JP2020092478A - 車載用のバックアップ電源制御装置、及び車載用のバックアップ電源 - Google Patents
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Abstract
Description
主電源と蓄電部とを備えた車載用電源システムにおいて、前記主電源が失陥した場合に前記蓄電部からバックアップ対象負荷に電力を供給する制御を行う車載用のバックアップ電源制御装置であって、
前記蓄電部の充電及び放電を行う充放電部と、
前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
当該制御装置の外部に所定信号を出力する制御部と、
前記電圧検出部が検出した前記充電電圧が所定閾値よりも小さい場合、当該制御装置の外部へ前記所定信号を出力することを遮断する信号遮断部と、
を備える。
主電源と蓄電部とを備えた車載用電源システムにおいて、前記主電源が失陥した場合に前記蓄電部からバックアップ対象負荷に電力を供給する制御を行う車載用のバックアップ電源制御装置であって、
前記蓄電部の充電及び放電を行う充放電部と、
前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
前記蓄電部に流れる電流、又は前記蓄電部から流れる電流の値を検出する電流検出部と、
当該制御装置の外部に所定信号を出力する制御部と、
前記電圧検出部が検出した前記充電電圧が所定閾値よりも小さく、且つ前記電流検出部が検出した電流値が所定の電流閾値よりも小さい場合、当該制御装置の外部へ前記所定信号を出力することを遮断する信号遮断部と、
を備える。
第1の発明又は第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置と、
上記蓄電部と、
を備える
具体的には、例えば、充電電圧が上記所定閾値よりも低い第2電圧閾値(具体的には、上記所定閾値よりも低く0よりも大きい電圧閾値)以上であって、且つ充電電流値が上記電流閾値以上である場合に、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を許容するように動作してもよい。このようにすれば、充電電圧が上記所定閾値に達してはいないものの第2電圧閾値以上に上昇する可能性が極めて高い場合に、制御装置の外部への所定信号の出力を許容することができる。よって、第2の発明の効果を享受しつつも、充電電圧が一定の基準を超えて上昇する見込みが高いことが担保された場合には、所定信号の出力が制限されすぎることを抑えることができる。この場合、充電電圧が上記第2電圧閾値未満のときには、充電電流値が上記電流閾値以上であっても、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を遮断するように動作してもよい。
或いは、充電電圧が上記所定閾値よりも低い場合に、充電電流値が上記電流閾値以上であれば、充電電圧の具体的な値に関係なく、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を許容するように動作してもよい。このような構成でも、第2の発明の効果を享受しつつ、充電電圧の上昇が見込まれる場合に、所定信号の出力が制限されすぎることを抑えることができる。
具体的には、例えば、充電電圧が上記所定閾値よりも低い第2電圧閾値(具体的には、上記所定閾値よりも低く0よりも大きい電圧閾値)以上であって、且つ放電電流値が上記電流閾値以上である場合に、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を許容するように動作してもよい。この場合、充電電圧が上記第2電圧閾値未満のときには、放電電流値が上記電流閾値以上であっても、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を遮断するように動作してもよい。
或いは、充電電圧が上記所定閾値よりも低い場合に、放電電流値が上記電流閾値以上であれば、充電電圧の具体的な値に関係なく、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を許容するように動作してもよい。
先ず、車載用のバックアップ電源制御装置20(以下、制御装置20ともいう)及びバックアップ電源21に関連する構成について説明する。
図1に示す車載システム10は、車載用の電源システムとして構成されており、主電源91、バックアップ対象負荷94、表示器95、蓄電部92、及び制御装置20などを備えている。バックアップ電源21は制御装置20及び蓄電部92を備えた構成である。
車載システム10は、主電源91からバックアップ対象負荷94に対して電圧を印加し得る構成をなし、更に、主電源91から蓄電部92に対しても電圧を印加し得る構成をなす。更に、車載システム10は所定時期(例えば主電源91の失陥時など)に蓄電部92からバックアップ対象負荷94に対して電圧を印加し得る構成をなす。
充放電部35は、放電信号をなす第2制御信号が与えられている場合、第2導電路32に印加された入力電圧(蓄電部92からの出力電圧)に基づき、第1導電路31に向けて決定された目標電圧を出力する放電動作を行う。充放電部35は、放電停止信号をなす第2制御信号が与えられている場合、上述した放電動作を停止して、第2導電路32を非導通状態とする。
