CN110301083A - 车载用电源部的控制装置及车载用电源装置 - Google Patents

车载用电源部的控制装置及车载用电源装置 Download PDF

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CN110301083A CN201880012545.0A CN201880012545A CN110301083A CN 110301083 A CN110301083 A CN 110301083A CN 201880012545 A CN201880012545 A CN 201880012545A CN 110301083 A CN110301083 A CN 110301083A
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Abstract

即使在比车载用电源部内的预定位置靠高压侧处发生了异常的情况下，也能够向低压侧的路径供给基于比预定位置靠低压侧的蓄电部的电力。车载用电源部的控制装置(2)具备：为从车载用电源部(91)中的蓄电部之间的第一位置(P1)向第二导电路(82)供给电力的路径的旁路导电路(72)；设于旁路导电路(72)的旁路继电器(74)；及在比第一位置(P1)靠高电位侧处配置于蓄电部之间的保护继电器(54)。控制部(20)在使保护继电器(54)成为接通状态且使旁路继电器(74)成为断开状态的第一切换控制与使保护继电器(54)成为断开状态且使旁路继电器(74)成为接通状态的第二切换控制之间进行切换。

Description

车载用电源部的控制装置及车载用电源装置
技术领域
本发明涉及一种车载用电源部的控制装置及车载用电源装置。
背景技术
作为车载用的系统，公知向低压系统和高压系统这两种系统供给电力的系统，作为与该系统相关的技术，提出专利文献1这样的技术。在专利文献1中公开的车辆用电源装置具备与高压系统的第一负载连接的高电压二次电池和与低压系统的第二负载连接的低电压二次电池。另外，在第二负载经由开关并联连接有第三负载。该车辆用电源装置进行如下的控制：在由电压检测部件检测到的电压为第一预定值以下时使电压转换器进行动作而将高电压转换成低电压，对低电压二次电池进行充电，在由负载电流检测部件检测到的负载电流为第二预定值以下时，在低电压二次电池被充电为预定值为止的期间使与第三负载连接的开关闭合，在负载电流大于第二预定值时打开开关。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第3039119号公报
发明内容
发明要解决的课题
如专利文献1所示，在向低压系统和高压系统这两种系统供给电力的系统中，如果在高压系统设置电源部并对该高压系统的电源部的输出进行降压而也能够应用于低压系统的负载，则能够降低或者消除低压系统的电源部的必要性，能够减少低压系统的电源部或者使低压系统的电源部小型化。但是，在该结构中，在高压系统的电源部发生故障而从高压系统的电源部无法正常地供给电力的情况下，对于低压系统也无法正常地供给电力。
本发明基于上述的情况而完成，目的在于提供一种即使在车载用电源部内的比预定位置靠高压侧处发生了异常的情况下也能够将基于比预定位置靠低压侧的蓄电部的电力供给到低压侧的路径的车载用电源部的控制装置或车载用电源装置。
用于解决课题的技术方案
作为本发明的第一方式的车载用电源部的控制装置具有：电压转换部，连接于第一导电路和第二导电路，进行对施加于所述第一导电路的电压进行降压而施加于所述第二导电路的降压动作，所述第一导电路是从具备串联连接的多个蓄电部的车载用电源部供给电力的路径，所述第二导电路为向负载供给电力的路径；旁路导电路，为从所述车载用电源部中的蓄电部之间的第一位置向所述第二导电路供给电力的路径；旁路继电器，设于所述旁路导电路，在处于接通状态时允许从所述第一位置侧向所述第二导电路侧的电力供给，在处于断开状态时切断从所述第一位置侧向所述第二导电路侧的电力供给；保护继电器，在所述车载用电源部中与多个所述蓄电部串联连接且在比所述第一位置靠高电位侧处配置于蓄电部之间，在处于接通状态时，将在所述车载用电源部中配置于比自身靠低电位侧处的低电位侧蓄电部与配置于比自身靠高电位侧处的高电位侧蓄电部之间的蓄电部间路径切换为导通状态，在处于断开状态时，将所述蓄电部间路径切换为非导通状态；及控制部，至少在使所述保护继电器成为接通状态且使所述旁路继电器成为断开状态的第一切换控制与使所述保护继电器成为断开状态且使所述旁路继电器成为接通状态的第二切换控制之间进行切换。
作为本发明的第二方式的车载用电源部的控制装置具有：电压转换部，连接于第一导电路和第二导电路，进行对施加于所述第一导电路的电压进行降压而施加于所述第二导电路的降压动作，所述第一导电路是从具备串联连接的多个蓄电部的车载用电源部供给电力的路径，所述第二导电路为向负载供给电力的路径；旁路导电路，为从所述车载用电源部中的蓄电部之间的第一位置向所述第二导电路供给电力的路径；二极管，设于所述旁路导电路，该二极管的阳极电连接于所述第一位置侧，该二极管的阴极电连接于所述第二导电路侧；保护继电器，在所述车载用电源部中与多个所述蓄电部串联连接且在比所述第一位置靠高电位侧处配置于蓄电部之间，在处于接通状态时，将在所述车载用电源部中配置于比自身靠低电位侧处的低电位侧蓄电部与配置于比自身靠高电位侧处的高电位侧蓄电部之间的蓄电部间路径切换为导通状态，在处于断开状态时，将所述蓄电部间路径切换为非导通状态；及控制部，至少在使所述保护继电器成为接通状态的第一切换控制与使所述保护继电器成为断开状态的第二切换控制之间进行切换。
作为本发明的第三方式的车载用电源装置包括上述的任一个车载用电源部的控制装置及车载用电源部。
发明效果
