JP6260552B2 - 電力供給装置 - Google Patents
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Description
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図1は本発明における電力供給装置10の全体構成を示すブロック図である。本発明の電力供給装置10は図示しない車両に搭載され、主電源50と負荷70をつなぐ給電路60をスイッチ20で導通および遮断することにより、負荷70への電力の供給を制御する。ここで、負荷70とは、車両が備える種々の電装品を意味している。主電源50はかかる負荷70を駆動する電力源であり、駆動用バッテリー51や、オルタネーターまたはハイブリッドモーターなどの発電機52を総括した構成を意味している。
以下に、図2を参照して本実施形態における過電流遮断機構についてより詳細に説明する。コンパレータ30のマイナス入力端子は、給電路60のスイッチ20よりも主電源50側の給電路である主電源側給電路62から分岐した配線31に接続されている。配線31には、抵抗器34および定電流源35が接続されており、抵抗器34の抵抗Rrefと定電流源35の電流Irefは一定である。これにより、抵抗器34における電圧Vref(主電源50の電圧Vbatからの電圧降下量)も一定となり、マイナス入力端子に印加される閾値電圧Vin(−)が一定に保たれる。上記関係は以下の式(1)により表すことができる。
Vin(−)=Vbat−(Rref×Iref)・・・(1)
Vds=Ron×I・・・(2)
Vin(+)=Vbat−Vds・・・(3)
以下に、本実施形態における電力供給装置10の故障診断方法について説明する。故障診断は制御回路40のタイマ割り込みにより周期的に、またはスイッチ20のオンオフ操作に連動して実行される。
スイッチ制御手段41がスイッチ20をオフ操作した後、オン操作をする前における故障診断は、制御回路40が備える遮断時診断手段44により行われる。スイッチ制御手段41によりスイッチ20がオフ操作され、給電路60が遮断されたときは、主電源50からコンパレータ30のプラス入力端子に印加される入力電圧Vin(+)は0[V]になる。よって、コンパレータ30の動作が正常であるときは、その出力値Voutは、入力電圧Vin(+)が閾値電圧Vin(−)よりも低いことを示すLowとなるはずである。このときに出力値Voutがその逆の出力であるHiを示す場合、スイッチ20またはコンパレータ30に異常が生じているものと推測される。尚、スイッチ20のオフ操作直後はまだ負荷側給電路61から残留電圧が検出される可能性があるため、診断はスイッチ20のオフ操作から一定時間経過後に行う方が望ましい。
スイッチ制御手段41がスイッチ20をオン操作した後、オフ操作をする前における故障診断は、制御回路40が備える導通時診断手段45により行われる。スイッチ20がオン操作され、給電路60が導通されることにより、スイッチ20の抵抗Ronは電流Iの大きさに応じて電圧(電圧降下)Vrefを生じさせ、負荷側給電路61に接続されたコンパレータ30のプラス入力端子には、抵抗Ronによる電圧降下後の入力電圧Vin(+)が印加される。
以下、本発明の電力供給装置10の他の実施形態である電力供給装置11について説明する。図4は電力供給装置11の全体構成を示すブロック図である。電力供給装置11も電力供給装置10と同様に、図示しない車両に搭載され、主電源50から負荷70への電力の供給を制御する。その他、先の実施形態と同じ構成については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
電力供給装置11の給電路60には、主電源50のほか、負荷側給電路61に副電源55が接続されている。そのため、負荷側給電路61には主電源50の電圧Vbatまたは副電源55の電圧Vsbatのいずれか大きい方の電圧がかかることとなる。しかし、過電流が発生した際には、負荷70の抵抗は著しく低下していることが想定されるため、副電源55の電圧Vsbatは負荷70の方に優先的に印加され、配線32の方向へは及ばない。よって、電力供給装置11についても、電力供給装置10と同様の方法により過電流を検出することが可能である。
上で述べたように、電力供給装置11は副電源55を備えていることから、導通判定手段42はスイッチ20のオンオフ状態を、HiおよびLowの二値のみで判定することが困難である。
導通判定方法が異なることを除いては、電力供給装置11も、電力供給装置10と同じように故障診断を行うことができる。さらに、電力供給装置11は副電源55を備えていることから、負荷70が駆動中であっても、一時的にスイッチ20をオフにして、給電路60遮断時の故障診断を行うことが可能である。
20 スイッチ
30 コンパレータ
36 下流検知手段
37 上流検知手段
40 制御回路
41 スイッチ制御手段
42 導通判定手段
43 過電流検知手段
44 遮断時診断手段
45 導通時診断手段
50 主電源
55 副電源
60 給電路
61 負荷側給電路
62 主電源側給電路
Claims (6)
- 主電源から負荷に至る給電路に介設され、該給電路を導通および遮断するスイッチと、
前記スイッチよりも前記負荷側の給電路である負荷側給電路の給電状態を検知する下流検知手段と、
前記負荷側給電路の電圧である下流電圧を所定の閾値電圧と比較する比較手段と、
前記下流検知手段および前記比較手段の出力が入力される制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記スイッチのオンオフを制御するスイッチ制御手段と、
前記下流検知手段の出力に基づいて前記スイッチのオンオフ状態を判定する導通判定手段と、
を備え、
前記制御部は、想定される前記スイッチのオンオフ状態と、前記比較手段の出力とに不整合が生じたときに、前記導通判定手段の判定に基づいて、それが前記スイッチの故障によるものなのか、それとも前記比較手段の故障によるものなのかを判別することを特徴とする電力供給装置。 - 前記制御部はさらに、前記下流電圧が前記閾値電圧よりも低いことを検知したときに、前記スイッチ制御手段により前記スイッチをオフする過電流検知手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の電力供給装置。
- 前記制御部は、前記スイッチ制御手段による前記スイッチのオフ操作後、前記閾値電圧よりも前記下流電圧が高いことを前記比較手段が示す場合において、前記導通判定手段が前記スイッチをオン状態と判定した場合は前記スイッチに異常があるものと判断し、前記導通判定手段が前記スイッチをオフ状態と判定した場合は前記比較手段に異常があるものと判断する、遮断時診断手段をさらに備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電力供給装置。
- 前記制御部は、前記スイッチ制御手段による前記スイッチのオン操作後、前記閾値電圧よりも前記下流電圧が低いことを前記比較手段が示す場合において、前記導通判定手段が前記スイッチをオン状態と判定した場合は前記比較手段に異常があるものと判断し、前記導通判定手段が前記スイッチをオフ状態と判定した場合は前記スイッチに異常があるものと判断する、導通時診断手段をさらに備えることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の電力供給装置。
- 前記負荷側給電路に接続された副電源と、
前記スイッチよりも前記主電源側の給電路である主電源側給電路の給電状態を検知する上流検知手段と、
をさらに備え、
前記制御部にはさらに前記上流検知手段の出力が入力され、
前記導通判定手段は前記下流検知手段および前記上流検知手段の出力に基づいて前記スイッチのオンオフ状態を判定することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の電力供給装置。 - 前記制御部はA/D変換器を有し、
前記導通判定手段は前記A/D変換器により数値化された前記下流検知手段および前記上流検知手段の出力に基づいて前記スイッチのオンオフ状態を判定することを特徴とする請求項5に記載の電力供給装置。
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