JP2017114439A - On-vehicle power supply system - Google Patents

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正直 島▲崎▼
Masanao Shimazaki
正直 島▲崎▼
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an on-vehicle power supply system in which opening/closing means is prevented from being turned on accidentally.SOLUTION: An on-vehicle power supply system (10) comprises: a switch control part (4a); a switching element (4c) controlled by the switch control part (4a); a resistor (Ra) connected between a source and a gate of the switching element (4c); a first transistor (T1) connected between the switch control part (4a) and the switching element (4c); and a control part (6) capable of controlling ON and OFF of the first transistor (T1). The control part (6) turns off the first transistor (T1) when detecting cranking.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は車載電源システムに関する。   The present invention relates to an in-vehicle power supply system.

従来から、車載の鉛蓄電池とリチウムイオン電池との通電および遮断を切り替える開閉手段への電力供給を鉛蓄電池で行う車載電源装置が知られている（例えば特許文献１および２）。   2. Description of the Related Art Conventionally, an in-vehicle power supply device that supplies power to an opening / closing means that switches between energization and interruption between an in-vehicle lead storage battery and a lithium ion battery is known (for example, Patent Documents 1 and 2).

特開２０１１−０７８１４７号公報JP 2011-078147 A 特開２０１１−１７６９５８号公報JP 2011-176958 A

ここで、エンジン始動時（クランキング時）に、開閉手段として使用しているＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)のソース電位が瞬低し、当該ＭＯＳＦＥＴが誤ってオンになる可能性がある。   Here, when the engine is started (during cranking), the source potential of a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) used as an opening / closing means may be instantaneously lowered, and the MOSFET may be turned on by mistake.

かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、開閉手段が誤ってオンになることのない車載電源システムを提供することにある。   An object of the present invention made in view of such circumstances is to provide an in-vehicle power supply system in which an opening / closing means is not accidentally turned on.

上記課題を解決するために本発明の第１の観点に係る車載電源システムは、
スイッチ制御部と、
前記スイッチ制御部によって制御されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のソースとゲートとの間に接続された抵抗と、
前記スイッチ制御部と前記スイッチング素子との間に接続された第１トランジスタと、
前記第１トランジスタのオンとオフとを制御可能な制御部と、
を有し、
前記制御部は、クランキングを検出したときに前記第１トランジスタをオフにすることが好ましい。 In order to solve the above-described problem, an in-vehicle power supply system according to the first aspect of the present invention includes:
A switch controller;
A switching element controlled by the switch controller;
A resistor connected between a source and a gate of the switching element;
A first transistor connected between the switch control unit and the switching element;
A control unit capable of controlling on and off of the first transistor;
Have
The control unit preferably turns off the first transistor when cranking is detected.

上記課題を解決するために本発明の第２の観点に係る車載電源システムは、
前記制御部に接続されたＰＮＰ型の第２トランジスタと、前記第２トランジスタおよび前記第１トランジスタの間に接続されたＮＰＮ型の第４トランジスタと、さらに有し、
前記制御部は、ＨＩ信号を出力することによって前記第２トランジスタ、前記第４トランジスタおよび前記第１トランジスタをオフにすることが好ましい。 In order to solve the above-described problem, an in-vehicle power supply system according to a second aspect of the present invention includes:
A PNP-type second transistor connected to the control unit; and an NPN-type fourth transistor connected between the second transistor and the first transistor;
Preferably, the control unit turns off the second transistor, the fourth transistor, and the first transistor by outputting an HI signal.

上記課題を解決するために本発明の第３の観点に係る車載電源システムは、
前記スイッチング素子のソースとゲートとの間に接続されたツェナーダイオードをさらに有することが好ましい。 In order to solve the above problem, an in-vehicle power supply system according to a third aspect of the present invention provides:
It is preferable to further include a Zener diode connected between the source and gate of the switching element.

上記課題を解決するために本発明の第４の観点に係る車載電源システムは、
前記スイッチング素子のゲートに接続されたゲート前抵抗をさらに有することが好ましい。
In order to solve the above problem, an in-vehicle power supply system according to a fourth aspect of the present invention provides:
It is preferable to further have a pre-gate resistor connected to the gate of the switching element.

本発明の第１の観点に係る車載電源システムによれば、開閉手段が誤ってオンになることはない。   According to the in-vehicle power supply system according to the first aspect of the present invention, the opening / closing means is not accidentally turned on.

本発明の第２の観点に係る車載電源システムによれば、増幅効果を得ることができる。   According to the in-vehicle power supply system according to the second aspect of the present invention, an amplification effect can be obtained.

