JP2011230652A

JP2011230652A - Control device for recovering condition of electric contact, and control system

Info

Publication number: JP2011230652A
Application number: JP2010102550A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Tsubaki; 和也椿
Original assignee: Yazaki Corp
Current assignee: Yazaki Corp
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: JP5574483B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To keep a desirable condition of electric contact that poor contact or increase of contact resistance hardly occurs, and also to reduce wasted power consumption when electronic equipment stands by or is in nonuse.SOLUTION: A device for recovering a condition of the electric contact is mounted on a slave control unit 12 which is input an electric signal SG1 from a switch SW. The device includes: a data communication section 31 for communicating between other control units and itself; a corrosion protection circuit 33 which temporarily applies large current for recovering condition to the electric contact of the switch SW; and a control section 32 which temporarily permits the corrosion protection circuit 33 to energize when the data communication section 31 receives a common signal of a header, the common signal being commonly included in the all communication signals which the data communication section receives from the other control units.

Description

本発明は、例えば車載電気機器などに用いられるスイッチやコネクタの接続箇所に存在する電気接点を望ましい状態に維持するために用いられる電気接点の状態回復制御装置および制御システムに関する。 The present invention relates to an electrical contact state recovery control device and a control system used to maintain electrical contacts existing at connection points of switches and connectors used in, for example, in-vehicle electrical devices.

例えば、比較的大きな電流（例えば１アンペア程度）の通電制御に適した構造のスイッチ、あるいは比較的大きな電流を流すことが可能なコネクタについては、電気接点の箇所に酸化皮膜が形成されやすい。すなわち、電気接点に酸化し易い材質を採用していたり、保護用のメッキ処理が施されていないために、自然な環境であっても腐食により時間の経過と共に酸化皮膜が形成されてしまう。 For example, for a switch having a structure suitable for energization control of a relatively large current (for example, about 1 ampere) or a connector capable of flowing a relatively large current, an oxide film is likely to be formed at the location of the electrical contact. That is, since an easily oxidizable material is used for the electrical contacts or no protective plating is applied, an oxide film is formed over time due to corrosion even in a natural environment.

電気接点に酸化皮膜が形成されてしまった場合でも、十分に大きな電流を流す場合には、その電流によって電気接点の酸化皮膜が破壊されるので問題は生じにくい。しかし、電気信号を通す箇所のように比較的小さい電流しか流れない場所にこのようなスイッチやコネクタを採用した場合には、酸化皮膜により接触不良が生じたり、接触抵抗が増大し、電気回路の誤動作に繋がる可能性がある。 Even when an oxide film is formed on the electrical contact, if a sufficiently large current is passed, the oxide film on the electrical contact is destroyed by the current, so that a problem hardly occurs. However, when such a switch or connector is used in a place where only a relatively small current flows, such as a place where an electric signal is passed, contact failure occurs due to an oxide film, contact resistance increases, It may lead to malfunction.

そこで、信号として比較的小さい電流しか流れない場合であっても、このような電気接点から酸化皮膜を自動的に除去して電気接点の状態を回復するための技術が特許文献１に開示されている。特許文献１においては、トランジスタなどのスイッチング素子を用いて、スイッチの電気接点の箇所に比較的大きな電流をパルス状に繰り返し流す電気回路を提案している。すなわち、このスイッチの電気接点が閉じている状態で、パルス信号を用いて短時間だけ大きな電流を電気接点に流す。これにより、酸化皮膜を繰り返し自動的に除去し、接触不良の発生を防止したり接触抵抗の増大を防止することができる。 Therefore, even when only a relatively small current flows as a signal, Patent Document 1 discloses a technique for automatically removing the oxide film from such an electrical contact to restore the state of the electrical contact. Yes. Patent Document 1 proposes an electric circuit that repeatedly uses a switching element such as a transistor to repeatedly flow a relatively large current in the form of a pulse at an electrical contact point of the switch. That is, a large current is passed through the electrical contact for a short time using a pulse signal in a state where the electrical contact of the switch is closed. As a result, the oxide film can be automatically and repeatedly removed to prevent the occurrence of contact failure or increase in contact resistance.

特開平６−９６６３７号公報JP-A-6-96637

特許文献１に開示された技術を用いることにより、腐食が生じやすい構造や材質や環境であっても、スイッチやコネクタ等の電気接点を接触不良が生じにくく接触抵抗が小さい望ましい状態に維持することができ、電子機器の誤動作を予防して信頼性を維持するために役立てることができる。 By using the technique disclosed in Patent Document 1, even in a structure, material, or environment in which corrosion is likely to occur, electrical contacts such as switches and connectors are maintained in a desirable state in which contact failure is unlikely to occur and contact resistance is low. Can be used to prevent malfunction of electronic equipment and maintain reliability.

しかしながら、特許文献１の従来技術では、常に比較的大きい電流を周期的に流す必要があるので、この技術を採用しない場合と比べて電子機器の電力消費量が増大してしまう。特に、電子機器が実質的に動作していない待機状態や停止状態であっても、電気接点の状態を維持するために大きい電流を周期的に流すことになるので、待機状態や停止状態における電子機器全体の電力消費量が通常よりも大幅に増大するのは避けられない。 However, in the conventional technique of Patent Document 1, since it is necessary to constantly pass a relatively large current periodically, the power consumption of the electronic device increases as compared with the case where this technique is not adopted. In particular, even in a standby state or a stopped state in which the electronic device is not substantially operating, a large current is periodically passed to maintain the state of the electrical contacts. It is inevitable that the power consumption of the entire device will increase significantly than usual.

例えば、車両には様々な種類の電子機器が搭載されているが、これらの電子機器は車両が使用されている時に常時動作している機器と一時的に使用される機器とがある。例えば、照明制御用の電子機器は夜間以外のタイミングではほとんど使用されない。また、クルーズコントロール（車速自動制御）用の電子機器は高速道路を走行中の場合以外は使用されない。また、空調制御（エアコン）用の電子機器も常時動作しているわけではない。 For example, various types of electronic devices are mounted on the vehicle, and these electronic devices include devices that are constantly operating when the vehicle is in use and devices that are temporarily used. For example, electronic devices for lighting control are rarely used at timings other than nighttime. Also, the electronic device for cruise control (automatic vehicle speed control) is not used except when traveling on a highway. Also, electronic equipment for air conditioning control (air conditioner) is not always operating.

