JP2007014165A - 車両用逆接保護装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ラッチ型リレーを用いてバッテリの逆接時における電気負荷の保護を確実に図れるようにして、省電力化、低発熱性、及び低電圧降下を実現できる車両用逆接保護装置を提供する。
【解決手段】バッテリ２と電気負荷１４，１５との間にラッチ開閉型電磁リレー３を設けるとともに、このラッチ開閉型電磁リレー３の接点を開放側に駆動するための励磁コイルを介してバッテリ２へと電流が流れる方向を順方向とするように、当該励磁コイルに電流を流して駆動する電磁リレー駆動手段５に対して並列にダイオード１１を接続する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載される各種電気負荷に対して電力供給を行うバッテリが逆極性接続（逆続）された際に当該電気負荷を保護する車両用逆接保護装置に関する。

自動車等の車両においては、様々な電気負荷に対して電力供給を行う電源としてバッテリ（蓄電池）が用いられるが、このバッテリの交換時に、誤って当該バッテリを逆極性接続（逆接）してしまう可能性がある。そのため、車両においては、かかるバッテリの逆接時に電気負荷を保護する必要があり、そのための対策として、バッテリの逆接時に電気負荷への電力供給を遮断するヒューズを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

具体的には、特許文献１には、バッテリとヒューズからなる安全器（回路遮断機）とをショートする回路と、この回路を開閉する開閉器とを設け、逆接電流の検知情報に基づいて、開閉器を制御する逆接保護装置が開示されている。

しかしながら、ヒューズは、一度回路遮断機として用いると交換する必要があることから、かかる従来の技術においては、予備のヒューズを用意しておく必要があるという問題があった。また、かかる従来の技術においては、逆接保護の目的のみのために、逆接電流を検知する手段、開閉器、及び開閉器を制御する手段を設ける必要があり、システム価格の高騰を招来するという問題もあった。

これに対して、ヒューズを用いずに電気負荷の逆接保護を図る技術として、バッテリと電気負荷との間に電磁リレーを設ける技術が提案されている（例えば、特許文献２や特許文献３等を参照。）。

具体的には、特許文献２には、バッテリと電気負荷との間に電磁リレーを設け、バッテリの正常接続時には、イグニッションキーがオン状態とされるのにともない、電磁リレーを常に励磁して回路閉成し、バッテリの逆接時には、リレー励磁回路に設けたダイオードによって逆方向への電流が流れないようにして電磁リレーをオフ状態に維持する技術が開示されている。

また、特許文献３には、バッテリと電気負荷との間に電磁リレーを設けるとともに、この電磁スイッチを駆動するスイッチング素子に対して並列にダイオードを設け、バッテリの逆接時に、ダイオードによって電流を通過させ、電磁スイッチの各接点を強制的にオフ動作させる技術が開示されている。
特表２００４−５２７９９７号公報 特開平５−３０６５３号公報 特開２００２−２３８１３５号公報

ところで、車両においては、搭載される電気負荷の種類や搭載数の増加にともない、できる限り消費電力を抑制することが望ましい。この観点から、電気負荷の逆接保護を行うために回路の開閉を切り替えるリレーを用いる場合には、当該リレーとして、切り替え時のみ一時的に通電し、開状態又は閉状態を保持する間は電力を必要とせず、省電力化、低発熱性、及び低電圧降下といった優れた特徴を有するラッチ型リレーを用いるのが望ましい。

しかしながら、上述した特許文献２及び特許文献３に記載された従来の技術においては、電磁リレーをラッチ型リレーに置換した場合には、バッテリの逆接時に、励磁コイル電流が流れないことから、逆接保護を行うことができないという問題があった。

本発明は、以上のような従来の実情に鑑みて創案されたものであって、ラッチ型リレーを用いてバッテリの逆接時における電気負荷の保護を確実に図れるようにして、省電力化、低発熱性、及び低電圧降下を実現することができる車両用逆接保護装置を提供することを目的とする。

本発明に係る車両用逆接保護装置は、前記目的を達成するために、バッテリと電気負荷との間にラッチ型リレーを設けるとともに、このラッチ型リレーの接点を開放側に駆動するための励磁コイルに電流を流して駆動する駆動手段を設け、励磁コイルを介してバッテリへと電流が流れる方向を順方向とするように、この駆動手段に対して並列にダイオードを接続する構成としている。これにより、本発明に係る車両用逆接保護装置においては、バッテリの逆接時には、ダイオードから励磁コイルを介してバッテリへと電流が流れることになり、ラッチ型リレーの接点が開放側に駆動する。