本発明の第３の観点に係る車載電源システムによれば、スイッチング素子のソースとゲートとの間に過電圧がかかることを防止することができる。   According to the in-vehicle power supply system according to the third aspect of the present invention, it is possible to prevent an overvoltage from being applied between the source and the gate of the switching element.

本発明の第４の観点に係る車載電源システムによれば、スイッチング素子のゲートで突入電流が発生することを防止することができる。   According to the in-vehicle power supply system according to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent an inrush current from being generated at the gate of the switching element.

本発明の実施形態に係る車載電源システムの概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the vehicle-mounted power supply system which concerns on embodiment of this invention. 図１の制御部が実行する動作フローを示す図である。It is a figure which shows the operation | movement flow which the control part of FIG. 1 performs. 本発明の変形例に係る車載電源システムの概略構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows schematic structure of the vehicle-mounted power supply system which concerns on the modification of this invention.

はじめに図１を参照して、本発明の実施形態に係る車載電源システム１０の概略構成を説明する。図１の実線は電力ラインを示し、破線は情報伝達ラインを示す。車載電源システム１０は、例えばハイブリッド車（ＨＥＶ車）等の車両に搭載される。車載電源システム１０の概略構成を説明するが、車載電源システム１０の他の機能を排除したものではないことに留意されたい。   First, a schematic configuration of an in-vehicle power supply system 10 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. A solid line in FIG. 1 indicates a power line, and a broken line indicates an information transmission line. The in-vehicle power supply system 10 is mounted on a vehicle such as a hybrid vehicle (HEV vehicle). Although a schematic configuration of the in-vehicle power supply system 10 will be described, it should be noted that other functions of the in-vehicle power supply system 10 are not excluded.

車載電源システム１０は、少なくともスイッチ４および制御部６を有する。車載電源システム１０はさらに、第１蓄電池１、第２蓄電池２、負荷３および整流素子５を有してもよい。   The in-vehicle power supply system 10 includes at least a switch 4 and a control unit 6. The in-vehicle power supply system 10 may further include a first storage battery 1, a second storage battery 2, a load 3 and a rectifying element 5.

第１蓄電池１は、例えばリチウムイオン電池である。第１蓄電池１はまた、例えばリチウムイオン電池やニッケル水素電池等、鉛蓄電池以外の１以上の二次電池（セル）が直列に接続されて構成されてもよい。第１蓄電池１のプラス端子はスイッチ制御部４ａおよびスイッチング素子４ｃと接続され、マイナス端子はグランドに接続される。第１蓄電池１は後述するスイッチング素子４ｃが通電してオンになっているとき、負荷３に対して電力を供給可能である。第１蓄電池１はまた、エンジン駆動（アイドリング）の停止中に、補機およびＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）等に対して電力を供給可能である。第１蓄電池１は第２蓄電池２と並列接続される。   The first storage battery 1 is, for example, a lithium ion battery. The first storage battery 1 may also be configured by connecting in series one or more secondary batteries (cells) other than a lead storage battery, such as a lithium ion battery or a nickel hydride battery. The positive terminal of the first storage battery 1 is connected to the switch control unit 4a and the switching element 4c, and the negative terminal is connected to the ground. The first storage battery 1 can supply power to the load 3 when a switching element 4c described later is energized and turned on. The first storage battery 1 can also supply power to an auxiliary machine, an ECU (Engine Control Unit), and the like while the engine drive (idling) is stopped. The first storage battery 1 is connected in parallel with the second storage battery 2.

第２蓄電池２は、例えば鉛蓄電池である。第２蓄電池２は第１蓄電池１と同じ電圧であっても異なる電圧であってもよいが、異なる電圧である場合はＤＣ／ＤＣコンバータを用いる。第２蓄電池２のプラス端子はスイッチ制御部４ａおよびスイッチング素子４ｃと接続され、マイナス端子はグランドに接続される。第２蓄電池２は、負荷３に対して電力を供給可能である。第２蓄電池２は第１蓄電池１と並列接続される。   The second storage battery 2 is, for example, a lead storage battery. Although the 2nd storage battery 2 may be the same voltage as the 1st storage battery 1, or a different voltage, when it is a different voltage, a DC / DC converter is used. The positive terminal of the second storage battery 2 is connected to the switch control unit 4a and the switching element 4c, and the negative terminal is connected to the ground. The second storage battery 2 can supply power to the load 3. The second storage battery 2 is connected in parallel with the first storage battery 1.

