JP2007203929A - Dark current measuring device for vehicle, and power control device for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用暗電流測定装置及び該測定装置により測定された暗電流に応じて負荷への電力供給を制御する車両用暗電流制御装置に関し、詳しくは、ECUが故障等の異常により待機時においても起動時の電流が流れている場合、バッテリの過放電状態(いわゆるバッテリ上がり)を防止するために前記故障しているECUとバッテリとの接続を遮断して暗電流への供給を遮断するものである。 The present invention relates to a vehicle dark current measurement device and a vehicle dark current control device that controls power supply to a load according to the dark current measured by the measurement device. Even when the start-up current is flowing, the connection between the malfunctioning ECU and the battery is cut off to prevent the battery from being over-discharged (so-called battery running out) and the supply of dark current is cut off. To do.
従来より、自動車ではバッテリに充電した電力を利用して各種電気負荷(ECU:Electronic Control Unit やアクチュエータなど)を作動させているので、バッテリの電力消費を極力抑えることが重要となっている。
電気負荷が起動状態の場合は負荷電流が大きく、電気負荷が待機状態の場合は負荷電流(即ち待機電流)が小さいため、電気負荷の消費電力は起動状態と待機状態とでは大きく変化する。そこで、イグニッションキーがオフとなった状態や待機状態などにおいて、一部の電気負荷を待機状態とするように所望の制御信号を与えたり、この電気負荷に対する供給電力を引き下げたり、また電力の供給を中断することで、電力消費量を抑えることが考えられている。
Conventionally, since various electric loads (ECU: Electronic Control Unit, actuator, etc.) are operated using electric power charged in a battery in an automobile, it is important to suppress the electric power consumption of the battery as much as possible.
When the electric load is in the activated state, the load current is large, and when the electric load is in the standby state, the load current (that is, the standby current) is small. Therefore, the power consumption of the electric load varies greatly between the activated state and the standby state. Therefore, in a state where the ignition key is turned off or in a standby state, a desired control signal is given so that a part of the electric load is in a standby state, power supplied to the electric load is reduced, or power supply is performed. It is considered to reduce the power consumption by interrupting.
例えば特開2000−50513号公報(特許文献1)では、イグニッションキーがオンからオフに切り替わった時点からタイマーによって計測する一定時間の経過後に電気負荷への電力供給を中断することで待機電流も零とし、電力消費を抑えてバッテリ上がりを防止している。 For example, in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-50513 (Patent Document 1), the standby current is zero by interrupting the power supply to the electric load after a lapse of a fixed time measured by a timer from when the ignition key is switched from on to off. The battery consumption is prevented by suppressing power consumption.
ところが、電気負荷を待機状態にするように制御信号を与えても、この電気負荷が待機状態にならない場合や、一度待機状態になっても再び起動状態になる異常動作を行なう場合がある。特許文献1のシステムではタイマーにより一定時間の計測後に電気負荷への電力供給を中断しているので、タイマーが作動するまでの間は電力供給を中断することができず、電気負荷は電力を消費してしまいバッテリ上がりの原因となる。 However, even if a control signal is given to put the electric load in the standby state, the electric load may not enter the standby state, or an abnormal operation may be performed in which the electric load is activated again even once in the standby state. In the system of Patent Document 1, power supply to the electric load is interrupted after a predetermined time is measured by the timer. Therefore, the power supply cannot be interrupted until the timer is activated, and the electric load consumes power. Will cause the battery to run out.
特開2002−209330号公報(特許文献2)は、電気負荷に流れる電流値を測定して、過電流が流れている場合に電力供給を中断しバッテリ上がりを防止している。特許文献2のシステムではタイマーを使用せず電流値の結果に応じて電力供給を中断しているので、電力供給を中断するまでの時間は特許文献1のシステムに比べて短く設定できる。
しかし、電気負荷に流れる電流は電気負荷が起動状態の場合と待機状態の場合とでは、例えば5Aから10mAと大きな差があり、電流を測定するためには高性能な電流計が必要であった。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-209330 (Patent Document 2) measures the value of a current flowing through an electric load and interrupts the power supply when an overcurrent flows to prevent the battery from running out. In the system of
However, the current flowing through the electric load varies greatly, for example, from 5 A to 10 mA when the electric load is in the start state and in the standby state, and a high-performance ammeter is required to measure the current. .
