CN117678135A - 电力供给装置 - Google Patents

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CN117678135A CN202180100364.5A CN202180100364A CN117678135A CN 117678135 A CN117678135 A CN 117678135A CN 202180100364 A CN202180100364 A CN 202180100364A CN 117678135 A CN117678135 A CN 117678135A
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若园佳佑
杉泽佑树
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Sumitomo Wiring Systems Ltd
AutoNetworks Technologies Ltd
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Abstract

电力供给装置(1)具有旁路电路(11)、通电电路(12)以及异常判定部(22)。旁路电路(11)相对于第一开关元件(10)并联设置，具有电阻部(11A)，电流经由电阻部(11A)从电源部(90)侧流向负载(91)侧。通电电路(12)构成为，设置在第一导电路径(81)与作为接地的第二导电路径(82)之间，在通电状态时电流从第一导电路径(81)流向第二导电路径(82)，所述第一导电路径(81)是电力路径(80)中的旁通电路(11)与负载(91)之间的导电路径。异常判定部(22)基于通电电路(12)处于通电状态时的电阻部(11A)处的电压下降来判定异常。

Description

电力供给装置
技术领域
本公开涉及电力供给装置。
背景技术
在专利文献1中公开了供电电路。该供电电路具备设置在电源与负载之间的半导体开关，在通常模式时对半导体开关进行接通控制而向负载供给通常电流，在休眠模式时对半导体开关进行断开控制。进而，该供电电路具备与半导体开关并联连接的旁路电阻，在休眠模式时经由旁路电阻向负载供给暗电流。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-60433号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在上述的技术中，由于在半导体开关上并联连接有旁路电阻，因此与半导体开关的状态无关地，电流向半导体开关的下游侧流动。因此，难以判定半导体开关的异常(例如，尽管进行了断开控制，但未切换为断开状态的短路故障等)。
本公开提供一种能够以更高的精度判定并联连接有电路的开关元件的异常的技术。
用于解决课题的手段
本公开的电力供给装置在具有电力路径和第一开关元件的电源系统中控制电力，所述电力路径是从电源部向负载供给电力的导电路径，所述第一开关元件设置于所述电力路径，所述电力供给装置具有：旁通电路，相对于所述第一开关元件并联设置，具有电阻部，并且电流经由所述电阻部从所述电源部侧流向所述负载侧；通电电路，构成为设置在第一导电路径与作为接地的第二导电路径之间，在通电状态时电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径，所述第一导电路径是所述电力路径中的所述旁通电路与所述负载之间的导电路径；以及异常判定部，基于所述通电电路处于所述通电状态时的所述电阻部处的电压下降来判定异常。
发明效果
根据本公开，能够以更高的精度判定并联连接有电路的开关元件的异常。
附图说明
图1是概略地表示第一实施方式的电源系统的结构的电路图。
图2是表示从负载放电时的经过时间与残留于负载的电压之间的关系的说明图。
图3是表示第一实施方式中的控制装置的动作的流程的流程图。
图4是表示第二实施方式中的控制装置的动作的流程的流程图。
图5是表示第三实施方式中的控制装置的动作的流程的流程图。
图6是表示第四实施方式中的控制装置的动作的流程的流程图。
图7是表示第五实施方式中的控制装置的动作的流程的流程图。
图8是表示第六实施方式中的控制装置的动作的流程的流程图。
图9是概略地示出第七实施方式的电源系统的结构的电路图。
具体实施方式
[本公开的实施方式的说明]
以下列出并例示本公开的实施方式。
〔1〕本公开的电力供给装置在具有电力路径和第一开关元件的电源系统中控制电力，所述电力路径是从电源部向负载供给电力的导电路径，所述第一开关元件设置于所述电力路径，所述电力供给装置具有：旁通电路，相对于所述第一开关元件并联设置，具有电阻部，并且电流经由所述电阻部从所述电源部侧流向所述负载侧；通电电路，构成为设置在第一导电路径与作为接地的第二导电路径之间，在通电状态时电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径，所述第一导电路径是所述电力路径中的所述旁通电路与所述负载之间的导电路径；以及异常判定部，基于所述通电电路处于所述通电状态时的所述电阻部处的电压下降来判定异常。
该电力供给装置通过经由通电电路使电流从第一导电路径流向第二导电路径，能够增大流过电阻部的电流，因此基于此时的流过电阻部的电流来容易判别第一开关元件是否异常。因此，该电力供给装置基于通电电路为通电状态时的电阻部的电压下降来判定异常，由此能够以更高的精度判定与旁通电路并联连接的第一开关元件的异常。
〔2〕可以是，所述第一电阻部的一端与所述电源部短路，所述电阻部的另一端与所述第一导电路径短路。
根据该结构，能够不切换开关而始终使旁通电路成为通电状态，因此能够抑制使开关成为断开状态而停止向负载的电力供给所导致的负载被复位。
