JP5266892B2 - Power storage device - Google Patents

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Description

本発明は、主電源の電圧低下時に蓄電部から電力を供給する補助電源としての蓄電装置に関するものである。   The present invention relates to a power storage device as an auxiliary power source that supplies power from a power storage unit when a voltage of a main power source is lowered.

自動車(以下、車両という)のエンジン始動時などで発生する一時的なバッテリの電圧低下時に、負荷に十分な電力を供給するための補助電源としての蓄電装置を備えた電源装置が、例えば特許文献1に提案されている。図3はこのような電源装置のブロック回路図である。蓄電装置101には、まず蓄電するために電気二重層キャパシタからなる補助電源部103が設けられている。この補助電源部103には充電回路105が接続されている。また、前記補助電源部103の電力を出力する安定化回路107も接続されている。前記充電回路105の入力側には、その電圧を検出するための検出回路109が接続されている。また、この検出回路109の検出電圧に応じて電力を前記補助電源部103から供給するか、主電源部115から供給するかを切り替える電源切替部111が接続されている。なお、前記電源切替部111は端子の接触を切り替える構成を有し、例えばリレーが用いられる。   A power supply device including a power storage device as an auxiliary power source for supplying sufficient electric power to a load when a temporary battery voltage drop occurs at the time of starting an engine of an automobile (hereinafter referred to as a vehicle) is disclosed in, for example, Patent Literature 1 is proposed. FIG. 3 is a block circuit diagram of such a power supply device. The power storage device 101 is first provided with an auxiliary power supply unit 103 composed of an electric double layer capacitor for storing power. A charging circuit 105 is connected to the auxiliary power supply unit 103. In addition, a stabilization circuit 107 that outputs power of the auxiliary power supply unit 103 is also connected. A detection circuit 109 for detecting the voltage is connected to the input side of the charging circuit 105. In addition, a power supply switching unit 111 that switches between supplying power from the auxiliary power supply unit 103 or the main power supply unit 115 according to the detection voltage of the detection circuit 109 is connected. The power supply switching unit 111 has a configuration for switching contact of terminals, and for example, a relay is used.

このような蓄電装置101の入力側、すなわち前記充電回路105の入力には第1スイッチ113を介してバッテリからなる前記主電源部115が接続されている。また、前記第1スイッチ113と前記蓄電装置101の間には第2スイッチ117の一端が接続され、その他端はエンジン119に内蔵されたスタータ(図示せず)に接続されている。前記第1スイッチ113と前記第2スイッチ117はキー装着部121によりオンオフ制御される。なお、前記キー装着部121にはロックモード、アクセサリモード、オンモード、およびスタートモードの4つのモードがある。前記ロックモードの場合は前記第1スイッチ113と前記第2スイッチ117の両方がオフになり、前記アクセサリモードと前記オンモードの場合は前記第1スイッチ113がオンに、前記第2スイッチ117がオフになり、前記スタートモードの場合は前記第1スイッチ113と前記第2スイッチ117の両方がオンになる。また、前記蓄電装置101の出力側、すなわち前記電源切替部111の出力にはオーディオやカーナビゲーション等の車載装置123が接続されている。   The main power source 115 made of a battery is connected to the input side of the power storage device 101, that is, the input of the charging circuit 105, via a first switch 113. One end of a second switch 117 is connected between the first switch 113 and the power storage device 101, and the other end is connected to a starter (not shown) built in the engine 119. The first switch 113 and the second switch 117 are on / off controlled by a key mounting part 121. The key mounting unit 121 has four modes: a lock mode, an accessory mode, an on mode, and a start mode. In the lock mode, both the first switch 113 and the second switch 117 are turned off. In the accessory mode and the on mode, the first switch 113 is turned on, and the second switch 117 is turned off. In the start mode, both the first switch 113 and the second switch 117 are turned on. In addition, an in-vehicle device 123 such as an audio or car navigation system is connected to the output side of the power storage device 101, that is, the output of the power supply switching unit 111.

次に、前記蓄電装置101の動作について説明する。まず、車両起動時に前記キー装着部121にキーが差し込まれ、前記アクセサリモードになると、前記第1スイッチ113がオンになる。その結果、前記主電源部115の電力が前記充電回路105、前記検出回路109、および前記電源切替部111に供給される。これにより、前記充電回路105は前記補助電源部103を充電するとともに前記電源切替部111は図3に示すように前記主電源部115側を選択しているので、前記車載装置123には前記主電源部115の電力が供給され、オーディオやカーナビゲーション等が動作する。   Next, the operation of the power storage device 101 will be described. First, when a key is inserted into the key mounting part 121 when the vehicle is started and the accessory mode is set, the first switch 113 is turned on. As a result, the power of the main power supply unit 115 is supplied to the charging circuit 105, the detection circuit 109, and the power supply switching unit 111. Thereby, the charging circuit 105 charges the auxiliary power supply unit 103 and the power supply switching unit 111 selects the main power supply unit 115 side as shown in FIG. Power from the power supply unit 115 is supplied, and audio, car navigation, and the like operate.

この状態で、前記エンジンを始動するために前記キー装着部121の前記キーを前記スタートモードにすると、前記第2スイッチ117もオンになる。その結果、前記主電源部115の電力が前記エンジン119に内蔵された前記スタータに供給されるので、前記エンジン119が始動する。この時、前記スタータには大電流が流れるので、それに伴い前記主電源部115の電圧は大きく低下する。この変化を前記検出回路109が検出し、所定の基準値より低くなったことを検出すると、前記電源切替部111を前記補助電源部103側に切り替える。これにより、前記スタータの動作中は前記補助電源部103から前記車載装置123に電力が供給されるので、前記車載装置123は動作し続けることができる。   In this state, when the key of the key mounting portion 121 is set to the start mode in order to start the engine, the second switch 117 is also turned on. As a result, the electric power of the main power supply unit 115 is supplied to the starter built in the engine 119, so that the engine 119 is started. At this time, since a large current flows through the starter, the voltage of the main power supply unit 115 greatly decreases accordingly. When the detection circuit 109 detects this change and detects that the change is lower than a predetermined reference value, the power supply switching unit 111 is switched to the auxiliary power supply unit 103 side. Thereby, during operation of the starter, electric power is supplied from the auxiliary power supply unit 103 to the in-vehicle device 123, so that the in-vehicle device 123 can continue to operate.

その後、前記エンジン119の始動が完了し、前記キーを前記オンモードにすることで前記第2スイッチ117がオフになる。その結果、前記主電源部115の電圧は前記所定の基準値より高くなるので、この変化を前記検出回路109が検出し、前記電源切替部111を前記主電源部115側に切り替える。これにより、前記車載装置123には前記主電源部115から電力が供給される。   Thereafter, the start of the engine 119 is completed, and the second switch 117 is turned off by setting the key to the on mode. As a result, the voltage of the main power supply unit 115 becomes higher than the predetermined reference value. Therefore, the detection circuit 109 detects this change and switches the power supply switching unit 111 to the main power supply unit 115 side. As a result, power is supplied to the in-vehicle device 123 from the main power supply unit 115.

このような動作により、前記車載装置123には前記スタータの動作時も安定した電力が供給され続け、音楽の中断や設定の消去等が回避できる。   With such an operation, stable power is continuously supplied to the in-vehicle device 123 even during the operation of the starter, so that interruption of music, deletion of settings, and the like can be avoided.

また、他の構成による蓄電装置のブロック回路図を図4に示す。図3の構成との違いは、前記電源切替部111に替わって第1ダイオード131と第2ダイオード133を用いたことである。すなわち、前記第1ダイオード131のアノードを前記充電回路105の入力側に、カソードを前記車載装置123側に、それぞれ接続するとともに、前記第2ダイオード133のアノードを前記安定化回路107の出力に、カソードを前記車載装置123側に、それぞれ接続する構成とした。さらに、前記検出回路109を廃する構成とした。   FIG. 4 shows a block circuit diagram of a power storage device according to another configuration. The difference from the configuration in FIG. 3 is that the first diode 131 and the second diode 133 are used in place of the power supply switching unit 111. That is, the anode of the first diode 131 is connected to the input side of the charging circuit 105, the cathode is connected to the in-vehicle device 123 side, and the anode of the second diode 133 is connected to the output of the stabilization circuit 107. The cathode is connected to the in-vehicle device 123 side. Further, the detection circuit 109 is eliminated.

