JP2013230030A - 誤動作防止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的安価な構成で通常時における発熱を最小現に抑えながら、電源逆接続時における負荷の誤動作を防止することができる誤動作防止装置を得る。
【解決手段】通常時は、順方向電流を阻止するダイオードＤ２の存在によりコイル部ＣＬ１には電流が流れないため、スイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ１間が電気的に接続され、負荷用電源線Ｌ１は導通可能状態となる。したがって、ＰＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態の時、電源電圧ＶＤがスイッチ部ＳＷ１（ＰＵ１，ＰＤ１間）を介して電気負荷２に供給され、正端子Ｐ１から負端子Ｐ２の方向に負荷電流Ｉ２が流れる。一方、電源逆接続時は、負荷用電源線Ｌ１の電源経路は上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ１間で強制的に遮断状態となり、負荷用電源線Ｌ１において負端子Ｐ２から正端子Ｐ１へ流れる逆電流を阻止する。
【選択図】図１

Description

この発明は、車載用のバッテリーが正負逆に接続される逆接続時における誤動作を防止する誤動作防止装置に関する。

自動車の電源、すなわちバッテリーはメンテナンスのため取り外したり、過放電時に交換したりする可能性のある部品であるため、バッテリーの取り付け時において作業ミス等によりバッテリーを正負逆に接続してしまうという、電源逆接続を行ってしまう懸念がある。電源逆接続を行うと、バッテリーで動作する電気システムに逆方向の電流（逆電流）が供給されることになり、電気システム内における電装品が想定外の動作（誤動作）を行ってしまう。このような電源逆接続の対策を図った装置として例えば特許文献１で開示されたバッテリー逆接続保護装置がある。

一方、電装品制御の高度化に伴い、電源供給のスイッチング手段として半導体素子を用いる傾向がある。特に、ＭＯＳＦＥＴであるＭＯＳトランジスタがよく用いられているが、その構造上必然的に発生する寄生ダイオードが電源逆接続における逆電流パスとなり、制御の状態に関わらず電装品が誤動作してしまう懸念があるため、電源逆接続に対する対策は必須となる。

図７は電源供給スイッチング手段としてＭＯＳトランジスタを用いた場合の電源逆接続における問題点を示す回路図である。

同図に示すように、正端子Ｐ１から電気負荷２を介して負端子Ｐ２に至る負荷用電源線Ｌ４上にヒューズ３及びＰＭＯＳトランジスタＱ１が介挿される。すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してＰＭＯＳトランジスタＱ１のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電極が電気負荷２を介して負端子Ｐ２に接続される。この際、ＰＭＯＳトランジスタＱ１の寄生ダイオードＤ１が、負端子Ｐ２側をアノード、正端子Ｐ１側をカソードとして設けられる。

このような構成において、通常は、同図(a) に示すように、正端子Ｐ１に電源電圧ＶＤ、負端子Ｐ２にグランド電圧ＶＧがそれぞれ付与されるようにバッテリーが接続される。

したがって、通常時は、正端子Ｐ１から供給される電源電圧ＶＤの電気負荷２への供給の有無を制御信号ＳＣに基づくＰＭＯＳトランジスタＱ１のオン／オフ動作によって制御することができる。すなわち、ＰＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態の時、電源電圧ＶＤが電気負荷２に供給され、正端子Ｐ１から負端子Ｐ２の方向に負荷電流Ｉ２が流れる。

一方、同図(b) に示すように、電源逆接続時は、負端子Ｐ２に電源電圧ＶＤ、正端子Ｐ１にグランド電圧ＶＧがそれぞれ付与される。

したがって、電源逆接続時は、ＰＭＯＳトランジスタＱ１をオフ状態としても、負端子Ｐ２から、電気負荷２、寄生ダイオードＤ１及びヒューズ３を介して正端子Ｐ１に逆方向電流Ｉ２Ｒが流れてしまう。

この際、電気負荷２が意図しない誤動作を十句する可能性があり、電気負荷２の種別によって無視できない現象が生じてしまう懸念がある。

図８は逆接阻止ダイオードＤ５を設けた第１の従来の保護装置を示す回路図である。同図に示すように、負荷用電源線Ｌ４上のＰＭＯＳトランジスタＱ１と電気負荷２との間にアノード側をＰＭＯＳトランジスタＱ１、カソード側を電気負荷２として逆接阻止ダイオードＤ５を挿入している。

このような構成において、同図(a) に示すように、通常時は、ＰＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態の時、電源電圧ＶＤが順方向の逆接阻止ダイオードＤ５を介して電気負荷２に供給され、正端子Ｐ１から負端子Ｐ２の方向に負荷電流Ｉ２が流れる。

そして、同図(b) に示すように、電源逆接続時は、逆接阻止ダイオードＤ５が逆方向電流Ｉ２Ｒを阻止する逆方向に配置されているため、逆方向電流Ｉ２Ｒの発生を防止している。

