JP2013169838A - 電源制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両の電源と負荷との間の電気的な接続を切り替えるリレーの消費電力を抑制する。
【解決手段】切断回路１１２は、制御回路１１１から切断指令信号が供給されると、キープリレー１１４のコイルＬｂに切断信号を供給し、可動接点ＭＣを接点ｂに接触させ、電源１０２と負荷１０３との間を電気的に切断する。接続回路１１３は、制御回路１１１から接続指令信号が供給されると、キープリレー１１４のコイルＬａに接続信号を供給し、可動接点ＭＣを接点ａに接触させ、電源１０２と負荷１０３との間を電気的に接続する。自動停止回路１１５は、リレー１１４から負荷１０３に供給される電圧または電流により、接続回路１１３の接続信号の出力を停止させる。本発明は、例えば、車両用の電源制御装置に適用できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、電源制御装置に関し、特に、車両の負荷への電力の供給を制御する電源制御装置に関する。

従来、車両のバッテリと負荷（例えば、ＥＣＵ等）との間にキープリレーを設け、所定の操作によりキープリレーを開放することにより、車両の輸送時や長時間の駐車時等に、バッテリから負荷に暗電流が流れ、バッテリが放電してしまうことを防止することが提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

また、車両の負荷とバッテリとの間に通常の車載リレーとキープリレーを設け、イグニションオン時には、両方のリレーをオンすることにより電力供給の信頼性を高め、イグニションオフ時には、キープリレーのみをオンすることにより消費電力を低減させることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

ところで、キープリレーの接点の切り替えに用いられるコイルは消費電力が大きいため、接点の状態を制御するための制御信号をキープリレーに供給する時間をできるだけ短くし、キープリレーの消費電力を抑制し、バッテリの電力の消費を抑制することが望まれている。

特開２００８−２９０６０４号公報 特開２００３−２３５１５５号公報 特開２０００−５０５１３号公報

本発明は、車両の電源と負荷との間の電気的な接続の切り替えにリレーを用いた場合の消費電力を抑制できるようにするものである。

本発明の一側面の電源制御装置は、車両の電源と負荷との間の電気的な接続を切り替えるリレーであって、制御信号の供給が停止されても接点の状態を保持することが可能なリレーを制御することにより、電源から負荷への電力の供給を制御する電源制御装置において、リレーの接点の状態を制御する制御回路と、制御回路から第１の指令信号が供給された場合、リレーの接点を電源と負荷とを接続する第１の状態にするための第１の制御信号をリレーに供給する接続回路と、制御回路から第２の指令信号が供給された場合、リレーの接点を電源と負荷との間を切断する第２の状態にするための第２の制御信号をリレーに供給する切断回路と、リレーと負荷との間に接続され、リレーから負荷に供給される電圧または電流により、接続回路の第１の制御信号の出力を停止させる自動停止回路とを備える。

本発明の一側面の電源制御装置においては、車両の電源と負荷との間の電気的な接続を切り替えるリレーであって、制御信号の供給が停止されても接点の状態を保持することが可能なリレーの接点の状態を制御する制御回路から第１の指令信号が供給された場合、リレーの接点を電源と負荷とを接続する第１の状態にするための第１の制御信号がリレーに供給され、制御回路から第２の指令信号が供給された場合、リレーの接点を電源と負荷との間を切断する第２の状態にするための第２の制御信号がリレーに供給され、リレーから負荷に供給される電圧または電流により、接続回路の第１の制御信号の出力が停止される。

従って、車両の電源と負荷との間の電気的な接続の切り替えにリレーを用いた場合の消費電力を抑制することができる。

このリレーは、例えば、キープリレーにより構成される。この制御回路は、例えば、ＣＰＵ等のプロセッサや演算装置により構成される。この接続回路、切断回路、自動停止回路は、例えば、スイッチング素子等を用いた電気回路により構成される。

この自動停止回路には、第１の指令信号の接続回路への入力を停止させることにより、接続回路の第１の制御信号の出力を停止させることができる。

これにより、例えば、制御回路からの第１の指令信号の出力を停止できなくなっても、確実に第１の制御信号の出力を停止することができる。

この接続回路には、制御回路から第１の指令信号が供給されている間だけオン状態になり、接続回路から第１の制御信号を出力させる第１のスイッチング素子を設け、この自動停止回路には、リレーから負荷に供給される電圧または電流によりオン状態になり、制御回路から出力された第１の指令信号を、接続回路に入力される前に自動停止回路に導くことにより、第１のスイッチング素子をオフ状態にする第２のスイッチング素子を設けることができる。

これにより、迅速に第１の制御信号の出力を停止することができる。

この第２のスイッチング素子には、オン状態のときに制御回路と第１のスイッチング素子との間の配線をグラウンドに接続させるようにすることができる。

これにより、確実に第１の制御信号の出力を停止することができる。

このリレーには、第１コイルおよび第２コイルを設け、この接続回路には、前記第１の制御信号を前記第１コイルに供給するように接続し、この切断回路には、前記第２の制御信号を前記第２コイルに供給するように接続し、このリレーには、前記第１コイルに前記第１の制御信号が供給された場合に、前記第１の状態になり、前記第１の制御信号の供給が停止しても前記第１の状態を保持させ、前記第２コイルに前記第２の制御信号が供給された場合に、前記第２の状態になり、前記第２の制御信号の供給が停止しても前記第２の状態を保持させることができる。

