CN111801866A - 电力供给控制装置 - Google Patents

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CN111801866A
CN111801866A CN201980016743.9A CN201980016743A CN111801866A CN 111801866 A CN111801866 A CN 111801866A CN 201980016743 A CN201980016743 A CN 201980016743A CN 111801866 A CN111801866 A CN 111801866A
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switching circuit
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小野山洋纪
萩原延寿
大下慎史
高吉健一
松本拓巳
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Abstract

电力供给控制装置具备对于切换从电源向负载的负载电流的供给的接通和断开的开关电路的接通和断开进行控制的控制部。控制部执行如下处理：判定处理(S30、S40)，在从开关输入检测部接收到动作指示时，基于从电压检测部接收到的电源电压值和预先保存于存储部的负载电流值，判定在使开关电路接通的情况下电源电压值是否下降至允许电压值以下；及开关控制处理(S50、S80)，在判定处理中判定为电源电压值未下降至允许电压值以下的情况下，使开关电路接通，在判定处理中判定为电源电压值下降至所述允许电压值以下的情况下，不使开关电路接通。

Description

电力供给控制装置
技术领域
本说明书公开的技术涉及电力供给控制装置，详细而言，涉及以能够在允许范围内使用向负载供给电力的电源的方式控制从电源向负载的电力供给的技术。
背景技术
以往，作为以能够在允许范围内使用向负载供给电力的电源的方式控制从电源向负载的电力供给的技术，例如已知有专利文献1记载的技术。在专利文献1中，设有基于负载电流值来检测总电流值的电源管理单元，电源管理单元在总电流值超过阈值的情况下，基于规定的优先顺位，从动作优先顺位低的负载起使其停止。由此，公开了在总电流值产生了异常的情况下，抑制全部的负载的动作停止的情况并使总电流值返回允许值的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-200100号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而，在上述专利文献1记载的技术中，在电源管理单元产生了不良情况时，可能无法控制负载电流。当无法控制负载电流时，特别是电源为蓄电池的情况下，存在蓄电池用尽的可能性、在将负载断开之前蓄电池电压下降的可能性。因此，希望一种能够通过不具备电源管理单元的简易的结构，以能够在允许范围内使用向负载供给电力的电源的方式控制向负载的电力供给的技术。
因此，本说明书公开的技术提供一种通过简易的结构、能在电源的允许范围内进行从电源向负载的电力供给的电力供给控制装置。
用于解决课题的方案
本说明书公开的电力供给控制装置是连接于从电源向负载供给电力的供电通路并控制从所述电源向所述负载的电力供给的电力供给控制装置，所述电力供给控制装置具备：开关电路，连接于所述供电通路，切换从所述电源向所述负载的负载电流的供给的接通和断开；电压检测部，检测所述电源的电源电压值；电流检测部，检测所述负载电流；存储部，保存所述负载电流的值即负载电流值；开关输入检测部，与进行用户对所述负载的动作指示的用户开关连接，检测来自所述用户开关的开关信号的输入；及控制部，控制所述开关电路的接通和断开，所述控制部执行如下处理：判定处理，在从所述开关输入检测部接收到所述动作指示时，基于从所述电压检测部接收到的所述电源电压值和预先保存于所述存储部的所述负载电流值，判定在使所述开关电路接通的情况下所述电源电压值是否下降至允许电压值以下；及开关控制处理，在所述判定处理中判定为所述电源电压值未下降至所述允许电压值以下的情况下，使所述开关电路接通，在所述判定处理中判定为所述电源电压值下降至所述允许电压值以下的情况下，不使所述开关电路接通。
