JP3786155B2 - controller - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイッチの端子電圧が信号として入力され、この信号から前記スイッチの作動状態を読取る演算処理部を有するコントローラに係り、前記信号の入力動作や読取り判定の信頼性向上が実現できるとともに、省電力化が図れるコントローラに関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車搭載用コントローラは、コネクタを介して外部に接続されるスイッチのON/OFF信号(Lレベル又はHレベル)を入力回路により入力し、内部のCPUやその他のICなどの演算処理部で論理判定や演算を行って、被制御装置に対して所定の出力を行うものである。
図4は、このようなコントローラの従来の入力回路の一例を示す図である。
ここで、符号SWで示すものがスイッチの接点であり、このスイッチSWは、コントローラに対してなんらかの情報をON/OFF信号として入力するもので、例えば車両の運転者が操作する操作部(ボタン等)に連動して開閉する接点よりなるものでもよいし、例えば車両におけるなんらかの状態を検出するセンサの出力部としての接点よりなるものでもよい。
【0003】
また、符号1で示すものは、演算処理部であるCPU1である。このCPU1は、電源入力端子2と、入力回路制御信号を出力する出力端子3と、スイッチSWの端子電圧が入力されるSW入力端子4と、グランド端子5とを備える。なおCPU1は、その他にも、例えば車両の装置を制御するための制御信号を出力する出力端子などを当然に備えるが、それらについては本発明に無関係であるので、説明を省略する。
【0004】
CPU1の電源入力端子2には、この場合電源回路6により安定化された電源電圧が入力されており、またこの電源回路6の入力側は、電流の逆流防止用のダイオード7とコネクタ8とを介して、バッテリーなどの電源9に接続されている。
また、CPU1のSW入力端子4は、信号入力用の抵抗10と、電流の逆流防止用のダイオード11と、コネクタ12とを介して、スイッチSWの一方の端子に接続されている。
また、CPU1のグランド端子5は、コネクタ13を介して、スイッチSWの他方の端子とともにグランドに接続されている。
【0005】
そして、電源回路6の出力側(CPU1の電源入力端子2)と、CPU1のSW入力端子4(正確には、ダイオード11のアノード側)との間は、通電ライン20(第1の通電ライン)により接続されている。
通電ライン20上には、電源側より、トランジスタTR1(第1のスイッチング素子)と、プルアップ抵抗21とが、順次接続されている。この場合トランジスタTR1は、PNP型のもので、そのエミッタ端子が電源側に、コレクタ端子がプルアップ抵抗21に接続されている。また、このトランジスタTR1のベース端子は、抵抗22を介してエミッタ端子に接続されているとともに、抵抗23を介してCPU1の出力端子3に接続されており、CPU1の出力端子3の電圧がCPU1の動作によりOFF(Lレベル)になると、トランジスタTR1のスイッチング動作によりそのエミッタ端子とコレクタ端子が導通する。
【0006】
なお、上記通電ライン20は、スイッチSWの端子電圧を生じさせるためにスイッチSWに電圧を印加するラインであって、その導通状態は、トランジスタTR1を介したCPU1の制御により切換えられる。つまりCPU1は、省電力のために、スイッチSWの作動状態を読み込む必要のあるタイミング(通常は、一定周期毎)に、一時的にトランジスタTR1を作動させて通電ライン20を導通状態とし、この際のSW入力端子4の電圧からスイッチSWの作動状態を読み取る(即ち、入力判定を行う)。
この場合具体的には、SW入力端子4の電圧がON(しきい値を越えたHレベル)であれば、スイッチSWが開状態にあると判定できるし、SW入力端子4の電圧がOFF(しきい値以下のLレベル)であれば、スイッチSWが閉状態にあると判断できる。なぜなら、スイッチSWが閉じると、導通ライン20より、スイッチ経路(この場合、コネクタ12及びスイッチSWよりなる経路)を経由してグランド側に電流が流れるため、スイッチSWやコネクタ12の接点の電圧降下が一定の低い値である限り、SW入力端子4の電圧はほぼグランドレベルとなるからである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この種のコントローラに接続されるスイッチ(例えば、上記スイッチSW)やその接続のためのコネクタ(例えば、上記コネクタ12)は、定格電流が過大な大電流用の部品が流用されたり、車室外に配置されるなど使用環境が悪い場合がある。このような場合には、スイッチの接点に酸化膜(絶縁膜)が発生して接触信頼性が低下し易いため、これを防止するためには、スイッチやコネクタに大電流を流すことが必要である。すなわち、図4に示す構成であれば、プルアップ抵抗21の抵抗値を下げて、スイッチSWが閉じた時に導通ライン20より上記スイッチ経路を流れる電流の量を増やす必要がある。