従って、車両のように多数の電子機器を搭載している場合には、全ての電子機器について特許文献１の技術を適用すると、実際には使用していない電子機器にも周期的に大きな電流が流れることになり、電子機器の待機時や不使用時に無駄に消費される電力が大幅に増えてしまう。 Therefore, when a large number of electronic devices are mounted as in a vehicle, if the technique of Patent Document 1 is applied to all electronic devices, a large current is periodically generated even in electronic devices that are not actually used. As a result, the electric power that is wasted when the electronic device is on standby or not in use is greatly increased.

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、スイッチやコネクタ等の電気接点を接触不良が生じにくく接触抵抗が小さい状態に維持すると共に、この電気接点を使用している電子機器の待機時や不使用時に無駄に消費される電力を低減することが可能な電気接点の状態回復制御装置および制御システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances. The purpose of the present invention is to maintain electrical contacts such as switches and connectors in a state where contact failure is unlikely to occur and the contact resistance is low, and the electrical contacts are used. It is an object of the present invention to provide an electrical contact state recovery control device and a control system that can reduce power that is wasted when the electronic device is on standby or not in use.

前述した目的を達成するために、本発明に係る電気接点の状態回復制御装置は、下記（１）〜（２）を特徴としている。
（１）少なくとも１つの電気接点を有する制御対象接点部を経由して電気信号が入力される電子制御ユニットに搭載される電気接点の状態回復制御装置であって、
前記電子制御ユニットが他の制御ユニットとの間でデータ通信するためのデータ通信部と、
前記制御対象接点部の電気接点が閉じているときに、前記電気接点に対して前記電気信号よりも電流値の大きいパルス状の電流を状態回復用の電流として流す状態回復用通電回路と、
前記データ通信部が前記他の制御ユニットから全ての通信信号に共通に含まれる共通信号を受信したときに、前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する通電制御部と
を備えること。
（２）上記（１）に記載の電気接点の状態回復制御装置であって、
前記通電制御部は、前記通信信号の先頭部分に共通に含まれるヘッダを前記データ通信部が受信したときに、前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する
こと。 In order to achieve the above-described object, the electrical contact state recovery control device according to the present invention is characterized by the following (1) to (2).
(1) An electrical contact state recovery control device mounted on an electronic control unit to which an electrical signal is input via a control target contact portion having at least one electrical contact,
A data communication unit for data communication between the electronic control unit and another control unit;
A state recovery energization circuit that causes a pulsed current having a current value larger than the electrical signal to flow through the electrical contact as a current for current recovery when the electrical contact of the control target contact portion is closed;
An energization control unit that temporarily permits energization operation of the energization circuit for state recovery when the data communication unit receives a common signal included in all communication signals from the other control unit. .
(2) The electrical contact state recovery control device according to (1) above,
The energization control unit temporarily permits the energization operation of the state recovery energization circuit when the data communication unit receives a header commonly included in a head portion of the communication signal.

上記（１）の構成の電気接点の状態回復制御装置によれば、電子機器の待機時や不使用時に無駄に消費される電力を低減することが可能である。すなわち、前記通電制御部が前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する条件が、前記データ通信部が他の制御ユニットからの通信信号に含まれる共通信号を受信した時に限定される。従って、該当する電気接点を介して電気信号を入力する電子制御ユニットが停止中（例えば電源オフの状態）であれば、前記データ通信部が前記共通信号を正常に受信できないので、前記状態回復用通電回路は通電停止状態を維持する。前記電子制御ユニットが動作中であれば、他の制御ユニットが通信信号を送信する毎に、前記データ通信部が前記共通信号を受信することになり、前記状態回復用通電回路はその都度通電を実施して電気接点の状態を回復させることができる。
上記（２）の電気接点の状態回復制御装置によれば、様々な通信信号に含まれるヘッダを前記共通信号として使用するので、通信を行っている限り、通信の内容や宛先とは無関係に、周期的に前記状態回復用通電回路の通電動作を行うことができる。 According to the electrical contact state recovery control apparatus having the configuration (1), it is possible to reduce the power that is wasted when the electronic device is on standby or not in use. That is, the condition that the energization control unit temporarily permits the energization operation of the state recovery energization circuit is limited when the data communication unit receives a common signal included in a communication signal from another control unit. . Therefore, if the electronic control unit that inputs an electric signal through the corresponding electric contact is stopped (for example, in a power-off state), the data communication unit cannot normally receive the common signal. The energization circuit maintains the energization stop state. If the electronic control unit is in operation, the data communication unit will receive the common signal each time another control unit transmits a communication signal, and the state recovery energization circuit is energized each time. It can be implemented to restore the state of the electrical contacts.
According to the electrical contact state recovery control device of (2) above, since the header included in various communication signals is used as the common signal, so long as communication is performed, regardless of the content and destination of communication, The energization operation of the state recovery energization circuit can be performed periodically.

