JP5835097B2 - 電源装置 - Google Patents

Description

本発明は、供給された直流電圧をスイッチング素子でスイッチングして電圧変換し、変換した直流電圧を出力端子から外部のバッテリに供給する電源装置に関する。

ハイブリッド車、電気自動車等の車両は、駆動用モータと、該駆動用モータへ電力を供給する為の高圧バッテリとを備えている。高圧バッテリの出力電圧は、昇圧コンバータにより昇圧されて駆動用モータに与えられ、また、降圧コンバータにより降圧されて補機類へ与えられる。

図９は、このようなハイブリッド車及び電気自動車に使用される従来の電源装置５Ｂの要部構成例を示すブロック図である。この電源装置５Ｂは、システムリレーＳＲＢ，ＳＲＧを介して外部に接続された高圧バッテリ４の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路５１と、該ＤＣ／ＡＣ変換回路５１が有するＭＯＳＦＥＴ（以下、ＦＥＴという）５１１をオン／オフさせるための制御信号を生成する制御回路５２と、前記制御信号によってＦＥＴ５１１を駆動する駆動回路５３とを備える。

ＤＣ／ＡＣ変換回路５１が変換して生成した交流電圧が絶縁トランス５４で降圧されて整流回路５５で整流され、整流された直流電圧が平滑回路５６で平滑されて、出力端子５０１から外部の低圧バッテリ６、電源ＥＣＵ７及び図示しない低電圧負荷（補機類）に供給される。制御回路５２及び駆動回路５３には、高圧バッテリ４の電圧を変換するコンバータ回路５７から低圧の動作電源が供給される。制御回路５２は、電源ＥＣＵ７によってＩＧ（Ignition）リレー接点６１がオンに制御されたときに電圧端子５０２に印加される電圧を検出して前記制御信号の生成を開始する。制御回路５２は、また、電源装置５Ｂに係る異常を検出した場合、電源ＥＣＵ７に対して電源異常信号を報知するようになっている。

ところで、上述の電源装置５Ｂでは、出力端子５０１及び低圧バッテリ６間を接続する配線（給電線）が外れていることを制御回路５２で検知することができず、電源装置５Ｂから充電されなくなった低圧バッテリ６が過放電状態となる虞がある。

これに対し、特許文献１には、発電電圧の出力端子に給電線を介して車載バッテリ及び車載電装品が接続されているオルタネータにおける制御装置で、給電線の断線及び界磁コイルの短絡を判別する技術が開示されている。具体的には、オルタネータの発電電圧が所定の最大電圧より高くなった場合、界磁電流を減少側に制御したときに発電電圧が上記最大電圧以下となるか否かに応じて、上記の断線及び短絡が判別される。この技術を電源装置５Ｂに応用するには、前記制御信号のデューティ比を増大（又は減少）させた場合に自身の出力電圧が高／低何れに変化するかを判定することが考えられる。

特開平５−１７６４７８号公報

しかしながら、電源装置５Ｂでは、出力端子５０１及び低圧バッテリ６間を接続する配線（給電線）が外れた場合であっても、絶縁トランス５４で巻線間の短絡が生じた場合であっても、出力端子５０１の電圧が上昇する可能性があるため、上記配線の接続が外れているのを検出することができないという問題がある。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、自装置の出力端子及び外部のバッテリ間の接続状態を判別することが可能な電源装置を提供することにある。

本発明に係る電源装置は、スイッチング素子と、該スイッチング素子のオン／オフを制御する制御部とを備え、直流電圧を電圧変換して出力端子から外部のバッテリに供給する電源装置において、前記バッテリから電圧が印加されるべき電圧端子を備え、前記制御部は、前記電圧端子から電圧が供給されるようにしてあり、前記出力端子の電圧を検出し、検出した電圧及び所定の閾値を比較するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、出力端子に接続されるべき外部のバッテリから電圧端子を介して制御部に動作電圧を供給するようにしてあり、動作電圧を供給された制御部が、起動後に出力端子の電圧及び所定の閾値を比較する。
これにより、出力端子及び外部のバッテリ間の接続が外れている場合は、出力端子の電圧が所定の閾値より低く検出され、上記接続が外れていない場合は、外部のバッテリの電圧が出力端子の電圧として所定の閾値より高く検出されるため、制御部の起動時の出力端子の電圧及び所定の閾値の比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されているか否かが判定される。

