CN108886266B - 继电器装置及车载系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种继电器装置，能够从发电机对至少两个蓄电部供给充电电流，并且在一方蓄电部侧产生异常的情况下，能够抑制该异常波及到另一方蓄电部侧。继电器装置(1)在发电机侧导电路(13)与第一蓄电部(91)之间连接有第一蓄电部侧导电路(11)，在发电机侧导电路(13)与第二蓄电部(92)之间连接有第二蓄电部侧导电路(12)。继电器部(20)在设置于第一蓄电部侧导电路(11)的第一开关部(21)及设置于第二蓄电部侧导电路(12)的第二开关部(22)的断开动作时将第一蓄电部(91)与第二蓄电部(92)之间的导通切断。控制部(3)在第一开关部(21)的接通动作时使第二开关部(22)进行断开动作，在第二开关部(22)的接通动作时使第一开关部(21)进行断开动作。

Description

继电器装置及车载系统
技术领域
本发明涉及构成为蓄电部的周边装置的继电器装置及使用继电器装置的车载系统。
背景技术
在专利文献1中，公开了车载用的电源装置的一例。专利文献1中公开的电源装置具备铅蓄电池和锂蓄电池，作为铅蓄电池与锂蓄电池之间的电力路径而设置有供电线。并且，设置有用于切换该供电线的通电及切断的两个MOSFET。该电源装置在例如非再生时(空转运转时、加速行驶时、稳定行驶时等)，根据锂蓄电池的SOC(State of charge：电荷状态)来切换MOSFET的接通断开，以SOC成为最适范围的方式进行控制。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：2012-130108号公报
发明内容
发明所要解决的课题
专利文献1的系统是通过继电器切换两个电池间的通电和非通电的系统，但在这样的系统中，例如在一方电源系统中产生异常的情况下，该异常的影响也会波及到另一方电源系统，其结果是，担心有在两方的电源系统中不能供给适当的动作电压的情况。
例如，专利文献1的系统在主电池(铅蓄电池)侧的电力线连接有交流发电机，在辅电池(锂蓄电池)的充电量不足的情况下，将继电器维持为接通状态，通过来自交流发电机的电力供给能够对辅电池进行充电。但是，在该充电时，通过继电器的接通动作而使主电池与辅电池之间完全地导通，因此在继电器的一侧的电源系统中产生接地时，其影响也会波及到继电器的另一侧，在另一侧的电源系统中电压也降低。例如，在继电器的接通动作时在辅电池(锂蓄电池)附近产生接地而辅电池的输出电压降低时，主电池的输出电压也瞬间降低。即，在两方的电源系统中电池电压瞬间降低，因此从任意的电源系统均不能对负载供给适当的动作电压。
本发明是鉴于上述的事情而发明的，其目的在于提供能够从发电机对至少两个蓄电部供给充电电流、并且在一方蓄电部侧产生异常的情况下能够抑制该异常波及到另一方蓄电部侧的继电器装置及使用这样的继电器装置的车载系统。
用于解决课题的技术方案
本发明的继电器装置具有：发电机侧导电路，与发电机电连接；第一蓄电部侧导电路，成为所述发电机侧导电路与第一蓄电部之间的路径；第二蓄电部侧导电路，成为所述发电机侧导电路与第二蓄电部之间的路径；继电器部，具备设置于所述第一蓄电部侧导电路的第一开关部和设置于所述第二蓄电部侧导电路的第二开关部，并在所述第一开关部及所述第二开关部的断开动作时将所述第一蓄电部与所述第二蓄电部之间的导通切断；控制部，进行如下的控制：在所述第一开关部的接通动作时使所述第二开关部进行断开动作，在所述第二开关部的接通动作时使所述第一开关部进行断开动作；第一检测部，至少检测所述第一蓄电部侧导电路的电压值；及第二检测部，至少检测所述第二蓄电部侧导电路的电压值，所述控制部在来自所述发电机的充电期间，不使所述第一开关部和所述第二开关部同时进行接通动作，所述控制部在所述第一开关部的接通动作时由所述第一检测部检测到的检测值在第一短路判定阈值以下的情况下使所述第一开关部进行断开动作，在所述第二开关部的接通动作时由所述第二检测部检测到的检测值在第二短路判定阈值以下的情况下使所述第二开关部进行断开动作。
发明效果
本发明中，发电机侧导电路与发电机电连接，作为发电机侧导电路与第一蓄电部之间的路径而设置有第一蓄电部侧导电路，作为发电机侧导电路与第二蓄电部之间的路径而设置有第二蓄电部侧导电路，在第一蓄电部侧导电路设置有第一开关部，在第二蓄电部侧导电路设置有第二开关部。由于这样的结构，所以在至少第一开关的接通动作时，能够从发电机向第一蓄电部供给充电电流，在至少第二开关的接通动作时，能够从发电机向第二蓄电部供给充电电流。即，成为对至少两个蓄电部从发电机供给充电电流的装置。而且，控制部进行如下的控制：在第一开关部的接通动作时使第二开关部进行断开动作，在第二开关部的接通动作时使第一开关部进行断开动作。即，成为不使第一开关部和第二开关部同时进行接通动作的结构，因此即使在第一蓄电部或第二蓄电部的任一方侧的电源系统产生异常，断开动作中的开关部也必定介于第一蓄电部与第二蓄电部之间的路径。由此，能够抑制一方侧的电源系统的异常波及到另一方侧的电源系统。