負荷３は、例えば車両に備えられたオーディオ、エアコンおよびナビゲーションシステム等である。負荷３の一端はスイッチ４および第２蓄電池２に接続され、もう一端はグランドに接続される。負荷３は、エンジン駆動の停止中に第１蓄電池１及び第２蓄電池２から電力供給を受けて動作し、エンジン駆動中にオルタネータ、第１蓄電池１および第２蓄電池２から電力供給を受けて動作する。   The load 3 is, for example, an audio, an air conditioner, a navigation system, or the like provided in the vehicle. One end of the load 3 is connected to the switch 4 and the second storage battery 2, and the other end is connected to the ground. The load 3 operates by receiving power supply from the first storage battery 1 and the second storage battery 2 while the engine driving is stopped, and operates by receiving power supply from the alternator, the first storage battery 1 and the second storage battery 2 while driving the engine. To do.

スイッチ４は、スイッチ制御部４ａと、トランジスタ制御部４ｂと、スイッチ制御部４ａにより開閉されるスイッチング素子４ｃと、第１トランジスタＴ１乃至第６トランジスタＴ６を有し、電気駆動する。   The switch 4 includes a switch control unit 4a, a transistor control unit 4b, a switching element 4c opened and closed by the switch control unit 4a, and a first transistor T1 to a sixth transistor T6, and is electrically driven.

スイッチ制御部４ａは、第１蓄電池１と第２蓄電池２との少なくとも一方から電力供給を受け、制御部６による制御によりスイッチング素子４ｃの開閉（オフとオン）を制御することが可能である。すなわち、第２蓄電池２からの電力供給が何らかの理由で途絶えたとしても、スイッチ制御部４ａは第１蓄電池１から電力供給を受けることでスイッチング素子４ｃのオンとオフとの制御を継続することができる。   The switch control unit 4a can receive power from at least one of the first storage battery 1 and the second storage battery 2, and can control the opening / closing (off and on) of the switching element 4c by the control of the control unit 6. That is, even if the power supply from the second storage battery 2 is interrupted for some reason, the switch control unit 4a can continue to control the switching element 4c on and off by receiving the power supply from the first storage battery 1. it can.

トランジスタ制御部４ｂは、第６トランジスタＴ６にＬＯ信号（０Ｖ）またはＨＩ信号（５Ｖ）を出力して、第６トランジスタＴ６および第５トランジスタＴ５のオンとオフとを制御する。   The transistor control unit 4b outputs an LO signal (0V) or an HI signal (5V) to the sixth transistor T6, and controls on / off of the sixth transistor T6 and the fifth transistor T5.

スイッチング素子４ｃは第１蓄電池１および第２蓄電池２と直列に接続される。スイッチ制御部４ａの制御によりスイッチング素子４ｃがオフになったとき、第１蓄電池１と第２蓄電池２との間の電力は遮断される。スイッチ制御部４ａの制御によりスイッチング素子４ｃがオンになったとき、第１蓄電池１と第２蓄電池２との間には電流が流れる。   Switching element 4 c is connected in series with first storage battery 1 and second storage battery 2. When the switching element 4c is turned off under the control of the switch control unit 4a, the power between the first storage battery 1 and the second storage battery 2 is cut off. When the switching element 4c is turned on by the control of the switch control unit 4a, a current flows between the first storage battery 1 and the second storage battery 2.

スイッチング素子４ｃは、例えば以下のようにオンとオフとを切り替えられてもよい。すなわち、スイッチング素子４ｃは、第２蓄電池２の電圧が所定値を下回ったときにオンになることによって、オルタネータ（図示しないが、スイッチ４から見て第１蓄電池１が接続される側に設けられる）または第１蓄電池１から第２蓄電池２への充電を行い、第２蓄電池２の過放電保護を行う。またスイッチング素子４ｃは、第２蓄電池２の電圧が別の所定値を上回ったときにオフになることによって、オルタネータまたは第１蓄電池１から第２蓄電池２へ充電が行われることを防ぎ、第２蓄電池２の過充電保護を行う。   For example, the switching element 4c may be switched on and off as follows. That is, the switching element 4c is turned on when the voltage of the second storage battery 2 falls below a predetermined value, thereby providing an alternator (not shown, but on the side to which the first storage battery 1 is connected as viewed from the switch 4). ) Or charging from the first storage battery 1 to the second storage battery 2 to protect the second storage battery 2 from overdischarge. The switching element 4c is turned off when the voltage of the second storage battery 2 exceeds another predetermined value, thereby preventing charging from the alternator or the first storage battery 1 to the second storage battery 2, and the second The overcharge protection of the storage battery 2 is performed.

