CN106464140A - 车载用电源装置以及搭载了该车载用电源装置的车辆 - Google Patents
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Abstract
车载用电源装置具备:进行将从输入端子供给的电压升压的升压动作的升压转换器部;在输入端子和输出端子之间与升压转换器部并联连接的通电辅助二极管;以及在输入端子和输出端子之间与升压转换器部和通电辅助二极管并联连接的开关元件。控制部对开关元件进行指示以便将开关元件打开,并对升压转换器部进行指示以便进行在升压期间将输入端子的电压升压的升压动作。控制部对升压转换器部进行指示以便在经过了升压期间后停止升压动作。之后,控制部对开关元件进行指示以便将开关元件闭合。之后,控制部根据在输出端子检测到的电压来判定开关元件的状态。该车载用电源装置能够稳定且高精度地判定开关元件是否正常地进行动作。
Description
技术领域
本发明涉及车载用电源装置以及搭载了该车载用电源装置的车辆。
背景技术
图8是在具有怠速停止功能的车辆上搭载的现有的车载用电源装置500的电路方框图。蓄电池1的正电极侧经由熔断器3与电源电路2的输入端子2a连接,电源电路2的输出端子2b与负载4连接。在电源电路2中,并联配置升压转换器5、通电辅助二极管6、开关7并将它们与输入端子2a和输出端子2b连接。另外,通电辅助二极管6的阳极与电源电路2的输入端子2a连接,通电辅助二极管6的阴极与电源电路2的输出端子2b连接。
电源电路2的升压转换器5在车辆从怠速停止状态再起动之际,通过使蓄电池1的电压升压而能够稳定地再起动车辆。开关7仅在升压转换器5进行升压动作时成为打开状态。针对该动作,车辆所具备的控制装置8对升压转换器5和开关7进行控制。此外,电源电路2的通电辅助二极管6为了使在升压转换器5进行升压动作时不将升压后的电压供给至输入端子2a,并且为了在开关7因某些原因而破损的状态下将开关7放置在打开状态也使蓄电池1向负载4供给电力而设置。
也就是说,只要通电辅助二极管6或者开关7中的任一个是正常的状态,就能够向负载4供给蓄电池1的电力。
在假设通电辅助二极管6以及开关7双方成为打开状态的情况下,会从蓄电池1向升压转换器5连续地供给电力,由此会产生使升压转换器5破损的可能。为了防止这种情况,控制装置8通过检测电源电路2的输出端子2b的电压而始终监视开关7是否按照来自控制装置8的指示而进行开闭动作。
作为该监视的方法,首先,控制装置8预先探测并存储确认到开关7闭合的状态下的电源电路2的输出端子2b的电压。
并且,在以开关7不能按照控制装置8的指示而闭合的状态从蓄电池1经由通电辅助二极管6向电源电路2的输出端子2b供给电力的情况下,产生因通电辅助二极管6导致的电压下降。因此,经由通电辅助二极管6输出的输出端子2b处的电压相比先前存储的电压的值变低。控制装置8使用该电压值的差来监视开关7的状态。
并且,在控制装置8判定为在开关7中产生了异常的情况下,控制装置8直接将该状况发送到外部,采取避免升压转换器5出现破损的事态这样的对策。
与上述装置类似的控制装置例如在专利文献1中公开。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2004-327783号公报
发明内容
车载用电源装置具备:升压转换器部,进行将从输入端子供给的电压升压的升压动作;通电辅助二极管,在输入端子和输出端子之间与升压转换器部并联连接;以及开关元件,在输入端子和输出端子之间与升压转换器部和通电辅助二极管并联连接。控制部对开关元件进行指示,以便将开关元件打开,对升压转换器部进行指示,以便进行在升压期间将输入端子的电压升压的升压动作。控制部对升压转换器部进行指示,以便在升压期间经过后停止升压动作。之后,控制部对开关元件进行指示,以便将开关元件闭合。之后,控制部根据在输出端子检测到的电压来判定开关元件的状态。
该车载用电源装置能够稳定地以高准确度判定开关元件是否正常地进行动作。
附图说明
图1是实施方式1的车载用电源装置的电路方框图。
图2是搭载了实施方式1的车载用电源装置的车辆的概要图。
图3A是表示实施方式1的车载用电源装置的输出电压的图。
图3B是表示实施方式1的车载用电源装置的输出电压的图。
图4是实施方式2的车载用电源装置的电路方框图。
图5A是表示实施方式2的车载用电源装置的输出电压的图。
图5B是表示实施方式2的车载用电源装置的输出电压的图。
图5C是表示实施方式2的车载用电源装置的输出电压的图。
图6是表示实施方式2的车载用电源装置的输出电压的图。
图7A是表示实施方式2的车载用电源装置的输出电压的图。
图7B是表示实施方式2的车载用电源装置的输出电压的图。
图8是现有的车载用电源装置的电路方框图。
具体实施方式
(实施方式1)
图1是实施方式1的车载用电源装置10的电路方框图。图2是搭载了车载用电源装置10的车辆9的概要图。车辆9具有怠速停止功能。车载用电源装置10具备:输入端子12、电源电路部16、经由电源电路部16与输入端子12连接的输出端子17、控制部18、以及起动信号接收部18s。控制部18检测输出端子17的电压并且控制升压转换器部13以及开关元件15。进一步地,控制部18与起动信号接收部18s连接。电源电路部16具有彼此并联连接的升压转换器部13、通电辅助二极管14、开关元件15。对输出端子17连接负载19。升压转换器部13具有与输入端子12连接的输入端13e和与输出端子17连接的输出端13f,对输入到输入端13e即输入端子12的输入电压Vi进行升压,将作为升压后的电压的输出电压Vo从输出端13f即输出端子17输出。
图3A和图3B表示车载用电源装置10的动作的输出电压Vo。在图3A和图3B中,纵轴表示输出电压Vo,横轴表示时间。电源电路部16具有第1判定动作M111、第2判定动作M112、第3判定动作M113。在第1判定动作M111中,与控制部18经由起动信号接收部18s接收到起动信号S18相应地,控制部18对开关元件15进行指示以便打开开关元件15。除此以外,升压转换器部13进行在升压期间将输入端子12的电压Vi升压至电压V1的升压动作。在第2判定动作M112中,控制部18对开关元件15进行指示以便在经过升压期间P101后升压转换器部13停止升压动作,进而在规定期间P111经过后将开关元件15闭合来连接。在第3判定动作M113中,在第2判定动作M112的结束后控制部18根据在输出端子17检测到的电压Vo来判定开关元件15的状态。
通过以上的结构以及动作,来判定开关元件15是能够进行与控制部18的指示对应的动作的正常状态,或者是不能进行与控制部18的指示对应的动作的异常状态。并且,该判定与控制部18接收到起动信号S18相应地来实施。这里,起动信号S18是从车辆9发出的信号。并且,针对开关元件15的状态的判定在从输出端子17向负载19供给的电流Io小时进行。
并且,从升压后的升压转换器部13放电的放电电压和通过开关元件15闭合而连接从而在输出端子17出现的来自输入端子12的输入电压Vi中的某一个在输出端子17作为电压Vo由控制部18检测。这里,在开关元件15异常时升压转换器部13通过输出端子17继续输出的上述的放电电压和与在开关元件15正常时通过输出端子17得到的输入电压Vi同等的电压之差大。
也就是说,由于是输出端子17、负载19中流动的电流Io充分小的状态,因此检测到的电压Vo的值与开关元件15的状态相应地改变很大。并且,控制部18基于检测到的电压Vo来判定开关元件15是正常还是异常。因此,针对开关元件15是否正常地进行动作的判定的精度很容易提高。
以下,针对车载用电源装置10以及搭载了该车载用电源装置10的车辆9的结构和动作详细进行说明。具有怠速停止功能的车辆9具备:车体9a、车载用电源装置10、蓄电池11、负载19。在车体9a配置车载用电源装置10、蓄电池11、负载19。蓄电池11和负载19分别与车载用电源装置10的输入端子12和输出端子17连接。车载用电源装置10在车辆9在信号等待等停车中发动机20从怠速停止状态起利用启动器(starter)20a而使发动机20再起动时,进行以下的基本的动作。例如,在怠速停止状态下若驾驶者使针对制动踏板21的操作状态发生变化,则车载用电源装置10接收用于车载用电源装置10启动的信号。并且,由于车载用电源装置10启动且升压转换器部13进行用于升压的动作,所以即使在启动器20a旋转而使发动机20再起动时也对负载19供给必要的电压。其结果,负载19稳定地继续进行动作。车辆9还具备:安装于车体9a的门9b和设置于门9b的门锁装置24。门锁装置24能够将门9b锁闭,且能够进行门9b的锁解除即能够解除门9b的锁。
在车载用电源装置10内的电源电路部16中,当车辆9在信号等待等停车中发动机20是怠速停止状态时,控制部18将开关元件15闭合,且不使升压转换器部13进行动作。在该状态下,蓄电池11通过输入端子12以及开关元件15向负载19供给电力。
相对于此,当发动机20从怠速停止状态向再起动状态转移时,控制部18打开开关元件15,并且启动升压转换器部13使其进行动作。在该状态下,升压转换器部13仅在规定期间向负载19供给电力。