本発明に係る逆接保護装置によれば、バッテリの逆接時にはラッチ型リレーの接点が開放側に駆動されてバッテリと電気負荷とが電気的に切り離されるので、省電力化、低発熱性、及び低電圧降下を実現しながら、バッテリ逆接時における電気負荷の保護を確実に図ることができる。

以下、本発明を適用した車両用逆接保護装置の具体的な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

この車両用逆接保護装置は、車両に搭載される各種電気負荷に対して電力供給を行う電源としてのバッテリが、誤って逆極性接続（逆接）された際に、電気負荷を保護するためのものである。特に、この車両用逆接保護装置は、バッテリと電気負荷との間に、切り替え時のみ一時的に通電し、開状態又は閉状態を保持する間は電力を必要としないラッチ型リレーを設けたものである。

（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態の車両用逆接保護装置について、図１を参照しながら説明する。この車両用逆接保護装置は、図１に示すように、発電機（オルタネータ）１と蓄電池としてのバッテリ２とから電気負荷１４，１５に対して電力を供給する車両用の電源回路に適用され、バッテリ２が逆接された際に電気負荷１４，１５を保護するものである。

具体的には、本実施形態の車両用逆接保護装置は、バッテリ２と電気負荷１４，１５との間に、ラッチ型リレーの一種であるラッチ開閉型電磁リレー３を設けて構成される。

このラッチ開閉型電磁リレー３は、開閉時のみ電流を流すことから、消費電力が極めて少なく、また、接点圧を上げることが可能であることから、低接点抵抗とすることが可能なものであり、大電流電源回路を開閉するリレーとして最適である。

このようなラッチ開閉型電磁リレー３は、一般に、２つの端子、すなわち、ＳＥＴ端子とＲＥＳＥＴ端子とを有し、ＳＥＴ端子に電流を流すことにより、当該ＳＥＴ端子に接続された励磁コイルが励磁されて接点が閉成側に駆動する一方で、ＲＥＳＥＴ端子に電流を流すことにより、当該ＲＥＳＥＴ端子に接続された励磁コイルが励磁されて接点が開放側に駆動する。このような駆動を実現するために、ラッチ開閉型電磁リレー３のＳＥＴ端子及びＲＥＳＥＴ端子には、それぞれ、励磁コイルに電流を流して駆動する電磁リレー駆動手段４，５が電気的に接続されている。

電磁リレー駆動手段４，５は、それぞれ、トランジスタ等を用いて構成される。電磁リレー駆動手段４，５をトランジスタを用いて構成した場合には、各エミッタ端子がグラウンドに接続されるとともに、各コレクタ端子がラッチ開閉型電磁リレー３のＳＥＴ端子及びＲＥＳＥＴ端子のそれぞれに接続される。したがって、ラッチ開閉型電磁リレー３は、電磁リレー駆動手段４をオン状態とすることによってＳＥＴ端子に電流が流れ、これにともない、接点が閉成側に駆動する一方で、電磁リレー駆動手段５をオン状態とすることによってＲＥＳＥＴ端子に電流が流れ、これにともない、接点が開放側に駆動するように構成される。

このような電磁リレー駆動手段４，５は、それぞれ、定電圧電源回路６から供給される電力によって駆動するマイクロプロセッサ７によって制御される。具体的には、電磁リレー駆動手段４，５をトランジスタを用いて構成した場合には、各ベース端子にマイクロプロセッサ７が接続される。ここで、定電圧電源回路６は、逆接保護が施された状態で、ラッチ開閉型電磁リレー３の上流側に電気的に接続されている。したがって、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、ラッチ開閉型電磁リレー３の開閉動作に影響を受けることなく、定電圧電源回路６からマイクロプロセッサ７に対して電力を供給し、電磁リレー駆動手段４，５を制御することができるように構成されている。

