電流源イネーブル端子ＴＥまでに取り出される開閉制御信号ＣＳ１ｂと開閉制御信号ＣＳ１ａは論理回路ＬＯＧＩＣの同じ回路点から取り出すことが好ましい。なぜならば、電流源イネーブル端子ＴＥを強制的にハイレベルおよびローレベルに設定することで、半導体集積回路ＬＳＩの回路機能チェックが容易にできるからである。すなわち、電流源イネーブル端子ＴＥをハイレベルおよびローレベルに切替えて、例えば外部端子Ｔ１の外部端子電位ＶＴ１を測定することで、内部電流生成手段ｉＣ１と内部スイッチＳ１との回路接続が正常であるか否かの確認、および内部電流生成手段ｉＣ１で生成される電流が所定値の範囲に収まっているか否かの確認が容易かつ確実に行えるからである。外部端子Ｔ１以外についても同様であり、容易かつに確実に開閉スイッチＢＳＷ１の開閉状態を測定（検査）することができる。
【０１２７】
また、内部スイッチＳ１と外部スイッチＳＷ１は連動して開閉制御されている。ここで連動とは、内部スイッチＳ１がオンのとき外部スイッチＳＷ１もオン、内部スイッチＳ１がオフのとき外部スイッチＳＷ１もオフである状態のことをいう。さらに、本発明に係るスイッチ状態検出回路は、内部スイッチＳ１及び外部スイッチＳＷ１を常にオンにして開閉スイッチＢＳＷ１〜ＢＳＷ５の状態を常に検出する常時監視動作と、間欠的にオンにして開閉スイッチＢＳＷ１〜ＢＳＷ５の状態を間欠的に検出する間欠監視動作とがある。なお、間欠監視動作時の監視周期は設定が可能である。常時監視動作、間欠監視動作、及び間欠監視動作の監視周期を半導体集積回路ＬＳＩの内部に配置された図示しないレジスタの値に基づき切り換えることで、消費電力の削減が可能となる。
【０１２８】
なお、例えば内部電流生成手段ｉＣ１と内部スイッチＳ１との回路接続が正常であるか否かの確認、測定（検査）等は、電流源イネーブル端子ＴＥを制御せずに論理回路ＬＯＧＩＣ側から出力される開閉制御信号を用いて行うことも可能ではある。しかし、論理回路ＬＯＧＩＣから例えば内部スイッチＳ１までには、多くのフリップフロップやラッチ回路等を経由して信号が印加されるので、内部スイッチＳ１の開閉が確実には行えなくなる不具合が生じうる。これに対して本発明では例えば内部スイッチＳ１の開閉制御を直接行うので確実に各種回路の接続や電流生成回路で生成される電流の大きさを測定（検査）することができる。
【０１２９】
図７は、図６に示したスイッチ状態検出回路の説明を補足するために用意した構成図である。図６と同じ箇所には同じ符号を付している。コンパレータＣＯＭＰ１の非反転入力端子（＋）には半導体集積回路ＬＳＩの外部端子Ｔ１が、反転入力端子（−）には参照電位Ｖｒｅｆ１が接続されている。コンパレータＣＯＭＰ１は開閉スイッチＢＳＷ１の開閉状態を検出する。開閉スイッチＢＳＷ１は、図６に示すように例えば車載のドア（開閉）Ｐ１に用いられている。開閉スイッチＢＳＷ１がオン（閉）されているか、オフ（開）されているかの検出は、内部スイッチＳ１を閉じて、内部電流生成手段ｉＣ１で生成される電流を外部端子Ｔ１を介して開閉スイッチＢＳＷ１に供給し、外部端子Ｔ１の外部端子電位ＶＴ１と参照電位Ｖｒｅｆ１とをコンパレータＣＯＭＰ１で比較して行う。開閉スイッチの開閉状態の通知は車内に設置したランプや音声等で行うことができる。
【０１３０】
