CN110073568A - 车载用电源装置 - Google Patents

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Sumitomo Wiring Systems Ltd
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Abstract

提供能可靠地检测外部电源的连接并且将基于外部电源的供给电压升压而进行蓄电部的充电的车载用电源装置。车载用电源装置(1)具有：外部端子(P3)，成为连接来自外部电源(Bp)的电力供给路径(Lp)时的连接对象部位；检测部(30)，对在外部端子(P3)连接了电力供给路径(Lp)进行检测；及供电电路部(40)，至少在外部端子(P3)连接有电力供给路径(Lp)的情况下，允许电流从外部端子(P3)侧向第二导电路径(22)侧流动。控制部(10A)控制电压变换部(12)的降压动作及升压动作，在检测部(30)检测到外部端子(P3)与电力供给路径(Lp)的连接的情况下，使电压变换部(12)进行升压动作。

Description

车载用电源装置
技术领域
本发明涉及车载用电源装置。
背景技术
作为车载用***，已知向低压***和高压***两个***供给电力的***，作为与该***相关的技术提出有专利文献1那样的技术。在专利文献1中公开的供电电路形成为如下的结构：在高电压直流电源与低电压用负载之间作为电压降低用的DC-DC转换器而设置有小容量DC-DC转换器及大容量DC-DC转换器，并按照需要供给的电力来切换使用转换器。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-204137号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
如专利文献1，在向低压***和高压***两个***供给电力的***中，如果在高压***设置蓄电部，将该高压***的蓄电部的输出降压并能够用于低压***的负载，则能够降低低压***的蓄电部的必要性或不需要低压***的蓄电部，能够减少低压***的蓄电部或使低压***的蓄电部小型化。例如，如果能够通过高压***的蓄电部的电力使起动器动作，则在发动机启动时不需要低压***的蓄电部，所以容易省略低压***的蓄电部或使低压***的蓄电部小型化。
但是，在这样依赖高压***的蓄电部的结构中，具有难以应对高压***的蓄电部的容量明显降低的情况的问题。
在高压***的蓄电部的容量明显降低的情况下，无法直接使起动器动作，不能使发动机启动，所以例如必须使用搭载于其他车辆的蓄电池(例如，12V蓄电池)等外部电源对高压***的蓄电部进行充电。但是，在使用输出电压低的蓄电池作为外部电源的情况下，即使直接连接也不能进行充电动作，所以需要如下的结构，即，在可靠地检测到连接了外部电源的基础上，将外部电源的输出升压而向高压***的蓄电部供给。
本发明是基于上述的情况而提出的，其目的在于提供能够可靠地检测外部电源的连接并将基于外部电源的供给电压升压而对蓄电部进行充电的车载用电源装置。
用于解决技术问题的技术方案
作为本发明的一个例子的车载用电源装置，具有：电压变换部，与电连接于车载用蓄电部的第一导电路径及第二导电路径连接，进行将施加于所述第一导电路径的电压降压而向所述第二导电路径施加的降压动作和将施加于所述第二导电路径的电压升压而向所述第一导电路径施加的升压动作；外部端子，成为连接来自外部电源的电力供给路径时的连接对象部位；检测部，对在所述外部端子上连接了所述电力供给路径进行检测；供电电路部，至少在所述外部端子上连接有所述电力供给路径的情况下，允许电流从所述外部端子侧向所述第二导电路径侧流动；及控制部，控制所述电压变换部的所述降压动作及所述升压动作，在所述检测部检测到所述外部端子与所述电力供给路径连接的情况下，使所述电压变换部进行所述升压动作。
发明的效果
在上述车载用电源装置中，检测部对在外部端子上连接了电力供给路径进行检测，在供电电路部中，至少在外部端子上连接有外部的电力供给路径的情况下，允许电流从外部端子侧向第二导电路径侧流动。并且，控制部在这样经由外部端子而从外部向第二导电路径侧供给电力的状态下使电压变换部进行升压动作，所以能够对与蓄电部电连接的第一导电路径施加相对高的电压，能够良好地进行蓄电部的充电。尤其是，在蓄电部的充电电压降低而在使车载设备进行动作中发生故障的情形下，能够可靠地检测外部电源的连接并以将基于外部电源的供给电压升压的方式对蓄电部进行充电，所以在这样的情形下能够适当地恢复。
附图说明
图1是概略性地示出具备实施例1的车载用电源装置的车载用电源***的电路图。
图2是示出在图1的车载用电源***中在外部端子上连接了来自外部电源的电力供给路径的状态的说明图。
图3是概略性地示出图1的车载用电源***的控制序列的时序图。
图4是概略性地示出具备实施例2的车载用电源装置的车载用电源***的电路图。
图5是概略性地示出具备其他实施例的车载用电源装置的车载用电源***的电路图。
具体实施方式
在此，示出发明希望的例子。
供电电路部可以是如下的结构，即，至少在第二导电路径为规定的正常输出状态的情况下，切断电流从第二导电路径向外部端子侧的流动，在外部端子上连接了电力供给路径的情况下，电流从外部端子侧向第二导电路径侧流动。
对于这样构成的车载用电源装置，在施加于第二导电路径的电压为正常输出状态时，防止电流从第二导电路径向外部端子侧流动，能够以不易受第二导电路径的影响的状态维持外部端子。另一方面，在外部端子上连接了电力供给路径的情况(即，能从外部电源经由外部端子供给电力的情况)下，变为电流从外部端子侧向第二导电路径侧流动的状态，能够进行将基于外部电源的输入电压升压而向第一导电路径施加的升压动作。
