JP2010047249A - 電源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電流を遮断するためのスイッチに形成される酸化被膜を他に影響を及ぼすことなく除去することが可能な電源制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンに連動して発電する発電機３と、発電機３が発電した電力により充電され、負荷４へ電力を供給するバッテリ２と、バッテリ２及び負荷４の接続及び遮断を行う半導体リレー（ｎ型ＦＥＴ１１及びｐ型ＦＥＴ１２）とを備え、半導体リレーをオン又はオフし、バッテリ２の電力を負荷４へ供給し又は遮断する車両用電源制御装置１において、半導体リレーの端子（ｎ型ＦＥＴ１１のゲート端子）近傍に接続された経路Ｌと、経路Ｌ途中に設けられ、経路Ｌに電流を通流させ又は遮断するトランジスタ１３と、トランジスタ１３のオンオフを行う電源制御部１０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、負荷に流れる電流を遮断するスイッチ及び端子に形成される酸化被膜を破壊できる電源制御装置に関する。

近年の車両には、多数の電装品が搭載されている。これら電装品は、電源がオフの場合であっても僅かに消費電流（暗電流）が流れる場合がある。このため、長時間車両を放置した場合には、暗電流によりバッテリ電圧が徐々に低下し、所謂バッテリ上りが発生する。そこで、電装品とバッテリとの間にリレースイッチを設け、長時間の車両停車中に、リレースイッチをオフすることで電装品とバッテリとを遮断し、電装品へ暗電流が流れないようにする装置を備える車両が提案されている。この装置を備えることで、長時間車両を放置してもバッテリ上がりが起こらないようにすることが可能となる。

暗電流を遮断する装置を備えた車両において、電装品がレインセンサ等の場合には、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチと言う）がオフの場合は電装品に電流を供給する必要がないため、リレースイッチをオフにすることができる。一方で、電装品が例えば車両のセキュリティに関する装置である場合、ＩＧスイッチがオフ（車両停車中）であっても電装品に待機電力を供給しておく必要がある。このため、リレースイッチを常にオンにする必要がある。この場合、リレースイッチは、車両停車中のバッテリ上りを抑制するため、消費電力を抑えてオンとされることが望ましい。

ところで、リレースイッチ等の金属は、ある程度の期間使用された場合、表面に電気絶縁特性を持つ酸化被膜が形成される。上述のように、消費電力を抑えてリレースイッチをオンにする場合、リレースイッチなどの金属表面には、形成された酸化被膜を電気的に破壊できる十分な電流が供給されない。このため、車両の停車が長時間におよぶ場合、時間経過と共に酸化被膜が厚くなり、リレースイッチをオンオフする電力を供給できず、暗電流を遮断することができなくなる場合がある。また、リレースイッチの接点では、酸化被膜により電気抵抗が高くなるため、電装品へ十分な電流が供給されないおそれがある。

特許文献１には、半導体端子のピン等に形成された酸化被膜を破壊することができる発明が開示されている。特許文献１では、ピンに超音波振動を付加することでピンを振動させて、ピンに形成された酸化被膜を破壊している。

特開２００５−１２９４４４号公報

しかしながら、特許文献１のように、暗電流を遮断するためのリレースイッチに振動を付加した場合、リレースイッチのオンオフ制御等に振動の影響を及ぼすおそれがある。また、振動させるだけでは、厚くなった酸化被膜を確実に破壊できない場合があり、リレースイッチを良好な接触状態に復帰させることができないおそれがある。このため、暗電流を遮断したいときにスイッチ制御が行えない場合がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、電流を遮断するためのスイッチを制御する信号線に存在する金属端子所の表面上に形成される酸化被膜を他に影響を及ぼすことなく除去することが可能な電源制御装置を提供することにある。

