JP6402486B2 - Automotive power supply - Google Patents

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本発明は、冗長機能を備えた自動車用電源装置に関するものである。   The present invention relates to an automobile power supply device having a redundancy function.

近年の自動車用電源装置では、種々の電気負荷への電源供給の安定性を確保するために、複数の蓄電池の少なくともいずれかから各負荷に電源を供給可能とした冗長機能を備えたものが提案されている。   In recent years, in order to ensure the stability of power supply to various electric loads, a power supply device for automobiles has been proposed with a redundant function that can supply power to each load from at least one of a plurality of storage batteries. Has been.

このような電源装置では、一方の蓄電池の電圧低下時あるいは失陥時には、自動的に他方の蓄電池から各負荷に電力を供給する。
特許文献1には、バッテリーと、バッテリーから供給される電力で充電されるキャパシタをバックアップ電源として備え、バッテリーの出力電圧が低下した場合には、バックアップ電源から負荷に電力を供給する電源装置が開示されている。
In such a power supply device, when the voltage of one storage battery drops or fails, power is automatically supplied from the other storage battery to each load.
Patent Document 1 discloses a power supply device that includes a battery and a capacitor that is charged with power supplied from the battery as a backup power supply, and supplies power from the backup power supply to the load when the output voltage of the battery decreases. Has been.

特開2013−95238号公報JP 2013-95238 A

特許文献1に開示された電源装置では、バッテリーが失陥した場合には、バックアップ電源を充電することができないため、負荷に安定して電力を供給することができない。
また、電源の冗長化を図るために、バッテリーとバックアップ電源から各負荷に電力を供給するためにそれぞれ2本ずつの電源配線が必要となるため、電源供給配線の本数が増大し、コストも上昇する。
In the power supply device disclosed in Patent Document 1, when the battery fails, the backup power supply cannot be charged, and thus power cannot be stably supplied to the load.
In addition, in order to provide power redundancy, two power lines are required to supply power to each load from the battery and backup power supply, increasing the number of power supply lines and increasing costs. To do.

この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は負荷に対し安定して電力を供給可能としながら、電源供給配線の本数を削減し得る自動車の電源装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an automobile power supply device that can reduce the number of power supply wirings while being able to stably supply power to a load. is there.

上記課題を解決する自動車の電源装置は、複数の蓄電池と、前記各蓄電池と複数の負荷との間に介在され、前記各負荷に前記蓄電池の少なくともいずれかから電力を供給する電源ボックスとを備えた自動車の電源装置において、前記各蓄電池から供給される電力を、前記電源ボックスから前記各負荷に一本の電源配線で供給し、前記各蓄電池から前記各負荷への電力の供給を許容するとともに各蓄電池間の電流の回り込みを阻止する電流制御手段を備え、前記電流制御手段は、前記電源配線と前記各蓄電池との間にそれぞれ介在され、前記電源ボックス内に設けられた複数のスイッチ手段と、前記各蓄電池の出力電圧を監視する電源監視部と、前記電源監視部が、前記各蓄電池の出力電圧に電位差を検知したとき、前記複数のスイッチ手段のうち、出力電圧が低い蓄電池に接続されるスイッチ手段を不導通とするスイッチ制御部とを備え、前記蓄電池のうち、いずれか一つの蓄電池はスタータモータと直接接続され、前記複数のスイッチ手段のうち、該いずれか一つの蓄電池に接続されるスイッチ手段は、前記スタータモータの作動時に不導通とされることを特徴とする。 A power supply device for an automobile that solves the above problems includes a plurality of storage batteries, and a power supply box that is interposed between each of the storage batteries and a plurality of loads, and that supplies power to at least one of the storage batteries to each of the loads. In the power supply device for an automobile, the power supplied from each storage battery is supplied from the power supply box to each load by a single power supply wiring, and the power supply from each storage battery to each load is allowed. Current control means for preventing current from flowing between the storage batteries , the current control means being interposed between the power supply wiring and the storage batteries, and a plurality of switch means provided in the power supply box; A power supply monitoring unit that monitors the output voltage of each storage battery; and the power supply monitoring unit detects a potential difference in the output voltage of each storage battery. A switch control unit configured to turn off a switch unit connected to a storage battery having a low output voltage, and one of the storage batteries is directly connected to a starter motor, The switch means connected to any one of the storage batteries is made non-conductive when the starter motor is operated .

この構成により、一本の電源配線で各蓄電池の少なくともいずれかから各負荷に電力を供給可能となるとともに、各蓄電池間の電流の回り込みを阻止可能となる。
また、各蓄電池からスイッチ手段及び電源配線を介して負荷に電力が供給され、蓄電池に電位差が生じると、出力電圧が低い蓄電池に接続されるスイッチ手段が不導通となって、電流の回り込みが阻止される。加えて、スタータモータの作動時に、該スタータモータに電力を供給する蓄電池に接続されるスイッチ手段が不導通となる。
With this configuration, it is possible to supply power to each load from at least one of the storage batteries with a single power supply wiring, and it is possible to prevent current from flowing between the storage batteries.
In addition, when electric power is supplied from each storage battery to the load via the switch means and the power supply wiring and a potential difference is generated in the storage battery, the switch means connected to the storage battery with a low output voltage becomes non-conductive, and current wraparound is prevented. Is done. In addition, when the starter motor is operated, the switch means connected to the storage battery that supplies power to the starter motor becomes non-conductive.

この構成により、蓄電池からダイオードを介して負荷に電力が供給されるとともに、蓄電池間の電流の回り込みがダイオードにより阻止される。   With this configuration, electric power is supplied from the storage battery to the load via the diode, and current wraparound between the storage batteries is blocked by the diode.

本発明の自動車の電源装置によれば、負荷に対し安定して電力を供給可能としながら、電源供給配線の本数を削減することができる。   According to the automobile power supply device of the present invention, the number of power supply wirings can be reduced while power can be stably supplied to a load.