并且,若发动机20成为动作继续状态,则升压转换器部13完成规定期间的上述的动作并完成电力向负载19的供给,并且将开关元件15闭合。由此,蓄电池11通过输入端子12以及开关元件15向负载19供给电力。发动机20进行动作的期间基本上该状态继续。升压转换器部13由升压用线圈13a、场效应晶体管(FET)13b、整流二极管13c、平滑电容器13d构成,在升压转换器部13的最靠输出端子17侧即输出端13f配置平滑电容器13d。
对于车载用电源装置10来说,即使假设电源电路部16的开关元件15因破损等而成为无法动作的状态,虽然有时升压转换器部13无法启动,但是与开关元件15并联连接的通电辅助二极管14也能够继续进行从蓄电池11向负载19的电力的供给。通电辅助二极管14的阳极与车载用电源装置10的输入端子12连接,阴极与车载用电源装置10的输出端子17连接。
车载用电源装置10的控制部18在假设开关元件15因破损等而成为无法动作的状态时,向车载用电源装置10的外部发出表示开关元件15处于无法动作的状态的信号。根据该功能,车载用电源装置10的控制部18向车载用电源装置10的外部请求关于开关元件15的维修检查。并且,车载用电源装置10的控制部18按照以下的步骤来判定开关元件15是能够正常地进行动作的状态,或者是不能正常地进行动作的状态。
另外,车载用电源装置10的控制部18所进行的开关元件15的状态的判定可以在车辆9的各种状况下进行。在实施方式1中,作为一例,说明在驾驶者将作为车辆9的车辆启动开关的操作开关22从接通(ON)切换到断开(OFF)后控制部18所进行的判定开关元件15的状态的动作。
以下,车辆启动开关包含发动机开关、辅助开关、以及点火开关。并且,在需要时每次都说明针对操作开关22的操作相当于针对哪个的什么样的操作。发动机开关在发动机9为驱动中是ON,在发动机9为驱动停止时是OFF。怠速停止状态是发动机9临时停止的状态,发动机开关是ON。此外,辅助开关在汽车音响等为能使用的状态时是ON,在车辆9的启动完全停止而为放置状态时是OFF。
另外,在以下的说明中,车辆启动开关为ON是发动机开关、辅助开关、以及点火开关的某一个为ON时。并且,车辆启动开关为OFF是发动机开关、辅助开关、以及点火开关全都为OFF时。
这里,控制部18针对开关元件15进行的判定可以在驾驶者将作为车辆9的发动机开关、辅助开关的操作开关22从ON切换到OFF之后来进行。
如先前所述那样,车载用电源装置10的电源电路部16具有:使用控制部18的第1判定动作M111、第2判定动作M112、第3判定动作M113。图3A和图3B表示第1判定动作M111、第2判定动作M112、第3判定动作M113下的输出电压Vo。这里,控制部18进行与针对开关元件15的开闭有关的指示、与升压转换器部13的升压动作有关的指示、以及基于在此检测到的电压Vo的值的运算、运算结果数据的保存,进而以这些为基础进行开关元件15的状态判定、与判定结果有关的信号的发送等。
在图3A和图3B中,时间点t0以前是发动机20已经启动的状态等的车辆9利用燃料稳定地旋转。并且,在时间点t0通过驾驶者将作为车辆9的发动机开关的操作开关22从ON切换到OFF,从而使发动机20停止。通过将操作开关22从ON切换到OFF,从而发动机OFF信号S18从车辆9经由起动信号接收部18s被发送到控制部18。由此,从时间点t0起直至在时间点t1第1判定动作M111开始为止,负载19中的电力消耗非常小。
并且,在时间点t1第1判定动作M111开始,控制部18对开关元件15进行指示以便将开关元件15打开。除此以外,在时间点t1控制部18b对升压转换器部13进行指示,以便升压转换器部13进行将蓄电池11的电压Vi升压到电压V1的升压动作。这里,例如,作为输入电压Vi而向输入端子12施加的蓄电池11的输出电压的12V在从时间点t1至时间点t2的升压期间P101被升压至电压V1的14.5V。这里的升压期间P101可以任意设定。此外,针对从时间点t0至时间点t1的期间,也可以任意设定,且时间点t0和时间点t1可以相同。
此外,这里,在第1判定动作M111下的升压期间P101,将12V的输入电压Vi升压到14.5V的电压V1。另一方面,操作开关22为ON的发动机20从怠速停止状态切换到再起动之际的升压动作维持12V的输入电压Vi且作为输出电压Vo从输出端子17输出。这样,在升压动作中,可以将输入电压Vi根据状况而升压到彼此不同的多个值的输出电压Vo。
接着,在时间点t2第2判定动作M112开始。在第2判定动作M112中,控制部18在升压期间P101结束的时间点t2使升压转换器部13进行的升压动作停止。进一步地,在从升压转换器部13停止的时间点t2起经过了规定期间P111的时间点t3,控制部18对开关元件15进行指示,以便将开关元件15从打开状态切换到连接状态。
接着,在第3判定动作M113中,在从控制部18指示了将开关元件15从打开状态切换到连接状态的时间点t3起经过了规定期间P112的时间点t4,控制部18检测作为输出端子17的输出电压Vo的值的电压Vt4。根据电压Vt4,控制部18判定开关元件15的状态。
在从进行第2判定动作M112的时间点t2起至时间点t3的期间P111,将来自平滑电容器13d的放电电压和经由通电辅助二极管14的蓄电池11的电压中的任一个较高的电压供给到输出端子17。在期间P111中,开关元件15是打开状态,并且升压转换器部13由于在时间点t2已经停止而不进行升压动作,所以输出端子17的电压Vo伴随从时间点t2至时间点t3的时间的经过而衰减。这里,进一步在时间点t2后的时间点t3,控制部18b对开关元件15进行指示,以便将开关元件15从打开状态切换到连接状态。
并且,若直至时间点t3为止为打开状态的开关元件15是能够进行与来自控制部18的指示对应的动作的正常的状态,则通过开关元件15闭合而成为连接状态,从而如图3B所示,输出端子17的电压Vo在时间点t3发生很大变化。也就是说,由于经由开关元件15而连接到比升压转换器部13的输出端13f的电位低的蓄电池11的电压Vi,所以输出端子17的电压Vo在时间点t3突然降低到电压Vi。
并且,输出端子17的电压Vo由于成为作为蓄电池11的输出电压的12V的电压Vi,所以在时间点t4变得比作为规定的判定值的判定值Vth101更低。因此,当在时间点t4输出端子17的电压Vo比判定值Vth101低时,控制部18判断为开关元件15正常。
另一方面,若直至时间点t3为止为打开状态的开关元件15是不能进行与来自控制部18的指示对应的动作的异常的状态,则开关元件15通过在时间点t3后继续打开状态,从而如图10A所示,输出端子17的电压Vo继续地递减。也就是说,与从第2判定动作M112下的时间点t2至时间点t3的期间P211同样地,也在时间点t3后对输出端子17继续供给来自平滑电容器13d的放电电压和经由通电辅助二极管14的蓄电池11的电压中的任一个较高的电压。并且,输出端子17的电压Vo在时间点t4成为作为规定的判定值的判定值Vth201以上。因此,当在时间点t4输出端子17的电压Vo是判定值Vth101以上时,控制部18判断为开关元件15异常。严格来说,控制部18判断为开关元件15是不能进行向用于闭合的指示对应的动作的打开状态。并且,当控制部18判断为开关元件15异常时,控制部18将开关元件15异常的判定结果作为警告信号向设置于车载用电源装置10的外部的车辆9内的警告装置23发送。
这里,从时间点t2一直到时间点t4的来自平滑电容器13d的放电在将操作开关22从ON切换到OFF后进行。因而,与输出端子17连接的负载19小,向负载19供给的电流Io非常小。因此,特别是在开关元件15是不能进行与来自控制部18的指示对应的动作的异常的状态下,时间点t4的输出电压Vt4虽然与作为升压期间P101的电压V1的14.5V相比较小,但是与判定值Vth101相比成为充分大的值。
因此,与开关元件15的状态相应地输出的电压Vo的值改变很大。因此,如上述这样在开关元件15的异常时,控制部18能够容易地进行时间点t4处的输出端子17的电压Vt4和判定值Vth101的比较。也就是说,控制部18所进行的开关元件15是否正常地进行动作的判定的精度很容易提高。
由于开关元件15异常时的t4处的输出电压Vo的值和开关元件15正常时的t4处的输出电压Vo的值有很大不同,所以作为判定值的判定值Vth101能设定的范围也变大。因此,在开关元件15的正常时,控制部18也能够容易地进行时间点t4处的输出端子17的电压Vt4和判定值Vth101的比较。
在上述的动作中,控制部18对判定值Vth101和输出端子17的电压Vo进行比较。并且,控制部18b根据比较的结果来判断开关元件15的状态。但是,控制部18的判断并不限于上述的判断。
如上所述,控制部18构成为进行第1判定动作M111、第2判定动作M112、第3判定动作M113。在第1判定动作中,控制部18对开关元件15进行指示以便将开关元件15打开,并对升压转换器部13进行指示以便进行在升压期间P101将输入端子12的电压Vi升压的升压动作。在第2判定动作M112中,控制部18对升压转换器部13进行指示以便在升压期间P101经过的时间点t2停止上述升压动作,并对开关元件15进行指示以便在从时间点t2经过了规定期间P111的时间点t3将开关元件15闭合。在第3判定动作M113中,控制部18在第2判定动作M112结束后,根据在输出端子17检测到的电压Vo来判定开关元件15的状态。