而且，在该结构中，在第一开关部的接通动作时在发电机侧导电路产生接地时，第二开关部处于断开动作中，因此第二蓄电部侧的电压能够稳定地维持，在对应于接地产生而第一蓄电部侧导电路的电流值或电压值在第一异常范围内时能够使第一开关部进行断开动作，因此能够防止从第一蓄电部向接地产生位置流入电流。在第二开关部的接通动作时在发电机侧导电路产生接地时，第一开关部处于断开动作中，因此第一蓄电部侧的电压能够稳定地维持，在对应于接地产生而第二蓄电部侧导电路的电流值或电压值在第二异常范围内时能够使第二开关部进行断开动作，因此能够防止从第二蓄电部向接地产生位置流入电流。
附图说明
图1是示意地示例出具备实施例1所涉及的继电器装置的车载用的电源系统电路图。
图2关于图1的电源系统中的充电控制，是示出充电对象和第一开关部及第二开关部的关系的说明图。
图3是示例出在图1的电源系统中在第二蓄电部(辅电池)侧产生接地时第一蓄电部(主电池)侧的电压、第二蓄电部(辅电池)侧的电压、向第一蓄电部(主电池)侧的负载施加的电压、向第二蓄电部(辅电池)侧的负载施加的电压的关系的时序图。
图4是示意地示出车辆内的继电器装置等的配置例的说明图。
图5是关于车辆内的继电器装置等的配置例示意地示出与图4不同的例子的说明图。
图6是示意地示例出具备实施例2所涉及的继电器装置的车载用的电源系统的电路图。
图7是示意地示例出作为比较例的车载用的电源系统的电路图。
图8是示例出在图7的比较例的结构中在辅电池侧产生接地时的主电池侧的电压、辅电池侧的电压、向主电池侧的负载施加的电压、向辅电池侧的负载施加的电压的关系的时序图。
具体实施方式
在本发明中，第一开关部可以具备第一MOSFET，第二开关部可以具备第二MOSFET。并且，第一MOSFET的体二极管可以是阳极与发电机电连接、阴极与第一蓄电部电连接的结构，第二MOSFET的体二极管可以是阳极与发电机电连接、阴极与第二蓄电部电连接的结构。
根据该结构，作为第一开关部及第二开关部而分别配置MOSFET，并且能够防止在发电机侧导电路产生接地时下从各蓄电部经由体二极管向发电机侧导电路流入大电流。
第一开关部可以具有体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET。第二开关部可以具有体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET。
在该结构中，在构成第一开关部的两个MOSFET的断开动作时第一开关部中双方向的通电被切断。此外，在构成第二开关部的两个MOSFET的断开动作时第二开关部中双方向的通电被切断。由于是这样的结构，因此在比第一开关部靠第一蓄电部侧或比第二开关部靠第二蓄电部侧产生接地时，能够进行不产生接地的另一方侧的充电。例如，在第一开关部的接通动作中在比第一开关部靠第一蓄电部侧的位置产生接地时，通过使第一开关部进行断开动作，能够可靠地切断两蓄电部间及各蓄电部与发电机之间。之后，在对第二蓄电部进行充电的情况下，通过将第一开关部维持为断开状态的状态下使第二开关部进行接通动作，能够防止从发电机向第一蓄电部侧的接地部分流入电流，同时对第二蓄电部进行充电。同样地，在第二开关部的接通动作中在比第二开关部靠第二蓄电部侧的位置产生接地时，通过使第二开关部进行断开动作，能够可靠地切断两蓄电部间及各蓄电部与发电机之间。之后，在对第一蓄电部进行充电的情况下，通过将第二开关部维持为断开状态的状态下使第一开关部进行接通动作，能够防止从发电机向第二蓄电部侧的接地部分流入电流，同时对第一蓄电部进行充电。由此，即使在任一方侧产生接地，也能够对不产生接地一侧的蓄电部进行充电。
本发明可以构成为车载系统，该车载系统具有：继电器箱，连接有第一配线部、第二配线部及第三配线部，该第一配线部与第一蓄电部电连接，该第二配线部与在第一开关部及第二开关部的断开动作时接收来自第一蓄电部的电力的第一负载电连接，该第三配线部与在第一开关部及第二开关部的断开动作时接收来自第二蓄电部的电力的第二负载电连接；及上述任一结构的继电器装置。并且，继电器装置可以配置于继电器箱的内部或外部，也可以是继电器装置的发电机侧导电路与来自发电机的配线部电连接，继电器装置的第二蓄电部侧导电路与来自第二蓄电部的配线部电连接。
根据这样的车载系统，在车辆内，能够抑制配线数且更有效地配置与第一蓄电部、第二蓄电部、发电机、第一负载、第二负载分别连接的各配线部和继电器装置。
<实施例1>
以下，说明将本发明具体化的实施例1。
图1所示的车载系统100构成为具备多个电源(第一蓄电部91及第二蓄电部92)的车载用的电源系统。继电器装置1构成车载系统100的一部分。
以下，作为车载系统100的例子，具备作为第一负载的主负载81和作为第二负载的辅负载82，将主负载81和辅负载82具有相同的功能的结构作为代表例进行说明。然而，终究是代表例，继电器装置1的适用对象不仅限于该结构。