根据本结构，控制部基于检测到的电源电压值和预先保存于存储部的负载电流值，判定在使向负载供给电力的开关电路接通的情况下电源电压值是否下降至允许电压值以下，在判定为电源电压值下降至允许电压值以下的情况下，不使开关电路接通。由此，不用具备电源管理单元而能在电源的允许范围内进行。即，根据本结构的电力供给控制装置，能通过简易的结构在电源的允许范围内进行从电源向负载的电力供给。
在上述电力供给控制装置中，也可以是，所述控制部在所述开关控制处理中使所述开关电路接通之后，还执行判定所述电源电压值是否下降至所述允许电压值以下的电压下降判定处理。
根据本结构，在开关控制处理后，在由于负载的变动或设置环境的变化等而电源电压下降至允许电压值以下的情况下，对应于此，能够将负载断开。即，在开关控制处理中进行将开关电路接通的控制而使负载成为了接通状态之后，在电源电压下降至允许电压值以下的情况下，能够使负载断开。
另外，在上述电力供给控制装置中，也可以是，所述控制部在所述开关控制处理中不使所述开关电路接通之后，还执行判定所述电源电压值是否上升至所述允许电压值以上的电压上升判定处理。
根据本结构，在开关控制处理后，在由于负载的变动或设置环境的变化等而电源电压上升至允许电压值以上的情况下，对应于此，能够将负载接通。即，在开关控制处理中进行不使开关电路接通的控制而使负载成为了断开状态之后，在电源电压上升至允许电压值以上的情况下，能够使负载接通。
另外，在上述电力供给控制装置中，也可以是，所述存储部保存检测到的所述负载电流值中的最大的负载电流值，所述控制部基于所述电源电压值和在所述存储部中保存的所述最大的负载电流值来执行所述判定处理。
根据本结构，能在负载电流值的最严格的条件下进行判定处理。由此，能够可靠地防止由于电源电压的下降而产生的不良情况。例如，在电源为车辆的蓄电池的情况下，能够可靠地防止发动机停止(engine stop)。
另外，在上述电力供给控制装置中，也可以是，所述存储部保存表示电源电压与所述负载电流的关系的映射，该映射包含使所述开关电路接通的接通区域和不使所述开关电路接通的不可接通区域，所述控制部参照所述映射进行所述判定处理。
根据本结构，通过参照映射，能简易地进行判定处理。
另外，在上述电力供给控制装置中，也可以是，所述存储部保存所述接通区域和所述不可接通区域不同的多个映射，所述控制部在执行所述判定处理时，参照多个映射中的一个映射来进行。
根据本结构，多个映射设为例如与电源的时效变化或环境温度相对应的多个映射，由此能进行更可靠的判定处理。
另外，在上述电力供给控制装置中，也可以是，所述多个映射是与所述电源的时效变化相对应的多个映射，所述控制部参照与所述电源的时效变化相对应的所述多个映射中的一个映射来进行所述判定处理。
根据本结构，能进行向与电源的时效变化相对应的、例如与时效引起的电源的内部电阻的增加产生的电源电压的下降相对应的负载的电力供给控制。
另外，在上述电力供给控制装置中，也可以是，所述负载由多个负载构成，所述开关电路与各负载相对应地设置，所述开关输入检测部检测来自与各负载相对应的用户开关的开关信号的输入，所述存储部保存与各负载对应的负载电流值和将由多个负载产生的负载电流值进行了总计而得到的总负载电流值作为所述负载电流值，所述控制部在判定处理中，基于从所述电压检测部接收到的所述电源电压值和预先保存于所述存储部的各负载电流值和所述总负载电流值，判定在使与进行了动作指示的负载相对应的开关电路接通的情况下所述电源电压值是否下降至允许电压值以下。
根据本结构，在控制部进行多个负载的电力供给控制的情况下，通过简易的结构能在电源的允许范围内进行从电源向负载的电力供给。
