JP2011213321A - Power source supply device for vehicle and control device for vehicle - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of avoiding the occurrence of the situation such as a line of the other whole electric loads reduces in voltage by short-circuit failure of at least one electric load, in a power source supply device used in common for a plurality of electric loads.SOLUTION: This power source supply device 12 supplies electric power supplied from a battery 11 to a plurality of ECUs 13. A shut-down circuit 242 and a rush current limiting circuit 241 are arranged in a supply line 30 for supplying the electric power to the respective ECUs 13. When any of the plurality of ECUs 13 causes the short-circuit failure, the supply line 30 to the ECUs 13 is cut off by the shut-down circuit 242. A maximum electric current value of a rush current flowing to the respective supply lines 30 is limited to a predetermined value or less by the rush current limiting circuit 241, and the situation such as the shut-down circuit 242 cuts off the supply line 30 by reacting to the rush current, is not caused.

Description

この発明は、バッテリから供給される電力を電気負荷に供給する車両用電源供給装置、および、車両用電源供給装置を搭載した車両用制御装置に関する。   The present invention relates to a vehicle power supply device that supplies electric power supplied from a battery to an electric load, and a vehicle control device equipped with the vehicle power supply device.

電源から各種の電気負荷に電力を供給するにあたっては、電気負荷がショート故障等した場合に回路に大量の電流が流れてしまうこと（過電流）を防止するための構成を設けておく必要がある。過電流を防止する構成については、例えば、特許文献１に開示されている。   When supplying electric power from a power supply to various electric loads, it is necessary to provide a configuration for preventing a large amount of current from flowing in the circuit (overcurrent) when the electric load is short-circuited. . About the structure which prevents an overcurrent, it is disclosed by patent document 1, for example.

ところで、自動車等の車両においては、バッテリに蓄電された電力を利用して車両に搭載された各種の電気負荷（各種のＥＣＵ（電子制御ユニット）やアクチュエータ等の車載機器）を作動させている。バッテリから供給される電力が、車載機器が必要とする電圧よりも高圧の場合、バッテリから供給される電力を降圧して車載機器に供給する電源供給装置が設けられる。   By the way, in vehicles such as automobiles, various electric loads (in-vehicle devices such as various ECUs (electronic control units) and actuators) mounted on the vehicle are operated using the electric power stored in the battery. When the power supplied from the battery is higher than the voltage required by the in-vehicle device, a power supply device is provided that steps down the power supplied from the battery and supplies it to the in-vehicle device.

近年においては、省線化や抵コスト化を実現すべく、電源供給装置を複数の車載機器（例えば、複数のＥＣＵ）について共通化する構成が実用化されてきている（例えば、特許文献２参照）。   In recent years, a configuration in which a power supply device is shared by a plurality of in-vehicle devices (for example, a plurality of ECUs) has been put into practical use in order to achieve line saving and cost reduction (for example, see Patent Document 2). ).

特開２００９−１００５８２号公報JP 2009-100582 A 特開２００４−１６１０６４号公報JP 2004-161064 A

図５に示すように、複数のＥＣＵ（Ａ）、ＥＣＵ（Ｂ）、ＥＣＵ（Ｃ）について電源供給装置が共通化されている場合、あるＥＣＵ（Ａ）がショート故障してしまうと、当該ショート故障したＥＣＵ（Ａ）に大電流が流れ、その結果、他の全てのＥＣＵ（Ｂ）（Ｃ）の供給ラインが電圧降下してしまうという問題があった。   As shown in FIG. 5, when a power supply device is shared by a plurality of ECUs (A), ECUs (B), and ECUs (C), if a short circuit failure occurs in a certain ECU (A), the short circuit occurs. There is a problem that a large current flows through the failed ECU (A), and as a result, the supply lines of all other ECUs (B) and (C) drop in voltage.

この発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、複数の電気負荷について共通化された電源供給装置において、少なくとも１個の電気負荷のショート故障により他の全ての電気負荷の供給ラインが電圧低下してしまう、といった事態の発生を回避可能な技術を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above problems, and in a power supply apparatus shared for a plurality of electric loads, supply lines for all other electric loads are caused by a short-circuit failure of at least one electric load. The object is to provide a technique that can avoid the occurrence of a situation where the voltage drops.

請求項１の発明は、車両に搭載されるバッテリから供給される電力を、前記車両に搭載される複数の電気負荷に供給する車両用電源供給装置であって、前記バッテリから供給される電力を、前記複数の電気負荷が必要とする電圧レベルに変換する変換回路と、前記変換回路にて電圧レベルが変換された電力を分岐して前記複数の電気負荷にそれぞれ供給する分岐回路と、前記分岐回路が備える複数の供給ラインのそれぞれに設けられた電流制限回路と、を備え、前記電流制限回路が、前記供給ラインを流れる電流量が所定値よりも大きくなった場合に当該供給ラインを遮断するシャットダウン手段と、前記供給ラインに流れる突入電流の最大電流値を前記所定値以下に制限する突入電流制限手段と、を備え、前記シャットダウン手段が、前記供給ラインを流れる電流量を検出する検出手段と、前記供給ラインを遮断するか否かを切り換える切り換え手段と、前記検出手段が検出した電流量が前記所定値よりも大きくなった場合に、前記供給ラインを遮断するように前記切り換え手段を制御する制御手段と、を備える。   The invention of claim 1 is a vehicle power supply device that supplies electric power supplied from a battery mounted on a vehicle to a plurality of electric loads mounted on the vehicle, wherein the electric power supplied from the battery is supplied. A conversion circuit that converts the voltage level required by the plurality of electrical loads; a branch circuit that branches the power of which the voltage level has been converted by the conversion circuit and supplies the power to the plurality of electrical loads; and the branch A current limiting circuit provided in each of the plurality of supply lines included in the circuit, and the current limiting circuit cuts off the supply line when the amount of current flowing through the supply line exceeds a predetermined value. Shutdown means, and inrush current limiting means for limiting the maximum current value of the inrush current flowing in the supply line to the predetermined value or less, the shutdown means, Detecting means for detecting the amount of current flowing through the supply line; switching means for switching whether or not to cut off the supply line; and when the amount of current detected by the detecting means exceeds the predetermined value, the supply Control means for controlling the switching means so as to shut off the line.

