CN104025236A - 与车辆的点火开关联锁的闭锁继电器驱动电路 - Google Patents

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Abstract

当控制器(9)的控制信号输出功能发生故障时，控制器(9)的每个控制信号的输出端口进入高阻抗状态。在这种状态下接通或关断点火开关(IGN)会在开关信号输入电路(11)或逆变器(13)中产生替代偏置信号。产生的替代偏置信号施加于设定线圈通电开关(7a)或复位线圈通电开关(7b)。因此，与点火开关(IGN)的导通操作或断开操作联锁，闭锁继电器(5)能够被驱动为导通和断开。

Description

与车辆的点火开关联锁的闭锁继电器驱动电路
技术领域
本发明涉及用于车辆的闭锁继电器驱动电路。
背景技术
用于锁定开关的导通/断开状态的闭锁继电器也用于车辆，例如，用于接通和关断行驶系统负载、灯光系统负载等。为了接通和关断闭锁继电器，必须通过使用导通控制信号和断开控制信号分别对与导通和断开操作对应的线圈通电。在车辆中，来自ECU(电子控制单元或引擎控制单元)的控制信号专门用于接通和关断闭锁继电器。
因此，当控制器(诸如ECU)发生与控制信号输出相关联的任何故障时，从而无法正确接通用于车辆行驶系统负载、灯光系统负载等的闭锁继电器，不仅可能对于车辆安全行驶，而且对于车辆自行行驶至修理厂也会造成麻烦。然后，一组申请人(矢崎公司)等在过去提出了一种电路，即使控制器的控制信号输出发生故障，一旦点火开关接通，也能接通闭锁继电器(参见专利文献1)。
此外，在过去也提出了当控制器供给电压下降时，在电压下降之前充电的电容器的放电电压施加于闭锁继电器的复位线圈，从而将闭锁继电器锁定为断开状态(参见专利文献2)。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP2003-019932A
专利文献2：JP2001-332161A
发明内容
专利文献1中公开的现有技术重点在于，当控制器的控制信号输出发生故障时可靠地接通闭锁继电器。另一方面，例如，当控制器的控制信号输出发生故障时，当闭锁继电器处于导通状态时，可以想象，未使用负载仍然连接到电池且保持原样，从而造成无用的电池消耗。然而，专利文献1中公开的现有技术没有提出用于关断闭锁继电器的结构。
另一方面，专利文献2中公开的现有技术的重点在于，不管由控制器输出的控制信号如何，都将闭锁继电器锁定为断开状态。然而，只有当控制器供给电压下降时，闭锁继电器才锁定为断开状态。在这种情况下无法作出适当的操作，这是因为需要在任意时间将闭锁继电器锁定为断开状态，以防止上述无用的电池消耗。
本发明鉴于以上情况而完成。本发明目的在于提供一种用于车辆的闭锁继电器驱动电路，即使当控制器的控制信号输出发生故障时，所述闭锁继电器驱动电路也能够根据负载使用状况等，任意地接通和关断用于接通和关断车辆负载的闭锁继电器。
为了实现以上目的，提供了根据本发明第一方面用于车辆的闭锁继电器驱动电路，其中该驱动电路置于车辆的电池与该车辆的负载之间，并且该驱动电路构成为：通过由从控制器输出的设定控制信号或复位控制信号来偏置且接通设定线圈通电开关和复位线圈通电开关，分别将闭锁继电器的导通/断开驱动锁定为导通状态和断开状态，所述驱动电路包括：设定线圈偏置电路，该设定线圈偏置电路构成为：从当所述车辆的点火开关处于导通状态时所保持的开关信号，产生替换所述设定控制信号的第一替代偏置信号，并且通过该第一替代偏置信号来偏置所述设定线圈通电开关；以及复位线圈偏置电路，该复位线圈偏置电路构成为：从当所述点火开关处于断开状态时所保持的所述开关信号，产生替换所述复位控制信号的第二替代偏置信号，并且通过该第二替代偏置信号来偏置所述复位线圈通电开关，所述第二替代偏置信号具有替换所述设定控制信号的所述第一替代偏置信号的反向信号电平。
利用以上结构，当点火开关处于导通状态时，闭锁继电器锁定为导通状态，从而将车辆的电池与车辆的负载连接。这造成适合于通过从电池供电来致动负载的情况的开关状态。另一方面，当点火开关将进入断开状态时，可以想象，不期望负载操作。
因此，即使当车辆控制器的控制信号输出发生故障时，也可根据车辆负载的使用状况等，通过接通或关断点火开关来任意地接通或关断闭锁继电器。
根据本发明第一方面的闭锁继电器驱动电路还可包括：延迟电路，所述延迟电路构成为将所述设定线圈通电开关通过所述第一替代偏置信号而产生的偏置延迟一预定周期，该预定周期大于或等于控制器初始化周期。
利用以上结构，即使当通过设定线圈偏置电路产生第一替代偏置信号时，设定线圈通电开关也不是立即接通，而是在延迟预定时间之后通过偏置接通。所述预定时间设定为大于或等于控制器初始化周期。