このような構成により、前記主電源部115の電圧が十分に高い場合は前記第1ダイオード131がオンになり、前記主電源部115から前記車載装置123に電力が供給され、前記スタータの動作時に前記主電源部115の電圧が下がれば前記第2ダイオード133がオンになり、前記補助電源部103の電力が前記車載装置123に供給される。従って、前記主電源部115の電圧変動に応じて前記第1ダイオード131と前記第2ダイオード133のオンオフが自動的に切り替わる。   With such a configuration, when the voltage of the main power supply unit 115 is sufficiently high, the first diode 131 is turned on, power is supplied from the main power supply unit 115 to the in-vehicle device 123, and the starter is in operation. When the voltage of the main power supply unit 115 decreases, the second diode 133 is turned on, and the power of the auxiliary power supply unit 103 is supplied to the in-vehicle device 123. Accordingly, the first diode 131 and the second diode 133 are automatically switched on and off according to the voltage fluctuation of the main power supply unit 115.

以上のような構成、動作によっても、前記車載装置123には前記スタータの動作時を含め安定した電力が供給される。
特開2002−64946号公報
Even with the configuration and operation as described above, stable power is supplied to the in-vehicle device 123 including when the starter is operating.
JP 2002-64946 A

上記の蓄電装置によると、確かに前記主電源部115の電圧が低下しても前記車載装置123等の負荷に安定した電力を供給できるのであるが、図3、図4に示したそれぞれの構成において、次のような課題があった。   According to the above power storage device, it is possible to supply stable power to the load such as the in-vehicle device 123 even if the voltage of the main power supply unit 115 is lowered, but the respective configurations shown in FIGS. 3 and 4 However, there were the following problems.

まず、図3の構成の蓄電装置101において、前記電源切替部111として端子の接触を切り替えるリレーを用いた場合、前記検出回路109からの切替信号を受け取ってから実際に切り替わるまでの間に、端子の接触状態がオンオフを繰り返すチャタリング現象を発生することがある。これは、前記リレーに内蔵されたコイルから発生した磁力により前記端子の接触を機械的に切り替えるためである。その結果、前記電源切替部111の切り替え時に、前記車載装置123に供給される電力が途切れたり、電圧が不安定になるという課題があった。   First, in the power storage device 101 configured as shown in FIG. 3, when a relay for switching contact between the terminals is used as the power supply switching unit 111, the terminal between the reception of the switching signal from the detection circuit 109 and the actual switching is received. Chattering may occur repeatedly when the contact state is repeatedly turned on and off. This is because the contact of the terminal is mechanically switched by the magnetic force generated from the coil built in the relay. As a result, when the power supply switching unit 111 is switched, there is a problem that power supplied to the in-vehicle device 123 is interrupted or the voltage becomes unstable.

これに対し、図4の構成の蓄電装置101では、前記第1ダイオード131と前記第2ダイオード133により電力の供給源が切り替えられるので、前記チャタリングは発生しない。しかし、前記車載装置123への電力は必ず前記第1ダイオード131、または前記第2ダイオード133を経由して供給されるので、これらのダイオードの損失に起因した発熱が発生する。特に、通常の車両使用時には前記第1ダイオード131を経由して前記車載装置123に電力が供給されるので、前記第2ダイオード133に比べ前記第1ダイオード131の発熱が多くなり、その寿命が短くなる可能性があるという課題があった。なお、図3の構成の蓄電装置101においては、ダイオードを用いていないので、それによる発熱は発生しない。   On the other hand, in the power storage device 101 having the configuration shown in FIG. 4, since the power supply source is switched by the first diode 131 and the second diode 133, the chattering does not occur. However, since the power to the in-vehicle device 123 is always supplied via the first diode 131 or the second diode 133, heat is generated due to the loss of these diodes. In particular, since power is supplied to the in-vehicle device 123 via the first diode 131 during normal vehicle use, the first diode 131 generates more heat than the second diode 133, and its life is short. There was a problem that it might become. Note that the power storage device 101 having the configuration of FIG. 3 does not use a diode, and thus no heat is generated.

以上のことから、前記電源切替部111に前記リレーを用いれば電圧が不安定になる可能性があり、前記ダイオードを用いれば発熱が起こる可能性があるという課題があった。   From the above, there is a problem that the voltage may become unstable if the relay is used for the power supply switching unit 111, and heat may be generated if the diode is used.

本発明は、前記従来の課題を解決するもので、負荷への電圧安定化と発熱低減を両立することができる蓄電装置を提供することを目的とする。   The present invention solves the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a power storage device capable of achieving both stabilization of voltage to a load and reduction of heat generation.

前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄電装置は、蓄電部と、主電源と電気的に接続される主電源端子と、負荷と電気的に接続される負荷端子と、前記主電源端子と、前記負荷端子の間に電気的に接続され、切替信号が入力され、前記切替信号がオフのとき常閉するリレーと、前記負荷端子と前記蓄電部の間に電気的に接続される電子スイッチと、前記リレーと前記電子スイッチに電気的に接続される制御回路と、を備え、前記電子スイッチは、電界効果トランジスタからなる第1スイッチ、および第2スイッチの直列回路で構成され、前記第1スイッチの第1寄生ダイオードのカソードが前記蓄電部側になるように、前記第2スイッチの第2寄生ダイオードのカソードが前記負荷端子側になるように、それぞれ電気的に接続され、前記制御回路は、前記切替信号がオンになると、前記リレーが開放されるように切り替わる動作を行なう前に、第1スイッチをオンかつ第2スイッチをオフとし、前記リレーがチャタリングを発生している期間は、第1スイッチをオンかつ第2スイッチをオフとし、前記リレーが開放された後に、第1スイッチと第2スイッチとをオンとするようにしたものである。 In order to solve the conventional problems, a power storage device according to the present invention includes a power storage unit, a main power terminal electrically connected to a main power source, a load terminal electrically connected to a load, and the main power source. A relay that is electrically connected between the terminal and the load terminal , receives a switching signal, and normally closes when the switching signal is off, and is electrically connected between the load terminal and the power storage unit An electronic switch, and a relay and a control circuit electrically connected to the electronic switch , wherein the electronic switch is configured by a series circuit of a first switch and a second switch made of a field effect transistor, The first switch is electrically connected so that the cathode of the first parasitic diode is on the power storage unit side, and the cathode of the second parasitic diode on the second switch is on the load terminal side. When the switching signal is turned on, the control circuit turns on the first switch and turns off the second switch before performing the operation of switching so that the relay is opened, and the relay generates chattering. Is configured such that the first switch is turned on and the second switch is turned off, and the first switch and the second switch are turned on after the relay is opened .

本発明の蓄電装置によれば、負荷端子と蓄電部の間に電子スイッチを設け、少なくともリレーが切り替わっている期間は電子スイッチがオンになるので、蓄電部の電力が負荷端子から負荷に供給され、負荷への電圧安定化が可能になる。さらに、通常時には主電源の電力がリレーを介して負荷に供給されるため、ダイオードのような発熱素子を経由せず、発熱低減も可能となる。従って、負荷への電圧安定化と発熱低減を両立することができる蓄電装置を実現できるという効果が得られる。   According to the power storage device of the present invention, the electronic switch is provided between the load terminal and the power storage unit, and the electronic switch is turned on at least during the period when the relay is switched. Therefore, the power of the power storage unit is supplied from the load terminal to the load. The voltage to the load can be stabilized. Furthermore, since the power of the main power supply is normally supplied to the load via the relay, heat generation can be reduced without going through a heating element such as a diode. Therefore, an effect of realizing a power storage device capable of achieving both stabilization of voltage to the load and reduction of heat generation can be obtained.

以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら説明する。なお、ここではアイドリングストップ車両において、アイドリングストップ終了後のエンジン起動時における一時的なバッテリの電圧低下時に、負荷への電力を安定供給するための補助電源として蓄電装置を適用した例について述べる。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Here, in an idling stop vehicle, an example will be described in which the power storage device is applied as an auxiliary power source for stably supplying power to the load when the voltage of the battery is temporarily reduced when the engine is started after the idling stop.