发明效果
根据本说明书公开的电力供给控制装置，通过简易的结构，能在电源的允许范围内进行从电源向负载的电力供给。
附图说明
图1是本发明的一实施方式的电力供给控制装置的概略性的框图。
图2是表示向负载的电力供给控制的概略性的流程图。
图3是表示电源电压和负载电流的接通区域、不可接通区域的概略性的映射。
图4是表示图3所示的映射的另一例的映射。
具体实施方式
<实施方式>
参照图1～图3，说明本发明的一实施方式。
1.电路结构
如图1所示，电力供给控制装置10在蓄电池(“电源”的一例)Ba与负载50之间连接于从蓄电池Ba向负载50供给电力的供电通路41，控制从蓄电池Ba向负载50的电力供给。在本实施方式中，电力供给控制装置10是搭载于汽车的ECU(电子控制单元)，蓄电池Ba是搭载于汽车的车载用蓄电池。需要说明的是，电力供给控制装置及电源并不局限于ECU及车载用蓄电池。
电力供给控制装置10包括电压检测部11、开关输入检测部12、控制部20及IPS(Intelligent Power Switch：智能功率开关)30。
IPS30包括半导体开关元件(“开关电路”的一例)31、电流传感器(“电流检测部”的一例)32及逻辑电路33。在本实施方式中，半导体开关元件31由n沟道MOSFET构成，对从蓄电池Ba向负载50的通电电流Ir进行接通和断开。而且，电流传感器32由感测MOSFET构成。需要说明的是，开关电路并不局限于半导体开关元件，而且，电流传感器并不局限于感测MOSFET。
电流传感器32生成与负载电流Ir具有规定的比率关系的感测电流Isens。感测电流Isens例如由未图示的电流电压转换电路转换成与感测电流Isens具有比例关系的感测电压信号，作为感测电压信号向控制部20供给。
电压检测部11检测蓄电池Ba的电源电压Vb。开关输入检测部12与进行用户对负载50的动作指示的用户开关SW1连接，检测来自用户开关SW1的开关信号Ssw向电力供给控制装置10的输入。
控制部20例如包括CPU21及存储器(“存储部”的一例)22，控制半导体开关元件31的接通和断开。存储器22保存CPU21执行的各种程序、与程序的执行相伴的检测值例如负载电流值等。
2.向负载的电力供给控制
接下来，参照图2及图3，说明向负载50的电力供给控制。电力供给控制通过控制部20，详细而言，通过CPU21，按照规定程序执行。
在电力供给控制中，CPU21首先从开关输入检测部12取得用户开关SW1的信息(开关信号Ssw的信息)，并从电压检测部11取得电源电压(蓄电池电压)Vb(步骤S10)。需要说明的是，虽然在图2中未示出，但是CPU21每规定时间地从电压检测部11取得蓄电池电压Vb。
接下来，基于开关信号Ssw的信息，判定用户开关SW1是否被接通(步骤S20)。在判定为用户开关SW1未被接通的情况下(步骤S20：否)，返回步骤S10的处理。另一方面，在判定为用户开关SW1被接通的情况下(步骤S20：是)，向步骤S30的处理转移。
在步骤S30中，CPU21参照图3所示那样的、保存于存储器22的、表示负载电流与电源电压之间的关系的负载电流-电源电压映射(以下，仅记为“映射”)MP(详细而言，参照映射数据)，按照用户的指示来判定是否可以将负载50接通。即，CPU21基于从电压检测部11接收的蓄电池电压值Vb和预先保存于存储器22的负载电流值Ir，在使半导体开关元件31接通的情况下，参照映射MP来判定蓄电池电压值Vb是否下降至允许电压值以下。这样，通过参照映射MP，能简易地进行判定处理。
映射MP由通过负载电流和电源电压决定的点P的数据(坐标数据)形成，包括使半导体开关元件31接通的接通区域ARon和不使半导体开关元件31接通的不可接通区域(NG区域)ARng。即，接通区域ARon是在将半导体开关元件31接通而使负载电流值Ir流动时不使蓄电池电压值Vb下降至允许电压值以下的区域。另一方面，不可接通区域(NG区域)ARng是在将半导体开关元件31接通而使负载电流值Ir流动时蓄电池电压值Vb下降至允许电压值以下的区域。