供电电路部可以具有：半导体开关，具备阳极与外部端子电连接且阴极与第二导电路径电连接的二极管部和在第二导电路径与外部端子之间在导通状态与非导通状态之间进行切换的开关部；及切换部，在检测部没有检测到外部端子与电力供给路径的连接的情况下，使开关部成为非导通状态，在检测部检测到外部端子与电力供给路径的连接的情况下，使开关部成为导通状态。
对于这样构成的车载用电源装置，在检测部没有检测到外部端子与电力供给路径的连接(即，从外部电源经由外部端子供给电力的状态)的情况下，能够防止电流从第二导电路径向外部端子侧流动，在检测部检测到外部端子与电力供给路径的连接的情况下，能够使开关部形成为导通状态，所以能够使电流从外部端子侧向第二导电路径侧流动，并且能够抑制此时的导通损失。
供电电路部可以由阳极与外部端子电连接且阴极与第二导电路径电连接的二极管构成。
对于这样构成的车载用电源装置，能够更简单地构成如下的电路，即，在第二导电路径为规定的正常输出状态的情况下切断电流从第二导电路径向外部端子侧的流动，且在外部端子上连接了电力供给路径的情况下，能够使电流从外部端子侧向第二导电路径侧流动。
在第一导电路径上可以连接有发电机。在检测部检测到外部端子与电力供给路径的连接的情况下，控制部可以以向第一导电路径输出比发电机的输出电压低的电压的方式使电压变换部进行升压动作。
对于这样构成的车载用电源装置，例如在同时期进行发电机的发电和电压变换部的升压动作的情况下，能够优先利用发电机的电力对蓄电部进行充电，易于抑制外部电源的电力消耗。
电压变换部可以具备选择性地进行降压动作或升压动作的升降压电路部。
对于这样构成的车载用电源装置，能够更简单地实现如下的结构，即，在应该进行降压动作的正常时，能够进行将施加于第一导电路径的电压降压而向第二导电路径施加的降压动作，在应该在外部端子电连接外部电源而进行充电的情况下，能够以在外部端子上连接了电力供给路径作为条件进行升压动作。
电压变换部可以具备：降压电路部，进行将施加于第一导电路径的电压降压而向第二导电路径施加的降压动作；及升压电路部，作为与降压电路部不同的路径而构成，将施加于第二导电路径的电压升压而向第一导电路径施加。
该车载用电源装置在正常状态时，能够以将施加于第一导电路径的电压降压而向第二导电路径施加的方式通过降压电路部进行降压动作，在外部端子上连接了电力供给路径时，能够以将施加于第二导电路径的电压升压而向第一导电路径施加的方式通过升压电路部进行升压动作。能够以不同的电路部独立进行降压动作和升压动作，所以任一个动作不易受到另一个动作的制约。
控制部可以发挥如下的功能，即，在检测部检测到外部端子与电力供给路径的连接的情况下，一边使升压电路部进行升压动作一边使降压电路部进行降压动作，产生升压电路部及降压电路部都进行动作的期间。
该车载用电源装置由于能够在能对蓄电部进行充电的升压动作时并行地进行降压动作，所以即使在充电时，也能够对与第二导电路径连接的设备供给适当的电力。
＜实施例1＞
下面，说明将本发明具体化了的实施例1。
图1所示的车载用电源***100(下面，也称为电源***100)构成为能向高压***的电源路径81和低压***的电源路径82两个***供给电力的***。电源***100为向高压***的电源路径81施加相对高的电压(例如48V左右)，并向低压***的电源路径82施加相对低的电压(例如12V左右)的电源***，并且构成为能向与电源路径81、82连接的电气设备供给电力的***。
电源***100主要具备发电机92、蓄电装置94、电源路径81、82和车载用电源装置1(下面，也称为电源装置1)等，成为由一个或多个控制装置(在图1的例子中，为车辆控制ECU70)控制的结构。在电源***100中，在高压***的电源路径81连接有发电机92和蓄电装置94，在低压***的电源路径82连接有低压***的负载98。需要说明的是，虽然没有图示，但是可以在高压***的电源路径81连接加热器等的高压***的负载。电源路径81及电源路径82是作为传递电力的电力路径发挥功能的布线部。
车辆控制ECU70是能进行来自发电机92、蓄电装置94、电源装置1的信息接收及相对于发电机92、蓄电装置94、电源装置1的信息发送的车载用电子控制装置，具备一个或多个信息处理装置、存储装置、AD变换器等各种装置。车辆控制ECU70具有向起动器93指示起动动作的功能、向蓄电装置94指示继电器94B的接通关断动作的功能、对控制装置10指示升压动作和降压动作的功能等。需要说明的是，车辆控制ECU70可以由单一的电子控制装置构成，也可以由多个电子控制装置构成。
发电机92构成为公知的车载用发电机，具备通过发动机(省略图示)的旋转轴的旋转进行发电的功能。起动器93构成为公知的车载用起动器，具备作为对发动机的旋转轴提供旋转力的起动器的功能。在发电机92进行动作的情况下，通过发电机92的发电产生的电力在整流后作为直流电力向蓄电装置94供给。发电机92在发电时，例如将规定值V1(例如，48V左右)的输出电压施加于电源路径81。在发动机为停止状态时，起动器93从蓄电装置94接受电力供给而进行动作，对发动机提供启动用旋转力。
蓄电装置94具备车载用蓄电部94A(下面，也称为蓄电部94A)和继电器94B。
蓄电部94A例如由双电层电容器、铅蓄电池、锂离子电池等公知的车载用蓄电装置构成，经由继电器94B及保险丝96与电源路径81电连接。蓄电部94A充满电时的输出电压例如为48V，在充满电时，高电位侧的端子保持为48V左右。蓄电部94A的低电位侧的端子例如保持为接地电位(0V)。