請求項２の発明は、請求項１に記載の車両用電源供給装置であって、前記複数の電気負荷のそれぞれが、ＥＣＵである。   A second aspect of the present invention is the vehicle power supply device according to the first aspect, wherein each of the plurality of electric loads is an ECU.

請求項３の発明は、車両に搭載されるバッテリと、前記車両に搭載される複数の電気負荷と、前記バッテリから供給される電力を、前記複数の電気負荷に供給する車両用電源供給装置と、を備える車両用制御装置であって、前記車両用電源供給装置が、前記バッテリから供給される電力を、前記複数の電気負荷が必要とする電圧レベルに変換する変換回路と、前記変換回路にて電圧レベルが変換された電力を分岐して前記複数の電気負荷にそれぞれ供給する分岐回路と、前記分岐回路が備える複数の供給ラインのそれぞれに設けられた電流制限回路と、を備え、前記電流制限回路が、前記供給ラインを流れる電流量が所定値よりも大きくなった場合に当該供給ラインを遮断するシャットダウン手段と、前記供給ラインに流れる突入電流の最大電流値を前記所定値以下に制限する突入電流制限手段と、を備え、前記シャットダウン手段が、前記供給ラインを流れる電流量を検出する検出手段と、前記供給ラインを遮断するか否かを切り換える切り換え手段と、前記検出手段が検出した電流量が前記所定値よりも大きくなった場合に、前記供給ラインを遮断するように前記切り換え手段を制御する制御手段と、を備える。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a battery mounted on a vehicle, a plurality of electric loads mounted on the vehicle, and a vehicle power supply device that supplies power supplied from the battery to the plurality of electric loads. A control circuit for converting the electric power supplied from the battery into a voltage level required by the plurality of electric loads; and the conversion circuit. A branch circuit that branches the power whose voltage level has been converted and supplies the power to the plurality of electric loads, and a current limiting circuit provided in each of the plurality of supply lines provided in the branch circuit, A limiting circuit that shuts down the supply line when the amount of current flowing through the supply line exceeds a predetermined value; and a maximum inrush current flowing through the supply line. An inrush current limiting means for limiting the flow value to the predetermined value or less, and the switching means for switching whether the shutdown means shuts off the supply line, and a detection means for detecting the amount of current flowing through the supply line And control means for controlling the switching means so as to shut off the supply line when the amount of current detected by the detection means becomes larger than the predetermined value.

請求項４の発明は、請求項３に記載の車両用制御装置であって、前記複数の電気負荷のそれぞれが、ＥＣＵである。   A fourth aspect of the present invention is the vehicle control device according to the third aspect, wherein each of the plurality of electric loads is an ECU.

請求項１〜４の発明によると、バッテリから供給される電力を複数の電気負荷に供給する車両用電源供給装置において、各電気負荷に電力を供給する供給ラインに、シャットダウン手段と突入電流制限手段とが設けられている。この構成によると、複数の電気負荷のいずれかがショート故障した場合、当該電気負荷に対する供給ラインがシャットダウン手段により遮断されるので、他の電気負荷の供給ラインの電圧が低下することがない。また、各供給ラインに流れる突入電流の最大電流値は突入電流制限手段により所定値以下に制限されているので、シャットダウン手段が突入電流に反応して供給ラインを遮断してしまう、といった事態も生じない。   According to the first to fourth aspects of the present invention, in the vehicle power supply device for supplying the electric power supplied from the battery to the plurality of electric loads, the shutdown means and the inrush current limiting means are provided in the supply line for supplying the electric power to each electric load. And are provided. According to this configuration, when any one of the plurality of electric loads is short-circuited, the supply line for the electric load is interrupted by the shutdown unit, so that the voltage of the supply line for the other electric load does not decrease. In addition, since the maximum current value of the inrush current flowing through each supply line is limited to a predetermined value or less by the inrush current limiting means, the shutdown means may shut off the supply line in response to the inrush current. Absent.

車両用制御装置の外観を示す図である。It is a figure which shows the external appearance of the control apparatus for vehicles. 車両用制御装置の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control apparatus for vehicles. 電流制限回路の回路構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the circuit structure of a current limiting circuit. ショート故障したＥＣＵの電流推移とその他のＥＣＵの電圧推移とを模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the electric current transition of ECU with a short circuit failure, and the voltage transition of other ECU. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem. 従来の問題点を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the conventional problem. 変形例に係る電流制限回路の回路構成を例示する図である。It is a figure which illustrates the circuit structure of the current limiting circuit which concerns on a modification.

〈１．車両用制御装置〉
この発明の実施の形態に係る車両用制御装置１について図１および図２を参照しながら説明する。図１は、車両用制御装置１の外観を示す図である。図２は、車両用制御装置１の構成を示すブロック図である。 <1. Vehicle Control Device>
A vehicle control device 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram illustrating an appearance of the vehicle control device 1. FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration of the vehicle control device 1.

車両用制御装置１は、電源となるバッテリ１１と、バッテリ１１からの電力供給を受けて動作する複数のＥＣＵ１３とを備える。バッテリ１１は、典型的には、鉛蓄電池であり、車両のエンジンによって回転させられるオルタネータ（図示省略）によって充電されるとともに、車両に搭載されるＥＣＵ１３等の電気負荷へ電力を供給する。なお、バッテリ１１の起電力は制限されないが、以下の説明では、バッテリ１１の起電力は１２Ｖであるとする。   The vehicle control device 1 includes a battery 11 serving as a power source and a plurality of ECUs 13 that operate by receiving power supply from the battery 11. The battery 11 is typically a lead storage battery, and is charged by an alternator (not shown) rotated by an engine of the vehicle and supplies electric power to an electric load such as an ECU 13 mounted on the vehicle. In addition, although the electromotive force of the battery 11 is not restrict | limited, suppose that the electromotive force of the battery 11 is 12V in the following description.