これにより、リレーのコイルにより消費される電力を抑制することができる。

この電源制御装置には、このリレーをさらに設けるようにすることができる。

本発明の一側面によれば、車両の電源と負荷との間の電気的な接続の切り替えにリレーを用いた場合の消費電力を抑制することができる。

本発明を適用した電源制御装置の一実施の形態を示すブロック図である。 電源マネジメントＥＣＵの第１の実施の形態を示す回路図である。 負荷への電力の供給を停止する場合の電源マネジメントＥＣＵの動作を説明するための図である。 負荷への電力の供給を開始する場合の電源マネジメントＥＣＵの動作を説明するための図である。 電源マネジメントＥＣＵの第２の実施の形態を示す回路図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．実施の形態
２．変形例

＜１．実施の形態＞
［電源制御装置１０１の構成例］
図１は、本発明の一実施の形態の基本的な構成例である電源制御装置１０１を示すブロック図である。

電源制御装置１０１は、例えば、車両に設けられ、車両の電源１０２から負荷１０３への電力の供給を制御する装置である。なお、電源制御装置１０１が制御する車両の電源系統の種類は特に限定されるものではなく、例えば、＋Ｂ電源、ＡＣＣ（アクセサリ）電源、ＩＧ（イグニション）電源等が想定される。

電源１０２は、例えば、バッテリにより構成される。

負荷１０３は、例えば、ヒータ、ランプ、ワイパ、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等、電源１０２の電力により駆動される一般的な車載用の負荷により構成される。

電源制御装置１０１は、制御回路１１１、切断回路１１２、接続回路１１３、キープリレー１１４、および、自動停止回路１１５を含むように構成される。

制御回路１１１は、切断回路１１２および接続回路１１３を介して、キープリレー１１４の接点の状態を制御することにより、電源１０２から負荷１０３への電力の供給を制御する。

具体的には、制御回路１１１は、電源１０２から負荷１０３への電力の供給を停止する場合、電源１０２と負荷１０３との間の電気的な切断を指令するための制御信号（以下、切断指令信号と称する）を切断回路１１２に供給する。切断回路１１２は、切断指令信号が供給された場合、キープリレー１１４のコイルＬｂに制御信号（以下、切断信号と称する）を供給することにより、キープリレー１１４の可動接点ＭＣを接点ｂに接触させる。これにより、電源１０２と負荷１０３との間の電気的な接続が切断され、電源１０２から負荷１０３への電力の供給が停止する。

また、制御回路１１１は、電源１０２から負荷１０３への電力の供給を開始する場合、電源１０２と負荷１０３との間の電気的な接続を指令するための制御信号（以下、接続指令信号と称する）を接続回路１１３に供給する。接続回路１１３は、接続指令信号が供給された場合、キープリレー１１４のコイルＬａに制御信号（以下、接続信号と称する）を供給することにより、キープリレー１１４の可動接点ＭＣを接点ａに接触させる。これにより、電源１０２と負荷１０３との間が電気的に接続され、電源１０２から負荷１０３への電力の供給が開始される。

自動停止回路１１５は、後述するように、キープリレー１１４から負荷１０３に供給される電力（電圧および電流）の一部が供給されることにより動作し、接続回路１１３からの接続信号の出力を停止させる。

［電源マネジメントＥＣＵ２０１の構成例］
図２は、図１の電源制御装置１０１の第１の具体例である電源マネジメントＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０１の構成例を示す回路図である。

電源マネジメントＥＣＵ２０１は、電圧レギュレータ２１１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１２、切断回路２１３、接続回路２１４、キープリレー２１５、自動停止回路２１６、ダイオードＤ１、および、抵抗Ｒ１を含むように構成される。

電源１０２は、ダイオードＤ１のアノード、および、キープリレー２１５の端子ｃに接続されている。ダイオードＤ１のカソードは、電圧レギュレータ２１１の入力端子（ＩＮ）、切断回路２１３のＭＯＳＦＥＴ１１のソース、および、接続回路２１４のＭＯＳＦＥＴ２１のソースに接続されている。

電圧レギュレータ２１１の出力端子（ＯＵＴ）は、ＣＰＵ２１２の電源端子（ＶＤＤ）に接続されている。電圧レギュレータ２１１は、電源１０２から供給される電力の電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）を所定の電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）に変換し、ＣＰＵ２１２に供給する。

ＣＰＵ２１２のリセット出力端子（ＲＥＳＥＴ ＯＵＴＰＵＴ）は、切断回路２１３の抵抗Ｒ１１の一端に接続されている。電源１０２から負荷１０３への電力の供給を停止する場合、このリセット出力端子からパルス状の切断指令信号が連続して出力され、切断回路２１３に供給される。

ＣＰＵ２１２のセット出力端子（ＳＥＴ ＯＵＴＰＵＴ）は、抵抗Ｒ１を介して、接続回路２１４の抵抗Ｒ２１の一端に接続されている。電源１０２から負荷１０３への電力の供給を開始する場合、このセット出力端子から単発のパルス状の接続指令信号が出力され、接続回路２１４に供給される。