控制部18也可以在第3判定动作M113中判定为开关元件15异常的情况下,存储第3判定动作M113的判定结果。并且,控制部18也可以构成为,在存储了上述判定结果后为了将车辆9再起动而切换了操作开关22时,向警告装置23发送警告信号。此时,操作开关22也可以是使车辆9启动的车辆启动开关。
这里,车载用电源装置10对开关元件15进行的判定也可以通过驾驶者将作为车辆9的辅助开关的操作开关22从ON切换到OFF后开始第1判定动作M111从而来进行。
当将作为辅助开关的操作开关22从ON切换到OFF时,与将发动机开关从ON切换到OFF时进行比较,向负载19供给的电流Io变得更小。也就是说,通过将作为辅助开关的操作开关22从ON切换到OFF,从而汽车音响等负载19也就不存在。也就是说,时间点t2以后的放电下的输出电压Vo描绘出非常缓慢地进行衰减的曲线。因此,在第3判定动作M113中,在开关元件15异常的情况下,电压Vt4维持高的电压。
这样,与开关元件15的状态相应地输出的电压Vo的值改变很大。因此,如上所述,在开关元件15是异常时,控制部18能够容易地进行时间点t4处的输出端子17的电压Vt4和判定值Vth101的比较。也就是说,控制部18所进行的开关元件15是否正常地进行动作的判定的精度很容易提高。
由于开关元件15异常时的时间点t4处的输出电压Vt4的值和开关元件15正常时的时间点t4处的输出电压Vt4的值有很大不同,所以判定值Vth101能设定的范围也变大。因此,在开关元件15正常时,控制部18也能够容易地进行时间点t4处的输出端子17的电压Vt4和判定值Vth101的比较。
这里,将某值决定为判定值Vth101,对该判定值和输出端子17的电压Vo进行比较。并且,控制部18根据比较的结果来判断开关元件15的状态。但是,控制部18的判断并不限于上述的判断。
进一步地,在第1判定动作M113中,与控制部18在睡眠状态下接收到电源起动信号S18相应地,控制部18对开关元件15进行指示以便将开关元件15打开。也就是说,与控制部18在睡眠状态下接收到电源起动信号S18相应地,来进行第1判定动作M113。除此以外,升压转换器部13进行在升压期间P101将输入端子12的电压Vi升压至电压V1的升压动作。在第2判定动作M112中,控制部18在升压期间P101经过后使升压转换器部13停止升压动作,进而在规定期间P111经过后对开关元件15进行指示以便开关元件15发生短路。在第3判定动作M113中,在第2判定动作M112结束后控制部18根据在输出端子17检测到的电压Vo来判定开关元件15的状态。
通过以上的结构以及动作,来判定开关元件15是能够进行与控制部18的指示对应的动作的正常状态,或者是不能进行与控制部18的指示对应的动作的异常状态。并且,该判定与控制部18在睡眠状态下接收到电源起动信号S18相应地进行。当车载用电源装置10以及控制部18是睡眠状态,且负载19接近无负载而极小时,控制部18从电源电路部16的外部接收电源起动信号S18。也就是说,针对开关元件15的状态的判定在从输出端子17向负载19供给的电流Io极小的状态下进行。
并且,从升压后的升压转换器部13放电的放电电压和通过开关元件15闭合而连接从而在输出端子17出现的来自输入端子12的输入电压Vi中的某一个作为输出端子17的输出电压Vo由控制部18来检测。这里,当开关元件15异常时升压转换器部13通过输出端子17继续输出的上述的放电电压和与当开关元件15正常时通过输出端子17而得到的输入电压Vi同等的电压之差较大。
也就是说,由于是输出端子17、负载19中流动的电流Io极小的状态,因此检测到的电压Vo的值与开关元件15的状态相应地改变很大。并且,控制部18基于检测到的电压Vo来判定开关元件15正常还是异常。因此,针对开关元件15是否正常地进行动作的判定的精度很容易提高。
车载用电源装置10的控制部18在假设开关元件15因破损等而成为无法进行动作的状态时,向车载用电源装置10的外部发送表示开关元件15处于无法进行动作的状态的信号。通过该功能,车载用电源装置10的控制部18向车载用电源装置10的外部请求与开关元件15有关的维修检查。并且,车载用电源装置10通过以下步骤来判定开关元件15是能够正常地进行动作的状态,或者是不能正常地进行动作的状态。
首先,这里,进行与以下内容相关的简单的说明:车载用电源装置10对开关元件15进行的判定、设置于门9b的门锁装置24、车辆9以及车载用电源装置10的电源电路部16的睡眠状态。
车载用电源装置10所进行的开关元件15的状态的判定在作为车辆启动开关的操作开关22是OFF状态,且搭乘者对门锁装置24命令进行车辆9的门锁装置24的门9b的锁解除后进行。例如,开关元件15的状态的判定在车辆9以放置状态停止其功能时,在从远程控制装置25对门锁装置24命令门锁装置24的锁解除后进行。
当车辆9从以前是启动状态时转移到放置状态时,以发动机开关、辅助开关为首,操作开关22全部从ON成为OFF。当操作开关22成为OFF,且车辆9是放置状态时,在车辆9、车载用电源装置10中几乎没有大的电流被消耗。并且,作为车辆启动开关的操作开关22成为OFF,且10分钟后、30分钟后、1小时后、或者2小时后等规定的时间后,车辆9、车载用电源装置10的控制部18被切换到睡眠状态,不仅是负载19,在控制系统中电流的消耗也减少。
在睡眠状态下,例如可以与车辆9进行通常动作的情况等相比较将控制部18的时钟信号的频率设定得较低,减小车辆9被放置时的控制部18中的电流的消耗。
在该状态下,通过搭乘者命令车辆9的门锁装置24的解除,从而从门锁装置24、或者对车辆9整体进行控制的控制功能向控制部18发送电源起动信号S18。
如前面所述,车载用电源装置10的电源电路部16具有使用了控制部18的第1判定动作M111、第2判定动作M112、第3判定动作M113。图3A和图3B表示第1判定动作M111、第2判定动作M112、第3判定动作M113下的输出电压Vo。控制部18进行针对开关元件15的与开闭有关的指示、与升压转换器部13的升压动作有关的指示、电压的检测以及基于该值的运算、运算结果数据的保存,进而以它们为基础来进行开关元件15的状态判定等。
在图3A和图3B中,时间点t0以前车辆9被放置。并且,在时间点t0搭乘者从车辆9的远程控制装置25对门锁装置24命令门锁装置24的解除。通过将门锁装置24从锁状态切换成锁解除,或者通过来自远程控制装置25的门锁装置24的解除命令,从而经由起动信号接收部18s从车辆9向控制部18发送电源起动信号S18。这里,从时间点t0起至在时间点t1第1判定动作M111开始为止的期间,由于车辆9是被放置的状态,所以负载19中的电力消耗极小。
并且,在时间点t1第1判定动作M111开始,第2判定动作M112、第3判定动作M113继续进行。
此外,门锁装置24设置于门9b。但是,门锁装置24并不限于设置于门9b,也可以应用于车辆9的行李箱等。
控制部18可以在第3判定动作M113中判定为开关元件15异常的情况下,存储第3判定动作M113中的判定结果。并且,控制部18也可以构成为,在存储了上述判定结果后,在为了车辆9再起动而切换了操作开关22时向警告装置23发送警告信号。此时,操作开关22可以是使车辆9启动的车辆启动开关。
如上所述,控制部18在电源电路部16为睡眠状态时与接收到起动信号S18相应地来进行第1判定动作M111。
此外,控制部18在从车辆9启动起至停止为止在分别对应的多个驱动循环的每一个循环中进行第1判定动作M111至第3判定动作M113。在该情况下,控制部18可以在多个驱动循环的每一个循环中判定为开关元件15异常的情况下,向警告装置23发送警告信号。
在以上说明中,控制部18判定打开状态的开关元件15不能切换到连接状态的、异常。另一方面,假设连接状态的开关元件15不能切换到打开状态的情况是升压转换器部13中的升压动作在哪个时间点都不可能。因此,无论控制部18是否对升压转换器部13进行应升压的指示,只要在输出端子17的电压没有上升到电压V1、或者规定的判定值时,控制部18判断为开关元件15是成为连接状态不变的异常状态即可。
控制部18例如也可以在第1判定动作M111中进行针对升压转换器部13的升压动作的判定。
这里,升压期间P101中的电压Vt1由控制部18在输出端子17检测。并且,控制部18对电压Vt1与作为升压判定值的规定的判定值Vth102进行比较,进行升压转换器部13的升压动作是否正常的判定。这里,在电压Vt1为判定值Vth102以上的情况下,判定为升压转换器部13正常地进行升压动作。
在电压Vt1比判定值Vth102低的情况下,控制部18判定为升压转换器部13异常。并且,控制部18将升压转换器部13或者电源电路部16异常的判定结果作为警告信号向设置于车载用电源装置10的外部的车辆9内的警告装置23发送。或者,关于升压转换器部13是否正常,也可以由控制部18来存储。