主负载81是例如电动式动力转向系统，构成接收来自第一蓄电部91的电力供给而使电动机等电气元件动作的结构。辅负载82是具有与主负载81相同的结构及功能的电动式动力转向系统。车载系统100构成为如下的系统：在主负载81发生异常的情况下，代替主负载81而使辅负载82动作，从而即使主负载81异常时也能够维持主负载81的功能。
第一蓄电部91是能够向主负载81供给电力的电源部，通过例如铅电池等公知的电源构成。第一蓄电部91也称为主电池。第二蓄电部92是能够向辅负载82供给电力的电源部，通过例如锂离子电池、电气双重层电容器等公知的电源构成。第二蓄电部92也称为辅电池。发电机93构成为公知的交流发电机。
第一蓄电部91及主负载81与设置于继电器装置1的外部的配线部71连接。配线部71与后述的第一蓄电部侧导电路11连接，在配线部71施加有第一蓄电部91的输出电压。第二蓄电部92及辅负载82与设置于继电器装置1的外部的配线部72连接。配线部72与后述的第二蓄电部侧导电路12连接，在配线部72中施加有第二蓄电部92的输出电压。发电机93与设置于继电器装置1的外部的配线部73连接。配线部73与后述的发电机侧导电路13连接，在配线部73中施加有来自发电机93的输出电压。
第一蓄电部91及第二蓄电部92通过由基于发电机93的发电而产生的电力进行充电。需要说明的是，后述第一蓄电部91及第二蓄电部92的充电动作、异常发生时的保护动作等。
继电器装置1具备第一蓄电部侧导电路11、第二蓄电部侧导电路12、发电机侧导电路13、继电器部20、第一电流检测部51、第二电流检测部52、第一电压检测部61、第二电压检测部62、控制部3等。
发电机侧导电路13是与发电机93电连接的导电路，成为从发电机93向第一蓄电部91或第二蓄电部92流过充电电流时的电流的路径。发电机侧导电路13与施加有发电机93的输出电压的配线部73导通，经由该配线部73而与发电机93的高电位侧的端子导通。发电机侧导电路13的一端部连接于继电器装置1中与配线部73导通而设置的端子P3，另一端部与第一蓄电部侧导电路11及第二蓄电部侧导电路12分别连接。需要说明的是，图1中，第一蓄电部侧导电路11、第二蓄电部侧导电路12和发电机侧导电路13的连接部使用附图标记15表示。连接部15成为第一蓄电部侧导电路11、第二蓄电部侧导电路12、发电机侧导电路13各自的端部。
第一蓄电部侧导电路11与第一蓄电部91电连接，是成为发电机侧导电路13与第一蓄电部91之间的路径的导电路，并且成为从发电机93向第一蓄电部91流过充电电流时的电流的路径。第一蓄电部侧导电路11与施加有第一蓄电部91的输出电压的配线部71导通，经由该配线部71而与第一蓄电部91的高电位侧的端子导通。需要说明的是，第一蓄电部91的低电位侧的端子与例如大地连接。第一蓄电部侧导电路11的一端部连接于继电器装置1中与配线部71导通而设置的端子P1，另一端部分别与发电机侧导电路13及第二蓄电部侧导电路12连接。
第二蓄电部侧导电路12与第二蓄电部92电连接，是成为发电机侧导电路13与第二蓄电部92之间的路径的导电路，并且成为从发电机93向第二蓄电部92流过充电电流时的电流的路径。第二蓄电部侧导电路12与施加有第二蓄电部92的输出电压的配线部72导通，经由该配线部72而与第二蓄电部92的高电位侧的端子导通。需要说明的是，第二蓄电部92的低电位侧的端子与例如大地连接。第二蓄电部侧导电路12的一端部连接于继电器装置1中与配线部72导通而设置的端子P2，另一端部分别与发电机侧导电路13及第一蓄电部侧导电路11连接。
继电器部20具备设置于第一蓄电部侧导电路11的第一开关部21和设置于第二蓄电部侧导电路12的第二开关部22，构成在第一开关部21及第二开关部22的断开动作时切断第一蓄电部91与第二蓄电部92之间的导通的结构。
第一开关部21相当于第一MOSFET，具体而言构成为N沟道型的MOSFET。第一开关部21的漏极与第一蓄电部91的高电位侧端子电连接，第一开关部21的源极与发电机93的高电位侧端子电连接。向第一开关部21的漏极施加有第一蓄电部91的输出电压。在发电机93动作时，发电机93的输出电压向第一开关部21的源极施加。第一开关部21的体二极管D1的阳极与发电机93的高电位侧端子电连接，阴极与第一蓄电部91的高电位侧端子电连接。向第一开关部21的栅极输入有来自控制部3的接通信号及断开信号。第一开关部21在向栅极输入有来自控制部3的接通信号时进行接通动作，在向栅极输入有来自控制部3的断开信号时进行断开动作。
第二开关部22相当于第二MOSFET，具体而言构成为N沟道型的MOSFET。第二开关部22的漏极与第二蓄电部92的高电位侧端子电连接，第二开关部22的源极与发电机93的高电位侧端子电连接。向第二开关部22的漏极施加有第二蓄电部92的输出电压。在发电机93动作时，发电机93的输出电压向第二开关部22的源极施加。第二开关部22的体二极管D2的阳极与发电机93的高电位侧端子电连接，阴极与第二蓄电部92的高电位侧端子电连接。向第二开关部22的栅极输入有来自控制部3的接通信号及断开信号。第二开关部22在向栅极输入有来自控制部3的接通信号时进行接通动作，向栅极输入有来自控制部3的断开信号时进行断开动作。
