JP2016068795A - Power supply device for automobile - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電源の冗長性を確保するために、複数の蓄電池から多数の負荷に電力を供給可能とした自動車用電源装置に関するものである。 The present invention relates to an automotive power supply apparatus that can supply power from a plurality of storage batteries to a large number of loads in order to ensure redundancy of the power supply.
図3は、2基のバッテリーから負荷群に電力を供給可能とした自動車用電源装置の一例を示す。負荷群1は、第一及び第二のバッテリー2,3のプラス側端子に接続されて、第一及び第二のバッテリー2,3の少なくともいずれかから電力が供給される。 FIG. 3 shows an example of an automotive power supply device that can supply power to a load group from two batteries. The load group 1 is connected to positive terminals of the first and second batteries 2 and 3, and is supplied with power from at least one of the first and second batteries 2 and 3.
このような構成により、第一及び第二のバッテリー2,3のいずれか一方が失陥した場合にも、失陥していない他方のバッテリーから負荷群1に電力が供給されるため、電源の冗長性を確保される。 With such a configuration, even when one of the first and second batteries 2 and 3 fails, power is supplied to the load group 1 from the other battery that has not failed. Redundancy is ensured.
上記のような自動車用電源装置では、例えば第二のバッテリー3が失陥して交換が必要となったときには、第二のバッテリー3の接続ターミナル4,5から接続プラグ6,7を取り外し、失陥したバッテリーを新たなバッテリーに交換する。 In the automobile power supply device as described above, for example, when the second battery 3 is lost and needs to be replaced, the connection plugs 6 and 7 are removed from the connection terminals 4 and 5 of the second battery 3 and the loss is lost. Replace the fallen battery with a new battery.
このような交換作業時にも、負荷群1には第一のバッテリー2から電力が供給され続けるので、負荷群1は通常の動作が可能となる。 Even during such replacement work, power is continuously supplied from the first battery 2 to the load group 1, so that the load group 1 can operate normally.
上記のような交換作業時に、接続プラグ6には第一のバッテリー2から依然として電力が供給され続けているので、接続プラグ6を誤って接続プラグ7あるいは車体等に接触させると、その接触部分で地絡により火花が発生したり、電源供給配線8が焼損したりすることがある。 During the replacement operation as described above, since the power is still supplied to the connection plug 6 from the first battery 2, if the connection plug 6 is accidentally brought into contact with the connection plug 7 or the vehicle body, the contact portion 6 Sparks may be generated due to a ground fault, or the power supply wiring 8 may be burned out.
特許文献1には、バッテリーとキャパシタを備えた電源装置において、バッテリーが過放電となった場合に、キャパシタからの電力供給を遮断する構成が開示されている。しかし、一方のバッテリーの交換作業時に、負荷群に電力を供給しながら、地絡の発生による火花の発生等を防止する構成は開示されていない。 Patent Document 1 discloses a configuration in which power supply from a capacitor is interrupted when the battery is overdischarged in a power supply device including the battery and the capacitor. However, a configuration for preventing the occurrence of a spark due to the occurrence of a ground fault while supplying power to the load group during the replacement operation of one battery is not disclosed.
この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は負荷群に対し電力を供給しながら、バッテリーの交換作業を安全に行い得る自動車用電源装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an automotive power supply device that can safely perform battery replacement work while supplying power to a load group.
上記課題を解決する自動車用電源装置は、エンジンルームに設置される第一のバッテリーと、ラゲージルームに設置される第二のバッテリーと、前記第一及び第二のバッテリーから電力が供給される負荷群とを備えた自動車用電源装置において、前記第一のバッテリーと前記負荷群との間に介在される第一のスイッチと、前記第二のバッテリーと前記負荷群との間に介在される第二のスイッチと、エンジンルームのフードの開放を検出して検出信号を出力するフードスイッチと、ラゲージルームのフードの開放を検出して検出信号を出力するラゲージスイッチと、前記フードスイッチの検出信号に基づいて前記第一のスイッチを不導通状態とするとともに、前記ラゲージスイッチの検出信号に基づいて前記第二のスイッチを不導通状態とする電源制御部とを備えたことを特徴とする。 An automotive power supply that solves the above problems includes a first battery installed in an engine room, a second battery installed in a luggage room, and a load supplied with power from the first and second batteries. A first switch interposed between the first battery and the load group, and a second switch interposed between the second battery and the load group. Two switches, a hood switch that detects the opening of the hood in the engine room and outputs a detection signal, a luggage switch that detects the opening of the hood in the luggage room and outputs a detection signal, and the detection signal of the hood switch Based on the detection signal of the luggage switch, the second switch is turned off. Characterized by comprising a source controller.