由此,当控制部18能够判定升压转换器部13的升压动作是否正常的同时,控制部18能够在时间点t2判定从平滑电容器13d放电的电压的值也是否正确。因此,在第3判定动作M113中时间点t4处的输出电压Vo和判定值Vth101的比较、以及针对该结果的控制部18的判定以高准确度稳定。
控制部18在输出端子17检测电压Vt1虽然在时间点t1至时间点t2无论什么时候都可以,但是通过在时间点t2由控制部18检测电压Vt1,从而控制部18能够更加正确地判定先前所述的在时间点t2从平滑电容器13d放电的电压的值是否正确。因此,基于时间点t4处输出电压Vo的控制部18的判定以更高的准确度稳定。
(实施方式2)
在图4中,对与图1所示的实施方式1中的车载用电源装置10相同的部分附加相同的参照编号。车载用电源装置10a与实施方式1中的车载用电源装置10同样地,搭载于图2所示的车辆9。车载用电源装置10a取代实施方式1中的车载用电源装置10的控制部18而包括检测输出端子17的输出电压Vo并且控制升压转换器部13以及开关元件15的控制部18a。
图5A至图5C表示车载用电源装置10a的输出电压Vo。在图5A至图5C中,纵轴表示输出电压Vo,横轴表示时间。电源电路部16具有使用控制部18a的第1判定模式M1和使用控制部18a的第2判定模式M2。在第1判定模式M1下,控制部18a判定输出端子17处的负载19的状态。在第1判定模式M1之后进行的第2判定模式M2下,控制部18a根据第1判定模式M1的判定结果来判定开关元件15的状态。
通过以上的结构以及动作,在第2判定模式M2下在控制部18a判定开关元件15是正常的状态、或者是异常的状态之际,最初控制部18a在第1判定模式M1下判定负载19的状态。之后控制部18a在第2判定模式M2下判定开关元件15的状态。
也就是说,针对是否处于也可以在第2判定模式M2下进行判定的状况,控制部18a在进行第2判定模式M2前预先在第1判定模式M1下判定针对与车载用电源装置10连接的负载19的电力的供给状态。之后,控制部18a在第2判定模式M2下判定开关元件15是否正常地进行。由此,针对开关元件15的状态的第2判定模式M2下的判定能够以高准确度稳定地进行。
第1判定模式M1与控制部18接收到起动信号S18a相应地开始。控制部18如在实施方式1中说明的那样,在切换了操作开关22的情况下、从远程控制装置25发出门锁解除命令时等,接收起动信号S18a。
以下,针对车载用电源装置10a以及搭载了该车载用电源装置10a的车辆9的结构和动作详细进行说明。具有怠速停止功能的车辆9具备:车体9a、车载用电源装置10、蓄电池11、负载19。在车体9a配置车载用电源装置10a、蓄电池11、负载19。蓄电池11和负载19分别与车载用电源装置10a的输入端子12和输出端子17连接。车载用电源装置10a在车辆9在信号等待等停车中发动机20从怠速停止状态通过启动器20a而使发动机20再起动时,进行以下的基本的动作。例如,在怠速停止状态下若驾驶者使针对制动踏板21的操作状态发生变化,则车载用电源装置10a接收用于车载用电源装置10a启动的信号。并且,通过车载用电源装置10a启动且升压转换器部13进行用于升压的动作,从而在启动器20a旋转而使发动机20再起动时也对负载19供给必要的电压。其结果,负载19稳定地继续进行动作。车辆9还具备:安装于车体9a的门9b和设置于门9b的门锁装置24。门锁装置24能够将门9b锁闭,且能够进行门9b的锁解除即能够将门9b的锁解除。
在车载用电源装置10a内的电源电路部16中,当车辆9在信号等待等停车中发动机20是怠速停止状态时,控制部18a将开关元件15闭合,并且不使升压转换器部13动作。在该状态下,蓄电池11通过输入端子12以及开关元件15向负载19供给电力。
相对于此,在发动机20从怠速停止状态向再起动状态转移时,控制部18a将开关元件15打开,并且启动升压转换器部13使其动作。在该状态下,升压转换器部13仅规定期间向负载19供给电力。
并且,若发动机20成为动作继续状态,则升压转换器部13完成规定期间的上述的动作并完成向负载19的电力的供给,并且将开关元件15闭合。由此,蓄电池11通过输入端子12以及开关元件15向负载19供给电力。在发动机20进行动作的期间,基本上该状态继续。升压转换器部13由升压用线圈13a、场效应晶体管(FET)13b、整流二极管13c、平滑电容器13d构成,在升压转换器部13的最靠输出端子17侧即输出端13f配置平滑电容器13d。
对于车载用电源装置10a来说,即使假设电源电路部16的开关元件15因破损等而成为无法进行动作的状态,虽然有时升压转换器部13不能启动,但是与开关元件15并联连接的通电辅助二极管14也能够继续进行从蓄电池11向负载19的电力的供给。通电辅助二极管14的阳极与车载用电源装置10a的输入端子12连接,阴极与车载用电源装置10a的输出端子17连接。
车载用电源装置10a的控制部18a在假设开关元件15因破损等而成为无法进行动作的状态时向车载用电源装置10a的外部发送表示开关元件15不能进行动作的信号。通过该功能,车载用电源装置10a向车载用电源装置10a的外部请求与开关元件15相关的维修检查。并且,车载用电源装置10a的控制部18a通过以下的步骤来判定开关元件15的状态即开关元件15是否能够正常地进行动作。
另外,车载用电源装置10a的控制部18a所进行的开关元件15的状态的判定可以在车辆9的各种状况下进行。在实施方式2中,作为一例,说明在驾驶者将作为车辆9的车辆启动开关的操作开关22从ON切换到OFF后控制部18a所进行的判定开关元件15的状态的动作。这里,操作开关22可以是搭载于车辆9的辅助开关或者发动机开关。换言之,通过对操作开关22等进行切换,从而控制部18与接收到起动信号S18a相应地进行第1判定模式M1。
如图5A至图5C所示,车载用电源装置10a的电源电路部16具有使用控制部18a的第1判定模式M1和第2判定模式M2。控制部18a与将操作开关22从ON切换到OFF相应地进行第1判定模式M1。在图5A至图5C中,操作开关22在时间点t0从ON切换到OFF。控制部18a进行针对开关元件15的开关元件15的开闭的指示、电压的检测以及基于检测到的电压的值的运算、运算的结果的数据的保存,进而以它们为基础来进行开关元件15的状态的判定等。并且,控制部18a也可以在对开关元件15判定为是异常时,向警告装置发送警告信号。
首先,在第1判定模式M1下控制部18a判定输出端子17处的负载19的状态。也就是说,控制部18a检测输出端子17处的第1判定模式M1下的输出电压Vo的值。第1判定模式M1具有第1判定动作M11和第2判定动作M12。即在第1判定模式M1下,电源电路部16以及控制部18a进行第1判定动作M11和第2判定动作M12。
最初,在第1判定动作M11中,控制部18a对开关元件15进行指示以便将开关元件15设为打开状态。进一步地,控制部18a对升压转换器部13进行指示,以便在以时间点t1开始的升压期间P1进行通过升压转换器部13将输入到输入端子12的作为蓄电池11的电压的输入电压Vi升压的升压动作。在图3A所示的动作中,虽然在时间点t0、t1的期间设置了规定的初始休止期间Hp,但是初始休止期间Hp也可以是零即时间点t0、t1为同时。例如,升压转换器部13在升压期间P1将蓄电池11的输出电压且作为输入端子12处的输入电压Vi的12V升压到规定的电压V1的14.5V。该升压动作可以与作为车辆启动开关的操作开关22成为ON的车辆9的通常动作中在发动机20从怠速停止状态切换到再起动时进行的升压动作相同。这里,作为一例,虽然示出蓄电池11的电压(输入电压Vi)是12V,升压期间P1的电压V1设为14.5V,但是在车载用电源装置10的动作中并不限于这些电压值。
或者,在第1判定动作M11的升压期间P1中,将12V的输入电压Vi升压到14.5的电压V1。另一方面,在操作开关22成为ON的车辆9的通常动作中,从怠速停止状态切换到再起动之际的升压动作维持12V的输入电压Vi并作为输出电压Vo从输出端子17输出。这样,在升压动作中,可以根据状况将输入电压Vi升压到彼此不同的多个值的输出电压Vo。
接着,在第2判定动作M12中,控制部18a在升压期间P1经过后的时间点t2停止升压转换器部13所进行的升压动作。此时,控制部18a对开关元件15进行指示,以便将开关元件15维持为打开状态。进一步地,控制部18在从升压转换器部13的升压动作在时间点t2停止起经过了规定期间P11的时间点t3检测输出端子17处的电压Vt3。在从时间点t2至时间点t3的规定期间P11中,从输出端子17输出从平滑电容器13d放电的电压和经由通电辅助二极管14且作为蓄电池11的电压的输入电压Vi之中的较高的电压。
由此,控制部18a首先判定作为输出端子17中流动的电流Io、即负载19中的电流Io的消耗状况的电力消耗的状态。对输出端子17供给来自平滑电容器13d的放电电压和经由通电辅助二极管14的蓄电池11的电压。由于开关元件15是打开状态,并且升压转换器部13的升压动作在时间点t2已经停止,所以输出端子17的电压Vo伴随时间点t2至时间点t3的时间的经过而衰减。其衰减的速度因负载19的状态而不同。例如负载19消耗大的电流时如图3C所示是输出电压Vo急剧地衰减。因此,在从升压转换器部13的升压动作停止起经过了规定期间P11的时间点t3在输出端子17检测的电压Vt3成为较低的值。