本発明に係る電源装置は、スイッチング素子と、該スイッチング素子のオン／オフを制御する制御部とを備え、直流電圧を電圧変換して出力端子から外部のバッテリに供給する電源装置において、前記バッテリから電圧が印加されるべき電圧端子を備え、前記制御部は、前記出力端子及び電圧端子夫々の電圧を検出し、検出した電圧端子の電圧及び所定電圧を比較するようにしてあり、検出した電圧端子の電圧及び所定電圧を比較した結果、検出した電圧端子の電圧が所定電圧より高い場合、検出した出力端子の電圧及び所定の閾値を比較するようにしてあり、検出した出力端子の電圧及び所定の閾値を比較した結果、検出した出力端子の電圧が所定の閾値以上である場合、前記出力端子及び電圧端子夫々の電圧を時系列的に検出し、検出した出力端子及び電圧端子の電圧の電圧差と、第２の閾値とを比較するようにしてあり、前記電圧差と、第２の閾値とを比較した結果に基づいて、前記出力端子に前記バッテリが接続されているか否かを判別するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、出力端子に接続されるべき外部のバッテリから電圧が印加される電圧端子の電圧が所定電圧より高い場合、即ち、外部から制御部に起動が指示された場合、制御部が出力端子の電圧及び所定の閾値を比較する。
これにより、出力端子及び外部のバッテリ間の接続が外れている場合は、出力端子の電圧が所定の閾値より低く検出され、上記接続が外れていない場合は、外部のバッテリの電圧が出力端子の電圧として所定の閾値より高く検出されるため、制御部の起動時の出力端子の電圧及び所定の閾値の比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されているか否かが判定される。

本発明にあっては、時系列的に検出した出力端子の電圧及び電圧端子の電圧の電圧差と、第２の閾値とを逐次比較する。
つまり、出力端子及び外部のバッテリ間の接続が外れた場合は、出力端子の電圧から電圧端子の電圧を減じた電圧差が第２の閾値より大きく検出され、上記接続がまだ外れていない場合は、この電圧差が第２の閾値より小さく検出されるため、出力端子及び電圧端子の電圧差と第２の閾値との比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されているか否かが判定される。

本発明に係る電源装置は、前記制御部は、前記電圧差と、第２の閾値とを比較した結果、前記電圧差が第２の閾値より大きい場合、大きいと比較判定した際に検出した電圧端子の電圧と爾後検出した電圧端子の電圧との電圧差、及び第３の閾値を比較するようにしてあり、前記電圧差、及び第３の閾値を比較した結果に基づいて、前記出力端子に前記バッテリが接続されているか否かを判別するようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、出力端子の電圧から電圧端子の電圧を減じた電圧差が第２の閾値より大きいと比較判定した際に、電圧端子の電圧を例えば記憶しておき、記憶した電圧及び爾後検出した電圧端子の電圧の電圧差と、第３の閾値との大小関係を逐次比較する。
これにより、制御回路の起動時に、例えば外部のバッテリの電圧が低下していたために、出力端子の電圧から電圧端子の電圧を減じた電圧差が第２の閾値より大きいと比較判定される場合であっても、爾後の電圧端子の電圧の低下量と第３の閾値との比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されているか否かが判定される。
つまり、出力端子及び外部のバッテリ間の接続が実際に外れた場合は、第２の閾値より大きいと比較判定された後の電圧端子の電圧の低下量が第３の閾値より大きく検出され、上記接続が外れていない場合は、この低下量が第３の閾値より小さく検出されるため、電圧端子の電圧の低下量と第３の閾値との比較結果に基づいて、外部のバッテリの接続が実際に外れたか否かが判定される。

本発明に係る電源装置は、前記制御部は、各比較結果に基づいて外部に所定の報知を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明にあっては、上述の各比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されていないと判定される場合、外部に所定の報知を行うため、出力端子及び外部のバッテリ間の接続異常が外部に通知される。

本発明によれば、制御部の起動の際に出力端子及び外部のバッテリ間の接続が外れている場合は、出力端子の電圧が所定の閾値より低く検出され、上記接続が外れていない場合は、外部のバッテリの電圧が出力端子の電圧として所定の閾値より高く検出されるため、制御回路の起動時の出力端子の電圧及び所定の閾値の比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されているか否かが判定される。
従って、自装置の出力端子及び外部のバッテリ間の接続状態を判別することが可能となる。

