JP6493874B2

JP6493874B2 - スイッチ監視回路

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Publication number: JP6493874B2
Application number: JP2015110540A
Authority: JP
Inventors: 清野　健一; 健一清野
Original assignee: Alps Electric Co Ltd; Alps Alpine Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2015-05-29
Filing date: 2015-05-29
Publication date: 2019-04-03
Anticipated expiration: 2035-05-29
Also published as: JP2016225145A; US9783139B2; US20160349328A1; EP3098826B1; EP3098826A1; KR20160140435A; KR101714320B1

Description

本発明は、スイッチ監視回路に関し、特に、車両に搭載される車載装置を駆動するためのスイッチの状態を監視するのに適したスイッチ監視回路に関する。

自動車等の車両では、イグニッションがオフの状態であっても、ウインドウの開閉やドアミラーの開閉やドアロックの施錠・解錠等の動作を行う場合があり、それに対応して、パワーウインドウ装置やドアミラー開閉装置やドアロック装置等の車載装置を駆動するためのスイッチの状態を監視し、監視したスイッチの状態を車載ＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）装置等の電子機器に伝達するスイッチ監視回路が実用化されている。

従来のスイッチ監視回路に関しては、特許文献１等が開示されている。以下、従来のスイッチ監視回路の構成について、図６を用いて説明する。図６は、従来のスイッチ監視回路１０１の構成を示す説明図である。

特許文献１に係る従来のスイッチ監視回路１０１は、図６に示すように、スイッチ１１０に接続された回路である。スイッチ１１０は、操作者の操作に対応してドアミラー装置等の図示しない車載装置を駆動するためのスイッチである。スイッチ監視回路１０１は、コンデンサ１１２と、電圧印加手段１２０と、マイコン１２２等からなる制御手段と、入力ライン１２４等からなる電圧検出手段と、ダイオード１２６とを備えている。

電圧印加手段１２０は、トランジスタ１１４と、トランジスタ１１６と、バッテリ１１８等を有して構成されるスイッチング回路であり、図示しない配線やコネクタ等を介してスイッチ１１０に接続されている。電圧印加手段１２０は、マイコン１２２から出力されるストローブパルスと呼ばれる制御信号を受けて起動し、スイッチ１１０に電圧を印加している。

スイッチ１１０は、２端子型のスイッチである。スイッチ１１０の一方の端子はダイオード１２６を介して電圧印加手段１２０と接続され、他方の端子は接地されている。そして、スイッチ１１０の一方の端子の電圧は、電圧印加手段１２０が作動中であり、且つ、スイッチ１１０が開状態の時には所定の電圧となり、それ以外の時には０Ｖとなる。

マイコン１２２は、定期的に制御信号を電圧印加手段１２０に伝達して電圧印加手段１２０を間欠動作させている。また、マイコン１２２は、入力ライン１２４を介してスイッチ１１０の一方の端子の電圧をモニタし、モニタした電圧に基づいてスイッチ１１０の開閉状態を定期的に監視している。また、マイコン１２２は、図示しない配線等を介して前述した電子機器に接続されており、監視したスイッチ１１０の開閉状態に関する情報を車載ＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）装置等の電子機器に伝達している。

特開２００５−１６０１６６号公報

このようなスイッチ監視回路が搭載される車両では、車両のバッテリ残量維持等の観点から、暗電流と呼ばれるイグニッションがオフの状態の時の車両側の消費電流の削減が常に求められている。また、車両用として使用されるスイッチやコネクタの接点の導電性の維持等の観点から、スイッチ監視回路とスイッチとの間には所定値以上の最低電流を流す必要が有った。

それに対して、前述したスイッチ監視回路１０１のような回路では、スイッチ１１０の開閉状態にかかわらず電圧印加手段１２０が定期的に起動し、電圧印加手段１２０の動作に伴う消費電流が暗電流となるので、暗電流の削減を阻害する要因となっていた。また、暗電流を削減するために電圧印加手段１２０の消費電流を抑制すると、それに合わせてスイッチ監視回路１０１とスイッチ１１０との間を流れる電流も少なくなり、スイッチ監視回路とスイッチとの間の最低電流を維持できなくなる可能性が有った。

本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、暗電流を削減し易く、且つ、スイッチ監視回路とスイッチとの間の最低電流を維持し易いスイッチ監視回路を提供することにある。

