(57)【要約】【課題】キーロックソレノイド制御回路において、キーロックソレノイドの駆動能力を低下させることなく、制御トランジスタの発熱を抑制する。【解決手段】制御トランジスタ１０１と並列に抵抗１５０を設け、制御トランジスタ１０１に流れる電流をバイパス抵抗１５０にバイパスさせる。これにより、制御トランジスタ１０１の消費電力は低減し、発熱による制御トランジスタ１０１の温度の上昇を抑えることができる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
キーロックソレノイド（１８）への電源ライン（１５）に設けられた制御トランジスタ（１０１）を動作させて、前記キーロックソレノイド（１８）を定電圧駆動するキーロックソレノイド制御回路において、
前記制御トランジスタ（１０１）に並列にバイパス抵抗（１５０）を接続したことを特徴とするキーロックソレノイド制御回路。
【請求項２】
前記バイパス抵抗（１５０）は、セメント抵抗であることを特徴とする請求項１に記載のキーロックソレノイド制御回路。
【請求項３】
前記電源ライン（１５）に設けられ、前記バイパス抵抗（１５０）および前記制御トランジスタ（１０１）の異常発熱を検知して前記バイパス抵抗（１５０）および前記制御トランジスタ（１０１）に流れる電流を遮断する温度ヒューズ（１４０）を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のキーロックソレノイド制御回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、オートマチック車両においてイグニッションキーをロックするためのキーロックソレノイド制御回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
オートマチック車両では、シフトレバーがパーキング（Ｐ）以外の位置にある場合にはイグニッションキーの回動及びキーの引き抜きを禁止するキーロック機構が採用されている。この機構により、例えば、シフトレバーがドライブ（Ｄ）位置にあるままエンジンを始動させてしまうなどの誤動作を未然に防止することができる。この種のキーロック装置としては、例えば、特許第３１５２６０４号公報に記載の「車両のキーロック装置およびキーロックソレノイド制御装置」がある。このキーロック機構は、キーシリンダにイグニッションキーが差し込まれＬＯＣＫ位置からアクセサリ（ＡＣＣ）位置（又はＯＮ位置）に回動され、かつシフトレバーがパーキング（Ｐ）以外の［Ｄ、Ｒ、２、１］の位置にあることをパーキングレンジ検出スイッチが検知すると、キーロックソレノイド制御装置からキーロックソレノイドへ電流が供給され、この電流によりプランジャが吸引・保持され、イグニッションキーの回動（例えばキーシリンダのＡＣＣ位置からＬＯＣＫ位置への回動）と、キーの引き抜きを禁止する。
【０００３】
上記したキーロックソレノイド制御装置は、電源電圧が高くなりキーロックソレノイドの出力電圧が上昇した際に、キーロックソレノイドの吸引力が大きくなりプランジャ吸引時における打音が大きくなったり、イグニッションキーが熱くなるといった問題を解決するために、キーロックソレノイドに所定の範囲内の定電圧を供給する定電圧回路を有している。
【０００４】
そこで、本発明者らは、上記したキーロックソレノイド制御装置に関連し、出力電圧を任意に設定可能な帰還型定電圧回路を用いたキーロックソレノイド制御回路について試作検討を行った。本発明者らが試作したキーロックソレノイド制御回路の構成を図４に示す。
【０００５】
図４に示すように、キーロックソレノイド制御回路１０の入力端子１１には、キーロックソレノイド制御回路１０に流れる過電流を遮断して保護するアクセサリヒューズ１７およびイグニッションキーがＡＣＣ位置（又はＯＮ位置）にあるとオンするアクセサリスイッチ１６を介して電源を供給するバッテリ３が接続され、出力端子１２にはイグニッションキーの回転及び引き抜きを禁止するキーロックソレノイド１８が接続されている。
【０００６】
アクセサリスイッチ１６は、一端がバッテリ３に接続され、他端はアクセサリヒューズ１７を介してキーロックソレノイド制御回路１０の入力端子１１に接続され、イグニッションキーがＡＣＣ位置（又はＯＮ位置）になるとオンとなり、バッテリ３からキーロックソレノイド制御回路１０に電源を供給する。
