WO2020116261A1 - 車載用のバックアップ電源制御装置、及び車載用のバックアップ電源 - Google Patents

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WO2020116261A1
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storage unit
power supply
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永典 蒲原
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株式会社オートネットワーク技術研究所
住友電装株式会社
住友電気工業株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a vehicle-mounted backup power supply control device and a vehicle-mounted backup power supply.
  • Patent Document 1 discloses a backup power supply that uses two converters to charge a power storage unit and supply power to a load to be backed up. This backup power supply can supply power without lowering the supply voltage by the converter for supplying power to the load.
  • the backup target load and indicators such as meters and indicators are notified that the power storage unit is in an abnormal state.
  • a single charging/discharging unit that charges/discharges the power storage unit fails, it may not be possible to notify the outside that the power storage unit cannot supply power to the backup target load. Therefore, when higher reliability is required, this problem cannot be dealt with as it is.
  • adding components to ensure higher reliability may increase cost and size.
  • the present invention has been made based on the above-mentioned circumstances, and a vehicle-mounted backup power supply control device or a vehicle-mounted backup power supply that can satisfactorily notify the state of the power storage unit to the outside while suppressing cost and size. It is intended to provide.
  • the on-vehicle backup power supply control device of the first invention is In a vehicle-mounted power supply system including a main power supply and a power storage unit, a vehicle-mounted backup power supply control device that performs control to supply power from the power storage unit to a backup target load when the main power supply fails.
  • a charging/discharging unit for charging and discharging the power storage unit
  • a voltage detection unit that detects a charging voltage of the power storage unit
  • a control unit for outputting a predetermined signal to the outside of the control device, If the charging voltage detected by the voltage detection unit is smaller than a predetermined threshold value, a signal cutoff unit for cutting off the output of the predetermined signal to the outside of the control device, Equipped with.
  • the vehicle-mounted backup power supply control device of the second invention is In a vehicle-mounted power supply system including a main power supply and a power storage unit, a vehicle-mounted backup power supply control device for performing control to supply power from the power storage unit to a backup target load when the main power supply fails.
  • a charging/discharging unit for charging and discharging the power storage unit, A voltage detection unit that detects a charging voltage of the power storage unit, A current flowing through the power storage unit, or a current detection unit that detects a value of a current flowing from the power storage unit, A control unit for outputting a predetermined signal to the outside of the control device, When the charging voltage detected by the voltage detection unit is smaller than a predetermined threshold value and the current value detected by the current detection unit is smaller than a predetermined current threshold value, outputting the predetermined signal to the outside of the control device.
  • a signal blocking unit for blocking the Equipped with.
  • the vehicle-mounted backup power supply of the third invention is A vehicle-mounted backup power supply control device according to the first invention or the second invention; With the above-mentioned power storage unit, Equipped with.
  • the vehicle-mounted backup power supply control device of the first invention is provided with the voltage detection unit and the signal interruption unit, it is possible to output a predetermined signal to the outside of the control device when the charging voltage is lower than the predetermined threshold value. Can be shut off. In this way, when the charging voltage is lower than the predetermined threshold value, the output of the predetermined signal can be interrupted. Therefore, the state of the charging voltage of the power storage unit can be externally determined depending on whether or not the predetermined signal is output. You will be able to grasp. In this way, the state of the charging voltage of the power storage unit can be notified to the outside by using the function of the path for transmitting the predetermined signal from the control unit without newly providing a special dedicated communication line or a dedicated communication port. it can.
  • the signal cutoff unit of the vehicle-mounted backup power supply control device of the second invention is provided with the voltage detection unit and the signal cutoff unit, the charging voltage is smaller than the predetermined threshold and the current value detected by the current detection unit is When it is smaller than the predetermined current threshold value, the output of the predetermined signal to the outside of the control device can be blocked. In this way, the state of the power storage unit can be notified to the outside by using the function of the path for transmitting the predetermined signal from the control unit without newly providing a special dedicated communication line or a dedicated communication port.
  • the vehicle-mounted backup power supply control device of the first invention and the second invention, and the vehicle-mounted backup power supply device of the third invention reduce the cost and size while keeping the condition of the power storage unit to the outside. Can be notified.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a vehicle-mounted backup power supply control device according to the first embodiment.
  • the detection voltage value of the voltage detection unit when the control unit of the vehicle-mounted backup power supply control device according to the first embodiment is in a normal state, the state of the cutoff signal, the communication information of the control unit, and the output from the vehicle-mounted backup power supply control device It is a time chart which shows the state of communication performed.
  • the detection voltage value of the voltage detection unit when the control unit of the vehicle-mounted backup power supply control device according to the first embodiment is not in a normal state, the state of the cutoff signal, the communication information of the control unit, and the output from the vehicle-mounted backup power supply control device 7 is a time chart showing a communication state according to the present invention.
  • FIG. 1 The detection voltage value of the voltage detection unit when the control unit of the vehicle-mounted backup power supply control device according to the first embodiment is in a normal state, the state of the cutoff signal, the communication information of the control unit, and the output from the vehicle-mounted
  • the detected voltage value of the voltage detection unit, the detected current value of the current detection unit, the state of the interruption signal, the communication information of the control unit, and the vehicle mounted state when the control unit of the vehicle-mounted backup power supply control device of the second embodiment is in the normal state 4 is a time chart showing the state of communication output from the backup power supply control device for the mobile phone.
  • the detection voltage value of the voltage detection unit, the detection current value of the current detection unit, the state of the interruption signal, the communication information of the control unit, and the vehicle-mounted type when the control unit of the vehicle-mounted backup power supply control device of the second embodiment is not in the normal state 3 is a time chart showing the state of communication output from the backup power supply control device.
  • the current detection unit of the vehicle-mounted backup power supply control device of the second invention may detect the charging current value flowing in the power storage unit when the charge/discharge unit charges the power storage unit. Then, when the charging current value detected by the current detection unit is equal to or more than the current threshold, the signal cutoff unit may allow the predetermined signal to be output to the outside of the control device.
  • the predetermined signal when the charging current is large to some extent (that is, when the charging voltage is likely to further increase thereafter), the predetermined signal is allowed to be output, and the same as when the charging voltage is large. Can be treated.
  • the charging voltage is equal to or higher than the second voltage threshold value (specifically, a voltage threshold value lower than the predetermined threshold value and higher than 0) lower than the predetermined threshold value, and the charging current value is the above.
  • the signal cutoff unit may operate so as to allow the output of the predetermined signal to the outside of the control device when the current threshold value is exceeded.
  • the signal blocking unit operates to block the output of the predetermined signal to the outside of the control device even if the charging current value is equal to or more than the current threshold value. May be.
  • the signal blocking unit when the charging voltage is lower than the predetermined threshold value and the charging current value is equal to or higher than the current threshold value, the signal blocking unit outputs the predetermined signal to the outside of the control device regardless of the specific value of the charging voltage. May be allowed to be output. Even with such a configuration, it is possible to prevent the output of the predetermined signal from being excessively limited when the charging voltage is expected to increase while enjoying the effect of the second invention.
  • the current detection unit of the vehicle-mounted backup power supply control device of the second invention may detect a discharge current value flowing from the power storage unit when the charging/discharging unit discharges the power storage unit. Then, when the discharge current value detected by the current detection unit is equal to or more than the current threshold value, the signal interruption unit may allow the output of the predetermined signal to the outside of the control device.
  • the discharge current when the discharge current is large to some extent, it is possible to allow the predetermined signal to be output, and the handling can be performed in the same manner as when the charge voltage is large.
  • the charge voltage is equal to or higher than a second voltage threshold value (specifically, a voltage threshold value lower than the predetermined threshold value and higher than 0) that is lower than the predetermined threshold value, and the discharge current value is the above.
  • the signal cutoff unit may operate so as to allow the output of the predetermined signal to the outside of the control device when the current threshold value is exceeded.
  • the signal cutoff unit when the charging voltage is less than the second voltage threshold value, the signal cutoff unit operates so as to cut off the output of the predetermined signal to the outside of the control device even if the discharge current value is equal to or more than the current threshold value. May be.
  • the signal blocking unit when the charging voltage is lower than the predetermined threshold value and the discharge current value is equal to or higher than the current threshold value, the signal blocking unit outputs the predetermined signal to the outside of the control device regardless of the specific value of the charging voltage. May be allowed to be output.
  • the control unit In the signal cutoff unit of the on-vehicle backup power supply control device according to the first invention or the second invention, the control unit outputs a signal indicating that the control unit is in a normal state to the outside as a predetermined signal. It may be.
  • the control unit when the signal indicating that the control unit is in the normal state is output, it can be known from the outside of the control device that the charge state of the power storage unit is good, and the control unit can When the signal indicating the normal state is not output, it can be understood from outside the control device that the charging state of the power storage unit is not good.
  • the signal blocking unit of the vehicle-mounted backup power supply control device of the first invention or the second invention may determine the state of the power storage unit separately from the control unit.
  • the signal blocking unit can determine the charge state of the power storage unit.
  • the in-vehicle system 10 shown in FIG. 1 is configured as an in-vehicle power supply system, and includes a main power supply 91, a backup target load 94, a display unit 95, a power storage unit 92, a control device 20, and the like.
  • the backup power supply 21 is configured to include the control device 20 and the power storage unit 92.
  • the in-vehicle system 10 has a configuration capable of applying a voltage from the main power source 91 to the backup target load 94, and further has a configuration capable of applying a voltage from the main power source 91 to the power storage unit 92. Further, the in-vehicle system 10 is configured to be able to apply a voltage from the power storage unit 92 to the backup target load 94 at a predetermined time (for example, when the main power supply 91 fails).
  • the main power supply 91 is a DC power supply that generates a DC voltage, and known power supply means such as a lead battery, LiB, alternator, and converter are used.
  • the main power supply 91 is provided with a high potential side terminal and a low potential side terminal, the high potential side terminal is electrically connected to the first conductive path 31, and the low potential side terminal is electrically connected to the ground, for example. It is connected.
  • the main power supply 91 is configured to apply a predetermined output voltage to the first conductive path 31.
  • a generator (not shown) is electrically connected to the first conductive path 31, and the main power source 91 can be charged by the generated power from the generator.
  • the backup target load 94 is a known on-vehicle electronic component, and for example, a product that requires temporary power supply by the backup power source 21 when the main power source 91 fails, such as an electric component, an ECU, or an ADAS target component, is applied. Be the target.
  • the backup target load 94 is electrically connected to the first conductive path 31.
  • the display 95 is, for example, a meter, an indicator, or the like, and is configured by a device that can notify the user of the state of the control device 20.
  • a signal indicating that the control unit 39 described later is in a normal state is input to the display device 95 via a communication I/F 37B (hereinafter also referred to as a communication interface 37B) described below, the control unit 39 is in a normal state. Notify the user by displaying a message.
  • the power storage unit 92 is a DC power source that outputs a DC voltage, and is configured by components that can store power such as EDLC, LiC, a capacitor, a lead battery, and LiB.
  • One terminal (high-potential side terminal) of power storage unit 92 is electrically connected to second conductive path 32, a predetermined output voltage is applied, and the other terminal (low-potential side terminal) is electrically grounded. And is kept at a predetermined potential (for example, 0 V).