第一の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 1st embodiment. 第二の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 2nd embodiment. 第二の実施形態の動作を示すタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram showing the operation of the second embodiment. 第三の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 3rd embodiment. 第三の実施形態の動作を示すタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram which shows operation | movement of 3rd embodiment. 第三の実施形態の動作を示すタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram which shows operation | movement of 3rd embodiment. 第三の実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 3rd embodiment. 第三の実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 3rd embodiment. 第三の実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 3rd embodiment. 第四の実施形態を示すブロック図である。It is a block diagram which shows 4th embodiment. 第四の実施形態の動作を示すタイミング波形図である。It is a timing waveform diagram which shows operation | movement of 4th embodiment. 第四の実施形態の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of 4th embodiment. 別例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows another example.

(第一の実施形態)
以下、自動車の電源装置の第一の実施形態を図1に従って説明する。メインバッテリー1及びサブバッテリー2は、電源ボックス3に接続される。電源ボックス3内には、ダイオード(電流制御部)4,5とヒューズ6が配設され、前記メインバッテリー1の出力電力がダイオード4のアノードに供給され、前記サブバッテリー2の出力電力がダイオード5のアノードに供給される。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a power supply device for an automobile will be described with reference to FIG. The main battery 1 and the sub battery 2 are connected to the power supply box 3. In the power supply box 3, diodes (current control units) 4 and 5 and a fuse 6 are disposed, the output power of the main battery 1 is supplied to the anode of the diode 4, and the output power of the sub battery 2 is converted to the diode 5. To the anode.

前記ダイオード4,5のカソードは共通のヒューズ6の一端に接続され、そのヒューズ6の他端は電源ボックス3外に延設される電源配線7を介して負荷(ECU)8に接続される。負荷8には、一つの負荷に対し一本の電源配線7で電力が供給され、電源ボックス3から多数の負荷に電力が供給される場合は、電源配線7が分岐されて、各負荷毎に1本の電源配線で電力が供給される。なお、この実施形態の負荷8は、電力消費の少ない小電力容量の負荷である。   The cathodes of the diodes 4 and 5 are connected to one end of a common fuse 6, and the other end of the fuse 6 is connected to a load (ECU) 8 through a power supply wiring 7 extending outside the power supply box 3. When power is supplied to the load 8 with one power supply wiring 7 for one load and power is supplied from the power supply box 3 to a large number of loads, the power supply wiring 7 is branched, and for each load. Electric power is supplied by one power supply wiring. Note that the load 8 of this embodiment is a load having a small power capacity and low power consumption.

メインバッテリー1及びサブバッテリー2は、例えば回生動作時にオルタネータ(図示しない)から電力が供給されて充電される。
次に、上記のように構成された電源装置の作用を説明する。
The main battery 1 and the sub battery 2 are charged with electric power supplied from an alternator (not shown), for example, during a regenerative operation.
Next, the operation of the power supply device configured as described above will be described.

メインバッテリー1及びサブバッテリー2が正常に充電されてほぼ同電圧を出力している状態では、メインバッテリー1及びサブバッテリー2の少なくともいずれかからダイオード4,5及びヒューズ6を介して負荷8に電力が供給される。   In a state where the main battery 1 and the sub battery 2 are normally charged and output almost the same voltage, power is supplied from at least one of the main battery 1 and the sub battery 2 to the load 8 via the diodes 4, 5 and the fuse 6. Is supplied.

例えば、サブバッテリー2が正常に充電されている状態で、メインバッテリー1の出力電圧が低下した場合、あるいはメインバッテリー1が失陥した場合には、サブバッテリー2からダイオード5及びヒューズ6を介して負荷8に電力が供給される。   For example, when the output voltage of the main battery 1 is reduced while the sub battery 2 is normally charged, or when the main battery 1 is lost, the sub battery 2 is connected via the diode 5 and the fuse 6. Electric power is supplied to the load 8.

このとき、ダイオード4の作用により、サブバッテリー2からメインバッテリー1への電流の流れ込みが阻止されるので、メインバッテリー1とともにサブバッテリー2が失陥することはない。   At this time, the action of the diode 4 prevents the current from flowing from the sub battery 2 to the main battery 1, so that the sub battery 2 does not fail together with the main battery 1.

同様に、メインバッテリー1が正常に充電されている状態で、サブバッテリー2の出力電圧が低下した場合、あるいはサブバッテリー2が失陥した場合には、メインバッテリー1からダイオード4及びヒューズ6を介して負荷8に電力が供給される。   Similarly, when the output voltage of the sub-battery 2 decreases or the sub-battery 2 fails while the main battery 1 is normally charged, the main battery 1 passes through the diode 4 and the fuse 6. Thus, electric power is supplied to the load 8.

このとき、ダイオード5の作用により、メインバッテリー1からサブバッテリー2への電流の流れ込みが阻止されるので、サブバッテリー2とともにメインバッテリー1が失陥することはない。   At this time, the action of the diode 5 prevents the current from flowing from the main battery 1 to the sub-battery 2, so that the main battery 1 does not fail together with the sub-battery 2.