控制部18a对在输出端子17检测到的电压Vt3和判定值Vth1进行比较。在如图5A和图5B所示时间点t3处的输出电压Vo的电压Vt3为判定值Vth1以上的情况下,控制部18a在第1判定模式M1之后进行第2判定模式M2。
接着,在第2判定模式M2下控制部18a判定开关元件15的状态。这里,控制部18a也检测输出端子17处的输出电压Vo的值。但是,控制部18a在与先前所述的第1判定模式M1下的第1判定动作M11以及第2判定动作M12不同的动作中检测输出端子17处的输出电压Vo的值。第2判定模式M2具有第3判定动作M21、第4判定动作M22、第5判定动作M23。电源电路部16以及控制部18与第3判定动作M21、第4判定动作M22、第5判定动作M23对应地进行动作。
在第1判定模式M1的第2判定动作M12中控制部18a判定为输出电压Vo的时间点t3处的电压Vt3为判定值Vth1以上的情况下,控制部18a在第2判定模式M2下进行第3判定动作M21、第4判定动作M22、第5判定动作M23。
在第3判定动作M21中,控制部18a在时间点t3对开关元件15进行指示以便继续维持开关元件15为打开状态不变。并且,控制部18a再次在时间点t3对升压转换器部13进行指示,以便升压转换器部13进行将蓄电池11的电压升压到电压V1的升压动作。第3判定动作M21在第2判定动作M12后在时间点t3连续进行。这里,也与第1判定动作M11中的升压动作同样地,在升压期间P2将向输入端子12作为输入电压Vi施加的蓄电池11的输出电压升压到电压V1。该第3判定动作M21中的升压期间P2和第1判定动作M11中的升压期间P1可以是相同的长度,也可以是不同的长度。在图5A至图5C中,升压期间P2中的升压幅度,虽然表面看是从电压Vt3至电压V1,但是电源电路部16的升压转换器部13进行从输入电压Vi升压到电压V1的升压动作。
接着,在第4判定动作M22中,控制部18a在从时间点t3起经过了升压期间P2的时间点t4使升压转换器部13所进行的升压动作停止。进一步地,控制部18a在从升压转换器部13停止的时间点t4起经过了规定期间P21的时间点t5,对开关元件15进行指示,以便将开关元件15从打开状态切换到连接状态。
接着,在第5判定动作M23中,在从控制部18a指示将开关元件15从打开状态切换到连接状态的时间点t5起第3规定期间P22后,控制部18a在时间点t6检测作为输出端子17处的输出电压Vo的电压Vt6。并且,控制部18a对电压Vt6和判定值Vth2进行比较,根据其结果来判定开关元件15的状态。
在从进行第4判定动作M22的时间点t4至时间点t5的期间P21中,将来自平滑电容器13d的电压和经由通电辅助二极管14的蓄电池11的电压Vi之中任一个较高的电压供给到输出端子17。由于在期间P21中开关元件15是打开状态,并且升压转换器部13在时间点t4已经停止,所以输出端子17的电压Vo伴随从时间点t4至时间点t5的时间的经过而衰减。
之后,控制部18a在时间点t5对开关元件15进行指示,以便将开关元件15从打开状态切换到连接状态。
并且,若至此为止为打开状态的开关元件15是能够与来自控制部18a的指示对应的正常的状态,则通过开关元件15闭合从而如图3B所示,在时间点t5输出端子17的电压Vo发生很大变化。也就是说,由于升压转换器部13的输出端13f与连接了电位更低的蓄电池11的输入端子12连接,所以在时间点t5输出端子17的输出电压Vo突然降低,变得与输入电压Vi大致相同。因此,输出电压Vo的时间点t6处的电压Vt6比判定值Vth2低。因此,在第5判定动作M23的时间点t6输出端子17的电压Vo比作为判定值的判定值Vth2低的情况下,控制部18a判断为开关元件15正常。
另一方面,若直到时间点t5都为打开状态的开关元件15是不能与来自控制部18a的指示对应的异常的状态,则通过开关元件15继续打开状态从而如图5A所示,输出端子17的电压Vo继续递减。也就是说,与从第2判定动作M12的时间点t2直至时间点t3为止的期间P11同样地,在时间点t5以后也将来自平滑电容器13d的放电电压和经由通电辅助二极管14的蓄电池11的电压Vi中的任一个较高的电压继续供给到输出端子17。因此,输出端子17的电压Vt6成为判定值Vth2以上。因此,当在第5判定动作M23的时间点t6输出端子17的电压Vo为判定值Vth2以上时,控制部18a判断为开关元件15异常。严格来说,当在时间点t6输出端子17的电压Vo为判定值Vth2以上时,控制部18a判断为对用于开关元件15闭合而成为连接状态的指示的对应是不可能的开放状态。
在如图5C所示电压Vt3比判定值Vth1低的情况下,控制部18a不进行第2判定模式M2而在第1判定模式M1下结束针对开关元件15的判定。并且,控制部18a将针对开关元件15的状态的判定结果决定为判定不可能。
在如图5C所示电压Vt3比判定值Vth1低的情况下,与输出端子17连接消耗大电流的负载19。因此,即使开关元件15能够按照控制部18a的指示正常地开闭,或者,即使开关元件15异常,开关元件15在时间点t2以后也继续打开,有时时间点t6处的输出端子17的输出电压Vo的电压Vt6也会比判定值Vth2低。
因此,即使在该状态下假设第2判定模式M2在第1判定模式M1之后进行,也产生输出端子17的电压Vo和判定值Vth2没有被正确地进行比较的担心。因此,如图5C所示,在第1判定模式M1下电压Vt3比判定值Vth1低的情况下,控制部18a不进行第2判定模式M2而在第1判定模式M1下结束针对开关元件15的判定,将针对开关元件15的状态的判定结果决定为判定不可能。例如,在操作开关22从ON切换到OFF后,驾驶者留在车辆9内继续使用汽车音响等作为负载19的一部分的附件(accessory)的情况等是起因于作为负载19中流动的消耗电流的电流Io较大从而针对开关元件15的状态的判定是不可能的状态的一例。
在图8所示的现有的车载用电源装置500中,在将来自蓄电池1的电力经由开关7向输出端子2b供给的情况和将来自蓄电池1的电力经由通电辅助二极管6向输出端子2b供给的情况下,输出端子2b处的电压值不会产生很大的差别。因此,有时基于这些电压值的比较无法稳定地以高准确度来判定开关7的异常。
在实施方式2的车载用电源装置10a中,如上所述,在每次控制部18a针对开关元件15是正常的状态或者是异常的状态进行判定时,在第1判定模式M1下针对是否处于也可以在第2判定模式M2下进行判定的状况来进行判定。之后,针对开关元件15是否正常地进行动作,进行第2判定模式M2下的判断。由此,对于第2判定模式M2中的判定来说,即使开关元件15是正常或者异常的哪个状态,判定值Vth2和输出端子17的电压Vo都容易成为分离的值。其结果,控制部18a的判定以高准确度地稳定。
这里,进一步地,当控制部18a探测到输入端子12处的来自蓄电池11的输入电压Vi成为从规定的下限值至比下限值高的规定的上限值为止的规定范围外的值时,控制部18a不进行第1判定模式M1以及第2判定模式M2,以使得针对开关元件15的状态的判定稳定。例如,在输入电压Vi比上限值高的情况下,即使开关元件15继续打开状态,时间点t4以后的电压下降也变小。此外,或者,开关元件15在时间点t5闭合后的电压下降变小。因此,产生基于图5A所示的判定值Vth2和输出电压Vt6的比较的判定很困难的担心。此外,在输入电压Vi比下限值低的情况下,产生升压转换器部13无法将输入电压Vi升压到升压后的电压V1的担心。因此,优选输入端子12处的来自蓄电池11的输入电压Vi处于规定范围内。
在到此为止所说明的判定中,从第1判定模式M1向第2判定模式M2推进,在第2判定模式M2下判定为与开关元件15相关的状态为异常的情况下,判定是确定的。并且,将确定的判定结果从车载用电源装置10a的控制部18a向设置于车载用电源装置10a的外部的车辆9内的警告装置23发送。这里,第1判定模式M1以及第2判定模式M2中的判定不是一次,各个判定可以进行多次。
此外,控制部18a将判定结果向设置于车载用电源装置10a的外部的车辆9内的警告装置23发送的定时例如可以是作为下一次的车辆9的起动时的操作开关22从OFF切换到ON时。也就是说,控制部18a在直到实施针对开关元件15的处置为止的期间都存储判定结果。并且,当在车辆9的下一次的起动时操作开关22从OFF切换到ON时,在控制部18a探测到车辆9的启动后,控制部18a向警告装置23发送判定结果即可。这里,操作开关22可以是车辆启动开关。
此外,与实施方式1同样地,控制部18a可以在电源电路部16是睡眠状态时,与接收到起动信号S18a相应地进行第1判定模式M1。
此外,进一步地,与实施方式1同样地,通过将门锁装置24从锁状态切换成锁解除,或者通过来自远程控制装置25的门锁装置24的解除命令,从而将电源起动信号S18a向控制部18a发送。并且,也可以进行第1判定模式M1。
图6表示实施方式2的车载用电源装置10a的动作下的输出电压Vo。在图6中,纵轴表示输出电压Vo,横轴表示时间。如图6所示,可以在从操作开关22被设为OFF起设置规定的休止期间后,反复进行由第1判定模式M1和第2判定模式M2分别构成的判定期间D1、D2、D3。