しかし、第１の従来の保護装置では通常時に逆接阻止ダイオードＤ５にも電流が流れるため、逆接阻止ダイオードＤ５が余分に発熱するという不具合が生じる。

加えて、負荷電流Ｉ２としては１０Ａ程度の電流量が想定されるため、１０Ａ程度の電流を流すことができる比較的大容量な逆接阻止ダイオードＤ５を必要とする分、コストが嵩むという問題点があった。

図９は逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６を設けた第２の従来の保護装置を示す回路図である。同図に示すように、負荷用電源線Ｌ４上のＰＭＯＳトランジスタＱ１と電気負荷２との間にドレイン電極側をＰＭＯＳトランジスタＱ１、ソース電極側を電気負荷２として逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６を挿入している。この際、逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６の寄生ダイオードＤ６が、負端子Ｐ２側をカソード、正端子Ｐ１側をアノードとして設けられる。そして、逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６はゲート電極に制御信号ＳＣを受ける。

このような構成において、同図(a) に示すように、通常時は、ＰＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態の時、逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６も併せてオン状態となり、電源電圧ＶＤがＰＭＯＳトランジスタＱ１，逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６を介して電気負荷２に供給され、正端子Ｐ１から負端子Ｐ２の方向に負荷電流Ｉ２が流れる。

そして、同図(b) に示すように、電源逆接続時は、寄生ダイオードＤ６が逆方向電流Ｉ２Ｒを阻止する方向に配置されているため、逆方向電流Ｉ２Ｒの発生を防止している。

しかし、第２の従来の保護装置では通常時に逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６に電流が流れるため、逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６が余分に発熱するという不具合が生じる。また、逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６としてＰＭＯＳトランジスタＱ１以外にＭＯＳトランジスタを必要とする分、コスト高を招いてしまうという問題があった。

特開平１０−３３６９０５号公報

従来の電源逆接続時における第１及び第２の従来の保護装置は以上のように構成されており、通常時において対策部品（寄生ダイオードＤ６，逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタＱ６）自体に電流が流れるため、対策部品として高性能（低損失、大容量）な部品を必要とするためコスト高を招くとともに、通常時に対策部品自体が発熱しまうため、当該発熱を考慮して電源制御時における熱設計マージンを圧迫してしまうという問題点があった。

また、特許文献１で開示された保護装置（第３の従来の保護装置）は、常閉タイプの電磁リレー（メカニカルリレー）を自動車の電源システムの最上流に接地し、電源逆接続時のみ電磁リレーを開放状態にすることにより逆電流を遮断する考え方に基づいている。

しかしながら、第３の従来の保護装置は、バッテリーからの電源電圧の負荷への供給の有無を制御するスイッチング手段（図７〜図９のＰＭＯＳトランジスタＱ１に相当する手段）の存在を前提としていない。すなわち、常時、バッテリーから電源電圧が全ての電装品（負荷）に供給されていることが前提とされており、電磁リレーにおけるスイッチ部の接点容量が少なくとも１００Ａ程度必要とされている。スイッチ部が大容量な電磁リレーは比較的高価なため、従来の第３の保護装置を実現するための障害となる。

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、比較的安価な構成で通常時における発熱を最小現に抑えながら、電源逆接続時における負荷の誤動作を防止することができる誤動作防止装置を得ることを目的とする。

この発明に係る請求項１記載の誤動作防止装置は、バッテリー接続用の正端子及び負端子の間に設けられ、前記正端子にバッテリーの負極が接続され前記負端子に前記バッテリーの正極が接続されるバッテリーの逆接続時における逆電流の発生を防止する誤動作防止装置であって、前記正端子から所定の負荷を経由して前記負端子に至る負荷用電源線上において前記所定の負荷より前記正端子側に介挿され、所定の制御信号に基づきオン／オフ状態となるＭＯＳトランジスタと、スイッチ部とコイル部とを有する電磁リレーとを備え、前記コイル部は前記バッテリーの逆接続時にのみ電流が流れるように前記負荷用電源線とは異なる補助信号線上に設けられ、前記スイッチ部は、前記負荷用電源線上に介挿され、前記コイル部に電流が流れない通常時に前記負荷用電源線の電源経路を導通可能状態とし、前記コイル部に電流が流れる異常時に前記負荷用電源線の電源経路を強制的に遮断状態とする誤動作差防止処理を実行することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の誤動作防止装置であって、前記電磁リレーの前記スイッチ部は前記負荷用電源線上において前記ＭＯＳトランジスタと前記所定の負荷との間に介挿される。

請求項３の発明は、請求項１記載の誤動作防止装置であって、前記電磁リレーの前記スイッチ部は前記負荷用電源線上において前記ＭＯＳトランジスタより前記正端子側に設けられる。

請求項４の発明は、請求項３記載の誤動作防止装置であって、前記所定の負荷は複数の負荷を含み、前記所定の負荷用電源線は前記複数の負荷に対応した複数の負荷用電源線を含み、前記ＭＯＳトランジスタは複数のＭＯＳトランジスタを含み、前記複数のＭＯＳトランジスタはそれぞれ、対応する負荷用電源線上に介挿され、前記電磁コイルにおける前記スイッチ部における前記導通可能状態は、前記複数の負荷用電源線の電源経路を全ての導通可能状態を含み、前記遮断状態は前記複数の負荷用電源線の電源経路の全ての遮断状態を含む。