開閉スイッチＢＳＷ１が閉じているときには、外部端子電位ＶＴ１が接地電位の０Ｖとほぼ等しくなり、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電位ＶＣＭ１は、ローレベル（Ｌ）となる。一方、開閉スイッチＢＳＷ１が開いているときには、外部端子電位ＶＴ１が電源端子ＶＣＣの電位とほぼ等しくなり、コンパレータＣＯＭＰ１の出力電位ＶＣＭ１は、ハイレベル（Ｈ）となる。なお、開閉スイッチＢＳＷ１の開閉状態の検出は内部電流生成手段ｉＣ１を用いずに外部電流生成手段ＣＣ１で生成される電流を外部スイッチＳＷ１および接続ラインＮ１を介して開閉スイッチＢＳＷ１に供給して行うこともできる。もちろん、内部電流生成手段ｉＣ１および外部電流生成手段ＣＣ１の両者を同時に能動化させて、外部端子電位ＶＴ１をコンパレータＣＯＭＰ１で比較するようにしてもよい。なお、外部電流生成手段ＣＣ１で生成される電流は内部電流生成手段ｉＣ１で生成される電流の大きさよりも大きく設定しておき、開閉スイッチＢＳＷ１の腐食防止用の電流として開閉状態を検出する前または後の少なくともいずれかにおいて供給させるとよい。
【０１３１】
開閉スイッチＢＳＷ２の開閉状態の検出は、内部電流生成手段ｉＣ２で生成される電流を内部スイッチＳ２、外部端子Ｔ２、および接続ラインＮ２を介して開閉スイッチＢＳＷ２に供給して行う。
【０１３２】
開閉スイッチＢＳＷ２が閉じているときには、外部端子電位ＶＴ２が接地電位の０Ｖとほぼ等しくなり、コンパレータＣＯＭＰ２の出力電位ＶＣＭ２は、ローレベル（Ｌ）となる。一方、開閉スイッチＢＳＷ２が開いているときには、外部端子電圧ＶＴ２が電源端子ＶＣＣの電位とほぼ等しくなり、コンパレータＣＯＭＰ２の出力電位ＶＣＭ２は、ハイレベル（Ｈ）となる。接続ラインＮ２は、開閉スイッチＢＳＷ２の一端と外部端子Ｔ２が接続され、内部電流生成手段ｉＣ２から電流の供給を受ける。
【０１３３】
図７に示すように、内部電流生成手段ｉＣ１と内部スイッチＳ１とで構成される第１の直列接続体と、外部電流生成手段ＣＣ１と外部スイッチＳＷ１とで構成される第２の直列接続体は、電源端子ＶＣＣと外部端子Ｔ１すなわち接続ラインＮ１を介して接続される。こうした回路構成は、仮にいずれか一方の直列接続体に不具合が生じたとしても、他方の直列接続体によって電源端子ＶＣＣ側から開閉スイッチＢＳＷ１に向かって電流を供給することができる。すなわち、フェールセーフの回路機能を享受することができる。
【０１３４】
また、図７において外部電流生成手段ＣＣ１を例えば抵抗で、外部スイッチＳＷ１を例えばＰＭＯＳトランジスタで構成することも可能である。なお、抵抗はカレントミラーに置き換えてもよい。また、内部スイッチＳ１，Ｓ２は具体的には例えばＰＭＯＳトランジスタと同じ導電型のＰＭＯＳトランジスタで構成することができる。こうした回路構成を用いると、論理回路ＬＯＧＩＣから出力される同一の制御信号によって内部電流生成手段ｉＣ１と外部電流生成手段ＣＣ１を連動して制御でき、かつ回路構成の簡便化が図れる。
【０１３５】
なお、図７には説明の便宜上、外部端子Ｔ１，Ｔ２，および電流源イネーブル端子ＴＥのみを示した。しかし、実際は図６に示した外部端子Ｔ３〜Ｔ５、およびその他の外部端子が用意されている。
【０１３６】