继电器94B设置于蓄电部94A的输出端子(高电位侧的端子)与电源路径81之间，以对蓄电部94A与电源路径81之间的导通及非导通进行切换的方式进行动作。例如，在蓄电装置94的内部或电源装置1的内部设置有未图示的蓄电控制装置，构成为能监视蓄电部94A的过放电。例如，该蓄电控制装置监视蓄电部94A的输出电压，在蓄电部94A的输出电压为阈值电压Vth1(以比上述规定值V1低的方式设定的阈值)以上的情况下，使继电器94B维持接通状态，使蓄电部94A与电源路径81之间处于通电状态。另一方面，蓄电控制装置在蓄电部94A的输出电压小于阈值电压Vth1的情况下，使继电器94B处于关断状态，切断蓄电部94A与电源路径81之间的通电。需要说明的是，在继电器94B与电源路径81之间设置有在过电流时切断电流的保险丝96。
低压***的负载98是搭载于车辆的公知的车载用电气设备，可以是利用经由与第二导电路径22连接的电源路径82供给的电力而能够进行动作的设备。因此，负载98的种类和数量没有限定。
电源装置1构成为能进行升压动作及降压动作的开关电源装置。
电源装置1具备第一导电路径21、第二导电路径22、控制装置10、电压变换部12、检测部30、辅助电路部42、二极管32、端子P1、P2、外部端子P3、第一电流传感器及第二电流传感器(省略图示)、第一电压传感器及第二电压传感器(省略图示)等。
第一导电路径21是与输出规定电压V1的直流电压的发电机92电连接的导电路径，构成为在车辆动作中与第二导电路径22相比被施加相对高的电压的高压侧的电源线。第一导电路径21与电源路径81连接，并且经由该电源路径81与发电机92及蓄电部94A电连接。向第一导电路径21施加与发电机92或蓄电部94A的输出对应的电压。在图1的例子中，在第一导电路径21的端部设置有端子P1，在该端子P1连接有外部的电源路径81。
第二导电路径22构成为在车辆动作中与第一导电路径21相比被施加相对低的电压的低压侧的电源线。第二导电路径22在电压变换部12以降压模式进行降压动作时被施加来自电压变换部12的输出电压(例如12V左右的输出电压)。在图1的例子中，在第二导电路径22的端部设置有端子P2，在该端子P2连接有外部的电源路径82。
控制装置10具备作为控制电压变换部12的控制部10A发挥功能的部分和作为对辅助电路部42进行切换的切换部10B发挥功能的部分。具体地说，该控制装置10具有：控制电路，具有运算功能；及驱动电路，输出与来自控制电路的信号对应的PWM信号。控制电路例如构成为微型计算机，具有CPU等运算装置、ROM、RAM等存储器、A/D变换器等。驱动电路如下那样发挥功能，即，输出由控制电路决定的占空比的PWM信号，使电压变换部12进行升压动作或降压动作。上述的控制电路及驱动电路作为控制部10A发挥功能。另外，控制电路也作为切换部10B发挥功能，成为能对半导体开关44的接通关断进行控制的结构。而且，控制装置10成为从后述的检测部30能够输入检测信号、非检测信号的结构。可以从未图示的电压检测电路向控制装置10输入蓄电部94A的输出电压(充电电压)，也可以成为向控制装置10输入能确定继电器94B是接通状态还是关断状态的信号。需要说明的是，在此，列举了控制电路既作为控制部10A发挥功能也作为切换部10B发挥功能的例子，但是也可以形成为控制部10A和切换部10B构成为不同的电路，分别成为能获取来自检测部30的信号的结构。
在电源装置1设置有未图示的第一电流传感器及第二电流传感器，能检测第一导电路径21及第二导电路径22的各电流值。第一电流传感器由公知的电流检测电路构成，检测在第一导电路径21中流动的电流值，将表示该电流值的模拟电压信号输入控制装置10。同样地，第二电流传感器也由公知的电流检测电路构成，检测在第二导电路径22中流动的电流值，将表示该电流值的模拟电压信号输入控制装置10。控制装置10中的控制部10A能获取这些模拟电压信号。
在电源装置1设置有未图示的第一电压传感器及第二电压传感器，能检测第一导电路径21及第二导电路径22的各电压值。第一电压传感器由公知的电压检测电路构成，检测第一导电路径21的电压值，将表示该电压值的模拟电压信号输入控制装置10。同样地，第二电压传感器也由公知的电压检测电路构成，检测第二导电路径22的电压值，将表示该电压值的模拟电压信号输入控制装置10。控制装置10中的控制部10A能获取这些模拟电压信号。
电压变换部12以与电连接于蓄电部94A的第一导电路径21和第二导电路径22连接的方式设置于第一导电路径21与第二导电路径22之间。电压变换部12相当于升降压电路部的一个例子，构成为选择性地进行将施加于第一导电路径21的电压降压而向第二导电路径22施加的降压动作和将施加于第二导电路径22的电压升压而向第一导电路径21施加的升压动作的电路。电压变换部12例如构成为具备半导体开关元件及电感器等的公知的双方向型升降压DCDC转换器。具体地说，电压变换部12例如构成为同步整流方式的非绝缘型DCDC转换器，在进行降压动作的情况下，将施加于第一导电路径21的输入电压以同步整流方式降压而向第二导电路径22输出，在进行升压动作的情况下，将施加于第二导电路径22的输入电压以同步整流方式升压而向第一导电路径21输出。
控制装置10中的作为控制部10A发挥功能的部分进行使电压变换部12进行降压动作的降压模式控制和使电压变换部12进行升压动作的升压模式控制。
控制部10A在进行降压模式控制的情况下，对电压变换部12提供降压动作用控制信号(PWM信号)，以将施加于第一导电路径21的电压降压而向第二导电路径22施加的方式使电压变换部12进行降压动作。在降压模式中，以使从电压变换部12向第二导电路径22输出的输出电压变为规定的目标电压Va(例如，12V)的方式进行控制信号(PWM信号)的反馈控制，通过反馈运算调整控制信号(PWM信号)的占空。