本文中，假设断开连接的电池在点火开关的导通状态下连接。当电池断开连接时未供电的控制器在电池连接到控制器之后不会立即开始，而是会在经过初始化周期(例如60毫秒)之后开始。因此，控制器的到闭锁继电器的设定线圈和复位线圈的通电电路各者的控制信号输出端口进入高阻抗状态(与在未供电情况下观察到的状态一样)，直至经过初始化周期。
当控制信号输出端口处于高阻抗状态时，即使控制器的控制信号输出功能不发生故障，设定线圈偏置电路的第一替代偏置信号及复位线圈偏置电路的第二替代偏置信号也呈现能够偏置且接通设定线圈通电开关或复位线圈通电开关的状态。
因此，例如在将闭锁继电器用于手动变速(MT)车辆的起动继电器的车辆的情况下，并且当控制信号输出端口处于高阻抗状态时，在点火开关接通的情况下错误地连接电池与闭锁继电器会通过设定线圈偏置电路的第一替代偏置信号立即接通闭锁继电器。然后，有可能造成在电池连接之后起动电机立即致动，从而车辆移动的意外事故。
与以上相反，将通过设定线圈偏置电路的第一替代偏置信号的设定线圈通电开关偏置延迟预定时间，这可允许只有当在开始状态下控制器的控制信号输出发生故障时，才通过第一替代偏置信号来导通/断开驱动闭锁继电器。
利用根据本发明第一方面的闭锁继电器驱动电路，即使当控制器的控制信号输出发生故障时，用于接通和关断车辆负载的闭锁继电器也可根据负载使用状况等任意地接通或关断。
附图说明
图1是示出根据实施例的用于车辆的闭锁继电器驱动电路的基本结构的电路图。
图2是示出图1所示的闭锁继电器驱动电路的操作过程的流程图。
图3是示出根据另一个实施例的闭锁继电器驱动电路的基本结构的电路图。
具体实施方式
下文中，将参考图1至图3说明本发明的实施例。
根据实施例的用于车辆的闭锁继电器驱动电路(下文中称为“驱动电路”)1用于驱动闭锁继电器5，该闭锁继电器5接通和关断从车载电池B供电给诸如用于行驶系统和灯光系统的负载3。
驱动电路1包括：设定线圈通电开关7a，该设定线圈通电开关7a用于接通和关断闭锁继电器5的设定线圈5a的通电；复位线圈通电开关7b，该复位线圈通电开关7b用于接通和关断闭锁继电器5的复位线圈5b的通电；以及控制器9，该控制器9用于对设定线圈通电开关7a和复位线圈通电开关7b进行导通/断开控制。
每个通电开关7a、7b包括开关晶体管，其中集电极和发射极通过偏置基极电位彼此进行连通。控制器9具有控制信号的输出端口，用于偏置每个通电开关7a、7b的基极电位。控制器9通过来自电池B的电力进行操作，并且在与来自振荡器9b的时钟同步的周期实现各种处理，其中，该来自电池B的电力通过电源电路9a下降到适当电压(例如5V)。
控制器9可包括例如ECU。根据响应于车辆各部分的状态而输入的负载3的驱动控制信号，控制器9通过对闭锁继电器5进行导通/断开操作(每个通电开关7a、7b的基极电位的偏置)来控制从电池B供电给负载3。
此外，当控制器9的操作发生故障时，用于偏置每个通电开关7a、7b的基极电位的控制器9的每个控制信号的输出端口进入高阻抗状态。此外，在从当控制器9开始从电源电路9a接收电力时到当控制器9开始操作时的预定周期(＝初始化周期)期间，每个控制信号的输出端口也进入高阻抗状态。
此外，驱动电路1包括开关信号输入电路11(设定线圈偏置电路)和逆变器13(复位线圈偏置电路)，在响应于车辆点火开关IGN的导通/断开状态的信号电平的开关信号输入到开关信号输入电路11和逆变器13的每个中。
开关信号输入电路11连接到设定线圈通电开关7a的基极。当开关信号处于响应于点火开关IGN导通状态的信号电平时，开关信号输入电路11输出第一替代偏置信号，该第一替代偏置信号用于偏置设定线圈通电开关7a的基极电位。当开关信号处于响应于点火开关IGN断开状态的信号电平时，开关信号输入电路11停止输出第一替代偏置信号。
逆变器13连接到复位线圈通电开关7b的基极。当开关信号处于响应于点火开关IGN断开状态的信号电平时，逆变器13输出第二替代偏置信号，该第二替代偏置信号用于偏置复位线圈通电开关7b的基极电位。当开关信号处于响应于点火开关IGN导通状态的信号电平时，逆变器13停止输出第二替代偏置信号。
此外，虽然图1中未示出，但是用于防止反向电流的二极管等设置于驱动电路1的适当部分中。
接着，参考图2的流程图说明具有以上结构的驱动电路1的操作过程。
首先，当控制器9(CPU)正常时(在S1为“是”)，通过由控制器9输出到每个通电开关7a、7b的基极的控制信号，控制器9对闭锁继电器5(RLY)进行导通/断开控制(S3)。
另一方面，当控制器9不正常时(在S1为“否”)，验证点火开关IGN是否接通(S5)。当点火开关IGN接通时(在S5为“是”)，开关信号输入电路11产生第一替代偏置信号(S7)，从而将第一替代偏置信号输出到设定线圈通电开关7a(S9)。
