(57)【要約】【課題】車両の走行維持に必要な電気部品への電力供給を切り替える切替手段を走行中は２重系で駆動でき、かつ構成の簡単な車両用電源切替装置を提供する。【解決手段】車両用電源切替装置１０は、マイコン１２と、リレー駆動回路１３と、リレー駆動回路１４と、Ｆ／Ｖ変換回路１５とを備える。車速センサ１６から出力される車速パルス１７が信号入力端子２４を介してＦ／Ｖ変換回路１５に入力される。Ｆ／Ｖ変換回路１５は、車速パルス１７が入力されている間、リレー駆動回路１４に駆動信号を出力してＩＧリレー１１を作動させて作動状態に維持する。【選択図】図１
2008189026.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の走行維持に必要な電気部品へのバッテリからの電力供給を切り替える切替手段を、作動状態と非作動状態との間で切り替える車両用電源切替装置であって、
前記切替手段をそれぞれ作動させる第１の電源切替手段および第２の電源切替手段と、
前記第１の電源切替手段を制御する制御手段と、
車速パルスが入力されるＦ／Ｖ変換回路と、を備え、
前記Ｆ／Ｖ変換回路は、車速パルスが入力されている間、前記第２の電源切替手段に駆動信号を出力して前記切替手段を作動させることを特徴とする車両用電源切替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車などの車両の走行維持に必要な電気部品への、バッテリからの電力供給を切り替える車両用電源切替装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両用電源切替装置では、車両の走行維持に必要な電気部品への、バッテリからの電力供給を切り替えるＩＧリレーの駆動については、「走行中にＩＧリレーが勝手にオフしない（非作動状態にならない）」構成を採用することで信頼性を高めている。つまり、走行中には、一つのリレー駆動回路が故障しても、もう一方のリレー駆動回路によりＩＧリレーを作動させるように、ＩＧリレーを２重系のリレー駆動回路で作動させるようにしている。
【０００３】
このような車両用電源切替装置として、例えば、特許文献１および特許文献２に記載されたものがある。
【０００４】
特許文献１に記載された従来技術では、走行中にマイコンが故障してＩＧリレーをオフにしないようにするために、ラッチ回路を設けている。このラッチ回路は、リレーが一旦作動すると、車両の非走行状態で始動・停止スイッチが押圧操作されない限りは、ドライバ回路内部のＦＥＴの作動状態を保持してリレーの作動状態を保持する。
【０００５】
また、特許文献２には、車両各部への電源供給を制御する電子制御装置において、マイコンの異常時に車両各部への電源供給を遮断するフェールセーフ回路を構成する場合、次の条件を満たす必要があると記載されている。即ち、走行中に制御不能となることを避けるため、走行中には電源供給が遮断されないようにすること、電源ＥＣＵのマイコンが正常に動作している時には、車両の走行状態に関わらず電源供給が遮断されないようにすることである。また、走行中であるか否かの判定には車速パルスを用い、マイコンが正常に動作しているか否かの判定には上述の周期パルスを用いることが考えられ、両パルス信号列のいずれか一方でも入力されていれば、フェールセーフ回路が作動しないように構成すればよい、と記載されている。
【０００６】
そして、この特許文献２に記載されたフェールセーフ回路は、車速パルスを発生させる車速検出部と、イグニションスイッチ（又はスタートストップスイッチ）の操作状態に応じて、車両各部への電源供給開始を指示する開始指令を出力すると共に、正常動作している時には周期的にパルス信号（周期パルス）を出力するマイコンと、車速パルス及び周期パルスの入力状態に従って、両方の入力が途絶えた場合にアクティブレベルとなる状態信号を生成する信号生成回路と、マイコンからの開始指令が入力されると、電源供給経路に設けられたリレーをオン状態とし、その状態を保持するＩＧホールド回路と、信号生成回路が生成する状態信号がアクティブレベルになると、ＩＧホールド回路により保持された状態をキャンセルして、上記リレーをオフ状態にするＩＧキャンセル回路とからなる。
