JP6409696B2

JP6409696B2 - 車両用電子制御装置

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Publication number: JP6409696B2
Application number: JP2015135226A
Authority: JP
Inventors: 洋輝丸林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-07-06
Filing date: 2015-07-06
Publication date: 2018-10-24
Anticipated expiration: 2035-07-06
Also published as: JP2017017946A

Description

本発明は、直流電圧変換回路を備えた車両用電子制御装置に関する。

直流電圧変換回路を備えた車両用電子制御装置では、メインリレーがオンされて電源が投入されると、車両のバッテリから直流電圧変換回路に設けられた充電用コンデンサに一時的に大電流が流れることがある。このため、充電用コンデンサに流れる電流の経路に直列に配置されるダイオードなども、この大電流に対応できるように通常必要な定格電流に対して何倍もの定格電流の部品を使用しなくてはならないという課題があった。

特開２０１５−５６９４９号公報

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、電源投入時に直流電圧変換回路のコンデンサに流れる突入電流を軽減できるようにした車両用電子制御装置を提供することにある。

請求項１に記載の車両用電子制御装置は、コンデンサを有する直流電圧変換回路と、車載電源からの給電経路に設けられた電源リレーに対してイグニッションスイッチのオン信号に基づいて駆動信号を出力するリレー駆動回路と、前記電源リレーのリレーコイルの通電経路と前記コンデンサとの間に接続された抵抗およびダイオードの直列回路からなるオフ時充電回路とを備えている。

上記構成を採用することにより、直流電圧変換回路のコンデンサに対して、オフ時充電回路を介して充電のための通電経路を形成することができ、電源リレーを介して直流電圧変換回路に給電を受ける前に、電源リレーのリレーコイルを介して予め車載電源の電圧に近い電圧まで徐々に充電を行うことができる。この結果、コンデンサへの給電経路からの突入電流を軽減させることができるようになり、直流電圧変換回路の充電経路に設ける素子の電流容量の定格を小さくすることができ、コスト低減を図るとともに、小型化を図ることができる。

第１実施形態を示す電気的構成図各部の信号の状態を示すタイムチャート第２実施形態を示す電気的構成図各部の信号の状態を示すタイムチャート第３実施形態を示す電気的構成図各部の信号の状態を示すタイムチャート第４実施形態を示す電気的構成図各部の信号の状態を示すタイムチャート

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図１および図２を参照して説明する。
図１は車両用電子制御装置１の電気的構成を示すもので、外部端子として電源入力端子ＶＢ、メインリレー端子ＭＲＥＬ、グランド端子ＧＮＤが設けられている。車載電源である車載バッテリ２の正極端子は、電源リレーであるメインリレー３に接続され、リレースイッチ３ａを介して電源入力端子ＶＢに接続されている。また、車載バッテリ２の正極端子は、リレーコイル３ｂを介してメインリレー端子ＭＲＥＬに接続されている。車載バッテリ２の負極端子はグランド端子ＧＮＤに接続されている。

車両用電子制御装置１において、電源入力端子ＶＢは、内部に給電するための電源端子ＶＢに接続され、内部回路に給電可能に設けられると共に、電源フィルタコンデンサ４を介してグランドに接続されている。また、電源入力端子ＶＢは、直流電圧変換回路としての昇圧回路５に接続され給電する。

昇圧回路５は、昇圧用コイル６、ダイオード７、充電用のコンデンサ８および半導体スイッチング素子であるＭＯＳＦＥＴ９により構成される。電源入力端子ＶＢから昇圧コイル６、ダイオード７を直列に介して充電用コンデンサ８の充電経路が形成されている。昇圧用コイル６とダイオード７の共通接続点とグランド端子との間にはＭＯＳＦＥＴ９が接続されている。ダイオード７とコンデンサ８の共通接続点が高圧電源端子ＶＢＳＴとされる。昇圧回路５は、ＭＯＳＦＥＴ９を適宜のタイミングでオンオフ駆動制御することで昇圧コイル６の昇圧出力をダイオード７を介してコンデンサ８に充電することで昇圧動作を行う。