スイッチング素子４ｃは、スイッチ制御部４ａによる制御によってオンになるため、このときオルタネータまたは第１蓄電池１等から負荷３への電力供給を確保することができる。オルタネータとは発電機であって、スタータによって始動されたエンジンに機械的に接続される。オルタネータはエンジンの駆動によって発電可能である。代替例としてオルタネータは車両の減速時等に回生によって発電してもよい。オルタネータで発電された電力はレギュレータで出力電圧を調整されて第１蓄電池１および第２蓄電池２の充電に使用されてもよい。   Since the switching element 4c is turned on by the control by the switch control unit 4a, at this time, the power supply from the alternator or the first storage battery 1 to the load 3 can be secured. An alternator is a generator that is mechanically connected to an engine started by a starter. The alternator can generate electricity by driving the engine. As an alternative, the alternator may generate power by regeneration when the vehicle is decelerated or the like. The electric power generated by the alternator may be used for charging the first storage battery 1 and the second storage battery 2 after adjusting the output voltage by a regulator.

本実施形態におけるスイッチング素子４ｃは少なくとも第１スイッチング素子Ｓ１乃至第６スイッチング素子Ｓ６で構成されるが、その数は限定されず例えば第１スイッチング素子Ｓ１のみから構成されてもよい。スイッチング素子４ｃは例えばＭＯＳＦＥＴ(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)である。図１に示すように第１スイッチング素子Ｓ１は第４スイッチング素子Ｓ４と、第２スイッチング素子Ｓ２は第５スイッチング素子Ｓ５と、第３スイッチング素子Ｓ３は第６スイッチング素子Ｓ６と向かい合う。スイッチング素子の数が多いほど、電力負荷を分散することが可能である。   Although the switching element 4c in this embodiment is comprised by at least 1st switching element S1 thru | or 6th switching element S6, the number is not limited and may be comprised only from 1st switching element S1, for example. The switching element 4c is, for example, a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor). As shown in FIG. 1, the first switching element S1 faces the fourth switching element S4, the second switching element S2 faces the fifth switching element S5, and the third switching element S3 faces the sixth switching element S6. As the number of switching elements increases, the power load can be distributed.

スイッチング素子４ｃは図１に示す通り左右対称である。第１スイッチング素子Ｓ１、第２スイッチング素子Ｓ２および第３スイッチング素子Ｓ３は同一である。第１スイッチング素子Ｓ１乃至第６スイッチング素子Ｓ６（以下、まとめてスイッチング素子４ｃともいう）のソースとゲートとの間には抵抗Ｒａが接続される。このためソースとゲートとの間の電位差を解消することができる。   The switching element 4c is symmetrical as shown in FIG. The first switching element S1, the second switching element S2, and the third switching element S3 are the same. A resistor Ra is connected between the source and the gate of the first switching element S1 to the sixth switching element S6 (hereinafter also collectively referred to as switching element 4c). For this reason, the potential difference between the source and the gate can be eliminated.

さらにスイッチング素子４ｃは、ソースとゲートとの間にツェナーダイオードＺを有する。スイッチング素子４ｃのソースとゲートとの間の耐圧は例えば２０Ｖである。このため、第１蓄電池１のプラス端子が外れ、且つスイッチ制御部４ａからスイッチング素子４ｃのゲートに２４Ｖの過電圧がかかったときであっても、スイッチング素子４ｃが損傷を受けることがない。代替例として、ツェナーダイオードＺはダイオードであってもよい。   Furthermore, the switching element 4c has a Zener diode Z between the source and the gate. The withstand voltage between the source and gate of the switching element 4c is, for example, 20V. Therefore, even when the positive terminal of the first storage battery 1 is disconnected and an overvoltage of 24 V is applied from the switch control unit 4a to the gate of the switching element 4c, the switching element 4c is not damaged. As an alternative, the Zener diode Z may be a diode.

図１に示す通り、スイッチ４はさらに第１トランジスタＴ１乃至第６トランジスタＴ６を有する。複数のトランジスタを用いることで増幅効果を得ることができる。第１トランジスタＴ１、第２トランジスタＴ２および第５トランジスタＴ５はＰＮＰ型のトランジスタである。第３トランジスタＴ３、第４トランジスタＴ４および第６トランジスタＴ６はＮＰＮ型のトランジスタである。第１トランジスタＴ１はスイッチ制御部４ａと第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３との間に接続される。第１トランジスタＴ１がオフのときスイッチ制御部４ａと第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３とは切り離される。このときスイッチ制御部４ａから第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３のゲートへ出力されるゲート信号が遮断される。   As shown in FIG. 1, the switch 4 further includes a first transistor T1 to a sixth transistor T6. An amplification effect can be obtained by using a plurality of transistors. The first transistor T1, the second transistor T2, and the fifth transistor T5 are PNP transistors. The third transistor T3, the fourth transistor T4, and the sixth transistor T6 are NPN type transistors. The first transistor T1 is connected between the switch control unit 4a and the first switching element S1 to the third switching element S3. When the first transistor T1 is off, the switch controller 4a and the first switching element S1 to the third switching element S3 are disconnected. At this time, the gate signal output from the switch control unit 4a to the gates of the first switching element S1 to the third switching element S3 is cut off.