この構成により、エンジンルームあるいはラゲージルームのフードを開放したとき、第一のバッテリーと第二のバッテリーの接続が遮断される。
また、上記の自動車用電源装置において、前記第一及び第二のバッテリーから前記第一のスイッチ及び第二のスイッチを介して前記電源制御部に電力を供給することが好ましい。
With this configuration, when the hood of the engine room or the luggage room is opened, the connection between the first battery and the second battery is cut off.
In the above-described automobile power supply device, it is preferable that power is supplied from the first and second batteries to the power supply control unit via the first switch and the second switch.
この構成により、第一のスイッチ若しくは第二のスイッチのいずれかが不導通状態となっても、第一のバッテリー若しくは第二のバッテリーのいずれかから電源制御部に電力が供給される。 With this configuration, even if either the first switch or the second switch is in a non-conducting state, power is supplied from either the first battery or the second battery to the power supply control unit.
また、上記の自動車用電源装置において、前記第一のスイッチを前記エンジンルームに配設される電源ボックスに設けることが好ましい。
この構成により、第一のバッテリーはその近傍に位置する電源ボックスで第二のバッテリーとの接続が遮断される。
In the above-described automobile power supply device, it is preferable that the first switch is provided in a power supply box provided in the engine room.
With this configuration, the first battery is disconnected from the second battery by the power supply box located in the vicinity thereof.
また、上記の自動車用電源装置において、前記第二のスイッチを前記ラゲージルームに配設される電源ボックスに設けることが好ましい。
この構成により、第二のバッテリーはその近傍に位置する電源ボックスで第一のバッテリーとの接続が遮断される。
In the above-described automobile power supply device, it is preferable that the second switch is provided in a power supply box disposed in the luggage room.
With this configuration, the second battery is disconnected from the first battery by the power supply box located in the vicinity thereof.
また、上記の自動車用電源装置において、前記第一のスイッチ及び第二のスイッチを前記電源制御部から出力される制御信号に基づいて接点を不導通状態とするリレーで構成することが好ましい。 Further, in the above-described automobile power supply device, it is preferable that the first switch and the second switch are configured by relays that make the contacts non-conductive based on a control signal output from the power supply control unit.
この構成により、電源制御部によりリレーの接点が不導通状態に制御されて、第一のバッテリーと第二のバッテリーの接続が遮断される。 With this configuration, the contact point of the relay is controlled to be in a non-conductive state by the power supply control unit, and the connection between the first battery and the second battery is interrupted.
本発明の自動車用電源装置によれば、負荷群に対し電力を供給しながら、バッテリーの交換作業を安全に行うことができる。 According to the automobile power supply device of the present invention, it is possible to safely perform battery replacement work while supplying power to the load group.
以下、自動車用電源装置の一実施形態を図1及び図2に従って説明する。図1に示すように、車両前部のエンジンルーム11内には鉛蓄電池の第一のバッテリー12が設置され、車両後部のラゲージルーム13内にはキャパシタで構成される第二のバッテリー14が設置されている。 Hereinafter, an embodiment of an automobile power supply device will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIG. 1, a first battery 12 of a lead storage battery is installed in an engine room 11 at the front of the vehicle, and a second battery 14 made of a capacitor is installed in a luggage room 13 at the rear of the vehicle. Has been.
エンジンルーム11内において、第一のバッテリー12の近傍には電源ボックス15が設置され、その電源ボックス15内には第一のリレー16及びヒューズ等(図示しない)が配設されている。 In the engine room 11, a power supply box 15 is installed in the vicinity of the first battery 12, and a first relay 16 and a fuse (not shown) are arranged in the power supply box 15.
ラゲージルーム13内において、第二のバッテリー14の近傍には電源ボックス17が設置され、その電源ボックス17内には第二のリレー18及びヒューズ等(図示しない)が配設されている。そして、第一及び第二のバッテリー12,14は、電源供給配線19及び第一及び第二のリレー16,18の接点を介して接続されている。 In the luggage room 13, a power supply box 17 is installed in the vicinity of the second battery 14, and a second relay 18 and a fuse (not shown) are arranged in the power supply box 17. The first and second batteries 12 and 14 are connected via the power supply wiring 19 and the contacts of the first and second relays 16 and 18.
