JP6405771B2 - 省電力化装置 - Google Patents

Description

本発明は、省電力化装置に関し、特に、絶縁回路を備えた回路装置の省電力化装置に関する。

電動フォークリフト、ハイブリッド車又は電気自動車等には、複数の充電可能な電池を直列に接続した組電池を内蔵し、高電圧の電力を供給する電池パックが実装される。このような電池パックには、内蔵の各電池を監視する電池監視部（例えば電池監視ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が備えられる。

電池監視部は、（１）各電池の電圧、電流、温度等の状態の検出、（２）検出した状態情報から電池の残容量等の演算や異常状態の判定、（３）それらの演算又は判定の結果により各電池の充放電の制御や異常に対する対処等の処理機能等を有する。

電池監視部は、また、ＣＡＮ（Control Area Network）通信等の通信機能を有し、車両側に搭載された走行制御部（走行制御ＥＣＵ）等の他の回路装置と、ＣＡＮ通信等の通信により、種々の通信信号を送受信する処理機能を備えている。

図２に従来の電池監視部の要部の構成例を示す。電池監視部２０は、電池パック内の各電池の状態に対して、演算、判定、制御、対処等の処理を行うマイクロコンピュータ等の処理回路部２１を備える。また、電池監視部２０は、車両側の走行制御部等の回路装置（不図示）とＣＡＮ通信等の通信を行うために、ＣＡＮ通信等の通信信号を駆動する通信ドライバ２２を備える。

さらに、電池監視部２０は、処理回路部２１と通信ドライバ２２との間の信号伝達路２３の導体を分離して、それらの間で伝達される信号の直流成分を遮断し、電圧、電流、周波数又は位相等の変化成分のみを通過させる絶縁回路（アイソレータ）２４が備えられる。

電池監視部２０内のマイクロコンピュータ等の処理回路部２１は、例えば５ボルト程度の低い電圧（低電圧系）で動作する。一方、電池監視部２０とＣＡＮ通信線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬ等の通信線を介して接続される不図示の車両側の回路装置は、例えば４８ボルト等の高い電圧（高電圧系）で駆動作する。

低電圧系の回路装置と高電圧系の回路装置とでは、接地電位等の基準電位が異なり、基準電位の異なる回路装置同士が、コネクタ２６，２７によりＣＡＮ通信線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬ等の通信線を介して接続され、ＣＡＮ通信等の通信信号を相互に送受信する場合がある。

このように、基準電位の異なる回路装置同士が、通信線を介して接続される場合、該通信線で送受信される通信信号をそれぞれの回路装置に適した電位の信号に変換する通信ドライバ２２が備えられる。

通信ドライバ２２の一方の側は、高電圧系の回路装置とＣＡＮ通信線ＣＡＮＨ，ＣＡＮＬ等の通信線で接続され、高電圧系の信号を入出力する。通信ドライバ２２の他方の側は、絶縁回路２４を介して低電圧系の処理回路部２１と接続され、低電圧系の信号を入出力する。

絶縁回路２４は、低電圧系の電源回路２５から動作電流が供給されて低電圧で動作し、通信ドライバ２２と処理回路部２１との間を直流的に絶縁して基準電位の相違による影響を除去し、それらの間で伝達される信号の変化成分のみを通過させる回路が組み込まれている。

従来の電池監視部２０では、処理回路部２１がＣＡＮ通信等の通信信号を何時でも送受信することができるように、絶縁回路２４には電源回路２５からの動作電流が常時供給されていた。そのため、ＣＡＮ通信等の通信が行われない場合でも、絶縁回路２４は、電源回路２５から供給される動作電流で常時活性化されていた。

本発明に関連する先行技術文献として、車両等の電子制御ユニットにおいて、非運転時等に、光通信用の受光回路への電源供給を遮断し、消費電力を低減させる技術について、例えば下記の特許文献１等に記載されている。

また、電力線とネットワーク機器との間に介在する電力線通信端末装置において、ネットワーク機器との切断状態を検出したときに、内部回路を休止状態又は電源オフ状態に遷移させ、消費電力を低減化させる技術について、例えば下記の特許文献２等に記載されている。

特開平５−１９３４２７号公報 特開２００７−３３６１７４号公報

前述のように、ＣＡＮ通信等の通信線で他の回路装置と接続される電池監視部２０等の回路装置において、他の回路装置と自身の回路装置とで基準電位が異なる場合、それらの回路装置間で送受信される信号の電位を変換する通信ドライバ２２、及び伝達される信号の直流成分を遮断する絶縁回路２４が備えられる。従来の絶縁回路２４は、ＣＡＮ通信等の通信が行われない場合でも、常時、動作電流が供給され、待機電力として無効・無駄な電力が消費されていた。