なお、マイクロプロセッサ７は、例えば電気負荷１４，１５への電力供給を制御する電源制御手段８，９の駆動制御を兼ねるようにしてもよい。具体的には、電気負荷１４を制御する電源制御手段８をｎチャネルＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）等からなる半導体リレーを用いて構成した場合には、そのドレイン端子に、発電機１とラッチ開閉型電磁リレー３とを接続するとともに、ソース端子に電気負荷１４を接続し、さらに、ゲート端子にマイクロプロセッサ７を接続することにより、当該マイクロプロセッサ７によって当該電源制御手段８の駆動制御を行うことができる。また、電気負荷１５を制御する電源制御手段９を電磁リレーを用いて構成した場合には、その励磁コイルに電流を流して駆動するトランジスタ１０等をマイクロプロセッサ７によって制御することにより、当該電源制御手段９の駆動制御を行うことができる。このように、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、マイクロプロセッサ７によって電源制御手段８，９の駆動制御を兼ねることにより、安価なシステムを構築することが可能となる。

このような構成の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２が正常に接続された場合には、ラッチ開閉型電磁リレー３のＳＥＴ端子に接続された励磁コイルに電流が流れ、接点が閉成側に駆動し、当該ラッチ開閉型電磁リレー３の下流側に電気的に接続されている発電機１や電気負荷１４，１５が当該バッテリ２と電気的に接続されることになる。

一方、バッテリ２の逆接時には、ラッチ開閉型電磁リレー３を開放側に駆動して、バッテリ２と発電機や電気負荷１４，１５とを電気的に切り離して、これらを保護する必要がある。このため、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時にラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された励磁コイルに電流を流すために、当該ラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された電磁リレー駆動手段５に対して並列にダイオード１１を設けている。具体的には、ダイオード１１は、そのアノード端子がグラウンドに接続されるとともに、カソード端子が電磁リレー駆動手段５に接続される。すなわち、ダイオード１１は、ラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された励磁コイルを介してバッテリ２へと電流が流れる方向を順方向とするように、電磁リレー駆動手段５に対して並列に接続される。

これにより、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、グラウンド、ダイオード１１、ラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された励磁コイル、ヒューズやヒュージブルリンクから構成される過電流遮断器１２、バッテリ２、及びグラウンドへと至る電流経路が形成されることになる。すなわち、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、ラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された励磁コイルに電流が流れることから、接点が開放側に駆動することになる。

したがって、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、ラッチ開閉型電磁リレー３の下流側に電気的に接続されている発電機１や電気負荷１４，１５が当該バッテリ２と電気的に切り離され、逆接保護されることになる。また、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接が解消した場合には、ラッチ開閉型電磁リレー３のＳＥＴ端子に接続された励磁コイルに電流が流れることになり、自動的に接点が閉成側に駆動し、当該ラッチ開閉型電磁リレー３の下流側に電気的に接続されている発電機１や電気負荷１４，１５が当該バッテリ２と電気的に接続される。

なお、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、上述した電流経路が形成されることから、電磁リレー駆動手段５及びマイクロプロセッサ７が動作することはなく、これら電磁リレー駆動手段５及びマイクロプロセッサ７は、バッテリ２の正常接続時のみ動作することになる。

ところで、以上のような本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２が逆接された場合には、適切に逆接保護される結果、見かけ上、何も異変が生じず、逆接による保護状態であることを把握しにくい側面がある。

そこで、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、ラッチ開閉型電磁リレー３の上流側に、バッテリ２の逆接時に発光する発光ダイオード１３を設けるのが望ましい。具体的には、発光ダイオード１３は、そのアノード端子がグラウンドに接続されるとともに、カソード端子が、バッテリ２の逆接時に形成される上述した電流経路に接続される。

これにより、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時に、上述した電流経路に電流が流れるのにともない発光ダイオード１３を発光させることができ、安価な構成のもとで、当該バッテリ２の逆接による保護状態であることを適切に報知することができ、当該バッテリ２の正常接続を促すことができる。

以上詳細に説明したように、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２と電気負荷１４，１５との間にラッチ開閉型電磁リレー３を設けるとともに、このラッチ開閉型電磁リレー３の接点を開放側に駆動するための励磁コイルを介してバッテリ２へと電流が流れる方向を順方向とするように、当該励磁コイルに電流を流して駆動する電磁リレー駆動手段５に対して並列にダイオード１１を接続した構成としている。