請求項５の発明は、請求項１記載の誤動作防止装置であって、前記電磁リレーの前記スイッチ部は前記負荷用電源線上において前記所定の負荷より前記負端子側に設けられる。

請求項６の発明は、請求項５記載の誤動作防止装置であって、前記所定の負荷は複数の負荷を含み、前記所定の負荷用電源線は前記複数の負荷に対応した複数の負荷用電源線を含み、前記ＭＯＳトランジスタは複数のＭＯＳトランジスタを含み、前記複数のＭＯＳトランジスタはそれぞれ、対応する負荷用電源線上に介挿され、前記電磁コイルにおける前記スイッチ部における前記導通可能状態は、前記複数の負荷用電源線の電源経路を全ての導通可能状態を含み、前記遮断状態は前記複数の負荷用電源線の電源経路の全ての遮断状態を含む。

請求項７の発明は、請求項６記載の誤動作防止装置であって、前記複数の負荷より前記負端子側にある前記複数の負荷用電源線の端部部分に接続される第１のコネクタと、前記電磁リレーを内部に収納し、前記負端子に接続用の接続端子を有する第２のコネクタとをさらに備え、前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとは、複数の負荷用電源線の端部部分を前記電磁リレーの前記スイッチ部を介して前記接続端子に電気的接続されるように接合される。

請求項１記載の本願発明の誤動作防止装置において電磁リレーのスイッチ部は通常時に導通可能状態となり負荷用電源線の電源経路は有効に機能するため、ＭＯＳトランジスタのオン／オフ動作によって正端子から付与されるバッテリー電圧を所定の負荷に支障なく供給することができる。一方、バッテリーの逆接続時にはコイル部に電流が流れるため、電磁リレーのスイッチ部は異常時に遮断状態となり、負荷用電源線の電源経路が強制的に無効にされるため、所定の負荷に逆電流が流れることを防止することができる。

さらに、導通可能状態から遮断状態への遷移は電磁リレーのスイッチ部によって行われており、コイル部は負荷用電源線と異なる補助信号線に接続されているため、コイル部を流れる電流量を必要最小限に抑えることができる。

また、電磁リレーは導通可能状態（通常時）の際、スイッチ部において電流が流れることによるリレー接点の発熱のみの発生で済ますことができるため、所定の負荷の通常使用時に電磁リレーが発熱することもない。

加えて、主要構成として、スイッチ部とコイル部とを有する電磁リレーを設ける構成で済ますことができるため、装置構成の簡略化に伴い比較的安価に装置を実現することができる。

請求項２記載の本願発明において、ＭＯＳトランジスタと所定の負荷との間に介挿される電磁リレーのスイッチ部は、ＭＯＳトランジスタと所定の負荷との間において導通／遮断状態となることにより、負荷用電源線の電源経路を効率的に有効／無効に制御することができる。

請求項３記載の本願発明では、電磁リレーのスイッチ部は負荷用電源線上においてＭＯＳトランジスタより正端子側に設けられるため、電磁リレーと正端子との電源線形成部分を負荷用電源線と補助用信号線との間で比較的簡単に共通利用することができるため、配線（電源線，信号線）の効率利用が図れる。

請求項４記載の本願発明は、一つの電磁リレーにより複数の負荷用電源線に対して一括して導通可能状態／遮断状態にして誤動作防止処理を行うことができるため、電磁リレーに要するスペース及びコストの低減化を図ることができる。

請求項５記載の本願発明では、電磁リレーのスイッチ部は負荷用電源線上において所定の負荷より負端子側に設けられるため、電磁リレーと負端子との電源線形成部分を負荷用電源線と補助用信号線との間で比較的簡単に共通利用することができため、配線（電源線，信号線）の効率利用が図れる。

請求項６記載の本願発明は、一つの電磁リレーにより複数の負荷用電源線に対して一括して導通可能状態／手段状態による誤動作防止処理を行うことができるため、電磁リレーに要するスペース及びコストの低減化を図ることができる。

請求項７記載の本願発明においては、第１コネクタと第２のコネクタとの接合により複数の負荷用電源線の電磁コイルのスイッチ部を介した負端子の接続を簡単かつ精度良く行うことができる。

この発明の実施の形態１である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態２である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態３である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態４である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。 この発明の実施の形態５である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。 アースジョイントコネクタを用いた実施の形態５の応用例を示す説明図である。 電源供給スイッチング手段としてＭＯＳトランジスタを用いた場合の電源逆接続における問題点を示す回路図である。 逆接阻止ダイオードを設けた第１の従来の保護装置を示す回路図である。 逆接阻止ＰＭＯＳトランジスタを設けた第２の従来の保護装置を示す回路図である。

＜実施の形態１＞
（原理）
図１はこの発明の実施の形態１である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。