控制部10A在进行升压模式控制的情况下，向电压变换部12提供升压动作用控制信号(PWM信号)，以将施加于第二导电路径22的电压升压而向第一导电路径21施加的方式使电压变换部12进行升压动作。在升压模式中，以从电压变换部12向第一导电路径21输出的输出电压变为规定的目标电压Vb(比发电机92的输出电压V1稍低的值)的方式进行控制信号(PWM信号)的反馈控制，通过反馈运算调整控制信号(PWM信号)的占空。
外部端子P3是成为连接来自外部电源Bp的电力供给路径Lp时的连接对象部位的端子。外部电源Bp是能经由电力供给路径Lp供给电力的电源即可，例如列举输出电压为12V左右的铅蓄电池等公知的蓄电池。电力供给路径Lp是能将外部电源Bp的正极侧的输出端子与外部端子P3电连接的导电路径即可，可以是公知的增压器电缆(Booster cable)等，也可以是除此之外的布线部。如图2所示，外部端子P3在通过电力供给路径Lp与外部电源Bp的正极侧的电极部电连接的情况下，被施加外部电源Bp的输出电压。
供电电路部40由辅助电路部42和上述的控制装置10(具体地说为控制装置10中的切换部10B)构成。辅助电路部42由半导体开关44及将半导体开关44与各部位(第二导电路径22、外部端子P3、控制装置10)电连接的导电路径构成。半导体开关44例如构成为N沟道型的MOSFET，漏极与第二导电路径22电连接，源极与外部端子P3及二极管32的阳极电连接，门极与来自控制装置10的信号线连接。
半导体开关44具备：二极管部44B，是阳极与外部端子P3电连接且阴极与第二导电路径22电连接的体二极管；及开关部44A(除了体二极管以外的部分)，在第二导电路径22与外部端子P3之间在导通状态与非导通状态之间切换。控制装置10中的作为切换部10B发挥功能的部分向半导体开关44的门极选择性地输出接通信号及关断信号。在从切换部10B向半导体开关44的门极提供了接通信号的情况下，半导体开关44变为接通状态，在提供了关断信号的情况下，半导体开关44变为关断状态。具体地说，切换部10B成为能检测来自检测部30的信号的结构，在检测部30没有检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接的情况下，将开关部44A设为非导通状态，在检测部30检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接的情况下，将开关部44A设为导通状态。需要说明的是，在图1中，例示了半导体开关44，但是可以将半导体开关44或开关部44A置换为机械式继电器等其他开关。
这样构成的供电电路部40至少在外部端子P3连接有电力供给路径Lp的情况下，允许电流从外部端子P3侧向第二导电路径22侧流动。具体地说，供电电路部40在第二导电路径22为规定的正常输出状态的情况(对第二导电路径22施加规定阈值以上的电压，并且，在外部端子P3没有连接电力供给路径Lp的情况)下，切断电流从第二导电路径22向外部端子P3侧的流动，在外部端子P3上连接了电力供给路径Lp的情况下，电流从外部端子P3侧向第二导电路径22侧流动。
二极管32是允许电流从外部端子P3侧向检测部30侧流动且限制电流向相反方向流动的元件。在图1的结构中，在因外部端子P3连接有电力供给路径Lp而对外部端子P3施加了外部电源Bp的输出电压的情况下，对导电路径34施加与外部电源Bp的输出电压对应的电压(减去二极管32的电压降低量而得到的电压)。后述的阈值电压Vth2为比假定的外部电源Bp的输出电压(例如，12V)低的值，在对外部端子P3施加假定的外部电源Bp的输出电压(例如，12V)的情况下，导电路径34的电压远大于阈值电压Vth2。另一方面，在外部端子P3没有连接电力供给路径Lp的开路状态时，导电路径34变为远小于后述的阈值电压Vth2的低电平。
检测部30是对在外部端子P3上连接了电力供给路径Lp进行检测的电路。该检测部30例如构成为对施加于导电路径34的电压是否为阈值电压Vth2以上进行判定的判定电路，在施加于导电路径34的电压为阈值电压Vth2以上的情况下，向控制装置10输出规定的检测信号。在施加于导电路径34的电压小于阈值电压Vth2的情况下，检测部30向控制装置10输出规定的非检测信号。在控制装置10中，控制部10A及切换部10B能识别从检测部30输出了检测信号及非检测信号中的哪一个。
接着，详细叙述由电源***100进行的具体动作。
图1的电源***100例如为如下的***，即，在低压***的电源路径82未连接蓄电池，将与高压***的电源路径81连接的蓄电部94A的输出降压而向低压***的电源路径82供给。而且，在高压***的电源路径81设置有发电机92及起动器93。在这样的结构中，在因某种理由蓄电部94A的输出降低或停止的情况下，担心不能使起动器93进行起动动作而不能启动发动机。因此，在电源装置1中，在这样的不正常时，使用来自外部电源Bp的电力进行升压动作，能够使蓄电部94A恢复到适当的充电电压。
图3是表示图1的电源***100中的控制序列的时序图。在图3中，第一层表示第二导电路径22的状态随时间的变化，第二层表示外部端子的状态随时间的变化，第三层表示电压变换部12的状态随时间的变化，第四层表示车辆控制ECU70的状态随时间的变化，第五层表示蓄电装置94的状态随时间的变化。