これにより、この車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時に、ダイオード１１から励磁コイルを介して当該バッテリ２へと電流が流れてラッチ開閉型電磁リレー３の接点が開放側に駆動され、バッテリ２と電気負荷１４，１５とが電気的に切り離されるので、省電力化、低発熱性、及び低電圧降下を実現しながら、バッテリ２の逆接時における電気負荷１４，１５の保護を確実に図ることができる。

特に、この車両用逆接保護装置においては、ラッチ型リレーとして、ＳＥＴ端子に接続された励磁コイルが励磁された場合に、接点が閉成側に駆動するとともに、ＲＥＳＥＴ端子に接続された励磁コイルが励磁された場合に接点が開放側に駆動するラッチ開閉型電磁リレー３を用いることにより、バッテリ２の逆接が解消した場合には、自動的に接点が閉成側に駆動し、当該ラッチ開閉型電磁リレー３の下流側に電気的に接続されている電気負荷１４，１５を当該バッテリ２と電気的に接続することができ、電磁リレー駆動手段４，５を制御することによって自由に接点を開閉することが可能となる。

また、この車両用逆接保護装置は、バッテリ２の逆接時に発光する発光ダイオード１３を備えることから、安価な構成のもとで、当該バッテリ２の逆接による保護状態である旨を適切に報知することができ、当該バッテリ２の正常接続を促すことができる。

さらに、この車両用逆接保護装置は、ラッチ開閉型電磁リレー３の上流側に電気的に接続された定電圧電源回路６と、この定電圧電源回路６から供給される電力によって駆動するマイクロプロセッサ７とを備えることにより、ラッチ開閉型電磁リレー３の開閉動作に影響を受けることなく、定電圧電源回路６からマイクロプロセッサ７に対して電力を供給し、電磁リレー駆動手段４，５を制御することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態の車両用逆接保護装置について、図２を参照しながら説明する。この車両用逆接保護装置は、第１の実施形態の車両用逆接保護装置におけるラッチ開閉型電磁リレーの代わりに、ラッチ開放型（ノーマルクローズ）電磁リレーを用いたものである。なお、本実施形態の車両用逆接保護装置におけるその他の構成は、基本的には上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の構成については図中同一の符号を付して重複した説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。

本実施形態の車両用逆接保護装置は、図２に示すように、バッテリ２と電気負荷１４，１５との間に、ラッチ型リレーの一種であるラッチ開放型電磁リレー２１を設けて構成される。このラッチ開放型電磁リレー２１は、通常は接点を閉成しており、励磁コイルへの電流入力によって開放側へ接点を駆動し、機械的に開放状態を保持するものである。

本実施形態の車両用逆接保護装置においては、ラッチ開放型電磁リレー２１を設けるのにともない、励磁コイルに電流を流して駆動する電磁リレー駆動手段として、トランジスタ等を用いて構成される単一の電磁リレー駆動手段２２を設けるのみでよくなる。具体的には、電磁リレー駆動手段２２をトランジスタを用いて構成した場合には、そのエミッタ端子がグラウンドに接続されるとともに、コレクタ端子がラッチ開放型電磁リレー２２の端子に接続される。

このようなラッチ開放型電磁リレー２１を備える車両用逆接保護装置においては、バッテリ２が正常に接続されている場合には、ラッチ開放型電磁リレー２１の接点が閉成側にあり、当該ラッチ開閉型電磁リレー２１の下流側に電気的に接続されている発電機１や電気負荷１４，１５が当該バッテリ２と電気的に接続される。

また、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時に、ラッチ開放型電磁リレー２１の励磁コイルに電流を流すために、当該ラッチ開放型電磁リレー２１に接続された電磁リレー駆動手段２２に対して並列にダイオード１１を設けている。具体的には、ダイオード１１は、そのアノード端子がグラウンドに接続されるとともに、カソード端子が電磁リレー駆動手段２２に接続される。すなわち、ダイオード１１は、ラッチ開放型電磁リレー２１の励磁コイルを介してバッテリ２へと電流が流れる方向を順方向とするように、電磁リレー駆動手段２２に対して並列に接続される。

