JP2013074741A - Power circuit - Google Patents

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Masahiro Ichiko
雅寛 市古
Norihisa Sakakibara
典尚 榊原
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Toyota Industries Corp
株式会社豊田自動織機
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power circuit, outputting the voltage of a battery installed on an idle-stop vehicle to a load, capable of preventing generation of switching noise of a bypass relay in restarting an engine after an idle stop, while maintaining supply of the voltage required for the load.SOLUTION: A rectification switching element 11 is provided in place of a rectifier diode. In restarting an engine after an idle stop, a bypass relay 46 is always kept off, and drive of each of a boosting switching element 41 and the rectification switching element 11 is controlled so that the voltage of a battery 49 is boosted and output to a load 50. In the event that the boosting switching element 41 or the rectification switching element 11 is failed, the bypass relay 46 is switched from always off to always on.

Description

本発明は、バッテリの電圧を一定に保って負荷に出力する電源回路に関する。   The present invention relates to a power supply circuit that keeps a battery voltage constant and outputs it to a load.

近年、燃料消費量の節減と排ガスの低減を目的として、アイドルストップ車が実用化されている。アイドルストップ車は、信号待ち等で車両の停止動作を検知するとエンジンを自動的に停止(アイドルストップ)し、その後車両の発進動作を検知するとエンジンを自動的に再始動するようにした車両である。   In recent years, idle stop vehicles have been put into practical use for the purpose of reducing fuel consumption and reducing exhaust gas. An idle stop vehicle is a vehicle that automatically stops the engine (idle stop) when it detects a stop operation of the vehicle, such as waiting for a signal, and then automatically restarts the engine when it detects a start operation of the vehicle. .

このような車両では、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、エンジン始動用のスタータモータに大電流が流れることから、バッテリの電圧が一時的に低下する。また、これに伴って、バッテリに接続されるスタータモータ以外の電装部品などの負荷に供給される電圧も一時的に低下する。そのため、負荷によっては、供給される電圧が動作に必要な電圧の範囲から外れてしまい、一時的に正常に動作しないおそれがある。例えば、カーナビゲーションやオーディオにおいてはリセットが行われたり、オーディオにおいては音飛びが発生したり、運転者の意図せぬ動作が行われるおそれがある。そこで、このような車両では、バッテリの電圧が一時的に低下した場合であっても負荷への必要な電圧の供給を維持することができるように、補助の電源回路を備えるようにしている。   In such a vehicle, when the engine is restarted after the idle stop, a large current flows through the starter motor for starting the engine, so that the voltage of the battery temporarily decreases. Along with this, the voltage supplied to a load such as an electrical component other than the starter motor connected to the battery also temporarily decreases. Therefore, depending on the load, the supplied voltage may be out of the range of the voltage necessary for the operation, and may not operate normally temporarily. For example, reset may be performed in car navigation or audio, sound skipping may occur in audio, or an operation unintended by the driver may be performed. Therefore, in such a vehicle, an auxiliary power supply circuit is provided so that the supply of a necessary voltage to the load can be maintained even when the voltage of the battery temporarily decreases.

図4は、その電源回路の一例を示す図である。
図4に示す電源回路40は、いわゆる、昇圧回路であって、昇圧用スイッチング素子41と、コイル42と、整流用ダイオード43と、コンデンサ44、45と、バイパスリレー46と、制御回路47と、ドライブ回路48とを備える。なお、バイパスリレー46は、コイル42や整流用ダイオード43よりも抵抗(損失)が小さいものとする。
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the power supply circuit.
The power supply circuit 40 shown in FIG. 4 is a so-called boosting circuit, which is a boosting switching element 41, a coil 42, a rectifying diode 43, capacitors 44 and 45, a bypass relay 46, a control circuit 47, And a drive circuit 48. The bypass relay 46 has a smaller resistance (loss) than the coil 42 and the rectifying diode 43.

制御回路47は、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、バイパスリレー46を常時オフさせるとともに、昇圧用スイッチング素子41をオン、オフさせることにより、バッテリ49の電圧を昇圧させて負荷50に出力している。これにより、エンジン再始動に伴いバッテリ49の電圧が一時的に低下した場合であっても負荷50への必要な電圧の供給を維持することができる。   The control circuit 47 boosts the voltage of the battery 49 and outputs it to the load 50 by always turning off the bypass relay 46 and turning on and off the boosting switching element 41 when the engine is restarted after the idle stop. ing. Thereby, even if it is a case where the voltage of the battery 49 falls temporarily with engine restart, supply of the required voltage to the load 50 can be maintained.

また、制御回路47は、エンジン再始動時以外の通常時において、バイパスリレー46を常時オンさせるとともに、昇圧用スイッチング素子41を常時オフさせることより、バッテリ49の電圧をバイパスリレー46を介して負荷50へ出力させる。これにより、エンジン再始動時以外の通常時において、バッテリ49の電圧が整流用ダイオード43などにより電圧降下することなく負荷50へ出力されるため、負荷50への必要な電圧の供給を維持することができる。   Further, the control circuit 47 loads the voltage of the battery 49 via the bypass relay 46 by always turning on the bypass relay 46 and always turning off the step-up switching element 41 at normal times other than when the engine is restarted. Output to 50. Accordingly, since the voltage of the battery 49 is output to the load 50 without a voltage drop by the rectifying diode 43 or the like at a normal time other than when the engine is restarted, the supply of the necessary voltage to the load 50 is maintained. Can do.

このように、図4に示す電源回路40では、バッテリ49の電圧を昇圧させて負荷50に出力する昇圧機能と、バッテリ49の電圧をバイパスリレー46を介して負荷50に出力させるバイパス機能とを備えているため、エンジン再始動時や通常時において、負荷50への必要な電圧の供給を維持することができる(例えば、特許文献1参照)。   As described above, the power supply circuit 40 shown in FIG. 4 has a boost function that boosts the voltage of the battery 49 and outputs the boosted voltage to the load 50, and a bypass function that outputs the voltage of the battery 49 to the load 50 via the bypass relay 46. Since it is provided, supply of a necessary voltage to the load 50 can be maintained during engine restart or normal time (see, for example, Patent Document 1).

特開2005−112250号公報JP-A-2005-112250

しかしながら、アイドルストップ後のエンジン再始動時は、スタータモータが駆動しているときであってエンジンがまだ始動しておらずエンジン音が発生していないため、図4に示す電源回路40では、バイパスリレー46が常時オンから常時オフに切り替わる際に発生するバイパスリレー46の切り替え音が運転者に聞こえてしまうおそれがある。   However, when the engine is restarted after the idle stop, the starter motor is being driven and the engine has not started yet and no engine noise has been generated. Therefore, the power supply circuit 40 shown in FIG. The driver may hear the switching sound of the bypass relay 46 that is generated when the relay 46 is switched from always on to always off.

そこで、本発明では、負荷への必要な電圧の供給を維持しつつ、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、バイパスリレーの切り替え音の発生を防止することが可能な電源回路を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a power supply circuit capable of preventing the occurrence of switching noise of the bypass relay when the engine is restarted after an idle stop while maintaining the supply of the necessary voltage to the load. Objective.

本発明の電源回路は、昇圧用スイッチング素子と、バッテリと前記昇圧用スイッチング素子との間に設けられるコイルと、前記コイルと負荷との間に設けられる整流用スイッチング素子と、常時オフから常時オンになると、前記バッテリと前記負荷とを電気的に接続させるリレーと、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記リレーを常時オフさせるとともに、前記昇圧用スイッチング素子及び前記整流用スイッチング素子のそれぞれの駆動を制御する制御回路とを備える。   The power supply circuit of the present invention includes a boosting switching element, a coil provided between the battery and the boosting switching element, a rectifying switching element provided between the coil and the load, and a normally-off to always-on state. Then, the relay for electrically connecting the battery and the load, and the relay is always turned off at a normal time other than when the engine is restarted after the idle stop, and the boosting switching element and the rectifying switching element And a control circuit for controlling the driving of each.

また、前記制御回路は、アイドルストップ後のエンジン再始動時、前記リレーの常時オフを維持させるとともに、前記バッテリの電圧が昇圧されて前記負荷に出力されるように、前記昇圧用スイッチング素子及び前記整流用スイッチング素子のそれぞれの駆動を制御する。   The control circuit maintains the relay always off when the engine is restarted after an idle stop, and boosts the switching element and the booster so that the voltage of the battery is boosted and output to the load. Each drive of the switching element for rectification is controlled.

また、前記制御回路は、前記昇圧用スイッチング素子又は前記整流用スイッチング素子が異常であると判断すると、前記リレーを常時オフから常時オンに切り替える。
これにより、エンジン再始動時以外の通常時やエンジン再始動時であっても負荷への必要な電圧の供給を維持することができる。
Further, when the control circuit determines that the step-up switching element or the rectifying switching element is abnormal, the control circuit switches the relay from always-off to always-on.
Thereby, supply of the required voltage to the load can be maintained even during normal times other than when the engine is restarted or during engine restart.

また、エンジン再始動時以外の通常時やエンジン再始動時であっても負荷への必要な電圧の供給を維持することができるため、エンジン再始動時において、バイパスリレーのオン、オフを切り替える必要がなく、バイパスリレーの切り替え音の発生を防止することができる。   In addition, since it is possible to maintain the necessary voltage supply to the load even during normal times other than engine restart or during engine restart, it is necessary to switch the bypass relay on and off during engine restart. Therefore, it is possible to prevent the switching sound of the bypass relay from being generated.

また、昇圧用スイッチング素子又は整流用スイッチング素子の異常時において、バイパスリレーを常時オフから常時オンにさせているため、負荷への必要な電圧の供給を維持することができる。   In addition, when the step-up switching element or the rectifying switching element is abnormal, the bypass relay is always turned on from the always-off state, so that the necessary voltage supply to the load can be maintained.

本発明は、バッテリの電圧を荷に出力する電源回路において、負荷への必要な電圧の供給を維持しつつ、アイドルストップ後のエンジン再始動時、バイパスリレーの切り替え音の発生を防止することができる。   In the power supply circuit that outputs the voltage of the battery to the load, the present invention can prevent the generation of switching noise of the bypass relay when the engine is restarted after the idle stop while maintaining the supply of the necessary voltage to the load. it can.

本発明の実施形態の電源回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the power supply circuit of embodiment of this invention. 制御回路の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of a control circuit. 本実施形態の電源回路の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the power supply circuit of this embodiment. 既存の電源回路の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the existing power supply circuit.

図1は、本発明の実施形態の電源回路を示す図である。なお、図4に示す構成と同じ構成には同じ符号を付している。
図1に示す電源回路10は、アイドルストップ車に搭載されるバッテリ49の電圧を一定に保って負荷50に出力するものであり、昇圧用スイッチング素子41と、コイル42と、整流用スイッチング素子11と、コンデンサ44、45と、バイパスリレー46(リレー)と、制御回路12と、ドライブ回路48と、ドライブ回路13と、サーミスタ14と、検出回路15とを備える。
FIG. 1 is a diagram showing a power supply circuit according to an embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same structure as the structure shown in FIG.
A power supply circuit 10 shown in FIG. 1 is a circuit that outputs a voltage to a load 50 while keeping a voltage of a battery 49 mounted on an idle stop vehicle constant, and includes a step-up switching element 41, a coil 42, and a rectifying switching element 11. And capacitors 44 and 45, a bypass relay 46 (relay), a control circuit 12, a drive circuit 48, a drive circuit 13, a thermistor 14, and a detection circuit 15.

昇圧用スイッチング素子41は、例えば、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)、又は、ダイオードが並列接続されるIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)などとする。   The step-up switching element 41 is, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) or an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) in which diodes are connected in parallel.

コイル42は、バッテリ49と昇圧用スイッチング素子41との間に設けられる。
整流用スイッチング素子11は、コイル42と負荷50との間に設けられる。例えば、整流用スイッチング素子11は、MOSFET、又は、ダイオードが並列接続されるIGBTなどとする。
The coil 42 is provided between the battery 49 and the boosting switching element 41.
The rectifying switching element 11 is provided between the coil 42 and the load 50. For example, the rectifying switching element 11 is a MOSFET or an IGBT to which a diode is connected in parallel.

コンデンサ44は、電源回路10の入力段に設けられる。
コンデンサ45は、電源回路10の出力段に設けられる。
バイパスリレー46は、一方の端子がコンデンサ44に接続され、他方の端子がコンデンサ45に接続され、制御信号S2に基づいて常時オフから常時オンに切り替わると、バッテリ49と負荷50とを電気的に接続させる。
The capacitor 44 is provided at the input stage of the power supply circuit 10.
The capacitor 45 is provided at the output stage of the power supply circuit 10.
The bypass relay 46 has one terminal connected to the capacitor 44 and the other terminal connected to the capacitor 45. When the bypass relay 46 is switched from always-off to always-on based on the control signal S2, the battery 49 and the load 50 are electrically connected. Connect.

制御回路12は、電源回路10の外部の上位制御回路16(車両全体の動作を制御する制御回路)から送られてくる信号や検出回路15から送られてくる信号に基づいて、制御信号S1〜S3を出力する。また、制御回路12は、整流用スイッチング素子11の破壊やドライブ回路13の故障などにより整流用スイッチング素子11が異常であると判断すると、その旨を示す信号を上位制御回路16に送る。上位制御回路16は、整流用スイッチング素子11が異常である旨を示す信号を受け取ると、例えば、電源回路10が正常に動作していない旨のメッセージを表示部17(例えば、液晶ディスプレイ)に表示させる。なお、制御回路12や上位制御回路16は、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。ソフトウェアによって実現される場合、制御回路12や上位制御回路16はCPUやメモリを含み、CPUがメモリに格納されている制御プログラムを読み出し実行することによって実現される。   The control circuit 12 controls the control signals S1 to S1 based on a signal sent from the host control circuit 16 outside the power supply circuit 10 (a control circuit that controls the operation of the entire vehicle) or a signal sent from the detection circuit 15. S3 is output. Further, when the control circuit 12 determines that the rectifying switching element 11 is abnormal due to the destruction of the rectifying switching element 11 or the failure of the drive circuit 13, the control circuit 12 sends a signal indicating that to the upper control circuit 16. When the host control circuit 16 receives a signal indicating that the rectifying switching element 11 is abnormal, for example, a message indicating that the power supply circuit 10 is not operating normally is displayed on the display unit 17 (for example, a liquid crystal display). Let The control circuit 12 and the upper control circuit 16 are realized by software or hardware. When realized by software, the control circuit 12 and the upper control circuit 16 include a CPU and a memory, and are realized by the CPU reading and executing a control program stored in the memory.

ドライブ回路48は、制御信号S1に基づいて昇圧用スイッチング素子41を駆動する。
ドライブ回路13は、制御信号S3に基づいて整流用スイッチング素子11を駆動する。
The drive circuit 48 drives the boosting switching element 41 based on the control signal S1.
The drive circuit 13 drives the rectifying switching element 11 based on the control signal S3.

サーミスタ14は、整流用スイッチング素子11やドライブ回路13の近傍に設けられる。
検出回路15は、例えば、コンパレータなどにより構成され、サーミスタ14の電圧が閾値以上になると(整流用スイッチング素子11やドライブ回路13の周囲温度が閾値以上になると)、その旨の信号を制御回路12に出力する。制御回路12は、サーミスタ14の電圧が閾値(例えば、整流用スイッチング素子11が破壊していたり、ドライブ回路13が故障していたりする場合のサーミスタ14の電圧)以上になった旨の信号を受け取ると、整流用スイッチング素子11が異常であると判断する。
The thermistor 14 is provided in the vicinity of the rectifying switching element 11 and the drive circuit 13.
The detection circuit 15 includes, for example, a comparator. When the voltage of the thermistor 14 becomes equal to or higher than a threshold value (when the ambient temperature of the rectifying switching element 11 or the drive circuit 13 becomes higher than the threshold value), a signal to that effect is sent to the control circuit 12. Output to. The control circuit 12 receives a signal indicating that the voltage of the thermistor 14 is equal to or higher than a threshold (for example, the voltage of the thermistor 14 when the rectifying switching element 11 is broken or the drive circuit 13 is broken). Then, it is determined that the rectifying switching element 11 is abnormal.

図2は、制御回路12の動作を示すフローチャートである。
まず、制御回路12は、運転者によりイグニッションスイッチが操作されてイグニッションスイッチがオンした旨の信号を上位制御回路16から受け取ると(S1がYes)、自己起動し(S2)、バイパスリレー46を常時オンから常時オフに切り替えるための制御信号S2を出力する(S3)。なお、初期状態(車両の駐車時)のバイパスリレー46は常時オンとする。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the control circuit 12.
First, when the driver operates the ignition switch and receives a signal indicating that the ignition switch is turned on from the host control circuit 16 (S1 is Yes), the control circuit 12 self-activates (S2), and the bypass relay 46 is always turned on. A control signal S2 for switching from on to always off is output (S3). The bypass relay 46 in the initial state (when the vehicle is parked) is always turned on.

次に、制御回路12は、バイパスリレー46を常時オフに維持させるための制御信号S2を出力するとともに、バッテリ49の電圧がそのまま負荷50に出力されるように、バイパスモードで、昇圧用スイッチング素子41及び整流用スイッチング素子11を交互にオン、オフさせるための制御信号S1、S3を出力する(S4)。例えば、制御回路12は、コンデンサ45にかかる電圧がコンデンサ44にかかる電圧と同じになるようなデューティで、かつ、周波数が数100Hzのパルス信号を制御信号S1として出力するとともに、周波数が制御信号S1と同じで、かつ、制御信号S1がオンのときにオフになるデューティのパルス信号を制御信号S3として出力する。これにより、例えば、昇圧用スイッチング素子41がオン、整流用スイッチング素子11がオフした後、昇圧用スイッチング素子41がオフ、整流用スイッチング素子11がオンすることが繰り返される。すなわち、昇圧用スイッチング素子41及び整流用スイッチング素子11を交互にオン、オフさせることができる。   Next, the control circuit 12 outputs a control signal S2 for keeping the bypass relay 46 always off, and in the bypass mode, the switching element for boosting so that the voltage of the battery 49 is output to the load 50 as it is. 41 and control signals S1 and S3 for alternately turning on and off the rectifying switching element 11 are output (S4). For example, the control circuit 12 outputs a pulse signal having a duty such that the voltage applied to the capacitor 45 is the same as the voltage applied to the capacitor 44 and a frequency of several hundred Hz as the control signal S1, and the frequency is the control signal S1. And a pulse signal with a duty that turns off when the control signal S1 is on is output as the control signal S3. Thereby, for example, after the boosting switching element 41 is turned on and the rectifying switching element 11 is turned off, the boosting switching element 41 is turned off and the rectifying switching element 11 is turned on repeatedly. That is, the boosting switching element 41 and the rectifying switching element 11 can be alternately turned on and off.

次に、制御回路12は、整流用スイッチング素子11が異常であるか否かを判断する(S5)。
整流用スイッチング素子11が異常であると判断すると(S5がYes)、制御回路12は、昇圧用スイッチング素子41及び整流用スイッチング素子11の駆動を停止させるための制御信号S1、S3を出力し(S6)、バイパスリレー46を常時オフから常時オンに切り替えさせるための制御信号S2を出力し(S7)、整流用スイッチング素子11が異常である旨の信号を上位制御回路16に通知する(S8)。また、制御回路12は、運転者によりイグニッションスイッチが操作されてイグニッションスイッチがオフした旨の信号を上位制御回路16から受け取ると(S9がYes)、初期状態に戻る(終了)。
Next, the control circuit 12 determines whether or not the rectifying switching element 11 is abnormal (S5).
If it is determined that the rectifying switching element 11 is abnormal (S5 is Yes), the control circuit 12 outputs control signals S1 and S3 for stopping driving of the boosting switching element 41 and the rectifying switching element 11 ( S6), a control signal S2 for switching the bypass relay 46 from always off to always on is output (S7), and a signal indicating that the rectifying switching element 11 is abnormal is notified to the upper control circuit 16 (S8). . In addition, when the control circuit 12 receives a signal from the host control circuit 16 that the ignition switch is turned off by the driver operating the ignition switch (Yes in S9), the control circuit 12 returns to the initial state (end).

一方、整流用スイッチング素子11が異常でないと判断すると(S5がNo)、制御回路12は、これからエンジンが再始動される旨の信号を上位制御回路16から受け取ったか否かを判断する(S10)。例えば、制御回路12は、アイドルストップ後、ブレーキが解除されるなどしてクランク信号がハイレベルになったことを検出すると、これからエンジンが再始動される旨の信号を上位制御回路16から受け取ったと判断する。   On the other hand, if it is determined that the rectifying switching element 11 is not abnormal (S5 is No), the control circuit 12 determines whether or not a signal indicating that the engine is to be restarted is received from the host control circuit 16 (S10). . For example, when the control circuit 12 detects that the crank signal has become a high level because the brake is released after the idle stop, for example, the control circuit 12 receives a signal from the host control circuit 16 that the engine will be restarted. to decide.

これからエンジンが再始動される旨の信号を上位制御回路16から受け取ったと判断すると(S10がYes)、制御回路12は、バイパスリレー46を常時オフに維持させるための制御信号S2を出力するとともに、バッテリ49の電圧が昇圧されて負荷50に出力されるように、すなわち、エンジン再始動に伴ってバッテリ49が一時的に低下しても負荷50への必要な電圧の供給を維持することができるように、昇圧モードで、昇圧用スイッチング素子41及び整流用スイッチング素子11を交互にオン、オフさせるための制御信号S1、S3を出力する(S11)。例えば、制御回路12は、コンデンサ45にかかる電圧が所望な電圧(例えば、エンジン再始動に伴って低下する前のバッテリ49の電圧)になるようなデューティで、かつ、周波数が数100kHzのパルス信号を制御信号S1として出力するとともに、周波数が制御信号S1と同じで、かつ、制御信号S1がオンのときにオフになるデューティのパルス信号を制御信号S3として出力する。なお、整流用スイッチング素子11は、バイパスモードにおいて、常時オンさせてもよい。   When it is determined that a signal indicating that the engine is to be restarted is received from the upper control circuit 16 (S10 is Yes), the control circuit 12 outputs a control signal S2 for keeping the bypass relay 46 always off, As the voltage of the battery 49 is boosted and output to the load 50, that is, even when the battery 49 temporarily decreases as the engine restarts, the supply of the necessary voltage to the load 50 can be maintained. As described above, the control signals S1 and S3 for alternately turning on and off the boosting switching element 41 and the rectifying switching element 11 are output in the boosting mode (S11). For example, the control circuit 12 uses a pulse signal having a duty that causes the voltage applied to the capacitor 45 to be a desired voltage (for example, the voltage of the battery 49 before being lowered due to the engine restart) and has a frequency of several hundred kHz. Is output as the control signal S1, and a pulse signal having the same frequency as the control signal S1 and having a duty that is turned off when the control signal S1 is on is output as the control signal S3. The rectifying switching element 11 may be always turned on in the bypass mode.

次に、制御回路12は、整流用スイッチング素子11が異常であると判断すると(S12がYes)、S6に進み、整流用スイッチング素子11が異常でないと判断すると(S12がNo)、エンジン再始動が完了した旨の信号を上位制御回路16から受け取ったと判断するまで、S11、S12を繰り返す。例えば、制御回路12は、エンジン再始動が完了してクランク信号がローレベルになったことを検出すると、エンジン再始動が完了した旨の信号を上位制御回路16から受け取ったと判断する。   Next, when the control circuit 12 determines that the rectifying switching element 11 is abnormal (S12 is Yes), the control circuit 12 proceeds to S6. When the control circuit 12 determines that the rectifying switching element 11 is not abnormal (S12 is No), the engine restarts. S11 and S12 are repeated until it is determined that a signal indicating the completion of is received from the host control circuit 16. For example, when the control circuit 12 detects that the engine restart has been completed and the crank signal has become a low level, the control circuit 12 determines that the signal indicating that the engine restart has been completed is received from the host control circuit 16.

そして、エンジン再始動が完了した旨の信号を上位制御回路16から受け取ったと判断すると(S13がYes)、制御回路12は、バイパスリレー46を常時オフに維持させるための制御信号S2を出力するとともに、バッテリ49の電圧が負荷50に出力されるように、バイパスモードで、昇圧用スイッチング素子41及び整流用スイッチング素子11を交互にオン、オフさせるための制御信号S1、S3を出力し(S14)、イグニッションスイッチがオフした旨の信号を上位制御回路16から受け取っていないと判断すると(S15がNo)、S5に戻る。   When it is determined that the signal indicating that the engine restart has been completed is received from the upper control circuit 16 (Yes in S13), the control circuit 12 outputs a control signal S2 for keeping the bypass relay 46 always off. In order to output the voltage of the battery 49 to the load 50, control signals S1 and S3 for alternately turning on and off the boosting switching element 41 and the rectifying switching element 11 are output in the bypass mode (S14). If it is determined that the signal indicating that the ignition switch has been turned off has not been received from the host control circuit 16 (No in S15), the process returns to S5.

一方、制御回路12は、イグニッションスイッチがオフした旨の信号を上位制御回路16から受け取ると(S15がYes)、昇圧用スイッチング素子41及び整流用スイッチング素子11を駆動停止させるための制御信号S1、S3を出力し(S16)、バイパスリレー46を常時オフから常時オンにさせるための制御信号S2を出力し(S17)、初期状態に戻る(終了)。   On the other hand, when the control circuit 12 receives a signal indicating that the ignition switch is turned off from the upper control circuit 16 (Yes in S15), the control signal S1 for stopping driving of the boosting switching element 41 and the rectifying switching element 11; S3 is output (S16), a control signal S2 for constantly turning on the bypass relay 46 from the always-off state is output (S17), and the process returns to the initial state (end).

このように、本実施形態の電源回路10では、整流用ダイオードの代わりに、整流用スイッチング素子11を備え、エンジン再始動時や通常時において、その整流用スイッチング素子11を駆動させているため、エンジン再始動時や通常時であっても負荷50への必要な電圧の供給を維持することができる。   Thus, in the power supply circuit 10 of this embodiment, the rectifying switching element 11 is provided instead of the rectifying diode, and the rectifying switching element 11 is driven at the time of engine restart or normal time. Even when the engine is restarted or during normal operation, supply of a necessary voltage to the load 50 can be maintained.

また、本実施形態の電源回路10は、エンジン再始動時や通常時であっても負荷50への必要な電圧の供給を維持することができるため、エンジン再始動時において、バイパスリレー46を常時オンから常時オフに切り替える必要がなく、バイパスリレー46の切り替え音の発生を防止することができる。   Further, since the power supply circuit 10 of the present embodiment can maintain the supply of the necessary voltage to the load 50 even when the engine is restarted or during normal operation, the bypass relay 46 is always connected when the engine is restarted. It is not necessary to switch from on to always off, and it is possible to prevent the switching sound of the bypass relay 46 from being generated.

また、本実施形態の電源回路10は、整流用スイッチング素子11の異常時において、バイパスリレー46を常時オフから常時オンに切り替えているため、負荷50への必要な電圧の供給を維持することができる。すなわち、バイパスリレー46を、図4に示す電源回路40のように、エンジン再始動時における負荷50への電圧供給維持のために使用するのではなく、整流用スイッチング素子11の異常時における負荷50への電圧供給維持(フェイルセーフ)のために使用している。そのため、供給電圧が規定範囲から外れないようにすることが望まれる電子機器、例えば、走る、曲がる、止まるといった車両の基本性能に関係する電子機器を負荷50とすることもできる。   Further, since the power supply circuit 10 of the present embodiment switches the bypass relay 46 from the always-off state to the always-on state when the rectifying switching element 11 is abnormal, the supply of the necessary voltage to the load 50 can be maintained. it can. That is, the bypass relay 46 is not used for maintaining the voltage supply to the load 50 when the engine is restarted as in the power supply circuit 40 shown in FIG. 4, but the load 50 when the rectifying switching element 11 is abnormal. It is used to maintain the voltage supply to (fail-safe). For this reason, the load 50 may be an electronic device that is desired to prevent the supply voltage from falling outside the specified range, for example, an electronic device that relates to the basic performance of the vehicle such as running, turning, and stopping.

なお、上記実施形態の電源回路10では、整流用スイッチング素子11の異常を検出する手段として、サーミスタ14及び検出回路15を備える構成であるが、整流用スイッチング素子11の異常を検出する手段としては特に限定されない。例えば、図3に示す電源回路30のように、ドライブ回路13の出力に基づいてドライブ回路13の故障を検出し、その旨の信号を制御回路12に送る検出回路31を備えるように構成してもよい。図3に示す制御回路12は、ドライブ回路13が故障した旨の信号を検出回路31から受け取ると、整流用スイッチング素子11が異常であると判断する。   In the power supply circuit 10 of the above embodiment, the thermistor 14 and the detection circuit 15 are provided as means for detecting an abnormality of the rectifying switching element 11, but as means for detecting the abnormality of the rectifying switching element 11, There is no particular limitation. For example, like the power supply circuit 30 shown in FIG. 3, a detection circuit 31 that detects a failure of the drive circuit 13 based on the output of the drive circuit 13 and sends a signal to that effect to the control circuit 12 is provided. Also good. When the control circuit 12 shown in FIG. 3 receives a signal indicating that the drive circuit 13 has failed from the detection circuit 31, the control circuit 12 determines that the rectifying switching element 11 is abnormal.

また、上記実施形態の電源回路10では、整流素子として、整流用スイッチング素子11を備える構成であるが、オン時の整流用スイッチング素子11の抵抗(損失)と同じかそれよりも小さい抵抗(損失)のダイオードのみを整流用スイッチング素子11の代わりに採用してもよい。   In the power supply circuit 10 of the above-described embodiment, the rectifying switching element 11 is provided as a rectifying element. Only the diode (2) may be used in place of the rectifying switching element 11.

また、上記実施形態の電源回路10では、整流用スイッチング素子11の異常時において、バイパスリレー46を常時オフから常時オンに切り替える構成であるが、昇圧用スイッチング素子41の異常時において、バイパスリレー46を常時オフから常時オンに切り替えるように構成してもよい。例えば、制御回路12は、昇圧用スイッチング素子41やドライブ回路48の周囲温度が閾値以上になると、昇圧用スイッチング素子41が異常であると判断してもよい。また、例えば、制御回路12は、ドライブ回路48の出力に基づいて、ドライブ回路48の故障による昇圧用スイッチング素子41の異常を判断してもよい。また、例えば、制御回路12は、昇圧用スイッチング素子41のドレイン電圧やソース電圧に基づいて、昇圧用スイッチング素子41のオープン故障による昇圧用スイッチング素子41の異常を判断してもよい。これにより、昇圧用スイッチング素子41の異常時において、バイパスリレー46を常時オフから常時オンに切り替え、負荷50への必要な電圧の供給を維持することができる。   In the power supply circuit 10 of the above embodiment, the bypass relay 46 is switched from always-off to always-on when the rectifying switching element 11 is abnormal. However, when the boosting switching element 41 is abnormal, the bypass relay 46 is switched. May be configured to switch from always off to always on. For example, the control circuit 12 may determine that the boost switching element 41 is abnormal when the ambient temperature of the boost switching element 41 or the drive circuit 48 is equal to or higher than a threshold value. For example, the control circuit 12 may determine an abnormality of the boosting switching element 41 due to a failure of the drive circuit 48 based on the output of the drive circuit 48. For example, the control circuit 12 may determine an abnormality of the boosting switching element 41 due to an open failure of the boosting switching element 41 based on the drain voltage or the source voltage of the boosting switching element 41. As a result, when the boosting switching element 41 is abnormal, the bypass relay 46 can be switched from always-off to always-on, and supply of the necessary voltage to the load 50 can be maintained.

また、図2に示すフローチャートでは、初期状態においてバイパスリレー46を常時オンさせておく構成であるが、初期状態においてバイパスリレー64を常時オフさせておくように構成してもよい。このように構成する場合、図2に示すフローチャートのS3及びS17を省略、又は、S3及びS17のそれぞれの動作を「制御回路12は、バイパスリレー46の常時オフを維持させるための制御信号S2を出力する」という動作に変更する。   In the flowchart shown in FIG. 2, the bypass relay 46 is always turned on in the initial state, but the bypass relay 64 may be always turned off in the initial state. In the case of such a configuration, S3 and S17 in the flowchart shown in FIG. 2 are omitted, or each operation of S3 and S17 is “the control circuit 12 uses the control signal S2 for maintaining the bypass relay 46 always off. Change to "Output" action.

10 電源回路
11 整流用スイッチング素子
12 制御回路
13 ドライブ回路
14 サーミスタ
15 検出回路
16 上位制御回路
17 表示部
30 電源回路
31 検出回路
40 電源回路
41 スイッチング素子
42 コイル
43 整流用ダイオード
44 コンデンサ
45 コンデンサ
46 バイパスリレー
47 制御回路
48 ドライブ回路
49 バッテリ
50 負荷
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power supply circuit 11 Rectification switching element 12 Control circuit 13 Drive circuit 14 Thermistor 15 Detection circuit 16 High-order control circuit 17 Display part 30 Power supply circuit 31 Detection circuit 40 Power supply circuit 41 Switching element 42 Coil 43 Rectification diode 44 Capacitor 45 Capacitor 46 Bypass Relay 47 Control circuit 48 Drive circuit 49 Battery 50 Load

Claims (4)

昇圧用スイッチング素子と、
バッテリと前記昇圧用スイッチング素子との間に設けられるコイルと、
前記コイルと負荷との間に設けられる整流用スイッチング素子と、
常時オフから常時オンになると、前記バッテリと前記負荷とを電気的に接続させるリレーと、
アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記リレーを常時オフさせるとともに、前記昇圧用スイッチング素子及び前記整流用スイッチング素子のそれぞれの駆動を制御する制御回路と、
を備え、
前記制御回路は、アイドルストップ後のエンジン再始動時、前記リレーの常時オフを維持させるとともに、前記バッテリの電圧が昇圧されて前記負荷に出力されるように、前記昇圧用スイッチング素子及び前記整流用スイッチング素子のそれぞれの駆動を制御し、前記昇圧用スイッチング素子又は前記整流用スイッチング素子が異常であると判断すると、前記リレーを常時オフから常時オンに切り替える
ことを特徴とする電源回路。
A step-up switching element;
A coil provided between the battery and the step-up switching element;
A rectifying switching element provided between the coil and a load;
When always on from always off, a relay that electrically connects the battery and the load;
A control circuit that always turns off the relay and controls driving of the boosting switching element and the rectifying switching element at a normal time other than when the engine is restarted after an idle stop;
With
The control circuit maintains the relay always off when the engine is restarted after an idle stop, and boosts the switching element and the rectifier so that the voltage of the battery is boosted and output to the load. A power supply circuit that controls driving of each switching element and switches the relay from always-off to always-on when it is determined that the step-up switching element or the rectifying switching element is abnormal.
請求項1に記載の電源回路であって、
前記制御回路は、前記昇圧用スイッチング素子の周囲温度が閾値以上になると、前記昇圧用スイッチング素子が異常であると判断し、又は、前記整流用スイッチング素子の周囲温度が閾値以上になると、前記整流用スイッチング素子が異常であると判断する
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 1,
The control circuit determines that the boosting switching element is abnormal when the ambient temperature of the boosting switching element is equal to or higher than a threshold value, or the rectification when the ambient temperature of the rectifying switching element is equal to or higher than the threshold value. A power supply circuit characterized by determining that the switching element is abnormal.
請求項1に記載の電源回路であって、
前記制御回路は、前記昇圧用スイッチング素子を駆動するドライブ回路の出力に基づいて、前記昇圧用スイッチング素子が異常であると判断し、又は、前記整流用スイッチング素子を駆動するドライブ回路の出力に基づいて、前記整流用スイッチング素子が異常であると判断する
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 1,
The control circuit determines that the boosting switching element is abnormal based on the output of the drive circuit that drives the boosting switching element, or based on the output of the drive circuit that drives the rectifying switching element. Then, it is determined that the rectifying switching element is abnormal.
請求項1に記載の電源回路であって、
前記制御回路は、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記リレーを常時オフさせるとともに、前記バッテリの電圧が前記負荷に出力されるように、前記昇圧用スイッチング素子及び前記整流用スイッチング素子のそれぞれの駆動を制御する
ことを特徴とする電源回路。
The power supply circuit according to claim 1,
The control circuit always turns off the relay during normal times other than when the engine is restarted after an idle stop, and outputs the battery voltage to the load. A power supply circuit that controls driving of each element.
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