JP6376199B2 - Vehicle power supply device - Google Patents
Vehicle power supply device Download PDFInfo
- Publication number
- JP6376199B2 JP6376199B2 JP2016203229A JP2016203229A JP6376199B2 JP 6376199 B2 JP6376199 B2 JP 6376199B2 JP 2016203229 A JP2016203229 A JP 2016203229A JP 2016203229 A JP2016203229 A JP 2016203229A JP 6376199 B2 JP6376199 B2 JP 6376199B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- current
- line
- power supply
- capacity
- small
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
Description
この発明は、車両に搭載され、発電機やバッテリから電装部品に電源供給する電源供給装置に関する。 The present invention relates to a power supply device that is mounted on a vehicle and supplies power to an electrical component from a generator or a battery.
車両には多種多様な電気負荷としての電装部品が搭載されており、これら電装部品はバッテリ等の電力供給装置により電力が供給されている。 Various electric components as electric loads are mounted on the vehicle, and electric power is supplied to these electric components by a power supply device such as a battery.
このような電力供給装置に関しては、例えば、特許文献１には、エンジンの再始動時にバッテリの電力がスタータモータの作動に使用されて一時的に低下することを防ぐために、電圧コンバータとして、バッテリの電圧を昇圧して電装部品に供給する昇圧回路と、昇圧回路のＯＮ／ＯＦＦ等を制御する制御回路とを備えたものが提案されている。
With regard to such a power supply device, for example, in
しかしながらバッテリから電装部品への主電源ラインの途中に配置された電子部品や配線に、劣化、破断等に起因する短絡（所謂、デッドショート）が発生すると、バッテリから昇圧回路や電装部品へ過電流が流れることでこれら昇圧回路や電装部品が故障するおそれがあった。 However, if a short circuit (so-called dead short) due to deterioration, breakage, etc. occurs in the electronic components and wiring arranged in the middle of the main power supply line from the battery to the electrical component, an overcurrent flows from the battery to the booster circuit or electrical component. There is a risk that the booster circuit and the electrical parts will break down due to the flow of.
このため、図６に示す従来の電源供給装置１００のように、バッテリ２およびジェネレータ８と電装部品９との間の主電源ラインＬ１の途中に、主電源ラインＬ１を電気的に遮断する遮断手段として例えばヒューズ４ａ，４ｂを設け、過電流が流れた場合にはヒューズ４ａ，４ｂの溶断によって過電流を防ぐ対策がされている。
For this reason, like the conventional
ところで図６に示すように、昇圧回路３２やその制御回路３１を備えた電圧コンバータ３００は、防水用のケース３８に収容された状態で車両に搭載されているため、搭載箇所が被水領域であってもその防水性は確保されるが、車両の軽衝突によるケース３８の破損等によりケース３８内部が被水するおそれがある。しかし単純にケース３８を補強すると車両重量が増加し、ひいては燃費効率の低下やコストの高騰につながるため限界がある。
By the way, as shown in FIG. 6, the
ケース３８内部が被水すると、その被水部分自体に小さな抵抗をもつが、電蝕等の電気的なマイグレーションが進行すると、電蝕部分の抵抗が徐々に小さくなっていくため、数ミリアンペアレベルずつであるが電蝕部分を流れる電流値が徐々に高くなることで炭化（グロー化）が促進され、これに伴って該炭化部分が徐々に発熱し、最悪の場合、発火するおそれがある。
When the inside of the
また、電圧コンバータ３００に備えたコンデンサ３５ａ，３５ｂにクラックが生じた場合にはそのクラックに起因してコンデンサ３５ａ，３５ｂの内部電極の金属がグロー化（炭化）し、同じく炭化部分が発熱し、最悪の場合、発火のおそれもある。
なお、このようなコンデンサ３５ａ，３５ｂのクラックは、例えば車両の軽衝突時にケース３８内部が被水しなくても、ケース３８内部に備えた電圧コンバータ用の基板３９に加わる衝撃や振動によっても起こり得るものである。
In addition, when cracks occur in the
Such cracks in the
一方、図６に示すような主電源ラインＬ１中に配されるヒューズ４ａ，４ｂは、通常、主電源ラインＬ１を流れる電流に適した電気容量を確保するために、上述した電蝕等の電気的なマイグレーションや、コンデンサ３５ａ，３５ｂのクラック部分のグロー化（炭化）によって少しずつ増加するような異常電流と比較して大きな電流容量のものが採用されていることが多い。
On the other hand, the
このため、主電源ラインＬ１中に配される大容量のヒューズ４ａ，４ｂでは、デッドショートに起因する過電流を防げても電蝕の進行やコンデンサ３５ａ，３５ｂのクラック部分のグロー化に起因するショートに対しては有効に機能しないおそれがある。
For this reason, in the large-
このように、大容量のヒューズ４ａ，４ｂが溶断しない、上述したような電蝕の進行やコンデンサ３５ａ，３５ｂのクラック部分のグロー化に起因する異常電流が、制御回路３１や該制御回路３１のアースラインＬ２に流れた場合には、制御回路３１のショートにつながるおそれがある。
In this way, the large-
さらには、制御回路３１に異常電流が流れるおそれのある状況のまま昇圧回路３２を制御回路３１によって作動可能な状態を維持すると、昇圧回路３２の作動時に昇圧回路３２や昇圧回路３２のアースラインＬ３にも異常電流が流れることで、昇圧回路３２のショートにつながるおそれがあり、何らかの対策が必要である。
Furthermore, if the
そこでこの発明は、電蝕の進行やコンデンサのクラック部分のグロー化により、大容量ヒューズの溶断によって対応できない不具合が生じることに起因して、制御回路、昇圧回路、或いはこれらのアースライン等に何らかの異常電流が流れることを防いで制御回路や昇圧回路を保護することを目的とする。 In view of this, the present invention has some problems in the control circuit, the booster circuit, or these ground lines due to the occurrence of problems that cannot be dealt with by blowing out the large-capacity fuse due to the progress of electrolytic corrosion and the glowing crack portion of the capacitor. An object is to protect a control circuit and a booster circuit by preventing an abnormal current from flowing.
