JP2020137235A

JP2020137235A - 車両の電源供給装置

Info

Publication number: JP2020137235A
Application number: JP2019027013A
Authority: JP
Inventors: 裕乾; Yutaka Inui
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 2019-02-19
Filing date: 2019-02-19
Publication date: 2020-08-31

Abstract

【課題】電源スイッチオフ時に、暗電流が生じないように電気負荷に小電流を供給する。【解決手段】電源供給装置は、バッテリ２から電力供給を受けて動作する電気負荷１に電力を供給するための主電流供給回路３と、電気負荷１に小電流を供給する小電流供給回路４とを備え、主電流供給回路３は、電源スイッチのオンオフに応じて主電流供給回路３を開閉するリレー１１を有する。小電流供給回路４は、リレー１１の励磁回路１３下流側に接続される。電源スイッチのオフ時に、リレー１１が開いて主電流供給回路３が開放されているとき、バッテリ２から励磁回路１３、小電流供給回路４を通って、電気負荷１に小電流による電力が供給される。電源スイッチのオフ時に電気負荷１がリモートコントロールによって起動する場合、小電流供給回路４をリレー１１が動作する電流以上の電流が流れ、リレー１１が動作して、主電流供給回路４から電力が電気負荷１に供給される。【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリ電圧を昇圧して、車載の電気負荷に電力を供給する車両の電源供給装置に関する。

アイドルストップ車両は、停車時にエンジンを停止する。そして、所定の始動条件が満たされると、エンジンが再始動される。再始動時のスタータ起動により、バッテリ電圧が低下する。エンジンの停止中にオーディオ機器やナビゲーション機器といった電気負荷が動作していると、クランキングの瞬間にバッテリ電圧が一時的に低下する。この電圧低下により、電気負荷が初期化されるおそれがある。このような初期化を防ぐために、特許文献１に記載のように、バッテリ電圧を昇圧するＤＣＤＣコンバータを有する昇圧回路が設けられる。アイドルストップ時には、昇圧回路を通じて昇圧された電力が電気負荷に供給される。

特開２０１４−２４５３５号公報

昇圧回路において、出力短絡時の過電流やバッテリ逆接続時の内部回路を保護するために、接続遮断回路が設けられ、過電流が発生したとき、昇圧回路への通電が遮断される。このような接続遮断回路では、アクセサリースイッチのオフ時の暗電流低減のため、開放しておく必要がある。アクセサリースイッチがオフされると、接続遮断回路は開放される。

ここで、オーディオ機器やナビゲーション機器などの電気負荷には、メモリバックアップ用の小電流を供給する必要がある。そのため、接続遮断回路をバイパスするように小電流供給回路が設けられる。小電流供給回路には、半導体スイッチが設けられ、アクセサリースイッチがオフされると、半導体スイッチがオンして、バッテリから小電流が電気負荷に供給される。しかし、この小電流供給回路では、微小であるが暗電流が発生し、バッテリ容量が低下する上、高機能な半導体が必要になり、コストアップとなる。また、過電流等の異常が発生して、接続遮断回路が動作しても、小電流供給回路を通じて電気負荷に過電流が流れてしまい、電気負荷が故障するおそれがある。

本発明は、上記に鑑み、アクセサリースイッチオフ時でも暗電流が生じないように、電気負荷に小電流を供給できる車両の電源供給装置の提供を目的とする。

本発明の車両の電源供給装置は、バッテリから電力供給を受けて動作する電気負荷に電力を供給するための主電流供給回路と、電気負荷に小電流を供給する小電流供給回路とを備え、主電流供給回路は、電源スイッチのオンオフに応じて主電流供給回路を開閉するリレーを有する。小電流供給回路は、リレーの励磁回路下流側に接続される。

アクセサリースイッチ等の電源スイッチのオフ時に、リレーが開いて主電流供給回路が開放されているとき、バッテリから励磁回路を通って小電流供給回路に小電流が流れる。電気負荷に小電流による電力が供給され、電気負荷のバックアップや待機のために電力が消費される。この小電流は、リレーが動作する電流よりも小さい電流である。電源スイッチのオン時には、リレーが閉じて、主電流供給回路を通じて電気負荷の動作に必要な大電流が流れ、電気負荷に電力が供給される。また、電源スイッチのオフ時に電気負荷がリモートコントロールによって起動する場合、小電流供給回路を流れる電流がリレーが動作する電流以上になると、リレーが動作して、主電流供給回路を通じて電力を電気負荷に供給できる。