また、車両用制御装置１は、バッテリ１１から供給される電力を、複数の電気負荷（この実施の形態においては、複数（図１の例では５個）のＥＣＵ１３）に供給する電源供給装置（車両用電源供給装置）１２を備える。つまり、この実施の形態に係る車両用制御装置１においては、ＥＣＵ１３に対して電力を供給する電源供給装置が、複数のＥＣＵ１３について共通化されており、バッテリ１１からの電力は１個の電源供給装置１２を介して複数のＥＣＵ１３に供給されることになる。   Further, the vehicle control device 1 supplies power supplied from the battery 11 to a plurality of electric loads (in this embodiment, a plurality of (in the example of FIG. 1, five ECUs 13) ECUs 13). Vehicle power supply device) 12. That is, in the vehicle control device 1 according to this embodiment, the power supply device that supplies power to the ECU 13 is shared by the plurality of ECUs 13, and the power from the battery 11 is supplied as one power source. It is supplied to a plurality of ECUs 13 via the device 12.

電源供給装置１２は、バッテリ１１から供給される電力を所定の電圧レベル（具体的には、被供給物であるＥＣＵ１３が必要とする電圧レベルであり、以下の説明では、例えば５Ｖであるとする。）まで降圧する機能を有しており、バッテリ１１から供給される電力は、降圧された上で、分岐回路２３を介して複数のＥＣＵ１３にそれぞれ供給される。   The power supply device 12 has a predetermined voltage level for the electric power supplied from the battery 11 (specifically, a voltage level required by the ECU 13 that is a supply object. In the following description, it is assumed to be 5 V, for example. The electric power supplied from the battery 11 is supplied to the plurality of ECUs 13 via the branch circuit 23 after being stepped down.

共通化される複数のＥＣＵ１３の組み合わせは原則としてどのようなものであってもよいが、例えば、標準仕様で搭載されるＥＣＵ（標準ＥＣＵ）（エンジンコントロールＥＣＵ、ボデーＥＣＵ（ルームランプ、ドア開閉、ウインドウ開閉等を制御するＥＣＵ）、エアコンＥＣＵ等）同士で組み合わせることが好ましい。標準ＥＣＵ同士の組み合わせとすると、どのグレードの車両においても必ず搭載されるので無駄がないからである。   In principle, any combination of the plurality of ECUs 13 may be used. For example, an ECU (standard ECU) (engine control ECU, body ECU (room lamp, door opening / closing, It is preferable to combine ECUs that control opening and closing of windows, air conditioner ECUs, and the like). This is because there is no waste if the standard ECUs are combined because they are always installed in vehicles of any grade.

また、別の組み合わせ方として、搭載位置が近く、同じ部位で使われるハーネス（インパネハーネス等）に接続されているＥＣＵ同士を組み合わることも好ましい。この構成によると、無駄に電線長が伸びることがない。例えば、サスペンションコントロールＥＣＵ、パワーマネジメントＥＣＵ、ドライビングサポートＥＣＵ、という３種類のＥＣＵが近い位置に搭載される車両の場合、これらのＥＣＵ同士を組み合わせれば、電線長が伸びることなく構成の簡素化が実現される。   As another combination method, it is also preferable to combine ECUs connected to a harness (instrument panel harness or the like) that is close in mounting position and used in the same part. According to this configuration, the length of the electric wire does not increase unnecessarily. For example, in the case of a vehicle in which three types of ECUs such as a suspension control ECU, a power management ECU, and a driving support ECU are mounted in close positions, the combination of these ECUs can simplify the configuration without extending the wire length. Realized.

〈２．電源供給装置〉
電源供給装置１２の構成について、引き続き図２を参照しながら具体的に説明する。 <2. Power supply device>
The configuration of the power supply device 12 will be specifically described with continued reference to FIG.

電源供給装置１２は、変換回路２２を備える。変換回路２２はバッテリ１１と接続されており、入力電圧としてバッテリ１１の電圧が入力される。変換回路２２は、バッテリ１１から供給される電力を、ＥＣＵ１３が必要とする電圧レベルに変換する。この実施の形態においては、変換回路２２は、バッテリ１１から供給される１２Ｖの電力を、ＥＣＵ１３が必要とする電圧レベルである５Ｖまで降圧することになる。なお、バッテリ１１と変換回路２２との間には、静電気により破壊されることを防止するコンデンサと、正サージ、負サージにより破壊されることを防止するダイオードを搭載した入力保護回路２１が接続されている。   The power supply device 12 includes a conversion circuit 22. The conversion circuit 22 is connected to the battery 11, and the voltage of the battery 11 is input as an input voltage. The conversion circuit 22 converts the electric power supplied from the battery 11 into a voltage level required by the ECU 13. In this embodiment, the conversion circuit 22 steps down the 12V power supplied from the battery 11 to 5V, which is a voltage level required by the ECU 13. Between the battery 11 and the conversion circuit 22 is connected an input protection circuit 21 equipped with a capacitor that prevents destruction by static electricity and a diode that prevents destruction by positive and negative surges. ing.

変換回路２２の出力側は、分岐回路２３と接続されている。分岐回路２３は、その分岐先のそれぞれがＥＣＵ１３と接続されており、変換回路２２にて電圧レベルが変換された電力を分岐して複数のＥＣＵ１３にそれぞれ供給する。   The output side of the conversion circuit 22 is connected to the branch circuit 23. Each of the branch destinations of the branch circuit 23 is connected to the ECU 13, and the power whose voltage level is converted by the conversion circuit 22 is branched and supplied to the plurality of ECUs 13.

分岐回路２３の複数の分岐先のそれぞれは、ＥＣＵ１３にバッテリ１１からの電力を供給する供給ライン３０として機能する。各供給ライン３０には、電流制限回路２４が設けられている。   Each of a plurality of branch destinations of the branch circuit 23 functions as a supply line 30 that supplies electric power from the battery 11 to the ECU 13. Each supply line 30 is provided with a current limiting circuit 24.