切断回路２１３は、抵抗Ｒ１１乃至Ｒ１６、コンデンサＣ１１，Ｃ１２、ダイオードＤ１１，Ｄ１２、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ１１、および、Ｐ型のＭＯＳＦＥＴ１１を含むように構成される。

ＣＰＵ２１２のリセット出力端子とダイオードＤ１１のアノードとの間に、抵抗Ｒ１１およびコンデンサＣ１１が直列に接続されている。ダイオードＤ１１のカソードとトランジスタＴＲ１１のベースとの間に、抵抗Ｒ１２および抵抗Ｒ１３が直列に接続されている。コンデンサＣ１２の一端は、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ１３の間に接続され、他の一端はグラウンドに接続されている。トランジスタＴＲ１１のコレクタは、抵抗Ｒ１５を介してＭＯＳＦＥＴ１１のゲートに接続され、エミッタは、グラウンドに接続され、ベース−エミッタ間に抵抗Ｒ１４が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１１のドレインは、ダイオードＤ１２のアノードおよびキープリレー２１５のコイルＬｂの一端に接続され、ソースは、ダイオードＤ１２のカソードに接続され、ゲート−ソース間に抵抗Ｒ１６が接続されている。

なお、切断回路２１３の動作については後述する。

接続回路２１４は、抵抗Ｒ２１乃至Ｒ２４、ダイオードＤ２１、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ２１、および、Ｐ型のＭＯＳＦＥＴ２１を含むように構成される。

トランジスタＴＲ２１のベースは、抵抗Ｒ１および抵抗Ｒ２１を介してＣＰＵ２１２のセット出力端子に接続され、コレクタは、抵抗Ｒ２３を介してＭＯＳＦＥＴ２１のゲートに接続され、エミッタはグラウンドに接続され、ベース−エミッタ間に抵抗Ｒ２２が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２１のドレインは、ダイオードＤ２１のアノードおよびキープリレー２１５のコイルＬａの一端に接続され、ソースは、ダイオードＤ２１のカソードに接続され、ゲート−ソース間に抵抗Ｒ２４が接続されている。

なお、接続回路２１４の動作については後述する。

自動停止回路２１６は、ダイオードＤ３１，Ｄ３２、抵抗Ｒ３１乃至Ｒ３３、ツェナーダイオードＺＤ３１、および、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ３１を含むように構成される。

ダイオードＤ３１のアノードは、キープリレー２１５の接点ａと負荷１０３との間に接続されている。ダイオードＤ３１のカソードとトランジスタＴＲ３１のベースとの間に、抵抗Ｒ３１および抵抗Ｒ３２が直列に接続されている。ツェナーダイオードＺＤ３１のカソードは、抵抗Ｒ３１と抵抗Ｒ３２との間に接続され、アノードは、グラウンドに接続されている。トランジスタＴＲ３１のコレクタは、ダイオードＤ３２のカソードに接続され、エミッタはグラウンドに接続され、ベース−エミッタ間に抵抗Ｒ３３が接続されている。ダイオードＤ３２のアノードは、ＣＰＵ２１２のセット出力端子と接続回路２１４との間の配線、より正確には、抵抗Ｒ１と接続回路２１４の抵抗Ｒ２１との間の配線に接続されている。

［電源マネジメントＥＣＵ２０１の動作］
次に、図３および図４を参照して、電源マネジメントＥＣＵ２０１の動作について説明する。なお、図３および図４においては、図を見やすくするために、符号の記載を一部省略している。

（負荷１０３への電力の供給を停止する場合）
まず、図３を参照して、電源１０２から負荷１０３に電力が供給されている場合に、負荷１０３への電力の供給を停止するときの動作について説明する。

負荷１０３への電力の供給を停止する場合、ＣＰＵ２１２のリセット出力端子から正論理（ハイ・アクティブ）のパルス状の切断指令信号が連続して出力され、そのパルスが切断回路２１３に供給される毎に、コンデンサＣ１２に電荷が蓄積され、点Ｐ１の電位が上昇する。そして、所定の数の切断指令信号のパルスが切断回路２１３に供給され、コンデンサＣ１２の蓄積電荷量が所定量以上になり、点Ｐ１の電位が所定の閾値以上になったとき、トランジスタＴＲ１１がオンし、これに伴いＭＯＳＦＥＴ１１がオンする。

ＭＯＳＦＥＴ１１がオンすると、矢印Ａ１により示されるように、電源１０２からダイオードＤ１およびＭＯＳＦＥＴ１１を介して、キープリレー２１５のコイルＬｂに励磁電流が流れる。すなわち、切断回路２１３から切断信号が出力され、コイルＬｂに供給される。そして、コイルＬｂに所定の時間以上切断信号が供給されると、可動接点ＭＣが移動し、接点ｂに接触する。これにより、電源１０２から負荷１０３への電力の供給が停止される。

ＣＰＵ２１２は、所定の数の切断指令信号のパルスを出力した後、切断指令信号の出力を停止する。切断指令信号の出力が停止されると、コンデンサＣ１２に蓄積された電荷が放電され、点Ｐ１の電位が徐々に低下する。そして、点Ｐ１の電位が所定の閾値未満になったとき、トランジスタＴＲ１１がオフし、これに伴いＭＯＳＦＥＴ１１もオフする。これにより、コイルＬｂへの切断信号の供給が停止する。