例如,首先,根据来自控制部18a的指示开始第1次的判定期间D1。在第1次的判定期间D1中的第1次的第1判定模式M1下,消耗大电流的负载19与车载用电源装置10a连接从而电压Vt3变得比判定值Vth1低。因此,控制部18a判定为针对开关元件15的判定是不能的。但是,在该时间点第1次的判定期间D1不结束,控制部18a进行第2判定模式M2。并且,与第1次的第2判定模式M2的结果没有关系地,控制部18a对在第1次的判定期间D1是判定不能这一情况进行存储。并且,在经过了第1次的休止期间H1的时间点,开始第2次的判定期间D2。
并且,在第2次的判定期间D2中的第2次的第1判定模式M1下,消耗大电流的负载19不与车载用电源装置10a连接,电压Vt3变得比判定值Vth1高。因此,控制部18a判定为针对开关元件15的判定是能判定的。并且,控制部18a进行第2次的第2判定模式M2,进行针对开关元件15的状态的判定。根据该判定,控制部18a存储第2次的判定期间D2中的判定结果。并且,在经过了第2次的休止期间H2的时间点,开始第3次的判定期间D3。
在图6中,虽然交替地反复3次判定期间D1~D3和3次休止期间H1~H3,但是关于判定期间和休止期间的次数适当地进行设定。此外,休止期间H1~H3的长度也被适当地进行设定。这里,如上所述,在第1次的判定期间D1中成为不能判定,且第2次以后的判定期间D2、D3中成为能判定的情况下,控制部18a将第1次的判定期间D1设为无效,并且将第2次的判定期间D2设为有效,可以基于第2次以后的成为有效的判定期间D2、D3的判定结果来进行针对开关元件15的判定。
此外,或者,如上所述,基于多个判定期间的结果,在存储于控制部18a的判定结果在规定的判定次数中比基准次数多地判定为开关元件15异常的情况下,控制部18a可以最终进行开关元件15异常的判定。在该情况下,在存储于控制部18a的判定结果在规定的判定次数中仅基准次数以下的次数判定为开关元件15异常的情况下,控制部18a最终判定为开关元件15不是异常即正常。并且,在有异常的情况下,车载用电源装置10a可以向设置于车辆9内的控制车辆9整体的车辆控制功能部、或者警告装置23发送警告信号。
这样,通过多次反复实施判定期间,从而在第1判定期间D1中,即使在操作开关22刚刚成为OFF之后等产生车载用电子设备等继续使用的情况的第1判定模式M1中的不能判定,开关元件15的状态也通过后面的判定期间D2、D3被正确地判定。
进一步地,即使在第1判定期间D1中发生了噪声从外部侵入到控制部18a、升压转换器部13的事态,通过多次反复实施判定期间,从而只要这些噪声不继续产生,就能得到抑制了起因于噪声的误判定的针对开关元件15的状态的正确的最终判断。
此外,在上述的第1次的判定期间D1中控制部18a根据第1次的第1判定模式M1的结果而针对开关元件15判定为第2判定模式M2下的判定是不能的之后,进行第1次的第2判定模式M2。但是,在第1判定模式下的结果是不能判定的情况下,控制部18a可以是,控制部18a存储了在第1次的判定期间D1中是不能判定这一情况之后,控制部18a不进行第2判定模式M2而对电源电路部16进行指示,以便转移到第1次的休止期间H1。
此外,进一步地,休止期间H1、H2、H3中的控制部18a可以以比判定期间D1、D2、D3中的控制部18a低的消耗电力来进行动作。也就是说,休止期间H1、H2、H3中的控制部18a可以以低消耗电力来进行动作。如到此为止所说明的,在判定期间D1、D2、D3中控制部18a为了进行针对开关元件15、FET13b的控制、输出端子17的电压Vo的探测、以及与判定有关的运算等而需要大量电力。相对于此,在休止期间H1、H2、H3中,控制部18a虽然进行直至下一个判定期间为止的时间的计数、运算结果的存储等,但是需要的电力少。
为此,例如控制部18a中使用的微型控制器的时钟频率只要设定成休止期间H1、H2、H3相比判定期间D1、D2、D3低即可。由此,由于休止期间H1、H2、H3中的微型计算机的动作频度降低,所以在休止期间H1、H2、H3中能够将消耗电力省电化。特别地,由于与以秒单位进行动作的判定期间D1、D2、D3相比较,休止期间H1、H2、H3应用长至5分钟到10分钟程度的期间,所以为了微型计算机的动作而消耗的电力通过上述的设定而大幅地降低。
在上述的说明中,从车辆9的操作开关22成为OFF的时间点起,反复进行判定期间和休止期间。这里,进一步地,多个判定期间D1、D2、D3可以历经多个驱动循环,或者在多次的经过操作开关22的车辆9的启动时,每次都反复设置。图7A和图7B表示实施方式2的车载用电源装置10的动作下的输出电压Vo。在图7A和图7B中,纵轴表示输出电压Vo,横轴表示时间。在图7A和图7B所示的动作中,在设置了规定的休止期间H1、H2、H3后反复进行由第1判定模式M1和第2判定模式M2分别构成的判定期间D1、D2、D3而得到的本次的判定结果、以及追溯到以前在操作开关22被设为OFF之际得到的前一次的判定结果可以使用到本次的判定中。
首先,与先前说明之时同样地,在个别的定时下操作开关22成为OFF的时间点,反复判定期间和休止期间。并且,将各个判定期间中的判定结果保存到控制部18a。除了图7B所示的本次的操作开关22成为OFF后得到的判定结果,在图7A所示的前一次在操作开关22成为OFF后得到的判定结果被使用到针对本次的开关元件15的判定中。并且,在先前说明的最终判定在本次和前一次这两次中在操作开关22成为OFF后得到的针对开关元件15的判定是异常的时,车载用电源装置10a可以向车辆9内的警告装置23F发送警告信号。
也就是说,反复多次实施判定期间中的判定,并且在该结果上加上前一次操作开关22成为OFF时的判定期间中的判定结果来判定开关元件15的状态。由此,在第1判定期间D1中,即使在操作开关22刚刚成为OFF后等产生继续使用车载用电子设备等情况的第1判定模式M1中的不能判定,开关元件15的状态也通过后面的判定期间D2、D3被正确地判定。进一步地,由于在不同的环境、或者不同的蓄电池11的状态下都作为由控制部18a检测到同样的异常的结果,来决定针对开关元件15的异常判定,所以这些判定的可靠性非常高。
在以上的说明中,控制部18a判定开关元件15成为打开状态不变的开关元件15的异常。另一方面,在假设对开关元件15成为连接状态不变的异常进行判定的情况下,升压转换器部13中的升压动作在哪一个时间点都为不可能。因此,不论控制部18a是否对升压转换器部13进行应升压的指示,在输出端子17的电压未上升到与电压V1不同的高电压V2时,或者未上升到规定的判定值时,控制部18a只要判断为开关元件15是成为连接状态不变的异常状态即可。
在本实施方式中,车载用电源装置10a中的控制部18a作为独立的单一的功能部分来示出。但是,控制车辆9的整体的车辆控制功能部之中的一部分功能部分也可以作为控制部18a来控制车载用电源装置10a。
此外,在车载用电源装置10a将与开关元件15有关的异常向车载用电源装置10a的外部发送的情况下,也可以向与对包括控制部18a在内的车辆9整体进行控制的车辆控制功能部之中的控制部18a不同的其他功能部分发送与异常相关的信号。
进一步地,关于车载用电源装置10a,为了说明上的方便,将控制部18a和电源电路部16分割来进行说明,但是也可以不对控制部18a和电源电路部16进行分割。
如上所述,控制部18a构成为,进行判定负载19的电力消耗的状态的第1判定模式M1,并根据第1判定模式M1中的判定结果来进行判定开关元件15的状态的第2判定模式M2。
控制部18a也可以构成为在第1判定模式M1下进行第1判定动作M11和第2判定动作M12。控制部18a也可以构成为在第2判定模式M2下进行第3判定动作M21、第4判定动作M22、第5判定动作M23。在第1判定动作M11中,控制部18a对开关元件15进行指示以便将开关元件15打开,并对升压转换器部13进行指示以便进行在第1升压期间P1将输入端子12的输入电压Vi升压到比输入电压Vi高的电压V1的第1升压动作。在第2判定动作M12中,控制部18a对升压转换器部13进行指示以便在经过了第1升压期间P1的时间点t2停止上述升压动作,在从时间点t2起经过了规定期间P11的时间点t3根据在输出端子17检测到的电压Vo来判定负载19的电力消耗的状态。在第3判定动作M21中,控制部18a对开关元件15进行指示以便开关元件15继续打开,并对升压转换器部13进行指示以便进行在第2升压期间P2将输入电压Vi升压到规定的电压V1的第2升压动作。在第4判定动作M22中,控制部18a对升压转换器部13进行指示以便在经过了升压期间P2的时间点t4停止上述升压动作,并对开关元件15进行指示以便在从时间点t4起经过了规定期间P21的时间点t5将开关元件15闭合。在第5判定动作M23中,控制部18a在时间点t5之后根据在输出端子17检测到的电压Vo来判定开关元件15的状态。
控制部18a可以构成为,在第2判定动作M12中判定为在输出端子17检测到的电压Vo比规定的判定值Vth1低的情况下不进行第2判定模式M2,在第2判定动作M12中判定为在输出端子17检测到的电压Vo为规定的判定值Vth1以上的情况下进行第2判定模式M2。