在图3的例子中，在时间t1之前的时间段中，点火开关为关断状态，发动机及发电机92为停止的状态。时间t1之前的时间段是蓄电部94A的输出电压为阈值电压Vth1以上的状态(没有变为过放电的状态)。在该时间段，蓄电部94A的输出电压是阈值电压Vth1以上，所以通过蓄电控制装置将继电器94B维持为接通状态，向电源路径81施加与蓄电部94A的输出对应的电压。在时间t1之前的时间段，车辆控制ECU70可以维持规定的休眠状态，也可以变为停止状态。另外，在时间t1之前的时间段，通过控制装置10的控制部10A而以暗电流模式对电压变换部12进行降压控制，经由第二导电路径22向车辆控制ECU70等最低限度的设备供给动作电力。时间t1之前的时间段是正常的停止状态(从蓄电部94A对电源路径81施加阈值电压Vth1以上的电压，并且通过电压变换部12进行电力供给的状态)，是对起动器93确保使其进行起动动作的电力的状态，所以不需要在外部端子P3连接外部电源Bp。
在图3的例子中，在时间t1的时间点，蓄电部94A的输出电压变为小于阈值电压Vth1，从时间t1起，通过蓄电控制装置将继电器94B切换为关断状态。也就是说，在时间t1以后，停止来自蓄电部94A的输出，不向电源路径81及第一导电路径21供给电力。这样，若不适当地向电压变换部12输入，则不能从电压变换部12向第二导电路径22输出适当的输出电压(例如，12V)，电压变换部12变为停止状态。在时间t1以后，来自蓄电部94A的输出持续停止，电压变换部12的输出停止状态持续，所以也不对车辆控制ECU70进行电力供给，车辆控制ECU70的动作也停止。
这样，在时间t2之后且后述的时间t3之前，为第一导电路径21及第二导电路径22都没有被供给电力的状态，且为对第一导电路径21及第二导电路径22都不施加适当的电压的状态。在该状态下，不能确保起动器93的动作电力，不能使发动机启动。也就是说，不能使发电机92动作来对蓄电部94A进行充电，不能使蓄电装置94恢复。
为了消除这样的状态，如图2所示，当使与外部电源Bp连接的电力供给路径Lp与外部端子P3连接时，经由外部端子P3供给来自外部电源Bp的电力。当能输出规定电压(例如12V)的外部电源Bp与外部端子P3电连接时，导电路径34的电压变为上述的阈值电压Vth2以上，所以检测部30检测该状态(是在外部端子P3电连接有外部电源Bp的状态，是导电路径34的电压为阈值电压Vth2以上的状态)，并向控制装置10输出上述的检测信号。
另一方面，控制装置10为如下的结构，即，在外部端子P3连接有电力供给路径Lp而外部电源Bp与外部端子P3电连接时，能经由与外部端子P3或导电路径34连接的未图示的路径接受来自外部电源Bp的电力。也就是说，在外部端子P3上电连接了外部电源Bp的情况下，控制装置10变为能够通过来自外部电源Bp的电力供给进行动作的状态(图3所示的“起动”的状态)。并且，控制装置10在这样变为能进行动作的状态后，在从检测部30接受了检测信号的情况下，与该接收相应地进行通过控制部10A向车辆控制ECU70输出规定的通知信号的动作和通过切换部10B向半导体开关44输出接通信号的动作。需要说明的是，规定的通知信号至少输出到车辆控制ECU70起动而接收到该信号为止，相对于半导体开关44的接通信号至少持续到执行后述的降压动作为止。
当切换部10B向半导体开关44输出接通信号时，在开始输出接通信号的时间t3，半导体开关44变为接通状态，来自外部电源Bp的电力经由半导体开关44向第二导电路径22供给。在半导体开关44变为接通状态之后，对第二导电路径22施加外部电源Bp的输出电压(例如12V)左右的电压。需要说明的是，从时间t2到时间t3之间虽然也经由二极管部44B(体二极管)供给电力，但是在时间t3之后，能够以抑制损失的状态流动更多的电流。
另一方面，至少在时间t3的时间点，经由第二导电路径22对车辆控制ECU70供给动作电压，车辆控制ECU70变为能够动作的状态(图3所示的“起动”的状态)。车辆控制ECU70在这样变为能够动作的状态之后，当接收到从控制部10A发送来的上述规定的通知信号时，与该通知信号相应地判定蓄电部94A是否为应该充电的状态。车辆控制ECU70在规定的充电开始条件成立(例如，判定为蓄电部94A的输出电压(充电电压)为规定的充电判定阈值以下的情况)时，对控制部10A输出指示充电的充电指示信号，并且对上述的蓄电控制装置(省略图示)输出指示继电器94B的接通动作的接通动作指示信号。在图3的例子中，在时间t4，从车辆控制ECU70输出充电指示信号及接通动作指示信号。通过这样的控制，开始继电器94B的接通动作及基于控制部10A的充电动作(升压动作)。需要说明的是，车辆控制ECU70可以在起动后接收到上述规定的通知信号的情况下，马上对控制部10A输出充电指示信号及对蓄电控制装置输出接通动作指示信号。
当在时间t4从车辆控制ECU70输出充电指示信号及接通动作指示信号时，从该时间点起，继电器94B切换为接通状态，控制部10A执行使电压变换部12进行升压动作的控制。具体地说，将施加于第二导电路径22的电压(基于来自外部电源Bp的电力供给的电压)设为输入电压，以将该输入电压升压而向第一导电路径21输出期望的目标值(比发电机92的输出电压V1低的电压Vb)的方式使电压变换部12进行升压动作。
这样，在本结构中，当在时间t2之后检测部30检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接时，控制部10A与该检测部30的检测相应地使电压变换部12进行升压动作，向第一导电路径21输出比发电机92的输出电压V1低的电压Vb。
控制部10A在时间t4使电压变换部12开始进行升压动作之后，在规定的结束条件成立的情况(例如，蓄电部94A的输出电压达到能使起动器93进行起动动作的规定的充电停止阈值(可动作阈值)的情况)下，使电压变换部12的升压动作停止。在图3的例子中，在时间t5的时间点，使电压变换部12的升压动作停止，停止通过电压变换部12对蓄电部94A进行充电。