上記課題に鑑み、本発明は、通信線で他の回路装置と接続される回路装置において、他の回路装置の通信線と自身の回路装置の通信線とが切り離されているときに、絶縁回路の動作電流の供給を停止させ、絶縁回路で待機電力として消費される電力を低減させることを目的とする。

本発明に係る省電力化装置は、他の回路装置との間で送受信される通信信号を駆動する通信ドライバと、前記通信ドライバに信号を出力し、前記通信ドライバから信号を入力する処理回路部と、前記通信ドライバと前記処理回路部との間で入出力される前記信号の直流成分を遮断して変化成分を通過させる絶縁回路と、を備えた回路装置の省電力化装置であって、前記他の回路装置と通信信号を送受信するための通信線を接続する自身の回路装置のコネクタが、前記他の回路装置のコネクタと当接していることを検知するコネクタ接続検知手段と、前記絶縁回路の動作電流の供給を制御する電力供給スイッチと、前記コネクタ接続検知手段により、前記自身の回路装置のコネクタが前記他の回路装置のコネクタと当接していることが検知されているとき、前記電力供給スイッチをオンにし、前記自身の回路装置のコネクタと前記他の回路装置のコネクタとの当接が検知されないとき、前記電力供給スイッチをオフに制御する制御手段と、を備えたことを特徴とする。

また、前記コネクタ接続検知手段は、一端が前記処理回路部の入力端子に接続され、他端が前記自身の回路装置のコネクタの第１の接触部に接続されたコネクタ接続検知線と、一端が自身の回路装置のコネクタの第２の接触部に接続され、他端が所定の電位に保持された所定電位線と、を備え、前記自身の回路装置のコネクタと前記他の回路装置のコネクタとが当接しているとき、前記自身の回路装置の前記第１及び第２の接触部が、前記他の回路装置に設けられた折返し接続線の両端の折返し接触部と、それぞれ接触するように配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、通信線で他の回路装置と接続される回路装置において、該通信線を接続するコネクタ同士の当接を検知し、該検知の結果に応じて絶縁回路の動作電流の供給を制御することにより、他の回路装置の通信線と自身の回路装置の通信線とが切り離されているときに、絶縁回路の動作電流の供給を停止させ、該絶縁回路で待機電力として消費される電力を低減させることができる。

本実施形態の電池監視部の要部の構成例を示す図である。 従来の電池監視部の要部の構成例を示す図である。

本発明の実施形態について、以下、図面を参照して説明する。本実施形態における絶縁回路を備えた回路装置として、電池監視部を例に挙げて説明する。図１に本実施形態の電池監視部の要部の構成例を示す。図２で説明したように、電池監視部２０は、マイクロコンピュータ等の処理回路部２１、ＣＡＮ通信等の通信信号を駆動する通信ドライバ２２を備える。

さらに、電池監視部２０は、処理回路部２１と通信ドライバ２２との間の信号伝達路２３の導体を分離して、それらの間で伝達される信号の直流成分を遮断し、信号の電圧、電流、周波数又は位相等の変化成分のみを通過させる絶縁回路（アイソレータ）２４を備える。

電池監視部２０内の処理回路部２１は、例えば５ボルト程度の低い電圧（低電圧系）で動作する。一方、電池監視部２０とコネクタ２６，２７を介して接続される不図示の車両側等の回路装置は、例えば４８ボルト等の高い電圧（高電圧系）で動作する。

電池監視部２０内の絶縁回路２４は、低電圧系の電源回路２５から動作電流が供給され、本実施形態では、該動作電流の供給／停止を切替える電力供給スイッチ１１を備える。電力供給スイッチ１１は、オンのとき電源回路２５から動作電流を絶縁回路２４に供給し、オフのとき該動作電流の供給を停止する。電力供給スイッチ１１のオン／オフは、処理回路部２１によって制御する。

また、本実施形態ではコネクタ接続検知線１２を備える。コネクタ接続検知線１２は、一端が処理回路部２１の入力端子に接続され、他端が電池監視部２０側のコネクタ２６の第１の接触部１３に接続されている。

電池監視部２０側のコネクタ２６に当接する他の回路装置側のコネクタ２７は、コネクタ２６の第１の接触部１３と接触する第１の折返し接触部１４に一端が接続され、コネクタ２６の第２の接触部１７と接触する第２の折返し接触部１６に他端が接続された折返し接続線１５を備える。

電池監視部２０側のコネクタ２６には、さらに、コネクタ２７の第２の折返し接触部１６と接触する第２の接触部１７に、所定の電位、例えば接地電位に保持される所定電位線１８を接続しておく。

したがって、コネクタ２６とコネクタ２７とが当接しているとき、所定電位線１８により与えられる所定電位が、第２の接触部１７→第２の折返し接触部１６→折返し接続線１５→第１の折返し接触部１４→第１の接触部１３→コネクタ接続検知線１２の経路により、コネクタ接続検知線１２に与えられる。