第一电流检测部51构成为公知的电流检测电路(电流监测器)。第一电流检测部51将在第一蓄电部侧导电路11中流过的电流的值输出为检测值，由第一电流检测部51检测到的电流值向控制部3输入。具体而言，第一电流检测部51检测第一蓄电部侧导电路11中比第一开关部21靠第一蓄电部91侧的位置的电流值。
第一电压检测部61构成为公知的电压检测电路(电压监测器)。第一电压检测部61将第一蓄电部侧导电路11的电压值输出为检测值，由第一电压检测部61检测到的电压值向控制部3输入。具体而言，第一电压检测部61检测第一蓄电部侧导电路11中比第一开关部21靠第一蓄电部91侧的位置的电压值。
第二电流检测部52构成为公知的电流检测电路(电流监测器)。第二电流检测部52将在第二蓄电部侧导电路12中流过的电流的值输出为检测值，由第二电流检测部52检测到的电流值向控制部3输入。具体而言，第二电流检测部52检测第二蓄电部侧导电路12中比第二开关部22靠第二蓄电部92侧的位置的电流值。
第二电压检测部62构成为公知的电压检测电路(电压监测器)。第二电压检测部62将第二蓄电部侧导电路12的电压值输出为检测值，由第二电压检测部62检测到的电压值向控制部3输入。具体而言，第二电压检测部62检测第二蓄电部侧导电路12中比第二开关部22靠第二蓄电部92侧的位置的电压值。
第一电流检测部51及第一电压检测部61相当于第一检测部的一例，具有检测第一蓄电部侧导电路11的电流值或电压值的功能。第二电流检测部52及第二电压检测部62相当于第二检测部的一例，具有检测第二蓄电部侧导电路12的电流值或电压值的功能。
控制部3具有具备例如CPU、ROM、RAM、A/D转换器等的微型计算机。向控制部3分别输入有第一电流检测部51的检测值、第一电压检测部61的检测值、第二电流检测部52的检测值、第二电压检测部62的检测值。向控制部3输入的各检测值通过控制部3内的A/D转换器转换为数字值。控制部3基于这些检测值，控制继电器部20的第一开关部21、第二开关部22的接通断开。
在此，说明通常时的继电器装置1的基本动作。
在继电器装置1中，通过控制部3控制第一开关部21、第二开关部22的接通断开。具体而言，如图2所示，控制第一开关部21及第二开关部22的接通断开，使得选择性地仅对第一蓄电部91及第二蓄电部92中的任一方蓄电部进行充电。
例如，第一电压检测部61的检测值是预定的第一充电判定阈值Vth1以下，在超过后述的第一短路判定阈值Va1的情况下，将第一蓄电部91(主电池)设为充电对象，此时使第一开关部21进行接通动作，使第二开关部22进行断开动作，由此将来自发电机93的充电电流仅向第一蓄电部91供给。第一充电判定阈值Vth1是用于判定是否进行第一蓄电部91的充电的阈值，是大于后述的第一短路判定阈值Va1的值。
此外，第二电压检测部62的检测值是预定的第二充电判定阈值Vth2以下，在超过后述的第二短路判定阈值Va2的情况下，将第二蓄电部92(辅电池)设为充电对象，此时使第一开关部21进行断开动作，使第二开关部22进行接通动作，由此将来自发电机93的充电电流仅向第二蓄电部92供给。第二充电判定阈值Vth2是用于判定是否进行第二蓄电部92的充电的阈值，是大于后述的第二短路判定阈值Va2的值。
需要说明的是，第一电压检测部61的检测值是第一充电判定阈值Vth1以下，在第二电压检测部62的检测值是第二充电判定阈值Vth2以下的情况下，例如，使第一开关部21进行接通动作并使第二开关部22进行断开动作，由此优先进行第一蓄电部91的充电，在进行第一蓄电部91的充电后，使第一开关部21进行断开动作并使第二开关部22进行接通动作，由此进行第二蓄电部92的充电即可。
由此，继电器装置1中，发电机侧导电路13与发电机93电连接，作为发电机侧导电路13与第一蓄电部91之间的路径而设置有第一蓄电部侧导电路11，作为发电机侧导电路13与第二蓄电部92之间的路径而设置有第二蓄电部侧导电路12。并且，在第一蓄电部侧导电路11设置有第一开关部21，在第二蓄电部侧导电路12设置有第二开关部22。由于这样的结构，所以在至少第一开关部21的接通动作时，能够从发电机93向第一蓄电部91供给充电电流，在至少第二开关部22的接通动作时，能够从发电机93向第二蓄电部92供给充电电流。即，能够从发电机93对至少两个蓄电部供给充电电流。
接着，说明异常时的继电器装置1的动作。
控制部3进行异常时的控制，使得在第一开关部21的接通动作时通过第一电流检测部51、第一电压检测部61检测到的检测值在第一异常范围内的情况下使第一开关部21进行断开动作，在第二开关部22的接通动作时通过第二电流检测部52、第二电压检测部62检测到的检测值在第二异常范围内的情况下使第二开关部22进行断开动作。