本発明の実施の形態１に係る電源装置の要部構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電源装置の起動後における主要部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 出力端子の電圧を検出して所定の閾値と比較するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１の変形例に係る電源装置で起動の指示を受け付けるＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係る電源装置の起動後における主要部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 出力端子の電圧及び電圧端子の電圧の電圧差と、第２の閾値とを比較するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態３に係る電源装置の起動後における主要部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。 ２端子間の電圧差及び第２の閾値を比較した後、電圧端子の電圧の低下量及び第３の閾値を比較するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 ハイブリッド車及び電気自動車に使用される従来の電源装置の要部構成例を示すブロック図である。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る電源装置の要部構成例を示すブロック図である。図中５Ａは電源装置であり、電源装置５Ａは、システムリレーＳＲＢ，ＳＲＧを介して外部に接続された高圧バッテリ４の直流電圧を交流電圧に変換するＤＣ／ＡＣ変換回路５１と、該ＤＣ／ＡＣ変換回路５１が有するＭＯＳＦＥＴ（請求項に記載のスイッチング素子；以下単にＦＥＴという）５１１をオン／オフさせるための制御信号（ここではＰＷＭ制御信号）を生成する制御回路５２と、生成されたＰＷＭ制御信号によってＦＥＴ５１１を駆動する駆動回路５３とを備える。ＦＥＴ５１１は、例えばフルブリッジ（Ｈブリッジ）回路又はハーフブリッジ回路のように複数のＦＥＴで構成されるものであってもよい。制御回路５２及び駆動回路５３が、請求項に記載の制御部に対応する。

ＤＣ／ＡＣ変換回路５１が変換して生成した交流電圧が絶縁トランス５４で降圧されて整流回路５５で整流され、整流された直流電圧が平滑回路５６で平滑されて、出力端子５０１から外部の低圧バッテリ（請求項に記載のバッテリ）６、電源ＥＣＵ７及び図示しない低電圧負荷（補機類）に供給される。

低圧バッテリ６は、電源ＥＣＵ７によってオン／オフに制御されるＩＧリレー接点６１を介して電圧端子５０２に接続されており、ＩＧリレー接点６１がオンに制御された場合、電圧端子５０２から制御回路５２及び駆動回路５３に動作電圧（いわゆる電源電圧）が供給される。平滑回路５６及び低圧バッテリ６から電圧が印加される出力端子５０１と電圧端子５０２とは、図示しないＡ／Ｄ変換回路を介して制御回路５２に各別に接続されている。出力端子５０１及び電圧端子５０２夫々に印加される電圧を、抵抗回路で分圧して上記Ａ／Ｄ変換回路に与えるようにしてもよい。

尚、図１では各装置及び各回路の安全を確保するためのヒューズの図示を省略してある。

制御回路５２は、ＣＰＵ５２１を有し、ＣＰＵ５２１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ５２２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ５２３、各種時間を計時するタイマ５２４、及び自装置（電源装置５Ａ）内の各部に対して入出力を行うＩ／Ｏポート５２５と互いにバス接続されている。Ｉ／Ｏポート５２５は、例えばＣＰＵ５２１がＩＧリレー接点６１をオン／オフに制御したり、前述のＡ／Ｄ変換回路を介して出力端子５０１及び電圧端子５０２の電圧を検出したりするのに用いられる。

電圧端子５０２から動作電圧が供給されて制御回路５２が起動した場合、ＣＰＵ５２１は、電源装置５Ａ及び低圧バッテリ６間の接続に係る異常の有無を判定し、異常を検出したときに電源ＥＣＵ７に対して電源接続異常信号を報知する。異常を検出しない場合、ＣＰＵ５２１は、それ自体公知の方法により、Ｉ／Ｏポート５２５又は図示しない生成回路を用いて上述のＰＷＭ制御信号の生成を開始し、生成したＰＷＭ制御信号を駆動回路５３に与える。駆動回路５３は、図示しないパルストランスを有しており、制御回路５２から与えられたＰＷＭ制御信号を増幅し、増幅したＰＷＭ制御信号を上記パルストランスを介してＦＥＴ５１１のゲートに与えることにより、ＦＥＴ５１１をオン／オフ状態に駆動する。

以下では、制御回路５２による電源接続の異常判定処理について説明する。
図２は、本発明の実施の形態１に係る電源装置５Ａの起動後における主要部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図２に示す５つのチャートでは、何れも同一の時間軸を横軸としてあり、図の上からＩＧリレー接点６１のオン／オフ状態、電圧端子５０２の電圧、制御回路５２が駆動回路５３に与えるＰＷＭ制御信号のオン／オフ状態、出力端子５０１の電圧、及び電源接続異常信号のオン／オフ状態を縦軸に示してある。