【特許文献１】特開２００５−４８５９１号公報
【特許文献２】特開２００５−６５１１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、上記特許文献１に記載された従来技術では、走行中にマイコンが故障してＩＧリレーをオフにしないようにするために、ラッチ回路を設けているので、部品点数が多くなってしまうという問題があった。また、上記特許文献２に記載された従来技術では、走行中にＩＧリレーをオフにしないようにするために、ＩＧリレーをオン状態に保持するＩＧホールド回路を設けているので、部品点数が多くなってしまうという問題があった。
【０００８】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みて為されたもので、その目的は、車両の走行維持に必要な電気部品への電力供給を切り替える切替手段を走行中は２重系で駆動でき、回路の簡素化と信頼性の向上とを図った車両用電源切替装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の第１の態様に係る車両用電源切替装置は、車両の走行維持に必要な電気部品へのバッテリからの電力供給を切り替える切替手段を、作動状態と非作動状態との間で切り替える車両用電源切替装置であって、前記切替手段をそれぞれ作動させる第１の電源切替手段および第２の電源切替手段と、前記第１の電源切替手段を制御する制御手段と、車速パルスが入力されるＦ／Ｖ変換回路と、を備え、前記Ｆ／Ｖ変換回路は、車速パルスが入力されている間、前記第２の電源切替手段に駆動信号を出力して前記切替手段を作動させることを特徴とする。
【００１０】
この態様によれば、第１の電源切替手段は制御手段により制御され、車速パルスがＦ／Ｖ変換回路に入力されている間、第２の電源切替手段は、Ｆ／Ｖ変換回路から出力される駆動信号により切替手段を作動させる。このように、第２の電源切替手段は、Ｆ／Ｖ変換回路に車速パルスが入力されている間、つまり、車両の走行中はＦ／Ｖ変換回路により駆動されて切替手段を作動状態に保持する。これにより、車速があるときは、ＩＧリレーなどの切替手段を２重系で駆動することができる。
【００１１】
また、切替手段を２重系で駆動できる車両用電源切替装置を、車速パルスが入力されるＦ／Ｖ変換回路により第２の電源切替手段を制御するという簡単な構成で実現することができる。また、車速パルスは制御手段を介さずにＦ／Ｖ変換回路に入力され、Ｆ／Ｖ変換回路に車速パルスが入力されている間、Ｆ／Ｖ変換回路により駆動されて切替手段を作動状態に保持するので、制御手段（マイコン）が故障した場合でも、切替手段を作動状態に保持できる。これにより、信頼性が向上する。
【００１２】
従って、車両の走行維持に必要な電気部品への電力供給を切り替える切替手段を走行中は２重系で駆動でき、回路の簡素化と信頼性の向上とを図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、車両の走行維持に必要な電気部品への電力供給を切り替える切替手段を走行中は２重系で駆動することができ、回路の簡素化と信頼性の向上とを図ることのできる車両用電源切替装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
次に、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
本発明の一実施形態に係る車両用電源切替装置を、図１〜図３に基づいて説明する。図１は一実施形態に係る車両用電源切替装置の概略構成を示している。図２は図１に示すＦ／Ｖ変換回路と２つのリレー駆動回路の詳細な回路構成を示している。図３は車両用電源切替装置の動作を示すタイミングチャートである。
【００１６】
図１に示す車両用電源切替装置１０は、車両の走行維持に必要な電気部品へのバッテリからの電力供給を切り替える切替手段としてのＩＧリレー１１を、作動状態と非作動状態との間で切り替える電源切替ＥＣＵとして具体化されている。ここで、ＩＧリレー１１が作動状態になると、バッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）が車両の走行維持に必要な電気部品へ供給される。また、ＩＧリレー１１が非作動状態になると、車両の走行維持に必要な電気部品へのバッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）の供給が遮断される。