在映射MP中，区分接通区域ARon与不可接通区域ARng的区分线LB由虚线表示。接通区域ARon和不可接通区域ARng例如通过实验等事先对应于负载50来决定。此时，接通区域ARon将由负载电流值Ir引起的蓄电池电压值Vb的电压下降量加入考虑来决定。需要说明的是，接通区域ARon与不可接通区域ARng的区分也可以取代区分线LB而由具有规定的电压幅度的区分区域进行区分。
需要说明的是，在步骤S30的处理中，负载电流Ir使用保存于存储器22的、与本次以前的负载接通时的电流值或负载50对应的初期值。步骤S30的处理是“判定处理”的一例。
在步骤S30的判定处理中，在判定为负载电流Ir与电源电压Vb的关系(映射MP上的位置)处于图3的点P1表示的接通区域ARon的情况下(步骤S40：是)，CPU21使半导体开关元件31接通而将负载50接通(步骤S50)。具体而言，向IPS30供给使半导体开关元件31接通的接通信号，使半导体开关元件31接通，向负载50供给电力。步骤S50的处理相当于“开关控制处理”。
此时，CPU21基于由电流传感器32检测到的感测电流Isens而取得负载电流值Ir(对于负载电流和负载电流值，标注同一标号“Ir”)，作为负载电流信息而保存于存储器22(步骤S60)。此时，在本实施方式中，仅在本次接通时的负载电流值Ir为到目前为止的最大电流值Imax的情况下，进行更新并保存。即，在存储器22保存有负载电流值Ir的最大值Imax作为负载电流信息，在下次的接通时，在步骤S30的判定中使用最大值Imax。
接下来，CPU21判定从电压检测部11取得的蓄电池电压Vb在负载50的接通期间是否下降至映射MP的断开区域(NG区域)ARng(步骤S70)。步骤S70的处理相当于“电压下降判定处理”。
在判定为蓄电池电压Vb下降至NG区域ARng的情况下(步骤S70：是)，向步骤S80转移，将半导体开关元件31断开，使向负载50的电力供给停止而使负载50断开。该情况的在映射MP上的推移如图3的从点P3起的箭头表示。另一方面，在判定为蓄电池电压Vb未下降至NG区域ARng的情况下(步骤S70：否)，继续向负载50的电力供给。
这样，通过步骤S70的处理，在步骤S50的开关控制处理后，由于负载50的变动或设置环境的变化等而蓄电池电压Vb下降至允许电压值以下的情况下，对应于此，能够将负载50断开。即，在开关控制处理中进行将半导体开关元件31接通的控制而使负载50成为了接通状态之后，在蓄电池电压Vb下降至允许电压值以下的情况下，能够使负载50断开。
另外，在步骤S30的判定处理中，在判定为负载电流Ir与电源电压Vb的关系(映射MP上的位置)处于图3的点P2表示的断开区域(NG区域)ARng的情况下(步骤S40：否)，CPU21与用户的接通指示无关地不使半导体开关元件31接通而将负载50维持为断开状态(步骤S80)。具体而言，不向IPS30供给使半导体开关元件31接通的接通信号。由此，不进行向负载50的电力供给。步骤S80的处理相当于“开关控制处理”。
接下来，CPU21判定从电压检测部11取得的蓄电池电压Vb在负载50的接通期间是否从映射MP的NG区域ARng上升至接通区域ARon(步骤S90)。步骤S70的处理相当于“电压上升判定处理”。
在判定为蓄电池电压Vb上升至接通区域ARon的情况下(步骤S90：是)，向步骤S50转移，将半导体开关元件31接通，使向负载50的电力供给开始而使负载50接通。该情况的在映射MP上的推移由图3的从点P4起的箭头表示。
另一方面，在判定为蓄电池电压Vb未上升至接通区域ARon的情况下(步骤S90：否)，不进行向负载50的电力供给，将负载50维持为断开状态。
这样，通过步骤S90的处理，在步骤S80的开关控制处理后，在由于负载50的变动或设置环境的变化等而蓄电池电压Vb上升至允许电压值以上的情况下，对应于此，能够将负载50接通。即，在开关控制处理中，进行将半导体开关元件31不接通的控制而使负载50成为断开状态之后，在蓄电池电压Vb上升至允许电压值以上的情况下，能够使负载50接通。