具体而言，作为判定第一电流检测部51检测的电流值I1的异常的阈值，规定出第一过电流判定阈值Ia1。关于第一电流检测部51的电流值I1，第一过电流判定阈值Ia1以上的范围相当于第一异常范围。并且，作为判定第一电压检测部61检测的电压值V1的异常的阈值，规定出第一短路判定阈值Va1和第一过电压判定阈值Vb1。第一短路判定阈值Va1是大于0V的值。第一过电压判定阈值Vb1是例如大于充满电时的第一蓄电部91的输出电压的值。关于第一电压检测部61的电压值V1，第一短路判定阈值Va1以下的范围及第一过电压判定阈值Vb1以上的范围相当于第一异常范围。
并且，作为判定第二电流检测部52检测的电流值I2的异常的阈值，规定出第二过电流判定阈值Ia2。关于第二电流检测部52的电流值I2，第二过电流判定阈值Ia2以上的范围相当于第二异常范围。并且，作为判定第二电压检测部62检测的电压值V2的异常的阈值，规定出第二短路判定阈值Va2和第二过电压判定阈值Vb2。第二短路判定阈值Va2是大于0V的值。第二过电压判定阈值Vb2是例如大于充满电时的第二蓄电部92的输出电压的值。关于第二电压检测部62的电压值V2，第二短路判定阈值Va2以下的范围及第二过电压判定阈值Vb2以上的范围相当于第二异常范围。
控制部3在上述的通常控制中在发生电压值或电流值成为第一异常范围或第二异常范围的异常的情况下进行保护动作。具体而言，在使第一开关部21进行接通动作、使第二开关部22进行断开动作时，在通过第一电流检测部51检测到的电流值I1成为第一过电流判定阈值Ia1以上的情况下，或通过第一电压检测部61检测到的电压值V1成为第一短路判定阈值Va1以下或第一过电压判定阈值Vb1以上的情况下，使第一开关部21进行断开动作。在这种情况下，在异常发生前仅第二开关部22为断开状态，在异常发生后第一开关部21及第二开关部22都成为断开状态。
并且，在使第二开关部22进行接通动作、使第一开关部21进行断开动作时，在通过第二电流检测部52检测到的电流值I2成为第二过电流判定阈值Ia2以上的情况下，或通过第二电压检测部62检测到的电压值V2成为第二短路判定阈值Va2以下或第二过电压判定阈值Vb2以上的情况下，使第二开关部22进行断开动作。在这种情况下，在异常发生前仅第一开关部21为断开状态，在异常发生后第一开关部21及第二开关部22都成为断开状态。
由此，控制部3进行如下的控制：在第一开关部21的接通动作时使第二开关部22进行断开动作，在第二开关部22的接通动作时使第一开关部21进行断开动作。即，成为不使第一开关部21和第二开关部22同时进行接通动作的结构，因此即使在第一蓄电部91或第二蓄电部92的任一方侧的电源系统发生异常，断开动作中的开关部必定也介于第一蓄电部91与第二蓄电部92之间的路径。由此，能够抑制一方侧的电源系统的异常波及到另一方侧的电源系统。
图3中，示出在与第二蓄电部92(辅电池)连接的配线部72产生接地时的、第一蓄电部91(主电池)侧的电压、第二蓄电部92(辅电池)侧的电压、向第一蓄电部91(主电池)侧的负载(主EPS)施加的电压、向第二蓄电部92(辅电池)侧的负载(辅EPS)施加的电压的关系。图3示出在比接地产生时间T1靠前的时期第一开关部21成为断开状态且第二开关部22成为接通状态的情况下在时间T1在第二蓄电部92(辅电池)侧的配线部72产生接地的情况。在这种情况下，即使在接地产生时间T1在配线部72(第二蓄电部92的电源系统)产生接地，在接地产生时间T1的时刻断开动作中的第一开关部21也必定介于第一蓄电部91与第二蓄电部92之间。即，能够避免在配线部72在产生接地的时刻从第一蓄电部91向配线部72瞬间流入大电流这样的状况，能够防止第一蓄电部91的输出电压的降低。
需要说明的是，这样的效果即使在第一开关部21成为接通状态且第二开关部22成为断开状态的情况下在第一蓄电部91(主电池)侧的配线部71产生接地的情况下也同样地产生。
在此，参照比较例更详细地说明本结构的效果。图7中示例出成为比较例的车载系统。在该车载系统中，主电池191、发电机193、主负载181与配线171连接，辅电池192、辅负载182与配线172连接。并且，在配线171与配线172之间设置有将这些配线171、172之间的路径切换为通电状态和非通电状态的MOSFET121、122。
在该结构中，在对辅电池192进行充电的情况下，通过未图示的控制电路，以MOSFET121、122都切换为接通状态的方式进行控制。相反地，在不对辅电池192进行充电的情况下，通过未图示的控制电路，以MOSFET121、122都切换为断开状态的方式进行控制。在这样的结构中，在将MOSFET121、122维持为接通状态的同时对辅电池192进行充电时在辅电池192侧的配线172产生接地时，辅电池192的电压瞬间降低。并且，从主电池191向配线172侧流过大电流，主电池191的电压也瞬间降低。