控制部18a也可以构成为,在第5判定动作M23中判定为在输出端子17检测到的电压Vo比规定的判定值Vth2高的情况下,判定为开关元件15异常,在第5判定动作M23中判定为电压Vo为规定的判定值Vth2以下的情况下,判定为开关元件15正常。
控制部18a也可以在多个判定期间D1、D2、D3的每一个中进行第1判定模式M1和第2判定模式M2。在该情况下,控制部18a也可以构成为,在多个判定期间D1~D3中以规定的频度以上在第2判定模式M2下判定为开关元件15异常的情况下,最终判定为开关元件15异常。
多个判定期间D1~D3之间也可以设置休止期间H1、H2、H3。在休止期间H1、H2、H3中,控制部18a可以以比多个判定期间D1~D3低的电力来进行动作。
控制部18a也可以构成为,进行根据操作开关22被切换、门锁装置24被解除来判定负载19的电力消耗的状态的第1判定模式M1,进行根据第1判定模式M1中的判定结果来判定开关元件15的状态的第2判定模式M2,在第2判定模式M2下判定为开关元件15异常的情况下向警告装置23发送警告信号。
控制部18a在从车辆9启动起至停止为止分别对应的多个驱动循环的每一个驱动循环中进行第1判定模式M1和第2判定模式M2。在该情况下,控制部18a也可以在多个驱动循环的每一个驱动循环中在第2判定模式M2下判定为开关元件15异常的情况下,向警告装置23发送警告信号。
车载用电源装置10a由于在探测到负载19的状态后判定开关元件15的状况,所以开关元件15是否正常地进行动作就容易且正确地被判定。
进一步地,在图5A、图5B的第2判定模式M2下,控制部18也可以进行针对升压转换器部13的升压动作的判定。
这里,升压期间P2中的电压Vt2由控制部18a在输出端子17进行检测。并且,控制部18a对电压Vt2和作为升压判定值的规定的判定值Vth102进行比较,进行升压转换器部13的升压动作是否正常的判定。这里,在电压Vt2为判定值Vth102以上的情况下,判定为升压转换器部13正常地进行升压动作。
在电压Vt1比判定值Vth102低的情况下,控制部18a判定为升压转换器部13异常。并且,控制部18a将升压转换器部13或者电源电路部16异常这样的判定结果作为警告信号向设置于车载用电源装置10a的外部的车辆9内的警告装置23发送。或者,关于升压转换器部13是否正常,也可以由控制部18a来存储。
由此,控制部18a能够判定升压转换器部13的升压动作是否正常,并且控制部18a能够判定在时间点t4从平滑电容器13d放电的电压的值是否也正确。因此,时间点t6处的输出电压Vo和判定值Vth2的比较、以及针对其结果的控制部18a的判定以高准确度稳定。
另外,控制部18也可以取代图5A、图5B所示的第2判定模式M2的升压期间P2,而在第1判定模式M1的升压期间P1进行针对升压转换器部13的升压动作的判定。此外,控制部18也可以在图5A、图5B所示的第1判定模式M1的升压期间P1和第2判定模式M2的升压期间P2双方进行针对升压转换器部13的升压动作的判定。
控制部18在a输出端子17检测电压Vt1虽然在时间点t3至时间点t4无论什么时候都可以,但是通过在时间点t4控制部18a检测电压Vt1,从而控制部18a能够更加正确地判定先前所述的在时间点t4从平滑电容器13d放电的电压的值是否正确。因此,基于时间点t6处的输出电压Vo的控制部18a的判定以更高的准确度稳定。
此外,如图5A和图5B所示,控制部18a在时间点t0至时间点t1之间检测输出端子17的电压Vo而得到初始电压的电压Vt0,在时间点t6检测电压Vo而得到放电电压的电压Vt6。进一步地,控制部18a通过运算来求取作为电压Vt6和电压Vt0之差的电位差Vdt6。并且,可以根据电位差Vdt6比规定的判定电位差Vdth大或者小来判定开关元件15的状态。这里,在电位差Vdt6为判定电位差Vdth以上的情况下,开关元件15判定为成为与控制部18a的指示对应的动作不能进行的异常的状态。并且,在电位差Vdt6比判定电位差Vdth小的情况下、或者电位差Vdt6几乎不存在的情况下,判定为开关元件15是能与控制部18a的指示对应地进行从打开状态切换到连接状态的动作的正常的状态。此外,在先前说明的实施方式1中,也可以与上述同样地,得到初始电压和放电电压的电位差,控制部18根据该电位差和判定电位差的比较来判定开关元件15是正常或者是以上。
这里,如先前所述,在上述判定的过程中,控制部18a能够合并判定升压转换器部13是否正常地进行动作。因而,不仅是开关元件15,包含升压转换器部13在内的电源电路部16整体的状态能够容易且短时间地不附加其他电路、动作的情况下进行判定。
如先前所述,在从时间点t1一直到时间点t2实施的第1判定动作M11、第2判定动作M21中,控制部18a向升压转换器部13指示进行升压动作时的升压后的目标值是电压V1。此外,发动机20从怠速停止再起动时,升压转换器部13升压的目标的电压值是再起动电压。电压V1可以比再起动电压高。此外,上述的再起动电压可以根据怠速停止时的负载19的状态进行变化。因此,有时时间点t0的电压Vt0和再起动电压之差较小。因此,作为先前所述的电压V1以及判定值的判定值Vth2优选设为比电压Vt0、再起动电压充分大的值。由此,针对第1判定动作M11、第2判定动作M21中的升压转换器部13的动作是否正常的判定的精度得到提高。
这里,进一步地,当控制部18a探测到输入端子12处的来自蓄电池11的输入电压Vi成为下限值和比下限值高的上限值为止的规定范围外的值时,控制部18a指示不进行第1判定模式M1和第2判定模式M2中的任一个,以便针对开关元件15的状态的判定稳定。例如,在输入电压Vi比上限值高的情况下,即使开关元件15继续打开状态,时间点t4以后的电压下降幅度也变小。此外,或者,开关元件15在时间点t5闭合后的电压下降幅度变小。因此,图5A所示的判定值Vth2和输出电压Vt6相接近,产生基于它们的比较的判定会很困难的担心。此外,在输入电压Vi比下限值低的情况下,产生升压转换器部13无法将输入电压Vi升压到作为目的升压后的电压V1的担心。因此,输入端子12处的来自蓄电池11的输入电压Vi优选处于规定范围内。
产业上的可利用性
本发明的车载用电源装置能够容易且短时间地判定电源电路部的动作,在各种车辆中是有用的。
符号的说明
9 车辆
9a 车体
9b 门
10,10a 车载用电源装置
11 蓄电池
12 输入端子
13 升压转换器部
14 通电辅助二极管
15 开关元件
16 电源电路部
17 输出端子
18,18a 控制部
18s 起动信号接收部
19 负载
20 发动机
21 制动踏板
22 操作开关
23 警告装置
24 门锁装置
25 远程控制装置
Claims (24)
1.一种车载用电源装置,具备:
输入端子;
输出端子,构成为连接负载;
电源电路部,具有升压转换器部、通电辅助二极管和开关元件,其中,所述升压转换器部构成为连接于所述输入端子和所述输出端子之间,进行将从所述输入端子供给的电压升压的升压动作,并从所述输出端子输出升压后的所述电压,所述通电辅助二极管在所述输入端子和所述输出端子之间与所述升压转换器部并联连接,所述开关元件在所述输入端子和所述输出端子之间与所述升压转换器部和所述通电辅助二极管并联连接;
控制部,检测所述输出端子的电压并且控制所述升压转换器部和所述开关元件;以及
起动信号接收部,与所述控制部连接,
所述控制部构成为,
与由所述起动信号接收部接收到起动信号相应地,
进行第1判定动作,在该第1判定动作中,对所述开关元件进行指示以便将所述开关元件打开,并对所述升压转换器部进行指示以便进行在升压期间将所述输入端子的电压升压的升压动作,
进行第2判定动作,在该第2判定动作中,对所述升压转换器部进行指示以便在经过了所述升压期间的第1时间点停止所述升压动作,对所述开关元件进行指示以便在从所述第1时间点起经过了规定期间的第2时间点将所述开关元件闭合,
在所述第2判定动作结束后,进行第3判定动作,在该第3判定动作中,根据在所述输出端子检测到的电压来判定所述开关元件的状态。
2.根据权利要求1所述的车载用电源装置,其中,
所述电源电路部具有非动作的睡眠状态,
所述控制部在所述电源电路部为所述睡眠状态时与接收到所述起动信号相应地进行所述第1判定动作。
3.根据权利要求1所述的车载用电源装置,其中,
所述控制部构成为,
在所述第3判定动作中判定为在所述输出端子检测到的所述电压为规定的判定值以上时,判定为所述开关元件异常,
在所述第3判定动作中判定为在所述输出端子检测到的所述电压比所述规定的判定值低时,判定为所述开关元件正常。
4.根据权利要求1所述的车载用电源装置,其中,
所述控制部构成为,
在所述第1判定动作中对所述升压转换器部进行指示,以便在所述升压期间将所述输入端子的所述电压升压到规定的电压,
在所述升压期间中判定为在所述输出端子检测到的电压比所述规定的电压低的情况下,判定为所述升压转换器部异常,
在所述升压期间中判定为在所述输出端子检测到的电压为所述规定的电压以上的情况下,判定为所述升压转换器部正常。