〔3〕所述第一开关元件也可以以如下方式进行正常动作：在接通状态时允许电流经由所述第一开关元件流向所述电力路径，在断开状态时将电流经由所述第一开关元件向所述电力路径的流动切断。所述电力供给装置还可以具有进行第一切换控制的控制部，所述第一切换控制对所述第一开关元件发出使所述第一开关元件成为断开状态的指示，并且对所述通电电路发出使所述通电电路成为所述通电状态的指示。所述异常判定部也可以基于进行所述第一切换控制时的所述第一导电路径的电压来判定异常。
根据该结构，能够判定第一开关元件未切换为断开状态的异常(所谓的短路故障)。
〔4〕所述第一开关元件也可以以如下方式进行正常动作：在接通状态时允许电流经由所述第一开关元件流向所述电力路径，在断开状态时将电流经由所述第一开关元件向所述电力路径的流动切断。所述电力供给装置还可以具有进行第二切换控制的控制部，所述第二切换控制对所述第一开关元件发出使所述第一开关元件成为接通状态的指示，并且对所述通电电路发出使所述通电电路成为所述通电状态的指示。所述异常判定部也可以基于进行所述第二切换控制时的所述第一导电路径的电压来判定异常。
根据该结构，能够判定第一开关元件未切换为接通状态的异常(所谓的开路故障)。
〔5〕也可以是，所述电阻部的电阻值、所述通电电路的所述通电状态下的电阻值及所述负载的待机状态下的电阻值被设定为，用所述电阻部和所述通电状态的所述通电电路及所述待机状态的所述负载对所述第一开关元件为断开状态时的所述电源部的输出电位与所述第二导电路径的电位之间的电压进行分压而得到的电压超过为了维持所述负载的所述待机状态所需的最低限度的下限电压。
根据该结构，能够一边维持待机状态以使负载不被复位，一边判定异常。
〔6〕也可以是，所述电力供给装置具有：第二开关元件，在流过所述电阻部的电流超过阈值电流的情况下设为接通状态，在流过所述电阻部的电流为所述阈值电流以下的情况下设为断开状态；以及输出电路，在所述第二开关元件为接通状态时输出第一信号，在所述第二开关元件为断开状态时输出第二信号。
根据该结构，在流过电阻部的电流超过阈值电流的情况下输出第一信号，在流过电阻部的电流为阈值电流以下的情况下输出第二信号。因此，能够抑制因转换信号时的误差(例如AD转换时的误差)引起的误判定。
〔7〕也可以是，所述通电电路具有恒流电路，所述恒流电路进行使恒定电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的恒流动作，所述通电状态是所述恒流电路进行所述恒流动作的状态。
根据该结构，能够利用恒流电路来切换通电电路的通电状态和切断状态。
〔8〕也可以是，所述通电电路具有恒流电路，所述恒流电路进行使恒定电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的恒流动作，所述通电状态是所述恒流电路进行所述恒流动作的状态。所述电力供给装置还可以具有：温度检测部，检测所述第二开关元件的温度；以及控制部，基于所述第二开关元件的温度来调整流过所述恒流电路的电流。
根据该结构，能够消除第二开关元件的温度特性的影响。
〔9〕也可以是，所述通电电路具有通电电阻部和通电开关，所述通电状态是所述通电开关的接通状态。
根据该结构，能够通过简单的结构实现通电电路。
〔10〕也可以是，所述负载是电容性负载，在将所述通电状态时的所述通电电路的电阻值设为R、将所述负载的电容设为C的情况下，所述异常判定部判定异常的时间比由下述式(A)表示的时间常数τ大，τ＝R×C…式(A)。
根据该结构，能够抑制因蓄电于负载而引起的误判定。
〔11〕也可以是，所述异常判定部判定异常的时间为所述时间常数τ的3倍以上且9倍以下。
通过将异常判定时间设为时间常数τ的3倍以上，能够更可靠地排除来自负载的放电的影响。因此，异常判定部能够进一步提高异常的判定精度。另一方面，通过将异常判定时间设为时间常数τ的9倍以下，能够防止异常判定时间延长到所需以上。因此，作为车辆的电力供给装置，异常判定部能够在适当的时间的范围内判定异常。
〔12〕也可以是，所述异常判定部在判定为车辆的起动开关从断开状态切换成接通状态的情况下，在所述负载从待机状态恢复为起动状态为止的期间判定异常。
根据该结构，能够在车辆起动时判定异常。
〔13〕也可以是，所述异常判定部在判定为车辆的起动开关从接通状态切换成断开状态的情况下，在所述负载成为待机状态之后判定异常。
根据该结构，能够在不影响车辆的行驶的状况下判定异常。
〔14〕也可以是，所述负载在从起动状态切换为待机状态的情况下输出通知信号，所述异常判定部在从所述负载接收到所述通知信号的情况下判定异常。
根据该结构，在从负载接收到通知信号的情况下判定异常，因此能够更可靠地在待机状态中判定异常。
<第一实施方式>
图1所示的电源系统100是搭载于车辆的系统。电源系统100具有电源部90、负载91以及将基于电源部90的电力向负载91供给的导电路径即电力路径80。
电源部90例如是电池，更具体而言，是铅电池、锂离子电池等。电源部90的高电位侧的端子与电力路径80的一端电连接，电源部90的低电位侧的端子与作为接地的第二导电路径82电连接。电源部90的输出电压被施加到电力路径80。另外，在本说明书中，“电压”是指以第二导电路径82的电位为基准的电压。
负载91是设置于车辆的电子设备，例如是ECU(Electronic Control Unit：电子控制单元)。负载91在起动状态和待机状态之间切换。起动状态是执行预定的各种动作的状态。待机状态是与起动状态相比电力消耗被抑制的状态，是在起动状态下执行的动作被限制的状态。在负载91是ECU的情况下，待机状态例如是休眠状态。休眠状态例如是一部分功能被限制的状态、间歇地动作的状态等。负载91在车辆的起动开关成为接通状态的情况下接受来自外部的指令而切换为起动状态，在成为断开状态的情况下接受来自外部的指令而切换为待机状态。起动开关在车辆为发动机搭载车的情况下是点火开关，在车辆为电动汽车的情况下是电源开关。当施加于负载91的电压低于为了维持待机状态所需的最低限度的下限电压时，负载91被复位。复位是指例如删除存储于负载91的易失性存储器的信息、负载91与外部的通信停止、负载91的动作停止等。负载91是电容性负载。