第一方式的控制装置在控制部切换为第一切换控制时使保护继电器成为接通状态，旁路继电器成为断开状态。在处于该状态时，能够基于来自车载用电源部的电力供给而向成为高压系统的导电路的第一导电路施加相对较高的电压，并能够通过电压转换部的动作对成为低压系统的导电路的第二导电路施加被降压后的电压。由此，能够基于来自车载用电源部的电力向高压系统的导电路及低压系统的导电路均供给电力。另外，控制部还能够切换为第二切换控制，此时，保护继电器成为断开状态，旁路继电器成为接通状态。在由控制部执行第二切换控制的情况下，由于保护继电器成为断开状态，高电位侧蓄电部与低电位侧蓄电部之间被切换为非导通状态，由于旁路继电器成为接通状态，从低电位侧蓄电部供给的电力经由旁路导电路向第二导电路侧供给。由于是这样的结构，假设在比保护继电器靠高压侧处发生了异常的情况下，如果切换为第二切换控制，则也能够将发生异常侧与低电位侧蓄电部之间可靠地切断，且能够向低压系统供给基于低电位侧蓄电部的电力，易于避免基于车载用电源部的电力不被供给到低压系统的情形。
第二方式的控制装置在控制部切换为第一切换控制时使保护继电器成为接通状态。在处于该状态时，能够基于来自车载用电源部的电力供给而向成为高压系统的导电路的第一导电路施加相对较高的电压，并能够通过电压转换部的动作对成为低压系统的导电路的第二导电路施加被降压后的电压。由此，能够基于来自车载用电源部的电力向高压系统的导电路及低压系统的导电路均供给电力。另外，控制部还能够切换为第二切换控制，此时，保护继电器成为断开状态。在由控制部执行第二切换控制的情况下，由于保护继电器成为断开状态，高电位侧蓄电部与低电位侧蓄电部之间被切换为非导通状态。此时，即使未从电压转换部对第二导电路输出期望的电压，如果设置于旁路导电路的二极管的阴极侧的电位低于阳极侧的电位，则来自低电位侧蓄电部的放电电流经由旁路导电路流入到第二导电路侧。由于是这样的结构，假设在比保护继电器靠高压侧处发生了异常的情况下，如果切换为第二切换控制，则也能够将发生异常侧与低电位侧蓄电部之间可靠地切断，且能够向低压系统供给基于低电位侧蓄电部的电力，易于避免基于车载用电源部的电力不被供给到低压系统的情形。
第三方式的车载用电源装置实现与第一方式或第二方式的车载用电源部的控制装置相同的效果。
附图说明
图1是概要性地例示具备实施例1的车载用电源装置及车载用电源部的控制装置的车载用电源系统的框图。
图2是对电池监视单元及控制部执行的功能进行说明的说明图。
图3是例示由实施例1的控制装置执行的切换控制的流程的流程图。
图4是对在图1的车载用电源系统中在高电位侧蓄电部发生了异常的情况下的动作进行说明的说明图。
图5是对在图1的车载用电源系统中在低电位侧蓄电部发生了异常的情况下的动作进行说明的说明图。
图6是概要性地例示具备实施例2的车载用电源装置及车载用电源部的控制装置的车载用电源系统的框图。
具体实施方式
在此，示出本发明的优选的例子。不过，本发明不限定于以下的例子。
也可以具有内部异常检测部，该内部异常检测部对比保护继电器靠高电位侧处的预定的装置内部位置的异常进行检测。控制部也可以构成为，在内部异常检测部未检测到预定的装置内部位置的异常的情况下切换为第一切换控制，在内部异常检测部检测到装置内部位置的异常的情况下切换为第二切换控制。
该控制装置中，在未检测到比保护继电器靠高电位侧处的预定的装置内部位置的异常的情况下，控制部切换为第一切换控制。此时，能够将基于车载用电源部的电力既供给到高压系统的导电路，又供给到低压系统的导电路。另一方面，由于在比保护继电器靠高电位侧的预定的装置内部位置处检测到异常的情况下控制部切换为第二切换控制，能够将发生异常侧与低电位侧蓄电部之间可靠地切断，能够抑制异常的影响波及到低电位侧蓄电部。而且，在这样抑制了异常的影响的状态下，能够对低压系统供给基于低电位侧蓄电部的电力。由此，即使在比保护继电器靠高电位侧处发生了异常的情况下，也易于稳定地对低压系统供给电力。
“比保护继电器靠高电位侧处的预定的装置内部位置的异常”可以是车载用电源部中的比保护继电器靠高电位侧的部分的异常，也可以是电压转换部的异常(故障)、与电压转换部连接的路径(输入侧的导电路等)的异常等。
内部异常检测部也可以具有高电位侧异常检测部，该高电位侧异常检测部对车载用电源部中的比保护继电器靠高电位侧的部分处的异常进行检测。控制部也可以以如下的方式发挥功能：在高电位侧异常检测部未检测到高电位侧的部分处的异常的情况下切换为第一切换控制，在高电位侧异常检测部检测到高电位侧的部分处的异常的情况下切换为第二切换控制。
该控制装置中，由于在车载用电源部中比保护继电器靠高电位侧的部分处未检测到异常的情况下控制部切换为第一切换控制，此时，能够将基于车载用电源部的电力既供给到高压系统的导电路，又供给到低压系统的导电路。另一方面，由于在车载用电源部中比保护继电器靠高电位侧的部分处检测到异常的情况下控制部切换为第二切换控制，能够将存在于发生异常侧的高电位侧蓄电部与低电位侧蓄电部之间可靠地切断，能够抑制异常的影响波及到低电位侧蓄电部。而且，在这样抑制了异常的影响的状态下，能够对低压系统供给基于低电位侧蓄电部的电力。由此，即使在高电位侧蓄电部附近发生了异常的情况下，也易于稳定地对低压系统供给电力。
控制装置也可以具有并联继电器，该并联继电器与保护继电器及低电位侧蓄电部并联连接，在处于接通状态时使高电位侧蓄电部与第三导电路之间成为导通状态，在处于断开状态时使高电位侧蓄电部与第三导电路之间成为非导通状态，该第三导电路是与在车载用电源部中电位最低的端子电连接的导电路。控制部也可以构成为能够切换为使保护继电器成为断开状态且使并联继电器成为接通状态的第三切换控制，也可以以在执行第一切换控制及第二切换控制时使并联继电器成为断开状态的方式发挥功能。
上述控制装置在控制部切换为第三切换控制的情况下使保护继电器成为断开状态，并联继电器成为接通状态。即，成为低电位侧蓄电部与高电位侧蓄电部之间被电切断且高电位侧蓄电部与第三导电路之间导通的状态。因此，假设在低电位侧蓄电部中发生了异常的情况下，如果切换为第三切换控制，则也能够在抑制在低电位侧蓄电部中产生的异常的影响的同时向第一导电路供给基于高电位侧蓄电部的电力，还能够通过电压转换部的动作对成为低压系统的导电路的第二导电路施加被降压后的电压。