3.实施方式的效果
控制部20(CPU21)基于检测到的电源电压值Vb和预先保存于存储器22的负载电流值Ir，判定在向负载50供给电力的使半导体开关元件31接通的情况下电源电压值Vb是否下降至允许电压值以下，在判定为电源电压值下降至允许电压值以下的情况下，不使半导体开关元件31接通。由此，不用具备电源管理单元而在蓄电池Ba的允许电压值以上进行。即，根据本实施方式的电力供给控制装置10，通过简易的结构能在蓄电池Ba的允许范围内进行从蓄电池Ba向负载50的电力供给。
另外，控制部20基于蓄电池电压Vb和最大负载电流值Imax来执行步骤S30的判定处理。在该情况下，在图3的映射MP中，在蓄电池电压Vb相同的情况下，负载电流值Ir越大，则映射上的点P越位于NG区域ARng。因此，能在负载电流值Ir的最严格的条件下进行判定处理。由此，能够可靠地防止由于蓄电池电压Vb的下降而产生的不良情况。例如，能够可靠地防止车辆的发动机停止(engine stop)。
<其他的实施方式>
本发明没有限定为由上述记述及附图说明的实施方式，例如下面那样的实施方式也包含于本发明的技术范围。
(1)在上述实施方式中，示出了在存储器22保存有负载电流值Ir的最大值Imax作为在步骤S30的判定处理中利用的负载电流信息的例子，但是并不局限于此。例如，作为负载电流信息，可以保存本次检测出的负载电流值Ir，或者也可以保存比最大值Imax小的规定值。
(2)在上述实施方式中，示出了参照映射MP进行图2的步骤S30的判定处理的例子，但是并不局限于此。例如，也可以仅基于电源电压值Vb和预先保存于存储器22的负载电流值Ir进行。在该情况下，只要将由负载电流值Ir引起的电源电压值Vb的电压下降量事先或者通过学习而保存于存储器22等即可。
(3)在上述实施方式中，如图3所示，示出了存储器22将接通区域ARon和不可接通区域ARng设为一个种类而保存一个映射MP，基于一个映射MP而CPU21执行判定处理的例子，但是并不局限于此。例如，也可以如图4所示，将接通区域ARon和不可接通区域ARng不同的多个(在图4中为2个)映射MP保存于存储器22，在执行判定处理时，参照多个映射MP中的任一个映射MP来执行判定处理。在该情况下，多个映射MP通过设为例如与电源Ba的时效变化相对应的或者与设置环境(温度等)相对应的多个映射MP，能进行更适当的判定处理。由此，能可靠地进行开关电路的接通和断开控制，即，向负载50的电力供给的接通和断开控制。需要说明的是，在图4中，示出由于不同的区分线LB1、LB2而映射存在映射M1和映射M2这2个种类的情况。
此时，多个映射MP是与电源的时效变化相对应的多个映射，控制部20也可以参照与电源的时效变化相对应的多个映射MP中的1个映射MP来进行判定处理。在该情况下，在与电源Ba的时效变化相对应的、例如由于时效引起的电源的内部电阻的增加而电源电压Vb下降的情况下能进行更适当的判定处理(参照图4的区分线LB1、LB2)。
(4)在上述实施方式中，示出了控制部20进行向一个负载50的电力供给控制的例子，但是并不局限于此。控制部20也可以进行向多个负载50的电力供给控制。在该情况下，IPS30(开关电路31、电流传感器32)及用户开关SW对应于各负载50而设置，开关输入检测部12检测与各负载50对应的来自用户开关SW的开关信号Ssw的输入。而且，存储器22保存与各负载对应的负载电流值Ir和将由多个负载产生的负载电流值进行了总计的总负载电流值作为负载电流值Ir，控制部20在判定处理中，基于从电压检测部11接受到的电源电压值Vb和预先保存于存储器22的各负载电流值Ir和总负载电流值，在使与作出了动作指示的负载对应的开关电路31接通的情况下，只要判定电源电压值是否下降至允许电压值以下即可。
在该情况下，即使在控制部20进行多个负载50的电力供给控制时，也能够利用简易的结构在电源Ba的允许范围内进行从电源Ba向多个负载50的电力供给。