电源系统100具有电力供给装置1。电力供给装置1是控制电力的装置。电力供给装置1具有第一开关元件10、旁通电路11、通电电路12、第二开关元件14、输出电路15、温度检测部16以及控制装置20。
第一开关元件10是半导体开关元件，在本实施方式中是常断型(normally-off)的FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)。第一开关元件10设置于电力路径80。第一开关元件10以如下方式进行正常动作：在接通状态时允许电流经由第一开关元件10流过电力路径80，在断开状态时切断电流经由第一开关元件10流过电力路径80。
旁路电路11具有电阻部11A，相对于第一开关元件10并联设置。旁通电路11的一端与电力路径80中的比第一开关元件10靠电源部90侧的导电路径电连接，旁通电路11的另一端与电力路径80中的比第一开关元件10靠负载91侧的导电路径电连接。旁路电路11构成为电流经由电阻部11A从电源部90侧向负载91侧流动。电阻部11A的一端与电源部90短路，另一端与第一导电路径81短路。第一导电路径81是电力路径80中的旁通电路11(换言之，旁通电路11的另一端与电力路径80的连接点)与负载91之间的导电路径。电阻部11A是使多个电阻器串联连接的结构体。该结构体的一端是电阻部11A的一端，另一端是电阻部11A的另一端。电阻部11A具有第一电阻部11B和第二电阻部11C。第一电阻部11B及第二电阻部11C在电源部90与负载91之间串联连接。第一电阻部11B配置在比第二电阻部11C靠电源部90侧的位置。
通电电路12设置在第一导电路径81与第二导电路径82之间。通电电路12的一端与第一导电路径81电连接，另一端与第二导电路径82电连接。通电电路12能够切换为电流经由通电电路12从第一导电路径81向第二导电路径82流动的通电状态和切断经由通电电路12从第一导电路径81向第二导电路径82流动的电流的切断状态。通电电路12构成为在通电状态时电流从第一导电路径81向第二导电路径82流动。通电电路12具有恒流电路12A和第三开关元件12B。
恒流电路12A设置在第一导电路径81与第二导电路径82之间。恒流电路12A进行使恒定电流从第一导电路径81流向第二导电路径82的恒流动作。第三开关元件12B例如是FET(Field Effect Transistor：场效应晶体管)等半导体开关元件。恒流电路12A和第三开关元件12B在第一导电路径81与第二导电路径82之间串联连接。第三开关元件12B由控制装置20进行PWM控制。恒流电路12A所流过的恒定电流的电流值根据提供给第三开关元件12B的PWM信号的占空比(导通时间相对于周期的比例)来调整。恒流电路12A进行恒流动作的状态为通电状态，恒流电路12A未进行恒流动作的状态为切断状态。即，第三开关元件12B被PWM控制的状态为通电状态，第三开关元件12B被维持为断开状态的状态为切断状态。此外，在本说明书中，恒流动作在电流值没有特别限定的情况下，是指流过预先确定的基准电流值的恒流的动作。
第二开关元件14在流过电阻部11A的电流超过阈值电流的情况下切换为接通状态，在成为阈值电流以下的情况下切换为断开状态。第二开关元件14在本实施方式中是PNP型的双极型晶体管。第二开关元件14的发射极与作为电阻部11A的一部分或整体的检测对象部(在本实施方式中为第一电阻部11B)的电源部90侧的端部短路，第二开关元件14的基极与检测对象部的负载91侧的端部短路。
输出电路15在第二开关元件14为接通状态时输出第一信号(高电平信号)，在第二开关元件14为断开状态时输出第二信号(低电平信号)。输出电路15是对第二开关元件14的集电极电压进行分压的分压电路。输出电路15具有第三电阻部15A和第四电阻部15B。第三电阻部15A的一端与第二开关元件14的集电极短路，第三电阻部15A的另一端与第四电阻部15B的一端短路。第四电阻部15B的另一端与第二导电路径82短路。输出电路15利用第三电阻部15A和第四电阻部15B对第二开关元件14的集电极电位与第二导电路径82的电位之间的电压进行分压，并输出分压后的电压。从输出电路15输出的第一信号或第二信号被输入至控制装置20。
电阻部11A的电阻值、通电电路12的通电状态下的电阻值(在本实施方式中为进行恒流动作时的恒流电路12A的电阻值)、以及负载91的待机状态下的电阻值被设定为，由电阻部11A和通电状态的通电电路12(在本实施方式中为进行恒流动作的恒流电路12A)以及待机状态的负载91对第一开关元件10为断开状态时的电源部90的输出电位与第二导电路径82的电位之间的电压进行分压而得到的电压超过为了维持负载91的待机状态而所需的最低限度的下限电压。
上述阈值电流被设定为，在负载91处于待机状态且恒流电路12A进行流过预先确定的基准电流值的恒定电流的恒流动作的状态下，比第一开关元件10正常地成为断开状态时的流过电阻部11A的电流的值小，且比第一开关元件10未正常地成为断开状态时的流过电阻部11A的电流的值大。因此，在对第一开关元件10给予了成为断开状态的指示的情况下，若第一开关元件10正常地切换为断开状态，则流过电阻部11A的电流的值变得比阈值电流大，第二开关元件14维持接通状态。其结果，输出电路15输出第一信号(高电平信号)。若尽管对第一开关元件10赋予了成为断开状态的指示，但第一开关元件10未正常地切换为断开状态，则流过电阻部11A的电流的值变得比阈值电流小，第二开关元件14切换为断开状态。其结果，输出电路15输出第二信号(低电平信号)。因此，控制装置20能够在接收到第一信号的情况下判定为不是异常，在接收到第二信号的情况下判定为异常。