控制装置也可以具有低电位侧异常检测部，该低电位侧异常检测部对车载用电源部中的比保护继电器靠低电位侧的部分处的异常进行检测。控制部也可以以如下的方式发挥功能：在低电位侧异常检测部未检测到低电位侧的部分处的异常的情况下切换为第一切换控制，在低电位侧异常检测部检测到低电位侧的部分处的异常的情况下切换为第三切换控制。
该控制装置中，由于控制部以在比保护继电器靠低电位侧的部分处未检测到异常作为条件来切换为第一切换控制，此时，能够将基于车载用电源部的电力既供给到高压系统的导电路，又供给到低压系统的导电路。另一方面，由于在比保护继电器靠低电位侧的部分处检测到异常的情况下控制部切换为第三切换控制，能够将存在于发生异常侧的低电位侧蓄电部与高电位侧蓄电部之间可靠地切断，能够抑制异常的影响波及到高电位侧蓄电部。而且，在这样抑制了异常的影响的状态下，能够对低压系统供给基于高电位侧蓄电部的电力。由此，即使在低电位侧蓄电部附近发生了异常的情况下，也易于稳定地对低压系统供给电力。
＜实施例1＞
以下，对将本发明具体化的实施例1进行说明。
图1所示的车载用电源系统100(以下，也称为电源系统100)构成为能够向高压系统的电源路即第一导电路81和低压系统的电源路即第二导电路82这两个系统供给电力的系统。电源系统100成为向高压系统的第一导电路81施加相对较高的电压(例如48V左右)并向低压系统的第二导电路82施加相对较低的电压(例如12V左右)的电源系统，且构成为能够向与第一导电路81及第二导电路82连接的电气设备供给电力的系统。
高压系统的负载96为搭载于车辆的公知的车载用电气设备，与高压系统的第一导电路81电连接，能够通过经由第一导电路81供给的电力来进行动作。高压系统的负载96的种类、数量未限定，例如可以使用加热器等，也可以使用除此以外的设备。此外，高压系统的负载96也称为48V系统负载96。
低压系统的负载98为搭载于车辆的公知的车载用电气设备，与低压系统的第二导电路82电连接，能通过经由第二导电路82供给的电力来进行动作。低压系统的负载98的种类、数量未限定，例如能够使用车头灯、音响、导航系统、电动停车制动器、线控换挡系统等，也可以使用除此以外的设备。此外，低压系统的负载98也称为12V系统负载98。
电源系统100主要具备发电机94、车载用电源装置1(以下，也称为电源装置1)、第一导电路81、第二导电路82等。在高压系统的第一导电路81电连接有发电机94、车载用电源部91(以下，也称为电源部91)、高压系统的负载96等。在低压系统的第二导电路82电连接有低压系统的负载98。第一导电路81电连接于电源部91，成为被从电源部91供给电力的路径，且成为被施加相对较高的电压(例如48V左右的电压)的路径。在第一导电路81设有熔断器97B、97C。第二导电路82成为基于来自电压转换部10的输出或经由旁路导电路72的电力输送而向负载(具体地说，低压系统的负载98)供给电力的路径，且成为被施加与第一导电路81的电压相比相对较低的电压(例如12V左右的电压)的路径。在第二导电路82设有熔断器99A、99C。
发电机94构成为公知的车载用发电机，且具备通过发动机(省略图示)的旋转轴的旋转而发电的功能。在发电机94进行动作的情况下，通过发电机94的发电而产生的电力在整流之后作为直流电力供给到第一导电路81。发电机94在发电时将例如预定值Va(例如，48V左右)的输出电压施加于第一导电路81。此外，在第一导电路81还连接有未图示的起动器，起动器在发动机处于停止状态时从电源部91接受电力供给而进行动作，对发动机提供启动用的旋转力。
电源装置1主要具备高压系统单元4、电压转换部10、控制部20等。车载用电源部的控制装置2(以下，也简称为控制装置2)可以是与电源装置1相同的结构，也可以将从电源装置1去除多个蓄电部92而得到的部分设为控制装置2。在以下的说明中，将从电源装置1去除多个蓄电部92而得到的部分设为控制装置2。另外，电池监视单元6和蓄电部92可以构成为一体的单元，也可以各自构成为单体结构。在以下的说明中，以电池监视单元6和蓄电部92一体化的例子作为代表例来进行说明。
控制部20为能够进行来自电池监视单元6的信息接收及各继电器(保护继电器54、并联继电器64、旁路继电器74)的切换控制等的车载用的电子控制装置，具备CPU等信息处理装置、存储装置、AD转换器等各种装置而成。在控制部20经由导电路84、85被输入第一导电路81及第二导电路82的各电压，控制部20形成能够对第一导电路81及第二导电路82的各电压进行检测的结构。此外，控制部20可以由单一电子控制装置构成，也可以由多个电子控制装置构成。对于控制部20能够实施的具体的功能，在后文中叙述。
电压转换部10在与电源部91电连接的第一导电路81和第二导电路82之间以连接于这些导电路的形式设置。电压转换部10为能够进行对施加于第一导电路81的电压进行降压而施加于第二导电路82的降压动作的电路。电压转换部10例如能够构成为具备半导体开关元件及电感器等而成的公知的降压DCDC转换器，具体地说，能够适当地使用同步整流方式的非绝缘型DCDC转换器、二极管方式的非绝缘型DCDC转换器等。
例如，在将电压转换部10构成为同步整流方式的非绝缘型DCDC转换器的情况下，电压转换部10能够由未图示的控制单元和控制部20中的任一方的控制电路控制。控制电路对电压转换部10提供降压动作用的控制信号(PWM信号)，以对施加于第一导电路81的电压(例如，48V左右的电压)进行降压而使所期望的目标电压Vb(例如，12V)施加于第二导电路82的方式实现控制信号(PWM信号)的反馈控制。控制信号(PWM信号)的占空比通过反馈运算来调整。
高压系统单元4具备电源部91、保护继电器54、电池监视单元6、旁路电路部70、并联电路部60等。