これにより、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、電磁リレー駆動手段２２をオン状態とすることにより、グラウンド、ダイオード１１、ラッチ開放型電磁リレー２１の励磁コイル、過電流遮断器１２、バッテリ２、及びグラウンドへと至る電流経路が形成されて当該ラッチ開放型電磁リレー２１の励磁コイルに電流が流れ、これにともない、接点を開放側に駆動する。

したがって、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、ラッチ開放型電磁リレー２１の下流側に電気的に接続されている発電機１や電気負荷１４，１５が当該バッテリ２と電気的に切り離され、逆接保護されることになる。

ただし、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、ラッチ開放型電磁リレー２１を用いることにより、バッテリ２の逆接が解消した場合には、第１の実施形態にて用いたラッチ開閉型電磁リレー３のように、自動的に接点回復状態に戻る、すなわち、ノーマルクローズ状態に戻ることがないことから、開放側にある接点を閉成側に戻す場合には、手動の操作が必要となる。

以上詳細に説明したように、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、ラッチ型リレーとして、通常は接点を閉成しており、励磁コイルへの電流入力によって開放側へ接点を駆動し、機械的に開放状態を保持するラッチ開放型電磁リレー２１を用い、ダイオード１１のカソード端子を電磁リレー駆動手段２２に接続している。

これにより、この車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時に、ダイオード１１から励磁コイルを介して当該バッテリ２へと電流が流れてラッチ開放型電磁リレー２１の接点が開放側に駆動され、バッテリ２と電気負荷１４，１５とが電気的に切り離されるので、省電力化、低発熱性、及び低電圧降下を実現しながら、バッテリ２の逆接時における電気負荷１４，１５の保護を確実に図ることができる。

特に、この車両用逆接保護装置においては、ラッチ型リレーとして、ラッチ開閉型電磁リレーよりも廉価なラッチ開放型電磁リレー２１を用い、また、ラッチ開放型電磁リレー２１の採用により単一の電磁リレー駆動手段２２を設けるのみでよくなることから、部品点数の削減を図ることができ、安価なシステムを構築することができる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態の車両用逆接保護装置について、図３を参照しながら説明する。この車両用逆接保護装置は、第１の実施形態の車両用逆接保護装置における電磁リレー駆動手段５とダイオード１０の代わりに、これらを一体化したダイオード内蔵型電磁リレー駆動手段３１を用いたものである。なお、本実施形態の車両用逆接保護装置におけるその他の構成は、基本的には上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の構成については図中同一の符号を付して重複した説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。

本実施形態の車両用逆接保護装置においては、ラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された電磁リレー駆動手段５及びダイオード１１の代わりに、図３に示すように、これら電磁リレー駆動手段５及びダイオード１１を一体化したダイオード内蔵型電磁リレー駆動手段３１を設けている。

このダイオード内蔵型電磁リレー駆動手段３１は、通常、大電流モータやソレノイド等の誘導大電流負荷を駆動するために用いられるものであり、トランジスタとダイオードとを互いに並列に接続して構成される。車両用逆接保護装置においては、かかるダイオード内蔵型電磁リレー駆動手段３１を新たな用途に適用したものである。

具体的には、ダイオード内蔵型電磁リレー駆動手段３１は、トランジスタのエミッタ端子とダイオードのアノード端子とが互いに接続され、これらがグラウンドに接続されるとともに、当該トランジスタのコレクタ端子と当該ダイオードのカソード端子とが互いに接続され、これらがラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続される。したがって、ラッチ開閉型電磁リレー３は、電磁リレー駆動手段４をオン状態とすることによってＳＥＴ端子に電流が流れ、これにともない、接点が閉成側に駆動する一方で、ダイオード内蔵型電磁リレー駆動手段３１をオン状態とすることによってＲＥＳＥＴ端子に電流が流れ、これにともない、接点が開放側に駆動するように構成される。

このように、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、電磁リレー駆動手段として、トランジスタの一方の端子とダイオードのアノード端子とが互いに接続されるとともに、当該トランジスタの他方の端子と当該ダイオードのカソード端子とが互いに接続されて一体化されたダイオード内蔵型駆動手段３１を用いることにより、部品点数の削減を図ることができ、安価なシステムを構築することができる。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態の車両用逆接保護装置について、図４を参照しながら説明する。この車両用逆接保護装置は、第１の実施形態の車両用逆接保護装置における電磁リレー駆動手段５とダイオード１０の代わりに、過電流検知機能付きＩＰＳ（インテリジェントパワースイッチ）４１を用いたものである。なお、本実施形態の車両用逆接保護装置におけるその他の構成は、基本的には上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の構成については図中同一の符号を付して重複した説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。