しかし、このように単純にスイッチ経路の電流を増加させると、以下のような問題がある。
【0008】
(1)暗電流が増加して省電力を図る上での支障になる。なお暗電流とは、スイッチからの入力信号の変化がなく、コントローラが動作する必要がない場合に、CPUを低消費電力モードにした時にコントローラに流れる電流のことで、バッテリー保護のためには、なるべく小さく抑える必要がある。暗電流は、CPU以外のICや入力スイッチの数によっても変化するが、スイッチ経路に流れるものが暗電流増加の主な要因となる。
【0009】
(2)スイッチ等の電圧降下が増加して誤入力(前述の入力判定の誤り)が生じる可能性が高まる。つまり、電圧降下は、電流値に比例するため、例えば図4においてスイッチ経路の電流を増加させると、スイッチSWやコネクタ12などにおける電圧降下がその分高まり、スイッチSWが閉状態の場合のSW入力端子4の電圧が比較的高くなって、前述の入力判定においてスイッチSWが閉状態にあるのに開状態にあるとCPU1で判定してしまう誤判定が生じ易くなる。
【0010】
なお、このような問題を解消するために、例えば図5に示すように、別個のプルアップ抵抗31(大電流用の抵抗値の低いもの)を有する第2の通電ライン30を設け、CPUの制御とは無関係な特定の条件(図5の場合には、イグニションスイッチIGSWの閉操作)で、この第2の通電ライン30を介してスイッチSWに電圧を印加する構成が考えられる。
この構成であれば、前記特定の条件が成立していない場合には、スイッチ経路に大電流が流れないため、暗電流を低く維持できるし、前記特定の条件が定期的に成立すれれば、スイッチSWやコネクタ12の接点活性(酸化膜発生の防止)が実現できる。
【0011】
しかし、前記特定の条件が長時間成立しない場合には、スイッチSW等の接点活性が図れずに酸化膜が発生し、スイッチSWが閉状態となっても接点間が導通せずに、入力判定がなされなくなる恐れがある。また、前記特定の条件が成立していてスイッチSWが閉状態となっている場合には、スイッチ経路に常に大電流が連続的に流れるため、スイッチSW等の電圧降下により前述した誤判定が生じる可能性もあり、やはり信頼性の点で十分でない。
またこの構成では、前記特定の条件が成立していてスイッチSWが閉状態となっている場合には、スイッチ経路に常に大電流が連続的に流れるため、省電力化の点でも限界があるという問題もある。
【0012】
そこで本発明は、スイッチの端子電圧が信号として入力され、この信号から前記スイッチの作動状態を読取る演算処理部と、前記端子電圧を前記演算処理部の入力端子に入力するための入力回路とを有するコントローラにおいて、前記信号の入力動作や読取り判定の信頼性向上や、暗電流の低減を含む省電力化が、高度に実現できるコントローラを提供することを目的としている。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明による請求項1記載のコントローラは、スイッチの端子電圧が信号として入力され、この信号から前記スイッチの作動状態を読取る演算処理部と、前記端子電圧を前記演算処理部の入力端子に入力するための入力回路とを有するコントローラにおいて、
前記入力回路が、
前記信号としての端子電圧を生じさせる電圧又は電流を前記スイッチに印加又は通電するための第1の通電ラインと、
前記スイッチの接点を活性化させる電圧又は電流を前記スイッチに印加又は通電するための第2の通電ラインと、
前記第1の通電ラインに設けられ、前記演算処理部の制御により動作して前記第1の通電ラインを導通状態又は非導通状態とする第1のスイッチング素子と、 前記第2の通電ラインに設けられ、前記演算処理部の制御により動作して前記第2の通電ラインを導通状態又は非導通状態とする第2のスイッチング素子とを備えるとともに、
前記演算処理部に安定化された電源電圧を供給するための電源回路を備え、
前記スイッチのグランド側端子がグランドに直接接続されるとともに、前記スイッチの電源側端子が前記演算処理部の入力端子に接続されて、前記スイッチの電源側端子の電圧が前記信号として前記演算処理部に入力される構成とされ、
前記第1の通電ライン及び第2の通電ラインは、前記電源回路の出力側と前記スイッチの電源側端子とを、それぞれが接続する回路であることを特徴とする。
【0016】