本発明に係る電源制御装置は、エンジンに連動して発電する発電機と、該発電機が発電した電力により充電され、負荷へ電力を供給するバッテリと、該バッテリ及び負荷の接続及び遮断を行う第１スイッチとを備え、該第１スイッチをオン又はオフし、前記バッテリの電力を前記負荷へ供給し又は遮断する車両用電源制御装置において、前記第１スイッチの端子近傍に接続された電流経路と、該電流経路途中に設けられ、該電流経路に電流を通流させ又は遮断する第２スイッチと、前記第２スイッチのオンオフを行う制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明では、バッテリから負荷への電力を遮断する第１スイッチの端子近傍に電流経路が接続してあり、経路途中に設けられ、電流経路に電流を通流させ又は遮断する第２スイッチのオンオフを行う。第２スイッチを制御して電流経路に電流が通流した場合、第１スイッチの端子近傍を通流する電流は、電流経路に通流する電流分だけ増加する。これにより、第１スイッチの端子近傍に酸化被膜が形成された場合、増加した電流により端子近傍に形成された酸化被膜を電気的に破壊することができる。

本発明に係る電源制御装置は、前記第１スイッチは、信号を入力する入力端子を有し、該入力端子へ入力される信号の有無に応じてオンオフする構成としてあり、前記電流経路は、前記入力端子近傍に接続してあることを特徴とする。

本発明では、第１スイッチをオンオフさせる信号が入力される入力端子近傍に電流経路を接続している。入力端子近傍に酸化被膜が形成された場合、第１スイッチに信号が入力できず、第１スイッチのオンオフ制御が行えなくなる場合がある。このため、入力端子近傍に電流経路を接続し、電流を通流させることで、入力端子近傍に形成された酸化被膜を破壊することができる。

本発明に係る電源制御装置は、前記制御手段は、前記発電機が発電を停止している場合に電流を遮断し、前記発電機が発電している場合に電流が通流するよう、前記第２スイッチのオンオフを行うようにしてあることを特徴とする。

本発明では、発電機が発電を停止している場合、即ち、バッテリが発電機から充電されない場合は車両停車中に経路に流れる電流を遮断する。これにより、バッテリ電力が消費され続け、バッテリ上りが発生することを防止できる。また、発電機が発電している場合に、経路に電流を通流させることで、バッテリ上りを引き起こすことなく酸化被膜を破壊することができる。

本発明に係る電源制御装置は、前記制御手段は、電流が通流するよう、前記第２スイッチの切替制御を随時行うようにしてあることを特徴とする。

本発明では、随時電流経路へ電流を通流させることにより、常時電流を流すことでバッテリに負担がかかることを抑制できる。

本発明に係る電源制御装置は、前記第１スイッチ及び負荷の間に流れる電流の有無を検出する検出手段をさらに備えることを特徴とする。

本発明では、電圧の有無を検出することで、負荷に正常に電流が供給されているか、換言すれば、第１スイッチが正常にオンオフを切り替えているかを検出することができる。

本発明によれば、負荷への暗電流を遮断するスイッチ及びバッテリの間に電流が通流する経路が接続してあり、経路途中に設けられ、経路に流れる電流を通流及び遮断する切替部のオンオフを行う。これにより、スイッチ付近に酸化被膜が発生した場合に、切替部を制御して経路に電流を流すことで、スイッチ近傍に電流を流すことができる。この結果、スイッチ付近に形成された酸化被膜を電気的に破壊することができる。

実施形態１に係る電源制御装置を備えた負荷制御システムの構成を示すブロック図である。 実施形態１に係る電源制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 実施形態２に係る電源制御装置を備えた負荷制御システムの構成を示すブロック図である。 実施形態２に係る電源制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。 実施形態３に係る電源制御装置を備えた負荷制御システムの構成を示すブロック図である。 実施形態３に係る電源制御装置が実行する処理を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る好適な実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

（実施形態１）
図１は、実施形態１に係る電源制御装置を備えた負荷制御システムの構成を示すブロック図である。電源制御装置１は、バッテリ２及び発電機３と、負荷４とにそれぞれ接続されている。