本実施形態の車両用逆接保護装置においては、ラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された電磁リレー駆動手段５及びダイオード１１の代わりに、図４に示すように、過電流検知機能付きＩＰＳ４１を設けている。この過電流検知機能付きＩＰＳ４１は、過電流検知用の端子に逆電圧を印加することによってパワーＭＯＳ−ＦＥＴをオン状態とすることができるものであり、ラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続されたパワーＭＯＳ−ＦＥＴに対して並列にダイオードを接続して構成されたものである。

具体的には、過電流検知機能付きＩＰＳ４１は、ソース端子がグラウンドに接続されるとともに、ドレイン端子がラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続されたパワーＭＯＳ−ＦＥＴのゲート端子に、アノード端子がグラウンドに接続されたダイオードのカソード端子が接続されて構成される。したがって、ラッチ開閉型電磁リレー３は、電磁リレー駆動手段４をオン状態とすることによってＳＥＴ端子に電流が流れ、これにともない、接点が閉成側に駆動する一方で、過電流検知機能付きＩＰＳ４１のパワーＭＯＳ−ＦＥＴをオン状態とすることによってＲＥＳＥＴ端子に電流が流れ、これにともない、接点が開放側に駆動するように構成される。

ここで、過電流検知機能付きＩＰＳ４１は、パワーＭＯＳ−ＦＥＴのゲート端子にダイオードを介して逆電圧を印加することによってオン状態となる。すなわち、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、グラウンド、過電流検知機能付きＩＰＳ４１の４１のダイオード及びパワーＭＯＳ−ＦＥＴ、ラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された励磁コイル、過電流遮断器１２、バッテリ２、及びグラウンドへと至る電流経路が形成され、ラッチ開閉型電磁リレー３の接点が開放側に駆動することになる。

したがって、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、ラッチ開閉型電磁リレー３の下流側に電気的に接続されている発電機１や電気負荷１４，１５が当該バッテリ２と電気的に切り離され、逆接保護されることになる。また、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接が解消した場合には、ラッチ開閉型電磁リレー３のＳＥＴ端子に接続された励磁コイルに電流が流れることから、自動的に接点が閉成側に駆動し、当該ラッチ開閉型電磁リレー３の下流側に電気的に接続されている発電機１や電気負荷１４，１５が当該バッテリ２と電気的に接続される。

なお、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時には、上述した電流経路が形成されることから、マイクロプロセッサ７が動作することはなく、マイクロプロセッサ７は、バッテリ２の正常接続時のみ動作することになる。

以上詳細に説明したように、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、電磁リレー駆動手段として、過電流検知用の端子に逆電圧を印加することによってオン状態となるパワーＭＯＳ−ＦＥＴに対して並列にダイオードが接続された過電流検知機能付きＩＰＳ４１を用いる。

これにより、この車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時に、過電流検知機能付きＩＰＳ４１の４１のダイオードから励磁コイルを介して当該バッテリ２へと電流が流れてラッチ開閉型電磁リレー３の接点が開放側に駆動され、バッテリ２と電気負荷１４，１５とが電気的に切り離されるので、省電力化、低発熱性、及び低電圧降下を実現しながら、バッテリ２の逆接時における電気負荷１４，１５の保護を確実に図ることができる。

（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態の車両用逆接保護装置について、図５を参照しながら説明する。この車両用逆接保護装置は、第１の実施形態の車両用逆接保護装置におけるダイオード１０の代わりに発光ダイオード５１を用いることで、別途設けていた発光ダイオード１３を不要としたものである。なお、本実施形態の車両用逆接保護装置におけるその他の構成は、基本的には上述した第１の実施形態と同様であるので、以下、第１の実施形態と同様の構成については図中同一の符号を付して重複した説明を省略し、本実施形態に特徴的な部分を中心に説明する。

本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時にラッチ開閉型電磁リレー３のＲＥＳＥＴ端子に接続された励磁コイルに電流を流すためのダイオードとして、図５に示すように、順方向電圧が印加されることによって発光する発光ダイオード５１を設けている。