上述した課題を解決する本発明に係る車両の電源供給装置は、主電源ラインによって接続される電源供給手段および電装部品と、上記主電源ラインの途中に配置される電圧変換回路と、上記電圧変換回路と接地とを接続するアースラインの途中に配置される常開スイッチと、上記主電源ラインから分岐して上記接地に向けて延びるとともに該主電源ラインよりも低い値の電流が流れる小電流ラインに配置され、上記電圧変換回路と上記常開スイッチの動作を制御する制御回路と、上記主電源ラインの途中に配置され、該主電源ラインを流れる電流値レベルに対応する電流容量を有する大容量遮断手段と、少なくとも上記圧変換回路及び上記制御回路を収容するケースとを備えた、車両に搭載される車両の電源供給装置において、上記小電流ラインにおける、上記制御回路と上記接地との間に配置され、該小電源ラインを流れる電流値レベルに対応する電流容量を有する小容量遮断手段を備え、上記小電流ラインは、上記制御回路と上記接地との間において上記アースラインに接続され、該アースラインを介して該接地に接続されており、上記小容量遮断手段は、上記小電流ラインにおける、上記アースラインとの接続部よりも上記制御回路側に配置され、上記小容量遮断手段を、電流容量が上記大容量遮断手段よりも小さく、且つ、上記ケース内の炭化部分を介して上記小電流ラインを流れる電流が、略同じ増加量で増加した後、上記大容量遮断手段の電流容量を超えるまで急激に増加する電流推移特性を示す電流値のうち、上記急激に増加する直前の電流値に対応する電流容量に設定したものである。 A power supply device for a vehicle according to the present invention that solves the above-described problems includes power supply means and electrical components connected by a main power line, a voltage conversion circuit disposed in the middle of the main power line, and the voltage conversion. A normally open switch arranged in the middle of the earth line connecting the circuit and the ground, and a small current line which branches from the main power supply line and extends toward the ground, and through which a current having a value lower than that of the main power supply line flows. disposed, large capacity having a control circuit for controlling the operation of the voltage conversion circuit and the normally open switch, is disposed in the middle of the main power supply line, a current capacity corresponding to a current value level flowing through the main power line In the vehicle power supply device mounted on a vehicle, comprising: a shut-off means; and a case for housing at least the pressure conversion circuit and the control circuit. The small current line is disposed between the control circuit and the ground, and has a small capacity cutoff means having a current capacity corresponding to a current value level flowing through the small power line. The small-capacity interrupting means is connected to the ground via the ground line, and is connected to the ground via the ground line. Arranged on the circuit side, the small-capacity interrupting means is configured such that the current capacity is smaller than that of the large-capacity interrupting means, and the current flowing through the small current line through the carbonized portion in the case is increased by substantially the same amount. After the increase, among the current values showing the current transition characteristics that rapidly increase until the current capacity of the large-capacity cutoff means is exceeded, the current capacity corresponding to the current value immediately before the sudden increase Those was boss.
上記構成によれば、電蝕の進行やコンデンサのクラック部分のグロー化により、大容量ヒューズの溶断によって対応できない不具合が生じることに起因して、制御回路、昇圧回路、或いはこれらのアースライン等に何らかの異常電流が流れることを防いで制御回路や昇圧回路を保護することができる。 According to the above configuration, due to the progress of electrical corrosion or the glowing crack portion of the capacitor, a problem that cannot be dealt with by blowing out the large-capacity fuse occurs, the control circuit, the booster circuit, or the ground line thereof. It is possible to protect the control circuit and the booster circuit by preventing any abnormal current from flowing.
詳述すると、制御回路は、エンジン始動時、リスタート時等所定のタイミングで、上記常開スイッチの閉動作とともに昇圧回路を作動状態（ＯＮ）に変更する制御を行う。ただし、上記制御回路から接地への電流ラインに電蝕等の不具合が生じている場合には、上記第２過電流保護素子が溶断されるため、制御回路の作動を不能とすることができる。この場合には、制御手段によって、昇圧回路を作動させたり、上記常開スイッチを閉じる制御が行われることがないため、仮に昇圧回路から接地までのアースラインに不具合があっても電源供給手段側からこのアースラインに過電流が流れることを阻止することができる。具体的には、駐車時等のイグニションオフ時に電源供給手段から昇圧回路から接地までのアースラインに過電流が流れることによる発火を阻止することができる。 More specifically, the control circuit performs control to change the booster circuit to the operating state (ON) together with the closing operation of the normally open switch at a predetermined timing such as when the engine is started or restarted. However, when a malfunction such as electric corrosion occurs in the current line from the control circuit to the ground, the operation of the control circuit can be disabled because the second overcurrent protection element is melted. In this case, the control means does not operate the booster circuit or close the normally open switch, so even if there is a malfunction in the earth line from the booster circuit to the ground, the power supply means side Therefore, it is possible to prevent an overcurrent from flowing through the earth line. Specifically, it is possible to prevent ignition due to an overcurrent flowing from the power supply means to the earth line from the booster circuit to the ground when the ignition is off, such as during parking.
上記電源供給手段は例えば、バッテリ、発電機のうち少なくとも一方を採用することができる。 For example, at least one of a battery and a generator can be employed as the power supply means.