  • the power storage unit 92 is supplied with a charging current from the main power supply 91 via the first conductive path 31 and the second conductive path 32 when the input cutoff unit 34 is allowed to operate and the charge/discharge unit 35 is charged. By doing so, charging is done.
  • the power storage unit 92 can function as a power source that backs up the main power source 91. For example, even if the first conductive path 31 is in a non-conducting state and the voltage is not applied from the main power source 91 to the load 94 to be backed up when the input cutoff unit 34 is prohibited, the charging/discharging unit If the discharge operation of 35 is performed, a voltage can be applied from the power storage unit 92 to the backup target load 94, and a load current can flow to the backup target load 94.
  • the control device 20 has a first conductive path 31, an input blocking section 34, a second conductive path 32, a charging/discharging section 35, a voltage detecting section 38, a control section 39, and a signal blocking section 37.
  • the first conductive path 31 is a conductive path serving as a power path between the main power source 91 and the backup target load 94, and is electrically connected to each of the main power source 91 and the backup target load 94.
  • the input blocking unit 34 is provided between the main power supply 91 and the connection unit 33 that connects the first conductive path 31 and the second conductive path 32, and bidirectionally connects the main power supply 91 and the connection unit 33. It has a function of switching between a non-conducting state in which the current is cut off and a conducting state in which a current can flow (energize).
  • the input cutoff unit 34 is composed of, for example, a circuit that can cut off the circuit connection of an FET, a transistor, a relay, and the like, a circuit that can detect a potential difference such as insufficient voltage, and generate a control signal, and a part. obtain.
  • the input cutoff unit 34 is controlled by a first control signal given from a control unit 39 described later. Specifically, the input cutoff unit 34 is allowed to operate by receiving the first control signal which is an allowable signal from the control unit 39, and brings the first conductive path 31 into the conductive state.
  • the input cutoff unit 34 performs a prohibition operation when the first control signal which is a prohibition signal is given from the control unit 39, and brings the first conductive path 31 into a non-conduction state.
  • the input cutoff unit 34 switches the first conductive path 31 to the conductive state by the permissible operation, and thereby the voltage can be applied from the main power supply 91 to the backup target load 94 via the first conductive path 31.
  • the first conductive path 31 functions as a current path when a load current flows from the main power supply 91 to the backup target load 94.
  • the input interruption part 34 will stop application of the voltage from the main power supply 91 to the load 94 for backup, if the 1st electrically conductive path 31 is switched to a non-conduction state by a prohibition operation.
  • the second conductive path 32 is electrically connected to the first conductive path 31 and the power storage unit 92.
  • Second conductive path 32 functions as a current path when a charging current flows from main power supply 91 to power storage unit 92, and also functions as a current path when a discharge current flows from power storage unit 92 to load 94 to be backed up.
  • the charging/discharging unit 35 can be configured by, for example, a converter, a resistor, a FET, a diode, a circuit that can charge and discharge the power storage unit 92, a component, and the like.
  • the charging/discharging unit 35 is more specifically configured as a known voltage conversion circuit such as a step-up/down type DCDC converter.
  • the charging/discharging unit 35 is interposed between the main power supply 91 and the power storage unit 92, and functions as a charging unit that charges the power storage unit 92 with the electric power supplied from the main power supply 91.
  • the charging/discharging unit 35 is interposed between the power storage unit 92 and the backup target load 94, and functions as a discharging unit that discharges the power storage unit 92 and supplies power to the backup target load 94 side.
  • the charging/discharging unit 35 causes the control unit 39 to charge the power storage unit 92 based on electric power from the main power supply 91, charge stop operation to stop charging the power storage unit 92, and discharge to discharge the power storage unit 92. The operation and the discharge stop operation of stopping the discharge of power storage unit 92 are controlled.
  • the charging/discharging unit 35 is controlled by a second control signal supplied from the control unit 39.
  • the charging/discharging unit 35 When the charging/discharging unit 35 is supplied with the second control signal that forms the charging signal, the charging/discharging unit 35 performs the charging operation and the second charging signal that forms the charging stop signal.
  • a charge stop operation is performed when a control signal is applied, a discharge operation is performed when a second control signal that is a discharge signal is applied, and a discharge stop operation is performed when a second control signal that is a discharge stop signal is applied. .
  • the charging/discharging unit 35 performs a voltage conversion operation of stepping down the power supply voltage input from the main power supply 91 via the first conductive path 31 and the input cutoff unit 34 when the second control signal forming the charging signal is given. Then, the reduced voltage is applied to the power storage unit 92 via the second conductive path 32.
  • the charging/discharging unit 35 stops the above-described charging operation and brings the second conductive path 32 into the non-conduction state when the second control signal which is the charging stop signal is given.
  • the charging/discharging unit 35 supplies the first conductive path 31 with the input voltage applied to the second conductive path 32 (the output voltage from the power storage unit 92).
  • a discharge operation is performed to output the target voltage determined toward the target.
  • the charging/discharging unit 35 stops the above-described discharging operation and brings the second conductive path 32 into the non-conducting state when the second control signal which is the discharging stop signal is given.
  • the voltage detection unit 38 can specify the voltage value Vout at the position between the charging/discharging unit 35 and the power storage unit 92 in the second conductive path 32 (specifically, the voltage corresponding to the magnitude of the voltage at this position). Value) is output. That is, voltage detection unit 38 detects the voltage of power storage unit 92.
  • the voltage detection unit 38 includes, for example, a circuit for detecting a voltage and converting the voltage to an arbitrary voltage level, and parts, and the voltage value Vout itself at the position between the charging/discharging unit 35 and the power storage unit 92 or the voltage. A value obtained by dividing the value Vout by the voltage dividing circuit is output as a detection value (a value that can specify the voltage value Vout).
  • the control unit 39 is composed of, for example, a circuit capable of controlling a microcomputer, an FPGA, and the like, a component, and the like.
  • the control unit 39 can cause the input cutoff unit 34 to perform any operation of the permitted operation and the prohibited operation by giving the first control signal to the input cutoff unit 34.
  • the control unit 39 gives the charging/discharging unit 35 a second control signal to cause the charging/discharging unit 35 to perform any one of a charging operation, a charging stopping operation, a discharging operation, and a discharging stopping operation. You can
  • the control unit 39 can send a signal indicating that the state of itself is a normal state to the outside via a communication interface 37B described later to notify it.
  • the signal blocking unit 37 has a blocking signal generation unit 37A and a communication interface 37B.
  • the cutoff signal generation unit 37A for example, a circuit that can generate a cutoff signal for controlling the communication interface 37B based on the voltage value Vout (hereinafter, also referred to as a voltage value Vout) of the power storage unit 92 detected by the voltage detection unit 38, And parts.
  • the cutoff signal generation unit 37A generates a cutoff signal when the voltage value Vout is smaller than a predetermined first threshold Th1 (predetermined threshold value), and generates a cutoff signal when the voltage value Vout is equal to or larger than the predetermined first threshold Th1. do not do.
  • the cutoff signal changes to either the low level L or the high level H. When the low level L, the cutoff signal is generated, and when the high level H, the cutoff signal is not generated. ..
  • the communication interface 37B is composed of, for example, a circuit that can output a signal for communication and a part.
  • the communication interface 37B is configured to be able to transmit a signal indicating that the control unit 39 is in a normal state to the outside.
  • the generated cutoff signal that is, the low level L
  • the communication interface 37B cuts off the transmission of the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state to the outside, and the cutoff signal is generated.
  • there is no signal that is, high level H
  • the control unit 39 does not block transmission of a signal indicating a normal state to the outside.
  • the controller 20 normally applies a voltage from the main power supply 91 to the backup target load 94.
  • the control device 20 applies a voltage from the power storage unit 92 to the backup target load 94 as a backup of the main power supply 91 when the main power supply 91 cannot be used.
  • the operation of the control device 20 will be specifically described.
  • control unit 39 When the control unit 39 is in a normal state, it outputs a second control signal, which is a charging signal, to the charging/discharging unit 35. Thereby, the charging/discharging unit 35 is controlled so that the charging/discharging unit 35 performs the charging operation. In this way, control device 20 charges power storage unit 92. Charging of power storage unit 92 progresses and the voltage of power storage unit 92 rises. The voltage of the power storage unit 92 has reached a voltage at which it can be determined that the power that should be stored when the backup operation is required due to a failure of the main power supply 91 or the like (beyond a predetermined first threshold Th1).
  • control unit 39 controls the charging/discharging unit 35 so that the charging/discharging unit 35 performs the charging stop operation by outputting the second control signal forming the charging stop signal to the charging/discharging unit 35. Then, the control unit 39 communicates with the load 94 to be backed up or the display unit 95, outputs a signal indicating that the control unit 39 is in the normal state, and notifies that the control unit 39 is in the normal state. Is notified that power storage unit 92 can operate normally.
  • the control unit 39 is not in a normal state, and the assumed voltage of the power storage unit 92 (that is, the voltage that can be determined to be the power that should be stored when the backup operation is requested (the predetermined first threshold Th1 )), when the charging of the power storage unit 92 is completed even though the power storage unit 92 has not been charged, the signal blocking unit 37 blocks communication with the backup target load 94 or the display 95.
  • the power storage unit 92 notifies the user that the main power supply 91 cannot be backed up.
  • the signal cutoff unit 37 cuts off the output of the signal from the control unit 39 to the outside regardless of whether the control unit 39 outputs the signal indicating the normal state.
  • the electric power stored in power storage unit 92 is released, and the voltage of power storage unit 92 stores the power that should be stored when a backup operation is required due to a failure of main power supply 91 or the like.
  • the signal cutoff unit 37 causes the control unit 39 and the backup target load 94, or the display unit 95 to indicate that the control unit 39 is in a normal state. Is cut off so as not to output, and the user is notified that the power storage unit 92 cannot backup the main power supply 91.
  • an IG off signal indicating that the ignition switch is in the off state is sent from the external ECU to the control unit 39.
  • an IG ON signal indicating that the ignition switch is in the ON state is input from the external ECU to the control unit 39.
  • the control unit 39 inputs the first control signal, which is a prohibition signal, to the input blocking unit 34, and the charging/discharging unit 35 is the second control which is a charging stop signal.
  • a signal is input, the input blocking unit 34 performs a prohibiting operation, and the charging/discharging unit 35 stops charging, whereby the first conductive path 31 and the second conductive path 32 are maintained in a non-conductive state.
  • the control unit 39 When the ignition switch changes from the off state to the on state, the control unit 39 outputs a first control signal that is an allowance signal to the input cutoff unit 34. In response to the output of the first control signal, the input cutoff unit 34 performs an allowable operation of switching the first conductive path 31 from the non-conductive state to the conductive state, and the input cutoff unit 34 makes the first conductive path 31 conductive. In this state, current is supplied from the main power supply 91 to the load 94 to be backed up.
  • the control unit 39 is configured to monitor the operating states of the input blocking unit 34 and the charging/discharging unit 35 based on the current and voltage states of the input blocking unit 34 and the charging/discharging unit 35. The operation of the input blocking unit 34 and the charging/discharging unit 35 can be determined according to the state of. Further, control unit 39 is configured to be able to determine the state of power storage unit 92 based on the state of the current and voltage.
  • the time zone before the time T1 is, for example, the time zone in which the ignition switch is in the off state.