図８は、開閉スイッチＢＳＷ１が電源端子ＶＣＣ側に接続され、外部電流生成手段ＣＣ１および外部スイッチＳＷ１が接地電位ＧＮＤ側に接続される場合を示す。こうした回路構成は図６、図７とは異なるが、外部端子Ｔ１に生じる外部端子電位ＶＴ１と参照電位Ｖｒｅｆ１とをコンパレータＣＯＭＰ１で比較して行うことは同じである。図８において、外部端子電位ＶＴ１は、例えば、電源端子ＶＣＣ→開閉スイッチＢＳＷ１→内部スイッチＳ１Ｌ→内部電流生成手段ｉＣ１Ｌ→接地電位ＧＮＤの電流経路ＩＣ１Ｌに基づき発生する。なお、内部スイッチＳ１Ｌおよび内部電流生成手段ｉＣ１Ｌによる電流経路を用いずに外部電流生成手段ＣＣ１および外部スイッチＳＷ１による電流経路ＩＣＣ１を用いて開閉スイッチＢＳＷ１の開閉状態を検出するようにしてもよい。外部電流生成手段ＣＣ１と外部スイッチＳＷ１との直列接続体と、内部電流生成手段ｉＣ１Ｌと内部スイッチＳ１Ｌとの直列接続体とは外部端子Ｔ１と接地電位ＧＮＤとの間に並列に接続しているので、本発明では開閉スイッチＢＳＷ１の開閉状態の検出に少なくともいずれか一方の電流経路を利用することができる。すなわち、いずれか一方の電流経路に何らかの不備が生じたとしても他方の電流経路を利用して開閉スイッチＢＳＷ１の開閉状態を検出できるという、いわばフェールセーフの機能を享受することができる。
【０１３７】
内部電流生成手段ｉＣ１Ｌで生成する定電流は１種類だけではなく、例えば、ｉＣ１Ｌａ，ｉＣ１Ｌｂ，ｉＣ１Ｌｃ，ｉＣ１Ｌｄ，ＩＣ１Ｌｅという具合に電流値の大きさが異なる５種類の電流がプログラムによって論理回路ＬＯＧＩＣ等で制御、生成されている。例えば、ｉＣ１Ｌａ，ｉＣ１Ｌｂ，ｉＣ１Ｌｃ，ｉＣ１Ｌｄ，ＩＣ１Ｌｅはそれぞれ１ｍＡ，３ｍＡ，５ｍＡ，１０ｍＡ，１５ｍＡという具合である。
【０１３８】
図８には内部電流生成手段ｉＣ１Ｈが電源端子ＶＣＣと外部端子Ｔ１との間に内部スイッチＳ１Ｈを介して接続される状態も示している。開閉スイッチＢＳＷ１が電源端子ＶＣＣ側に接続される構成下では内部電流生成手段ｉＣ１Ｈおよび内部スイッチＳ１Ｈを用いる必要はないが、開閉スイッチＢＳＷ１が接地電位ＧＮＤ側に接続される構成下では内部電流生成手段ｉＣ１Ｌおよび内部スイッチＳ１Ｌに替わってこれらが用いられることになる。内部電流生成手段ｉＣ１Ｈで生成される電流も１種類だけではなく、例えばｉＣ１Ｈａ，ｉＣ１Ｈｂ，ｉＣ１Ｈｃ，ｉＣ１Ｈｄ，ＩＣ１Ｈｅという具合に電流値の大きさが異なる５種類の電流がプログラムによって論理回路ＬＯＧＩＣ等で制御、生成されている。例えば、ｉＣ１Ｈａ，ｉＣ１Ｈｂ，ｉＣ１Ｈｃ，ｉＣ１Ｈｄ，ＩＣ１Ｈｅはそれぞれ１ｍＡ，３ｍＡ，５ｍＡ，１０ｍＡ，１５ｍＡであり、内部電流生成手段ｉＣ１Ｌで生成される定電流と同じ大きさに選ばれている。
【０１３９】
図８において、コンパレータＣＯＭＰ１の反転入力端子（−）に与える参照電位Ｖｒｅｆ１は抵抗Ｒ２とＲ３で設定して、それらの大きさが例えば３Ｖか４Ｖに設定されることを示している。なお、電源端子ＶＣＣの電圧は例えば５〜１２Ｖである。
【０１４０】
なお、図８の開閉スイッチＢＳＷ１が電源端子ＶＣＣ側に接続される場合においては、開閉スイッチＢＳＷ１が閉じているとき外部端子電位ＶＴ１は電源端子ＶＣＣの電位とほぼ同じハイレベルとなり、それが開いているとき外部端子電位ＶＴ１は接地電位とほぼ等しいローレベルとなる、したがって、図７に示した回路構成とは外部端子電位ＶＴ１のハイレベルとローレベルとの関係が逆転する。
【０１４１】