また請求項2記載のコントローラは、前記演算処理部の制御により前記第1のスイッチング素子を作動させて前記第1の通電ラインを導通状態とするタイミングと、前記演算処理部の制御により前記第2のスイッチング素子を作動させて前記第2の通電ラインを導通状態とするタイミングとを異ならせたことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、まず比較例を説明した後、本発明の実施の形態の一例(形態例)を図面に基づいて説明する。なお、図4に示す従来と同様の構成要素については、同符号を使用して重複する説明を省略する。
(比較例)
比較例のコントローラの入力回路は、図1に示すように、通電ライン20(第1の通電ライン)とは別個の通電ライン40(第2の通電ライン)を備え、CPU1aの制御で、この通電ライン40を介して接点活性化のための電圧をスイッチSWに定期的に印加するものである。
本例のCPU1aは、入力回路制御信号を出力する出力端子として、二つの端子(第1出力端子3a,第2出力端子3b)を備え、このうち、第1出力端子3aが前述のトランジスタTR1(第1のスイッチング素子)のベース端子に接続されている。
【0018】
また通電ライン40は、電源回路6の入力側とスイッチSWの端子(ダイオード11のカソード側)とを接続する回路であり、この通電ライン40上には、電源側より、トランジスタTR2(第2のスイッチング素子)と、プルアップ抵抗41とが、順次接続されている。この場合トランジスタTR2は、PNP型のもので、そのエミッタ端子が電源側に、コレクタ端子がプルアップ抵抗41に接続されている。また、このトランジスタTR2のベース端子は、抵抗42を介してエミッタ端子に接続されているとともに、抵抗43及びインバータ(NOT回路)43aを介してCPU1aの第2出力端子3bに接続されており、インバータ43aの出力電圧がCPU1aの信号(第2出力端子3bの電圧)によりOFF(Lレベル)になると、トランジスタTR2のスイッチング動作によりそのエミッタ端子とコレクタ端子が導通する。
なお、上記通電ライン40のプルアップ抵抗41の抵抗値は、通電ライン20のプルアップ抵抗21に比較して小さくなっており、通電ライン40を経由して接点活性に十分な大電流が流せるようになっている。
【0019】
そして本例のCPU1aは、各出力端子から図3に示すタイミングで入力回路の制御信号(各トランジスタの駆動信号)を出力するようにプログラミングされている。
即ちCPU1aは、第1出力端子3aの電圧を、CPU1aの入力信号読取りタイミングに対応した一定の短周期F1(例えば、10msec〜20msec程度)で一時的にOFFして、トランジスタTR1の駆動信号を出力する。なお、この駆動信号の1周期当りのON時間T1(即ち、端子3aの電圧のOFF時間)は、CPU1aの信号読取りに要する十分な時間(例えば、1msec〜5msec程度)に設定すればよい。
【0020】
またCPU1aは、第2出力端子3bの電圧を、接点活性に必要十分な一定の長周期F2(例えば、1分〜10分程度)で一時的にONして、トランジスタTR2の駆動信号を出力する。なお、この駆動信号の1周期当りのON時間T2(即ち、端子3bの電圧のON時間)は、接点活性に必要十分な値であって、トランジスタTR1の駆動信号の1周期当りのOFF時間(F1−T1)よりも小さい値に設定されている。さらに、このトランジスタTR2の駆動信号を出力する時期(電圧波形の位相)は、トランジスタTR1の駆動信号の出力時期と異ならせてあり、各トランジスタの駆動信号が出力されている期間が重複しないようになっている。即ち、各トランジスタの駆動信号が同時に出力されることがない構成となっている。
【0021】
以上説明したコントローラでは、入力信号読取りタイミングの期間には、通電ライン20のトランジスタTR1が作動するため、スイッチSWが開状態であれば、スイッチSWに適正な端子電圧が発生し、CPU1aはこの入力信号からスイッチSWが開状態であることを読取ることができる。また、スイッチSWが閉状態であれば、スイッチSWやコネクタ12の接触信頼性が維持されている限り、端子電圧はグランドレベル(Lレベル)となり、CPU1aはこの入力信号からスイッチSWが閉状態であることを読取ることができる。
なおこの際、スイッチSWが閉状態である場合には、スイッチ経路に通電ライン20を経由して電流が流れるが、この電流値はプルアップ抵抗21により十分低く調整されているため、スイッチSWやコネクタ12の電圧降下の値も十分低くなり、この電圧降下が大き過ぎてCPU1aでの読取り判定に誤りが生じる可能性は極めて少ない。特に本例の場合には、通電ライン40が導通状態とされるタイミングが前述の如く通電ライン20のそれ(即ち、入力信号読取りタイミング)とは異なって設定されている。このため、入力信号読取り時に、通電ライン40を経由してスイッチ経路に大電流が流れることが確実に回避され、スイッチSW等の電圧降下増により読取り判定に誤りが生じる不具合はより信頼性高く回避される。
【0022】