処理回路部２１は、コネクタ接続検知線１２の電位を監視し、所定電位線１８によって与えられる所定電位がコネクタ接続検知線１２に現れているとき、コネクタ２６とコネクタ２７とが当接していると認識し、コネクタ２６，２７によるコネクタ接続を検知する。

処理回路部２１は、所定電位線１８によって与えられる所定電位がコネクタ接続検知線１２に現れているとき、通信線がコネクタ２６，２７により接続されていると認識し、電力供給スイッチ１１をオンにする制御信号を電力供給スイッチ１１に与える。

一方、所定電位線１８によって与えられる所定電位がコネクタ接続検知線１２に現れていないとき、処理回路部２１は、コネクタ２６とコネクタ２７とが抜脱され、通信線が切り離されていると認識し、電力供給スイッチ１１をオフにする制御信号を電力供給スイッチ１１に与える。

こうすることにより、コネクタ２６とコネクタ２７とが抜脱され、他の回路装置とＣＡＮ通信等の通信が行われていない場合に、絶縁回路２４への電源回路２５からの動作電流の供給を停止し、無効な待機電流の消費を低減させることができる。

また、自身の回路装置のコネクタ２６にコネクタ接続検知線１２と所定電位線１８とを設け、他の回路装置のコネクタ２７に折返し接続線１５を設け、コネクタ接続検知線１２の電位を処理回路部２１で監視することにより、簡素な構成でコネクタ接続検知を行うことができる。

なお、電流供給スイッチ１１は、処理回路部２１内に組み込んでも良い。また、電流供給スイッチ１１を絶縁回路２４内に組み込み、処理回路部２１から電流供給スイッチ１１のオン／オフ制御信号を絶縁回路２４に与え、絶縁回路２４内で該オン／オフ制御信号により電流供給スイッチ１１をオン／オフさせるようにしてもよい。

また、コネクタ接続検知線１２に現れる所定電位に応じて、電力供給スイッチ１１のオン／オフを制御する制御回路を、処理回路部２１とは別に設け、該制御回路により電力供給スイッチ１１のオン／オフを制御するように構成してもよい。

また、所定電位線１８に与えられる所定の電位は、自身の回路装置である電池監視部２０内における基準電位に即した電位（例えば接地電位）とするのが好ましいが、他の回路装置における基準電位に即した電位（例えば接地電位）であっても、コネクタ接続検知線１２が該電位の端子と電気的に接続され、コネクタ接続検知線１２がオープン状態とは異なる状態となったことが、処理回路部２１等で判別されればよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上に述べた実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成又は実施形態を取ることができる。

１１ 電力供給スイッチ
１２ コネクタ接続検知線
１３ 第１の接触部
１４ 第１の折返し接触部
１５ 折返し接続線
１６ 第２の折返し接触部
１７ 第２の接触部
１８ 所定電位線
２０ 電池監視部
２１ 処理回路部
２２ 通信ドライバ
２３ 信号伝達路
２４ 絶縁回路（アイソレータ）
２５ 電源回路
２６，２７ コネクタ

Claims (2)

1. 他の回路装置との間で送受信される通信信号を駆動する通信ドライバと、前記他の回路装置が動作する電圧と異なる電圧で動作し、前記通信ドライバに信号を出力し、前記通信ドライバから信号を入力する処理回路部と、前記通信ドライバと前記処理回路部との間で入出力される前記信号の直流成分を遮断して変化成分を通過させる絶縁回路と、を備えた回路装置の省電力化装置であって、
   前記他の回路装置と通信信号を送受信するための通信線を接続する自身の回路装置のコネクタが、前記他の回路装置のコネクタと当接していることを検知するコネクタ接続検知手段と、
   前記絶縁回路の動作電流の供給を制御する電力供給スイッチと、
   前記コネクタ接続検知手段により、前記自身の回路装置のコネクタが前記他の回路装置のコネクタと当接していることが検知されているとき、前記電力供給スイッチをオンにし、前記自身の回路装置のコネクタと前記他の回路装置のコネクタとの当接が検知されないとき、前記電力供給スイッチをオフに制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする省電力化装置。
2. 前記コネクタ接続検知手段は、一端が前記処理回路部の入力端子に接続され、他端が前記自身の回路装置のコネクタの第１の接触部に接続されたコネクタ接続検知線と、一端が自身の回路装置のコネクタの第２の接触部に接続され、他端が所定の電位に保持された所定電位線と、を備え、
   前記自身の回路装置のコネクタと前記他の回路装置のコネクタとが当接しているとき、前記自身の回路装置の前記第１及び第２の接触部が、前記他の回路装置のコネクタに設けられた折返し接続線の両端の折返し接触部と、それぞれ接触するように配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の省電力化装置。
   
   

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