上記のような自動車の電源装置では、次に示す効果を得ることができる。
(1)メインバッテリー1とサブバッテリー2のいずれか一方の出力電圧が低下し、あるいは失陥した場合、他方のバッテリーから負荷8に電力を供給することができる。従って、電源の冗長化を図り、負荷8に所要の電力を安定して供給することができる。
(2)電源ボックス3から負荷8まで1本の電源配線7で電力を供給することができる。従って、電源配線7の本数を削減することができるので、自動車の車両重量の低減に寄与するとともに、コストを低減することができる。
(3)ダイオード4,5の動作により、メインバッテリー1とサブバッテリー2との間の電流の回り込みを阻止することができる。従って、一方のバッテリーが失陥した場合、あるいは出力電圧が低下した場合に、他方のバッテリーの無用な放電を阻止して、当該バッテリーを保護することができる。
(第二の実施形態)
図2及び図3は、第二の実施形態を示す。この実施形態は、第一の実施形態のダイオードに代えて、リレーを使用したものである。第一の実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して説明する。
The following effects can be obtained with the power supply device for an automobile as described above.
(1) When the output voltage of one of the main battery 1 and the sub-battery 2 decreases or fails, power can be supplied from the other battery to the load 8. Therefore, the power supply can be made redundant and the required power can be stably supplied to the load 8.
(2) Electric power can be supplied from the power supply box 3 to the load 8 by one power supply wiring 7. Accordingly, since the number of power supply wires 7 can be reduced, it is possible to contribute to the reduction of the vehicle weight of the automobile and to reduce the cost.
(3) The operation of the diodes 4 and 5 can prevent the current from flowing between the main battery 1 and the sub battery 2. Therefore, when one battery is lost or the output voltage is lowered, unnecessary discharge of the other battery can be prevented to protect the battery.
(Second embodiment)
2 and 3 show a second embodiment. In this embodiment, a relay is used instead of the diode of the first embodiment. The same components as those in the first embodiment will be described with the same reference numerals.

電源ボックス11にはリレー12,13と比較器14,15が配設されている。リレー12の接点t1の一方の端子にはメインバッテリー1が接続され、リレー13の接点t2の一方の端子にはサブバッテリー2が接続されている。   Relays 12 and 13 and comparators 14 and 15 are arranged in the power supply box 11. The main battery 1 is connected to one terminal of the contact t1 of the relay 12, and the sub-battery 2 is connected to one terminal of the contact t2 of the relay 13.

比較器14,15には、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svがそれぞれ入力されている。
比較器14はメインバッテリー1とサブバッテリー2の出力電圧mv,svを比較し、メインバッテリー1の出力電圧mvがサブバッテリー2の出力電圧svより低いとき、Hレベルの出力信号を出力することにより、リレー12のコイルに励磁電流を流すように動作する。
The comparators 14 and 15 are supplied with the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub-battery 2, respectively.
The comparator 14 compares the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub battery 2, and outputs an H level output signal when the output voltage mv of the main battery 1 is lower than the output voltage sv of the sub battery 2. The relay 12 operates so that an exciting current flows through the coil.

そして、リレー12ではコイルに励磁電流が流れると、リレー12の接点t1が不導通状態となるように制御される。
比較器15はメインバッテリー1とサブバッテリー2の出力電圧mv,svを比較し、サブバッテリー2の出力電圧svがメインバッテリー1の出力電圧mvより低いとき、Hレベルの出力信号を出力することにより、リレー13のコイルに励磁電流を流すように動作する。
In the relay 12, when an exciting current flows through the coil, the contact t1 of the relay 12 is controlled to be in a non-conducting state.
The comparator 15 compares the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub battery 2, and outputs an H level output signal when the output voltage sv of the sub battery 2 is lower than the output voltage mv of the main battery 1. The relay 13 operates so that an exciting current flows through the coil of the relay 13.

そして、リレー13ではコイルに励磁電流が流れると、リレー13の接点t2が不導通状態となるように制御される。
なお、リレー12,13は、メインバッテリー1とサブバッテリー2の出力電圧mv,svに基づく比較器14,15の動作により、いずれか一方が導通状態となる。メインバッテリー1とサブバッテリー2の出力電圧mv,svがほぼ同一であるとき、リレー12,13の切り替わり動作が頻繁に繰り返されないように、各バッテリー1,2の短周期の電圧変動を吸収するフィルター手段を各比較器14,15の入力端子に接続するとよい。
In the relay 13, when an exciting current flows through the coil, the contact t2 of the relay 13 is controlled to be in a non-conductive state.
Note that either one of the relays 12 and 13 is turned on by the operation of the comparators 14 and 15 based on the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub battery 2. When the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub-battery 2 are substantially the same, the short-cycle voltage fluctuations of the batteries 1 and 2 are absorbed so that the switching operation of the relays 12 and 13 is not repeated frequently. Filter means may be connected to the input terminals of the comparators 14 and 15.

また、比較器14,15にはリレー12,13のコイルに充分な励磁電流を供給可能とする出力回路を備える必要がある。
前記リレー12,13の接点t1,t2の他方の端子は互いに接続されるとともに、ヒューズ16,17の一端に接続されている。
Further, the comparators 14 and 15 need to have an output circuit that can supply a sufficient excitation current to the coils of the relays 12 and 13.
The other terminals of the contacts t1 and t2 of the relays 12 and 13 are connected to each other and to one end of the fuses 16 and 17.

ヒューズ16の他端は、負荷リレー18の接点及び電源配線20を介して負荷(例えばワイパーモータ)22に接続される。ヒューズ17の他端は、負荷リレー19の接点及び電源配線21を介して負荷(ランプ)23に接続されている。モータ22及びランプ23は電力容量の大きい負荷である。また、前記負荷リレー18,19は、運転者の操作に基づいて開閉されるリレーである。   The other end of the fuse 16 is connected to a load (for example, a wiper motor) 22 through a contact point of the load relay 18 and the power supply wiring 20. The other end of the fuse 17 is connected to a load (lamp) 23 through a contact point of a load relay 19 and a power supply wiring 21. The motor 22 and the lamp 23 are loads having a large power capacity. The load relays 18 and 19 are relays that are opened and closed based on a driver's operation.

次に、上記のように構成された電源装置の作用を説明する。
メインバッテリー1及びサブバッテリー2が正常に充電されてほぼ同電圧を出力している状態では、リレー12,13の接点t1,t2のいずれかが導通状態となる。すると、メインバッテリー1及びサブバッテリー2のいずれかから、ヒューズ16,17及び負荷リレー18,19を介して負荷22,23に電力を供給可能となる。
Next, the operation of the power supply device configured as described above will be described.
In a state where the main battery 1 and the sub battery 2 are normally charged and output substantially the same voltage, one of the contacts t1 and t2 of the relays 12 and 13 is in a conductive state. Then, power can be supplied from either the main battery 1 or the sub battery 2 to the loads 22 and 23 via the fuses 16 and 17 and the load relays 18 and 19.