切断信号の供給が停止した後も、キープリレー２１５の可動接点ＭＣが接点ｂに接触した状態がそのまま維持されるため、負荷１０３への電力の供給が停止した状態が継続する。

このようにして、車両の輸送時や長時間の駐車時など、必要に応じてキープリレー２１５を切断状態に設定することができ、電源１０２から負荷１０３への暗電流を防止することができる。

また、所定の数の切断指令信号のパルスが切断回路２１３に供給されないと、切断回路２１３から切断信号が出力されないため、ノイズ等により誤って負荷１０３への電力の供給が停止することが防止される。

（負荷１０３への電力の供給を開始する場合）
次に、図４を参照して、電源１０２から負荷１０３への電力の供給が停止している場合に、負荷１０３への電力の供給を開始するときの動作について説明する。

負荷１０３への電力の供給を開始する場合、矢印Ａ１１により示されるように、ＣＰＵ２１２のセット出力端子から正論理（ハイ・アクティブ）の接続指令信号（の電流）が出力され、接続回路２１４に供給される。正常時接続信号が供給されている間、トランジスタＴＲ２１がオンし、これに伴いＭＯＳＦＥＴ２１がオンする。

ＭＯＳＦＥＴ２１がオンすると、矢印Ａ１２により示されるように、電源１０２からダイオードＤ１およびＭＯＳＦＥＴ２１を介して、キープリレー２１５のコイルＬａに励磁電流が流れる。すなわち、接続回路２１４から接続信号が出力され、コイルＬａに供給される。そして、コイルＬａに所定の時間以上接続信号が供給されると、可動接点ＭＣが移動し、接点ａに接触する。これにより、矢印Ａ１３により示されるように、電源１０２から負荷１０３への電力の供給が開始される。

このとき、矢印Ａ１３により示されるように、キープリレー２１５から負荷１０３に供給される電力（電圧および電流）の一部が自動停止回路２１６に供給される。そして、キープリレー２１５、ダイオードＤ３１、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２を介して、電源１０２からトランジスタＴＲ３１のベースに電流が流れ、トランジスタＴＲ３１がオンする。換言すれば、トランジスタＴＲ３１により、負荷１０３への電力の供給が検出される。

トランジスタＴＲ３１がオンすると、ＣＰＵ２１２のセット出力端子と接続回路２１４との間の配線が、ダイオードＤ３２およびトランジスタＴＲ３１を介してグラウンドに接続される。その結果、矢印Ａ１４により示されるように、ＣＰＵ２１２のセット出力端子から出力された接続指令信号が、接続回路２１４に入力する前に、自動停止回路２１６に導かれ、ダイオードＤ３２およびトランジスタＴＲ３１を介してグラウンドに流れる。これにより、接続回路２１４への接続指令信号の供給が停止し、トランジスタＴＲ２１がオフし、これに伴いＭＯＳＦＥＴ２１もオフし、コイルＬａへの接続信号の供給が停止する。

接続信号の供給が停止した後も、可動接点ＭＣが接点ａに接触した状態がそのまま維持されるため、負荷１０３への電力の供給が継続する。また、負荷１０３への電力の供給が継続している間、自動停止回路２１６のトランジスタＴＲ３１がオンした状態が維持されるため、キープリレー２１５のコイルＬａに接続信号が供給されなくなる。

その後、ＣＰＵ２１２からの接続指令信号の出力が停止する。

このように、ＣＰＵ２１２から接続指令信号が出力され、接続回路２１４によりキープリレー２１５のコイルＬａに接続信号が供給され、可動接点ＭＣが接点ａに接触すると、瞬時にコイルＬａへの接続信号の供給が停止する。このとき、コイルＬａの抵抗成分より、ダイオードＤ３２およびトランジスタＴＲ３１を介した回路の抵抗成分の方が小さいため、コイルＬａに接続信号を供給するよりも、接続指令信号をダイオードＤ７３およびＴＲ７１を介してグラウンドに流した方が、消費電力が小さくなる。その結果、電源マネジメントＥＣＵ２０１全体での消費電力を抑制することができる。特に、例えば、ＣＰＵ２１２の接続指令信号の出力時間が長い場合や、ＣＰＵ２１２の故障により接続指令信号の出力が停止しなくなった場合等に、効果的に消費電力を削減することができる。

［電源マネジメントＥＣＵ３０１の構成例］
図５は、図１の電源制御装置１０１の第２の具体例である電源マネジメントＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０１の構成例を示す回路図である。なお、図中、図２と対応する部分には同じ符号を付してあり（ただし、図を見やすくするために、符号の記載を一部省略している）、処理が同じ部分については、その説明は繰り返しになるため適宜省略する。

電源マネジメントＥＣＵ３０１は、図２の電源マネジメントＥＣＵ２０１と比較して、ＣＰＵ２１２の代わりにＣＰＵ３１１が設けられ、自動停止回路２１６の代わりに自動停止回路３１４が設けられ、監視回路３１２、異常時接続回路３１３、電力供給監視回路３１５、および、抵抗Ｒ２，Ｒ３が追加されている点が異なる。

ダイオードＤ１のカソードは、電圧レギュレータ２１１の入力端子（ＩＮ）、切断回路２１３のＭＯＳＦＥＴ１１のソース、接続回路２１４のＭＯＳＦＥＴ２１のソース、および、異常時接続回路３１３のＭＯＳＦＥＴ６２のソースに接続されている。