同図に示すように、実施の形態１では、１つの電気負荷２に対して１つのＰＭＯＳトランジスタＱ１を設けて電源電圧ＶＤの供給を制御している。

前述したように、第３の従来の保護装置にように全ての負荷に対する電源逆接続時における保護を行う構成は比較的高価な構成となってしまう。電気負荷２として、電源逆接続時に動作すると危険な負荷も存在する一方、ランプ類など特に問題のない負荷も存在する。したがって、第３の従来の保護装置のように、過度な対策を施した保護装置は必要以上に費用が嵩むため好ましいとは言えない。そこで、実施の形態１及び以下で述べる実施の形態２〜実施の形態５においては、電源逆接続が必要な少なくとも１つの電気負荷に対して１つのＭＯＳトランジスタを設けている。

さらに、図１に示すように、実施の形態１の誤動作防止装置の主要構成として、スイッチ部ＳＷ１及びコイル部ＣＬ１からなる電磁リレー（メカニカルリレー）１を用いている。

コイル部ＣＬ１は上流側端子ＰＵ２，下流側端子ＰＤ３間に介挿される。スイッチ部ＳＷ１はコイル部ＣＬ１への電流の有／無に基づき、｛上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ１間｝／｛上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ２｝間の電気的接続を切り換えるスイッチング動作を行う。電磁リレー１の構成及び動作は以下で述べる実施の形態２〜実施の形態５おいても同様である。

したがって、以下で述べる実施の形態１〜実施の形態５は、ＰＭＯＳトランジスタＱ１の電源供給制御において、電源逆接続対策用に電磁リレー１を設けることにより、低費用に抑えつつ、低熱ロスで実現した誤動作防止装置である。

（構成）
図１に示すように、正端子Ｐ１から電気負荷２（所定の負荷）を介して負端子Ｐ２に至る負荷用電源線Ｌ１上にヒューズ３、ＰＭＯＳトランジスタＱ１及び電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１が介挿される。すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してＰＭＯＳトランジスタＱ１のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電極が電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１が電気負荷２を介して負端子Ｐ２に接続される態様で負荷用電源線Ｌ１が構成される。この際、ＰＭＯＳトランジスタＱ１の寄生ダイオードＤ１が、負端子Ｐ２側をアノード、正端子Ｐ１側をカソードとして設けられる。

コイル部ＣＬ１は負荷用電源線Ｌ１と異なる補助信号線ＬＳ１上に介挿される。すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してコイル部ＣＬ１の上流側端子ＰＵ２に接続され、コイル部ＣＬ１の下流側端子ＰＤ３にダイオードＤ２のカソードが接続され、ダイオードＤ２のアノードが負端子Ｐ２に接続される態様で補助信号線ＬＳ２が構成される。

スイッチ部ＳＷ１はコイル部ＣＬ１に電流が流れない時、上流側端子ＰＵ１と下流側端子ＰＤ１とを電気的に接続する導通可能状態、コイル部ＣＬ１に電流が流れる時、上流側端子ＰＵ１と下流側端子ＰＤ２（フローティング状態）とを電気的に接続して、上流側端子ＰＵ１と下流側端子ＰＤ１とを電気的に遮断状態にするスイッチング動作を行う。

（動作）
このような構成において、通常は、同図(a) に示すように、正端子Ｐ１に電源電圧ＶＤ、負端子Ｐ２にグランド電圧ＶＧがそれぞれ付与されるようにバッテリーが正常に接続される。

したがって、通常時は、順方向電流を阻止するダイオードＤ２の存在によりコイル部ＣＬ１には電流が流れないため、スイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ１間が電気的に接続され、負荷用電源線Ｌ１は導通可能状態となる。したがって、正端子Ｐ１から供給される電源電圧ＶＤの電気負荷２への供給の有無を、制御信号ＳＣに基づくＰＭＯＳトランジスタＱ１のオン／オフ動作によって制御することができる。すなわち、ＰＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態の時、電源電圧ＶＤがスイッチ部ＳＷ１（ＰＵ１，ＰＤ１間）を介して電気負荷２に供給され、正端子Ｐ１から負端子Ｐ２の方向に負荷電流Ｉ２が流れる。この際、スイッチ部ＳＷ１は１単位の電気負荷２（３０Ａ以下程度）に電流供給を行えば良いため、電流供給能力は３０Ａあれば十分である。なぜならば、一般に車載用の１単位の電気負荷２に要求される負荷電流はほとんどが１０Ａ以下であり、最大で３０Ａ程度であるからである。

一方、同図(b) に示すように、電源逆接続時は、負端子Ｐ２に電源電圧ＶＤ、正端子Ｐ１にグランド電圧ＶＧがそれぞれ付与される。

したがって、電源逆接続時は、ダイオードＤ２を介してコイル部ＣＬ１には電流が流れるため、スイッチ部ＳＷ１は上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ２間を電気的に接続する。すなわち、負荷用電源線Ｌ１の電源経路は上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ１間で強制的に遮断状態となる。