メインリレー端子ＭＲＥＬは、リレー駆動用のＭＯＳＦＥＴ１０を介してグランドに接続されている。ＭＯＳＦＥＴ１０は、プリドライバ１１から駆動信号が与えられる。プリドライバ１１は、図示しないマイコン（マイクロコンピュータ）から与えられるリレー駆動信号やイグニッションスイッチ（ＩＧスイッチ）の状態を示すイグニッション信号（ＩＧ信号）が入力され、これらの信号に基づいて後述するようにしてＭＯＳＦＥＴ１０を駆動制御する。プリドライバ１１およびＭＯＳＦＥＴ１０によりリレー駆動回路が構成される。

また、メインリレー端子ＭＲＥＬは、オフ時充電回路１２を介してコンデンサ８に接続されている。オフ時充電回路１２は、抵抗１２ａおよびダイオード１２ｂの直列回路から構成される。抵抗１２ａは電流制限用のもので、後述するようにコンデンサ８に対して充電をしつつリレーコイル３ｂに流れる電流でリレースイッチ３ａを動作させることがないように抵抗値が設定されている。ダイオード１２ｂは、コンデンサ８の端子電圧がメインリレー端子ＭＲＥＬよりも高くなったときに、メインリレー端子ＭＲＥＬ側に電流が流れるのを阻止するものである。

次に、上記構成の作用について図２も参照しながら説明する。まず、車載バッテリ２が車両用電子制御装置１に接続された状態で、イグニッションスイッチがオフ状態の場合（図２（ａ）のＯＦＦ期間）の動作について説明する。この状態では、車載バッテリ２の電圧が、メインリレー３のリレーコイル３ｂを介してメインリレー端子ＭＲＥＬに印加される。このとき、メインリレー３の駆動用のＭＯＳＦＥＴ１０はオフ状態であるから、メインリレー端子ＭＲＥＬには電圧ＶＭが印加された状態（図２（ｂ）参照）である。したがって、コンデンサ４の端子電圧Ｖｂはゼロである（図２（ｃ）参照）。

また、この状態では、メインリレー端子ＭＲＥＬからオフ時充電回路１２を介してコンデンサ８への充電経路が形成されている。オフ時充電回路１２の抵抗１２ａにより、車載バッテリ２からの電流が制限されるので、少ない電流でコンデンサ８を徐々に充電するようになる。また、このとき、コンデンサ８に充電することで流れる電流は、リレーコイル３ｂを介して流れるが、メインリレー３のリレースイッチ３ａを動作させるレベルよりも小さい。

このようにしてコンデンサ８に充電電流が流れることで、時間が経過した状態では、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが、車載バッテリ２から与えられている電圧ＶＭに近い電圧まで充電された状態となっている（図２（ｄ）参照）。さらに、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃがほぼ電圧ＶＭに近い電圧Ｖｃ１に達した状態では、コンデンサ８の充電電流Ｉｃもほぼゼロとなっている。

次に、イグニッションスイッチがオンされたとき（時刻ｔ１）の動作について説明する。イグニッションスイッチがオン（図２（ａ）参照）されると、イグニッション信号により、プリドライバ１１は、ＭＯＳＦＥＴ１０に駆動信号を出力してオンさせる。これにより、メインリレー端子ＭＲＥＬの電位はグランドレベルまで下げられる（図２（ｂ）参照）ので、リレーコイル３ｂに通電されてリレースイッチ３ａがオンする。

このとき、ＭＯＳＦＥＴ１０がオンしてメインリレー端子ＭＲＥＬがグランドレベルに下がることで、オフ時充電回路１２が充電経路として機能しなくなり、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃがダイオード１２ｂにより阻止されるので、放電は行われず、端子電圧Ｖｃ１が保持される。

時刻ｔ１でメインリレー３がオンすると、電源入力端子ＶＢの電位は車載バッテリ２の端子電圧に近い電圧Ｖｂとなり、この電圧Ｖｂが昇圧回路５に印加される。昇圧回路５では、電圧Ｖｂが印加された直後の状態では、昇圧動作はまだ開始されず、ＭＯＳＦＥＴ９はオフ状態である。この状態では、電源入力端子ＶＢから昇圧コイル６、ダイオード７を介してコンデンサ８への充電経路が形成されている。

