(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの正極及び負荷の間にリレー接点が設けられたラッチングリレーと、該ラッチングリレーが有し、電流が通流されることにより前記リレー接点を開にするコイル及び前記正極の間に設けられた半導体スイッチとを備える車両用電源リレー回路において、
前記半導体スイッチの前記正極側端子、及び、前記正極の電位より低い固定電位の間に接続されたキャパシタと、
前記正極、及び、前記半導体スイッチの前記正極側端子の間に順接続されたダイオードと、
前記正極及び前記半導体スイッチの制御端子の間に設けられ、前記バッテリからの電流が流れていない場合に、前記半導体スイッチを閉に切り替える切替回路とを備え、
前記半導体スイッチは、ドレインに前記コイルの一方の端子が接続され、ソースに前記ダイオードのカソードが接続され、ゲートに前記切替回路の出力電圧が与えられるＰチャンネルＦＥＴであり、
前記切替回路は、
前記正極及び固定電位の間に、ダイオード及び抵抗が直列に接続され、前記ダイオードは順接続され、該ダイオードのカソード及び前記半導体スイッチのゲートの間に抵抗が接続されていることを特徴とする車両用電源リレー回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリと負荷との間に設けられているリレー接点を、バッテリが外された場合に確実に開にする車両用電源リレー回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両のバッテリから負荷への接続は、ノーマルオープンリレーにより電流の通流と遮断とを切り替えていた。ノーマルオープンリレーは、如何なる負荷が接続されたとしても、バッテリが誤って逆接続された場合には、電流が流れない逆接保護素子としても作用する。
【０００３】
車両のバッテリから負荷への接続にノーマルオープンリレーに代えて、ラッチングリレーを用いることにより、消費電力を低減することができる。特許文献１には、バッテリが逆接続された場合に、接点オフ用コイルに電流を通流し、ラッチ部（リレー接点）をオフ（開）にすることで、ラッチングリレーを逆接保護素子とする逆接続防止回路が記載されている。
【０００４】
特許文献１に記載の逆接防止回路は、バッテリにアノードが接続された第１ダイオードのカソード及び接地間に、２つの回路を並列に接続している。第１の回路は、接点オフ用コイル、順接続された第２ダイオード及び接点オフ用スイッチ（リセットスイッチ）の直列回路であり、第２の回路は、接点オン用コイル及び接点オン用スイッチ（セットスイッチ）の直列回路である。さらに、バッテリ及び第２ダイオードのアノード間に、第３ダイオードを逆接続し、接点オン用コイルに並列に第４ダイオードを逆接続している。
【０００５】
この逆接防止回路では、バッテリが逆に接続された場合は、バッテリの正極、接点オン用スイッチの寄生ダイオード、第４ダイオード、接点オフ用コイル、第３ダイオードの経路で電流が通流し、ラッチングリレーの接点をオフにする。
【０００６】
しかし、負荷がモータ又はインダクタンス負荷の場合は、負荷回路にフライホイールダイオードが設定されていることが多く、そのような回路にバッテリを逆接続すると、フライホイールダイオードを通じて大電流が流れて、接続している電線を含めた負荷が低抵抗となり、接点オフ用コイルに所要電圧が印加されない虞がある。そのため、負荷回路にフライホイールダイオードを設定しないように制限せざるを得ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１１−１３５６３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
車両のバッテリから負荷への接続に、ノーマルオープンリレーに代えてラッチングリレーを用いると、ラッチングリレーは、バッテリを外した場合に、外した時の状態が保持される。このため、バッテリを外した時にリレー接点が閉であれば、再びバッテリを接続する際に誤って逆接続にすると、負荷に電流が流れ、ヒューズを設定していても、ヒューズが溶断する前に、負荷等が損傷する可能性があるという問題がある。特許文献１に記載の逆接防止回路では、この問題を十分に解決していない。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、バッテリと負荷との間に設けられているリレー接点を、バッテリが外された場合に確実に開にする車両用電源リレー回路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】
【００１０】