【０００７】
キーロックソレノイド制御回路１０は、キーロックソレノイド１８からの逆起電力からキーロックソレノイド制御回路１０を保護するダイオード１６０、定電圧を出力する帰還型定電圧回路１００、帰還型定電圧回路１００を構成する制御トランジスタ１０１の異常発熱を検知して回路を遮断する温度ヒューズ１４０、シフトレバーがパーキング（Ｐ）以外の［Ｄ、Ｒ、２、１］の位置にあるとオンするパーキングレンジ検出スイッチ１３０およびダイオード１２０から構成されている。
【０００８】
パーキングレンジ検出スイッチ１３０は、一端がダイオード１２０を介して入力端子１１（電位Ｖｂ）に接続され、他端は温度ヒューズ１４０を介して電源ライン１５に接続され、シフトレバーの位置がパーキング（Ｐ）以外の［Ｄ、Ｒ、２、１］の位置になるとオンして電源ライン１５に電源を供給する。なお、電源ライン１５の電位Ｖａは、入力端子１１の電位Ｖｂからダイオード１２０の順方向電圧降下分だけ低下した電位となる。
【０００９】
帰還型定電圧回路１００は、制御トランジスタ１０１としてのＰチャネル型ＭＯＳトランジスタ、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ１０２、ツェナーダイオード１０３、１０４、１０６、ダイオード１０５、抵抗１０８〜１１２およびコンデンサ１０７から構成されている。なお、ツェナーダイオード１０３、１０４、１０６およびコンデンサ１０７は、バッテリ３の接続ケーブルの接続および断線時等に発生する電気ノイズから制御トランジスタ１０１およびトランジスタ１０２を保護する耐電気ノイズ用として設けられている。
【００１０】
制御トランジスタ１０１は電源ライン１５に設けられており、そのソースは温度ヒューズ１４０側の電源ライン１５（電圧Ｖａ）に接続され、ドレインは出力端子１２（電圧Ｖｏｕｔ）に接続されている。制御トランジスタ１０１のゲート−ソース間には抵抗１０８、ツェナーダイオード１０６およびコンデンサ１０７が接続されている。また、トランジスタ１０２は、ベースが抵抗１１０を介して出力端子１２に接続されるとともに抵抗１１１を介して接地され、コレクタは抵抗１１２を介して制御トランジスタ１０１のゲートに接続され、エミッタはダイオード１０５および抵抗１０９を介して接地されている。
【００１１】
上記した構成において、イグニッションキーがＡＣＣ位置（又はＯＮ位置）にあってアクセサリスイッチ１６がオンとなり、シフトレバーの位置がパーキング（Ｐ）以外の［Ｄ、Ｒ、２、１］の位置にあってパーキングレンジ検出スイッチ１３０がオンとなると、バッテリ３から電源ライン１５に電源が供給される。
【００１２】
そして、電源ライン１５に電圧Ｖａが印加されると、制御トランジスタ１０１のゲートには電源ライン１５から抵抗１０８を介して所定の電圧が印加され、出力端子１２からゲート電位に応じた電圧Ｖｏｕｔが出力される。また、出力端子１２とグランド間に直列接続されたツェナーダイオード１０４と抵抗１０９の接続点の電位と、電源電圧Ｖｏｕｔを分圧している抵抗１１０および１１１の接続点の電位がトランジスタ１０２によって比較され、出力電圧Ｖｏｕｔが一定となるように制限トランジスタ１０１のゲート電位が調整される。
【００１３】
つまり、出力端子１２の電圧Ｖｏｕｔがツェナーダイオード１０４の降伏電圧よりも大きい場合、ツェナーダイオード１０４と抵抗１０９の接続点の電位は電圧Ｖｏｕｔとツェナーダイオード１０４の降伏電圧の差分の電圧となり、例えば出力端子１２の電圧Ｖｏｕｔの電圧が上昇すると、トランジスタ１０２のエミッタ電位も同電圧だけ上昇し、この上昇分は抵抗１１０、１１１の抵抗比に応じて上昇するトランジスタ１０２のベース電位よりも大きくなるため、トランジスタ１０２のベース電流が低下してコレクタ電流が低下し、トランジスタ１０１のソース−ゲート間電圧が低下して出力電圧Ｖｏｕｔが低下する。
【００１４】
また、出力端子１２の電圧Ｖｏｕｔが低下すると、逆の作用により制御トランジスタ１０１のソース−ゲート間電圧が上昇して出力端子１２の電圧Ｖｏｕｔは上昇する。
【００１５】