电源部91形成多个蓄电部92串联连接的结构。各个蓄电部92由例如铅蓄电池、双电荷层电容器、锂离子电池等公知的车载用蓄电部件构成，经由熔断器97D而与第一导电路81电连接。电源部91的充满电时的输出电压例如为48V，在充满电时电位最高的端子91A保持在48V左右。电源部91的低电位侧的端子91B保持在例如接地电位(0V)。连接有端子91B的第三导电路83是构成为地线的基准导电路。在图1的例子中，以四个蓄电部92串联连接的形式构成电源部91，各个蓄电部92例如在充满电时使端子间电压保持在12V左右。此外，多个蓄电部92中的高电位侧蓄电部92A、92B、92C为位于比保护继电器54靠高电位侧处的蓄电部，低电位侧蓄电部92D为位于比保护继电器54靠低电位侧处的蓄电部。
电池监视单元6为对多个蓄电部92进行监视的监视电路，具体地说，具备对各个蓄电部92的端子间电压(低电位侧端子与高电位侧端子的电位差)进行监视的功能。此外，在以下的说明中，将电池监视单元6所检测的高电位侧蓄电部92A、92B、92C的各端子间电压分别设为V1、V2、V3，将电池监视单元6所检测的低电位侧蓄电部92D的端子间电压设为V4。电池监视单元6具有将高电位侧蓄电部92A、92B、92C及低电位侧蓄电部92D的各端子间电压V1、V2、V3、V4传递到控制部20的功能。
保护继电器54为使用一个或多个MOSFET、双极晶体管等半导体开关、机械式继电器而构成的继电器，构成为在处于接通状态时成为导通状态而允许双向的通电且在处于断开状态时成为非导通状态而禁止双向的通电即可。保护继电器54在电源部91中与多个蓄电部92串联连接且在比后述的第一位置P1靠高电位侧处配置于蓄电部之间。保护继电器54形成如下的结构：在处于接通状态时将配置于比自身(保护继电器54)靠低电位侧处的低电位侧蓄电部92D与配置于比自身(保护继电器54)靠高电位侧处的高电位侧蓄电部92A、92B、92C之间的蓄电部间路径切换为导通状态，在处于断开状态时将该蓄电部间路径切换为非导通状态。具体地说，在构成电源部91的多个蓄电部92中配置于最低电位侧的低电位侧蓄电部92D与多个高电位侧蓄电部92A、92B、92C中配置于最低电位侧的高电位侧蓄电部92C之间设置有保护继电器54。保护继电器54在处于接通状态时使低电位侧蓄电部92D与高电位侧蓄电部92C之间导通，在其之间能够流过电流。保护继电器54在处于断开状态时使低电位侧蓄电部92D与高电位侧蓄电部92C之间电断开，在其之间不流过电流。
旁路电路部70主要具备旁路导电路72和旁路继电器74。旁路导电路72为从电源部91中的蓄电部之间的第一位置P1向第二导电路82供给电力的路径。第一位置P1为将高电位侧蓄电部92C的低电位侧端子与低电位侧蓄电部92D的高电位侧端子连接的路径中的、保护继电器54与低电位侧蓄电部92D之间的位置。旁路继电器74为使用一个或多个MOSFET、双极晶体管等半导体开关、机械式继电器而构成的继电器，且为如下的继电器：设于旁路导电路72，以在处于接通状态时允许从第一位置P1侧向第二导电路82侧的电力供给且在处于断开状态时切断从第一位置P1侧向第二导电路82侧的电力供给的方式发挥功能。此外，在旁路导电路72中，在旁路继电器74与第二导电路82之间设有熔断器99B。
并联电路部60为与保护继电器54及低电位侧蓄电部92D串联连接而成的串联结构部并联连接的电路部，主要具备并联导电路62和并联继电器64。并联导电路62为在并联继电器64处于接通状态时使高电位侧蓄电部92C的低电位侧端子与第三导电路83导通的导电路。并联继电器64为使用一个或多个MOSFET、双极晶体管等半导体开关、机械式继电器而构成的继电器，且为如下的继电器：在处于接通状态时使高电位侧蓄电部92C与第三导电路83(与在电源部91中电位最低的端子(具体地说，低电位侧蓄电部92D的低电位侧端子)电连接的导电路)之间成为导通状态，在处于断开状态时使高电位侧蓄电部92C与第三导电路83之间成为非导通状态。
接着，对控制部20的控制进行说明。
如图2所示，控制装置2具有高电位侧异常检测部22和低电位侧异常检测部24。高电位侧异常检测部22及低电位侧异常检测部24可以设置于电池监视单元6，也可以设置于控制部20。以下，以如图2所示地高电位侧异常检测部22及低电位侧异常检测部24设置于电池监视单元6的例子为代表例来进行说明。
如图1所示，在电池监视单元6被输入多个蓄电部92各自的两端电压(高电位侧端子的电压及低电位侧端子的电压)，如上所述，电池监视单元6能够对各蓄电部92的端子间电压进行检测。在图2中，在电池监视单元6中，将对各蓄电部92的端子间电压进行检测的功能表示为端子间电压检测部21，将端子间电压检测部21所检测的高电位侧蓄电部92A、92B、92C的各端子间电压分别示意性地表示为V1、V2、V3，将端子间电压检测部21所检测的低电位侧蓄电部92D的端子间电压示意性地表示为V4。
如图2所示，设置于电池监视单元6的高电位侧异常检测部22作为内部异常检测部23而发挥功能。该高电位侧异常检测部22在图1中示出的电源部91中对比保护继电器54靠高电位侧的部分31处的异常进行检测。在该例子中，靠高电位侧的部分31的位置相当于“预定的装置内部位置”的一例。在图1的例子中，电源部91中的比保护继电器54靠高电位侧的区域中的高电位侧蓄电部92A、92B、92C串联连接而成的部分为高电位侧的部分31。高电位侧异常检测部22将高电位侧蓄电部92A、92B、92C的各端子间电压V1、V2、V3分别与基准电压Vth进行比较，在至少端子间电压V1、V2、V3中的一个端子间电压小于基准电压Vth的情况下对控制部20输出第一异常信号(高电位侧异常信号)。相反地，在端子间电压V1、V2、V3均不小于基准电压Vth的情况下对控制部20不输出第一异常信号(高电位侧异常信号)。
设置于电池监视单元6的低电位侧异常检测部24在电源部91中对比保护继电器54靠低电位侧的部分32处的异常进行检测。在图1的例子中，电源部91中的比保护继电器54靠低电位侧的区域中的低电位侧蓄电部92D的部分为低电位侧的部分32。低电位侧异常检测部24将低电位侧蓄电部92D的端子间电压V4与基准电压Vth进行比较，在端子间电压V4小于基准电压Vth的情况下对控制部20输出第二异常信号(低电位侧异常信号)。相反地，在端子间电压V4不小于基准电压Vth的情况下对控制部20不输出第二异常信号(低电位侧异常信号)。