前述した目的を達成するために、本発明に係る制御システムは、下記（３）〜（４）を特徴としている。
（３）複数のスレーブ制御ユニットと、これらを制御する１つのマスタ制御ユニットとを含み、前記複数のスレーブ制御ユニットとマスタ制御ユニットとが所定の通信路を介して通信可能な状態で接続された制御システムであって、
前記複数のスレーブ制御ユニットのそれぞれが、
少なくとも１つの電気接点を有する制御対象接点部を経由して入力される電気信号に基づいて制御を行うと共に、
前記マスタ制御ユニットとの間でデータ通信するためのデータ通信部と、
前記制御対象接点部の電気接点が閉じているときに、前記電気接点に対して前記電気信号よりも電流値の大きいパルス状の電流を状態回復用の電流として流す状態回復用通電回路と、
前記データ通信部が前記マスタ制御ユニットから全ての通信信号に共通に含まれる共通信号を受信したときに、前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する通電制御部と
を備えること。
（４）上記（３）に記載の制御システムであって、
前記各スレーブ制御ユニットの通電制御部は、前記通信信号の先頭部分に共通に含まれるヘッダを前記データ通信部が受信したときに、前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する
こと。 In order to achieve the above-described object, the control system according to the present invention is characterized by the following (3) to (4).
(3) It includes a plurality of slave control units and one master control unit that controls them, and the plurality of slave control units and the master control unit are connected in a communicable state via a predetermined communication path. A control system,
Each of the plurality of slave control units is
While performing control based on an electrical signal input via a control target contact portion having at least one electrical contact,
A data communication unit for data communication with the master control unit;
A state recovery energization circuit that causes a pulsed current having a current value larger than the electrical signal to flow through the electrical contact as a current for current recovery when the electrical contact of the control target contact portion is closed;
An energization control unit that temporarily permits energization operation of the state recovery energization circuit when the data communication unit receives a common signal included in all communication signals in common from the master control unit.
(4) The control system according to (3) above,
The energization control unit of each slave control unit temporarily permits the energization operation of the state recovery energization circuit when the data communication unit receives a header that is commonly included in the head portion of the communication signal. .

上記（３）の構成の制御システムによれば、前記複数のスレーブ制御ユニットのそれぞれについて、使用している電気接点の状態を自動的に回復させることができ、待機時や不使用時に無駄に消費される電力を低減することが可能である。
上記（４）の構成の制御システムによれば、様々な通信信号に含まれるヘッダを前記共通信号として使用するので、通信を行っている限り、通信の内容や宛先とは無関係に、周期的に前記状態回復用通電回路の通電動作を行うことができる。 According to the control system configured as described in (3) above, the state of the electrical contact used can be automatically recovered for each of the plurality of slave control units, and is consumed wastefully during standby or when not in use. It is possible to reduce the power consumed.
According to the control system configured as described in (4) above, headers included in various communication signals are used as the common signal. Therefore, as long as communication is performed, the communication system periodically performs regardless of the content or destination of communication. The energization operation of the state recovery energization circuit can be performed.

本発明によれば、スイッチやコネクタ等の電気接点を接触不良が生じにくく接触抵抗が小さい状態に自動的に維持すると共に、この電気接点を使用している電子機器の待機時や不使用時に無駄に消費される電力を低減することが可能である。 According to the present invention, electrical contacts such as switches and connectors are automatically maintained in a state in which contact failure is unlikely to occur and contact resistance is low, and wasteful when an electronic device using this electrical contact is in standby or not in use. It is possible to reduce the power consumed by the battery.

以上、本発明について簡潔に説明した。更に、以下に説明される発明を実施するための形態を添付の図面を参照して通読することにより、本発明の詳細は更に明確化されるであろう。 The present invention has been briefly described above. Further, details of the present invention will be further clarified by reading through the modes for carrying out the invention described below with reference to the accompanying drawings.

実施形態の電気接点の状態回復制御装置を搭載した制御システムの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the control system carrying the state recovery control apparatus of the electrical contact of embodiment. 図１に示した１つのスレーブユニットとその周辺の構成要素を表す詳細なブロック図である。FIG. 2 is a detailed block diagram showing one slave unit shown in FIG. 1 and its peripheral components. 図１に示した制御システムにおける通信の状態と腐食防止パルスとの関係を表すタイムチャートである。It is a time chart showing the relationship between the communication state in the control system shown in FIG. 1, and a corrosion prevention pulse. 図１に示した制御システムにおける通信の状態と２つのスイッチの電気接点にそれぞれ流れる電流との関係の具体例を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the specific example of the relationship between the state of communication in the control system shown in FIG. 1, and the electric current which each flows into the electrical contact of two switches.

本発明の電気接点の状態回復制御装置および制御システムに関する具体的な実施の形態について、各図を参照しながら以下に説明する。
本実施形態の電気接点の状態回復制御装置を搭載した制御システムの構成例が図１に示されている。図１に示すように、この制御システム１０は、マスタ制御ユニット１１と４つのスレーブ制御ユニット１２〜１５とを備えており、これらは通信ライン２０を経由してデータ通信可能な状態で接続されている。 Specific embodiments of the electrical contact state recovery control apparatus and control system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a configuration example of a control system in which the electrical contact state recovery control device of this embodiment is mounted. As shown in FIG. 1, this control system 10 includes a master control unit 11 and four slave control units 12 to 15, which are connected via a communication line 20 in a state where data communication is possible. Yes.

図１に示した制御システム１０は、例えば車載装置を制御するために用いられる。すなわち、多数の制御対象が存在する場合に、これらの制御対象を複数の系統に区分し、系統毎に独立したスレーブ制御ユニットを用いて制御を実施する。マスタ制御ユニット１１は、各スレーブ制御ユニット１２〜１５を管理してシステム全体を制御する。マスタ制御ユニット１１や各スレーブ制御ユニット１２〜１５は、各々ＥＣＵ（電子制御ユニット）と呼ばれ、それぞれがマイクロコンピュータのような制御要素を内蔵している。 The control system 10 shown in FIG. 1 is used, for example, to control an in-vehicle device. That is, when there are a large number of control objects, these control objects are divided into a plurality of systems, and control is performed using slave control units that are independent for each system. The master control unit 11 manages the slave control units 12 to 15 and controls the entire system. Each of the master control unit 11 and each of the slave control units 12 to 15 is called an ECU (electronic control unit), and each incorporates a control element such as a microcomputer.

制御システム１０を車載装置を制御するために用いる場合には、通信ライン２０を介してマスタ制御ユニット１１とスレーブ制御ユニット１２〜１５とが通信するための規格として、ＬＩＮ（Local Interconnect Network）やＣＡＮ（Controller Area Network）が用いられる。 When the control system 10 is used to control an in-vehicle device, LIN (Local Interconnect Network) or CAN is used as a standard for communication between the master control unit 11 and the slave control units 12 to 15 via the communication line 20. (Controller Area Network) is used.