上記遮断手段は、ヒューズを採用することができるが、回路を電気的に遮断する手段であれば他の構成を採用してもよい。例えば、過電流保護素子としては、電流を検出する検出手段と、検出した電流の値と所定の閾値と比較するコンパレータと、コンパレータによる比較結果に基づいて通電部分を開状態（非通電状態）とするスイッチ手段とを備えた構成を採用してもよい。 A fuse can be adopted as the interruption means, but other arrangements may be adopted as long as the means is to electrically interrupt the circuit. For example, as an overcurrent protection element, a detecting means for detecting a current, a comparator for comparing the value of the detected current with a predetermined threshold, and an energized portion based on a comparison result by the comparator (open state) It is also possible to adopt a configuration provided with switch means for
この発明の第１の態様として、上記急激に増加する直前の電流値を１５Ａに設定してもよい。 As a first aspect of the present invention, the current value immediately before the abrupt increase may be set to 15 A.
上記構成によれば、電蝕等のマイグレーション等時には、アース電流は、徐々にその値が増加するが、１５Ａ付近に達した後で増加率が急激に高まる特性を示すため、アース電流が急激に増加する前に確実に溶断し、電蝕等のマイグレーション等による配線の発火・延燃を防ぐことができる。 According to the above configuration, during migration such as electric corrosion, the value of the ground current gradually increases. However, since the rate of increase increases rapidly after reaching around 15 A, the ground current rapidly increases. It can be surely blown out before increasing, and can prevent the wiring from igniting and spreading due to migration such as electric corrosion.
この発明によれば、電蝕の進行やコンデンサのクラック部分のグロー化により、大容量ヒューズの溶断によって対応できない不具合が生じることに起因して、制御回路、昇圧回路、或いはこれらのアースライン等に何らかの異常電流が流れることを防いで制御回路や昇圧回路を保護することができる。 According to the present invention, due to the progress of electrolytic corrosion or the glow of the cracked portion of the capacitor, a problem that cannot be dealt with by blowing out the large-capacity fuse occurs, so that the control circuit, the booster circuit, or the ground line thereof, etc. It is possible to protect the control circuit and the booster circuit by preventing any abnormal current from flowing.
この発明の一実施形態を、以下図面を用いて説明する。
図１は本発明の第１実施形態における車両の電源供給装置を示すブロック図、図２は本実施形態の電源供給装置の車両への搭載箇所を示す車両の外観図、図３は本実施形態の電源供給装置に備えたＤＣ／ＤＣコンバータ用基板を収容するケースの一部を断面で示したＤＣ／ＤＣコンバータの平面図である。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a block diagram showing a power supply device for a vehicle according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an external view of the vehicle showing a mounting position of the power supply device of the present embodiment on a vehicle, and FIG. It is the top view of the DC / DC converter which showed a part of case which accommodates the board | substrate for DC / DC converters with which this power supply device was equipped.
（第１実施形態）
第１実施形態の電力供給装置１は、車両に搭載されるバッテリ２による電力供給装置であり、電力供給手段としてのバッテリ２の正電圧側とヒューズ４ａ（４）とが主電源ラインＬ１を介して接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ３とヒューズ４ｂ（４）とが主電源ラインＬ１を介して接続され、大容量ヒューズ４ｂと複数の電装部品９（電気負荷）の夫々の正電圧側とが主電源ラインＬ１を介して接続されている。
なお、バッテリ２の負電圧側と、電装部品９の負電圧側とは、それぞれパワーグランドラインＬＧを介してパワーグランド６Ｍに接続されている。
(First embodiment)
The
Note that the negative voltage side of the
バッテリ２は、車両のエンジンの回転により電力を発生するジェネレータ８（発電機）の出力電力の供給を受けて蓄電する例えば鉛蓄電池などの二次電池であり、蓄電した１２Ｖ電圧を出力する。
The
電装部品９は、例えば、ヘッドライト、オーディオ装置、パワーウインドウ、ドアのロック装置又はワイパー等の車載電装品である。
The
なお、電装部品９は、イグニションＯＦＦによる車両のエンジン停止時においても、該電装部品９側に備えた不図示のメモリをバックアップしたり、不図示の電子回路を駆動するためにバッテリ２から暗電流の供給を受けて動作するようになっている。
Note that the