本発明は、前記問題を鑑みてなされたものであり、待機状態にある電気負荷に流れる電流を低コストかつ精度よく測定する車両用暗電流測定装置を提供することを第一の課題としている。
また、前記車両用暗電流測定装置を用いて電気負荷の異常動作の検知を行い、異常動作の検知時には電力供給を中断し、バッテリ上がりを防止する車両用電源制御装置を提供することを第二の課題としている。
The present invention has been made in view of the above problems, and a first object of the present invention is to provide a vehicle dark current measuring device that accurately measures a current flowing through an electric load in a standby state at low cost.
A second object of the present invention is to provide a vehicle power supply control device that detects an abnormal operation of an electric load using the vehicle dark current measuring device, interrupts the power supply when the abnormal operation is detected, and prevents the battery from running out. As an issue.
前記課題を解決するため、第1の発明として、
バッテリと負荷とを接続する回路に介在させるリレーと、
前記リレーと並列に接続され、電流測定用の電流センサと半導体スイッチを直列に接続した電流測定回路と、
前記リレー、前記半導体スイッチおよび前記電流センサに接続される制御ユニットを備え、
前記制御ユニットは前記リレーと前記半導体スイッチとの開閉を制御し、負荷起動信号を受信すると前記リレーをオンするとともに前記半導体スイッチをオフとする一方、負荷待機信号(スリープ信号)を受信すると前記リレーをオフすると共に前記半導体スイッチをオンして前記電流センサへの暗電流の通電を可能とする車両用暗電流測定装置を提供している。
In order to solve the above problems, as a first invention,
A relay interposed in a circuit connecting the battery and the load;
A current measurement circuit connected in parallel with the relay, in which a current sensor for current measurement and a semiconductor switch are connected in series;
A control unit connected to the relay, the semiconductor switch and the current sensor;
The control unit controls opening and closing of the relay and the semiconductor switch, and turns on the relay when receiving a load start signal and turns off the semiconductor switch, and turns off the semiconductor switch while receiving the load standby signal (sleep signal). And a dark current measuring device for a vehicle that enables the dark current to flow to the current sensor by turning on the semiconductor switch.
本発明によれば、制御ユニットが負荷の起動信号を受信するとリレーをオンとするとともに半導体リレーをオフとするので、電流はリレーに流れる。このため、電流センサは負荷が起動状態の場合の電流は測定せず、負荷の待機状態における電流(暗電流)を測定する。暗電流の値は起動状態における負荷に流れる電流の値に比べ小さいため、電流測定回路を用いずにリレーに流れる電流を測定するよりも電流センサの測定範囲を狭くすることができる。 According to the present invention, when the control unit receives the load activation signal, the relay is turned on and the semiconductor relay is turned off, so that the current flows through the relay. For this reason, the current sensor does not measure the current when the load is in the activated state, but measures the current (dark current) in the standby state of the load. Since the value of the dark current is smaller than the value of the current flowing through the load in the start-up state, the measurement range of the current sensor can be made narrower than measuring the current flowing through the relay without using the current measurement circuit.
前記制御ユニットは、前記リレーをオフする前に前記半導体スイッチをオンにすると共に、前記リレーをオンした後に前記半導体スイッチをオフする設定とすることが好ましい。 Preferably, the control unit is configured to turn on the semiconductor switch before turning off the relay and to turn off the semiconductor switch after turning on the relay.
リレーと半導体スイッチのオン・オフを切り替える場合に、一定時間リレーと半導体スイッチの両方がオンとなるので、負荷がバッテリから完全に遮断されるのを防ぐことができる。 When switching on and off of the relay and the semiconductor switch, both the relay and the semiconductor switch are turned on for a certain period of time, so that the load can be prevented from being completely cut off from the battery.