(実施の形態)
図1は、本発明の実施の形態における蓄電装置のブロック回路図である。図2は、本発明の実施の形態における蓄電装置の電圧経時変化図とタイミングチャートであり、(a)は主電源端子の電圧Vbと負荷端子の電圧Voの経時変化図を、(b)は切替信号のタイミングチャートを、(c)はリレーのタイミングチャートを、(d)は第2スイッチのタイミングチャートを、(e)は第1スイッチのタイミングチャートを、それぞれ示す。なお、図1において太線は電力系配線を、細線は信号系配線をそれぞれ示す。
(Embodiment)
FIG. 1 is a block circuit diagram of a power storage device according to an embodiment of the present invention. 2A and 2B are a voltage aging diagram and a timing chart of the power storage device according to the embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a chronological change diagram of the voltage Vb of the main power supply terminal and the voltage Vo of the load terminal, (C) is a timing chart of the relay, (d) is a timing chart of the second switch, and (e) is a timing chart of the first switch. In FIG. 1, thick lines indicate power system wirings, and thin lines indicate signal system wirings.

図1において、蓄電装置11は車両の主電源13と負荷15の間に電気的に接続されている。具体的には、前記主電源13とは前記蓄電装置11の主電源端子17と、前記負荷15とは負荷端子19と、それぞれ電気的に接続されている。なお、前記主電源13は車両用バッテリであり、前記負荷15はオーディオやカーナビゲーション等の電装品である。また、前記主電源13と前記主電源端子17の間にはヒューズ21が電気的に接続されている。   In FIG. 1, the power storage device 11 is electrically connected between a vehicle main power supply 13 and a load 15. Specifically, the main power supply 13 is electrically connected to the main power supply terminal 17 of the power storage device 11, and the load 15 is electrically connected to the load terminal 19. The main power source 13 is a vehicle battery, and the load 15 is an electrical component such as audio or car navigation. A fuse 21 is electrically connected between the main power supply 13 and the main power supply terminal 17.

前記蓄電装置11は次の構成を有する。前記主電源端子17と前記負荷端子19の間には、リレー23が電気的に接続されている。ここで、前記リレー23は、常閉端子25、常開端子27、および共通端子29を有するとともに、前記共通端子29に対する前記常閉端子25と前記常開端子27の電気的接続の切替を電磁的に行うためのコイル31が内蔵されている。また、前記リレー23は前記コイル31のオンオフを制御するための切替端子33も有している。なお、ここで前記常閉端子25とは、前記コイル31への通電が行われていないオフ状態の時に前記共通端子29と電気的に接続される端子のことであり、前記常開端子27とは、前記コイル31への通電が行われているオン状態の時に前記共通端子29と電気的に接続される端子のことであると、以下定義する。従って、例えば図1では、前記常閉端子25と前記共通端子29が電気的に接続されているので、前記コイル31がオフ状態であることになる。   The power storage device 11 has the following configuration. A relay 23 is electrically connected between the main power supply terminal 17 and the load terminal 19. Here, the relay 23 has a normally closed terminal 25, a normally open terminal 27, and a common terminal 29, and electromagnetic switching of the electrical connection between the normally closed terminal 25 and the normally open terminal 27 with respect to the common terminal 29 is performed. The coil 31 for performing it automatically is incorporated. The relay 23 also has a switching terminal 33 for controlling on / off of the coil 31. Here, the normally closed terminal 25 is a terminal that is electrically connected to the common terminal 29 when the coil 31 is not energized, and the normally open terminal 27. Is defined as a terminal that is electrically connected to the common terminal 29 when the coil 31 is energized. Therefore, for example, in FIG. 1, since the normally closed terminal 25 and the common terminal 29 are electrically connected, the coil 31 is in an OFF state.

また、本実施の形態において、前記リレー23の具体的な電気的接続としては、次の通りである。まず、前記常閉端子25には前記主電源端子17が、前記負荷端子19には前記共通端子29が、それぞれ接続されている。なお、前記常開端子27には何も接続されていない状態としている。また、前記コイル31の一端は前記主電源端子17と電気的に接続され、前記コイル31の他端である前記切替端子33は前記蓄電装置11に設けたリレー制御端子35と電気的に接続されている。   In the present embodiment, the specific electrical connection of the relay 23 is as follows. First, the main power terminal 17 is connected to the normally closed terminal 25, and the common terminal 29 is connected to the load terminal 19. Note that nothing is connected to the normally open terminal 27. One end of the coil 31 is electrically connected to the main power supply terminal 17, and the switching terminal 33, which is the other end of the coil 31, is electrically connected to a relay control terminal 35 provided in the power storage device 11. ing.

前記負荷端子19には電子スイッチ37の一端が電気的に接続されている。前記電子スイッチ37は電界効果トランジスタ(以下、FETという)からなる第1スイッチ39、および第2スイッチ41の直列回路で構成されている。前記第1スイッチ39と前記第2スイッチ41はFETであるので、それぞれに第1寄生ダイオード43と第2寄生ダイオード45が形成されている。ここで、前記第1スイッチ39の第1寄生ダイオード43は、カソードが後述する蓄電部側になるように電気的に接続されている。一方、前記第2スイッチ41の第2寄生ダイオード45は、カソードが前記負荷端子19側になるように電気的に接続されている。なお、図1では前記負荷端子19側から前記第2スイッチ41、前記第1スイッチ39の順に電気的に接続されているが、これは前記第1寄生ダイオード43と前記第2寄生ダイオード45の向きを変えなければ、逆の順序に接続してもよい。   One end of an electronic switch 37 is electrically connected to the load terminal 19. The electronic switch 37 is constituted by a series circuit of a first switch 39 and a second switch 41 made of a field effect transistor (hereinafter referred to as FET). Since the first switch 39 and the second switch 41 are FETs, a first parasitic diode 43 and a second parasitic diode 45 are formed respectively. Here, the first parasitic diode 43 of the first switch 39 is electrically connected so that the cathode is on the power storage unit side described later. On the other hand, the second parasitic diode 45 of the second switch 41 is electrically connected so that the cathode is on the load terminal 19 side. In FIG. 1, the second switch 41 and the first switch 39 are electrically connected in this order from the load terminal 19 side. This is the direction of the first parasitic diode 43 and the second parasitic diode 45. If they are not changed, they may be connected in the reverse order.

なお、図1には示していないが、前記負荷端子19には、その電圧Voを安定化する回路が接続されていてもよい。   Although not shown in FIG. 1, a circuit for stabilizing the voltage Vo may be connected to the load terminal 19.

前記電子スイッチ37の他端には前記蓄電部47が電気的に接続されている。従って、前記負荷端子19と前記蓄電部47は前記電子スイッチ37を介して電気的に接続されている。また、前記蓄電部47は複数の電気二重層キャパシタから構成され、エンジン起動時における一時的な前記主電源13の電圧低下時に、前記負荷15へ電力を安定供給するための電力源となる。   The power storage unit 47 is electrically connected to the other end of the electronic switch 37. Therefore, the load terminal 19 and the power storage unit 47 are electrically connected via the electronic switch 37. The power storage unit 47 is composed of a plurality of electric double layer capacitors, and serves as a power source for stably supplying power to the load 15 when the voltage of the main power supply 13 is temporarily reduced when the engine is started.

前記主電源端子17と前記蓄電部47の間には、前記蓄電部47を充電するための充電回路49が電気的に接続されている。さらに、前記蓄電部47には、その電圧Vcを検出するための電圧検出回路51が電気的に接続されている。   A charging circuit 49 for charging the power storage unit 47 is electrically connected between the main power supply terminal 17 and the power storage unit 47. Further, a voltage detection circuit 51 for detecting the voltage Vc is electrically connected to the power storage unit 47.

前記切替端子33、前記第1スイッチ39、前記第2スイッチ41、前記充電回路49、および前記電圧検出回路51には制御回路53が信号系配線で電気的に接続されている。従って、前記制御回路53は、前記切替端子33における切替信号SLや前記蓄電部47の電圧Vcを取り込むとともに、前記充電回路49を制御する充電信号CH、第1スイッチオンオフ信号SW1、および第2スイッチオンオフ信号SW2を出力する構成となる。   A control circuit 53 is electrically connected to the switching terminal 33, the first switch 39, the second switch 41, the charging circuit 49, and the voltage detection circuit 51 through signal system wiring. Therefore, the control circuit 53 takes in the switching signal SL at the switching terminal 33 and the voltage Vc of the power storage unit 47, and also controls the charging circuit 49, the first switch on / off signal SW1, and the second switch. The on / off signal SW2 is output.

