(57)【要約】【課題】モニターラインに抵抗器を設けることなく、逆起電力のコントロールユニットへの流入を防止できる電気回路装置を提供する。【解決手段】直流電源（２）と、直流電源に接続される負荷（３）と、直流電源と負荷との通電経路４に直列に接続される複数のリレー（５、６）と、リレーのオン・オフを制御するコントロールユニット（８）と、複数のリレーの間に接続される一端１１ａ及びコントロールユニットに接続される他端１１ｂを有するモニターライン１１とを備えた電気回路装置（１）において、コントロールユニットは、リレーをオフする時に、通電経路におけるモニターラインの一端よりも下流側に接続されたリレー（６）を最初にオフする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源と、
前記直流電源に接続される負荷と、
前記直流電源と前記負荷との間の通電経路に直列に接続される複数のリレーと、
前記複数のリレーのオン・オフを制御するコントロールユニットと、
前記複数のリレー間に接続される一端及び前記コントロールユニットに接続される他端を有するモニターラインと
を備えた電気回路装置であって、
前記コントロールユニットは、前記複数のリレーをオフする時に、前記通電経路における前記モニターラインの前記一端よりも下流側に接続されたリレーを最初にオフすることを特徴とする電気回路装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直流電源と負荷との間の通電経路に複数のリレーが直列に接続され、複数のリレーの間にモニターラインが接続された電気回路装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のバッテリからスタータモータへの通電経路に２つのリレーが直列に接続され、これらのリレーをコントロールユニットにより同時にオン・オフさせるようにしたエンジンスタータ回路が公知である（例えば、特許文献１参照）。このエンジンスタータ回路では、２つのリレーが直列に接続されることにより、一方のリレーが溶着等によりオン故障（オン状態で接点が固着）した時にも、他方のリレーによって通電経路を遮断することができる。これにより、例えば、イグニッションスイッチのスタート操作が終了しているにも拘わらずスタータモータが回り続けること等が防止され、駆動回路の信頼性が向上する。
【０００３】
特許文献１では、上記のように２つのリレーが直接に接続された電気回路において、２つのリレーよりも下流側の電圧（即ち、通電経路における、下流側のリレーの接点とスタータモータ等の負荷との間の電圧）をモニターすることで、リレーの異常を検出することが検討されている。しかしながら、このような構成の場合、両リレーが共にオン故障して初めて異常が検出され、どちらか一方のリレーがオン故障しても異常を検出することができない。また、どちらか一方のリレーがオフ故障した場合は、異常発生を検出することは可能であるが、どちらのリレーが故障したかを検出することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２３６８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで、図３に示される電気回路１０１のように、バッテリ１０２とスタータモータ１０３との間の通電経路１０４に設けられた２つのリレー１０５、１０６の間にモニターライン１１１を接続し、当該接続点の電圧をＥＣＵ１０８（electronic control unit）によりモニターすることで、リレーの異常を検出することが考えられる。このような構成の場合、上流側のリレー１０５がオン故障しただけで異常が検出され、上流側のリレー１０５がオフ故障した時にも異常が検出される。なお、下流側のリレー１０６がオフ故障した時は、異常は検出されないが、運転者がスタート操作を行ってもモータが駆動されないため、運転者が異常を認識することは可能である。
【０００６】
ところが、上記２つのリレーよりも下流側にモニターラインが接続された回路構成では、スタータモータの駆動を停止した際に発生する逆起電力がモニターラインからコントロールユニットに流入する。逆起電圧は駆動電圧に比べて高圧であるため、コントロールユニット内のＩＣ等に悪影響を及ぼす虞がある。一方、図３に示される電気回路１０１であっても、２つのリレー１０５、１０６をオフするタイミングがずれた場合には、逆起電力がモニターライン１１１からＥＣＵ１０８に流入する虞がある。つまり、モニターライン１１１の接続点１１１ａよりも上流側のリレー１０５が先にオフになると、オン状態の下流側のリレー１０６を通って逆起電力がモニターライン１１１に流れ得る。
【０００７】
そのため、図３に示されるように、逆起電力が高圧のままコントロールユニットに流入することを防ぐためにモニターラインに抵抗器１１２を設けること等の対策が必要になる。しかしながら、例えば、抵抗器１１２をリレーボックス内に配置する場合、専用のリレーボックスが必要になる。また、抵抗器１１２をＥＣＵ１０８に組み込む場合、抵抗器を含めたＥＣＵ１０８の再設計が必要になる。即ち、抵抗器１１２を配置するための基板面積を確保する必要が生じる。
【０００８】