本発明に係る車両用電源リレー回路は、バッテリの正極及び負荷の間にリレー接点が設けられたラッチングリレーと、該ラッチングリレーが有し、電流が通流されることにより前記リレー接点を開にするコイル及び前記正極の間に設けられた半導体スイッチとを備える車両用電源リレー回路において、前記半導体スイッチの前記正極側端子、及び、前記正極の電位より低い固定電位の間に接続されたキャパシタと、前記正極、及び、前記半導体スイッチの前記正極側端子の間に順接続されたダイオードと、前記正極及び前記半導体スイッチの制御端子の間に設けられ、前記バッテリからの電流が流れていない場合に、前記半導体スイッチを閉に切り替える切替回路とを備え、前記半導体スイッチは、ドレインに前記コイルの一方の端子が接続され、ソースに前記ダイオードのカソードが接続され、ゲートに前記切替回路の出力電圧が与えられるＰチャンネルＦＥＴであり、前記切替回路は、前記正極及び固定電位の間に、ダイオード及び抵抗が直列に接続され、前記ダイオードは順接続され、該ダイオードのカソード及び前記半導体スイッチのゲートの間に抵抗が接続されていることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る車両用電源リレー回路では、バッテリから負荷に電力が供給されているときに、バッテリの電力がダイオードを通じてキャパシタにも供給され蓄電される。バッテリが外された場合は、切替回路が、半導体スイッチを閉に切り替え、キャパシタからの放電電流が、コイルに通流し、リレー接点を開に切り替える。キャパシタからの放電電流が、ダイオードにより負荷側には通流することがない。
また、この車両用電源リレー回路では、コイルとバッテリとの間に接続されているＰチャンネルＦＥＴのゲートが、２つの抵抗を通じて接地しているため、バッテリが外された場合に、ＰチャンネルＦＥＴが、必ず閉に切り替えられる。これにより、ＰチャンネルＦＥＴを通じてキャパシタからコイルに放電電流が通流し、リレー接点が開に切り替えられる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、バッテリと負荷との間に設けられているリレー接点を、バッテリが外された場合に確実に開にする車両用電源リレー回路を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る車両用電源リレー回路の実施の形態を示す回路図である。
【図２】バッテリからの電流が接点オン用コイルに通流する動作の例を示す説明図である。
【図３】バッテリからの電流が接点オフ用コイルに通流する動作の例を示す説明図である。
【図４】バッテリが外された場合に接点オフ用コイルに電流が通流する動作の例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
図１は、本発明に係る車両用電源リレー回路の実施の形態の構成を示す回路図である。図１の車両用電源リレー回路は、バッテリ９、及び、負荷群８に接続され、ラッチングリレー１、キャパシタ７、切替回路６、ローサイドドライバ２、接点オン用スイッチ４２、抵抗６２、接点オフ用スイッチ４３、ダイオード５２、及び、ダイオード５３を備える。
接点オン用スイッチ４２、及び、接点オフ用スイッチ（半導体スイッチ）４３は、ＰチャネルＦＥＴである。
【００１７】
ラッチングリレー１は、リレー接点１１、接点オン用コイル１２、及び、接点オフ用コイル１３を備える。切替回路６は、抵抗６３、抵抗６４、及び、ダイオード５４を備える。負荷群８は、複数の負荷８ａ、８ｂ、８ｃを備える。ローサイドドライバ２は、ＣＰＵ２１、スイッチ２２、及び、スイッチ２３を備える。スイッチ２２及びスイッチ２３は、ＮチャネルＦＥＴである。
【００１８】
リレー接点１１は、バッテリ９の正極と負荷群８が備える各負荷との間に接続されている。接点オン用コイル１２、及び、接点オフ用コイル１３のそれぞれ一方の端子が接地されている。
【００１９】
接点オン用コイル１２の他方の端子は、接点オン用スイッチ４２のドレインに接続され、接点オン用スイッチ４２のゲートは、スイッチ２２のドレインに接続されている。接点オン用スイッチ４２のソースとバッテリ９の正極との間に、ダイオード５２が順接続されている。接点オン用スイッチ４２のソース及びゲートの間に、抵抗６２が接続されている。
スイッチ２２は、ソースが接地され、ゲートが、ＣＰＵ２１の接点オン用出力端子に接続されている。
【００２０】
接点オフ用コイル１３の他方の端子は、接点オフ用スイッチ４３のドレインに接続されている。接点オフ用スイッチ４３のソースとバッテリ９の正極との間に、ダイオード５３が順接続されている。ダイオード５３のカソードに、キャパシタ７の一方の端子が接続され、キャパシタ７の他方の端子は接地されている。
【００２１】