電圧レギュレータ２１１の出力端子（ＯＵＴ）は、ＣＰＵ３１１の電源端子（ＶＤＤ）、抵抗Ｒ２の一端、および、異常時接続回路３１３のＭＯＳＦＥＴ６１のソースに接続されている。電圧レギュレータ２１１は、電源１０２から供給される電力の電圧（例えば、ＤＣ１２Ｖ）を所定の電圧（例えば、ＤＣ５Ｖ）に変換し、ＣＰＵ３１１および異常時接続回路３１３に供給する。

ＣＰＵ３１１は、図２のＣＰＵ２１２と比較して、出力端子（ＯＵＴＰＵＴ）、リセット端子（ＲＥＳＥＴ）、監視設定出力端子（ＳＥＴ ＭＯＮＩＴＯＲ ＯＵＴＰＵＴ）および監視入力端子（ＳＥＴ ＡＤ ＩＮＰＵＴ）が追加されている点が異なる。

ＣＰＵ３１１の出力端子は、監視回路３１２のクロック端子（ＣＬＫ）に接続されている。抵抗Ｒ３の一端は、ＣＰＵ３１１の出力端子と監視回路３１２のクロック端子との間に接続され、他の一端は、グラウンドに接続されている。ＣＰＵ３１１が正常に動作している場合、この出力端子から単発のパルス状のクリア信号が定期的に出力され、監視回路３１２に供給される。一方、ＣＰＵ３１１に異常が発生した場合、クリア信号の出力が停止する。

ＣＰＵ３１１のリセット端子は、監視回路３１２のリセット出力端子（ＲＥＳＥＴ−Ｏ）、抵抗Ｒ２の電圧レギュレータ２１１に接続されている一端と異なる一端、および、異常時接続回路３１３の抵抗Ｒ６１の一端に接続されている。このリセット端子に監視回路３１２からリセット信号が入力された場合、再起動等を行うことにより、ＣＰＵ３１１が初期状態にリセットされる。

ＣＰＵ３１１の監視設定出力端子は、電力供給監視回路３１５の抵抗Ｒ７１の一端に接続されている。負荷１０３への電力供給の監視を行う場合、この監視設定出力端子から正論理（ハイ・アクティブ）の制御信号である確認指令信号が出力され、電力供給監視回路３１５に供給される。

ＣＰＵ３１１の監視入力端子は、電力供給監視回路３１５の抵抗Ｒ７７の一端に接続されている。この監視入力端子には、電源１０２からキープリレー２１５を介して負荷１０３に供給される電力の有無を示す電力供給監視信号が入力される。

監視回路３１２は、例えば、ＷＤＴ（ウォッチドッグタイマ）ＩＣにより構成される。監視回路３１２は、内部にカウンタを備えており、動作中は常時カウントを行っている。そして、監視回路３１２は、ＣＰＵ３１１からクロック端子にクリア信号が入力されると、カウンタをリセットし、最初からカウントをやり直す。

一方、所定の時間ＣＰＵ３１１からクリア信号が入力されず、カウンタの値が所定の閾値を超えると（すなわちカウントアップすると）、監視回路３１２は、リセット出力端子から負論理（ロー・アクティブ）の単発のパルス状のリセット信号を出力し、ＣＰＵ３１１のリセット端子および異常時接続回路３１３に供給する。その後、監視回路３１２は、クリア信号の出力を停止し、カウンタをリセットし、最初からカウントをやり直す。

異常時接続回路３１３は、抵抗Ｒ６１乃至Ｒ６８、コンデンサＣ６１，Ｃ６２、ダイオードＤ６１乃至Ｄ６３、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ６１、および、Ｐ型のＭＯＳＦＥＴ６１，６２を含むように構成される。

ＭＯＳＦＥＴ６１のゲートは、抵抗Ｒ３１を介してＣＰＵ３１１のリセット端子に接続され、ドレインは、ダイオードＤ６１のアノードに接続され、ソースは、ダイオードＤ６１のカソードに接続され、ゲート−ソース間に抵抗Ｒ６２が接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ６１のドレインとダイオードＤ６２のアノードとの間に、抵抗Ｒ６３およびコンデンサＣ６１が直列に接続されている。ダイオードＤ６２のカソードとトランジスタＴＲ６１のベースとの間に、抵抗Ｒ６４および抵抗Ｒ６５が直列に接続されている。コンデンサＣ６２の一端は、抵抗Ｒ６４と抵抗Ｒ６５の間に接続され、他の一端はグラウンドに接続されている。

トランジスタＴＲ６１のコレクタは、抵抗Ｒ６７を介してＭＯＳＦＥＴ６２のゲートに接続され、エミッタは、グラウンドに接続され、ベース−エミッタ間に抵抗Ｒ６６が接続されている。ＭＯＳＦＥＴ６２のドレインは、ダイオードＤ６３のカソードおよびキープリレー２１５のコイルＬａの一端に接続され、ソースは、ダイオードＤ６３のアノードに接続され、ゲート−ソース間に抵抗Ｒ６８が接続されている。