その結果、同図(b) に示すように、電源逆接続時は、遮断状態のスイッチ部ＳＷ１によって逆方向電流Ｉ２Ｒの発生を防止することができる。

この際、実施の形態１の誤動作防止装置では通常時にコイル部ＣＬ１に電流が流れないためコイル部ＣＬ１による発熱はない。わずかに、スイッチ部ＳＷ１の接点が少し発熱するに程度に留めることができる。

また、電磁リレー１は電気負荷２に対応して設けられているため、バッテリーからの電源電圧ＶＤを必要とする他の負荷への電流供給能力は要求されていない。したがって、スイッチ部ＳＷ１の電流供給能力は電気負荷２への電流供給が可能であれば良いため十分低い容量に抑えることができる。

（効果）
このように、実施の形態１の誤動作防止装置において電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１は通常時に負荷用電源線Ｌ１の電源経路を導通可能状態とするため、ＰＭＯＳトランジスタＱ１のオン／オフ動作によって正端子Ｐ１から付与される電源電圧ＶＤを電気負荷２に支障なく供給することができる。一方、電源逆接時にはコイル部ＣＬ１に電流が流れるため、電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１は異常時に負荷用電源線Ｌ１を遮断状態とする。その結果、負荷用電源線Ｌ１の電源経路が強制的に無効にされるため、電気負荷２に逆電流が流れることを防止することができる。

さらに、負荷用電源線Ｌ１における上記導通可能状態から上記遮断状態への遷移は電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１によって行われており、コイル部ＣＬ１は負荷用電源線Ｌ１と異なる補助信号線ＬＳ２に接続されているため、コイル部ＣＬ１を流れる電流量を必要最小限に抑えることができる。

また、電磁リレー１は上記導通可能状態（通常時）の時、スイッチ部ＳＷ１において電流が流れることによるリレー接点の発熱のみの発生で済ますことができるため、電気負荷２の通常使用時に電磁リレー１として発熱することもない。

加えて、誤動作防止装置の主要構成として、スイッチ部ＳＷ１とコイル部ＣＬ１とを有する電磁リレー１を設けるという構成で済ますことができるため、装置構成の簡略化に伴い比較的安価な構成で装置を実現することができる。

そして、ＰＭＯＳトランジスタＱ１，電気負荷２間に設けられる電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１によって、ＰＭＯＳトランジスタＱ１と電気負荷２との電気的接続／遮断を行うことにより、負荷用電源線Ｌ１の電源経路の有効／無効を効率的に制御することができる。

＜実施の形態２＞
（構成）
図２はこの発明の実施の形態２である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。なお、実施の形態２において、実施の形態１と同じ構成部分は同一符号を付して説明を適宜省略する。

同図に示すように、正端子Ｐ１から電気負荷２を介して負端子Ｐ２に至る負荷用電源線Ｌ２上にヒューズ３、電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１及びＭＯＳトランジスタＱ１が介挿される。すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介して電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１がＰＭＯＳトランジスタＱ１のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電極が電気負荷２を介して負端子Ｐ２に接続される態様で負荷用電源線Ｌ２が構成される。

電磁リレー１のコイル部ＣＬ１は負荷用電源線Ｌ２と異なる補助信号線ＬＳ２上に介挿される。すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してコイル部ＣＬ１の上流側端子ＰＵ２に接続され、コイル部ＣＬ１の下流側端子ＰＤ３にダイオードＤ２のカソードが接続され、ダイオードＤ２のアノードが負端子Ｐ２に接続される態様で補助信号線ＬＳ２が構成される。なお、負荷用電源線Ｌ２と補助信号線ＬＳ２とは電磁リレー１の正端子Ｐ１側においてノードＮ１で接続され、ノードＮ１，正端子Ｐ１間は共用される。

（動作）
このような構成において、通常時は、実施の形態１と同様に、ＰＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態の時、電源電圧ＶＤが電気負荷２に供給され、正端子Ｐ１から負端子Ｐ２の方向に負荷電流Ｉ２が流れる。

一方、電源逆接続時は、実施の形態１と同様、遮断状態のスイッチ部ＳＷ１によって逆方向電流の発生を防止することができる。

（効果）
このように、実施の形態２の誤動作防止装置では、実施の形態１と同様の効果を奏する。すなわち、通常時に支障なく、電源逆接続時に電気負荷２に逆電流が流れるのを防止することができる。また、実施の形態１と同様、コイル部ＣＬ１を流れる電流量は必要最小限に抑え、電気負荷２通常使用時に電磁リレー１として発熱することもない。

加えて、実施の形態２では、電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１は負荷用電源線Ｌ２上においてＰＭＯＳトランジスタＱ１より正端子Ｐ１側が設けられている上流設定構成を呈している。このため、ＰＭＯＳトランジスタＱ１や電気負荷２の存在を考慮することなく、電磁リレー１と正端子Ｐ１との電源線形成部分を負荷用電源線Ｌ３と補助信号線ＬＳ３との間（図２の正端子Ｐ１，ノードＮ１間）で比較的簡単に共通利用することができる分、配線（電源線，信号線）の効率利用が図れる。