また、第2の発明として、前記第1の発明の暗電流測定装置によって検出する電流値に基づいて、負荷に接続した回路開閉手段をバッテリに接続又は遮断して前記負荷へ電力を供給又は遮断することを特徴とする車両用電源制御装置を提供している。 Further, as a second invention, based on the current value detected by the dark current measuring device of the first invention, the circuit opening / closing means connected to the load is connected to or disconnected from the battery, and the power is supplied to or interrupted from the load. A vehicle power supply control device is provided.
本発明によれば、暗電流測定装置を用いて負荷の暗電流を測定し、負荷が待機指令を受けているにもかかわらず誤動作などで起動状態にある場合など異常動作を検出するので、車両用電源制御装置は負荷が異常動作を行なっている場合は電力供給を中断し、バッテリ上がりを防止することができる。 According to the present invention, the dark current of the load is measured using the dark current measuring device, and the abnormal operation is detected, for example, when the load is in a start-up state due to a malfunction even though it receives a standby command, When the load is performing an abnormal operation, the power supply control device can interrupt power supply and prevent the battery from running out.
前述したように、第1の発明の車両用暗電流測定装置によれば、負荷の待機状態における電流(暗電流)を測定する構成としているため、リレーに流れる電流を測定するよりも電流センサの測定範囲を狭くすることができる。従って、測定の精度を向上させることができ、かつ低コスト化を図ることができる。
また、制御ユニットは、リレーと半導体スイッチのオン・オフを切り替える場合に、一定時間リレーと半導体スイッチの両方をオンとする構成としているため、負荷がバッテリから完全に遮断されるのを防ぐことができる。
As described above, according to the dark current measuring apparatus for a vehicle of the first aspect of the invention, since the current (dark current) in the standby state of the load is measured, the current sensor of the current sensor is measured rather than the current flowing through the relay. The measurement range can be narrowed. Therefore, the accuracy of measurement can be improved and the cost can be reduced.
In addition, the control unit is configured to turn on both the relay and the semiconductor switch for a certain period of time when switching the relay and the semiconductor switch on and off, thus preventing the load from being completely disconnected from the battery. it can.
さらに、第2の発明の車両用電源制御装置によれば、暗電流測定装置を用いて負荷の暗電流を測定し、負荷が待機指令を受けているにもかかわらず誤動作などで起動状態にある場合など異常動作を検出する構成としているので、車両用電源制御装置は負荷が異常動作を行なっている場合は電力供給を中断し、バッテリ上がりを防止することができる。 Furthermore, according to the vehicle power supply control device of the second aspect of the invention, the dark current of the load is measured using the dark current measuring device, and the load is in the activated state due to malfunction or the like even though the load receives a standby command. In such a case, the vehicle power supply control device can interrupt power supply and prevent the battery from running out when the load is performing an abnormal operation.
本発明の第一実施例を図1〜3を参照して説明する。
図1は本発明の車両用暗電流測定装置10の構成を示すブロック図である。図1において、車両用暗電流測定装置10は一方をバッテリ1に接続し、他方を電気負荷であるECU2に接続する構成となっている。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a vehicle dark current measuring
