JP2015105060A - 電源スイッチ回路 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用バッテリから電装品へのライン上にノイズが発生したことに基づいて車両用バッテリから電装品への給電をオンに切り替える電源スイッチ回路において、電源スイッチ回路に流れる電流を低減する。
【解決手段】＋Ｂカット回路２４、２５が、電源ライン１５に重畳されたオルタネータノイズＮを検波して出力する検波部５０と、スイッチ部６０と、を備える。スイッチ部６０では、検波部５０からの出力がｎｐｎ型トランジスタ６５のベースに入力され、トランジスタ６５のコレクタが抵抗６４を介してｐｎｐ型トランジスタ６６のベースに接続される。また、トランジスタ６６のエミッタが電源ライン１５に接続され、コレクタがＥＣＵ２２、２３に接続される。また、抵抗６３が電源ライン１５とトランジスタ６６のベースに接続する。また、コンデンサ６７は、抵抗６４のトランジスタ６５側（エミッタ側）に接続される。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両用バッテリから電装品への給電をオン、オフする電源スイッチ回路に関するものである。

従来、車両用バッテリから電装品への給電をオン、オフする電源スイッチ回路において、エンジン始動に伴って車両用バッテリから電装品への電源ライン上にノイズが発生したことを検知して、給電をオフからオンに切り替えるものが知られている。

例えば、特許文献１の電源スイッチ回路は、電源ライン上のノイズを検波して直流電圧に整形する検波部と、当該直流電圧と基準電圧を比較するコンパレータと、コンパレータの出力結果に応じて電源ライン上のスイッチをオン、オフする制御部とを有している。

特開平８−７０２６０号公報

しかし、特許文献１のような電源スイッチ回路では、エンジンオフ時にも制御部が作動しなければならない分、暗電流が流れてしまう。特許文献１では、制御部としてどのようなものが用いられるか具体的には記載されていないが、制御部として通常考えられるマイコンを用いた場合、エンジンオフ時にもマイコンに大きな暗電流が流れてしまう。

本発明は上記点に鑑み、車両用バッテリから電装品へのライン上にノイズが発生したことに基づいて車両用バッテリから電装品への給電をオンに切り替える電源スイッチ回路において、電源スイッチ回路に流れる電流を低減することを目的とする。

上記目的を達成するための請求項１に記載の発明は、車両用バッテリ（１０）から車両の電装品（２２、２３）への給電をオン、オフする電源スイッチ回路であって、前記バッテリから当該スイッチ回路までのライン（１５、１６）に重畳されたノイズ（Ｎ、Ｎ_２）を検波して出力する検波部（５０）と、前記検波部の出力に応じて、前記ラインから前記電装品（２２、２３）への給電をオン、オフするスイッチ部（６０）と、を備え、前記スイッチ部は、第１制御端子、第１高電位側端子および第１低電位側端子を有し、前記検波部からの出力が前記第１制御端子に入力され、前記第１制御端子に印加される電圧がハイの場合に前記第１高電位側端子から前記第１低電位側端子に電流が流れる第１のトランジスタ（６５）と、第２制御端子、第２高電位側端子および第２低電位側端子を有し、前記第２制御端子が前記第１のトランジスタの前記第１高電位側端子に接続され、第２高電位側端子が前記ラインに接続され、前記第２低電位端子が前記電装品に接続され、前記第２制御端子に印加される電圧がローの場合に前記第２高電位側端子から前記第２低電位側端子に電流が流れる第２のトランジスタ（６６）と、を有することを特徴とする電源スイッチ回路である。

このように、スイッチ部として第１および第２のトランジスタを用いた構成とすることで、スイッチ部に流れる電流を減らすことができる。

また、請求項２に記載のように、前記スイッチ部は、前記第１高電位側端子と前記第２制御端子の間に介在する第１の抵抗（６４）と、前記ラインと前記第２制御端子に接続する第２の抵抗（６３）と、一端が前記第１の抵抗の前記第１高電位端子側または前記第２制御端子側に接続される第１のコンデンサ（６７）と、を有するようになっていてもよい。

このようになっていることで、第１のコンデンサと第１の抵抗、または、第１のコンデンサと第２の抵抗が、ローパスフィルタとして機能する。このようにすることで、バッテリをラインに接続する際にチャタリングが発生しても、発振は発生しない。

なお、上記および特許請求の範囲における括弧内の符号は、特許請求の範囲に記載された用語と後述の実施形態に記載される当該用語を例示する具体物等との対応関係を示すものである。

本発明の実施形態に係る車載システムの構成図である。 ＋Ｂカット回路の回路図である。 ＋Ｂカット回路を用いない場合の配線例である。 チャタリングノイズの強度−時間特性を示すグラフである。 チャタリングノイズの強度−周波数特性を示すグラフである。 本発明の変形例５に係る車載システムの構成図である。 本発明の変形例７に係る車載システムの構成図である。