控制部20基于来自电池监视单元6的监视结果，选择性地进行第一切换控制、第二切换控制、第三切换控制中的某一个控制。此外，在图1、图2中，将从控制部20向保护继电器54提供的信号表示为信号Sa，将从控制部20向旁路继电器74提供的信号表示为信号Sb，将从控制部20向并联继电器64提供的信号表示为信号Sc。第一切换控制为使保护继电器54成为接通状态且使旁路继电器74成为断开状态且使并联继电器64成为断开状态的控制。控制部20在执行第一切换控制的情况下，提供指示接通动作的信号作为信号Sa，并提供指示断开动作的信号作为信号Sb、Sc。第二切换控制为使保护继电器54成为断开状态且使旁路继电器74成为接通状态且使并联继电器64成为断开状态的控制。控制部20在执行第二切换控制的情况下，提供指示接通动作的信号作为信号Sb，并提供指示断开动作的信号作为信号Sa、Sc。第三切换控制为使保护继电器54成为断开状态且使旁路继电器74成为断开状态且使并联继电器64成为接通状态的控制。控制部20在执行第三切换控制的情况下，提供指示接通动作的信号作为信号Sc，并提供指示断开动作的信号作为信号Sa、Sb。
控制部20在从电池监视单元6既未输出第一异常信号(高电位侧异常信号)也未输出第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，即，在从电池监视单元6提供既不是第一异常信号也不是第二异常信号的正常信号的情况下，进行第一切换控制。这样，控制部20以高电位侧异常检测部22未检测到高电位侧的部分31处的异常且低电位侧异常检测部24未检测到低电位侧的部分32处的异常作为条件来进行第一切换控制。
控制部20在从电池监视单元6输出第一异常信号(高电位侧异常信号)且未输出第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，进行第二切换控制。例如，如图4所示，在高电位侧蓄电部92A中发生短路故障而高电位侧异常检测部22检测到高电位侧蓄电部92A的端子间电压V1小于基准电压Vth的情况下，从电池监视单元6向控制部20提供第一异常信号(高电位侧异常信号)。据此，如图4所示，控制部20使保护继电器54成为断开状态，使旁路继电器74成为接通状态，使并联继电器64成为断开状态。通过这样在高电位侧异常检测部22检测到高电位侧的部分31处的异常的情况下使控制部20进行第二切换控制，停止从高电位侧蓄电部92A、92B、92C向第一导电路81的放电，而从低电位侧蓄电部92D经由旁路导电路72放电。此外，在这样进行第二切换控制的情况下，使电压转换部10的降压动作停止即可。
控制部20在从电池监视单元6未输出第一异常信号(高电位侧异常信号)且输出第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，进行第三切换控制。例如，如图5所示，在低电位侧蓄电部92D中发送短路故障而低电位侧异常检测部24检测到低电位侧蓄电部92D的端子间电压V4小于基准电压Vth的情况下，从电池监视单元6向控制部20提供第二异常信号(低电位侧异常信号)。据此，如图5所示，控制部20使保护继电器54成为断开状态，使旁路继电器74成为断开状态，使并联继电器64成为接通状态。通过这样在低电位侧异常检测部24检测到低电位侧的部分32处的异常的情况下使控制部20进行第三切换控制，以抑制低电位侧蓄电部92D的影响的形式从剩余的高电位侧蓄电部92A、92B、92C对第一导电路81供给电力。此外，在这样进行第三切换控制的情况下，使电压转换部10进行降压动作即可。
这样的控制部20的功能可以通过硬件电路来实现，也可以通过微型计算机等的软件处理来实现。以下，参照图3对通过软件处理来实现的例子进行说明。
控制部20与预定的开始条件的成立相应地执行图3的控制。具体地说，例如，在搭载有电源装置1的车辆处于启动状态的情况(例如，点火开关等的启动开关从断开状态切换为接通状态的情况)下执行图3所示的控制。此外，控制部20在开始执行图3所示的控制时执行第一切换控制作为默认的控制，在执行第一切换控制时使电压转换部10进行降压动作。
控制部20在开始了图3的控制的情况下，首先，进行步骤S1的处理，判断构成电源部91的多个蓄电部92的端子间电压V1、V2、V3、V4中的任一个端子间电压是否小于基准电压Vth。具体地说，在从电池监视单元6既未输出第一异常信号(高电位侧异常信号)也未输出第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，在步骤S1中为“否”，重复步骤S1的判断。即，在开始了图3的控制之后，在第一异常信号(高电位侧异常信号)及第二异常信号(低电位侧异常信号)均未被输出的期间，控制部20持续执行第一切换控制。因此，在该期间内，保护继电器54维持接通状态，旁路继电器74维持断开状态，并联继电器64维持断开状态。而且，在控制部20执行第一切换控制的期间，通过控制部20或未图示的控制电路来控制电压转换部10，电压转换部10继续进行降压动作以使期望的目标电压Vb(例如，12V)的电压施加于第二导电路82。
控制部20在步骤S1中判断为多个蓄电部92的端子间电压V1、V2、V3、V4中的任一个端子间电压小于基准电压Vth的情况下，在步骤S1中为“是”，进行步骤S2的判断。具体地说，在从电池监视单元6输出了第一异常信号(高电位侧异常信号)和第二异常信号(低电位侧异常信号)中的任一个异常信号的情况下，在步骤S1中为“是”，进行步骤S2的判断。
控制部20在步骤S2中判断低电位侧蓄电部92D的端子间电压V4是否小于基准电压Vth。控制部20在判断为低电位侧蓄电部92D的端子间电压V4小于基准电压Vth的情况下，具体地说，在从电池监视单元6未输出第一异常信号(高电位侧异常信号)而输出了第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，在步骤S2中为“是”，在步骤S4中进行第三切换控制。在该情况下，使保护继电器54成为断开状态，使旁路继电器74成为断开状态，使并联继电器64成为接通状态。通过这样的控制，来自剩余的高电位侧蓄电部92A、92B、92C的电力被供给到第一导电路81，通过电压转换部10来实现对施加于第一导电路81的电压进行降压并输出到第二导电路82的降压动作。因此，在低压系统的第二导电路82持续施加有期望的电压。