  • the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1.
  • the cutoff signal is in a generated state (that is, low level L).
  • the communication interface 37B shuts off the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state so as not to be transmitted to the outside.
  • the ignition switch is switched from the OFF state to the ON state, and the control unit 39 detects this switching and outputs the first control signal that is the permission signal to allow the input cutoff unit 34 to operate.
  • the charging/discharging unit 35 is charged to apply a voltage from the main power source 91 to the load 94 to be backed up, and A voltage is applied from the power supply 91 to the power storage unit 92 to start charging the power storage unit 92.
  • the voltage value Vout gradually increases. That is, the charging/discharging unit 35 charges the power storage unit 92.
  • the time T2 is a state in which the voltage value Vout becomes equal to or higher than the predetermined first threshold Th1.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 changes the cutoff signal from the low level L to the high level H based on that the voltage value Vout is equal to or higher than the predetermined first threshold Th1, and changes the cutoff signal to the high level H. Set it to the state not to generate. As a result, the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state is transmitted to the outside without being blocked by the communication interface 37B.
  • the control unit 39 outputs the second control signal which is the charging stop signal, and thereby the charging is stopped.
  • the charging of the power storage unit 92 is stopped by causing the discharging unit 35 to stop charging and setting the second conductive path 32 to the non-conducting state.
  • the control unit 39 outputs the first control signal forming the inhibition signal to inhibit the input blocking unit 34 and operate the first conductive path 31.
  • the charging/discharging unit 35 is caused to perform a discharge operation by outputting a second control signal that is a discharge signal while being in a non-conducting state, and a voltage is applied from the power storage unit 92 to the backup target load 94 and the backup target load 94 is applied.
  • the load current is passed.
  • the voltage value Vout gradually decreases.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 changes the cutoff signal from the high level H to the low level L based on that the voltage value Vout has become smaller than the predetermined first threshold value Th1. Is generated. As a result, the communication interface 37B shuts off the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state so as not to be transmitted to the outside.
  • the control unit 39 outputs the second control signal forming the discharge stop signal to stop the discharge of the charging/discharging unit 35.
  • the second conductive path 32 is operated to bring the second conductive path 32 into a non-conductive state, thereby stopping the application of the voltage from the power storage unit 92 to the backup target load 94.
  • the control unit 39 is not in a normal state is a state in which the control unit 39 determines that the voltage of the power storage unit 92 is higher than the actual voltage. In this case, even if voltage value Vout is smaller than predetermined first threshold value Th1 (that is, power storage unit 92 cannot function as a power supply for backing up main power supply 91), control unit 39 causes power storage unit to operate. It will be erroneously determined that 92 is a state in which it can function as a power source for backing up the main power source 91. The control unit 39 is in a state in which it outputs a signal indicating a normal state. In the example of FIG.
  • the time zone before the time T7 (on the left side in the figure) is in the same state as the time zone before the time T1 in FIG. 2, and is a time zone in which the ignition switch is in the off state.
  • the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1.
  • the cutoff signal is in a generated state (that is, low level L).
  • the communication interface 37B shuts off the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state so as not to be transmitted to the outside.
  • the ignition switch is switched from the off state to the on state, and the control unit 39 detects this switching and outputs the first control signal that is the permission signal to allow the input cutoff unit 34 to perform the permission operation.
  • the first conductive path 31 is brought into a conductive state, and the charging/discharging unit 35 is charged by outputting the second control signal that forms a charging signal to apply a voltage from the main power supply 91 to the load 94 to be backed up and the main power supply 91.
  • Time T8 is a state in which the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1 by the control unit 39 which is not in a normal state (that is, the power storage unit 92 cannot function as a power source for backing up the main power source 91). Even though the voltage value Vout has not reached the predetermined second threshold value Th2 by erroneously determining that the power storage unit 92 can function as a power source for backing up the main power source 91, Instead, the control unit 39 outputs the second control signal forming the charging stop signal to cause the charging/discharging unit 35 to stop charging, and the second conductive path 32 to be in the non-conducting state, so that the power storage unit 92 is charged. Stop. At this time, the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 maintains the state in which the cutoff signal is generated (that is, the low level L) because the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1.
  • the control unit 39 that is not in a normal state outputs the first control signal that forms the prohibition signal, so that the input cutoff unit 34. Is performed to make the first conductive path 31 non-conductive, and the second control signal that forms a discharge signal is output to cause the charging/discharging unit 35 to perform a discharging operation, so that the power storage unit 92 transfers the backup target load 94.
  • a voltage is applied to cause a load current to flow to the backup target load 94. As a result, the voltage value Vout gradually decreases.
  • the control unit 39 that is not in a normal state outputs the second control signal that forms the discharge stop signal, and thus the charging/discharging unit 35. Is stopped and the second conductive path 32 is brought into a non-conducting state to stop the application of voltage from the power storage unit 92 to the load 94 to be backed up.
  • the cutoff signal is in a state (that is, low level L) generated over the entire period.
  • the communication interface 37B can function as a power source for the power storage unit 92 to back up the main power source 91 by blocking communication from the control unit 39 to the outside even when the control unit 39 is not in a normal state. Notify outside that it is not possible. That is, the signal blocking unit 37 determines the state of the power storage unit 92 separately from the control unit 39.
  • control device 20 can notify the state of power storage unit 92 to the outside by cutting off the signal output from control unit 39 to the outside, so that the state of power storage unit 92 is transmitted to the outside.
  • the state of the power storage unit 92 can be notified to the outside without newly providing a communication line, a communication port, or the like.
  • the specifications of the charging/discharging unit 35, the voltage detecting unit 38, the control unit 39, and the signal blocking unit 37 can be made suitable for the specifications of the power storage unit 92.
  • the performance as the backup power supply 21 can be further improved.
  • control device 20 of this configuration and the backup power supply 21 of this configuration can satisfactorily notify the state of the power storage unit 92 to the outside while suppressing the cost and size.
  • the signal cutoff unit 37 of the control device 20 of this configuration generates a cutoff signal that cuts off the notification of the normal state of the control unit 39 to the outside.
  • the power storage unit 92 is not in a state in which the power storage unit 92 can function as a power source for backing up the main power source 91 by shutting off the notification of the normal state of the control unit 39 to the outside by the shutoff signal. Will be notified to the outside. It is more important that the power storage unit 92 is not in a state in which it can function as a power source that backs up the main power source 91 than the control unit 39 is in a normal state. That is, it is possible to block notification to the outside that the control unit 39 is in a normal state and give priority to important information to be notified to the outside.
  • the signal cutoff unit 37 of the control device 20 having this configuration determines the state of the power storage unit 92 separately from the control unit 39.
  • the signal blocking unit 37 can determine the charging state of the power storage unit 92.
  • Example 2 An on-vehicle system 100 using the control device 120 of the second embodiment is shown in FIG.
  • the in-vehicle system 10 of the first embodiment is that the current detection unit 36 is provided in the second conductive path 32 between the power storage unit 92 and the charging/discharging unit 35.
  • the other circuit configurations are the same as those of the first embodiment. Therefore, in the in-vehicle system 100, the control device 120, and the backup power supply 121 according to the second embodiment, the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.
  • the control device 120 and the backup power supply 121 of the second embodiment include all the functions of the control device 20 and the backup power supply 21 of the first embodiment, and can perform all the control described above in the description of the first embodiment.
  • the current detection section 36 is provided at a position between the charge/discharge section 35 and the power storage section 92 of the second conductive path 32.
  • the current detection unit 36 is configured as a known current detection circuit, and is a value that can specify the current value of the current flowing through the second conductive path 32 (specifically, it corresponds to the magnitude of the current flowing through the second conductive path 32). It is configured to output a voltage value).
  • the current detection unit 36 is composed of, for example, a circuit for detecting a current flowing through the second conductive path 32 and converting it to an arbitrary voltage level, and components.
  • the current detector 36 has a current flowing through the second conductive path 32 to the power storage section 92 when charging the power storage section 92, or a current flowing through the second conductive path 32 from the power storage section 92 when discharging from the power storage section 92. To detect.
  • the cutoff signal generation unit 37A for example, based on the voltage value Vout and the value Iout (hereinafter, also referred to as current value Iout) that can specify the current value of the current flowing through the second conductive path 32 detected by the current detection unit 36.
  • the communication interface 37B is configured by a circuit that can generate a cutoff signal and a part that controls the communication interface 37B.
  • the cutoff signal generation unit 37A When the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1 and the current value Iout is within the predetermined range Ra, the cutoff signal generation unit 37A generates a cutoff signal and the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1. When it is small and the current value Iout is outside the predetermined range Ra, the cutoff signal is not generated (see FIG. 5).
  • the controller 120 normally uses the main power supply 91.
  • the control unit 39 inputs the first control signal, which is a prohibition signal, to the input blocking unit 34, and the charging/discharging unit 35 is the second control signal which is a charging stop signal. Is input, the input cutoff unit 34 performs a prohibition operation, and the charging/discharging unit 35 stops charging, whereby the first conductive path 31 and the second conductive path 32 are maintained in a non-conductive state.
  • the control unit 39 outputs the first control signal which is an allowance signal to the input blocking unit 34.
  • the input cut-off section 34 is allowed to operate to bring the first conductive path 31 into a conductive state, and the main power supply 91 supplies a current to the backup target load 94. ..
  • the control unit 39 is configured to monitor the operating states of the input blocking unit 34 and the charging/discharging unit 35 based on the current and voltage states of the input blocking unit 34 and the charging/discharging unit 35. The operation of the input blocking unit 34 and the charging/discharging unit 35 can be determined according to the state of. Further, control unit 39 is configured to be able to determine the state of power storage unit 92 based on the state of the current and voltage.
  • the ignition signal is in the off state in the time zone before the time T11 (on the left side in the figure), and the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1. Further, the cutoff signal is in a generated state (that is, low level L). As a result, the communication interface 37B shuts off the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state so as not to be transmitted to the outside.
  • the current value Iout is 0.
  • the ignition switch is switched from the off state to the on state, and the control unit 39 detects this switching and outputs the first control signal that is the permission signal to allow the input cutoff unit 34 to perform the first operation.
  • the charging/discharging unit 35 is charged to apply the voltage from the main power supply 91 to the load 94 to be backed up and the main power supply 91.
  • the voltage value Vout gradually increases, and the current value Iout also increases so as to become equal to or higher than the predetermined threshold Max (upper limit of the predetermined range Ra).
  • the range Ra is centered on 0 A and is a predetermined threshold Max in the positive direction (the upper side of 0 A and the current flowing toward the power storage unit 92 ), and the negative direction (the lower side of 0 A from the power storage unit 92). It is between the predetermined threshold Min in the direction in which the current flows out).
  • the predetermined threshold Max upper limit of the predetermined range Ra
  • the predetermined threshold Min lower limit of the predetermined range Ra
  • the current value Iout is equal to or larger than the predetermined threshold Max (upper limit of the predetermined range Ra), and the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold Th1.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 is based on that the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1 and the current value Iout is equal to or greater than the predetermined threshold value Max (that is, outside the predetermined range Ra). Then, the cutoff signal is not generated (that is, the cutoff signal is changed from the low level L to the high level H). As a result, the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state is transmitted to the outside without being blocked by the communication interface 37B.