図3に示すように、メインバッテリー1が地絡状態となって出力電圧mvがサブバッテリー2の出力電圧svより大きく低下すると、比較器14,15の動作によりリレー12の接点が不導通状態となり、リレー13の接点t2が導通状態となる。   As shown in FIG. 3, when the main battery 1 is in a ground fault state and the output voltage mv is significantly lower than the output voltage sv of the sub battery 2, the operation of the comparators 14 and 15 causes the contact of the relay 12 to become non-conductive. The contact t2 of the relay 13 becomes conductive.

この状態では、サブバッテリー2からリレー13、ヒューズ16,17及び負荷リレー18,19を介して負荷22,23に電力を供給可能となる。
また、リレー12の接点t1が不導通状態となるため、サブバッテリー2からメインバッテリー1への電流の回り込みが防止され、サブバッテリー2が保護される。
In this state, electric power can be supplied from the sub battery 2 to the loads 22 and 23 via the relay 13, the fuses 16 and 17, and the load relays 18 and 19.
In addition, since the contact t1 of the relay 12 is in a non-conductive state, current from the sub battery 2 to the main battery 1 is prevented and the sub battery 2 is protected.

一方、サブバッテリー2が地絡状態となって出力電圧svが低下すると、比較器14,15の動作によりリレー13の接点t2が不導通状態となり、リレー12の接点t1が導通状態となる。   On the other hand, when the sub-battery 2 is in a ground fault state and the output voltage sv is decreased, the contact t2 of the relay 13 is turned off by the operation of the comparators 14 and 15, and the contact t1 of the relay 12 is turned on.

この状態では、メインバッテリー1からリレー12、ヒューズ16,17及び負荷リレー18,19を介して負荷22,23に電力を供給可能となる。
また、リレー13の接点t2が不導通状態となるため、メインバッテリー1からサブバッテリー2への電流の回り込みが防止され、メインバッテリー1が保護される。
In this state, power can be supplied from the main battery 1 to the loads 22 and 23 via the relay 12, the fuses 16 and 17 and the load relays 18 and 19.
In addition, since the contact t2 of the relay 13 is in a non-conducting state, current from the main battery 1 to the sub battery 2 is prevented and the main battery 1 is protected.

上記のような自動車の電源装置では、次に示す効果を得ることができる。
(1)メインバッテリー1とサブバッテリー2のいずれか一方の出力電圧が低下し、あるいは失陥した場合、他方のバッテリーから負荷22,23に電力を供給することができる。従って、電源の冗長化を図り、負荷に所要の電力を安定して供給することができる。
(2)電源ボックス11から各負荷22,23まで1本の電源配線20,21で電力を供給することができる。従って、電源配線20,21の本数を削減することができるので、自動車の車両重量の低減に寄与するとともに、コストを低減することができる。
(3)比較器14,15の動作に基づいて開閉されるリレー12,13により、メインバッテリー1とサブバッテリー2との間の電流の回り込みを阻止することができる。従って、一方のバッテリーが失陥した場合、あるいは出力電圧が低下した場合に、他方のバッテリーの無用な放電を阻止して、当該バッテリーを保護することができる。
(4)リレー12,13の接点t1,t2に充分な電力容量を確保することが容易であるため、モータやランプのような大電流の供給を必要とする負荷22,23に対し、電源の冗長化を図りながら、電源配線20,21の本数を削減することができる。
(第三の実施形態)
図4〜図9は、第三の実施形態を示す。この実施形態は、第二の実施形態の比較器14,15に代えてマイコンでリレー12,13を開閉制御する構成としたものである。第二の実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
The following effects can be obtained with the power supply device for an automobile as described above.
(1) When the output voltage of any one of the main battery 1 and the sub-battery 2 decreases or fails, power can be supplied to the loads 22 and 23 from the other battery. Therefore, power supply redundancy can be achieved, and required power can be stably supplied to the load.
(2) Electric power can be supplied from the power supply box 11 to the loads 22 and 23 through one power supply wiring 20 and 21. Therefore, since the number of power supply wires 20 and 21 can be reduced, it is possible to reduce the vehicle weight of the automobile and reduce the cost.
(3) Current wraparound between the main battery 1 and the sub-battery 2 can be prevented by the relays 12 and 13 that are opened and closed based on the operation of the comparators 14 and 15. Therefore, when one battery is lost or the output voltage is lowered, unnecessary discharge of the other battery can be prevented to protect the battery.
(4) Since it is easy to ensure a sufficient power capacity at the contacts t1 and t2 of the relays 12 and 13, the power supply to the loads 22 and 23 that require a large current supply such as motors and lamps The number of power supply wires 20 and 21 can be reduced while achieving redundancy.
(Third embodiment)
4 to 9 show a third embodiment. In this embodiment, the relays 12 and 13 are controlled to open and close by a microcomputer instead of the comparators 14 and 15 of the second embodiment. The same components as those of the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図4に示すように、電源ボックス31内にはマイコン32が備えられ、そのマイコン32には電源監視部33とリレー制御部34が設けられている。
電源監視部33には、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svが入力される。そして、電源監視部33は各出力電圧mv,svに基づいてリレー制御部34を駆動して、リレー12,13のコイルに励磁電流を供給し、各リレー12,13の接点t1,t2のいずれかあるいは両方が導通状態となるように制御する。
As shown in FIG. 4, a microcomputer 32 is provided in the power supply box 31, and the microcomputer 32 is provided with a power supply monitoring unit 33 and a relay control unit 34.
The power monitor 33 receives the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2. Then, the power supply monitoring unit 33 drives the relay control unit 34 based on the output voltages mv and sv to supply the exciting current to the coils of the relays 12 and 13, and any of the contacts t 1 and t 2 of the relays 12 and 13. Or both are controlled to be in a conductive state.