【００１７】
この車両用電源切替装置（以下、「電源切替装置」という。）１０は、制御手段としてのマイコン（マイクロコンピュータ）１２と、第１の電源切替手段としてのリレー駆動回路（リレー駆動回路Ａ）１３と、第２の電源切替手段としてのリレー駆動回路（リレー駆動回路Ｂ）１４と、Ｆ／Ｖ変換回路（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ／ｖｏｌｔａｇｅ  ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）１５と、を備えている。さらに、この電源切替装置１０は、図示を省略した入力インタフェースと、出力インタフェースとを備えている。
【００１８】
この電源切替装置１０の特徴は、車速センサ１６から出力される車速パルス１７がＦ／Ｖ変換回路１５に入力されるようになっており、Ｆ／Ｖ変換回路１５は、車速パルス１７が入力されている間、リレー駆動回路１４に駆動信号を出力してＩＧリレー１１を作動させて作動状態に維持するように構成されている点にある。つまり、リレー駆動回路１３はマイコン１２により制御されると共に、車速パルス１７がＦ／Ｖ変換回路１５に入力されている間、リレー駆動回路１４は、Ｆ／Ｖ変換回路１５から出力される駆動信号によりＩＧリレー１１を作動させるようになっている。
【００１９】
マイコン１２は、それぞれ図示を省略したＣＰＵ、メモリ装置（ＲＯＭ，ＲＡＭ）、入力ポート、および出力ポートを備える。
【００２０】
リレー駆動回路１３は、一端がマイコン１２の出力端子に接続された抵抗Ｒ１と、この抵抗Ｒ１の他端にベースが接続され、エミッタが接地されたｎｐｎ型のトランジスタＴ１と、このトランジスタＴ１のベース・エミッタ間に接続された抵抗Ｒ２と、を備える。さらに、リレー駆動回路１３は、一端がトランジスタＴ１のコレクタに接続された抵抗Ｒ３と、この抵抗Ｒ３の他端にベースが接続され、コレクタがＩＧリレー１１へバッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）を供給する電源ライン２０に接続されたｐｎｐ型のトランジスタＴ２と、このトランジスタＴ２のエミッタ・ベース間に接続された抵抗Ｒ４と、を備えている。そして、トランジスタＴ２のエミッタは、バッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）が電源入力端子２２を介して供給される電源ライン２３に接続されている。
【００２１】
このリレー駆動回路１３は、マイコン１２から駆動信号（Ｈレベルのオン信号）が出力されると、トランジスタＴ１がオンになってトランジスタＴ２もオンになり、バッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）が電源ライン２３，２０および電源切替装置１０の電源出力端子２１を介してＩＧリレー１１に供給される。これにより、ＩＧリレー１１が作動状態になり、バッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）が車両の走行維持に必要な電気部品へ供給されるようになる。
【００２２】
一方、マイコン１２からＬレベルのオフ信号が出力されると、トランジスタＴ１，トランジスタＴ２が共にオフになり、バッテリからＩＧリレー１１への電力（電源電圧ＶＢ）の供給が遮断される。これにより、ＩＧリレー１１が非作動状態になり、車両の走行維持に必要な電気部品へのバッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）の供給が遮断される。
【００２３】