遮断信号生成部37Aは、例えば、電圧検出部38によって検出された蓄電部92の電圧値Vout(以下、電圧値Voutともいう)に基づいて通信インターフェース37Bを制御する遮断信号を生成し得る回路、及び部品で構成される。遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1(所定閾値)より小さい場合、遮断信号を生成し、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上である場合、遮断信号を生成しない。遮断信号はローレベルL又はハイレベルHのいずれかの状態に変化し、ローレベルLのとき、遮断信号が生成された状態であり、ハイレベルHのとき遮断信号が生成されていない状態である。
制御装置20は通常時に主電源91からバックアップ対象負荷94に電圧を印加する。制御装置20は主電源91を使用することができない異常時に主電源91のバックアップとして蓄電部92からバックアップ対象負荷94に電圧を印加する。以下、制御装置20の動作を具体的に説明する。
図2の例では、時間T1よりも前(図における左側)の時間帯は、例えば、イグニッションスイッチがオフ状態である時間帯である。このとき、電圧値Voutは所定の第1閾値Th1よりも小さい状態である。また、遮断信号は生成された状態(すなわち、ローレベルL)である。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
図3の例では、時間T7よりも前(図における左側)の時間帯は、図2における時間T1よりも前の時間帯と同じ状態であり、イグニッションスイッチがオフ状態である時間帯である。このとき、電圧値Voutは所定の第1閾値Th1よりも小さい。また、遮断信号は生成された状態(すなわち、ローレベルL)である。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39の正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さいため、遮断信号を生成した状態(すなわち、ローレベルL)を維持する。
本構成の制御装置20によれば、信号遮断部37によって、電圧検出部38が検出した蓄電部92の電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さい場合、制御部39から外部に出力する信号を遮断し、電圧検出部38が検出した蓄電部92の電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上である場合、制御部39から外部に出力する信号を遮断しない。
つまり、制御装置20は、制御部39から外部に出力する信号を遮断することによって蓄電部92の状態を外部に通知することができるため、蓄電部92の状態を外部に信号を送信するための通信線や通信ポート等を新たに設けることなく蓄電部92の状態を外部に通知することができる。
実施例2の制御装置120を用いた車載システム100を図4に示す。車載システム100、制御装置120、及びバックアップ電源121は、電流検出部36が蓄電部92と充放電部35との間の第2導電路32に設けられている点が実施例1の車載システム10、制御装置20、及びバックアップ電源21の回路構成と異なり、他の回路構成は実施例1と同一である。よって、実施例2の車載システム100、制御装置120、及びバックアップ電源121において、実施例1と同一の構成をなす部分については実施例1と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
制御装置120は、通常時に主電源91を用いる。車両動作停止時(イグニッションスイッチのオフ動作時)には、制御部39から入力遮断部34に禁止信号をなす第1制御信号が入力され、充放電部35に充電停止信号をなす第2制御信号が入力され、入力遮断部34が禁止動作し、充放電部35が充電停止動作することによって第1導電路31、及び第2導電路32が非導通状態で維持される。そして、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に変化した場合、制御部39は、入力遮断部34に対して許容信号をなす第1制御信号を出力する。このような第1制御信号の出力に応じて、入力遮断部34が許容動作することによって第1導電路31が導通状態になり、主電源91からバックアップ対象負荷94に対して電流が供給される。
図5の例では、時間T11よりも前(図における左側)の時間帯は、例えば、イグニッション信号がオフ状態であり、電圧値Voutは所定の第1閾値Th1よりも小さい状態である。また、遮断信号は生成された状態である(すなわち、ローレベルL)。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。電流値Ioutは0である。
図6の例では、時間T19よりも前(図における左側)の時間帯は、図5における時間T11よりも前の時間帯と同じ状態である。
このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定閾値Maxより小さく0より大きい(すなわち、所定範囲Ra内)であることに基づいて、遮断信号を生成した状態にする(すなわち、遮断信号をハイレベルHからローレベルLに変化させる。)。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定閾値Maxより小さく0より大きいため、遮断信号を生成した状態(すなわち、ローレベルL)を維持する。
このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電流値Ioutが所定閾値Minより大きく0より小さい(すなわち、所定範囲Ra内)であることに基づいて、遮断信号を生成した状態にする(すなわち、遮断信号をハイレベルHからローレベルLに変化させる。)。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
本構成によれば、制御装置120の信号遮断部37は、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さく、且つ電流値Ioutが所定範囲内である場合、制御部39から外部に出力される信号(制御部39が正常状態であることを示す信号)を遮断し、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さく、且つ電流値Ioutが所定範囲外である場合、制御部39から外部に出力される信号を遮断しない。
つまり、制御装置120は、制御部39から外部に出力される信号を遮断することによって蓄電部92の状態を外部に通知することができるため、蓄電部92の状態を外部に信号を送信するための通信線や通信ポート等を新たに設けることなく蓄電部92の状態を外部に通知することができる。また、制御部39から外部に出力される信号を遮断する期間を電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さく、且つ電流値Ioutを所定範囲内に留めることができ、より短時間にすることができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例1、2に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(2)実施例1、2では、充放電部を用い、蓄電部の充電、及び放電を行っているが、充放電部を一つの回路で構成する必要はなく、充電する部分と放電する部分とをそれぞれ別に設けてもよい。また、充電方法、放電方法の手段としてコンバータ、抵抗接続、直接続、スイッチ等、蓄電部に対して充電及び放電ができる構成であればよい。
(3)実施例1、2では通信インターフェースは制御部が正常状態であることを示す信号を送信又は遮断しているが、通信インターフェースは通信を送信する構成としてもよい。
(4)遮断信号生成部に電流値等の電流検出信号を入力し、蓄電部の充電又は放電の少なくともいずれかを行い、電流検出信号の状態が、電流が流れていることを示す状態のとき、制御部が正常に動作できていると判断し、制御部から外部へ通信し得る構成としてもよい。
(5)実施例2では電圧検出部、及び電流検出部を設けているが、電圧検出部、及び電流検出部に相当する機能が付与された充放電部及び蓄電部を用い、充放電部、及び蓄電部に付与された機能で生成された信号を使用してもよい。
21,121…バックアップ電源
35…充放電部
36…電流検出部
37…信号遮断部
38…電圧検出部
39…制御部
Claims (4)
- 主電源と蓄電部とを備えた車載用電源システムにおいて、前記主電源が失陥した場合に前記蓄電部からバックアップ対象負荷に電力を供給する制御を行う車載用のバックアップ電源制御装置であって、
前記蓄電部の充電及び放電を行う充放電部と、
前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
当該制御装置の外部に所定信号を出力する制御部と、
前記電圧検出部が検出した前記充電電圧が所定閾値よりも小さい場合、当該制御装置の外部へ前記所定信号を出力することを遮断する信号遮断部と、
を備える車載用のバックアップ電源制御装置。 - 主電源と蓄電部とを備えた車載用電源システムにおいて、前記主電源が失陥した場合に前記蓄電部からバックアップ対象負荷に電力を供給する制御を行う車載用のバックアップ電源制御装置であって、
前記蓄電部の充電及び放電を行う充放電部と、
前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
前記蓄電部に流れる電流、又は前記蓄電部から流れる電流の値を検出する電流検出部と、
当該制御装置の外部に所定信号を出力する制御部と、
前記電圧検出部が検出した前記充電電圧が所定閾値よりも小さく、且つ前記電流検出部が検出した電流値が所定の電流閾値よりも小さい場合、当該制御装置の外部へ前記所定信号を出力することを遮断する信号遮断部と、
を備える車載用のバックアップ電源制御装置。 - 前記制御部は、当該制御部が正常状態であることを示す信号を前記所定信号として外部に出力する請求項1又は2の車載用のバックアップ電源制御装置。
- 請求項1乃至3のいずれか1項の車載用のバックアップ電源制御装置と、
前記蓄電部と、
を備える車載用のバックアップ電源。
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