この課題を解決するために、請求項１に記載のスイッチ監視回路は、スイッチに接続される外部入力端子と、前記外部入力端子に駆動用の電圧を印加する駆動動作を行う電圧印加部と、前記外部入力端子の電圧の変化を検出する電圧検出部と、前記電圧印加部と前記電圧検出部とに接続された制御部と、前記外部入力端子と前記電圧印加部とに接続された蓄電部とを備え、前記蓄電部は、前記駆動用の電圧が印加される電圧印加用端子と、一方の端子が前記外部入力端子に接続され、他方の端子が前記電圧印加用端子に接続された第１抵抗素子と、一方の端子が前記電圧印加用端子に接続され、他方の端子が接地されて前記電圧印加用端子からの充電と前記電圧印加用端子への放電とを行う容量素子とを有し、前記制御部は、前記電圧印加部を制御するための制御端子を有し、前記電圧印加部は、入力端子と電源端子と出力端子とを有する第１トランジスタと、電流の逆流を防止するための第１ダイオードとを有して構成されるスイッチング回路であり、前記第１トランジスタの入力端子は、前記制御端子に接続され、前記第１トランジスタの電源端子は、電源に接続され、前記第１トランジスタの出力端子は、前記第１ダイオードと負荷抵抗となる第２抵抗素子とを介して前記電圧印加用端子に接続されていることを特徴とする。

この構成によれば、制御部が電圧印加部と電圧検出部とに接続されているので、電圧検出部の検出結果に基づいて電圧印加部の動作を制御し、スイッチが操作された時に限定して電圧印加部に駆動動作を行わせることができる。そして、スイッチが操作された時に限定して電圧印加部に駆動動作を行わせることによって、電圧印加部の動作時間を短縮することができ、電圧印加部を流れる暗電流を削減し易くなる。しかも、蓄電部は、一方の端子が電圧印加用端子に接続され、他方の端子が接地されて電圧印加用端子からの充電と電圧印加用端子への放電とを行う容量素子とを有しているので、電圧印加部が起動してから安定動作するまでの間、容量素子の放電によってスイッチ監視回路からスイッチへ電流を流すことができる。更に、蓄電部は、一方の端子が外部入力端子に接続され、他方の端子が電圧印加用端子に接続された第１抵抗素子を有しているので、容量素子の放電によってスイッチ監視回路からスイッチへ流れる電流を第１抵抗素子によって制限することができ、それによって、スイッチ監視回路からスイッチへ流れる電流の持続時間を長くすることができる。その結果、電圧印加部が起動してから安定動作するまでの間、スイッチ監視回路からスイッチへ安定して電流を流すことができるようになり、スイッチ監視回路とスイッチとの間の最低電流を維持し易くなる。

この構成によれば、電圧印加部が第１トランジスタを有して構成されるスイッチング回路である。このようなスイッチング回路は構成が簡単なので、電圧印加部の構成を簡単にすることができる。しかも、第１トランジスタの出力端子が第１ダイオードを介して電圧印加用端子に接続されているので、蓄電部から電圧印加部への電流の逆流を防止することができ、スイッチ監視回路の動作を安定させ易くなる。

請求項２に記載のスイッチ監視回路は、前記制御部は、前記電圧検出部をモニタするためのモニタ端子を有し、前記電圧検出部は、入力端子と電源端子と出力端子とを有する第２トランジスタと、電流の逆流を防止するための第２ダイオードとを有して構成されるスイッチング回路であり、前記第２トランジスタの入力端子は、前記第２ダイオードを介して前記電圧印加用端子に接続され、前記第２トランジスタの電源端子は、電源に接続され、前記第２トランジスタの出力端子は、前記モニタ端子に接続されると共に、負荷抵抗となる第３抵抗素子を介して接地されていることを特徴とする。

この構成によれば、電圧検出部が第２トランジスタを有して構成されるスイッチング回路である。このようなスイッチング回路は構成が簡単なので、電圧検出部の構成を簡単にすることができる。しかも、第２トランジスタの入力端子が第２ダイオードを介して電圧印加用端子に接続されているので、蓄電部から電圧検出部への電流の逆流を防止することができ、スイッチ監視回路の動作を更に安定させ易くなる。

請求項３に記載のスイッチ監視回路は、前記スイッチは、操作に対応して互いの開閉状態が変化する第１端子と第２端子とを有し、前記スイッチの第１端子は、前記外部入力端子に接続されると共に、電流の逆流を防止するための第３ダイオードと負荷抵抗となる第４抵抗素子とを介して電源に接続され、前記スイッチの第２端子は、接地されていることを特徴とする。

この構成によれば、スイッチ監視回路が接続されるスイッチの第１端子が、外部入力端子に接続されると共に、第３ダイオードと第４抵抗素子とを介して電源に接続されているので、電圧印加部の回路特性に影響されることなく、非操作時の外部入力端子の電圧を設定することができ、容量素子の充電を安定させ易くなる。また、スイッチ監視回路から電源への電流の逆流を防止することができ、スイッチ監視回路の動作を安定させ易くなる。また、第４抵抗素子の両端の電圧をスイッチ監視回路と独立した回路の駆動等に利用することができ、スイッチの機能を多様化させ易い。