時刻Ｔ０でＩＧリレー接点６１がオンに制御された場合、電圧端子５０２に低圧バッテリ６の電圧が印加されることにより、電圧端子５０２から制御回路５２に動作電圧が供給される。時刻Ｔ０に至るまでに、外部の低圧バッテリ６が出力端子５０１に正常に接続されていた場合（又は接続されていなかった場合）、図２に太い実線（又は破線）で示すように、時刻Ｔ０における出力端子５０１の電圧は、低圧バッテリ６の電圧そのもの（又は略０Ｖの電圧）となる。

制御回路５２は、時刻Ｔ０で検出した出力端子５０１の電圧と、例えば約５Ｖ（図では電圧Ｖ１）の閾値電圧とを比較することにより、出力端子５０１に外部の低圧バッテリ６が正常に接続されているか否かを判定する。時刻Ｔ０で出力端子５０１に低圧バッテリ６が正常に接続されている（又は接続されていない）場合、図２に太い実線（又は破線）で示すように、制御回路５２が、電源接続異常信号をオフに保持する（又はオンにする）。

低圧バッテリ６が正常に接続されている場合、制御回路５２が、ＰＷＭ制御信号の生成を開始し、駆動回路５３が、制御回路５２から与えられたＰＷＭ制御信号を増幅すると共に、ＦＥＴ５１１をオン／オフ状態に駆動し始める。

次に、時刻Ｔ０から多少の遅延時間が経過した時刻Ｔ１より後では、自装置が変換した直流電圧が出力端子５０１に出力されるようになり、低圧バッテリ６が充電されるため、電圧端子５０２の電圧が満充電電圧に向けて上昇し始める。時刻Ｔ１より後での低圧バッテリ６の充電電流が比較的大きい場合は、出力端子５０１から低圧バッテリ６とＩＧリレー接点６１との接続点までの配線（ワイヤーハーネス等の給電線）における電圧降下により、出力端子５０１の電圧が電圧端子５０２の電圧よりも僅かに高くなる。

次に、上述した制御回路５２の主たる動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５２２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５２１により実行される。
図３は、出力端子５０１の電圧を検出して所定の閾値と比較するＣＰＵ５２１の処理手順を示すフローチャートである。図３の処理は、ＩＧリレー接点６１がオンに制御されて、電圧端子５０２から制御回路５２に動作電圧（低圧バッテリ６の電圧）が供給されたときに起動される。

図３の処理が起動される都度、ＣＰＵ５２１は、出力端子５０１の電圧を検出し（Ｓ１３）、検出した電圧が所定の閾値（図２に示す電圧Ｖ１）以上であるか否かを判定する（Ｓ１４）。検出した電圧が所定の閾値以上である場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５２１は、それ自体公知の方法を用いてＰＷＭ制御信号の生成を開始した（Ｓ１５）後、図３の処理を終了する。

検出した電圧が所定の閾値以上ではない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、出力端子５０１に低圧バッテリ６の電圧が印加されていない（即ち、出力端子５０１及び低圧バッテリ６間の接続が外れている）と認められるため、ＣＰＵ５２１が、電源接続異常信号を電源ＥＣＵ７に出力して（Ｓ１６）、図３の処理を終了する。

以上のように本実施の形態１によれば、出力端子に接続されるべき外部の低圧バッテリから電圧端子を介して制御回路及び駆動回路に動作電圧を供給するようにしてあり、動作電圧を供給された制御回路が、起動後に出力端子の電圧及び所定の閾値（電圧Ｖ１）を比較する。
これにより、出力端子及び外部の低圧バッテリ間の接続が外れている（又は外れていない）場合は、出力端子の電圧が所定の閾値より低く（又は所定の閾値以上として）検出されるため、制御回路の起動時の出力端子の電圧及び所定の閾値の比較結果に基づいて、外部の低圧バッテリが正常に接続されているか否かが判定される。
従って、自装置の出力端子及び外部のバッテリ間の接続状態を判別することが可能となる。

（変形例）
図９で説明したように、高圧バッテリ４に接続されたコンバータ回路５７から制御回路５２及び駆動回路５３に動作電圧が供給されている場合であっても、制御回路５２が外部からの起動の指示を受け付けて起動し、起動時に出力端子の電圧及び所定の閾値を比較することが可能である。低圧バッテリ６が、１２Ｖの公称電圧を有する鉛蓄電池である場合、放電終止電圧を１０．５Ｖとして、例えばその約半分の５Ｖ（図２に示す電圧Ｖ０）より高い電圧が電圧端子５０２に印加されたときに、この電圧が制御回路５２に対する起動の指示として受け付けられる。