また、前記リレー制御端子35には車両側制御回路55が電気的に接続されている。前記車両側制御回路55は車両全体の制御を行う回路であるが、その一部に前記リレー23の前記コイル31を制御するトランジスタ57が設けられている。前記トランジスタ57のコレクタに前記リレー制御端子35が、エミッタにグランドが、それぞれ電気的に接続されている。従って、例えば前記車両側制御回路55に内蔵したマイクロコンピュータにより、前記トランジスタ57のベース電圧を切り替えることにより、コレクタ−エミッタ間を導通するか(オン状態)、非導通とするか(オフ状態)を制御することができる。すなわち、前記トランジスタ57がオフ状態であれば、前記コイル31に電流が流れない。従って、前記リレー23は常閉端子25側を選択することになる。一方、前記トランジスタ57がオン状態であれば、前記切替端子33が前記グランドに接続されることになるので、前記主電源13から前記コイル31に電流が流れる。その結果、前記リレー23は前記常開端子27側に切り替わる。   A vehicle control circuit 55 is electrically connected to the relay control terminal 35. The vehicle-side control circuit 55 is a circuit that controls the entire vehicle, and a transistor 57 that controls the coil 31 of the relay 23 is provided in a part thereof. The relay control terminal 35 is electrically connected to the collector of the transistor 57, and the ground is electrically connected to the emitter. Therefore, for example, by switching the base voltage of the transistor 57 by a microcomputer built in the vehicle-side control circuit 55, the collector-emitter is made conductive (ON state) or non-conductive (OFF state). Can be controlled. That is, if the transistor 57 is off, no current flows through the coil 31. Therefore, the relay 23 selects the normally closed terminal 25 side. On the other hand, if the transistor 57 is in the on state, the switching terminal 33 is connected to the ground, so that a current flows from the main power supply 13 to the coil 31. As a result, the relay 23 is switched to the normally open terminal 27 side.

このようにして、前記車両側制御回路55は前記リレー23の切替制御を行う構成としている。ここで、前記切替信号SLは、前記トランジスタ57がオン状態になり前記コイル31に電流が流れている状態をオン、前記トランジスタ57がオフ状態で前記コイル31に電流が流れていない状態をオフと定義する。   Thus, the vehicle-side control circuit 55 is configured to perform switching control of the relay 23. Here, the switching signal SL is turned on when the transistor 57 is turned on and a current flows through the coil 31, and turned off when the transistor 57 is turned off and no current flows through the coil 31. Define.

次に、このような蓄電装置11の動作について説明する。前記車両の使用を開始すると、前記制御回路53は前記蓄電部47を充電するために前記充電回路49に前記充電信号CHを出力する。これを受け、前記充電回路49は前記主電源13の電力を前記蓄電部47に充電する。この際、前記制御回路53は前記電圧検出回路51で前記蓄電部47の電圧Vcを検出しているので、前記蓄電部47が所定の電圧(例えば満充電電圧)に至れば前記充電回路49に対し、充電を停止するよう制御する。この動作により、前記車両の使用と同時に前記蓄電部47をあらかじめ充電しておく。なお、前記車両の使用時において、アイドリングストップ後の前記エンジン(図示せず)の再始動時を除く通常時は、前記リレー23は前記常閉端子25に切り替わっている状態、すなわち常閉した状態である。これにより、通常時は前記主電源13の電力が前記負荷15に供給されている。   Next, the operation of the power storage device 11 will be described. When the use of the vehicle is started, the control circuit 53 outputs the charging signal CH to the charging circuit 49 in order to charge the power storage unit 47. In response to this, the charging circuit 49 charges the power storage unit 47 with the power of the main power supply 13. At this time, since the control circuit 53 detects the voltage Vc of the power storage unit 47 by the voltage detection circuit 51, if the power storage unit 47 reaches a predetermined voltage (for example, full charge voltage), the control circuit 53 On the other hand, it controls to stop charging. By this operation, the power storage unit 47 is charged in advance simultaneously with the use of the vehicle. In use of the vehicle, the relay 23 is switched to the normally closed terminal 25 in a normal state except when the engine (not shown) is restarted after idling stop, that is, a normally closed state. It is. Thereby, the electric power of the main power supply 13 is supplied to the load 15 at normal times.

次に、前記車両がアイドリングストップを行った後、前記エンジンを再始動する際の動作について、図2を用いて説明する。なお、図2(a)〜(e)において、横軸は全て時刻tである。また、図2(a)における縦軸は電圧であり、実線は前記負荷端子19の電圧Voを、長破線は前記主電源端子17の電圧Vbを、それぞれ示す。   Next, the operation when the engine is restarted after the vehicle has stopped idling will be described with reference to FIG. In FIGS. 2A to 2E, the horizontal axis is time t. In FIG. 2A, the vertical axis represents voltage, the solid line represents the voltage Vo of the load terminal 19, and the long broken line represents the voltage Vb of the main power supply terminal 17.

まず、前記アイドリングストップ中の時刻t0では、前記主電源13の電力が前記負荷15に供給されているので、図2(b)に示すように、前記切替信号SLはオフである。従って、前記コイル31に電流が流れていないので、図2(c)に示すように、前記リレー23は前記常閉端子25側を選択している。これにより、図2(a)に示すように、前記負荷端子19の電圧Voは前記主電源端子17の電圧Vbより、前記リレー23の内部抵抗値に起因したリレー電圧降下ΔVrだけ小さい電圧となる。しかし、前記負荷端子19の電圧Voは前記負荷15を駆動するための最低電圧(以下、既定電圧Vcmという)よりも十分高いため、前記アイドリングストップ中でも前記負荷15を安定して駆動できる。なお、前記既定電圧Vcmは前記負荷15の仕様によるが、本実施の形態では9Vとした。また、時刻t0では図2(d)、(e)に示すように、前記第2スイッチ41と前記第1スイッチ39の両方がオフであるので、前記蓄電部47の電力は前記負荷15に供給されない。   First, at time t0 during the idling stop, since the power of the main power supply 13 is supplied to the load 15, the switching signal SL is off as shown in FIG. 2 (b). Accordingly, since no current flows through the coil 31, the relay 23 selects the normally closed terminal 25 side as shown in FIG. As a result, as shown in FIG. 2A, the voltage Vo at the load terminal 19 is smaller than the voltage Vb at the main power supply terminal 17 by a relay voltage drop ΔVr caused by the internal resistance value of the relay 23. . However, since the voltage Vo at the load terminal 19 is sufficiently higher than the minimum voltage (hereinafter referred to as the predetermined voltage Vcm) for driving the load 15, the load 15 can be driven stably even during the idling stop. The predetermined voltage Vcm is 9 V in the present embodiment, although it depends on the specifications of the load 15. At time t0, as shown in FIGS. 2D and 2E, since both the second switch 41 and the first switch 39 are off, the power of the power storage unit 47 is supplied to the load 15. Not.

次に、時刻t1で前記アイドリングストップが終了する。前記アイドリングストップの終了は、例えば運転者がブレーキペダルからアクセルペダルに踏み替えたことにより、前記車両側制御回路55が判断する。   Next, the idling stop ends at time t1. The vehicle-side control circuit 55 determines the end of the idling stop, for example, when the driver switches from the brake pedal to the accelerator pedal.

前記車両側制御回路55は前記アイドリングストップの終了を判断すると、直ちに前記トランジスタ57をオンにする。その結果、図2(b)に示すように、前記切替信号SLがオンになり、前記切替端子33に入力される。これにより、前記コイル31に電流が流れ、前記リレー23は前記常閉端子25から前記常開端子27に切り替わるのであるが、この動作は機械的に行われるために、すぐには切り替わらず、数ミリ秒の遅れが生じる。従って、前記制御回路53は、前記切替信号SLが入力されると、前記リレー23が前記常開端子27側、すなわち開放するように切り替わる動作を行う前の時刻t2で、前記第1スイッチオンオフ信号SW1をオン信号として前記第1スイッチ39に出力する。その結果、図2(e)に示すように前記第1スイッチ39がオンになる。   When the vehicle-side control circuit 55 determines the end of the idling stop, it immediately turns on the transistor 57. As a result, as shown in FIG. 2B, the switching signal SL is turned on and input to the switching terminal 33. As a result, a current flows through the coil 31, and the relay 23 is switched from the normally closed terminal 25 to the normally open terminal 27. However, since this operation is performed mechanically, the relay 23 is not immediately switched. There will be a millisecond delay. Accordingly, when the switching signal SL is input, the control circuit 53 receives the first switch on / off signal at time t2 before the relay 23 performs the operation of switching to the normally open terminal 27 side, that is, to open. SW1 is output to the first switch 39 as an ON signal. As a result, the first switch 39 is turned on as shown in FIG.