図９は、図６に示したパワーウインドウＰ４を例として取り上げ、外部端子Ｔ４に接続される開閉スイッチＢＳＷ４が電源端子ＶＣＣ側と接地電位ＧＮＤ側に接続される状態を併記している。実際のスイッチ状態検出回路ではこうした回路構成は存在しないが、説明の便宜上示したものである。プルアップ開閉スイッチＢＳＷ４Ｈは電源端子ＶＣＣ側に、プルダウン開閉スイッチＢＳＷ４Ｌは接地電位ＧＮＤ側にそれぞれ接続されている。プルアップ開閉スイッチＢＳＷ４Ｈの開閉状態の検出は内部電流生成手段ｉＣ４ＬがプルダウンスイッチＳ４Ｌによって能動化されることによって、プルダウン開閉スイッチＢＳＷ４Ｌの開閉状態は内部電流生成手段ｉＣ４ＨがプルアップスイッチＳ４Ｈによって能動化されることによって外部端子Ｔ４の外部端子電位ＶＴ４と参照電位Ｖｒｅｆ４とをコンパレータＣＯＭＰ４で比較し、コンパレータＣＯＭＰ４の出力電位ＶＣＭ４を検出して行う。プルアップスイッチＳ４ＨまたはプルダウンスイッチＳ４Ｌの能動化は論理回路ＬＯＧＩＣから出力される開閉制御信号ＣＳ１ａによって行う。参照電位Ｖｒｅｆ４は、抵抗Ｒ４とＲ５で設定され、その大きさは図８に示した参照電位Ｖｒｅｆ１と同じ例えば３Ｖか４Ｖに設定されている。
【０１４２】
内部電流生成手段ｉＣ４Ｌで生成する電流は図８に示したものと同様に１種類だけではなく、例えばｉＣ４Ｌａ，ｉＣ４Ｌｂ，ｉＣ４Ｌｃ，ｉＣ４Ｌｄ，ＩＣ４Ｌｅという具合に電流値が異なる５種類の電流がプログラムによって論理回路ＬＯＧＩＣ等で制御、生成されている。例えばｉＣ４Ｌａ，ｉＣ４Ｌｂ，ｉＣ４Ｌｃ，ｉＣ４Ｌｄ，ＩＣ４Ｌｅは、それぞれ１ｍＡ，３ｍＡ，５ｍＡ，１０ｍＡ，１５ｍＡという具合である。
【０１４３】
内部電流生成手段ｉＣ４Ｈで生成する電流も内部電流生成手段ｉＣ４Ｌと同様に１種類だけではなく、例えばｉＣ４Ｈａ，ｉＣ４Ｈｂ，ｉＣ４Ｈｃ，ｉＣ４Ｈｄ，ＩＣ４Ｈｅという具合に電流値が異なる５種類の電流がプログラムによって論理回路ＬＯＧＩＣ等で制御、生成されている。例えばｉＣ４Ｈａ，ｉＣ４Ｈｂ，ｉＣ４Ｈｃ，ｉＣ４Ｈｄ，ＩＣ４Ｈｅは、それぞれ１ｍＡ，３ｍＡ，５ｍＡ，１０ｍＡ，１５ｍＡという具合である。
【０１４４】
以上、図６〜図９を用いて本発明に係るスイッチ状態検出回路及び車載用スイッチシステムについて説明してきた。ここで、本発明に係る実施態様は上述に限定されない。例えば、図６には１つの外部端子に１つの開閉スイッチを接続させる構成を示した。しかし、例えば外部端子Ｔ２とＴ３を共通に接続し、この共通接続点に１つの開閉スイッチを接続するようにしてもよい。もちろん３以上の外部端子を共通に接続し、この共通接続点に１つの開閉スイッチを接続するようにしてもよい。例えば１つの電流生成手段で１５ｍＡが生成される場合、こうした構成によれば例えば３つの外部端子を共通にすることによりその３倍の４５ｍＡの電流容量を有する開閉スイッチに電流を供給することが可能となる。
【０１４５】
また、１つの半導体集積回路ＬＳＩの各外部端子を組み合わせる方法とは別に、例えば本発明に係る半導体集積回路ＬＳＩを２つ以上用意し、それらの関連する端子同士を共通に接続して、この共通接続端子に１つの開閉スイッチを接続するようにしてもよい。例えば、外部端子Ｔ１同士を、または外部端子Ｔ２同士をそれぞれ共通に接続し、これらの共通接続端子に異なる開閉スイッチをそれぞれ接続するようにしてもよい。こうした回路構成は、図６〜図８に示した外部電流生成手段ＣＣ１および外部スイッチＳＷ１を本発明に係る半導体集積回路ＬＳＩに置き換えることにほかならず、大電流用としての開閉スイッチや、それを切替えるスイッチの増設に臨機応変かつ容易に対応できることにつながる。したがって、本発明に係るスイッチ状態検出回路および車載用スイッチシステムは、本発明にかかる半導体集積回路の数と外部端子の接続の組み合わせに基づき開閉スイッチの増設に容易に対応できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４６】