バッテリ２は、負極端子が車両のボディに接続され、正極端子がヒューズＨを介して発電機３の正極端子に接続されている。発電機３は、スタータスイッチ５がオンされ駆動するエンジンの回転により発電する。発電機３は、図示しないレギュレータを備えた三相の交流発電機であり、発電した交流電力を整流回路にて直流の電力に整流し、整流された電力の電圧をレギュレータにて所定電圧に調整して出力する。発電機３が出力した電力は、バッテリ２に供給され、充電される。発電機３の正極端子には、バッテリ２の正極端子等が並列接続されている。負荷４は、例えば、車両に搭載されるセキュリティシステム等を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electron Control Unit）等である。負荷４は、電源制御装置１が備える半導体リレーがオンの場合に、バッテリ２から電力が供給され、動作可能となる。

電源制御装置１は、半導体リレーが形成されるリレー基板８及び半導体リレーを制御する電源制御部１０を備えている。電源制御部１０は、内部バスにより接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）又はＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えるマイクロコンピュータであり、図示しない電力線によりバッテリ２から電力が供給されて駆動する。電源制御部１０は、ＣＰＵ又はＭＰＵがＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行し、リレー基板８に形成される各素子を制御する。

リレー基板８は、ｎ型ＦＥＴ（第２スイッチ）１１、ｐ型ＦＥＴ（第１スイッチ）１２及び抵抗Ｒ１〜Ｒ３等から構成される半導体リレーと、バイポーラトランジスタ（以下、トランジスタと言う）１３及び抵抗Ｒ４等から構成される経路Ｌとを備えている。半導体リレーは、電源制御部１０によりオンオフされ、オンとなることで、バッテリ２から負荷４へ電力が供給される。

半導体リレーを構成するｎ型ＦＥＴ１１は、ゲートが入力端子Ｔ１を介して電源制御部１０に接続され、ソースがプルダウン用の抵抗Ｒ１を介して接地され、ドレインがプルアップ用の抵抗Ｒ２，Ｒ３を介してバッテリ２及び発電機３それぞれに接続されている。また、ｎ型ＦＥＴ１１は、ドレインが抵抗Ｒ２を介してｐ型ＦＥＴ１２のゲートにも接続されている。ｐ型ＦＥＴ１２は、ドレインが複数の負荷４それぞれに接続されており、ソースが抵抗Ｒ３とバッテリ２及び発電機３との間に接続されている。

経路Ｌは、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近には形成されている。経路Ｌを構成するトランジスタ（第２スイッチ）１３は、コレクタがｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近に接続され、エミッタが、一端が接地された抵抗Ｒ４の他端に接続されている。また、トランジスタ１３は、ベースが入力端子Ｔ２を介して電源制御部１０に接続されている。

以上のように構成された電源制御装置１において、電源制御部１０は、ｎ型ＦＥＴ１１のゲートに信号を出力する。ゲートに信号が入力されることで、ｎ型ＦＥＴ１１のドレイン−ソース間には電流が流れるようになる。この結果、バッテリ２から抵抗Ｒ３、Ｒ２、ｎ型ＦＥＴ１１、抵抗Ｒ１の順に電流が流れるようになる。このとき、ｐ型ＦＥＴ１２のゲート信号はソース信号より低くなり、ｐ型ＦＥＴ１２のゲートには、ソースよりも小さい信号が入力される。これにより、ｐ型ＦＥＴ１２のソース−ドレイン間には電流が流れるようになり、各負荷４は、ｐ型ＦＥＴ１２を介してバッテリ２から電力が供給され、動作可能となる。

本実施形態では、電源制御部１０は、発電機３が発電していない場合、即ち、スタータスイッチ５又はＩＧスイッチ（図示せず）がオフの場合、発電機３が発電している場合よりも、消費電力を抑えて半導体リレーをオンにする。具体的には、電源制御部１０は、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート駆動に必要な電圧を出力する。発電機３が発電していない場合、電源制御部１０がトランジスタ１３をオフにし、消費電力を抑えて半導体リレーをオンにすることで、「バッテリ上り」を軽減することが可能となる。