以下、本発明の一実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る車載システムは、車両用バッテリ１０、エンジン１１、オルタネータ１２、スタータモータ１３、イグニッションスイッチ１４、＋Ｂ電源ライン１５、ＩＧライン１６等を有している。なお、図１中の一点鎖線の左側にある構成要素は、エンジンルーム内に配置されており、右側にある構成要素は、車室内に配置されている。

バッテリ１０は、車両の各電装品（ヘッドライト、エンジン、各種ＥＣＵ等の車内の負荷）に電力を供給するための２次電池であり、その＋Ｂ端子は、＋Ｂ電源ライン１５に繋がっている。

エンジン１１は、内燃機関としてのエンジンである。オルタネータ１２は、エンジン１１から動力を得て発電する装置であり、＋Ｂ電源ライン１５に繋がっている。スタータモータ１３は、エンジン１１を始動させるためのモータである。

スタータモータ１３によってエンジン１１が始動されると、オルタネータ１２もエンジン１１が発生する動力を得て発電を開始し、その結果、＋Ｂ電源ライン１５に振動するオルタネータノイズＮ（交流ノイズ）が発生する。

イグニッションスイッチ１４は、＋Ｂ端子、ＯＦＦ端子、ＡＣＣ端子、ＩＧ端子、ＳＴ端子を有している。＋Ｂ端子には＋Ｂ電源ライン１５が繋がっており、車両のドライバの操作に応じて、イグニッションスイッチ１４内で＋Ｂ端子がＯＦＦ端子、ＡＣＣ端子、ＩＧ端子、ＳＴ端子のいずれかに繋がる。また、＋Ｂ電源ライン１５上のオルタネータ１２とイグニッションスイッチ１４の間には、ヒュージブルリンク１５ａが取り付けられている。

また、本実施形態の車載システムは、バッテリ１０から電力供給を受ける装置として、ＥＣＵ２１〜２３および＋Ｂカット回路（電源スイッチ回路）２４、２５を有している。ＥＣＵ２１は、イグニッションスイッチ１４のＩＧ端子に繋がるＩＧライン１６を介してバッテリ１０から電力供給を受けるようになっている。ＥＣＵ２２は、エンジンルーム内等に搭載され、＋Ｂ電源ライン１５および＋Ｂカット回路２４を介してバッテリ１０から電力供給を受けるようになっている。

ＥＣＵ２３は、車室のダッシュボード内等に搭載され、＋Ｂ電源ライン１５から直接電力供給を受けると共に、＋Ｂ電源ライン１５から＋Ｂカット回路２５を介して、バッテリ１０から電力供給を受けるようになっている。

＋Ｂカット回路２４、２５の各々は、＋Ｂ電源ライン１５からＥＣＵ２２、２３への給電をオン、オフする電源スイッチ回路であって、図２に示すように、増幅部４０、検波部５０、スイッチ部６０を有している。増幅部４０は、＋Ｂ電源ライン１５上に発生したオルタネータノイズを増幅する。検波部５０は、増幅部４０によって増幅されたオルタネータノイズを検波して直流電圧成分を生成して出力する。スイッチ部６０は、検波部５０によって生成され出力された直流電圧成分に応じてオン・オフを切り替える。

増幅部４０は、コンデンサ４１、抵抗４２〜４５およびオペアンプ４６を有している。

コンデンサ４１（第２のコンデンサの一例に相当する）は、一端が＋Ｂ電源ライン１５に接続され、他端が抵抗４２（第３の抵抗の一例に相当する）の一端に接続されている。抵抗４２の他端は、抵抗４３の一端およびオペアンプ４６の反転入力端子に接続され、抵抗４３の他端はオペアンプ４６の出力端子に接続されている。また、オペアンプ４６は、＋Ｂ電源ライン１５から作動用の電力供給を受けている。また、抵抗４４の一端は＋Ｂ電源ライン１５に接続され、他端は抵抗４５の一端およびオペアンプ４６の非反転入力端子に接続されており、抵抗４５の他端は接地されている。

抵抗４２、４３、４４、４５の抵抗値をそれぞれＲ２、Ｒ３、Ｒ４、Ｒ５とすると、Ｒ３／Ｒ２はＲ５／Ｒ４と同じではない。したがって、この増幅回路は、差動増幅回路としてではなく反転増幅回路として機能する。

検波部５０は、コンデンサ５１、５２およびダイオード５３、５４を有している。コンデンサ５１の一端は、オペアンプ４６の出力端子に接続され、他端はダイオード５３のカソードおよびダイオード５４のアノードに接続されている。ダイオード５３のアノードは接地され、ダイオード５４のカソードはコンデンサ５２の一端に接続され、コンデンサ５２の他端は接地されている。この検波部５０は、全体として、入力電圧を整流すると共に入力電圧のピークの数倍の電圧を出力する電圧増倍回路（voltage multiplexer）として機能する。