整流素子５はダイオードであり第１整流素子５ａと第２整流素子５ｂとを有する。第１整流素子５ａは第１蓄電池１からスイッチ制御部４ａに電力が供給される向きで第１蓄電池１とスイッチ制御部４ａとの間に設けられる。第２整流素子５ｂは、第２蓄電池２からスイッチ制御部４ａに電力が供給される向きで第２蓄電池２とスイッチ制御部４ａとの間に設けられる。図１において第１整流素子５ａおよび第２整流素子５ｂはいずれも２つの整流素子からなっているが、その数は限定されない。整流素子の数が多いほど、耐圧を上げることが可能である。また整流素子５により、例えば第１蓄電池１から第２蓄電池２に、または第２蓄電池２から第１蓄電池１に電流が流れ込むことがない。   The rectifying element 5 is a diode and includes a first rectifying element 5a and a second rectifying element 5b. The 1st rectifier 5a is provided between the 1st storage battery 1 and the switch control part 4a in the direction in which electric power is supplied from the 1st storage battery 1 to the switch control part 4a. The 2nd rectifier 5b is provided between the 2nd storage battery 2 and the switch control part 4a in the direction in which electric power is supplied from the 2nd storage battery 2 to the switch control part 4a. In FIG. 1, each of the first rectifying element 5a and the second rectifying element 5b is composed of two rectifying elements, but the number is not limited. The greater the number of rectifying elements, the higher the breakdown voltage. The rectifying element 5 prevents current from flowing from the first storage battery 1 to the second storage battery 2 or from the second storage battery 2 to the first storage battery 1, for example.

制御部６は、例えば車両に備えられたＥＣＵを含んで構成され、車載電源システム１０の動作全体を制御するプロセッサである。制御部６は第２トランジスタＴ２にＨＩ信号またはＬＯ信号を出力可能である。   The control unit 6 is configured to include an ECU provided in the vehicle, for example, and is a processor that controls the entire operation of the in-vehicle power supply system 10. The controller 6 can output an HI signal or an LO signal to the second transistor T2.

通常時の動作として、制御部６は例えば次の２つのケースＡおよびＢに示すように第１スイッチング素子Ｓ１乃至第６スイッチング素子Ｓ６のオンとオフとを制御可能である。   As a normal operation, the control unit 6 can control ON and OFF of the first switching element S1 to the sixth switching element S6 as shown in the following two cases A and B, for example.

［ケースＡ］第１スイッチング素子Ｓ１乃至第６スイッチング素子Ｓ６をオンにするとき
（ステップ１）制御部６はＬＯ信号を第２トランジスタＴ２に出力することによって第２トランジスタＴ２をオンにする。これに伴い第２トランジスタＴ２に接続された第３トランジスタＴ３はオンになり、続いて第３トランジスタＴ３に接続された第４トランジスタＴ４と、当該第４トランジスタＴ４に接続された第１トランジスタＴ１もオンになる。この結果、スイッチ制御部４ａもオンになる。
（ステップ２）トランジスタ制御部４ｂは、トランジスタをオンにする旨の信号を制御部６から取得すると、ＨＩ信号を出力することにより第６トランジスタＴ６および第５トランジスタＴ５をオンにする。
（ステップ３）スイッチ制御部４ａは、第１スイッチング素子Ｓ１乃至第６スイッチング素子Ｓ６をオンにする。 [Case A] When turning on the first switching element S1 to the sixth switching element S6 (step 1), the controller 6 turns on the second transistor T2 by outputting the LO signal to the second transistor T2. Accordingly, the third transistor T3 connected to the second transistor T2 is turned on. Subsequently, the fourth transistor T4 connected to the third transistor T3 and the first transistor T1 connected to the fourth transistor T4 are also connected. Turn on. As a result, the switch control unit 4a is also turned on.
(Step 2) When the transistor control unit 4b obtains a signal for turning on the transistor from the control unit 6, the transistor control unit 4b outputs the HI signal to turn on the sixth transistor T6 and the fifth transistor T5.
(Step 3) The switch control unit 4a turns on the first switching element S1 to the sixth switching element S6.