本発明は、例えば低燃費化の要望の大きい車両に用いる省電力化したスイッチ監視装置である。そのため、本発明は、産業上の利用可能性は極めて高い。
【０１４７】
また、以上説明したように、本発明によれば予期せぬ新たな開閉スイッチの増設と開閉スイッチの大電流化に即応できるので、広範囲に亘るスイッチ状態検出回路および車載用スイッチシステムの要望に応えられる。よって、その産業上の利用可能性は極めて高い。
【符号の説明】
【０１４８】
１００，４００  スイッチ監視装置
ＢＣ１  基準電流源
ＢＣＣ１，ＢＣＣ２  バイアス電流回路
ＣＣ１〜ＣＣ３３  定電流源
ＣＯＭＰ１  コンパレータ
ＧＮＤ  接地電圧
ＩＢａｓｅ  基準電流
ＩＢｉａｓ１  バイアス電流
ＩＳ１＿１〜ＩＳ１＿Ｎ  電流制御信号
ＬＯＧＩＣ  ロジック
ＬＳＩ  集積回路
Ｍ１〜Ｍ７  ＭＯＳトランジスタ
ＭＣＵ  マイコン
ＰＡＤ１〜ＰＡＤ３３  パッド
ＳＷ１  スイッチ
ＶＣＣ  電源電圧
ＶＮ１〜ＶＮ３３  入力ライン
ＶＯ１  出力電圧
ＶＲＥＦ１  参照電圧
ＢＳＷ１，ＢＳＷ２，ＢＳＷ３，ＢＳＷ４，ＢＳＷ５  開閉スイッチ
ＢＳＷ４Ｈ  プルアップ開閉スイッチ
ＢＳＷ４Ｌ  プルダウン開閉スイッチ
ＣＣ１  外部電流生成手段
ＣＯＭＰ１，ＣＯＭＰ２，ＣＯＭＰ４  コンパレータ
ＣＳ１ａ，ＣＳ１ｂ  開閉制御信号
ＣＳ１ｂｅ  電流源イネーブル信号
ＣＳＳ  車載用スイッチシステム
ＤＲＩＶＥ  ドライブ
ＧＮＤ  接地電位
ＨＡＲＮＥＳＳ  ハーネス
ｉＣ１，ｉＣ２，ｉＣ４，ｉＣ１Ｈ，ｉＣ１Ｌ，ｉＣ４Ｈ，ｉＣ４Ｌ  内部電流生成手段
ＩＣ１Ｌ，ＩＣＣ１  電流経路
ＬＩＮ／ＣＡＮ  車載ネットワークプロトコル
ＬＯＧＩＣ  論理回路
ＬＳＩ  半導体集積回路
ＭＣＵ  マイコン
Ｎ１，Ｎ２，Ｎ４  接続ライン
Ｐ１  ドア（開閉）
Ｐ２  ドアミラー
Ｐ３  ドアロック
Ｐ４  パワーウインドウ
Ｐ５  その他（ワイパー制御、ミラー調節）
ＰＯＷＥＲ  電源部
Ｒ２〜Ｒ５  抵抗
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ４，Ｓ１Ｈ，Ｓ１Ｌ  内部スイッチ
Ｓ４Ｈ  プルアップスイッチ
Ｓ４Ｌ  プルダウンスイッチ
ＳＰＩ  シリアル通信
ＳＷ１  外部スイッチ
Ｔ１〜Ｔ５，Ｔ５０  外部端子
ＴＥ  電流源イネーブル端子
ＶＣＣ  電源端子
ＶＣＭ１，ＶＣＭ２，ＶＣＭ４  出力電位
Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２，Ｖｒｅｆ４  参照電位
ＶＴ１，ＶＴ２，ＶＴ３，ＶＴ４，ＶＴ５  外部端子電位
【図１】
2019040858.tif 000003
【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】
2019040858.tif 000009
【図８】
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【図９】
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