＜実施の形態３＞
（構成）
図３はこの発明の実施の形態３である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。なお、実施の形態３において、実施の形態２と同じ構成部分は同一符号を付して説明を適宜省略する。

同図に示すように、実施の形態３の誤動作防止装置では、電気負荷２１〜２３に対応してＰＭＯＳトランジスタＱ１１〜Ｑ１３を設けている。ＰＭＯＳトランジスタＱ１１〜Ｑ１３は制御信号ＳＣ１〜ＳＣ３によってオン／オフ動作が制御される。したがって、正端子Ｐ１から電気負荷２１〜２３それぞれを介して負端子Ｐ２に至る、３本の負荷用電源線Ｌ２１〜Ｌ２３が存在する。

すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介して電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１がＰＭＯＳトランジスタＱ１１のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１１のドレイン電極が電気負荷２１を介して負端子Ｐ２に接続される態様で負荷用電源線Ｌ２１が構成される。

そして、正端子Ｐ１はヒューズ３を介して電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１がＰＭＯＳトランジスタＱ１２のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１２のドレイン電極が電気負荷２２を介して負端子Ｐ２に接続される態様で負荷用電源線Ｌ２２が構成される。

さらに、正端子Ｐ１はヒューズ３を介して電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１がＰＭＯＳトランジスタＱ１３のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１３のドレイン電極が電気負荷２３を介して負端子Ｐ２に接続される態様で負荷用電源線Ｌ２３が構成される。

（動作）
このような構成において、通常時は、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、ＰＭＯＳトランジスタＱ１１〜Ｑ１３がオン状態の時、電源電圧ＶＤが電気負荷２１〜２３に供給され、負荷用電源線Ｌ２１〜Ｌ２３それぞれにおいてに負荷電流が流れる。すなわち、ＰＭＯＳトランジスタＱ１ｉ（ｉ＝１〜３）のオン／オフ動作によって電気負荷２ｉへの電源電圧ＶＤの供給／遮断が制御される。ただし、スイッチ部ＳＷ１は３単位の電気負荷２１〜２３（総計１００Ａ以下程度）に電流供給を行う必要があるため、電流供給能力は１００Ａ程度に設定する必要がある。

一方、電源逆接続時は、負荷用電源線Ｌ２１〜Ｌ２３の電源経路は全て上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ１間で強制的に遮断される。その結果、遮断状態のスイッチ部ＳＷ１によって、電気負荷２１〜２３に対する逆方向電流の発生を一括して防止することができる。

（効果）
このように、実施の形態３の誤動作防止装置では、実施の形態１と同様に、通常時に支障なく、電源逆接続時に電気負荷２に逆電流が流れるのを防止することができ、コイル部ＣＬ１を流れる電流量は必要最小限に抑え、電気負荷２通常使用時に電磁リレー１として発熱することもない。

また、実施の形態３では、実施の形態２と同様、ＰＭＯＳトランジスタＱ１を回避させて補助信号線ＬＳ２を設ける必要がない分、配線（電源線，信号線）の効率利用が図れる。

加えて、実施の形態３の誤動作防止装置は、一つの電磁リレー１ーにより３本の負荷用電源線Ｌ２１〜Ｌ２３に対して一括して導通可能状態／遮断状態として電気負荷２１〜２３に対する誤動作防止処理を行うことができるため、電磁リレー１に要するスペース及びコストの低減化を図ることができる。

＜実施の形態４＞
（構成）
図４はこの発明の実施の形態４である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。なお、実施の形態４において、実施の形態１と同じ構成部分は同一符号を付して説明を適宜省略する。

同図に示すように、正端子Ｐ１から電気負荷２を介して負端子Ｐ２に至る負荷用電源線Ｌ３上にヒューズ３、ＭＯＳトランジスタＱ１及び電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１が介挿される。すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してＰＭＯＳトランジスタＱ１のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１のドレイン電極が電気負荷２を介して電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１が負端子Ｐ２に接続される態様で負荷用電源線Ｌ３が構成される。

電磁リレー１のコイル部ＣＬ１は負荷用電源線Ｌ３と異なる補助信号線ＬＳ３上に介挿される。すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してコイル部ＣＬ１の上流側端子ＰＵ２に接続され、コイル部ＣＬ１の下流側端子ＰＤ３にダイオードＤ２のカソードが接続され、ダイオードＤ２のアノードが負端子Ｐ２に接続される態様で補助信号線ＬＳ３が構成される。なお、負荷用電源線Ｌ３と補助信号線ＬＳ３とは電磁リレー１の負端子Ｐ２側においてノードＮ２で接続され、ノードＮ２，負端子Ｐ２間は共用される。

（動作）
このような構成において、通常時は、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、ＰＭＯＳトランジスタＱ１がオン状態の時、電源電圧ＶＤが電気負荷２に供給され、正端子Ｐ１から負端子Ｐ２の方向に負荷電流Ｉ２が流れる。

