JP5861624B2 - 電源回路 - Google Patents

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Description

本発明は、バッテリの電圧を一定に保って負荷に出力する電源回路に関する。
近年、燃料消費量の節減と排ガスの低減を目的として、アイドルストップ車が実用化されている。アイドルストップ車は、信号待ち等で車両の停止動作を検知するとエンジンを自動的に停止（アイドルストップ）し、その後車両の発進動作を検知するとエンジンを自動的に再始動するようにした車両である。
このようなアイドルストップ車では、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、エンジン始動用のスタータモータに大電流が流れることから、バッテリの電圧が一時的に低下する。これに伴って、バッテリに接続されるスタータモータ以外の電子機器などの負荷に供給される電圧も一時的に低下する。そのため、負荷によっては、供給される電圧が動作に必要な電圧の範囲から外れてしまい、一時的に正常に動作しなくなるおそれがある。例えば、カーナビゲーションやオーディオにおいてはリセットが行われたり、さらにオーディオにおいては音飛びが発生したりと、運転者の意図せぬ動作が行われるおそれがある。
そこで、このようなアイドルストップ車では、バッテリの電圧が一時的に低下した場合であっても負荷への必要な電圧の供給を維持することができるように、バッテリと負荷との間に電源回路を備えるようにしている。
例えば、既存の電源回路として、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、バイパス用のスイッチを常時オフさせるとともに昇圧回路を動作させることによりバッテリの電圧を昇圧させて負荷に出力し、エンジン再始動時以外の通常時において、バイパス用のスイッチを常時オンさせるとともに昇圧回路を停止させることよりバッテリの電圧をバイパス用のスイッチを介して負荷へ出力するものがある（例えば、特許文献１参照）。
これにより、アイドルストップ後のエンジン再始動に伴いバッテリの電圧が一時的に低下した場合であっても負荷への必要な電力供給を維持することができる。また、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、バッテリの電圧が昇圧回路内の素子により降下することなく負荷へ出力されるため、負荷への必要な電力供給を維持することができる。
特開２０１１−２２３７５５号公報
しかしながら、上述の電源回路では、負荷が増大して負荷へ規定以上の電流が流れている場合に、エンジン再始動により昇圧回路を動作させると、昇圧回路の動作が能力を超えた動作になるおそれがある。このように、昇圧回路の動作が能力を超えた動作になると、昇圧回路内の過電流保護機能などにより昇圧回路が途中で停止して負荷が一時的に正常に動作しなくなるおそれがある。
そこで、例えば、シャント抵抗を用いた安価な電流検出回路を電源回路の出力段や昇圧回路内に設け、電流検出回路により検出される電流が閾値以上であるとき、昇圧回路の動作を禁止することが考えられる。
しかしながら、シャント抵抗を用いて電流検出回路を構成する場合では、その検出値はシャント抵抗の両端電圧に応じたものになるため、周辺温度の変化に伴うシャント抵抗の抵抗値および検出回路の特性の変動により負荷へ流れる電流の検出精度が低下するおそれがある。そして、負荷へ流れる電流の検出精度が低下すると、負荷へ規定以上の電流が流れているにもかかわらず昇圧回路が動作し、過電流保護機能などにより昇圧回路が途中で停止して負荷が一時的に正常に動作しなくなるおそれがある。
そこで、本発明が解決しようとする課題は、アイドルストップ車に搭載される負荷に安定した電圧を継続的に出力するために、負荷へ流れる電流を安価でかつ精度良く検出することが可能な電源回路を供給することである。
本発明の電源回路は、昇圧用スイッチと、バッテリと前記昇圧用スイッチとの間に設けられるコイルと、前記コイルと負荷との間に設けられるダイオードとを有する昇圧回路と、前記昇圧回路に並列接続される第１バイパススイッチと、前記第１バイパススイッチと前記負荷との間に設けられる第１シャント抵抗にかかる電圧を検出する第１電流検出回路とを有する第１バイパス回路と、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１バイパススイッチをオフにさせているときに前記第１電流検出回路により検出される第１検出値を取得するとともに、前記第１バイパススイッチをオンさせているときに前記第１電流検出回路により検出される第２検出値を取得し、前記第２検出値と前記第１検出値との差分により前記バッテリから前記第１バイパススイッチを介して前記負荷へ流れる電流を求める制御部とを備える。