図１に示した１つのスレーブ制御ユニット１２とその周辺の構成要素の詳細が図２に示されている。なお、他のスレーブ制御ユニット１３〜１５についても、図２に示したスレーブ制御ユニット１２と同様の構成要素を有している。 Details of one slave control unit 12 shown in FIG. 1 and its peripheral components are shown in FIG. The other slave control units 13 to 15 also have the same components as the slave control unit 12 shown in FIG.

図２に示すように、スレーブ制御ユニット１２はその内部にデータ通信部３１、制御部（通電制御部）３２、腐食防止回路（状態回復用通電回路）３３を内蔵している。また、スレーブ制御ユニット１２はこれが使用する電気信号を生成するスイッチＳＷと接続されている。このスイッチＳＷは、例えばユーザが手動で操作可能な機械的なスイッチである場合もあるし、何らかの状態の変化に応じて開閉が切り替わる機械的なスイッチである場合もあるが、いずれにしても開閉可能な電気接点を１つ以上有している。また、このスイッチＳＷの電気接点は定格電流として比較的大きい電流（例えば１アンペア程度）を流すことができる構造になっている。なお、同じような電気接点を有するコネクタの接続部をスイッチＳＷの代わりに接続することも考えられる。 As shown in FIG. 2, the slave control unit 12 includes therein a data communication unit 31, a control unit (energization control unit) 32, and a corrosion prevention circuit (state recovery energization circuit) 33. The slave control unit 12 is connected to a switch SW that generates an electrical signal used by the slave control unit 12. This switch SW may be a mechanical switch that can be manually operated by the user, for example, or may be a mechanical switch that switches between opening and closing in response to some state change. It has one or more possible electrical contacts. In addition, the electrical contact of the switch SW has a structure that allows a relatively large current (for example, about 1 ampere) to flow as a rated current. Note that it is also conceivable to connect a connecting portion of a connector having similar electrical contacts instead of the switch SW.

スイッチＳＷは、その一端ＳＷａが抵抗器Ｒ１を介して電源ライン４１と接続され、他端ＳＷｂがアースライン４２と接続されている。一般的な自動車の場合、電源ライン４１は車載バッテリーの正極端子（＋１２Ｖ）と接続され、アースライン４２は負極端子（−側端子）と接続される。 The switch SW has one end SWa connected to the power supply line 41 via the resistor R1 and the other end SWb connected to the ground line 42. In the case of a general automobile, the power supply line 41 is connected to the positive terminal (+ 12V) of the in-vehicle battery, and the ground line 42 is connected to the negative terminal (-side terminal).

従って、スイッチＳＷの一端ＳＷａの電位は、この電気接点が開いていれば高レベル（Ｈ）になり、電気接点が閉じていれば低レベル（Ｌ）になる。この電位のＨ／Ｌをスレーブ制御ユニット１２が制御用の電気信号として使用する。例えば、ユーザのスイッチＳＷの操作に応じてスレーブ制御ユニット１２が制御を行うことができる。この電気信号は、スイッチＳＷの一端ＳＷａから抵抗器Ｒ２を経由して電気信号ＳＧ１として制御部３２に入力される。 Accordingly, the potential of the one end SWa of the switch SW is at a high level (H) when the electrical contact is open, and is at a low level (L) when the electrical contact is closed. The slave control unit 12 uses H / L of this potential as an electric signal for control. For example, the slave control unit 12 can perform control according to the user's operation of the switch SW. This electrical signal is input from the one end SWa of the switch SW to the control unit 32 via the resistor R2 as the electrical signal SG1.

腐食防止回路３３は、スイッチＳＷの電気接点の状態を望ましい状態に回復させるために備わっている。特別なメッキ処理等が施されていない場合には、スイッチＳＷの電気接点は通常の使用状態で（大気中で）も自然に腐食し、表面に酸化被膜が形成される可能性がある。このような酸化被膜は、接触不良の原因になったり、接触抵抗の増大により誤った電気信号を出力する可能性がある。 The corrosion prevention circuit 33 is provided to restore the state of the electrical contact of the switch SW to a desired state. When a special plating process or the like is not performed, the electrical contact of the switch SW may be naturally corroded even in a normal use state (in the atmosphere), and an oxide film may be formed on the surface. Such an oxide film may cause a contact failure or output an erroneous electric signal due to an increase in contact resistance.

スイッチＳＷは比較的大きい電流を流すことができるが、所望の電気信号を出力するために必要とされる電流は非常に小さい（例えば１ｍＡ）。従って、スイッチＳＷの電気接点が閉じたときに、通常は１ｍＡの電流が流れるように、抵抗値の大きい抵抗器Ｒ１を接続してある。 The switch SW can pass a relatively large current, but the current required to output a desired electrical signal is very small (eg, 1 mA). Accordingly, the resistor R1 having a large resistance value is connected so that a current of 1 mA normally flows when the electrical contact of the switch SW is closed.

電気接点に形成される酸化被膜は、比較的大きい電流（例えば２００ｍＡ）を流す場合にはその電流によって自然に除去されるため、接触不良や接触抵抗の増大は生じにくい。しかし、所望の電気信号を得るために１ｍＡ程度の小さい電流しか流さない場合には、電気接点に酸化被膜が形成されたままになるため、接触不良や接触抵抗の増大の可能性がある。 Since the oxide film formed on the electrical contact is naturally removed by a relatively large current (for example, 200 mA), the contact failure and the increase in contact resistance are unlikely to occur. However, when only a small current of about 1 mA is passed to obtain a desired electrical signal, an oxide film remains formed on the electrical contact, which may cause contact failure and increase in contact resistance.