一方、電源逆接続時は、実施の形態１及び実施の形態２と同様に、遮断状態のスイッチ部ＳＷ１によって逆方向電流の発生を防止することができる。

このように、実施の形態４の誤動作防止装置では、実施の形態１と同様の効果を奏する。すなわち、通常時に支障なく、電源逆接続時に電気負荷２に逆電流が流れるのを防止することができる。また、実施の形態１と同様、コイル部ＣＬ１を流れる電流量は必要最小限に抑え、電気負荷２通常使用時に電磁リレー１として発熱することもない。

加えて、実施の形態５では、電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１は負荷用電源線Ｌ２上において電気負荷２より負端子Ｐ２側が設けられている下流設定構成を呈している。このため、ＰＭＯＳトランジスタＱ１や電気負荷２の存在を考慮することなく、電磁リレー１と負端子Ｐ２との電源線形成部分を負荷用電源線Ｌ３と補助信号線ＬＳ３との間（図４の負端子Ｐ２，ノードＮ２間）で比較的簡単に共通利用することができる分、配線（電源線，信号線）の効率利用が図れる。

＜実施の形態５＞
（構成）
図５はこの発明の実施の形態５である電源逆接続用の誤動作防止装置の構成を示す回路図である。なお、実施の形態５において、実施の形態４と同じ構成部分は同一符号を付して説明を適宜省略する。

同図に示すように、実施の形態５の誤動作防止装置では、実施の形態３と同様、電気負荷２１〜２３に対応してＰＭＯＳトランジスタＱ１１〜Ｑ１３を設けている。ＰＭＯＳトランジスタＱ１１〜Ｑ１３は制御信号ＳＣ１〜ＳＣ３によってオン／オフ動作が制御される。したがって、正端子Ｐ１から電気負荷２１〜２３それぞれを介して負端子Ｐ２に至る負荷用電源線Ｌ３１〜Ｌ３３が存在する。

すなわち、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してＰＭＯＳトランジスタＱ１１のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１１のドレイン電極が電気負荷２１を介して電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１が負端子Ｐ２に接続される態様で負荷用電源線Ｌ３１が構成される。

そして、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してＰＭＯＳトランジスタＱ１２のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１２のドレイン電極が電気負荷２２を介して電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１が負端子Ｐ２に接続される態様で負荷用電源線Ｌ３２が構成される。

加えて、正端子Ｐ１はヒューズ３を介してＰＭＯＳトランジスタＱ１３のソース電極に接続され、ＰＭＯＳトランジスタＱ１３のドレイン電極が電気負荷２３を介して負端子Ｐ２に接続され電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１の上流側端子ＰＵ１に接続され、スイッチ部ＳＷ１の下流側端子ＰＤ１が接続される態様で負荷用電源線Ｌ３３が構成される。

（動作）
このような構成において、通常時は、実施の形態３と同様に、ＰＭＯＳトランジスタＱ１１〜Ｑ１３がオン状態の時、電源電圧ＶＤが電気負荷２１〜２３に供給され、負荷用電源線Ｌ３１〜Ｌ３３それぞれにおいてに負荷電流が流れる。すなわち、ＰＭＯＳトランジスタＱ１ｉ（ｉ＝１〜３）のオン／オフ動作によって電気負荷２ｉへの電源電圧ＶＤの供給／遮断が制御される。

一方、電源逆接続時は、負荷用電源線Ｌ３１〜Ｌ３３の電源経路は全て上流側端子ＰＵ１，下流側端子ＰＤ１間で強制的に遮断される。その結果、遮断状態のスイッチ部ＳＷ１によって、電気負荷２１〜２３に対する逆方向電流の発生を一括して防止することができる。

（効果）
このように、実施の形態５の誤動作防止装置では、実施の形態１と同様に、通常時に支障なく、電源逆接続時に電気負荷２に逆電流が流れるのを防止することができ、コイル部ＣＬ１を流れる電流量は必要最小限に抑え、電気負荷２通常使用時に電磁リレー１として発熱することもない。

また、実施の形態５では、実施の形態４と同様、電磁リレー１と負端子Ｐ２との電源線形成部分（図５の負端子Ｐ２，ノードＮ２間）を負荷用電源線Ｌ３１〜Ｌ３３と補助信号線ＬＳ３との間で比較的簡単に共通利用することができため、配線（電源線，信号線）の効率利用が図れる。

加えて、実施の形態５の誤動作防止装置は、一つの電磁リレー１ーにより複数の負荷用電源線Ｌ３１〜Ｌ３３に対して一括して誤動作防止処理を行うことができるため、電磁リレー１に要するスペース及びコストの低減化を図ることができる。

（アースジョイントコネクタ１２の活用）
図６はアースジョイントコネクタを用いた実施の形態５の応用例を示す説明図である。同図に示すように、負荷用電源線Ｌ３１〜Ｌ３３を含む電源線の負端子Ｐ２側の端部はコネクタ１１に接続している。