在该结构中，在由电流监测器150检测到的电流值达到异常值(过电流范围)的情况下也能够以将MOSFET121、122切换为断开状态的方式进行保护动作，通过该保护动作，能够在接地产生后切断配线171与配线172之间的通电。但是，如图8所示，从产生接地的时间TA到由电流监测器150检测到的电流值判定为异常值为止需要时间，之后，实际上到MOSFET121、122切换为断开状态的时间TB为止也需要时间，因此在该期间主电池191的输出电压继续降低。即，在辅电池192侧产生接地时，在某程度的期间，不仅对于辅电池192侧的负载182(辅EPS)的施加电压降低，而且对于主电池191侧的负载181(主EPS)的施加电压也降低。由此，在比较例的结构中，有可能产生任一负载都不能动作的期间。与之相对，根据上述的本结构，如图3那样即使在第二蓄电部92(辅电池)侧产生接地，也能够将第一蓄电部91(主电池)侧的输出电压稳定地维持，因此能够克服这样的问题。
在本结构中，继电器装置1中，第一开关部21构成为第一MOSFET，第二开关部22构成为第二MOSFET。并且，第一开关部21(第一MOSFET)的体二极管D1是阳极与发电机93导通、阴极与第一蓄电部91导通的结构。第二开关部22(第二MOSFET)的体二极管D2是阳极与发电机93导通、阴极与第二蓄电部92导通的结构。根据该结构，作为第一开关部21及第二开关部22分别配置MOSFET，并且能够防止在发电机侧导电路13产生接地时从各蓄电部经由体二极管D1、D2向发电机侧导电路13流入大电流。
继电器装置1具有：检测第一蓄电部侧导电路11的电流值及电压值的第一电流检测部51及第一电压检测部61；检测第二蓄电部侧导电路12的电流值及电压值的第二电流检测部52及第二电压检测部62。控制部3进行控制，使得在第一开关部21的接通动作时由第一电流检测部51、第一电压检测部61检测到的检测值在第一异常范围内的情况下使第一开关部21进行断开动作，在第二开关部22的接通动作时由第二电流检测部52、第二电压检测部62检测到的检测值在第二异常范围内的情况下使第二开关部22进行断开动作。
在该结构中，在第一开关部21的接通动作时在发电机侧导电路13产生接地时，第二开关部22处于断开动作中，因此第二蓄电部92侧的电压能够稳定地维持，在对应于接地产生而第一蓄电部侧导电路11的电流值或电压值在第一异常范围内时能够使第一开关部21进行断开动作，因此能够防止从第一蓄电部91向接地产生位置流入电流。在第二开关部22的接通动作时在发电机侧导电路13产生接地时，第一开关部21处于断开动作中，因此第一蓄电部91侧的电压能够稳定地维持，在对应于接地产生而第二蓄电部侧导电路12的电流值或电压值在第二异常范围内时能够使第二开关部22进行断开动作，因此能够防止从第二蓄电部92向接地产生位置流入电流。
图4及图5中示出将车载系统100搭载于车辆102的一例。
图4及图5中任一例子都在车辆102的内部搭载有上述的第一蓄电部91(主电池)、第二蓄电部92(辅电池)、主负载81(主EPS)、辅负载82(辅EPS)、发电机93、继电器装置1等，而且搭载有继电器箱95、启动装置等。
图4及图5中任一车载系统100都在继电器箱95中分别连接有与第一蓄电部91电连接的第一配线部71A、与主负载81电连接的第二配线部71B、与辅负载82电连接的第三配线部72B。需要说明的是，主负载81相当于第一负载的一例，是即使第一开关部21及第二开关部22进行断开动作也能够从第一蓄电部91接收电力的负载。辅负载82相当于第二负载的一例，是即使第一开关部21及第二开关部22进行断开动作也能够接收来自第二蓄电部92的电力的负载。需要说明的是，第一配线部71A及第二配线部71B构成上述的配线部71的一部分，第三配线部72B及第四配线部72A构成上述的配线部72的一部分。
在图4的例子中，继电器装置1配置于继电器箱95的外部(例如继电器箱95的附近位置等)，继电器装置1和继电器箱95通过配线部连接。来自发电机93的配线部73的端部与继电器装置1连接，与配置于该继电器装置1的内部的发电机侧导电路13电连接。来自第二蓄电部92的配线部(第四配线部72A)的端部与继电器装置1连接，与配置于该继电器装置1的内部的第二蓄电部侧导电路12电连接。根据这样的车载系统100，能够在车辆102内抑制配线数且更有效地配置与第一蓄电部91、第二蓄电部92、发电机93、主负载81(第一负载)、辅负载82(第二负载)分别连接的各配线部和继电器装置1。并且，容易应对变更继电器装置1的位置这样的设计变更等。需要说明的是，这样的结构也能够适用于后述的车载系统200。
在图5的例子中，继电器装置1配置于继电器箱95的内部，来自发电机93的配线部73的端部连接在继电器箱95内，与配置于继电器箱95内的继电器装置1的发电机侧导电路13电连接。来自第二蓄电部92的配线部(第四配线部72A)的端部连接在继电器箱95内，与配置于继电器箱95内的继电器装置1的第二蓄电部侧导电路12电连接。在这样的车载系统100中，也能够在车辆102内抑制配线数且更有效地配置与第一蓄电部91、第二蓄电部92、发电机93、主负载81(第一负载)、辅负载82(第二负载)分别连接的各配线部和继电器装置1。需要说明的是，这样的结构也能够适用于后述的车载系统200。
<实施例2>
接着，说明实施例2。