温度检测部16检测第二开关元件14的温度。温度检测部16可以与第二开关元件14接触，也可以不接触，还可以配置在第二开关元件14的附近。温度检测部16例如构成为公知的温度传感器。表示由温度检测部16检测出的温度的信号被输入到控制装置20。
控制装置20能够控制电力供给装置1。控制装置20例如是ECU(ElectronicControl Unit：电子控制单元)，具有CPU、存储器、AD转换器、驱动电路等。控制装置20能够基于从温度检测部16输出的信号来确定第二开关元件14的温度。控制装置20具有控制部21和异常判定部22。
控制部21控制第一开关元件10以及第三开关元件12B。控制部21通过控制第三开关元件12B，使恒流电路12A进行恒流动作。控制部21进行第一切换控制，对第一开关元件10发出成为断开状态的指示，并且对通电电路12发出成为通电状态的指示(在本实施方式中使恒流电路12A进行恒流动作)。控制部21在使恒流电路12A进行恒流动作时，基于第二开关元件14的温度来调整在恒流电路12A中流过的电流。控制部21通过调整提供给第三开关元件12B的PWM信号的占空比，来调整流过恒流电路12A的电流。
第二开关元件14从断开状态切换为接通状态的基极-发射极间电压能够根据第二开关元件14的温度而变化。因此，控制部21基于第二开关元件14的温度来调整在恒流电路12A中流过的电流，使得在第一开关元件10正常地切换为断开状态的情况下第二开关元件14维持接通状态，在第一开关元件10未正常地切换的情况下第二开关元件14切换为断开状态。
控制部21例如预先存储表示第二开关元件14的温度与提供给第三开关元件12B的PWM信号的占空比的对应关系的对应关系数据，基于由温度检测部16检测出的温度和对应关系数据来决定占空比。对应关系数据可以是表格，也可以是运算式。控制部21通过将这样决定的占空比的PWM信号提供给第三开关元件12B，来调整恒流电路12A中流过的恒定电流的电流值。
异常判定部22基于通电电路12为通电状态时的电阻部11A处的电压下降来判定异常。即，异常判定部22基于恒流电路12A进行恒流动作时的电阻部11A处的电压下降来判定异常。在此，异常是指第一开关元件10未正常地切换为断开状态的短路故障。异常判定部22基于进行第一切换控制时的电阻部11A处的电压下降来判定异常。异常判定部22在从输出电路15接收到第一信号的情况下判定为不是异常，在接收到第二信号的情况下判定为异常。
异常判定部22判定异常的异常判定时间被预先设定。在将通电状态的通电电路12的电阻值(在本实施方式中进行恒流动作时的恒流电路12A的电阻值)设为R、将负载91的电容设为C的情况下，异常判定时间被设定为比由下述式(A)表示的时间常数τ大的时间。
τ＝R×C…式(A)
另外，确定电阻值R时的恒流动作中的电流的值可以是上述的基准电流值，也可以是设想的下限的电流值，还可以是设想的上限的电流值，还可以是其他的电流值。
在图2中示出了在负载91的充电电压达到电源部90的满充电时的输出电压(在本实施方式中为12V)之后，从负载91放电时的经过时间与残留于负载91的电压之间的关系。残留于负载91的电压成为第一导电路径81的电压的误差的主要原因。从图2可知，异常判定时间优选为时间常数τ的3倍以上且9倍以下。通过将异常判定时间设为时间常数τ的3倍以上，能够更可靠地排除来自负载91的放电的影响。因此，异常判定部22能够进一步提高异常的判定精度。另一方面，通过将异常判定时间设为时间常数τ的9倍以下，能够防止异常判定时间延长到所需以上。因此，作为车辆的电力供给装置，异常判定部22能够在适当的时间的范围内判定异常。
异常判定部22在判定为车辆的起动开关从断开状态切换为接通状态的情况下，在负载91从待机状态恢复为起动状态为止的期间判定异常。从外部向控制装置20输入表示起动开关的接通断开状态的信号。异常判定部22基于该信号判定起动开关的接通断开状态。异常判定部22在判定为起动开关切换为接通状态的情况下，立即判定异常，由此能够在负载91从待机状态恢复到起动状态为止的期间判定异常。
以下的说明涉及控制装置20进行的动作。控制装置20在车辆的起动开关成为断开状态的情况下执行图3所示的处理。首先，在步骤S10中，控制装置20判定车辆的起动开关是否从断开状态切换为接通状态。控制装置20在判定为起动开关未切换为接通状态的情况下(在步骤S10中为“否”的情况下)，返回步骤S10。即，控制装置20重复步骤S10直到判定为起动开关切换为接通状态为止。
控制装置20在判定为起动开关切换为接通状态的情况下(在步骤S10中为“是”的情况下)，在步骤S11中确定第二开关元件14的温度。然后，控制装置20在步骤S12中基于在步骤S11中确定的温度，决定提供给第三开关元件12B的PWM信号的占空比。然后，控制装置20在步骤S13中进行第一切换控制。即，控制装置20对第一开关元件10发出成为断开状态的指示，并且将在步骤S12中决定的占空比的PWM信号提供给第三开关元件12B，由此使恒流电路12A进行恒流动作。
控制装置20在步骤S14中开始计时器的工作，在步骤S15中判定是否接收到第二信号。控制装置20在判定为未接收到第二信号的情况下(在步骤S15中为“否”的情况下)，在步骤S16中，判定计时器的工作时间是否经过了预先设定的异常判定时间。控制装置20在判定为未经过异常判定时间的情况下(在步骤S16中为“否”的情况下)，返回步骤S15。即，控制装置20重复进行是否接收到第二信号的判定以及是否经过了异常判定时间的判定，直到判定为接收到第二信号或者判定为经过了异常判定时间为止。
控制装置20在判定为接收到第二信号的情况下(在步骤S15中为“是”的情况下)，在步骤S17中判定为异常，结束图3所示的处理。另外，控制装置20在未接收到第二信号而经过了异常判定时间的情况下(在步骤S16中为“是”的情况下)，进行图3的处理。
下面的说明涉及效果。