車両用暗電流測定装置10は、リレー11と、電流測定回路12と、制御ユニット15を備えている。
リレー11はバッテリ1とECU2の間に介在している。リレー11は制御ユニット15からの信号を受け、ECU2をバッテリ1に接続・遮断する。リレー11は半導体スイッチなど回路開閉手段を構成するものであればよいが、リレー及びラッチリレーなど状態保持機能を有し半導体リレーよりも大電流を流すことができる電磁リレーであれば好ましい。
電流測定回路12は、電流センサ13と半導体スイッチ14からなり、これらを直列接続している。リレー11と並列接続している。
電流センサ13はECU2の暗電流を測定し、測定結果を制御ユニット15に送る。
半導体スイッチ14は電流センサに直列に接続しており、電流センサ13の測定範囲を超えた過電流が電流センサ13に流れるのを防ぐ保護用スイッチである。半導体スイッチ14は小型化でき安価という利点があるが、半導体スイッチに限られず回路開閉手段を構成するものであればよい。
制御ユニット15は、制御ユニット15に入力される待機信号21、ドア閉信号22、ドアロック信号23からECU2に待機指令が出されているかを判断し、電流センサ13の電流値からECU2が待機状態にあるかを判断する。判断結果からリレー11と半導体スイッチ14にオン・オフの指令を出す。
The vehicle dark current measuring
The
The
The
The
The
図2は車両用暗電流測定装置10においてECU2に流れる電流値、リレー11、半導体スイッチ14の動作のタイムチャートである。本実施例においては、ECU2は起動状態の場合は電流値が5Aであるが、イグニッションキーがアクセサリの位置にあり電装品が作動していない場合は電流値が50mAとなり、イグニッションキーがオフとなりECU2が待機状態にある場合、電流値は10mAとなる。
FIG. 2 is a time chart of the value of the current flowing through the
時刻t1において、各信号21〜23に基づきECU2が待機状態であると判断すると、半導体スイッチ14がオンする。一定時間経過後、制御ユニット15は電流測定回路12に流れる電流の値が閾値より下であることを確認する。
このとき、リレー11と半導体スイッチ14の両方がオンとなっているので、電流測定回路12にもECU2に流れる電流のうちの一部の電流が流れる。本実施例において電流測定回路12にはリレー11の10分の1程度の電流が流れるとすると、電流測定回路12には1mAの電流が流れる。閾値として例えば1mAに50%を加えた値を定め、電流センサ13の測定値が閾値より小さければ、ECU2が待機状態にあると判断する。
When the
At this time, since both the
電流センサ13の測定値が閾値より小さければ、時刻t2においてリレー11がオフする。
リレー11がオフすると、ECU2の待機状態での電流(暗電流)は電流測定回路12に流れ、電流センサ13は暗電流を測定する。
ECU2が起動しECU2の起動指令が制御ユニット15に入力されると、時刻t3においてリレー11がオンし、一定の時間の経過後、時刻t4で半導体スイッチ14がオフする。リレー11がオンすれば、電流はリレー11を通ってECU2に流れる。
If the measured value of the
When the
When the
図3は本発明である車両用暗電流測定装置10の動作を示すフローチャートである。
ステップS1は制御ユニット15に待機信号21が入力されているか否かを判断している。待機信号21が入力されている場合は、ECU2に待機指令が出されているものと判断し、ステップS2に進む。待機指令が出されていない場合はスタートに戻る。
ステップS2は制御ユニット15にドア閉信号22が入力されているか否かを判断している。ドア閉信号22が入力されている場合は、待機指令が出されていると判断してステップS3に進む。ドア閉信号が入力されていない場合はスタートに戻る。
ステップS3は制御ユニット15にドアロック信号23が入力されているか否かを判断している。ドアロック信号23が入力されている場合は、ドアがロックされ乗員は車外に出ているので、ECU2には待機指令が出されていると判断してステップS4に進む。ドアロック信号が入力されていない場合はスタートに戻る。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the vehicle dark current measuring
In step S1, it is determined whether or not the
In step S <b> 2, it is determined whether the
In step S <b> 3, it is determined whether or not the
ステップS4において、制御ユニット15は半導体スイッチ14をオンにする指令を出し、半導体スイッチ14をオンにする。
ステップS5では、所定の時間だけ時間を経過させている。S4の半導体スイッチ14のオンとS7のリレー11のオフが同時に起こり、負荷がバッテリから遮断されるのを防ぐためである。
ステップS6は電流センサ13によって測定された電流値と閾値の大きさを比較する。電流値が閾値より小さければ、ECU2が待機状態にあると判断しS7に進む。電流値が閾値より小さいと判断できない場合は、ECU2が待機状態になり電流値が閾値よりも小さくなるまでS6を繰り返し電流値と閾値の大きさを比較する。
ステップS7では制御ユニット15はリレー11をオフにする指令を出し、リレー11をオフとする。
In step S4, the
In step S5, the time is elapsed for a predetermined time. This is to prevent the
In step S6, the current value measured by the
In step S7, the
ステップS8では、ECU2に起動指令が出されているかを判断する。制御ユニット15に起動指令が出されている場合は、S9に進む。起動指令が出されていない場合は、起動指令が出されるまでS8を繰り返す。なお、ECU2に起動指令が出されていれば、ドア閉信号22やドアロック信号23は検知せずにS9に進む。各信号が検知されていなくてもECU2が起動状態になっている場合に、電流測定回路12に起動状態での電流が流れるのを防ぐためである。
ステップS9では、制御ユニット15はリレー11をオンにする指令を出し、リレー11はオンとなる。
ステップS10は、所定の時間だけ時間を経過させている。半導体スイッチ14とリレー11の動作速度の差によって同時に両方がオフとなり、負荷が完全にバッテリから遮断されるのを防ぐためである。
ステップS11では制御ユニット15は半導体スイッチ14をオンにする指令を出し、半導体スイッチ14をオンにする。
すべてのステップが終了後、再びスタートに戻りECU2に待機指令が出されるのを待つ。
In step S8, it is determined whether a start command is issued to the
In step S9, the
In step S10, time is elapsed for a predetermined time. This is to prevent the load from being completely cut off from the battery because both are turned off simultaneously due to the difference in operating speed between the
In step S11, the
After all the steps are completed, the process returns to the start and waits for a standby command to be issued to the
なお、ECU2が待機指令を受けているかどうかを確認するために、本実施例ではドア閉信号とドアロック信号を用いているが、これらの信号以外にも、無線通信機能を有するイグニッションキーとの通信状況や自動車内の乗員を検出する赤外線センサ、座席の乗員を検知する圧力センサなどを用いてもよい。
In this embodiment, the door close signal and the door lock signal are used to confirm whether the
図4は請求項2に示す車両用暗電流測定装置10を用いた車両用電源制御装置20の第二実施例である。
車両用電源制御装置20は車両用暗電流測定装置10と、制御手段21と回路開閉手段を構成するリレー22からなる。
車両用暗電流測定装置10は図1に示すものと同じである。
制御手段21は車両用暗電流測定装置10から暗電流の値を受け取り、あらかじめ設定した閾値と比較して、ECU2が待機指令を受けているにもかかわらず起動状態にある場合や誤動作などのECU2の異常動作を検出する。ECU2が異常動作を行なっている場合、制御手段21はバッテリ1とECU2を遮断してバッテリ上がりを防止する。
なお、制御手段21は制御ユニット15で、リレー22は半導体スイッチ14で代用することもできる。すなわち、新たに制御手段21とリレー22を設けずに、図1の車両用暗電流測定装置10と同じ構成としながら、車両用電源制御装置20の機能を含むことができる。
FIG. 4 shows a second embodiment of the vehicle power
The vehicle power
The vehicle dark current measuring
The control means 21 receives the dark current value from the vehicle dark
The control means 21 can be replaced by the
10 車両用電源制御装置
11 リレー
12 電流測定回路
13 電流センサ
14 半導体スイッチ
15 制御ユニット
20 車両用電源制御装置
21 制御手段
22 リレー
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記リレーと並列に接続され、電流測定用の電流センサと半導体スイッチを直列に接続した電流測定回路と、
前記リレー、前記半導体スイッチおよび前記電流センサに接続される制御ユニットを備え、
前記制御ユニットは前記リレーと前記半導体スイッチとの開閉を制御し、負荷起動信号を受信すると前記リレーをオンするとともに前記半導体スイッチをオフとする一方、負荷待機信号(スリープ信号)を受信すると前記リレーをオフすると共に前記半導体スイッチをオンして前記電流センサへの暗電流の通電を可能とする車両用暗電流測定装置。 A relay interposed in a circuit connecting the battery and the load;
A current measurement circuit connected in parallel with the relay, in which a current sensor for current measurement and a semiconductor switch are connected in series;
A control unit connected to the relay, the semiconductor switch and the current sensor;
The control unit controls opening and closing of the relay and the semiconductor switch, and turns on the relay when receiving a load start signal and turns off the semiconductor switch, and turns off the semiconductor switch while receiving the load standby signal (sleep signal). A dark current measuring device for a vehicle that turns on the semiconductor switch and enables the dark current to be supplied to the current sensor.
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