なお、異常時接続回路３１３の動作については後述する。

自動停止回路３１４は、図２の自動停止回路２１６と比較して、ダイオードＤ３３が追加されている点が異なる。

ダイオードＤ３３のアノードは、異常時接続回路３１３の抵抗Ｒ６４と抵抗Ｒ６５の間に接続され、カソードは、トランジスタＴＲ３１のコレクタに接続されている。

なお、自動停止回路３１４の動作については後述する。

電力供給監視回路３１５は、抵抗Ｒ７１乃至Ｒ７７、ＮＰＮ型のトランジスタＴＲ７１、ＰＮＰ型のトランジスタＴＲ７２、および、ツェナーダイオードＺＤ７１を含むように構成される。

トランジスタＴＲ７１のベースは、抵抗Ｒ７２を介してＣＰＵ３１１の監視設定出力端子に接続され、コレクタは、抵抗Ｒ７３を介してトランジスタＴＲ７２のベースに接続され、エミッタはグラウンドに接続され、ベース−エミッタ間に抵抗Ｒ７２が接続されている。トランジスタＴＲ７２のコレクタは、抵抗Ｒ７５および抵抗Ｒ７７を介してＣＰＵ３１１の監視入力端子に接続され、エミッタは、キープリレー２１５の接点ａと負荷１０３との間に接続され、ベース−エミッタ間に抵抗Ｒ７４が接続されている。抵抗Ｒ７６の一端は抵抗Ｒ７５と抵抗Ｒ７７の間に接続され、他の一端はグラウンドに接続されている。ツェナーダイオードＺＤ７１のカソードは抵抗Ｒ７５と抵抗Ｒ７７の間に接続され、他の一端はグラウンドに接続されている。

なお、電力供給監視回路３１５の動作については後述する。

［電源マネジメントＥＣＵ３０１の動作］
次に、電源マネジメントＥＣＵ３０１の動作について説明する。なお、電源マネジメントＥＣＵ２０１と動作が異なる部分のみについて説明し、動作が同じ部分については、その説明は繰り返しになるため適宜省略する。

（ＣＰＵ３１１に異常が発生した場合）
まず、ＣＰＵ３１１に異常が発生した場合の動作について説明する。

ＣＰＵ３１１が正常に動作している場合、出力端子から定期的にクリア信号が出力され、監視回路３１２に供給され、監視回路３１２のカウンタがリセットされる。これにより、監視回路３１２のカウントアップが発生せず、リセット信号が出力されないため、異常時接続回路３１３のＭＯＳＦＥＴ６１、トランジスタＴＲ６１、および、ＭＯＳＦＥＴ６２は、オフ状態を維持する。そして、ＭＯＳＦＥＴ６２がオフされているため、異常時接続回路３１３から接続信号は出力されない。

一方、ＣＰＵ３１１に異常が発生した場合、クリア信号の出力が停止し、監視回路３１２のカウンタがリセットされなくなる。そして、監視回路３１２のカウンタがカウントアップしたとき、監視回路３１２のリセット出力端子から単発のパルス状の負論理（ロー・アクティブ）のリセット信号が出力され、ＣＰＵ３１１のリセット端子および異常時接続回路３１３に供給される。

リセット信号が供給されている間、異常時接続回路３１３のＭＯＳＦＥＴ６１がオンし、電源１０２からコンデンサＣ６２に電流が流れ込む。これにより、コンデンサＣ６２に電荷が蓄積され、点Ｐ１１の電位が上昇する。

その後、監視回路３１２は、リセット信号の出力を停止した後、カウンタをリセットし、最初からカウントをやり直す。リセット信号の出力が停止されると、ＭＯＳＦＥＴ６１がオフし、電源１０２からコンデンサＣ６２への電流の供給は停止する。

ＣＰＵ３１１は、リセット信号が供給されると、再起動等を行うことにより初期状態にリセットされる。その結果、ＣＰＵ３１１が正常な状態に戻った場合、ＣＰＵ３１１からクリア信号の出力が再開され、監視回路３１２からリセット信号が出力されなくなる。そして、コンデンサＣ６２に蓄積された電荷が放電され、点Ｐ１１の電位が元の状態まで低下する。

一方、ＣＰＵ３１１の異常が解消しない場合、ＣＰＵ３１１からのクリア信号の出力が停止したままなので、監視回路３１２はカウントアップを繰り返す。そして、カウントアップする毎に、監視回路３１２から単発のパルス状のリセット信号が出力され、ＭＯＳＦＥＴ６１がオンし、電源１０２からコンデンサＣ６２に電流が流れ込む。これにより、コンデンサＣ６２の蓄積電荷量が徐々に増加する。そして、この動作が所定の回数繰り返され、点Ｐ１１の電位が所定の閾値以上になったとき、トランジスタＴＲ６１がオンし、これに伴いＭＯＳＦＥＴ６２がオンする。

ＭＯＳＦＥＴ６２がオンすると、矢印Ａ２１により示されるように、電源１０２からダイオードＤ１およびＭＯＳＦＥＴ６２を介して、キープリレー２１５のコイルＬａに励磁電流が流れる。すなわち、異常時接続回路３１３から接続信号が出力され、コイルＬａに供給される。そして、コイルＬａに所定の時間以上接続信号が供給されると、可動接点ＭＣが移動し、接点ａに接触する。これにより、電源１０２から負荷１０３への電力の供給が開始される。