  • the voltage value Vout becomes equal to or higher than the predetermined first threshold Th1.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 maintains the state in which the cutoff signal is not generated (that is, the high level H).
  • the control unit 39 outputs the second control signal serving as the charge stop signal to charge the battery.
  • the charging of the power storage unit 92 is stopped by causing the discharging unit 35 to stop charging and setting the second conductive path 32 to the non-conducting state. Further, the current value Iout becomes 0 as the charging of the power storage unit 92 is stopped.
  • the control unit 39 outputs the first control signal forming the inhibition signal to inhibit the input blocking unit 34 and operate the first conductive path 31.
  • the charging/discharging unit 35 is caused to perform a discharge operation by outputting a second control signal that is a discharge signal while being in a non-conducting state, and a voltage is applied from the power storage unit 92 to the backup target load 94 and the backup target load 94 is applied.
  • the load current is passed. Further, as the load current flows through the load 94 to be backed up, the current value Iout becomes smaller than the predetermined threshold Min (the lower limit of the predetermined range Ra).
  • the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 maintains the state in which the cutoff signal is not generated (that is, the high level H).
  • the current value Iout is larger than the predetermined threshold Min and smaller than 0 (that is, within the predetermined range Ra), and the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold Th1.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 determines that the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1 and the current value Iout is larger than the predetermined threshold value Min and smaller than 0 (that is, within the predetermined range Ra). Based on the fact, the cutoff signal is generated (that is, the cutoff signal is changed from the high level H to the low level L). As a result, the communication interface 37B shuts off the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state so as not to be transmitted to the outside.
  • the control unit 39 outputs the second control signal that forms the discharge stop signal to stop the discharge of the charging/discharging unit 35.
  • the second conductive path 32 By operating the second conductive path 32 to bring it into a non-conductive state, the application of the voltage from the power storage unit 92 to the backup target load 94 is stopped.
  • the current value Iout becomes 0 as the voltage application from the power storage unit 92 to the backup target load 94 is stopped.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 maintains the state in which the cutoff signal is generated (that is, the low level L).
  • the control unit 39 is in a state in which a signal indicating a normal state is output.
  • the time zone before time T19 (on the left side in the figure) is the same as the time zone before time T11 in FIG.
  • the ignition switch is switched from the OFF state to the ON state, and the control unit 39 detects this switching and outputs the first control signal that is the permission signal to allow the input cutoff unit 34 to perform the permission operation.
  • the charging/discharging unit 35 is charged by turning on the path 31 and outputting the second control signal which is a charging signal to apply a voltage from the main power supply 91 to the load 94 to be backed up, and at the same time store the power from the main power supply 91.
  • a voltage is applied to the unit 92 to start charging the power storage unit 92.
  • the voltage value Vout gradually increases, and the current value Iout also increases so as to be equal to or higher than the predetermined threshold Max (upper limit side of the predetermined range Ra).
  • the current value Iout is equal to or larger than the predetermined threshold Max (upper limit of the predetermined range Ra), and the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold Th1.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 does not generate the cutoff signal based on the voltage value Vout being smaller than the predetermined first threshold value Th1 and the current value Iout being equal to or larger than the predetermined threshold value Max. (That is, the cutoff signal is changed from the low level L to the high level H).
  • the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state is transmitted to the outside without being blocked by the communication interface 37B.
  • the time T21 is a state immediately before the control unit 39 causes the charging/discharging unit 35 to stop charging, although the voltage value Vout has not reached the predetermined second threshold value Th2 by the abnormal control unit 39. ..
  • the control unit 39 since the control unit 39 is in the state immediately before the charging/discharging unit 35 is stopped to charge, the current flowing toward the power storage unit 92 is in the process of gradually decreasing toward 0, and the current value Iout is It is in a state of being smaller than the predetermined threshold Max (upper limit of the predetermined range Ra).
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 determines that the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1 and the current value Iout is smaller than the predetermined threshold value Max and larger than 0 (that is, within the predetermined range Ra). Based on the fact, the cutoff signal is generated (that is, the cutoff signal is changed from the high level H to the low level L). As a result, the communication interface 37B shuts off the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state so as not to be transmitted to the outside.
  • the control unit 39 that is not in a normal state causes the voltage of the power storage unit 92 to be smaller than the predetermined first threshold Th1 (that is, the power storage unit 92 cannot function as a power source for backing up the main power supply 91). However, by erroneously determining that the voltage value Vout has reached the predetermined second threshold value Th2 (that is, the power storage unit 92 can function as a power source for backing up the main power source 91).
  • the control unit 39 causes the charging/discharging unit 35 to stop charging and brings the second conductive path 32 into a non-conducting state, thereby stopping the charging of the power storage unit 92.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 generates the cutoff signal because the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold Th1 and the current value Iout is smaller than the predetermined threshold Max and larger than 0 ( That is, the low level L) is maintained.
  • the control unit 39 that is not in a normal state outputs the first control signal that forms the prohibition signal, thereby causing the input cutoff unit 34 to perform the prohibition operation and perform the first operation.
  • the charging/discharging unit 35 is caused to perform a discharge operation, and a voltage is applied from the power storage unit 92 to the load 94 to be backed up, A load current is passed to the backup target load 94.
  • the voltage value Vout gradually decreases, and the current value Iout also decreases so as to be less than or equal to the predetermined threshold Min (the lower limit of the predetermined range Ra).
  • the current value Iout is less than or equal to the predetermined threshold Min (lower limit of the predetermined range Ra), and the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold Th1.
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 is based on that the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1 and the current value Iout is less than or equal to the predetermined threshold value Min (that is, outside the predetermined range Ra). Then, the cutoff signal is not generated (that is, the cutoff signal is changed from the low level L to the high level H). As a result, the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state is transmitted to the outside without being blocked by the communication interface 37B.
  • Time T25 is a state immediately before the voltage value Vout falls below the predetermined first threshold value Th1 by a predetermined amount, and is a state immediately before the control unit 39 causes the charging/discharging unit 35 to perform the discharge stop operation.
  • the control unit 39 since the control unit 39 is in the state immediately before the discharge stop operation of the charging/discharging unit 35, the magnitude of the current flowing out from the power storage unit 92 is in the process of gradually increasing toward 0, and the current value Iout Is larger than a predetermined threshold Min (lower limit of predetermined range Ra).
  • the cutoff signal generation unit 37A of the signal cutoff unit 37 makes the cutoff signal generated based on the current value Iout being larger than the predetermined threshold value Min and smaller than 0 (that is, within the predetermined range Ra). (That is, the cutoff signal is changed from the high level H to the low level L).
  • the communication interface 37B shuts off the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state so as not to be transmitted to the outside.
  • the control unit 39 that is not in a normal state outputs the second control signal that forms the discharge stop signal, and thus the charging/discharging unit 35. Is stopped to make the second conductive path 32 non-conductive, and the application of the voltage from the power storage unit 92 to the load 94 to be backed up is stopped. In addition, the current value Iout becomes 0 as the voltage application from the power storage unit 92 to the backup target load 94 is stopped.
  • the signal blocking unit 37 of the control device 120 outputs the voltage value Vout to the outside from the control unit 39 when the voltage value Vout is smaller than the predetermined first threshold value Th1 and the current value Iout is within the predetermined range.
  • the control unit 39 outputs the signal (the signal indicating that the control unit 39 is in the normal state) Do not block the signal output to the outside. That is, control device 120 can notify the state of power storage unit 92 to the outside by cutting off the signal output from control unit 39 to the outside, so that the state of power storage unit 92 is transmitted to the outside.
  • the state of the power storage unit 92 can be notified to the outside without newly providing a communication line, a communication port, or the like.
  • the voltage value Vout is shorter than the predetermined first threshold value Th1 and the current value Iout can be kept within the predetermined range, and the period for cutting off the signal output from the control unit 39 to the outside is shortened. be able to.
  • the specifications of the charging/discharging unit 35, the current detection unit 36, the voltage detection unit 38, the control unit 39, and the signal cutoff unit 37 can be made suitable for the specifications of the power storage unit 92. Therefore, the performance of the backup power supply 121 can be further improved.
  • control device 120 of the present configuration and the backup power supply 121 of the present configuration can also satisfactorily notify the state of the power storage unit 92 to the outside while suppressing the cost and size.
  • the current detection unit 36 of the control device 120 of this configuration detects the current flowing through the power storage unit 92 when charging the power storage unit 92.
  • the current detection unit 36 of the control device 120 having this configuration detects the current flowing from the power storage unit 92 when the power storage unit 92 is discharged.
  • control unit 39 when the current flowing from the power storage unit 92 is detected when the power storage unit 92 is discharged, the control unit 39 operates normally and considers that the power storage unit 92 is discharging, and the control unit 39 It can be configured to communicate to the outside, so that the chances of communicating from the control unit 39 to the outside can be further increased.
  • the input cutoff unit performs the allowable operation or the prohibited operation according to the instruction from the control unit.
  • the connection between the main power supply and the backup target load is cut off.
  • the input cutoff unit may monitor the voltage of the first conductive path to determine by itself whether or not the failure state has occurred, and perform the permitting operation or the inhibiting operation based on the determination result.
  • the charging/discharging unit is used to charge and discharge the power storage unit.
  • the charging/discharging unit does not need to be configured by one circuit, and a charging portion and a discharging portion And may be provided separately. Further, as a charging method and a discharging method, a converter, a resistance connection, a direct connection, a switch, or the like may be used as long as the power storage unit can be charged and discharged.
  • the communication interface transmits or blocks the signal indicating that the control unit is in the normal state, but the communication interface may be configured to transmit the communication.
  • the control unit may determine that it is operating normally, and the control unit may communicate with the outside.
  • the voltage detection unit and the current detection unit are provided in the second embodiment, the charging/discharging unit and the power storage unit provided with the functions corresponding to the voltage detecting unit and the current detecting unit are used. Alternatively, the signal generated by the function given to the power storage unit may be used.