此外，在这样切换为第三切换控制的情况下，由于来自电源部91的输出电压降低，优选以不会达到过电压的方式使发电机94的发电电压降低。因此，控制部20在步骤S4中进行第三切换控制的情况下，对控制发电机94的发电机控制部95发送“是第三切换控制”的内容的信号(指示电压的抑制的抑制指示信号)。例如，控制部20在执行第三切换控制的过程期间，持续地输出上述抑制指示信号，发电机控制部95在控制部20进行第三切换控制的期间以使发电机94的输出电压(发电电压)低于通常时的发电电压(控制部20进行第一切换控制时的输出电压)的方式对发电机94进行控制。此外，控制部20在执行第一切换控制的过程期间对发电机控制部95输出预定的正常信号即可，在该情况下，发电机控制部95在控制部20进行第一切换控制的期间以使发电机94的输出电压(发电电压)为通常时的发电电压的方式对发电机94进行控制。
控制部20在步骤S2中判断为低电位侧蓄电部92D的端子间电压V4不小于基准电压Vth的情况下，具体地说，在从电池监视单元6输出第一异常信号(高电位侧异常信号)且未输出第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，在步骤S2中为“否”，在步骤S3中进行第二切换控制。在该情况下，使保护继电器54成为断开状态，使旁路继电器74成为接通状态，使并联继电器64成为断开状态。通过这样的控制，来自低电位侧蓄电部92D的电力经由旁路导电路72进行输送，在第二导电路82持续地施加有与低电位侧蓄电部92D的输出电压相同程度的电压。由于低电位侧蓄电部92D的充满电时的端子间电压为12V左右(即，与在执行第一切换控制时通过电压转换部10施加于第二导电路82的电压相同程度)，在执行第二切换控制时，易于向第二导电路82施加与正常时(执行第一切换控制时)相同程度的电压。
接着，例示本结构的效果。
图1等所示的电源装置1及控制装置2在控制部20进行第一切换控制时，保护继电器54成为接通状态，旁路继电器74成为断开状态。在处于该状态时，能够基于来自发电机94及电源部91的电力供给而向成为高压系统的导电路的第一导电路81施加相对较高的电压，并能够通过电压转换部10的动作对成为低压系统的导电路的第二导电路82施加被降压后的电压。由此，能够基于来自电源部91的电力向高压系统的导电路及低压系统的导电路均供给电力。另外，控制部20还能够进行第二切换控制，此时，保护继电器54成为断开状态，旁路继电器74成为接通状态。在由控制部20执行第二切换控制的情况下，由于保护继电器54成为断开状态，高电位侧蓄电部92A、92B、92C与低电位侧蓄电部92D之间(具体地说，高电位侧蓄电部92C与低电位侧蓄电部92D之间)被切换为非导通状态，由于旁路继电器74成为接通状态，从低电位侧蓄电部92D供给的电力经由旁路导电路72而向第二导电路82侧供给。由于是这样的结构，假设在作为电源部91(配置于高压侧的电源部)的一部分的高电位侧蓄电部92A、92B、92C中发生了异常的情况下，如果进行第二切换控制，则也能够将高电位侧蓄电部92A、92B、92C与低电位侧蓄电部92D之间可靠地切断，且能够向低压系统供给基于低电位侧蓄电部92D的电力，易于避免基于电源部91的电力不被供给到低压系统的情形。
控制装置2具有对电源部91中的比保护继电器54靠高电位侧的部分31处的异常进行检测的高电位侧异常检测部22。控制部20以如下的方式发挥功能：以高电位侧异常检测部22未检测到高电位侧的部分31处的异常作为条件来进行第一切换控制，在高电位侧异常检测部22检测到高电位侧的部分31处的异常的情况下进行第二切换控制。
该控制装置2中，由于控制部20以在比保护继电器54靠高电位侧的部分31处未检测到异常作为条件来进行第一切换控制，此时，能够将基于电源部91的电力既供给到高压系统的导电路，又供给到低压系统的导电路。另一方面，由于在比保护继电器54靠高电位侧的部分31处检测到异常的情况下控制部20进行第二切换控制，能够将存在于发生异常侧的高电位侧蓄电部(高电位侧蓄电部92A、92B、92C)与低电位侧蓄电部92D之间可靠地切断，能够抑制异常的影响波及到低电位侧蓄电部92D。而且，在这样抑制了异常的影响的状态下，能够对低压系统供给基于低电位侧蓄电部92D的电力。由此，即使在高电位侧蓄电部92A、92B、92C附近发生了异常的情况下，也易于稳定地对低压系统供给电力。
控制装置2具有如下的并联继电器64：并联连接于保护继电器54及低电位侧蓄电部92D，在处于接通状态时使高电位侧蓄电部92A、92B、92C(具体地说，高电位侧蓄电部92C)与第三导电路83(与在电源部91中电位最低的端子91B电连接的导电路)之间成为导通状态，在处于断开状态时使高电位侧蓄电部92C与第三导电路83之间成为非导通状态。控制部20为至少进行使保护继电器54成为断开状态且使并联继电器64成为接通状态的第三切换控制的结构，且以在执行第一切换控制及第二切换控制时使并联继电器64成为断开状态的方式发挥功能。
该控制装置2在控制部20进行第三切换控制的情况下使保护继电器54成为断开状态，使并联继电器64成为接通状态。即，成为低电位侧蓄电部92D与高电位侧蓄电部之间被电切断且高电位侧蓄电部92C与第三导电路83之间导通的状态。因此，假设在低电位侧蓄电部92D中发生了异常的情况下，如果进行第三切换控制，则也能够在抑制在低电位侧蓄电部92D中产生的异常的影响的同时向第一导电路81供给基于高电位侧蓄电部92A、92B、92C的电力，还能够通过电压转换部10的动作对成为低压系统的导电路的第二导电路82施加被降压后的电压。