前記電源監視部33には、リレー12,13を開閉制御するプログラムが複数備えられ、いずれかのプログラムを選択してリレー12,13の開閉動作を制御することが可能である。以下に、各プログラムに基づく開閉制御動作について説明する。   The power supply monitoring unit 33 is provided with a plurality of programs for controlling opening and closing of the relays 12 and 13, and it is possible to select one of the programs and control the opening and closing operations of the relays 12 and 13. Hereinafter, an opening / closing control operation based on each program will be described.

[第一の開閉制御]
図7に示すように、電源監視部33はメインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svを監視しながら、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svとを比較する(ステップ1,2)。
[First open / close control]
As shown in FIG. 7, the power supply monitoring unit 33 compares the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2 while monitoring the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2. (Steps 1 and 2).

そして、ステップ2において、メインバッテリー1の出力電圧mvがサブバッテリー2の出力電圧svより高い電圧であると、リレー12の接点t1を導通状態とし、リレー13の接点t2を不導通とする(ステップ3,4)。この状態では、メインバッテリー1から負荷22,23に電力を供給可能である。   In step 2, if the output voltage mv of the main battery 1 is higher than the output voltage sv of the sub battery 2, the contact t1 of the relay 12 is turned on and the contact t2 of the relay 13 is turned off (step) 3, 4). In this state, power can be supplied from the main battery 1 to the loads 22 and 23.

また、ステップ2において、サブバッテリー2の出力電圧svがメインバッテリー1の出力電圧mvより高い電圧であると、リレー12の接点t1を不導通状態とし、リレー13の接点t2を導通状態とする(ステップ5,6)。この状態では、サブバッテリー2から負荷22,23に電力を供給可能である。このような開閉制御動作は、第二の実施形態と同様である。   In step 2, if the output voltage sv of the sub-battery 2 is higher than the output voltage mv of the main battery 1, the contact t1 of the relay 12 is turned off and the contact t2 of the relay 13 is turned on ( Steps 5 and 6). In this state, power can be supplied from the sub battery 2 to the loads 22 and 23. Such an open / close control operation is the same as in the second embodiment.

[第二の開閉制御]
図8に示すように、電源監視部33はメインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svを監視しながら、メインバッテリー1の出力電圧mvとあらかじめ設定されたしきい値電圧vtとを比較する(ステップ11,12)。
[Second open / close control]
As shown in FIG. 8, the power supply monitoring unit 33 monitors the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub-battery 2 while monitoring the output voltage mv of the main battery 1 and a preset threshold voltage vt. Are compared (steps 11 and 12).

しきい値電圧vtは、メインバッテリー1及びサブバッテリー2の出力電圧mv,svが正常であると判定するための下限電圧である。
図5に示すように、ステップ12で、メインバッテリー1の出力電圧mvがしきい値電圧より低いと、メインバッテリー1が正常に動作していないと判定して、リレー12の接点t1を不導通状態とする(ステップ13)。
The threshold voltage vt is a lower limit voltage for determining that the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub battery 2 are normal.
As shown in FIG. 5, when the output voltage mv of the main battery 1 is lower than the threshold voltage in step 12, it is determined that the main battery 1 is not operating normally, and the contact t1 of the relay 12 is made non-conductive. A state is set (step 13).

また、メインバッテリー1の出力電圧mvがしきい値電圧vtより高ければ、メインバッテリー1が正常に動作していると判定して、リレー12の接点t1を導通状態とする(ステップ14)。   If the output voltage mv of the main battery 1 is higher than the threshold voltage vt, it is determined that the main battery 1 is operating normally, and the contact t1 of the relay 12 is turned on (step 14).

次いで、サブバッテリー2の出力電圧svとあらかじめ設定されたしきい値電圧vtとを比較する(ステップ15)。
ステップ15で、サブバッテリー2の出力電圧svがしきい値電圧vtより低いと、サブバッテリー2が正常に動作していないと判定して、リレー13の接点t2を不導通状態として(ステップ16)、開閉制御動作を終了する。
Next, the output voltage sv of the sub battery 2 is compared with a preset threshold voltage vt (step 15).
If the output voltage sv of the sub-battery 2 is lower than the threshold voltage vt in step 15, it is determined that the sub-battery 2 is not operating normally, and the contact t2 of the relay 13 is set in a non-conductive state (step 16). Then, the opening / closing control operation ends.

また、サブバッテリー2の出力電圧svがしきい値電圧vtより高ければ、サブバッテリー2が正常に動作していると判定して、リレー13の接点t2を導通状態として(ステップ17)、開閉制御動作を終了する。   On the other hand, if the output voltage sv of the sub battery 2 is higher than the threshold voltage vt, it is determined that the sub battery 2 is operating normally, the contact t2 of the relay 13 is turned on (step 17), and the open / close control is performed. End the operation.

このような開閉制御動作では、メインバッテリー1及びサブバッテリー2の出力電圧mv,svがともにしきい値電圧vtより高ければ、リレー12,13の接点t1,t2はともに導通状態となる。従って、モータ22及びランプ23にはメインバッテリー1及びサブバッテリー2から電力が供給される。   In such an open / close control operation, if the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub battery 2 are both higher than the threshold voltage vt, the contacts t1 and t2 of the relays 12 and 13 are both conductive. Accordingly, electric power is supplied from the main battery 1 and the sub battery 2 to the motor 22 and the lamp 23.

また、メインバッテリー1及びサブバッテリー2の出力電圧mv,svのいずれか一方がしきい値電圧vtより低くなると、出力電圧が正常に維持されているバッテリーから電力が供給される。   Further, when one of the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub battery 2 becomes lower than the threshold voltage vt, power is supplied from the battery whose output voltage is normally maintained.