このように、第１シャント抵抗にかかる電圧により負荷へ流れる電流を求めているため、安価な構成で負荷へ流れる電流を求めることができる。また、第１シャント抵抗に電流が流れているときの第２検出値と、第１シャント抵抗に電流が流れていないときの第１検出値との差分により負荷へ流れる電流を求めているため、第１検出値の取得直後に第２検出値を取得することで、温度変化の影響ができるだけ抑えられた第１及び第２検出値をそれぞれ取得することができ、負荷へ流れる電流を精度良く検出することができる。
また、本発明の電源回路は、前記制御部により求められる電流が閾値以上の場合に異常状態であると判定する異常判定部を備えるように構成してもよい。
また、前記制御部は、前記求めた電流が閾値以上の場合にアイドルストップを禁止させるように構成してもよい。
また、本発明の電源回路は、前記第１バイパス回路に並列接続される第２バイパススイッチを有する第２バイパス回路を備え、前記制御部は、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１バイパススイッチをオフさせつつ前記第２バイパススイッチをオンさせているときに前記第１電流検出回路により検出される第１検出値を取得するとともに、前記第１バイパススイッチをオンさせつつ前記第２バイパススイッチをオフさせているときに前記第１電流検出回路により検出される第２検出値を取得し、前記第２検出値と前記第１検出値との差分により前記バッテリから前記第１バイパススイッチを介して前記負荷へ流れる電流を求めるように構成してもよい。
これにより、第１検出値を取得するために第１バイパススイッチをオフさせてもバッテリから第２バイパススイッチを介して負荷へ電流を流すことができるため、第２バイパススイッチのオン抵抗による損失をダイオードの駆動時の損失よりも小さくすることで、負荷へ流れる電流の検出時において電源回路に発生する損失を低減することができる。
また、前記第２バイパス回路は、前記第２バイパススイッチと前記負荷との間に設けられる第２シャント抵抗にかかる電圧を検出する第２電流検出回路とを有し、前記制御部は、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１バイパススイッチをオフさせつつ前記第２バイパススイッチをオンさせているときに前記第２電流検出回路により検出される第３検出値を取得するとともに、前記第１バイパススイッチをオンさせつつ前記第２バイパススイッチをオフさせているときに前記第２電流検出回路により検出される第４検出値を取得し、前記第３検出値と前記第４検出値との差分により前記バッテリから前記第２バイパススイッチを介して前記負荷へ流れる電流を求め、前記第２検出値と前記第１検出値との差分により求めた電流と、前記第３検出値と前記第４検出値との差分により求めた電流とにより前記第１電流検出回路又は前記第２電流検出回路の故障を判定するように構成してもよい。
このように、第１電流検出回路又は第２電流検出回路の故障を判定することにより、負荷へ流れる電流の検出精度を向上させることができる。
本発明によれば、アイドルストップ車に搭載される負荷に安定した電圧を継続的に出力するために、負荷へ流れる電流を安価でかつ精度良く検出することができる。
第１実施形態の電源回路を示す図である。 電流検出回路の一例を示す図である。 第１実施形態の制御回路の動作を説明するためのフローチャートである。 電圧Ｖａと電流Ｉとの関係を示す図である。 第２実施形態の電源回路を示す図である。 第２実施形態の制御回路の動作を説明するためのフローチャートである。 第３実施形態の電源回路を示す図である。 第３実施形態の制御回路の動作を説明するためのフローチャートである。
図１は、第１実施形態の電源回路を示す図である。
図１に示す電源回路１は、アイドルストップ車に搭載されるバッテリＢの電圧を一定に保って負荷Ｌｏに出力するものであり、昇圧回路２と、バイパス回路３と、制御回路４とを備える。
昇圧回路２は、アイドルストップ後のエンジン再始動時において、バッテリＢの電圧を昇圧して負荷Ｌｏに出力するものであり、昇圧用スイッチＳＷ１と、コイルＬと、ダイオードＤと、コンデンサＣ１，Ｃ２とを備える。