［ケースＢ］第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３をオンにして、第４スイッチング素子Ｓ４乃至第６スイッチング素子Ｓ６をオフにするとき
（ステップ１）制御部６は第２トランジスタＴ２にＬＯ信号を出力することによって、上記ケースＡと同様に第２トランジスタＴ２、第３トランジスタＴ３、第４トランジスタＴ４、第１トランジスタＴ１およびスイッチ制御部４ａをオンにする。
（ステップ２）トランジスタ制御部４ｂは第１蓄電池１および第２蓄電池２の電圧値を取得して、第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧より低い（第１蓄電池１の電圧＜第２蓄電池２の電圧）か否かを判定する。
（ステップ３）第１蓄電池１の電圧が第２蓄電池２の電圧より低いとき、トランジスタ制御部４ｂはＬＯ信号を出力することにより第６トランジスタＴ６および第５トランジスタＴ５をオフにする。第１トランジスタＴ１がステップ１でオンになっているため、スイッチ制御部４ａは、第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３をオンにすることができる。しかしながら、第５トランジスタＴ５はオフになっているため第４スイッチング素子Ｓ４乃至第６スイッチング素子Ｓ６はオンにならず、オフになる。
（ステップ４）第４スイッチング素子Ｓ４乃至第６スイッチング素子Ｓ６の寄生ダイオードを通じて第２蓄電池２から第１蓄電池１に充電される。 [Case B] When the first switching element S1 to the third switching element S3 are turned on and the fourth switching element S4 to the sixth switching element S6 are turned off (step 1), the control unit 6 sets the second transistor T2 to LO. By outputting a signal, the second transistor T2, the third transistor T3, the fourth transistor T4, the first transistor T1, and the switch control unit 4a are turned on as in the case A.
(Step 2) The transistor controller 4b acquires the voltage values of the first storage battery 1 and the second storage battery 2, and the voltage of the first storage battery 1 is lower than the voltage of the second storage battery 2 (the voltage of the first storage battery 1 <the first 2) is determined.
(Step 3) When the voltage of the first storage battery 1 is lower than the voltage of the second storage battery 2, the transistor controller 4b outputs the LO signal to turn off the sixth transistor T6 and the fifth transistor T5. Since the first transistor T1 is turned on in Step 1, the switch control unit 4a can turn on the first switching element S1 to the third switching element S3. However, since the fifth transistor T5 is off, the fourth switching element S4 to the sixth switching element S6 are not turned on, but are turned off.
(Step 4) The first storage battery 1 is charged from the second storage battery 2 through the parasitic diodes of the fourth switching element S4 to the sixth switching element S6.

以下、本実施形態に係る車載電源システム１０が、クランキングを検出したときに実行する特徴的な処理の１つを詳細に説明する。   Hereinafter, one of characteristic processes executed when the in-vehicle power supply system 10 according to the present embodiment detects cranking will be described in detail.

制御部６は、スイッチング素子４ｃがオフの状態でクランキングが行われたか否かを判定する。スイッチング素子４ｃがオフの状態でクランキングが行われたと判定したとき、制御部６は第２トランジスタＴ２にＨＩ信号を出力して、第２トランジスタＴ２、第３トランジスタＴ３、第４トランジスタＴ４および第１トランジスタＴ１をオフにする。このとき第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３はスイッチ制御部４ａと切り離されるので、スイッチ制御部４ａから第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３のゲートへ出力されるゲート信号は遮断される。   The control unit 6 determines whether or not cranking has been performed with the switching element 4c turned off. When it is determined that the cranking is performed with the switching element 4c turned off, the control unit 6 outputs an HI signal to the second transistor T2, and the second transistor T2, the third transistor T3, the fourth transistor T4, and the second transistor T4. 1 Transistor T1 is turned off. At this time, since the first switching element S1 to the third switching element S3 are disconnected from the switch control unit 4a, the gate signal output from the switch control unit 4a to the gates of the first switching element S1 to the third switching element S3 is cut off. The