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Abstract

コストやサイズを抑えつつ、蓄電部の状態を外部に良好に通知することができる車載用のバックアップ電源制御装置、又は車載用のバックアップ電源を提供する。 制御装置(20)は、主電源(91)が失陥した際にバックアップ対象負荷(94)に蓄電部(92)から電圧を印加する。制御装置(20)は蓄電部(92)の充電、又は蓄電部(92)からの放電をする充放電部(35)と、蓄電部(92)の電圧を検出する電圧検出部(38)と、充放電部(35)の動作を制御する制御部(39)と、電圧検出部(38)が検出した蓄電部(92)の電圧値(Vout)が所定の第1閾値(Th1)よりも小さい場合、制御部(39)の外部へ信号を出力することを遮断する信号遮断部(37)とを備える。

Description

車載用のバックアップ電源制御装置、及び車載用のバックアップ電源
 本発明は、車載用のバックアップ電源制御装置、及び車載用のバックアップ電源に関するものである。
 特許文献1には、2つのコンバータを使い、蓄電部への充電と、バックアップ対象負荷へ給電するバックアップ電源が開示されている。このバックアップ電源は、負荷へ給電するためのコンバータによって、供給電圧を低下させることなく電力の供給行うことができる。
特開2017-70057号公報
 本来、蓄電部への充電が不十分で、蓄電部からバックアップ対象負荷に給電することができない場合、バックアップ対象負荷や、メーター、インジケーター等の表示器に蓄電部が異常な状態であることを通知しなければならないが、蓄電部を充放電する充放電部が単一で故障した場合には蓄電部からバックアップ対象負荷に給電することができないことを外部に通知できなくなる可能性がある。このため、より高い信頼性を求められた場合、そのままではこの課題に対応することができない。また、より高い信頼性を確保するために、部品を追加すると、コストやサイズが増えるおそれがある。
 本発明は上述した事情に基づいてなされたものであり、コストやサイズを抑えつつ、蓄電部の状態を外部に良好に通知することができる車載用のバックアップ電源制御装置、又は車載用のバックアップ電源を提供することを目的とするものである。
 第1の発明の車載用のバックアップ電源制御装置は、
 主電源と蓄電部とを備えた車載用電源システムにおいて、前記主電源が失陥した場合に前記蓄電部からバックアップ対象負荷に電力を供給する制御を行う車載用のバックアップ電源制御装置であって、
 前記蓄電部の充電及び放電を行う充放電部と、
 前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
 当該制御装置の外部に所定信号を出力する制御部と、
 前記電圧検出部が検出した前記充電電圧が所定閾値よりも小さい場合、当該制御装置の外部へ前記所定信号を出力することを遮断する信号遮断部と、
 を備える。
 第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置は、
 主電源と蓄電部とを備えた車載用電源システムにおいて、前記主電源が失陥した場合に前記蓄電部からバックアップ対象負荷に電力を供給する制御を行う車載用のバックアップ電源制御装置であって、
 前記蓄電部の充電及び放電を行う充放電部と、
 前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
 前記蓄電部に流れる電流、又は前記蓄電部から流れる電流の値を検出する電流検出部と、
 当該制御装置の外部に所定信号を出力する制御部と、
 前記電圧検出部が検出した前記充電電圧が所定閾値よりも小さく、且つ前記電流検出部が検出した電流値が所定の電流閾値よりも小さい場合、当該制御装置の外部へ前記所定信号を出力することを遮断する信号遮断部と、
 を備える。
 第3の発明の車載用のバックアップ電源は、
 第1の発明又は第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置と、
 上記蓄電部と、
 を備える。
 第1の発明の車載用のバックアップ電源制御装置は、電圧検出部及び信号遮断部が設けられているため、充電電圧が所定閾値よりも小さい場合に制御装置の外部へ所定信号を出力することを遮断することができる。このようにすれば、充電電圧が所定閾値よりも小さい場合に、所定信号の出力を遮断することができるため、外部では、所定信号が出力されるか否かによって蓄電部の充電電圧の状態を把握できることになる。このように、特別な専用通信線や専用通信ポート等を新たに設けることなく、制御部から所定信号を送信する経路の機能を利用して蓄電部の充電電圧の状態を外部に通知することができる。
 第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置の信号遮断部は、電圧検出部及び信号遮断部が設けられているため、充電電圧が所定閾値よりも小さく且つ電流検出部が検出した電流値が所定の電流閾値よりも小さい場合、制御装置の外部へ所定信号を出力することを遮断することができる。このように、特別な専用通信線や専用通信ポート等を新たに設けることなく、制御部から所定信号を送信する経路の機能を利用して蓄電部の状態を外部に通知することができる。
 第3の発明の車載用のバックアップ電源によれば、第1の発明又は第2の発明と同様の効果が得られる。
 このように、第1の発明、及び第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置、及び第3の発明の車載用のバックアップ電源はコストやサイズを抑えつつ、蓄電部の状態を外部に良好に通知することができる。
実施例1の車載用のバックアップ電源制御装置を例示する回路図である。 実施例1の車載用のバックアップ電源制御装置の制御部が正常状態であるときの電圧検出部の検出電圧値、遮断信号の状態、制御部の通信情報、及び車載用のバックアップ電源制御装置から出力される通信の状態を示すタイムチャートである。 実施例1の車載用のバックアップ電源制御装置の制御部が正常状態でないときの電圧検出部の検出電圧値、遮断信号の状態、制御部の通信情報、及び車載用のバックアップ電源制御装置から出力される通信の状態を示すタイムチャートである。 実施例2の車載用のバックアップ電源制御装置を例示する回路図である。 実施例2の車載用のバックアップ電源制御装置の制御部が正常状態であるときの電圧検出部の検出電圧値、電流検出部の検出電流値、遮断信号の状態、制御部の通信情報、及び車載用のバックアップ電源制御装置から出力される通信の状態を示すタイムチャートである。 実施例2の車載用のバックアップ電源制御装置の制御部が正常状態でないときの電圧検出部の検出電圧値、電流検出部の検出電流値、遮断信号の状態、制御部の通信情報、及び車載用のバックアップ電源制御装置から出力される通信の状態を示すタイムチャートである。
 ここで、本発明の望ましい一例を示す。ただし、本発明は以下の例に限定されない。
 第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置の電流検出部は、充放電部が蓄電部の充電を行う際に蓄電部に流れる充電電流値を検出してもよい。そして、信号遮断部は、電流検出部が検出した充電電流値が電流閾値以上である場合、当該制御装置の外部への所定信号の出力を許容してもよい。
 この構成によれば、充電電流がある程度大きい場合(即ち、その後に充電電圧が更に上昇する可能性が高い場合)には、所定信号を出力することを許容し、充電電圧が大きい場合と同様の扱いとすることができる。
 具体的には、例えば、充電電圧が上記所定閾値よりも低い第2電圧閾値(具体的には、上記所定閾値よりも低く0よりも大きい電圧閾値)以上であって、且つ充電電流値が上記電流閾値以上である場合に、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を許容するように動作してもよい。このようにすれば、充電電圧が上記所定閾値に達してはいないものの第2電圧閾値以上に上昇する可能性が極めて高い場合に、制御装置の外部への所定信号の出力を許容することができる。よって、第2の発明の効果を享受しつつも、充電電圧が一定の基準を超えて上昇する見込みが高いことが担保された場合には、所定信号の出力が制限されすぎることを抑えることができる。この場合、充電電圧が上記第2電圧閾値未満のときには、充電電流値が上記電流閾値以上であっても、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を遮断するように動作してもよい。
 或いは、充電電圧が上記所定閾値よりも低い場合に、充電電流値が上記電流閾値以上であれば、充電電圧の具体的な値に関係なく、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を許容するように動作してもよい。このような構成でも、第2の発明の効果を享受しつつ、充電電圧の上昇が見込まれる場合に、所定信号の出力が制限されすぎることを抑えることができる。
 第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置の電流検出部は、充放電部が蓄電部の放電を行う際に蓄電部から流れる放電電流値を検出してもよい。そして、信号遮断部は、電流検出部が検出した放電電流値が電流閾値以上である場合、当該制御装置の外部への所定信号の出力を許容してもよい。
 この構成によれば、放電電流がある程度大きい場合には、所定信号を出力することを許容し、充電電圧が大きい場合と同様の扱いとすることができる。
 具体的には、例えば、充電電圧が上記所定閾値よりも低い第2電圧閾値(具体的には、上記所定閾値よりも低く0よりも大きい電圧閾値)以上であって、且つ放電電流値が上記電流閾値以上である場合に、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を許容するように動作してもよい。この場合、充電電圧が上記第2電圧閾値未満のときには、放電電流値が上記電流閾値以上であっても、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を遮断するように動作してもよい。
 或いは、充電電圧が上記所定閾値よりも低い場合に、放電電流値が上記電流閾値以上であれば、充電電圧の具体的な値に関係なく、信号遮断部が、制御装置の外部への所定信号の出力を許容するように動作してもよい。
 第1の発明、又は第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置の信号遮断部において、制御部は、当該制御部が正常状態であることを示す信号を所定信号として外部に出力する構成であってもよい。
 この構成によれば、制御部が正常状態であることを示す信号が出力される場合には、蓄電部の充電状況が良好であることを制御装置の外部で把握することができ、制御部が正常状態であることを示す信号が出力されない場合には、蓄電部の充電状況が良好でないことを制御装置の外部で把握することができる。
 第1の発明、又は第2の発明の車載用のバックアップ電源制御装置の信号遮断部は、制御部とは別に蓄電部の状態を判別してもよい。
 この構成によれば、制御部が機能しない場合であっても信号遮断部によって、蓄電部の充電の状態を判別することができる。
 以下、本発明を具体化した実施例1、2について説明する。
 <実施例1>
 先ず、車載用のバックアップ電源制御装置20(以下、制御装置20ともいう)及びバックアップ電源21に関連する構成について説明する。
 図1に示す車載システム10は、車載用の電源システムとして構成されており、主電源91、バックアップ対象負荷94、表示器95、蓄電部92、及び制御装置20などを備えている。バックアップ電源21は制御装置20及び蓄電部92を備えた構成である。
 車載システム10は、主電源91からバックアップ対象負荷94に対して電圧を印加し得る構成をなし、更に、主電源91から蓄電部92に対しても電圧を印加し得る構成をなす。更に、車載システム10は所定時期(例えば主電源91の失陥時など)に蓄電部92からバックアップ対象負荷94に対して電圧を印加し得る構成をなす。
 主電源91は直流電圧を生じる直流電源であり、例えば鉛バッテリー、LiB、オルタネーター、コンバータなどが公知の電源手段が用いられている。主電源91には高電位側の端子と低電位側の端子が設けられ、高電位側の端子は第1導電路31に電気的に接続され、低電位側の端子は例えばグラウンドに電気的に接続されている。主電源91は、第1導電路31に対して所定の出力電圧を印加する構成をなしている。なお、第1導電路31には、図示しない発電機が電気的に接続されており、主電源91は発電機からの発電電力によって充電され得る。
 バックアップ対象負荷94は、公知の車載用電子部品であり、例えば、電動部品、ECU、ADAS対象部品等、主電源91の失陥時にバックアップ電源21による一時的な電力供給を必要とする製品が適用対象となる。バックアップ対象負荷94は第1導電路31に電気的に接続されている。
 表示器95は、例えば、メーターやインジケーター等であり、ユーザーに制御装置20の状態を通知し得る機器で構成されている。表示器95は後述する通信I/F37B(以下、通信インターフェース37Bともいう)を介して後述する制御部39が正常状態であることを示す信号が入力されると、制御部39が正常状態であることを表示してユーザーに通知する。
 蓄電部92は、直流電圧を出力する直流電源であり、例えばEDLC、LiC、コンデンサ、鉛バッテリー、LiB等の電力を蓄え得る部品によって構成されている。蓄電部92の一方の端子(高電位側端子)は第2導電路32に電気的に接続され、所定の出力電圧が印加されており、他方の端子(低電位側端子)はグラウンドに電気的に接続され、所定電位(例えば0V)に保たれている。蓄電部92は、入力遮断部34が許容動作し、充放電部35が充電動作しているときに第1導電路31及び第2導電路32を介して主電源91から充電電流が供給されることで充電がなされる。
 蓄電部92は、主電源91をバックアップする電源として機能させることができる。例えば、入力遮断部34が禁止動作しているときに第1導電路31が非導通状態となり主電源91からバックアップ対象負荷94に対して電圧が印加されていない状況であっても、充放電部35が放電動作していれば蓄電部92からバックアップ対象負荷94に電圧を印加することができ、バックアップ対象負荷94に対して負荷電流を流すことができる。