図４は、本発明の実施の形態１の変形例に係る電源装置５Ａで起動の指示を受け付けるＣＰＵ５２１の処理手順を示すフローチャートである。図４の処理は、電圧端子５０２から制御回路５２に動作電圧（低圧バッテリ６の電圧）が供給されなくなって制御回路５２が一旦動作を停止した場合に適宜起動され、ＲＯＭ５２２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５２１により実行される。

図４の処理が起動される都度、ＣＰＵ５２１は、電圧端子５０２の電圧を検出し（Ｓ２１）、検出した電圧が所定電圧（図２に示す電圧Ｖ０）以上であるか否かを判定して（Ｓ２２）、所定電圧以上となるまで待機する（Ｓ２２：ＮＯ）。ここでの電圧Ｖ０は、上述した電圧Ｖ１と同等の電圧であるが、これに限定されるものではない。

検出した電圧が所定電圧以上である場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５２１は、この電圧を起動の指示として受け付けて、出力端子５０１の電圧を検出する（Ｓ２３）。このステップを含めたステップＳ２３からＳ２６までの処理は、実施の形態１の図３におけるステップＳ１３からＳ１６までの処理と同様であるため、その説明を省略する。

以上のように本実施の形態１の変形例によれば、出力端子に接続されるべき外部の低圧バッテリから電圧が印加される電圧端子の電圧が所定電圧（電圧Ｖ０）より高い場合、即ち、外部から制御回路に起動が指示された場合、実施の形態１と同様に、制御回路が出力端子の電圧及び所定の閾値（電圧Ｖ１）を比較する。
これにより、出力端子及び外部の低圧バッテリ間の接続が外れている（又は外れていない）場合は、出力端子の電圧が所定の閾値より低く（又は所定の閾値以上として）検出されるため、制御回路の起動時の出力端子の電圧及び所定の閾値の比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されているか否かが判定される。
従って、自装置の出力端子及び外部のバッテリ間の接続状態を判別することが可能となる。

（実施の形態２）
実施の形態１が、制御回路５２の起動時に出力端子５０１及び外部の低圧バッテリ６間の接続状態を判別する形態であるのに対し、実施の形態２は、制御回路５２の起動後に適時出力端子５０１及び外部の低圧バッテリ６間の接続状態を判別する形態である。具体的に実施の形態２では、出力端子５０１及び電圧端子５０２の電圧を時系列的に検出し、検出した出力端子５０１及び電圧端子５０２の電圧の電圧差と第２の閾値との比較結果に基づいて上記の接続状態を判別する。

図５は、本発明の実施の形態２に係る電源装置５Ａの起動後における主要部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図５に示す６つのチャートでは、何れも同一の時間軸を横軸としてあり、図の上からＩＧリレー接点６１のオン／オフ状態、電圧端子５０２の電圧、制御回路５２が駆動回路５３に与えるＰＷＭ制御信号のオン／オフ状態、出力端子５０１の電圧、出力端子５０１の電圧から電圧端子５０２の電圧を減じた電圧差、及び電源接続異常信号のオン／オフ状態を縦軸に示してある。

時刻Ｔ０でＩＧリレー接点６１がオンに制御された場合、電圧端子５０２に低圧バッテリ６の電圧が印加される。一方、時刻Ｔ０より前から、少なくとも電圧端子５０２の電圧が時系列的に検出されており、電圧端子５０２に印加された電圧が所定電圧（図５に示す電圧Ｖ０）以上である場合、印加された電圧が制御回路５２で検出されて、制御回路５２に対する起動の指示として受け付けられる。これを受け付けて起動した制御回路５２が、出力端子５０１に低圧バッテリ６が正常に接続されていると判定した場合、ＰＷＭ制御信号の生成を開始する。

次に、時刻Ｔ０から多少の遅延時間が経過した時刻Ｔ１より後では、自装置が変換した直流電圧が出力端子５０１に出力されるようになり、低圧バッテリ６が充電されるため、電圧端子５０２の電圧が満充電電圧に向けて上昇し始める。

以下では、時刻Ｔ０からＴ１までの期間及びその前後の期間で、外部の低圧バッテリ６が出力端子５０１に正常に接続されていたものとして説明する。時刻Ｔ０より前では、「出力端子５０１の電圧−電圧端子５０２の電圧」（以下、２端子間の電圧差ともいう）が、低圧バッテリ６の電圧そのものとなる。また、時刻Ｔ０からＴ１までの期間では、２端子間の電圧差が略０Ｖの電圧となる。そして、時刻Ｔ１より後では、出力端子５０１から低圧バッテリ６とＩＧリレー接点６１との接続点までの配線（給電線）における電圧降下により、出力端子５０１の電圧が電圧端子５０２の電圧よりも僅かに高くなる。