控制装置2具有对电源部91中的比保护继电器54靠低电位侧的部分32处的异常进行检测的低电位侧异常检测部24。控制部20以如下的方式发挥功能：以低电位侧异常检测部24未检测到低电位侧的部分32处的异常作为条件来进行第一切换控制，在低电位侧异常检测部24检测到低电位侧的部分32处的异常的情况下进行第三切换控制。
该控制装置2中，由于控制部20以在比保护继电器54靠低电位侧的部分32处未检测到异常作为条件来进行第一切换控制，此时，能够将基于电源部91的电力既供给到高压系统的导电路，又供给到低压系统的导电路。另一方面，由于在比保护继电器54靠低电位侧的部分32处检测到异常的情况下控制部20进行第三切换控制，能够将存在于发生异常侧的低电位侧蓄电部92D与高电位侧蓄电部(高电位侧蓄电部92A、92B、92C)之间可靠地切断，能够抑制异常的影响波及到高电位侧蓄电部92A、92B、92C。而且，在这样抑制了异常的影响的状态下，能够对低压系统供给基于高电位侧蓄电部92A、92B、92C的电力。由此，即使在低电位侧蓄电部92D附近发生了异常的情况下，也易于稳定地对低压系统供给电力。
＜实施例2＞
接着，对实施例2进行说明。
实施例2的车载用电源装置201(以下，也称为电源装置201)仅在设置有二极管274来代替旁路继电器74这点、省略在第一切换控制、第二切换控制、第三切换控制中与旁路继电器74相关的控制这点上与实施例1的电源装置1不同，除此以外与实施例1相同。实施例2的车载用电源部的控制装置202(以下，也称为控制装置202)也仅在这些点上与实施例1的控制装置2不同，除此以外与实施例1的控制装置2相同。另外，车载用电源系统200也仅在这些点上与在实施例1中说明的车载用电源系统100不同，除此以外与图1等所示的车载用电源系统100相同。因此，在以下的实施例2的说明中，对于与在实施例1中说明的结构相同的点省略详细的说明，对于与在实施例1中说明的结构相同的点，在图6中标注与实施例1的结构(图1等)相同的附图标记。
在实施例2中设置有旁路电路部270来代替旁路电路部70(图1)。在该结构中也设置有与实施例1相同的旁路导电路72，成为从电源部91中的蓄电部之间的第一位置P1向第二导电路82供给电力的路径。在该旁路导电路72设置有二极管274来代替旁路继电器74(图1)。二极管274设于旁路导电路72，阳极电连接于第一位置P1侧，阴极电连接于第二导电路82侧。
在实施例2中，电池监视单元6也与实施例1同样地构成，与实施例1同样地发挥功能。控制部20在从电池监视单元6既未输出第一异常信号(高电位侧异常信号)也未输出第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，进行第一切换控制。这样，控制部20以高电位侧异常检测部22未检测到高电位侧的部分31处的异常且低电位侧异常检测部24未检测到低电位侧的部分32处的异常作为条件来进行第一切换控制。在第一切换控制中，使保护继电器54成为接通状态，使并联继电器64成为断开状态。
控制部20在从电池监视单元6输出第一异常信号(高电位侧异常信号)且未输出第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，进行第二切换控制。在第二切换控制中，使保护继电器54成为断开状态，使并联继电器64也成为断开状态。在这样进行第二切换控制的情况下，使电压转换部10的降压动作停止即可。在该情况下，虽然经由电压转换部10的电力供给停止，如果第二导电路82的电压降低到某种程度，则来自低电位侧蓄电部92D的电力立即经由二极管供给到第二导电路82。由此，迅速地维持向低压系统的电力供给。
控制部20在从电池监视单元6未输出第一异常信号(高电位侧异常信号)且输出第二异常信号(低电位侧异常信号)的情况下，进行第三切换控制。在第三切换控制中，使保护继电器54成为断开状态，使并联继电器64成为接通状态。在这样进行第三切换控制的情况下，使电压转换部10进行降压动作。
这样，在图6所示的控制装置202中也在控制部20进行第一切换控制时使保护继电器54成为接通状态。在处于该状态时，能够基于来自电源部91的电力供给而向成为高压系统的导电路的第一导电路81施加相对较高的电压，并能够通过电压转换部10的动作对成为低压系统的导电路的第二导电路82施加被降压后的电压。由此，能够基于来自电源部91的电力向高压系统的导电路及低压系统的导电路均供给电力。另外，控制部20还能够进行第二切换控制，此时，保护继电器54成为断开状态。在由控制部20执行第二切换控制的情况下，由于保护继电器54成为断开状态，高电位侧蓄电部与低电位侧蓄电部92D之间被切换为非导通状态。此时，即使未从电压转换部10对第二导电路82输出期望的电压，如果设置于旁路导电路72的二极管274的阴极侧的电位一定程度低于阳极侧的电位，则来自低电位侧蓄电部92D的放电电流也经由旁路导电路72流入到第二导电路82侧。由于是这样的结构，假设在作为电源部91(配置于高压侧的电源部)的一部分的高电位侧蓄电部中发生了异常的情况下，如果进行第二切换控制，则也能够将高电位侧蓄电部与低电位侧蓄电部92D之间可靠地切断，且能够向低压系统供给基于低电位侧蓄电部92D的电力，易于避免基于电源部91的电力不被供给到低压系统的情形。
＜其他实施例＞
本发明不限定于通过上述记载及附图来说明的实施例，例如以下这样的实施例也包含在本发明的技术范围内。
在上述的实施例中，示出了由四个蓄电部92构成电源部91的例子，但构成电源部91的蓄电部92的数量也可以是除了四个以外的多个。
在上述的实施例中，示出了设置有并联电路部60的例子，但也可以是未设置并联电路部60的结构。
在实施例2中，使用了构成为单体结构的二极管274，但也可以以与图6的二极管274同样的配置设置MOSFET的体二极管。在该情况下，也可以是，在高电位侧异常检测部检测到高电位侧的部分处的异常的情况下进行与实施例1相同的第二切换控制，使MOSFET进行接通动作。