このとき、キープリレー２１５から負荷１０３に供給される電力（電圧および電流）の一部が自動停止回路３１４に供給される。そして、キープリレー２１５、ダイオードＤ３１、抵抗Ｒ３１，Ｒ３２を介して、電源１０２からトランジスタＴＲ３１のベースに電流が流れ、トランジスタＴＲ３１がオンする。換言すれば、トランジスタＴＲ３１により、負荷１０３への電力の供給が検出される。

トランジスタＴＲ３１がオンすると、異常時接続回路３１３のコンデンサＣ６２に蓄積されている電荷が、ダイオードＤ３３およびトランジスタＴＲ３１を介してグラウンドに流れ、点Ｐ１１の電位が低下する。そして、点Ｐ１１の電位が所定の閾値未満になったとき、トランジスタＴＲ６１がオフし、これに伴いＭＯＳＦＥＴ６２もオフし、コイルＬａへの接続信号の供給が停止する。

接続信号の供給が停止した後も、可動接点ＭＣが接点ａに接触した状態がそのまま維持されるため、負荷１０３への電力の供給が継続する。また、負荷１０３への電力の供給が継続している間、自動停止回路３１４のトランジスタＴＲ３１がオンした状態が維持されるため、キープリレー２１５のコイルＬａに接続信号が供給されなくなる。

その後、ＣＰＵ３１１の異常が解消せず、ＣＰＵ３１１からのクリア信号の出力が停止されている間、監視回路３１２から異常時接続回路３１３に定期的にリセット信号が供給されるため、キープリレー２１５のコイルＬａへの接続信号の供給が継続される。

一方、ＣＰＵ３１１が正常な状態に戻った場合、ＣＰＵ３１１からクリア信号の出力が再開され、監視回路３１２からリセット信号が出力されなくなる。

接続信号の供給が停止した後も、可動接点ＭＣが接点ａに接触した状態がそのまま維持されるため、負荷１０３への電力の供給が継続する。

このように、ＣＰＵ３１１に異常が発生した場合、自動的にキープリレー２１５が接続状態に設定され、維持されるため、負荷１０３に電力を供給できなくなることが防止される。これにより、例えば、車両のＥＣＵのメモリに記憶されている情報が消去されたり、ＥＣＵに接続されているランプやワイパ等の負荷を駆動できなくなり、車両の走行等に悪影響を及ぼす事態を避けることができる。

また、ＣＰＵ３１１に異常が発生し、異常時接続回路３１３によりキープリレー２１５のコイルＬａに接続信号が供給され、可動接点ＭＣが接点ａに接触すると、瞬時にコイルＬａへの接続信号の供給が停止する。これにより、キープリレー２１５の消費電力を抑制することができ、その結果、電源１０２が給電可能な時間を延ばすことができる。

（電力供給監視回路３１５の動作）
次に、電力供給監視回路３１５の動作について説明する。

ＣＰＵ３１１の監視設定出力端子から確認指令信号が電力供給監視回路３１５に供給されている間、トランジスタＴＲ７１がオンし、これに伴いトランジスタＴＲ７２がオンする。

このとき、キープリレー２１５の可動接点ＭＣが接点ａに接触し、電源１０２から負荷１０３に電力が供給されている場合、キープリレー２１５から負荷１０３に供給される電力（電圧および電流）の一部が電力供給監視回路３１５に供給される。そして、キープリレー２１５、トランジスタＴＲ７２、抵抗Ｒ７５および抵抗Ｒ７７を介して、電源１０２からＣＰＵ３１１の監視入力端子に電圧が印加され、監視入力端子の入力電圧が所定のレベル（Ｈｉレベル）に設定される。換言すれば、Ｈｉレベルの電力供給監視信号が、電力供給監視回路３１５からＣＰＵ３１１に供給される。

一方、キープリレー２１５の可動接点ＭＣが接点ｂに接触し、電源１０２から負荷１０３に電力が供給されていない場合、ＣＰＵ３１１の監視入力端子の入力電圧がグラウンドレベル（Ｌｏｗレベル）に設定される。換言すれば、Ｌｏｗレベルの電力供給監視信号が、電力供給監視回路３１５からＣＰＵ３１１に供給される。

このように、ＣＰＵ３１１から電力供給監視回路３１５に確認指令信号が供給されている間だけ、負荷１０３への電力の供給の有無を監視することができる。従って、必要なときだけ負荷１０３への電力の供給の有無を監視することが可能になり、消費電力を低減することができる。

＜２．変形例＞
以下、上述した本発明の実施の形態の変形例について説明する。

例えば、必ずしも電源マネジメントＥＣＵ２０１および電源マネジメントＥＣＵ３０１にキープリレー２１５を内蔵する必要はなく、外部に設けるようにすることが可能である。

また、本発明では、上述した２巻線式のキープリレー以外にも、異なる種類の制御信号（例えば、上述した接続信号と切断信号等）を供給することにより、接点の状態を変更し、制御信号の供給を停止しても接点の状態を保持することが可能なリレーであれば適用可能である。例えば、１巻線式のキープリレー等を適用することができる。