次に、時刻Ｔ２で上記配線の接続が外れた場合、低圧バッテリ６への充電電流が供給されなくなることから、低圧バッテリ６の放電が優勢となる。このため、図５に太い破線で示すように、電圧端子５０２の電圧が下に凸の放電曲線を描いて低下するのに応じて、２端子間の電圧差が上に凸の曲線を描いて上昇する。

その後、時刻Ｔ３で２端子間の電圧差が第２の閾値（図５に示す電圧Ｖ２）より大きくなった場合（又は第２の閾値より小さい場合）、図５に太い破線（又は実線）で示すように、制御回路５２が電源接続異常信号をオンにする（又はオフに保持する）。

以下では、上述した制御回路５２の主たる動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５２２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５２１により実行される。
図６は、出力端子５０１の電圧及び電圧端子５０２の電圧の電圧差と、第２の閾値とを比較するＣＰＵ５２１の処理手順を示すフローチャートである。図６の処理は、ＩＧリレー接点６１がオンに制御されて、制御回路５２に起動が指示された後、例えば２５０ミリ秒毎に起動されるが、これに限定されるものではない。
尚、ＣＰＵ５２１は、起動の指示を受け付けたときに低圧バッテリ６が正常に接続されていると判定した場合、図６の処理とは別処理にて、ＰＷＭ制御信号の生成を開始する。

図６の処理が起動される都度、ＣＰＵ５２１は、出力端子５０１の電圧を検出する（Ｓ３１）と共に、電圧端子５０２の電圧を検出し（Ｓ３２）、検出した出力端子５０１の電圧から電圧端子５０２の電圧を減じた電圧差を算出する（Ｓ３３）。その後、ＣＰＵ５２１は、算出した電圧差が第２の閾値（図６に示す電圧Ｖ２）以上であるか否かを判定し（Ｓ３４）、第２の閾値以上ではない場合（Ｓ３４：ＮＯ）、そのまま何も実行せずに図６の処理を終了する。

算出した電圧差が第２の閾値以上である場合（Ｓ３４：ＹＥＳ）、出力端子５０１及び低圧バッテリ６間の接続が外れているために、電圧端子５０２の電圧が異常に低下していると認められるため、ＣＰＵ５２１が、電源接続異常信号を電源ＥＣＵ７に出力して（Ｓ３５）、図６の処理を終了する。

その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

以上のように本実施の形態２によれば、２５０ミリ秒毎に検出した出力端子の電圧及び電圧端子の電圧の電圧差と、第２の閾値（電圧Ｖ２）とを逐次比較する。
つまり、出力端子及び外部の低圧バッテリ間の接続が外れた場合（又は上記接続がまだ外れていない場合）は、出力端子の電圧から電圧端子の電圧を減じた電圧差が第２の閾値より大きく（又は第２の閾値より小さく）検出されるため、出力端子及び電圧端子の電圧差と第２の閾値との比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されているか否かが判定される。
従って、自装置の出力端子及び外部のバッテリ間の接続状態を判別することが可能となる。

（実施の形態３）
実施の形態２が、出力端子５０１及び電圧端子５０２の電圧の電圧差と第２の閾値との比較結果に基づいて外部のバッテリの接続状態を判別する形態であるのに対し、実施の形態３は、上記の電圧差が第２の閾値より大きくなった後における電圧端子５０２の電圧の低下量と第３の閾値との比較結果に基づいて上記の接続状態を判別する形態である。

図７は、本発明の実施の形態３に係る電源装置５Ａの起動後における主要部の動作タイミングを示すタイミングチャートである。図７に示す６つのチャートでは、何れも同一の時間軸を横軸としてあり、実施の形態２の図５と同様に、上からＩＧリレー接点６１のオン／オフ状態、電圧端子５０２の電圧、制御回路５２が駆動回路５３に与えるＰＷＭ制御信号のオン／オフ状態、出力端子５０１の電圧、出力端子５０１の電圧から電圧端子５０２の電圧を減じた電圧差（２端子間の電圧差）、及び電源接続異常信号のオン／オフ状態を縦軸に示してある。

図７において、時刻Ｔ０の前から時刻Ｔ１までの各チャートに示すタイミング、信号の状態及び信号レベルは、図５の場合と同様である。時刻Ｔ１より後では、自装置が変換した直流電圧が出力端子５０１に出力されるようになり、低圧バッテリ６が充電されるため、電圧端子５０２の電圧が満充電電圧に向けて上昇し始める。