車載電源システム１０が設置された車両でクランキングが行われると第１蓄電池１の電圧が下がる。第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３は第１蓄電池１に接続されているため、第１スイッチング素子Ｓ１乃至第３スイッチング素子Ｓ３（スイッチング素子４ｃ）のソース電圧は瞬低する。一般的にスイッチング素子のゲート電圧とソース電圧との間に、あるしきい値電圧（ゲートしきい値電圧ともいう）以上の電位差が発生すると、スイッチング素子はオンになる。しかしながら、本実施形態においては、スイッチング素子４ｃは、スイッチ制御部４ａとスイッチング素子４ｃとの間に接続される第１トランジスタＴ１および第５トランジスタＴ５がオフになることによってスイッチ制御部４ａと切り離される。このためスイッチング素子４ｃのソース電圧とゲート電圧との間にゲートしきい値電圧以上の不意の電位差は発生しない。また抵抗Ｒａによりソースとゲートとの間の電位差を小さくすることができる。したがって、スイッチング素子４ｃが誤ってオンになることはない。   When cranking is performed in a vehicle in which the in-vehicle power supply system 10 is installed, the voltage of the first storage battery 1 decreases. Since the first switching element S1 to the third switching element S3 are connected to the first storage battery 1, the source voltages of the first switching element S1 to the third switching element S3 (switching element 4c) instantaneously drop. Generally, when a potential difference greater than a certain threshold voltage (also referred to as a gate threshold voltage) occurs between the gate voltage and the source voltage of the switching element, the switching element is turned on. However, in the present embodiment, the switching element 4c is disconnected from the switch control unit 4a when the first transistor T1 and the fifth transistor T5 connected between the switch control unit 4a and the switching element 4c are turned off. . For this reason, an unexpected potential difference equal to or higher than the gate threshold voltage does not occur between the source voltage and the gate voltage of the switching element 4c. Further, the potential difference between the source and the gate can be reduced by the resistor Ra. Therefore, the switching element 4c is not turned on by mistake.

図２は、制御部６が定期的または不定期的に実行する動作フローを示す図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating an operation flow that the control unit 6 executes regularly or irregularly.

制御部６は、クランキングが行われたか否かを判定する（ステップＳＴ１）。制御部６はクランキングが行われたと判定したとき、ＨＩ信号を第２トランジスタＴ２に出力して第２トランジスタＴ２をオフにし、第３トランジスタＴ３、第４トランジスタＴ４および第１トランジスタＴ１をオフにする（ステップＳＴ２）。このときトランジスタ制御部４ｂは第６スイッチング素子Ｓ６および第５トランジスタＴ５をオフにする。これによりスイッチング素子４ｃとスイッチ制御部４ａとは切り離される。次いで制御部６はクランキングが終了したか否かを判定する（ステップＳＴ３）。   The control unit 6 determines whether or not cranking has been performed (step ST1). When it is determined that the cranking has been performed, the control unit 6 outputs the HI signal to the second transistor T2, turns off the second transistor T2, and turns off the third transistor T3, the fourth transistor T4, and the first transistor T1. (Step ST2). At this time, the transistor control unit 4b turns off the sixth switching element S6 and the fifth transistor T5. Thereby, the switching element 4c and the switch control unit 4a are disconnected. Next, the control unit 6 determines whether or not the cranking has been completed (step ST3).

ステップＳＴ３でＮｏのとき制御部６はステップＳＴ３を繰り返す。一方ステップＳＴ３でＹｅｓのとき制御部６はＬＯ信号を出力して第２トランジスタＴ２をオンにし、第３トランジスタＴ３、第４トランジスタＴ４および第１トランジスタＴ１をオンにする（ステップＳＴ４）。このときトランジスタ制御部４ｂは第６スイッチング素子Ｓ６および第５トランジスタＴ５をオンにする。これによりスイッチング素子４ｃとスイッチ制御部４ａとは接続される。制御部６はスイッチ制御部４ａを介してスイッチング素子４ｃをオンにして通常動作を実行することができる（ステップＳＴ５）。   When No in step ST3, control unit 6 repeats step ST3. On the other hand, if Yes in step ST3, the controller 6 outputs an LO signal to turn on the second transistor T2, and turn on the third transistor T3, the fourth transistor T4, and the first transistor T1 (step ST4). At this time, the transistor control unit 4b turns on the sixth switching element S6 and the fifth transistor T5. Thereby, the switching element 4c and the switch control part 4a are connected. The controller 6 can turn on the switching element 4c via the switch controller 4a to execute normal operation (step ST5).

図３は、本発明の変形例に係る車載電源システム１０の概略構成を示す機能ブロック図である。上記実施形態と異なる点は、車載電源システム１０が、スイッチング素子４ｃのゲート（第１スイッチング素子Ｓ１乃至第６スイッチング素子Ｓ６のそれぞれのゲート）にゲート前抵抗Ｒｂを有することである。上記実施形態と共通する内容の説明は省略する。   FIG. 3 is a functional block diagram showing a schematic configuration of the in-vehicle power supply system 10 according to a modification of the present invention. The difference from the above embodiment is that the in-vehicle power supply system 10 has a pre-gate resistance Rb at the gate of the switching element 4c (the gates of the first switching element S1 to the sixth switching element S6). Description of the contents common to the above embodiment is omitted.