 制御装置20は、第1導電路31、入力遮断部34、第2導電路32、充放電部35、電圧検出部38、制御部39、及び信号遮断部37を有している。
 第1導電路31は、主電源91とバックアップ対象負荷94との間の電力の経路となる導電路であり、主電源91及びバックアップ対象負荷94のそれぞれに電気的に接続されている。
 入力遮断部34は、第1導電路31と第2導電路32とが接続される接続部33と主電源91との間に設けられ、主電源91と接続部33との間を、双方向の通電を遮断する非導通状態と、電流が流れ得る(通電する)導通状態とに切り替える機能を有する。
 入力遮断部34は、例えば、FET、トランジスタ、リレーなどの回路接続を遮断し得るもの、及び必要に応じて電圧の不足などの電位差を検出して制御信号を生成できる回路、及び部品で構成され得る。入力遮断部34は、後述する制御部39から与えられる第1制御信号によって制御されるようになっている。具体的には、入力遮断部34は、制御部39から許容信号をなす第1制御信号が与えられることで許容動作し、第1導電路31を導通状態にする。入力遮断部34は、制御部39から禁止信号をなす第1制御信号が与えられることで禁止動作し、第1導電路31を非導通状態にする。
 入力遮断部34は、許容動作によって第1導電路31を導通状態に切り替え、これにより、第1導電路31を介して主電源91からバックアップ対象負荷94に電圧を印加することができる。第1導電路31は主電源91からバックアップ対象負荷94に対して負荷電流を流すときの電流経路として機能する。また、入力遮断部34は、禁止動作によって第1導電路31を非導通状態に切り替えると、主電源91からバックアップ対象負荷94への電圧の印加を停止する。
 第2導電路32は、第1導電路31及び蓄電部92に電気的に接続されている。第2導電路32は、主電源91から蓄電部92に充電電流を流すときの電流経路として機能し、蓄電部92からバックアップ対象負荷94へと放電電流を流すときの電流経路としても機能する。
 充放電部35は、例えば、コンバータ、抵抗、FET、ダイオードなど、蓄電部92を充電、放電し得る回路、及び部品等で構成され得る。充放電部35は、より具体的には、昇降圧型DCDCコンバータ等の公知の電圧変換回路として構成されている。充放電部35は、主電源91と蓄電部92との間に介在し、主電源91から供給された電力によって蓄電部92を充電する充電部として機能する。また、充放電部35は、蓄電部92とバックアップ対象負荷94との間に介在し、蓄電部92を放電させてバックアップ対象負荷94側に電力供給する放電部として機能する。
 充放電部35は、制御部39によって、主電源91からの電力に基づいて蓄電部92を充電する充電動作と、蓄電部92の充電を停止させる充電停止動作と、蓄電部92を放電させる放電動作と、蓄電部92の放電を停止させる放電停止動作と、が制御される。充放電部35は制御部39から与えられる第2制御信号によって制御されるようになっており、充電信号をなす第2制御信号が与えられることで充電動作を行い、充電停止信号をなす第2制御信号が与えられることで充電停止動作を行い、放電信号をなす第2制御信号が与えられることで放電動作を行い、放電停止信号をなす第2制御信号が与えられることで放電停止動作を行う。
 充放電部35は、充電信号をなす第2制御信号が与えられている場合、主電源91から第1導電路31、入力遮断部34を介して入力される電源電圧を降圧する電圧変換動作を行い、その降圧した電圧を、第2導電路32を介して蓄電部92に印加する。充放電部35は、充電停止信号をなす第2制御信号が与えられている場合、上述した充電動作を停止して、第2導電路32を非導通状態とする。
 充放電部35は、放電信号をなす第2制御信号が与えられている場合、第2導電路32に印加された入力電圧(蓄電部92からの出力電圧)に基づき、第1導電路31に向けて決定された目標電圧を出力する放電動作を行う。充放電部35は、放電停止信号をなす第2制御信号が与えられている場合、上述した放電動作を停止して、第2導電路32を非導通状態とする。
 電圧検出部38は、第2導電路32における充放電部35と蓄電部92の間の位置の電圧値Voutを特定し得る値(具体的には、この位置の電圧の大きさに対応する電圧値)を出力する構成をなす。つまり、電圧検出部38は蓄電部92の電圧を検出する。電圧検出部38は、例えば、電圧を検出し、任意の電圧レベルに変換するための回路、及び部品で構成され、充放電部35と蓄電部92の間の位置の電圧値Voutそのもの、あるいは電圧値Voutを分圧回路によって分圧した値などを検出値(電圧値Voutを特定し得る値)として出力する。
 制御部39は、例えば、マイコンやFPGA等の制御を行い得る回路、及び部品等で構成される。制御部39は、入力遮断部34に対し第1制御信号を与えることによって、入力遮断部34を許容動作又は禁止動作のうちの任意の動作を行わせることができる。制御部39は、充放電部35に第2制御信号を与えることによって、充放電部35に対し、充電動作、充電停止動作、放電動作、及び放電停止動作のうちの任意の動作を行わせることができる。制御部39は後述する通信インターフェース37Bを介して自身の状態が正常状態であることを示す信号を外部に送信して通知することができる。
 信号遮断部37は、遮断信号生成部37A、及び通信インターフェース37Bを有している。
 遮断信号生成部37Aは、例えば、電圧検出部38によって検出された蓄電部92の電圧値Vout(以下、電圧値Voutともいう)に基づいて通信インターフェース37Bを制御する遮断信号を生成し得る回路、及び部品で構成される。遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1(所定閾値)より小さい場合、遮断信号を生成し、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上である場合、遮断信号を生成しない。遮断信号はローレベルL又はハイレベルHのいずれかの状態に変化し、ローレベルLのとき、遮断信号が生成された状態であり、ハイレベルHのとき遮断信号が生成されていない状態である。
 通信インターフェース37Bは、例えば、通信用の信号を出力し得る回路、及び部品で構成される。通信インターフェース37Bは制御部39の状態が正常状態であることを示す信号を外部に送信し得る構成とされている。通信インターフェース37Bは、生成された遮断信号(すなわち、ローレベルL)が入力されると制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信することを遮断し、遮断信号が生成されていない(すなわちハイレベルH)と制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信することを遮断しない。
 次に、制御装置20の動作について説明する。
 制御装置20は通常時に主電源91からバックアップ対象負荷94に電圧を印加する。制御装置20は主電源91を使用することができない異常時に主電源91のバックアップとして蓄電部92からバックアップ対象負荷94に電圧を印加する。以下、制御装置20の動作を具体的に説明する。
 制御部39が正常状態である場合、充放電部35に向けて充電信号をなす第2制御信号を出力する。これにより、充放電部35が充電動作を行うように充放電部35を制御する。こうして制御装置20は蓄電部92の充電を行う。蓄電部92の充電が進み蓄電部92の電圧が上昇する。蓄電部92の電圧が、主電源91の失陥等によりバックアップ動作を求められたときに蓄えておくべき電力が蓄えられていると判断できる電圧に達した(所定の第1閾値Th1以上になった)場合、制御部39は充放電部35に向けて充電停止信号をなす第2制御信号を出力することで、充放電部35が充電停止動作を行うように充放電部35を制御する。そして、制御部39はバックアップ対象負荷94、又は表示器95と通信を行い、制御部39が正常状態であることを示す信号を出力して制御部39が正常状態であることを通知し、ユーザーに蓄電部92が正常に動作し得ることを通知する。
 また、制御部39が正常状態でなく、想定した蓄電部92の電圧(すなわち、バックアップ動作を求められたときに蓄えておくべき電力が蓄えられていると判断できる電圧(所定の第1閾値Th1))になるまで蓄電部92の充電ができていないにも関わらず蓄電部92の充電を終了した場合、信号遮断部37でバックアップ対象負荷94、又は表示器95との通信を遮断することによって、蓄電部92が主電源91のバックアップをすることができない状態であることをユーザーに通知する。このとき、制御部39が正常状態であることを示す信号を出力しているか否かに関わらず信号遮断部37は制御部39から外部への信号の出力を遮断する。
 また、何らかの要因により、蓄電部92に蓄えた電力が放出され、蓄電部92の電圧が、主電源91の失陥等によりバックアップ動作を求められたときに蓄えておくべき電力が蓄えられていると判断できる電圧を下回った(所定の第1閾値Th1より小さい)場合、信号遮断部37は制御部39とバックアップ対象負荷94、又は表示器95に制御部39が正常状態であることを示す信号を出力しないように遮断し、蓄電部92が主電源91のバックアップをし得ない状態であることをユーザーに通知する。
 本構成では、制御装置20が搭載される車両内に設けられた図示しないイグニッションスイッチがオフ状態のときには、外部ECUから制御部39に対してイグニッションスイッチがオフ状態であることを示すIGオフ信号が入力され、イグニッションスイッチがオン状態のときには、外部ECUから制御部39に対してイグニッションスイッチがオン状態であることを示すIGオン信号が入力されるようになっている。
 車両動作停止時(イグニッションスイッチのオフ動作時)には、例えば制御部39から入力遮断部34に禁止信号をなす第1制御信号が入力され、充放電部35に充電停止信号をなす第2制御信号が入力され、入力遮断部34が禁止動作し、充放電部35が充電停止動作することによって第1導電路31、及び第2導電路32が非導通状態で維持される。
 イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に変化した場合、制御部39は、入力遮断部34に対して許容信号をなす第1制御信号を出力する。このような第1制御信号の出力に応じて、入力遮断部34は、第1導電路31を非導通状態から導通状態に切り替える許容動作をし、入力遮断部34が第1導電路31を導通状態にすると、主電源91からバックアップ対象負荷94に対して電流が供給される。
 制御部39は、入力遮断部34及び充放電部35における電流や電圧の状態に基づいて入力遮断部34及び充放電部35の動作状態を監視し得る構成とされており、これらの電流及び電圧の状態に応じて入力遮断部34及び充放電部35の動作を定め得る。また、制御部39はこれらの電流及び電圧の状態によって、蓄電部92の状態を判別し得る構成とされている。
 次に、図2を参照し、制御部39が正常状態のときの動作の一例を説明する。
 図2の例では、時間T1よりも前(図における左側)の時間帯は、例えば、イグニッションスイッチがオフ状態である時間帯である。このとき、電圧値Voutは所定の第1閾値Th1よりも小さい状態である。また、遮断信号は生成された状態(すなわち、ローレベルL)である。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
 時間T1では、例えば、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わり、制御部39はこの切り替わりを検知して、許容信号をなす第1制御信号を出力することによって、入力遮断部34を許容動作させ第1導電路31を導通状態にし、充電信号をなす第2制御信号を出力することによって、充放電部35を充電動作させて、主電源91からバックアップ対象負荷94に電圧を印加すると共に、主電源91から蓄電部92に電圧を印加し、蓄電部92の充電を開始する。これにより、電圧値Voutは徐々に上昇する。つまり、充放電部35は蓄電部92を充電する。
 時間T2は電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上になった状態である。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上であることに基づいて、遮断信号をローレベルLからハイレベルHに変化させ、遮断信号を生成しない状態にする。これにより、制御部39の正常状態であることを示す信号は通信インターフェース37Bによって遮断されずに外部に送信される。
 時間T3では、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上であり所定の第2閾値Th2に到達したことに基づいて、制御部39が充電停止信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を充電停止動作させ、第2導電路32を非導通状態にすることによって、蓄電部92の充電を停止させる。
 時間T4では、例えば、主電源91が失陥したことに基づいて、制御部39が禁止信号をなす第1制御信号を出力することによって入力遮断部34を禁止動作させて第1導電路31を非導通状態とすると共に、放電信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を放電動作させて、蓄電部92からバックアップ対象負荷94に電圧を印加して、バックアップ対象負荷94に対して負荷電流を流す。これにより、電圧値Voutは徐々に小さくなる。
 時間T5は、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さくなった状態である。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さくなったことに基づいて、遮断信号をハイレベルHからローレベルLに変化させ、遮断信号を生成した状態にする。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39の正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