Ｆ／Ｖ変換回路１５は、車速センサ１６からの車速パルス１７が入力される電源切替装置１０の信号入力端子２４に一端が接続された抵抗Ｒ５と、この抵抗Ｒ５の他端に一端が接続されたコンデンサＣ１と、このコンデンサＣ１の他端にアノード側端子が接続されたダイオードＤ１と、このダイオードＤ１のカソード側端子に一端が接続され、他端が接地されたコンデンサＣ２と、を備える。このような構成を有するＦ／Ｖ変換回路１５は、入力される車速パルス１７をその周波数に比例した直流電圧に変換し、車速パルス１７が入力されている間、リレー駆動回路１４へ駆動信号（Ｈレベルのオン信号）を出力するようになっている。一方、車両が停止しており車速パルス１７が入力されない場合には、リレー駆動回路１４へＬレベルのオフ信号を出力するようになっている。
【００２４】
そして、リレー駆動回路１４は、一端がＦ／Ｖ変換回路１５の出力端子に接続された抵抗Ｒ１０と、この抵抗Ｒ１０の他端にベースが接続され、エミッタが接地されたｎｐｎ型のトランジスタＴ１０と、このトランジスタＴ１０のベース・エミッタ間に接続された抵抗Ｒ２０と、を備える。さらに、リレー駆動回路１４は、一端がトランジスタＴ１０のコレクタに接続された抵抗Ｒ３０と、この抵抗Ｒ３０の他端にベースが接続され、コレクタが電源ライン２０に接続されたｐｎｐ型のトランジスタＴ２０と、このトランジスタＴ２０のエミッタ・ベース間に接続された抵抗Ｒ４０と、を備えている。トランジスタＴ２０のエミッタは電源ライン２３に接続されている。
【００２５】
このリレー駆動回路１４は、Ｆ／Ｖ変換回路１５から駆動信号（Ｈレベルのオン信号）が出力されると、トランジスタＴ１０がオンになってトランジスタＴ２０もオンになり、バッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）が電源ライン２３，２０および電源出力端子２１を介してＩＧリレー１１に供給される。これにより、ＩＧリレー１１が作動状態になり、電力（電源電圧ＶＢ）が車両の走行維持に必要な電気部品へ供給されるようになる。
【００２６】
一方、Ｆ／Ｖ変換回路１５からＬレベルのオフ信号が出力されると、トランジスタＴ１０，トランジスタＴ２０が共にオフになり、バッテリからＩＧリレー１１への電力（電源電圧ＶＢ）の供給が遮断される。これにより、ＩＧリレー１１が非作動状態になり、車両の走行維持に必要な電気部品へのバッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）の供給が遮断される。
【００２７】
上記構成を有する電源切替装置１０では、リレー駆動回路１３はマイコン１２により制御され、リレー駆動回路１４はＦ／Ｖ変換回路１５により制御される。電源切替装置１０の動作を図３に基づいて説明する。
【００２８】
図３のｔ１時点に、図示を省略したイグニッションスイッチ又はスタートスイッチのオン操作により、マイコン１２からリレー駆動回路１３に駆動信号（Ｈレベルのオン信号）が出力されると、上述したようにリレー駆動回路１３のトランジスタＴ１，Ｔ２が共にオンして、リレー駆動回路（リレー駆動回路Ａ）１３が非動作状態（ＯＦＦ）から動作状態（ＯＮ）になり、ＩＧリレー１１が非作動状態（ＯＦＦ）から作動状態（ＯＮ）になり、バッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）が車両の走行維持に必要な電気部品へ供給されるようになる。
【００２９】
図３のｔ２時点に車両が走行を開始し、車速センサ１６からＨレベルの車速パルス１７が信号入力端子２４に出力されると、Ｆ／Ｖ変換回路１５からリレー駆動回路１４へ駆動信号（Ｈレベルのオン信号）が出力される。これにより、リレー駆動回路１４のトランジスタＴ１０，Ｔ２０が共にオンして、リレー駆動回路（リレー駆動回路Ｂ）１４が非動作状態（ＯＦＦ）から動作状態（ＯＮ）になる。これにより、車両の走行中は、ＩＧリレー１１の作動状態がリレー駆動回路１３だけでなくリレー駆動回路１４によっても維持されるようになる。
【００３０】
図３のｔ３時点に、車両が停止すると、車速パルス１７がＬレベルになって車速パルス１７がＦ／Ｖ変換回路１５に入力されなくなり、Ｆ／Ｖ変換回路１５からリレー駆動回路１４へＬレベルのオフ信号が出力される。これにより、リレー駆動回路１４が動作状態（ＯＮ）から非動作状態（ＯＦＦ）になる。
【００３１】