そして上記コントローラでは、通電ライン40のトランジスタTR2が上述の如くトランジスタTR1とは独立に制御されることで、入力信号読取りタイミングとは無関係に、例えば1分〜10分程度の比較的長周期で定期的にスイッチSWやコネクタ12に電圧が印加され、スイッチSWが閉状態であればプルアップ抵抗41で調整された大電流がスイッチSWやコネクタ12に流れ、それら接点の活性化が十分になされる。このため、スイッチSWやコネクタ12に大電流用の部品が流用されていたり、スイッチSWやコネクタ12が車室外などの環境の悪い場所に設置されていても、それら接点における酸化膜発生を阻止して、それら接点の接触信頼性を高く維持できる。
【0023】
したがって、上記コントローラによれば、スイッチ経路に流れる電流を全体として低く抑えて暗電流の低減化や省電力化を図りつつ、スイッチ等の接触信頼性を高く維持し、またスイッチ等の電圧降下増による誤入力の問題も回避して、スイッチからの信号の入力動作や読取り判定の信頼性向上を図ることができる。
なお図3は、スイッチSWが閉状態である場合における電流の変化を示している。本例の場合、通電ライン20(トランジスタTR1)を経由してスイッチ経路に流れる電流は図3の最上段に示すように変化し、通電ライン40(トランジスタTR2)を経由してスイッチ経路に流れる電流は図3の2段目に示すように変化し、結局、スイッチ経路に流れるトータルの電流は、図3の3段目に示すように変化する。このため、スイッチSWが閉状態においてスイッチ経路に流れるトータルの電流の平均は、図3の4段目に示すようになり、通電ライン40(トランジスタTR2)による通電動作をしない場合(図3の最下段)に対して僅かな増加ですむ。
【0024】
これに対し、例えば、単純にプルアップ抵抗21の抵抗値を下げることで、信頼性向上を図った場合には、通電ライン20(トランジスタTR1)を経由して読取りタイミング毎にスイッチ経路に流れる電流が大電流となるので、トータルの電流の平均は大幅に増加することになる。また図5に示すように、例えばイグニションスイッチON等の特定条件下、別の経路より大電流を流した場合には、この条件が超期間成立し続けた場合には、大電流が流れ続けることになり、トータルの電流の平均は著しく増加することになる。
【0025】
(形態例)
次に、本発明の形態例について説明する。本例のコントローラの入力回路は、図2に示すように、通電ライン40が、電源回路6の出力側とスイッチSWの端子側とを接続するように設けられている点に特徴を有する。即ちこの場合、通電ライン40と通電ライン20とが並列状に設けられている。なおこの場合には、インバータ43aが設けられておらず、トランジスタTR2は、CPU1aの第2出力端子3bの電圧により直接制御され、比較例と同様のタイミングで作動する構成となっている。
本例の場合には、比較例と同様の効果に加えて、以下の様な効果を奏することができる。すなわち、通電ライン40を経由して接点活性のために印加される前述の電圧や電流の値が、電源9の出力変動に関わらず、安定したものとなるため、暗電流を含む省電力化と信頼性の向上がより的確に実現できる。
【0026】
というのは、前述の比較例のような態様であると、通電ライン40を経由して接点活性のために印加される前述の電圧や電流の値は、電源9の出力電圧の変動に応じて変化するため、接点活性化を確実に行うためには、例えばその変動分を見込んだより大きな電流が流れるようにプルアップ抵抗41の値を設定しておく必要がある。そしてこの場合には、電源9の出力電圧が十分高い場合には、逆に必要以上の電流が流れることになる。一方、このような高めの電流設定を行わなければ、接点活性のために流す電流を必要最低限に維持できるが、電源9の出力電圧が低下したときに、十分な電流を流せずに接点活性の効果が若干劣化することになる。
これに対し、本例の態様の場合には、電源回路6の出力電圧は常に略一定値に保たれるため、このような不具合がなく、暗電流を含む省電力化と信頼性の向上がより的確に実現できる。
【0027】
なお本発明は、以上説明した形態例に限られず、各種態様が有り得る。例えば、以上の説明では、CPUの出力電圧やスイッチの端子電圧がLレベルの状態を「OFF」とし、Hレベルの状態を「ON」として説明したが、これに断定されるものではない。
【0028】
【発明の効果】
本発明のコントローラでは、入力信号読取りタイミングで第1の通電ラインの第1のスイッチング素子を作動させることにより、第1の通電ラインを経由した通電又は電圧の印加によりスイッチに適正な端子電圧(Hレベル又はLレベル)を発生させ、演算処理部でこの端子電圧からスイッチの作動状態を読取ることができる。