スイッチ部６０は、抵抗６１〜６４、ｎｐｎ型トランジスタ６５、ｐｎｐ型トランジスタ６６、およびコンデンサ６７を有している。抵抗６１（第４の抵抗の一例に相当する）の一端は、ダイオード５４のカソードに接続され、他端はｎｐｎ型トランジスタ６５のベースおよび抵抗６２の一端に接続されている。抵抗６２（第５の抵抗の一例に相当する）の他端は接地されている。ｎｐｎ型トランジスタ６５のエミッタは接地されており、コレクタは抵抗６４（第１の抵抗の一例に相当する）の一端に接続されている。抵抗６４の他端はｐｎｐ型トランジスタ６６のベースおよび抵抗６３（第２の抵抗の一例に相当する）の一端に接続されている。抵抗６３の他端は＋Ｂ電源ライン１５に接続されている。また、ｐｎｐ型トランジスタ６６のエミッタは＋Ｂ電源ライン１５に接続され、コレクタはＥＣＵ（＋Ｂカット回路２４ならＥＣＵ２２、＋Ｂカット回路２５ならＥＣＵ２３）に接続されている。また、コンデンサ６７（第１のコンデンサの一例に相当する）は、一端がｎｐｎ型トランジスタ６５のコレクタに接続され、他端が接地されている。

以上の通り、スイッチ部６０では、検波部５０からの出力がｎｐｎ型トランジスタ６５のベースに入力され、ｎｐｎ型トランジスタ６５のコレクタが抵抗６４を介してｐｎｐ型トランジスタ６６のベースに接続される。また、ｐｎｐ型トランジスタ６６のエミッタが電源ライン１５に接続され、コレクタがＥＣＵ（＋Ｂカット回路２４ならＥＣＵ２２、＋Ｂカット回路２５ならＥＣＵ２３）に接続される。また、抵抗６３が電源ライン１５とｐｎｐ型トランジスタ６６のベースに接続する。

以下、上記のような構成の車載システムの作動について説明する。まず、エンジン１１が停止している場合について説明する。この場合、オルタネータ１２も作動していないので、＋Ｂ電源ライン１５には、バッテリ１０のみから直流電圧が印加される。また、オペアンプ４６の非反転入力端子の電圧Ｖ_＋は、＋Ｂ電源ライン１５の電圧（この場合は一定電圧）のＲ５／（Ｒ４＋Ｒ５）倍となる。

この状態では、オペアンプ４６の出力端子に印加される電圧は直流電圧なので、検波部５０を通ってスイッチ部６０に電圧は印加されない。したがって、スイッチ部６０においても、ｎｐｎ型トランジスタ６５のベースに印加される電圧がハイにならずローのままである。つまり、ｎｐｎ型トランジスタ６５のベースに電流が流れない。したがって、ｎｐｎ型トランジスタ６５はオフ状態であり、ｎｐｎ型トランジスタ６５のコレクタからエミッタに電流が流れない。

その結果、ｐｎｐ型トランジスタ６６のベースに印加される電圧がローにならずハイのままなので、ｐｎｐ型トランジスタ６６のベースから電流が流れない。したがって、ｐｎｐ型トランジスタ６６はオフ状態であり、ｐｎｐ型トランジスタ６６のエミッタからコレクタに電流が流れない。この結果、スイッチ部６０がオフの状態となるので、＋Ｂ電源ライン１５から、＋Ｂカット回路２４を介してＥＣＵ２２にも、＋Ｂカット回路２５を介してＥＣＵ２３にも、電力が供給されない。

なお、エンジン１１が始動していない状態では、イグニッションスイッチ１４は、＋Ｂ端子に対してＯＦＦ端子、ＡＣＣ端子、ＩＧ端子のうちいずれか１つが接続されている。イグニッションスイッチ１４の＋Ｂ端子がＩＧ端子に接続されている場合、ＩＧライン１６を介してＥＣＵ２１に電力が供給される。

なお、ＥＣＵ２３は、エンジン１１の非作動時にも電力供給を受けて作動すべき第１の部分と、エンジン１１の作動時にのみ電力供給を受けて作動すればよい第２の部分を有している。そして、第１の部分には、スイッチ部６０がオフでも＋Ｂ電源ライン１５から直接電力供給がある。しかし、第２の部分には、＋Ｂカット回路２５を介してしか電力供給されないので、スイッチ部６０がオフだと電力供給されない。

このようにエンジン１１が停止している状態における、＋Ｂカット回路２４、２５に流れる暗電流について説明する。この状態では、＋Ｂ電源ライン１５から検波部５０およびスイッチ部６０には、電流が流れない。したがって、暗電流はゼロである。

このように、スイッチ部６０として２つのトランジスタ６５、６６を用いた構成とすることで、エンジン１１停止時にスイッチ部６０に流れる電流を、例えばスイッチ部６０としてマイコンを用いた場合に比べ、大幅に減らすことができる。

また、この状態で増幅部４０に流れる電流は、＋Ｂ電源ライン１５からからオペアンプ４６の作動用として供給される電流と、＋Ｂ電源ライン１５から抵抗４４、４５を通ってグラウンドに至る電流のみである。前者の電流は１ｍＡ程度になるよう設定され、前者の電流は１０μＡ程度になるよう抵抗４４、４５の抵抗値が設定されている。