また、電源制御部１０は、発電機３が発電している場合、トランジスタ１３のベースへ信号を出力し、トランジスタ１３をオンにする。オンとなったトランジスタ１３は、コレクタ−エミッタ間に電流が流れるようになり、図中矢印のように、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近からトランジスタ１３を介して電流が流れる。この結果、電源制御部１０からｎ型ＦＥＴ１１及びトランジスタ１３の両方に電流が流れるため、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近に流れる電流が増加する。

上述のように発電機３が発電していない場合、消費電力を抑えて半導体リレーをオンにする。この場合、入力端子Ｔ１表面を含むｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近に酸化被膜が形成されても、酸化被膜を電気的に破壊できる十分な大きさの電流がゲート付近に流れなくなる。このため、長期間車両を停車し、この状態が長時間に亘った場合、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート回路、特に電源制御部１０とリレー基板８とを接続する接点部（入力端子Ｔ１）付近に酸化被膜が形成され、電源制御部１０は、半導体リレーのオンオフ制御を行えなくなる場合がある。このため、電源制御部１０は、トランジスタ１３をオンにし、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近に流れる電流を増加させることにより、ゲート回路の接点部付近に形成された酸化被膜を電気的に破壊することができる。また、発電機３が発電しているときにトランジスタ１３をオンにするため、バッテリ２の電力が消費され、バッテリ上りが発生するおそれはない。

また、電源制御部１０は、負荷４への暗電流を遮断する際には、半導体リレーをオフにする。即ち、電源制御部１０は、ｎ型ＦＥＴ１１のゲートへの信号の出力を停止する。これにより、ｐ型ＦＥＴ１２のソース−ドレイン間に電流が流れなくなり、各負荷４へはバッテリ２から電力が供給されなくなる。この結果、電源制御部１０は、負荷４への暗電流を遮断し、バッテリ上りを防止することができる。

次に、電源制御装置１の動作について説明する。図２は、実施形態１に係る電源制御装置１が実行する処理を示すフローチャートである。図２に示す処理は、電源制御部１０により実行される。

電源制御部１０は、半導体リレーをオンにする（Ｓ１）。上述のように、電源制御部１０は、ｎ型ＦＥＴ１１のゲートに信号を出力する。これにより、ｎ型ＦＥＴ１１がオンとなり、これに伴い、ｐ型ＦＥＴ１２もオンとなる。そして、バッテリ２からｐ型ＦＥＴ１２を介して負荷４へ電力が供給される。次に、電源制御部１０は、スタータスイッチ５がオンされたか否かを判定する（Ｓ２）。オンされていない場合（Ｓ２：ＮＯ）、電源制御部１０は、処理をＳ６に移す。スタータスイッチ５がオンされた場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、電源制御部１０は、所定時間待機する（Ｓ３）。所定時間とは、エンジンが回転し、発電機３が発電を開始するまでの時間である。所定時間経過し、発電が開始した場合、電源制御部１０は、トランジスタ１３をオンにする（Ｓ４）。これにより、上述のように、ｎ型トランジスタのゲート付近に流れる電流が増加するため、ゲート付近に形成された酸化被膜を電気的に破壊することができる。

電源制御部１０は、スタータスイッチ５がオフにされたか否かを判定する（Ｓ５）。スタータスイッチ５がオフにされなければ（Ｓ５：ＮＯ）、電源制御部１０は、オフにされるまで待機する。スタータスイッチ５がオフにされた場合（Ｓ５：ＹＥＳ）、発電機３は発電しなくなり、電源制御部１０は、消費電力抑制のためトランジスタ１３をオフにする（Ｓ６）。これにより、車両停車中でのバッテリ上りが発生することを防止できる。なお、電源制御部１０は、Ｓ４においてトランジスタ１３をオンにしてから所定時間経過後にトランジスタ１３をオフにするようにしてもよい。この場合、常時トランジスタ１３をオンにすることでバッテリ２へかかる負担を軽減することができる。