電流制限回路２４は、所定のタイミングで、ＥＣＵ１３への電力供給のオン／オフを切り換える。具体的には、供給ライン３０を非導通状態から導通状態に切り換えることによって、ＥＣＵ１３への電力供給を開始し、供給ライン３０を導通状態から非導通状態に切り換えることによって、ＥＣＵ１３への電力供給を停止する。   The current limiting circuit 24 switches on / off the power supply to the ECU 13 at a predetermined timing. Specifically, the power supply to the ECU 13 is started by switching the supply line 30 from the non-conductive state to the conductive state, and the power supply to the ECU 13 is switched by switching the supply line 30 from the conductive state to the non-conductive state. Stop.

電流制限回路２４は、突入電流制限回路２４１とシャットダウン回路２４２とを備える。突入電流制限回路２４１は、所定の制御信号に基づいてＥＣＵ１３への電力供給のオン／オフを切り換えるとともに、供給ライン３０に流れる突入電流の最大電流値を所定の制限値Ｌ（図４参照）以下に制限する。シャットダウン回路２４２は、供給ライン３０を流れる電流量がこの制限値Ｌよりも大きくなった場合に当該供給ライン３０を遮断する。   The current limiting circuit 24 includes an inrush current limiting circuit 241 and a shutdown circuit 242. The inrush current limiting circuit 241 switches on / off the power supply to the ECU 13 based on a predetermined control signal, and sets the maximum current value of the inrush current flowing in the supply line 30 to a predetermined limit value L (see FIG. 4) or less. Limit to. The shutdown circuit 242 cuts off the supply line 30 when the amount of current flowing through the supply line 30 becomes larger than the limit value L.

なお、制御信号とは、具体的には、ＩＧ信号（イグニッションキーがＩＧ−ＯＮ（イグニッション・オン）の位置まで回されたときに発される信号）、あるいは、ＡＣＣ信号（イグニッションキーがＡＣＣ（アクセサリー）の位置まで回されたときに発される信号）等であり、ＣＡＮから取得される。ＥＣＵ１３の種類ごとに、どの制御信号を受けた場合に電力供給を開始するかが個別に規定されている。例えば、ＣＡＮからＩＧ信号が取得された場合、エンジンコントロールＥＣＵと接続された電流制限回路２４が、エンジンコントロールＥＣＵの供給ライン３０を非導通状態から導通状態に切り換える。これによって、エンジンコントロールＥＣＵへの電力供給が開始されることになる。   Specifically, the control signal is an IG signal (a signal generated when the ignition key is turned to the position of IG-ON (ignition on)), or an ACC signal (the ignition key is ACC ( Signal) generated when the accessory is rotated to the position of the accessory), etc., and obtained from the CAN. For each type of ECU 13, it is individually defined which control signal to receive power supply when received. For example, when the IG signal is acquired from the CAN, the current limiting circuit 24 connected to the engine control ECU switches the supply line 30 of the engine control ECU from the non-conductive state to the conductive state. As a result, power supply to the engine control ECU is started.

〈３．電流制限回路の回路構成〉
電流制限回路２４の具体的な回路構成について図３を参照しながら説明する。図３は、電流制限回路２４の回路構成を例示する図である。 <3. Circuit configuration of current limiting circuit>
A specific circuit configuration of the current limiting circuit 24 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a circuit configuration of the current limiting circuit 24.

〈ｉ．構成〉
供給ライン３０には、供給ライン３０を遮断するか否かを切り換えるスイッチ３１が設けられる。図３に例示される回路構成においては、スイッチ３１は、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴにより構成される。スイッチ３１には、上述した制御信号に基づいてスイッチ３１をＯＮ／ＯＦＦ制御する第１制御回路３３と、供給ライン３０に流れる電流値に基づいてスイッチ３１をＯＮ／ＯＦＦ制御する第２制御回路３４とが接続される。 <I. Constitution>
The supply line 30 is provided with a switch 31 that switches whether the supply line 30 is shut off. In the circuit configuration illustrated in FIG. 3, the switch 31 is configured by a P-channel MOSFET. The switch 31 includes a first control circuit 33 that controls ON / OFF of the switch 31 based on the control signal described above, and a second control circuit 34 that controls ON / OFF of the switch 31 based on the value of the current flowing through the supply line 30. And are connected.

また、供給ライン３０には、供給ライン３０に流れる電流を検出するための抵抗３２が直列に接続される。   The supply line 30 is connected in series with a resistor 32 for detecting a current flowing through the supply line 30.

第１制御回路３３の構成について具体的に説明する。制御信号が入力される入力経路３３１の他端は、トランジスタ３３２のベースに接続される。この入力経路３３１の経路途中には、抵抗３３３が直列に接続される。また、抵抗３３３の下流側には、一端が接地されたコンデンサ３３４の他端が接続される。トランジスタ３３２のエミッタは、抵抗３３７を介して接地される。トランジスタ３３２のコレクタは、抵抗３３５の一端とダイオード３３６のアノードとの接続点と接続される。抵抗３３５の他端には、バッテリ１１の電圧が供給される。ダイオード３３６のカソードは、スイッチ３１のゲートと接続される。   The configuration of the first control circuit 33 will be specifically described. The other end of the input path 331 to which the control signal is input is connected to the base of the transistor 332. A resistor 333 is connected in series along the path of the input path 331. Further, the other end of the capacitor 334 whose one end is grounded is connected to the downstream side of the resistor 333. The emitter of the transistor 332 is grounded via the resistor 337. The collector of the transistor 332 is connected to a connection point between one end of the resistor 335 and the anode of the diode 336. The voltage of the battery 11 is supplied to the other end of the resistor 335. The cathode of the diode 336 is connected to the gate of the switch 31.