主電源ラインＬ１に備えたヒューズ４（４ａ，４ｂ）（以下、「大容量ヒューズ４」とする）は、主電源ラインＬ１の途中のＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力端子３７ａ側に配置された上記の大容量ヒューズ４ａ（入力端子側大容量ヒューズ４ａ）と、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力端子３７ｂ側に配置された上記の大容量ヒューズ４ｂ（出力端子側大容量ヒューズ４ｂ）とを備え、共に車両走行時に主電源ラインＬ１を流れる電流値のレベルに対応して本実施形態では５０Ａの電流容量の（すなわち５０Ａ以上の電流で溶断する）ヒューズを採用している。
The fuse 4 (4a, 4b) (hereinafter referred to as “large-
ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、後述するが必要に応じてバッテリ２からの供給電圧を電装部品９の作動に必要な直流電圧（１２Ｖ）にＤＣ／ＤＣ変換したうえで各電装部品９に対して供給するものであり、小電流回路としての制御回路３１と、昇圧回路３２と、バイパスリレー３３と、大容量ヒューズ４よりも電流容量が小さなヒューズ３４（以下、「小容量ヒューズ３４」とする）と、コンデンサ３５ａ，３５ｂを備えている。本実施形態では、小容量ヒューズ３４の電流容量を１５Ａに設定している。
As will be described later, the DC /
図２に示すように、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は、車両Ｖ前部の左側のヘッドライト９０の下側、換言すると車両Ｖ前部の不図示のフロントバンパフレームの左下側に搭載されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ３に備えた制御回路３１や昇圧回路３２等は、図３に示すように、本実施形態においては同じ一枚のＤＣ／ＤＣコンバータ３用の基板３６上に搭載され、該基板３６ごと樹脂製のケース３８に収容された状態で車両の上記の搭載箇所に搭載されている。この搭載箇所は被水領域であるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ３は防水性を有するケース３８により内部の止水性が確保されている。
As shown in FIG. 2, the DC /
ＤＣ／ＤＣコンバータ３用の基板３６は、図３に示すように、平面視でＤＣ／ＤＣコンバータ３における主に制御回路３１が搭載される制御回路領域３１ｚと主に昇圧回路３２が搭載される昇圧回路領域３２ｚとに大別されており、昇圧回路領域３２ｚは、基板３６上において、制御回路領域３１ｚによって平面視で外側から囲まれている。さらに、基板３６における制御回路領域３１ｚと昇圧回路領域３２ｚとの境界部には、ラジオノイズ遮断用の金属ケース３９が設けられており、制御回路領域３１ｚは金属ケース３９に格納された領域に相当する。
As shown in FIG. 3, the
本実施形態においては基板３６における昇圧回路領域３２ｚには、バイパスリレー３３やコンデンサ３５ａ，３５ｂ等が搭載されているとともに、コネクタ形成部３７を有している。該コネクタ形成部３７には、ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力端子３７ａ及び出力端子３７ｂが夫々複数設けられている。基板３６における制御回路領域３１ｚには制御回路３１に備えた制御マイコン３１０（制御ＩＣ）が搭載されている（図１、図３参照）。
In the present embodiment, a
図１に示すように、制御回路３１は、車両に備えた不図示のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）からの信号に基づいてバイパスリレー３３のスイッチの切り換えや昇圧回路３２の電源のＯＮ／ＯＦＦ制御を、制御信号ラインＬ４を介して行う。
As shown in FIG. 1, the
具体的には、制御回路３１は、車両のエンジンが通常時（エンジンの一時停止からのリスタート時以外の時）においては、バイパスリレー３３のスイッチを閉状態（通電状態）、すなわちバイパスリレー３３に備えたコイルを消磁状態としておく。これにより、上記の主電源ラインＬ１は、昇圧回路３２を介さずにバイパスリレー３３を経由するルートとすることができるため、バッテリ２の出力電圧を１２Ｖのままバイパスリレー３３を介して電装部品９側へ供給する。
Specifically, the
さらに制御回路３１は、赤信号等によりエンジンを一時停止している状態からのリスタート時（再始動時）においては、ＥＣＵ側から所定のリスタート条件が整った旨の信号を受信し、その信号をトリガーとしてバイパスリレー３３のスイッチを開状態（非通電状態）、すなわちコイルを励磁状態とするとともに、制御信号ラインＬ４を介して昇圧回路３２の電源をＯＮにする制御を行う。
Further, the
これにより、上記の主電源ラインＬ１は、昇圧回路３２を経由するルートに切り換わり、一時的に降下した電圧を昇圧回路３２によって１２Ｖに昇圧したうえで電装部品９に供給することでエンジンのリスタート時にバッテリ２からの電装部品９への供給電力がスタータモータの作動に使用されて一時的に低下することを防いでいる。
As a result, the main power supply line L1 is switched to the route via the
制御回路３１は、図１に示すように、主電源ラインＬ１の途中に配置されておらず、主電源ラインＬ１における、バッテリ２側（ＤＣ／ＤＣコンバータ３の入力端子３７ａ側）と電装部品９側（ＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力端子３７ｂ側）との間において、該主電源ラインＬ１から分岐する分岐部５ａと、主に制御回路用の制御用グランド６Ｃとの間に接続され、主電源ラインＬ１を流れる電流よりも小さな電流（小電流）が流れるように構成された小電流ラインＬ２（制御回路用ライン）上に配置されている。
As shown in FIG. 1, the
なお本実施形態においては、車両走行時において主電源ラインＬ１を流れる電流が数アンペアレベルであるのに対して小電流ラインＬ２は数百ミリアンペアレベルの電流が流れるように構成されている。また図３において図示省略するが、制御用グランド６Ｃは、基板３６上のコネクタ形成部３７に対して極力近接させた部位側に設けられている。
In the present embodiment, the current flowing through the main power supply line L1 is several amperes while the vehicle is traveling, whereas the small current line L2 is configured to flow several hundred milliamperes. Although not shown in FIG. 3, the
図１に示すように、この小電流ラインＬ２には、制御回路３１と並列に配置された２つのコンデンサ３５ａ，３５ｂが接続されている。これら２つのコンデンサ３５ａ，３５ｂは、バッテリ２からのサージ電流を吸収することで制御回路３１への印加電圧を安定化するためのものであって、同じ容量の積層セラミックコンデンサ３５ａ，３５ｂが採用されており、互いに直列に接続されている。なお、これらコンデンサ３５ａ，３５ｂは基板３６上において平面視で互いに直角を成すように配置されることが好ましい。これにより、車両の軽衝突等により、基板３６に対して所定方向の入力荷重を受けてもコンデンサ３５ａ，３５ｂが双方とも故障しないように信頼性を高めている。