これにより、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、バッテリ２の逆接時に、ラッチ開閉型電磁リレー３の下流側に電気的に接続されている発電機１や電気負荷１４，１５を当該バッテリ２と電気的に切り離し、逆接保護することは勿論のこと、発光ダイオード５１が発光することで当該バッテリ２の逆接による保護状態である旨を適切に報知することができ、当該バッテリ２の正常接続を促すことができる。

このように、本実施形態の車両用逆接保護装置においては、ラッチ型リレーを用いて逆接保護を行うために必要なダイオードを発光ダイオード５１とすることにより、部品点数の削減を図ることができ、安価なシステムを構築することができる。

なお、以上説明した第１乃至第５の実施形態は本発明の一適用例であり、本発明が以上の各実施形態の説明で開示した内容に限定されるものではなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、具体的なハードウェア構成などにおいて種々の変更が可能であることは勿論である。

本発明の第１の実施形態としての車両用逆接保護装置の概略回路構成を示す図である。 本発明の第２の実施形態としての車両用逆接保護装置の概略回路構成を示す図である。 本発明の第３の実施形態としての車両用逆接保護装置の概略回路構成を示す図である。 本発明の第４の実施形態としての車両用逆接保護装置の概略回路構成を示す図である。 本発明の第５の実施形態としての車両用逆接保護装置の概略回路構成を示す図である。

符号の説明

１ 発電機
２ バッテリ
３ ラッチ開閉型電磁リレー
４，５，２２ 電磁リレー駆動手段
６ 定電圧電源回路
７ マイクロプロセッサ
８，９ 電源制御手段
１０ トランジスタ
１１ ダイオード
１２ 過電流遮断器
１３，５１ 発光ダイオード
１４，１５ 電気負荷
２１ ラッチ開放型電磁リレー
３１ ダイオード内蔵型電磁リレー駆動手段
４１ 過電流検知機能付きＩＰＳ

Claims (8)

1. 車両に搭載される各種電気負荷に対して電力供給を行うバッテリが逆極性接続された際に当該電気負荷を保護する車両用逆接保護装置において、
   前記バッテリと前記電気負荷との間に設けられたラッチ型リレーと、
   前記ラッチ型リレーの接点を開放側に駆動するための励磁コイルに電流を流して駆動する駆動手段と、
   前記励磁コイルを介して前記バッテリへと電流が流れる方向を順方向とするように、前記駆動手段に対して並列に接続されたダイオードとを備えることを特徴とする車両用逆接保護装置。
2. 前記バッテリが逆極性接されたときに発光する発光手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用逆接保護装置。
3. 前記ダイオードは、前記発光手段としての発光ダイオードであることを特徴とする請求項２に記載の車両用逆接保護装置。
4. 前記ラッチ型リレーは、第１の端子に接続された第１の励磁コイルが励磁された場合に、接点が閉成側に駆動するとともに、第２の端子に接続された第２の励磁コイルが励磁された場合に接点が開放側に駆動するラッチ開閉型電磁リレーであり、
   前記ダイオードは、そのカソード端子が前記駆動手段に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用逆接保護装置。
5. 前記ラッチ型リレーは、通常は接点を閉成しており、励磁コイルへの電流入力によって開放側へ接点を駆動し、機械的に開放状態を保持するラッチ開放型電磁リレーであり、
   前記ダイオードは、そのカソード端子が前記駆動手段に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用逆接保護装置。
6. 前記駆動手段は、トランジスタの一方の端子と前記ダイオードのアノード端子とが互いに接続されるとともに、当該トランジスタの他方の端子と当該ダイオードのカソード端子とが互いに接続されて一体化されたダイオード内蔵型駆動手段であることを特徴とする請求項１に記載の車両用逆接保護装置。
7. 前記駆動手段は、過電流検知用の端子に逆電圧を印加することによってオン状態となるパワーＭＯＳ−ＦＥＴに対して並列に前記ダイオードが接続されたインテリジェントパワースイッチであることを特徴とする請求項１に記載の車両用逆接保護装置。
8. 前記ラッチ型リレーの上流側に電気的に接続された定電圧電源回路と、
   前記定電圧電源回路から供給される電力によって駆動し、前記駆動手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用逆接保護装置。

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