本発明は、このような背景に鑑み、モニターラインに抵抗器を設けることなく、逆起電力のコントロールユニットへの流入を防止できる電気回路装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような課題を解決するために、本発明は、直流電源（２）と、前記直流電源に接続される負荷（３）と、前記直流電源と前記負荷との間の通電経路（４）に直列に接続される複数のリレー（５、６）と、前記複数のリレーのオン・オフを制御するコントロールユニット（８）と、前記複数のリレーの間に接続される一端（１１ａ）及び前記コントロールユニットに接続される他端（１１ｂ）を有するモニターライン（１１）とを備えた電気回路装置（１）であって、前記コントロールユニットは、前記複数のリレーをオフする時に、前記通電経路における前記モニターラインの前記一端よりも下流側に接続されたリレー（６）を最初にオフする構成とする。
【００１０】
この構成によれば、通電経路の遮断により発生した逆起電力がモニターラインに流入することが防止される。そのため、モニターラインに抵抗器を設ける必要がない。
【発明の効果】
【００１１】
このように本発明によれば、モニターラインに抵抗器を設けることなく、逆起電力のコントロールユニットへの流入を防止できる電気回路装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るスタータ回路装置の概略構成図
【図２】図１に示すＥＣＵが行うスタータ制御のフローチャート
【図３】本発明の課題を説明するためのスタータ回路装置の概略構成図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照して、本発明の電気回路装置を自動車のスタータ回路装置１に適用した実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１に示されるように、自動車のスタータ回路装置１は、エンジンルームに搭載された直流電源としてのバッテリ２と、バッテリ２から供給される電力により駆動され、エンジンを始動するスタータモータ３と、バッテリ２からスタータモータ３への通電経路４に直列に接続された上流側の第１スタータリレー５及び下流側の第２スタータリレー６と、自動車のイグニションスイッチ（以下、ＩＧスイッチ７と称す）がスタート操作された時に出力されるスタータ信号に基づいて両スタータリレー５、６のオン・オフを制御するＥＣＵ８とを備えている。
【００１５】
両スタータリレー５、６は、それぞれ内部にコイル５ａ、６ａと接点５ｂ、６ｂとを備えた周知の有接点リレーであり、いずれも常開接点（ａ接点）である。第１スタータリレー５のコイル５ａの一端は第１リレーライン９によりＥＣＵ８に接続されており、第２スタータリレー６のコイル６ａの一端は第２リレーライン１０によりＥＣＵ８に接続されている。両コイル５ａ、６ａの他端は電源ライン（図示せず）を介してバッテリ２と接続されている。
【００１６】
ＩＧスイッチ７は、乗員によりキーが差し込まれて、オフ位置（ＯＦＦ）からアクセサリ位置（Ａｃｃ）、オン位置（ＯＮ）、更にスタート位置（ＳＴＡ）へ順次操作され得る周知のシリンダタイプのものである。ＩＧスイッチ７がスタート位置にある時、即ちスタート操作されている時には、スタータ信号がＥＣＵ８に入力される。
【００１７】
また、ＥＣＵ８には、通電経路４における両スタータリレー５、６間に接続される一端１１ａを有するモニターライン１１の他端１１ｂが接続されている。モニターライン１１は、第１スタータリレー５の異常検出を行うために必要となるスタータリレー間電圧を検出するためのものである。スタータリレー間電圧とは、第１スタータリレー５の接点５ｂと第２スタータリレー６の接点６ｂとの間の通電経路４の電圧値である。
【００１８】
ＥＣＵ８は、入力回路、ＣＰＵ、駆動回路、電源回路等から構成されている。ＥＣＵ８は、スタータ信号が入力されると（つまりスタータ信号がオフからオンになると）、両リレーライン９、１０を介して両スタータリレー５、６のそれぞれのコイル５ａ、６ａに電圧を印加してそれぞれの接点５ｂ、６ｂをオン（閉成）する。また、ＥＣＵ８は、スタータ信号の入力がなくなると（つまりスタータ信号がオンからオフになると）、両コイル５ａ、６ａへの電圧の印加を停止して両スタータリレー５、６のそれぞれの接点５ｂ、６ｂをオフ（開放）する。
【００１９】
ＥＣＵ８の入力回路は、各種信号を入力させ、ＣＰＵが処理可能な信号に変換してＣＰＵに出力するものであり、Ａ／Ｄ変換器や波形整形回路等を備えている。入力回路には、検出信号として、スタータ制御を行うために必要となるスタータ信号に加え、スタータリレー接点間電圧が入力される。
【００２０】
ＣＰＵは、入力回路を介して取り込んだ各種検出信号に基づいて、両スタータリレー５、６をオン・オフさせるための制御指令を駆動回路へ出力するものであり、内部にＲＯＭやＲＡＭを備えている。ＲＯＭには、両スタータリレー５、６のオン・オフ制御を行うためのプログラムが格納されている。また、ＣＰＵには、不揮発性メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ）も備えられる。不揮発性メモリは、電源がダウンしても記憶内容を保持することができ、所定の保持電圧が供給されている場合にはデータの書き込みが可能である。
【００２１】
駆動回路は、ＣＰＵからの制御指令に基づいて、第１リレーライン９及び第２リレーライン１０を介して、対応する第１スタータリレー５又は第２スタータリレー６のコイル５ａ、６ａに印加する電圧を制御するものであり、例えばトランジスタ等のスイッチング素子等により構成される。