また、出力電圧Ｖｏｕｔがツェナーダイオード１０４の降伏電圧よりも低い場合には、トランジスタ１０２にはベース電位に応じたコレクタ電流が流れ、制御トランジスタ１０１のソース−ゲート間電圧は温度ヒューズ１４０側の電源ライン１５の電位Ｖａに応じて変化し、出力端子１２の電圧Ｖｏｕｔは定電圧ではなく、電源ライン１５の電位Ｖａに応じた電圧が出力される。
【００１６】
このようにして、帰還型定電圧回路１００から定電圧を出力してキーロックソレノイド１８を駆動し、イグニッションキーの回転及び引き抜きを禁止する。また、抵抗１１０および抵抗１１１の抵抗比を変えることによってトランジスタ１０２のベース電位を変化させ、電圧Ｖｏｕｔを任意に設定することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記したキーロックソレノイド制御回路１０において、出力端子１２から定電圧が出力されている状態で、電源端子１１の電位Ｖｂが高くなるほど、制御トランジスタ１０１のソース−ドレイン間に印加される電圧は増加し、制御トランジスタ１０１の消費電力は増加して、発熱により制御トランジスタ１０１の温度が上昇する。このため、制御トランジスタ１０１には温度上昇を抑制するためにヒートシンク等の放熱手段を設ける必要がある。
【００１８】
本発明は上記問題に鑑みたもので、キーロックソレノイド制御回路において、キーロックソレノイドの駆動能力を低下させることなく、制御トランジスタの発熱を抑制することを目的とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、キーロックソレノイド（１８）への電源ライン（１５）に設けられた制御トランジスタ（１０１）を動作させて、キーロックソレノイド（１８）を定電圧駆動するキーロックソレノイド制御回路において、制御トランジスタ（１０１）に並列にバイパス抵抗（１５０）を接続したことを特徴としている。
【００２０】
このように、制御トランジスタ（１０１）に並列にバイパス抵抗（１５０）を接続することにより、バイパス抵抗（１５０）に電流が流れるため、制御トランジスタ（１０１）に流れる電流を低減させることができ、制御トランジスタ（１０１）の消費電力を低減させ、制御トランジスタ（１０１）の発熱を抑制することができる。この場合、キーロックソレノイド（１８）に流れる電流はバイパス抵抗（１５０）を接続しない場合と同様であるので、キーロックソレノイド（１８）の駆動能力を低下させることはない。
【００２１】
また、請求項２に記載の発明では、バイパス抵抗（１５０）としてセメント抵抗を用いたことを特徴としている。バイパス抵抗（１５０）には大電流が流れ、また、電源ラインの電圧が上昇すると高電圧が印加されるため、不燃性構造で、放熱性、耐電圧性に優れているセメント抵抗が適している。
【００２２】
また、請求項３に記載の発明では、電源ライン（１５）に設けられ、バイパス抵抗（１５０）および制御トランジスタ（１０１）の異常発熱を検知してバイパス抵抗（１５０）および制御トランジスタ（１０１）に流れる電流を遮断する温度ヒューズ（１４０）を備えたことを特徴としている。
【００２３】
並列接続されたバイパス抵抗（１５０）および制御トランジスタ（１０１）には大電流が流れるため、バイパス抵抗（１５０）および制御トランジスタ（１０１）の異常発熱を検知して電流供給を遮断する温度ヒューズ（１４０）を備えるのが望ましい。
【００２４】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態に係るキーロックソレノイド制御回路を図１に示す。図４に示したキーロックソレノイド制御回路と同一部分には、同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分について説明する。
【００２６】
この実施形態では、図に示すように、制御トランジスタ１０１のドレイン−ソース間にバイパス抵抗１５０が並列続された構成となっている。
【００２７】