第一实施方式的电力供给装置1具有电阻部11A，具有相对于第一开关元件10并联设置的旁通电路11。因此，能够不对第一开关元件10发出成为导通状态的指示，而经由旁路电路11向负载91供给暗电流。但是，在具有旁路电路11的结构中，与第一开关元件10是否正常地成为断开状态无关地，电流经由旁路电路11绕入到第一开关元件10的下游侧，因此难以判定第一开关元件10未正常地切换为断开状态的异常。但是，电力供给装置1具有：恒流电路12A，其进行使恒定电流从第一导电路径81流向第二导电路径82的恒流动作；以及异常判定部22，其基于恒流电路12A进行恒流动作时的电阻部11A的电压下降来判定异常。电力供给装置1通过使恒定电流流过恒流电路12A，能够增大流过电阻部11A的电流，因此基于此时的流过电阻部11A的电流，容易判别第一开关元件10是否异常。因此，该电力供给装置1基于在恒流电路12A中流过电流时的电阻部11A的电压下降来判定异常，由此能够以更高的精度判定与旁通电路11并联连接的第一开关元件10的异常。
进而，电阻部11A的一端与电源部90短路，另一端与第一导电路径81短路。因此，该电力供给装置1能够不切换开关而始终使旁通电路11成为通电状态，因此能够抑制使开关成为断开状态而停止向负载91的电力供给所导致的负载91复位。
而且，第一开关元件10进行正常动作以在接通状态时允许电流经由第一开关元件10向电力路径80流动，在断开状态时切断电流经由第一开关元件10向电力路径80流动。控制部21进行第一切换控制，该第一切换控制对第一开关元件10发出成为断开状态的指示，并且使恒流电路12A进行恒流动作。异常判定部22基于进行第一切换控制时的电阻部11A处的电压下降来判定异常。因此，能够更可靠地判定第一开关元件10未切换为断开状态的异常。
并且，电阻部11A的电阻值、正进行恒流动作时的恒流电路12A的电阻值以及负载91的待机状态下的电阻值被设定为，使通过电阻部11A和进行恒流动作的恒流电路12A以及待机状态的负载91对第一开关元件10为断开状态时的电源部90的输出电位与第二导电路径82的电位之间的电压进行分压后的电压超过为了维持负载91的待机状态所需的最低限度的下限电压。因此，能够一边维持待机状态以使负载91不被复位，一边判定异常。
进而，电力供给装置1具有第二开关元件14和输出电路15。第二开关元件14在流过电阻部11A的电流超过阈值电流的情况下维持为接通状态，在为阈值电流以下的情况下切换为断开状态。输出电路15在第二开关元件14为接通状态时输出第一信号，在第二开关元件14为断开状态时输出第二信号。根据该结构，在流过电阻部11A的电流超过阈值电流的情况下输出第一信号，在为阈值电流以下的情况下输出第二信号。因此，能够抑制因转换信号时的误差(例如AD转换时的误差)引起的误判定。
进而，电力供给装置1具有温度检测部16。控制部21基于第二开关元件14的温度来调整在恒流电路12A中流过的电流。因此，能够消除第二开关元件14的温度特性的影响。
而且，负载91是电容性负载，异常判定部22判定异常的时间比由上述式(A)表示的时间常数τ大。因此，能够抑制因蓄电于负载91而引起的误判定。
而且，异常判定部22在判定为车辆的起动开关从断开状态切换为接通状态的情况下，在负载91从待机状态恢复为起动状态为止的期间判定异常，因此能够在不影响车辆的行驶的状况下判定异常。
<第二实施方式>
在第二实施方式中，对“异常判定部在判定为车辆的起动开关从接通状态切换为断开状态的情况下，在负载成为待机状态之后判定异常”的例子进行说明。此外，第二实施方式除了“异常判定部在判定为车辆的起动开关从接通状态切换为断开状态的情况下，在负载成为待机状态之后判定异常”这一点以外，是与第一实施方式相同的结构。在第二实施方式的说明中，参照表示第一实施方式的电源系统的结构的图1进行说明。
异常判定部22在判定为车辆的起动开关从接通状态切换为断开状态的情况下，在负载91成为待机状态之后判定异常。判定负载91是否切换为待机状态的方法没有特别限定，例如也可以基于从判定为切换成断开状态起的经过时间来进行判定。
以下的说明涉及第二实施方式的控制装置20进行的动作。控制装置20在车辆的起动开关成为接通状态的情况下执行图4所示的处理。首先，在步骤S20中，控制装置20判定车辆的起动开关是否从接通状态切换为断开状态。控制装置20在判定为起动开关未切换为断开状态的情况下(在步骤S20中为“否”的情况下)，返回步骤S20。即，控制装置20重复步骤S20直到判定为起动开关切换为断开状态为止。
控制装置20在判定为起动开关切换为断开状态的情况下(在步骤S20中为“是”的情况下)，判定负载91是否切换为待机状态(步骤S20A)。控制装置20在判定为负载91未切换为待机状态的情况下(在步骤S20A中为“否”的情况下)，返回步骤S20A，重复步骤S20A直至判定为负载91切换为待机状态。控制装置20在判定为负载91切换为待机状态的情况下(在步骤S20A中为“是”的情况下)，进行步骤S21～S27的处理。步骤S21～S27的处理与第一实施方式中的步骤S11～S17相同，因此省略详细的说明。
如上所述，在第二实施方式的电力供给装置1中，异常判定部22在判定为车辆的起动开关从接通状态切换为断开状态的情况下，在负载91成为待机状态之后判定异常。因此，根据该电力供给装置1，能够在不影响车辆的行驶的状况下判定异常。
<第三实施方式>
在第三实施方式中，对将第一实施方式中说明的控制装置20设为能够与负载91进行通信、控制装置20从负载91接收到表示负载91切换为待机状态的通知信号的情况下判定异常的例子进行说明。另外，第三实施方式与第一实施方式的不同点在于，在从控制装置20接收到通知信号的情况下判定异常，其他方面相同。此外，第三实施方式的电源系统的结构除了控制装置20能够与负载91进行通信之外相同，因此参照表示第一实施方式的电源系统的结构的图1进行说明。