コンデンサ８は、イグニッションスイッチがオフ状態であるときに、オフ時充電回路１２を経由して予め端子電圧ＶＭに近い電圧Ｖｃ１に充電されている。コンデンサ８の端子電圧Ｖｃ１は、電源入力端子ＶＢから電圧Ｖｂが印加されたときの電圧よりも少し低い電圧である。したがって、コンデンサ８は、イグニッションスイッチがオンされて電源入力端子ＶＢに電圧Ｖｂが印加されたことで、昇圧コイル６、ダイオード７を介して充電電流Ｉｃで充電される。

この充電により、電圧Ｖｂの印加直後には電圧の上昇に伴う突入電流Ｉｃｘが流れるが、すでに充電されている電圧Ｖｃ１からの上昇分だけであるので、突入電流Ｉｃｘの大きさも軽減されている。この場合、従来相当のものでは、コンデンサ８が予め充電されていない状態で電圧Ｖｂが印加されるので、その電位差に相当する大きな突入電流が流れるので、昇圧コイル６やダイオード７もその突入電流に耐えるだけの電流容量を備えたものを用いなければならない。この実施形態では、突入電流を軽減することができ、昇圧コイル６、ダイオード７およびコンデンサ８の電流容量の規格を大幅に軽減させることができる。

このようにしてコンデンサ８の端子電圧Ｖｃが、電源入力端子ＶＢに与えられた電圧Ｖｂに対応する電圧Ｖｃ２に達すると、充電電流Ｉｃもほとんど流れなくなり、充電動作も停止する。この後、昇圧回路５においては、昇圧動作を行うべく、ＭＯＳＦＥＴ９のオンオフ制御が行われると、昇圧コイル６の起電力によりダイオード７を介してコンデンサ８に電荷が充電され、高圧電源ＶＢＳＴを生成することができる。

このような第１実施形態においては、メインリレー端子ＭＲＥＬからコンデンサ８への経路にオフ時充電回路１２を設ける構成とした。これにより、イグニッションスイッチのオフ状態において、メインリレー３のリレーコイル３ｂを介して与えられる車載バッテリ２によりコンデンサ８に少ない電流で充電を行って端子電圧Ｖｃを電圧Ｖｃ１とするようにした。

この結果、イグニッションスイッチがオンされたときに、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃ１が電源入力端子ＶＢに印加される電圧Ｖｂとの差を小さくすることができ、昇圧回路５によるコンデンサ８の充電時の突入電流Ｉｃｘを軽減することができる。したがって、充電経路に設ける昇圧コイル６、ダイオード７、コンデンサ８の電流容量の定格を小さくすることができ、コスト低減を図るとともに、小型化を図ることができる。

（第２実施形態）
図３および図４は第２実施形態を示すもので、以下、第１実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、車載バッテリ２を交換したり、端子が外れたりする場合などに対応したものである。車両用電子制御装置２０は、プリドライバ１１に代えて、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃを取り込みその電圧に応じてＭＯＳＦＥＴ１０の駆動を制御するプリドライバ２１を設けている。

プリドライバ２１は、第１実施形態におけるプリドライバ１１の機能に、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃに応じた動作制限が付加されている。プリドライバ２１は、ＭＯＳＦＥＴ１０に対する駆動信号を禁止する状態を保持していて、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが所定電圧として設定される閾値電圧Ｖｔｈ１に達すると、この禁止状態を解除するように構成されている。なお、閾値電圧Ｖｔｈ１は、前述したオフ時充電回路１２により充電される電圧Ｖｃ１に等しいかそれ以下の近傍の電圧値に設定されている。

次に、上記構成の作用について図４も参照して説明する。この実施形態では、車載バッテリ２が取り外されたり、端子が外れた場合などで、コンデンサ８の充電電荷が一旦放電されて端子電圧Ｖｃが低くなっている場合に対応するものである。すなわち、コンデンサ８の端子電圧が低い状態で車載バッテリ２が接続された直後にイグニッションスイッチがオンされると、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが前述した電圧Ｖｃ１のレベルに達していない場合がある。このまま昇圧回路５によるコンデンサ８の充電動作が始まると、充電電流Ｉｃはそのときの電位差に対応して大きい突入電流を生じることになる。