電源制御部１０は、負荷４への暗電流を遮断するため半導体リレーをオフにするか否かを判定する（Ｓ７）。半導体リレーをオフにする場合（Ｓ７：ＹＥＳ）、電源制御部１０は、半導体リレーをオフにする（Ｓ８）。具体的には、電源制御部１０は、ｎ型ＦＥＴ１１のゲートに出力する信号を停止し、ｎ型ＦＥＴ１１をオフにする。これにより、電源制御部１０は、上述のようにｐ型ＦＥＴ１２もオフとすることができ、バッテリ２から負荷４へ電力が供給されなくなる。即ち、負荷４へ暗電流を遮断することができ、バッテリ２の消費電力を抑制できる。その後、電源制御部１０は、本処理を終了する。半導体リレーをオフにしない場合（Ｓ７：ＮＯ）、電源制御部１０は、処理をＳ２に移す。

以上説明したように、実施形態１では、負荷４への電力を供給するための半導体リレー（具体的にはｎ型ＦＥＴ１１のゲート端子、入力端子Ｔ１の表面）に酸化被膜が形成された場合であっても、半導体リレー付近の電流を増加させることで、酸化被膜を破壊することができる。これにより、暗電流を遮断する際に、形成された酸化被膜により半導体リレーのオンオフ制御ができず、暗電流を遮断できなくなるおそれを低減することができる。

（実施形態２）
次に、本発明に係る実施形態２について説明する。実施形態１では、電源制御部１０がトランジスタ１３のオンオフ制御を行っているが、実施形態２では、電源制御部１０とは異なる制御部で制御する点で実施形態１と相違する。以下、実施形態１との相違点についてのみ説明し、同様の部材については同じ符号を参照し説明は省略する。

図３は、実施形態２に係る電源制御装置を備えた負荷制御システムの構成を示すブロック図である。電源制御装置６は、バッテリ２及び発電機３と、負荷４とにそれぞれ接続されている。バッテリ２及び発電機３と、負荷４は、実施形態１と同様であるため説明は省略する。

電源制御装置６は、半導体リレーが形成されるリレー基板９及び半導体リレーを制御する電源制御部１０を備えている。リレー基板９は、ｎ型ＦＥＴ１１、ｐ型ＦＥＴ１２及び抵抗Ｒ１〜Ｒ３等から構成される半導体リレー、トランジスタ１３及び抵抗Ｒ４等から構成される経路Ｌ、制御部１４、ＲＣ発振器１５並びに抵抗Ｒ５を備えている。

制御部１４は、ＣＰＵ又はＭＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えるマイクロコンピュータである。制御部１４は、電源制御部１０とは独立して動作可能であって、トランジスタ１３のオンオフ制御を行う。制御部１４は、プルアップ用の抵抗Ｒ５を介してバッテリ２及び発電機３と抵抗Ｒ３との間に接続されており、バッテリ２から電力が供給される。

ＲＣ発振器１５は、抵抗及びコンデンサ等により、水晶発振子と同様に発振周波数（例えば３２ｋＨｚ出力）でクロック信号を発振する。ＲＣ発振器１５は、制御部１４がタイミングを取る（同期を取る）ためのクロック信号を発信する。なお、ＲＣ発振器１５は、制御部１４が備えるようにしてもよい。

以上のように構成された電源制御装置６において、電源制御部１０は、半導体リレーのオンオフ制御を行う。電源制御部１０が行う半導体リレーの制御は、実施形態１と同様であるため説明は省略する。制御部１４は、ＲＣ発振器１５のクロック信号を受信し、設定された時間（例えば一週間に一回）にトランジスタ１３のベースにワンショットパルス電圧を出力し、トランジスタ１３をオンにする。このとき出力されるパルス電圧のパルス幅、即ちパルス電圧の出力時間は、適宜決定される。制御部１４がトランジスタ１３をオンにした場合、実施形態１で説明したように、電源制御部１０からｎ型ＦＥＴ１１及びトランジスタ１３の両方に電流が流れるため、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近に流れる電流が増加する。この結果、ゲート付近の電流の増加により、ゲート付近に形成された酸化被膜を電気的に破壊することができる。