一方、アースジョイントコネクタ１２は負端子Ｐ２との接続用のアース接続端子１３を有し、コネクタ１１と接合可能である。そこで、アースジョイントコネクタ１２内に電磁リレー１及びダイオードＤ２を挿入し、コネクタ１１との接合時に、負荷用電源線Ｌ３１〜Ｌ３３と電磁リレー１とが図５で示す様な接続関係になるように接続される態様にしている。

このように、実施の形態５の応用例では、コネクタ１１（第１コネクタ）とアースジョイントコネクタ１２（第２のコネクタ）との接合により負荷用電源線Ｌ３１〜Ｌ３３の電磁リレー１のスイッチ部ＳＷ１を介した負端子Ｐ２の接続を簡単かつ精度良く行うことができる。

＜その他＞
なお、上述した実施の形態では、ＭＯＳＦＥＴとしてＰＭＯＳトランジスタを用いた例を示したがＰＭＯＳトランジスタに代えてＮＭＯＳトランジスタを用いても良いことは勿論である。

また、本発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。

Ｑ１，Ｑ１１〜Ｑ１３ ＰＭＯＳトランジスタ
１ 電磁リレー
ＳＷ１ スイッチ部
ＣＬ１ コイル部
Ｌ１〜Ｌ３，Ｌ２１〜Ｌ２３，Ｌ３１〜Ｌ３３ 負荷用電源線
ＬＳ１〜ＬＳ３ 補助信号線
１１ コネクタ
１２ アースジョイントコネクタ
１３ アース接続端子

Claims (7)

1. バッテリー接続用の正端子及び負端子の間に設けられ、前記正端子にバッテリーの負極が接続され前記負端子に前記バッテリーの正極が接続されるバッテリーの逆接続時における逆電流の発生を防止する誤動作防止装置であって、
   前記正端子から所定の負荷を経由して前記負端子に至る負荷用電源線上において前記所定の負荷より前記正端子側に介挿され、所定の制御信号に基づきオン／オフ状態となるＭＯＳトランジスタと、
   スイッチ部とコイル部とを有する電磁リレーとを備え、
   前記コイル部は前記バッテリーの逆接続時にのみ電流が流れるように前記負荷用電源線とは異なる補助信号線上に設けられ、
   前記スイッチ部は、前記負荷用電源線上に介挿され、前記コイル部に電流が流れない通常時に前記負荷用電源線の電源経路を導通可能状態とし、前記コイル部に電流が流れる異常時に前記負荷用電源線の電源経路を強制的に遮断状態とする誤動作差防止処理を実行することを特徴とする、
   誤動作防止装置。
2. 請求項１記載の誤動作防止装置であって、
   前記電磁リレーの前記スイッチ部は前記負荷用電源線上において前記ＭＯＳトランジスタと前記所定の負荷との間に介挿される、
   誤動作防止装置。
3. 請求項１記載の誤動作防止装置であって、
   前記電磁リレーの前記スイッチ部は前記負荷用電源線上において前記ＭＯＳトランジスタより前記正端子側に設けられる、
   誤動作防止装置。
4. 請求項３記載の誤動作防止装置であって、
   前記所定の負荷は複数の負荷を含み、
   前記所定の負荷用電源線は前記複数の負荷に対応した複数の負荷用電源線を含み、
   前記ＭＯＳトランジスタは複数のＭＯＳトランジスタを含み、
   前記複数のＭＯＳトランジスタはそれぞれ、対応する負荷用電源線上に介挿され、
   前記電磁コイルにおける前記スイッチ部における前記導通可能状態は、前記複数の負荷用電源線の電源経路を全ての導通可能状態を含み、前記遮断状態は前記複数の負荷用電源線の電源経路の全ての遮断状態を含む、
   誤動作防止装置。
5. 請求項１記載の誤動作防止装置であって、
   前記電磁リレーの前記スイッチ部は前記負荷用電源線上において前記所定の負荷より前記負端子側に設けられる、
   誤動作防止装置。
6. 請求項５記載の誤動作防止装置であって、
   前記所定の負荷は複数の負荷を含み、
   前記所定の負荷用電源線は前記複数の負荷に対応した複数の負荷用電源線を含み、
   前記ＭＯＳトランジスタは複数のＭＯＳトランジスタを含み、
   前記複数のＭＯＳトランジスタはそれぞれ、対応する負荷用電源線上に介挿され、
   前記電磁コイルにおける前記スイッチ部における前記導通可能状態は、前記複数の負荷用電源線の電源経路を全ての導通可能状態を含み、前記遮断状態は前記複数の負荷用電源線の電源経路の全ての遮断状態を含む、
   誤動作防止装置。
7. 請求項６記載の誤動作防止装置であって、
   前記複数の負荷より前記負端子側にある前記複数の負荷用電源線の端部部分に接続される第１のコネクタと、
   前記電磁リレーを内部に収納し、前記負端子に接続用の接続端子を有する第２のコネクタとをさらに備え、
   前記第１のコネクタと前記第２のコネクタとは、複数の負荷用電源線の端部部分を前記電磁リレーの前記スイッチ部を介して前記接続端子に電気的接続されるように接合される、
   誤動作防止装置。

Images