JP7107159B2 - 車両用バックアップ電源装置 - Google Patents
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請求項3に記載のように、請求項1に記載の車両用バックアップ電源装置において、前記車両の停車は前記車両のシフトレバーがドライブレンジからパーキングレンジに変わるときであるとよい。
以下、本発明を、自動運転車両に具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
図1に示すように、車両用電源システム10は、車両電源としてのDC/DCコンバータ20及び鉛蓄電池21を有する。DC/DCコンバータ20は、例えば200V出力の高圧バッテリと接続されており、高圧を低圧に変換して出力する。DC/DCコンバータ20と鉛蓄電池21とは並列接続されている。DC/DCコンバータ20と鉛蓄電池21は12Vを出力する。
昇圧回路45のスイッチング素子Q3,Q4は、電力供給経路L10におけるMOSトランジスタ42,43よりも車両補機(ブレーキモータ30、ステアリングモータ31、カメラ・レーダー32)側とグランド間において直列に接続されている。両スイッチング素子Q3,Q4間にコイルL2の一端が接続され、コイルL2の他端は蓄電部41が接続されている。スイッチング素子Q3,Q4が交互にオン・オフ動作されることにより蓄電部41の電圧を昇圧して車両補機(ブレーキモータ30、ステアリングモータ31、カメラ・レーダー32)に供給できる。
電圧センサ47は、車両用バックアップ電源装置40の入力電圧を検出する。つまり、電力供給経路L10におけるMOSトランジスタ42,43よりも車両電源(DC/DCコンバータ20、鉛蓄電池21)側の電圧を検出する。
次に、車両用バックアップ電源装置40の作用について説明する。
車両用バックアップ電源装置40において、コントローラ46は、電圧センサ47による入力電圧を監視している。そして、コントローラ46は、電圧センサ47による入力電圧が閾値(例えば15V)を超えたか否か判定する。
さらに、コントローラ46は、昇圧回路45のスイッチング素子Q3,Q4をオン・オフ制御して蓄電部41の電圧を昇圧して、車両補機(ブレーキモータ30、ステアリングモータ31、カメラ・レーダー32)に電力供給を行わせる。これにより、車両補機を駆動することができる。
次に、図2及び図3を用いて、電力供給ラインとしてのイグニッションライン60が故障した場合の動作について説明する。詳しくは、図2ではイグニッションライン60に故障が発生しておらず図3のt10でイグニッションライン60に故障が発生している。
図2に示すように、t1のタイミングでイグニッションスイッチSWがオンされて車両用バックアップ電源装置40が動作する。その後のt2のタイミングで車速が徐々に大きくなり、t3~t4の期間において定速走行されてt4のタイミングで減速が開始されてt5のタイミングで車速がゼロになり、その後のt6のタイミングでイグニッションスイッチSWがオフされて車両用バックアップ電源装置40の動作が停止する。
図3において、t1のタイミングでイグニッションスイッチSWがオンされて車両用バックアップ電源装置40が動作する。その後のt2のタイミングで車速が徐々に大きくなり、t3のタイミングで定速走行される。定速走行中においてt10のタイミングでイグニッションライン60が地絡しても内部電源61からの電力によりコントローラ46が駆動でき、車両用バックアップ電源装置40の動作が停止しない。その後、t4のタイミングで減速が開始されてt5のタイミングで車速がゼロになる。即ち、イグニッションスイッチSWがオン状態でイグニッションライン60が地絡故障しても車両が停車しなければ車両用バックアップ電源装置40が動作しているので、イグニッションライン60が故障した場合においても車両補機(30,31,32)をバックアップすることができる。
(1)車両用バックアップ電源装置40の構成として、車両補機としてのブレーキモータ30、ステアリングモータ31及びカメラ・レーダー32と車両補機(30,31,32)に電力供給する車両電源としてのDC/DCコンバータ20及び鉛蓄電池21との間に接続され、異常時に車両補機(30,31,32)と車両電源(20,21)とを切断するとともに、車両補機(30,31,32)に対して電力供給する。車両用バックアップ電源装置40は、車両スイッチとしてのイグニッションライン60を介した電力供給ラインとしてのイグニッションライン60で車両電源(21)と接続されている。また、蓄電部41と、車両電源(20,21)から蓄電部41への充電及び蓄電部41の車両補機(30,31,32)への出力を行うための充放電回路部としての降圧回路44及び昇圧回路45と、車両電源(20,21)から車両補機(30,31,32)への電力供給経路L10を遮断するための遮断スイッチとしてのMOSトランジスタ42,43と、充放電回路部(44,45)及び遮断スイッチ(42,43)を制御する制御部としてのコントローラ46と、を有する。車両の停車、かつ、車両スイッチとしてのイグニッションスイッチSWがオフになると、車両用バックアップ電源装置40の動作が停止する。よって、車両スイッチとしてのイグニッションスイッチSWがオン状態で電力供給ラインとしてのイグニッションライン60が故障しても車両が停車しなければ車両用バックアップ電源装置40が動作しているので、電力供給ラインとしてのイグニッションライン60が故障した場合においても車両補機(30,31,32)をバックアップすることができる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態を、第1の実施形態との相違点を中心に説明する。
図5において、t21のタイミングでイグニッションスイッチSWがオンされた後のt22のタイミングでギア位置がパーキングレンジからドライブレンジに操作されると車両用バックアップ電源装置40が動作する。その後のt30のタイミングでイグニッションライン60が地絡または断線しても内部電源61からの電力によりコントローラ46が駆動でき、車両用バックアップ電源装置40の動作が停止しない。その後、t23のタイミングでギア位置がドライブレンジからパーキングレンジに操作される。
(3)車両の停車は車両のシフトレバーがドライブレンジからパーキングレンジに変わるときである。よって、容易に車両の停車が分かる。
○ 図1において仮想線で示すようにコントローラ46は上位ECU100と通信を行い、コントローラ46に代わり上位ECU100が車両の停車、かつ、車両スイッチとしてのイグニッションスイッチがオフになると、車両用バックアップ電源装置の動作を停止するようにしてもよい。
○ 車両電源としてISG(integrated starter generator)を用いてもよい。
○ 遮断部としてダイオード50を用いたが、これに代わり遮断部としてスイッチング素子(例えばMOSトランジスタ)を用いてもよい。
○ 自動運転車両に用いたが、自動運転車両以外の車両に用いてもよい。
○ 他のECUから、車両スイッチの操作信号(イグニッションスイッチのオン/オフ信号、スタートボタンのオン/オフ信号)が車両用バックアップ電源装置40に送られてくる場合において、車両の停車、かつ、車両スイッチがオフになると、車両用バックアップ電源装置40の動作が停止するようにしてもよい。
Claims (3)
- 車両補機と前記車両補機に電力供給する車両電源との間に接続され、異常時に前記車両補機と前記車両電源とを切断するとともに、前記車両補機に対して電力供給する車両用バックアップ電源装置であって、
車両用バックアップ電源装置は、車両スイッチを介した電力供給ラインで前記車両電源と接続されているとともに、蓄電部と、前記車両電源から前記蓄電部への充電及び前記蓄電部の前記車両補機への出力を行うための充放電回路部と、前記車両電源から前記車両補機への電力供給経路を遮断するための遮断スイッチと、前記充放電回路部及び前記遮断スイッチを制御する制御部と、前記車両スイッチを介した電力供給ラインで前記車両電源と接続されるとともに、前記車両スイッチのオンに伴い前記制御部に電力を供給する内部電源と、を有し、
前記内部電源は、前記充放電回路部の出力端子に接続されており、
前記車両スイッチを介した電力供給ラインの異常時において、前記内部電源には、前記充放電回路部を介して前記蓄電部から電力が供給され、
車両の停車、かつ、前記車両スイッチがオフになると、車両用バックアップ電源装置の動作が停止することを特徴とする車両用バックアップ電源装置。 - 前記車両の停車は前記車両の速度がゼロとなるときであることを特徴とする請求項1に記載の車両用バックアップ電源装置。
- 前記車両の停車は前記車両のシフトレバーがドライブレンジからパーキングレンジに変わるときであることを特徴とする請求項1に記載の車両用バックアップ電源装置。
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