次に、エンジン１１が始動する場合について説明する。車両のドライバがイグニッションスイッチ１４を操作して＋Ｂ端子をＳＴ端子に接続させると、イグニッションスイッチ１４を介して＋Ｂ電源ライン１５からスタータモータ１３に電力が供給される。するとスタータモータ１３が作動し始め、スタータモータ１３によりエンジン１１も始動する。

エンジン１１の始動に伴って、オルタネータ１２もエンジン１１が発生する動力を得て発電を開始し、その結果、＋Ｂ電源ライン１５に振動するオルタネータノイズＮが発生する。このオルタネータノイズＮの電圧振幅は、バッテリ１０の電圧に対して非常に小さく、バッテリ１０の電圧の１／１０以下である。より具体的には、バッテリ１０の電圧が１２Ｖであり、オルタネータノイズＮの電圧振幅は数十から数百ｍＶ（１０ｍＶ以上かつ１Ｖ未満）であるが、これに限定されるわけではない。

また、オルタネータノイズＮの周波数は、エンジン１１の回転数と同じになる。例えばアイドリング時のエンジン１１の回転数が７００ｒｐｍであった場合には、その時のオルタネータノイズの周波数が７００／６０≒１１．７Ｈｚとなる。

このように、＋Ｂ電源ライン１５において、バッテリ１０の直流電圧にオルタネータノイズＮが重畳されると、増幅部４０では、コンデンサ４１によって直流成分が除去され、オルタネータノイズＮのみが抵抗４２に印加される。すると、抵抗４２〜４５およびオペアンプ４６によって構成される増幅回路では、抵抗４２のコンデンサ４１側端子に印加される電圧Ｖ_１に対して、オペアンプ４６の出力端子の電圧を増幅する。

本実施形態では、オペアンプ４６の非反転入力端子の電圧も、＋Ｂ電源ライン１５の電圧および抵抗４４、４５によって作られている。したがって、オペアンプ４６の非反転入力端子に印加される電圧Ｖ_＋にも、オルタネータノイズＮが含まれる。

オペアンプ４６の出力端子の電圧Ｖ_ｏｕｔは、この電圧Ｖ_＋と同符号かつ比例する電圧と、抵抗４２のコンデンサ４１側端子に印加される電圧Ｖ_１と符号が逆かつ比例する電圧との、合成電圧となる。つまり、
｛Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖ_ｏｕｔ＝Ｖ_＋−｛Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖ_１
となる。

そこで、本実施形態では、電圧Ｖ_＋中のオルタネータノイズと、｛Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖ_１中のオルタネータノイズＮとが相殺してしまわないような対策を講じている。具体的には、電圧Ｖ_＋中のオルタネータノイズの振幅が、｛Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖ_１中のオルタネータノイズＮの振幅よりも充分小さくなるように、抵抗値Ｒ２〜Ｒ５が設定されている。それと同時に、コンデンサ４１と抵抗４２とを＋Ｂ電源ライン１５に対して直列で接続することで、Ｖ_１中のオルタネータノイズＮを遅延させている。このようにすることで、電圧Ｖ_＋中のオルタネータノイズは、電圧｛Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖ_１中のオルタネータノイズＮに対して位相のずれが１８０°ではなく、かつ、振幅も充分小さい。したがって、両者は相殺せず、オルタネータノイズＮに基づく電圧Ｖ_１の変動に応じて電圧Ｖ_ｏｕｔが有効に変動する。

また、抵抗値Ｒ４、Ｒ５は、オペアンプ４６の非反転入力端子に印加される基準電圧が、スイッチ部６０の正常作動のために必要な程度に大きくなるよう設定されている。また抵抗値Ｒ２、Ｒ３は、電圧Ｖ_１に対する所望の増幅率が得られるように設定されている。

このように、本実施形態では、オペアンプ４６の非反転入力端子電圧Ｖ_＋を、＋Ｂ電源ライン１５の電圧を用いて生成している。したがって、基準電圧を生成するための上記非反転入力端子電圧Ｖ_＋を生成するために、バッテリ１０とは別に定電圧源を用意する必要がなくなる。あるいは、バッテリ１０からオルタネータノイズＮを除去して上記非反転入力端子電圧源とするための回路を別途設けたりする必要がなくなる。

そしてその上で、上記のように、電圧Ｖ_＋中のオルタネータノイズと、｛Ｒ３／（Ｒ２＋Ｒ３）｝Ｖ_１中のオルタネータノイズＮとが相殺してしまわないような対策を講じている。そして、その対策に用いるフィルタを、コンデンサ４１と抵抗４２で構成しているので、反転増幅器として元々必要であった抵抗４２を流用してフィルタを構成することができている。つまり、フィルタと増幅器を一体化することで、部品点数の増大を抑えている。

検波部５０では、上記のようにオルタネータノイズＮを含んだ電圧Ｖ_ｏｕｔを整流すると共に入力電圧のピークの数倍の電圧を出力する。したがって、検波部５０によってオルタネータノイズＮのピーク値を含んだ電圧Ｖ_ｏｕｔが検波されて、その電圧Ｖ_ｏｕｔのピーク値に対応する直流電圧成分がスイッチ部６２に出力される。