接点オフ用スイッチ４３のゲートは、抵抗６３の一方の端子に接続され、抵抗６３の他方の端子と、バッテリ９の正極との間に、ダイオード５４が順接続されている。抵抗６４は、ダイオード５４のカソードに一方の端子が接続され、他方の端子が接地されている。
スイッチ２３は、ドレインが接点オフ用スイッチ４３のゲートに接続され、ソースが接地され、ゲートが、ＣＰＵ２１の接点オフ用出力端子に接続されている。
【００２２】
リレー接点１１は、接点オン用コイル１２に電流が通流することにより閉になり、接点オフ用コイル１３に電流が通流することにより開になる。リレー接点１１は、バッテリ９からの電流の通流が停止している場合は、停止した時の状態が保たれる。
【００２３】
以下に、この様な構成の車両用電源リレー回路の動作の例を説明する。
【００２４】
図２は、バッテリ９からの電流が接点オン用コイル１２に通流する動作の例を示す説明図である。図２では、ＣＰＵ２１が、短時間、スイッチ２２を閉にすることにより、接点オン用スイッチ４２が短時間、閉になっている。これにより、図中に細破線矢印で示すように、バッテリ９から、ダイオード５２、接点オン用スイッチ４２、及び、接点オン用コイル１２の順に電流が短時間通流し、リレー接点１１を閉にする。リレー接点１１が閉に切り替えられることにより、図中に太破線矢印で示すように、バッテリ９から負荷群８に電流が通流する。
【００２５】
このとき、ＣＰＵ２１が、スイッチ２３を開にしていることにより、接点オフ用スイッチ４３は開となり、キャパシタ７にダイオード５３を通じてバッテリ９から供給される電力が蓄電される。
【００２６】
図３は、バッテリ９からの電流が接点オフ用コイル１３に通流する動作の例を示す説明図である。図３では、ＣＰＵ２１が、短時間、スイッチ２３を閉にすることにより、接点オフ用スイッチ４３が、短時間、閉になる。一方、スイッチ２２は開であるので、接点オン用スイッチ４２は開である。これにより、図中に細破線矢印で示すように、バッテリ９から、ダイオード５３、接点オフ用スイッチ４３、及び、接点オフ用コイル１３の順に、電流が短時間通流し、リレー接点１１を開にする。リレー接点１１が開に切り替えられることにより、バッテリ９から負荷群８への電流が遮断される。
【００２７】
このときも、図２と同様に、キャパシタ７へは、バッテリ９から供給される電力が蓄電される。
【００２８】
図４は、バッテリ９が外された場合に接点オフ用コイル１３に電流が通流する動作の例を示す説明図である。図４では、バッテリ９が外されているので、接点オン用コイル１２へは電流が通流しない。また、スイッチ２３は開であるが、接点オフ用スイッチ４３のゲートは、抵抗６３及び抵抗６４を通じて接地する。したがって、キャパシタ７に蓄電された電力が放電されている間は、接点オフ用スイッチ４３のソース−ゲート間に電位差が発生し接点オフ用スイッチ４３を閉にしている。これにより、図中に細破線矢印で示すように、キャパシタ７に蓄電されている電力が、接点オフ用スイッチ４３を通じて接点オフ用コイル１３に通流し、リレー接点１１が閉であった場合は、開に切り替えられる。リレー接点１１が開であった場合は、開のままである。
【００２９】
バッテリ９が外された場合は、必ず、接点オフ用コイル１３に電流が通流し、リレー接点１１を開にするので、再度、バッテリ９が接続された場合に、誤って逆接続したとしても、負荷群８及び負荷群８を含むショート回路等に大電流が通流する虞はない。
【００３０】
なお、上述した実施の形態では、リレー接点１１がａ接点であり、接点オン用コイル１２がセットコイル、接点オフ用コイルがリセットコイルである場合について説明したが、リレー接点１１がｂ接点であってもよい。その場合は、接点オン用コイル１２がリセットコイル、接点オフ用コイル１３がセットコイルとなる。
【００３１】
以上、発明を実施するための形態について説明を行ったが、本発明は、この発明を実施するための形態で述べた実施形態に限定されるものではない。本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１    ラッチングリレー
２    ローサイドドライバ
６    切替回路
７    キャパシタ
８    負荷群
９    バッテリ
１１    リレー接点
１２    接点オン用コイル
１３    接点オフ用コイル
２１    ＣＰＵ
２２、２３  スイッチ
４２    接点オン用スイッチ
４３    接点オフ用スイッチ（半導体スイッチ）
５２、５３、５４    ダイオード
６２、６３、６４    抵抗
８ａ、８ｂ、８ｃ    負荷
【図１】
0005799793.tif 000002
【図２】
0005799793.tif 000003
【図３】
0005799793.tif 000004
【図４】
0005799793.tif 000005