图6所示的车载系统200的电路结构仅在将实施例1的车载系统100的继电器装置1置换为继电器装置201的方面与实施例1的车载系统100不同。继电器装置201仅在将第一开关部21变更为第一开关部221、将第二开关部22变更为第二开关部222的方面与实施例1的继电器装置1不同。以下，详细说明车载系统200中的与实施例1的系统100不同的部分，对于与实施例1的系统100相同的部分赋予与系统100相同的附图标记，省略详细的说明。
设置于实施例2的车载系统200的继电器装置201中通过体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET221A、221B构成第一开关部221。即，MOSFET221A的体二极管D11的朝向与MOSFET221B的体二极管D12的朝向相反，在MOSFET221A、221B的断开动作时，双方向的通电被切断。并且，通过体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET222A、222B构成第二开关部222。即，MOSFET222A的体二极管D21的朝向与MOSFET222B的体二极管D22的朝向相反，在MOSFET222A、222B的断开动作时，双方向的通电被切断。
在本结构中，控制部3也通过与实施例1同样的方法进行通常控制。例如，在第一电压检测部61的检测值为第一充电判定阈值Vth1以下且超过第一短路判定阈值Va1的情况下，将第一蓄电部91(主电池)设为充电对象，此时使第一开关部221进行接通动作，使第二开关部222进行断开动作，由此将来自发电机93的充电电流仅向第一蓄电部91供给。并且，在第二电压检测部62的检测值为第二充电判定阈值Vth2以下且超过第二短路判定阈值Va2的情况下，将第二蓄电部92(辅电池)设为充电对象，此时使第一开关部221进行断开动作，使第二开关部222进行接通动作，由此将来自发电机93的充电电流仅向第二蓄电部92供给。
并且，在本结构中，控制部3也通过与实施例1同样的方法进行异常时的控制。例如，在使第一开关部221进行接通动作、使第二开关部222进行断开动作时，在由第一电流检测部51检测到的电流值I1成为第一过电流判定阈值Ia1以上的情况下，或由第一电压检测部61检测到的电压值V1成为第一短路判定阈值Va1以下或第一过电压判定阈值Vb1以上的情况下，使第一开关部221进行断开动作。在这种情况下，在异常发生前仅第二开关部222为断开状态，在异常发生后第一开关部221及第二开关部222都成为断开状态。例如在MOSFET221A、221B的接通动作中在比第一开关部221靠第一蓄电部91侧的位置产生接地时，由第一电压检测部61检测到的电压值V1成为第一短路判定阈值Va1以下，因此能够使第一开关部221进行断开动作，能够可靠地切断两蓄电部间及各蓄电部与发电机之间。
由此，在将第一开关部221及第二开关部222都设为断开状态后，在进行第二蓄电部92的充电的情况下，通过使第二开关部222进行接通动作而能够从发电机93向第二蓄电部92供给充电电流。此时，第一开关部221中体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET221A、221B都为断开状态，因此从发电机93向第一蓄电部91侧没有电流流过。并且，在这样的异常发生后的第二蓄电部92的充电时，第一开关部221继续维持为断开状态即可，不需要第一开关部221的接通断开动作。
并且，在通常控制中，在使第二开关部222进行接通动作、使第一开关部221进行断开动作时，在由第二电流检测部52检测到的电流值I2成为第二过电流判定阈值Ia2以上的情况下，或由第二电压检测部62检测到的电压值V2成为第二短路判定阈值Va2以下或第二过电压判定阈值Vb2以上的情况下，使第二开关部222进行断开动作。在这种情况下，在异常发生前仅第一开关部221为断开状态，在异常发生后第一开关部221及第二开关部222都成为断开状态。例如，在MOSFET222A、222B的接通动作中在比第二开关部222靠第二蓄电部92侧的位置产生接地时，由第二电压检测部62检测到的电压值V2成为第二短路判定阈值Va2以下，因此能够使第二开关部222进行断开动作，能够可靠地切断两蓄电部间及各蓄电部与发电机之间。
由此，在将第一开关部221及第二开关部222都设为断开状态后，在进行第一蓄电部91的充电的情况下，通过使第一开关部221进行接通动作而能够从发电机93向第一蓄电部91供给充电电流。此时，第二开关部222中体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET222A、222B都为断开状态，因此从发电机93向第二蓄电部92侧没有电流流过。并且，在这样的异常发生后的第一蓄电部91的充电时，第二开关部222继续维持为断开状态即可，不需要第二开关部222的接通断开动作。
即使是以上那样的实施例2的结构，也能够得到与实施例1同样的效果。