すると、スイッチ部６０においては、ｎｐｎ型トランジスタ６５のベースに印加される電圧がローからハイになり、ｎｐｎ型トランジスタ６５のベースに電流が流れる。すると、ｎｐｎ型トランジスタ６５がオンの状態になり、ｎｐｎ型トランジスタ６５のコレクタからエミッタに電流が流れるので、抵抗６３、６４にも電流が流れる。

その結果、ｐｎｐ型トランジスタ６６のベースに印加される電圧がハイからローになり、ｐｎｐ型トランジスタ６６のベースから電流が流れる。すると、すると、ｐｎｐ型トランジスタ６６がオンの状態になり、ｐｎｐ型トランジスタ６６のエミッタからコレクタに電流が流れる。その結果、スイッチ部６０がオンの状態となる。したがって、＋Ｂ電源ライン１５からＥＣＵ２２にもＥＣＵ２３にも作動用の電力が供給される。

エンジン１１が始動した後、エンジン１１が作動している間は、エンジン１１の作動に伴って常にオルタネータノイズＮが＋Ｂ電源ライン１５に重畳されている。したがってその間、上述のエンジン始動時と同じ作動により、スイッチ部６０がオンの状態であり続ける。

その後、エンジン１１が停止すると、オルタネータ１２の作動も停止するので、オルタネータノイズＮが＋Ｂ電源ライン１５上から消える。すると、既に説明した通り、検波部５０を通ってスイッチ部６０に電圧が印加されなくなり、スイッチ部６０がオフの状態となる。したがって、＋Ｂ電源ライン１５からＥＣＵ２２にもＥＣＵ２３にも電力が供給されなくなる。

このように、ＥＣＵ２２、２３は、エンジン１１の作動時には、＋Ｂカット回路２４、２５を介してバッテリ１０からの電力供給を受けることができるようになる。また、エンジン１１の非作動時には、＋Ｂカット回路２４、２５を介してバッテリ１０からの電力供給を受けることができないので、その分、エンジン１１非作動時の電力消費量が低減される。特に、スイッチ部６０は、特許文献１のようにマイコンで構成されている場合、電力を大きく消費するが、本実施形態のスイッチ部６０は、エンジンオフ時には全く電力消費しない。その結果、バッテリ１０のバッテリ上がりの危険性が低減され、バッテリ１０への充電の負担も低減される。

ここで、比較例として、＋Ｂカット回路２４、２５を用いない場合の配線例を、図３に示す。＋Ｂカット回路２４、２５を用いない場合、例えばＩＧオン時にのみＥＣＵ２２、２３に電力を供給するラインとして、ＩＧライン１６に繋がるライン７１、７２を設ける。しかし、このようにすると、イグニッションスイッチ１４が車室内にあるため、ライン７１を車室内からエンジンルームまで引き回さなければならない。これに比べ、本実施形態では、図１に示すように、エンジンルーム内にある＋Ｂ電源ライン１５から＋Ｂ電源カット回路２４にラインを繋げればよいだけである。この結果、エンジンルームや車室においてスペースの余裕ができる。また、ＥＣＵ２２のためのワイヤ（ライン）の長さも低減できる。

ここで、エンジン１１の非作動時に、バッテリ１０が＋Ｂ電源ライン１５から切り離されている状態から、バッテリ１０を＋Ｂ電源ライン１５に接続した場合について説明する。

この場合、バッテリ１０を＋Ｂ電源ライン１５に接続する瞬間に、チャタリングが発生し、このチャタリングに起因するチャタリングノイズが＋Ｂ電源ライン１５に重畳される。図４、図５に、チャタリングノイズの強度−時間特性および強度−周波数特性を例示する。チャタリングノイズは、一例においては、図４に示すように、バッテリ１０を＋Ｂ電源ライン１５に接続する際の０．１〜０．２秒程度の時間内に、断続的に複数回発生する。全体として見れば、チャタリングノイズの周波数特性は、図５に示すように、広い帯域に強度（電圧）が分布しているが、この一例においては、１０Ｈｚ以下の低周波帯において特に高い強度（電圧）を示している。

このようなチャタリングが発生している時間帯においては、＋Ｂ電源ライン１５に重畳されたチャタリングノイズが、オルタネータノイズＮと同様の役割を果たし、その結果、スイッチ部６０がオンであり続ける。

しかも、この時間帯においては、チャタリングノイズが抵抗６３を介して＋Ｂ電源ライン１５に戻ってしまう。もし、本実施形態において、コンデンサ６７が存在しなかったら、チャタリングノイズが抵抗６３を介して＋Ｂ電源ライン１５に戻ることが原因で、＋Ｂカット回路２４、２５が発振してしまう。なお、発振が発生するためには、ある程度の時間チャタリングが継続しなければならない。