このような電気接点の酸化被膜を除去するために、スイッチＳＷの電気接点が閉じているときに、腐食防止回路３３がスイッチＳＷの電気接点に特別な電流を流す。すなわち、比較的大きな電流（例えば２００ｍＡ）をパルス状に短い時間だけ電気接点に流す。短時間であっても大きな電流を流すことにより、電気接点に形成された酸化被膜を自動的に除去することができる。 In order to remove such an oxide film on the electrical contact, the corrosion prevention circuit 33 applies a special current to the electrical contact of the switch SW when the electrical contact of the switch SW is closed. That is, a relatively large current (for example, 200 mA) is allowed to flow through the electrical contact for a short time in a pulsed manner. Even when the current is passed for a short time, the oxide film formed on the electrical contacts can be automatically removed by passing a large current.

図２に示すように、腐食防止回路３３にはスイッチング用のトランジスタＴｒと、抵抗器Ｒ３と、逆流防止用のダイオードＤ１とが備わっている。抵抗器Ｒ３の抵抗値を調整することにより、腐食防止回路３３がスイッチＳＷの電気接点に流す電流の大きさを適当な値（例えば２００ｍＡ）に調整できる。 As shown in FIG. 2, the corrosion prevention circuit 33 includes a switching transistor Tr, a resistor R3, and a backflow prevention diode D1. By adjusting the resistance value of the resistor R3, the magnitude of the current flowing through the electrical contact of the switch SW by the corrosion prevention circuit 33 can be adjusted to an appropriate value (for example, 200 mA).

トランジスタＴｒは、コレクタ端子が電源ライン４１と接続され、ベース端子が制御部３２の出力と接続され、エミッタ端子が抵抗器Ｒ３、ダイオードＤ１を介してスイッチＳＷの一端ＳＷａと接続されている。トランジスタＴｒのベース端子にパルス状の制御信号（腐食防止パルス）ＳＧ３を印加することにより、この腐食防止パルスＳＧ３が高レベルのときに、大きな電流をスイッチＳＷに流すことができる。勿論、スイッチＳＷの電気接点が開いているときには電流は流れない。 The transistor Tr has a collector terminal connected to the power supply line 41, a base terminal connected to the output of the control unit 32, and an emitter terminal connected to one end SWa of the switch SW via the resistor R3 and the diode D1. By applying a pulsed control signal (corrosion prevention pulse) SG3 to the base terminal of the transistor Tr, a large current can be passed through the switch SW when the corrosion prevention pulse SG3 is at a high level. Of course, no current flows when the electrical contacts of the switch SW are open.

制御部３２は、一般的なスレーブ制御ユニット１２として機能するための様々な制御を実施すると共に、通電制御部として腐食防止パルスＳＧ３を生成する。制御部３２は、この腐食防止パルスＳＧ３を常時出力するのではなく、特別な条件を満たしたときに限り出力する。 The control unit 32 performs various controls for functioning as a general slave control unit 12, and generates a corrosion prevention pulse SG3 as an energization control unit. The controller 32 does not always output this corrosion prevention pulse SG3, but outputs it only when a special condition is satisfied.

具体的には、データ通信部３１がマスタ制御ユニット１１からの通信信号を受信して通信が成立したときに、データ通信部３１が制御信号ＳＧ２を出力し、この制御信号ＳＧ２をトリガとして、制御部３２は腐食防止パルスＳＧ３の出力を一時的に許可する。すなわち、データ通信部３１から制御信号ＳＧ２が出力される度に、制御部３２は１つのパルスを腐食防止パルスＳＧ３として出力する。 Specifically, when the data communication unit 31 receives a communication signal from the master control unit 11 and communication is established, the data communication unit 31 outputs the control signal SG2, and the control signal SG2 is used as a trigger for control. The unit 32 temporarily permits the output of the corrosion prevention pulse SG3. That is, every time the control signal SG2 is output from the data communication unit 31, the control unit 32 outputs one pulse as the corrosion prevention pulse SG3.

なお、図２に示されている構成要素の他に、実際の制御部３２の入力及び出力には図示していない様々な構成要素が接続される。すなわち、制御部３２は、腐食防止パルスＳＧ３を出力するための通電制御部として機能するだけでなく、スイッチＳＷからの電気信号ＳＧ１を利用して車載機器などを制御する。 In addition to the components shown in FIG. 2, various components not shown are connected to the input and output of the actual control unit 32. That is, the control unit 32 not only functions as an energization control unit for outputting the corrosion prevention pulse SG3, but also controls in-vehicle devices using the electrical signal SG1 from the switch SW.

データ通信部３１は、ＬＩＮ、ＣＡＮ等の規格に従ってマスタ制御ユニット１１とスレーブ制御ユニット１２との間でデータ通信するために必要な送受信回路（トランシーバ）である。データ通信部３１の通信用端子は通信ライン２０を経由してマスタ制御ユニット１１と接続されている。 The data communication unit 31 is a transmission / reception circuit (transceiver) necessary for data communication between the master control unit 11 and the slave control unit 12 in accordance with a standard such as LIN or CAN. A communication terminal of the data communication unit 31 is connected to the master control unit 11 via the communication line 20.

データ通信部３１は、マスタ制御ユニット１１から到来する通信信号を受信して、通信が成立したときに制御信号ＳＧ２を制御部３２に出力する。ＬＩＮ等の規格に従って送信される通信信号の全てのメッセージフレームは、ヘッダの領域とレスポンスの領域とで構成される。ヘッダはマスタの送信用に割り当てられ、レスポンスはスレーブの応答用に割り当てられる。ヘッダの領域には、同期ブレークフィールドと、同期フィールドと、ＩＤフィールドとが含まれている。ＩＤフィールドは宛先（スレーブ）の特定に用いられる。 The data communication unit 31 receives a communication signal coming from the master control unit 11 and outputs a control signal SG2 to the control unit 32 when communication is established. All message frames of a communication signal transmitted according to a standard such as LIN are composed of a header area and a response area. The header is assigned for master transmission and the response is assigned for slave response. The header area includes a synchronization break field, a synchronization field, and an ID field. The ID field is used to specify a destination (slave).