As shown in FIG. 1, two
上記の小電流ラインＬ２のうち制御回路３１の負端子と制御用グランド６Ｃとを接続するラインは、制御回路用アースラインＬ２ａとして形成されている（同図参照）。
Of the small current line L2, the line connecting the negative terminal of the
小電流ラインＬ２における制御回路３１、詳しくは並列配置した制御回路３１とコンデンサ３５ａ，３５ｂの各負端子側の結合部５ｂ（図１参照）と、制御用グランド６Ｃとの間、すなわち制御回路用アースラインＬ２ａの途中には、上述した小容量ヒューズ３４を配置している。
The
また図１に示すように、主電源ラインＬ１における小電流ラインＬ２との分岐部５ａよりもＤＣ／ＤＣコンバータ３の出力端子３７ｂ側（電装部品９側）には、バイパスリレー３３と昇圧回路３２が並列に接続されている。
As shown in FIG. 1, a
昇圧回路３２の負端子と、その接地、すなわち制御用グランド６Ｃとを接続するラインは、昇圧回路用のアースラインＬ３として形成されている。
この昇圧回路用のアースラインＬ３の途中には、図１に示すように、常開スイッチ７を配置している。常開スイッチ７は、制御回路３１と制御信号ラインＬ４を介して接続され、制御回路３１に基づいて開閉制御される。具体的に常開スイッチ７は、例えばリレースイッチで構成され、通常時（エンジンのリスタート時以外の時）はコイルを消磁させて開状態に維持とするとともに、昇圧回路３２をＯＮにするとき、すなわち車両のエンジンが一時停止している状態からのリスタート時には制御回路３１の信号に基づいてコイルを励磁させて閉状態としている。
つまり昇圧回路３２は、常開スイッチ７が閉じた時、はじめて作動可能な構成としている。
A line connecting the negative terminal of the
As shown in FIG. 1, a normally
That is, the
また、制御回路３１は、制御マイコン３１０や、バイパスリレー３３に備えたコイルの通電状態又は非通電状態を切り換えるための不図示のトランジスタ素子などを備えている。図１に示すように、このうち制御回路３１におけるトランジスタ素子等の制御マイコン３１０以外の素子はバッテリ２から主電源ラインＬ１を介して小電流ラインＬ２において１２Ｖの電圧が印加されている。
In addition, the
一方、制御回路３１に備えた制御マイコン３１０については、主電源ラインＬ１および制御マイコン用電源ラインＬ５を介して該バッテリ２から５Ｖの電圧が供給されている。詳しくは制御回路３１用電源ＩＣは、例えばドライバ（運転者）のキー操作等によりイグニションスイッチがＯＮにされた時に、バッテリ２からの供給電圧（１２Ｖ）を、制御マイコン用電源ラインＬ５の途中に配置された制御マイコン用ＤＣ／ＤＣコンバータ３１１によって５Ｖに変換して供給されることで起動するように構成している。
On the other hand, the
図４は、電蝕発生時に小電流ラインＬ２（制御回路用アースラインＬ２ａ）を流れる小電流（アース電流）の推移を示すグラフであって、小容量ヒューズ３４の一例として５Ａヒューズについての電蝕時に流れるアース電流（異常電流）に対する有効性を検証する実験結果を示すグラフである。
図４中の波形ａは小電流ラインＬ２にヒューズを配置していない場合の波形であり、波形ｂは小容量ヒューズ３４として５Ａヒューズを採用した場合の波形を示している。なお本実験では電流制限（アース電流の上限値）を４０Ａに設定している。
FIG. 4 is a graph showing a transition of a small current (ground current) flowing through the small current line L2 (control circuit ground line L2a) when the electrolytic corrosion occurs. As an example of the
A waveform “a” in FIG. 4 is a waveform when no fuse is arranged on the small
波形ａに示すように、電蝕が進行すると、徐々にアース電流が上昇していき（１０秒から１６秒）、やがて１６秒を経過すると一気にアース電流が上昇し（１６秒から１８秒）、その後は電流制限である４０Ａ或いはそれに近い電流値に維持される。 As shown in the waveform a, when the electric corrosion progresses, the earth current gradually increases (from 10 seconds to 16 seconds), and after 16 seconds, the earth current increases at a stretch (from 16 seconds to 18 seconds). Thereafter, the current limit is maintained at 40 A or a current value close thereto.
これに対して、波形ｂに示すように例えば、５Ａヒューズを設定した場合には、電蝕発生によりアース電流が上昇していくが（１０秒から１２秒）、１０Ａに達した時に５Ａヒューズは溶断する。アース電流が上昇してから５Ａヒューズが溶断するまでに要する溶断時間が２秒であった。そして５Ａヒューズが溶断したとき、電蝕部分に発火は確認されなかった。 On the other hand, as shown in the waveform b, for example, when a 5A fuse is set, the ground current increases due to the occurrence of electrolytic corrosion (from 10 seconds to 12 seconds). Fusing. The fusing time required for the 5A fuse to blow after the earth current increased was 2 seconds. When the 5A fuse was blown, no ignition was confirmed in the electroerosion portion.
ヒューズ容量に応じて用意した複数のヒューズを用いて、上記の５Ａヒューズと同じ要領の実験を行った結果、３０Ａ以上のヒューズでは電蝕部分に発火が生じたが、３０Ａ未満では電蝕部分に発火が生じなかった。 As a result of conducting an experiment in the same manner as the above-mentioned 5A fuse using a plurality of fuses prepared according to the fuse capacity, ignition occurred in the erosion portion in the fuse of 30A or more, but in the erosion portion in less than 30A. There was no ignition.