而且，在本结构中，第一开关部221具有体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET221A、221B。第二开关部222具有体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET222A、222B。根据该结构，在构成第一开关部221的两个MOSFETMOSFET221A、221B的断开动作时在第一开关部221中双方向的通电被切断。并且，在构成第二开关部222的两个MOSFET222A、222B的断开动作时在第二开关部222中双方向的通电被切断。由于是这样的结构，所以在比第一开关部221靠第一蓄电部91侧或比第二开关部222靠第二蓄电部92侧的位置产生接地时，能够进行不产生接地的另一方侧的充电。
<其他实施例>
本发明不限于通过上述记载及附图说明的实施例，例如如下的实施例也包含在本发明的技术范围。
(1)在上述的实施例中，作为主负载81及辅负载82示例出谋求冗余性的致动器(例如电动动力转向系统)，但也可以是除此以外的例子。例如，也可以是主负载81构成为雷达、超音波传感器、照相机等传感装置，辅负载82构成为具有与其相同的功能的备份用的传感装置。并且，也可以是与第一蓄电部91侧连接的负载和与第二蓄电部92侧连接的负载具有不同的功能。
(2)在上述的实施例中，示出第一开关部通过一个或多个MOSFET构成的例子，但第一开关部也可以通过MOSFET以外的半导体开关、机械式继电器等构成。并且，示出第二开关部通过一个或多个MOSFET构成的例子，但第二开关部也可以通过MOSFET以外的半导体开关、机械式继电器等构成。
附图标记说明
1、201…继电器装置
3…控制部
11…第一蓄电部侧导电路
12…第二蓄电部侧导电路
13…发电机侧导电路
20、220…继电器部
21…第一开关部(第一MOSFET)
22…第二开关部(第二MOSFET)
51…第一电流检测部(第一检测部)
52…第二电流检测部(第二检测部)
61…第一电压检测部(第一检测部)
62…第二电压检测部(第二检测部)
91…第一蓄电部
92…第二蓄电部
93…发电机
100、200…车载系统
221…第一开关部
221A…MOSFET(第一MOSFET)
221B…MOSFET
222…第二开关部
222A…MOSFET(第二MOSFET)
222B…MOSFET

Claims (4)

1.一种继电器装置，具有：
发电机侧导电路，与发电机电连接；
第一蓄电部侧导电路，成为所述发电机侧导电路与第一蓄电部之间的路径；
第二蓄电部侧导电路，成为所述发电机侧导电路与第二蓄电部之间的路径；
继电器部，具备设置于所述第一蓄电部侧导电路的第一开关部和设置于所述第二蓄电部侧导电路的第二开关部，并在所述第一开关部及所述第二开关部的断开动作时将所述第一蓄电部与所述第二蓄电部之间的导通切断；
控制部，进行如下的控制：在所述第一开关部的接通动作时使所述第二开关部进行断开动作，在所述第二开关部的接通动作时使所述第一开关部进行断开动作；
第一检测部，至少检测所述第一蓄电部侧导电路的电压值；及
第二检测部，至少检测所述第二蓄电部侧导电路的电压值，
所述控制部在来自所述发电机的充电期间，不使所述第一开关部和所述第二开关部同时进行接通动作，
所述控制部在所述第一开关部的接通动作时由所述第一检测部检测到的检测值在第一短路判定阈值以下的情况下使所述第一开关部进行断开动作，在所述第二开关部的接通动作时由所述第二检测部检测到的检测值在第二短路判定阈值以下的情况下使所述第二开关部进行断开动作。
2.根据权利要求1所述的继电器装置，其中，
所述第一开关部具备第一MOSFET，
所述第二开关部具备第二MOSFET，
所述第一MOSFET的体二极管的阳极与所述发电机电连接，阴极与所述第一蓄电部电连接，
所述第二MOSFET的体二极管的阳极与所述发电机电连接，阴极与所述第二蓄电部电连接。
3.根据权利要求1或2所述的继电器装置，其中，
所述第一开关部具有体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET，
所述第二开关部具有体二极管的朝向彼此相反的两个MOSFET。
4.一种车载系统，具有：
权利要求1～3中任一项所述的继电器装置；及
继电器箱，连接有第一配线部、第二配线部及第三配线部，所述第一配线部与所述第一蓄电部电连接，所述第二配线部与在所述第一开关部及所述第二开关部的断开动作时接收来自所述第一蓄电部的电力的第一负载电连接，所述第三配线部与在所述第一开关部及所述第二开关部的断开动作时接收来自所述第二蓄电部的电力的第二负载电连接，
所述继电器装置配置于所述继电器箱的内部或外部，
所述继电器装置的所述发电机侧导电路与来自所述发电机的配线部电连接，
所述继电器装置的所述第二蓄电部侧导电路与来自所述第二蓄电部的配线部电连接。
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