このような動作により、時刻t2では前記第1スイッチ39がオンになるが、前記第2スイッチ41はオフのままであり、さらに前記リレー23はまだ前記常閉端子25側を維持している。ここで、前記第2寄生ダイオード45によるFET電圧降下ΔVfは前記リレー電圧降下ΔVrより大きいので、前記負荷15への電力は依然として前記主電源13から供給されている。   By such an operation, the first switch 39 is turned on at time t2, but the second switch 41 remains off, and the relay 23 still maintains the normally closed terminal 25 side. Here, since the FET voltage drop ΔVf due to the second parasitic diode 45 is larger than the relay voltage drop ΔVr, the power to the load 15 is still supplied from the main power supply 13.

その後、前記リレー23の機械的な切替動作が開始する時刻t3(時刻t1から数ミリ秒後)に至ると、図2(c)に示すように、前記リレー23は前記常閉端子25と前記常開端子27の間を往復するチャタリング動作となる。その結果、図2(a)に示すように、前記負荷端子19の電圧Voは上下に変動する。この時の電圧変動幅は前記FET電圧降下ΔVfとなる。これは、前記リレー23が前記常開端子27に切り替わり開放状態となった時、前記負荷15へ前記蓄電部47の電力が供給される際に、前記第2寄生ダイオード45による前記FET電圧降下ΔVfが発生するためである。従って、前記FET電圧降下ΔVfの電圧幅で前記負荷端子19の電圧Voが変動する。しかし、従来のように前記電子スイッチ37が無い構成であれば、前記リレー23が切り替わる時に前記負荷端子19の電圧Voが0Vまで低下してしまい、前記負荷15を十分に駆動できない可能性があるのに対し、本実施の形態では、前記FET電圧降下ΔVfの電圧幅で電圧Voが変動しても、図2(a)に示すように、前記既定電圧Vcmよりは十分高い電圧であるので、前記負荷15を安定して駆動できる。   Thereafter, when reaching the time t3 (several milliseconds after the time t1) when the mechanical switching operation of the relay 23 is started, the relay 23 is connected to the normally closed terminal 25 and the The chattering operation reciprocates between the normally open terminals 27. As a result, as shown in FIG. 2A, the voltage Vo at the load terminal 19 fluctuates up and down. The voltage fluctuation width at this time is the FET voltage drop ΔVf. This is because the FET voltage drop ΔVf caused by the second parasitic diode 45 when the power of the power storage unit 47 is supplied to the load 15 when the relay 23 is switched to the normally open terminal 27 and is opened. This is because of this. Therefore, the voltage Vo of the load terminal 19 varies with the voltage width of the FET voltage drop ΔVf. However, if the electronic switch 37 is not provided as in the prior art, the voltage Vo at the load terminal 19 drops to 0 V when the relay 23 is switched, and the load 15 may not be driven sufficiently. On the other hand, in the present embodiment, even if the voltage Vo varies with the voltage width of the FET voltage drop ΔVf, as shown in FIG. 2A, the voltage is sufficiently higher than the predetermined voltage Vcm. The load 15 can be driven stably.

その後、時刻t4で前記エンジンを再始動するために前記スタータ(図示せず)が駆動する。これにより、図2(a)の長破線に示すように、前記主電源13の電圧Vbは大きく低下する。従って、時刻t4以降は前記第2寄生ダイオード45による前記FET電圧降下ΔVfがあるにしても、前記蓄電部47側の電圧が高くなる。ゆえに、前記負荷15へは前記蓄電部47の電力が供給される。この時、図2(a)の実線に示すように、前記負荷端子19の電圧Voは前記蓄電部47の放電とともに、経時的に低下していくが、前記既定電圧Vcmよりは高い電圧を維持するため、前記負荷15は駆動し続けられる。   Thereafter, the starter (not shown) is driven to restart the engine at time t4. As a result, the voltage Vb of the main power supply 13 is greatly reduced as shown by the long broken line in FIG. Therefore, after time t4, even if there is the FET voltage drop ΔVf due to the second parasitic diode 45, the voltage on the power storage unit 47 side becomes high. Therefore, the power of the power storage unit 47 is supplied to the load 15. At this time, as shown by a solid line in FIG. 2A, the voltage Vo of the load terminal 19 decreases with time as the power storage unit 47 is discharged, but maintains a voltage higher than the predetermined voltage Vcm. Therefore, the load 15 is continuously driven.

その後、前記スタータが駆動している間の時刻t5で、図2(c)に示すように前記リレー23のチャタリングが終わり、前記常開端子27への切り替えが完了するが、これによる前記電圧Voの変動は起こらず、時刻t4以降と同様に前記蓄電部47の電力が前記負荷15に供給される。   Thereafter, at time t5 while the starter is being driven, the chattering of the relay 23 is finished as shown in FIG. 2C, and the switching to the normally open terminal 27 is completed. The power of the power storage unit 47 is supplied to the load 15 in the same manner as after time t4.

次に、図2(a)の長破線に示すように、前記スタータの駆動に伴い、時刻t6で前記主電源13の電圧Vbが最小となるが、その後、前記電圧Vbは回復していく。しかし、すぐに前記既定電圧Vcmまでは回復しないので、前記負荷15へは引き続き前記蓄電部47の電力が供給される。これにより、前記蓄電部47は放電を継続し、前記負荷端子19の電圧Voは下がり続けるので、前記リレー23が開放された後の時刻t7において、前記制御回路53は前記第2スイッチオンオフ信号SW2をオン信号として前記第2スイッチ41に出力する。その結果、図2(d)に示すように前記第2スイッチ41がオンになる。これにより、前記第2寄生ダイオード45による前記FET電圧降下ΔVfがなくなるので、その分、前記負荷端子19の電圧Voが高くなる。従って、前記電圧Voが前記既定電圧Vcmに至るまでの期間を長くすることができ、さらなる前記負荷15の安定駆動が可能となる。なお、前記第2スイッチ41は、前記リレー23が開放されチャタリングが終了する時刻t5でオンにしてもよいが、本実施の形態では、チャタリング終了時刻の誤差等を考慮したマージンを加えて、時刻t7でオンにするようにしている。   Next, as shown by the long broken line in FIG. 2A, the voltage Vb of the main power supply 13 is minimized at time t6 as the starter is driven, but thereafter, the voltage Vb recovers. However, since the voltage does not immediately recover to the predetermined voltage Vcm, the power of the power storage unit 47 is continuously supplied to the load 15. As a result, the power storage unit 47 continues to discharge, and the voltage Vo of the load terminal 19 continues to decrease. Therefore, at time t7 after the relay 23 is opened, the control circuit 53 controls the second switch on / off signal SW2. Is output to the second switch 41 as an ON signal. As a result, the second switch 41 is turned on as shown in FIG. As a result, the FET voltage drop ΔVf due to the second parasitic diode 45 is eliminated, and the voltage Vo at the load terminal 19 is increased accordingly. Therefore, the period until the voltage Vo reaches the predetermined voltage Vcm can be lengthened, and the load 15 can be further stably driven. The second switch 41 may be turned on at the time t5 when the relay 23 is released and the chattering ends. However, in the present embodiment, the second switch 41 is added with a margin in consideration of an error in the chattering end time, etc. It is turned on at t7.

その後、前記スタータの駆動が完了に近づき、図2(a)の長破線に示すように前記主電源13の電圧Vbが十分に高くなった時刻t8において、前記車両側制御回路55は前記トランジスタ57をオフにする。これにより、前記切替端子33に入力される前記切替信号SLはオフとなる。しかし、上記したように、前記リレー23は、すぐには前記常開端子27から前記常閉端子25には切り替わらず、数ミリ秒の遅れが生じる。従って、時刻t8の直後は、前記蓄電部47から前記負荷15に電力が供給され続ける。   Thereafter, the vehicle-side control circuit 55 approaches the transistor 57 at time t8 when the drive of the starter approaches completion and the voltage Vb of the main power supply 13 becomes sufficiently high as shown by the long broken line in FIG. Turn off. As a result, the switching signal SL input to the switching terminal 33 is turned off. However, as described above, the relay 23 is not immediately switched from the normally open terminal 27 to the normally closed terminal 25, and a delay of several milliseconds occurs. Therefore, immediately after time t8, power is continuously supplied from the power storage unit 47 to the load 15.