この結果より、小容量ヒューズ３４としては３０Ａ未満のものが有効であることを確認できた。さらに波形ａに示すように、電蝕進行時のアース電流は、１５Ａに達した時点でそれまでの上昇率に対して急激に上昇する傾向を示すため（図４中の破線で囲んだ領域ｚ参照）、小容量ヒューズ３４は１５Ａ以下に設定することが好ましく、電流容量が低すぎることによるヒューズの誤溶断の影響を考慮すると小容量ヒューズ３４は、１５Ａに設定することがより好ましいといえる。
From this result, it was confirmed that a small-
上述した第１実施形態の電力供給装置１は、図１に示すように、車両に搭載されるケース３８、車両に搭載されるバッテリ２、ケース３８に収容されバッテリ２に接続される電圧変換回路としての昇圧回路３２、該昇圧回路３２に接続される電装部品９、昇圧回路３２と制御用グランド６Ｃ（接地６Ｃ）の間に配置される常開スイッチ７、ケース３８に収容されるとともにバッテリ２に接続され、昇圧回路３２の動作を制御する制御回路３１、及び該制御回路３１から制御用グランド６Ｃへの電流が所定以上で制御用グランド６Ｃを電気的に遮断する遮断手段としての小容量ヒューズ３４を備えたものである。
As shown in FIG. 1, the
上記構成によれば、上述した電蝕の進行やコンデンサ３５ａ，３５ｂのクラック部分のグロー化に起因して小電流ラインＬ２に異常電流が流れ込んだ場合においても、上述したように小容量ヒューズ３４が溶断することで制御回路３１を保護することができる。
According to the above configuration, as described above, even when an abnormal current flows into the small current line L2 due to the progress of the electrolytic corrosion and the glow of the crack portions of the
さらに、上記構成によれば、制御回路３１による制御によってはじめて常開スイッチ７が閉じるようにしているため、制御回路３１が作動しなければ、そもそも昇圧回路３２が作動する（すなわちＯＮになる）ことを防ぐことができる。すなわち昇圧回路３２の作動は制御回路３１の正常な作動を前提としている。
Furthermore, according to the above configuration, since the normally
これにより、上述した電蝕の進行やコンデンサ３５ａ，３５ｂのクラック部分のグロー化に起因して、大容量ヒューズ４では対応できない（すなわち溶断時間がかかる）異常電流が小電流ラインＬ２に流れ込んだ場合においても、小容量ヒューズ３４が大容量ヒューズ４に先立って溶断することにより、制御回路３１を非通電状態とする、すなわち制御回路３１による昇圧回路３２を作動させたり、常開スイッチ７を閉状態とする制御を不能とすることができる。
As a result, when an abnormal current that cannot be handled by the large-capacity fuse 4 (that is, it takes a fusing time) flows into the small current line L2 due to the progress of the electrolytic corrosion and the glow of the crack portions of the
従って、例えば、エンジンのリスタート時に昇圧回路３２が作動することで該昇圧回路用アースラインＬ３に異常電流が流れ込む等して停車中からエンジンをリスタートする際に昇圧回路３２が発火する等の不具合を未然に防ぐことができる。
Therefore, for example, when the
なお、第２実施形態の常開スイッチ７は、上述したように、エンジンのリスタート時以外の時（昇圧回路３２がＯＦＦ時）に、開状態に維持するとともに、エンジンのリスタート時（昇圧回路３２がＯＮ時）に閉状態とする実施形態に限らず、例えば、イグニションスイッチＯＦＦ状態の時に開状態を維持するとともに、イグニションスイッチＯＮ状態の時に閉状態とする構成を採用してもよい。
As described above, the normally
この構成によれば、イグニションスイッチＯＦＦ状態とした車両駐車時に昇圧回路用アースラインＬ３に異常電流が流れ込むことを確実に防ぐことができつつ、イグニションスイッチをＯＮ状態とした車両走行中には、昇圧回路３２のＯＮ／ＯＦＦに関わらず、常開スイッチ７を閉状態に維持することで、常開スイッチ７の切り換わり回数を抑えることでバッテリ２の負担軽減を図ることができる。
According to this configuration, it is possible to reliably prevent an abnormal current from flowing into the booster circuit ground line L3 when the vehicle is parked with the ignition switch turned off, while the vehicle is running with the ignition switch turned on. Regardless of the ON / OFF state of the
（第２実施形態）
図５に示すように、第２実施形態の電力供給装置１Ａは、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａに備えた電圧変換回路として第１実施形態のような昇圧回路３２の代わりに降圧回路４１を採用したものである。
さらに本実施形態においてはＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａの入力端子３７ａよりも上流側に電源供給手段としてジェネレータ８とキャパシタ１１とを備えている。
ジェネレータ８（発電機）は、エンジンの回転により交流電力を発生する装置であり、発電した交流電力を直流電圧に変換して出力する。すなわち、ジェネレータ８は、ＥＣＵの指令に基づいて通常時には２４Ｖの直流電圧を出力するが、その発電負荷が大きいときは、１２Ｖの直流電圧を出力するように出力電圧を切り換え可能に構成としている。またキャパシタ１１は、ジェネレータ８で発生した余剰電力を蓄電する。このキャパシタ１１は２４Ｖ用と１２Ｖ用の２種類の余剰電力を蓄電する構成としている。
(Second Embodiment)
As shown in FIG. 5, the
Furthermore, in this embodiment, a
The generator 8 (generator) is a device that generates AC power by rotating the engine, and converts the generated AC power into a DC voltage for output. That is, the
本実施形態におけるバッテリ２は、その正電圧側がＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａの出力端子３７ｂと出力端子側大容量ヒューズ４ｂとの間に主電源ラインＬ１を介して接続されており、車両のイグニションＯＦＦ時において電装部品９に暗電流を供給するために備えている。