ここで、バイパス抵抗１５０に流れる電流を電流Ｉｒ、キーロックソレノイド１８に流れる電流をＩＯＵＴとすると、制御トランジスタ１０１に流れる電流ＩＦＥＴは、ＩＦＥＴ＝ＩＯＵＴ−Ｉｒで表される。従って、制御トランジスタ１０１に流れる電流ＩＦＥＴはバイパス抵抗１５０に流れる電流Ｉｒ分だけ減少する。このように、制御トランジスタ１０１に流れる電流ＩＦＥＴを低減させるためのバイパス経路としてバイパス抵抗１５０を設けることにより、制御トランジスタ１０１の消費電力を低減させ、発熱による制御トランジスタ１０１の温度の上昇を抑えることができる。
【００２８】
なお、バイパス抵抗１５０と制御トランジスタ１０１は並列に接続されているため、キーロックソレノイド１８に対する電流供給能力は図４に示したキーロックソレノイド制御回路と同様のものとなる。
【００２９】
また、抵抗には、金属皮膜抵抗、炭素皮膜抵抗、セメント抵抗等があり、上記バイパス抵抗１５０には大電流が流れ、また、電源ラインの電圧が上昇すると高電圧が印加されるため、不燃性構造で、放熱性、耐電圧性に優れているセメント抵抗を用いるのが望ましい。しかし、セメント抵抗に限らず、例えば消費電力の大きな金属皮膜抵抗を用いてもよい。
【００３０】
また、並列接続されたバイパス抵抗１５０および制御トランジスタ１０１には大電流が流れるため、バイパス抵抗１５０および制御トランジスタ１０１の異常発熱を検知して電流供給を遮断する温度ヒューズ１４０が設けられている。
【００３１】
図２に、キーロックソレノイド制御回路１０の出力端子１２の電圧（出力端子電圧Ｖ）Ｖｏｕｔ特性を示す。なお図において、縦軸はキーロックソレノイド制御回路１０の出力端子電圧Ｖｏｕｔ、横軸はキーロックソレノイド制御回路１０の入力端子１１の電位（入力端子電圧）Ｖｂを示している。
【００３２】
キーロックソレノイド１８の使用電圧範囲は、入力端子電圧Ｖｂが９〜１６Ｖである。また、キーロックソレノイド１８のプランジャを吸引するために必要な初期通電電圧範囲とプランジャを保持するために必要な保持通電電圧範囲は異なっている。従って、プランジャの吸引、保持を共通の出力端子電圧Ｖｏｕｔで動作させるには、出力端子電圧Ｖｏｕｔを初期通電電圧範囲と保持通電電圧範囲の両方を満足する初期、保持共通電圧範囲にする必要がある。図に示すように、出力端子電圧Ｖｏｕｔは、入力端子電圧Ｖｂの使用電圧範囲において、初期、保持共通電圧範囲内となっており、この出力端子電圧Ｖｏｕｔによってキーロックソレノイド１８を確実に吸引、保持できることが分かる。
【００３３】
また、入力端子電圧Ｖｂが９Ｖ以下において、出力端子電圧Ｖｏｕｔは入力端子電圧Ｖｂに応じた電圧が出力されている。これは、出力電圧Ｖｏｕｔが帰還型定電圧回路１００のツェナーダイオード１０４の降伏電圧よりも低く、定電圧機能が働いてないためである。
【００３４】
図３に、キーロックソレノイド制御回路１０の制御トランジスタ１０１の消費電力特性を示す。なお、図において、縦軸は制御トランジスタ１０１の消費電力、横軸はキーロックソレノイド制御回路１０の入力端子１１の電圧Ｖｂ（入力端子電圧Ｖｂ）を示している。また、図に示すＡ、Ｂは、それぞれ図４に示すキーロックソレノイド制御回路１０における制御トランジスタ１０１の消費電力特性と、本実施形態におけるキーロックソレノイド制御回路１０の制御トランジスタ１０１の消費電力特性とを示している。
【００３５】
図４に示したキーロックソレノイド制御回路１０の制御トランジスタ１０１の消費電力は、入力端子電圧Ｖｂが１０Ｖを越えると制御トランジスタ１０１のソース−ドレイン間電圧が増加するため次第に増加し、入力端子電圧Ｖｂが１６Ｖのとき４Ｗ程度となる。一方、本実施形態におけるキーロックソレノイド制御回路１０の制御トランジスタ１０１の消費電力は、入力端子電圧Ｖｂが１３Ｖのとき最大で１．２Ｖ程度となる。このように、バイパス抵抗１５０を設けることによって、放熱手段としてのヒートシンクを設けなくても、問題なく動作する程度まで、制御トランジスタ１０１の消費電力を低減させることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態のキーロックソレノイド制御回路１０によれば、バイパス抵抗１５０を備えることにより、電源電圧が変動してもスイッチ素子としての制御トランジスタ１０１の消費電力が低減されるので、制御トランジスタ１０１にヒートシンクなどの放熱手段を設ける必要がなくなる。その結果、コストダウンと省スペースを図ることができる。また、制御トランジスタ１０１にヒートシンクなどの放熱手段をネジ等により固定する必要がないため製造が容易となる。