本発明によれば、暗電流を削減し易く、且つ、スイッチ監視回路とスイッチとの間の最低電流を維持し易いスイッチ監視回路を提供することができる。

本発明の実施形態に係るスイッチ監視回路の構成を示す回路図である。本発明の実施形態に係る電圧印加部と電圧検出部との構成を示す回路図である。本発明の実施形態に係る回路動作を示す第１の説明図である。本発明の実施形態に係る回路動作を示す第２の説明図である。本発明の実施形態に係る回路動作に関するタイミングチャートである。従来のスイッチ監視回路の構成を示す説明図である。

以下、本発明の実施形態について図１ないし図６を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスイッチ監視回路１の構成を示す回路図である。図１では、スイッチ監視回路１と、スイッチ監視回路１が接続されるスイッチ６０との構成を示している。図２は、本発明の実施形態に係る電圧印加部３０と電圧検出部４０との構成を示す回路図である。図３は、本発明の実施形態に係るスイッチ監視回路１の回路動作を示す第１の説明図である。図３（ａ）は、非操作時の回路動作を示し、図３（ｂ）は、操作開始直後の回路動作を示している。図４は、本発明の実施形態に係るスイッチ監視回路１の回路動作を示す第２の説明図である。図４（ａ）は、安定動作時の回路動作を示し、図４（ｂ）は、操作終了直後の回路動作を示している。図５は、本発明の実施形態に係るスイッチ監視回路１の回路動作に関するタイミングチャートである。図５では、スイッチ６０の操作タイミングと、それに伴う電圧印加部３０の動作状態と、外部入力端子１０の電圧Ｖ１と、電圧印加用端子２１の電圧Ｖ２と、容量素子２３の放電によってスイッチ監視回路１からスイッチ６０へ流れる電流Ｉｓｗ１と、電圧印加部３０の駆動動作によってスイッチ監視回路１からスイッチ６０へ流れる電流Ｉｓｗ２と、容量素子２３に流れ込む蓄電用の電流Ｉｃｈとの変化を示している。図５において、横軸は時間である。

まず、本発明の実施形態に係るスイッチ監視回路１と、スイッチ監視回路１が接続されるスイッチ６０の構成について、図１及び図２を用いて説明する。本発明の実施形態に係るスイッチ監視回路１は、スイッチ６０の状態を監視するためのスイッチ監視回路である。スイッチ６０は、図示しない車両のパワーウインドウ装置等の車載装置を駆動するための操作用のスイッチである。

スイッチ監視回路１は、図１に示すように、外部入力端子１０と、蓄電部２０と、電圧印加部３０と、電圧検出部４０と、制御部５０とを備えている。外部入力端子１０は、スイッチ６０に接続される端子である。蓄電部２０は、駆動用の電圧が印加される電圧印加用端子２１を有している。制御部５０は制御用の制御端子５１と、モニタ用のモニタ端子５２とを有している。

蓄電部２０は、外部入力端子１０に接続される蓄電用のＲＣ回路であり、図２に示すように、第１抵抗素子２２と、容量素子２３とを有して構成される。第１抵抗素子２２は、スイッチ監視回路１からスイッチ６０へ流れる電流を制限するための抵抗である。第１抵抗素子２２の一方の端子は、外部入力端子１０に接続されている。第１抵抗素子２２の他方の端子は、電圧印加用端子２１に接続されている。そして、電圧印加用端子２１に印加された駆動用の電圧が第１抵抗素子２２を介して外部入力端子１０にも印加されるようになっている。容量素子２３は蓄電用の容量素子であり、電解コンデンサ等のような数μＦ以上の容量のものが使用される。容量素子２３の一方の端子は、電圧印加用端子２１に接続されている。容量素子２３の他方の端子は、接地されている。

電圧印加部３０は、外部入力端子１０に駆動用の電圧を印加する駆動動作を行うためのスイッチング回路であり、図２に示すように、第１トランジスタ３１と、第１ダイオード３２とを有して構成される。第１トランジスタ３１は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタであり、電源端子となるエミッタ端子３１ａと、入力端子となるベース端子３１ｂと、出力端子となるコレクタ端子３１ｃとを有している。第１ダイオード３２は、蓄電部２０から電圧印加部３０への電流の逆流を防止するためのダイオードであり、アノード端子３２ａとカソード端子３２ｂとを有している。