标号说明
10…电力供给控制装置
11…电压检测部
12…开关输入检测部
20…控制部
21…CPU(控制部)
22…存储器(存储部)
31…半导体开关(开关电路)
32…电流传感器(电流检测部)
40…供电通路
ARng…NG区域(不可接通区域)
ARon…接通区域
Ba…蓄电池(电源)
Ir…负载电流
MP…表示电源电压-负载电流的映射
SW1…用户开关
Vb…蓄电池电压(电源电压)。

Claims (8)

1.一种电力供给控制装置，连接于从电源向负载供给电力的供电通路，控制从所述电源向所述负载的电力供给，其中，
所述电力供给控制装置具备：
开关电路，连接于所述供电通路，切换从所述电源向所述负载的负载电流的供给的接通和断开；
电压检测部，检测所述电源的电源电压值；
电流检测部，检测所述负载电流；
存储部，保存所述负载电流的值即负载电流值；
开关输入检测部，与进行用户对所述负载的动作指示的用户开关连接，检测来自所述用户开关的开关信号的输入；及
控制部，控制所述开关电路的接通和断开，
所述控制部执行如下处理：
判定处理，在从所述开关输入检测部接收到所述动作指示时，基于从所述电压检测部接收到的所述电源电压值和预先保存于所述存储部的所述负载电流值，判定在使所述开关电路接通的情况下所述电源电压值是否下降至允许电压值以下；及
开关控制处理，在所述判定处理中判定为所述电源电压值未下降至所述允许电压值以下的情况下，使所述开关电路接通，在所述判定处理中判定为所述电源电压值下降至所述允许电压值以下的情况下，不使所述开关电路接通。
2.根据权利要求1所述的电力供给控制装置，其中，
所述控制部在所述开关控制处理中使所述开关电路接通之后，还执行判定所述电源电压值是否下降至所述允许电压值以下的电压下降判定处理。
3.根据权利要求1所述的电力供给控制装置，其中，
所述控制部在所述开关控制处理中不使所述开关电路接通之后，还执行判定所述电源电压值是否上升至所述允许电压值以上的电压上升判定处理。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电力供给控制装置，其中，
所述存储部保存检测到的所述负载电流值中的最大的负载电流值，
所述控制部基于所述电源电压值和在所述存储部中保存的所述最大的负载电流值来执行所述判定处理。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电力供给控制装置，其中，
所述存储部保存表示电源电压与所述负载电流的关系的映射，该映射包含使所述开关电路接通的接通区域和不使所述开关电路接通的不可接通区域，
所述控制部参照所述映射进行所述判定处理。
6.根据权利要求5所述的电力供给控制装置，其中，
所述存储部保存所述接通区域和所述不可接通区域不同的多个映射，
所述控制部在执行所述判定处理时，参照多个映射中的一个映射来进行。
7.根据权利要求6所述的电力供给控制装置，其中，
所述多个映射是与所述电源的时效变化相对应的多个映射，
所述控制部参照与所述电源的时效变化相对应的所述多个映射中的一个映射来进行所述判定处理。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的电力供给控制装置，其中，
所述负载由多个负载构成，
所述开关电路与各负载相对应地设置，
所述开关输入检测部检测来自与各负载相对应的用户开关的开关信号的输入，
所述存储部保存与各负载对应的负载电流值和将由多个负载产生的负载电流值进行了总计而得到的总负载电流值作为所述负载电流值，
所述控制部在判定处理中，基于从所述电压检测部接收到的所述电源电压值和预先保存于所述存储部的各负载电流值和所述总负载电流值，判定在使与进行了动作指示的负载相对应的开关电路接通的情况下所述电源电压值是否下降至允许电压值以下。
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