 時間T6では、例えば、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より所定の量、下回ったところで、制御部39が放電停止信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を放電停止動作させて、第2導電路32を非導通状態にすることによって、蓄電部92からバックアップ対象負荷94への電圧の印加を停止する。
 次に、図3を参照し、制御部39が正常状態でないときの動作の一例を説明する。"制御部39が正常状態でない"とは、制御部39が蓄電部92の電圧を実際の電圧よりも高く判別してしまう状態等である。この場合、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さい状態(すなわち、蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができない状態)であっても、制御部39は蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能し得る状態であると誤った判別をしてしまうことになる。なお、制御部39は正常状態であることを示す信号を出力している状態である。
 図3の例では、時間T7よりも前(図における左側)の時間帯は、図2における時間T1よりも前の時間帯と同じ状態であり、イグニッションスイッチがオフ状態である時間帯である。このとき、電圧値Voutは所定の第1閾値Th1よりも小さい。また、遮断信号は生成された状態(すなわち、ローレベルL)である。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39の正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
 時間T7では、例えば、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わり、制御部39はこの切り替わりを検知して、許容信号をなす第1制御信号を出力することによって入力遮断部34を許容動作させ第1導電路31を導通状態にし、充電信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を充電動作させて、主電源91からバックアップ対象負荷94に電圧を印加すると共に、主電源91から蓄電部92に電圧を印加し、蓄電部92の充電を開始する。これにより、電圧値Voutは徐々に上昇する。
 時間T8は、正常状態でない制御部39によって、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さい状態(すなわち、蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができない状態)であっても、蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができる状態であると誤った判別をすることによって、電圧値Voutが所定の第2閾値Th2に到達していないにも関わらず、制御部39が充電停止信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を充電停止動作させ、第2導電路32を非導通状態にすることによって、蓄電部92の充電を停止させる。
 このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さいため、遮断信号を生成した状態(すなわち、ローレベルL)を維持する。
 時間T9では、例えば、主電源91が失陥したことを制御部39が検出することに基づいて、正常状態でない制御部39が禁止信号をなす第1制御信号を出力することによって入力遮断部34を禁止動作させて第1導電路31を非導通状態とすると共に、放電信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を放電動作させて、蓄電部92からバックアップ対象負荷94に電圧を印加して、バックアップ対象負荷94に対して負荷電流を流す。これにより、電圧値Voutは徐々に小さくなる。
 時間T10では、例えば、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より所定の量、下回ったところで、正常状態でない制御部39が放電停止信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を放電停止動作させ、第2導電路32を非導通状態にすることによって、蓄電部92からバックアップ対象負荷94への電圧の印加を停止する。
 図3において、遮断信号は期間の全体にわたり生成された状態(すなわち、ローレベルL)である。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態でない場合であっても、制御部39から外部への通信を遮断することによって、蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができない状態であることを外部に通知する。つまり、信号遮断部37は制御部39とは別に蓄電部92の状態を判別する。
 以下、本構成の効果を例示する。
 本構成の制御装置20によれば、信号遮断部37によって、電圧検出部38が検出した蓄電部92の電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さい場合、制御部39から外部に出力する信号を遮断し、電圧検出部38が検出した蓄電部92の電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上である場合、制御部39から外部に出力する信号を遮断しない。
 つまり、制御装置20は、制御部39から外部に出力する信号を遮断することによって蓄電部92の状態を外部に通知することができるため、蓄電部92の状態を外部に信号を送信するための通信線や通信ポート等を新たに設けることなく蓄電部92の状態を外部に通知することができる。
 本構成のバックアップ電源21によれば、充放電部35、電圧検出部38、制御部39、及び信号遮断部37の仕様を蓄電部92の仕様に適した仕様とすることができ、これにより、バックアップ電源21としての性能をより向上させることができる。
 よって、本構成の制御装置20、及び本構成のバックアップ電源21はコストやサイズを抑えつつ、蓄電部92の状態を外部に良好に通知することができる。
 本構成の制御装置20の信号遮断部37は、制御部39が正常状態であることを外部に通知することを遮断する遮断信号を生成する。
 この構成によれば、制御部39が正常状態であることを外部に通知することを遮断信号で遮断することによって、蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができる状態でないことを外部に通知することになる。蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができる状態でないことは、制御部39が正常状態であることよりも重大である。つまり、制御部39が正常状態であることを外部に通知することを遮断して、重大な情報を優先して外部に通知することができる。
 本構成の制御装置20の信号遮断部37は、制御部39とは別に蓄電部92の状態を判別する。
 この構成によれば、制御部39が機能しない場合であっても信号遮断部37によって、蓄電部92の充電の状態を判別することができる。
 <実施例2>
 実施例2の制御装置120を用いた車載システム100を図4に示す。車載システム100、制御装置120、及びバックアップ電源121は、電流検出部36が蓄電部92と充放電部35との間の第2導電路32に設けられている点が実施例1の車載システム10、制御装置20、及びバックアップ電源21の回路構成と異なり、他の回路構成は実施例1と同一である。よって、実施例2の車載システム100、制御装置120、及びバックアップ電源121において、実施例1と同一の構成をなす部分については実施例1と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
 実施例2の制御装置120、及びバックアップ電源121は、実施例1の制御装置20、及びバックアップ電源21の機能を全て含み、実施例1の説明で上述した制御を全て実施し得る。
 電流検出部36は、第2導電路32の充放電部35と蓄電部92との間の位置に設けられている。電流検出部36は公知の電流検出回路として構成され、第2導電路32を流れる電流の電流値を特定し得る値(具体的には、第2導電路32を流れる電流の大きさに対応する電圧値)を出力する構成をなす。電流検出部36は、例えば、第2導電路32を流れる電流を検出し、任意の電圧レベルに変換するための回路、及び部品で構成される。つまり、電流検出部36は、蓄電部92を充電する際に第2導電路32を蓄電部92に流れる電流、又は蓄電部92から放電する際に第2導電路32を蓄電部92から流れる電流を検出する。
 遮断信号生成部37Aは、例えば、電圧値Vout、及び電流検出部36が検出した第2導電路32を流れる電流の電流値を特定し得る値Iout(以下、電流値Ioutともいう)に基づいて通信インターフェース37Bを制御する遮断信号を生成し得る回路、及び部品で構成される。遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定範囲Ra内である場合、遮断信号を生成し、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定範囲Ra外である場合、遮断信号を生成しない(図5参照。)。
 次に、制御装置120の動作について説明する。
 制御装置120は、通常時に主電源91を用いる。車両動作停止時(イグニッションスイッチのオフ動作時)には、制御部39から入力遮断部34に禁止信号をなす第1制御信号が入力され、充放電部35に充電停止信号をなす第2制御信号が入力され、入力遮断部34が禁止動作し、充放電部35が充電停止動作することによって第1導電路31、及び第2導電路32が非導通状態で維持される。そして、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に変化した場合、制御部39は、入力遮断部34に対して許容信号をなす第1制御信号を出力する。このような第1制御信号の出力に応じて、入力遮断部34が許容動作することによって第1導電路31が導通状態になり、主電源91からバックアップ対象負荷94に対して電流が供給される。
 制御部39は、入力遮断部34及び充放電部35における電流や電圧の状態に基づいて入力遮断部34及び充放電部35の動作状態を監視し得る構成とされており、これらの電流及び電圧の状態に応じて入力遮断部34及び充放電部35の動作を定め得る。また、制御部39はこれらの電流及び電圧の状態によって、蓄電部92の状態を判別し得る構成とされている。
 次に、図5を参照し、制御部39が正常状態のときの動作の一例を説明する。
 図5の例では、時間T11よりも前(図における左側)の時間帯は、例えば、イグニッション信号がオフ状態であり、電圧値Voutは所定の第1閾値Th1よりも小さい状態である。また、遮断信号は生成された状態である(すなわち、ローレベルL)。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。電流値Ioutは0である。
 時間T11では、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わり、制御部39はこの切り替わりを検知して、許容信号をなす第1制御信号を出力することによって、入力遮断部34を許容動作させ第1導電路31を導通状態にし、充電信号をなす第2制御信号を出力することによって、充放電部35を充電動作させて、主電源91からバックアップ対象負荷94に電圧を印加すると共に、主電源91から蓄電部92に電圧を印加し、蓄電部92の充電を開始する。これにより、電圧値Voutは徐々に上昇し、電流値Ioutも所定閾値Max(所定範囲Raの上限)以上になるように上昇する。範囲Raは、0Aを中心にして、正の方向(0Aより上側であり蓄電部92に向けて電流が流れる方向)における所定閾値Max、から負の方向(0Aより下側であり蓄電部92から電流が流れ出る方向)における所定閾値Minの間である。例えば、所定閾値Max(所定範囲Raの上限)は2Aであり、所定閾値Min(所定範囲Raの下限)は-2Aである。
 時間T12は、電流値Ioutが所定閾値Max(所定範囲Raの上限)以上であり、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さい状態である。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定閾値Max以上(すなわち、所定範囲Ra外)であることに基づいて、遮断信号を生成しない状態にする(すなわち、遮断信号をローレベルLからハイレベルHに変化させる。)。これにより、制御部39が正常状態であることを示す信号は通信インターフェース37Bによって遮断されずに外部に送信される。
 時間T13では、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上になる。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、遮断信号を生成しない状態(すなわち、ハイレベルH)を維持する。
 時間T14では、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1以上であり所定の第2閾値Th2に到達したことに基づいて、制御部39が充電停止信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を充電停止動作させ、第2導電路32を非導通状態にすることによって、蓄電部92の充電を停止させる。また、蓄電部92の充電を停止させることに伴い、電流値Ioutは0になる。
 時間T15では、例えば、主電源91が失陥したことに基づいて、制御部39が禁止信号をなす第1制御信号を出力することによって入力遮断部34を禁止動作させて第1導電路31を非導通状態とすると共に、放電信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を放電動作させて、蓄電部92からバックアップ対象負荷94に電圧を印加して、バックアップ対象負荷94に対して負荷電流を流す。また、バックアップ対象負荷94に対して負荷電流を流すことに伴い、電流値Ioutは所定閾値Min(所定範囲Raの下限)以下になるように小さくなる。