その後、時刻t9で前記スタータの駆動が完了し、図2(a)の長破線に示すように、前記主電源13の電圧Vbは緩やかに上昇していくが、時刻t8から数ミリ秒経過した時刻t10において、前記リレー23がチャタリングを開始する。これにより、前記リレー23が前記常閉端子25に切り替わった瞬間は、前記第1スイッチ39と前記第2スイッチ41の両方がオンであり、図2(a)に示すように、前記主電源端子17の電圧Vbの方が前記負荷端子19の電圧Voより大きいので、前記主電源13から前記リレー23、前記電子スイッチ37を経由して前記蓄電部47に突入電流が流れる。その結果、前記負荷端子19の電圧Voは前記主電源端子17の電圧Vbより若干低い値まで急激に上昇する。   Thereafter, the starter driving is completed at time t9, and the voltage Vb of the main power supply 13 gradually rises as shown by the long broken line in FIG. 2A, but several milliseconds have elapsed since time t8. At time t10, the relay 23 starts chattering. Thereby, at the moment when the relay 23 is switched to the normally closed terminal 25, both the first switch 39 and the second switch 41 are on, and as shown in FIG. Since the voltage Vb of 17 is larger than the voltage Vo of the load terminal 19, an inrush current flows from the main power supply 13 to the power storage unit 47 via the relay 23 and the electronic switch 37. As a result, the voltage Vo at the load terminal 19 rapidly rises to a value slightly lower than the voltage Vb at the main power supply terminal 17.

その後、前記リレー23のチャタリングによって再び前記常開端子27に切り替わると、前記蓄電部47から前記負荷15に電力が供給される。このような動作を繰り返すため、前記負荷端子19の電圧Voは図2(a)の実線に示すように上下に変動する。   Thereafter, when the relay 23 is switched to the normally open terminal 27 again by chattering, power is supplied from the power storage unit 47 to the load 15. In order to repeat such an operation, the voltage Vo at the load terminal 19 fluctuates up and down as shown by the solid line in FIG.

次に、時刻t11にて前記リレー23のチャタリングが終了し、前記常閉端子25に切り替わる。これによっても前記蓄電部47への前記突入電流が流れるので、図2(a)の実線に示すように、時刻t11で前記負荷端子19の電圧Voが上昇する。この突入電流をこのまま放置すると、大電流が継続して流れ、前記ヒューズ21が溶断する可能性があるので、前記制御回路53は図2(d)に示すように、時刻t12で前記第2スイッチ41をオフにする。   Next, the chattering of the relay 23 ends at time t11 and switches to the normally closed terminal 25. This also causes the inrush current to flow into the power storage unit 47, so that the voltage Vo at the load terminal 19 rises at time t11 as shown by the solid line in FIG. If this inrush current is left as it is, a large current continuously flows and the fuse 21 may be blown. Therefore, as shown in FIG. 2 (d), the control circuit 53 performs the second switch at time t12. 41 is turned off.

なお、時刻t12は次のようにして決定している。まず、時刻t11(前記リレー23のチャタリング終了)以降で前記ヒューズ21が溶断しない期間を既定期間としてあらかじめ求める。次に、時刻t12として、時刻t11以降で前記既定期間以内(例えば前記既定期間の1/3)になるように決定する。これにより、一時的に前記突入電流が流れるものの、前記ヒューズ21等への影響が少ない前記蓄電装置11を実現できる。   Time t12 is determined as follows. First, a period in which the fuse 21 is not blown after the time t11 (end of chattering of the relay 23) is obtained in advance as a predetermined period. Next, the time t12 is determined to be within the predetermined period after the time t11 (for example, 1/3 of the predetermined period). Thereby, although the said rush current flows temporarily, the said electrical storage apparatus 11 with little influence on the said fuse 21 grade | etc., Is realizable.

時刻t12で前記第2スイッチ41をオフにすると、前記第2寄生ダイオード45により、前記主電源13から前記蓄電部47への電流が断たれ、図2(a)に示すように、前記負荷端子19の電圧Voは前記主電源端子17の電圧Vbより前記リレー電圧降下ΔVrだけ低い電圧となる。従って、前記負荷15へは前記主電源13の電力が供給され、前記アイドリングストップ後も安定した動作を継続する。   When the second switch 41 is turned off at time t12, the current from the main power supply 13 to the power storage unit 47 is cut off by the second parasitic diode 45, and as shown in FIG. The voltage Vo of 19 is lower than the voltage Vb of the main power supply terminal 17 by the relay voltage drop ΔVr. Therefore, the power of the main power supply 13 is supplied to the load 15, and the stable operation is continued even after the idling stop.

次に、前記制御回路53は前記第2スイッチ41がオフになった時刻t12の後の時刻t13で、図2(e)に示すように前記第1スイッチ39をオフにする。これにより、前記電子スイッチ37が完全にオフになる。   Next, the control circuit 53 turns off the first switch 39 as shown in FIG. 2E at time t13 after time t12 when the second switch 41 is turned off. Thereby, the electronic switch 37 is completely turned off.

なお、本実施の形態では、最初に前記第2スイッチ41をオフにし、次に前記第1スイッチ39をオフにしているが、これは、同時にオフにしたり、逆の順番であってもよい。すなわち、前記切替信号SLがオフになると、前記リレー23が常閉するように切り替わる動作を行った後(時刻t11以降)で前記既定期間以内に、前記第1スイッチ39と前記第2スイッチ41を順不同でオフにすることで、前記電子スイッチ37を完全にオフにすればよい。但し、前記第2寄生ダイオード45により、できるだけ早く前記蓄電部47への電流を遮断することができるため、最初に前記第2スイッチ41をオフにし、次に前記第1スイッチ39をオフにする方が望ましい。   In the present embodiment, the second switch 41 is first turned off and then the first switch 39 is turned off. However, this may be turned off at the same time or in the reverse order. That is, when the switching signal SL is turned off, the first switch 39 and the second switch 41 are switched within the predetermined period after the relay 23 is switched so as to be normally closed (after time t11). The electronic switch 37 may be completely turned off by turning it off in any order. However, since the current to the power storage unit 47 can be interrupted as soon as possible by the second parasitic diode 45, the first switch 39 is turned off first, and then the first switch 39 is turned off. Is desirable.

ここまでで説明した図2の動作をまとめると、次のようになる。前記制御回路53は、前記切替端子33に前記切替信号SLが入力されると、前記リレー23が開放するように切り替わる動作を行う前に、前記第1スイッチ39をオンにし、前記リレー23が開放された後に、前記第2スイッチ41をオンにする。これにより、前記リレー23のチャタリング期間も安定した電力を前記蓄電部47から前記負荷15に供給することができる。従って、前記電子スイッチ37は前記リレー23の切り替え時にチャタリングが発生しても、前記蓄電部47の電力により、前記負荷端子19の電圧Voを安定化するように作用することになる。さらに、前記スタータの駆動時以外は前記主電源13の電力が内部抵抗値の小さい前記リレー23を経由して前記負荷15に供給されるので、発熱の低減も可能となる。   The operation of FIG. 2 described so far is summarized as follows. When the switching signal SL is input to the switching terminal 33, the control circuit 53 turns on the first switch 39 and opens the relay 23 before performing an operation of switching the relay 23 to open. Then, the second switch 41 is turned on. As a result, stable power can be supplied from the power storage unit 47 to the load 15 during the chattering period of the relay 23. Therefore, even if chattering occurs when the relay 23 is switched, the electronic switch 37 acts to stabilize the voltage Vo of the load terminal 19 by the power of the power storage unit 47. Further, since the power of the main power supply 13 is supplied to the load 15 via the relay 23 having a small internal resistance value except when the starter is driven, it is possible to reduce heat generation.