データ通信部３１は、全てのメッセージフレームに共通の信号であるヘッダの領域について受信が完了すると、これでマスタ制御ユニット１１との間の通信が成立したものとみなし、制御信号ＳＧ２を出力する。つまり、スレーブ制御ユニット１２が通常に動作している（装置の電源がオンになっている）状態であれば、メッセージフレームの宛先とは無関係に、メッセージフレームのヘッダの受信に成功したときにデータ通信部３１が制御信号ＳＧ２を出力する。 When the reception of the header region, which is a signal common to all message frames, is completed, the data communication unit 31 regards that communication with the master control unit 11 has been established, and outputs the control signal SG2. In other words, if the slave control unit 12 is operating normally (the device is powered on), the data is received when the message frame header is successfully received regardless of the message frame destination. The communication unit 31 outputs a control signal SG2.

図１に示した制御システムにおける通信の状態と腐食防止パルスとの関係の具体例が図３に示されている。図３に示す例では、マスタ制御ユニット１１が１番目、２番目、３番目、４番目の各スレーブ制御ユニット１２〜１５を宛先とするメッセージフレームを順次に通信信号として送出する場合を想定している。 A specific example of the relationship between the communication state and the corrosion prevention pulse in the control system shown in FIG. 1 is shown in FIG. In the example shown in FIG. 3, it is assumed that the master control unit 11 sequentially sends out message frames addressed to the first, second, third, and fourth slave control units 12 to 15 as communication signals. Yes.

１番目（Ｉ）のスレーブ制御ユニット１２は、自分宛のメッセージフレームを受信したときにのみヘッダに続くデータを受信する。しかし、他ユニット宛のメッセージフレームを受信したときであっても、ヘッダの受信に成功するとデータ通信部３１が前記制御信号ＳＧ２を出力するため、これをトリガとしてその直後のタイミングで制御部３２が腐食防止パルスＳＧ３を出力する。つまり、マスタ制御ユニット１１が送信した全てのメッセージフレームのヘッダ受信タイミングで、スレーブ制御ユニット１２はそれぞれ腐食防止パルスＳＧ３を出力する。 The first (I) slave control unit 12 receives data following the header only when a message frame addressed to itself is received. However, even when a message frame addressed to another unit is received, the data communication unit 31 outputs the control signal SG2 upon successful reception of the header. The corrosion prevention pulse SG3 is output. That is, at the header reception timing of all message frames transmitted by the master control unit 11, the slave control unit 12 outputs the corrosion prevention pulse SG3.

同様に、２番目（ＩＩ）のスレーブ制御ユニット１３、３番目（ＩＩＩ）のスレーブ制御ユニット１４、４番目（ＩＶ）のスレーブ制御ユニット１５も、自分宛のメッセージフレームを受信したときにのみヘッダに続くデータを受信する。そして、マスタ制御ユニット１１が送信した全てのメッセージフレームのヘッダ受信タイミングで、スレーブ制御ユニット１３、１４、１５はそれぞれ腐食防止パルスＳＧ３を出力する。 Similarly, the second (II) slave control unit 13, the third (III) slave control unit 14, and the fourth (IV) slave control unit 15 are also included in the header only when a message frame addressed to them is received. Receive the following data. Then, at the header reception timing of all message frames transmitted by the master control unit 11, the slave control units 13, 14, and 15 each output the corrosion prevention pulse SG3.

次に、スイッチの電気接点に流れる電流の詳細について説明する。図１に示した制御システムにおける通信の状態と２つのスイッチの電気接点にそれぞれ流れる電流との関係の具体例が図４に示されている。図４中に示した「スイッチ１」および「スイッチ２」は、それぞれ１番目（Ｉ）のスレーブ制御ユニット１２および２番目（ＩＩ）のスレーブ制御ユニット１３が制御対象とする図２中のスイッチＳＷに相当する。 Next, the detail of the electric current which flows into the electrical contact of a switch is demonstrated. FIG. 4 shows a specific example of the relationship between the communication state in the control system shown in FIG. 1 and the currents flowing through the electrical contacts of the two switches. “Switch 1” and “Switch 2” shown in FIG. 4 are the switches SW in FIG. 2 that are controlled by the first (I) slave control unit 12 and the second (II) slave control unit 13, respectively. It corresponds to.

図４に示した例では、マスタ制御ユニット１１が１番目（Ｉ）のスレーブ制御ユニット１２宛のメッセージフレームと、２番目（ＩＩ）のスレーブ制御ユニット１３宛のメッセージフレームとを交互に通信信号として送出する場合を想定している。 In the example shown in FIG. 4, the master control unit 11 alternately uses a message frame addressed to the first (I) slave control unit 12 and a message frame addressed to the second (II) slave control unit 13 as communication signals. The case of sending is assumed.

図４に示すように、それぞれのスレーブ制御ユニットにおいて、各々のメッセージフレームを受信すると、そのヘッダの受信が完了したときに、制御信号ＳＧ２を受信完了信号として、データ通信部３１がその都度出力する。各スレーブ制御ユニットの制御部（通電制御部）３２は、データ通信部３１から入力された制御信号ＳＧ２のＬからＨへの立ち上がりのタイミングをトリガとして、短時間（例えば１０〜５０msec程度）だけ腐食防止パルスＳＧ３をオン状態（Ｈ）にする。腐食防止パルスＳＧ３の（Ｈ／Ｌ）の変化に応じて、トランジスタＴｒのオン／オフ状態がほぼ同時に切り替わる。 As shown in FIG. 4, when each slave control unit receives each message frame, the data communication unit 31 outputs the control signal SG2 as a reception completion signal each time reception of the header is completed. . The control unit (energization control unit) 32 of each slave control unit corrodes for a short time (for example, about 10 to 50 msec) triggered by the rise timing of the control signal SG2 input from the data communication unit 31 from L to H. The prevention pulse SG3 is turned on (H). According to the change in (H / L) of the corrosion prevention pulse SG3, the on / off state of the transistor Tr is switched almost simultaneously.