昇圧用スイッチＳＷ１は、例えば、ＮチャネルのＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）などとする。
コイルＬは、バッテリＢと昇圧用スイッチＳＷ１との間に設けられる。
ダイオードＤは、コイルＬと負荷Ｌｏとの間に設けられる。
コンデンサＣ１は、昇圧回路２の入力段に設けられる。
コンデンサＣ２は、昇圧回路２の出力段に設けられる。
バイパス回路３は、バイパススイッチＳＷ２（第１バイパススイッチ）と、電流検出回路５（第１電流検出回路）とを備える。
バイパススイッチＳＷ２は、例えば、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴや電磁式リレーなどとし、昇圧回路２に並列接続されている。
電流検出回路５は、バイパススイッチＳＷ２と負荷Ｌｏとの間に設けられるシャント抵抗にかかる電圧を、制御回路４や電流検出回路５のグランドを基準とした電圧Ｖａにレベルシフトして出力する。
制御回路４は、制御部４１と、異常判定部４２とを備える。なお、制御回路４は、昇圧回路２の内部に設けられてもよい。
制御部４１は、アイドルストップ車全体の動作を制御する上位制御回路から送られてくる各種通知に基づいて制御信号Ｓ１，Ｓ２を出力する。
また、制御部４１は、例えば、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。ソフトウェアによって実現される場合、制御部４１はＣＰＵやメモリを含み、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを読み出し実行することによって実現される。
制御部４１は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、昇圧用スイッチＳＷ１を常時オフさせる制御信号Ｓ１を出力するとともに、バイパススイッチＳＷ２を常時オンさせる制御信号Ｓ２を出力する。これにより、バッテリＢと負荷ＬｏとがバイパススイッチＳＷ２を介して電気的に接続され、かつ、昇圧回路２がバッテリＢの電圧に対して昇圧動作を行わないため、昇圧回路２ではなくバイパス回路３を介してバッテリＢから負荷Ｌｏに電流が流れる。そのため、バイパススイッチＳＷ２によるバッテリＢの電圧降下分を、コイルＬやダイオードＤなどによるバッテリＢの電圧降下分よりも小さくすることにより、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、負荷Ｌｏへの必要な電圧の供給を維持することができる。
また、制御部４１は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時において、昇圧用スイッチＳＷ１を繰り返しオン、オフさせる制御信号Ｓ１を出力するとともに、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせる制御信号Ｓ２を出力する。これにより、バイパススイッチＳＷ２を介したバッテリＢと負荷Ｌｏとの電気的なつながりがなくなり、かつ、昇圧回路２がバッテリＢの電圧に対して昇圧動作を行うため、バッテリＢの電圧が昇圧されて負荷Ｌｏへ出力される。すなわち、アイドリングストップ後のエンジン再始動時においてスタータモータの駆動によりバッテリＢの電圧が一時的に低下しても負荷Ｌｏへの必要な電圧の供給を維持することができる。
また、制御部４１は、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、バイパススイッチＳＷ２をオフにさせているときに電流検出回路５により検出される電圧Ｖａ１（第１検出値）を取得するとともに、バイパススイッチＳＷ２をオンさせているときに電流検出回路５により検出される電圧Ｖａ２（第２検出値）を取得し、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分によりバッテリＢからバイパススイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れる電流を求める。