前記アイドリングストップ後(時刻t13以降)は、次回のアイドリングストップに備えるために、前記制御回路53は車両使用開始時と同様に、前記充電回路49により前記蓄電部47を充電する。但し、前記制御回路53は、前記蓄電部47が前記負荷15に電力を供給する可能性のある場合、すなわち前記切替端子33に前記切替信号SLが入力された場合には、前記蓄電部47の充電を禁止するようにしている。これにより、早く効率のよい充電が可能となる。   After the idling stop (after time t13), in order to prepare for the next idling stop, the control circuit 53 charges the power storage unit 47 by the charging circuit 49 in the same manner as at the start of vehicle use. However, when there is a possibility that the power storage unit 47 supplies power to the load 15, that is, when the switching signal SL is input to the switching terminal 33, the control circuit 53 of the power storage unit 47 Charging is prohibited. This enables fast and efficient charging.

なお、図2の動作では、前記蓄電部47に十分な電力が蓄電されている状態を前提としているが、前記蓄電部47の充電中に前記アイドリングストップが終了し、前記スタータが駆動する場合がある。この時も図2で説明した動作を行うと、特に時刻t11から時刻t12の間に流れる突入電流が大きくなる。これは、前記主電源13の電圧Vbに対し、前記蓄電部47の電圧Vcが極めて低ければ、両者の電圧差が大きくなるためである。その結果、前記ヒューズ21が溶断する可能性がある。   2 is based on the premise that a sufficient amount of power is stored in the power storage unit 47. However, the idling stop may end during charging of the power storage unit 47, and the starter may be driven. is there. At this time as well, if the operation described with reference to FIG. 2 is performed, the inrush current flowing particularly from time t11 to time t12 increases. This is because if the voltage Vc of the power storage unit 47 is very low with respect to the voltage Vb of the main power supply 13, the voltage difference between the two becomes large. As a result, the fuse 21 may be blown.

そこで、本実施の形態では、前記切替端子33に前記切替信号SLが入力された時刻t1において、前記電圧検出回路51で検出した前記蓄電部47の電圧Vcが前記既定電圧Vcm以下であれば、前記制御回路53は、時刻t7においても前記第2スイッチ41をオフのままとするように制御している。これにより、前記蓄電部47の電圧Vcが極めて低くても、前記第2寄生ダイオード45により常に前記突入電流を阻止することができ、前記ヒューズ21の溶断可能性を低減できる。なお、前記蓄電部47の電圧Vcが前記既定電圧Vcm以下であれば、前記スタータの駆動中に前記蓄電部47から前記負荷15へ十分な電力を供給することができないので、この場合は前記負荷15が停止することになる。   Therefore, in the present embodiment, at time t1 when the switching signal SL is input to the switching terminal 33, if the voltage Vc of the power storage unit 47 detected by the voltage detection circuit 51 is equal to or lower than the predetermined voltage Vcm, The control circuit 53 performs control so that the second switch 41 remains off even at time t7. Thereby, even if the voltage Vc of the power storage unit 47 is extremely low, the inrush current can always be blocked by the second parasitic diode 45, and the possibility of the fuse 21 being blown can be reduced. If the voltage Vc of the power storage unit 47 is equal to or lower than the predetermined voltage Vcm, sufficient power cannot be supplied from the power storage unit 47 to the load 15 while the starter is being driven. 15 will stop.

ここまでで述べた本実施の形態における特徴的な動作をまとめると、前記制御回路53は、チャタリングが発生している期間(時刻t3〜時刻t5、時刻t10〜時刻t11)と、前記リレー23が前記常開端子27に切り替わっている期間(時刻t5〜時刻t10)には、最低限、前記電子スイッチ37がオンになるように制御している。   To summarize the characteristic operations in the present embodiment described so far, the control circuit 53 has a period during which chattering occurs (time t3 to time t5, time t10 to time t11), and the relay 23 is In the period (time t5 to time t10) during which the normally open terminal 27 is switched, the electronic switch 37 is controlled to be turned on at a minimum.

以上の構成、動作により、前記リレー23のチャタリング期間も安定した電力を前記蓄電部47から前記負荷15に供給することができるとともに、通常時は前記主電源13の電力が前記リレー23を経由して前記負荷15に供給されるので、発熱の低減も可能な蓄電装置が得られる。   With the above configuration and operation, stable power can be supplied from the power storage unit 47 to the load 15 during the chattering period of the relay 23, and the power of the main power supply 13 passes through the relay 23 during normal times. Thus, a power storage device capable of reducing heat generation is obtained.

なお、本実施の形態では、前記第2スイッチ41を前記FETで構成したが、これは前記第2寄生ダイオード45と同じ方向になるように電気的に接続したダイオードであってもよい。これにより、前記蓄電部47から前記負荷15に電力を供給する間、前記ダイオードの電圧降下が常に発生し、損失が大きくなるものの、前記電子スイッチ37の構成、動作が簡単になる。   In the present embodiment, the second switch 41 is constituted by the FET. However, this may be a diode electrically connected so as to be in the same direction as the second parasitic diode 45. As a result, while power is supplied from the power storage unit 47 to the load 15, the voltage drop of the diode always occurs and the loss increases, but the configuration and operation of the electronic switch 37 are simplified.

また、本実施の形態では、前記リレー23の前記常開端子27には何も接続しない構成としたが、これは図1の長破線に示すように、前記蓄電部47と電気的に接続してもよい。すなわち、前記リレー23は、前記主電源端子17と電気的に接続される前記常閉端子25と、前記蓄電部47と電気的に接続される常開端子27と、前記負荷端子19と電気的に接続される前記共通端子29とを備えた構成とする。これにより、図2の時刻t5でリレー23が前記常開端子27に切り替わると、前記蓄電部47の電力は前記負荷15に前記リレー23を経由して供給される経路と、前記電子スイッチ37を経由して供給される経路が形成される。この時、前記したように、前記リレー電圧降下ΔVrは前記FET電圧降下ΔVfよりも小さいので、前記蓄電部47の電力は前記リレー23を経由して前記負荷15に供給される。従って、図2(a)の太点線に示すように、時刻t5から、前記第2スイッチ41がオンになる時刻t7までの期間は、前記常開端子27を接続しない場合に比べ電圧降下が小さくなる。ゆえに、前記負荷15に対して、より電圧変動の少ない安定した電力を供給することができる。   Further, in the present embodiment, nothing is connected to the normally open terminal 27 of the relay 23, but this is electrically connected to the power storage unit 47 as shown by a long broken line in FIG. May be. That is, the relay 23 is electrically connected to the normally closed terminal 25 electrically connected to the main power supply terminal 17, a normally open terminal 27 electrically connected to the power storage unit 47, and the load terminal 19. And the common terminal 29 connected to the terminal. 2, when the relay 23 is switched to the normally open terminal 27 at time t5 in FIG. 2, the electric power of the power storage unit 47 is supplied to the load 15 via the relay 23, and the electronic switch 37 is turned on. A route to be supplied via is formed. At this time, as described above, since the relay voltage drop ΔVr is smaller than the FET voltage drop ΔVf, the electric power of the power storage unit 47 is supplied to the load 15 via the relay 23. Therefore, as shown by the thick dotted line in FIG. 2A, the voltage drop is small during the period from time t5 to time t7 when the second switch 41 is turned on as compared with the case where the normally open terminal 27 is not connected. Become. Therefore, stable power with less voltage fluctuation can be supplied to the load 15.

なお、時刻t7で前記第2スイッチ41がオンになると、前記電子スイッチ37としての内部抵抗値は前記リレー23の内部抵抗値よりも小さく、ほぼ無視できるため、前記蓄電部47の電力は前記電子スイッチ37を経由して前記負荷15に供給される。従って、時刻t7以降の動作は前記常開端子27を接続しない場合の動作と同じになる。   When the second switch 41 is turned on at time t7, the internal resistance value of the electronic switch 37 is smaller than the internal resistance value of the relay 23 and can be almost ignored. It is supplied to the load 15 via the switch 37. Therefore, the operation after time t7 is the same as the operation when the normally open terminal 27 is not connected.