第１トランジスタ３１のエミッタ端子３１ａは、電源に接続されている。第１トランジスタ３１のベース端子３１ｂは、第５抵抗素子３４を介して電源に接続されると共に、第６抵抗素子３５を介して制御部５０の制御端子５１に接続されている。そして、第１トランジスタ３１のベース端子３１ｂには制御部５０の制御端子５１から制御用の信号である制御信号Ｓ１が伝達される。第１トランジスタ３１のコレクタ端子３１ｃは、第１ダイオード３２のアノード端子３２ａに接続されている。第１ダイオード３２のカソード端子３２ｂは、負荷抵抗となる第２抵抗素子３３を介して蓄電部２０の電圧印加用端子２１に接続されている。そして、電圧印加部３０は、制御部５０に制御されて駆動動作（スイッチング動作）行い、蓄電部２０を介して外部入力端子１０に電圧を印加している。

電圧検出部４０は、外部入力端子１０の電圧の変化を検出するためのスイッチング回路であり、図２に示すように、第２トランジスタ４１と、第２ダイオード４２とを有して構成される。第２トランジスタ４１は、ＰＮＰ型のバイポーラトランジスタであり、電源端子となるエミッタ端子４１ａと、入力端子となるベース端子４１ｂと、出力端子となるコレクタ端子４１ｃとを有している。を有している。第２ダイオード４２は、蓄電部２０から電圧検出部４０への電流の逆流を防止するためのダイオードであり、アノード端子４２ａとカソード端子４２ｂとを有している。

第２トランジスタ４１のエミッタ端Ｑ２ａ子は、電源に接続されている。第２トランジスタ４１のベース端子４１ｂは、第７抵抗素子４４を介して電源に接続されると共に、第８抵抗素子４５を介して第２ダイオード４２のアノード端子４２ａに接続されている。第２トランジスタ４１のコレクタ端子４１ｃは、制御部５０のモニタ端子５２に接続されると共に、負荷抵抗となる第３抵抗素子４３を介して接地されている。第２ダイオード４２のカソード端子４２ｂは、蓄電部２０の電圧印加用端子２１に接続されている。

そして、電圧検出部４０は、外部入力端子１０の電圧の変化に伴う電圧印加用端子２１の電圧の変化に対応して動作（スイッチング動作）し、外部入力端子１０の電圧の変化に対応して電圧が変化する検出信号Ｓ２を出力している。電圧検出部４０が出力した検出信号Ｓ２は、第２トランジスタ４１のコレクタ端子４１ｃから制御部５０のモニタ端子５２に伝達される。

制御部５０は、電圧印加部３０の駆動動作を制御するための制御回路であり、図示しない制御用のＩＣ（集積回路素子）等を有して構成される。制御部５０は、電圧検出部４０から制御部５０のモニタ端子５２に伝達される検出信号Ｓ２によって電圧検出部４０の検出結果をモニタしている。また、制御部５０は、制御部５０の制御端子５１から電圧印加部３０に伝達される制御信号Ｓ１によって、電圧印加部３０を制御している。そして、制御部５０は、電圧検出部４０の検出結果に基づいてスイッチ６０の操作状態に関する判断を行い、判断結果に基づいて電圧印加部３０の駆動動作を制御している。本実施形態における電圧印加部３０の駆動動作の制御方法は以下の通りである。

制御部５０は、電圧検出部４０から検出信号Ｓ２が伝達された時に、スイッチ６０が操作された判断し、スイッチ監視回路１の動作状態を、電圧印加部３０が駆動動作を実行するウエイクアップ状態に切り替える。そして、電圧印加部３０に制御信号Ｓ１が伝達されて電圧印加部３０が起動し、電圧印加部３０が駆動動作を実行する。また、制御部５０は、電圧検出部４０から検出信号Ｓ２が伝達されていない時には、スイッチ６０が非操作状態であると判断し、スイッチ監視回路１の動作状態を、電圧印加部３０が駆動動作を停止するスリープ状態に切り替える。そして、電圧印加部３０への制御信号Ｓ１の伝達が停止して、電圧印加部３０が駆動動作を停止する。制御部５０は、このようにして、電圧検出部４０の検出結果に基づいて電圧印加部３０の駆動動作を制御している。

また、制御部５０は、車載ＥＣＵ（ＥｎｇｉｎｅＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ）装置等の図示しない車両の電子機器とも接続されており、検出信号Ｓ２に基づく判断結果等の情報がその電子機器に伝達される。そして、伝達された情報に基づいてパワーウインドウ装置等の車載装置の動作が実行される。

スイッチ６０は、図１に示すように、操作者の操作に対応して互いの開閉状態が切り替わる第１端子６１と第２端子６２とを有する２端子型のスイッチである。本実施形態では、スイッチ６０が操作されていない状態（ＯＦＦ状態）の時に第１端子６１と第２端子６２とが開状態となり、スイッチ６０が操作された状態（ＯＮ状態）の時に第１端子６１と第２端子６２とが閉状態となる。