车辆控制ECU70在规定的启动条件成立(例如，蓄电部94A的输出电压(充电电压)达到了能使起动器93进行起动动作的规定的充电停止阈值(可动作阈值)的情况，或者从时间t4开始进行的电压变换部12的升压动作停止的情况等)时，指示起动器93启动，使起动器9进行起动动作并且使发动机启动。需要说明的是，车辆控制ECU70可以在规定的启动条件成立时，使发电机92自动地进行起动动作来使发动机启动，也可以以规定的启动条件成立为前提，在对规定的操作开关(对点火开关的接通关断进行切换的操作开关)进行接通操作时，使起动器93进行起动动作来使发动机启动。
当通过起动器93进行起动动作而发动机启动时，发电机92进行发电动作。控制部10A在像这样发电机92开始了发电动作之后，使电压变换部12进行降压动作。在图3的例子中，控制部10A从时间t6开始使电压变换部12进行降压动作(向第二导电路径22输出规定的目标电压(例如，12V)的降压动作)。这样，在电压变换部12开始了降压动作之后，切换部10B将半导体开关44切换为关断状态。在切换部10B将半导体开关44切换为关断状态之后，即使从外部端子P3取下电力供给路径Lp也不会发生故障。
在图3的例子中，从在时间t3半导体开关44切换为接通状态起到在时间t6开始进行降压动作为止，对第二导电路径22施加基于外部电源Bp的电力的电压，在时间t6开始了降压动作之后，能够对第二导电路径22施加基于电压变换部12的输出的电压。并且，像这样电压变换部12进行对第二导电路径22施加规定的输出电压(例如，12V)的降压动作且半导体开关44变为关断状态的状态是电压变换部12的正常输出状态(通常状态)，在车辆动作中，持续这样的正常输出状态(通常状态)直到点火开关切换为关断状态为止。
需要说明的是，在图3的例子中，虽然在发电机92启动而进行发电动作之前的时间t5，使电压变换部12的升压动作停止，但也可以在时间t4电压变换部12开始了升压动作之后，在发电机92启动而进行了发电动作之后使电压变换部12的升压动作停止。例如，在时间t4后，在蓄电部94A的输出电压达到了能使起动器93进行起动动作的规定阈值(可动作阈值)的情况下，以电压变换部12继续进行升压动作的状态使起动器93进行起动动作并且使发动机启动，在响应于发动机的启动而发电机92开始发电之后，使电压变换部12的升压动作停止。
接着，例示本结构的效果。
在上述车载用电源装置1中，检测部30对在外部端子P3上连接了电力供给路径Lp进行检测，在供电电路部40中，至少在外部端子P3连接有外部的电力供给路径Lp的情况下，允许电流从外部端子P3侧向第二导电路径22侧流动。并且，在这样从外部经由外部端子P3向第二导电路径22侧供给电力的状态下，控制部10A使电压变换部12(升降压电路部)进行升压动作，所以能够对与蓄电部94A电连接的第一导电路径21施加相对高的电压，能够良好对蓄电部94A进行充电。尤其是，在蓄电部94A的充电电压低而在使车载设备动作中发生故障的情形下，能够可靠地检测外部电源Bp的连接，以将基于外部电源Bp的供给电压升压的方式对蓄电部94A进行充电，所以在这样的情形下能够适当地恢复。
供电电路部40至少在第二导电路径22为规定的正常输出状态的情况下切断电流从第二导电路径22向外部端子P3侧的流动，在外部端子P3上连接了电力供给路径Lp的情况下，电流从外部端子P3侧向第二导电路径22侧流动。
关于这样构成的车载用电源装置1，在第二导电路径22为正常输出状态时，防止电流从第二导电路径22向外部端子P3侧流动，能够以不易受到第二导电路径22的影响的状态维持外部端子P3。另一方面，在外部端子P3连接有电力供给路径Lp的情况(即，能从外部电源Bp经由外部端子P3供给电力的情况)下，变为电流从外部端子P3侧向第二导电路径22侧流动的状态，能够进行将基于外部电源Bp的输入电压升压而向第一导电路径21施加的升压动作。
供电电路部40具有：半导体开关44，具备二极管部44B和开关部44A，二极管部44B的阳极与外部端子P3电连接，二极管部44B的阴极与第二导电路径22电连接，开关部44A在第二导电路径22与外部端子P3之间在导通状态与非导通状态之间进行切换；及切换部10B，在检测部30没有检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接的情况下，将开关部44A设为非导通状态，在检测部30检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接的情况下，将开关部44A设为导通状态。
关于这样构成的车载用电源装置1，在检测部30没有检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接(即，从外部电源B经由外部端子P3供给电力的状态)的情况下，能够防止电流从第二导电路径22向外部端子P3侧流动，在检测部30检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接的情况下，能够将开关部44A设为导通状态，所以能够使电流从外部端子P3侧向第二导电路径22侧流动，并且能够抑制此时的导通损失。
第一导电路径21是与输出规定电压V1的发电机92电连接的导电路径，控制部10A在检测部30检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接的情况下，以向第一导电路径21输出比发电机92的输出电压V1低的电压Vb的方式使电压变换部12(升降压电路部)进行升压动作。