次に、電源制御装置６の動作について説明する。図４は、実施形態２に係る電源制御装置６が実行する処理を示すフローチャートである。図４に示す処理は、制御部１４により実行される。

制御部１４は、ＲＣ発振器１５のクロック信号を受信し、所定時間経過したか否かを判定する（Ｓ１０）。所定時間経過していない場合（Ｓ１０：ＮＯ）、制御部１４は、本処理を終了する。所定時間経過した場合（Ｓ１０：ＹＥＳ）、制御部１４は、トランジスタ１３のベースにワンショットパルス電圧を供給し、トランジスタ１３をオンにする（Ｓ１１）。トランジスタ１３は、制御部１４から出力されたパルス電圧のパルス幅に相当する時間オンとなり、トランジスタ１３がオンの間、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近の電流が増加する。これにより、ｎ型ＦＥＴ１１のゲート付近に酸化被膜が形成されていても、酸化被膜を電気的に破壊することができる。その後、制御部１４は、本処理を終了する。

以上説明したように、実施形態２に係る電源制御装置６は、実施形態１と同様の効果を奏することができる。また、電源制御部１０がトランジスタ１３をオンオフ制御させる実施形態１との対比において、トランジスタ１３を制御する制御部１４及びＲＣ発振器１５をリレー基板９内に設置することで、リレー基板９と電源制御部１０とを接続する接続端子の数を減らすことができる。また、実施形態１におけるトランジスタ１３と電源制御部１０とを接続する端子をなくすことで、斯かる端子に酸化被膜が形成されるおそれをなくすことができる。

（実施形態３）
次に、本発明に係る実施形態３について説明する。実施形態３では、実施形態１及び２における半導体リレーを双安定性リレーとしている点、及び、リレーの動作不良を検出する点で実施形態1及び２と相違する。以下、実施形態１及び２との相違点についてのみ説明し、同様の部材については同じ符号を参照し説明は省略する。

図５は、実施形態３に係る電源制御装置を備えた負荷制御システムの構成を示すブロック図である。電源制御装置７は、バッテリ２及び発電機３と、負荷４とにそれぞれ接続されている。バッテリ２及び発電機３と、負荷４は、実施形態１及び２と同様であるため説明は省略する。

電源制御装置７は、双安定性リレーが形成されるリレー基板１６及び双安定性リレーを制御する電源制御部１０を備えている。リレー基板１６は、双安定性リレー（第１スイッチ）１９、トランジスタ２０，２１及び出力モニタ回路（検出手段）２２を備えている。

双安定性リレー１９は、コイル１７Ｓ，１７Ｒ及びスイッチ部１８等を有している。コイル１７Ｓ，１７Ｒそれぞれは、一端がトランジスタ２０，２１のコレクタに接続され、他端がヒューズＨに接続されている。トランジスタ２０，２１は、双安定性リレー１９をオンオフするための素子であって、エミッタが接地され、ベースが入力端子Ｔ３、Ｔ４を介して電源制御部１０に接続されている。そして、トランジスタ２０，２１が電源制御部１０により駆動（オン）された場合、コイル１７Ｓ，１７Ｒにはバッテリ２からの電流が流れるようになっている。

双安定性リレー１９が有するスイッチ部１８は、コイル１７Ｓ，１７ＲとヒューズＨとの間に接続されている接点Ｂ、接地されている接点Ｒ、及び負荷４に接続されている接点Ｓの３つの接点、並びに、一端が接点Ｂに接続され、他端が接点Ｓ又は接点Ｒの何れかに接続する導電性の板ばね１８ａを有している。板ばね１８ａは、コイル１７Ｓ，１７Ｒに流れる電流に従って、接点Ｓ又は接点Ｒの何れかを接続する。具体的には、トランジスタ２０が電源制御部１０によりオンされることでコイル１７Ｓには電流が流れる。電流が流れたコイル１７Ｓに発生する磁力により、板ばね１８ａは、コイル１７Ｓに引き寄せられて接点Ｓに接続する。一方、トランジスタ２１がオンされ、コイル１７Ｒに電流が流れた場合、板ばね１８ａは、コイル１７Ｒに引き寄せられて接点Ｒに接続する。なお、板ばね１８ａは、トランジスタ２０，２１をオフにしてコイル１７Ｓ，１７Ｒに流れる電流を停止しても、接点状態を維持するようになっている。