さらに、本発明は、車両以外にも、上述したようなリレーを用いて電力の供給を制御する装置やシステムに適用することが可能である。

さらに、以上の説明では、ＣＰＵ２１２またはＣＰＵ３１１から複数の切断指令信号のパルスが出力されてから、キープリレー２１５が切断状態に設定される例を示したが、例えば、ＣＰＵ２１２またはＣＰＵ３１１から切断指令信号が出力されると、すぐに切断状態に設定されるようにすることも可能である。同様に、例えば、監視回路３１２からリセット信号が出力されると、すぐにキープリレー２１５が接続状態に設定されるようにすることも可能である。また、逆に、例えば、ＣＰＵ２１２またはＣＰＵ３１１から複数の接続指令信号のパルスが出力されてから、キープリレー２１５が接続状態に設定されるようにすることも可能である。

上述した一連の処理は、ハードウエアにより実行することもできるし、ソフトウエアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウエアにより実行する場合には、そのソフトウエアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。ここで、コンピュータには、専用のハードウエアに組み込まれているコンピュータや、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能な、例えば汎用のパーソナルコンピュータなどが含まれる。

また、図１の電源制御装置１１１では、自動停止回路１１５から接続回路１１３に対して信号を出力し、接続信号の出力を停止する構成になっている。しかし、本発明の構成はこれに限定されず、例えば、自動停止回路１１５から制御回路１１１に対して信号を出力し、制御回路１１１が接続指令信号の出力を停止することで、接続回路１１３からの接続信号の出力を停止するようにしてもよい。

なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであっても良いし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであっても良い。

また、本明細書において、システムの用語は、複数の装置、手段などより構成される全体的な装置を意味するものとする。すなわち、本明細書において、システムとは、複数の構成要素（装置、モジュール（部品）等）の集合を意味し、すべての構成要素が同一筐体中にあるか否かは問わない。したがって、別個の筐体に収納され、ネットワークを介して接続されている複数の装置、及び、１つの筐体の中に複数のモジュールが収納されている１つの装置は、いずれも、システムである。

さらに、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。

１０１ 電源制御装置
１０２ 電源
１０３ 負荷
１１１ 制御回路
１１２ 切断回路
１１３ 接続回路
１１４ キープリレー
１１５ 自動停止回路
２０１ 電源マネジメントＥＣＵ
２１２ ＣＰＵ
２１３ 切断回路
２１４ 接続回路
２１５ キープリレー
２１６ 自動停止回路
３０１ 電源マネジメントＥＣＵ
３１１ ＣＰＵ
３１２ 監視回路
３１３ 異常時接続回路
３１４ 自動停止回路
３１５ 電力供給監視回路
ＭＣ 可動接点
Ｌａ，Ｌｂ コイル
ＴＲ１１乃至ＴＲ７２ トランジスタ
Ｍ１１乃至Ｍ６２ ＭＯＳＦＥＴ

Claims (6)

1. 車両の電源と負荷との間の電気的な接続を切り替えるリレーであって、制御信号の供給が停止されても接点の状態を保持することが可能なリレーを制御することにより、前記電源から前記負荷への電力の供給を制御する電源制御装置において、
   前記リレーの接点の状態を制御する制御回路と、
   前記制御回路から第１の指令信号が供給された場合、前記リレーの接点を前記電源と負荷とを接続する第１の状態にするための第１の制御信号を前記リレーに供給する接続回路と、
   前記制御回路から第２の指令信号が供給された場合、前記リレーの接点を前記電源と負荷との間を切断する第２の状態にするための第２の制御信号を前記リレーに供給する切断回路と、
   前記リレーと前記負荷との間に接続され、前記リレーから前記負荷に供給される電圧または電流により、前記接続回路の前記第１の制御信号の出力を停止させる自動停止回路と
   を備えることを特徴とする電源制御装置。
2. 前記自動停止回路は、前記第１の指令信号の前記接続回路への入力を停止させることにより、前記接続回路の前記第１の制御信号の出力を停止させる
   ことを特徴とする請求項１に記載の電源制御装置。
3. 前記接続回路は、前記制御回路から前記第１の指令信号が供給されている間だけオン状態になり、前記接続回路から前記第１の制御信号を出力させる第１のスイッチング素子を有し、
   前記自動停止回路は、前記リレーから前記負荷に供給される電圧または電流によりオン状態になり、前記制御回路から出力された前記第１の指令信号を、前記接続回路に入力される前に前記自動停止回路に導くことにより、前記第１のスイッチング素子をオフ状態にする第２のスイッチング素子を有する
   ことを特徴とする請求項２に記載の電源制御装置。
4. 前記第２のスイッチング素子は、オン状態のときに前記制御回路と前記第１のスイッチング素子との間の配線をグラウンドに接続する
   ことを特徴とする請求項３に記載の電源制御装置。
5. 前記リレーは、第１コイルおよび第２コイルを有し、
   前記接続回路は、前記第１の制御信号を前記第１コイルに供給するように接続され、
   前記切断回路は、前記第２の制御信号を前記第２コイルに供給するように接続され、
   前記リレーは、前記第１コイルに前記第１の制御信号が供給された場合に、前記第１の状態になり、前記第１の制御信号の供給が停止しても前記第１の状態を保持し、前記第２コイルに前記第２の制御信号が供給された場合に、前記第２の状態になり、前記第２の制御信号の供給が停止しても前記第２の状態を保持する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電源制御装置。
6. 前記リレーを
   さらに備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電源制御装置。

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