JP2012215456A - 電源供給回路 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動素子へ所望の電力を供給することができる電源供給回路を提供すること
【解決手段】
空気圧−液圧変換式ブレーキ装置を駆動する電源供給回路９は駆動電源１２とエアソレノイド８ａ１が導通している。駆動電源１２とエアソレノイド８ａ１との導通はソレノイドドライバ１３及びソレノイドドライバ１４のオンオフ状態により許可もしくは遮断される。ソレノイドドライバ１４とエアソレノイド８ａ１との間から接地との間のトランジスタ１６はソレノイドドライバ１３及びソレノイドドライバ１４のオンオフ状態に応じてマイコン１１によってオンオフ状態を制御される。リーク電流が発生したとしてもトランジスタ１６を介してグランドへ流れるため、エアソレノイド８ａ１にはリーク電流が流れず、運転者の所望で駆動電源１２からエアソレノイド８ａ１への導通を許可させたいときは、駆動電源１２からエアソレノイド８ａ１に電力が供給される。
【選択図】図２

Description

本発明は電源供給回路に関する。

従来、特許文献１において、電源供給回路を構成する制動灯駆動回路が提案されている。この制動灯駆動回路では、制動灯であるＬＥＤ（通電対象素子）に対してスイッチを介して電源が接続されており、当該ＬＥＤに並列に抵抗器からなるバイパス回路が設けている。

一般的に、スイッチング素子の接触不良などの異常が生じた場合、スイッチング素子がオフされているにもかかわらず、スイッチング素子のハイサイド側からローサイド側へリーク電流が流れること、すなわちリーク電流が発生することがある。上記構成によると、スイッチング素子において発生したリーク電流が、ＬＥＤだけではなく、バイパス回路にも流れるため、ＬＥＤに流れるリーク電流を低減される。

特開２００３−６３３０５

しかしながら、従来のリーク電流対策では、通常作動においてスイッチング素子をオンさせる場合にも、リーク電流発生時と同様に、バイパス回路に電流が流れてしまい抵抗器で電力が消費されるため、電源供給回路の消費電流が大きくなってしまうという問題がある。

上記問題を鑑みて、本発明は、通電対象素子にリーク電流が流れることを抑制しつつ、消費電流を抑制する電源供給回路を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明の電源供給回路は、電源とグランドとの間に配設された通電対象素子よりも電源側に配設された通電制御スイッチング素子の制御により、前記通電対象素子への通電を行うものである。そして、前記通電制御スイッチング素子及び前記通電対象素子の間の通電経路とグランドとの間に前記通電対象素子と並列に設けられているバイパス回路と、前記バイパス回路の導通を許可又は遮断するバイパス切替スイッチング素子と、前記通電制御スイッチング素子が前記通電対象素子への通電を遮断すべきオフ状態である場合に前記バイパス切替スイッチング素子をオン状態とし、前記通電制御スイッチング素子が前記通電対象素子への通電を許可すべきオン状態である場合に前記バイパス切替スイッチング素子をオフ状態とする切替手段と、を備えている。

請求項１に記載の発明では、通電対象素子への通電を遮断すべき場合に、バイパス回路の導通が許可されるため、通電制御スイッチング素子のリーク電流が通電対象素子に流れることを抑制することができる。また、通電対象素子への通電を許可すべき場合に、バイパス回路の導通が遮断されるため、通電制御スイッチング素子のリーク電流がバイパス回路に流れることを防止できる。
要するに、通電対象素子にリーク電流が流れることを抑制しつつ、電源供給回路の消費電流を抑制することができる。

請求項２に記載の発明は、前記切替手段は、前記通電制御スイッチング素子のオン及びオフを制御する信号を入力とし、前記バイパス切替スイッチング素子のオン及びオフを制御する信号を出力する論理回路により構成されている。

請求項２に記載の発明では、バイパス切替スイッチング素子のオン及びオフを制御する信号を論理回路により生成するため、電源供給回路を制御する制御装置を簡素化することができる。

請求項３に記載の発明は、電源と前記通電制御スイッチング素子との間に配設された通電切替スイッチング素子を備え、前記通電切替スイッチング素子により前記通電対象素子への通電を許可又は遮断するものである。そして、電源と前記通電切替スイッチング素子及び前記通電制御スイッチング素子の間の通電経路との間に前記通電切替スイッチング素子とは並列に設けられている負荷と、前記負荷及び前記通電制御スイッチング素子の接点電位またはその相関電位を検出する接点電位検出手段と、前記通電切替スイッチング素子をオフ状態に、前記バイパス切替スイッチング素子をオン状態にした状態で前記接点電位検出手段により検出された電位に基づいて、前記通電制御スイッチング素子がオン状態である場合の当該電位が所定のオン状態電位よりも大きい場合と、前記通電制御スイッチング素子がオフ状態である場合の当該電位が所定のオフ状態電位よりも小さい場合との少なくともいずれか一方の場合に前記通電制御スイッチング素子に異常があることを判定する異常判定手段と、を備えている

上記構成では、通電切替スイッチング素子をオフ状態に、通電制御スイッチング素子をオン状態に、バイパス切替スイッチング素子をオン状態にすると、電源から負荷、通電制御スイッチング素子及びバイパス回路を介してグランドに電流が流れ、負荷による電圧降下で、負荷及び通電制御スイッチング素子の接点電位の電位が小さくなる。よって、接点電位またはその相関電位が所定のオン状態電位よりも大きい場合に、通電制御スイッチング素子に異常があることを判定することができる。
一方、通電切替スイッチング素子をオフ状態に、通電制御スイッチング素子をオフ状態に、バイパス切替スイッチング素子をオン状態にすると、通電制御スイッチング素子及びバイパス回路を介してグランドに電流が流れず、負荷による電圧降下が生じないため、負荷及び通電制御スイッチング素子の接点電位の電位が大きくなる。よって、接点電位またはその相関電位が所定のオフ状態電位よりも小さい場合に、通電制御スイッチング素子に異常があることを判定することができる。

空気圧−液圧変換式ブレーキ装置の概略図 電源供給回路を表した図

車両１は、本発明にかかる電源供給回路を有する空気圧−液圧変換式ブレーキ装置を備えている。この空気圧−液圧変換式ブレーキ装置は、図１に示すように、圧縮空気供給源２から供給された圧縮空気を貯蔵するエアタンク３と、エアタンク３からの圧縮空気が供給されてその圧力（空気圧）に応じた液圧のブレーキ液を各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒのホイールシリンダにそれぞれ供給するエアマスタシリンダ４ａ、４ｂと、エアタンク３とエアマスタシリンダ４ａ、４ｂとの間にそれぞれ設けられてエアタンク３から供給される圧縮空気をブレーキペダル５の操作量に応じた圧力にて出力するブレーキバルブ６ａ、６ｂと、エアマスタシリンダ４ａ、４ｂと各車輪に設けられたホイールシリンダとの間に設けられて各車輪のホイールシリンダに供給される液圧（すなわち車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒの制動力）を制御する制動力制御装置７と、を備えている。

圧縮空気供給源（例えばエアコンプレッサ）２は、エンジンＭの駆動によって駆動されるものであり、取り込んだ空気を圧縮してエア管Ｌａ１を介してエアタンク３の各圧力室３ａ、３ｂに圧送している。

エアタンク３の各圧力室３ａ、３ｂは、エア管Ｌａ２、Ｌａ３を介してエアマスタシリンダ４ａ、４ｂの空気圧室４ａ１、４ｂ１にそれぞれ接続されている。エアマスタシリンダ４ａ、４ｂは、空気で満たされる空気圧室４ａ１、４ｂ１、ブレーキ液で満たされる液圧室４ａ２、４ｂ２とを備えており、空気圧室４ａ１、４ｂ１及び液圧室４ａ２、４ｂ２は液密に区画されている。液圧室４ａ２と左右前輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒのホイールシリンダとがそれぞれ連通され、液圧室４ｂ２と左右後輪Ｗｒｌ、Ｗｒｒのホイールシリンダとがそれぞれ連通されるものである。

エア管Ｌａ２、Ｌａ３には、図１に示すように、ブレーキバルブ６ａ、６ｂがそれぞれ設けられている。ブレーキバルブ６ａ、６ｂは、ブレーキペダル５の操作量に応じて内蔵の開閉弁が開閉し、エアタンク３ａ、３ｂからの圧縮空気をブレーキペダル５の操作量に応じた圧力にて供給している。ブレーキバルブ６ａ、６ｂの出力ポートに接続されたエア管Ｌａ２、Ｌａ３には、ブレーキバルブ６ａ、６ｂの出力ポートへの圧縮空気の流入を規制する逆止弁Ｌａ２ａ、Ｌａ３ａが設けられている。

これにより、空気圧−液圧変換式ブレーキ装置は、ブレーキペダル５が踏込操作されてブレーキバルブ６ａ、６ｂが作動されると、操作量に応じた圧力（空気圧）の圧縮空気がエアタンク３からエアマスタシリンダ４ａ、４ｂに供給され、空気圧に応じた液圧がエアマスタシリンダ４ａ、４ｂから各車輪のホイールシリンダに供給されて各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒに制動力（ブレーキ力）を付与する。

また、エア管Ｌａ２、Ｌａ３には、図１に示すように、ブレーキバルブ６ａ、６ｂをバイパスするエア管Ｌａ４、Ｌａ５が配設されている。エア管Ｌａ４、Ｌａ５には、ブレーキバルブ６ａ、６ｂにそれぞれ並設されてブレーキペダル５の操作と関係なくエアタンク３の圧力室３ａ、３ｂとエアマスタシリンダ４ａ、４ｂとの連通／遮断を切り換えるエアバルブ８ａ、８ｂがそれぞれ設けられている。エアバルブ８ａ、８ｂは、２位置弁の電磁開閉弁であり、エアソレノイド８ａ１、８ｂ１への通電・非通電に応じて開状態位置・閉状態位置（図示位置）が切り替えられるものである。エアバルブ８ａは、通常時（非通電時）には閉状態位置にあり、エア管Ｌａ４経由の圧力室３ａとエアマスタシリンダ４ａとの連通を遮断する。エアバルブ８ａは、通電時には開状態位置にあり、エア管Ｌａ４経由の圧力室３ａとエアマスタシリンダ４ａとを連通する。エアバルブ８ｂは、通常時（非通電時）には閉状態位置にあり、エア管Ｌａ５経由の圧力室３ｂとエアマスタシリンダ４ｂとの連通を遮断する。エアバルブ８ｂは、通電時には開状態位置にあり、エア管Ｌａ５経由の圧力室３ｂとエアマスタシリンダ４ｂとを連通する。

なお、エアバルブ８ａ、８ｂは、開状態から閉状態に戻ったとき、エアマスタシリンダ４ｂとの間のエア管Ｌａ４、Ｌａ５に残存する圧力が逃げるための排気機構（図示省略）を備えている。また、エアバルブ８ａ、８ｂの出力ポートに接続されたエア管Ｌａ４、Ｌａ５には、エアバルブ８ａ、８ｂの出力ポート側への圧縮空気の流入を規制する逆止弁Ｌａ４ａ、Ｌａ５ａが設けられている。

エアバルブ８ａ、８ｂは、ブレーキトラクション制御を行うときに、各車輪Ｗｆｌ、Ｗｆｒ、Ｗｒｌ、Ｗｒｒに制動力を付与するためのものである。ブレーキトラクション制御とは、車両１の発進時に駆動輪のスリップを検出すると、その駆動輪に制動力を付与してスリップしないようにする制御である。

上記の空気圧―液圧変換式ブレーキ装置はＥＣＵ１０を備えている。ＥＣＵ１０には、図示しない各種センサからの信号が入力され、当該入力信号を基に制動力制御装置などを制御し車両の制御を行う。ＥＣＵ１０には、電源供給回路９が接続されており、当該電源供給回路９には、エアバルブ８ａ、８ｂのエアソレノイド８ａ１、８ｂ１が接続され、各種センサからの入力信号に応じてエアバルブ８ａ、８ｂの開閉制御が行われるようになっている。

図２は図1に示した電源供給回路９を示す。図２の点線の内部の回路は電源供給回路９を表し、電源供給回路９はＥＣＵ１０内のマイコン１１とエアソレノイド８ａ１、とに接続されている。なお、エアソレノイド８ａ１、８ｂ１は同等のものであるため以下の説明ではエアソレノイド８ａ１のみを用いる。

電源供給回路９は、駆動電源１２によりエアソレノイド８ａ１を通電するためのものである。電源供給回路９はＥＣＵ１０内のマイコン１１に接続されており、エアソレノイド８ａ１への通電がマイコン１１により制御されるようになっている。

詳しくは、電源供給回路９は、駆動電源１２と、当該駆動電源１２及びエアソレノイド８ａ１の間に配設されたソレノイドドライバ１４と、駆動電源１２及びソレノイドドライバ１４の間に配設され、駆動電源１２からエアソレノイド８ａ１への通電を許可又は遮断するソレノイドリレー１３と、を含んで構成されている。これにより、ソレノイドリレー１３及びソレノイドドライバ１４がオン状態である場合に、駆動電源１２からエアソレノイド８ａ１に電流が流れるようになっている。
具体的には、例えば図２では、ソレノイドリレー１３はＰｃｈＭＯＳＦＥＴで、ソレノイドドライバ１４はＮｃｈＭＯＳＦＥＴで構成している。

ここで、ソレノイドリレー１３及びソレノイドドライバ１４がオフ状態である場合であったとしても、ソレノイドドライバ１４にリークが発生すると、当該リーク電流がエアソレノイド８ａ１に流れ、エアバルブ８ａが誤作動することが考え得る。

そこで、本発明では、ソレノイドドライバ１４及びエアソレノイド８ａ１の間の通電経路（回路接点Ｃ１）とグランドとの間に、バイパス切替スイッチング素子としてのトランジスタ１６を配設して、エアソレノイド８ａ１と並列にバイパス回路１８を設けている。そして、トランジスタ１６のオン及びオフを制御する信号を出力する論理回路１７が、当該トランジスタ１６のベースに接続されている。論理回路１７が切替手段に相当する。
例えば図２では、論理回路１７は、ソレノイドリレー１３及びソレノイドドライバ１４の各ドライバのオン及びオフを制御する信号を入力とし、トランジスタ１６のオン及びオフを制御する信号を出力とするＮＡＮＤ素子により構成されている。
これにより、ソレノイドドライバ１４が駆動電源１２からエアソレノイド８ａ１への通電を遮断すべきオフ状態である場合にトランジスタ１６がオン状態となり、バイパス回路１８の通電が許可され、ソレノイドドライバ１４が駆動電源１２からエアソレノイド８ａ１への通電を許可すべきオン状態である場合にトランジスタ１６がオフ状態となり、バイパス回路１８の通電が遮断されるようになっている。

また本発明では、内部電源１５とソレノイドリレー１３及びソレノイドドライバ１４の間の通電経路（回路接点Ｃ２）との間に抵抗Ｒ１を設けている。そして、抵抗Ｒ１の内部電源１５とは反対側端とグランドとの間に、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３からなる分圧回路を設け、当該分圧回路による分圧電位（回路接点Ｃ３の電位）をマイコン１１に入力している。なお、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３からなる分圧回路は、マイコン１１の仕様によっては必ずしも必要ない。

マイコン１１は、ソレノイドリレー１３及びソレノイドドライバ１４の各ドライバのオン及びオフを制御する信号を出力するとともに、異常判定手段として、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３からなる分圧回路による分圧電位に基づき、ソレノイドドライバ１４に異常があることを判定する。
異常判定手段としてのマイコン１１は、ソレノイドリレー１３をオフ状態に、ソレノイドドライバ１４をオン状態に、トランジスタ１６をオン状態にした上で、上記分圧回路による分圧電位を取得し、当該分圧電位が所定のオン電位よりも大きい場合に、ソレノイドドライバ１４に異常があることを判定する。
また、ソレノイドリレー１３をオフ状態に、ソレノイドドライバ１４をオフ状態に、トランジスタ１６をオン状態にした上で、上記分圧回路による分圧電位を取得し、当該分圧電位が所定のオフ電位よりも小さい場合に、ソレノイドドライバ１４に異常があることを判定する。
エアソレノイド８ａ１のグランドとは反対側端（回路接点Ｃ４）には、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５からなる分圧回路が設けられ、当該分圧回路による分圧電位（回路接点Ｃ５の電位）がマイコン１１に入力されるようになっている。

ソレノイドドライバ１４が駆動電源１２からエアソレノイド８ａ１への通電を遮断すべきオフ状態である場合に、バイパス回路１８の通電が許可されるため、ソレノイドドライバ１４にリークが発生したとしても、リーク電流はバイパス回路１８を流れ、エアソレノイド８ａ１に流れるリーク電流が抑制される。
また、ソレノイドドライバ１４が駆動電源１２からエアソレノイド８ａ１への通電を許可すべきオン状態である場合に、バイパス回路１８の通電が遮断されるため、バイパス回路１８に電流が流れることを防止できる。
要するに、ソレノイドドライバ１４にリーク電流が流れることを抑制しつつ、電源供給回路９の消費電流を抑制することができる。

トランジスタ１６のオン及びオフを制御する信号を出力する回路を論理回路１７で構成している。そのため電源供給回路９を制御するマイコン１１を簡素化することができる。

ソレノイドリレー１３をオフ状態に、ソレノイドドライバ１４をオン状態に、トランジスタ１６をオン状態にした場合、内部電源１５から抵抗Ｒ１、ソレノイドドライバ１４及びトランジスタ１６を介してグランドに電流が流れ、抵抗Ｒ１による電圧降下で、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３からなる分圧回路による分圧電位は小さくなる。
そのため、マイコン１１において、ソレノイドリレー１３をオフ状態に、ソレノイドドライバ１４をオン状態に、トランジスタ１６をオン状態にした上で、上記分圧回路による分圧電位を取得し、当該分圧電位が所定のオン電位よりも大きい場合に、ソレノイドドライバ１４に異常があることを判定することができる。
一方、ソレノイドリレー１３をオフ状態に、ソレノイドドライバ１４をオフ状態に、トランジスタ１６をオン状態にした場合、内部電源１５から抵抗Ｒ１、ソレノイドドライバ１４及びトランジスタ１６を介してグランドに電流が流れず、抵抗Ｒ１による電圧降下は生じないため、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３からなる分圧回路による分圧電位は大きくなる。
そのため、マイコン１１において、ソレノイドリレー１３をオフ状態に、ソレノイドドライバ１４をオフ状態に、トランジスタ１６をオン状態にした上で、上記分圧回路による分圧電位を取得し、当該分圧電位が所定のオフ電位よりも大きい場合に、ソレノイドドライバ１４に異常があることを判定することができる。

上記発明の実施形態では、本発明を空気圧−液圧変換式ブレーキ装置のエアソレノイド８ａへの通電を行う電源供給回路９を例示したが、本願発明は、エアソレノイド８ａ以外の負荷への通電を行う電力供給回路に適用可能である。
上記発明の実施形態では、電源供給回路９を、ソレノイドリレー１３を含んで構成した。しかしながら、本願発明は、ソレノイドリレー１３を含まずソレノイドドライバ１４のオン及びオフのみでエアソレノイド８ａ１への通電を制御する電源供給回路に適用可能である。
上記発明の実施形態では、トランジスタ１６のオン及びオフを制御する信号を、論理回路１７から出力させたが、マイコン１１等の順序回路から出力させるようにしてもよい。

上記発明の実施形態では、駆動電源１２及び内部電源１５を電源としたが、電源供給回路９を１つの電源を備えて構成してもよい。
上記発明の実施形態では、グランドを特に区別することなく説明したが、グランドは、１つでもよいし、複数種類でもよい。

１・・・車両
２・・・圧縮空気供給源
３・・・エアタンク
４・・・エアマスタシリンダ
５・・・ブレーキペダル
６・・・ブレーキバルブ
７・・・制動力制御装置
８・・・エアソレノイド
９・・・電源供給回路
１０・・・ＥＣＵ
１１・・・マイコン
１２・・・駆動電源
１３・・・ソレノイドリレー
１４・・・ソレノイドドライバ
１５・・・内部電源
１６・・・トランジスタ
１７・・・論理回路
１８・・・バイパス回路

Claims (3)

1. 電源とグランドとの間に配設された通電対象素子よりも電源側に配設された通電制御スイッチング素子の制御により、前記通電対象素子への通電を行う電源回路において、
   前記通電制御スイッチング素子及び前記通電対象素子の間の通電経路とグランドとの間に前記通電対象素子と並列に設けられているバイパス回路と、
   前記バイパス回路の導通を許可又は遮断するバイパス切替スイッチング素子と、
   前記通電制御スイッチング素子が前記通電対象素子への通電を遮断すべきオフ状態である場合に前記バイパス切替スイッチング素子をオン状態とし、前記通電制御スイッチング素子が前記通電対象素子への通電を許可すべきオン状態である場合に前記バイパス切替スイッチング素子をオフ状態とする切替手段と、
   を備えていることを特徴とする電源供給回路。
2. 前記切替手段は、前記通電制御スイッチング素子のオン及びオフを制御する信号を入力とし、前記バイパス切替スイッチング素子のオン及びオフを制御する信号を出力する論理回路により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電源供給回路。
3. 電源と前記通電制御スイッチング素子との間に配設された通電切替スイッチング素子を備え、前記通電切替スイッチング素子により前記通電対象素子への通電を許可又は遮断する電源回路において、
   電源と前記通電切替スイッチング素子及び前記通電制御スイッチング素子の間の通電経路との間に前記通電切替スイッチング素子とは並列に設けられている負荷と、
   前記負荷及び前記通電制御スイッチング素子の接点電位またはその相関電位を検出する接点電位検出手段と、
   前記通電切替スイッチング素子をオフ状態に、前記バイパス切替スイッチング素子をオン状態にした状態で前記接点電位検出手段により検出された電位に基づいて、前記通電制御スイッチング素子がオン状態である場合の当該電位が所定のオン状態電位よりも大きい場合と、前記通電制御スイッチング素子がオフ状態である場合の当該電位が所定のオフ状態電位よりも小さい場合との少なくともいずれか一方の場合に前記通電制御スイッチング素子に異常があることを判定する異常判定手段と、
   を備えていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電源供給回路。