図４中の「スイッチ１」、「スイッチ２」の電気接点に流れる電流は、各スイッチがオフ（接点開）であれば、腐食防止パルスＳＧ３の状態とは無関係に常に０ｍＡである。一方、各スイッチがオン（接点閉）であり、腐食防止パルスＳＧ３がオフ（Ｌ）のときには、図２中に示した抵抗器Ｒ１の抵抗値と電源ライン４１の電源電圧とで定まる小さい電流（１ｍＡ）がスイッチの電気接点に流れる。 The current flowing through the electrical contacts “switch 1” and “switch 2” in FIG. 4 is always 0 mA regardless of the state of the corrosion prevention pulse SG3 if each switch is off (contact open). On the other hand, when each switch is on (contact closed) and the corrosion prevention pulse SG3 is off (L), a small current (determined by the resistance value of the resistor R1 and the power supply voltage of the power supply line 41 shown in FIG. 1 mA) flows to the electrical contacts of the switch.

また、各スイッチがオン（接点閉）であり、腐食防止パルスＳＧ３がオン（Ｈ）のときには、抵抗器Ｒ１を通って流れる小さい電流（１ｍＡ）の他に、図２に示す腐食防止回路３３中のトランジスタＴｒ、抵抗器Ｒ３、ダイオードＤ１を通る経路で、電源ライン４１からスイッチＳＷの電気接点に腐食防止電流が流れる。この腐食防止電流の大きさは抵抗器Ｒ３の抵抗値と電源ライン４１の電源電圧とでほぼ定まる。図４に示す例では、約２００ｍＡの大きさの腐食防止電流が流れるように調整してある。 When each switch is on (contact closed) and the corrosion prevention pulse SG3 is on (H), in addition to a small current (1 mA) flowing through the resistor R1, the corrosion prevention circuit 33 shown in FIG. Corrosion prevention current flows from the power supply line 41 to the electrical contact of the switch SW in a path passing through the transistor Tr, the resistor R3, and the diode D1. The magnitude of this corrosion prevention current is substantially determined by the resistance value of the resistor R3 and the power supply voltage of the power supply line 41. In the example shown in FIG. 4, adjustment is made so that a corrosion prevention current of about 200 mA flows.

つまり、「スイッチ１」、「スイッチ２」の電気接点が閉じている状態であれば、データ通信部３１が各メッセージフレームのヘッダの受信を完了する毎に、約２００ｍＡの大きさのパルス状の腐食防止電流が各電気接点に流れる。 In other words, if the electrical contacts of “switch 1” and “switch 2” are closed, each time the data communication unit 31 completes reception of the header of each message frame, a pulse-shaped signal having a size of about 200 mA is obtained. A corrosion prevention current flows through each electrical contact.

図１に示すようにマスタ制御ユニット１１に４つのスレーブ制御ユニット１２〜１５が接続されている制御システム１０であっても、例えば、スレーブ制御ユニット１４が動作していない状態、すなわちスレーブ制御ユニット１４に供給される電源がオフになっていれば、スレーブ制御ユニット１４はメッセージフレームを受信できないので腐食防止電流を流す動作を行わない。また、残りの３つのスレーブ制御ユニット１２、１３、１５はそれぞれメッセージフレームを受信する毎に腐食防止電流を流す動作を行う。 As shown in FIG. 1, even in the control system 10 in which four slave control units 12 to 15 are connected to the master control unit 11, for example, the slave control unit 14 is not operating, that is, the slave control unit 14 If the power supplied to is not turned on, the slave control unit 14 cannot receive the message frame and therefore does not perform the operation of passing the corrosion prevention current. The remaining three slave control units 12, 13, and 15 each perform an operation of passing a corrosion prevention current every time a message frame is received.

また、各スレーブ制御ユニットに含まれるマイクロコンピュータがスリープモードになっている場合のように休止状態あるいは電力消費を抑制した待機状態であっても、データ通信部３１に電源電力が供給されている状態であれば、腐食防止電流を流す動作を行うことができる。その場合は、マスタ制御ユニット１１が送信するメッセージフレームを各スレーブ制御ユニットのデータ通信部３１が受信したときに、データ通信部３１の出力する制御信号ＳＧ２によって制御部３２に含まれるマイクロコンピュータをスリープモードから通常モードに遷移させるか、あるいはマイクロコンピュータ以外の専用の回路を用いて一時的に腐食防止パルスＳＧ３を出力することができるので、電気接点に腐食防止電流を流すことができる。 In addition, even when the microcomputer included in each slave control unit is in a sleep mode or in a standby state in which power consumption is suppressed, power supply power is supplied to the data communication unit 31. If it is, the operation | movement which flows a corrosion prevention electric current can be performed. In that case, when the data communication unit 31 of each slave control unit receives the message frame transmitted by the master control unit 11, the microcomputer included in the control unit 32 is set to sleep by the control signal SG2 output from the data communication unit 31. Since the mode is changed from the normal mode to the normal mode, or the corrosion prevention pulse SG3 can be temporarily output using a dedicated circuit other than the microcomputer, a corrosion prevention current can be supplied to the electrical contact.

各スレーブ制御ユニットに含まれるマイクロコンピュータがスリープモードになっている場合のように休止状態あるいは電力消費を抑制した待機状態では、腐食防止電流を流さないように制御することもできる。この場合は、マスタ制御ユニット１１からメッセージフレームを送信しないように制御すれば、各スレーブ制御ユニットはメッセージフレームのヘッダを受信できないので、腐食防止電流を流す動作が停止した状態に維持される。 In a standby state in which the microcomputer included in each slave control unit is in a sleep mode or in a standby state in which power consumption is suppressed, control can be performed so that no corrosion prevention current flows. In this case, if the master control unit 11 is controlled so as not to transmit the message frame, each slave control unit cannot receive the header of the message frame, so that the operation of supplying the corrosion prevention current is stopped.