关于这样构成的车载用电源装置1，例如在使发电机92的发电动作和电压变换部12的升压动作同时期进行的情况(例如，采用在发电机92的发电动作后使电压变换部12的升压动作停止的方法的情况等)下，能够优先利用发电机92的电力对蓄电部94A进行充电，所以易于抑制外部电源Bp的电力消耗。
电压变换部12构成为选择性地进行降压动作或升压动作的升降压电路部。
关于该车载用电源装置1，能够更简单地实现如下的结构，即，在应该进行降压动作的正常时，能够进行将施加于第一导电路径21的电压降压而向第二导电路径22施加的降压动作，在应该使外部端子P3与外部电源Bp连接而充电的情况下，能够以在外部端子P3上连接了电力供给路径Lp作为条件进行升压动作。
＜实施例2＞
接着，说明实施例2。
图4是概念性地示出具备实施例2的车载用电源装置201(下面也称为电源装置201)的车载用电源***200的图。车载用电源***200除了使用电源装置201代替电源装置1这一点以外与实施例1的车载用电源***100相同。即，在图4的例子中，电源装置201以外的部分的结构及功能与实施例1相同。实施例2的电源装置201除了设置电压变换部212来代替电压变换部12这一点及控制部10A分别单独地控制升压电路部212A的升压动作及降压电路部212B的降压动作这一点以外，与实施例1的电源装置1相同。
设置于电源装置201的电压变换部212以与电连接于蓄电部94A的第一导电路径21和第二导电路径22连接的方式设置于第一导电路径21与第二导电路径22之间。具备：降压电路部212B，进行将施加于第一导电路径21的电压降压而向第二导电路径22施加的降压动作；及升压电路部212A，作为与降压电路部212B不同的另外的路径而构成，将施加于第二导电路径22的电压升压而向第一导电路径21施加，降压电路部212B和升压电路部212A并联设置于第一导电路径21与第二导电路径22之间。
升压电路部212A例如构成为具备半导体开关元件及电感器等而成的公知的升压型DCDC转换器。具体地说，升压电路部212A例如构成为同步整流方式的非绝缘型DCDC转换器，在进行升压动作的情况下，将施加于第二导电路径22的输入电压以同步整流方式升压而向第一导电路径21输出。
降压电路部212B例如构成为具备半导体开关元件及电感器等而成的公知的降压型DCDC转换器。具体地说，降压电路部212B例如构成为同步整流方式的非绝缘型DCDC转换器，在进行降压动作的情况下，将施加于第一导电路径21的输入电压以同步整流方式降压而向第二导电路径22输出。
对于控制部10A的控制，仅升压模式的控制和降压模式的控制与实施例1稍有不同，除了进行升压动作及降压动作的控制以外与实施例1相同。控制部10A在进行降压模式的控制的情况下，将施加于第一导电路径21的电压降压并将输出电压向第二导电路径22施加，以使输出电压变为上述的目标电压值Va(例如，12V)的方式对降压电路部212B进行以PWM信号作为控制信号的反馈控制。控制部10A在进行升压模式的控制的情况下，将施加于第二导电路径22的电压降压并将输出电压向第一导电路径21施加，以输出电压变为上述的目标电压值Vb(例如，比发电机92的输出电压稍低的值)的方式对升压电路部212A进行以PWM信号作为控制信号的反馈控制。
在本结构中，能够以与实施例1同样的流程(图3所示的流程)进行控制。其中，仅以下的点与实施例1不同，即，在时间t4以后进行升压动作的情况下使升压电路部212A动作，在时间t1之前或时间t6以后进行降压动作的情况下，使降压电路部212B动作。
本结构的车载用电源装置201在从蓄电部94A输出阈值电压Vth1以上的电压的正常状态时，能够以将施加于第一导电路径21的电压降压而向第二导电路径22施加的方式，通过降压电路部212B进行降压动作，此时能够经由第二导电路径22向负载98等供给适当的电力。另一方面，在蓄电部94A的输出停止等时，通过操作者的操作，在外部端子P3上连接了电力供给路径Lp时(即，经由外部端子P3供给来自外部电源Bp的电力时)，能够以将施加于第二导电路径22的电压升压而向第一导电路径21施加的方式，通过升压电路部212A进行升压动作。并且，由于能够通过不同的电路部独立地进行降压动作和升压动作，所以任一动作不易受到另一动作的制约。
需要说明的是，在图3中，示出了使升压动作和降压动作在不同时期进行的例子，但是不限于该例子。例如，控制部10A可以在检测部30检测到外部端子P3与电力供给路径Lp的连接的情况下，以一边使升压电路部212A进行升压动作一边使降压电路部212B进行降压动作的方式进行控制。若这样，则能够在能对蓄电部94A进行充电的升压动作时并行地进行降压动作，所以即使在充电时，也能够对与第二导电路径22连接的设备供给适当的电力。
作为这样并行地进行升压动作和降压动作的例子，例如在图3所示的序列中，列举将时间t4以后的控制稍微变更的例子等。例如可以是，控制部10A在图3的时间t4以后控制升压电路部212A使其进行升压动作的情况下，在规定的降压动作开始时(例如，蓄电装置94的继电器94B变为接通状态时，或者蓄电部94A的输出电压(充电电压)超过一定值(比上述的充电停止阈值低的规定值)时等)以后，以一边使升压电路部212A进行升压动作一边使降压电路部212B进行降压动作的方式进行控制。在该情况下，能够将降压动作的开始时机从图3所示的时间t6提早到上述降压动作开始时。需要说明的是，在该情况下，升压动作的结束时机与实施例1同样，可以为图3所示的时间t5(发电机92启动前的时期)，也可以为发电机92启动后。
＜其他实施例＞
本发明不限于通过上述记载及附图说明的实施例，例如如下的实施例也包括在本发明的技术范围内。另外，上述的实施例和后述的实施例能够在不矛盾的范围内组合。