第２制御回路３４の構成について具体的に説明する。第２制御回路３４は、オペアンプ３４１を備える。上述したとおり、供給ライン３０には抵抗３２が設けられており、オペアンプ３４１の非反転入力端子（＋端子）は、抵抗３４１１を介して、供給ライン３０の抵抗３２の上流側に接続される。また、オペアンプ３４１の反転入力端子（−端子）は、抵抗３４１２を介して、供給ライン３０の抵抗３２の下流側に接続される。これによって、オペアンプ３４１の入力端には抵抗３２に発生する電圧差が入力されることになる。また、オペアンプ３４１には、負帰還を与える抵抗３４１４が接続されるとともに、バッテリ１１の電圧が供給される。オペアンプ３４１の出力端は、抵抗３４１６を介してサイリスタ３４２のゲートに接続される。また、オペアンプ３４１の出力端と抵抗３４１６との間には、一端が接地された抵抗３４１５の他端が接続される。これにより、オペアンプ３４１の出力は、抵抗３４１５および抵抗３４１６により分圧されてサイリスタ３４２のゲートに入力されることになる。サイリスタ３４２のアノードはバッテリ１１と接続される。サイリスタ３４２のカソードは、スイッチ３１のゲートと接続される。   The configuration of the second control circuit 34 will be specifically described. The second control circuit 34 includes an operational amplifier 341. As described above, the supply line 30 is provided with the resistor 32, and the non-inverting input terminal (+ terminal) of the operational amplifier 341 is connected to the upstream side of the resistor 32 of the supply line 30 via the resistor 3411. The inverting input terminal (− terminal) of the operational amplifier 341 is connected to the downstream side of the resistor 32 of the supply line 30 via the resistor 3412. As a result, a voltage difference generated in the resistor 32 is input to the input terminal of the operational amplifier 341. The operational amplifier 341 is connected with a resistor 3414 that provides negative feedback and is supplied with the voltage of the battery 11. The output terminal of the operational amplifier 341 is connected to the gate of the thyristor 342 via the resistor 3416. Further, the other end of the resistor 3415 having one end grounded is connected between the output terminal of the operational amplifier 341 and the resistor 3416. As a result, the output of the operational amplifier 341 is divided by the resistors 3415 and 3416 and input to the gate of the thyristor 342. The anode of the thyristor 342 is connected to the battery 11. The cathode of thyristor 342 is connected to the gate of switch 31.

以上が、電流制限回路２４の主たる構成要素であるが、その他にも、電流制限回路２４は、ＥＣＵ１３に入力する電圧のノイズを除去するための平滑化用コンデンサ３５や、サイリスタ３４２がＯＮ時にショートしてしまうことを防止するための抵抗３６等を備えている。   The above is the main component of the current limiting circuit 24. In addition, the current limiting circuit 24 is short-circuited when the smoothing capacitor 35 for removing noise of the voltage input to the ECU 13 and the thyristor 342 are ON. A resistor 36 and the like are provided to prevent this.

〈ii．突入電流制限回路２４１の機能〉
突入電流制限回路２４１（図２参照）は、スイッチ３１、および、第１制御回路３３により構成される。突入電流制限回路２４１の機能について説明する。 <Ii. Function of Inrush Current Limiting Circuit 241>
The inrush current limiting circuit 241 (see FIG. 2) includes a switch 31 and a first control circuit 33. The function of the inrush current limiting circuit 241 will be described.

入力経路３３１に制御信号が入力されない状態においては、トランジスタ３３２のコレクタ・エミッタ間に電流は流れない。この状態においては、スイッチ３１のゲート電圧はＨｉｇｈ状態となっており、供給ライン３０は非導通状態とされている。   In a state where no control signal is input to the input path 331, no current flows between the collector and emitter of the transistor 332. In this state, the gate voltage of the switch 31 is in a high state, and the supply line 30 is in a nonconductive state.

入力経路３３１に制御信号が入力されると、トランジスタ３３２のベースに電圧が付加される。ただし、入力経路３３１には、直列に介挿された抵抗３３３、および、コンデンサ３３４の一端が接続されているため、トランジスタに付加される電圧は緩やかに増加する。すると、トランジスタ３３２のコレクタ・エミッタ間を流れる電流も緩やかに増加する。これに伴って、スイッチ３１のゲート電圧が緩やかに下降し、その結果、スイッチ３１のソース・ドレイン間の抵抗が緩やかに減少する。そのため、供給ライン３０を流れる電流が緩やかに増加する。これによって、供給ライン３０に流れる突入電流の最大電流値が低く抑えられる（図４参照）。   When a control signal is input to the input path 331, a voltage is added to the base of the transistor 332. However, since the resistor 333 inserted in series and one end of the capacitor 334 are connected to the input path 331, the voltage applied to the transistor gradually increases. Then, the current flowing between the collector and emitter of the transistor 332 also increases gently. Along with this, the gate voltage of the switch 31 gradually decreases, and as a result, the resistance between the source and drain of the switch 31 gradually decreases. Therefore, the current flowing through the supply line 30 increases gently. Thereby, the maximum current value of the inrush current flowing through the supply line 30 is kept low (see FIG. 4).

ただし、抵抗３３３の抵抗値およびコンデンサ３３４の容量は、ＥＣＵ１３の回路構成等から予測される突入電流の大きさ（突入電流制限回路２４１を設けなかった場合に発生すると予測される突入電流の大きさ）や、「制限値Ｌ」の値等に基づいて規定されており、具体的には、供給ライン３０に流れる突入電流の最大電流値を、制限値Ｌ以下に制限できるようなものとされている。したがって、供給ライン３０に流れる突入電流の最大電流値は、制限値Ｌ以下に抑えられることになる。ただし、「制限値Ｌ」とは、後述するシャットダウン回路２４２において、供給ライン３０を遮断するか否かの閾値として用いられる電流値である。   However, the resistance value of the resistor 333 and the capacitance of the capacitor 334 are the magnitude of the inrush current predicted from the circuit configuration of the ECU 13 (the magnitude of the inrush current predicted to occur when the inrush current limiting circuit 241 is not provided). ), The value of “limit value L”, and the like. Specifically, the maximum current value of the inrush current flowing through the supply line 30 can be limited to the limit value L or less. Yes. Therefore, the maximum current value of the inrush current flowing through the supply line 30 is suppressed to the limit value L or less. However, the “limit value L” is a current value used as a threshold value for determining whether or not the supply line 30 is shut off in a shutdown circuit 242 described later.

〈iii．シャットダウン回路２４２の機能〉
シャットダウン回路２４２（図２参照）は、スイッチ３１、抵抗３２、および、第２制御回路３４により構成される。シャットダウン回路２４２の機能について説明する。 <Iii. Function of Shutdown Circuit 242>
The shutdown circuit 242 (see FIG. 2) includes a switch 31, a resistor 32, and a second control circuit 34. The function of the shutdown circuit 242 will be described.