＋Ｂカット回路２４、２５が発振してしまうと、バッテリ１０を＋Ｂ電源ライン１５に接続し終えた後も、発振が続き、エンジン１１が作動していないのに、スイッチ部６０がオンであり続けてしまう。

しかし、本実施形態では、コンデンサ６７が設けられているため、抵抗６４とコンデンサ６７が、ローパスフィルタとして機能する。これにより、抵抗６３から＋Ｂ電源ライン１５に戻るチャタリングノイズに、遅延が発生する。その結果、発振が発生するためにチャタリングノイズが継続しなければならない時間が、長くなる。したがって、適宜コンデンサ６７の容量を調整して、発振が発生するためにチャタリングノイズが継続しなければならない時間を、チャタリングの継続時間として予想される時間より十分長くしておく。

例えば、抵抗６４とコンデンサ６７によって構成されるローパスフィルタのカットオフ周波数が、エンジン１１のアイドリング時におけるオルタネータノイズＮの周波数よりも小さい値となるよう、コンデンサ６７の静電容量が調整される。例えば、アイドリング時におけるオルタネータノイズＮの周波数が１１Ｈｚであれば、上記ローパスフィルタのカットオフ周波数は１０Ｈｚとしてもよい。

このようにすることで、バッテリ１０を＋Ｂ電源ライン１５に接続する際にチャタリングが発生しても、発振は発生せず、チャタリングが終了した後は、＋Ｂ電源ライン１５からチャタリングノイズが消えるので、スイッチ部６０がオフになる。

ここで、図２に示した各素子４１〜４６、５１〜５４、６１〜６７の特性について、一例を挙げる。例えば、コンデンサ４１の静電容量を１μＦとし、抵抗４２の抵抗値を１ｋΩとし、抵抗４３の抵抗値を１００ｋΩとし、抵抗４４、４５の抵抗値を５０ｋΩとし、コンデンサ５１、５２の静電容量を１μＦとする。更に、ダイオード５３、５４を小信号ダイオードとし、抵抗６１の抵抗値を１ｋΩとし、抵抗６２、６３の抵抗値を１０ｋΩとし、抵抗６４の抵抗値を１ｋΩとし、トランジスタ６５、６６を小信号トランジスタとし、コンデンサ６７の静電容量を１０μＦとする。ただし、本実施形態の各素子４１〜４６、５１〜５４、６１〜６７の特性は、この例に限られるわけではなく、本実施形態の効果が実現する限りにおいて、種々の組み合わせが可能である。

なお、本実施形態においては、ｎｐｎ型トランジスタ６５が第１のトランジスタの一例に相当し、ｎｐｎ型トランジスタ６５のベース、コレクタおよびエミッタが、それぞれ、第１制御端子、第１高電位側端子および第１低電位側端子の一例に相当する。また、ｐｎｐ型トランジスタ６６が第２のトランジスタの一例に相当し、ｐｎｐ型トランジスタ６６のベース、コレクタおよびエミッタが、それぞれ、第２制御端子、第２高電位側端子および第２低電位側端子の一例に相当する。

（他の実施形態）
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。また、上記各実施形態は、互いに無関係なものではなく、組み合わせが明らかに不可な場合を除き、適宜組み合わせが可能である。また、上記各実施形態において、実施形態を構成する要素は、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。また、上記各実施形態において、実施形態の構成要素の個数、数値、量、範囲等の数値が言及されている場合、特に必須であると明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではない。また、上記各実施形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に特定の形状、位置関係等に限定される場合等を除き、その形状、位置関係等に限定されるものではない。例えば、以下のような変形例も許容される。なお、以下の変形例は、それぞれ独立に、上記実施形態に適用および不適用を選択できる。すなわち、以下の変形例のうち任意の組み合わせを、上記実施形態に適用することができる。

（変形例１）
上記実施形態では、＋Ｂカット回路２４、２５を介して＋Ｂ電源ライン１５から電力供給を受ける電装品として、ＥＣＵ２２、２３を例示しているが、電装品としては、ＥＣＵ２２、２３に限らず、センサであってもよいし、ＬＥＤ等の照明であってもよい。

（変形例２）
上記実施形態のｎｐｎ型トランジスタ６５を、ｎ型のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）に置き換えても、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。その場合、ｎｐｎ型トランジスタ６５のベース、コレクタ、エミッタを、それぞれ、ｎ型のＦＥＴのゲート、ドレイン、ソースに読み替える。この場合、ｎ型のＦＥＴが第１のトランジスタの一例に相当し、ｎ型のＦＥＴのゲート、ドレインおよびソースが、それぞれ、第１制御端子、第１高電位側端子および第１低電位側端子の一例に相当する。

（変形例３）
上記実施形態のｐｎｐ型トランジスタ６６を、ｐ型のＦＥＴに置き換えても、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。その場合、ｎｐｎ型トランジスタ６５のベース、エミッタ、コレクタを、それぞれ、ｐ型のＦＥＴのゲート、ドレイン、ソースに読み替える。この場合、ｐ型のＦＥＴが第２のトランジスタの一例に相当し、ｐ型のＦＥＴのゲート、ドレインおよびソースが、それぞれ、第１制御端子、第１高電位側端子および第１低電位側端子の一例に相当する。