異常判定部４２は、制御部４１により求められる電流が閾値以上の場合に、バイパススイッチＳＷ２のオン時に電池Ｂからバイパス回路３を介して負荷Ｌｏへ規定値を超える過電流が流れている異常状態であると判定し、その旨を制御部４１に通知する。制御部４１は、上記異常状態である旨の通知を受け取ると、昇圧回路２の動作を禁止する。また、異常判定部４２は、上記異常状態であると判定すると、その旨を上位制御回路に通知する。上位制御回路は、上記異常状態である旨の通知を受け取ると、負荷Ｌｏへ過電流が流れている旨のメッセージをディスプレイ（不図示）に表示させたり、負荷Ｌｏへ過電流が流れている旨の音声をスピーカ（不図示）から出力させたりする。
また、異常判定部４２は、例えば、ソフトウェア又はハードウェアによって実現される。ソフトウェアによって実現される場合、異常判定部４２はＣＰＵやメモリを含み、ＣＰＵがメモリに格納されているプログラムを読み出し実行することによって実現される。なお、異常判定部４２は、１つのソフトウェア又は１つのハードウェアによって制御部４１ともに実現されてもよい。
図２は、電流検出回路５の一例を示す図である。
図２に示す電流検出回路５は、シャント抵抗５１と、差動レベルシフト回路５２と、増幅回路５３とを備える。
シャント抵抗５１は、バイパススイッチＳＷ２と負荷Ｌｏとの間に設けられている。
差動レベルシフト回路５２は、オペアンプ５２１と、抵抗５２２〜５２６とを備え、シャント抵抗５１にかかる電圧をオペアンプ５２１により（抵抗５２２の抵抗値／抵抗５２３の抵抗値）倍して出力する。なお、抵抗５２４の抵抗値は、抵抗５２２の抵抗値と同じとし、抵抗５２５の抵抗値は、抵抗５２３の抵抗値と同じとする。これにより、シャント抵抗５１にかかる電圧を電流検出回路５のグランドを基準とする電圧にレベルシフトして出力することができる。
増幅回路５３は、オペアンプ５３１と、抵抗５３２，５３３とを備え、差動レベルシフト回路５２から出力される電圧をオペアンプ５３１により（抵抗５３２の抵抗値／抵抗５３３の抵抗値）倍して電圧Ｖａとして出力する。
図３は、第１実施形態の制御回路４の異常判定動作を説明するためのフローチャートである。
まず、制御回路４の制御部４１は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、負荷Ｌｏへ過電流が流れている異常状態であるか否かを判定するためのタイミング（例えば、５［ｓ］毎）になると、一定時間（例えば、２０［ｍｓ］）、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせる（Ｓ１１）。また、制御部４１は、一定時間、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせているとき、電流検出回路５により検出される電圧Ｖａを電圧Ｖａ１として取得する（Ｓ１２）。
次に、制御部４１は、バイパススイッチＳＷ２を常時オンさせて（Ｓ１３）、電流検出回路５により検出される電圧Ｖａを電圧Ｖａ２として取得し（Ｓ１４）、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分によりバッテリＢからバイパススイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求める（Ｓ１５）。例えば、制御部４１は、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分をシャント抵抗５１の抵抗値で除算することにより電流Ｉ１を求める。なお、電圧Ｖａ１は、例えば、図４に示す電圧Ｖａと電流Ｉ１との関係のように、０［Ｖ］よりも大きくなるように電流検出回路５から出力されるものとする。
そして、制御回路４の異常判定部４２は、制御部４１により求められる電流Ｉ１が閾値ｔｈ１以上の場合に（Ｓ１６がＹｅｓ）、バイパススイッチＳＷ２のオン時に負荷Ｌｏへ過電流が流れている異常状態であると判定し、その旨を制御部４１に通知する（Ｓ１７）。
このように、第１実施形態の電源回路１によれば、シャント抵抗５１にかかる電圧により負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めているため、安価な構成で負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めることができる。また、シャント抵抗５１に電流が流れているときの電圧Ｖａ２と、シャント抵抗５１に電流が流れていないときの電圧Ｖａ１との差分により負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めているため、電圧Ｖａ１の取得直後に電圧Ｖａ２を取得することで、互いに温度変化の影響ができるだけ抑えられた電圧Ｖａ１及び電圧Ｖａ２をそれぞれ取得することができ、負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を精度良く検出することができる。