在实施例1、2中，如图1，例示了以半导体开关44为主体构成的供电电路部40，但是在实施例1、2或将实施例1、2变更了的任意的例子中，都可以变更为图5那样的供电电路部340。需要说明的是，图5所示的车载用电源装置301除了将供电电路部40变更为供电电路部340，省略半导体开关44的接通关断控制这一点以外，是与实施例1的车载用电源装置1同样的结构。图5所示的供电电路部340由阳极与外部端子P3电连接且阴极与第二导电路径22电连接的二极管342构成，形成为不存在开关部的结构。在图5的车载用电源装置301中，在第二导电路径22为规定的正常输出状态的情况下(通过电压变换部12的降压动作，对第二导电路径22施加规定值(例如，12V)的输出电压，并且外部端子P3与电力供给路径Lp没有连接的状态的情况下)，也能够切断电流从第二导电路径22向外部端子P3侧的流动，在上述正常输出状态时，能够将外部端子P3的电位保持为远低于第二导电路径22的电位的值。并且，在外部端子P3上连接了电力供给路径Lp的情况下，能够基于来自外部电源Bp的电力供给，使电流从外部端子P3侧向第二导电路径22侧流动。并且，能够以更简单的结构实现这样的功能。需要说明的是，图5的结构中的控制装置10的控制除了省略了图1中的半导体开关44的接通关断控制这一点以外，与实施例1同样，控制部10A进行与实施例1同样的控制。
在实施例1、2中，发电机92和起动器93以与电源路径81电连接的方式分别设置，但是在实施例1、2或对实施例1、2进行了变更的任意例子中，发电机与起动器可以是形成为一体的发电机兼起动器。
在实施例1、2中，例示了构成为判定电路的检测部30，但在实施例1、2或对实施例1、2进行了变更的任意例子中，检测部是能够对在外部端子P3上电连接了外部电源Bp进行检测并在检测时能向控制装置10输出检测信号的结构即可。
在实施例1中，例示了在作为输出侧的第二导电路径22上没有连接蓄电池(与蓄电部94A不同的蓄电池)的结构，但是在实施例1、2或对实施例1、2进行了变更的任意例子中，可以在第二导电路径22上电连接某种蓄电装置。
标号的说明
1、201、301…车载用电源装置
10A…控制部
10B…切换部
12…电压变换部(升降压电路部)
21…第一导电路径
22…第二导电路径
30…检测部
40、340…供电电路部
44…半导体开关
92…发电机
212…电压变换部
212A…升压电路部
212B…降压电路部
342…二极管
Bp…外部电源
Lp…电力供给路径
P3…外部端子

Claims (8)

1.一种车载用电源装置，具有：
电压变换部，与电连接于车载用蓄电部的第一导电路径及第二导电路径连接，进行将施加于所述第一导电路径的电压降压而向所述第二导电路径施加的降压动作和将施加于所述第二导电路径的电压升压而向所述第一导电路径施加的升压动作；
外部端子，成为连接来自外部电源的电力供给路径时的连接对象部位；
检测部，对在所述外部端子上连接了所述电力供给路径进行检测；
供电电路部，至少在所述外部端子上连接有所述电力供给路径的情况下，允许电流从所述外部端子侧向所述第二导电路径侧流动；及
控制部，控制所述电压变换部的所述降压动作及所述升压动作，在所述检测部检测到所述外部端子与所述电力供给路径的连接的情况下，使所述电压变换部进行所述升压动作。
2.根据权利要求1所述的车载用电源装置，其中，
关于所述供电电路部，至少在所述第二导电路径为规定的正常输出状态的情况下，切断电流从所述第二导电路径向所述外部端子侧的流动，在所述外部端子上连接了所述电力供给路径的情况下，电流从所述外部端子侧向所述第二导电路径侧流动。
3.根据权利要求2所述的车载用电源装置，其中，
所述供电电路部具有：
半导体开关，具备阳极与所述外部端子电连接且阴极与所述第二导电路径电连接的二极管部和在所述第二导电路径与所述外部端子之间在导通状态与非导通状态之间进行切换的开关部；及
切换部，在所述检测部没有检测到所述外部端子与所述电力供给路径的连接的情况下，使所述开关部成为非导通状态，在所述检测部检测到所述外部端子与所述电力供给路径的连接的情况下，使所述开关部成为导通状态。
4.根据权利要求2所述的车载用电源装置，其中，
所述供电电路部由阳极与所述外部端子电连接且阴极与所述第二导电路径电连接的二极管构成。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的车载用电源装置，其中，
在所述第一导电路径上连接有发电机，
在所述检测部检测到所述外部端子与所述电力供给路径的连接的情况下，所述控制部以向所述第一导电路径输出比所述发电机的输出电压低的电压的方式使所述电压变换部进行所述升压动作。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的车载用电源装置，其中，
所述电压变换部具备选择性地进行所述降压动作或所述升压动作的升降压电路部。
7.根据权利要求1～5中任一项所述的车载用电源装置，其中，
所述电压变换部具备：
降压电路部，进行将施加于所述第一导电路径的电压降压而向所述第二导电路径施加的所述降压动作；及
升压电路部，作为与所述降压电路部不同的路径而构成，将施加于所述第二导电路径的电压升压而向所述第一导电路径施加。
8.根据权利要求7所述的车载用电源装置，其中，
在所述检测部检测到所述外部端子与所述电力供给路径的连接的情况下，所述控制部一边使所述升压电路部进行所述升压动作一边使所述降压电路部进行所述降压动作，产生所述升压电路部及所述降压电路部都进行动作的期间。
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