また、スイッチ６０の第１端子６１は、図示しない配線やコネクタ等を介してスイッチ監視回路１の外部入力端子１０に接続されると共に、第３ダイオード６３と第４抵抗素子６４とを介して電源に接続されている。第３ダイオード６３は、スイッチ監視回路１からスイッチ６０側の電源への電流の逆流を防止するためのダイオードであり、アノード端子６３ａとカソード端子６３ｂとを有している。第４抵抗素子６４は、負荷抵抗となる抵抗素子である。そして、第３ダイオード６３のアノード端子６３ａが電源に接続され、第３ダイオード６３のカソード端子６３ｂが第４抵抗素子６４の一方の端子に接続され、第４抵抗素子６４の他方の端子がスイッチ６０の第１端子６１に接続されている。スイッチ６０の第２端子６２は、接地されている。スイッチ監視回路１とスイッチ監視回路１が接続されるスイッチ６０とはこのような構成となっている。

次に、スイッチ監視回路１の回路動作について、図３ないし図５を用いて説明する。以下の説明において、スイッチ６０が操作されていない時（ＯＦＦ状態の時）を非操作時とし、スイッチ６０が操作されてスイッチ６０がＯＦＦ状態からＯＮ状態に切り替わった直後を操作開始直後と略称して説明を進める。また、スイッチ６０が操作されてスイッチ監視回路１が安定動作している時を安定動作時とし、スイッチ６０の操作が終了してスイッチ６０がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切り替わった直後を操作終了直後と略称して説明を進める。

また、図３ないし図５において、電圧Ｖ１は、外部入力端子１０の電圧であり、電圧Ｖ２は、蓄電部２０の電圧印加用端子２１の電圧である。そして、各端子の電圧は、各端子の電位と接地電位（０Ｖ）との電位差を意味するものとする。また、各端子の電圧が低電圧状態となった状態をＬｏ状態とし、高電圧状態となった状態をＨｉ状態とする。また、電流Ｉｓｗは、容量素子２３の放電又は電圧印加部３０の駆動動作によってスイッチ監視回路１からスイッチ６０へ流れる電流である。そして、電流Ｉｓｗ１は、容量素子２３の放電によってスイッチ監視回路１からスイッチ６０へ流れる電流であり、電流Ｉｓｗ２は、電圧印加部３０の駆動動作によってスイッチ監視回路１からスイッチ６０へ流れる電流である。また、電流Ｉｃｈは、スイッチ６０側の電源から容量素子２３に流れ込む蓄電用の電流である。

また、図５において、時間ｔ１は、操作開始時間（スイッチ６０の操作が開始した時間）である。時間ｔ２は、操作開始に伴い電圧印加部３０が駆動動作を開始した時間である。時間ｔ３は、操作開始に伴いスイッチ監視回路１が安定動作状態となった時間である。時間ｔ４は、操作終了時間（スイッチ６０の操作が終了した時間）である。時間ｔ５は、操作終了に伴い電圧印加部３０が駆動動作を停止した時間である。時間ｔ６は、操作終了に伴いスイッチ監視回路１が非操作時の状態に戻った時間である。

まず、図３（ａ）及び図５（時間ｔ１以前）に示すように、非操作時には、スイッチ６０の第１端子６１と第２端子６２とが開状態となり、外部入力端子１０が第３ダイオード６３と第４抵抗素子６４とを介してスイッチ６０側の電源に接続された状態となっている。また、蓄電部２０の容量素子２３は、スイッチ６０側の電源から流れ込んだ電流によって充電された状態となっている。その結果、電圧Ｖ１と電圧Ｖ２とは共にＨｉ状態となっている。また、スイッチ６０の第１端子６１と第２端子６２とが開状態なので、スイッチ監視回路１からスイッチ６０への電流Ｉｓｗは流れない。

次に、図３（ｂ）及び図５（時間ｔ１から時間ｔ２まで）に示すように、スイッチ６０が操作されると、スイッチ６０の第１端子６１と第２端子６２とが閉状態となり、外部入力端子１０がスイッチ６０を介して接地される。その結果、電圧Ｖ１はＨｉ状態からＬｏ状態に切り替わる。一方、操作開始直後には、容量素子２３が蓄電された状態のままなので、電圧Ｖ２はＨｉ状態となっている。そして、容量素子２３の放電によってスイッチ監視回路１の蓄電部２０からスイッチ６０に電流Ｉｓｗ１が流れ、容量素子２３の放電に伴って電圧Ｖ２が徐々に低下する。尚、電流Ｉｓｗ１が流れる際には、容量素子２３と外部入力端子１０との間に介在する第１抵抗素子２２に電流Ｉｓｗ１が制限するので、電流Ｉｓｗ１の持続時間を長くすることができる。