図５は、第２実施形態の電源回路を示す図である。なお、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。
図５に示す電源回路６は、図１に示す電源回路１と同様に、アイドルストップ車に搭載されるバッテリＢの電圧を一定に保って負荷Ｌｏに出力するものであり、昇圧回路２と、バイパス回路３と、制御回路４とを備える。
バイパス回路３は、バイパススイッチＳＷ２（第１バイパススイッチ）と、バイパススイッチＳＷ３（第２バイパススイッチ）と、電流検出回路５（第１電流検出回路）とを備える。
バイパススイッチＳＷ３は、例えば、ＰチャネルのＭＯＳＦＥＴや電磁式リレーなどとし、バイパススイッチＳＷ２に並列接続されている。
制御回路４の制御部４１は、アイドルストップ車全体の動作を制御する上位制御回路から送られてくる各種通知に基づいて制御信号Ｓ１〜Ｓ３を出力する。
制御部４１は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、昇圧用スイッチＳＷ１を常時オフさせる制御信号Ｓ１を出力するとともに、バイパススイッチＳＷ２，ＳＷ３を共に常時オンさせる制御信号Ｓ２，Ｓ３を出力する。これにより、バッテリＢと負荷ＬｏとがバイパススイッチＳＷ２，ＳＷ３を介して電気的に接続され、かつ、昇圧回路２がバッテリＢの電圧に対して昇圧動作を行わないため、昇圧回路２ではなくバイパス回路３を介してバッテリＢから負荷Ｌｏに電流が流れる。そのため、バイパススイッチＳＷ２，ＳＷ３によるバッテリＢの電圧降下分を、コイルＬやダイオードＤなどによるバッテリＢの電圧降下分よりも小さくすることにより、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、負荷Ｌｏへの必要な電圧の供給を維持することができる。
また、制御部４１は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時において、昇圧用スイッチＳＷ１を繰り返しオン、オフさせる制御信号Ｓ１を出力するとともに、バイパススイッチＳＷ２，ＳＷ３を共に常時オフさせる制御信号Ｓ２を出力する。これにより、バイパススイッチＳＷ２，ＳＷ３を介したバッテリＢと負荷Ｌｏとの電気的なつながりがなくなり、かつ、昇圧回路２がバッテリＢの電圧に対して昇圧動作を行うため、バッテリＢの電圧が昇圧されて負荷Ｌｏへ出力される。すなわち、アイドリングストップ後のエンジン再始動時においてスタータモータの駆動によりバッテリＢの電圧が一時的に低下しても負荷Ｌｏへの必要な電圧の供給を維持することができる。
また、制御部４１は、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、バイパススイッチＳＷ２を常時オフにさせつつバイパススイッチＳＷ３を常時オンにさせているときに電流検出回路５により検出される電圧Ｖａ１（第１検出値）を取得するとともに、バイパススイッチＳＷ２を常時オンさせつつバイパススイッチＳＷ３を常時オフにさせているときに電流検出回路５により検出される電圧Ｖａ２（第２検出値）を取得し、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分によりバッテリＢからバイパススイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れる電流を求める。なお、バイパススイッチＳＷ２が常時オフしつつバイパススイッチＳＷ３が常時オンしているとき、バッテリＢからバイパススイッチＳＷ３を介して負荷Ｌｏへ流れるものとする。このとき、バッテリＢから昇圧回路２を介して負荷Ｌｏへ電流は流れないものとする。これにより、電圧Ｖａ１を取得するためにバイパススイッチＳＷ２をオフさせてもバッテリＢからバイパススイッチＳＷ３を介して負荷Ｌｏへ電流を流すことができるため、バイパススイッチＳＷ３のオン抵抗による損失をダイオードＤの駆動時の損失よりも小さくすることで、負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１の検出時において電源回路６に発生する損失を低減することができる。
図６は、第２実施形態の制御回路４の異常判定動作を説明するためのフローチャートである。