前記第一及び第二のリレー16,18間において、前記電源供給配線19には負荷群20及び電源監視ECU21が接続されている。そして、第一及び第二のリレー16,18の接点が導通状態あるとき、第一及び第二のバッテリー12,14から負荷群20及び電源監視ECU21に電力が供給される。 Between the first and second relays 16 and 18, a load group 20 and a power monitoring ECU 21 are connected to the power supply wiring 19. And when the contact of the 1st and 2nd relays 16 and 18 is a conduction | electrical_connection state, electric power is supplied from the 1st and 2nd batteries 12 and 14 to the load group 20 and power supply monitoring ECU21.
前記エンジンルーム11には、そのエンジンルーム11のフードの開放を検出するフードスイッチ22が設けられ、そのフードスイッチ22の検出信号dt1は前記電源監視ECU21に出力される。 The engine room 11 is provided with a hood switch 22 that detects opening of the hood in the engine room 11, and a detection signal dt 1 of the hood switch 22 is output to the power supply monitoring ECU 21.
前記ラゲージルーム13には、そのフードの開放を検出するラゲージスイッチ23が設けられ、そのラゲージスイッチ23の検出信号dt2は前記電源監視ECU21に出力される。 The luggage room 13 is provided with a luggage switch 23 for detecting the opening of the hood, and a detection signal dt2 of the luggage switch 23 is output to the power supply monitoring ECU 21.
前記電源監視ECU21は、前記第一及び第二のリレー16,18の励磁コイルに励磁信号を出力可能となっている。そして、フードスイッチ22から検出信号dt1を受信すると、第一のリレー16に励磁信号を出力して、第一のリレー16の接点を不導通状態とするようになっている。 The power supply monitoring ECU 21 can output an excitation signal to the excitation coils of the first and second relays 16 and 18. When the detection signal dt1 is received from the hood switch 22, an excitation signal is output to the first relay 16 so that the contact point of the first relay 16 is turned off.
また、電源監視ECU21はラゲージスイッチ23から検出信号dt2を受信すると、第二のリレー18に励磁信号を出力して、第二のリレー18の接点を不導通状態とするようになっている。 Further, when the power monitoring ECU 21 receives the detection signal dt2 from the luggage switch 23, the power monitoring ECU 21 outputs an excitation signal to the second relay 18 so that the contact of the second relay 18 is in a non-conductive state.
次に、上記のように構成された自動車用電源装置の作用を説明する。
エンジンルーム11及びラゲージルーム13のフードが閉じられている通常時には、記電源監視ECU21にはフードスイッチ22及びラゲージスイッチ23からの検出信号dt1,dt2が出力されない。
Next, the operation of the automobile power supply device configured as described above will be described.
When the hoods of the engine room 11 and the luggage room 13 are normally closed, the detection signals dt1 and dt2 from the hood switch 22 and the luggage switch 23 are not output to the power monitoring ECU 21.
この状態では、第一及び第二のリレー16,18の接点が導通状態に保持され、負荷群20及び電源監視ECU21には第一及び第二のバッテリー12,14の少なくともいずれかから電力が供給される。 In this state, the contacts of the first and second relays 16 and 18 are held in a conductive state, and power is supplied from at least one of the first and second batteries 12 and 14 to the load group 20 and the power supply monitoring ECU 21. Is done.
このような通常時には、図2に示すように、電源監視ECU21はバッテリーの交換作業の開始、すなわちエンジンルーム11あるいはラゲージルーム13のフードの開放に基づく検出信号dt1,dt2が入力されたか否かを判別している(ステップ1)。 In such a normal time, as shown in FIG. 2, the power supply monitoring ECU 21 determines whether or not detection signals dt1 and dt2 based on the start of the battery replacement work, that is, the opening of the hood of the engine room 11 or the luggage room 13 are input. It is determined (step 1).
ここで、第一のバッテリー12を交換する必要が生じてエンジンルーム11のフードを開けると、フードスイッチ22から電源監視ECU21に検出信号dt1が出力される。
すると、電源監視ECU21はバッテリーの交換動作を検出し(ステップ2)、第一のバッテリー12の近傍の第一のリレー16の接点を不導通状態とする(ステップ3)。そして、エンジンルーム11のフードが閉じられて、検出信号dt1の受信停止を待つ状態となる(ステップ4)。
Here, when it is necessary to replace the first battery 12 and the hood of the engine room 11 is opened, the detection signal dt1 is output from the hood switch 22 to the power supply monitoring ECU 21.