このとき、出力電圧がしきい値電圧vtより低くなったバッテリーに接続されるリレーの接点は不導通状態となるため、正常なバッテリーから異常状態にあるバッテリーヘの電流の回り込みが阻止される。   At this time, since the contact of the relay connected to the battery whose output voltage is lower than the threshold voltage vt is in a non-conductive state, current from the normal battery to the battery in the abnormal state is prevented.

また、メインバッテリー1及びサブバッテリー2の出力電圧mv,svがいずれもしきい値電圧vtより低い場合には、リレー12,13の接点t1,t2はともに不導通状態となり、負荷への電力供給が遮断される。   When the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub-battery 2 are both lower than the threshold voltage vt, the contacts t1 and t2 of the relays 12 and 13 are both in a non-conductive state, and power is supplied to the load. Blocked.

[第三の開閉制御]
図9に示すように、電源監視部33はメインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svを監視しながら、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svの電位差vdを算出する(ステップ21,22)。
[Third open / close control]
As shown in FIG. 9, the power source monitoring unit 33 monitors the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2, and the potential difference vd between the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2. Is calculated (steps 21 and 22).

次いで、算出された電位差vdが予め設定されたしきい値vdt以下であるか否かを判定する(ステップ23)。しきい値vdtは、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリーの出力電圧svの電位差vdの上限を設定するものであり、電位差vdがしきい値vdtを超えるときには、メインバッテリー1とサブバッテリー2のいずれかの出力電圧が大きく低下している場合である。   Next, it is determined whether or not the calculated potential difference vd is less than or equal to a preset threshold value vdt (step 23). The threshold value vdt sets an upper limit of the potential difference vd between the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery. When the potential difference vd exceeds the threshold value vdt, the main battery 1 and the sub battery 2 are set. This is a case where any one of the output voltages is greatly reduced.

図6に示すように、ステップ23で電位差vdがしきい値vdt以下である場合には、リレー12,13の接点t1,t2をともに導通状態とする(ステップ24,25)。
ステップ23で、電位差vdがしきい値vdtより大きい場合には、ステップ26に移行して、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svを比較する。
As shown in FIG. 6, when the potential difference vd is less than or equal to the threshold value vdt in step 23, both the contacts t1 and t2 of the relays 12 and 13 are turned on (steps 24 and 25).
In step 23, if the potential difference vd is larger than the threshold value vdt, the process proceeds to step 26, where the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2 are compared.

そして、メインバッテリー1の出力電圧mvがサブバッテリー2の出力電圧svより高い場合には、サブバッテリー2の出力電圧svが異常であると判定して、リレー12の接点t1を導通状態とし、リレー13の接点t2を不導通とする。すると、負荷22,23にはメインバッテリー1から電力を供給可能となる。   When the output voltage mv of the main battery 1 is higher than the output voltage sv of the sub battery 2, it is determined that the output voltage sv of the sub battery 2 is abnormal, the contact t1 of the relay 12 is turned on, and the relay 13 contact t2 is made non-conductive. Then, power can be supplied from the main battery 1 to the loads 22 and 23.

ステップ26で、サブバッテリー2の出力電圧svがメインバッテリー1の出力電圧mvより高い場合には、メインバッテリー1の出力電圧mvが異常であると判定して、リレー13の接点t2を導通状態とし、リレー12の接点t1を不導通とする。すると、負荷22,23にはサブバッテリー2から電力を供給可能となる。   If the output voltage sv of the sub-battery 2 is higher than the output voltage mv of the main battery 1 in step 26, it is determined that the output voltage mv of the main battery 1 is abnormal, and the contact t2 of the relay 13 is turned on. The contact t1 of the relay 12 is turned off. Then, power can be supplied from the sub battery 2 to the loads 22 and 23.

上記のような自動車の電源装置では、第二の実施形態で得られた効果の(1)(2)及び(4)に加えて、次に示す効果を得ることができる。
(1)電源監視部33の動作に基づいて開閉されるリレー12,13により、メインバッテリー1とサブバッテリー2との間の電流の回り込みを阻止することができる。従って、一方のバッテリーが失陥した場合、あるいは出力電圧が低下した場合に、他方のバッテリーの無用な放電を阻止して、当該バッテリーを保護することができる。
(2)第二の開閉制御では、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリーの出力電圧svがしきい値電圧vtより低くなったとき、すなわち異常電圧となったときにリレー12,13の接点t1,t2を不導通とする。従って、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svがともにしきい値電圧vtより高ければ、接点t1,t2をともに導通状態として、メインバッテリー1及びサブバッテリー2から負荷に電力を供給することができる。
(3)第三の開閉制御では、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svの電位差vdに基づいてリレー12,13の接点t1,t2を開閉制御する。従って、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svがともに低下しても、その電位差vdがしきい値vdtを超えなければ、メインバッテリー1及びサブバッテリー2から負荷に電力を供給することができる。また、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svがともに低下し、かつ電位差vdがしきい値vdtを超えた場合にも、出力電圧の高い一方のバッテリーから負荷に電力を供給することができる。
(第四の実施形態)
図10〜図12は、第四の実施形態を示す。この実施形態は、電源ボックス外に備えられた電源監視ECUにより電源ボックス内のリレーを開閉制御する構成としたものである。第三の実施形態と同一構成部分は、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
In the power supply device for an automobile as described above, in addition to the effects (1), (2) and (4) obtained in the second embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Current wraparound between the main battery 1 and the sub-battery 2 can be prevented by the relays 12 and 13 that are opened and closed based on the operation of the power supply monitoring unit 33. Therefore, when one battery is lost or the output voltage is lowered, unnecessary discharge of the other battery can be prevented to protect the battery.
(2) In the second switching control, when the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub-battery are lower than the threshold voltage vt, that is, when an abnormal voltage is reached, the contacts of the relays 12 and 13 t1 and t2 are made non-conductive. Therefore, if the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2 are both higher than the threshold voltage vt, both the contacts t1 and t2 are made conductive, and power is supplied from the main battery 1 and the sub battery 2 to the load. Can be supplied.
(3) In the third opening / closing control, the contacts t1, t2 of the relays 12, 13 are controlled to open / close based on the potential difference vd between the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2. Therefore, even if both the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2 decrease, if the potential difference vd does not exceed the threshold value vdt, power is supplied from the main battery 1 and the sub battery 2 to the load. can do. In addition, when both the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2 are reduced and the potential difference vd exceeds the threshold value vdt, power is supplied from one battery having a high output voltage to the load. can do.
(Fourth embodiment)
10 to 12 show a fourth embodiment. In this embodiment, a power supply monitoring ECU provided outside the power supply box is configured to control opening and closing of a relay in the power supply box. The same components as those of the third embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

メインバッテリー1及びサブバッテリー2の出力電圧mv,svは、電源ボックス41の外部に配設される電源監視ECU44に入力される。
また、メインバッテリー1から電力が供給されるスタータモータ45は、その始動時にスタータ始動信号stを電源監視ECU44に出力する。
Output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub battery 2 are input to a power supply monitoring ECU 44 disposed outside the power supply box 41.
The starter motor 45 to which power is supplied from the main battery 1 outputs a starter start signal st to the power supply monitoring ECU 44 at the time of starting.

電源監視ECU44は、メインバッテリー1及びサブバッテリー2の出力電圧mv,svと、スタータ始動信号st及びあらかじめ設定されているプログラムに基づいて、電源ボックス41内のリレー12,13を開閉制御する。   The power supply monitoring ECU 44 controls the opening and closing of the relays 12 and 13 in the power supply box 41 based on the output voltages mv and sv of the main battery 1 and the sub-battery 2, the starter start signal st and a preset program.

次に、電源監視ECU44の作用を図11及び図12に従って説明する。
図12に示すように、メインバッテリー1の出力電圧mvとサブバッテリー2の出力電圧svを監視している(ステップ31,32)。
Next, the operation of the power monitoring ECU 44 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 12, the output voltage mv of the main battery 1 and the output voltage sv of the sub battery 2 are monitored (steps 31 and 32).

ステップ32で、メインバッテリー1の出力電圧mvの低下が検出されると、電源監視ECU44はリレー12の接点t1を不導通状態とし(ステップ33)、ステップ35に移行する。   When a decrease in the output voltage mv of the main battery 1 is detected in step 32, the power monitoring ECU 44 sets the contact t1 of the relay 12 in a non-conducting state (step 33), and proceeds to step 35.

また、ステップ32で、メインバッテリー1の出力電圧mvの低下が検出されないと、電源監視ECU44はリレー12の接点t1を導通状態とし(ステップ34)、ステップ35に移行する。   On the other hand, if a decrease in the output voltage mv of the main battery 1 is not detected in step 32, the power supply monitoring ECU 44 turns on the contact t1 of the relay 12 (step 34) and proceeds to step 35.

ステップ35で、サブバッテリー2の出力電圧svの低下が検出されると、電源監視ECU44はリレー13の接点t2を不導通状態とし(ステップ36)、ステップ38に移行する。   When a decrease in the output voltage sv of the sub-battery 2 is detected in step 35, the power supply monitoring ECU 44 sets the contact t2 of the relay 13 in a non-conductive state (step 36), and proceeds to step 38.

また、ステップ35で、サブバッテリー2の出力電圧mvの低下が検出されないと、電源監視ECU44はリレー13の接点t2を導通状態とし(ステップ37)、ステップ38に移行する。   If no decrease in the output voltage mv of the sub-battery 2 is detected in step 35, the power supply monitoring ECU 44 turns on the contact t2 of the relay 13 (step 37) and proceeds to step 38.

次いで、ステップ38ではスタータ始動信号stの入力を監視している。図11に示すように、スタータ始動信号stが入力されると(ステップ39)、サブバッテリー2の出力電圧svが正常であるか否かを判定し(ステップ40)、正常である場合には、リレー12の接点t1を不導通状態とする(ステップ41)。   Next, at step 38, the input of the starter start signal st is monitored. As shown in FIG. 11, when the starter start signal st is input (step 39), it is determined whether or not the output voltage sv of the sub-battery 2 is normal (step 40). The contact t1 of the relay 12 is turned off (step 41).

この状態で、スタータモータ45が作動すると、図11に示すように、メインバッテリー1の出力電圧mvが一時的に低下する電源ノイズNが発生するが、接点t1が不導通状態であるので、この電源ノイズNは負荷に影響を及ぼすことはない。そして、スタータモータ45の作動の終了後は、接点t1は導通状態に復帰する。   When the starter motor 45 is operated in this state, as shown in FIG. 11, a power supply noise N is generated in which the output voltage mv of the main battery 1 temporarily decreases. However, since the contact t1 is in a non-conductive state, The power supply noise N does not affect the load. Then, after the operation of the starter motor 45 is completed, the contact t1 returns to the conductive state.

ステップ39で、スタータ始動信号stが入力されない場合は、接点t1を導通状態に維持する(ステップ42)。また、ステップ40でサブバッテリー2の出力電圧svが正常ではない場合には、ステップ42に移行して、接点t1を導通状態に維持する。   If the starter start signal st is not input in step 39, the contact t1 is maintained in the conducting state (step 42). On the other hand, if the output voltage sv of the sub battery 2 is not normal in step 40, the process proceeds to step 42 and the contact t1 is maintained in the conductive state.

従って、スタータ始動時にサブバッテリー2が正常に電力供給できないときには、メインバッテリー1から各負荷に電力を供給することにより、負荷への電力供給が継続可能となる。   Therefore, when the sub battery 2 cannot normally supply power when starting the starter, the power supply to the load can be continued by supplying power from the main battery 1 to each load.

上記のような自動車の電源装置では、電源監視ECU44に第三の実施形態の電源監視部と同様な機能を持たせることにより、第三の実施形態と同様な効果を得ることができるとともに、次に示す効果を得ることができる。
(1)メインバッテリー1から電力が供給されるスタータモータ45の始動に先立って、リレー12の接点t1を不動通状態とすることができる。従って、スタータモータ45の動作によりメインバッテリー1の出力電圧mvに発生する電源ノイズNを負荷に伝達しないようにすることができる。負荷として電源ノイズの影響を受けやすい電子機器を接続する場合に有用である。
(2)サブバッテリー2が正常に電力を供給できない場合には、スタータモータ45の始動時にも、リレー12の接点t1を導通状態に維持することができる。従って、スタータモータ45の始動時に負荷への電力供給が遮断されないようにすることができる。
In the power supply device for an automobile as described above, the same effect as that of the third embodiment can be obtained by providing the power monitoring ECU 44 with the same function as the power monitoring unit of the third embodiment. The effect shown in can be obtained.
(1) Prior to starting the starter motor 45 to which power is supplied from the main battery 1, the contact t <b> 1 of the relay 12 can be brought into a non-moving state. Therefore, it is possible to prevent the power supply noise N generated in the output voltage mv of the main battery 1 from being transmitted to the load by the operation of the starter motor 45. This is useful when connecting an electronic device that is susceptible to power supply noise as a load.
(2) When the sub-battery 2 cannot normally supply power, the contact t1 of the relay 12 can be maintained in the conductive state even when the starter motor 45 is started. Therefore, it is possible to prevent the power supply to the load from being interrupted when the starter motor 45 is started.

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・第二〜第四の実施形態において、リレー12,13に代えて、図13に示すパワーMOSFET46を使用してもよい。
・第四の実施形態において、メインバッテリー1及びサブバッテリー2に接続されるバッテリーセンサーで各バッテリーから出力される電流を検出する(ステップ32)ことにより、各バッテリー1,2の出力電圧を検出するようにしてもよい。第一〜第三の実施形態においても同様である。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the second to fourth embodiments, the power MOSFET 46 shown in FIG. 13 may be used instead of the relays 12 and 13.
In the fourth embodiment, the battery sensor connected to the main battery 1 and the sub battery 2 detects the current output from each battery (step 32), thereby detecting the output voltage of each battery 1 and 2. You may do it. The same applies to the first to third embodiments.

1…蓄電池(メインバッテリー)、2…蓄電池(サブバッテリー)、3,11,31,41…電源ボックス、4,5…電流制御手段(ダイオード)、7,20,21…電源配線、8,22,23…負荷、12,13…電流制御手段(スイッチ手段、リレー)、14,15…電流制御手段(スイッチ制御部、比較器)、33…電流制御手段(スイッチ制御部、電源監視部)、34…電流制御手段(スイッチ制御部、リレー制御部)、44…電流制御手段(スイッチ制御部、電源監視ECU)。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Storage battery (main battery), 2 ... Storage battery (sub battery), 3, 11, 31, 41 ... Power supply box, 4, 5 ... Current control means (diode), 7, 20, 21 ... Power supply wiring, 8, 22 , 23 ... load, 12, 13 ... current control means (switch means, relay), 14, 15 ... current control means (switch control section, comparator), 33 ... current control means (switch control section, power supply monitoring section), 34: current control means (switch control unit, relay control unit), 44: current control means (switch control unit, power supply monitoring ECU).

Claims (2)

複数の蓄電池と、
前記各蓄電池と複数の負荷との間に介在され、前記各負荷に前記蓄電池の少なくともいずれかから電力を供給する電源ボックスと
を備えた自動車の電源装置において、
前記各蓄電池から供給される電力を、前記電源ボックスから前記各負荷に一本の電源配線で供給し、前記各蓄電池から前記各負荷への電力の供給を許容するとともに各蓄電池間の電流の回り込みを阻止する電流制御手段を備え、
前記電流制御手段は、
前記電源配線と前記各蓄電池との間にそれぞれ介在され、前記電源ボックス内に設けられた複数のスイッチ手段と、
前記各蓄電池の出力電圧を監視する電源監視部と、
前記電源監視部が、前記各蓄電池の出力電圧に電位差を検知したとき、前記複数のスイッチ手段のうち、出力電圧が低い蓄電池に接続されるスイッチ手段を不導通とするスイッチ制御部と
を備え、
前記蓄電池のうち、いずれか一つの蓄電池はスタータモータと直接接続され、前記複数のスイッチ手段のうち、該いずれか一つの蓄電池に接続されるスイッチ手段は、前記スタータモータの作動時に不導通とされることを特徴とする自動車の電源装置。
A plurality of storage batteries;
In a power supply device for an automobile comprising a power supply box interposed between each storage battery and a plurality of loads, and supplying power from at least one of the storage batteries to each load,
The power supplied from each storage battery is supplied from the power supply box to each load by a single power supply wiring, and the power supply from each storage battery to each load is allowed and the current between each storage battery wraps around. Current control means for preventing
The current control means includes
A plurality of switch means interposed between the power supply wiring and the storage batteries, respectively, provided in the power supply box;
A power supply monitoring unit for monitoring the output voltage of each storage battery;
When the power supply monitoring unit detects a potential difference in the output voltage of each of the storage batteries, a switch control unit that turns off the switch means connected to the storage battery having a low output voltage among the plurality of switch means,
Any one of the storage batteries is directly connected to a starter motor, and among the plurality of switch means, the switch means connected to any one of the storage batteries is made non-conductive when the starter motor is operated. A power supply device for an automobile.
請求項1に記載の自動車の電源装置において、The automobile power supply device according to claim 1,
前記電源監視部を前記電源ボックス外に設けたことを特徴とする自動車の電源装置。A power supply device for an automobile, wherein the power supply monitoring unit is provided outside the power supply box.
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