まず、制御回路４の制御部４１は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、負荷Ｌｏへ過電流が流れている異常状態であるか否かを判定するためのタイミング（例えば、５［ｓ］毎）になると、一定時間（例えば、２０［ｍｓ］）、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせつつバイパススイッチＳＷ３を常時オンさせる（Ｓ２１）。また、制御部４１は、一定時間、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせつつバイパススイッチＳＷ３を常時オンさせているとき、電流検出回路５により検出される電圧Ｖａを電圧Ｖａ１として取得する（Ｓ２２）。
次に、制御部４１は、一定時間（例えば、２［ｍｓ］）、バイパススイッチＳＷ２，ＳＷ３を共に常時オンさせる（Ｓ２３）。
次に、制御部４１は、一定時間（例えば、２０［ｍｓ］）、バイパススイッチＳＷ２を常時オンさせつつバイパススイッチＳＷ３をオフさせて（Ｓ２４）、電流検出回路５により検出される電圧Ｖａを電圧Ｖａ２として取得し（Ｓ２５）、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分によりバッテリＢからバイパススイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求める（Ｓ２６）。例えば、制御部４１は、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分をシャント抵抗５１の抵抗値で除算することにより電流Ｉ１を求める。
そして、制御回路４の異常判定部４２は、制御部４１により求められる電流Ｉ１が閾値ｔｈ１以上の場合に（Ｓ２７がＹｅｓ）、バイパススイッチＳＷ２のオン時に負荷Ｌｏへ過電流が流れている異常状態であると判定し、その旨を制御部４１に通知する（Ｓ２８）。
このように、第２実施形態の電源回路６によれば、第１実施形態の電源回路１と同様に、シャント抵抗５１にかかる電圧により負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めているため、安価な構成で負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めることができる。また、シャント抵抗５１に電流が流れているときの電圧Ｖａ２と、シャント抵抗５１に電流が流れていないときの電圧Ｖａ１との差分により負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めているため、電圧Ｖａ１の取得直後に電圧Ｖａ２を取得することで、温度変化の影響ができるだけ抑えられた電圧Ｖａ１及び電圧Ｖａ２をそれぞれ取得することができ、負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を精度良く検出することができる。
図７は、第３実施形態の電源回路を示す図である。なお、図５に示す構成と同じ構成には同じ符号を付しその説明を省略する。
図７に示す電源回路７は、図５に示す電源回路６と同様に、アイドルストップ車に搭載されるバッテリＢの電圧を一定に保って負荷Ｌｏに出力するものであり、昇圧回路２と、バイパス回路３と、制御回路４とを備える。
バイパス回路３は、バイパススイッチＳＷ２（第１バイパススイッチ）と、バイパススイッチＳＷ３（第２バイパススイッチ）と、電流検出回路５（第１電流検出回路）と、電流検出回路８（第２電流検出回路）とを備える。
電流検出回路８は、バイパススイッチＳＷ３と負荷Ｌｏとの間に設けられるシャント抵抗にかかる電圧を、制御回路４や電流検出回路５のグランドを基準とした電圧Ｖｂにレベルシフトして出力する。なお、電流検出回路８は、例えば、図２に示す電流検出回路５の構成と同様とする。
また、制御部４１は、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、バイパススイッチＳＷ２を常時オフにさせつつバイパススイッチＳＷ３を常時オンにさせているときに電流検出回路５により検出される電圧Ｖａ１（第１検出値）及び電流検出回路８により検出される電圧Ｖｂ１（第３検出値）を取得する。また、制御部４１は、バイパススイッチＳＷ２を常時オンさせつつバイパススイッチＳＷ３を常時オフにさせているときに電流検出回路５により検出される電圧Ｖａ２（第２検出値）及び電流検出回路８により検出される電圧Ｖｂ２（第４検出値）を取得する。また、制御部４１は、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分によりバッテリＢからバイパススイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めるとともに、電圧Ｖｂ１と電圧Ｖｂ２との差分によりバッテリＢからバイパススイッチＳＷ３を介して負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ２を求める。