次に、図４（ａ）及び図５（時間ｔ２から時間ｔ４まで）に示すように、容量素子２３の放電に伴って電圧Ｖ２が低下してＬｏ状態となると、このときの電圧Ｖ２の変化に合わせて電圧検出部４０が動作を開始し、電圧検出部４０から制御部５０に検出信号Ｓ２が伝達される。そして、制御部５０が、スリープ状態からウエイクアップ状態に切り替わり、電圧印加部３０が駆動操作を開始する。その結果、電圧印加部３０の駆動動作によってスイッチ監視回路１の電圧印加部３０からスイッチ６０に電流Ｉｓｗ２が安定して流れるようになる。

次に、図４（ｂ）及び図５（時間ｔ４から時間ｔ６まで）に示すように、スイッチ６０の操作が終了すると、再びスイッチ６０の第１端子６１と第２端子６２とが開状態となり、電流Ｉｓｗが流れなくなる。また、外部入力端子１０が第３ダイオード６３と第４抵抗素子６４とを介して再びスイッチ６０側の電源に接続され、電圧Ｖ１がＬｏ状態からＨｉ状態に切り替わる。一方、操作終了直後には、容量素子２３が充電されておらず、電圧Ｖ２はＬｏ状態となっているが、スイッチ６０側の電源から蓄電部２０に蓄電用の電流Ｉｃｈが流れ込んで、容量素子２３への充電が行われる。

そして、容量素子２３への充電に伴って電圧Ｖ２が徐々に高くなってＬｏ状態からＨｉ状態に変化する。そして、このときの電圧Ｖ２の変化に合わせて電圧検出部４０が動作を停止し、電圧検出部４０から制御部５０に検出信号Ｓ２が伝達されなくなる。そして、制御部５０が、ウエイクアップ状態からスリープ状態に切り替わり、電圧印加部３０が駆動動作を停止する。その結果、スイッチ監視回路１が非操作時の状態に戻る。スイッチ監視回路１は、スイッチ６０の操作に対応して、このような回路動作を行っている。

次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態のスイッチ監視回路１では、制御部５０が電圧印加部３０と電圧検出部４０とに接続されているので、電圧検出部４０の検出結果に基づいて電圧印加部３０の動作を制御し、スイッチ６０が操作された時に限定して電圧印加部３０に駆動動作を行わせることができる。そして、スイッチ６０が操作された時に限定して電圧印加部３０に駆動動作を行わせることによって、電圧印加部３０の動作時間を短縮することができ、電圧印加部３０を流れる暗電流を削減し易くなる。

しかも、蓄電部２０は、一方の端子が電圧印加用端子２１に接続され、他方の端子が接地されて電圧印加用端子２１からの充電と電圧印加用端子２１への放電とを行う容量素子２３とを有しているので、電圧印加部３０が起動してから安定動作するまでの間、容量素子２３の放電によってスイッチ監視回路１からスイッチ６０へ電流を流すことができる。

更に、蓄電部２０は、一方の端子が外部入力端子１０に接続され、他方の端子が電圧印加用端子２１に接続された第１抵抗素子２２を有しているので、容量素子２３の放電によってスイッチ監視回路１からスイッチ６０へ流れる電流Ｉｓｗ１を第１抵抗素子２２によって制限することができ、それによって、電流Ｉｓｗ１の持続時間を長くすることができる。その結果、電圧印加部３０が起動してから安定動作するまでの間、スイッチ監視回路１からスイッチ６０へ安定して電流Ｉｓｗを流すことができるようになり、スイッチ監視回路１とスイッチ６０との間の最低電流を維持し易くなる。

また、本実施形態のスイッチ監視回路１では、制御部５０が電圧検出部４０の検出結果に基づいてスリープ状態とウエイクアップ状態との切り替えを行うことによって、容易に電圧印加部３０が駆動動作を行う時間をスイッチ６０が操作された時に限定することができる。その結果、暗電流の削減が更に容易になる。

また、本実施形態のスイッチ監視回路１では、制御部５０が、容量素子２３が放電を行っている期間内に、スリープ状態からウエイクアップ状態への切り替えを行い、電圧印加部３０に駆動動作を開始させるので、容量素子２３の放電によるスイッチ監視回路１からスイッチ６０への電流Ｉｓｗ１と、電圧印加部３０の駆動動作によるスイッチ監視回路１からスイッチ６０への電流Ｉｓｗ２との切り替えが円滑になり、スイッチ監視回路１からスイッチ６０への電流Ｉｓｗを更に安定させることができる。