控制装置20能够与负载91进行通信。负载91在起动开关切换为断开状态的情况下，根据来自外部的指令从起动状态切换为待机状态。负载91在从起动状态切换为待机状态的情况下，输出通知该情况的通知信号。通知信号被输入到控制装置20。控制装置20的异常判定部22在从负载91接收到通知信号的情况下判定异常。
以下的说明涉及第三实施方式的控制装置20进行的动作。控制装置20在车辆的起动开关成为接通状态的情况下执行图5所示的处理。控制装置20首先在步骤S30中判定是否从负载91接收到通知信号。控制装置20在判定为未接收到通知信号的情况下(在步骤S30中为“否”的情况下)，返回到步骤S30。即，控制装置20重复步骤S30直到判定为接收到通知信号为止。控制装置20在判定为接收到通知信号的情况下(在步骤S30中为“是”的情况下)，进行步骤S31～S37的处理。步骤S31～S37的处理与第一实施方式中的步骤S11～S17相同，因此省略详细的说明。
如上所述，在第三实施方式的电力供给装置1中，异常判定部22在从负载91接收到通知信号的情况下判定异常。因此，根据该结构，能够更可靠地在待机状态中判定异常。
<第四实施方式>
第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式是判定第一开关元件的短路故障的结构。与此相对，第四实施方式是判定第一开关元件的开路故障的结构。第四实施方式中仅控制装置20的控制方法与第一实施方式不同。在以下的说明中，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略详细的说明。
第二开关元件14在流过电阻部11A的电流超过阈值电流的情况下切换为接通状态，在成为阈值电流以下的情况下切换为断开状态。阈值电流被设定为，在负载91处于待机状态且恒流电路12A进行流过预先确定的基准电流值的恒定电流的恒流动作的状态下，比第一开关元件10正常地成为接通状态时的流过电阻部11A的电流的值大，且比第一开关元件10未正常地成为接通状态时的流过电阻部11A的电流的值小。因此，在对第一开关元件10给予了成为接通状态的指示的情况下，若第一开关元件10正常地切换为接通状态，则流过电阻部11A的电流的值变得比阈值电流小，第二开关元件14切换为断开状态。其结果，输出电路15输出第二信号(低电平信号)。若与对第一开关元件10赋予了成为接通状态的指示无关地，第一开关元件10未正常地切换为接通状态，则流过电阻部11A的电流的值维持为比阈值电流大的状态，第二开关元件14维持为接通状态。其结果，输出电路15输出第一信号(高电平信号)。因此，控制装置20能够在接收到第二信号的情况下判定为不是异常，在接收到第一信号的情况下判定为异常。
控制部21进行第二切换控制，该第二切换控制对第一开关元件10发出成为接通状态的指示，并且对通电电路12发出成为通电状态的指示。异常判定部22基于进行第二切换控制时的电阻部11A处的电压下降来判定异常。在此，异常是指第一开关元件10未正常地切换为接通状态的开路故障。异常判定部22在从输出电路15接收到第一信号的情况下判定为不是异常，在接收到第二信号的情况下判定为异常。
以下的说明涉及第四实施方式的控制装置20进行的动作。控制装置20在车辆的起动开关成为断开状态的情况下，执行图6所示的处理。首先，在步骤S40中，控制装置20判定车辆的起动开关是否从断开状态切换为接通状态。控制装置20在判定为起动开关未切换为接通状态的情况下(在步骤S40中为“否”的情况下)，返回步骤S40。即，控制装置20重复步骤S40，直到判定为起动开关切换为接通状态为止。
控制装置20在判定为起动开关切换成接通状态的情况下(在步骤S40中为“是”的情况下)，在步骤S41中确定第二开关元件14的温度。然后，控制装置20在步骤S42中基于在步骤S41中确定的温度，决定提供给第三开关元件12B的PWM信号的占空比。然后，控制装置20在步骤S43中进行第二切换控制。即，控制装置20对第一开关元件10发出成为接通状态的指示，并且将在步骤S42中决定的占空比的PWM信号提供给第三开关元件12B，由此使恒流电路12A进行恒流动作。
控制装置20在步骤S44中开始计时器的工作，在步骤S45中判定是否接收到第一信号。控制装置20在判定为未接收到第一信号的情况下(在步骤S45中为“否”的情况下)，在步骤S46中，判定计时器的工作时间是否经过了预先设定的异常判定时间。控制装置20在判定为未经过异常判定时间的情况下(在步骤S46中为“否”的情况下)，返回步骤S45。即，控制装置20重复进行是否接收到第一信号的判定以及是否经过了异常判定时间的判定，直到判定为接收到第一信号或者判定为经过了异常判定时间为止。
控制装置20在判定为接收到第一信号的情况下(在步骤S45中为“是”的情况下)，在步骤S47中判定为异常，结束图6所示的处理。另外，控制装置20在未接收到第一信号而经过了异常判定时间的情况下(在步骤S46中为“是”的情况下)，进行图6的处理。
如上所述，根据第四实施方式的电力供给装置1，能够判定第一开关元件10未切换为接通状态的异常(所谓的开路故障)。
<第五实施方式>
第四实施方式的电力供给装置1构成为，“异常判定部在判定为车辆的起动开关从断开状态切换为接通状态的情况下，在负载从待机状态切换为起动状态为止的期间判定异常”。与此相对，第五实施方式的电力供给装置1是“异常判定部在判定为车辆的起动开关从接通状态切换为断开状态的情况下，在负载成为待机状态之后判定异常”的结构。第五实施方式中仅判定异常的时机与第四实施方式不同。在以下的说明中，主要对与第四实施方式的不同点进行说明，省略共同部分的说明。
异常判定部22在判定为车辆的起动开关从接通状态切换为断开状态的情况下，在负载91成为待机状态之后判定异常。判定负载91是否切换为待机状态的方法没有特别限定，例如也可以基于从判定为切换成断开状态起的经过时间来进行判定。