5.根据权利要求4所述的车载用电源装置,其中,
所述控制部构成为,
在所述第3判定动作中,在判定为在所述输出端子检测到的所述电压为规定的判定值以上的情况下,判定为所述开关元件异常,
在所述第3判定动作中,在判定为在所述输出端子检测到的所述电压比所述规定的判定值低的情况下,判定为所述开关元件正常。
6.一种车辆,具备:
车体;
蓄电池,设置于所述车体;
操作开关,设置于所述车体;
警告装置,设置于所述车体;
负载,设置于所述车体;以及
车载用电源装置,包括与所述蓄电池连接的输入端子、连接所述负载的输出端子、电源电路部和控制部,其中,所述电源电路部具有升压转换器部、通电辅助二极管和开关元件,其中,所述升压转换器部构成为连接于所述输入端子和所述输出端子之间,进行将从所述输入端子供给的电压升压的升压动作,并将升压后的所述电压从所述输出端子输出,所述通电辅助二极管在所述输入端子和所述输出端子之间与所述升压转换器部并联连接,所述开关元件在所述输入端子和所述输出端子之间与所述升压转换器部和所述通电辅助二极管并联连接,所述控制部检测所述输出端子的电压并且控制所述升压转换器部和所述开关元件,
所述控制部构成为,
与所述操作开关被切换相应地,
进行第1判定动作,在该第1判定动作中,对所述开关元件进行指示以便将所述开关元件打开,对所述升压转换器部进行指示,以便进行在升压期间将所述输入端子的电压升压的升压动作,
进行第2判定动作,在该第2判定动作中,在第1时间点对所述升压转换器部进行指示,以便在经过了所述升压期间后停止所述升压动作,对所述开关元件进行指示,以便在从所述第1时间点起经过了第1规定期间的第2时间点将所述开关元件闭合,
在所述第2判定动作结束后,进行第3判定动作,在该第3判定动作中,根据在所述输出端子检测到的电压来判定所述开关元件的状态,
在所述第3判定动作中判定为所述开关元件异常的情况下向所述警告装置发送警告信号。
7.根据权利要求6所述的车辆,其中,
所述操作开关是发动机开关,
所述控制部与探测到所述发动机开关从接通切换到断开相应地进行所述第1判定动作。
8.根据权利要求6所述的车辆,其中,
所述操作开关是辅助开关,
所述控制部与探测到所述辅助开关从接通切换到断开相应地进行所述第1判定动作。
9.根据权利要求6所述的车辆,其中,
所述操作开关是使所述车辆启动的车辆启动开关,
所述控制部构成为在所述第3判定动作中判定为所述开关元件异常的情况下,
存储所述第3判定动作中的判定结果,
在存储了所述判定结果后为了所述车辆起动而切换了所述操作开关时向所述警告装置发送所述警告信号。
10.根据权利要求6所述的车辆,其中,
所述车辆还具备:
门,设置于所述车体;以及
门锁装置,设置于所述门,
所述控制部在所述操作开关为断开的状态下与探测到所述门锁装置被切换到所述门的锁解除相应地进行所述第1判定动作。
11.根据权利要求10所述的车辆,其中,
所述操作开关是使所述车辆启动的车辆启动开关,
所述控制部构成为在所述第3判定动作中判定为所述开关元件异常的情况下,
存储所述第3判定动作中的判定结果,
在存储了所述判定结果后为了所述车辆起动而切换了所述操作开关时向所述警告装置发送所述警告信号。
12.一种车载用电源装置,具备:
输入端子;
输出端子,构成为连接负载;
电源电路部,具有升压转换器部、通电辅助二极管和开关元件,其中,所述升压转换器部构成为连接于所述输入端子和所述输出端子之间,进行将从所述输入端子供给的电压升压的升压动作,并将升压后的所述电压从所述输出端子输出,所述通电辅助二极管在所述输入端子和所述输出端子之间与所述升压转换器部并联连接,所述开关元件在所述输入端子和所述输出端子之间与所述升压转换器部和所述通电辅助二极管并联连接;以及
控制部,检测所述输出端子的电压并且控制所述升压转换器部和所述开关元件,
所述控制部构成为,
进行判定所述负载的电力消耗的状态的第1判定模式,
进行根据所述第1判定模式中的判定结果来判定所述开关元件的状态的第2判定模式。
13.根据权利要求12所述的车载用电源装置,其中
所述控制部构成为在所述第1判定模式下,
进行第1判定动作,在该第1判定动作中,对所述开关元件进行指示以便将所述开关元件打开,并对所述升压转换器部进行指示,以便在第1升压期间进行将所述输入端子的输入电压升压到比所述输入电压高的规定的电压的第1升压动作,
进行第2判定动作,在该第2判定动作中,对所述升压转换器部进行指示,以便在经过了所述第1升压期间的第1时间点停止所述第1升压动作,在从所述第1时间点起经过了第1规定期间的第2时间点根据在所述输出端子检测到的电压判定所述负载的所述电力消耗的所述状态,
所述控制部构成为在所述第2判定模式下,
进行第3判定动作,在该第3判定动作中,对所述开关元件进行指示以便所述开关元件继续打开,并对所述升压转换器部进行指示,以便进行在第2升压期间将所述输入电压升压到所述规定的电压的第2升压动作,
进行第4判定动作,对所述升压转换器部进行指示,以便在经过了所述第2升压期间的第3时间点停止所述第2升压动作,对所述开关元件进行指示,以便在从所述第3时间点起经过了第2规定期间的第4时间点将所述开关元件闭合,
在所述第4时间点之后,进行第5判定动作,在该第5判定动作中,根据在所述输出端子检测到的电压来判定所述开关元件的状态。
14.根据权利要求13所述的车载用电源装置,其中,
所述控制部构成为,
在所述第2判定动作中判定为在所述输出端子检测到的所述电压比规定的判定值低的情况下不进行所述第2判定模式,
在所述第2判定动作中判定为在所述输出端子检测到的所述电压为所述规定的判定值以上的情况下进行所述第2判定模式。
15.根据权利要求13所述的车载用电源装置,其中,
所述控制部构成为,
在所述第5判定动作中判定为在所述输出端子检测到的所述电压为规定的判定值以上的情况下,判定为所述开关元件异常,
在所述第5判定动作中判定为在所述输出端子检测到的所述电压比所述规定的判定值低的情况下,判定为所述开关元件正常。
16.根据权利要求13所述的车载用电源装置,其中,
所述控制部构成为在所述第1升压期间或者所述第2升压期间中进行根据在所述输出端子检测到的电压来判定所述升压转换器部的状态的升压判定动作。
17.根据权利要求12所述的车载用电源装置,其中,
所述控制部构成为,
在多个判定期间的每一个判定期间中进行所述第1判定模式和所述第2模式,
在所述多个判定期间中以规定的频度以上在所述第2判定模式下判定为所述开关元件异常的情况下,最终判定为所述开关元件异常。
18.根据权利要求17所述的车载用电源装置,其中,
在所述多个判定期间之间设置休止期间,
在所述休止期间中,所述控制部以比所述多个判定期间低的电力进行动作。
19.根据权利要求12所述的车载用电源装置,其中,
所述控制部与接收到起动信号相应地进行所述第1判定模式。
20.根据权利要求12所述的车载用电源装置,其中,
所述电源电路部具有非动作的睡眠状态,
所述控制部与在所述电源电路部为所述睡眠状态时接收到起动信号相应地进行所述第1判定模式。
21.一种车辆,具备:
车体;
蓄电池,设置于所述车体;
操作开关,设置于所述车体;
警告装置,设置于所述车体;
负载,设置于所述车体;以及
车载用电源装置,包括与所述蓄电池连接的输入端子、与所述负载连接的输出端子、电源电路部和控制部,其中,所述电源电路部具有升压转换器部、通电辅助二极管和开关元件,其中,所述升压转换器部构成为连接于所述输入端子和所述输出端子之间,进行将从所述输入端子供给的电压升压的升压动作,并将升压后的所述电压从所述输出端子输出,所述通电辅助二极管在所述输入端子和所述输出端子之间与所述升压转换器部并联连接,所述开关元件在所述输入端子和所述输出端子之间与所述升压转换器部和所述通电辅助二极管并联连接,所述控制部检测所述输出端子的电压并且控制所述升压转换器部和所述开关元件,
所述控制部构成为,
与切换了所述操作开关相应地进行判定所述负载的电力消耗的状态的第1判定模式,
进行根据所述第1判定模式中的判定结果来判定所述开关元件的状态的第2判定模式,
在所述第2判定模式下判定为所述开关元件异常的情况下向所述警告装置发送警告信号。
22.根据权利要求21所述的车辆,其中,
所述控制部,
在从所述车辆启动起至停止为止分别对应的多个驱动循环的每一个驱动循环中进行所述第1判定模式和所述第2判定模式,
在所述多个驱动循环的每一个驱动循环中在所述第2判定模式下判定为所述开关元件异常的情况下,向所述警告装置发送所述警告信号。
23.根据权利要求21所述的车辆,其中,
所述车辆还具备:
门,设置于所述车体;以及
门锁装置,设置于所述门,
所述控制部与探测到所述操作开关为断开且所述门锁装置被切换到所述门的锁解除相应地进行所述第1判定模式。
24.根据权利要求23所述的车辆,其中,
所述控制部,
在所述车辆从启动起至停止为止分别对应的多个驱动循环的每一个驱动循环中进行所述第1判定模式和所述第2判定模式,
在多个所述驱动循环的每一个驱动循环中在所述第2判定模式下判定为所述开关元件异常的情况下,所述控制部向所述警告装置发送所述警告信号。
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