入力経路３３１に制御信号が入力されると、上述したとおり、スイッチ３１のゲート電圧が緩やかに下降し、供給ライン３０を流れる電流が緩やかに増加する。供給ライン３０に電流が流れると抵抗３２に電圧差が発生し、この電圧差はオペアンプ３４１により増幅されてサイリスタ３４２のゲートに入力される。   When the control signal is input to the input path 331, as described above, the gate voltage of the switch 31 gradually decreases, and the current flowing through the supply line 30 gradually increases. When current flows through the supply line 30, a voltage difference is generated in the resistor 32, and this voltage difference is amplified by the operational amplifier 341 and input to the gate of the thyristor 342.

オペアンプ３４１から出力される電圧差が所定値以下の場合、サイリスタ３４２のアノード・カソードは非導通状態となる。ただし、所定値とは、具体的には、供給ライン３０を流れる電流値が制限値Ｌと一致する場合に、抵抗３２に発生する電圧差である。すなわち、供給ライン３０を流れる電流値が制限値Ｌ以下である場合、サイリスタ３４２のアノード・カソードは非導通状態となる。この場合、スイッチ３１のゲート電圧は第１制御回路３３によりＬｏｗ状態とされたままとなり、供給ライン３０は導通状態のままとなる。   When the voltage difference output from the operational amplifier 341 is equal to or smaller than a predetermined value, the anode and cathode of the thyristor 342 are in a non-conductive state. However, the predetermined value is specifically a voltage difference generated in the resistor 32 when the current value flowing through the supply line 30 matches the limit value L. That is, when the current value flowing through the supply line 30 is equal to or less than the limit value L, the anode and cathode of the thyristor 342 are in a non-conductive state. In this case, the gate voltage of the switch 31 remains low by the first control circuit 33, and the supply line 30 remains conductive.

一方、オペアンプ３４１から出力される電圧差が所定値より大きくなると（すなわち、供給ライン３０を流れる電流値が制限値Ｌよりも大きくなると）、サイリスタ３４２のアノード・カソードは導通状態となる。すると、スイッチ３１のゲート電圧が急激に上昇してＨｉｇｈ状態となり、その結果、供給ライン３０が非導通状態となる。すなわち、供給ライン３０を流れる電流が遮断される。なお、図３に例示する回路構成の場合、供給ライン３０に制限値Ｌ以上の電流が流れてから供給ライン３０が遮断されるまでに要する時間は、約４０μsecである。   On the other hand, when the voltage difference output from the operational amplifier 341 becomes larger than a predetermined value (that is, when the current value flowing through the supply line 30 becomes larger than the limit value L), the anode and the cathode of the thyristor 342 become conductive. Then, the gate voltage of the switch 31 is suddenly increased to be in a high state, and as a result, the supply line 30 is in a non-conduction state. That is, the current flowing through the supply line 30 is interrupted. In the case of the circuit configuration illustrated in FIG. 3, the time required for the supply line 30 to be shut off after a current of the limit value L or more flows through the supply line 30 is about 40 μsec.

〈４．効果〉
複数のＥＣＵが接続された電源供給装置の場合、図５に示すように、複数のＥＣＵ（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）のうちのいずれか（例えば、ＥＣＵ（Ａ））がショート故障を起こしてしまうと、ＥＣＵ（Ａ）に大量の電流が流れるために他の全てのＥＣＵ（Ｂ）（Ｃ）の供給ラインが電圧降下してしまうという問題があった。 <4. effect>
In the case of a power supply apparatus to which a plurality of ECUs are connected, as shown in FIG. 5, one of the plurality of ECUs (A), (B), and (C) (for example, ECU (A)) causes a short circuit failure. As a result, a large amount of current flows through the ECU (A), so that the supply lines of all the other ECUs (B) and (C) drop in voltage.

上記の実施の形態に係る電源供給装置１２においては、図４に示すように、接続された複数のＥＣＵ１３のうちのいずれかがショート故障を起こして当該ＥＣＵ１３に大量の電流が流れ出そうとすると、当該ＥＣＵ１３の供給ライン３０に設けられたシャットダウン回路２４２が、当該供給ライン３０を遮断する。したがって、当該ＥＣＵ１３に大量の電流が流れることがなく、他の全てのＥＣＵ１３の供給ライン３０が電圧降下するといった事態も生じない。   In the power supply device 12 according to the above embodiment, as shown in FIG. 4, if any of the connected ECUs 13 causes a short circuit failure and a large amount of current is about to flow out to the ECU 13, A shutdown circuit 242 provided in the supply line 30 of the ECU 13 blocks the supply line 30. Therefore, a large amount of current does not flow through the ECU 13, and the supply line 30 of all other ECUs 13 does not drop.

また、上記の実施の形態に係る電源供給装置１２は、シャットダウン回路２４２により供給ライン３０を遮断する構成としている。例えば、供給ライン３０をヒューズの溶断により遮断する構成とした場合、図６に示すように、ＥＣＵがショート故障してからヒューズ溶断による供給ラインの遮断が完了するまでに数ｍsec程度の時間がかかってしまう。したがって、この場合は他のＥＣＵが一時的に電圧降下してしまうという事態が避けられない。これに対し、上記の実施の形態に係る電源供給装置１２によると、ショート故障が発生してからシャットダウン回路２４２が供給ライン３０を遮断するまでの時間は、例えば４０μsec程度以下と非常に短くすることができるため、他のＥＣＵ１３が一時的に電圧降下してしまうという事態は生じない（図４参照）。   In addition, the power supply device 12 according to the above embodiment is configured to shut off the supply line 30 by the shutdown circuit 242. For example, when the supply line 30 is cut off by blowing a fuse, as shown in FIG. 6, it takes about several milliseconds until the supply line is cut off by a fuse blow after a short circuit failure in the ECU. End up. Therefore, in this case, it is inevitable that the voltage of other ECUs temporarily drops. On the other hand, according to the power supply device 12 according to the above-described embodiment, the time from when the short circuit failure occurs until the shutdown circuit 242 shuts off the supply line 30 is very short, for example, about 40 μsec or less. Therefore, the situation where the voltage of the other ECU 13 temporarily drops does not occur (see FIG. 4).