以下的说明涉及第五实施方式的控制装置20进行的动作。控制装置20在车辆的起动开关成为接通状态的情况下，执行图7所示的处理。首先，在步骤S50中，控制装置20判定车辆的起动开关是否从接通状态切换为断开状态。控制装置20在判定为起动开关未切换为断开状态的情况下(在步骤S50中为“否”的情况下)，返回步骤S50。即，控制装置20重复步骤S50直到判定为起动开关切换成断开状态为止。
控制装置20在判定为起动开关切换成断开状态的情况下(在步骤S50中为“是”的情况下)，判定负载91是否切换为待机状态(步骤S50A)。控制装置20在判定为负载91未切换为待机状态的情况下(在步骤S50A中为“否”的情况下)，返回步骤S50A，重复步骤S50A直至判定为负载91切换为待机状态。控制装置20在判定为负载91切换成待机状态的情况下(在步骤S50A中为“是”的情况下)，进行步骤S51～S58的处理。步骤S51～S58的处理与第四实施方式中的步骤S41～S48相同，因此省略详细的说明。
如上所述，在第五实施方式的电力供给装置1中，异常判定部22在判定为车辆的起动开关从接通状态切换成断开状态的情况下，在负载91成为待机状态之后判定异常。因此，根据该电力供给装置1，能够在不影响车辆的行驶的状况下判定异常。
<第六实施方式>
第四实施方式的电力供给装置1构成为，“异常判定部在判定为车辆的起动开关从断开状态切换成接通状态的情况下，在负载从待机状态切换为起动状态为止的期间判定异常”。与此相对，第六实施方式的电力供给装置1是“异常判定部在从负载接收到通知信号的情况下判定异常”的结构。第六实施方式中仅判定异常的时机与第四实施方式不同。在以下的说明中，主要对与第四实施方式的不同点进行说明，省略共同部分的说明。
负载91在从待机状态切换为起动状态的情况下输出通知信号。异常判定部22在从负载91接收到通知信号的情况下判定异常。
以下的说明涉及第六实施方式的控制装置20进行的动作。控制装置20在车辆的起动开关成为接通状态的情况下，执行图8所示的处理。控制装置20首先在步骤S60中判定是否从负载91接收到通知信号。控制装置20在判定为未接收到通知信号的情况下(在步骤S60中为“否”的情况下)，返回步骤S60。即，控制装置20重复步骤S60，直到判定为接收到通知信号为止。
控制装置20在判定为接收到通知信号的情况下(在步骤S60中为“是”的情况下)，进行步骤S61～S68的处理。步骤S61～S68的处理与第四实施方式中的步骤S41～S48相同，因此省略详细的说明。
如上所述，在第六实施方式的电力供给装置1中，异常判定部22在从负载91接收到通知信号的情况下判定异常。因此，根据该电力供给装置1，能够在负载91更可靠地成为待机状态之后判定异常。
<第七实施方式>
第七实施方式的电力供给装置701在通电电路12具有通电电阻部和通电开关这一点上与第一实施方式的电力供给装置1不同。在以下的说明中，对与第一实施方式相同的结构标注相同的附图标记并省略详细的说明。
第七实施方式的电源系统700具有电力供给装置701。电力供给装置701具有通电电路712。通电电路712具有通电电阻部712A和通电开关712B。通电电阻部712A和通电开关712B相互串联连接。通电电阻部712A是使多个电阻器串联连接的结构体。通电状态是通电开关712B的接通状态，切断状态是通电开关712B的断开状态。通电电路712构成为在通电开关712B为接通状态时电流从第一导电路径81向第二导电路径82流动。
控制部21进行第一切换控制，该第一切换控制对第一开关元件10发出成为断开状态的指示，并且对通电开关712B发出成为接通状态的指示。异常判定部22基于通电开关712B为接通状态时的电阻部11A处的电压下降来判定异常。
如上所述，根据第七实施方式的电力供给装置701，能够通过简单的结构实现通电电路12。
<其他实施方式>
本公开并不限定于通过上述记述以及附图说明的实施方式。例如，上述或后述的实施方式的特征能够在不矛盾的范围内进行所有组合。另外，上述或后述的实施方式中的任一特征只要不是明示为必须的特征，则也可以省略。而且，上述的实施方式也可以如下变更。
在上述各实施方式中，旁通电路11是不具有开关的结构，但也可以是具有开关的结构。
在上述各实施方式中，也可以设置检测负载91切换为起动状态的检测电路以及在检测电路检测到负载91向起动状态的切换的情况下将第一开关元件10切换为接通状态的切换电路。根据该结构，在负载91切换为起动状态的情况下，能够立即将第一开关元件10切换为接通状态，向负载91供给电力。检测电路可以基于第一导电路径81的电压来检测，也可以基于在第一导电路径81中流过的电流来检测。
在上述第一实施方式、第二实施方式以及第三实施方式中，构成为在从第一切换控制开始到经过异常判定时间为止的期间接收到第二信号的情况下判定为异常，但也可以是其他的构成。例如，也可以是在从第一切换控制开始到经过异常判定时间为止的期间未接收到第一信号的情况下判定为异常的结构。或者，也可以基于从开始第一切换控制起经过了异常判定时间时的电阻部的电压下降来判定异常。更具体而言，也可以在从开始第一切换控制起经过了异常判定时间时判定为接收到第二信号的情况下判定为异常。
在上述第四实施方式、第五实施方式以及第六实施方式中，构成为在从开始第二切换控制起到经过异常判定时间为止的期间接收到第一信号的情况下判定为异常，但也可以是其他的构成。例如，也可以是在从第二切换控制开始到经过异常判定时间为止的期间未接收到第二信号的情况下判定为异常的结构。或者，也可以基于从开始第二切换控制起经过了异常判定时间时的电阻部的电压下降来判定异常。更具体而言，也可以在从开始第二切换控制起经过了异常判定时间时判定为接收到第一信号的情况下判定异常。
此外，应该认为本次公开的实施方式在所有方面都是例示，并不是限制性的。本发明的范围并不限定于本次公开的实施方式，意图包括请求保护的范围所表示的范围内或与请求保护的范围等同的范围内的所有变更。
附图标记说明
1…电力供给装置
10…第一开关元件
11…旁路电路
11A…电阻部
11B…第一电阻部
11C…第二电阻部
12…通电电路
12A…恒流电路
12B…第三开关元件
14…第二开关元件
15…输出电路
15A…第三电阻部
15B…第四电阻部
16…温度检测部
20…控制装置
21…控制部
22…异常判定部
80…电力路径
81…第一导电路径
82…第二导电路径
90…电源部
91…负载
100…电源系统
700…电源系统
701…电力供给装置
712…通电电路
712A…通电电阻部
712B…通电开关
τ…时间常数

Claims (14)

1.一种电力供给装置，在具有电力路径和第一开关元件的电源系统中控制电力，所述电力路径是从电源部向负载供给电力的导电路径，所述第一开关元件设置于所述电力路径，其中，
所述电力供给装置具有：
旁通电路，相对于所述第一开关元件并联设置，具有电阻部，并且电流经由所述电阻部从所述电源部侧流向所述负载侧；
通电电路，构成为设置在第一导电路径与作为接地的第二导电路径之间，在通电状态时电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径，所述第一导电路径是所述电力路径中的所述旁通电路与所述负载之间的导电路径；以及
异常判定部，基于所述通电电路处于所述通电状态时的所述电阻部处的电压下降来判定异常。
2.根据权利要求1所述的电力供给装置，其中，
所述电阻部的一端与所述电源部短路，所述电阻部的另一端与所述第一导电路径短路。
3.根据权利要求1或2所述的电力供给装置，其中，
所述第一开关元件以如下方式进行正常动作：在接通状态时允许电流经由所述第一开关元件流向所述电力路径，在断开状态时将电流经由所述第一开关元件向所述电力路径的流动切断，
所述电力供给装置还具有进行第一切换控制的控制部，所述第一切换控制对所述第一开关元件发出使所述第一开关元件成为断开状态的指示，并且对所述通电电路发出使所述通电电路成为所述通电状态的指示，
所述异常判定部基于进行所述第一切换控制时的所述第一导电路径的电压来判定异常。
4.根据权利要求1或2所述的电力供给装置，其中，
所述第一开关元件以如下方式进行正常动作：在接通状态时允许电流经由所述第一开关元件流向所述电力路径，在断开状态时将电流经由所述第一开关元件向所述电力路径的流动切断，
所述电力供给装置还具有进行第二切换控制的控制部，所述第二切换控制对所述第一开关元件发出使所述第一开关元件成为接通状态的指示，并且对所述通电电路发出使所述通电电路成为所述通电状态的指示，
所述异常判定部基于进行所述第二切换控制时的所述第一导电路径的电压来判定异常。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述电阻部的电阻值、所述通电电路的所述通电状态下的电阻值及所述负载的待机状态下的电阻值被设定为，用所述电阻部和所述通电状态的所述通电电路及所述待机状态的所述负载对所述第一开关元件为断开状态时的所述电源部的输出电位与所述第二导电路径的电位之间的电压进行分压而得到的电压超过为了维持所述负载的所述待机状态所需的最低限度的下限电压。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述电力供给装置具有：
第二开关元件，在流过所述电阻部的电流超过阈值电流的情况下设为接通状态，在流过所述电阻部的电流为所述阈值电流以下的情况下设为断开状态；以及
输出电路，在所述第二开关元件为接通状态时输出第一信号，在所述第二开关元件为断开状态时输出第二信号。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述通电电路具有恒流电路，
所述恒流电路进行使恒定电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的恒流动作，
所述通电状态是所述恒流电路进行所述恒流动作的状态。
8.根据权利要求6所述的电力供给装置，其中，
所述通电电路具有恒流电路，
所述恒流电路进行使恒定电流从所述第一导电路径流向所述第二导电路径的恒流动作，
所述通电状态是所述恒流电路进行所述恒流动作的状态，
所述电力供给装置还具有：
温度检测部，检测所述第二开关元件的温度；以及
控制部，基于所述第二开关元件的温度来调整流过所述恒流电路的电流。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述通电电路具有通电电阻部和通电开关，
所述通电状态是所述通电开关的接通状态。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述负载是电容性负载，
在将所述通电状态时的所述通电电路的电阻值设为R、将所述负载的电容设为C的情况下，所述异常判定部判定异常的时间比由下述式A表示的时间常数τ大，
τ＝R×C…式A。
11.根据权利要求10所述的电力供给装置，其中，
所述异常判定部判定异常的时间为所述时间常数τ的3倍以上且9倍以下。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述异常判定部在判定为车辆的起动开关从断开状态切换成接通状态的情况下，在所述负载从待机状态恢复为起动状态为止的期间判定异常。
13.根据权利要求1至11中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述异常判定部在判定为车辆的起动开关从接通状态切换成断开状态的情况下，在所述负载成为待机状态之后判定异常。
14.根据权利要求1至11中任一项所述的电力供给装置，其中，
所述负载在从起动状态切换为待机状态的情况下输出通知信号，
所述异常判定部在从所述负载接收到所述通知信号的情况下判定异常。
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