この実施形態では、上記の場合でも大きい突入電流を生じさせないように構成されている。車載バッテリ２が時刻ｔ０で接続されると、第１実施形態で説明したように、メインリレー端子ＭＲＥＬにリレーコイル３ｂを介して車載バッテリ２から給電されるようになる（図４（ｂ）参照）。これにより、メインリレー端子ＭＲＥＬからオフ時充電回路１２を介してコンデンサ８が徐々に充電される（図４（ｄ）参照）。このとき、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃはプリドライバ２１によりモニタされていて、端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔｈ１に達していない状態では、禁止状態としてＭＯＳＦＥＴ１０を駆動禁止した状態に制御している。

例えば、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔｈ１に達していない状態で、例えば時刻ｔ１でイグニッションスイッチがオンされた場合（図４（ａ）参照）に、プリドライバ２１は、その信号が入力されると共に、マイコンからメインリレー３をオンする駆動信号が与えられる。しかし、プリドライバ２１は、この状態では、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔｈ１に達していないことから、ＭＯＳＦＥＴ１０へ駆動信号を出力することが禁止された状態となっているので、そのままオフ時充電回路１２による充電を継続し、ＭＯＳＦＥＴ１０の駆動は待機する状態となっている。

この後、時刻ｔ２でコンデンサ８の端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔｈ１に達すると、プリドライバ２１は、禁止状態を解除しＭＯＳＦＥＴ１０に駆動信号を出力する。これにより、メインリレー３がオンして車載バッテリ２の電圧が電源入力端子ＶＢに印加される（図４（ｃ）参照）。昇圧回路５においては、前述同様にして昇圧コイル６、ダイオード７を介してコンデンサ８への充電動作が開始される。

このとき、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃは、図４（ｄ）に示すように、現在の電圧Ｖｔｈ１と前述した電圧Ｖｃ２との差の電圧があるので、この電圧差に起因した突入電流Ｉｃｘが発生する（図４（ｅ）参照）が、すでに充電されている電圧からの上昇分だけであるので、突入電流Ｉｃｘの大きさも軽減されている。

このようにしてコンデンサ８の端子電圧Ｖｃが、電源入力端子ＶＢに与えられた電圧Ｖｂに対応する電圧Ｖｃ２に達すると（図４（ｄ）参照）、充電電流Ｉｃもほとんど流れなくなり、充電動作も停止する。この後、昇圧回路５による昇圧動作が実施されてコンデンサ８に電荷が充電され、高圧電源端子ＶＢＳＴに高電圧を供給することができる。

なお、時刻ｔ０で車載バッテリ２が接続された後、イグニッションスイッチがオンされないまま時間が経過する場合には、オフ時充電回路１２による充電動作が継続され、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖｃ１になるまで充電される。また、充電動作が継続される間にコンデンサ８の端子電圧Ｖｃが閾値電圧Ｖｔｈ１（≦Ｖｃ１）に達すると、プリドライバ２１においては、禁止状態が解除されている。

したがって、車載バッテリ２が接続されて充分時間が経過した後においては、プリドライバ２１によるＭＯＳＦＥＴ１０の駆動の禁止状態は解除されているので、この状態でイグニッションスイッチがオンされた場合には、第１実施形態と同様の状態に移行しているので、すぐにＭＯＳＦＥＴ１０に対して駆動信号が出力されて、同様の動作が行われる。

このような第２実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、次の効果を得ることができる。すなわち、ＭＯＳＦＥＴ１０を駆動するプリドライバ２１により、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃをモニタして閾値電圧Ｖｔｈ１に達していない状態では禁止状態に制御するように構成した。

これにより、車載バッテリ２が接続されてオフ時充電回路１２によりコンデンサ８に充電動作を行わせているときに、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが低い状態ではＭＯＳＦＥＴ１０を駆動禁止にしているので、この場合においても昇圧回路５によるコンデンサ８の充電時の突入電流を軽減することができる。