本発明によると、半導体スイッチを用いないで、暗電流を消費しない小電流供給回路を簡素に構成することができる。また、電源スイッチのオフ時に、小電流供給回路を電流が流れることにより、リレーが動作して、電気負荷に電力を供給して動作させることが可能となる。

本発明の実施形態の車両の電源供給装置の概略構成を示すブロック図

本発明の実施形態に係る車両の電源供給装置を図１に示す。電源供給装置は、車両に搭載されたオーディオ機器やナビゲーション機器などの電気負荷１にバッテリ２から電力を供給するものであって、電気負荷１を動作させるための電力を供給するための主電流供給回路３と、待機時などの電気負荷１が動作していないときに電気負荷１に小電流を供給する小電流供給回路４とを備えている。なお、この車両は、アイドルストップ車両とされる。

主電流供給回路３は、バッテリ電圧を昇圧する昇圧コンバータ５と、異常時に主電流供給回路３を保護する接続遮断回路６とを有する。昇圧コンバータ５は、ＤＣＤＣコンバータからなり、昇圧コンバータ５の駆動回路７を制御する制御装置８が設けられる。制御装置８は、ＣＡＮ９に接続され、他の制御装置（ＥＣＵ）１０と通信を行う。アイドルストップが実行されると、制御装置８は、昇圧コンバータ５を動作させる。バッテリ電圧が低下したときに、昇圧コンバータ５はバッテリ電圧を昇圧し、昇圧された電力が電気負荷１に供給される。

そして、主電流供給回路３を開閉するリレー１１が設けられる。常開形リレー１１は、昇圧コンバータ５の上流側に設けられる。リレー１１の接点１２がバッテリ２と昇圧コンバータ５との間に接続される。リレー１１のコイルからなる励磁回路１３は、アクセサリースイッチ１４に接続される。リレー１１は、アクセサリースイッチ１４のオンオフに応じて動作する。アクセサリーキー１５がオンされると、アクセサリースイッチ１４がオンして、リレー１１の励磁回路１３に通電され、接点１２が閉じる。主電流供給回路３は導通して、電気負荷１にバッテリ２からの電力が供給される。アクセサリーキー１５がオフされると、アクセサリースイッチ１４のオフにより、リレー１１の励磁回路１３の通電が遮断され、接点１２が開く。なお、イグニッションスイッチのオンオフでもリレー１１は動作する。すなわち、アクセサリースイッチ１４やイグニッションスイッチといった電源スイッチのオンにより、主電流供給回路３は動作して、バッテリ２からの電力を電気負荷１に供給する。電源スイッチのオフにより、電力供給は停止される。

接続遮断回路６は、出力短絡時の過電流やバッテリ逆接続といった異常が発生したときに、主電流供給回路３を遮断する。接続遮断回路６は、過電流検出回路２０を有する。過電流検出回路２０は、リレー１１の接点１２と昇圧コンバータ５との間に接続される。過電流検出回路２０は、電流検出用の抵抗２１、アクセサリースイッチ１４に接続された第１スイッチング素子２２、第１スイッチング素子２２のベースに接続されたコンパレータ２３、小電流供給回路４に接続された第２スイッチング素子２４、第２スイッチング素子２４のベースに接続されたコンパレータ２５を備えている。過電流などの異常が検出されると、コンパレータ２３の出力により第１スイッチング素子２２がオンし、アクセサリースイッチ１４がオフして、リレー１１の接点１２が開き、主電流供給回路３が開放される。

小電流供給回路４は、リレー１１の励磁回路１３と電気負荷１との間に接続される。すなわち、小電流供給回路４は、励磁回路１３の下流側であって、主電流供給回路３に並列に設けられる。小電流供給回路４は、２つのトランジスタ２６をダーリントン接続して構成される。各トランジスタ２６のベースに電流制限用の抵抗２７が接続される。このような接続により、電流増幅率を高くすることができ、電気負荷１に応じて適正に電流制限された小電流を電気負荷１に流すことができ、無駄な暗電流をなくして、バッテリ容量の低下を低減できる。

リレー１１の接点１２が開いているとき、バッテリ２から励磁回路１３、小電流供給回路４を経て電気負荷１に至る通電経路が形成される。バッテリ２から通電経路を通じて増幅された小電流が電気負荷１に供給される。この小電流は、主電流供給回路３から供給される大電流、すなわち電気負荷１を動作させるための電流よりも非常に低い電流であり、メモリバックアップ用の電力として供給される、あるいはリモートコントロールされる機器の待機時の電力として供給されるものである。

また、異常の発生時には、小電流供給回路４は接続遮断回路６によって遮断され、電気負荷１への通電が停止される。接続遮断回路６の第２スイッチング素子２４が小電流供給回路４の前段のトランジスタ２６のベースに接続される。異常時に第２スイッチング素子２４がオンすると、前段のトランジスタ２６がオフして、バッテリ２からの電流は第２トランジスタ２４を通ってアースに流れ、電気負荷１に電流は流れない。

車両のイグニッションスイッチあるいはアクセサリースイッチ１４といった電源スイッチがオンされると、リレー１１が閉じ、バッテリ２から主電流供給回路３を通じて電気負荷１に電力が供給され、電気負荷１は起動する。

走行中の車両が停止すると、アイドルストップが行われる。エンジンは停止するが、リレー１１は閉じているので、動作中の電気負荷１にバッテリ２から主電流供給回路３を通じて電力が供給される。このとき、アイドルストップ信号が制御装置８に入力され、制御装置８は昇圧コンバータ５を動作させる。エンジンの再始動時、スタータ起動によりバッテリ電圧が一時的に低下した場合、昇圧コンバータ５はこの電圧低下を検出すると、バッテリ電圧を昇圧して、昇圧した電力が電気負荷１に供給される。電気負荷１は、初期化されることなく、動作は正常に維持される。

電源スイッチがオフされると、リレー１１が開き、電気負荷１には電力が供給されない。このとき、通電経路に小電流が流れ、電気負荷１にバッテリ２から電力が供給され、電気負荷１のバックアップや待機のために消費される。このときの小電流は、リレー１１が動作するときの電流よりも小さい電流である。

電源スイッチがオフしているときに、リモートコントロールによって電気負荷１が起動される場合、通電経路を流れる電流が大きくなる。この電流がリレー１１が動作する以上の電流になると、リレー１１が動作して、接点１２が閉じる。バッテリ２から主電流供給回路３を通じて電気負荷１に電力を供給可能となり、電気負荷１が起動する。

従来の半導体スイッチでは、起動電流のような大電流を流すことができず、リモートコントロール可能な電気負荷１に対して使用不可能である。このような半導体スイッチを用いない小電流供給回路４を設けることにより、この回路における暗電流をなくすことができる。また、小電流供給回路４をリレー１１の励磁回路１３に接続することにより、小電流供給回路４は接続遮断回路６に接続される。過電流等の異常が発生しても、小電流供給回路４が遮断されるので、小電流供給回路４を通じて電気負荷１に過電流が流れることを防止でき、電気負荷１の安全性を高めることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で上記実施形態に多くの修正および変更を加え得ることは勿論である。電気負荷１は、オーディオ機器やナビゲーション機器に限らず、ＥＣＵ、時計、スマートキーシステム、セキュリティシステム、リモートエンジンスタータなどであってもよい。

１電気負荷
２バッテリ
３主電流供給回路
４小電流供給回路
５昇圧コンバータ
６接続遮断回路
８制御装置
１１リレー
１２接点
１３励磁回路
１４アクセサリースイッチ
２０過電流検出回路

Claims

バッテリから電力供給を受けて動作する電気負荷に電力を供給するための主電流供給回路と、電気負荷に小電流を供給する小電流供給回路とを備え、主電流供給回路は、電源スイッチのオンオフに応じて主電流供給回路を開閉するリレーを有し、小電流供給回路は、リレーの励磁回路下流側に接続され、電源スイッチのオフ時に主電流供給回路が開放されているとき、バッテリから励磁回路を通って小電流供給回路に小電流が流れ、電気負荷に小電流が供給されることを特徴とする車両の電源供給装置。