なおこの際、スイッチが閉状態である場合には、スイッチ経路に第1の通電ラインを経由して電流が流れるが、この電流値は第1の通電ラインの抵抗値の設定により十分低く調整できるため、スイッチやそのコネクタの電圧降下の値も十分低くなり、この電圧降下が大き過ぎて演算処理部での読取り判定に誤りが生じる可能性は少ない。
【0029】
そして本コントローラでは、第2の通電ラインの第2のスイッチング素子を第1のスイッチング素子とは独立に制御することで、入力信号読取りタイミングとは無関係に、例えば1分〜10分程度の比較的長周期で定期的にスイッチやそのコネクタに電圧を印加し、スイッチが閉状態であれば第2の通電ラインの抵抗値設定で調整された大電流をスイッチやそのコネクタに流し、それら接点の活性化を十分に遂行することができる。このため、スイッチやそのコネクタに大電流用の部品が流用されていたり、これら部品が車室外などの環境の悪い場所に設置されていても、それら接点における酸化膜発生を阻止して、それら接点の接触信頼性を高く維持できる。
【0030】
したがって、本コントローラによれば、スイッチ経路に流れる電流を全体として低く抑えて暗電流の低減化や省電力化を図りつつ、スイッチ等の接触信頼性を高く維持し、またスイッチ等の電圧降下増による誤入力の問題も回避して、スイッチからの信号の入力動作や読取り判定の信頼性向上を図ることができる。
【0031】
特に請求項2記載のように、第1のスイッチング素子を作動させて第1の通電ラインを導通状態とするタイミングと、第2のスイッチング素子を作動させて第2の通電ラインを導通状態とするタイミングとを異ならせた場合には、入力信号読取り時に、第2の通電ラインを経由してスイッチ経路に大電流が流れることが確実に回避され、スイッチ等の電圧降下増により読取り判定に誤りが生じる不具合をより信頼性高く回避できる。
【0032】
また本発明のコントローラでは、第1の通電ライン及び第2の通電ラインが、電源回路の出力側とスイッチの電源側端子とを、それぞれが接続する回路である。このため、第2の通電ラインを経由して接点活性のために印加又は通電される電圧や電流の値が、電源の出力変動に関わらず安定したものとなるため、暗電流を含む省電力化と信頼性の向上がより的確に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 コントローラの比較例を示す回路図である。
【図2】 コントローラの形態例を示す回路図である。
【図3】 コントローラのスイッチ経路に流れる電流波形の一例を示す図である。
【図4】 従来のコントローラを示す回路図である。
【図5】 改良したコントローラを示す回路図である。
【符号の説明】
1,1a CPU(演算処理部)
20 通電ライン(第1の通電ライン)
40 通電ライン(第2の通電ライン)
6 電源回路
8,12,13 コネクタ
9 電源
21 プルアップ抵抗
41 プルアップ抵抗
SW スイッチ
TR1 トランジスタ(第1のスイッチング素子)
TR2 トランジスタ(第2のスイッチング素子)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a controller having a calculation processing unit that reads a switch terminal voltage as a signal and reads the operation state of the switch from this signal, and can improve the reliability of the input operation and reading determination of the signal. The present invention relates to a controller that can save power.
[0002]
[Prior art]
For example, an on-board controller inputs an ON / OFF signal (L level or H level) of a switch connected to the outside through a connector by an input circuit, and an arithmetic processing unit such as an internal CPU or other IC. A predetermined output is made to the controlled device by performing logic judgment and calculation.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a conventional input circuit of such a controller.