（変形例４）
上記実施形態では、コンデンサ６７の一端がｎｐｎ型トランジスタ６５のコレクタと抵抗６４のｎｐｎ型トランジスタ６５側端子に接続されているが、必ずしもこのようになっておらずともよい。例えば、コンデンサ６７の一端（接地しない側の端）がｐｎｐ型トランジスタ６６のベースと抵抗６４のｐｎｐ型トランジスタ６６側端子に接続されていてもよい。この場合も、コンデンサ６７と抵抗６３の組み合わせがローパスフィルタの役割を担うことで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。

（変形例５）
上記実施形態の抵抗４５（図２参照）に代えて、図６に示すようにツェナーダイオード４７を用いてもよい。具体的には、抵抗４５を廃し、ツェナーダイオードのアノードを接地し、カソードをオペアンプ４６の非反転入力端子（および抵抗４４の非反転入力端子側の入力端子）に接続してもよい。このようにすれば、非反転入力端子の電圧が、より安定する。

（変形例６）
上記実施形態の増幅部４０の回路構成は、図２、図６に示したもの以外に、どのようなものを採用してもよい。例えば、オペアンプ４６の非反転入力端子に、低電圧源の正極を接続するようになっていてもよい。

（変形例７）
上記実施形態では、＋Ｂ電源ライン１５にオルタネータノイズＮが重畳されたことに基づいて、＋Ｂカット回路２４、２５のスイッチ部６０がオンとなり、その結果、＋Ｂ電源ライン１５からＥＣＵ２２、２３への電力供給が実現するようになっている。しかし、＋Ｂカット回路２４、２５のスイッチ部６０がオンとなる起因のノイズは、オルタネータノイズＮに限られない。

例えば、オルタネータノイズＮ以外の、エンジン１１の始動に伴って＋Ｂ電源ライン１５に発生する他の交流ノイズであってもよい。あるいは、エンジン１１の始動と無関係に＋Ｂ電源ライン１５発生する他の交流ノイズであってもよい。

また、これら他の交流ノイズの周波数は、エンジン１１の回転数と無関係な周波数（例えば１００ｋＨｚ）であってもよい。ただしその場合、増幅部４０は、当該他の交流ノイズも増幅可能な特性を有していることが望ましい。また、抵抗６４とコンデンサ６７で構成されるローパスフィルタのカットオフ周波数は、当該他の交流ノイズの周波数よりも低ければよい。

更に言えば、＋Ｂカット回路のスイッチ部６０がオンとなる起因のノイズは、＋Ｂ電源ライン１５に重畳される交流ノイズに限られない。その一例として、図７に示すように、＋Ｂカット回路２４、２５とほぼ同じ構成の＋Ｂカット回路２６が、ＩＧライン１６に接続されている場合について説明する。

この＋Ｂカット回路２６は、＋Ｂカット回路２４、２５と同様、図２に示すような構成となっている。この場合、＋Ｂカット回路２６のスイッチ部６０がオンとなる起因のノイズは、ＩＧライン１６に重畳される交流ノイズＮ_２（例えば周波数はオルタネータノイズＮよりも高い１００ｋＨｚ以上）である。したがって、＋Ｂカット回路２６の増幅部４０は、交流ノイズＮ_２も増幅可能な特性を有しており。また、抵抗６４とコンデンサ６７で構成されるローパスフィルタのカットオフ周波数は、交流ノイズＮ_２周波数よりも低い。

このような場合において、イグニッションスイッチ１４がＩＧオンの位置にある場合、＋Ｂ電源ライン１５、ＩＧライン、およびＡＣＣライン１７が電気的に接続される。上記交流ノイズＮ_２がＩＧライン１６に重畳されていない場合、＋Ｂカット回路２６のスイッチ部６０がオフのままであり、ＥＣＵ２１にＩＧライン１６から電力が供給されない。

このとき、ＡＣＣライン１７に接続されているＥＣＵ２０が、ＥＣＵ２１を起動するために、交流ノイズＮ_２をＡＣＣライン１７に出力したとする。すると、この交流ノイズＮ_２は、矢印３５のように、ＡＣＣライン１７およびイグニッションスイッチ１４を介してＩＧライン１６に重畳される。その後は、上記実施形態においてオルタネータＮを交流ノイズＮ_２に置き換え、＋Ｂカット回路２４、２５を＋Ｂカット回路２６に置き換え、ＥＣＵ２１、２２をＥＣＵ２１に置き換え、電源ライン１５をＩＧライン１６に置き換えた作動が実現する。すなち、ＩＧライン１６に交流ノイズＮ_２が重畳されたことに基づいて、＋Ｂカット回路２６のスイッチ部６０がオンとなり、その結果、ＩＧライン１６からＥＣＵ２１への電力供給が実現する。