【００２２】
また、電源回路は、ＩＧスイッチ７がオン位置の時に、バッテリ２からバッテリ電圧Ｖｂの供給を受け、バッテリ電圧ＶｂをＥＣＵ８内の各種回路等を動作させるのに必要な所定の電圧に変換してＥＣＵ８内に供給する。
【００２３】
ＥＣＵ８により両スタータリレー５、６がオンにされると、通電経路４を介してバッテリ２の電圧（即ちバッテリ電圧Ｖｂ）がスタータモータ３に印加される。スタータモータ３は、バッテリ電圧Ｖｂが印加されることにより回転する公知の電磁石界磁形整流子電動機であり、エンジンをクランキングさせてエンジンを始動させる。
【００２４】
ここで、バッテリ２と負荷としてのスタータモータ３との間の通電経路４には、直列接続された両スタータリレー５、６間にモニターライン１１の一端１１ａが接続され、モニターライン１１の他端１１ｂはＥＣＵ８に接続されている。このように構成されたスタータ回路装置１では、スタータモータ３が誘導性回路である電磁石のコイルを含むために、両スタータリレー５、６のいずれかをオフした時（つまり各接点５ｂ、６ｂの開放時）に、逆起電力が発生し得る。そこで、ＥＣＵ８は、逆起電力がモニターライン１１を介してＥＣＵ８に流入しないようにするため、両スタータリレー５、６に対して以下に説明するスタータ制御を行い、それらのオン・オフを制御する。
【００２５】
図２に示されるように、ＥＣＵ８は起動するとまず、ＩＧスイッチ７からのスタータ信号がオフからオンにされたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。スタータ信号がオフからオンにされていない場合（ステップＳＴ１：Ｎｏ）、ＥＣＵ８はステップＳＴ１の判定を繰り返す。ステップＳＴ１でスタータ信号がオンにされると（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８は両スタータリレー５、６をオンにする（ステップＳＴ２）。その後、ＥＣＵ８は、スタータ信号がオンからオフにされたか否かを判定する（ステップＳＴ３）。スタータ信号がオンからオフにされていない場合（ステップＳＴ３：Ｎｏ）、ＥＣＵ８はステップＳＴ２〜ステップＳＴ３の処理を繰り返す。ステップＳＴ３でスタータ信号がオフにされると（Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８は最初に第２スタータリレー６をオフにし（ステップＳＴ４）、第２スタータリレー６をオフにしてからの経過時間Ｔが所定の閾値以上になったか否かを判定する（ステップＳＴ５）。ステップＳＴ５の判定がＮｏの場合、ＥＣＵ８は経過時間Ｔが所定の閾値以上になるまでステップＳＴ５の処理を繰り返す。経過時間Ｔが所定の閾値以上になり、ステップＳＴ５の判定がＹｅｓになると、ＥＣＵ８は第１スタータリレー５をオフにし（ステップＳＴ６）、上記手順を繰り返す。
【００２６】
このように、スタータ信号がオフになり（ステップＳＴ３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ８が両スタータリレー５、６をオフする時に、ステップＳＴ４において、通電経路４におけるモニターライン１１の一端１１ａよりも下流側に接続された第２スタータリレー６を最初にオフすることにより、通電経路４の遮断により発生する逆起電力がモニターライン１１を介してＥＣＵ８に流入することが防止される。そのため、モニターライン１１に抵抗器を設ける必要がない。つまり、本実施形態のスタータ回路装置１は、モニターライン１１に抵抗器を設けることなく、逆起電力のＥＣＵ８への流入を防止できる。
【００２７】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上記実施形態では、一例として自動車のスタータ回路装置１として本発明の電気回路装置の説明を行ったが、他の負荷を駆動するための電気回路に適用することも当然に可能である。また、上記実施形態では、バッテリ２からスタータモータ３への通電経路４に２つのリレーが接続されているが、３つ以上のリレーが接続されていてもよい。３つ以上のリレーが直列に接続される場合、負荷への通電を遮断する時には、モニターライン１１の接続点よりも下流側のリレーであれば、いずれのリレーを最初にオフしてもよく、それにより逆起電力がモニターライン１１を介してＥＣＵ８に流入することが防止される。この他、各部材や部位の具体的構成や配置、数量、値など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲であれば適宜変更可能である。一方、上記実施形態に示した各構成要素は必ずしも全てが必須ではなく、適宜選択することができる。
【符号の説明】
【００２８】
１      スタータ回路装置
２      バッテリ（直流電源）
３      スタータモータ（負荷）
４      通電経路
５      第１スタータリレー
６      第２スタータリレー
８      ＥＣＵ（コントロールユニット）
１１    モニターライン
１１ａ  一端
１１ｂ  他端
【図１】
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【図２】
2016171042.tif 000004
【図３】
2016171042.tif 000005