接着，闭锁继电器5的设定线圈5a通过设定线圈通电开关7a通电，该设定线圈通电开关7a通过来自开关信号输入电路11的第一替代偏置信号接通(S11)，从而激励设定线圈5a(S13)。然后，所激励的设定线圈5a接通闭锁继电器5(S15)。
与以上相反，当点火开关IGN未接通时(在S5为“否”)，逆变器13产生第二替代偏置信号(S17)，从而将第二替代偏置信号输出到复位线圈通电开关7b(S19)。
接着，闭锁继电器5的复位线圈5b通过复位线圈通电开关7b通电，该复位线圈通电开关7b通过来自逆变器13的第二替代偏置信号接通(S21)，从而激励复位线圈5b(S23)。然后，所激励的复位线圈5b关断闭锁继电器5(S25)。
利用具有以上结构的实施例的驱动电路1，当控制器9的到设定线圈通电开关7a或复位线圈通电开关7b的控制信号输出功能发生故障时，每个控制信号输出端口进入高阻抗状态。在这种状态下接通和关断点火开关IGN会在开关信号输入电路11中产生第一替代偏置信号、或在逆变器13中产生第二替代偏置信号。因为控制器9的每个控制信号输出端口处于高阻抗状态，所以产生的替代偏置信号施加于包括在设定线圈通电开关7a或复位线圈通电开关7b中的开关晶体管的基极。因此，与点火开关IGN的导通/断开操作联锁，闭锁继电器5能够被驱动为导通和断开。
以此方式，当控制器9的控制信号输出功能发生故障时，根据实施例的驱动电路1通过点火开关IGN的导通/断开操作来接通和关断闭锁继电器5，从而响应于使用情况等的必要性或不必要性，能够在任意时间切换供电给负载3的导通操作和断开操作。
此外，如图3的电路图所示，延迟电路15可添加到开关信号输入电路11的较后步骤(从点火开关IGN角度看)。延迟电路15可以是通用RC电路，该通用RC电路具有由公知电阻器R和电容器C定义的时间常数。此外，延迟电路15的时间常数设定为如下值，该值适合将通过延迟电路15的延迟时间定义为：大于或等于从当控制器9开始从电源电路9a接收电力时到当控制器9开始操作时的初始化周期的时间。
尤其，在控制器9的初始化周期太长以至于不能忽略的情况下，还设置有延迟电路15的结构是有效的。如果控制器9的初始化周期长，那么在重启从电源电路9a供电给控制器9(由于例如电池B更换等已经暂停)的情况下，即使控制信号输出的功能未发生故障，每个控制信号输出端口也在直至初始化周期经过的周期期间进入高阻抗状态。如果点火开关IGN在以上周期期间接通，那么闭锁继电器5通过由开关信号输入电路11产生的第一替代偏置信号接通，从而接通从电池B供电给负载3。
例如，当闭锁继电器5用作车辆的起动继电器时，在点火开关IGN保持接通的情况下更换电池B使闭锁继电器5在电池B连接之后立即接通，从而操作起动电机，使得车辆移动。
然而，当延迟电路15将第一替代偏置信号从开关信号输入电路11施加于设定线圈通电开关7a的基极延迟大于或等于初始化周期的周期时，使控制器9能够开始且通过控制信号对闭锁继电器5进行导通/断开控制的状态在通过第一替代偏置信号使通电开关7a偏置之前呈现。这能够防止如在以上电池B更换之后起动电机立即操作的意外情况发生；并且只有当控制器9的控制信号输出功能发生故障时，闭锁继电器5的导通/断开驱动才能够由替代偏置信号实现。
工业实用性
当用于车辆闭锁继电器驱动电路时，本发明是非常有用的。

Claims (2)

1.一种驱动电路，该驱动电路置于车辆的电池与该车辆的负载之间，并且该驱动电路构成为：通过由从控制器输出的设定控制信号或复位控制信号来偏置且接通一设定线圈通电开关和一复位线圈通电开关，分别将闭锁继电器的导通/断开驱动锁定为导通状态和断开状态，所述驱动电路包括：
设定线圈偏置电路，该设定线圈偏置电路构成为：从当所述车辆的点火开关处于导通状态时所保持的一开关信号，产生替换所述设定控制信号的第一替代偏置信号，并且通过该第一替代偏置信号来偏置所述设定线圈通电开关；以及
复位线圈偏置电路，该复位线圈偏置电路构成为：从当所述点火开关处于断开状态时所保持的所述开关信号，产生替换所述复位控制信号的第二替代偏置信号，并且通过该第二替代偏置信号来偏置所述复位线圈通电开关，所述第二替代偏置信号具有替换所述设定控制信号的所述第一替代偏置信号的反向信号电平。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，还包括：
延迟电路，该延迟电路构成为：将所述设定线圈通电开关通过所述第一替代偏置信号而产生的偏置延迟一预定周期，该预定周期大于或等于所述控制器的初始化周期。
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