このように、双安定性リレー１９をオンした場合、板ばね１８ａが接点Ｓに接続し、バッテリ２と負荷４とが接続され、負荷４にバッテリ２から電力が供給され、負荷４は動作可能となる。また、双安定性リレー１９をオフした場合、板ばね１８ａが接点Ｒに接続し、負荷４にはバッテリ２からの電力が供給されず、負荷４への暗電流を完全に遮断することができる。

出力モニタ回路２２は、負荷４へバッテリ２からの電力が供給されているか遮断されているかを電源制御部１０が検出するための回路である。出力モニタ回路２２は、抵抗Ｒ５及びトランジスタ２３を有している。抵抗Ｒ５は、一端が双安定性リレー１９の接点Ｓと負荷４との間に接続され、他端がトランジスタ２３のコレクタに接続されている。トランジスタ２３は、エミッタが接地され、ベースが電源制御部１０に接続されている。これにより、電源制御部１０がトランジスタ２３を駆動することで、バッテリ２から抵抗Ｒ５を介して電流が流れるようになっている。そして、電源制御部１０は、抵抗Ｒ５に流れる電流の有無を検出することで、板ばね１８ａが接点Ｓに接続されているか、接点Ｒに接続されているかを検出することができる。なお、トランジスタ２３は、検出時にのみ電源制御部１０により駆動されるようになっている。

次に、電源制御装置７の動作について説明する。図６は、実施形態３に係る電源制御装置７が実行する処理を示すフローチャートである。図６に示す処理は、電源制御部１０により実行される。

電源制御部１０は、双安定性リレー１９をオンにする（Ｓ２０）。具体的には、電源制御部１０は、トランジスタ２０をオンにし、トランジスタ２１をオフにする。これにより、コイル１７Ｓにのみ電流が流れ、スイッチ部１８の板ばね１８ａが接点Ｓに接続し、バッテリ２から負荷４へ暗電流が流れるようになる。次に、電源制御部１０は、スタータスイッチ５がオンされたか否かを判定する（Ｓ２１）。オンされていない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、電源制御部１０は、処理をＳ２７に移す。スタータスイッチ５がオンされた場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、電源制御部１０は、所定時間待機する（Ｓ２２）。所定時間とは、エンジンが回転し、発電機３が発電を開始するまでの時間である。所定時間経過し、発電が開始した場合、電源制御部１０は、出力モニタ回路２２のトランジスタ２３をオンにする（Ｓ２３）。これにより、スイッチ部１８の端子付近に流れる電流が増加するため、端子付近に形成された酸化被膜を電気的に破壊することができる。

次に、電源制御部１０は、抵抗Ｒ５とトランジスタ２３との間に電流が流れているか否かを判定する（Ｓ２４）。電流が流れていない場合（Ｓ２４：ＮＯ）、電源制御部１０は、スイッチ部１８の板ばね１８ａは接点Ｓに接続していないと判定し、スイッチ部１８のエラーを警告する（Ｓ２５）。エラーは、音声で警告してもよいし、表示により警告してもよい。その後、電源制御部１０は、処理をＳ２６に移す。

電流が流れている場合（Ｓ２４：ＹＥＳ）、電源制御部１０は、スタータスイッチ５がオフにされたか否かを判定する（Ｓ２６）。スタータスイッチ５がオフにされなければ（Ｓ２６：ＮＯ）、電源制御部１０は、オフにされるまで待機する。スタータスイッチ５がオフにされた場合（Ｓ２６：ＹＥＳ）、発電機３は発電しなくなり、電源制御部１０は、消費電力抑制のためトランジスタ２３をオフにする（Ｓ２７）。これにより、車両停車中でのバッテリ上りが発生することを防止できる。なお、電源制御部１０は、Ｓ２３においてトランジスタ２３をオンにしてから所定時間経過後にトランジスタ２３をオフにするようにしてもよい。この場合、常時トランジスタ２３をオフにすることによりバッテリ２へかかる負担を軽減することができる。