例えば車載制御システムの場合には、エンジンが停止して発電機が動作していない状態では、車載バッテリーの放電を抑制する必要がある。このような場合、マスタ制御ユニット１１がメッセージフレームの送出を停止するだけで、腐食防止電流によって消費される無駄な電力消費を抑制することができる。 For example, in the case of an in-vehicle control system, it is necessary to suppress the discharge of the in-vehicle battery when the engine is stopped and the generator is not operating. In such a case, the wasteful power consumption consumed by the corrosion prevention current can be suppressed only by the master control unit 11 stopping sending the message frame.

以上のように、本発明の電気接点の状態回復制御装置は、少なくとも１つの電気接点を有する制御対象接点部、すなわちスイッチあるいはコネクタを経由して入力される電気信号を利用する電子制御ユニットに搭載して利用することができる。また、本発明の制御システムは、複数のスレーブ制御ユニットと、これらを制御するマスタ制御ユニットとで構成される車載システムなどに適用することができる。本発明を適用することにより、腐食しやすい電気接点を有するスイッチやコネクタを利用している電子機器において、電気接点を接触不良や接触抵抗の増大が生じにくい望ましい状態に自動的に回復させることができる。しかも、電子機器が待機状態や不使用状態であれば、前記腐食防止電流が流れないので無駄な電力消費を抑制できる。 As described above, the electrical contact state recovery control device of the present invention is mounted on a control target contact portion having at least one electrical contact, that is, an electronic control unit using an electrical signal input via a switch or a connector. Can be used. Further, the control system of the present invention can be applied to an in-vehicle system composed of a plurality of slave control units and a master control unit that controls them. By applying the present invention, in an electronic device using a switch or a connector having a corrosive electrical contact, the electrical contact can be automatically restored to a desirable state in which contact failure or contact resistance is unlikely to occur. it can. In addition, if the electronic device is in a standby state or a non-use state, the corrosion prevention current does not flow, so that useless power consumption can be suppressed.

１０制御システム
１１マスタ制御ユニット
１２〜１５スレーブ制御ユニット
２０通信ライン
３１データ通信部
３２制御部（通電制御部）
３３腐食防止回路（状態回復用通電回路）
４１電源ライン
４２アースライン
ＳＧ１電気信号
ＳＧ２制御信号
ＳＧ３腐食防止パルス
ＳＷスイッチ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Control system 11 Master control unit 12-15 Slave control unit 20 Communication line 31 Data communication part 32 Control part (energization control part)
33 Corrosion prevention circuit (conduction circuit for state recovery)
41 Power line 42 Ground line SG1 Electrical signal SG2 Control signal SG3 Corrosion prevention pulse SW switch

Claims

少なくとも１つの電気接点を有する制御対象接点部を経由して電気信号が入力される電子制御ユニットに搭載される電気接点の状態回復制御装置であって、
前記電子制御ユニットが他の制御ユニットとの間でデータ通信するためのデータ通信部と、
前記制御対象接点部の電気接点が閉じているときに、前記電気接点に対して前記電気信号よりも電流値の大きいパルス状の電流を状態回復用の電流として流す状態回復用通電回路と、
前記データ通信部が前記他の制御ユニットから全ての通信信号に共通に含まれる共通信号を受信したときに、前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する通電制御部と
を備えることを特徴とする電気接点の状態回復制御装置。 An electrical contact state recovery control device mounted on an electronic control unit to which an electrical signal is input via a control target contact portion having at least one electrical contact,
A data communication unit for data communication between the electronic control unit and another control unit;
A state recovery energization circuit that causes a pulsed current having a current value larger than the electrical signal to flow through the electrical contact as a current for current recovery when the electrical contact of the control target contact portion is closed;
An energization control unit that temporarily permits energization operation of the energization circuit for state recovery when the data communication unit receives a common signal included in all communication signals from the other control unit. An electrical contact state recovery control device.

前記通電制御部は、前記通信信号の先頭部分に共通に含まれるヘッダを前記データ通信部が受信したときに、前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する
ことを特徴とする請求項１に記載の電気接点の状態回復制御装置。 The energization control unit temporarily permits the energization operation of the state recovery energization circuit when the data communication unit receives a header that is commonly included in the head portion of the communication signal. Item 2. The electrical contact state recovery control device according to Item 1.

複数のスレーブ制御ユニットと、これらを制御する１つのマスタ制御ユニットとを含み、前記複数のスレーブ制御ユニットとマスタ制御ユニットとが所定の通信路を介して通信可能な状態で接続された制御システムであって、
前記複数のスレーブ制御ユニットのそれぞれが、
少なくとも１つの電気接点を有する制御対象接点部を経由して入力される電気信号に基づいて制御を行うと共に、
前記マスタ制御ユニットとの間でデータ通信するためのデータ通信部と、
前記制御対象接点部の電気接点が閉じているときに、前記電気接点に対して前記電気信号よりも電流値の大きいパルス状の電流を状態回復用の電流として流す状態回復用通電回路と、
前記データ通信部が前記マスタ制御ユニットから全ての通信信号に共通に含まれる共通信号を受信したときに、前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する通電制御部と
を備えることを特徴とする制御システム。 A control system including a plurality of slave control units and one master control unit for controlling them, wherein the plurality of slave control units and the master control unit are connected in a communicable state via a predetermined communication path. There,
Each of the plurality of slave control units is
While performing control based on an electrical signal input via a control target contact portion having at least one electrical contact,
A data communication unit for data communication with the master control unit;
A state recovery energization circuit that causes a pulsed current having a current value larger than the electrical signal to flow through the electrical contact as a current for current recovery when the electrical contact of the control target contact portion is closed;
An energization control unit that temporarily permits energization operation of the energization circuit for state recovery when the data communication unit receives a common signal included in all communication signals in common from the master control unit. Feature control system.

前記各スレーブ制御ユニットの通電制御部は、前記通信信号の先頭部分に共通に含まれるヘッダを前記データ通信部が受信したときに、前記状態回復用通電回路の通電動作を一時的に許可する
ことを特徴とする請求項３に記載の制御システム。 The energization control unit of each slave control unit temporarily permits the energization operation of the state recovery energization circuit when the data communication unit receives a header that is commonly included in the head portion of the communication signal. The control system according to claim 3.