Here, what is indicated by the symbol SW is a contact point of the switch, and this switch SW inputs some information as an ON / OFF signal to the controller. For example, an operation unit (button or the like) operated by the driver of the vehicle. ), Or a contact as an output unit of a sensor that detects some state in the vehicle.
[0003]
Also, what is denoted by
[0004]
In this case, a power supply voltage stabilized by the
The
The
[0005]
An energization line 20 (first energization line) is provided between the output side of the power circuit 6 (
A transistor TR1 (first switching element) and a pull-
[0006]
The
Specifically, in this case, if the voltage of the
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as for a switch (for example, the switch SW) connected to this type of controller and a connector (for example, the connector 12) for the connection, a component for a large current having an excessive rated current is used. The usage environment may be poor, such as being placed outdoors. In such a case, an oxide film (insulating film) is generated at the contact point of the switch and the contact reliability is likely to be lowered. To prevent this, it is necessary to pass a large current through the switch or the connector. is there. That is, with the configuration shown in FIG. 4, it is necessary to decrease the resistance value of the pull-
However, when the current in the switch path is simply increased in this way, there are the following problems.
[0008]
(1) The dark current increases, which hinders power saving. The dark current is the current that flows to the controller when the CPU is in the low power consumption mode when there is no change in the input signal from the switch and the controller does not need to operate. It is necessary to keep it as small as possible. The dark current varies depending on the number of ICs and input switches other than the CPU, but what flows through the switch path is a major factor in increasing the dark current.
[0009]
(2) The possibility of erroneous input (the above-mentioned input determination error) increases due to an increase in voltage drop of the switch or the like. That is, since the voltage drop is proportional to the current value, for example, when the current in the switch path in FIG. 4 is increased, the voltage drop in the switch SW, the
[0010]
In order to solve such a problem, for example, as shown in FIG. 5, a
With this configuration, when the specific condition is not satisfied, since a large current does not flow through the switch path, the dark current can be kept low, and if the specific condition is periodically satisfied, Contact activation (prevention of oxide film generation) of the switch SW and the
[0011]
However, when the specific condition is not satisfied for a long time, the contact activation of the switch SW or the like cannot be achieved, and an oxide film is generated. There is a risk that will not be made. Further, when the specific condition is satisfied and the switch SW is in a closed state, a large current always flows continuously through the switch path, and thus the above-described erroneous determination occurs due to a voltage drop of the switch SW or the like. There is a possibility, too, and the point of reliability is not enough.
Further, in this configuration, when the specific condition is satisfied and the switch SW is in a closed state, a large current always flows continuously through the switch path, so that there is a limit in terms of power saving. There is also a problem.
[0012]
Therefore, the present invention includes a calculation processing unit that receives a switch terminal voltage as a signal, and reads an operation state of the switch from the signal, and an input circuit for inputting the terminal voltage to an input terminal of the calculation processing unit. An object of the present invention is to provide a controller capable of highly realizing power saving including improvement of reliability of input operation and reading determination of the signal and reduction of dark current.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the controller according to
The input circuit is
A first energization line for applying or energizing the switch with a voltage or current that generates a terminal voltage as the signal;
A second energization line for applying or energizing the switch with a voltage or current that activates the contact of the switch;
A first switching element provided in the first energization line and operated by the control of the arithmetic processing unit to bring the first energization line into a conductive state or a non-conductive state; and provided in the second energization line. And a second switching element that operates under the control of the arithmetic processing unit to bring the second energization line into a conductive state or a non-conductive state ,
A power supply circuit for supplying a stabilized power supply voltage to the arithmetic processing unit;
A ground side terminal of the switch is directly connected to the ground, a power source side terminal of the switch is connected to an input terminal of the arithmetic processing unit, and the voltage of the power source side terminal of the switch is the signal as the signal. And the configuration entered in
The first energization line and the second energization line are circuits that connect the output side of the power supply circuit and the power supply side terminal of the switch, respectively .
[0016]
According to a second aspect of the present invention, the controller operates the first switching element under the control of the arithmetic processing unit to bring the first energization line into a conductive state, and controls the second through the control of the arithmetic processing unit. The timing at which the second energization line is turned on by operating the switching element is made different.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, after describing a comparative example first, an example (embodiment) of an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In addition, about the component similar to the prior art shown in FIG.