ここで、時刻Ｔ１より前における低圧バッテリ６の電圧が公称電圧より大幅に低下していた場合、時刻Ｔ１及びその直後における電圧端子５０２の電圧は、図５に示す場合よりも大幅に低くなる。一方、出力端子５０１の電圧には、電圧端子５０２の電圧に対して、出力端子５０１から低圧バッテリ６とＩＧリレー接点６１との接続点までの配線における電圧降下が加わっている。

ここでは、充電開始前に電圧が大幅に低下していた低圧バッテリ６の充電電流が比較的大きいために、時刻Ｔ１より後での出力端子５０１の電圧が、電圧端子５０２の電圧よりも上記配線における電圧降下の分だけ高くなる。このため、時刻Ｔ１及びその直後における上記２端子間の電圧差が、図７に示すように一時的に第１の閾値（電圧Ｖ２）より大きくなることがあり得る。但し、この場合は、時刻Ｔ１より後で電圧端子５０２の電圧が上昇するため、後述する判定基準を用いることにより、出力端子５０１及び外部のバッテリ６間の接続が外れていると誤検出するのを防止することができる。

一方、時刻Ｔ２で実際に上記接続が外れた場合、低圧バッテリ６への充電電流が供給されなくなることから、図５に示した場合と同様に、低圧バッテリ６の放電が優勢となる。このため、図７に太い破線で示すように、電圧端子５０２の電圧が下に凸の放電曲線を描いて低下するのに応じて、２端子間の電圧差が上に凸の曲線を描いて上昇する。

その後、時刻Ｔ３で２端子間の電圧差が第２の閾値（図５に示す電圧Ｖ２）より大きくなった時から、時刻Ｔ４までの間に電圧端子５０２の電圧が更に第３の閾値（図７に示す電圧Ｖ３）だけ低下した場合（又は第３の閾値だけ低下しなかった場合）、図５に太い破線（又は実線）で示すように、制御回路５２が電源接続異常信号をオンにする（又はオフに保持する）。

以下では、上述した制御回路５２の主たる動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５２２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５２１により実行される。
図８は、上述の２端子間の電圧差及び第２の閾値を比較した後、電圧端子５０２の電圧の低下量及び第３の閾値を比較するＣＰＵ５２１の処理手順を示すフローチャートである。

図８の処理は、ＩＧリレー接点６１がオンに制御されて、制御回路５２に起動が指示された後、例えば２５０ミリ秒毎に起動されるが、これに限定されるものではない。図８で用いる判定中フラグは、電圧端子５０２の電圧の低下量を判定中であることを示すフラグであり、ＲＡＭ５２３に記憶する。
尚、ＣＰＵ５２１は、起動の指示を受け付けたときに低圧バッテリ６が正常に接続されていると判定した場合、図８の処理とは別処理にて、ＰＷＭ制御信号の生成を開始する。

図８の処理が起動される都度、ＣＰＵ５２１によって実行されるステップＳ４１からＳ４３までの処理は、実施の形態２の図６におけるステップＳ３１からＳ３３までの処理と同様であるため、その説明を省略する。その後、ＣＰＵ５２１は、ステップＳ４３で算出した電圧差が第２の閾値（図７に示す電圧Ｖ２）以上であるか否かを判定し（Ｓ４４）、第２の閾値以上ではない場合（Ｓ４４：ＮＯ）、ＲＡＭ５２３に記憶した判定中フラグを０にクリアして（Ｓ４５）図８の処理を終了する。

算出した電圧差が第２の閾値以上である場合（Ｓ４４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５２１は、ＲＡＭ５２３に記憶する判定中フラグが１にセットされているか否かを判定し（Ｓ４６）、１にセットされていない場合（Ｓ４６：ＮＯ）、検出した電圧端子５０２の電圧をＲＡＭ５２３に記憶した（Ｓ４７）後、判定中フラグを１にセットして（Ｓ４８）図８の処理を終了する。これにより、図８の処理の次回起動時に２端子間の電圧差の判定が実行される。

判定中フラグが１にセットされている場合（Ｓ４６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５２１は、ＲＡＭ５２３に記憶した電圧から、その時に検出した電圧端子５０２の電圧を減じた電圧差を算出し（Ｓ５０）、算出した電圧差が第３の閾値以上であるか否かを判定する（Ｓ５１）。電圧差が第３の閾値以上ではない場合（Ｓ５１：ＮＯ）、ＣＰＵ５２１は、そのまま何も実行せずに図８の処理を終了する。一方、算出した電圧差が第３の閾値以上である場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、出力端子５０１及び低圧バッテリ６間の接続が外れているために、電圧端子５０２の電圧が異常に低下していると認められるため、ＣＰＵ５２１が、電源接続異常信号を電源ＥＣＵ７に出力して（Ｓ５２）、図８の処理を終了する。

その他、実施の形態１，２に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
尚、本実施の形態３にあっては、電圧端子５０２の電圧の低下量と第３の閾値とを比較判定したが、これに限定されるものではなく、例えば、電圧端子５０２の電圧が低下する傾向が所定時間だけ継続するか否かを判定してもよいし、電圧端子５０２の電圧が低下する傾向にあると判定する回数と所定回数とを比較判定してもよい。

以上のように本実施の形態３によれば、出力端子の電圧から電圧端子の電圧を減じた電圧差が第２の閾値より大きいと比較判定した際に、電圧端子の電圧を記憶しておき、記憶した電圧及び爾後検出した電圧端子の電圧の電圧差と、第３の閾値との大小関係を逐次比較する。
これにより、制御回路の起動時に、例えば外部の低圧バッテリの電圧が低下していたために、出力端子の電圧から電圧端子の電圧を減じた電圧差が第２の閾値より大きいと比較判定される場合であっても、爾後の電圧端子の電圧の低下量と第３の閾値との比較結果に基づいて、外部のバッテリが正常に接続されているか否かが判定される。
つまり、出力端子及び外部のバッテリ間の接続が実際に外れた場合（又は上記接続がまだ外れていない場合）は、第２の閾値より大きいと比較判定された後の電圧端子の電圧の低下量が第３の閾値より大きく（又は第３の閾値より小さく）検出されるため、電圧端子の電圧の低下量と第３の閾値との比較結果に基づいて、外部のバッテリの接続が実際に外れたか否かが判定される。
従って、自装置の出力端子及び外部のバッテリ間の接続状態を判別することが可能となる。

また、実施の形態１から３によれば、上述の各比較結果に基づいて、外部の低圧バッテリが正常に接続されていないと判定される場合、外部の電源ＥＣＵに電源接続異常信号を報知するため、出力端子及び外部のバッテリ間の接続異常を外部に通知することが可能となる。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

５Ａ，５Ｂ 電源装置
５０１ 出力端子
５０２ 電圧端子
５１１ ＦＥＴ
５２ 制御回路
５２１ ＣＰＵ
５２２ ＲＯＭ
５２３ ＲＡＭ
５２４ タイマ
５３ 駆動回路
６ 低圧バッテリ
６１ ＩＧリレー接点

Claims (3)

1. スイッチング素子と、該スイッチング素子のオン／オフを制御する制御部とを備え、直流電圧を電圧変換して出力端子から外部のバッテリに供給する電源装置において、
   前記バッテリから電圧が印加されるべき電圧端子を備え、
   前記制御部は、
   前記出力端子及び電圧端子夫々の電圧を検出し、検出した電圧端子の電圧及び所定電圧を比較するようにしてあり、
   検出した電圧端子の電圧及び所定電圧を比較した結果、検出した電圧端子の電圧が所定電圧より高い場合、検出した出力端子の電圧及び所定の閾値を比較するようにしてあり、
   検出した出力端子の電圧及び所定の閾値を比較した結果、検出した出力端子の電圧が所定の閾値以上である場合、前記出力端子及び電圧端子夫々の電圧を時系列的に検出し、検出した出力端子及び電圧端子の電圧の電圧差と、第２の閾値とを比較するようにしてあり、
   前記電圧差と、第２の閾値とを比較した結果に基づいて、前記出力端子に前記バッテリが接続されているか否かを判別するようにしてあること
   を特徴とする電源装置。
2. 前記制御部は、
   前記電圧差と、第２の閾値とを比較した結果、前記電圧差が第２の閾値より大きい場合、大きいと比較判定した際に検出した電圧端子の電圧と爾後検出した電圧端子の電圧との電圧差、及び第３の閾値を比較するようにしてあり、
   前記電圧差、及び第３の閾値を比較した結果に基づいて、前記出力端子に前記バッテリが接続されているか否かを判別するようにしてあること
   を特徴とする請求項１に記載の電源装置。
3. 前記制御部は、各比較結果に基づいて外部に所定の報知を行うようにしてあることを特徴とする請求項１又は２に記載の電源装置。

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