また、上記の実施の形態に係る電源供給装置１２は、供給ライン３０にシャットダウン回路２４２だけでなく突入電流制限回路２４２が設けられている。突入電流制限回路２４２を設けないと、図７に示すように、シャットダウン回路が突入電流に反応して供給ラインを遮断してしまう可能性が高い。上記の実施の形態に係る電源供給装置１２によると、図４に示すように、突入電流制限回路２４２が突入電流の最大電流値を制限値Ｌ以下に制限しているので、シャットダウン回路２４２が突入電流に反応して供給ラインを遮断してしまう、といった事態も生じない。   In the power supply device 12 according to the above embodiment, not only the shutdown circuit 242 but also the inrush current limiting circuit 242 is provided on the supply line 30. If the inrush current limiting circuit 242 is not provided, as shown in FIG. 7, there is a high possibility that the shutdown circuit interrupts the supply line in response to the inrush current. According to the power supply device 12 according to the above embodiment, as shown in FIG. 4, the inrush current limiting circuit 242 limits the maximum current value of the inrush current to the limit value L or less, so the shutdown circuit 242 enters the inrush. The situation that the supply line is cut off in response to the current does not occur.

〈５．変形例〉
電流制限回路２４の回路構成は、図３に例示したものに限らない。例えば、供給ライン３０に接続されたスイッチ３１を制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御する第１制御回路３３は、次のように構成してもよい。 <5. Modification>
The circuit configuration of the current limiting circuit 24 is not limited to that illustrated in FIG. For example, the first control circuit 33 that controls ON / OFF of the switch 31 connected to the supply line 30 based on the control signal may be configured as follows.

この変形例に係る電流制限回路２４（以下「電流制限回路２４ａ」という）について、図８を参照しながら説明する。図８は、電流制限回路２４ａの回路構成を例示する図である。なお、この変形例に係る電流制限回路２４ａは、第１制御回路３３に換えて第１制御回路３３ａを備える点以外は、上記の実施の形態に係る電流制限回路２４と同様である。   A current limiting circuit 24 (hereinafter referred to as “current limiting circuit 24a”) according to this modification will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a circuit configuration of the current limiting circuit 24a. The current limiting circuit 24a according to this modification is the same as the current limiting circuit 24 according to the above-described embodiment, except that the first control circuit 33a is provided instead of the first control circuit 33.

〈ｉ．構成〉
第１制御回路３３ａの構成について具体的に説明する。制御信号が入力される入力経路３５１の他端は、インバータ３５２の入力端子に接続される。インバータ３５２の出力端子の先には、抵抗３５３が直列に接続される。抵抗３５３の下流側には、一端が接地されたコンデンサ３５４の他端が接続され、さらにその下流側において、ダイオード３５５のアノードが接続される。ダイオード３５５のカソードは、スイッチ３１のゲートと接続される。 <I. Constitution>
The configuration of the first control circuit 33a will be specifically described. The other end of the input path 351 to which the control signal is input is connected to the input terminal of the inverter 352. A resistor 353 is connected in series at the tip of the output terminal of the inverter 352. The other end of the capacitor 354 whose one end is grounded is connected to the downstream side of the resistor 353, and the anode of the diode 355 is further connected to the downstream side thereof. The cathode of the diode 355 is connected to the gate of the switch 31.

〈ii．突入電流制限回路２４１の機能〉
この変形例においては、突入電流制限回路２４１（図２参照）は、スイッチ３１、および、第１制御回路３３ａにより構成される。この変形例に係る突入電流制限回路２４１の機能について説明する。 <Ii. Function of Inrush Current Limiting Circuit 241>
In this modification, the inrush current limiting circuit 241 (see FIG. 2) includes a switch 31 and a first control circuit 33a. The function of the inrush current limiting circuit 241 according to this modification will be described.

入力経路３５１に制御信号が入力されない場合、インバータ３５２の出力端子からはＨｉｇｈレベルの信号が出力される。この状態においては、スイッチ３１のゲート電圧はＨｉｇｈ状態となっており、供給ライン３０は非導通状態となっている。   When no control signal is input to the input path 351, a high level signal is output from the output terminal of the inverter 352. In this state, the gate voltage of the switch 31 is in a high state, and the supply line 30 is in a nonconductive state.

入力経路３５１に制御信号が入力されると、インバータ３５２の出力端子の信号レベルは、ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルまで下降する。これに伴って、スイッチ３１のゲート電圧が下降し、その結果、供給ライン３０が導通状態となる。ただし、ここでは、インバータ３５２の出力端子とスイッチ３１のゲートとの間に、直列に介挿された抵抗３５３、および、コンデンサ３５４の一端が接続されているため、スイッチ３１のゲート電圧が急激に下降することが防止される。スイッチ３１のゲート電圧が緩やかに下降すると、スイッチ３１のソース・ドレイン間の抵抗が緩やかに減少し、供給ライン３０を流れる電流が緩やかに増加する。これによって、供給ライン３０に流れる突入電流の最大電流値が低く抑えられる（図４参照）。   When a control signal is input to the input path 351, the signal level of the output terminal of the inverter 352 falls from the high level to the low level. Along with this, the gate voltage of the switch 31 decreases, and as a result, the supply line 30 becomes conductive. However, since the resistor 353 and one end of the capacitor 354 inserted in series are connected between the output terminal of the inverter 352 and the gate of the switch 31 here, the gate voltage of the switch 31 suddenly increases. It is prevented from descending. When the gate voltage of the switch 31 gradually decreases, the resistance between the source and drain of the switch 31 gradually decreases, and the current flowing through the supply line 30 increases gradually. Thereby, the maximum current value of the inrush current flowing through the supply line 30 is kept low (see FIG. 4).