（第３実施形態）
図５および図６は第３実施形態を示すもので、以下、第２実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、同じく車載バッテリ２を交換する場合などに対応したものである。車両用電子制御装置３０は、比較回路３１を備えると共にプリドライバ２１に代えて、比較回路３１の出力信号に応じてＭＯＳＦＥＴ１０の駆動を制御するプリドライバ３２を設けている。

比較回路３１は、メインリレー端子ＭＲＥＬから入力される電圧ＶＭとコンデンサ８の端子電圧Ｖｃとを比較し、電圧ＶＭに対して端子電圧Ｖｃの差電圧が閾値電圧Ｖｔｈ２以下になると禁止信号の出力を停止するように構成されている。プリドライバ３２は、第１実施形態におけるプリドライバ１１の機能に、比較回路３１からの禁止信号により動作制限される機能が付加されている。プリドライバ３２は、ＭＯＳＦＥＴ１０に対する駆動信号を禁止する状態を保持していて、禁止信号の入力が無くなるとＭＯＳＦＥＴ１０をオン動作可能となるように設けられている。

次に、上記構成の作用について図６も参照して説明する。この実施形態では、第２実施形態と同様に、車載バッテリ２が取り外されたり、端子が外れた場合などで、コンデンサ８の充電電荷が一旦放電されて端子電圧Ｖｃが低くなっている場合に対応するものである。時刻ｔ０において車載バッテリ２が接続されると、メインリレー端子ＭＲＥＬにリレーコイル３ｂを介して車載バッテリ２から給電されるようになる（図６（ｂ）参照）。これにより、メインリレー端子ＭＲＥＬからオフ時充電回路１２を介してコンデンサ８が徐々に充電される（図６（ｄ）参照）。

このとき、比較回路３１は、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃとメインリレー端子ＭＲＥＬの電圧ＶＭとを比較してその差電圧ΔＶ（＝ＶＭ−Ｖｃ）が閾値電圧Ｖｔｈ２より大きい場合には禁止信号をプリドライバ３２に出力している。差電圧ΔＶは、図６（ｅ）に示すように、時刻ｔ０時点では、最も大きくなっている。この後コンデンサ８がオフ時充電回路１２により徐々に充電されるに従って、端子電圧Ｖｃが徐々に上昇するので、差電圧ΔＶは小さくなっていく。

差電圧ΔＶが閾値電圧Ｖｔｈ２よりも大きい状態では、例えば時刻ｔ１でイグニッションスイッチがオンされた場合（図６（ａ）参照）に、プリドライバ３２は、その信号が入力されると共に、マイコンからメインリレー３をオンする駆動信号が与えられる。しかし、プリドライバ３２は、この状態では、比較回路３１から禁止信号が与えられているので、ＭＯＳＦＥＴ１０の駆動が禁止されており、待機状態である。

この後、コンデンサ８の充電が進んで（図６（ｄ）参照）、端子電圧Ｖｃと電圧ＶＭとの差電圧ΔＶが減少して閾値電圧Ｖｔｈ２に達すると（図６（ｅ）参照）、比較回路３１は禁止信号の出力を停止する。これにより、プリドライバ３２は、ＭＯＳＦＥＴ１０に駆動信号を出力する。メインリレー３がオンすると、車載バッテリ２の電圧はリレースイッチ３ａを介して電源入力端子ＶＢに印加される（図６（ｃ）参照）。昇圧回路５においては、前述同様にして昇圧コイル６、ダイオード７を介してコンデンサ８に電圧が印加されるので、コンデンサ８の充電動作が開始される。

このとき、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃは、図６（ｄ）に示すように、現在の端子電圧と前述した電圧Ｖｃ２との差の電圧つまり閾値電圧Ｖｔｈ２以下であるので、この電圧差に起因した突入電流Ｉｃｘが発生する（図６（ｅ）参照）が、すでに充電されている電圧からの上昇分だけであるので、突入電流Ｉｃｘの大きさも軽減されている。

このようにしてコンデンサ８の端子電圧Ｖｃが、電源入力端子ＶＢに与えられた電圧Ｖｂに対応する電圧Ｖｃ２に達すると（図６（ｄ）参照）、充電電流Ｉｃもほとんど流れなくなり、充電動作も停止する。この後、昇圧回路５による昇圧動作が実施されてコンデンサ８に電荷が充電され、高圧電源端子ＶＢＳＴに高電圧を供給することができる。

なお、時刻ｔ０で車載バッテリ２が接続された後、イグニッションスイッチがオンされないまま時間が経過する場合には、オフ時充電回路１２による充電動作が継続され、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが電圧Ｖｃ１になるまで充電される。また、充電動作が継続されるうちに、差電圧ΔＶが閾値電圧Ｖｔｈ２以下になると、比較回路３１は禁止信号の出力を停止するので、プリドライバ３２においては、イグニッションスイッチのオンにより動作可能な状態に移行している。

このような第３実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、次の効果を得ることができる。すなわち、比較回路３１を設けて、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃと電圧ＶＭとの差電圧ΔＶが閾値電圧Ｖｔｈ２以下になるまでプリドライバ３２によるＭＯＳＦＥＴ１０の駆動を禁止するようにした。

これにより、車載バッテリ２が接続されてオフ時充電回路１２によりコンデンサ８に充電動作を行わせているときに、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃと電圧ＶＭとの差電圧ΔＶが大きい状態ではＭＯＳＦＥＴ１０を駆動禁止にしているので、この場合においても昇圧回路５によるコンデンサ８の充電時の突入電流を軽減することができる。

また、第２実施形態と異なり、比較回路３１によりコンデンサ８の端子電圧Ｖｃと電圧ＶＭとの差電圧ΔＶが閾値電圧Ｖｔｈ２以下になることを条件として禁止信号を停止するので、車載バッテリ２の電圧が異なるものを使用する場合や、電圧変動が発生した場合でも、そのときの車載バッテリ２の電圧に対応して差電圧ΔＶが閾値電圧Ｖｔｈ２以下になるまで充電を継続することができ、メインリレー３を駆動する時点では確実に突入電流の発生を軽減できる。
なお、上記実施形態において、比較回路３１に設定する差電圧ΔＶの閾値電圧Ｖｔｈ２の値は、突入電流を低減可能な範囲で適宜の電圧値に設定することができる。

（第４実施形態）
図７および図８は第４実施形態を示すもので、以下、第２実施形態と異なる部分について説明する。この実施形態では、同じく車載バッテリ２を交換する場合などに対応したものである。車両用電子制御装置４０は、カウンタ４１を備えると共にプリドライバ２１に代えて、カウンタ４１の出力信号に応じてＭＯＳＦＥＴ１０の駆動を制御するプリドライバ４２を設けている。

カウンタ４１は、車載バッテリ２の電圧がメインリレー３のリレーコイル３ｂからメインリレー端子ＭＲＥＬに与えられて電圧ＶＭが発生した時点をカウント開始トリガとして一定時間間隔でカウント値を加算していくものである。また、カウンタ４１は、カウント値がＮに達するまでは禁止信号を出力しており、カウント値がＮに達すると禁止信号の出力を停止する。カウント値Ｎは、所定時間を計時するものである。カウンタ４１は出力制限回路として設けられるものである。

プリドライバ４２は、第１実施形態におけるプリドライバ１１の機能に、カウンタ４１からの禁止信号により動作制限される機能が付加されている。プリドライバ４２は、ＭＯＳＦＥＴ１０に対する駆動信号を禁止する状態を保持していて、禁止信号の入力が無くなるとＭＯＳＦＥＴ１０をオン動作可能となるように設けられている。

次に、上記構成の作用について図８も参照して説明する。この実施形態では、第２実施形態と同様に、車載バッテリ２が取り外されたり、端子が外れた場合などで、コンデンサ８の充電電荷が一旦放電されて端子電圧Ｖｃが低くなっている場合に対応するものである。時刻ｔ０で車載バッテリ２が接続されると、メインリレー端子ＭＲＥＬにリレーコイル３ｂを介して車載バッテリ２から給電されるようになる（図８（ｂ）参照）。これにより、メインリレー端子ＭＲＥＬからオフ時充電回路１２を介してコンデンサ８が徐々に充電される（図８（ｄ）参照）。

このとき、カウンタ４１は、時刻ｔ０をカウント開始時点としてカウント動作を開始する（図８（ｅ）参照）。カウンタ４１は、一定時間毎にカウント値をインクリメントするように動作し、カウント値がＮに達していない状態では禁止信号をプリドライバ４２に出力している。カウンタ４１は、時間の経過と共にカウント値が増加する計時動作機能を有するものである。

カウンタ４１のカウンタ値がＮに達していない状態では、例えば時刻ｔ１でイグニッションスイッチがオンされた場合（図８（ａ）参照）に、プリドライバ４２は、その信号が入力されると共に、マイコンからメインリレー３をオンする駆動信号が与えられる。しかし、プリドライバ４２は、この状態では、カウンタ４１から禁止信号が与えられているので、ＭＯＳＦＥＴ１０の駆動が禁止されており、待機状態である。

この後、カウンタ４１のカウント値が進むうちに、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃが上昇していき（図８（ｄ）参照）、所定レベルに達するころにカウント値がＮに達する（図８（ｅ）参照）。カウンタ４１のカウント値がＮに達すると、禁止信号の出力を停止する。これにより、プリドライバ４２は、ＭＯＳＦＥＴ１０に駆動信号を出力する。メインリレー３がオンすると、車載バッテリ２の電圧が電源入力端子ＶＢに印加される（図８（ｃ）参照）。昇圧回路５においては、前述同様にして昇圧コイル６、ダイオード７を介してコンデンサ８への充電動作が開始される。

このとき、コンデンサ８の端子電圧Ｖｃは、図８（ｄ）に示すように、現在の端子電圧と前述した電圧Ｖｃ２との差の電圧があるので、この電圧差に起因した突入電流Ｉｃｘが発生する（図８（ｅ）参照）が、カウント値Ｎになるまでの期間に充電されている電圧からの上昇分だけであるので、突入電流Ｉｃｘの大きさも軽減されている。

このようにしてコンデンサ８の端子電圧Ｖｃが、電源入力端子ＶＢに与えられた電圧Ｖｂに対応する電圧Ｖｃ２に達すると（図８（ｄ）参照）、充電電流Ｉｃもほとんど流れなくなり、充電動作も停止する。この後、昇圧回路５による昇圧動作が実施されてコンデンサ８に電荷が充電され、高圧電源端子ＶＢＳＴに高電圧を供給することができる。

なお、時刻ｔ０で車載バッテリ２が接続された後、イグニッションスイッチがオンされないまま時間が経過する場合には、オフ時充電回路１２による充電動作が継続され、カウンタ４１によるカウント値がＮに達するまで充電される。また、充電動作が継続される間にカウント値がＮに達するとカウンタ４１は禁止信号の出力を停止するので、プリドライバ４２においては、イグニッションスイッチのオンにより動作可能な状態に移行している。

このような第４実施形態によれば、第１実施形態の作用効果に加えて、次の効果を得ることができる。すなわち、カウンタ４１を設けて、メインリレー端子ＭＲＥＬの電圧ＶＭが与えられた時点から所定時間をカウント値により計時し、カウント値がＮに達するまでプリドライバ４２によるＭＯＳＦＥＴ１０の駆動を禁止するようにした。

これにより、車載バッテリ２が接続されてオフ時充電回路１２によりコンデンサ８に充電動作を行わせているときに、カウント値がＮに達していない状態ではＭＯＳＦＥＴ１０を動作させることがないので、この場合においても昇圧回路５によるコンデンサ８の充電時の突入電流を軽減することができる。

なお、上記実施形態においては、カウンタ４１を設けてカウンタ値がＮに達することを持って所定時間を計時するようにしたが、カウンタ４１に代えて、タイマを用いることもできる。この場合には、タイマにより、メインリレー端子ＭＲＥＬの電圧ＶＭが与えられた時点で計時動作を開始し、所定時間を計時し、禁止信号を停止するようにしても良い。

（他の実施形態）
なお、本発明は、上述した一実施形態のみに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能であり、例えば、以下のように変形または拡張することができる。

上記各実施形態において、オフ時充電回路１２の抵抗１２ａの抵抗値は、メインリレー３のリレーコイル３ｂを動作させない程度の電流を流すものであれば適宜の値に設定することができる。

直流電圧変換回路として昇圧回路５に適用した場合で説明したが、メインリレーのオンで充電動作が行われるコンデンサを備える構成のものであれば、他の構成の直流電圧変換回路に適用することができる。

第２実施形態では、コンデンサ８の端子電圧をモニタして閾値電圧Ｖｔｈ１以上になることを条件としてプリドライバ２１によるＭＯＳＦＥＴ１０の駆動制御の禁止状態を解除するようにしたが、例えば第４実施形態で示したカウンタ４１やタイマなどを合わせて設ける構成とすることもできる。この場合には、カウンタやタイマによる所定時間が経過した時点でコンデンサ８の端子電圧をモニタすることで同様に動作させることができる。これにより、所定時間が経過するまでは動作を禁止することでノイズなどによる誤動作を防止することができ、さらに、電圧をモニタすることで確実に突入電流を軽減することができる。

同様に、第３実施形態では、比較回路３１からの禁止信号の停止を条件としてプリドライバ３２によるＭＯＳＦＥＴ１０の駆動制御の禁止状態を解除するようにしたが、第４実施形態で示したカウンタ４１やタイマなどを合わせて設ける構成とすることができる。これにより、カウンタやタイマによる所定時間が経過した時点で差電圧ΔＶを判断することで同様に動作させることができる。この場合にも、所定時間が経過するまではノイズなどによる誤動作を防止することができ、しかもこの後、差電圧ΔＶで判断することで確実に突入電流を軽減することができる。

図面中、１、２０、３０、４０は車両用電子制御装置、２は車載バッテリ（車載電源）、３はメインリレー（電源リレー）、３ａはリレースイッチ、３ｂはリレーコイル、５は昇圧回路（直流電圧変換回路）、６は昇圧コイル、７はダイオード、８はコンデンサ、９、１０はＭＯＳＦＥＴ、１１、２１、３２、４２はプリドライバ（リレー駆動回路）、１２はオフ時充電回路、１２ａは抵抗、１２ｂはダイオード、３１は比較回路、４１はカウンタ（出力制限回路）である。

Claims

コンデンサ（８）を有する直流電圧変換回路（５）と、
車載電源（２）からの給電経路に設けられた電源リレー（３）に対してイグニッションスイッチのオン信号に基づいて駆動信号を出力するリレー駆動回路（１１、２１、３２、４２）と、
前記電源リレーのリレーコイル（３ｂ）の通電経路と前記コンデンサ（８）との間に接続された抵抗（１２ａ）およびダイオード（１２ｂ）の直列回路からなるオフ時充電回路（１２）と、
を備えたことを特徴とする車両用電子制御装置。
請求項１に記載の車両用電子制御装置において、
前記オフ時充電回路は、前記イグニッションスイッチのオフ状態で前記車載電源から前記コンデンサに充電経路を形成して充電することを特徴とする車両用電子制御装置。
請求項１または２に記載の車両用電子制御装置において、
前記リレー駆動回路（２１）は、前記コンデンサの端子電圧が所定電圧に達しない状態では前記駆動信号の出力を禁止することを特徴とする車両用電子制御装置。
請求項１または２に記載の車両用電子制御装置において、
前記リレーコイル（３ｂ）の端子電圧と前記コンデンサ（８）の端子電圧とを比較して差電圧が所定電圧以上のときに禁止信号を出力する比較回路（３１）を設け、
前記リレー駆動回路（３２）は、前記比較回路が前記禁止信号を出力している状態では前記駆動信号の出力を禁止することを特徴とする車両用電子制御装置。
請求項１または２に記載の車両用電子制御装置において、
前記車載電源から給電されて前記リレーコイルの端子電圧が所定レベルに達した時点から所定期間が経過するまで禁止信号を出力する出力制限回路（４１）を設け、
前記リレー駆動回路（４２）は、前記出力制限回路が前記禁止信号を出力している状態では前記駆動信号の出力を禁止することを特徴とする車両用電子制御装置。