また、制御部４１は、電流Ｉ１，Ｉ２により電流検出回路５又は電流検出回路８が故障しているか否かを判断し、電流検出回路５又は電流検出回路８が故障していた場合、その旨を上位制御回路に通知する。上位制御回路は、電流検出回路５又は電流検出回路８が故障している旨の通知を受け取ると、電流検出回路５又は電流検出回路８が故障している旨のメッセージをディスプレイ（不図示）に表示させたり、電流検出回路５又は電流検出回路８が故障している旨の音声をスピーカ（不図示）から出力させたりする。このように、電流検出回路５又は電流検出回路８の故障を判定することにより、負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１，Ｉ２の検出精度を向上させることができる。
図８は、第３実施形態の制御回路４の異常判定動作を説明するためのフローチャートである。
まず、制御回路４の制御部４１は、アイドリングストップ後のエンジン再始動時以外の通常時において、負荷Ｌｏへ過電流が流れている異常状態であるか否かを判定するためのタイミング（例えば、５［ｓ］毎）になると、一定時間（例えば、２０［ｍｓ］）、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせつつバイパススイッチＳＷ３を常時オンさせる（Ｓ３１）。また、制御部４１は、一定時間、バイパススイッチＳＷ２を常時オフさせつつバイパススイッチＳＷ３を常時オンさせているとき、電流検出回路５により検出される電圧Ｖａを電圧Ｖａ１として取得し、電流検出回路８により検出される電圧Ｖｂを電圧Ｖｂ１として取得する（Ｓ３２）。
次に、制御部４１は、一定時間（例えば、２［ｍｓ］）、バイパススイッチＳＷ２，ＳＷ３を共に常時オンさせる（Ｓ３３）。
次に、制御部４１は、一定時間（例えば、２０［ｍｓ］）、バイパススイッチＳＷ２を常時オンさせつつバイパススイッチＳＷ３をオンさせて（Ｓ３４）、電流検出回路５により検出される電圧Ｖａを電圧Ｖａ２として取得し、電流検出回路８により検出される電圧Ｖｂを電圧Ｖｂ２として取得する（Ｓ３５）。
次に、制御部４１は、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分によりバッテリＢからバイパススイッチＳＷ２を介して負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めるとともに、電圧Ｖｂ１と電圧Ｖｂ２との差分によりバッテリＢからバイパススイッチＳＷ３を介して負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ２を求める（Ｓ３６）。例えば、制御部４１は、電圧Ｖａ２と電圧Ｖａ１との差分をシャント抵抗５１の抵抗値で除算することにより電流Ｉ１を求めるとともに、電圧Ｖｂ１と電圧Ｖｂ２との差分をシャント抵抗５１の抵抗値で除算することにより電流Ｉ２を求める。
次に、制御部４１は、電流Ｉ１と電流Ｉ２との差分の絶対値が閾値ｔｈ２以上の場合、すなわち、電流検出回路５又は電流検出回路８が故障していると判断した場合（Ｓ３７がＹｅｓ）、電流検出回路５又は電流検出回路８が故障している旨を上位制御回路に通知する（Ｓ３８）。
また、制御部４１は、電流Ｉ１と電流Ｉ２との差分の絶対値が閾値ｔｈ２よりも小さく（Ｓ３７がＮｏ）、電流Ｉ１，Ｉ２が共に閾値ｔｈ１以上の場合（Ｓ３９がＹｅｓ）、バイパススイッチＳＷ２，ＳＷ３のオン時に負荷Ｌｏへ過電流が流れている異常状態であると判定し、その旨を制御部４１に通知する（Ｓ４０）。