なお、本例においても、ＩＧライン１６と＋Ｂ電源ライン１５が接続しているときの＋Ｂカット回路２６の消費電力および＋Ｂカット回路２６に流れる電流は、スイッチ部６０がマイコンとなっている場合に比べて、非常に小さい。

また、＋Ｂカット回路２６は、図６のような構成であってもよい。また、本例では、イグニッションスイッチ１４がＡＣＣまたはＯｆｆの位置にある場合、＋Ｂ電源ライン１５とＩＧライン１６が電気的に接続されていないので、そのときに＋Ｂカット回路２６をＩＧライン１６に取り付ければチャタリングノイズが発生しない。したがって、そのような取り付け方を行う場合、＋Ｂカット回路２６からコンデンサ６７を除去してもよい。

１５ ＋Ｂ電源ライン（ライン）
１６ ＩＧライン（ライン）
２４、２５、２６ ＋Ｂカット回路（電源スイッチ回路）
４０ 増幅部
５０ 検波部
６０ スイッチ部
６５ ｎｐｎ型トランジスタ（第１のトランジスタ）
６６ ｐｎｐ型トランジスタ（第２のトランジスタ）
４１、５１、６７ コンデンサ
Ｎ オルタネータノイズ
Ｎ_２ 交流ノイズ
４２〜４５、６１〜６４ 抵抗

Claims (5)

1. 車両用バッテリ（１０）から車両の電装品（２２、２３）への給電をオン、オフする電源スイッチ回路であって、
   前記バッテリから当該スイッチ回路までのライン（１５、１６）に重畳されたノイズ（Ｎ、Ｎ_２）を検波して出力する検波部（５０）と、
   前記検波部の出力に応じて、前記ラインから前記電装品（２２、２３）への給電をオン、オフするスイッチ部（６０）と、を備え、
   前記スイッチ部は、
   第１制御端子、第１高電位側端子および第１低電位側端子を有し、前記検波部からの出力が前記第１制御端子に入力され、前記第１制御端子に印加される電圧がハイの場合に前記第１高電位側端子から前記第１低電位側端子に電流が流れる第１のトランジスタ（６５）と、
   第２制御端子、第２高電位側端子および第２低電位側端子を有し、前記第２制御端子が前記第１のトランジスタの前記第１高電位側端子に接続され、第２高電位側端子が前記ラインに接続され、前記第２低電位端子が前記電装品に接続され、前記第２制御端子に印加される電圧がローの場合に前記第２高電位側端子から前記第２低電位側端子に電流が流れる第２のトランジスタ（６６）と、を有することを特徴とする電源スイッチ回路。
2. 前記スイッチ部は、
   前記第１高電位側端子と前記第２制御端子の間に介在する第１の抵抗（６４）と、
   前記ラインと前記第２制御端子に接続する第２の抵抗（６３）と、
   一端が前記第１の抵抗の前記第１高電位端子側または前記第２制御端子側に接続される第１のコンデンサ（６７）と、を有することを特徴とする請求項１に記載のスイッチ回路。
3. 前記ラインに重畳された前記ノイズを増幅して前記検波部に出力する増幅部（４０）を備え、
   前記増幅部は、オペアンプ（４６）を有して反転増幅回路として機能し、
   前記オペアンプの非反転入力端子には前記ラインの電圧に基づいて電圧が印加され、
   前記オペアンプの反転入力端子には、直列に接続された第２のコンデンサ（４１）と第３の抵抗（４２）を介して前記ノイズが印加されることを特徴とする請求項１または２に記載の電源スイッチ回路。
4. 前記増幅部は、カソードが前記ラインおよび前記オペアンプの非反転入力端子に接続されると共にアノードが接地されるツェナーダイオード（４７）を有することを特徴とする請求項３に記載の電源スイッチ回路。
5. 前記スイッチ部は、
   前記第１制御端子と前記検波部（５０）の出力側の間に介在する第４の抵抗（６１）と、
   一端が前記第４の抵抗（６１）の前記第１制御端子側に接続され、他端が接地される第５の抵抗（６２）と、を備え、
   前記第１のトランジスタはｎｐｎ型トランジスタであり、前記第１制御端子、前記第１高電位側端子および前記第１低電位側端子は、それぞれ、前記ｎｐｎ型トランジスタのベース、コレクタおよびエミッタであり、
   前記第２のトランジスタはｐｎｐ型トランジスタであり、前記第２制御端子、前記第２高電位側端子および前記第２低電位側端子は、それぞれ、前記ｐｎｐ型トランジスタのベース、エミッタおよびコレクタであり、
   前記ｎｐｎ型トランジスタのエミッタは接地されており、
   前記ｎｐｎ型トランジスタのコレクタは前記第１の抵抗の一端に接続されており、
   前記第１の抵抗の他端は前記ｐｎｐ型トランジスタのベースおよび前記第２の抵抗の一端に接続されており、
   前記第２の抵抗の他端は前記ラインに接続されており、
   前記第１のコンデンサは、一端が前記ｎｐｎ型トランジスタのコレクタまたは前記ｐｎｐトランジスタのベースに接続され、他端が接地されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の電源スイッチ回路。

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