電源制御部１０は、負荷４への暗電流を遮断するため双安定性リレー１９をオフにするか否かを判定する（Ｓ２８）。双安定性リレー１９をオフにする場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、電源制御部１０は、双安定性リレー１９をオフにする（Ｓ２９）。具体的には、電源制御部１０は、トランジスタ２０をオフにし、トランジスタ２１をオンにする。これにより、コイル１７Ｒにのみ電流が流れ、板ばね１８ａが接点Ｒに接続し、バッテリ２から負荷４へ電力が供給されなくなる。即ち、負荷４へ暗電流を完全に遮断することができ、バッテリ２の消費電力を抑制できる。その後、電源制御部１０は、本処理を終了する。双安定性リレー１９をオフにしない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、電源制御部１０は、処理をＳ２１に移す。

以上説明したように、実施形態３に係る電源制御装置７は、実施形態１及び２と同様の効果を奏することができる。また、出力モニタ回路２２を設けることで、双安定性リレー１９の動作不良を検出することができる。

なお、双安定性リレー１９において、スイッチ部１８の板ばね１８ａは、コイル１７Ｓ，１７Ｒに電流を流さなくても、接点への接続状態を維持するようになっている。このため、コイル１７Ｓ，１７Ｒには電流が流れない状態が継続する場合がある。このとき、双安定性リレー１９の制御のためのトランジスタ２０，２１の入力端子Ｔ３，Ｔ４近傍にも酸化被膜が形成される傾向にある。そこで、発電機３が発電している場合には、板ばね１８ａが接続している接点に応じてトランジスタＬ１，Ｌ２に電流を流すことで、酸化被膜を破壊することができる。例えば、板ばね１８ａが接点Ｓに接続している場合には、トランジスタＬ１をオンにしてトランジスタ２０の入力端子部に電流を流す。これにより、入力端子Ｔ３の表面を含むトランジスタ２０の端子近傍の酸化被膜を破壊することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について、具体的に説明したが、各構成及び処理動作等は適宜変更可能であって、上述の実施形態に限定されることはない。

１ 電源制御装置
２ バッテリ
３ 発電機
４ 負荷
５ スタータスイッチ
１０ 電源制御部
８ リレー基板
１１ ｎ型トランジスタ
１２ ｐ型トランジスタ
１３ トランジスタ

Claims (5)

1. エンジンに連動して発電する発電機と、該発電機が発電した電力により充電され、負荷へ電力を供給するバッテリと、該バッテリ及び負荷の接続及び遮断を行う第１スイッチとを備え、該第１スイッチをオン又はオフし、前記バッテリの電力を前記負荷へ供給し又は遮断する車両用電源制御装置において、
   前記第１スイッチの端子近傍に接続された電流経路と、
   該電流経路途中に設けられ、該電流経路に電流を通流させ又は遮断する第２スイッチと、
   前記第２スイッチのオンオフを行う制御手段と
   を備えることを特徴とする電源制御装置。
2. 前記第１スイッチは、
   信号を入力する入力端子
   を有し、
   該入力端子へ入力される信号の有無に応じてオンオフする構成としてあり、
   前記電流経路は、
   前記入力端子近傍に接続してある
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
3. 前記制御手段は、
   前記発電機が発電を停止している場合に電流を遮断し、前記発電機が発電している場合に電流が通流するよう、前記第２スイッチのオンオフを行うようにしてある
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の電源制御装置。
4. 前記制御手段は、
   電流が通流するよう、前記第２スイッチの切替制御を随時行うようにしてある
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一つに記載の電源制御装置。
5. 前記第１スイッチ及び負荷の間に流れる電流の有無を検出する検出手段
   をさらに備えることを特徴とする請求項１から４の何れか一つに記載の電源制御装置。

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