Then, the power supply monitoring ECU 21 detects a battery replacement operation (step 2), and brings the contact of the first relay 16 near the first battery 12 into a non-conductive state (step 3). Then, the hood of the engine room 11 is closed, and a state of waiting for the reception stop of the detection signal dt1 is entered (step 4).
この状態では、第一のバッテリー12と第二のバッテリー14との接続が遮断される。このため、第一のバッテリー12の交換作業時に、第一のバッテリー12のプラス側ターミナルに接続されていたプラグが車体あるいはマイナス側ターミナルに接続されていたプラグに接触しても、火花が発生したり、地絡電流が流れたりすることはない。 In this state, the connection between the first battery 12 and the second battery 14 is cut off. Therefore, when the first battery 12 is replaced, a spark is generated even if the plug connected to the positive terminal of the first battery 12 contacts the vehicle body or the plug connected to the negative terminal. Or a ground fault current does not flow.
第一のバッテリー12の交換作業が終了して、エンジンルーム11のフードが閉じられると、電源監視ECU21では検出信号dt1の受信停止を検出する(ステップ5)。そして、第一のリレー16の接点を導通状態に復帰させて(ステップ6)、バッテリーの交換動作を終了する。 When the replacement work of the first battery 12 is finished and the hood of the engine room 11 is closed, the power monitoring ECU 21 detects the stop of reception of the detection signal dt1 (step 5). Then, the contact of the first relay 16 is returned to the conductive state (step 6), and the battery replacement operation is terminated.
第二のバッテリー14を交換する必要が生じたときには、ラゲージルーム13のフードの開放に基づいてラゲージスイッチ23から検出信号dt2が電源監視ECU21に出力される。 When it becomes necessary to replace the second battery 14, the detection signal dt 2 is output from the luggage switch 23 to the power supply monitoring ECU 21 based on the opening of the hood of the luggage room 13.
すると、電源監視ECU21により第二のリレー18の接点が不導通状態となって、第一のバッテリー12と第二のバッテリー14の接続が遮断される(ステップ1〜3)。すると、第二のバッテリー14の安全な交換作業が可能となる。 Then, the contact of the second relay 18 is turned off by the power monitoring ECU 21, and the connection between the first battery 12 and the second battery 14 is cut off (steps 1 to 3). Then, safe replacement work of the second battery 14 becomes possible.
そして、第二のバッテリー14の交換が終了し、ラゲージルーム13のフードが閉じられて、検出信号dt2の受信が停止されると、第二のリレー18の接点が導通状態に復帰する(ステップ4〜6)。 When the replacement of the second battery 14 is completed, the hood of the luggage room 13 is closed, and the reception of the detection signal dt2 is stopped, the contact of the second relay 18 returns to the conductive state (step 4). ~ 6).
上記のような自動車用電源装置では、次に示す効果を得ることができる。
(1)第一のバッテリー12の交換作業時には、第一のバッテリー12と第二のバッテリー14との接続を遮断することができる。従って、第一のバッテリー12の交換作業を安全に行うことができる。
(2)第二のバッテリー14の交換作業時には、第一のバッテリー12と第二のバッテリー14との接続を遮断することができる。従って、第二のバッテリー14の交換作業を安全に行うことができる。
(3)第一のバッテリー12の交換作業時には、第二のバッテリー14から負荷群20及び電源監視ECU21に電力を供給することができるので、負荷群20及び電源監視ECU21を通常動作させることができる。
(4)第二のバッテリー14の交換作業時には、第一のバッテリー12から負荷群20及び電源監視ECU21に電力を供給することができるので、負荷群20及び電源監視ECU21を通常動作させることができる。
(5)エンジンルーム11のフードの開放を検出するフードスイッチ22により、第一のバッテリー12の交換作業の開始を容易に認識可能である。
(6)ラゲージルーム13のフードの開放を検出するラゲージスイッチ23により、第二のバッテリー14の交換作業の開始を容易に認識可能である。
The following effects can be obtained with the automobile power supply device as described above.
(1) When the first battery 12 is replaced, the connection between the first battery 12 and the second battery 14 can be cut off. Therefore, the replacement work of the first battery 12 can be performed safely.
(2) When the second battery 14 is replaced, the connection between the first battery 12 and the second battery 14 can be cut off. Therefore, the replacement work of the second battery 14 can be performed safely.
(3) When replacing the first battery 12, power can be supplied from the second battery 14 to the load group 20 and the power supply monitoring ECU 21, so that the load group 20 and the power supply monitoring ECU 21 can be normally operated. .