( Comparative example )
As shown in FIG. 1, the input circuit of the controller of the comparative example includes an energization line 40 (second energization line) separate from the energization line 20 (first energization line), and this energization is controlled by the CPU 1a. A voltage for activating the contact is periodically applied to the switch SW via the
The CPU 1a of this example includes two terminals (first output terminal 3a and second output terminal 3b) as output terminals for outputting an input circuit control signal. Among these, the first output terminal 3a is the transistor TR1 (described above). The first switching element) is connected to the base terminal.
[0018]
The
Note that the resistance value of the pull-up resistor 41 of the
[0019]
The CPU 1a of this example is programmed to output a control signal for the input circuit (drive signal for each transistor) at the timing shown in FIG. 3 from each output terminal.
That is, the CPU 1a temporarily turns off the voltage of the first output terminal 3a at a constant short period F1 (for example, about 10 msec to 20 msec) corresponding to the input signal read timing of the CPU 1a, and outputs the drive signal of the transistor TR1. To do. The ON time T1 per cycle of the drive signal (that is, the OFF time of the voltage at the terminal 3a) may be set to a sufficient time (for example, about 1 msec to 5 msec) required for reading the signal of the CPU 1a.
[0020]
Further, the CPU 1a temporarily turns on the voltage of the second output terminal 3b at a constant long period F2 necessary and sufficient for contact activation (for example, about 1 to 10 minutes), and outputs a drive signal for the transistor TR2. . The ON time T2 per cycle of the drive signal (that is, the ON time of the voltage of the terminal 3b) is a value necessary and sufficient for contact activation, and the OFF time per cycle of the drive signal of the transistor TR1 ( A value smaller than F1-T1) is set. Further, the timing for outputting the driving signal for the transistor TR2 (phase of the voltage waveform) is different from the timing for outputting the driving signal for the transistor TR1, so that the period during which the driving signal for each transistor is output does not overlap. It has become. That is, the drive signals of the transistors are not output simultaneously.
[0021]
In the controller described above, since the transistor TR1 of the
At this time, when the switch SW is in the closed state, a current flows in the switch path via the
[0022]
In the above controller, the transistor TR2 of the
[0023]
Therefore, according to the above controller, the current flowing through the switch path is kept low as a whole to reduce dark current and save power, while maintaining high contact reliability of the switch and the like, and increasing the voltage drop of the switch and the like. Therefore, it is possible to avoid the problem of erroneous input due to the above, and to improve the reliability of the signal input operation and reading determination from the switch.
FIG. 3 shows a change in current when the switch SW is in the closed state. In the case of this example, the current flowing in the switch path via the energization line 20 (transistor TR1) changes as shown in the uppermost stage of FIG. 3, and the current flowing in the switch path via the energization line 40 (transistor TR2). Changes as shown in the second stage of FIG. 3, and eventually the total current flowing through the switch path changes as shown in the third stage of FIG. Therefore, the average of the total current flowing through the switch path when the switch SW is in the closed state is as shown in the fourth stage of FIG. 3, and when the energization operation by the energization line 40 (transistor TR2) is not performed (the maximum in FIG. 3). A slight increase with respect to the bottom) is required.
[0024]
On the other hand, for example, when the reliability is improved by simply lowering the resistance value of the pull-up
[0025]
( Example )
Next, embodiments of the present invention will be described. As shown in FIG. 2, the input circuit of the controller of this example is characterized in that the
In the case of this example, in addition to the same effect as the comparative example , the following effect can be obtained. That is, since the voltage and current values applied for contact activation via the
[0026]
This is because, in the case of the above-described comparative example , the voltage and current values applied for contact activation via the
On the other hand, in the case of this embodiment, the output voltage of the
[0027]
Note that the present invention is not limited to the embodiment described above, and may have various aspects. For example, in the above description, the CPU output voltage and the switch terminal voltage are in the L level state as “OFF” and the H level state is “ON”, but this is not determined.
[0028]
【The invention's effect】
In the controller of the present invention, by operating the first switching element of the first energization line at the input signal reading timing, an appropriate terminal voltage (H is applied to the switch by energization or voltage application through the first energization line. Level or L level), and the operation state of the switch can be read from the terminal voltage by the arithmetic processing unit.
At this time, when the switch is in a closed state, a current flows through the switch path via the first energization line, but this current value can be adjusted sufficiently low by setting the resistance value of the first energization line. Therefore, the value of the voltage drop of the switch and its connector is also sufficiently low, and there is little possibility that an error occurs in the reading determination in the arithmetic processing unit because this voltage drop is too large.
[0029]
In this controller, the second switching element of the second energization line is controlled independently of the first switching element, so that, for example, a relative time of about 1 minute to 10 minutes can be set regardless of the input signal reading timing. Apply a voltage to the switch and its connector periodically over a long period. If the switch is closed, a large current adjusted by the resistance value setting of the second energizing line is sent to the switch and its connector to activate the contacts. Can be fully accomplished. For this reason, even if parts for high current are diverted to the switch or its connector, or these parts are installed in a poor environment such as outside the passenger compartment, the generation of oxide film at these contacts is prevented, and these contacts are High contact reliability can be maintained.
[0030]
Therefore, according to this controller, the current flowing through the switch path is kept low as a whole to reduce dark current and save power, while maintaining high contact reliability of the switch and the like, and increasing the voltage drop of the switch and the like. Therefore, it is possible to avoid the problem of erroneous input due to the above, and to improve the reliability of the signal input operation and reading determination from the switch.
[0031]
In particular, as described in
[0032]
In the controller of the present invention , the first energization line and the second energization line are circuits for connecting the output side of the power supply circuit and the power supply side terminal of the switch, respectively. For this reason, the value of the voltage or current applied or energized for contact activation via the second energization line becomes stable regardless of fluctuations in the output of the power supply. Improved reliability can be achieved more accurately.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing a comparative example of a controller.
FIG. 2 is a circuit diagram illustrating a configuration example of a controller.
FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a waveform of a current flowing through a switch path of a controller.
FIG. 4 is a circuit diagram showing a conventional controller.
FIG. 5 is a circuit diagram showing an improved controller.
[Explanation of symbols]
1,1a CPU (arithmetic processing unit)
20 Energizing line (first energizing line)
40 Power line (second power line)
6
TR2 transistor (second switching element)
Claims (2)
前記入力回路が、
前記信号としての端子電圧を生じさせる電圧又は電流を前記スイッチに印加又は通電するための第1の通電ラインと、
前記スイッチの接点を活性化させる電圧又は電流を前記スイッチに印加又は通電するための第2の通電ラインと、
前記第1の通電ラインに設けられ、前記演算処理部の制御により動作して前記第1の通電ラインを導通状態又は非導通状態とする第1のスイッチング素子と、 前記第2の通電ラインに設けられ、前記演算処理部の制御により動作して前記第2の通電ラインを導通状態又は非導通状態とする第2のスイッチング素子とを備えるとともに、
前記演算処理部に安定化された電源電圧を供給するための電源回路を備え、
前記スイッチのグランド側端子がグランドに直接接続されるとともに、前記スイッチの電源側端子が前記演算処理部の入力端子に接続されて、前記スイッチの電源側端子の電圧が前記信号として前記演算処理部に入力される構成とされ、
前記第1の通電ライン及び第2の通電ラインは、前記電源回路の出力側と前記スイッチの電源側端子とを、それぞれが接続する回路であることを特徴とするコントローラ。In a controller having an arithmetic processing unit that inputs a terminal voltage of a switch as a signal and reads an operating state of the switch from the signal, and an input circuit for inputting the terminal voltage to an input terminal of the arithmetic processing unit.
The input circuit is
A first energization line for applying or energizing the switch with a voltage or current that generates a terminal voltage as the signal;
A second energization line for applying or energizing the switch with a voltage or current that activates the contact of the switch;
A first switching element provided in the first energization line and operated by the control of the arithmetic processing unit to bring the first energization line into a conductive state or a non-conductive state; and provided in the second energization line. And a second switching element that operates under the control of the arithmetic processing unit to bring the second energization line into a conductive state or a non-conductive state ,
A power supply circuit for supplying a stabilized power supply voltage to the arithmetic processing unit;
A ground side terminal of the switch is directly connected to the ground, a power source side terminal of the switch is connected to an input terminal of the arithmetic processing unit, and the voltage of the power source side terminal of the switch is the signal as the signal. And the configuration entered in
The controller, wherein the first energization line and the second energization line are circuits that connect the output side of the power supply circuit and the power supply side terminal of the switch, respectively .
ことを特徴とする請求項1に記載のコントローラ。The timing at which the first switching element is operated by the control of the arithmetic processing unit to bring the first energization line into a conductive state, and the second switching element is operated by the control of the arithmetic processing unit to operate the second switching element. The controller according to claim 1, wherein a timing at which the two energization lines are turned on is made different.
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