図３のｔ４時点に、車両が再び走行を開始すると、Ｆ／Ｖ変換回路１５からリレー駆動回路１４へＨレベルのオン信号が出力されるので、リレー駆動回路１４が再び動作状態（ＯＮ）になり、この走行中においても、ＩＧリレー１１の作動状態がリレー駆動回路１３だけでなくリレー駆動回路１４によっても維持される。
【００３２】
図３のｔ５時点に、車両が停止すると、Ｆ／Ｖ変換回路１５からリレー駆動回路１４へＬレベルのオフ信号が出力されるので、リレー駆動回路１４が非動作状態（ＯＦＦ）になる。
【００３３】
図３のｔ６時点に、車両が再び走行を開始すると、Ｆ／Ｖ変換回路１５からリレー駆動回路１４へＨレベルのオン信号が出力されるので、リレー駆動回路１４が再び動作状態（ＯＮ）になり、この走行中においても、ＩＧリレー１１の作動状態がリレー駆動回路１３だけでなくリレー駆動回路１４によっても維持される。
【００３４】
図３のｔ７時点に、車両が停止すると、Ｆ／Ｖ変換回路１５からリレー駆動回路１４へＬレベルのオフ信号が出力されるので、リレー駆動回路１４が非動作状態（ＯＦＦ）になる。
【００３５】
図３のｔ８時点に、イグニッションスイッチ又はスタートスイッチのオフ操作により、マイコン１２からリレー駆動回路１３にＬレベルのオフ信号が出力されると、リレー駆動回路１３のトランジスタＴ１，Ｔ２が共にオフして、リレー駆動回路１３が非動作状態（ＯＦＦ）になって、ＩＧリレー１１が非作動状態（ＯＦＦ）になり、バッテリからの電力（電源電圧ＶＢ）が車両の走行維持に必要な電気部品へ供給されなくなる。
【００３６】
以上のように構成された一実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
○リレー駆動回路１３はマイコン１２により制御される。また、車速パルス１７がＦ／Ｖ変換回路１５に入力されている間、リレー駆動回路１４は、Ｆ／Ｖ変換回路１５から出力される駆動信号（Ｌレベルのオフ信号）によりＩＧリレー１１を作動させる。このように、リレー駆動回路１４は、Ｆ／Ｖ変換回路１５に車速パルス１７が入力されている間（図３のｔ２時点〜ｔ３時点、ｔ４時点〜ｔ５時点、ｔ６時点〜ｔ７時点）、つまり、車両の走行中はＦ／Ｖ変換回路１５により駆動されてＩＧリレー１１を作動状態に保持する。これにより、車速があるときは、ＩＧリレー１１を２重系で駆動することができる。
○ＩＧリレー１１を２重系で駆動できる電源切替装置１０を、車速パルス１７が入力されるＦ／Ｖ変換回路１５によりリレー駆動回路１４を制御するという簡単な構成で実現することができる。
○車速パルス１７はマイコン１２を介さずにＦ／Ｖ変換回路１５に入力され、Ｆ／Ｖ変換回路１５に車速パルス１７が入力されている間、Ｆ／Ｖ変換回路１５によりリレー駆動回路１４を駆動してＩＧリレー１１を作動状態に保持するので、マイコン１２が故障した場合でも、ＩＧリレー１１を作動状態に保持できる。これにより、信頼性が向上する。
○車両の走行維持に必要な電気部品への電力供給を切り替えるＩＧリレー１１を走行中は２重系で駆動することができ、回路の簡素化と信頼性の向上とを図ることのできる電源切替装置１０を実現することができる。
【００３７】
なお、本発明に係る車両用電源切替装置は、イグニッションスイッチの操作によりＩＧリレー１１の作動状態を切り替えるタイプと、スタートスイッチの操作によりＩＧリレー１１の作動状態を切り替えるタイプのいずれのタイプの車両用電源切替装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用電源切替装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１に示すＦ／Ｖ変換回路と２つのリレー駆動回路の詳細な回路構成を示す回路図。
【図３】一実施形態に係る車両用電源切替装置の動作を示すタイミングチャート。
【符号の説明】
【００３９】
１０…車両用電源切替装置
１１…ＩＧリレー
１２…マイコン
１３…リレー駆動回路（リレー駆動回路Ａ）
１４…リレー駆動回路（リレー駆動回路Ｂ）
１５…Ｆ／Ｖ変換回路
１６…車速センサ
１７…車速パルス
２４…信号入力端子
【図１】
2008189026.tif 000003
【図２】
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【図３】
2008189026.tif 000005