The
そして、キャパシタ１１の負電圧側と、バッテリ２の負電圧側とは、それぞれパワーグランドラインＬＧを介してパワーグランド６Ｍに接続されている。
The negative voltage side of the
上述した第１実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ３においては、図１に示すように、主電源ラインＬ１における入力端子３７ａ側に後記の制御回路系統が設けられ、出力端子３７ｂ側に後記の昇圧回路系統が設けられているのに対して、本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａは、図５に示すように、図１に示す配置とは逆の配置、すなわち主電源ラインＬ１における入力端子３７ａ側に昇圧回路系統が設けられ、出力端子３７ｂ側に制御回路系統が設けられている。
In the DC /
ここで、ＤＣ／ＤＣコンバータ３，３Ａの制御回路系統とは、小電流ラインＬ２（制御回路用アースラインＬ２ａ、コンデンサ３５ａ，３５ｂを含む）および制御マイコン用電源ラインＬ５を含む系統であり、昇圧回路系統とは、昇圧回路３２、バイパスリレー３３および昇圧回路用アースラインＬ３を含む系統である。
Here, the control circuit system of the DC /
また、本実施形態のＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａに備えたバイパスリレー３３は、通常時においては開状態に維持されている。このため、上記の主電源ラインＬ１は、降圧回路４１を経由するルートとなり、降圧回路４１によって２４Ｖから１２Ｖに降圧された電圧が電装部品９や制御回路３１に供給される。
Further, the
一方、ジェネレータ８の発電負荷が大きくなったときは、上述したように、ジェネレータ８では１２Ｖの発電に切り換わるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａでは、制御回路３１によって降圧回路４１をＯＦＦにするとともに、バイパスリレー３３を閉状態とする制御が行われる。
On the other hand, when the power generation load of the
これにより、上記の主電源ラインＬ１は、バイパスリレー３３を経由するルートとなり、このルートを介してキャパシタ１１の出力電圧（１２Ｖ）が電装部品９や制御回路３１に供給される。
As a result, the main power supply line L1 becomes a route through the
やがてジェネレータ８の発電負荷が小さくなったときは、上述したように再度、ジェネレータ８では２４Ｖの発電が行われる一方で、ＤＣ／ＤＣコンバータ３Ａでは、制御回路３１によって降圧回路４１をＯＮにするとともに、バイパスリレー３３を開状態とする制御が行われる。
Eventually, when the power generation load of the
これにより、ジェネレータ８の出力電圧が２４Ｖの時には降圧回路４１で１２Ｖに降圧した電圧が制御回路３１や各電装部品９に供給されるように構成している。
Thereby, when the output voltage of the
また本実施形態における常開スイッチ７は、降圧回路４１と制御用グランド６Ｃとの間、すなわち降圧回路用アースラインＬ６に配置されている。
The normally
そして本実施形態の制御回路３１は、主電源ラインＬ１が降圧回路４１を経由するルートのとき、すなわち、降圧回路４１によって２４Ｖから１２Ｖに降圧する際に常開スイッチ７を閉状態（通電状態）にする構成としている。
The
さらに本実施形態の制御回路３１は、主電源ラインＬ１がバイパスリレー３３を経由するルートのとき、すなわち、ジェネレータ８による発電負荷が大きい等の理由により、ジェネレータ８から１２Ｖ電圧が供給されている時には、降圧回路４１は作動させないため、常開スイッチ７を開状態（通電状態）にする構成としている。
Further, the
第２実施形態の電力供給装置１Ａは、第１実施形態の電力供給装置１と同様の作用効果を奏することができる。
すなわち、上記構成によれば、制御回路３１による制御によってはじめて常開スイッチ７が閉じるようにしているため、そもそも制御回路３１が作動しない限り、降圧回路４１が作動することがない。
The
That is, according to the above configuration, since the normally
これにより、主電源ラインＬ１がバイパスリレー３３を経由するルートから降圧回路４１を経由するルートに変更する際に、上述した電蝕の進行やコンデンサ３５ａ，３５ｂのクラック部分の発火ショート等に起因するような大容量ヒューズ４が対応できない不具合が生じても、降圧回路用アースラインＬ６に設けた常開スイッチ７が制御回路３１によって閉じる制御が行われることがない。このため、降圧回路４１の作動時に該降圧回路用アースラインＬ６に異常電流が流れ込む等して降圧回路４１が故障するような事態を未然に防ぐことができる。
As a result, when the main power supply line L1 is changed from the route via the
この発明は、上述の実施形態の構成のみに限定されるものではなく、多くの実施の形態を得ることができる。 The present invention is not limited only to the configuration of the above-described embodiment, and many embodiments can be obtained.
例えば、第４実施形態の常開スイッチ７においては、上述したように、ジェネレータ８の出力電圧が１２Ｖの時（降圧回路４１がＯＦＦ時）に、開状態に維持するとともに、ジェネレータ８の出力電圧が２４Ｖの時（降圧回路４１がＯＮ時）に閉状態とする実施形態に限らず、例えば、イグニションスイッチＯＦＦ状態の時に開状態を維持するとともに、イグニションスイッチＯＮ状態の時に閉状態とする構成を採用してもよい。
For example, in the normally
また、上述した昇圧回路３２は、赤信号等によりエンジンを一時停止している状態からのリスタート時（再始動時）に作動する構成に限らず、イグニションＯＮ時に作動する構成を採用してもよい。
Further, the
なお接地として制御用グランド６Ｃを設けずにパワーグランド６Ｍと共通化してもよい。
Note that the
１，１Ａ…電力供給装置
３８…ケース
２…バッテリ（電力供給手段）
８…ジェネレータ（電力供給手段）
３２…昇圧回路（電圧変換回路）
４１…降圧回路（電圧変換回路）
９…電装部品
３２…制御回路
４…大容量ヒューズ（大容量遮断手段）
３４…小容量ヒューズ（小容量遮断手段）
６Ｃ…制御用グランド（接地）
７…常開スイッチ
Ｌ１…主電源ライン
Ｌ２…小電流ライン
Ｌ３…アースライン
DESCRIPTION OF
8: Generator (power supply means)
32. Booster circuit (voltage converter circuit)
41. Step-down circuit (voltage conversion circuit)
9 ...