また、本実施形態のスイッチ監視回路１では、電圧印加部３０が第１トランジスタ３１を有して構成されるスイッチング回路である。このようなスイッチング回路は構成が簡単なので、電圧印加部３０の構成を簡単にすることができる。しかも、第１トランジスタ３１の出力端子となるコレクタ端子３１ｃが第１ダイオード３２を介して電圧印加用端子２１に接続されているので、蓄電部２０から電圧印加部３０への電流の逆流を防止することができ、スイッチ監視回路１の動作を安定させ易くなる。

また、本実施形態のスイッチ監視回路１では、電圧検出部４０が第２トランジスタ４１を有して構成されるスイッチング回路である。このようなスイッチング回路は構成が簡単なので、電圧検出部４０の構成を簡単にすることができる。しかも、第２トランジスタ４１の入力端子となるベース端子４１ｂが第２ダイオード４２を介して電圧印加用端子２１に接続されているので、蓄電部２０から電圧検出部４０への電流の逆流を防止することができ、スイッチ監視回路１の動作を更に安定させ易くなる。

また、本実施形態のスイッチ監視回路１では、スイッチ監視回路１が接続されるスイッチ６０の第１端子６１が、外部入力端子１０に接続されると共に、第３ダイオード６３と第４抵抗素子６４とを介して電源に接続されているので、電圧印加部３０の回路特性に影響されることなく、非操作時の外部入力端子１０の電圧を設定することができ、容量素子２３の充電を安定させ易くなる。また、スイッチ監視回路１から電源への電流の逆流を防止することができ、スイッチ監視回路１の動作を安定させ易くなる。また、第４抵抗素子６４の両端の電圧をスイッチ監視回路１と独立した回路の駆動等に利用することができ、スイッチの機能を多様化させ易い。

以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。

例えば、本発明の実施形態において、蓄電部２０の第１抵抗素子２２の他方の端子と電圧印加用端子２１とを抵抗素子等を介して接続しても構わない。また、蓄電部２０は、電圧印加用端子２１とは別に電圧検出部４０が接続される電圧検出用端子を有していても構わない。

また、本発明の実施形態において、電圧印加部３０を、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタや電界効果トランジスタやＩＣ（集積回路）等を用いて構成しても構わない。また、第１トランジスタ３１が抵抗内蔵型のトランジスタである場合には、第５抵抗素子３４と第６抵抗素子３５とは無くても構わない。また、蓄電部２０から電圧印加部３０への電流の逆流の影響が無いのであれば、第１ダイオード３２は無くても構わない。また、第２抵抗素子３３の機能を第１抵抗素子２２等の他の抵抗素子によって代用できる場合には、第２抵抗素子３３は無くても構わない。

また、本発明の実施形態において、電圧検出部４０を、ＮＰＮ型のバイポーラトランジスタや電界効果トランジスタやＩＣ（集積回路）等を用いて構成しても構わない。また、第２トランジスタ４１が抵抗内蔵型のトランジスタである場合には、第７抵抗素子４４と第８抵抗素子４５とは無くても構わない。また、蓄電部２０から電圧検出部４０への電流の逆流の影響が無いのであれば、第２ダイオード４２は無くても構わない。

また、本発明の実施形態において、制御部５０は、前述した以外の制御動作を行ってもも構わないし、制御動作以外に演算等の動作を行っても構わない。

また、本発明の実施形態において、また、スイッチ監視回路１が接続されるスイッチ６０は、スイッチ６０は３端子型のスイッチやそれ以外のスイッチでも構わない。また、スイッチ６０には、更に他の回路が接続されていても構わない。

また、本発明の実施形態において、スイッチ監視回路１は、前述した以外の回路や機能を更に備えていても構わない。例えば、電圧印加部３０が印加する駆動用の電圧を利用して容量素子２３への充電を行っても構わない。その場合、スイッチ６０は、第３ダイオード６３と第４抵抗素子６４とを介して電源に接続されていなくても構わない。

１スイッチ監視回路
１０入力端子
２０蓄電部
２１電圧印加用端子
２２第１抵抗素子
２３容量素子
３０電圧印加部
３１第１トランジスタ
３１ａエミッタ端子
３１ｂベース端子
３１ｃコレクタ端子
３２第１ダイオード
３２ａアノード端子
３２ｂカソード端子
３３第２抵抗素子
３４第５抵抗素子
３５第６抵抗素子
４０電圧検出部
４１第２トランジスタ
４１ａエミッタ端子
４１ｂベース端子
４１ｃコレクタ端子
４２第２ダイオード
４２ａアノード端子
４２ｂカソード端子
４３第３抵抗素子
４４第７抵抗素子
４５第８抵抗素子
５０制御部
５１制御端子
５２モニタ端子
６０スイッチ
６１第１端子
６２第２端子
６３第３ダイオード
６３ａアノード端子
６３ｂカソード端子
６４第４抵抗素子