(4) Since power can be supplied from the first battery 12 to the load group 20 and the power supply monitoring ECU 21 when the second battery 14 is replaced, the load group 20 and the power supply monitoring ECU 21 can be normally operated. .
(5) The start of the replacement work of the first battery 12 can be easily recognized by the hood switch 22 that detects the opening of the hood in the engine room 11.
(6) The start of the replacement work of the second battery 14 can be easily recognized by the luggage switch 23 that detects the opening of the hood in the luggage room 13.
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・上記実施形態において、エンジンルーム11及びラゲージルーム13のフードがともに開けられたときには、後から開けられたフードによるリレーの開放を行わないようにする。このようにすれば、負荷群20及び電源監視ECU21への電力の供給が遮断されることはない。
・第一及び第二のバッテリー12,14は、鉛蓄電池とキャパシタのいずれでもよい。
In addition, you may change the said embodiment as follows.
In the above embodiment, when both the hoods of the engine room 11 and the luggage room 13 are opened, the relay is not opened by the hood opened later. In this way, the supply of electric power to the load group 20 and the power supply monitoring ECU 21 is not interrupted.
The first and second batteries 12 and 14 may be either lead acid batteries or capacitors.
11…エンジンルーム、12…第一のバッテリー、13…ラゲージルーム、14…第二のバッテリー、15,17…電源ボックス、16…第一のスイッチ(第一のリレー)、18…第二のスイッチ(第二のリレー)、20…負荷群、21…電源制御部(電源監視ECU)、22…フードスイッチ、23…ラゲージスイッチ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine room, 12 ... First battery, 13 ... Luggage room, 14 ... Second battery, 15, 17 ... Power supply box, 16 ... First switch (first relay), 18 ... Second switch (Second relay), 20 ... load group, 21 ... power supply control unit (power supply monitoring ECU), 22 ... hood switch, 23 ... luggage switch.
Claims (5)
ラゲージルームに設置される第二のバッテリーと、
前記第一及び第二のバッテリーから電力が供給される負荷群と
を備えた自動車用電源装置において、
前記第一のバッテリーと前記負荷群との間に介在される第一のスイッチと、
前記第二のバッテリーと前記負荷群との間に介在される第二のスイッチと、
エンジンルームのフードの開放を検出して検出信号を出力するフードスイッチと、
ラゲージルームのフードの開放を検出して検出信号を出力するラゲージスイッチと、
前記フードスイッチの検出信号に基づいて前記第一のスイッチを不導通状態とするとともに、前記ラゲージスイッチの検出信号に基づいて前記第二のスイッチを不導通状態とする電源制御部と
を備えたことを特徴とする自動車用電源装置。 A first battery installed in the engine room;
A second battery installed in the luggage room;
In a vehicle power supply device comprising a load group to which power is supplied from the first and second batteries,
A first switch interposed between the first battery and the load group;
A second switch interposed between the second battery and the load group;
A hood switch that detects the opening of the hood in the engine room and outputs a detection signal;
A luggage switch that detects the opening of the hood in the luggage room and outputs a detection signal;
A power control unit configured to turn off the first switch based on the detection signal of the hood switch and to turn off the second switch based on the detection signal of the luggage switch. An automobile power supply device characterized by the above.
前記第一及び第二のバッテリーから前記第一のスイッチ及び第二のスイッチを介して前記電源制御部に電力を供給したことを特徴とする自動車用電源装置。 The automobile power supply device according to claim 1,
A power supply apparatus for an automobile, wherein power is supplied from the first and second batteries to the power supply control section via the first switch and the second switch.
前記第一のスイッチを前記エンジンルームに配設される電源ボックスに設けたことを特徴とする自動車用電源装置。 The automobile power supply device according to claim 2,
A power supply device for an automobile, wherein the first switch is provided in a power supply box disposed in the engine room.
前記第二のスイッチを前記ラゲージルームに配設される電源ボックスに設けたことを特徴とする自動車用電源装置。 The automobile power supply device according to claim 2,
A power supply device for an automobile, wherein the second switch is provided in a power supply box disposed in the luggage room.
前記第一のスイッチ及び第二のスイッチを前記電源制御部から出力される制御信号に基づいて接点を不導通状態とするリレーで構成したことを特徴とする自動車用電源装置。 The automobile power supply device according to claim 1,
A power supply apparatus for an automobile, wherein the first switch and the second switch are configured by a relay that makes a contact point nonconductive based on a control signal output from the power supply control unit.
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