 時間T16は、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さくなった状態である。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、遮断信号を生成しない状態(すなわち、ハイレベルH)を維持する。
 時間T17は、電流値Ioutが所定閾値Minより大きく0より小さく(すなわち、所定範囲Ra内)、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さい状態である。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定閾値Minより大きく0より小さい(すなわち、所定範囲Ra内)であることに基づいて、遮断信号を生成した状態にする(すなわち、遮断信号をハイレベルHからローレベルLに変化させる。)。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
 時間T18では、例えば、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より所定の量、下回ったところで、制御部39が放電停止信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を放電停止動作させ、第2導電路32を非導通状態にすることによって、蓄電部92からバックアップ対象負荷94への電圧の印加を停止する。また、蓄電部92からバックアップ対象負荷94への電圧の印加を停止することに伴い、電流値Ioutは0になる。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、遮断信号を生成した状態(すなわち、ローレベルL)を維持する。
 次に、図6を参照し、制御部39が正常状態でないときの動作の一例を説明する。なお、制御部39は正常状態であることを示す信号が出力されている状態である。
 図6の例では、時間T19よりも前(図における左側)の時間帯は、図5における時間T11よりも前の時間帯と同じ状態である。
 時間T19では、イグニッションスイッチがオフ状態からオン状態に切り替わり、制御部39はこの切り替わりを検知して、許容信号をなす第1制御信号を出力することによって入力遮断部34を許容動作させ第1導電路31を導通状態にし、充電信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を充電動作させて、主電源91からバックアップ対象負荷94に電圧を印加すると共に、主電源91から蓄電部92に電圧を印加し、蓄電部92の充電を開始する。これにより、電圧値Voutは徐々に上昇し、電流値Ioutも所定閾値Max(所定範囲Raの上限側)以上になるように上昇する。
 時間T20は、電流値Ioutが所定閾値Max(所定範囲Raの上限)以上であり、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さい状態である。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定閾値Max以上であることに基づいて、遮断信号を生成しない状態にする(すなわち、遮断信号をローレベルLからハイレベルHに変化させる。)。これにより、制御部39が正常状態であることを示す信号は通信インターフェース37Bによって遮断されずに外部に送信される。
 時間T21は、正常状態でない制御部39によって、電圧値Voutが所定の第2閾値Th2に到達していないにも関わらず、制御部39が充放電部35を充電停止動作させる直前の状態である。このとき、制御部39が充放電部35を充電停止動作させる直前の状態であるため、蓄電部92に向けて流れる電流は0に向けて徐々に小さくなる途中の状態であり、電流値Ioutが所定閾値Max(所定範囲Raの上限)より小さくなった状態である。
 このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定閾値Maxより小さく0より大きい(すなわち、所定範囲Ra内)であることに基づいて、遮断信号を生成した状態にする(すなわち、遮断信号をハイレベルHからローレベルLに変化させる。)。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
 時間T22は、正常状態でない制御部39によって、蓄電部92の電圧が所定の第1閾値Th1よりも小さい状態(すなわち、蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができない状態)であっても、電圧値Voutが所定の第2閾値Th2に到達した(すなわち、蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができる状態である)と誤った判別をすることによって、制御部39が充放電部35を充電停止動作させ、第2導電路32を非導通状態にすることによって、蓄電部92の充電を停止させる。
 このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定閾値Maxより小さく0より大きいため、遮断信号を生成した状態(すなわち、ローレベルL)を維持する。
 時間T23では、例えば、主電源91が失陥したことに基づいて、正常状態でない制御部39が禁止信号をなす第1制御信号を出力することによって、入力遮断部34を禁止動作させて第1導電路31を非導通状態とすると共に、放電信号をなす第2制御信号を出力することによって、充放電部35を放電動作させて、蓄電部92からバックアップ対象負荷94に電圧を印加して、バックアップ対象負荷94に対して負荷電流を流す。これにより、電圧値Voutは徐々に小さくなり、電流値Ioutも所定閾値Min(所定範囲Raの下限)以下になるように小さくなる。
 時間T24は、電流値Ioutが所定閾値Min(所定範囲Raの下限)以下であり、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さい状態である。このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より小さく、且つ電流値Ioutが所定閾値Min以下(すなわち、所定範囲Ra外)であることに基づいて、遮断信号を生成しない状態にする(すなわち、遮断信号をローレベルLからハイレベルHに変化させる。)。これにより、制御部39が正常状態であることを示す信号は通信インターフェース37Bによって遮断されずに外部に送信される。
 時間T25は、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より所定の量、下回る直前の状態であり、制御部39が充放電部35を放電停止動作させる直前の状態である。このとき、制御部39が充放電部35を放電停止動作させる直前の状態であるため、蓄電部92から流れ出る電流の大きさは0に向けて徐々に大きくなる途中の状態であり、電流値Ioutが所定閾値Min(所定範囲Raの下限)より大きくなった状態である。
 このとき、信号遮断部37の遮断信号生成部37Aは、電流値Ioutが所定閾値Minより大きく0より小さい(すなわち、所定範囲Ra内)であることに基づいて、遮断信号を生成した状態にする(すなわち、遮断信号をハイレベルHからローレベルLに変化させる。)。これにより、通信インターフェース37Bは制御部39が正常状態であることを示す信号を外部に送信しないように遮断する。
 時間T26では、例えば、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1より所定の量、下回ったところで、正常状態でない制御部39が放電停止信号をなす第2制御信号を出力することによって充放電部35を放電停止動作させて第2導電路32を非導通状態にし、蓄電部92からバックアップ対象負荷94への電圧の印加を停止する。また、蓄電部92からバックアップ対象負荷94への電圧の印加を停止することに伴い、電流値Ioutは0になる。
 以下、本構成の効果を例示する。
 本構成によれば、制御装置120の信号遮断部37は、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さく、且つ電流値Ioutが所定範囲内である場合、制御部39から外部に出力される信号(制御部39が正常状態であることを示す信号)を遮断し、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さく、且つ電流値Ioutが所定範囲外である場合、制御部39から外部に出力される信号を遮断しない。
 つまり、制御装置120は、制御部39から外部に出力される信号を遮断することによって蓄電部92の状態を外部に通知することができるため、蓄電部92の状態を外部に信号を送信するための通信線や通信ポート等を新たに設けることなく蓄電部92の状態を外部に通知することができる。また、制御部39から外部に出力される信号を遮断する期間を電圧値Voutが所定の第1閾値Th1よりも小さく、且つ電流値Ioutを所定範囲内に留めることができ、より短時間にすることができる。
 本構成のバックアップ電源121によれば、充放電部35、電流検出部36、電圧検出部38、制御部39、及び信号遮断部37の仕様を蓄電部92の仕様に適した仕様とすることができ、これにより、バックアップ電源121としての性能をより向上させることができる。
 よって、本構成の制御装置120、及び本構成のバックアップ電源121もコストやサイズを抑えつつ、蓄電部92の状態を外部に良好に通知することができる。
 本構成の制御装置120の電流検出部36は、蓄電部92を充電する際に蓄電部92に流れる電流を検出する。
 この構成によれば、蓄電部92を充電する際に蓄電部92に流れる電流を検出することによって、蓄電部92が充電され、電圧値Voutが所定の第1閾値Th1になり、蓄電部92が主電源91をバックアップする電源として機能することができる状態になると予測した制御をすることができる。
 本構成の制御装置120の電流検出部36は、蓄電部92から放電する際に蓄電部92から流れる電流を検出する。
 この構成によれば、蓄電部92から放電する際に蓄電部92から流れる電流を検出した場合、制御部39が正常に動作し、蓄電部92から放電させているものとして捉え、制御部39から外部へ通信する構成とすることができ、これにより、制御部39から外部へ通信する機会をより増やすことができる。
 <他の実施例>
 本発明は上記記述及び図面によって説明した実施例1、2に限定されるものではなく、例えば次のような実施例も本発明の技術的範囲に含まれる。
(1)実施例1、2では、入力遮断部が制御部からの指示に応じて許容動作又は禁止動作を行うようにしたが、電源失陥時に主電源とバックアップ対象負荷の接続を遮断する構成とすれば、入力遮断部を制御部から制御する必要はなく、既知の技術を用いた構成とすることができる。例えば、入力遮断部は、第1導電路の電圧を監視して失陥状態となったか否かを自身で判断し、その判断結果に基づき許容動作又は禁止動作を行うようにしてもよい。
(2)実施例1、2では、充放電部を用い、蓄電部の充電、及び放電を行っているが、充放電部を一つの回路で構成する必要はなく、充電する部分と放電する部分とをそれぞれ別に設けてもよい。また、充電方法、放電方法の手段としてコンバータ、抵抗接続、直接続、スイッチ等、蓄電部に対して充電及び放電ができる構成であればよい。
(3)実施例1、2では通信インターフェースは制御部が正常状態であることを示す信号を送信又は遮断しているが、通信インターフェースは通信を送信する構成としてもよい。
(4)遮断信号生成部に電流値等の電流検出信号を入力し、蓄電部の充電又は放電の少なくともいずれかを行い、電流検出信号の状態が、電流が流れていることを示す状態のとき、制御部が正常に動作できていると判断し、制御部から外部へ通信し得る構成としてもよい。
(5)実施例2では電圧検出部、及び電流検出部を設けているが、電圧検出部、及び電流検出部に相当する機能が付与された充放電部及び蓄電部を用い、充放電部、及び蓄電部に付与された機能で生成された信号を使用してもよい。
 20,120…車載用のバックアップ電源制御装置
 21,121…バックアップ電源
 35…充放電部
 36…電流検出部
 37…信号遮断部
 38…電圧検出部
 39…制御部

Claims (4)

  1.  主電源と蓄電部とを備えた車載用電源システムにおいて、前記主電源が失陥した場合に前記蓄電部からバックアップ対象負荷に電力を供給する制御を行う車載用のバックアップ電源制御装置であって、
     前記蓄電部の充電及び放電を行う充放電部と、
     前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
     当該制御装置の外部に所定信号を出力する制御部と、
     前記電圧検出部が検出した前記充電電圧が所定閾値よりも小さい場合、当該制御装置の外部へ前記所定信号を出力することを遮断する信号遮断部と、
     を備える車載用のバックアップ電源制御装置。
  2.  主電源と蓄電部とを備えた車載用電源システムにおいて、前記主電源が失陥した場合に前記蓄電部からバックアップ対象負荷に電力を供給する制御を行う車載用のバックアップ電源制御装置であって、
     前記蓄電部の充電及び放電を行う充放電部と、
     前記蓄電部の充電電圧を検出する電圧検出部と、
     前記蓄電部に流れる電流、又は前記蓄電部から流れる電流の値を検出する電流検出部と、
     当該制御装置の外部に所定信号を出力する制御部と、
     前記電圧検出部が検出した前記充電電圧が所定閾値よりも小さく、且つ前記電流検出部が検出した電流値が所定の電流閾値よりも小さい場合、当該制御装置の外部へ前記所定信号を出力することを遮断する信号遮断部と、
     を備える車載用のバックアップ電源制御装置。
  3.  前記制御部は、当該制御部が正常状態であることを示す信号を前記所定信号として外部に出力する請求項1又は2の車載用のバックアップ電源制御装置。
  4.  請求項1乃至3のいずれか1項の車載用のバックアップ電源制御装置と、
     前記蓄電部と、
     を備える車載用のバックアップ電源。
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