また、このような構成とすることにより、図2(c)の時刻t5から時刻t10までの期間は前記常開端子27を介して前記蓄電部47の電力が前記負荷15に供給されるため、この期間は前記電子スイッチ37をオフにしてもよい。この場合は、前記電子スイッチ37が前記リレー23のチャタリング発生期間のみオンになっていることになる。従って、上記構成においては、前記電子スイッチ37は、前記チャタリングが発生している期間のみオンになるように制御するか、または前記チャタリングが発生している期間と前記リレー23が前記常開端子27に切り替わっている期間の両方の期間でオンになるように制御すればよい。   Further, with such a configuration, since the electric power of the power storage unit 47 is supplied to the load 15 through the normally open terminal 27 during the period from time t5 to time t10 in FIG. During this period, the electronic switch 37 may be turned off. In this case, the electronic switch 37 is on only during the chattering generation period of the relay 23. Therefore, in the above configuration, the electronic switch 37 is controlled so as to be turned on only during the chattering period, or the relay 23 is connected to the normally open terminal 27 during the chattering period. It may be controlled so as to be turned on in both periods of the period of switching to.

これらのことから、前記電子スイッチ37は少なくとも前記リレー23が前記チャタリングを発生している期間はオンになるように制御すればよいことになる。   For these reasons, the electronic switch 37 may be controlled to be on at least during a period in which the relay 23 is generating chattering.

また、本実施の形態では、前記リレー23として前記常開端子27を有するものを用いたが、これは常開端子のないリレーであってもよい。   Further, in the present embodiment, the relay 23 having the normally open terminal 27 is used, but this may be a relay without a normally open terminal.

また、本実施の形態では、前記蓄電部47に電気二重層キャパシタを用いたが、これは電気化学キャパシタ等の他のキャパシタや二次電池でもよい。   In the present embodiment, an electric double layer capacitor is used for the power storage unit 47, but this may be another capacitor such as an electrochemical capacitor or a secondary battery.

また、本実施の形態では、前記蓄電装置11をアイドリングストップ車に適用した例について述べたが、これに限定されるものではなく、車両起動時や主電源異常時の電源バックアップシステム等に適用することができる。   Further, in the present embodiment, the example in which the power storage device 11 is applied to an idling stop vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and the power storage device 11 is applied to a power backup system when the vehicle is started or when the main power supply is abnormal. be able to.

本発明にかかる蓄電装置は、負荷への電圧安定化と発熱低減を両立することができるので、主電源の電圧低下時に蓄電部から電力を供給する補助電源としての蓄電装置等として有用である。   Since the power storage device according to the present invention can achieve both stabilization of the voltage to the load and reduction of heat generation, the power storage device is useful as a power storage device as an auxiliary power supply that supplies power from the power storage unit when the voltage of the main power supply decreases.

本発明の実施の形態における蓄電装置のブロック回路図1 is a block circuit diagram of a power storage device in an embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態における蓄電装置の電圧経時変化図とタイミングチャートであり、(a)は主電源端子の電圧Vbと負荷端子の電圧Voの経時変化図、(b)は切替信号のタイミングチャート、(c)はリレーのタイミングチャート、(d)は第2スイッチのタイミングチャート、(e)は第1スイッチのタイミングチャートFIG. 4 is a voltage aging diagram and a timing chart of the power storage device according to the embodiment of the present invention, (a) is a chronological diagram of the voltage Vb of the main power supply terminal and the voltage Vo of the load terminal, and (b) is a timing chart of the switching signal. , (C) is a timing chart of the relay, (d) is a timing chart of the second switch, and (e) is a timing chart of the first switch. 従来の電源装置のブロック回路図Block diagram of a conventional power supply 従来の電源装置の他の構成のブロック回路図Block circuit diagram of other configuration of conventional power supply device

符号の説明Explanation of symbols

11 蓄電装置
13 主電源
15 負荷
17 主電源端子
19 負荷端子
23 リレー
25 常閉端子
27 常開端子
29 共通端子
33 切替端子
37 電子スイッチ
39 第1スイッチ
41 第2スイッチ
43 第1寄生ダイオード
45 第2寄生ダイオード
47 蓄電部
49 充電回路
51 電圧検出回路
53 制御回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Power storage device 13 Main power supply 15 Load 17 Main power supply terminal 19 Load terminal 23 Relay 25 Normally closed terminal 27 Normally open terminal 29 Common terminal 33 Switching terminal 37 Electronic switch 39 1st switch 41 2nd switch 43 1st parasitic diode 45 2nd Parasitic diode 47 Power storage unit 49 Charging circuit 51 Voltage detection circuit 53 Control circuit

Claims (6)

蓄電部と、
主電源と電気的に接続される主電源端子と、
負荷と電気的に接続される負荷端子と、
前記主電源端子と前記負荷端子の間に電気的に接続され、切替信号が入力され、前記切替信号がオフのとき常閉するリレーと、
前記負荷端子と前記蓄電部の間に電気的に接続される電子スイッチと、
前記リレーと前記電子スイッチに電気的に接続される制御回路と、
を備え、
前記電子スイッチは、電界効果トランジスタからなる第1スイッチ、および第2スイッチの直列回路で構成され、
前記第1スイッチの第1寄生ダイオードのカソードが前記蓄電部側になるように、前記第2スイッチの第2寄生ダイオードのカソードが前記負荷端子側になるように、それぞれ電気的に接続され、
前記制御回路は、
前記切替信号がオンになると、前記リレーが開放されるように切り替わる動作を行なう前及び前記リレーがチャタリングを発生している期間は、第1スイッチをオンかつ第2スイッチをオフとし、
前記リレーが開放された後に、第1スイッチと第2スイッチとをオンとするようにした、
蓄電装置。
A power storage unit;
A main power supply terminal electrically connected to the main power supply;
A load terminal electrically connected to the load;
A relay that is electrically connected between the main power supply terminal and the load terminal, receives a switching signal , and normally closes when the switching signal is off ;
An electronic switch electrically connected between the load terminal and the power storage unit;
A control circuit electrically connected to the relay and the electronic switch;
With
The electronic switch is composed of a first switch composed of a field effect transistor and a series circuit of second switches,
Electrically connected so that the cathode of the first parasitic diode of the first switch is on the power storage unit side, and the cathode of the second parasitic diode of the second switch is on the load terminal side,
The control circuit includes:
When the switching signal is turned on, the first switch is turned on and the second switch is turned off before performing the operation of switching so that the relay is opened and during the period when the relay is chattering.
The first switch and the second switch are turned on after the relay is opened.
Power storage device.
前記蓄電部、および前記制御回路に電気的に接続された電圧検出回路を備え、
前記制御回路は、前記切替信号がオンになった際に、前記電圧検出回路で検出した前記蓄電部の電圧(Vc)が既定電圧(Vcm)以下であれば、前記第2スイッチをオフのままとするようにした請求項に記載の蓄電装置。
A voltage detection circuit electrically connected to the power storage unit and the control circuit;
If the voltage (Vc) of the power storage unit detected by the voltage detection circuit is equal to or lower than a predetermined voltage (Vcm) when the switching signal is turned on , the control circuit keeps the second switch off. The power storage device according to claim 1 , wherein:
前記制御回路は、前記切替信号がオフになると、前記リレーが常閉するように切り替わる動作を行った後で既定期間以内に、前記第1スイッチと前記第2スイッチをオフにするようにした請求項に記載の蓄電装置。 The control circuit is configured to turn off the first switch and the second switch within a predetermined period after performing an operation of switching the relay to be normally closed when the switching signal is turned off. Item 2. The power storage device according to Item 1 . 前記制御回路は、最初に前記第2スイッチをオフにし、次に前記第1スイッチをオフにするようにした請求項に記載の蓄電装置。 The power storage device according to claim 3 , wherein the control circuit first turns off the second switch and then turns off the first switch. 前記主電源端子と前記蓄電部の間に電気的に接続されるとともに、前記制御回路とも電気的に接続された充電回路を備え、
前記制御回路は、前記切替信号がオンになると、前記蓄電部の充電を禁止するようにした請求項に記載の蓄電装置。
A charging circuit electrically connected between the main power supply terminal and the power storage unit, and also electrically connected to the control circuit;
The power storage device according to claim 1 , wherein the control circuit prohibits charging of the power storage unit when the switching signal is turned on .
前記リレーは、前記主電源端子と電気的に接続される常閉端子と、
前記蓄電部と電気的に接続される常開端子と、
前記負荷端子と電気的に接続される共通端子とを備えた請求項1に記載の蓄電装置。
The relay is a normally closed terminal electrically connected to the main power supply terminal;
A normally open terminal electrically connected to the power storage unit;
The power storage device according to claim 1, further comprising a common terminal electrically connected to the load terminal.
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