ゲート前抵抗Ｒｂはスイッチング素子４ｃのゲートに接続される。このため、寄生キャパシタによる突入電流がスイッチング素子４ｃのゲートに大電流として流れることを防ぐことができる。   The pre-gate resistor Rb is connected to the gate of the switching element 4c. For this reason, it is possible to prevent an inrush current due to the parasitic capacitor from flowing as a large current to the gate of the switching element 4c.

本発明を諸図面、実施形態、変形例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップ等に含まれる機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップ等を１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。   Although the present invention has been described based on the drawings, embodiments, and modifications, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications and corrections based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these variations and modifications are included in the scope of the present invention. For example, the functions included in each means, each step, etc. can be rearranged so that there is no logical contradiction, and a plurality of means, steps, etc. can be combined or divided into one. .

また、上述した実施形態において、ハイブリッド車に搭載される車載電源システム１０について説明したが、これに限られない。例えば、車載電源システム１０は電気自動車（ＥＶ車）に搭載されてもよい。   In the above-described embodiment, the in-vehicle power supply system 10 mounted on the hybrid vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the in-vehicle power supply system 10 may be mounted on an electric vehicle (EV vehicle).

１ 第１蓄電池
２ 第２蓄電池
３ 負荷
４ スイッチ
４ａ スイッチ制御部
４ｂ トランジスタ制御部
４ｃ スイッチング素子
Ｓ１ 第１スイッチング素子
Ｓ２ 第２スイッチング素子
Ｓ３ 第３スイッチング素子
Ｓ４ 第４スイッチング素子
Ｓ５ 第５スイッチング素子
Ｓ６ 第６スイッチング素子
Ｔ１ 第１トランジスタ
Ｔ２ 第２トランジスタ
Ｔ３ 第３トランジスタ
Ｔ４ 第４トランジスタ
Ｔ５ 第５トランジスタ
Ｔ６ 第６トランジスタ
Ｒａ 抵抗
Ｒｂ ゲート前抵抗
Ｚ ツェナーダイオード
５ 整流素子
５ａ 第１整流素子
５ｂ 第２整流素子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st storage battery 2 2nd storage battery 3 Load 4 Switch 4a Switch control part 4b Transistor control part 4c Switching element S1 1st switching element S2 2nd switching element S3 3rd switching element S4 4th switching element S5 5th switching element S6 5th 6 switching element T1 1st transistor T2 2nd transistor T3 3rd transistor T4 4th transistor T5 5th transistor T6 6th transistor Ra Resistor Rb Gate resistance Z Zener diode 5 Rectifier 5a 1st rectifier 5b 2nd rectifier

Claims (4)

スイッチ制御部と、
前記スイッチ制御部によって制御されるスイッチング素子と、
前記スイッチング素子のソースとゲートとの間に接続された抵抗と、
前記スイッチ制御部と前記スイッチング素子との間に接続された第１トランジスタと、
前記第１トランジスタのオンとオフとを制御可能な制御部と、
を有し、
前記制御部は、クランキングを検出したときに前記第１トランジスタをオフにする、車載電源システム。 A switch controller;
A switching element controlled by the switch controller;
A resistor connected between a source and a gate of the switching element;
A first transistor connected between the switch control unit and the switching element;
A control unit capable of controlling on and off of the first transistor;
Have
The on-vehicle power supply system, wherein the control unit turns off the first transistor when cranking is detected. 請求項１に記載の車載電源システムにおいて、
前記制御部に接続されたＰＮＰ型の第２トランジスタと、前記第２トランジスタおよび前記第１トランジスタの間に接続されたＮＰＮ型の第４トランジスタと、さらに有し、
前記制御部は、ＨＩ信号を出力することによって前記第２トランジスタ、前記第４トランジスタおよび前記第１トランジスタをオフにする、車載電源システム。 The in-vehicle power supply system according to claim 1,
A PNP-type second transistor connected to the control unit; and an NPN-type fourth transistor connected between the second transistor and the first transistor;
The control unit is an in-vehicle power supply system that turns off the second transistor, the fourth transistor, and the first transistor by outputting a HI signal. 請求項１または２に記載の車載電源システムにおいて、
前記スイッチング素子のソースとゲートとの間に接続されたツェナーダイオードをさらに有する、車載電源システム。 The in-vehicle power supply system according to claim 1 or 2,
The in-vehicle power supply system further comprising a Zener diode connected between a source and a gate of the switching element. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車載電源システムにおいて、
前記スイッチング素子のゲートに接続されたゲート前抵抗をさらに有する、車載電源システム。 In the vehicle-mounted power supply system according to any one of claims 1 to 3,
A vehicle-mounted power supply system further comprising a pre-gate resistor connected to the gate of the switching element.
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