このように、第３実施形態の電源回路７によれば、第１実施形態の電源回路１と同様に、シャント抵抗５１にかかる電圧により負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めているため、安価な構成で負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１を求めることができる。また、シャント抵抗５１に電流が流れているときの電圧Ｖａ２（又は電圧Ｖｂ１）と、シャント抵抗５１に電流が流れていないときの電圧Ｖａ１（又は電圧ｂ２）との差分により負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１（又は電流Ｉ２）を求めているため、電圧Ｖａ１（又は電圧ｂ２）の取得直後に電圧Ｖａ２（又は電圧Ｖｂ１）を取得することで、互いに温度変化の影響ができるだけ抑えられた電圧Ｖａ１（電圧Ｖｂ２）及び電圧Ｖａ２（電圧Ｖｂ１）をそれぞれ取得することができ、負荷Ｌｏへ流れる電流Ｉ１（又は電流Ｉ２）を精度良く検出することができる。
なお、上記第１実施形態の電源回路１、第２実施形態の電源回路６、及び第３実施形態の電源回路７では、制御部４１により求められる電流Ｉ１（及び電流Ｉ２）が閾値ｔｈ１以上の場合に異常状態であると異常判定部４２において判定される構成であるが、制御部４１により求められる電流Ｉ１（及び電流Ｉ２）が閾値ｔｈ１以上の場合にアイドルストップを禁止させるように構成してもよい。例えば、制御部４１は、電流Ｉ１（及び電流Ｉ２）が閾値ｔｈ１以上である場合、アイドルストップを禁止させる旨を上位制御回路に通知する。上位制御回路は、アイドルストップを禁止させる旨の通知を受け取ると、アイドルストップ動作を禁止する。
１ 電源回路
Ｂ バッテリ
Ｌｏ 負荷
２ 昇圧回路
３ バイパス回路
ＳＷ１ 昇圧用スイッチ
Ｌ コイル
Ｄ ダイオード
Ｃ１ コンデンサ
Ｃ２ コンデンサ
４ 制御回路
ＳＷ２ バイパススイッチ
ＳＷ３ バイパススイッチ
５ 電流検出回路
６ 電源回路
７ 電源回路
８ 電流検出回路
４１ 制御部
４２ 異常判定部
５１ シャント抵抗
５２ 差動レベルシフト回路
５３ 増幅回路

Claims (4)

  1. 昇圧用スイッチと、バッテリと前記昇圧用スイッチとの間に設けられるコイルと、前記コイルと負荷との間に設けられるダイオードとを有する昇圧回路と、
    前記昇圧回路に並列接続される第１バイパススイッチと、前記第１バイパススイッチと前記負荷との間に設けられる第１シャント抵抗にかかる電圧を検出する第１電流検出回路とを有する第１バイパス回路と、
    前記第１バイパス回路に並列接続される第２バイパススイッチを有する第２バイパス回路と、
    アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１バイパススイッチをオフにさせつつ前記第２バイパススイッチをオンさせているときに前記第１電流検出回路により検出される第１検出値を取得するとともに、前記第１バイパススイッチをオンさせつつ前記第２バイパススイッチをオフさせているときに前記第１電流検出回路により検出される第２検出値を取得し、前記第２検出値と前記第１検出値との差分により前記バッテリから前記第１バイパススイッチを介して前記負荷へ流れる電流を求める制御部と、
    を備えることを特徴とする電源回路。
  2. 請求項１に記載の電源回路であって、
    前記制御部により求められる電流が閾値以上の場合に異常状態であると判定する異常判定部
    を備えることを特徴とする電源回路。
  3. 請求項１に記載の電源回路であって、
    前記制御部は、前記求めた電流が閾値以上の場合にアイドルストップを禁止させる
    ことを特徴とする電源回路。
  4. 請求項１に記載の電源回路であって、
    前記第２バイパス回路は、前記第２バイパススイッチと前記負荷との間に設けられる第２シャント抵抗にかかる電圧を検出する第２電流検出回路とを有し、
    前記制御部は、アイドルストップ後のエンジン再始動時以外の通常時、前記第１バイパススイッチをオフさせつつ前記第２バイパススイッチをオンさせているときに前記第２電流検出回路により検出される第３検出値を取得するとともに、前記第１バイパススイッチをオンさせつつ前記第２バイパススイッチをオフさせているときに前記第２電流検出回路により検出される第４検出値を取得し、前記第３検出値と前記第４検出値との差分により前記バッテリから前記第２バイパススイッチを介して前記負荷へ流れる電流を求め、前記第２検出値と前記第１検出値との差分により求めた電流と、前記第３検出値と前記第４検出値との差分により求めた電流とにより前記第１電流検出回路又は前記第２電流検出回路の故障を判定する
    ことを特徴とする電源回路。
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