ただし、抵抗３５３の抵抗値、および、コンデンサ３５４の容量は、ＥＣＵ１３の回路構成等から予測される突入電流の大きさ（突入電流制限回路２４１を設けなかった場合に発生すると予測される突入電流の大きさ）や、制限値Ｌの値等に基づいて規定されており、具体的には、供給ライン３０に流れる突入電流の最大電流値を、制限値Ｌ以下に制限できるようなものとされている。したがって、供給ライン３０に流れる突入電流の最大電流値は、制限値Ｌ以下に抑えられることになる。   However, the resistance value of the resistor 353 and the capacitance of the capacitor 354 are the magnitude of the inrush current predicted from the circuit configuration of the ECU 13 (the inrush current predicted to be generated when the inrush current limiting circuit 241 is not provided). Size), the limit value L, and the like. Specifically, the maximum current value of the inrush current flowing through the supply line 30 can be limited to the limit value L or less. Yes. Therefore, the maximum current value of the inrush current flowing through the supply line 30 is suppressed to the limit value L or less.

１ 車両用制御装置
１１ バッテリ
１２ 電源供給装置
１３ ＥＣＵ
２４，２４ａ 電流制限回路
２４１ 突入電流制限回路
２４２ シャットダウン回路
３０ 供給ライン
３１ スイッチ
３２ 抵抗
３３，３３ａ 第１制御回路
３４ 第２制御回路 1 vehicle control device 11 battery 12 power supply device 13 ECU
24, 24a Current limit circuit 241 Inrush current limit circuit 242 Shutdown circuit 30 Supply line 31 Switch 32 Resistors 33, 33a First control circuit 34 Second control circuit

Claims (4)

車両に搭載されるバッテリから供給される電力を、前記車両に搭載される複数の電気負荷に供給する車両用電源供給装置であって、
前記バッテリから供給される電力を、前記複数の電気負荷が必要とする電圧レベルに変換する変換回路と、
前記変換回路にて電圧レベルが変換された電力を分岐して前記複数の電気負荷にそれぞれ供給する分岐回路と、
前記分岐回路が備える複数の供給ラインのそれぞれに設けられた電流制限回路と、
を備え、
前記電流制限回路が、
前記供給ラインを流れる電流量が所定値よりも大きくなった場合に当該供給ラインを遮断するシャットダウン手段と、
前記供給ラインに流れる突入電流の最大電流値を前記所定値以下に制限する突入電流制限手段と、
を備え、
前記シャットダウン手段が、
前記供給ラインを流れる電流量を検出する検出手段と、
前記供給ラインを遮断するか否かを切り換える切り換え手段と、
前記検出手段が検出した電流量が前記所定値よりも大きくなった場合に、前記供給ラインを遮断するように前記切り換え手段を制御する制御手段と、
を備える車両用電源供給装置。 A vehicle power supply device that supplies power supplied from a battery mounted on a vehicle to a plurality of electric loads mounted on the vehicle,
A conversion circuit that converts the power supplied from the battery to a voltage level required by the plurality of electric loads;
A branch circuit that branches the power of which the voltage level has been converted by the conversion circuit and supplies the power to the plurality of electric loads,
A current limiting circuit provided in each of a plurality of supply lines provided in the branch circuit;
With
The current limiting circuit is
Shutdown means for shutting off the supply line when the amount of current flowing through the supply line exceeds a predetermined value;
Inrush current limiting means for limiting the maximum current value of the inrush current flowing through the supply line to the predetermined value or less;
With
The shutdown means is
Detecting means for detecting an amount of current flowing through the supply line;
Switching means for switching whether to cut off the supply line;
Control means for controlling the switching means to shut off the supply line when the amount of current detected by the detection means is larger than the predetermined value;
A vehicle power supply device comprising: 請求項１に記載の車両用電源供給装置であって、
前記複数の電気負荷のそれぞれが、ＥＣＵである車両用電源供給装置。 The vehicle power supply device according to claim 1,
A vehicle power supply device in which each of the plurality of electric loads is an ECU. 車両に搭載されるバッテリと、
前記車両に搭載される複数の電気負荷と、
前記バッテリから供給される電力を、前記複数の電気負荷に供給する車両用電源供給装置と、
を備える車両用制御装置であって、
前記車両用電源供給装置が、
前記バッテリから供給される電力を、前記複数の電気負荷が必要とする電圧レベルに変換する変換回路と、
前記変換回路にて電圧レベルが変換された電力を分岐して前記複数の電気負荷にそれぞれ供給する分岐回路と、
前記分岐回路が備える複数の供給ラインのそれぞれに設けられた電流制限回路と、
を備え、
前記電流制限回路が、
前記供給ラインを流れる電流量が所定値よりも大きくなった場合に当該供給ラインを遮断するシャットダウン手段と、
前記供給ラインに流れる突入電流の最大電流値を前記所定値以下に制限する突入電流制限手段と、
を備え、
前記シャットダウン手段が、
前記供給ラインを流れる電流量を検出する検出手段と、
前記供給ラインを遮断するか否かを切り換える切り換え手段と、
前記検出手段が検出した電流量が前記所定値よりも大きくなった場合に、前記供給ラインを遮断するように前記切り換え手段を制御する制御手段と、
を備える車両用制御装置。 A battery mounted on the vehicle;
A plurality of electrical loads mounted on the vehicle;
A vehicle power supply device for supplying power supplied from the battery to the plurality of electric loads;
A vehicle control device comprising:
The vehicle power supply device
A conversion circuit that converts the power supplied from the battery to a voltage level required by the plurality of electric loads;
A branch circuit that branches the power of which the voltage level has been converted by the conversion circuit and supplies the power to the plurality of electric loads,
A current limiting circuit provided in each of a plurality of supply lines provided in the branch circuit;
With
The current limiting circuit is
Shutdown means for shutting off the supply line when the amount of current flowing through the supply line exceeds a predetermined value;
Inrush current limiting means for limiting the maximum current value of the inrush current flowing through the supply line to the predetermined value or less;
With
The shutdown means is
Detecting means for detecting an amount of current flowing through the supply line;
Switching means for switching whether to cut off the supply line;
Control means for controlling the switching means to shut off the supply line when the amount of current detected by the detection means is larger than the predetermined value;
A vehicle control device comprising: 請求項３に記載の車両用制御装置であって、
前記複数の電気負荷のそれぞれが、ＥＣＵである車両用制御装置。 The vehicle control device according to claim 3,
The vehicle control device, wherein each of the plurality of electric loads is an ECU.

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