4 ... Large-capacity fuse
34 ... Small-capacity fuse ( small-capacity interruption means)
6C: Control ground (grounding)
7 ... Normally open switch
L1 ... Main power line
L2 ... Small current line
L3 ... Earth line
Claims (2)
上記主電源ラインの途中に配置される電圧変換回路と、
上記電圧変換回路と接地とを接続するアースラインの途中に配置される常開スイッチと、
上記主電源ラインから分岐して上記接地に向けて延びるとともに該主電源ラインよりも低い値の電流が流れる小電流ラインに配置され、上記電圧変換回路と上記常開スイッチの動作を制御する制御回路と、
上記主電源ラインの途中に配置され、該主電源ラインを流れる電流値レベルに対応する電流容量を有する大容量遮断手段と、
少なくとも上記圧変換回路及び上記制御回路を収容するケースとを備えた、車両に搭載される車両の電源供給装置において、
上記小電流ラインにおける、上記制御回路と上記接地との間に配置され、該小電源ラインを流れる電流値レベルに対応する電流容量を有する小容量遮断手段を備え、
上記小電流ラインは、上記制御回路と上記接地との間において上記アースラインに接続され、該アースラインを介して該接地に接続されており、
上記小容量遮断手段は、上記小電流ラインにおける、上記アースラインとの接続部よりも上記制御回路側に配置され、
上記小容量遮断手段を、電流容量が上記大容量遮断手段よりも小さく、且つ、上記ケース内の炭化部分を介して上記小電流ラインを流れる電流が、略同じ増加量で増加した後、上記大容量遮断手段の電流容量を超えるまで急激に増加する電流推移特性を示す電流値のうち、上記急激に増加する直前の電流値に対応する電流容量に設定した
車両の電源供給装置。 Power supply means and electrical components connected by the main power line;
A voltage conversion circuit disposed in the middle of the main power line;
A normally open switch arranged in the middle of the earth line connecting the voltage conversion circuit and the ground ;
A control circuit that branches from the main power supply line and extends toward the ground and is arranged in a small current line through which a current having a value lower than that of the main power supply line flows, and controls the operation of the voltage conversion circuit and the normally open switch When,
A large-capacity blocking means disposed in the middle of the main power supply line and having a current capacity corresponding to a current value level flowing through the main power supply line;
In a vehicle power supply device mounted on a vehicle, comprising at least the pressure conversion circuit and a case for housing the control circuit,
In the small current line, the small current line is disposed between the control circuit and the ground, and includes a small capacity blocking means having a current capacity corresponding to a current value level flowing through the small power line,
The small current line is connected to the earth line between the control circuit and the ground, and is connected to the ground via the earth line;
The small-capacity interruption means is disposed on the control circuit side of the small current line with respect to the connection portion with the earth line,
The small-capacity interruption means is configured such that the current capacity is smaller than that of the large-capacity interruption means, and the current flowing through the small-current line through the carbonized portion in the case is increased by substantially the same amount of increase. The vehicle power supply device set to the current capacity corresponding to the current value immediately before the sudden increase among the current values showing the current transition characteristic that rapidly increases until exceeding the current capacity of the capacity interrupting means .
請求項１に記載の車両の電源供給装置。 The vehicle power supply device according to claim 1, wherein the current value immediately before the sudden increase is set to 15A.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016203229A JP6376199B2 (en) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | Vehicle power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016203229A JP6376199B2 (en) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | Vehicle power supply device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2018065398A JP2018065398A (en) | 2018-04-26 |
| JP6376199B2 true JP6376199B2 (en) | 2018-08-22 |
Family
ID=62086721
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016203229A Active JP6376199B2 (en) | 2016-10-17 | 2016-10-17 | Vehicle power supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6376199B2 (en) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004216949A (en) * | 2003-01-09 | 2004-08-05 | Auto Network Gijutsu Kenkyusho:Kk | Power feeding device for vehicle |
| JP2006033943A (en) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Sanyo Electric Co Ltd | Switching power supply |
| JP2007053876A (en) * | 2005-08-19 | 2007-03-01 | Fujitsu Ten Ltd | Electronic control unit for vehicle, overvoltage protection circuit, and overcurrent protection circuit |
| JP2009177865A (en) * | 2008-01-21 | 2009-08-06 | Sony Corp | Overvoltage protection circuit |
| CN105229910B (en) * | 2013-05-22 | 2017-11-28 | 丰田自动车株式会社 | Power inverter |
| JP6359324B2 (en) * | 2014-04-23 | 2018-07-18 | 日本特殊陶業株式会社 | Control device |
-
2016
- 2016-10-17 JP JP2016203229A patent/JP6376199B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2018065398A (en) | 2018-04-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6304784B2 (en) | Battery module shutoff structure | |
| KR100870560B1 (en) | Motor vehicle supply system comprising a voltage transformer | |
| US9802562B2 (en) | Automotive power unit | |
| US10279761B2 (en) | Vehicle power-supply device | |
| JP5317188B2 (en) | Inverter device for electric vehicle and protection method thereof | |
| JP5638079B2 (en) | Inverter for electric machine and method of operating inverter for electric machine | |
| CN105408621B (en) | The electronic security(ELSEC) breaker of automobile | |
| WO2017163959A1 (en) | Power supply system and method for controlling same | |
| JP6402486B2 (en) | Automotive power supply | |
| JP5170888B2 (en) | Vehicle power supply device and vehicle power supply method | |
| US11862422B2 (en) | Electrical fuse, method for operating an electrical fuse, and electrical traction network | |
| KR100878033B1 (en) | Motor vehicle supply system featuring battery-independent buffering of the generator current | |
| JP6376199B2 (en) | Vehicle power supply device | |
| JP6627710B2 (en) | Vehicle power supply | |
| JP4985189B2 (en) | Electric vehicle collision safety device | |
| JP2020205728A (en) | Overcurrent protection device | |
| JP5323550B2 (en) | Vehicle power supply device | |
| JP2012183901A (en) | Power source device for vehicle | |
| US7728457B2 (en) | Circuit for protecting against shorts in starter motor and battery charging cables | |
| JP2001037092A (en) | Power supply device for vehicle | |
| JPH11115648A (en) | Safety device for vehicle | |
| JP2006070798A (en) | Ignition coil device for internal combustion engine | |
| KR100222561B1 (en) | The electro apparatus of protection device for an automobile | |
| JP2024085123A (en) | Vehicle Power Supply | |
| WO2023162200A1 (en) | In-vehicle breaking current supply device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20180220 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180409 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180626 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180709 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6376199 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |