JPWO2016075856A1 - 車載用電源装置およびそれを搭載した車両 - Google Patents

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Abstract

車載用電源装置は、入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行う昇圧コンバータ部と、昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子とを備える。制御部は、スイッチ素子の開放と昇圧コンバータ部の動作の停止をスイッチ素子と昇圧コンバータ部とに指示することにより出力端子から出力される電圧を第１電圧として検出する。制御部は、出力端子の第１の電圧を検出した後に、スイッチ素子を継続して開放してかつ昇圧コンバータ部が昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部に指示することにより出力端子から出力される電圧を第２電圧として検出する。制御部は、第２電圧と第１電圧との差に基づいて昇圧コンバータ部が正常であるか異常であるかを判定する。

Description

本発明は、各種車両に使用される車載用電源装置およびそれを搭載した車両に関する。
図５は従来のアイドリングストップ機能を有した車両における車載用電源装置５００の回路ブロック図である。図６は車載用電源装置５００の出力電圧のタイミングチャートである。
蓄電池１の正電極側は電源回路２の入力端子２ａにヒューズ３を介して接続され、電源回路２の出力端子２ｂは負荷４に接続されている。電源回路２では、昇圧コンバータ５と通電補助ダイオード６とスイッチ７とが並列に配置されて入力端子２ａと出力端子２ｂとに接続されている。なお、通電補助ダイオード６のアノード側は電源回路２の入力端子２ａに接続され、通電補助ダイオード６のカソード側は電源回路２の出力端子２ｂに接続されている。
電源回路２の昇圧コンバータ５は、車両がアイドリングストップ状態から再始動する際に、蓄電池１の電圧を昇圧させることで安定して車両を再始動できるようにしている。スイッチ７は昇圧コンバータ５が昇圧動作するときにのみ開放状態となる。この動作については、車両に備えられた制御装置８が昇圧コンバータ５とスイッチ７とを制御している。また、昇圧コンバータ５が昇圧動作しているときに昇圧された電圧を入力端子２ａに供給しないようにするため、かつ、スイッチ７が、何らかの原因により破損した状態で開放状態に放置されても、蓄電池１が電力を負荷４へ供給されるようにするために、電源回路２の通電補助ダイオード６が設けられている。つまり、通電補助ダイオード６もしくはスイッチ７のいずれか一方が正常な状態であれば、蓄電池１の電力を負荷４へ供給できる。
昇圧コンバータ５が正常に動作しているかどうかを判定する機能を電源回路２は有している。電源回路２における昇圧コンバータ５の正常な動作状態の判定は、以下で説明する非昇圧時と昇圧時の出力端子２ｂにおける電圧を用いる。まず、制御装置８は、非昇圧時に昇圧コンバータ５の動作を停止させ、かつ、スイッチ７を閉じさせる（ＯＮさせる）ように指示している。この場合、制御装置８は出力端子２ｂの電圧を検出して、この検出した電圧の値を記憶する。一方、制御装置８は、昇圧時に昇圧コンバータ５を動作させ、かつ、スイッチ７を開放させる（ＯＦＦさせる）ように昇圧コンバータ５とスイッチ７に指示している。この場合、制御装置８は、出力端子２ｂの電圧を検出し、この電圧の値を記憶する。その後、制御装置８は、非昇圧時における出力端子２ｂの電圧の値と、昇圧時における出力端子２ｂの電圧の値との差を得ている。以上の動作により制御装置８はこの差と所定の閾値Ｖ０とを比較し、昇圧コンバータ５が正常に動作しているかどうかを判定している。
車載用電源装置５００に類似の車載用電源装置は、例えば特許文献１に開示されている。
特開２０１３−７２６８９号公報
車載用電源装置は、入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行う昇圧コンバータ部と、昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子とを備える。制御部は、スイッチ素子の開放と昇圧コンバータ部の動作の停止をスイッチ素子と昇圧コンバータ部とに指示することにより出力端子から出力される電圧を第１電圧として検出する。制御部は、出力端子の第１の電圧を検出した後に、スイッチ素子を継続して開放してかつ昇圧コンバータ部が昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部に指示することにより出力端子から出力される電圧を第２電圧として検出する。制御部は、第２電圧と第１電圧との差に基づいて昇圧コンバータ部が正常であるか異常であるかを判定する。
この車載用電源装置は、昇圧コンバータが正常に動作しているかどうかを安定に高確度で判定できる。
図１は実施の形態における車載用電源装置のブロック図である。 図２は実施の形態における車載用電源装置を搭載した車両の概要図である。 図３は実施の形態における車載用電源装置の出力電圧を示す図である。 図４は実施の形態における他の車載用電源装置のブロック図である。 図５は従来の車載用電源装置の回路ブロック図である。 図６は従来の車載用電源装置の出力電圧を示す図である。
図１は本発明の実施の形態における車載用電源装置１０の回路ブロック図である。図２は車載用電源装置１０を搭載した車両９の概要図である。図３は車載用電源装置１０の出力電圧を示す。
車両９に搭載された車載用電源装置１０は、入力端子１１と、電源回路部１５と、出力端子１６と、制御部１７とを含む。なお、電源回路部１５では、昇圧コンバータ部１２と通電補助ダイオード１３とスイッチ素子１４とが並列接続されている。出力端子１６は、電源回路部１５を介して入力端子１１が接続されている。制御部１７は出力端子１６の電圧を検出する。さらに制御部１７は、昇圧コンバータ部１２およびスイッチ素子１４を制御している。通電補助ダイオード１３のアノード１３ａは入力端子１１に接続され、通電補助ダイオード１３のカソード１３ｂは出力端子１６に接続されている。このように、昇圧コンバータ部１２は、入力端子１１と出力端子１６との間に接続されて、入力端子１１から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行い、昇圧された電圧を出力端子１６から出力するよう構成されている。通電補助ダイオード１３は、入力端子１１と出力端子１６との間で昇圧コンバータ部１２と並列に接続されている。スイッチ素子１４は、入力端子１１と出力端子１６との間で昇圧コンバータ部１２と通電補助ダイオード１３と並列に接続されている。
昇圧コンバータ部１２は、インダクタ１２ａとスイッチング素子１２ｂとダイオード１２ｃと平滑コンデンサ１２ｄとを有する。インダクタ１２ａの一端は入力端子１１に接続されている。インダクタ１２の他端は接続点１２ｅに接続されている。スイッチング素子１２ｂは接続点１２ｅとグランドとの間に接続されている。ダイオード１２ｃのアノードは接続点１２ｅに接続され、カソードは出力端子１６に接続されている。平滑コンデンサ１２ｄは出力端子１６とグランドとの間に接続されている。制御部１７が所定の周期でスイッチング素子１２ｂのオンとオフを切り替えることにより、昇圧コンバータ部１２は入力端子１１の電圧を昇圧し、昇圧された電圧を出力端子１６に供給する。
制御部１７は判定始動信号１７ａを受信したことに応じて、時点ｔ１でスイッチ素子１４を開放するようにスイッチ素子１４に指示するとともに昇圧コンバータ部１２の昇圧動作を停止するように昇圧コンバータ部１２に指示する。制御部１７は出力端子１６の電圧を検出し、検出した電圧の値を第１電圧Ｖｔ１として記憶する。すなわち、制御部１７は、上記のようにスイッチ素子１４と昇圧コンバータ部１２に指示することにより出力端子１６から出力された電圧を第１電圧Ｖｔ１として検出する。
制御部１７は、出力端子１６の電圧を検出した後に、時点ｔ２でスイッチ素子１４を継続して開放するようにスイッチ素子１４に指示するとともに、昇圧コンバータ部１２が昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部１２に指示する。制御部１７は、出力端子１６の電圧を検出し、検出した電圧の値を第２電圧Ｖｔ２として記憶する。すなわち、制御部１７は、上記のようにスイッチ素子１４と昇圧コンバータ部１２に指示することにより出力端子１６から出力される電圧を第２電圧Ｖｔ２として検出する。
さらに制御部１７は第２電圧Ｖｔ２と第１電圧Ｖｔ１との差である電位差Ｖｄｐに基づいて昇圧コンバータ部１２の状態、すなわち昇圧コンバータ部１２が正常であるか異常であるかを判定する。
以上の構成および動作により、制御部１７は、第２電圧Ｖｔ２と第１電圧Ｖｔ１との電位差Ｖｄｐと所定の閾値Ｖｔｈとを比較して、昇圧コンバータ部１２の状態、すなわち昇圧コンバータ部１２が正常であるか異常であるかを判定している。ここで、昇圧コンバータ部１２が正常であり正常に動作している場合、昇圧コンバータ部１２が昇圧動作を行っていないときに通電補助ダイオード１３のアノード１３ａとカソード１３ｂの間に順方向電圧Ｖｄｉが生じる。そして、閾値Ｖｔｈと比較される電位差Ｖｄｐは、昇圧コンバータ部１２の昇圧動作に伴う電位差である昇圧幅Ｖｓｕに順方向電圧Ｖｄｉが加算された値となる。したがって、閾値Ｖｔｈとの比較に用いられる電位差Ｖｄｐは大きな値を得ることができる。その分、閾値Ｖｔｈの値を大きくすることができる。つまり、ノイズ等からの影響を受け難い大きな閾値Ｖｔｈおよび電位差Ｖｄｐに基づいて昇圧コンバータ部１２の状態を判定できる。よって、制御部１７は昇圧コンバータ部１２が正常に動作しているか否かを安定に高確度で判定できる。
以下、車載用電源装置１０およびそれを搭載した車両９の構成と動作について詳しく説明する。車両９に搭載された車載用電源装置１０は、入力端子１１と出力端子１６とを有する。ここで、入力端子１１は蓄電池１８に接続され、また、出力端子１６は負荷１９に接続されている。つまり、蓄電池１８と負荷１９とは、車載用電源装置１０を介して接続されている。そして、昇圧コンバータ部１２と通電補助ダイオード１３とスイッチ素子１４とは、入力端子１１に対して並列に接続されている。
実施の形態における車載用電源装置１０では、図１に示すように、制御部１７は車載用電源装置１０の内部に配置されている一例が示されている。しかしながら、制御部１７は、必ずしも車載用電源装置１０の内部に配置される構成に限られず、車載用電源装置１０の外部に配置しても良い。この場合、車載用電源装置１０は、車載用電源装置１０の制御部１７に代えて、車載用電源装置１０の外部に配置された制御部１７に接続される制御端子を備えてもよい。
図３に示す動作では、時点ｔ１以前では、制御部１７はスイッチ素子１４を閉じるようにスイッチ素子１４に指示し、昇圧コンバータ部１２が昇圧動作を行わないように昇圧コンバータ部１２に指示している。したがって、時点ｔ１以前では出力端子１６からは入力端子１１の電圧Ｖｉｎが出力される。ただし、実施の形態による車載用電源装置１０では、時点ｔ１以前ではスイッチ素子１４と昇圧コンバータ部１２はどのような状態になっていてもよい。
制御部１７は、車両９から判定始動信号１７ａを受信すると、時点ｔ１にスイッチ素子１４を開放するようにスイッチ素子１４に指示する。そして、制御部１７は、時点ｔ１に昇圧コンバータ部１２の昇圧動作を停止するように、もしくは、昇圧コンバータ部１２の昇圧動作の停止状態を継続するように昇圧コンバータ部１２に指示する。すなわち、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２での入力電圧Ｖｉｎを昇圧する昇圧動作を行わないように指示する。この指示に応じて、スイッチ素子１４が開放され、昇圧コンバータ部１２が昇圧動作を行わない。この構成により、蓄電池１８の電力は、入力端子１１、通電補助ダイオード１３および出力端子１６を通じて負荷１９へと供給される。
このとき、通電補助ダイオード１３には順方向電圧Ｖｄｉが発生するので、蓄電池１８の出力する電圧Ｖｉｎから順方向電圧Ｖｄｉだけ降下した電圧（Ｖｉｎ−Ｖｄｉ）が出力端子１６から出力される。制御部１７は電圧（Ｖｉｎ−Ｖｄｉ）を第１電圧Ｖｔ１として検出して記憶する。第１電圧Ｖｔ１が出力される期間は、スイッチ素子１４が制御部１７の指示によって正しく開放され、かつ、昇圧コンバータ部１２が制御部１７の指示によって入力電圧Ｖｉｎを昇圧しないように正しく昇圧動作を停止する時点ｔ１から時点ｔ２までの期間Ｐ１である。制御部１７は、時点ｔ１から時点ｔ２まで期間Ｐ１の時点ｔｄ１で出力端子１６の電圧を第１電圧Ｖｔ１（＝Ｖｉｎ−Ｖｄｉ）として検出し、第１電圧Ｖｔ１をメモリなどへ記憶する。
ここで、スイッチ素子１４が開放されている期間と、昇圧コンバータ部１２の昇圧動作が停止している期間は完全に一致する必要はない。例えば、昇圧コンバータ部１２が昇圧動作を停止する期間が始まった後に、スイッチ素子１４を開放する期間が始まってもよい。一般的に、車載用電源装置１０における昇圧コンバータ部１２の状態の判定は車両９が起動していないときに行われる。したがって、昇圧コンバータ部１２の昇圧動作が停止する期間、すなわち、昇圧コンバータ部１２が動作していない期間が車両９の起動していないときに存在する。そして、何らかのトリガー、すなわち判定始動信号１７ａに応じてスイッチ素子１４を開放する期間が始まるとよい。つまり、スイッチ素子１４を閉じた状態から開放する時点が時点ｔ１である。
なお、第１電圧Ｖｔ１は制御部１７に記憶されても、あるいは制御部１７の外部に記憶されても構わない。また、制御部１７で出力端子１６の第１電圧を検出する時点ｔｄ１は時点ｔ１から所定時間だけ遅延し、時点ｔ１と同時でないことが望ましい。時点ｔ１と同時に第１電圧Ｖｔ１を検出すると、過渡現象によって瞬間的に電圧変動が大きくなることで第１電圧Ｖｔ１を正確に検出できない場合がある。しかしながら、過渡現象による電圧変動が抑制されている場合は、第１電圧Ｖｔ１を検出する時点ｔｄ１と時点ｔ１とが同時であっても良い。
制御部１７が出力端子１６の第１電圧Ｖｔ１を検出した後、あるいは、第１電圧Ｖｔ１を記憶した後の時点ｔ２に、制御部１７は、スイッチ素子１４をそのまま開放した状態を継続するようにスイッチ素子１４に指示し、かつ昇圧コンバータ部１２が入力電圧Ｖｉｎを第２電圧Ｖｔ２へと昇圧する昇圧動作を行うように昇圧コンバータ部１２に指示する。この指示に応じて、スイッチ素子１４は開放状態を継続し、昇圧コンバータ部１２が昇圧動作を行う。この動作によって、蓄電池１８の電力は入力端子１１、昇圧コンバータ部１２および出力端子１６を通じて負荷１９へと供給される。
このとき、入力端子１１から通電補助ダイオード１３を通じて出力される電圧よりも高くなった昇圧コンバータ部１２により昇圧された第２電圧Ｖｔ２が出力端子１６に供給される。ここで、第２電圧Ｖｔ２が出力される期間は、スイッチ素子１４が制御部１７の指示によって正しく開放状態を継続し、かつ、昇圧コンバータ部１２が制御部１７の指示によって入力電圧Ｖｉｎを正しく昇圧する時点ｔ２から時点ｔ３までの期間Ｐ２である。時点ｔ２から時点ｔ３までの期間Ｐ２内の時点ｔｄ２で制御部１７は出力端子１６の電圧を第２電圧Ｖｔ２として検出し、さらに第２電圧Ｖｔ２を記憶する。
なお、第２電圧Ｖｔ２は制御部１７に記憶されても、あるいは制御部１７の外部に記憶されても構わない。また、制御部１７で出力端子１６の第２電圧Ｖｔ２を検出する時点ｔｄ２時点ｔ２と同時でないことが望ましい。これは、時点ｔｄ２と時点ｔ２とが同時であると、過渡現象によって瞬間的な電圧変動が大きくなることで、第２電圧Ｖｔ２を正確に検出できない場合がある。ただし、過渡現象による電圧変動が抑制されている場合は、時点ｔｄ２と時点ｔ２とが同時であってもよい。
この後、制御部１７は、第２電圧Ｖｔ２と、先に記憶している第１電圧Ｖｔ１とを用いて、昇圧前後の電位差Ｖｄｐを演算によって求める。電位差Ｖｄｐは、第１電圧Ｖｔ２と第１電圧Ｖｔ１との差、つまり、第１電圧Ｖｔ１と第２電圧Ｖｔ２との電位差に相当する。そして、制御部１７は、演算によって求めた電位差Ｖｄｐと、予め設定された閾値Ｖｔｈとを比較する。ここで、電位差Ｖｄｐが閾値Ｖｔｈ以上である場合、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２は所定の値への昇圧が可能な状態であって昇圧コンバータ部１２が正常であり正常に動作していると判定する。また、電位差Ｖｄｐが閾値Ｖｔｈよりも小さい場合、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２は所定の値への昇圧が不十分な状態であって昇圧コンバータ部１２が異常であり正常に動作していないと判定する。
ここで、昇圧コンバータ部１２に常に電圧Ｖｉｎが供給されているので、昇圧コンバータ部１２は正常に動作していれば電圧Ｖｉｎを第２電圧Ｖｔ２へと昇圧する。したがって、電位差Ｖｄｐは昇圧コンバータ部１２による第２電圧Ｖｔ２から入力端子の電圧Ｖｉｎを引いた差である昇圧幅Ｖｓｕに順方向電圧Ｖｄｉを加算した値となる。
この構成により、電位差Ｖｄｐの値を大きくできることに加えて、閾値Ｖｔｈの値も順方向電圧Ｖｄｉに相当する分だけ大きくすることができる。すなわち、電位差Ｖｄｐや閾値Ｖｔｈの値は、その絶対値を大きくできたことによって、車載用電源装置１０の周囲などに存在するノイズからの影響を受け難くなる。この結果、昇圧コンバータ部１２が正常に動作しているかどうかを安定して判定できるので安定に判定の確度を向上できる。
また、実施の形態では、出力端子１６に負荷１９が接続されているが、負荷１９を接続しない状態であっても、上記の電位差Ｖｄｐと閾値Ｖｔｈとを比較できる。つまり、昇圧コンバータ部１２は、非常に小さな消費電力によって昇圧コンバータ部１２の状態を判定できる。
ここで、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２が時点ｔ２から所定の時間を経過した時点ｔ３で昇圧動作を終えるように昇圧コンバータ部１２に指示する。昇圧コンバータ部１２での昇圧動作を終える時点ｔ３は、制御部１７において先に述べた演算や判定を行う前であっても、後であってもよい。
また、判定始動信号１７ａは車両９を構成する様々な要素に連動するとよい。ここでまず、車載用電源装置１０を搭載した車両９について説明する。車両９は、車体９ａと、車体９ａに設けられたドア９ｂと、車体９ａに設けられた車載用電源装置１０と、車体９ａに設けられた蓄電池１８と、車体９ａに設けられた負荷１９と、車体９ａに設けられたエンジン２０と、車体９ａに設けられたブレーキペダル２１と、車体９ａに設けられた車両起動スイッチ２２と、車体９ａに設けられた警告装置２３とを含む。
一般的に車両９がアイドリングストップ状態でエンジン２０を停止している状態からエンジン２０を再起動するときに、車載用電源装置１０は、蓄電池１８の電圧を昇圧して負荷１９へ供給する電圧を安定化している。例えば、車載用電源装置１０において、停止しているエンジン２０が再起動するタイミングは、運転者によるブレーキペダル２１の操作のタイミングを基準として決定される。この動作が、車両９の起動状態における車載用電源装置１０の動作である。
一方、車載用電源装置１０において、車両９やエンジン２０の起動していない状態で、制御部１７は昇圧コンバータ部１２の状態を判定する。例えば、車両起動スイッチ２２に相当するエンジンスイッチがＯＮからＯＦＦへ運転者によって切り替えられたときに、制御部１７は昇圧コンバータ部１２の状態を判定する。つまり、車両起動スイッチ２２に相当するエンジンスイッチのＯＮからＯＦＦへの切り替えに対応して、車両起動スイッチ２２や車両９の所定の部分は制御部１７に判定始動信号１７ａを出力する。あるいは、制御部１７の内部で判定始動信号１７ａを送受信してもよい。
これにより、制御部１７は昇圧コンバータ部１２の状態をエンジン２０が完全に起動を停止した状態で判定する。したがって、負荷１９で消費される電力は小さく、かつ、限定されているので、負荷１９の変動が出力端子１６での電圧の変動に及ぼす影響を小さくできる。この結果、制御部１７は昇圧コンバータ部１２の状態を出力端子１６で検出された電圧に基づいて正確に判定できる。
また、例えば、運転者が車両起動スイッチ２２に相当するアクセサリースイッチをＯＮからＯＦＦへ切り替えたときに、制御部１７は昇圧コンバータ部１２の状態を判定してもよい。つまり、車両起動スイッチ２２に相当するアクセサリースイッチがＯＮからＯＦＦへ切り替えられたことに対応して、判定始動信号１７ａが車両起動スイッチ２２や車両９の所定の部分から制御部１７へ発せられる。あるいは、制御部１７の内部で判定始動信号１７ａが送受信されてもよい。
これにより、昇圧コンバータ部１２の状態に対する判定は、エンジン２０が完全に停止した状態で、かつ、車両用電源装置１０が限定した負荷１９のみに電力を供給可能な状態で、制御部１７は昇圧コンバータ部１２の状態を判定できる。したがって、負荷１９で消費される電力はエンジンスイッチをＯＦＦされたときよりも小さく、かつ、限定されている。つまり、車両９に搭載されている負荷１９であるカーオーディオ等の電装品の動作は停止している。したがって、負荷１９の変動が出力端子１６における出力電圧の変動に及ぼす影響は非常に小さくなる。この結果、制御部１７は昇圧コンバータ部１２の状態を出力端子１６において検出された電圧に基づいて正確に判定できる。
車両起動スイッチ２２に相当するアクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへの切り替えに対応して判定始動信号１７ａが発せられる場合、制御部１７が第１電圧Ｖｔ１を検出するタイミングは自由に設定すされることが可能である。つまり、判定始動信号１７ａは、アクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへの切り替え直後に発せられても、あるいは、アクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへの切り替えから所定の時間後に発せられてもよい。特に判定始動信号１７ａがアクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへ切り替えから所定の時間を経た後に発せられることで、負荷１９で消費される電力は小さく、限定され、そして電力の変動も抑制される。
つまり、アクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへの切り替えから時間を経過するにしたがって、ランプなどの電装品の使用頻度は減少する。そして、負荷１９で電力を消費する頻度も時間の経過にしたがって減少する。このため、負荷１９の変動に起因する出力端子１６における出力電圧の変動は小さい。すなわち、負荷１９の変動の、出力端子１６における出力電圧の変動に及ぼす影響は小さい。この結果、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２の状態を、出力端子１６において検出された電圧に基づいて正確に判定できる。
そして、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２が異常であると判定した場合に警告装置２３へ警告信号を発信し、昇圧コンバータ部１２が正常であると判定した場合に警告装置２３へ警告信号を発信しないことが好ましい。ここで、運転者が、車両起動スイッチ２２によって車両９を次回に起動するタイミングで、制御部１７から警告装置２３に対して警告信号を発すればよい。よって、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２を異常であると判定したときから次回の車両９の起動時までの間警告状態を記憶していればよい。
以上では、車両起動スイッチ２２に相当するエンジンスイッチ、あるいはアクセサリースイッチに応じて、車両９やエンジン２０の起動を停止した後に判定始動信号１７ａが発せられる動作を説明した。これに対して、車両９やエンジン２０の起動前に判定始動信号１７ａが制御部１７へ発せられてもよい。これは例えば、完全に機能を停止している状態の車両９において、運転者や搭乗者などの操作者がドア９ｂに設けられたドアロック装置９ｃを運転者解除した、あるいは、リモコンキー（図示せず）などによってドアロック装置９ｃを解除したときに、判定始動信号１７ａが制御部１７へ発っせられる構成でもよい。またはそのときに、制御部１７の内部で判定始動信号１７ａの送受信が行われてもよい。
この場合一般的に、以前に車両９が起動停止されてから長時間を経過しており、負荷１９はほとんど存在しない状態であるため、非常に安定した条件下で出力端子１６での電圧が検出される。この結果、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２の状態を、出力端子１６において検出した電圧に基づいてさらに正確に判定できる。
そして、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２が異常であると判定した場合に警告装置２３へ警告信号を発信し、昇圧コンバータ部１２が正常であると判定した場合に警告装置２３へ警告信号を発信しない。ここで、運転者が車両起動スイッチ２２によって車両９を起動するタイミングで、制御部１７から警告装置２３へ警告信号を発すればよい。
スイッチ素子１４はリレースイッチで構成されていても、あるいは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチで構成されていてもよい。
図４は実施の形態における他の車載用電源装置１０ａのブロック図である。図４において、図１に示す車載用電源装置１０と同じ部分には同じ参照番号を付す。車載用電源装置１０ａはスイッチ素子１４を構成するＦＥＴよりなるＦＥＴスイッチ５１を備える。この構成によって、車載用電源装置１０ａを小さく、軽くすることができる。ＦＥＴスイッチ５１は、制御部１７により制御されて開閉するスイッチ部５１ａと、スイッチ部５１ａに並列に接続された寄生ダイオード５１ｂとを有する。スイッチ部５１ａと寄生ダイオード５１ｂは、それぞれ図１に示す車載用電源装置１０のスイッチ素子１４と通電補助ダイオード１３として機能する。この構成により、電源回路部１５の回路構成はさらに簡素となる。この結果、車載用電源装置１０ａの接続信頼性が向上する。
さらに、スイッチ素子１４にＦＥＴスイッチ５１を適用することによって、スイッチ素子１４を制御する際の消費電力が低減される。この結果、昇圧コンバータ部１２の判定動作による、蓄電池１８への負担は低減される。蓄電池１８を充電するための車両９の動作負担もまた低減され、車両９の燃費は向上する。
ＦＥＴスイッチ５１はＰ型ＦＥＴ、Ｎ型ＦＥＴのいずれであってもよい。
本発明の車載用電源装置は、昇圧コンバータ部が正常に動作しているかどうかの判定の確度を安定させるという効果を有し、各種車両において有用である。
９ 車両
９ａ 車体
９ｂ ドア
９ｃ ドアロック装置
１０，１０ａ 車載用電源装置
１１ 入力端子
１２ 昇圧コンバータ部
１３ 通電補助ダイオード
１４ スイッチ素子
１５ 電源回路部
１６ 出力端子
１７ 制御部
１７ａ 判定始動信号
１８ 蓄電池
１９ 負荷
２０ エンジン
２１ ブレーキペダル
２２ 車両起動スイッチ
２３ 警告装置
５１ ＦＥＴスイッチ
５１ａ スイッチ部
５１ｂ 寄生ダイオード
昇圧コンバータ部１２は、インダクタ１２ａとスイッチング素子１２ｂとダイオード１２ｃと平滑コンデンサ１２ｄとを有する。インダクタ１２ａの一端は入力端子１１に接続されている。インダクタ１２ａの他端は接続点１２ｅに接続されている。スイッチング素子１２ｂは接続点１２ｅとグランドとの間に接続されている。ダイオード１２ｃのアノードは接続点１２ｅに接続され、カソードは出力端子１６に接続されている。平滑コンデンサ１２ｄは出力端子１６とグランドとの間に接続されている。制御部１７が所定の周期でスイッチング素子１２ｂのオンとオフを切り替えることにより、昇圧コンバータ部１２は入力端子１１の電圧を昇圧し、昇圧された電圧を出力端子１６に供給する。
なお、第２電圧Ｖｔ２は制御部１７に記憶されても、あるいは制御部１７の外部に記憶されても構わない。また、制御部１７で出力端子１６の第２電圧Ｖｔ２を検出する時点ｔｄ２は時点ｔ２と同時でないことが望ましい。これは、時点ｔｄ２と時点ｔ２とが同時であると、過渡現象によって瞬間的な電圧変動が大きくなることで、第２電圧Ｖｔ２を正確に検出できない場合がある。ただし、過渡現象による電圧変動が抑制されている場合は、時点ｔｄ２と時点ｔ２とが同時であってもよい。
この後、制御部１７は、第２電圧Ｖｔ２と、先に記憶している第１電圧Ｖｔ１とを用いて、昇圧前後の電位差Ｖｄｐを演算によって求める。電位差Ｖｄｐは、第２電圧Ｖｔ２と第１電圧Ｖｔ１との差、つまり、第１電圧Ｖｔ１と第２電圧Ｖｔ２との電位差に相当する。そして、制御部１７は、演算によって求めた電位差Ｖｄｐと、予め設定された閾値Ｖｔｈとを比較する。ここで、電位差Ｖｄｐが閾値Ｖｔｈ以上である場合、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２は所定の値への昇圧が可能な状態であって昇圧コンバータ部１２が正常であり正常に動作していると判定する。また、電位差Ｖｄｐが閾値Ｖｔｈよりも小さい場合、制御部１７は、昇圧コンバータ部１２は所定の値への昇圧が不十分な状態であって昇圧コンバータ部１２が異常であり正常に動作していないと判定する。
車両起動スイッチ２２に相当するアクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへの切り替えに対応して判定始動信号１７ａが発せられる場合、制御部１７が第１電圧Ｖｔ１を検出するタイミングは自由に設定されることが可能である。つまり、判定始動信号１７ａは、アクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへの切り替え直後に発せられても、あるいは、アクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへの切り替えから所定の時間後に発せられてもよい。特に判定始動信号１７ａがアクセサリースイッチのＯＮからＯＦＦへ切り替えから所定の時間を経た後に発せられることで、負荷１９で消費される電力は小さく、限定され、そして電力の変動も抑制される。
以上では、車両起動スイッチ２２に相当するエンジンスイッチ、あるいはアクセサリースイッチに応じて、車両９やエンジン２０の起動を停止した後に判定始動信号１７ａが発せられる動作を説明した。これに対して、車両９やエンジン２０の起動前に判定始動信号１７ａが制御部１７へ発せられてもよい。これは例えば、完全に機能を停止している状態の車両９において、運転者や搭乗者などの操作者がドア９ｂに設けられたドアロック装置９ｃを運転者解除した、あるいは、リモコンキー（図示せず）などによってドアロック装置９ｃを解除したときに、判定始動信号１７ａが制御部１７へ発せられる構成でもよい。またはそのときに、制御部１７の内部で判定始動信号１７ａの送受信が行われてもよい。

Claims (5)

  1. 入力端子と、
    出力端子と、
    前記入力端子と前記出力端子との間に接続されて、前記入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行い、前記昇圧された電圧を前記出力端子から出力するよう構成された昇圧コンバータ部と、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子と、
    を有する電源回路部と、
    前記昇圧コンバータ部および前記スイッチ素子を制御する制御部と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記スイッチ素子の開放と前記昇圧コンバータ部の動作の停止を前記スイッチ素子と前記昇圧コンバータ部とに指示することにより前記出力端子から出力される電圧を第１電圧として検出し、
    前記出力端子の前記第１の電圧を検出した後に、前記スイッチ素子を継続して開放してかつ前記昇圧コンバータ部が前記昇圧動作を行うように前記昇圧コンバータ部に指示することにより前記出力端子から出力される電圧を第２電圧として検出し、
    前記第２電圧と前記第１電圧との差に基づいて前記昇圧コンバータ部が正常であるか異常であるかを判定する、
    ように構成された、車載用電源装置。
  2. 前記スイッチ素子は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）スイッチにより構成されている、請求項１に記載の車載用電源装置。
  3. 前記ＦＥＴスイッチは、
    前記スイッチ素子として動作するスイッチ部と、
    前記スイッチ部と並列に接続されており、前記補助通電ダイオードとして動作する寄生ダイオードと、
    を有する、請求項２に記載の車載用電源装置。
  4. 請求項１に記載の車載用電源装置と、
    車体と、
    前記車体に設けられたエンジンと、
    前記車体に設けられてかつ前記車載用電源装置の前記入力端子に接続された蓄電池と、
    前記車体に設けられた車両起動スイッチと、
    前記車体に設けられた警告装置と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記昇圧コンバータ部が異常であると判定した場合に前記警告装置に警告信号を発信し、
    前記昇圧コンバータ部が正常であると判定した場合に前記警告装置に前記警告信号を発信しない、
    ように構成された、車両。
  5. 車体と、
    前記車体に設けられたエンジンと、
    前記車体に設けられた蓄電池と、
    前記車体に設けられた車両起動スイッチと、
    前記車体に設けられたドアと、
    前記ドアに設けられたドアロック装置と、
    前記蓄電池に接続された入力端子と、
    出力端子と、
    前記入力端子と前記出力端子との間に接続されて、前記入力端子から供給された電圧を昇圧する昇圧動作を行い、前記昇圧された電圧を前記出力端子から出力するよう構成された昇圧コンバータ部と、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と並列に接続された通電補助ダイオードと、
    前記入力端子と前記出力端子との間で前記昇圧コンバータ部と通電補助ダイオードと並列に接続されたスイッチ素子と、
    を備えた車載用電源装置と、
    前記車体に設けられた警告装置と、
    を備え、
    前記制御部は、
    前記車両起動スイッチがＯＦＦで前記ドアロック装置が解除へと切り替えられたことを検知したことに応じて、前記スイッチ素子を開放するように前記スイッチ素子に指示するとともに、前記昇圧コンバータ部に動作を停止するように前記昇圧コンバータ部に指示することによって前記出力端子から出力される電圧を第１電圧として検出し、
    前記出力端子の前記電圧を検出した後に、前記スイッチ素子を継続して開放するように前記スイッチ素子に指示するとともに、前記昇圧コンバータ部が昇圧動作を行うように前記昇圧コンバータ部に指示することにより前記出力端子から出力された電圧を第２電圧として検出し、
    前記制御部は、前記第２電圧と前記第１電圧との差に基づいて前記昇圧コンバータ部が正常であるか異常であるかを判定し、
    前記昇圧コンバータ部が異常であると判定した場合に、前記警告装置に警告信号を発信し、
    前記昇圧コンバータ部が正常であると判定した場合に、前記警告装置に前記警告信号を発信しない、
    ように構成された、車両。
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