JP2013134848A

JP2013134848A - 車両用ラッチングリレー駆動回路

Info

Publication number: JP2013134848A
Application number: JP2011283303A
Authority: JP
Inventors: Yukirou Kamiya; 行朗神谷
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2011-12-26
Filing date: 2011-12-26
Publication date: 2013-07-08
Also published as: CN104025236A; WO2013099102A1; EP2798654A1; US20150001924A1

Abstract

【課題】車両の負荷のオンオフに用いられるラッチングリレーを、コントローラの制御信号出力に支障が生じた場合でも、負荷の使用状態等に合わせて任意にオンオフさせること。
【解決手段】セットコイル５ａの通電スイッチ７ａやリセットコイル５ｂの通電スイッチ７ｂに対するコントローラ９の制御信号出力機能に支障が生じると、制御信号の出力ポートがハイインピーダンス状態となる。この状態で、イグニッションスイッチＩＧＮをオンオフすると、スイッチ信号入力回路１１や反転回路１３で代替バイアス信号が生成される。生成された代替バイアス信号は、コントローラ９の制御信号の出力ポートがハイインピーダンス状態にあるので、通電スイッチ７ａや通電スイッチ７ｂを構成するスイッチングトランジスタのベースに印加される。したがって、イグニッションスイッチＩＧＮのオンオフに連動してラッチングリレー５をオンオフ駆動させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両において用いられるラッチングリレーの駆動回路に関する。

スイッチのオンオフ状態をラッチするラッチングリレーは、車両においても、例えば走行系や灯火系等の負荷のオンオフに使用される。このラッチングリレーをオンオフさせるためには、オンオフそれぞれの制御信号によりオンオフそれぞれに対応するコイルに通電する必要がある。車両では専ら、ＥＣＵ（Electronic Control Unit、又は、Engine Control Unit）からの制御信号によって、ラッチングリレーをオンオフしている。

したがって、制御信号出力に関する何らかの支障がＥＣＵ等のコントローラに生じて、車両の走行系や灯火系等の負荷に用いたラッチングリレーを適切にオンさせることができなくなると、車両の安全走行だけでなく、修理工場への自走等にも支障が生じる。そこで、コントローラの制御信号出力に支障が生じても、イグニッションスイッチがオンされると、ラッチングリレーをオンさせることができる回路を、本出願人らは過去に提案している（例えば、特許文献１）。

また、コントローラへの供給電圧が低下した場合に、電圧低下前に充電していたコンデンサの放電電圧をラッチングリレーのリセットコイルに印加し、ラッチングリレーをオフ状態にラッチする提案も、過去に行われている（例えば、特許文献２）。

特開２００３−１９９３２号公報特開２００１−３３２１６１号公報

最初に説明した過去の提案は、コントローラの制御信号出力に支障が生じた場合にラッチングリレーを確実にオンさせることを主眼としたものである。一方、例えば、ラッチングリレーがオンの状態でコントローラの制御信号出力に支障が生じると、不使用時の負荷がバッテリに接続されたままホールドされてバッテリの無用な消費を招くことも考えられる。しかし、本提案ではラッチングリレーをオフさせる構成については提案されていない。

一方、２つ目に説明した過去の提案は、コントローラが出力する制御信号によらずに、ラッチングリレーをオフ状態にラッチすることを主眼としている。しかし、ラッチングリレーがオフ状態にラッチされるのが、コントローラへの供給電圧が低下した場合に限られてしまう。これでは、上述したようなバッテリの無用な消費を防ぐために任意のタイミングでラッチングリレーをオフ状態にラッチしたい場合等に対応することができない。

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、車両の負荷のオンオフに用いられるラッチングリレーを、コントローラの制御信号出力に支障が生じた場合でも、負荷の使用状態等に合わせて任意にオンオフさせることができる車両用ラッチングリレー駆動回路を提供することにある。

前記目的を達成するために、請求項１に記載した本発明の車両用ラッチングリレー駆動回路は、
車両のバッテリと負荷との間に介設され、コントローラから出力されるセット及びリセットの各制御信号によりバイアスされたセットコイル及びリセットコイルの各通電スイッチをオンさせることで、オン及びオフの各状態にそれぞれラッチされるラッチングリレーをオンオフ駆動する回路であって、
前記車両のイグニッションスイッチがオン状態であるときのスイッチ信号から、前記セットの制御信号に代わる代替バイアス信号を生成し、該代替バイアス信号により前記セットコイルの通電スイッチをバイアスするセットコイルバイアス回路と、
前記イグニッションスイッチがオフ状態であるときの前記スイッチ信号から、前記セットの制御信号に代わる代替バイアス信号の信号レベルを反転させた、前記リセットの制御信号に代わる代替バイアス信号を生成し、該代替バイアス信号により前記リセットコイルの通電スイッチをバイアスするリセットコイルバイアス回路と、
を備えることを特徴とする車両用ラッチングリレー駆動回路。

請求項１に記載した本発明の車両用ラッチングリレー駆動回路によれば、ラッチングリレーがオン状態にラッチされて車両のバッテリと負荷が接続されるのは、イグニッションスイッチのオン状態のときであり、バッテリからの給電で負荷を作動させる状況に適合したスイッチ状態となる。一方、イグニッションスイッチをオフ状態とする際には、車両の負荷を作動させることは期待されていないものと考えることができる。

したがって、車両のコントローラの制御信号出力に支障が生じた場合でも、イグニッションスイッチをオンオフさせることで、車両の負荷の使用状態等に合わせてラッチングリレーを任意にオンオフさせることができる。

また、請求項２に記載した本発明の車両用ラッチングリレー駆動回路は、請求項１に記載した本発明の車両用ラッチングリレー駆動回路において、前記代替バイアス信号による前記セットコイルの通電スイッチのバイアスを、少なくとも前記コントローラの初期化期間以上の所定期間遅延させる遅延回路をさらに備えていることを特徴とする。

請求項２に記載した本発明の車両用ラッチングリレー駆動回路によれば、請求項１に記載した本発明の車両用ラッチングリレー駆動回路において、セットコイルバイアス回路で代替バイアス信号が生成されても、セットコイルの通電スイッチはすぐにはオンされず、所定時間遅延した後バイアスされてオンされる。この所定時間は、少なくとも、コントローラの初期化期間以上の期間に設定される。

ここで、イグニッションスイッチのオン状態で、外していたバッテリを接続する場合を想定する。バッテリを外していた間電源が供給されていなかったコントローラは、バッテリを接続してもすぐには起動せず、初期化期間（例えば６０ｍｓｅｃ）を経て起動される。このため、ラッチングリレーのセットコイルやリセットコイルの各通電回路に対するコントローラの制御信号出力ポートは、初期化期間が経過するまでの間、電源の非供給時と同じくハイインピーダンス状態となる。

制御信号出力ポートがハイインピーダンス状態であると、コントローラの制御信号出力機能には支障が生じていなくても、セットコイルバイアス回路やリセットコイルバイアス回路の代替バイアス信号によって、セットコイルやリセットコイルの通電スイッチをバイアスしオンさせることができる状態になる。

したがって、例えば、ラッチングリレーがマニュアルトランスミッション（ＭＴ）車のスタータリレーに使用されている車両において、制御信号出力ポートがハイインピーダンス状態であるときに、イグニッションスイッチのオン状態でバッテリをラッチングリレーに誤って接続すると、セットコイルバイアス回路の代替バイアス信号で即座にラッチングリレーがオンされる。すると、バッテリの接続直後にスタータモータが作動して車両が動き出してしまう等の不測の事態が発生する可能性がある。

これに対し、セットコイルバイアス回路の代替バイアス信号によりセットコイルの通電スイッチをバイアスするのを所定時間遅延させることで、コントローラが起動した状態で制御信号出力に支障が生じた場合に限って、ラッチングリレーのオンオフ駆動を代替バイアス信号により行わせるようにすることができる。

本発明の車両用ラッチングリレー駆動回路によれば、車両の負荷のオンオフに用いられるラッチングリレーを、コントローラの制御信号出力に支障が生じた場合でも、負荷の使用状態等に合わせて任意にオンオフさせることができる。

本発明の一実施形態に係る車両用ラッチングリレー駆動回路の原理的な構成を示す回路図である。図１に示す車両用ラッチングリレー駆動回路の動作手順を示すフローチャートである。本発明の他の実施形態に係る車両用ラッチングリレー駆動回路の原理的な構成を示す回路図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係る車両用ラッチングリレー駆動回路の原理的な構成を示す回路図である。

本実施形態の車両用ラッチングリレー駆動回路（以下、「駆動回路」と略記する。）１は、車両のバッテリＢから走行系や灯火系等の負荷３に対する電力の供給をオンオフさせるラッチングリレー５の駆動に使用される。

そして、本実施形態の駆動回路１は、ラッチングリレー５のセットコイル５ａやリセットコイル５ｂの通電をそれぞれオンオフさせる通電スイッチ７ａ，７ｂと、通電スイッチ７ａ，７ｂをオンオフ制御するコントローラ９とを有している。

通電スイッチ７ａ，７ｂは、ベース電位をバイアスすることでコレクタ−エミッタ間が導通するスイッチングトランジスタでそれぞれ構成されている。コントローラ９は、各通電スイッチ７ａ，７ｂのベース電位をバイアスする制御信号の出力ポートを有している。コントローラ９は、電源回路９ａにより適切な電圧（例えば５Ｖ）に降圧したバッテリＢからの電力によって作動し、発振回路９ｂからのクロックに同期した周期で各種の処理を行う。

コントローラ９は、例えばＥＣＵによって構成することができ、車両の各部の状態に応じて入力される負荷３の駆動制御信号にしたがって、負荷３に対するバッテリＢからの電力供給を、ラッチングリレー５のオンオフ（通電スイッチ７ａ，７ｂのベース電位のバイアス）を通じてコントロールする。

なお、各通電スイッチ７ａ，７ｂのベース電位をバイアスするコントローラ９の制御信号の出力ポートは、コントローラ９の動作に支障が生じた場合、ハイインピーダンス状態となる。また、コントローラ９が電源回路９ａからの電力供給を受け始めてから起動するまでに要する所定期間の間（＝初期化期間）も、制御信号の出力ポートはハイインピーダンス状態となる。

また、駆動回路１は、車両のイグニッションスイッチＩＧＮのオンオフ状態に応じた信号レベルのスイッチ信号が入力されるスイッチ信号入力回路１１（請求項中のセットコイルバイアス回路に相当）と反転回路１３（請求項中のリセットコイルバイアス回路に相当）とを有している。

スイッチ信号入力回路１１は通電スイッチ７ａのベースに接続されている。スイッチ信号入力回路１１は、スイッチ信号がイグニッションスイッチＩＧＮのオン状態に対応する信号レベルであるときに、通電スイッチ７ａのベース電位をバイアスする代替バイアス信号を出力し、イグニッションスイッチＩＧＮのオフ状態に対応する信号レベルであるときに代替バイアス信号の出力を停止する。

反転回路１３は通電スイッチ７ｂのベースに接続されており、スイッチ信号がイグニッションスイッチＩＧＮのオフ状態に対応する信号レベルであるときに、通電スイッチ７ｂのベース電位をバイアスする代替バイアス信号を出力し、イグニッションスイッチＩＧＮのオン状態に対応する信号レベルであるときに代替バイアス信号の出力を停止する。

ちなみに、図１中では図示を省略しているが、駆動回路１の適宜箇所には、逆流防止用のダイオード等が設けられる。

次に、上述した構成の駆動回路１の動作の手順について、図２のフローチャートを参照して説明する。まず、コントローラ９（ＣＰＵ）が正常である場合は（ステップＳ１でＹＥＳ）、コントローラ９（ＣＰＵ）が各通電スイッチ７ａ，７ｂのベースに出力する制御信号によって、ラッチングリレー５（ＲＬＹ）をオンオフ制御する（ステップＳ３）。

一方、コントローラ９が正常でない場合は（ステップＳ１でＮＯ）、イグニッションスイッチＩＧＮがオンであるか否かを確認する（ステップＳ５）。イグニッションスイッチＩＧＮがオンである場合は（ステップＳ５でＹＥＳ）、スイッチ信号入力回路１１が代替バイアス信号を生成し（ステップＳ７）、セットコイル５ａの通電スイッチ７ａに代替バイアス信号を出力する（ステップＳ９）。

次に、スイッチ信号入力回路１１からの代替バイアス信号によりオンされた通電スイッチ７ａを通じてラッチングリレー５のセットコイル５ａが通電され（ステップＳ１１）、セットコイル５ａが励磁される（ステップＳ１３）。そして、励磁されたセットコイル５ａによりラッチングリレー５がオンされる（ステップＳ１５）。

これに対し、イグニッションスイッチＩＧＮがオンでない場合は（ステップＳ５でＮＯ）、反転回路１３が代替バイアス信号を生成し（ステップＳ１７）、リセットコイル５ｂの通電スイッチ７ｂに代替バイアス信号を出力する（ステップＳ１９）。

次に、反転回路１３からの代替バイアス信号によりオンされた通電スイッチ７ｂを通じてラッチングリレー５のリセットコイル５ｂが通電され（ステップＳ２１）、リセットコイル５ｂが励磁される（ステップＳ２３）。そして、励磁されたリセットコイル５ｂによりラッチングリレー５がオフされる（ステップＳ２５）。

以上に説明した構成の本実施形態の駆動回路１では、セットコイル５ａの通電スイッチ７ａやリセットコイル５ｂの通電スイッチ７ｂに対するコントローラ９の制御信号出力機能に支障が生じると、制御信号の出力ポートがハイインピーダンス状態となる。この状態で、イグニッションスイッチＩＧＮをオンオフすると、スイッチ信号入力回路１１や反転回路１３で代替バイアス信号が生成される。生成された代替バイアス信号は、コントローラ９の制御信号の出力ポートがハイインピーダンス状態にあるので、通電スイッチ７ａや通電スイッチ７ｂを構成するスイッチングトランジスタのベースに印加される。したがって、イグニッションスイッチＩＧＮのオンオフに連動してラッチングリレー５をオンオフ駆動させることができる。

このように、本実施形態の駆動回路１では、コントローラ９の制御信号出力機能に支障が生じているときに、イグニッションスイッチＩＧＮのオンオフによりラッチングリレー５をオンオフさせることで、使用する必要のあるなし等に応じた任意のタイミングで、負荷３に対する電力供給のオンオフを切り替えることができる。

なお、図３の回路図に示すように、イグニッションスイッチＩＧＮから見たスイッチ信号入力回路１１の後段に、遅延回路１５を追加しても良い。遅延回路１５は従来から公知のＣＲによる時定数を有する一般的な回路で良い。なお、遅延回路１５の時定数は、遅延回路１５による遅延時間を、コントローラ９が電源回路９ａによる電力供給開始から起動するまでの初期化期間以上の時間とするのに適した値に設定される。

このように遅延回路１５をさらに有する構成は、特に、コントローラ９の初期化期間が無視できない程度の時間長である場合に有効である。コントローラ９の初期化期間が長いと、例えばバッテリＢの付け替え等で停止していた電源回路９ａからコントローラ９への電力供給が再開された場合に、初期化期間が経過するまでの間、制御信号出力の機能に支障を生じていないにも拘わらず、制御信号の出力ポートがハイインピーダンス状態となる。その間にイグニッションスイッチＩＧＮがオンされると、スイッチ信号入力回路１１が生成する代替バイアス信号によってラッチングリレー５がオンされ、負荷３に対するバッテリＢの電力供給がオンされてしまう。

例えば、ラッチングリレー５が車両のスタータリレーに使用されている場合、イグニッションスイッチＩＧＮをオンにしたままバッテリＢを付け替えてしまうと、バッテリＢの接続直後にラッチングリレー５がオンし、これによりスタータモータが作動して車両が動き出してしまう。

しかし、スイッチ信号入力回路１１からの代替バイアス信号が通電スイッチ７ａのベースに印加されるのを遅延回路１５が初期化期間以上遅延させると、コントローラ９が起動して制御信号によりラッチングリレー５のオンオフを制御できる状態が、代替バイアス信号による通電スイッチ７ａのバイアス以前に発生する。したがって、上述したバッテリＢの付け替え直後にスタータモータが作動する等の不測の事態が発生しないようにし、コントローラ９の制御信号出力機能西庄が生じた場合に限って、ラッチングリレー５のオンオフ駆動を代替バイアス信号により行わせることができる。

本発明は、車両で使用されるラッチングリレーの駆動回路に用いて極めて有用である。

１駆動回路
３負荷
５ラッチングリレー
５ａセットコイル
５ｂリセットコイル
７ａ通電スイッチ
７ｂ通電スイッチ
９コントローラ
９ａ電源回路
９ｂ発振回路
１１スイッチ信号入力回路
１３反転回路
１５遅延回路
Ｂバッテリ
ＩＧＮイグニッションスイッチ

Claims

車両のバッテリと負荷との間に介設され、コントローラから出力されるセット及びリセットの各制御信号によりセットコイル及びリセットコイルの各通電スイッチをバイアスしてオンさせることで、オン及びオフの各状態にそれぞれラッチされるラッチングリレーをオンオフ駆動する回路であって、
前記車両のイグニッションスイッチがオン状態であるときのスイッチ信号から、前記セットの制御信号に代わる代替バイアス信号を生成し、該代替バイアス信号により前記セットコイルの通電スイッチをバイアスするセットコイルバイアス回路と、
前記イグニッションスイッチがオフ状態であるときの前記スイッチ信号から、前記セットの制御信号に代わる代替バイアス信号の信号レベルを反転させた、前記リセットの制御信号に代わる代替バイアス信号を生成し、該代替バイアス信号により前記リセットコイルの通電スイッチをバイアスするリセットコイルバイアス回路と、
を備えることを特徴とする車両用ラッチングリレー駆動回路。
前記代替バイアス信号による前記セットコイルの通電スイッチのバイアスを、少なくとも前記コントローラの初期化期間以上の所定期間遅延させる遅延回路をさらに備えていることを特徴とする請求項１記載の車両用ラッチングリレー駆動回路。