【００３７】
また、本実施形態では、図１に示すように、キーロックソレノイド制御回路１０とシフトロックソレノイド制御回路２０とを同一のプリント基板上に配置し、いわゆるシフトロック付きキーロックソレノイド制御回路５０を構成している。このシフトロックソレノイド制御回路２０は、ブレーキペダルを踏んでいないとシフトレバーをパーキング（Ｐ）位置から動かせないように動作し（シフトロック）、誤って急発進してしまうのを未然に防止するための回路である。
【００３８】
シフトロックソレノイド制御回路２０の入力端子２１は、シフトロックソレノイド制御回路２０に流れる過電流を遮断して保護するゲージヒューズ２９ａおよび第２のパーキングレンジ検出スイッチ２３を介してバッテリ３に接続され、入力端子２２は、ストップランプ２５に接続されるとともに、イグニッションスイッチ２８ａを介してバッテリ３に接続されている。また、シフトロックソレノイド制御回路２０の出力端子２３、２４には、シフトロックソレノイド２６およびダイオード２７が並列接続されている。
【００３９】
シフトロックソレノイド制御回路２０は、ダイオード２２ａ、２２ｂ、シフトレバーがパーキング（Ｐ）位置にあることを検知するとオンする第２のパーキングレンジ検出スイッチ２３、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタ２１、および抵抗２４ａ、２４ｂから構成されている。
【００４０】
ダイオード２２ａのアノードは入力端子２１に接続され、カソードは第２のパーキングレンジ検出スイッチ２３を介して出力端子２３に接続されている。また、ダイオード２２ｂのアノードは入力端子２２に接続され、カソードは抵抗２４ａを介してトランジスタ２１のベースに接続され、トランジスタ２１のベース−エミッタ間は抵抗２４ｂを介して接続され、コレクタは出力端子２４に接続されている。
【００４１】
上記した構成において、イグニッションキーがＯＮ位置にあってイグニッションスイッチ２８ａがオン、シフトレバーがパーキング（Ｐ）位置にあって第２のパーキングレンジ検出スイッチ２３がオンになっている状態で、車両のブレーキペダルが踏まれてブレーキスイッチ２８ｂがオンしトランジスタ２１がオンすると、シフトロックソレノイド２６に電流が流れ、シフトロックソレノイド２６のプランジャが吸引、保持されてシフトレバーのロックが解除され、パーキング（Ｐ）位置から他の位置へ動かすことが可能となる。なお、ダイオード２７はシフトロックソレノイド２６からの逆起電力からトランジスタ２１を保護するために用いられている。
【００４２】
なお、上記した実施形態において、定電圧回路１００の制御トランジスタ１０１としてＰチャネル型ＭＯＳトランジスタを用いた例について説明したが、Ｎチャネル型ＭＯＳトランジスタやバイポーラトランジスタを用いた定電圧回路についても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るキーロックソレノイド制御回路の回路構成を示す図である。
【図２】図１に示すキーロックソレノイド制御回路の出力端子電圧Ｖｏｕｔの特性を示す図である。
【図３】図１に示すキーロックソレノイド制御回路の制御トランジスタの消費電力特性を示す図である。
【図４】本発明者らが試作したキーロックソレノイド制御回路の回路構成を示す図である。
【符号の説明】
１０・・・キーロックソレノイド制御回路、
２０・・・シフトロックソレノイド制御回路、３・・・バッテリ、
１６・・・アクセサリスイッチ、１７・・・アクセサリヒューズ、
１８・・・キーロックソレノイド、２８ａ・・・イグニッションスイッチ、
２８ｂ・・・ブレーキスイッチ、２９ａゲージヒューズ、
１００・・・帰還型定電圧回路、１２０・・・ダイオード、
１３０・・・パーキングレンジ検出スイッチ、１４０・・・温度ヒューズ、
１５０・・・バイパス抵抗。
【図１】
2004042710.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004042710.tif 000005
【図４】
2004042710.tif 000006