Claims

スイッチに接続される外部入力端子と、
前記外部入力端子に駆動用の電圧を印加する駆動動作を行う電圧印加部と、
前記外部入力端子の電圧の変化を検出する電圧検出部と、
前記電圧印加部と前記電圧検出部とに接続された制御部と、
前記外部入力端子と前記電圧印加部とに接続された蓄電部とを備え、
前記蓄電部は、
前記駆動用の電圧が印加される電圧印加用端子と、
一方の端子が前記外部入力端子に接続され、他方の端子が前記電圧印加用端子に接続された第１抵抗素子と、
一方の端子が前記電圧印加用端子に接続され、他方の端子が接地されて前記電圧印加用端子からの充電と前記電圧印加用端子への放電とを行う容量素子とを有するスイッチ監視回路であって、
前記制御部は、前記電圧印加部を制御するための制御端子を有し、
前記電圧印加部は、入力端子と電源端子と出力端子とを有する第１トランジスタと、電流の逆流を防止するための第１ダイオードとを有して構成されるスイッチング回路であり、
前記第１トランジスタの入力端子は、前記制御端子に接続され、
前記第１トランジスタの電源端子は、電源に接続され、
前記第１トランジスタの出力端子は、前記第１ダイオードと負荷抵抗となる第２抵抗素子とを介して前記電圧印加用端子に接続されていることを特徴とするスイッチ監視回路。
スイッチに接続される外部入力端子と、
前記外部入力端子に駆動用の電圧を印加する駆動動作を行う電圧印加部と、
前記外部入力端子の電圧の変化を検出する電圧検出部と、
前記電圧印加部と前記電圧検出部とに接続された制御部と、
前記外部入力端子と前記電圧印加部とに接続された蓄電部とを備え、
前記蓄電部は、
前記駆動用の電圧が印加される電圧印加用端子と、
一方の端子が前記外部入力端子に接続され、他方の端子が前記電圧印加用端子に接続された第１抵抗素子と、
一方の端子が前記電圧印加用端子に接続され、他方の端子が接地されて前記電圧印加用端子からの充電と前記電圧印加用端子への放電とを行う容量素子とを有するスイッチ監視回路であって、
前記制御部は、前記電圧検出部をモニタするためのモニタ端子を有し、
前記電圧検出部は、入力端子と電源端子と出力端子とを有する第２トランジスタと、電流の逆流を防止するための第２ダイオードとを有して構成されるスイッチング回路であり、
前記第２トランジスタの入力端子は、前記第２ダイオードを介して前記電圧印加用端子に接続され、
前記第２トランジスタの電源端子は、電源に接続され、
前記第２トランジスタの出力端子は、前記モニタ端子に接続されると共に、負荷抵抗となる第３抵抗素子を介して接地されていることを特徴とするスイッチ監視回路。
スイッチに接続される外部入力端子と、
前記外部入力端子に駆動用の電圧を印加する駆動動作を行う電圧印加部と、
前記外部入力端子の電圧の変化を検出する電圧検出部と、
前記電圧印加部と前記電圧検出部とに接続された制御部と、
前記外部入力端子と前記電圧印加部とに接続された蓄電部とを備え、
前記蓄電部は、
前記駆動用の電圧が印加される電圧印加用端子と、
一方の端子が前記外部入力端子に接続され、他方の端子が前記電圧印加用端子に接続された第１抵抗素子と、
一方の端子が前記電圧印加用端子に接続され、他方の端子が接地されて前記電圧印加用端子からの充電と前記電圧印加用端子への放電とを行う容量素子とを有するスイッチ監視回路であって、
前記スイッチは、操作に対応して互いの開閉状態が変化する第１端子と第２端子とを有し、
前記スイッチの第１端子は、前記外部入力端子に接続されると共に、電流の逆流を防止するための第３ダイオードと負荷抵抗となる第４抵抗素子とを介して電源に接続され、
前記スイッチの第２端子は、接地されていることを特徴とするスイッチ監視回路。
前記制御部は、前記スイッチ監視回路の動作状態を、前記電圧印加部が前記駆動動作を実行するウエイクアップ状態と、前記電圧印加部が前記駆動動作を停止するスリープ状態とに切り替え可能であり、前記電圧検出部の検出結果に基づいて前記スリープ状態と前記ウエイクアップ状態との切り替えを行うことを特徴とする請求項１−３のいずれかに記載のスイッチ監視回路。
前記制御部は、前記容量素子が放電を行っている期間内に、前記スリープ状態から前記ウエイクアップ状態への切り替えを行い、前記電圧印加部に前記駆動動作を開始させることを特徴とする請求項４に記載のスイッチ監視回路。