在上述的实施例中，例示了高电位侧异常检测部22作为内部异常检测部23，但也可以是，代替高电位侧异常检测部22或与高电位侧异常检测部22并用地设置对电压转换部10的异常进行检测的电压转换部异常检测部。在该例中，至少电压转换部10的位置相当于“预定的装置内部位置”的一例。在该情况下，电压转换部异常检测部例如可以将从电压转换部10输出的输出电流、输入到电压转换部10的输入电流达到预定的电流阈值以上的过电流状态时设为“预定的装置内部位置的异常”，也可以将从电压转换部10输出的输出电压、输入到电压转换部10的输入电压达到预定的第一电压阈值以上或预定的第二电压阈值以下的电压异常状态时设为“预定的装置内部位置的异常”。或者，也可以将电压转换部10的预定位置的温度(例如，开关元件附近的温度)达到预定的温度阈值以上的过升温状态时设为“预定的装置内部位置的异常”。在该例中，在电压转换部异常检测部未检测到上述“预定的装置内部位置的异常”的情况下切换为第一切换控制，在电压转换部异常检测部检测到“预定的装置内部位置的异常”的情况下切换为第二切换控制即可。
附图标记说明
1、201…车载用电源装置
2、202…车载用电源部的控制装置
10…电压转换部
20…控制部
22…高电位侧异常检测部
23…内部异常检测部
24…低电位侧异常检测部
31…高电位侧的部分
32…低电位侧的部分
54…保护继电器
64…并联继电器
72…旁路导电路
74…旁路继电器
81…第一导电路
82…第二导电路
83…第三导电路
91…车载用电源部
92…蓄电部
92A、92B、92C…高电位侧蓄电部
92D…低电位侧蓄电部
274…二极管。

Claims (7)

1.一种车载用电源部的控制装置，具有：
电压转换部，连接于第一导电路和第二导电路，进行对施加于所述第一导电路的电压进行降压而施加于所述第二导电路的降压动作，所述第一导电路是从具备串联连接的多个蓄电部的车载用电源部供给电力的路径，所述第二导电路为向负载供给电力的路径；
旁路导电路，为从所述车载用电源部中的蓄电部之间的第一位置向所述第二导电路供给电力的路径；
旁路继电器，设于所述旁路导电路，在处于接通状态时允许从所述第一位置侧向所述第二导电路侧的电力供给，在处于断开状态时切断从所述第一位置侧向所述第二导电路侧的电力供给；
保护继电器，在所述车载用电源部中与多个所述蓄电部串联连接且在比所述第一位置靠高电位侧处配置于蓄电部之间，在处于接通状态时，将在所述车载用电源部中配置于比自身靠低电位侧处的低电位侧蓄电部与配置于比自身靠高电位侧处的高电位侧蓄电部之间的蓄电部间路径切换为导通状态，在处于断开状态时，将所述蓄电部间路径切换为非导通状态；及
控制部，至少在使所述保护继电器成为接通状态且使所述旁路继电器成为断开状态的第一切换控制与使所述保护继电器成为断开状态且使所述旁路继电器成为接通状态的第二切换控制之间进行切换。
2.一种车载用电源部的控制装置，具有：
电压转换部，连接于第一导电路和第二导电路，进行对施加于所述第一导电路的电压进行降压而施加于所述第二导电路的降压动作，所述第一导电路是从具备串联连接的多个蓄电部的车载用电源部供给电力的路径，所述第二导电路为向负载供给电力的路径；
旁路导电路，为从所述车载用电源部中的蓄电部之间的第一位置向所述第二导电路供给电力的路径；
二极管，设于所述旁路导电路，该二极管的阳极电连接于所述第一位置侧，该二极管的阴极电连接于所述第二导电路侧；
保护继电器，在所述车载用电源部中与多个所述蓄电部串联连接且在比所述第一位置靠高电位侧处配置于蓄电部之间，在处于接通状态时，将在所述车载用电源部中配置于比自身靠低电位侧处的低电位侧蓄电部与配置于比自身靠高电位侧处的高电位侧蓄电部之间的蓄电部间路径切换为导通状态，在处于断开状态时，将所述蓄电部间路径切换为非导通状态；及
控制部，至少在使所述保护继电器成为接通状态的第一切换控制与使所述保护继电器成为断开状态的第二切换控制之间进行切换。
3.根据权利要求1或2所述的车载用电源部的控制装置，其中，
具有内部异常检测部，该内部异常检测部对比所述保护继电器靠高电位侧处的预定的装置内部位置的异常进行检测，
所述控制部在所述内部异常检测部未检测到所述预定的装置内部位置的异常的情况下切换为所述第一切换控制，在所述内部异常检测部检测到所述装置内部位置的异常的情况下切换为所述第二切换控制。
4.根据权利要求3所述的车载用电源部的控制装置，其中，
所述内部异常检测部具备高电位侧异常检测部，该高电位侧异常检测部对所述车载用电源部中的比所述保护继电器靠高电位侧的部分处的异常进行检测，
所述控制部在所述高电位侧异常检测部未检测到所述高电位侧的部分处的异常的情况下切换为所述第一切换控制，在所述高电位侧异常检测部检测到所述高电位侧的部分处的异常的情况下切换为所述第二切换控制。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车载用电源部的控制装置，其中，
具有并联继电器，该并联继电器与所述保护继电器及所述低电位侧蓄电部并联连接，在处于接通状态时使所述高电位侧蓄电部与第三导电路之间成为导通状态，在处于断开状态时使所述高电位侧蓄电部与所述第三导电路之间成为非导通状态，所述第三导电路是与在所述车载用电源部中电位最低的端子电连接的导电路，
所述控制部构成为能够切换为使所述保护继电器成为断开状态且使所述并联继电器成为接通状态的第三切换控制，并在执行所述第一切换控制及所述第二切换控制时使所述并联继电器成为断开状态。
6.根据权利要求5所述的车载用电源部的控制装置，其中，
具有低电位侧异常检测部，该低电位侧异常检测部对所述车载用电源部中的比所述保护继电器靠低电位侧的部分处的异常进行检测，
所述控制部在所述低电位侧异常检测部未检测到所述低电位侧的部分处的异常的情况下切换为所述第一切换控制，在所述低电位侧异常检测部检测到所述低电位侧的部分处的异常的情况下切换为所述第三切换控制。
7.一种车载用电源装置，具备：
权利要求1～6中任一项所述的车载用电源部的控制装置；及
所述车载用电源部。
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